DE10065757A1 - Verfahren und System zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und System zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs

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Abstract

Es wird ein Verfahren und ein System zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs beschrieben, wobei Brems- und Antriebskräfte eines Fahrzeugs an jedem Rad des Fahrzeugs unter Verwendung von Sensoren gemessen werden, die die zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn wirkenden Kräfte messen, wobei die gemessenen Bremskräfte miteinander und/oder mit in einer Speicherheit abgelegten vorgegebenen Bremskräften verglichen werden, und, im Fall eines Übersteigens vorbestimmter Differenzen zwischen gemessenen Bremskräften und/oder einer gemessenen Bremskraft und einer vorgegebenen Bremskraft, auf einen an der Bremsanlage aufgetretenen Bremsendefekt entschieden wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Es sind Verfahren zur Überwachung von Bremsanlagen von Fahrzeugen bekannt, wobei die Überwachung dann darin resultiert, den Bremsdruck entsprechend aus Radgeschwindigkeitssignalen abgeleiteten Zuständen zwischen der Fahrbahn und den Rädern am Fahrzeug zu regeln. Insbesondere gibt es bereits spezielle Verfahren zur Überwachung und zur Regelung von Bremsanlagen von Fahrzeugen, wie beispielsweise ABS- oder ABSR-Regelungen.
Lange Zeit konnten die zwischen Rad und Fahrbahn wirkenden Kräfte mangels geeigneter Sensoren nicht direkt ermittelt werden. Statt dessen wurden zur Regelung nötige Signale aus Radgeschwindigkeitssignalen abgeleitet bzw. berechnet.
Inzwischen sind Sensoren bekannt geworden, mit denen es möglich ist, den Zustand zwischen Fahrbahn und Fahrzeugrädern auf direkte Weise zu erfassen.
Aus Stöcker, Jörg u. a.: Der "Intelligente Reifen" - Zwischenergebnisse einer interdisziplinären Forschungskooperation. In: ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 97, 1995, 12, S. 824-832 ist es beispielsweise bekannt, einen Reifen mit einem integrierten Kraftsensor auszustatten, durch welchen es möglich ist, am Reifen angreifende Kräfte in drei Richtungen, nämlich der Längs- oder X-Richtung, der Quer- oder Y-Richtung und der vertikalen oder Z-Richtung, zu erfassen. Die aus diesen erfaßten Kräften abgeleiteten Signale können einer Auswerteeinheit zugeführt werden, in welcher eine erwünschte Auswertung der Signale erfolgt.
Eine weitere Vorrichtung zur Ermittlung des Drehverhaltens eines Fahrzeugrades ist beispielsweise aus DE 196 20 581 A1 bekannt.
Den aus dem Stand der Technik bekannten Reifensensoren ist gemeinsam, daß mit ihnen zwischen den Rädern eines Fahrzeugs und der Fahrbahn auftretende Brems- und Antriebskräfte direkt erfaßt werden können. Dies hat den Vorteil, daß eine aufwendige und möglicherweise ungenaue Ergebnisse liefernde Berechnung der Brems- und Antriebskräfte zur weiteren Verwendung bei einer Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs nicht mehr nötig ist.
So ist es beispielsweise aus der DE 197 44 725 A1 bekannt, Zustandsgrößen eines Kraftfahrzeugs auf der Basis der auf die einzelnen Räder wirkenden Kräfte zu bestimmen, die mit Hilfe von Reifensensoren erfaßt werden. Die bestimmten Zustandsgrößen können dann korrigiert werden.
Obwohl Reifensensoren im Stand der Technik schon häufiger als nützlich zur Regelung des Fahrverhaltens von Fahrzeugen beschrieben wurden, ist es bislang noch nicht bekannt, Signale von diesen Sensoren gezielt zur Überwachung und Regelung von Bremsanlagen von Fahrzeugen einzusetzen.
Ausgehend von bekannten Verfahren zum Erfassen von zur Bremssystemregelung relevanten Größen mittels Reifensensoren, wie es beispielsweise allgemein in Stöcker, Jörg u. a.: Der "Intelligente Reifen" - Zwischenergebnisse einer interdisziplinären Forschungskooperation. In: ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 97, 1995, 12, S. 824-832 aufgezeigt ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs unter Verwendung von Sensoren, die die zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn wirkenden Kräfte messen, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der Erfindung kann unter Verwendung von Sensoren, die die zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn wirkenden Kräfte messen, durch Vergleichen von während einer Bewegung des Fahrzeugs direkt gemessenen Signalen für Bremskräfte miteinander oder mit vorgegebenen Werten auf einen Defekt an der Bremsanlage geschlossen werden, wenn das Vergleichsergebnis einen in einer Speichereinheit abgelegten vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
Insbesondere können gemessene Bremskräfte des gleichen Bremskreises oder von unterschiedlichen Bremskreisen miteinander verglichen werden. Dabei werden nötige Bremsdruckunterschiede, wie sie beispielsweise zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern auftreten, dadurch berücksichtigt, daß diese durch eine Gewichtung mit einem von der Speichereinheit ausgegebenen Signal berücksichtigt werden.
Vorteilhafterweise kann durch einen Vergleich der durch Messung erhaltenen Signale für Bremskräfte mit vorgegebenen Bremsdruckverteilungen, die in einer Speichereinheit vorgegeben sein können, und eine Überprüfung auf Plausibilität, die Bremskraftverteilung überwacht werden.
Beim Entscheiden auf das Vorliegen eines Defekts kann eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden und/oder der fehlerhafte Bremsdruck korrigiert werden.
Es kann nicht nur die Fußbremsfunktion sondern auch die Handbremsfunktion überwacht werden, wobei auch bei einer Überwachung der Handbremsfunktion eine Bewegung der Fahrzeugräder nötig ist und beim Feststellen einer asymmetrischen Betätigung der Handbremse beim Vergleich der gemessenen Bremskräfte auf einen Defekt der Handbremsfunktion entschieden wird.
Ein System zur Überwachung einer Bremsanlage weist Sensoren auf, mit denen Signale für Bremskräfte erfaßt werden können, die während einer Bewegung der Fahrzeugräder Aufschluß über den Kraftschluß zwischen Fahrbahn und Fahrzeugrad geben. Die Signale werden eine Vergleichseinheit zugeführt, in der die Signale dann miteinander oder mit Vorgabewerten aus einer Speichereinheit verglichen werden. Übersteigt das Vergleichsergebnis eine als Grenzwert vorgegebene Differenz aus der Speichereinheit wird ein Signal einer Warnungseinheit zugeführt, um den Fahrer über den erfaßten Defekt zu informieren. Gleichzeitig kann ein Signal einer Regeleinheit zugeführt werden, um eine derartige Regelung durchzuführen, daß der erfaßte Defekt an der Bremsanlage durch Ändern des Bremsdrucks kompensiert wird.
Mit dem Verfahren zur Überwachung von Bremsanlagen von Fahrzeugen kann der Allgemeinzustand der Bremsanlage zur Verbesserung der Fahrzeugsicherheit und der ABSR-Regelung ermittelt und berücksichtigt werden. Mit Hilfe der gemessenen Kräfte ist eine Kontrolle der Bremskraftverteilung bzw. eine Funktionsverbesserung in Form einer Korrektur der logisch vorgegebenen Bremsdrücke möglich. Eine Funktionsverschlechterung eines Bremsbelags oder ein nicht korrekter Bremszustand ist erkennbar. Ein Bremsausfall kann ermittelt werden.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung einer Bremsanlage für Fahrzeuge, mit welchem System das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems zur Überwachung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs. Dabei erfassen für vier Fahrzeugräder gezeigte Sensoren 10, 11, 12 und 13 Signale Sb für Bremskräfte, die Aufschluß über den Zustand zwischen Fahrbahn und Fahrzeug geben. Die Signale Sb für die an den Fahrzeugrädern auftretenden Bremskräfte werden einer Vergleichseinheit 20 zugeführt, der gleichzeitig Signale Sv, Sd und Sg von einer Speichereinheit 30 zugeführt werden können. Die Signale Sv, Sd und Sg werden in der folgenden Beschreibung detailliert beschrieben. Es ist zu verstehen, daß die Signale Sv, Sd und Sg jeweils mehrere Signale mit unterschiedlichen Werten für die verschiedenen Fahrzeugräder haben können.
In der Vergleichseinheit 20 werden die Signale Sb für die an den Fahrzeugrädern auftretenden Bremskräfte miteinander oder mit Signalen Sv für Vorgabewerte aus der Speichereinheit 30 verglichen. Bei einem Vergleich der Signale Sb für die an den Fahrzeugrädern auftretenden Bremskräfte miteinander werden beim Vergleich unterschiedliche Anforderungen an Bremsdrücke an verschieden Fahrzeugrädern, wie vorne und hinten, dadurch berücksichtigt, daß entsprechende Gewichtungen durch von der Speichereinheit 30 ausgegebene vorgegebene Signale Sg vorgenommen werden. Bei einem Vergleich von Meßsignalen Sb mit Vorgabewerten Sv ist dieser Gewichtungsschritt nicht nötig.
Ergibt ein jeweiliger Vergleich eine Signaldifferenz, die ein von der Speichereinheit 30 ausgegebenes Differenzen- Grenzwertsignal Sd übersteigt, wird entschieden, daß ein Defekt an der Bremsanlage aufgetreten ist. Beim Vergleich von Signalen Sb für die an den Fahrzeugrädern auftretenden Bremskräfte mit Vorgabewerten Sv gibt eine Entscheidung auf einen Defekt in der Vergleichseinheit 20 einen Hinweis auf eine fehlerhafte Bremskraftverteilung.
Bei einer Entscheidung auf einen Defekt in der Vergleichseinheit 20 wird ein Warnsignal an eine Warneinheit 40 ausgegeben, wodurch der Fahrer über den defekten Zustand der Bremsanlage informiert wird. Gleichzeitig kann eine Signal an eine Regeleinheit 50 ausgegeben werden, die eine Regelung zum Kompensieren des defekten Bremsdrucks durchführt. Die Regeleinheit 50 kann dann Signale an Bremsvorrichtungen 60, 61, 62 und 63 für die einzelnen Fahrzeugräder ausgeben.
Es ist noch anzumerken, daß mit dem gezeigten System nicht nur die Fußbremsfunktion überwacht werden kann, sondern auch eine Überwachung der Handbremsfunktion erfolgen kann. Dabei müssen sich die Fahrzeugräder bewegen, was bedeutet, daß die Überwachung der Handbremsfunktion während einer (langsamen) Fahrt oder auch auf einem Rollenprüfstand durchgeführt werden kann. Bei der Überwachung erfolgt in der Vergleichseinrichtung 20 ein Prüfen der gemessenen Bremskräfte auf Symmetrie. Durch die Überprüfung kann die momentane Wirksamkeit der Handbremse ermittelt werden, und bei einer Entscheidung auf einen Defekt in der Vergleichseinrichtung 20 kann auf eine Funktionsverschlechterung des Reibwerts zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe geschlossen werden.
Vorangehend ist ein Verfahren und ein System zur Überwachung einer Bremsanlage von Fahrzeugen beschrieben. Die Überwachung erfolgt laufend während eines Fahr- bzw. Bremsvorgangs. Ein Bremskreisausfall kann durch Vergleichen der gemessenen Bremskräfte erkannt werden. Auf Defekte an weiteren in der Bremsanlage vorhandenen Vorrichtungen, wie beispielsweise dem Druckminderer, dem Hauptzylinder, usw. kann geschlossen werden. Eine Herabsetzung der Reibwertpaarung Bremsscheibe/Bremsbelag, ein Druckverlust an einem Rad usw. sind durch die Überwachung der Bremsanlage erkennbar.
Durch die Messung der Brems- und Antriebskräfte mit Sensoren, die Rückschlüsse auf den Zustand der Fahrbahnoberfläche zulassen, kann die ABSR-Regelung in der Regeleinheit 50 deutlich verbessert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Überwachung von Bremsanlagen eines Fahrzeugs während einer Bewegung der Fahrzeugräder, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Messen von Brems- und Antriebskräften eines Fahrzeugs an jedem Rad eines Fahrzeugs unter Verwendung von Sensoren, die die zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn wirkenden Kräfte messen;
gekennzeichnet durch
Vergleichen von Signalen (Sb) für die gemessenen Bremskräfte miteinander und/oder mit in einer Speichereinheit (30) abgelegten Signalen (Sv) für vorgegebene Bremskräfte, und im Fall eines Übersteigens von in der Speichereinheit (30) abgelegten vorbestimmten Differenz-Grenzwertsignalen (Sd) zwischen den Signalen (Sb) für die gemessenen Bremskräften und/oder Signalen (Sb) für eine gemessene Bremskraft und Signalen (Sv) für eine vorgegebenen Bremskraft, Entscheiden auf einen an der Bremsanlage aufgetretenen Defekt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (Sb) für die gemessenen Bremskräfte verschiedener Bremskreise miteinander verglichen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (Sb) für die gemessenen Bremskräfte des gleichen Bremskreises miteinander verglichen werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Vergleich der Signale (Sb) für die an den Fahrzeugrädern auftretenden Bremskräfte miteinander unterschiedliche Anforderungen an Bremsdrücke an verschiedenen Fahrzeugrädern, wie vorne und hinten, dadurch berücksichtigt werden, daß entsprechende Gewichtungen durch von der Speichereinheit (30) ausgegebene vorgegebene Signale Sg vorgenommen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (Sb) für die gemessenen Bremskräfte mit in der Speichereinheit abgelegten Signalen (Sv) für logisch vorgegebene oder erwartete Bremskräfte verglichen werden und beim Erkennen einer Abweichung (Sd) zwischen den Signalen (Sb) für die gemessenen Bremskräfte und den Signalen (Sv) für die vorgegebenen Bremskräfte auf das Vorliegen eines Defekts bei der Bremskraftverteilung entschieden wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorliegen eines Defekts an der Bremsanlage eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorliegen eines Defekts an der Bremsanlage ein Korrigieren des Bremsdrucks an dem Rad durchgeführt wird, an welchem der Defekt aufgetreten ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Fußbremsfunktion als auch die Handbremsfunktion überwacht wird.
9. System zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit Sensoren (10, 11, 12, 13) zum Messen von Signalen (Sb) für Bremskräfte an allen Fahrzeugrädern, wobei mit den Sensoren die zwischen einer Fahrbahn und den Rädern wirksamen Bremskräfte meßbar sind, gekennzeichnet durch
eine Speichereinheit (30) zum Ablegen von Signalen (Sv) für vorgegebene Bremskräfte und vorbestimmten Differenzen- Grenzwertsignalen (Sd),
eine Vergleichseinheit (20) zum Vergleichen der Signale (Sb) für gemessene Bremskräfte miteinander und/oder der Signale (Sb) für gemessene Bremskräfte mit den Signalen (Sv) für die vorgegebenen Bremskräfte und zum Entscheiden auf einen Defekt an der Bremsanlage im Fall eines Übersteigens des von der Speichereinheit (30) zugeführten Differenzen-Grenzwertsignals (Sd) durch das Vergleichsergebnis.
10. System nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Warneinheit (40), der bei einer Entscheidung auf einen Defekt ein Defektsignal zugeführt wird, woraufhin sie einen Defekt zum Fahrer meldet.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Regeleinheit (50), der bei einer Entscheidung auf einen Defekt ein Defektsignal zugeführt wird, woraufhin sie eine jeweilige Regelung des Bremsdrucks durchführt.
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