BR102012010712A2 - método e dispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor - Google Patents

Abstract

método e dispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor. a invenção refere-se a um método e um dispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, que tem, por freio de roda, pelo menos um sensor de deslocamento que é conectado dentro da cadeia de ativação dos meios de ativação de freio e que é conectado a uma unidade de avaliação eletrônica, em que o sinal de sensor de deslocamento o desgaste da pastilha e ao mesmo tempo a folga é detectada por meio da unidade de avaliação, e em que no caso de um aumento definido na folga, detectado com respeito ao ponto de folga predefinido, e, portanto uma folga excessivamente grande, é ativada uma exibição de advertência. de acordo com a invenção, o sensor de deslocamento (18) e a unidade de avaliação (20) são configurados de tal forma que, avaliando a diferença de sinal entre o sinal de sensor de deslocamento para um freio de serviço ativado e para um freio de serviço não ativado, uma folga corrente (s) é detectada como uma folga real e, portanto, qualquer desvio de folga (s) do ponto configurado de folga pode ser detectado, em que a exibição de advertência é ativada tanto quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido é excedido de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente grande (s). e quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido está inferior de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente pequena (s) ou nenhuma folga (s).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E DISPOSITIVO PARA MONITORAR O DESGASTE E FOLGA DE PASTILHA DE FREIO DE UM FREIO DE SERVIÇO EM VEÍCULOS A MOTOR". A presente invenção refere-se a um método para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, de acordo com o preâmbulo da Reivindicação de Patente 1. Adicionalmente, a invenção se refere a um dispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, de acordo com o preâmbulo da Reivindicação de Patente 7.

Um método do tipo genérico e um dispositivo do tipo genérico para um freio de serviço ativado por ar comprimido de um veículo a motor são descritos no documento DE 42 12 407 A1, de acordo com tal documento, por um lado, a espessura da pastilha de freio (indicador de desgaste) é determinada por meio de um potenciômetro rotativo conectado dentro da cadeia de ativação de freio por roda de veículo e uma unidade de avaliação eletrônica, e, por outro lado, a folga instantânea é determinada avaliando os sinais de saída de um sensor de ângulo rotacional de um dispositivo de ajuste. Especificamente, a diferença de valor de um sinal e o sinal precedente é determinada por um dispositivo de avaliação, que detecta o valor do sinal de saída do sensor de ângulo rotacional, e a folga instantânea é determinada ou calculada com base nesta diferença entre sinais. Folga é entendida como sendo a distância entre as respectivas pastilhas de freio e as peças de fricção associadas na roda do veículo; a folga não pode ser muito grande para impedir que a capacidade funcional do freio de serviço seja afetada adversamente (comportamento de resposta, curso do pedal de freio, etc.). No método conhecido, a diferença entre o sinal é detectada continuamente com base na folga regular de, por exemplo, 0,8 mm e um sinal de alerta é gerado como uma função do desvio determinado ou aumento na folga, se a folga está muito grande. Este sinal de alerta é destinado a advertir o motorista do veículo a executar múltiplas ativações do freio em breve sucessão, a fim de que são integrados dentro da cadeia de ativação dos meios de ativação de freio, ou de outra forma efetuar uma indicação de mau funcionamento técnico. Especifícamente, desta forma a folga é calculada deste modo aqui a partir de um sinal de sensor de um sensor de ângulo rotacional. Entretanto, este procedimento é inadequado para ser capaz de detectar um mau funcionamento do freio e sistema de freio. Por exemplo, com tal arranjo não seria possível detectar qualquer aplicação não intencional do freio. Uma consequência disto seria rodagem com o freio quente, o que destrói os componentes do freio, juntamente com, até certo ponto, componentes adjacentes. O objetivo da invenção, portanto, é desenvolver um método do tipo genérico para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio do freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, tais como, por exemplo, caminhões de carga e ônibus, virtualmente sem gasto adicional de tal forma que seja obtida monitoração aprimorada da folga. Adicionalmente, um objetivo da presente invenção é fornecer um dispositivo adequado para executar tal método.

Os meios para obter este objetivo compreendem as características das reivindicações independentes de patente. Desenvolvimentos vantajosos do método são objeto das reivindicações dependentes.

De acordo com a reivindicação 1, é proposto um método para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, que tem, por freio de roda, pelo menos um sensor de deslocamento que é conectado dentro da cadeia de ativação dos meios de ativação de freio e que é conectado a uma unidade de avaliação eletrônica, em que o sensor de deslocamento sinaliza o desgaste da pastilha e, ao mesmo tempo, a folga é detectada por meio da unidade de avaliação, e em que no caso de um aumento definido na folga, detectado com respeito ao ponto de folga predefinido, e, portanto uma folga excessívamente grande, uma exibição de advertência é ativada. De acordo com a invenção, o sensor de deslocamento e a unidade de avaliação são configurados de tal forma que, avaliando a diferença de sinal entre o sinal de sensor de deslocamento para um freio de serviça ativado e para um freio de- serviço não ativado, uma foiga corrente é detectada como uma folga real e, portanto, qualquer desvio de folga do ponto configurado de folga pode ser detectado.

Como resultado, a exibição de advertência é ativada tanto quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido é excedido de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente grande, e quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido está inferior de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente pequena ou nenhuma folga, por exemplo, armazenando um sinal de alerta em um sistema de freio eletrônico (EBS). Em outras palavras, nestes casos com a solução inventiva também é possível para a unidade de avaliação ativar e/ou fornecer um sinal de alerta ou uma exibição de advertência em que uma diferença excessivamente pequena entre sinais ocorre devido a uma folga excessivamente pequena ou, correspondentemente, nenhuma diferença entre sinais ocorre, como um resultado de não haver nenhuma folga. Pelo que no método do tipo genérico sempre é assumido, em termos de tecnologia de sinalização, que existe uma folga regular, com o procedimento de a-cordo com a invenção é possível avaliar o espectro possível de sinal inteiro e, adicionalmente ao risco de um efeito de frenagem inadequado como resultado de uma folga excessivamente grande, também é, acima de tudo, possível de detectar o risco de rodagem quente do freio, devido a uma folga excessivamente pequena. Com a monitoração de folga de acordo com a invenção, portanto, é possível detectar cedo um mau funcionamento do freio de roda tanto como resultado de um ponto configurado de folga ser excedido ou inferior a um grau definido, bem como um mau funcionamento do sistema de freio, por exemplo, com respeito à pressão residual no cilindro de freio, e como resultado de um aquecimento de falha do sistema de freio pode ser dado cedo. Uma vez que as unidades de sensor para detectar desgaste de freio geralmente já estão disponíveis em uma base de produção em série, não existe gasto extra significativo em termos de componentes e é obtida segurança operacional aumentada do sistema de freios, uma vez que os valores são obtidos eletronicamente e podem, por exemplo, também já sejr avaliados a bordo. Portanto, é possível monitorar folga sem desmontar as rodas de disco. A folga não tem mais que ser verificada manualmente. O sinal de alerta, portanto, é gerado por meio do sistema de monitoração de folga de acordo com a invenção, usando a unidade de avaliação mesmo se não existe nenhuma folga ou folga excessivamente pequena no sistema de freio, por exemplo, quando existe um mau funcionamento dos meios de ajuste de desgaste, que pode levar a uma rodagem quente do freio de veículo como resultado do contato de atrito contínuo entre as pastilhas de freio e a peça rotativa de fricção correspondente (por exemplo, um disco de freio).

De acordo com um refinamento, particularmente, e procedimento preferencial, é proposto que o sensor de deslocamento que é conectado funcionalmente a um dispositivo de aplicação de freio, detecte a mudança de posição do dispositivo de aplicação de freio como um primeiro valor de sinal quando o freio de serviço é ativado. Consequentemente, o sensor de deslocamento detecta um segundo valor de sinal quando o freio de serviço não está ativado e, correspondentemente, quando existem pastilhas de freio que estão afastadas do disco de freio por uma folga definida, de modo que a diferença entre os sinais, em particular a diferença entre as tensões, entre o primeiro e segundo valores de sinal pode ser comparada por meio da unidade de avaliação, em que se a diferença entre o sinal exceder um valor de comparação ou valor limite, que é armazenado na unidade de avaliação, uma folga excessivamente grande é determinada, e se a diferença entre o sinal for inferior a um valor de comparação ou valor limite que é armazenado na unidade de avaliação, uma folga excessivamente pequena é determinada, e consequentemente um sinal de alerta é ativado respectivamente pela unidade de avaliação. Esta monitoração pode ocorrer continuamente ou de outra forma em uma base de intervalos em tempos definidos.

Em um desenvolvimento vantajoso do método, é proposto que a unidade de avaliação gere em sua prioridade pelo menos dois sinais de alerta diferentes aos quais são atribuídos diferentes estágios de alerta. Por e-xemplo, um sinal de alerta (visual e/ou acústico) que indica folga, que é defi-nida como estando irregular, pode ser atribuída uma prioridade maior do que um sinal de alerta que tem uma menor prioridade em comparação. Aqui é fornecido, preferencialmente, que o sinal de alerta com uma prioridade relativamente alta solicite que o sistema de freio seja verificado tão rapidamente quanto possível e/ou efetue uma diminuição na velocidade do veículo a motor, a fim de se opor à possibilidade de ocorrência de superaquecimento do sistema de freio devido a uma folga excessivamente pequena ou devido a nenhuma folga, ou para evitar a piora do efeito de frenagem quando existe uma folga excessivamente grande. O sinal de alerta com a prioridade relativamente alta pode, entretanto, também ser gerado alternativamente quando é detectada uma folga excessivamente pequena.

No caso de um freio de serviço do veículo a motor com freios a disco nas rodas do veículo que é operado hidraulicamente e/ou pneumaticamente e/ou eletromecanicamente, também é proposto que os sensores de deslocamento sejam integrados como sensores lineares diretamente dentro dos calibradores de freio e também detectem, adicionalmente, à posição que define a espessura da pastilha de freio, o percurso de aplicação das pastilhas de freio sempre que o freio é ativado ou para ativações definidas do freio. Como resultado, pode ser obtida detecção particularmente precisa da folga eliminando qualquer deslocamento inútil, tolerâncias de componente etc. na cadeia de ativação do freio de serviço, e/ou no deslocamento de ativação das pastilhas de freio e/ou dos portadores de pastilha é detectada diretamente por meio de tecnologia de medição.

Finalmente, no caso de um freio de serviço controlado eletronicamente do veículo a motor, a unidade de avaliação dos sensores de deslocamento pode ser implementada na unidade de controle eletrônico do freio de serviço, como resultado de que componentes adicionais ou linhas elétricas, etc. podem ser eliminados e apenas a modificação correspondente ao dispositivo de controle tem que ser executada. Isto também inclui, se apropriado, a vantagem de fácil adaptação das etapas de acordo com o método em veículos a motor existentes.

As vantagens que podem ser obtidas com o dispositivo, de acor- o procedimento. Neste ponto, é feita referência às afirmações acima. Além disso, um veículo a motor, em particular um veículo utilitário, que tem tal dispositivo e que também tem as vantagens especificadas acima, também é reivindicado.

Uma modalidade exemplificativa da invenção é explicada no texto que segue com referência ao desenho em anexo altamente esquemático, que mostra uma vista plana de um calibrador de freio de um disco de freio de um freio de serviço de um veículo a motor que tem um sensor de deslocamento integrado para detectar o desgaste e folga de pastilha de freio, em que os dados de sinal são avaliados em uma unidade de controle eletrônico (apenas indicada) do freio de serviço.

No desenho 10, denota um calibrador de freio que faz parte de um freio a disco de uma roda de veículo de um veículo a motor e cujas pastilhas de freio podem ser pressionadas com portadores de pastilha 12, 14 de encontro ao disco de freio 16 (mostrado apenas parcialmente) por meio de uma unidade de aplicação de freio (não ilustrada) do freio de serviço do veículo a motor. O calibrador de freio 10 pode ser de um desenho conhecido e é ilustrado e descrito apenas tanto quanto necessário para permitir a compreensão da presente invenção.

Um sensor linear de deslocamento 18 é integrado no calibrador de freio 10 e é, por um lado, conectado funcionalmente por seu invólucro 18a ao dispositivo de aplicação de freio ou um pistão hidráulico (não ilustrado) e, por outro lado, acoplado ao invólucro 10a do calibrador de freio 10 através de sua sonda de medição 18b, o dito sensor linear 18 detecta a mudança de posição do dispositivo de aplicação de freio relativa ao invólucro 10a do calibrador de freio 10 como um valor de sinal a quando o freio de serviço é ativado.

Quando o freio de serviço não é ativado, as pastilhas de freio são afastadas com os portadores de pastilha 12, 14 dos discos de freio 16 por uma folga s que é mostrada de uma forma acumulada, em que o sensor de deslocamento 18 então fornece um segundo valor de sinal b, que é diferente do valor de sinal a. ________________ ___________________ O sensor linear de deslocamento 18 pode ser incorporado de uma maneira conhecida como um sensor de campo magnético que, dependendo da profundidade de imersão, fornece valores de tensão diferentes que são transmitidos para uma unidade de controle eletrônico 20 (apenas indicada) do freio de serviço do veículo a motor.

Desta forma é possível, por exemplo, para os sinais vl, vr, hl, hr das rodas da frente e traseira, lado esquerdo e lado direito do veículo ou seus calibradores de freio 10 com sensores de deslocamento integrados 18 na unidade de controle 20, serem avaliados como descrito abaixo.

Um sinal de freio B e um sinal de pressão de freio P para detectar o estado de operação do sistema de freio (estado de frenagem ou estado livre), são alimentados para uma unidade de controle 20 até onde os mesmos são relevantes aqui. O valor do sinal a dos sensores de deslocamento 18 serve para detectar o desgaste das pastilhas de freio 12, 14 quando o freio de serviço é ativado. Se o valor a de um dos calibradores de freio 10 estiver abaixo de um valor limite definido ou valor de sinal a, um primeiro sinal de alerta, que ativa, por exemplo, uma luz de alerta 22 com urna prioridade relativamente baixa (por exemplo, acende em amarelo) é gerada por meio da unidade de controle eletrônico 20. O sinal de alerta pode ser incorporado como um circuito de retenção e permanecer sempre ligado quando o veículo a motor estiver ativado até, se apropriado, as pastilhas de freio 12, 14 serem renovadas. A indicação de desgaste 22 é dada de uma maneira conhecida tão cedo que não existe efeito adverso imediato na capacidade funcional do freio de serviço, e o veículo a motor pode ser disposto instantaneamente de forma segura.

Quando o freio de serviço do veículo a motor é liberado, a folga s ocorre novamente nos calibradores de freio 10, em que o valor de sinal a muda para o valor de sinal b para um freio de serviço que não está ativado. A diferença entre o sinal ou diferença entre as tensões dos valores de sinal a e b são comparadas por meio da unidade de controle 20. Se a diferença entre o sinal exceder um valor armazenado na unidade de contro- le 20 no sentido para cima (folga muito grande) ou no sentido para baixo (folga muito pequena ou não presente), a unidade de controle gera um segundo sinal de alerta, por exemplo, ativando uma segunda luz de alerta 24 (por exemplo, uma vermelha) que indica a necessidade de verificação do freio de serviço tão rapidamente quanto possível e, se apropriado, limita a velocidade do veículo a motor. A exibição de advertência 24 também é incorporada como um circuito de retenção e permanece ligada em uma oficina até que o freio de serviço seja verificado e pode ser reconfigurada novamente naquele lugar, por exemplo, por meio de uma unidade de diagnóstico. O dispositivo de alerta 24 pode ser incorporado como um sinal de alerta visual, por exemplo, de uma maneira piscante e/ou em combinação com um sinal de alerta acústico ou de alguma outra forma.

Adicionalmente às exibições de advertência 22, 24, desvios i-nadmissíveis dos valores de pontos configurados dos valores de sinal a e b, também podem ser armazenados em uma memória de falha da unidade de controle 20 e lidos por meio de dispositivos de diagnóstico. A monitoração da folga s das pastilhas de freio 12, 14 nos cali-bradores de freio 10 comparando os valores de sinal a e b na unidade de controle 20, pode acontecer sempre que o veículo dá partida, após intervalos de tempo predefinidos ou intervalos de frenagem ou continuamente. Também é, naturalmente, possível usar os valores de sinal a e b de uma maneira invertida, por exemplo, de tal forma que o desgaste da pastilha de freio seja detectado com o valor do sinal b quando o freio não está ativo, enquanto a diferença entre o sinal relacionado à monitoração da folga é formado com o valor do sinal a quando o freio é ativado. A invenção não é restrita a modalidade exemplificativa descrita. Em vez dos freios a disco, também é possível fornecer tambores de freio ou ambos os sistemas de freio no freio de serviço do veículo a motor, em que os sensores de deslocamento podem ser integrados a uma localização adequada na cadeia de ativação do freio de serviço (por exemplo, em articulações, unidades de transmissão. etcj—-------------------------------------- Se forem usados dispositivos de ajuste que atuam automaticamente na ativação do freio de serviço, os sensores de deslocamento 18 são fornecidos no fluxo de força a jusante do dispositivo de ajustes, a fim de serem capazes de compensar continuamente o desgaste da pastilha de freio.

Os sensores de deslocamento 18 também podem ser incorporados como potenciômetros, se apropriado também como potenciômetros rotativos.

Claims (10)

1. Método para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, que tem, por freio de roda, pelo menos um sensor de deslocamento que é conectado dentro da cadeia de ativação dos meios de ativação de freio e que é conectado a uma unidade de avaliação eletrônica, em que o sinal de sensor de deslocamento o desgaste da pastilha e ao mesmo tempo a folga é detectada por meio da unidade de avaliação, e em que no caso de um aumento definido na folga, detectado com respeito a ponto de folga predefiní-do, e, portanto uma folga excessivamente grande, é ativada uma exibição de advertência, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento (18) e a unidade de avaliação (20) são configurados de tal forma que, avaliando a diferença de sinal entre os sinais de sensor de deslocamento para um freio de serviço ativado e para um freio de serviço não ativado, uma folga corrente (s) é detectada como uma folga real e, portanto, qualquer desvio de folga (s) do ponto configurado de folga pode ser detectado, em que a exibição de advertência é ativada tanto quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido é excedido de uma forma definida, e, portanto existe uma folga excessivamente grande (s), e quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido está inferior de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente pequena (s) ou nenhuma folga (s).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento (18) que é conectado funcionalmente a um dispositivo de aplicação de freio, detecta a mudança de posição do dispositivo de aplicação de freio como um primeiro valor de sinal (a) quando o freio de serviço é ativado, pelo fato de que o sensor de deslocamento (18) detecta um segundo valor de sinal (b) quando o freio de serviço não está ativado e correspondentemente quando existem pastilhas de freio que são afastadas do disco de freio (16) por uma folga definida (s), e pelo fato de que a diferença entre os sinais, em particular a dife-rença entre as tensões, entre os primeiro e segundo valores de sinal (a, h) é comparada por meio da unidade de avaliação (20), em que se a diferença entre o sinal exceder um valor de comparação ou valor limite que é armazenado na unidade de avaliação (20) uma folga excessivamente grande é determinada, e se a diferença entre o sinal for inferior a um valor de comparação ou valor limite que está armazenado na unidade de avaliação (20) uma folga excessivamente pequena é determinada, e consequentemente um sinal de alerta é ativado respectivamente pela unidade de avaliação (20).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de avaliação (20) gera em sua prioridade pelo menos dois sinais de alerta diferentes (22, 24) aos quais diferentes estágios de alerta são atribuídos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sinal de alerta (24) com a maior prioridade é gerado apenas se uma folga excessivamente pequena (s) for detectada.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que no caso de freios a disco (10, 16) como um freio de serviço do veículo a motor os sensores de deslocamento (18) são integrados como sensores lineares diretamente dentro dos caíibra-dores de freio (10) e também detecta, adicionalmente à posição que define a espessura da pastilha de freio, o percurso de aplicação das pastilhas de freio (12, 14) sempre que o freio é ativado ou para ativações definidas do freio.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que no caso de um freio de serviço controlado eletronicamente do veículo a motor, a unidade de avaliação dos sensores de deslocamento (18) é implementada na unidade de controle eletrônico (20) do freio de serviço.

7. Dispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de um freio de serviço em veículos a motor, em particular em veículos utilitários, em particular para executar um método como definido em uma das reivindicações precedentes, que tem, por freio de roda, pelo menos um sensor de deslocamento que é conectado dentro da cadeia de ativação dos- meios de ativação de freio e que é conectado a uma unidade de avaliação eletrônica, em que o sinal de sensor de deslocamento, o desgaste da pastilha e, ao mesmo tempo, a folga é detectada por meio da unidade de avaliação, e em que a exibição de advertência é fornecida, a qual pode ser ativada no caso de um excesso definido na folga, detectado com respeito ao ponto de folga predefinido, e, portanto, uma folga excessivamente grande, caracterizado pelo fato de que o sensor de deslocamento (18) e a unidade de avaliação (20) são configurados de tal forma que, avaliando a diferença de sinal entre os sinais de sensor de deslocamento para um freio de serviço ativado e para um freio de serviço não ativado, uma folga corrente (s) é detectada como uma folga real e, portanto, qualquer desvio de folga (s) do ponto configurado de folga pode ser detectado, em que a exibição de advertência é ativada tanto quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido é excedido de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente grande (s), e quando é detectado que o ponto configurado de folga predefinido está inferior de uma forma definida, e, portanto, existe uma folga excessivamente pequena (s) ou nenhuma folga (s).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que no caso de freios a disco (10, 16) como um freio de serviço do veículo a motor os sensores de deslocamento (18) são integrados como sensores lineares diretamente dentro dos calibradores de freio (10) e são configurados de tal forma que, adicionalmente à posição que define a espessura da pastilha de freio, os últimos também detectam o percurso de a-plicação das pastilhas de freio (12, 14) sempre que o freio é ativado ou para ativações definidas do freio.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que no caso de um freio de serviço do veículo a motor controlado eletronicamente, a unidade de avaliação dos sensores de deslocamento (18) é implementada na unidade de controle eletrônico (20) do freio de serviço.

10. Veículo a motor, em particular veículo utilitário, que tem um jispositivo para monitorar o desgaste e folga de pastilha de freio de i im freio de serviço, em particular que tem um dispositivo de acordo com uma das reivindicações de dispositivo precedentes.