DE19752345B4

DE19752345B4 - Verfahren zum Beeinflussen des Betriebsmanagements eines Kraftfahrzeugs bei hohen Temperaturen an den Bremsen

Info

Publication number: DE19752345B4
Application number: DE19752345A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Hattwig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: DE19752345A1

Abstract

Verfahren zum Beeinflussen des Betriebsmanagements eines Kraftfahrzeugs bei hohen Temperaturen an den Bremsen,
– bei dem ein Überschreiten einer aktuellen Bremsentemperatur (T) im Vergleich zu einer vorgegebenen Grenztemperatur (T_G) erfasst wird,
dadurch gekennzeichnet,
– dass ein Eingriff in das Betriebsmanagement in Abhängigkeit definierter, aus Betriebsparametern des Fahrzeugs ermittelter Fahrverhaltensformen des Fahrers sowie dem Vorliegen einer Grenztemperaturüberschreitung vorgenommen wird,
– wobei eine erste Fahrverhaltensform (A) durch niedrige Fahrgeschwindigkeit (v) mit intensiver Bremsenbetätigung (Bergabfahrt) gekennzeichnet ist, und
– eine zweite Fahrverhaltensform (B) durch hohe Fahrgeschwindigkeit (v) und häufiges Bremsen mit hoher Bremsleistung gekennzeichnet ist, und
– dass bei Vorliegen der ersten Fahrverhaltensform (A) und Grenztemperaturüberschreitung sowie ausgeschaltetem Fahrzeugmotor ein Wiedereinschalten des Fahrzeugmotors verhindert wird, und
– dass bei Vorliegen der zweiten Fahrverhaltensform (B) und Grenztemperaturüberschreitung die Fahrgeschwindigkeit (v) begrenzt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beeinflussen des Betriebsmanagements eines Kraftfahrzeugs bei hohen Temperaturen an den Bremsen gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei Bremsvorgängen können durch die an den Reibflächen auftretende Reibwärme bei nicht ausreichender Kühlung der Bremsen Beeinträchtigungen des Bremsverhaltens auftreten. Dabei kann ein als Fading bekanntes Nachlassen der Bremswirkung und eine Dampfblasenbildung im Bremsmittelsystem auftreten. Diese Beeinträchtigungen können im Extremfall zur Funktionsunfähigkeit der Fahrzeugbremsen führen.

Dementsprechend sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Bremsentemperatur mit einer Grenztemperatur verglichen wird und bei Erreichen und Überschreiten der Grenztemperatur ein entsprechendes Signal ausgegeben wird, um den Fahrer zu warnen. Die DE 40 38 080 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Betriebstemperatur der Fahrzeugbremsen gemessen und mit einer Grenztemperatur verglichen werden, woraufhin bei Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur ein entsprechendes Signal ausgegeben wird. Hierdurch wird insbesondere die Betätigung einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder einer elektronischen Differentialsperre (EDS), bei denen die Bremsen ohne Einwirken des Fahrers selbsttätig betätigt werden, verhindert, um ein weiteres Aufheizen der Fahrzeugbremsen zu vermeiden.

Auf diese Weise kann zwar eine übermässige Erhitzung aufgrund von EDS/ASR-Funktionen vermieden werden, eine Bremsenüberhitzung durch direkte Bremsbetätigung durch den Fahrer kann jedoch nicht verhindert werden.

Weiterhin ist aus der DE 40 20 693 A1 ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Temperatur der Fahrzeugbremsen ermittelt und mit einer Grenztemperatur verglichen wird. Bei einem Überschreiten der Grenztemperatur wird die Fahrgeschwindigkeit so begrenzt, dass ein sicheres Anhalten des Fahrzeugs gewährleistet ist. Der Eingriff in das Betriebs- bzw. Motormanagement erfolgt hierbei in unmittelbarer Abhängigkeit des Temperaturvergleichs unabhängig von der jeweiligen Fahrsituation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Eingriff in das Betriebsmanagement des Fahrzeugs effizienter zu gestalten, d. h. insbesondere unnötige Eingriffe zu vermeiden und in kritischen Situationen die Sicherheitsmargen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Bremsüberlastung durch Bremsbetätigung durch den Fahrer im wesentlichen bei zwei Typen von Fahrern mit spezifischen Fahrverhaltensformen auftritt. Dies ist zum einen ein Fahrer, der durch hohe Fahrgeschwindigkeit und häufiges Bremsen eine hohe Bremsleistung aufbringt und dadurch, trotz der intensiven Kühlung der Fahrzeugbremsen durch den starken Fahrtwind ein Überhitzen der Fahrzeugbremsen verursacht. Zum anderen kann eine Bremsüberhitzung auftreten; wenn ein Fahrer bei einer längeren Abfahrt, z. B. einer Gebirgsabfahrt, ohne wesentliche Nutzung der Motorbremse die potentielle Energie des Fahrzeugs durch Bremsenbetätigung in Reibenergie umwandelt, da aufgrund der geringen Kühlwirkung bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Wärme nicht schnell genug abgeführt werden kann. Bei dieser Fahrverhaltensform stellen sich kritische Temperaturen an den Bremsen bedingt durch den Wärmestau jedoch in der Regel erst bei einem längeren Stillstand des Fahrzeug sein, so dass eine Fehlfunktion vermieden werden kann, indem ein Wiederanschalten des ausgeschalteten Motors verhindert wird.

Erfindungsgemäss wird somit die Betriebstemperatur der Fahrzeugbremsen mit einer Grenztemperatur verglichen und bei Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur festgestellt, ob eine der beiden Fahrverhaltensformen vorliegt, woraufhin bei der Fahrverhaltensform mit hoher Fahrgeschwindigkeit die Fahrgeschwindigkeit begrenzt wird, um übermässige Bremsleistungen zu verhindern, und bei der Fahrverhaltensform mit niedriger Fahrgeschwindigkeit auf ein Bergabfahren mit häufigem Bremsen geschlossen wird. Bei Feststellen eines derartigen Bergabfahrens wird entsprechend ein Wiederanlassen des Motors verhindert.

Als Betriebsparameter für die Ermittlung des Fahrverhaltens können insbesondere die auch für die Geschwindigkeitsanzeige benutzte Fahrgeschwindigkeit und/oder die gegebenenfalls für ein Antiblockiersystem, eine elektronische Differentialsperre und/oder eine Fahrstabilitätsregelung verwendeten Raddrehzahlen verwendet werden. Die Ermittlung der schnellen Fahrverhaltensform kann auch Daten über die Beschleunigung des Fahrzeugs mit einbeziehen, insbesondere kann eine zeitliche Ableitung der Fahrgeschwindigkeit bzw. Raddrehzahlen oder eine gemessene oder ermittelte Fördermenge des Kraftstoffs zum Motor bzw. eine zeitliche Ableitung dieser Grösse herangezogen werden.

Aus Sicherheitsgründen kann als Grenztemperatur eine Temperatur herangezogen werden, die kleiner ist als eine kritische Temperatur der Fahrzeugbremsen.

Weiterhin kann bei Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur eine selbsttätige Bremsbetätigung, wie sie beispielsweise aus der elektronischen Differentialsperre (EDS), oder der Antriebsschlupfregelung (ASR) bzw. Fahrstabilitätsregelung (FSR) bekannt ist, beendet oder verhindert werden.

Die Erfindung wird im folgenden an einigen Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.
Gemäss der Figur werden Betriebstemperaturen T einer, einiger oder aller Fahrzeugbremsen gemessen und mit einer Grenztemperatur TG verglichen. Erreicht oder überschreitet die Betriebstemperatur zumindest einer der Fahrzeugbremsen die Grenztemperatur TG, wird ermittelt, welches Fahrverhalten vorliegt. Dabei wird insbesondere zunächst festgestellt, ob ein selbsttätiges Bremsen des Fahrzeug mittels eines Regelungssystems, wie z. B. einer elektronischen Differentialsperre (EDS), einer Antischlupfregelung (ASR) oder einer Fahrstabilitätsregelung (FSR) vorliegt. In diesem Falle wird das jeweilige Regelungssystem ausgeschaltet, um eine weitere Betätigung der möglicherweise nicht mehr funktionsfähigen Bremsen zu verhindern. Um den Fahrer zum einen eine Überhitzung der Bremsen und zum anderen den Ausfall des Regelungssystems mitzuteilen, werden entsprechende Anzeigen 5 geschaltet.
Liegt kein derartiges Regelungssystem vor, wird bei 1 geprüft, ob entweder ein Hangabfahren mit häufigem Bremsen oder ein Fahren mit hoher Geschwindigkeit vorliegt. Bei der Differenzierung in diese beiden Fahrverhaltensformen kann davon ausgegangen werden, dass auch bei einer Bergabfahrt mit hohem Gefälle ohne eine zusätzliche Antriebswirkung durch den Motor es zu keiner Bremsüberhitzung kommen kann, wenn zwischen den Bremsvorgängen hinreichend lange Pausen sind, so dass das Fahrzeug durch die Hangabtriebskraft auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt wird.
Die Ermittlung des Fahrverhaltens kann dabei entweder permanent erfolgen, unabhängig vom Feststellen einer erhöhten Betriebstemperatur der Fahrzeugbremsen, oder wie in der Figur angegeben nachfolgend bei Feststellen einer erhöhten Temperatur.
Es können grundsätzlich folgende Fahrverhaltensformen vorliegen:
Zum einen eine Bergabfahrt ohne Antriebswirkung durch den Motor, d. h. im Leerlauf oder mit einem relativ hohen Gang, bei dem keine wesentliche Motorbremswirkung erzeugt wird (Fahrverhaltensform A). Eine erhöhte Bremsentemperatur kann in diesem Fall nur erreicht werden, wenn die Bremse dauerhaft oder sehr häufig betätigt wird, so dass der Fahrer mit einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit den Berg langsam herunterfährt, z. B. hinter einem anderen Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit bzw. einem Lastwagen herfährt, so dass durch die dauerhafte Betätigung der Bremsen und die niedrige Kühlwirkung aufgrund niedriger Fahrgeschwindigkeit eine Überhitzung der Bremsen erreicht werden kann. Dieses Fahrverhalten kann somit erkannt werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit – gegebenenfalls über einen längeren Zeitraum – eine entsprechende untere Vergleichsgeschwindigkeit v_u unterschreitet.
Dabei kann bei Feststellen einer erhöhten Bremsentemperatur und einer höheren Geschwindigkeit grundsätzlich keine Hangabfahrt ohne zusätzliche Motorleistung vorliegen, da sich höhere Geschwindigkeiten alleine durch die Hangabtriebskraft erst nach einer längeren Zeitdauer einstellen, während der jedoch bereits eine ausreichende Bremsenkühlung stattgefunden hat.
Eine kritische Temperatur wird aufgrund der zwar geringen, aber dennoch während der Fahrt noch hinreichenden Kühlwirkung aufgrund des Fahrtwindes erst nach Beendigung der Hangabfahrt bei Stillstand des Fahrzeugs erreicht. Dementsprechend kann, wenn der Motor ausgeschaltet wird, durch ein Verhindern des Wiederanlassens des Fahrzeugs eine Fahrt mit überhitzten Bremsen vermieden werden. Hierzu wird zunächst bei 2 überprüft, ob der Motor eingeschaltet ist, z. B. durch Überprüfen der Zündung, und bei ausgeschaltetem Motor wird anschliessend bei 4 ein Wiederanschalten verhindert, z. B. durch Blockieren der Zündung und/oder des Anlassers. Weiterhin kann das Fahrzeug auch bei eingeschaltetem Motor stillgelegt werden, was z. B. durch ein Ausschalten der Zündung erreicht werden kann.
Ein zweiter Fall B ist ein Fahren mit hoher Geschwindigkeit und häufigem Abbremsen und Beschleunigen. In diesem Fall wird die vom Fahrer während der Beschleunigungsvorgänge aufgebrachte Leistung im wesentlichen durch die Bremsen in Wärmeleistung überführt, wodurch es zu einer Überhitzung der Bremsen gelangen kann. Hierbei wird zwar durch die höhere Geschwindigkeit zwischen den Bremsvorgängen eine gewisse Kühlung erreicht, die Bremsvorgänge sind aufgrund der hohen Geschwindigkeiten jedoch so stark, dass die Kühlwirkung nicht ausreichend ist und eine Überhitzung bereits während eines Bremsvorganges während der Fahrt auftreten kann.
Dieser zweite Fall kann erkannt werden, wenn die Geschwindigkeit – gegebenenfalls über einen längeren Zeitraum – eine vorgegebene obere Vergleichsgeschwindigkeit vo überschreitet. Zusätzlich kann die Beschleunigung des Fahrzeugs gemessen und/oder aus der zeitlichen Ableitung der Geschwindigkeit und/oder der Raddrehzahlen berechnet werden, um zu überprüfen, ob ein Fahrverhalten mit häufigen Beschleunigungsvorgängen vorliegt. Um die von den Bremsen aufgebrachte Wärmeleistung entsprechend einzugrenzen, wird in diesem Fall in der Figur bei 3 die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine obere Grenzgeschwindigkeit v_o begrenzt, so dass der Fahrer einen gewissen Geschwindigkeitswert nicht überschreiten kann.
Gleichzeitig wird dem Fahrer bei 7 die Überhitzung der Bremsen angezeigt, was durch eine optische Anzeige und/oder ein Warnsignal erfolgen kann. Zusätzlich kann bei 7 der Eingriff ins Motormanagement angezeigt werden, um den Fahrer eine Erklärung der Geschwindigkeitsbegrenzung zu liefern.
Die Geschwindigkeitsbegrenzung selbst kann durch einen Eingriff ins Motormanagement erreicht werden, darf aber nicht entsprechend wie bei einem EDS bzw. ASR-System durch Betätigung der Fahrzeugbremsen erreicht werden. Neben einer Betätigung der Drosselklappe kann bei Einspritzsystemen die entsprechende Einspritzmenge verringert oder begrenzt werden. Entsprechende Geschwindigkeitsregelsysteme sind hierfür bereits bekannt.

Claims

Verfahren zum Beeinflussen des Betriebsmanagements eines Kraftfahrzeugs bei hohen Temperaturen an den Bremsen, – bei dem ein Überschreiten einer aktuellen Bremsentemperatur (T) im Vergleich zu einer vorgegebenen Grenztemperatur (T_G) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Eingriff in das Betriebsmanagement in Abhängigkeit definierter, aus Betriebsparametern des Fahrzeugs ermittelter Fahrverhaltensformen des Fahrers sowie dem Vorliegen einer Grenztemperaturüberschreitung vorgenommen wird, – wobei eine erste Fahrverhaltensform (A) durch niedrige Fahrgeschwindigkeit (v) mit intensiver Bremsenbetätigung (Bergabfahrt) gekennzeichnet ist, und – eine zweite Fahrverhaltensform (B) durch hohe Fahrgeschwindigkeit (v) und häufiges Bremsen mit hoher Bremsleistung gekennzeichnet ist, und – dass bei Vorliegen der ersten Fahrverhaltensform (A) und Grenztemperaturüberschreitung sowie ausgeschaltetem Fahrzeugmotor ein Wiedereinschalten des Fahrzeugmotors verhindert wird, und – dass bei Vorliegen der zweiten Fahrverhaltensform (B) und Grenztemperaturüberschreitung die Fahrgeschwindigkeit (v) begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die Temperatur (T) wenigstens einer der Fahrzeugbremsen die Grenztemperatur (T_G) überschreitet, ein Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter zur Bestimmung der Fahrverhaltensform die Fahrgeschwindigkeit (v) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter zur Bestimmung der Fahrverhaltensform die Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt wird als zeitliche Ableitung der Fahrgeschwindigkeit (v) und/oder als zeitliche Ableitung der Raddrehzahl und/oder aus der Fördermenge von Treibstoff zum Motor.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die erste Fahrverhaltensform (A) geschlossen wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit (v) über einen vorgegebenen Zeitraum eine untere Vergleichsgeschwindigkeit (v_u) unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Fahrverhaltensform (B) geschlossen wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit (v) über einen vorgegebenen Zeitraum eine obere Vergleichsgeschwindigkeit (v_o) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Fahrverhaltensform (B) geschlossen wird, wenn eine hohe Fahrgeschwindigkeit (v) und häufige Beschleunigungen festgestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenztemperatur (T_G) gewählt wird, die kleiner ist als eine kritische Temperatur (T_krit) der Bremsen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen der ersten Fahrverhaltensform (A) und/oder bei Vorliegen der zweiten Fahrverhaltensform (B) ein Warnsignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur (T_G) zunächst festgestellt wird, ob ein Fahrzustand mit selbsttätiger Bremsenbetätigung vorliegt, und bei Vorliegen eines solchen Fahrzustands die selbsttätige Bremsbetätigung beendet oder verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellen eines Fahrzustands mit selbsttätiger Bremsbetätigung die Fahrgeschwindigkeit (v) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsentemperatur (T) mittels einer Temperaturmesseinrichtung an wenigstens einer der Fahrzeugbremsen und die Fahrverhaltensform (A oder B) mittels einer Steuereinrichtung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Fahrverhaltensform (A oder B) in einer Steuereinrichtung eines Antiblockiersystems (ABS), einer elektronischen Differentialsperre (EDS) und/oder einer Fahrstabilitätsregelung (FSR) vorgenommen wird.