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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, bei welchem zentral ein Bremsmoment, insbesondere durch eine elektrische Maschine, eine Zentralbremse oder eine zentrale Parkbremse gestellt wird und im Antriebsstrang des Fahrzeugs zumindest eine Kupplung angeordnet ist. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens in einem Fahrzeug, welches mittels einer elektrischen Maschine angetrieben ist oder eine zentrale Bremseinheit oder eine zentrale Parkbremse sowie stufenlos einstellbare Kupplungen an den Rädern aufweist.
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Stand der Technik
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DE 10 2012 216 304 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei in dem dort vorgeschlagenen Verfahren zum Schließen einer Kupplung bei anfänglich abgeschalteter Brennkraftmaschine und/oder bei anfänglich abgeschalteter elektrischer Maschine eine Fahrdynamik basierend auf einem Verhalten des Fahrers ermittelt wird und eine Drehzahl der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von der ermittelten Fahrdynamik derart eingestellt wird, dass die Kupplung über die Hydraulikpumpe umso schneller befüllt wird, je größer die ermittelte Fahrdynamik ist.
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DE 10 2005 033 723 A1 hat einen Antriebsstrang und ein Verfahren zur Regelung eines Antriebsstrangs zum Gegenstand. Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren werden beim Schalten der Kupplung die Momente des Verbrennungsmotors, eine erste elektrische Maschine einer Kupplung und einer zweiten elektrischen Maschine durch einen Zustandsregler geregelt, wodurch beim Schalten der Kupplung ein hoher Fahrkomfort erreicht wird.
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DE 199 81 601 B4 hat einen Antriebsstrang zum Gegenstand, bei dem ein Rotor auf einen an dem Gehäuse befestigten Lagerflansch angeordnet ist, wobei eine elektrische Maschine in einem Kraftfluss zwischen Antriebselement und Kupplung oder zwischen Kupplung und Abtriebselement vorgesehen ist.
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DE 10 2015 115 438 A1 hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers beim Betrieb, insbesondere beim Abbremsen, eines Fahrzeugs zum Gegenstand. Es erfolgt eine Unterstützung eines Fahrers, insbesondere beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs mit einer E-Maschine, zum Aufladen eines elektrischen Speichers, wobei die E-Maschine mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, um den elektrischen Speicher aufzuladen. Es erfolgt zunächst eine Auswertung einer effektiven Aufladung eines elektrischen Speichers durch die E-Maschine beim Abbremsen des Fahrzeugs, ein Bereitstellen einer Information zur optimalen Betätigung einer insbesondere mechanischen und elektrischen Bremse an den Fahrer, in Abhängigkeit von der Auswertung, wobei beim Auswerten energetische, insbesondere kinematisch bedingte Verluste berücksichtigt werden, die durch Koppeln der E-Maschine mit dem Antriebsstrang, insbesondere durch Mitschleppen mindestens einer Komponente des Antriebsstrangs entstehen.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung folgend wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem zentral ein Bremsmoment, insbesondere durch eine elektrische Maschine, eine Zentralbremse oder eine zentrale Parkbremse gestellt wird und im Antriebsstrang des Fahrzeugs zumindest eine Kupplung angeordnet ist, wobei die nachfolgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
- a) Abhängig von einer Erkennung eines fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs und einer gewünschten Trajektorie des Fahrzeugs wird ein gewünschtes Bremsmoment M_Soll oder ein gewünschtes Differenzmoment M_Diff an Rädern einer angetriebenen Achse des Fahrzeugs ermittelt,
- b) Es erfolgt eine Ansteuerung der mindestens einen Kupplung derart, dass dementsprechende Kupplungsmomente generiert werden,
- c) Radstabilitäten durch Beobachtung von Radschlupf an den jeweiligen Rädern des Fahrzeugs werden ermittelt und
- d) bei außerhalb eines gewünschten Bereichs liegendem Radschlupf erfolgt eine Regelung von Radmomenten über eine Ansteuerung der mindestens einen Kupplung.
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In vorteilhafter Weise kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine Betriebsstrategie realisiert werden, die, ohne dass an einer angetriebenen Achse klassische Radbremsen benötigt werden, dennoch eine Fahrsicherheitsfunktion, wie beispielsweise eine vollständige ESP-Funktionalität, gewährleisten. Insbesondere lassen sich hierbei in dem Antriebsstrang bereits vorhandene Kupplungen zur Darstellung einer Bremsfunktion einsetzen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Betriebsstrategie wird an einer Antriebsachse eines Fahrzeugs oder bei einachsgetriebenen Fahrzeugen eingesetzt; eine verbleibende Achse des betreffenden Fahrzeugs umfasst in bekannter Weise klassische Radbremsen.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens stellen die gemäß Verfahrensschritt b) generierten Kupplungselemente radindividuelle Bremsmomente dar.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgt gemäß Verfahrensschritt c) die Ermittlung von Radstabilitäten durch Schätzung über Raddrehzahlsensoren oder durch Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine thermische Überwachung der mindestens einen Kupplung vorgenommen und bei einer detektierten thermischen Überlast der Kupplung eine Degradierung der Ansteuerung der mindestens einen Kupplung gemäß Verfahrensschritt d) durchgeführt.
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In vorteilhafter Weise wird beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren ein Kupplungsschlupf der mindestens einen Kupplung durch eine Verringerung einer Regelfrequenz hinsichtlich der Ansteuerung der mindestens einen Kupplung herbeigeführt.
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In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann eine thermische Entlastung der mindestens einen Kupplung, insbesondere einer mindestens einen radseitigen Kupplung während der Funktionen „ABS“ und/oder während der Funktionen „TCS“ durch Vermeidung halboffener Zustände der mindestens einen Kupplung vermieden werden. Erfolgt ein vollständiges Öffnen oder ein vollständiges Schließen in einer schnellen Reihenfolge in Gestalt einer „Stotterbremse“ mit dem Ziel, möglichst viel Energie zwischen Fahrbahn und (kurzzeitig) blockierenden oder durchdrehenden Reifen umzuwandeln, wird die thermische Entlastung unterstützt.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann alternativ im Fall der ABS-Funktion mehr Radschlupf oder im Fall der TCS-Funktion weniger Radschlupf zugelassen werden. Im Extremfall kann das Rad sogar kurzzeitig für ein bis zwei Sekunden vollständig blockieren, so dass während dieser Blockierzeit die Bremsarbeit in die Reifen beziehungsweise Straßenkontaktfläche übergeht und nicht in die mindestens eine Kupplung.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren liefert die Motorsteuerung parallel zur Durchführung des Verfahrens auf Fahrerwunsch für die mindestens eine Kupplung ein positives oder negatives Motormoment. Die beiden bremsenden Kupplungen, beispielsweise an der angetriebenen Achse am linken und rechten Hinterrad vorgesehen, stützen sich am Motormoment ab, daher ist es vorteilhaft, den Motor beziehungsweise die elektrische Maschine gleichzeitig mit anzusteuern.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden zur Verwirklichung der Funktion „ABS-Bremsung“ Kupplungsmomente aufgrund des Radschlupfs derart angepasst, dass ein maximales Bremsmoment bei fahrstabilem Zustand des Fahrzeugs gestellt wird, wobei alle Räder des Fahrzeugs gleichzeitig verzögert werden. Im Fall einer ABS-Bremsfunktion auf einer einseitig glatten Fahrbahn (µ-Split), wird beispielsweise mindestens eine radseitige Kupplung auf der glatten Seite entsprechend dem gewünschten Radschlupf geöffnet und mit entsprechendem Kupplungschlupf betrieben. An allen Rädern wird ein (unterschiedlich großes) bremsendes Moment (mit negativem Vorzeichen) gefordert.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird ein achszentral gestelltes Bremsmoment derart angepasst, dass es dem maximal stellbaren Radmoment an der Achse entspricht, wobei beispielsweise eine radseitig vorgesehene Kupplung geschlossen wird.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird zur Verwirklichung der Funktion „TCS-Anfahren“ ein Antriebsmoment gestellt, welches dem maximal stellbaren Antriebsmoment an einer Antriebsachse des Fahrzeugs entspricht, welches durch Schließen der mindestens einen radseitigen Kupplung auf das mindestens eine Rad übertragen wird. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann zur Verwirklichung der Funktion „ESP“ beim Untersteuern des Fahrzeugs ein kurveneindrehendes Giermoment durch eine Abbremsung des kurveninneren Hinterrads mittels Schließen einer kurveninneren Kupplung und Öffnen der kurvenäußeren Kupplung erzeugt werden, für den Fall, dass die Hinterachse mit zwei den Rädern zugeordneten radseitigen Kupplungen versehen ist.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann andererseits zur Verwirklichung der Funktion „ESP“ beim Übersteuern des Fahrzeugs ein kurvenausdrehendes Giermoment durch eine Abbremsung des kurvenäußeren Vorderrads mittels Schließen der kurvenäußern Kupplung erzeugt werden. In diesem Fall sind zum Beispiel die Räder einer Vorderachse mit radseitigen Kupplungen versehen.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die Verwendung des Verfahrens in einem Fahrzeug, welches mittels einer elektrischen Maschine angetrieben ist oder eine zentrale Bremseinheit oder eine zentrale Parkbremse sowie stufenlos einstellbare Kupplungen an den Rädern einer angetriebenen Achse aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird eine Betriebsstrategie für ein Fahrzeug bereitgestellt, welche, ohne dass klassische Radbremsen an einer angetriebenen Achse, ob Vorder- oder Hinterachse, am Fahrzeug benötigt werden, eine vollständige ESP-Funktionalität in puncto Fahrsicherheit gewährleisten. Die verbliebene Achse am Fahrzeug kann mit klassischen Radbremsen ausgestattet sein. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren können ebenso bereits im Antriebsstrang vorhandene Kupplungen genutzt werden. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren werden radindividuelle Kupplungen pro angetriebener Achse, ob Vorder- oder Hinterachse, eingesetzt, so dass an der Vorderachse beziehungsweise der Hinterachse zwei radindividuelle Kupplungen für die Räder der jeweiligen Achse vorgesehen sind. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass beide Achsen eines Fahrzeugs derart ausgestaltet sind. Am vorteilhaftesten ist eine Konfiguration, bei welcher ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug beispielsweise über einen Heckantrieb verfügt, wobei auf der angetriebenen Hinterachse zwei radseitige Kupplungen anstatt der bisher eingesetzten klassischen Radbremsen eingesetzt werden. In dieser Konfiguration ist die Vorderachse des Fahrzeugs mit den klassischen Radbremsen in konventioneller Art und Weise ausgestattet.
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Zur Darstellung sicherheitsrelevanter Fahrdynamikfunktionen, wie beispielsweise ABS-Bremsung und TCS-Anfahren oder ESP-Steuereingriff bei Untersteuern und Übersteuern des Fahrzeugs, können unter Verzicht auf klassische Bremsen an der angetriebenen Achse Fahrdynamikfunktionen mittels Kupplungen dargestellt werden. Für den Einsatz an einem Fahrzeug, bei dem zusätzlich konventionelle Radbremsen vorgesehen sind, kann im Fall eines Ausfalls einer oder mehrerer klassischer Radbremsen am entsprechenden Rad mittels der Kupplung ein zentral erzeugtes Bremsmoment, welches durch die E-Maschine, die Zentralbremse beziehungsweise die Parkbremse mittels einer radseitigen Kupplung jeweils auf das entsprechende Rad aufgeprägt wird. Auch hier ist die ESP/ABS/TCS-Funktionalität gewährleistet. In vorteilhafter Weise kann beispielsweise ein Fahrzeug mit einem normalen konventionellen Bremssystem ausgestattet sein. Dazu können zusätzlich an mindestens einer Achse radseitige Kupplungen eingebaut werden. Wenn in einem derart konfigurierten Fahrzeug der Ausfall der klassischen Bremse auftritt, werden laut gängigen Notfallbetriebsstrategien ESP/ABS/TCS-Funktionen abgeschaltet. Beim Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung jedoch wird über die Anwendung der vorgeschlagenen Betriebsstrategie die ESP/ABS/TCS-Funktion über die Kupplungen, die zusätzlich an einer angetriebenen Achse ausgebildet sind, übernommen.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 die Betriebsstrategie anhand eines Flussdiagramms für ein Fahrzeug und
- 2 den schematischen Aufbau eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit den angetriebenen Rädern einer Hinterachse jeweils zugeordneten Kupplungen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung der Betriebsstrategie bei einer radselektiv vorgenommenen Momentanpassung im fahrdynamischen Grenzbereich eines Fahrzeugs, d. h., wenn ABS-, TCS- oder ESP-Eingriffe erforderlich werden.
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Ausgehend von einem Start 10 des Fahrzeugs, d. h. dem Beginn einer Fahrt erfolgt ein Normalbetrieb 12 eines Fahrzeugs 40, wie es in 2 dargestellt ist. Im Normalbetrieb 12 des Fahrzeugs 40 sind beispielsweise die in 2 am Fahrzeug 40 vorgesehenen beiden radseitigen Kupplungen 50, 52 geschlossen. Während des Normalbetriebs 12 des Fahrzeugs 40 treten bei moderaten Längs- und Querbeschleunigungen keine ESP-Eingriffe auf. Im Normalbetrieb wird eine verschleiß- und effizienzbasierte Ansteuerung, d. h. eine verschleißoptimierte Ansteuerung der Kupplungen (vgl. Position 14) beibehalten. Bei stärkeren Bremsvorgängen, die durch einen Bremswunsch 16 des Fahrzeugführers oder eines Fahrassistenzsystems initialisiert werden, soll ein bestimmtes Bremsmoment M_Soll gestellt werden. Dabei kann es sich um eine Komfortbremsung handeln, die über die Abfrage 18 ermittelt wird. Wird die Abfrage 18 hinsichtlich des Vorliegens oder Nicht-Vorliegens einer gewünschten oder nicht gewünschten Komfortbremsung positiv beantwortet, so erfolgt eine Fortsetzung 20 der verschleißoptimierten Ansteuerungen der Kupplungen 50, 52, wie sie schematisch in 2 angedeutet sind.
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Wird die Abfrage 18 in Bezug auf die Komfortbremsung hingegen verneint, so erfolgt eine Abzweigung zu einer Erkennung 22 des fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs 40. In diesem Fall wird bei stärkeren Bremsvorgängen, die über eine Komfortbremsung hinausgehen, abhängig vom derzeitigen Fahrzustand des Fahrzeugs 40 und einer gewünschten Trajektorie, die einem Fahrerwunsch beziehungsweise dem Input eines Fahrassistenzsystems entspricht, ein gewünschtes Bremsmoment an den einzelnen Rädern des Fahrzeugs 40 beziehungsweise ein Differenzmoment berechnet. Ein Differenzmoment dient beispielsweise zur Gewährleistung eines bestimmten Giermoments an einer Achse des Fahrzeugs 40, sei es eine Vorderachse 46 oder eine Hinterachse 48, wie in 2 dargestellt. Als Grundlage dieser Berechnungen werden die Kupplungen 50 bis 56 des Fahrzeugs 40 derart angesteuert, dass entsprechende Kupplungsmomente erzeugt werden, die radindividuellen Bremsmomenten entsprechen. Nach der Erkennung 22 des fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs 40 erfolgt eine Ermittlung 24 von Radstabilitäten der einzelnen Räder des Fahrzeugs 40. Zur Erkennung der jeweiligen Radstabilitäten der Räder des Fahrzeugs 40 wird ein Radschlupf jeweils durch Raddrehzahlsensoren geschätzt oder aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Durch diese beispielhaft genannten Parameter wird das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen der Radstabilität bewertet. Liegt der Radschlupf außerhalb eines gewünschten Bereichs, erfolgt eine Anpassung des entsprechenden Kupplungsmoments für die Kupplung, die dem jeweiligen auf Radstabilität untersuchten Rad zugeordnet ist. Ist die Radstabilität vorhanden, erfolgt kein Eingriff; ist die Radstabilität hingegen nicht vorhanden, wird zu einer Radmomentenregelung 26 verzweigt. Mittels der Radmomentenregelung 26 erfolgt eine Anpassung der jeweils an den Rädern des Fahrzeugs 40 zu stellenden Kupplungsmomente. Während der Durchführung des Verfahrens bei einem fahrdynamischen Grenzzustand des Fahrzeugs 40, in dem ABS, TCS oder ESP-Eingriffe erforderlich werden können, werden die Kupplungen 50 und 52, die der Hinterachse 48 des Fahrzeugs 40 zugeordnet sind, einer Überwachung 28 auf thermische Überbelastung unterzogen. Wird eine thermische Überbelastung verneint, so erfolgt kein Eingriff; werden hingegen thermische Überbelastungen an einer oder mehrerer der Kupplungen 50, 52, die innerhalb eines Antriebsstrangs 42 des Fahrzeugs 40 verbaut sind, festgestellt, so erfolgt die Verzweigung zu einer Degradationsstufe 30. Innerhalb der Degradationsstufe 30 kann der Kupplungsschlupf, der innerhalb der Kupplungen 50 und/oder 52 auftritt, minimiert werden, was zum Beispiel durch die Verringerung der entsprechenden Regelfrequenz, d. h. der Ansteuerfrequenz der einzelnen Kupplungen 50, 52 erreicht werden kann Um die thermische Belastung der Kupplungen 50, 52 zu verringern, sind beispielsweise halboffene Kupplungszustände zu vermeiden, was bedeutet, dass die Kupplung entweder ganz offen oder ganz geschlossen ist. Das schnelle Schließen und Öffnen kann in vorteilhafter Weise in einer schnellen Reihenfolge, wie sie beispielsweise bei der Stotterbremse auftritt, vorgenommen werden, mit dem Ziel, möglichst viel Energie zwischen Fahrbahn und (kurzzeitig) blockierten Reifen umzuwandeln. Eine weitere Möglichkeit, die thermische Belastung der mindestens einen radseitigen Kupplung 50, 52 zu verringern ist dadurch gegeben, dass beispielsweise im Rahmen der TCS-Funktion mehr Radschlupf zugelassen wird und im Rahmen der ABS-Funktion mehr Bremsschlupf zugelassen wird. Im Extremfall kann das betreffende Rad sogar kurzzeitig wenige Sekunden lang blockieren, so dass in dieser Blockierzeit die Bremsarbeit in die Kontaktfläche zwischen Reifen und Straße übergeht und nicht in die Kupplung. Im Fall einer TCS-Funktion kann das Rad kurzzeitig voll durchdrehen und danach die Kupplung kurz geöffnet und dann schnell wieder geschlossen werden.
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Parallel zu der in 1 dargestellten Betriebsstrategie des Fahrzeugs 40 erfolgt innerhalb der Motorsteuerung 36 die Stellung eines entsprechenden positiven oder negativen Motormoments auf Fahrerwunsch oder auf Input eines Fahrassistenzsystems.
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In 2 ist in schematischer Weise das Fahrzeug 40 dargestellt, in dessen Antriebsstrang 42 eine elektrische Maschine 44 integriert sein kann. Der elektrischen Maschine 44, die über eine Traktionsbatterie 60 gespeist wird, ist ein Getriebe beziehungsweise ein Differential 58, in diesem Fall an der Hinterachse 48, zugeordnet. Der Antriebsstrang 42 umfasst darüber hinaus die Vorderachse 46 des Fahrzeugs 40, in welcher den Vorderrädern jeweils klassische Bremsen zugeordnet sein können. Die Hinterachse 48 des Antriebsstrangs 42 des in 2 schematisch dargestellten Fahrzeugs 40 umfasst eine erste radseitige Kupplung 50 sowie eine zweite radseitige Kupplung 52, die jeweils den durch die Hinterachse 48 angetriebenen Rädern zugeordnet ist.
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Ein prinzipieller Unterschied, welcher bei einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs durch radseitige Kupplungen 50, 52 im Vergleich zur Fahrdynamikregelung durch Bremsen zu beachten ist, ist eine Abhängigkeit des Vorzeichens der Radmomente vom Vorzeichen eines zentral, beispielsweise durch die elektrische Maschine 44 oder ein zentrales Bremselement, gestellten Antriebs- beziehungsweise Bremsmoments. Das bedeutet, es können an einer Achse, d. h. entweder an der Vorderachse 46 oder der Hinterachse 48 zur gleichen Zeit positive (Antrieb eines Rads) und negative (Bremsen eines Rads) Momente gestellt werden. Dies ist, wie nachfolgend erläutert werden wird, bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Betriebsstrategie ohne Belang, da dieser Umstand keine negativen Auswirkungen auf die wichtigsten Fahrsicherheitsfunktionen hat, also ABS-Bremsung, TCS-Anfahren, ESP-Eingriff beim Unter- oder Übersteuern.
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Im Rahmen einer ABS-Bremsung werden die Kupplungsmomente an den Kupplungen 50, 52 so angepasst, dass das maximale Bremsmoment erzeugt werden kann und das Fahrzeug 40 gleichzeitig in einer stabilen Fahrzeuglage verbleibt. Es wird an allen Rädern des Fahrzeugs 40 gleichzeitig verzögert. Das beispielsweise achszentral gestellte Bremsmoment wird derart angepasst, dass es dem maximal absetzbaren Radmoment an einer Achse, ob Vorderachse 46 oder Hinterachse 48, entspricht und die dementsprechende Kupplung 50, 52 wird geschlossen. Beim ABS-Eingriff auf einer einseitig glatten Fahrbahn (µ-Split, d. h. Reibwertsplit) wird die entsprechende Kupplung 50, 52 auf der glatten Seite entsprechend dem gewünschten Radschlupf geöffnet und mit einem entsprechenden Kupplungsschlupf betrieben. An allen Rädern wird bei einer ABS-Bremsung ein unterschiedlich großes, jedoch bremsendes Moment gefordert (negatives Vorzeichen). Bei einem Eingriff des TCS-Anfahrens (TCS ≙ Traction Control System) wird beispielsweise durch die elektrische Maschine 44 im Antriebsstrang 42 des Fahrzeugs 40 ein Antriebsmoment gestellt, welches dem maximal absetzbaren Antriebsmoment an der entsprechenden Achse, d. h. der Vorderachse 46 oder der Hinterachse 48, entspricht. Analog zum oben beschriebenen Fall einer ABS-Bremsung wird das maximal absetzbare Antriebsmoment durch Schließen der Kupplungen 50, 52 auf die Räder des Fahrzeugs 40 übertragen. Auch hierbei kann unter Reibwertsplit-Bedingungen, d. h. auf einem glatten Fahrbahnbereich, eine der Kupplungen 50, 52 weiter geöffnet und damit mit mehr Schlupf betrieben werden als die andere der Kupplungen 50, 52. Hierbei sind die Radmomente unterschiedlich groß, jedoch alle mit positivem Vorzeichen behaftet. Bei einem ESP-Eingriff ist zwischen einem Untersteuereingriff und einem Übersteuereingriff zu unterscheiden.
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Beim Untersteuereingriff im Rahmen der Fahrsicherheitsfunktion ESP erfolgt typischerweise eine Abbremsung eines kurveninnenliegenden Hinterrads, wodurch ein kurveneindrehendes Giermoment erzeugt wird. Dazu ist Voraussetzung, dass die vorgeschlagene Topologie hinsichtlich der Kupplungen 50, 52 an der Hinterachse 48 des Fahrzeugs Verwendung findet, so dass der ESP-Untersteuerungseingriff an der kurveninneren der Kupplungen 50, 52, die die klassischen Radbremsen ersetzen, an der Hinterachse 48 vorgenommen wird. Das kurveninnere Rad dreht sich langsamer als das äußere Rad, so dass ein gleichzeitiges Antreiben des kurvenäußeren Rads nicht möglich ist. Dies bedeutet, dass die kurvenäußere der Kupplungen 50, 52 an der Hinterachse 48 geöffnet wird, da sonst die Funktionalität einer Starrachse vorläge, welche eine Untersteuerung am Kurveneingang verstärkte. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Eingriff wird das Giermoment durch Abbremswirkung auf der kurveninneren Seite durch einen zusätzlichen Bremseingriff auf der Außenseite der Kurve reduziert, wodurch das Fahrzeug 40 verzögert.
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Wird im Rahmen eines ESP-Eingriffs ein Übersteuereingriff vorgenommen, so erfolgt typischerweise eine Abbremsung des kurvenäußeren Vorderrads zur Erzeugung eines kurvenausdrehenden Giermoments. In diesem Fall ist die Vorderachse 46 zu betrachten, welche mit klassischen Radbremsen ausgestattet ist. In diesem Fall wird der erforderliche Bremseingriff durch die dem jeweils kurvenäußeren Rad zugeordnete, kurvenäußere der beiden Radbremsen vorgenommen. In diesem Fall ist jedoch ein Abkoppeln des kurveninneren der Räder nicht zwingend erforderlich, da dessen Drehzahl kleiner ist als die Drehzahl des kurvenäußeren Rads. Je nach erforderlichem Giermoment kann es auch sein, dass die kurveninnere der Radbremsen komplett geschlossen wird. Das Bremsmoment kann durch Schließen der jeweils kurvenäußeren der Radbremsen beispielsweise direkt über die elektrische Maschine 44 abgestützt werden. Gegebenenfalls ist ein Abbremsen der gesamten Vorderachse 46 möglich.
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Anhand der oben beschriebenen Beispiele sind die Möglichkeiten der Darstellung sicherheitsrelevanter Fahrdynamikfunktionen mittels radseitiger Kupplungen 50, 52 an der Hinterachse 48 des Fahrzeugs 40 illustriert. Gleichzeitig kann auf radindividuelle Bremsen an der angetriebenen Fahrzeugachse verzichtet werden.
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Für den Fall, dass am Fahrzeug 40 konventionelle Radbremsen eingesetzt sind, kann im Fall eines Ausfalls eine oder mehrere Radbremsen an einem entsprechenden Rad mittels der Kupplungen 50, 52 über ein zentral durch die elektrische Maschine 44 erzeugtes Bremsmoment die Zentralbremse oder eine Parkbremse auf das entsprechende Rad aufgeprägt werden. Auch hierbei ist ESP-, ABS, TCS-Funktionalität jeweils gewährleistet.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012216304 A1 [0002]
- DE 102005033723 A1 [0003]
- DE 19981601 B4 [0004]
- DE 102015115438 A1 [0005]