Differentialsperre

[crake]

Ich gehöre zu den Leuten, die gerne die Bedienungsanleitung verschlingen und sich an bestimmten Details festbeißen. Bei der "Fahrdynamik Control" hakts bei mir dann aber ein wenig aus. Ich frag mich manchmal ob BMW die genaue Interaktion zwischen den Begriffen und Systemen wie DSC, DTC, TRACTION etc. selbst versteht.
Jedenfalls habe ich gehört und gelesen, dass im neuen Z4 zumindest die "Simulation" einer echten rear Differentialsperre vorhanden sein soll. Unter welchen Einstellungen ist diese vorhanden und wie sind Eure Erfahrungen damit im Vergleich zum E85 (da nicht vorhanden?) und der alten ///M Version (da "echtes" Differential vorhanden?)?

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Eine Traction Control nimmt den Motor zurück, wenn die Gefahr des Ausbrechens droht. In dem Moment ist das Auto noch nicht ausgebrochen, aber die Drehzahlen der einzelnen Räder sind so unterschiedlich (also hinten schneller), daß ein Ausbrechen unmittelbar bevorsteht.

DSC arbeitet auf der anderen Seite der Grenze, nämlich dann, wenn der Karren schon ausgebrochen ist. Dann wird durch Bremseingriff einzelner Räder die Stabilität wieder hergestellt.

Sieht auf den ersten Blick gleich aus, ist aber ein sehr unterschiedlicher Effekt, einmal durch Motorsteuerung (Einspritzung und/oder Zündung weg), einmal durch Bremseingriff.

Das simulierte Differenzial funktioniert ebenfalls über die Messung unterschiedlicher Raddrehzahlen, dieses Mal links und rechts hinten. Dreht das kurveninnere Rad durch, wird so lange Gas weggenommen, bis die Räder wieder annähernd gleich schnell drehen. Leider ensteht dadurch der Effekt, daß man fast "stehenbleibt", weil das innere Rad natürlich sehr leicht durchdreht.

Dieses Verhalten steht im Gegensatz zu einer echte Sperre, die genau den umgekehrten Effekt hat: das äußere Rad bestimmt die Geschwindigkeit beider Räder, Unterschiede zum inneren Rad werden "weggesperrt", so daß in diesem Fall das innere Rad gebremst wird, ohne das äußere Rad in seiner Drehzahl zu behindern.

Auswirkungen (Erfahrungen aus dem Rennbetrieb):
- Traction Control:
Lenk in die Kurve ein. Haben die Vorderräder gegriffen, kannst Du voll aufs Gas steigen, die TC wird Dich an der Rutschgrenze durch die Kurve führen
- DSC
Zu schnell in der Kurve gewesen, zu hart beschleunigt, vielleicht noch dabei auf einen feuchten Fleck gekommen. Das DSC wird durch Bremseingriff versuchen, den Gang zum :) zu ersparen
- simulierte Sperre
Warum brauche ich einen 3-Liter-Motor, wenn so eine Sperre drin ist? Sofort ausschalten bei schneller Fahrt, außer vielleicht bei """"
- echte Sperre


ist aber nur mein lückenhaftes Wissen, wir haben ja Spezialisten von BMW hier, die können das sicher noch besser erklären.

 

[crake]

AW: Differentialsperre

D.h. also, wenn ich es richtig verstehe, beim E89 wird die Motorleistung reduziert bei schnell gefahrenen Kurven? Solange bis beide Reifen wieder gleich laufen? Das ist ja ein wenig enttäuschend, weil es nur eine Abart der Traktionskontrolle ist (die fand ich immer schon extrem unsportlich)...

 

[alexis]

AW: Differentialsperre

Danke für die schöne Beschreibung dwz8

Zitat meiner Frau:"Ja, das DSC und auch das DTC sind sehr kastrierend"

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Funktioniert die "Differenzialsperre" nicht so, daß das durchdrehende Rad mit der Bremse abgebremst wird, und dadurch das Drehmoment auf die andere Seite wandert???

 

[Toxx]

AW: Differentialsperre

Funktioniert die "Differenzialsperre" nicht so, daß das durchdrehende Rad mit der Bremse abgebremst wird, und dadurch das Drehmoment auf die andere Seite wandert???

So hab ich das auch verstanden. Es soll ja "Sperrdiff." emulieren, und da bringt mir eine Leistungsreduktion am Antriebsstrang nix.

Im extremfall muss das System ja auch funktionieren wenn ein Rad komplett in der Luft hängt und sonste die gesamte Leistung beim durchdrehen verbraten würde.

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Funktioniert die "Differenzialsperre" nicht so, daß das durchdrehende Rad mit der Bremse abgebremst wird, und dadurch das Drehmoment auf die andere Seite wandert???

das Drehmoment kann nicht auf die andere Seite wandern, da eben keine Sperre vorhanden ist.

das Grundprinzip eines Differenzials ist ja, das es Unterschiede in den Raddrehzahlen ausgleicht. Einfachstes Beispiel ist das Herumrollen um eine Kurve, bei dem das innere Rad eine kürzere Strecke zurücklegt als das äußere.

Im Extremfall heißt das, daß ohne Sperre praktisch jeder Unterschied in Drehzahlen möglich ist, d.h., das kurvenäußere Rad steht (nahezu) still, das innere Rad dreht wie verrückt durch. Das Differenzial hindert es nicht daran.

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten, diesen Zustand zu ändern:
Man reduziert die Drehzahl des greifenden Rades soweit, daß auch das innere Rad wieder greift (Simulation, kann auch durch teilweisen Bremseingriff innen erfolgen). Damit laufen beide Räder wieder gleich schnell, und weiter geht's.

Die andere Möglichkeit ist, das innere Rad auf niedrigere Geschwindigkeit herunterzu"zwingen" durch Einsatz einer Sperre. Die Sperre dient ja dazu, das Grundprinzip des Differenzials - also das Ausgleichen - außer Kraft zu setzen. Dadurch wird die Kraft gleichmäßig auf beiden Rädern genutzt.

Eine Drehmomentverlagerung kann also nur mit einer echten Sperre erfolgen. Ohne Sperre könnte man das innere Rad mit der Bremse zum Stillstand abbremsen, durch die Wirkung des Differenzials würde das aber nicht zu einer Übertragung des Drehmoments auf das äußere Rad führen.

EDIT: Ich habe keine Informationen, wie genau es beim E89 gemacht wird, aber Mechanik ist Mechanik: entweder er sperrt das Diff, oder er kann nur den anderen Weg wählen.

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Wenn das Rad ohne Traktion von der Bremse komplett abgebremmst wird, und die Motorleistung nicht gedrosselt wir, wo geht dann die Kraft hin?????? Evtl. auf das Rad mit mehr Traktion??? oder vielleicht auf die Vorderachse? :-)

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Wenn das Rad ohne Traktion von der Bremse komplett abgebremmst wird, und die Motorleistung nicht gedrosselt wir, wo geht dann die Kraft hin?????? Evtl. auf das Rad mit mehr Traktion??? oder vielleicht auf die Vorderachse? :-)

Die Energie wird über die Bremse in Wärme umgewandelt. Würde die Energie in das andere Rad umgeleitet, gäbe es ja nichts mehr zum Abbremsen.

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Beispiel: Wenn 1 Hinterreifen auf Schnee steht und der andere auf Asphalt dann dreht das Rad auf Schnee durch, weil durch das Differenzial die Kraft immer an der Seite mit dem geringsten Wiederstand ausweicht. Ohne "Differenzialsperre" hast du jetzt ein Problem
Mit "Sperre" wird jetzt das Rad auf Schnee mit Bremseingriff abgebremst. Dadurch erhöht sich der Wiederstand bei dem durchdrehenden Rad und die Kraft wandert auf das Rad auf Asphalt. Wenn man jetzt Glück hat kann man wieder weiterfahren ;-)

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Die Energie wird über die Bremse in Wärme umgewandelt. Würde die Energie in das andere Rad umgeleitet, gäbe es ja nichts mehr zum Abbremsen.

Stimmt. Deswegen wird das Rad auch nur so weit abgebremmst bis die Reibung an beiden Seiten gleich ist...

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Beispiel: Wenn 1 Hinterreifen auf Schnee steht und der andere auf Asphalt dann dreht das Rad auf Schnee durch, weil durch das Differenzial die Kraft immer an der Seite mit dem geringsten Wiederstand ausweicht. Ohne "Differenzialsperre" hast du jetzt ein Problem :-)
Mit "Sperre" wird jetzt das Rad auf Schnee mit Bremseingriff abgebremst. Dadurch erhöht sich der Wiederstand bei dem durchdrehenden Rad und die Kraft wandert auf das Rad auf Asphalt. Wenn man jetzt Glück hat kann man wieder weiterfahren ;-)

Damit wird aber nichts auf das andere Rad auf dem Asphalt umgeleitet. Der Bremseingriff ändert auch nichts an den Haftungsmöglichkeiten des Rades, d.h. auf Schnee (wie auf jedem Untergrund) gibt es eben eine maximal mögliche Haftung in dieser Fahrsituation. Diese Haftung entspricht einer Kombination aus Antriebs- und Seitenführungskraft, egal ob da eine Bremse oder sonstwas im Spiel ist.

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Ich geb auf Hiiieeeeeellllfffeeeee
Kommisch das BMW sowas einbaut wenn es gar nicht geht. Muß ich gleich mal meinen Arbeitgeber anrufen und Fragen, was daß soll!

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Ich geb auf Hiiieeeeeellllfffeeeee
Kommisch das BMW sowas einbaut wenn es gar nicht geht. Muß ich gleich mal meinen Arbeitgeber anrufen und Fragen, was daß soll!

natürlich geht es, der Effekt ist ja da. Nur daß eine mechanische Sperre effizienter ist, da sie nicht abbremst. Dadurch wächst aber auch der Verschleiß an, die Sperre ist teurer als ein wenig Software usw usw.
Ist ja nicht umsonst, daß der E85 die "simulierte" Sperre hatte, während der M eine mechanische hatte.

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Stimmt. Natürlich ist eine echte Sperre besser, aber wir sind uns einig, daß die "Simulierte Version" nicht zum Spaß verbaut ist, sondern auch funktioniert? und nicht bloß die Motorleistung drosselt, was 0 mit Sperre zu tun hat..

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Stimmt. Natürlich ist eine echte Sperre besser, aber wir sind uns einig, daß die "Simulierte Version" nicht zum Spaß verbaut ist, sondern auch funktioniert? und nicht bloß die Motorleistung drosselt, was 0 mit Sperre zu tun hat..

Das Grundprinzip ist ja, die Drehzahlen beider Räder anzunähern. Die eine Variante ist, eine "starre" Verbindung herzugstellen, um das zu erzwingen. Die andere ist eben, durch entsprechende Brems- oder Motoreingriffe etwas Ähnliches zu erzielen.

Habe ich eine mechanische Sperre, dann drehen beide Räder annähernd gleich schnell, ich bekomme keine Lastwechsel oder andere Fahrwerksreaktionen in den Aufbau.

Gutes Beispiel (auch wenn Du nicht Rennstrecke fahren solltest, soll nur zur Verdeutlichung dienen):

Die Linkskurve am Schwedenkreuz des Nürburgrings ist eine sehr schnelle Linkskurve mit einer Bodenwelle mittendrin. In einer der allerersten Runden mit dem Z4 QP bin ich dort fast abgeflogen, da das kurveninnere Rad die Haftung verloren hat, was zu entprechendem Regeleingriff auf dem äußeren Rad geführt hat. Das führte zu einem kurzen Aufschaukeln erst der Karosserie und dann meines Adrenalinspiegels.
Selbst ohne jegliche Regelung ist diese Stelle einfacher zu fahren, und mit mechanischer Sperre tut sich gar nichts im Aufbau.

Oder in anderen Worten:
die elektronische Sperre dient eher dazu, das Auto in die sichere Zone zu ziehen, was überaus vernünftig ist. Mit der mechanischen Sperre kann ich auch jenseits dieser Zone im Bereich der Gleitreibung gut fahren, was wiederum der schnellen Fortbewegung sehr dienlich ist. :)

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

bekommst ne 1
Ich gebe dir zu 100% Recht, wenn du mir glaubst, daß die "elektrische Sperre" das Drehmoment auf die andre Seite bringt.

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

bekommst ne 1
Ich gebe dir zu 100% Recht, wenn du mir glaubst, daß die "elektrische Sperre" das Drehmoment auf die andre Seite bringt.

wie gesagt, die Situation beim E89 ist mir nicht bekannt, besonders nicht, ob er ein drehmomentsensitives Diff hat. Im Z8 habe ich ein Torsen-Diff von Quaife, das schafft sowas.

Du kannst aber nicht mehr Drehmoment auf das äußere Rad aufbringen, als die Haftung des Rades dort zuläßt. Nimm an, Du bremst das innere Rad zu 100% ab, dann würde ja nach Deiner Interpretation das komplette Drehmoment auf das äußere Rad gehen (ist jetzt vereinfacht, natürlich bremst da keiner das Rad vollständig ab). Das äußere Rad müßte aber dieses zusätzliche Drehmoment auch verkraften können, sonst rutscht es ebenfalls weg. Im Extremfall würde das bedeuten, daß im Grenzbereich erst das innere Rad durchdreht, und dann wird Dir durch Drehmomentverlagerung auf das äußere Rad dieses auch noch unter dem Hintern weggerissen.
Da das aber nicht gewünscht ist, wird entsprechend die Motorleistung reduziert, um das äußere Rad im richtigen Haftungsbereich zu halten. Das innere spielt da schon lange keine Rolle mehr.

 

[alexis]

AW: Differentialsperre

Für mich als Nichtschrauber einfach herrliche Schreiben !!!
Ist das Diff bei deinem Z8 nachgerüstet oder Serie ? Gibt es so was für den E85 ? Wenn ja, dann ist das meine nächste Anschaffung.

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Für mich als Nichtschrauber einfach herrliche Schreiben !!!
Ist das Diff bei deinem Z8 nachgerüstet oder Serie ? Gibt es so was für den E85 ? Wenn ja, dann ist das meine nächste Anschaffung.

Der Z8 hat auch "nur" die elektronische Regelung, im Gegensatz zum E39 M5, der eine mechanische Sperre hatte.
Ich habe das Quaife nachgerüstet. Es gibt zumindest eines für den Z3, für den Z4 habe ich auf Anhieb nichts gefunden. Sollte aber kein Thema sein, da sollte was vom E46 passen.
Alternativ würde ich auf eine Sperre von Drexler gehen. Eine solche haben wir für den 24h-Einsatz für den Z4 in das serienmäßige Gehäuse einbauen lassen. Der große Z4 hat ebenfalls ein Drexler-Sperrdiff drin, das ist aber ein anderes Gehäuse, soviel ich weiß.

 

[alexis]

AW: Differentialsperre

Der Z8 hat auch "nur" die elektronische Regelung, im Gegensatz zum E39 M5, der eine mechanische Sperre hatte.
Ich habe das Quaife nachgerüstet. Es gibt zumindest eines für den Z3, für den Z4 habe ich auf Anhieb nichts gefunden. Sollte aber kein Thema sein, da sollte was vom E46 passen.
Alternativ würde ich auf eine Sperre von Drexler gehen. Eine solche haben wir für den 24h-Einsatz für den Z4 in das serienmäßige Gehäuse einbauen lassen. Der große Z4 hat ebenfalls ein Drexler-Sperrdiff drin, das ist aber ein anderes Gehäuse, soviel ich weiß.

Danke ! Bussi Muss ich mich weiter schlau mache , plicht.

 

[TheSilverBullet]

AW: Differentialsperre

wie gesagt, die Situation beim E89 ist mir nicht bekannt, besonders nicht, ob er ein drehmomentsensitives Diff hat. Im Z8 habe ich ein Torsen-Diff von Quaife, das schafft sowas.

Du kannst aber nicht mehr Drehmoment auf das äußere Rad aufbringen, als die Haftung des Rades dort zuläßt. Nimm an, Du bremst das innere Rad zu 100% ab, dann würde ja nach Deiner Interpretation das komplette Drehmoment auf das äußere Rad gehen (ist jetzt vereinfacht, natürlich bremst da keiner das Rad vollständig ab). Das äußere Rad müßte aber dieses zusätzliche Drehmoment auch verkraften können, sonst rutscht es ebenfalls weg. Im Extremfall würde das bedeuten, daß im Grenzbereich erst das innere Rad durchdreht, und dann wird Dir durch Drehmomentverlagerung auf das äußere Rad dieses auch noch unter dem Hintern weggerissen.
Da das aber nicht gewünscht ist, wird entsprechend die Motorleistung reduziert, um das äußere Rad im richtigen Haftungsbereich zu halten. Das innere spielt da schon lange keine Rolle mehr.

Und genau hier liegt der Unterschied zwischen Normal/DTC/Helferlein aus.

Im DTC Modus gibt es einen (schmalen) Bereich in dem der Z4 sanft über die Hinterräder driftet und das ESP (noch) nicht eingreift.

Lässt sich am Besten im Feuchten ausprobieren. Dazu muß man aber wirklich Feinmotoriker sein. Wenn man es übertreibt greift nach dem anfänglichen sanften Drift das ESP ein und bremst nun auch durch Motoreingriff (ein echter Abtörner ;-) ).

• Zuerst werden die zusätzlichen NM die vom Motor kommen normal auf beide Räder verteilt (offenes Diff).

• Dann beginnt das kurveninnere Rad die Traktion zu verlieren was sich durch ansteigende Drehzahl des inneren Rades bemerkbar macht.

• Nun wird das innere Rad sanft abgebremst. Ein Teil der eingespeisten NM werden in Wärme verwandelt, der andere Teil wird durch das Diff hindurch (rein mechanische Funktion) auf das kurvenäußere Rad geleitet.

• Nun kann man solange weiter NM einspeisen bis das kurvenäußere Rad auch beginnt die Traktion zu verlieren.

• Hier beginnt nun der sanfte Drift.
  Das ESP misst aufgrund des Lenkeinschlages und des Giersensors ob noch ein halbwegs stabiler Fahrzustand gegeben ist, BMW erlaubt hier leichtes Driften.

Sollte man es mit der NM Einspeisung übertreiben und die Gierwinkelmessung über einer maximalen Schwelle liegen, so beginnt das ESP (zwangsweise) mit der Motorregelung.

Wer weiss wie schnell sich ein Z4 bei feuchter Strecke bergab in einer solchen Situation eindrehen kann, der freut sich (zurecht) darüber.
.

 

[Andi..2]

AW: Differentialsperre

Super Erklärung! Endlich Verstärkung

 

[dwz8]

AW: Differentialsperre

Schön geschrieben, stimmt ja weitgehend mit dem überein, was ich sagte. Der Unterschied zwischen DSC und DTC ist klar und im """" leicht zu spüren.

• Nun kann man solange weiter NM einspeisen bis das kurvenäußere Rad auch beginnt die Traktion zu verlieren.

Dieses Detail wäre in der Tat interessant. Es gibt überhaupt keinen Grund, in einer instabilen Fahrsituation diese Instabilität zu erhöhen. So, wie Du es schreibst, würde BMW ja bewußt den Drift herbeiführen wollen, und das ist weder im DTC-, noch im DSC-Modus der Fall.

• Hier beginnt nun der sanfte Drift.
  Das ESP misst aufgrund des Lenkeinschlages und des Giersensors ob noch ein halbwegs stabiler Fahrzustand gegeben ist, BMW erlaubt hier leichtes Driften.

Das ist richtig, ein leichter Drift wird erlaubt, wenn auch nur ein wirklich leichter Drift.

Sollte man es mit der NM Einspeisung übertreiben und die Gierwinkelmessung über einer maximalen Schwelle liegen, so beginnt das ESP (zwangsweise) mit der Motorregelung.

Wer weiss wie schnell sich ein Z4 bei feuchter Strecke bergab in einer solchen Situation eindrehen kann, der freut sich (zurecht) darüber.
.

Nein, dann setzt meiner Meinung nach die Traction Control ein, die den Motor runterregelt, das ESP regelt über Bremseingriff.

Vielleicht haben wir ja zufällig den passenden Entwickler von BMW hier an Bord, dann könnte man diese Details klären, wobei das weit über die ursprünglich gestellte Frage hinausgeht.

 

[Jokin]

AW: Differentialsperre

Hier wurde aus dem Techniklexikon zitiert:

http://www.1erforum.de/viewtopic.php?t=16241&sid=3b4bb016aab82a1bf9079587a7a4d1b2

Elektronische Differenzial Sperre (EDS).

Die Elektronische Differenzial Sperre (EDS) bremst ein beim Anfahren durchdrehendes Antriebsrad bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit gezielt ab und leitet das Drehmoment auf das andere Antriebsrad über. Dies erfolgt mit einer zusätzlichen Hydraulikpumpe, die den Druck bei der Überschreitung eines festgesetzten Drehzahlwertes an den Antriebsrädern über ein Magnetventil zu dem schneller drehenden Rad leitet und dieses damit abbremst.

Nach elendiger Suche nach der Originalherkunft des Textes hab ich's aufgegeben. Das Technikilexikon auf bmw.de kennt kein EDS

Wird der Motor abgebremst, ist das im Sinne der "Sicherheit" absolut bestens.

Wird per Bremseingriff das Drehmoment "umgeleitet", dann besteht die Gefahr, dass auch das kurvenäußere Rad durchdreht und der Fahrzaustand so instabil wird, dass das DSC aktiv werden darf.

Das Hauptproblem ist jedoch in der Regelung, denn der Bremseingriff kann erst dann aktiv vorgenommen werden, wenn ein Drehzahlunterschied bemerkt wird. Und der muss nennenswert sein. Dann müssen erstmal die ganzen Gegenmaßnahmen ergriffen werden und bis dahin ist das durchdrehende Rad schon so schnell, dass es sich kaum noch nennenswert abbremsen lässt. Packt die Bremse heftiger zu, dann besteht bei dem durchdrehenden Rad wiederum die Blockiergefahr.
Man darf nicht vergessen, dass für so eine Regelung nur Millisekunden zur Verfügung stehen.

Die Differenzialsperre reagiert bereits auf unterschiedliche Drehmomente lange bevor das Rad überhaupt durchdrehen wird. Da ist kein langer Regelkreis dahinter.

(nur meine Meinung ... ich hab mit Sperrdiffs ja sonst nix am Hut)