DE10045219A1 - Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag einer Fahrzeug-Bremsanlage - Google Patents
Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag einer Fahrzeug-BremsanlageInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag insbesondere einer Fahrzeug-Bremsanlage, wobei in einem elektrischen Kreis mehrere Verschleißermittlungs-Widerstände seriell oder parallel geschaltet sind, die bei Erreichen definierter Verschleißzustände hinzu- oder weggeschaltet werden, und wobei in diesem elektrischen Kreis ferner seriell ein Temperaturmess-Widerstand vorgesehen ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Messung und Auswertung diskontinuierlich, derart, dass der nach einem Bremsvorgang ermittelte Gesamt-Widerstandswert mit dem vor diesem Bremsvorgang vorliegenden Gesamt-Widerstandswert verglichen wird und durch logische Auswertung darauf geschlossen wird, ob ein Anteil der Änderung des Gesamt-Widerstandswertes auf eine Änderung bei den Verschleißermittlungs-Widerständen zurückzuführen ist, woraus letztlich auf die durch den Bremsvorgang hervorgerufene Temperaturerhöhung geschlossen werden kann. Bevorzugt wird im aktiven Gesamtsystem die Temperatur des Bremsbelages mit Ausnahme von Bremsvorgängen im Wesentlichen fortlaufend festgestellt, wobei neben der Zeitdauer eines Bremsvorganges sowie dem dabei auftretenden Bremsdruck zusätzlich die Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Bremsvorgängen in die Auswertung mit eingeht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die
Temperatur an einem Bremsbelag einer Reibungs-Bremsanlage, insbeson
dere einer Fahrzeug-Bremsanlage, wobei in einem elektrischen Kreis mehre
re Verschleißermittlungs-Widerstände seriell oder parallel geschaltet sind,
die bei Erreichen definierter Verschleißzustände hinzu- oder weggeschaltet
werden, und wobei in diesem elektrischen Kreis ferner seriell ein Tempera
turmess-Widerstand vorgesehen ist. Zum technischen Umfeld wird neben
der US 5,637,794 auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung
100 022 065 verwiesen.
Eine mehrstufige Bremsverschleißanzeige ist grundsätzlich vorteilhaft, da
hiermit Aussagen über den zeitlichen Verlauf des Bemsbelagverschleißes
möglich sind. Ebenso ist es vorteilhaft, die aktuelle Temperatur im Bremsbe
lag bzw. an den wesentlichen Elementen der Bremsanlage zumindest annä
hernd zu kennen, da hiermit die Verschleißvoraussage verbessert werden
kann, insbesondere jedoch Voraussagen bezüglich der Bremswirkung in Ab
hängigkeit vom aufgebrachten Bremsdruck zwischen dem Bremsbelag und
dem bewegten Element der Reibungs-Bremsanlage (insbesondere einer
Bremsscheibe oder dgl.) möglich sind.
Vom grundsätzlichen Aufbau her soll eine mehrstufige Bremsverschleißan
zeige inklusive einer Temperatur-Ermittlungseinheit so einfach als möglich
sein, weshalb üblicherweise lediglich zwei elektrische Anschlüsse vorgese
hen sind, über welche ein Stromfluß über die in Reihe geschalteten Wider
stände zur Ermittlung des Verschleißes einerseits sowie zur Ermittlung der
Temperatur andererseits ermöglicht wird, so wie dies im eingangs zitierten
Stand der Technik auch gezeigt ist. Dabei unterscheidet sich beim System
nach der US 5,637,794 der Widerstandswert des Temperaturmess-
Widerstandes erheblich von demjenigen der Verschleißermittlungs-
Widerstände, so dass aus einer festgestellten Widerstandsänderung sicher
darauf geschlossen werden kann, ob diese durch einen erfolgten Verschleiß
oder durch eine Temperaturänderung hervorgerufen wurde. In einer alterna
tiven Ausführungsform ist bei diesem bekannten Stand der Technik der Wi
derstandsschaltung ein Kondensator parallel geschaltet, der es erlaubt, den
Wert des Temperaturmess-Widerstandes und denjenigen der Verschleißer
mittlungs-Widerstände jeweils separat abwechselnd zu messen.
Die soeben genannte bekannte Kondensatorschaltung ist jedoch mit Unge
nauigkeiten verbunden und stellt darüber hinaus einen wünschenswerter
weise zu vermeidenden Mehraufwand dar. Andererseits ist es oftmals auch
nicht möglich, einzelne Widerstände mit derartig unterschiedlichen Werten
vorzusehen, dass aus einer festgestellten Widerstandsänderung sicher dar
auf geschlossen werden kann, ob diese durch einen erfolgten Verschleiß
oder durch eine Temperaturänderung hervorgerufen wurde.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, an einer Ermittlungseinheit
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 Maßnahmen aufzuzeigen, mit
Hilfe derer auf einfache Weise aus einer Änderung des Gesamtwiderstands
wertes auf die Ursache hierfür geschlossen werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung
und Auswertung diskontinuierlich erfolgt, derart, dass der nach einem
Bremsvorgang ermittelte Gesamt-Widerstandswert mit dem vor diesem
Bremsvorgang vorliegenden Gesamt-Widerstandswert verglichen wird und
durch logische Auswertung darauf geschlossen wird, ob ein Anteil der Ände
rung des Gesamt-Widerstandswertes auf eine Änderung bei den Verschleiß
ermittlungs-Widerständen zurückzuführen ist, woraus letztlich auf die durch
den Bremsvorgang hervorgerufene Temperaturerhöhung geschlossen wer
den kann. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß erfolgt bei einem mehrstufigen sog. Bremsverschleißsen
sor mit in Reihe geschaltetem Temperaturmesswiderstand die Auswertung
der über eine (einzige) elektrische Leitung zu erhaltenden Signale bezüglich
Temperatur einerseits und Verscheißzustand andererseits mittels intelligen
ter Software und - zumindest im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung - über vernetzte Informationen aus dem umgebenden Daten
netz, so insbesondere des Fahrzeuges. Wesentlich ist dabei, dass eine auf
grund eines Bremsvorganges festgestellte Änderung des Gesamtwiderstan
des auf ihre Ursache hin analysiert wird. Wesentlich ist somit weiterhin, dass
während eines Bremsvorganges, also an einem Kraftfahrzeug solange, als
der übliche Bremslichtschalter geschlossen ist, keine Widerstands-Messung
erfolgt.
Im Rahmen dieser besagten Analyse wird (bevorzugt) dann, wenn das Ge
samtsystem aktiv ist, d. h. bspw. das Kraftfahrzeug betrieben wird, die Tem
peratur des Bremsbelages mit Ausnahme von Bremsvorgängen quasi fort
laufend beobachtet. Bedeutende Einflussfaktoren auf die Temperatur im
Bremsbelag sind die Zeitdauer eines Bremsvorganges sowie der dabei auf
tretende Bremsdruck, mit welchem der Bremsbelag gegen ein/das beweg
te(s) Element der Bremsanlage, so insbesondere eine Bremsscheibe, gedrückt
wird. Ferner wirkt sich die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfol
genden Bremsvorgängen auf den tatsächlichen Temperaturverlauf aus, so
dass aus diesen Randbedingungen auch quasi eine Schätzung der aktuellen
Temperatur erfolgen kann. Dieser sog. Schätzwert kann dann mit der auf
grund eines Bremsvorganges festgestellten Gesamt-Widerstandsänderung
abgeglichen werden, dahingehend, dass mit ausreichender Sicherheit fest
stellbar ist, ob diese Gesamt-Widerstandsänderung nur durch eine Tempera
turänderung oder auch durch eine Änderung an den Verschleißermittlungs-
Widerständen hervorgerufen wurde.
Zur Verfolgung des Temperaturverlaufs bei aktivem Gesamtsystem, d. h.
bspw. bei betriebenem Kraftfahrzeug kann dann zunächst die Zeitdauer von
der letzten vorgenommenen Bremsung bis zur Wieder-Inbetriebnahme des
Gesamtsystems mittels eines Zeitzählers oder aufgrund der Stillstandszeit,
die aus Datum und Uhrzeit errechnet wird, bestimmt werden. Ggf. ist dann
die Bremsbelag-Temperatur gleich der Umgebungstemperatur, welche eben
falls als Randbedingung mit berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise
kann auch die Situation einer bereits heißen Bremse - resultierend aus ei
nem nur kurzzeitigen Abstellen des Fahrzeuges - festgestellt und von der
Ausgangssituation einer kalten Bremsanlage - nach längerem Fahr
zeugstopp - unterscheidbar gemacht werden.
Zur Initialisierung nach einer Inbetriebnahme des Gesamtsystems bzw.
Fahrzeuges sollten ferner die wesentlichen zuletzt abgespeicherten Daten
aktiviert werden. Hierzu zählt insbesondere der zuletzt abgespeicherte Wert
für die Anzahl der noch vorhandenen (aktiven) Verschleißermittlungs-Wider
stände, sowie - in einer bevorzugten Ausführungsform - die Plausibilisierung
und Verifizierung der Bremsanlagentemperatur mittels der Umgebungstem
peratur.
Wie bereits erläutert wurde, erfolgt die konkrete Auswertung aufgrund eines
Vergleiches der Werte für den Gesamt-Widerstand vor einem Bremsvorgang
sowie nach einem Bremsvorgang. Aufgrund des gemessenen Widerstands
wertes und dem Vergleich mit dem vorhergehenden Widerstandswert kann
dann entschieden werden, ob es sich hierbei um einen temperaturbedingten
oder einen verschleißbedingten Widerstandssprung handelt. Noch weiter
gesteigert werden kann die Genauigkeit dieser Entscheidung oder Abschät
zung, wenn zusätzlich die sich beim vorangegangenen und/oder beim dar
auffolgenden Bremsvorgang einstellende Änderung des Gesamt-Wider
standswertes mit berücksichtigt wird, d. h. der vorangegangene und/oder
nächstfolgende Widerstandsgradient herangezogen wird, um zu entschei
den, ob es sich bei der festgestellten Widerstandsänderung nur um einen
temperaturbedingten oder auch bzw. alleine um einen verschleißbedingten
Widerstandssprung handelt.
Bspw. können im Bremsbelag zueinander parallel geschaltet vier Verschleiß
ermittlungs-Widerstände vorgesehen sein, die jeweils einen Widerstandswert
in der Größenordnung von 250 Ω haben, was ungünstigerweise ebenfalls ein
Widerstandswert eines gängigen Temperaturmess-Widerstandes sein kann.
Wird nun im Verlauf eines Bremsvorganges ein Widerstandssprung in dieser
Größenordnung von 250 Ω festgestellt, ohne dass durch diesen Bremsvor
gang eine nennenswerte Temperaturerhöhung eingetreten sein dürfte, so
erkennt die intelligente Software, dass eine Verschleißstufe erreicht wurde.
Muss hingegen bspw. aufgrund eines extrem langen und intensiven Brems
vorganges eine derart starke Erwärmung im Bremsbelag erfolgt sein, dass
hieraus eine entsprechende Widerstandsänderung resultieren könnte, so
wird diese erfindungsgemäß als solche interpretiert.
Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Darstellung im vorhergehenden Ab
satz stark vereinfacht ist, denn zumeist wird sich bei einer verschleißbeding
ten Widerstandsänderung gleichzeitig eine temperaturbedingte Wider
standsänderung ergeben. Dies stellt jedoch in Kenntnis des Widerstands
wertes eines Verschleißermittlungs-Widerstandes kein Problem dar, da eine
entsprechende Subtraktion einfach möglich ist. Jedoch sollte hierzu der Wi
derstandswertes der Verschleißermittlungs-Widerstände möglichst exakt be
kannt sein, was wegen unvermeidbarer Serienstreuungen nicht immer abso
lut gewährleistet sein kann. Aus diesem Grunde kann es empfehlenswert
sein, den ersten aufgrund des Erreichens eines Verschleißzustandes sich
ergebenden Sprung im Widerstandswert softwaremäßig als Referenzwert
bzw. als Mustergradient für die weiteren Sprünge abzuspeichern. In anderen
Worten ausgedrückt kann somit aus dem ersten festgestellten Verschleiß
sprung im Gesamt-Widerstand der für diesen Bremsbelag spezifische Wi
derstandswert der Verschleißermittlungs-Widerstände festgestellt und abge
legt werden.
Wie bereits erwähnt wurde, erfolgt die Auswertung des Widerstandswertes
hinsichtlich des Temperatursignals mittels einer Plausibilisierung mit der Au
ßentemperatur. Auf diesem Wege wird eine Referenz Außentemperatur mit
der Bremsscheibentemperatur, allg. der Temperatur des bewegten Elemen
tes der Bremse gewährleistet. Die auf diese Weise ermittelte Temperatur
kann nun in der sog. Widerstandskurve des Temperaturmess-Widerstandes
als Fixpunkt in dieser Kurve festgelegt und gespeichert werden. Der Tempe
raturkoeffizient und damit die Steigung der sog. Temperaturkurve ergibt sich
im wesentlichen aus der Spezifikation des Temperaturmess-Widerstandes
bzw. kann auch anhand bestimmter Plausibilitäten ermittelt werden.
Soll - was eigentlich erwünscht ist - nicht nur die Temperatur im Bremsbe
lag, sondern auch diejenige des bewegten Elementes der Bremse (also bei
Fahrzeugen der Bremsscheibe oder dgl.) ermittelt werden, so kann eine
Temperaturabbildungsfunktion vorgesehen sein, in welcher die Wechselwir
kung zwischen der bspw. Scheibentemperatur und der Temperatur am Ein
bauort der Bremsverschleißanzeige bzw. der genannten Widerstände festge
legt ist. Diese semiempirische Abbildungsfunktion ist auch abhängig von der
Zeit, nämlich aufgrund der sog. Temperaturhysterese zwischen der Schei
bentemperatur und derjenigen der genannten Messwiderstände, ferner von
der Bremsscheibentemperatur bzw. der absoluten Temperatur des bewegten
Elementes der Bremsanlage selbst und darüber hinaus vom aktuellen
Bremsbelagverschleiß sowie von geometrischen Randbedingungen. Die er
mittelte Temperaturabbildungsfunktion kann als Kennlinie abgelegt oder
während der Analyse aus den vorhandenen Parametern berechnet werden.
Weiterhin kann eine Restlaufstärke des Bremsbelages aus einer Interpolati
on der einzelnen Stützpunkte in einer sog. Verschleiß-Laufleistungskurve
gewonnen werden, wobei durch Extrapolation dieser Kurve auf das Ende
des Bremsbelages geschlossen werden kann, d. h. es kann aus dem festge
stellten Verschleiß des Bremsbelages dessen Restlaufdauer extrapoliert
werden, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus ab
weichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Pa
tentansprüche zu verlassen.
Claims (7)
1. Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem
Bremsbelag einer Reibungs-Bremsanlage, insbesondere einer Fahr
zeug-Bremsanlage, wobei in einem elektrischen Kreis mehrere
Verschleißermittlungs-Widerstände seriell oder parallel geschaltet
sind, die bei Erreichen definierter Verschleißzustände hinzu- oder
weggeschaltet werden, und wobei in diesem elektrischen Kreis ferner
seriell ein Temperaturmess-Widerstand vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messung und Auswertung diskon
tinuierlich erfolgt, derart, dass der nach einem Bremsvorgang ermittel
te Gesamt-Widerstandswert mit dem vor diesem Bremsvorgang vor
liegenden Gesamt-Widerstandswert verglichen wird und durch logi
sche Auswertung darauf geschlossen wird, ob ein Anteil der Änderung
des Gesamt-Widerstandswertes auf eine Änderung bei den
Verschleißermittlungs-Widerständen zurückzuführen ist, woraus letzt
lich auf die durch den Bremsvorgang hervorgerufene Temperaturer
höhung geschlossen werden kann.
2. Ermittlungseinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass im aktiven Gesamtsystem die Tempe
ratur des Bremsbelages mit Ausnahme von Bremsvorgängen im we
sentlichen fortlaufend festgestellt wird, wobei neben der Zeitdauer ei
nes Bremsvorganges sowie dem dabei auftretenden Bremsdruck, mit
welchem der Bremsbelag gegen ein bewegtes Element der Bremsan
lage angedrückt wird, zusätzlich die Zeitdauer zwischen zwei aufein
anderfolgenden Bremsvorgängen in die Auswertung mit eingeht.
3. Ermittlungseinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die sich beim vorangegan
genen und/oder beim darauffolgenden Bremsvorgang einstellende
Änderung im Gesamt-Widerstandswert und somit der vorangegange
ne und/oder nächstfolgende Widerstandsgradient mit berücksichtigt
wird.
4. Ermittlungseinheit nach einem der vorangegangen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur in die Aus
wertung mit einfließt.
5. Ermittlungseinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ersten festgestellten Ver
schleißsprung im Gesamt-Widerstand der für diesen Bremsbelag spe
zifische Widerstandswert der Verschleißermittlungs-Widerstände fest
gestellt und abgelegt wird.
6. Ermittlungseinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturabbildungsfunktion
vorgesehen ist, mit Hilfe derer von der Temperatur des Bremsbelages
auf die Temperatur des bewegten Elementes der Bremsanlage ge
schlossen wird.
7. Ermittlungseinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass aus dem festgestellten Verschleiß des
Bremsbelages dessen Restlaufdauer extrapoliert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000145219 DE10045219A1 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag einer Fahrzeug-Bremsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000145219 DE10045219A1 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag einer Fahrzeug-Bremsanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10045219A1 true DE10045219A1 (de) | 2002-03-28 |
Family
ID=7656016
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DE2000145219 Withdrawn DE10045219A1 (de) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Ermittlungseinheit für den Verschleiß sowie die Temperatur an einem Bremsbelag einer Fahrzeug-Bremsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
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