DE102022207022A1 - Wet-running multi-disc brake for an electrically driven vehicle and method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake of an electrically powered vehicle - Google Patents

Wet-running multi-disc brake for an electrically driven vehicle and method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake of an electrically powered vehicle Download PDF

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Christian SIBLA
Daniel Martin
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Abstract

Nasslaufende Lamellenbremse (10) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (20), umfassend mindestens einen Ölraum (30), der ein Lamellenpaket (40) der Lamellenbremse (10) einschließt, ein Ölreservoir (32), ein den Ölraum (30) und das Ölreservoir (32) verbindendes Schaltelement (34), wobei das Schaltelement (34) ein temperaturabhängig gesteuertes Schaltelement (34) ist, um bei Überschreiten eines oberen Temperaturschwellwerts T1den Ölraum (30) zu entleeren und die Lamellenbremse (10) als Trockenbremse zu betreiben. Der obere Temperaturschwellwert T1wird entweder so gewählt, dass sie unterhalb einer Grenztemperatur TGliegt, bei der frühestens eine Ölschädigung eintreten kann oder aber die Lamellenbremse (10) wird bis zu einer kritischen Öltemperatur TKals Nassbremse betrieben, wobei eine zunehmende Ölschädigung durch einen Ölbeobachter (50) überwacht wird.Wet-running multi-disc brake (10) for an electrically driven vehicle (20), comprising at least one oil chamber (30), which includes a disc pack (40) of the multi-disc brake (10), an oil reservoir (32), an oil chamber (30) and the oil reservoir (32) connecting switching element (34), wherein the switching element (34) is a temperature-dependently controlled switching element (34) in order to empty the oil chamber (30) when an upper temperature threshold value T1 is exceeded and to operate the multi-disc brake (10) as a dry brake. The upper temperature threshold T1 is either chosen so that it is below a limit temperature TG at which oil damage can occur at the earliest, or the multi-disc brake (10) is operated as a wet brake up to a critical oil temperature TK, with increasing oil damage being monitored by an oil observer (50). becomes.

Description

Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenbremse für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Lamellenbremse eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt insbesondere in der Automobilindustrie der Elektro- oder Hybridfahrzeuge, insbesondere für die Effizienzsteigerung von Hauptbetriebskomponenten der Elektromobilität.The invention relates to a wet-running multi-disc brake for an electrically driven vehicle. The invention further relates to a method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake of an electrically driven vehicle.
The field of application of the invention lies in particular in the automotive industry of electric or hybrid vehicles, in particular for increasing the efficiency of main operating components of electromobility.

Konventionelle Betriebsbremsen insbesondere in elektrifizierten Fahrzeugen haben den Nachteil, dass diese überdimensioniert sind und auf Grund von geringer Nutzung sehr schnell verschleißen bzw. rosten. Dies führt zu einem hohen Wartungsaufwand, der vom Endkunden als Belastung durch hohe Kosten und eine verringerte Nutzungsmöglichkeit des Fahrzeuges wahrgenommen wird. Außerdem wird durch konventionelle Betriebsbremsen ein großer Anteil an Feinstaub freigesetzt, was einen negativen Einfluss auf die Umwelt hat. Weiterhin führt der Feinstaub zu einer starken Verschmutzung der Betriebsbremsen und hat somit ebenfalls einen negativen Einfluss auf die Wartungsintensität.Conventional service brakes, especially in electrified vehicles, have the disadvantage that they are oversized and wear out or rust very quickly due to little use. This leads to a high maintenance effort, which is perceived by the end customer as a burden due to high costs and a reduced use of the vehicle. In addition, conventional service brakes release a large proportion of fine dust, which has a negative impact on the environment. Furthermore, the fine dust leads to severe contamination of the service brakes and therefore also has a negative influence on the maintenance intensity.

Die Ausführung der Betriebsbremsen als in das elektrifizierte Achssystem integrierte, nasslaufende Betriebsbremse (Lamellenbremse) hat den Nachteil, dass die maximal zulässige Bauteiltemperatur (Stahllamellentemperaturgrenze) durch die Materialeigenschaften des Kühlöls, wie dem Flammpunkt, dem Oxidationspunkt etc., begrenzt ist. Durch den Kontakt des Bauteils mit einer Bauteiltemperatur größer der maximal zulässigen Bauteiltemperatur zum Kühlöl kann es zu Ölschädigungen beispielsweise durch Verkohlung des Öls und somit zu einer Verringerung der Qualität des Öls kommen.The design of the service brakes as a wet-running service brake (disc brake) integrated into the electrified axle system has the disadvantage that the maximum permissible component temperature (steel disc temperature limit) is limited by the material properties of the cooling oil, such as the flash point, the oxidation point, etc. The contact of the component with a component temperature higher than the maximum permissible component temperature with the cooling oil can lead to oil damage, for example due to charring of the oil and thus a reduction in the quality of the oil.

Die maximal zulässige Bauteiltemperatur ist dadurch bei nasslaufenden Bremsen deutlich geringer (ca. 300°C) ggü. Iuftgekühlten Betriebsbremsen (800°C) und kann insbesondere für Notsituationen wie beispielsweise einer Vollbremsung, bei der die Rekuperationsfunktion des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion nicht genutzt werden, ein reglementierender Faktor bei der Fahrzeugauslegung, Bremsenauslegung und den benötigten Kühlölvolumenstrom sein.The maximum permissible component temperature is therefore significantly lower for wet brakes (approx. 300°C) compared to. Air-cooled service brakes (800 ° C) and can be a regulating factor in vehicle design, brake design and the required cooling oil volume flow, particularly for emergency situations such as emergency braking, in which the recuperation function of the electrically driven vehicle is not used, for example due to a malfunction.

Mit der Problematik der Kühlung einer Lamellenbremse beschäftigt sich beispielsweise die DE 10 2006 031 787 A1 der Anmelderin. Zur Kühlung der Lamellenbremse in den geschlossenen Betriebsphasen der Lamellenbremse ist vorgesehen, dass das Kühlöl in Abhängigkeit vom Betriebszustand derselben in radial unterschiedlichen Richtungen über und/oder durch das Lamellenpaket leitbar ist. Dabei soll bei geöffneter Lamellenbremse das Kühlöl im Getriebegehäuse von radial innen nach radial außen durch und/oder über dieselbe geführt und dann in den Kühlölsumpf abgeleitet werden, während im Schlupfbetrieb oder bei geschlossener Lamellenbremse das Kühlöl von radial außen kommend nach radial innen durch die Lamellenbremse geführt wird. Das Lamellenpaket sollte dafür seitlich abgedichtet werden, um einen optimalen Durchfluss zu erreichen. Der Außen- und der Innenlamellenträger können radiale Öffnungen zur Zu- oder Ableitung des Kühlöls aufweisen. Die Ölzuführung geschieht durch ein gesondertes Ölzufuhrmittel, das beispielsweise als Ventil oder als ein radial an die Lamellenbremse heranführbares Bauteil ausgebildet ist, das den Ölzufluss steuert. Die Steuerung kann über den gleichen Steuerdruck erfolgen, mit dem auch der Kolben der Lamellenbremse betätigt wird.For example, the issue of cooling a multi-disc brake is addressed DE 10 2006 031 787 A1 the applicant. To cool the multi-disc brake in the closed operating phases of the multi-disc brake, it is provided that the cooling oil can be conducted over and/or through the disc pack in radially different directions depending on the operating state of the disc brake. When the multi-disc brake is open, the cooling oil in the gearbox housing should be guided from radially inside to radially outward through and/or over it and then drained into the cooling oil sump, while in slipping mode or with the multi-disc brake closed, the cooling oil should be guided from radially outside to radially inwards through the multi-disc brake becomes. The plate pack should be sealed laterally to achieve optimal flow. The outer and inner disk carriers can have radial openings for supplying or discharging the cooling oil. The oil is supplied by a separate oil supply means, which is designed, for example, as a valve or as a component that can be brought radially to the multi-disc brake and which controls the oil supply. The control can be carried out using the same control pressure that is used to actuate the piston of the multi-disc brake.

Dies hat den Nachteil, dass bei der Fahrzeugauslegung ein zu hoher Materialeinsatz und Kühlölvolumenstrom, für den Sonderfall zum Beispiel einer Vollbremsung aus vmax ohne Rekuperation aufgrund der Begrenzung der Bauteilspitzentemperatur der Stahllamelle wegen Ölkontakt (Ölschädigung, Verkohlung des Öls) angenommen wird.This has the disadvantage that when designing the vehicle, the use of materials and cooling oil volume flow is assumed to be too high, for example in the special case of full braking from v max without recuperation due to the limitation of the component peak temperature of the steel lamella due to oil contact (oil damage, carbonization of the oil).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nasslaufende Betriebsbremse anzugeben, die nicht überdimensioniert ist und trotzdem keine unzulässigen Schädigungen des Kühlöls hervorruft.The invention is based on the object of providing a wet-running service brake that is not oversized and yet does not cause unacceptable damage to the cooling oil.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Betriebsbremse anzugeben, welches es ermöglicht unzulässige Schädigungen, durch die es zu erheblichen Qualitätsverminderung des Öls kommt, zu verhindern.The invention is also based on the object of specifying a method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running service brake, which makes it possible to prevent unacceptable damage that leads to a significant reduction in the quality of the oil.

Die Aufgabe wird durch eine nasslaufende Lamellenbremse gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aspekte bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.The task is solved by a wet-running multi-disc brake according to claim 1. Advantageous aspects form the subject of the respective subclaims.

Die Erfindung umfasst eine nasslaufende Lamellenbremse für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Die nasslaufende Lamellenbremse umfasst mindestens einen Ölraum, der ein Lamellenpaket der Lamellenbremse einschließt, ein Ölreservoir, ein den Ölraum und das Ölreservoir verbindendes, Schaltelement. Das Schaltelement ist ein temperaturabhängig gesteuertes Schaltelement, um bei Überschreiten eines oberen Temperaturschwellwerts T1 den Ölraum zu entleeren, indem im Ölraum vorhandenes Kühlöl in das Ölreservoir befördert wird und bei Unterschreiten eines unteren Temperaturschwellwerts T2 den Ölraum zu befüllen, indem das Kühlöl zurück in den Ölraum befördert wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Kühlöl nicht mit dem Lamellenpaket in Kontakt kommt, wenn dieses eine zu hohe Temperatur aufweist.The invention includes a wet-running multi-disc brake for an electrically driven vehicle. The wet-running multi-disc brake includes at least one oil chamber, which includes a disc pack of the multi-disc brake, an oil reservoir, a switching element connecting the oil chamber and the oil reservoir. The switching element is a temperature-dependently controlled switching element in order to empty the oil chamber when an upper temperature threshold value T 1 is exceeded by transporting cooling oil present in the oil chamber into the oil reservoir and to fill the oil chamber when the temperature falls below a lower temperature threshold value T 2 by returning the cooling oil to the oil chamber Oil space is transported. Through this This ensures that the cooling oil does not come into contact with the disk pack if the temperature is too high.

Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass ein Ölbeobachter zur Bestimmung des Ölzustandes vorhanden ist, der derart ausgebildet ist, um im Falle einer kritischen Ölschädigung ein Signal auszugeben. Dies bewirkt, dass der Ölzustand überwacht werden kann und damit Rückschlüsse auf die entsprechende Ölqualität gezogen werden können.An advantageous aspect provides that an oil observer is present for determining the oil condition, which is designed to output a signal in the event of critical oil damage. This means that the oil condition can be monitored and conclusions can be drawn about the corresponding oil quality.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Ölbeobachter derart ausgebildet ist, um den Ölzustand über ein Berechnungsmodell aus dem Öltemperaturverlauf, gebildet aus einer erfassten Öltemperatur über die Zeit, zu bestimmen und die kritische Ölschädigung abzuleiten. Dadurch wird sichergestellt, dass im Falle einer kritischen Ölschädigung ein hinterlegtes Servicekonzept aufgerufen werden kann, welches den Fahrer zu einem entsprechenden Service anleitet.It is particularly advantageous if the oil observer is designed to determine the oil condition using a calculation model from the oil temperature profile, formed from a recorded oil temperature over time, and to derive the critical oil damage. This ensures that in the event of critical oil damage, a stored service concept can be called up, which instructs the driver on appropriate service.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schaltelement beschaffen, um bei Unterschreiten eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 den Ölraum zu entleeren. Auf diese Weise können Schleppverluste weiter reduziert werden, wenn die nasslaufende Lamellenbremse nicht in Verwendung ist. Der weitere Temperaturschwellwert T3 hat daher einen noch geringeren Betrag als der untere Temperaturschwellwert T2.In a further advantageous embodiment, the switching element is designed to empty the oil chamber when the temperature falls below a further threshold value T 3 . In this way, drag losses can be further reduced when the wet multi-disc brake is not in use. The further temperature threshold T 3 therefore has an even lower value than the lower temperature threshold T 2 .

Vorteilhafterweise umfasst ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug eine nasslaufende Lammellenbremse. Dadurch wird die Nachhaltigkeit bzw. Umweltverträglichkeit der Bremsvorrichtung von Elektro- oder Hybridfahrzeugen erheblich verbessert und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Bremsvorrichtung gesteigert. Insbesondere elektrisch angetriebene Fahrzeuge profitieren von einem solchen Aufbau, da er die Rekuperation verbessert.An electrically driven vehicle advantageously includes a wet-running multi-disc brake. This significantly improves the sustainability or environmental compatibility of the braking device of electric or hybrid vehicles and increases the reliability and service life of the braking device. Electrically powered vehicles in particular benefit from such a structure as it improves recuperation.

Die Aufgabe für ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Lamellenbremse eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges wird durch folgende Schritte gelöst:

  • • Kontinuierliche Ableitung der Öltemperatur aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich ermittelten Bauteiltemperatur,
  • • Entleeren des Ölraumes bei Überschreitung eines oberen Temperaturschwellwerts T1,
  • • Befüllen des Ölraumes bei Unterschreitung eines unteren Temperaturschwellwerts T2.
The task for a method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake of an electrically driven vehicle is solved by the following steps:
  • • Continuous derivation of the oil temperature from a component temperature continuously determined during vehicle operation,
  • • Draining the oil chamber when an upper temperature threshold T 1 is exceeded,
  • • Filling the oil chamber when the temperature falls below a lower temperature threshold T 2 .

Dies bewirkt, dass das Kühlöl auch bei außergewöhnlichen Ereignissen, wie beispielsweise einer Vollbremsung aus vmax sicher vor Beschädigungen bewahrt wird und die Fahrzeugauslegung dennoch nicht überdimensioniert wird. Die Bauteiltemperatur kann direkt gemessen oder berechnet werden. Die daraus abgeleitete Öltemperatur kann im einfachsten Fall mit der Bauteiltemperatur gleichgesetzt werden, so dass insbesondere auch der obere Temperaturschwellwert T1 und der untere Temperaturschwellwert T2 Schwellwerte für die Bauteiltemperatur darstellen können. Sie kann aber je nach Art der Temperaturbestimmung oder der Bauart und Anwendung der nasslaufenden Lamellenbremse auch von der Bauteiltemperatur abweichen.This means that the cooling oil is safely protected from damage even in exceptional events, such as an emergency braking from v max , and the vehicle design is still not oversized. The component temperature can be measured or calculated directly. In the simplest case, the oil temperature derived from this can be equated with the component temperature, so that in particular the upper temperature threshold T 1 and the lower temperature threshold T 2 can also represent threshold values for the component temperature. However, depending on the type of temperature determination or the design and application of the wet-running multi-disc brake, it can also deviate from the component temperature.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der obere Temperaturschwellwert T1 in einem Bereich von 230° bis 300°C liegt, womit eine Ölschädigung vermieden wird. Dies ermöglicht, dass eine Erwärmung des Öls auf Temperaturen, die zu einer Ölschädigung führen, sicher verhindert wird.It proves to be advantageous if the upper temperature threshold T 1 is in a range from 230° to 300°C, which avoids oil damage. This makes it possible to safely prevent the oil from heating up to temperatures that would lead to oil damage.

Auch ist es vorteilhaft, zusätzlich bei Unterschreiten eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 den Ölraum zu entleeren. Auf diese Weise können Schleppverluste weiter reduziert werden, wenn die nasslaufende Lamellenbremse nicht in Verwendung ist. Der weitere Temperaturschwellwert T3 hat daher einen noch geringeren Betrag als der untere Temperaturschwellwert T2.It is also advantageous to additionally empty the oil chamber when the temperature falls below a further temperature threshold T3 . In this way, drag losses can be further reduced when the wet multi-disc brake is not in use. The further temperature threshold T 3 therefore has an even lower value than the lower temperature threshold T 2 .

Nach einem bevorzugten Aspekt erfolgt ein kontinuierliches Ableiten der Öltemperatur aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich ermittelten Bauteiltemperatur und währenddessen abhängig von der Öltemperatur:

  • • Wiederholte Aktivierung bzw. Deaktivierung des Ölbeobachters bei Überschreitung bzw. Unterschreitung einer Grenztemperatur TG, wobei die Öltemperatur oberhalb der Grenztemperatur TG erfasst und als Öltemperaturverlauf über die Zeit gespeichert wird
  • • Bestimmung des Ölzustandes über ein Berechnungsmodel aus allen Öltemperaturverläufen
  • • Signalisierung bei Erreichen der kritischen Ölschädigung
  • • Entleeren des Ölraumes bei Überschreitung eines oberen Temperaturschwellwerts T1, der einer kritischen Öltemperatur TK entspricht
  • • Befüllen des Ölraumes bei Unterschreitung eines oberen Temperaturschwellwerts T2, der einer Befülltemperatur TB entspricht.
According to a preferred aspect, the oil temperature is continuously derived from a component temperature that is continuously determined during vehicle operation and is thereby dependent on the oil temperature:
  • • Repeated activation or deactivation of the oil monitor when a limit temperature T G is exceeded or fallen below, whereby the oil temperature above the limit temperature T G is recorded and saved as an oil temperature curve over time
  • • Determination of the oil condition using a calculation model from all oil temperature curves
  • • Signaling when critical oil damage is reached
  • • Emptying the oil chamber when an upper temperature threshold T 1 is exceeded, which corresponds to a critical oil temperature T K
  • • Filling the oil chamber when the temperature falls below an upper temperature threshold T 2 , which corresponds to a filling temperature T B.

Dies verlangsamt den Verschleiß des Kühlöls und führt damit zu einer Verringerung des Wartungsaufwandes und zu einem verbesserten Kosten- Nutzen-Gleichgewicht.This slows down the wear of the cooling oil and thus leads to a reduction in maintenance requirements and an improved cost-benefit balance.

Vorzugsweise liegt die Befülltemperatur TB oberhalb der Grenztemperatur TG. Dadurch kann mit der Befüllung des Ölraumes bereits begonnen werden, bevor die Grenztemperatur TG erreicht ist und es erfolgt eine schnellere Abkühlung der Betriebsbremse, was zu einem verringerten Verschleiß führt.The filling temperature T B is preferably above the limit temperature T G. This allows Filling the oil chamber can be started before the limit temperature T G is reached and the service brake cools down more quickly, which leads to reduced wear.

Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die Grenztemperatur TG unterhalb der kritischen Öltemperatur TK liegt. Dies ermöglicht, dass die Bremsvorrichtung noch weiterhin mit der Ölkühlung betrieben werden kann und dabei der Zustand des Öls über die Temperatur oder die Qualität überwacht werden können.An advantageous aspect provides that the limit temperature T G is below the critical oil temperature T K. This enables the braking device to continue to be operated with oil cooling and the condition of the oil to be monitored via temperature or quality.

Ferner ist es von Vorteil, wenn zusätzlich bei Unterschreitung eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 der Ölraum entleert wird, um Schleppverluste im gewöhnlichen Betrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs weiter zu reduzieren.Furthermore, it is advantageous if the oil chamber is also emptied when the temperature falls below a further temperature threshold T 3 in order to further reduce drag losses in normal operation of the electrically driven vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Lamellenbremse;
  • 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Geschwindigkeitsverlaufes über die Zeit bei einer Vollbremsung aus vmax bis zum Fahrzeugstillstand bei v0;
  • 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Anstieges der Öltemperatur über die Zeit bei einer Vollbremsung aus vmax bis zum Fahrzeugstillstand bei v0; und
  • 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Aktivierung des Ölbeobachters über die Zeit bei einer Vollbremsung aus vmax bis zum Fahrzeugstillstand bei v0.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and drawings. This shows:
  • 1 a schematic representation of a multi-disc brake;
  • 2 a diagram to illustrate the speed curve over time during full braking from v max to the vehicle coming to a standstill at v 0 ;
  • 3 a diagram to illustrate the increase in oil temperature over time during full braking from v max to vehicle standstill at v 0 ; and
  • 4 a diagram to illustrate the activation of the oil monitor over time during full braking from v max to vehicle standstill at v 0 .

Gemäß einem ersten schematisch mit 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst eine erfindungsgemäße nasslaufende Lamellenbremse 10 einen Ölraum 30, der ein Lamellenpaket 40 der Lamellenbremse einschließt, ein Ölreservoir 32, einen den Ölraum 30 und das Ölreservoir 32 verbindendes Schaltelement 34 und eine optionale Ölpumpe 36. Das Schaltelement 34 ist ein temperaturabhängig gesteuertes Schaltelement, um bei Überschreiten eines oberen Temperaturschwellwerts T1 den Ölraum 30 zu entleeren, indem im Ölraum 30 vorhandenes Kühlöl in das Ölreservoir 32 befördert wird und bei Unterschreiten eines unteren Temperaturschwellwerts T2 den Ölraum 30 zu befüllen, indem das Kühlöl zurück in den Ölraum 30 befördert wird. Bei Unterschreitung eines weiteren Temperaturschwellwerts T3, der im Betrag noch geringer ist als der untere Temperaturschwellwert T2, wird der Ölraum 30 dann wieder entleert, da hier die Lamellenbremse 10 nicht benötigt wird und so Schleppverluste reduziert werden. According to a first schematic with 1 In the illustrated embodiment, a wet-running multi-disc brake 10 according to the invention comprises an oil chamber 30, which includes a disc pack 40 of the multi-disc brake, an oil reservoir 32, a switching element 34 connecting the oil chamber 30 and the oil reservoir 32, and an optional oil pump 36. The switching element 34 is a temperature-dependently controlled switching element, in order to empty the oil chamber 30 when an upper temperature threshold value T 1 is exceeded by conveying cooling oil present in the oil chamber 30 into the oil reservoir 32 and to fill the oil chamber 30 when the temperature falls below a lower temperature threshold value T 2 by conveying the cooling oil back into the oil chamber 30 . If the value falls below a further temperature threshold T 3 , which is even lower than the lower temperature threshold T 2 , the oil chamber 30 is then emptied again, since the multi-disc brake 10 is not needed here and drag losses are thus reduced.

Ein zweites Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass mit Blick auf 1 ein Ölbeobachter 50 vorhanden ist. Der Ölbeobachter 50 kann einen Temperatursensor 52 zur direkten oder indirekten Ermittlung einer Kühlöltemperatur aufweisen und im Weiteren eine Rechen- und Speichereinheit 54, über welche ein Temperatur-Zeit-Verlauf verfolgt, gespeichert und ausgewertet werden kann.A second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that with regard to 1 an oil observer 50 is present. The oil observer 50 can have a temperature sensor 52 for directly or indirectly determining a cooling oil temperature and also a computing and storage unit 54, via which a temperature-time curve can be tracked, stored and evaluated.

2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit im Falle einer Fahrzeugverzögerung aus vmax bis zum Fahrzeugstillstand, also einer Geschwindigkeit von 0 km/h. Bei einer solchen Vollbremsung kann die Rekuperationsfunktion eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges nicht oder zumindest nicht vollumfänglich genutzt werden, was eine starke Wärmeentwicklung im Bereich der Betriebsbremse zur Folge hat. 2 shows the time course of the speed in the event of a vehicle deceleration from v max until the vehicle comes to a standstill, i.e. a speed of 0 km/h. During such an emergency braking, the recuperation function of an electrically driven vehicle cannot be used, or at least not fully, which results in a lot of heat being generated in the area of the service brake.

Zur Steuerung der Kühlölversorgung der nasslaufenden Lamellenbremse eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges wird die Öltemperatur kontinuierlich aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich ermittelten Bauteiltemperatur abgeleitet. Die Bauteiltemperatur kann dabei direkt gemessen, aus einem Modell ermittelt oder direkt berechnet werden. Bei Überschreitung des oberen Temperaturschwellwerts T1 erfolgt ein Entleeren des Ölraumes. Bei Unterschreitung des unteren Temperaturschwellwerts T2 erfolgt ein Befüllen des Ölraumes. Für eine Lamellenbremse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die der obere Temperaturschwellwert T1 vorteilhaft in einem Bereich von 230° bis 300°C, bevorzugt in einem Bereich von 250° bis 280°C, besonders bevorzugt Bereich von 260° bis 270°C gewählt, womit eine Ölschädigung vermieden wird.To control the cooling oil supply to the wet multi-disc brake of an electrically driven vehicle, the oil temperature is continuously derived from a component temperature that is continuously determined during vehicle operation. The component temperature can be measured directly, determined from a model or calculated directly. If the upper temperature threshold T 1 is exceeded, the oil chamber is emptied. If the temperature falls below the lower temperature threshold T2 , the oil chamber is filled. For a multi-disc brake according to the first exemplary embodiment, the upper temperature threshold T 1 is advantageously selected in a range from 230° to 300°C, preferably in a range from 250° to 280°C, particularly preferably in a range from 260° to 270°C, which prevents oil damage.

In 3 ist ein zeitlicher Verlauf des Anstieges der Öltemperatur im Falle einer Fahrzeugverzögerung aus vmax bis zum Fahrzeugstillstand dargestellt. Die Öltemperatur steigt zunächst auf eine Grenztemperatur TG bei dieser Temperatur beginnen erste Schädigungen am Öl.In 3 A time course of the increase in the oil temperature in the event of a vehicle deceleration from v max to the vehicle coming to a standstill is shown. The oil temperature initially rises to a limit temperature T G at this temperature the first damage to the oil begins.

Bei einer Lamellenbremse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Ölraum bereits bei einer Öltemperatur unterhalb der Grenztemperatur TG entleert, das heißt der obere Temperaturschwellwert T1 ist kleiner der Grenztemperatur TG und die Lamellenbremse läuft bis zur Wiederbefüllung als Trockenbremse.In the case of a multi-disc brake according to the first exemplary embodiment, the oil chamber is already emptied at an oil temperature below the limit temperature T G , that is to say the upper temperature threshold T 1 is less than the limit temperature T G and the multi-disc brake runs as a dry brake until it is refilled.

Bei einer Lamellenbremse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel läuft die Lamellenbremse auch über eine Öltemperatur von größer der Grenztemperatur TG hinaus als Nassbremse, wobei der Ölbeobachter bei Überschreiten der Grenztemperatur TG aktiviert wird. Die Öltemperatur oberhalb der Grenztemperatur TG wird erfasst und als Öltemperaturverlauf über die Zeit gespeichert wird. Eine Aktivierung und Deaktivierung des Ölbeobachters kann mehrfach erfolgen, wobei jedes Mal der Öltemperaturverlauf erfasst und gespeichert wird. Es erfolgt die Bestimmung des Ölzustandes über ein Berechnungsmodel aus allen Öltemperaturverläufen. Wird eine kritische Ölschädigung erreicht, erfolgt eine Signalisierung.In the case of a multi-disc brake according to the second exemplary embodiment, the multi-disc brake also runs at an oil temperature that is greater than the limit temperature T G as a wet brake, with the oil monitor being activated when the limit temperature T G is exceeded. The oil temperature above the limit temperature T G is recorded and saved as an oil temperature curve over time. The oil monitor can be activated and deactivated several times, with the oil temperature curve being recorded and saved each time. The oil condition is determined using a calculation model from all oil temperature curves. If critical oil damage is reached, a signal is given.

Erst wenn die Öltemperatur eine kritische Öltemperatur TK erreicht, wird diese dem oberen Temperaturschwellwert T1 gleichgesetzt und es erfolgt ein Entleeren des Ölraumes. Nach Beenden der Notbremsung sinkt die Öltemperatur in Abhängigkeit der Bauteiltemperatur (Stahllamellentemperatur) wieder ab. Bei Unterschreitung des unteren Temperaturschwellwerts T2, der einer Befülltemperatur TB größer der Grenztemperatur TG entsprechen kann, erfolgt ein Befüllen des Ölraumes. Nach Unterschreitung der Grenztemperatur TG erfolgt eine Deaktivierung des Ölbeobachters. Diese Schritte erfolgen in Abhängigkeit der Öltemperatur, dazu wird die Öltemperatur kontinuierlich aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich gemessenen oder anderweitig ermittelten Bauteiltemperatur abgeleitet. Mit einem derartigen Verfahren ist die Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Lamellenbremse eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges möglich.Only when the oil temperature reaches a critical oil temperature T K is this set equal to the upper temperature threshold T 1 and the oil chamber is emptied. After emergency braking has ended, the oil temperature drops again depending on the component temperature (steel plate temperature). If the temperature falls below the lower temperature threshold T 2 , which can correspond to a filling temperature T B greater than the limit temperature T G , the oil chamber is filled. Once the temperature T G falls below the limit, the oil monitor is deactivated. These steps take place depending on the oil temperature; for this purpose, the oil temperature is continuously derived from a component temperature that is continuously measured or otherwise determined during vehicle operation. With such a method it is possible to control and regulate the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake of an electrically driven vehicle.

4 zeigt die Aktivierung bzw. Deaktivierung des Ölbeobachters über der Zeit. Zum Zeitpunkt t1 wird die Grenztemperatur TG überschritten und der Ölbeobachter aktiviert. Zum Zeitpunkt t3 wird die Grenztemperatur TG unterschritten und daraufhin der Ölbeobachter wieder deaktiviert. 4 shows the activation or deactivation of the oil observer over time. At time t 1 , the limit temperature T G is exceeded and the oil monitor is activated. At time t 3 the temperature falls below the limit T G and the oil monitor is then deactivated again.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Nasslaufende Lamellenbremse (10) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (20), umfassend mindestens einen Ölraum (30), der ein Lamellenpaket (40) der Lamellenbremse (10) einschließt, ein Ölreservoir (32), ein den Ölraum (30) und das Ölreservoir (32) verbindendes Schaltelement (34), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (34) ein temperaturabhängig gesteuertes Schaltelement (34) ist, um bei Überschreiten eines oberen Temperaturschwellwerts T1 den Ölraum (30) zu entleeren, indem im Ölraum (30) vorhandenes Kühlöl in das Ölreservoir (32) befördert wird und bei Unterschreiten einer eines unteren Temperaturschwellwerts T2 den Ölraum (30) zu befüllen, indem das Kühlöl zurück in den Ölraum (30) befördert wird.Wet-running multi-disc brake (10) for an electrically driven vehicle (20), comprising at least one oil chamber (30), which includes a disc pack (40) of the multi-disc brake (10), an oil reservoir (32), the oil chamber (30) and the oil reservoir (32) connecting switching element (34), characterized in that the switching element (34) is a temperature-dependently controlled switching element (34) in order to empty the oil chamber (30) when an upper temperature threshold T 1 is exceeded by existing in the oil chamber (30). Cooling oil is transported into the oil reservoir (32) and when the temperature falls below a lower temperature threshold T 2 , the oil space (30) is filled by transporting the cooling oil back into the oil space (30). Nasslaufende Lamellenbremse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölbeobachter (50) zur Bestimmung des Ölzustandes des Kühlöles vorhanden ist, der derart ausgebildet ist, um im Falle einer kritischen Ölschädigung ein Signal auszugeben.Wet-running multi-disc brake (10). Claim 1 , characterized in that an oil observer (50) is present for determining the oil condition of the cooling oil, which is designed to output a signal in the event of critical oil damage. Nasslaufende Lamellenbremse nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölbeobachter (50) derart ausgebildet ist, um den Ölzustand über ein Berechnungsmodell aus dem Öltemperaturverlauf, gebildet aus einer erfassten Öltemperatur über die Zeit, zu bestimmen und die kritische Ölschädigung abzuleiten.Wet-running multi-disc brake Claim 2 characterized in that the oil observer (50) is designed to determine the oil condition using a calculation model from the oil temperature curve, formed from a recorded oil temperature over time, and to derive the critical oil damage. Nasslaufende Lamellenbremse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (34) beschaffen ist, um bei Unterschreiten eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 den Ölraum (30) zu entleeren.Wet-running multi-disc brake (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element (34) is designed to empty the oil chamber (30) when the temperature falls below a further threshold value T 3 . Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (20) mit einer nasslaufenden Lamellenbremse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electrically driven vehicle (20) with a wet multi-disc brake (10) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Lamellenbremse (10) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (20) nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: • Kontinuierliche Ableitung der Öltemperatur aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich ermittelten Bauteiltemperatur, • Entleeren des Ölraumes (30) bei Überschreitung eines oberen Temperaturschwellwerts T1 und • Befüllen des Ölraumes (30) bei Unterschreitung eines unteren Temperaturschwellwerts T2.Method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake (10) of an electrically driven vehicle (20). Claim 1 , comprising the steps: • Continuous derivation of the oil temperature from a component temperature continuously determined during vehicle operation, • Emptying the oil chamber (30) when an upper temperature threshold value T 1 is exceeded and • Filling the oil chamber (30) when the temperature falls below a lower temperature threshold value T 2 . Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Temperaturschwellwerts T1 in einem Bereich von 230° bis 300°C liegt, womit eine Ölschädigung vermieden wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the upper temperature threshold T 1 is in a range from 230 ° to 300 ° C, which prevents oil damage. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bei Unterschreitung eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 der Ölraum (30) entleert wird.Procedure according to Claim 6 or 7 , characterized in that the oil chamber (30) is also emptied when the temperature falls below a further threshold value T 3 . Verfahren zur Steuerung und Regelung der Kühlölversorgung einer nasslaufenden Lamellenbremse (10) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (20) nach Anspruch 2 oder 3, umfassend die Schritte: Kontinuierliches Ableiten der Öltemperatur aus einer während des Fahrzeugbetriebes kontinuierlich ermittelten Bauteiltemperatur und währenddessen, abhängig von der Öltemperatur: • Wiederholte Aktivierung bzw. Deaktivierung des Ölbeobachters (50) bei Überschreitung bzw. Unterschreitung einer Grenztemperatur TG, wobei die Öltemperatur oberhalb der Grenztemperatur TG erfasst und als Öltemperaturverlauf über die Zeit gespeichert wird, • Bestimmung des Ölzustandes über ein Berechnungsmodel aus allen Öltemperaturverläufen, • Signalisierung bei Erreichen der kritischen Ölschädigung, • Entleeren des Ölraumes bei Überschreitung eines oberen Temperaturschwellwerts T1, der einer kritischen Öltemperatur TK entspricht und • Befüllen des Ölraumes bei Unterschreitung eines unteren Temperaturschwellwerts T2, der einer Befülltemperatur TB entspricht.Method for controlling and regulating the cooling oil supply to a wet-running multi-disc brake (10) of an electrically driven vehicle (20). Claim 2 or 3 , comprising the steps: Continuous derivation of the oil temperature from a component temperature continuously determined during vehicle operation and during this, depending on the oil temperature: • Repeated activation or deactivation of the oil monitor (50) when a limit temperature T G is exceeded or fallen below, with the oil temperature above the limit temperature T G is recorded and stored as an oil temperature curve over time, • Determination of the oil condition using a calculation model from all oil temperature curves, • Signaling when critical oil damage is reached, • Draining the oil chamber when an upper temperature threshold T 1 is exceeded, which corresponds to a critical oil temperature T K corresponds to and • Filling the oil chamber when the temperature falls below a lower temperature threshold T 2 , which corresponds to a filling temperature T B. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befülltemperatur TB oberhalb der Grenztemperatur TG liegt.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the filling temperature T B is above the limit temperature T G. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenztemperatur TG unterhalb der kritischen Öltemperatur TK liegt.Procedure according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the limit temperature T G is below the critical oil temperature T K. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bei Unterschreitung eines weiteren Temperaturschwellwerts T3 der Ölraum (30) entleert wird.Procedure according to one of the Claims 9 until 11 , characterized in that the oil chamber (30) is also emptied when the temperature falls below a further threshold value T 3 .
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