DE102005019276B9

DE102005019276B9 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug und Bremsanlage

Info

Publication number: DE102005019276B9
Application number: DE200510019276
Authority: DE
Inventors: Günther SOKOLL; Carsten Thierer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: DE102005019276B4; DE102005019276A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Temperatur einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, bei dem die jeweils aktuell herrschende Temperatur der Bremsanlage anhand eines Modells abgeschätzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere vordefinierte Fahrsituationen und/oder Betriebszustände des Kraftfahrzeugs (1) zur Minderung eines Modellfehlers modelliert und ausgewertet werden, wobei unter Rückgriff auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen und Signale die Güte des Modells verbessert wird.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug und eine Bremsanlage.
In heutigen Kraftfahrzeugen müssen die Bremsanlagen bzw. Bremsen vielen unterschiedlichen Anforderungen und Ansprüchen genügen. Zum einen sollen zur Minimierung von Gewicht und Kosten Überdimensionierungen der Bremsen vermieden und möglichst einfache, preisgünstige Teile verwendet werden. Andererseits müssen die Bremsen so ausgebildet sein, dass sie in jedem Betriebszustand eine zuverlässige und möglichst hohe Funktionssicherheit bei bestmöglicher Bremswirkung gewährleisten, also insbesondere eine hohe Fahrzeugverzögerung.
So können beispielsweise durch forcierte und kurzzeitig hintereinander eingeleitete, wiederholte Beschleunigungs- und nachfolgende Bremsvorgänge oder bei Berg- bzw. Bergabfahrten unter ständigem Bremsvordruck die Bremsentemperaturen rasch über einen kritischen Temperaturbereich hinaus ansteigen. Eine Überhitzung beispielsweise der Bremsscheiben einer Bremsanlage kann als Folge einer derartigen Dauerbeanspruchung mit schließlich eintretender Überlastung zu einer deutlich verminderten Bremsleistung und damit zu einem deutlich längeren Bremsweg führen. Konkret sind als Folgen der vorstehend beschriebenen Überlastung ein sog. Hochtemperatur-Fading der Bremsen mit Gasblasenbildung in der Bremsflüssigkeit infolge Überhitzung bekannt. Es wird also zumindest eine konstruktiv vorgegebene Bremswirkung beeinträchtigt. Die Funktionstüchtigkeit einer Fahrzeugbremse kann dabei jedoch auch Schaden nehmen, insbesondere durch:

• die drohende Gefahr einer Rissbildung an Bremsbelägen und Bremsscheiben,
• Scheibenschlag infolge von Wärmeverzug,
• starken Abfall des Reibwertes zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe,
• Belagauftrag auf der Scheibe und dadurch Komfortprobleme, z. B. durch Bremsenrubbeln oder Lenkradschwingungen;
• erhöhte Bremsbelagalterung infolge von Verglasung/Verhärtung bzw. Ausgasung der Bindemittel und beschleunigtem Abbau von Belagbestandteilen/Additiven,
• beschleunigten Verschleiß,

Zur Temperaturermittlung wurden in der Vergangenheit direkte Messverfahren vorgeschlagen, die z. B. auf direkt an einer jeweiligen Bremse verbaute Sensoren, insbesondere Thermoelemente, aufbauen, wie in der Lehre der DE 31 27 302 C2 offenbart. Von einer derartigen direkten Messung einer Bremsentemperatur oder mehreren Bremsscheibentemperaturen an einem Kraftfahrzeug durch Verbau von Sensoren wird aufgrund des damit verbundenen Aufwands, der zusätzlichen Kosten und/oder Wartung bzw. Verschmutzung der zumeist kontaktbehafteten Temperatursensoren abgesehen.
Mit dem rasch fortschreitenden Einsatz von Fahrstabilitäts-Regelsystemen u. ä. an Kraftfahrzeugen tritt noch das Problem einer über die Fahrzeugräder betrachtet teilweise sehr ungleich verteilten Belastung der jeweiligen Bremsanlagen auf. Selektive Bremseingriffe treten damit beispielsweise beim Kurvenfahren, aber auch in sonstigen Fahrsituationen zur Erhöhung der Fahrzeugstabilität ohne Eingriff eines Fahrers und i. d. R. auch ohne dessen Kenntnisnahme auf. Eine möglichst genaue Kenntnis der Bremsentemperaturen ist daher bei heutigen Kraftfahrzeugen von wachsender Wichtigkeit. Einerseits können bei Überschreitung von vorgegebenen Grenzwerten z. B. in Form von Fahrleistungsreduzierung, Verbot des Antriebs-Schlupf-Regelungs- bzw. ASR-Sperrmomentaufbaus auf μ-Split oder Active Cruise Control- bzw. ACC-Abschaltung bei Gefahr der Bremsenüberhitzung etc. geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um Bremsenüberhitzung bzw. -zerstörung zu verhindern. Andererseits können die Bremsentemperaturen auch als Eingangsgröße für andere Funktions- und Reglermodule im Fahrzeug verwendet werden, für die ebenfalls auf eine möglichst hohe Güte der Schätztemperaturen Wert gelegt wird. Ein Beispiel hierfür ist ein Bremsverschleißmodell, wie es z. B. in der DE 100 29 238 A1 mit weiteren Randbedingungen offenbart ist. Ferner können Bremsentemperaturen noch in Sicherheitsüberwachungsfunktionen Eingang finden, wie z. B. in der DE 43 29 918 A1 für ein Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe offenbart.
Als ein Ansatz zur Abhilfe ist in heutigen Serienanlagen von Fahrzeugen, die z. B. mit Brems-, Traktions- oder Fahrstabilitätsregelsystemen unter den Bezeichnungen ABS, ASC, DSC, ESP, EHB, etc. der unterschiedlichen Hersteller ausgerüstet sind, zum Beispiel ein sog. Temperaturschätz- bzw. Temperaturrechenmodell zur Bestimmung der Bremsentemperaturen zu finden, anstelle von direkten Messverfahren. Ausgehend von eingehenden Bremsdrücken, die z. B. über eine verbaute Drucksensorik oder mittels Bremsdruckmodell ermittelt werden, wird unter etwaiger Zuhilfenahme von Außentemperatur und Radgeschwindigkeiten oder Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einer vereinfachten, thermischen Energiebilanz die Temperatur der Bremsscheibe je Rad im laufenden Betrieb geschätzt. Berücksichtigt wird dabei z. B. die aufgebrachte Bremsleistung in Abhängigkeit von tribologischen, thermodynamischen und geometrischen Kenngrößen wie Konvektion und Wärmestrahlung.
In einer separaten Vorrichtung wird ein entsprechendes Modell in der DE 34 07 716 A1 offenbart. Bezogen auf die Bestimmung des Zustandes einer Bremsanlage wird ein derartiger Ansatz in der DE 43 16 993 C2 weitergebildet, bei der auch eine überlagerte Abkühlung unter Annahme eines exponentiellen Abkühlverhaltens berücksichtigt wird.
Die gattungsbildende DE 101 50 276 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur einer Radbremseinrichtung eines Bremssystems, bei der auf einer fortlaufenden Berechung einer aktuellen Temperatur der Bremsscheibe aufbauend eine als vergleichsweise kritisch angesehene Temperatur eines zugehörigen Bremssattels ermittelt wird.
Ein wesentlicher Schwachpunkt eines reinen, nicht sensorgestützten Temperatur-Schätzmodells der vorstehend beschriebenen Art ist in seiner Anlage als offener Integrator zu sehen. Ein Modellfehler in Form eines so genannten Offsets ist als Abweichung zwischen realen und errechneten Temperaturen an den Bremsscheiben eine nachteilige Folge dieser prinzipiellen Struktur. In starker Abhängigkeit von einer jeweiligen Fahrsituation kann so z. B. zu früh oder zu spät auf Überhitzung erkannt werden. Dabei nimmt der Offset im Sinne eines Modellfehlers mit der Laufzeit zu.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine Bremsanlage ausgehend von heutigen Bremsentemperaturmodellen bei Erhöhung der Schätzgenauigkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 24 sowie durch eine Bremsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 25 gelöst.
Basis der Erfindung ist die Erkenntnis, dass insbesondere die Bildung eines betragsmäßig großen Offsets in hohem Maße zu der unzufriedenstellenden Schätzgenauigkeit bekannter Systeme ganz wesentlich beiträgt. Als Lösung der vorstehenden Aufgabe werden zur Herabsetzung dieses Offsets erfindungsgemäß bestimmte Fahrsituationen und/oder Betriebszustände hinsichtlich ihres Einflusses auf eine Temperaturentwicklung modelliert. Diese Ergebnisse werden dann zusammen mit einem jeweiligen Modell zur Temperatur-Abschätzung mit dem Ziel einer Offset-Minderung ausgewertet, wobei unter Rückgriff auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen und Signale die Güte des Modells verbessert wird. Durch bestimmte Fahrsituationen und/oder Betriebszustände werden erfindungsgemäß entsprechend häufig oder gar regelmäßig auftretende Fälle definiert, deren wesentlicher Einfluss auf die geschätzte Temperatur einer jeweiligen Bremsanlage zur Korrektur des gesamten Rechenmodells genutzt wird.
Den vorteilhaften Merkmalen der Unteransprüche gemäss werden eine oder mehrere der nachfolgend konkretisierten Fahrsituationen und/oder Betriebszustände genauer betrachtet, vorteilhafterweise bei radindividueller Modellierung und Abschätzung der Temperatur:

a) Korrigierende Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Temperatur im Motorraum und den Bremsscheiben: Hier wird eine Wärmeübertragung von einem höhertemperierten Motor in Richtung auf eine Bremse der nahe liegenden Räder zur Herabsetzung des entstehenden Modellfehlers bzw. Offsets bei laufendem Motor betrachtet. Dieser Fehler tritt insbesondere im unteren Geschwindigkeitsbereich auf, also beispielsweise bei Stausituationen, Bergab-, Pass- oder Serpentinenfahrten und insbesondere auch bei einem Einsatz der sog. Motorbremse während längeren Bergabfahrten. Zur Stützung finden im Kraftfahrzeug bereits vorhandene, externe Signale Eingang. Beispiele für solche externen Signale können u. a. Ein-/Ausgangstemperatur des Kühlwassers oder die Motoröltemperatur sein. Die Darstellung im Modell erfolgt in einer Ausführungsform der Erfindung durch Erweiterung bzw. Anpassung des zur Temperaturabschätzung genutzten Algorithmus zur mathematischen Berücksichtigung eines zusätzlichen thermischen Einflusses in Form von Wärmestrahlung. Die hier nur zwischen Motor und Fahrzeugbremsen betrachtete Wärmeübertragung kann natürlich grundsätzlich auch von anderen höher temperierten Fahrzeugbauteilen ausgehen, die fahrzeugabhängig eventuell in die Betrachtung mit einbezogen werden müssen. Beispiele hierfür sind u. a. Getriebe, Kupplung und Abgasstrang.
b) Korrigierende Berücksichtigung des Einflusses durch Fahrbahnnässe bzw. bei einsetzendem Regen zur Herabsetzung des entstehenden Modellfehlers bzw. des Offsets während der Fahrt des Kraftfahrzeuges: Dieser Fehler tritt insbesondere durch den Einfluss von Spritzwasser verstärkt an der Vorderachse auf, kann aber fahrzeugabhängig evtl. auch an den Fahrzeugbremsen der Hinterachse temperaturbeeinflussend sein. Im Ergebnis weisen bekannte Temperatur-Abschätzungen zu hohe Werte aus, da sie eine durch Nässe hervorgerufene Abkühlung nicht berücksichtigen.

Zur Stützung dieses Betriebszustandes finden wiederum bereits vorhandene, externe Signale Eingang in ein nun erweitertes Modell. Beispiele für solche in einem Fahrzeug bereits vorhandene externe Signale sind:

– Status einer Scheibenwischergeschwindigkeit an der Front- und eventuell auch Heckscheibe durch Auswertung einer jeweiligen Scheibenwischer-Schalterstellung bei Bedienung durch einen Fahrer,
– Information eines Regensensors,
– Signalinformation aus einem Feuchtigkeits- oder Luftfeuchtigkeitssensor,
– Information eines sog. Bremsscheibenwischers, d. h. Auswerten einer Funktion zum zyklischen Trockenbremsen der Bremsscheiben bei Regen.

Gegebenenfalls sind in einem Kraftfahrzeug noch andere interne oder externe Informationen über Intensität des Regens etc. verfügbar.
Die Darstellung im Modell erfolgt hier durch Erweiterung bzw. Anpassung des Algorithmus für die Abkühlphase. Es ist dabei anzumerken, dass in zahlreichen Modellansätzen nach dem Stand der Technik eine dem Einbringen von Bremsleistung stets überlagerte Abkühlung im Stand und durch geschwindigkeitsabhängigen Fahrtwind gegen Außentemperatur nur mangelhaft abgebildet ist. Eine jeweilige Außentemperatur und zusätzliche Möglichkeiten zur Wärmeabstrahlung, die aus einem Vergleich einer Temperaturveränderung beispielsweise der Fahrzeugkarosse gegenüber einer herrschenden Außentemperatur ermittelt werden können, können nun bei einstellbarer Genauigkeit berücksichtigt werden.

c) Korrigierende Berücksichtigung des Einflusses durch die Grundreibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag im ungebremsten Zustand während der Fahrt: Durch diesen Einfluss wird vor allem eine Aufheizung der Bremse hervorgerufen, wenn die Fahrzeugbremsen bei Fahrtbeginn noch kalt sind und durch die während der Fahrt verrichtete Reibarbeit infolge der Grundreibung bereits eine Aufheizung und auch eine Abnutzung stattfindet, da die Bremsbeläge i. d. R. auch bei gelöster Bremse immer leicht an den Bremsscheiben anliegen. Die Darstellung im Modell erfolgt durch Erweiterung bzw. Anpassung des Algorithmus für die Aufheizphase.
d) Korrigierende Berücksichtigung des Einflusses in Abhängigkeit von der Klappenstellung einer Bremsklappenverstellung bzw. von Luftleiteinrichtungen im Kühlluft-/Anströmkanal der Fahrzeugbremsen während der Fahrt: Hintergrund ist beispielsweise eine beabsichtigte Verbesserung des Luftwiderstands bzw. des sog. c_w-Wertes und eine damit verbundene Verminderung von Emissionsgasen bzw. Kraftstoffverbrauch. Ein im Fahrbetrieb geschlossener Anströmkanal resultiert in einer geringeren Abkühlung der Bremsscheibe, als dies im geöffneten Zustand der Fall wäre. Als Eingangsinformation hierzu dient mindestens ein Signal der Bremsklappenstellung bzw. der Luftleiteinrichtungen, durch das z. B. die Stellungen offen/geschlossen oder auch Zwischenstellungen charakterisiert werden. Die Darstellung im Modell erfolgt durch Erweiterung bzw. Anpassung des Algorithmus für die Abkühlung infolge des Strömungseinflusses, der eine erzwungene Konvektion hervorruft.
e) Korrigierende Berücksichtigung des Einflusses von Fading an der Bremsscheibe: Fading-Einflüsse werden durch eine Art von oberflächlicher Verglasung infolge Überhitzung der tribologisch wirksamen Komponenten einer Bremsanlage verursacht. Durch diesen Einfluss zeigt ein bekanntes Modell eine stets höhere Temperatur an, als sie tatsächlich an der Bremsscheibe einer Bremsanlage vorhanden ist. Grund hierfür ist eine herabgesetzte Bremswirkung infolge eines verminderten Reibwerts zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, der als Ergebnis einer Aushärtung an der Bremsbelagoberfläche und/oder durch Bremsbelagauftrag auf der Bremsscheibe auftritt und Effekt eines auch als Verglasung bezeichneten Phänomens ist. Hierdurch ergibt sich real ein herabgesetzter Wärmeeintrag in Bremsbelag und Bremsscheibe. Als Eingangsinformation können Abweichungen der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung von einer im Fahrzeugmodell berechneten Beschleunigung dienen. In Weiterbildungen der Erfindung ist alternativ oder zusätzlich eine Nutzung von Signalgrößen vorhandener Assistenzsysteme vorgesehen, z. B. Bremsen-Temperatur-Modell BTM oder Fading-Kompensation bzw. Hydraulic Fading Support HFC oder Fadingunterstützung. Die Darstellung im Modell erfolgt in jedem Fall durch Erweiterung bzw. Anpassung des Algorithmus, der hier die Aufheizphase betrifft.

Gegenüber bekannten Temperaturschätzmodellen weist ein vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Ansatz den entscheidenden Vorteil einer Herabsetzung des auflaufenden Offsets bzw. Modellfehlers auf. Je nach Anwendungsfall sind modular Verbesserungen miteinander kombinierbar. Dies führt zu einer deutlich höheren Schätzgenauigkeit des Modells über eine verlängerte Modellaufzeit hinweg. Dabei erfolgt ein Rückgriff auf vorteilhafterweise in einem Fahrzeug bereits vorhandene Informationen und Signale. Die Güte des Modells wird damit nachhaltig verbessert, ohne dass kostenaufwendige Temperatursensoren unter zusätzlichem Zeitaufwand verbaut werden müssen. Auf Maßnahmen zur Vereinfachung durch eine Reihe von Annahmen und Definitionen wird unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel zu jeder der vorstehend genannten Betriebs- und Fahrsituationen noch nachfolgend eingegangen.
Eine erfindungsgemäß verbesserte Schätzgenauigkeit des Temperaturmodells wirkt sich direkt auf die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit nachgeschalteter Systeme und Subsysteme aus. Bei derartigen Subsystemen, die eine Temperaturinformation als Eingangsinformation verwenden, handelt es sich z. B. um eine Fahrleistungsreduzierung als Bremsenschutzfunktion, Fadingunterstützung, Bremsbelagverschleißmodell, Hinterachsschutz bei ASC-Sperrenfunktion, Anfahrassistent, Bremsscheibentrockenbremsfunktion, Soft Stop-Funktion, Bremsenvorbefüllung, Adaptive Cruise Control usw.
Weitere Vorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens, einer entsprechenden Vorrichtung sowie einer Bremsanlage, in der als komplexe Baueinheit eine erfindungsgemäße Vorrichtung enthalten ist, werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung von vier Bremsanlagen in einem Kraftfahrzeug mit einigen der jeweils unterschiedlichen Einflussfaktoren für eine örtliche Temperaturentwicklung und
2: eine Skizze eines erfindungsgemäß erweiterten Modells zur verbesserten Temperaturabschätzung am Beispiel der Bremsscheibe vorne links.
Die Abbildung von 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 mit vier Bremsanlagen 2, 3, 4, 5, die in modernen Fahrzeugen zur Stabilisierung voneinander unabhängig angesteuert werden können. Weiter sind einige der jeweils unterschiedlichen Einflussfaktoren für eine örtliche Temperaturentwicklung einer Bremsentemperatur T_Bij mit i = v, h und j = r, l für vorne, hinten, rechts und links eingezeichnet. Ein Motorblock M liegt mit einer Getriebeeinheit G und einer Kupplung K vergleichsweise nahe der Vorderräder, so dass eine Beeinflussung der Bremsentemperaturen T_Bvl und T_Bvr durch eine zusammenfassend als T_Motor angegebene Temperatur des Motorraums 6 erwartet werden kann. Über den Abgasstrang kann eine Temperatur T_AB neben den Bremsanlagen 2, 3 der Vorderräder als Wert T'_AB auch die Bremsanlagen 4, 5 der Hinterräder thermisch beeinflussen. Dieser Einfluss soll im vorliegenden Rahmen aber vernachlässigt werden. Weiter wäre u. a. eine Fahrzeug-Innenraumtemperatur T_Innenraum, eine Temperatur der Fahrzeug-Karosserie T_Karosse, eine Temperatur der Radreifen T_rij zu betrachten. Ihr Beitrag zu einer Bremsanlagen-Temperatur ist jedoch aufgrund der vergleichsweise generell niedrig anzusetzenden Temperatur für eine Beeinflussung der Bremsentemperaturen vernachlässigbar.
Es sind damit nachfolgend also schon aufgrund der geometrischen und konstruktiven Anordnung von Wärmequellen, insbesondere des Motorraums, und Wärmesenken innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 die vier Bremsanlagen separat zu betrachten.
Nach einem bestehenden Modell ergibt sich folgender Ansatz:
Die thermische Energie- bzw. Leistungsbilanz eines bestehenden Modells zur Schätzung der Bremsscheibentemperatur lautet allgemein: Q ._Bremsscheibe = Q ._Aufheizung – Q ._Abkühlung
Dadurch ergibt sich prinzipiell ein Energieeintrag Q ._Bremsscheibe an der Bremsscheibe in Form von Wärmeenergie als Überlagerung von positiv in die Bilanz eingehenden, aufheizenden Anteilen Q ._Aufheizung und dementsprechend negativ eingehenden, abkühlenden Anteilen Q ._Abkühlung .
Ein Beispiel für einen typischen Aufheizterm stellt der mechanische Bremseintrag aus dem Produkt von Bremsdruck am Rad p und Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v dar. Dabei erfolgt eine Gewichtung mit einem charakteristischen, achsspezifischen und i. A. empirisch zu ermittelnden Bremsparameter γ₀, der Abhängigkeiten von Volumen, Thermodynamik und tribologischen Einflüssen zusammenfassend beschreibt. Es gilt die Proportionalitätsbeziehung:
wobei die resultierende Temperaturzunahme ΔT_Aufheizung im augenblicklichen Rechenzeitschritt der Dauer Δt_Aufheizung einer Aufheizphase berechnet wird, wobei die Dauer des Zeitschritts Δt_Aufheizung eine gewichtete Taktung oder Abtastzeit des zeitdiskreten Regelalgorithmus darstellt. Diese Temperaturzunahme wird im Anschluss dem aktuellen Wert T_Bremsscheibe der geschätzten Bremsscheibentemperatur zugeschlagen.
Typische Abkühlterme umfassen thermische Wärmeleitung bzw. Konduktion und Strahlung und Konvektion gegenüber der Außentemperatur T_Umgebung. Diese Nichtlinearitäten einer i. d. R. exponentiell verlaufenden Funktion werden oft vereinfachend in zweiter Ordnung durch Faktoren nach Art einer abgebrochenen Taylor-Reihenentwicklung angenähert, die ein durch den Parameter α₀ gekennzeichnetes lineares und ein durch den Parameter β₀ gekennzeichnetes quadratisches Abkühlverhalten wiedergeben, und zwar sowohl für Stillstand, als auch während der Fahrt. Es gilt:
wobei die resultierende Temperaturabnahme ΔT_Abkühlung im augenblicklichen Rechenzeitschritt der Dauer Δt_Abkühlung einer Abkühlphase berechnet wird. Es liegt durch den Parameter Δt_Abkühlung also eine gewichtete Taktung des zeitdiskreten Regelalgorithmus vor, über den eine erforderliche Auflösungsgenauigkeit einstellbar ist. Diese Temperaturabnahme wird im Anschluss dem aktuellen Wert T_Bremsscheibe der geschätzten Bremsscheibentemperatur abgezogen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Dauer des Zeitschritts Δt_Aufheizung etwa 20 ms, entsprechend ungefähr der Zeittaktung des Rechners. Hingegen wird die Dauer des Zeitschritts Δt_Abkühlung mit etwa 100 ms gewählt, also zu ungefähr dem Fünffachen eines hier gewählten Rechentakt-Schrittes.
Erfindungsgemäß werden nun folgende fünf voneinander weitgehend unabhängige Erweiterungen eines Abschätzungsmodells für besondere Betriebszustände und Fahrsituationen vorgenommen, die nun im Detail vorgestellt werden:
a) Wechselwirkung einer Bremsscheibentemperatur T_Bremsscheibe mit der Temperatur T_Motor im Motorraum 6 als Signalgröße:
Gemäß den vorstehenden prinzipiellen Erläuterungen zu der Basis bestehender Modelle ergibt sich resultierend eine funktionale Abhängigkeit der Form: Q ._Bremsscheibe = Q ._Aufheizung – Q ._Abkühlung = f(T_Bremsscheibe – T_Umgebung, p, v, α₀, β₀, γ₀)
Das bedeutet, dass die in einem erweiterten Modell resultierende, thermische Leistungsbilanz auf der Außentemperatur T_Umgebung als Referenz fußt. Um nun den Einfluss der Motorabwärme T_Motor oder vergleichbarer Wärmequellen auf die räumlich benachbart liegenden Bremsscheiben der Bremsanlagen der Vorderräder 2, 3 im bestehenden Modell vollständig abzubilden, muss eine neue Ersatzgröße T ~_Umgebung mit T ~_Umgebung := f(T_Motor, T_Umgebung) anstelle von T_Umgebung gebildet werden, welche diese Abwärme geeignet beschreibt. Bei dem Signal T_Motor handelt es sich nun beispielhaft um eine vorstehend beschriebene Eingangsgröße. Eine wesentliche Voraussetzung ist hierbei die korrekte Wiedergabe der variantenreichen, geometrisch-thermischen Verhältnisse inklusive effektiver Flächen in Kraftfahrzeug und Motorraum. Weil Rechenaufwand, Applikationsaufwand und Komplexität beherrschbar zu bleiben haben, wird von den folgenden, die Realität näherungsweise gut wiedergebenden Vereinfachungen ausgegangen:

• Der dominierende Einfluss der Motorabwärme besteht in der thermischen Strahlung. Konvektion und Konduktion sind in ihrer vergleichbaren Auswirkung vernachlässigbar klein.
• Die vorstehend eingeführte Ersatzgröße T ~_Umgebung wird durch die Außentemperatur angenähert, also T ~_Umgebung ≈ T_Umgebung. Statt dessen erfolgt der Eintrag der Motorabwärme als aufheizende und damit in die Bilanz positiv eingehende Überlagerung Q ._{Aufheizung_Motor} zusätzlich zum bestehenden Eintrag Q ._Aufheizung:
• Eine Motorabwärme oder vergleichbare Wärmequelle Q ._{Aufheizung_Motor} weist nur einen Effekt im Sinne einer modellierten Aufheizung der nahe gelegenen Bremsscheibe auf, falls die Motortemperatur T_Motor über der geschätzten Bremsscheibentemperatur T_Bremsscheibe liegt. Eine Aufheizung des Motors durch Abstrahlung an der Bremsscheibe wird also als unerheblich für den Modellzweck angesehen. Gleichzeitig wird vorausgesetzt, dass eine maximale Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v_max nicht überschritten wird, da sonst eine Kühlung durch den Fahrtwind überwiegen könnte.

Die Temperaturzunahme infolge thermischer Strahlung Q ._Strahlung lässt sich allgemein physikalisch beschreiben mittels: Q ._Strahlung = A_Oberfläche·ε_Res·c_s·(T 4 / Motor – T 4 / Bremsscheibe) := κ·(T 4 / Motor – T 4 / Bremsscheibe) in Abhängigkeit der vierten Potenz der Temperaturen. Darin beschreibt κ einen charakteristischen, achsspezifischen Faktor, der aus effektiver Oberfläche und Emissionskoeffizient zusammengesetzt ist.
Gemäß den Erläuterungen zu dem bestehenden Modell ergibt sich resultierend eine positiv in die Bilanz eingehende dem bestehenden Modell zu überlagernde, funktionale Abhängigkeit der Form: Q ._{Aufheizung_Motor} = Q ._Strahlung·σ(T_Motor – T_Bremsscheibe)·σ(v_max – v) = κ·(T 4 / Motor – T 4 / Bremsscheibe)·σ(T_Motor – T_Bremsscheibe)·σ(v_max – v) = f(T_Motor, T_Bremsscheibe, v, κ, v_max)
Dabei stellt die Funktion
die kontinuierliche Einheits-Sprungfunktion zum Zeitpunkt t = t₀ dar. Sie trägt zur Abbildung der Nebenbedingungen bei. Generell wirkt Strahlung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Ein wesentlicher Einfluss lässt sich jedoch nur in einem unteren Geschwindigkeitsbereich von unter etwa 20 km/h feststellen, also z. B. bei stockendem Innenstadt-Verkehr. Mit beispielsweise v_max = 5 km / h erfolgt nur für v ≤ v_max = 5 km / h wegen σ(v_max – v) ≡ 1 ein Beitrag Q ._{Aufheizung_Motor} = Q ._Strahlung. Denn für v > v_max = 5 km / h liefert mit σ(v_max – v) ≡ 0 der Term ebenfalls Q ._{Aufheizung_Motor} ≡ 0. In analoger weise wird Q ._Strahlung über den Term σ(T_Motor – T_Bremsscheibe) nur für T_Motor ≥ T_Bremsscheibe als Beitrag eingeblendet.
Angebracht ist eine obere Beschränkung des Beitrages von Q ._{Aufheizung_Motor} auf unter ca. 100°C, hier 50°C, um einen empirisch ermittelten Erfahrungswert aus der Praxis anzusetzen. Eine eventuelle Vereinfachung der Berechnung vierter Potenzen in Q ._{Aufheizung_Motor} kann beispielsweise aus software-technischen Gründen mittels einer Näherung durch z. B. Potenzen des Grades zwei erzielt werden. Damit einhergehend lässt sich alternativ eine bereichsweise Umschaltung von z. B. Parameter κ zur Approximation des Verlaufs in vierter Potenz wählen.
b) Einfluss bei Nässe:
Zur Stützung mit Berücksichtigung von Kühlungseffekten wird ein internes Signal σ_Nässe aus dem eingangs angegebenen verwendeten externen Signal für Regen wie folgt gebildet:

• Erstmaliges Setzen von σ_Nässe := 1, falls das externe Signal für Regen ununterbrochen bei laufendem Motor, beispielsweise minimale Drehzahl von 150 U/min, für wenigstens t_Min anlag. t_Min bezeichnet dabei eine Totzeit von unter fünf Minuten, hier beispielsweise zwei Minuten.
• Sofortiges Rücksetzen von σ_Nässe := 0, falls das externe Signal für Regen nicht länger anliegt oder der Motor nicht läuft.
• Wiederholtes bzw. erneutes Setzen von σ_Nässe := 1 ist erst nach einer Wartezeit t_Wartezeit möglich. Die Wartezeit t_Wartezeit wird mit unter zehn Minuten angesetzt, hier beispielsweise zu fünf Minuten. Es gelten dieselben Kriterien, wie sie für das einmalige Setzen definiert wurden.

Es erfolgt der Eintrag der Nässe als abkühlende und damit negativ in die Bilanz eingehende Überlagerung Q ._{Abkühlung_Nässe} zusätzlich zum bestehenden Eintrag Q ._Abkühlung gemäß:
Dieser Anteil berechnet sich analog zu Q ._Bremsscheibe, fußend auf der Außentemperatur T_Umgebung als Referenz. Um Rechenaufwand, Applikationsaufwand und Komplexität beherrschbar zu halten, wird der physikalische Vorgang, welcher einem i. d. R. nicht-linearen, ungefähr exponentiellem Abbauverhalten folgt, durch seine Taylorreihe um Entwicklungspunkt T_Umgebung bis zur Ordnung zwei angenähert.
Es resultiert eine Funktionalität vergleichbar Q ._Abkühlung, die mittels entsprechender Faktoren δ₀ ein lineares und ε₀ quadratisches Abkühlverhalten wiedergibt:
Dabei übernimmt das interne Signal σ_Nässe als multiplikativer Faktor die einblendende Abbildung der Nebenbedingungen ähnlich der Einheits-Sprungfunktion aus Teilaspekt a) des hier beschriebenen Ansatzes.
Der Faktor in der zweiten Zeile sorgt mittels Einheits-Sprungfunktionen dafür, dass ein Beitrag von Q ._{Abkühlung_Nässe} nur für Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeiten v innerhalb eines Auswerteintervalls zwischen v_Min und v_Max erfolgen darf. Dabei liegen die Werte für v_Min in einem Intervall von 0 bis etwa 50 km/h, vorzugsweise wird in diesem Beispiel ein Wert von 30 km/h gewählt. v_Max-Werte werden aus einem Intervall von 50 bis ca. 200 km/h gewählt, in diesen Ausführungsbeispiel wird v_Max zu 150 km/h gewählt. Es ist also eine Art von Einblendfunktion mit der Bedingung v_Min < v_Max vorgesehen. Zudem wird mittels des Quotienten linear und anteilig abhängig von den Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeiten v gewichtet. Es wird also ein stärkerer Kühleffekt bei höherer Geschwindigkeit berücksichtigt. In der Folge kommt der Term in der Leistungsbilanz der modellierten Bremsscheibentemperatur erst bei v = v_Max mit höherer Geschwindigkeit voll zum Tragen. Angebracht ist eine Beschränkung des Beitrages von Q ._{Abkühlung_Nässe} auf unter 250°C, wobei hier ein Wert von maximal ca. 150°C gewählt wird, der einen praktischen, empirisch ermittelten Erfahrungswert bei intensiven Regenfällen darstellt.
Verallgemeinernd sind für σ_Nässe Zwischenstufen als Gewichtungsfaktoren denkbar, z. B. über Nässeintensität, der über einen Regensensor o. ä. gemessen oder Fahrervorgabe in Form einer jeweils gewählte Scheibenwischer-Stufe bestimmt wird.
c) Einfluss durch Grundreibmoment der Bremse:
Im ungebremsten Zustand wird während der Fahrt eine Aufheizung der kalten Bremse hervorgerufen infolge der durch die Grundreibung verrichtete Reibarbeit. Diese Reibarbeit kommt dadurch zustande, dass die Beläge nach dem Anfahren zunächst leicht an den Bremsscheiben solange anliegen, bis nach einiger Zeit bzw. nach Überschreiten einer bestimmten Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v und/oder Fahrzeugquerbeschleunigung a_y ein sog. Lüftspiel auftritt. Werte für eine Fahrzeugquerbeschleunigung a_y können im Hinblick auf diese Funktionalität mit ca. 10 m/s² in Abhängigkeit einer jeweiligen Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v bei Kurvenfahrt abgeschätzt werden. Die Darstellung im Modell erfolgt durch Überhöhung der eigentlichen Umgebungstemperatur T_Umgebung in Form einer Ersatzgröße T ~_Umgebung(v, a_y, t_Start) ≥ T_Umgebung in Abhängigkeit von der Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v und gegebenenfalls zusätzlich einer Zeit t_Start seit Einschalten mittels Zündung.
Darüber hinaus kann die Abhängigkeit der Reibkraft vom vorherrschenden Reibdruck p ~_Reib des Bremsbelags an einer Radbremsscheibe abgebildet werden, wobei p ~_Reib ebenfalls von v und t_Start abhängen darf. Typische Werte sind z. B. p ~_Reib ≈ 1 bar. Es ergibt sich somit eine Ersatzgröße T ~_Umgebung(v, a_y, p ~_Reib, t_Start) ≥ T_Umgebung.
Es wird wiederum eine geeignete Begrenzung dieses Einflussfaktors vorgesehen, wobei aus einem sinnvollen Wertebereich von unter 100°C hier ein Erfahrungswert von max. ca. 50°C Temperaturerhöhung zugrunde gelegt wird. Beispielsweise erfolgt nach einer Minute und/oder nach Überschreiten einer Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit von ca. 45 m/s bis etwa 10 m/s vom Stillstand her im Sinne einer Minimumbildung keine weitere Anhebung von T ~_Umgebung(v, a_y, t_Start, p ~_Reib) mehr:
In einer einfach umzusetzenden Ausführungsform wird vorgeschlagen, die beschriebene Funktion des aufheizenden Beitrags
beispielsweise als rein lineare, gewichtete Abhängigkeit von v und t_Start realisieren.
d) Einfluss durch schaltbare Bremsklappen oder sonstige Luftleitvorrichtungen:
Neben einer Stellung φ eines gelenkten Rades in Abweichung von der Geradeausstellung und einer Lenkwinkeländerung φ . mit Beitrag zur Abkühlung durch verbesserte Belüftung lässt eine Ansteuerung einer im Kühlluft-/Anströmkanal der Fahrzeugbremsen eingebauten Klappe oder mehrerer Klappen i. A. verschiedene Stellungen zu. Neben der heute bereits realisierten Stellung in Fahrt, also z. B. Kühlluftkanäle komplett offen, erfordert die komplett geschlossene Stellung die ausschließliche Korrektur des von der Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit v abhängigen Anteils im abkühlenden Beitrag Q ._Abkühlung im Sinne einer nahezu vollständigen Ausblendung. Eine nahezu vollständige Ausblendung wird deshalb angesetzt, weil ein Restkühlungseinfluss durch Konvektion von außen anzunehmen ist, z. B. durch Luftströmung über das Radhaus oder durch die Felge. Diese Situation entspricht im bestehenden Modell dem Geschwindigkeitswert v :≈ 0, z. B. v = 5 m/s:
Zwischenstellungen können durch geeignete, stufenweise Gewichtungen desselben, geschwindigkeitsabhängigen Anteils in Form einer Ersatzgröße v ~ abgebildet werden, die zwischen einer tatsächlicher Geschwindigkeit v und dem Wert Null in Abhängigkeit von der Bremsklappenstellung liegen können:
Im Fehlerfall, d. h. insbesondere bei temporärem Fehlen der Information über die aktuelle Bremsklappenstellung oder die Stellung des Rades oder sonstiger Luftleitvorrichtungen, kann mit vordefinierten Ersatzwerten für v ~ gerechnet werden.
e) Einfluss durch Fading an der Bremsscheibe:
Fading setzt die Bremswirkung durch oberflächliche Verglasung der Bremsbeläge oder Belagauftrag auf der Bremsscheibe und damit einhergehende Senkung des Reibwertes prinzipiell herab. Dadurch erfolgt bei gleichem Brems- bzw. Bremsvordruck auch ein verminderter Wärmeeintrag an der Bremsscheibe. Die Aufheizphase in einem bestehenden Modell zeigt eine höhere Temperatur an, als sie tatsächlich an der Bremsscheibe auftritt. Zur korrigierten Abbildung dieses Effektes wird ein internes Signal χ_Fading wie folgt gebildet, das aus den im Kraftfahrzeug verwendeten und eingangs angegebenen Signalindikatoren für Fading bzw. Bremsenüberhitzung abgeleitet wird:

• Setzen von χ_Fading := 1 in jedem Fall nach vorangegangener Temperatur der Modellschätzung von z. B. über 600°C bis 750°C, je nach jeweilig verwendeter Materialpaarung aus Bremsscheibe, Bremssattel und Belag. Gegebenenfalls erfolgt das Setzen des internen Signals χ_Fading unter Verwendung von Informationen aus Assistenz-Systemen, z. B. Hydraulic Fading Support HFC bzw. Fadingunterstützung, für erkanntes Fading der jeweiligen Bremsanlage. Mit dem Setzen erfolgt die Initialisierung eines internen Zählers Z unter Berücksichtigung einer Zykluszeit von 20 ms der Rechentaktung, z. B. mit einem aus der Praxis empirisch ermittelten Zählwert von 25.
• Ein Rücksetzen von χ_Fading := 0 in den Ursprungszustand ist geknüpft an das Erreichen des Zählwertes Null.

Eine Dekrementierung des Zählers Z in Schritten von eins ist geknüpft an die nachfolgenden, gleichzeitig zu erfüllenden Zustände:

1. Unterschreiten der nach dem Modell abgeschätzten Temperatur von z. B. unterhalb von unter 300°C bis etwa 400°C nach dem erkannten Fading.
2. Bremsbetätigungen bzw. Bremseneingriff in einem mittleren Druckbereich von z. B. zwischen 10 und 40 bar für einen definierten Zeitraum, z. B. von mehr als zwei Sekunden. In dem vorstehend genannten Temperaturbereich wird fahrerseitig oder vorzugsweise auch systemseitig selbsttätig durch wiederholtes Bremsen unterhalb einer geschätzten Temperatur von etwa 300°C ein zuverlässiges Abtragen der Verglasung bzw. des Belagauftrags auf der Bremsscheibe unter Vermeidung einer erneuten Überhitzung bewirkt. Damit stimmt zum Ende dieses über den Zähler Z gesteuerten Vorganges durch Beseitigung der Verglasung der Reibwert der Bremsanlage und die mit einem Bremsvorgang verbundene Wärmeaufnahme wieder mit den Modellwerten eines Normalbetriebs überein.

Die Übergänge sind sowohl bei laufendem Motor als auch nach dem Ausschalten der Zündung wirksam, so dass eine radbezogene Speicherung des derzeitigen Zustandes in einem nicht-flüchtigem Speicher notwendig wird. Hier bietet sich z. B. eine Speicherung in einem EEPROM o. ä. an. Der Abbau der Fading-Erscheinungen wird dann bei der nächsten Inbetriebnahme oder Einschalten der Zündung des Fahrzeugs fortgesetzt.

• Rücksetzen von χ_Fading := 0 in den Ursprungszustand erfolgt inklusive Nullsetzen des Zählers Z auch bei Wechsel des Bremsbelags, z. B. aus Information Bremsbelagverschleißmodell bei einer Wartung.

Bei vorhandenem Fading χ_Fading ≡ 1 findet in dem zur Temperaturabschätzung verwendeten Modell eine geeignete Parameterumschaltung der sonst wirkenden Bremsparameter γ₀(0) hin auf den Parameter γ₀(χ_Fading) statt, der im oberen Temperaturbereich von beispielsweise 400°C und höher zu einer vergleichsweise herabgesetzten Aufheizung führt.
Die Parameterumschaltung wird in einer Ausführungsform der Erfindung verallgemeinert gestuft erfolgen, beispielsweise mittels Zurückschalten auf die Ausgangswerte γ₀(0) gekoppelt an einen sinkenden Zählerstand des Zählers Z. Hiermit wird dann auch der fortschreitende Abtrag der Verglasung abgebildet.
2 zeigt eine Skizze eines erfindungsgemäß erweiterten Modells zur verbesserten Temperaturabschätzung, das auf einem bekannten Ansatz basierend modular durch einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen Ansätze zur Minderung des Offsets erweitert werden kann. Hierin wird ein Rechenmittel 7 aus einer Konfigurationsdatenbank 8 gespeist, um ein Modell zur Temperaturabschätzung an jedem Rad bereit zustellen, das individuell an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst ist. Hier sind auch fahrzeug-spezifisch standardisierte Betriebszustände abgelegt, die beispielsweise ein Straßen- oder ein Off-Road-Fahrzeug unterscheiden. Ein erster Satz von Eingangsgrößen entspricht eingangs genannten, nach dem Stand der Technik bekannten Ansätzen einer in Zeitschritten voranschreitenden Berechnung von Temperatur-Schätzwerten, die auch einen Altwert T_Bvl(t₁) berücksichtigen können. Die zweite Klammer deutet nun gemäß der verschiedenen Ausbaustufen der vorliegenden Erfindung zu berücksichtigende Werte und Parameter beispielhaft an, die eine wesentlichen Minderung der Offsets bewirken.
Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug
2 Bremsanlage
3 Bremsanlage
4 Bremsanlage
5 Bremsanlage
6 Motorraum
7 Rechenmittel
8 Konfigurationsdatenbank
T_Bij Bremsentemperatur mit i = v, h und j = r, l
T_Bvl Bremsscheibentemperatur vorne links
T_Bvr Bremsscheibentemperatur vorne rechts
T_Rij Temperatur der Radreifen mit i = v, h und j = r, l
T_GK Temperatur von Getriebe und Kupplung
T_Motor zusammenfassend angegebene Temperatur des Motorraums 6
T_AB Temperatur des Abgasstranges am Motor
T'_AB Abgastemperatur am Auspuff
T_Innenraum Fahrzeug-Innenraumtemperatur
T_Karosse Temperatur der Fahrzeug-Karosserie
Q ._Bremsscheibe positiver Energieeintrag an der Bremsscheibe
a Beschleunigung
p Bremsdruck
v Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit
γ₀ Bremsscheibenparameter
ΔT_Aufheizung Temperaturzunahme
Δt_Aufheizung Rechenzeitschritt
T_Bremsscheibe geschätzte Bremsscheibentemperatur
T_Umgebung Außentemperatur der Umgebung des Fahrzeugs
α₀ Parameter des linearen Abkühlverhaltens
β₀ Parameter des quadratischen Abkühlverhaltens
φ Lenkwinkel der Räder gegenüber dem Geradeauslauf
φ . Änderung des Lenkwinkels
ΔT_Abkühlung Temperaturabnahme
v_max maximale Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit
Q ._{Abkühlung_Nässe} Abkühlung durch Nässe
v_Max obere Grenze eines Auswerteintervalls
v_Min untere Grenze eines Auswerteintervalls
a_y Fahrzeugquerbeschleunigung
Q ._Strahlung Temperaturzunahme infolge thermischer Strahlung
κ charakteristischer, achsspezifischer Faktor
σ_Nässe internes Signal
t_Min Totzeit
t_Wartezeit Wartezeit
p ~_Reib Reibdruck
δ₀ Faktor eines linearen Abkühlverhaltens
ε₀ Faktor eines quadratischen Abkühlverhaltens
_{Aufheizung_Grundreibung} aufheizender Beitrag der Grundreibung
χ_Fading internes Signal
Z interner Zähler

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Temperatur einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, bei dem die jeweils aktuell herrschende Temperatur der Bremsanlage anhand eines Modells abgeschätzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere vordefinierte Fahrsituationen und/oder Betriebszustände des Kraftfahrzeugs (1) zur Minderung eines Modellfehlers modelliert und ausgewertet werden, wobei unter Rückgriff auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen und Signale die Güte des Modells verbessert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wechselwirkung einer Temperatur (T_Motor) in einem Motorraum (6) mit einer zu schätzenden Bremsscheibentemperatur (T_Bremsscheibe) auf Basis von thermischer Strahlung ausgewertet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung nur in einem Bereich unterhalb einer maximalen Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v_max) durchgeführt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v_max) 5 km/h beträgt.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung nur durchgeführt wird, wenn die Temperatur (T_Motor) im Motorraum über der geschätzten Bremsscheibentemperatur (T_Bremsscheibe) liegt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag (Q ._{Aufheizung_Motor}) der Temperaturzunahme infolge thermischer Strahlung vom Motor (M) auf eine Bremsanlage oder Bremsscheibe überwacht wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag (Q ._{Aufheizung_Motor}) der Temperaturzunahme infolge thermischer Strahlung vom Motor (M) her auf einen Wert von maximal ca. 50°C beschränkt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berücksichtigung von Kühlungseffekten durch Nässe mit Setzen eines internen Signals (σ_Nässe) nur vorgenommen wird, falls ein externes Signal für Regen ununterbrochen bei laufendem Motor über die Dauer einer Totzeit (t_Min) anliegt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen eines internen Signals (σ_Nässe) nur bei laufendem Motor und einer minimalen Motor-Drehzahl von 150 U/min über die Dauer einer Totzeit (t_Min) von ca. 2 min vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sofortiges Rücksetzen des internen Signals (σ_Nässe) bewirkt wird, falls das externe Signal für Regen nicht länger anliegt oder der Motor nicht läuft.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wiederholtes oder erneutes Setzen des internen Signals (σ_Nässe) erst nach einer Wartezeit (t_Wartezeit) vorgenommen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit (t_Wartezeit) zu fünf Minuten gewählt wird.
Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Beitrag (Q ._{Abkühlung_Nässe}) zur Abkühlung nur für Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeiten (v) innerhalb eines Intervalls (v_Min, v_Max) berücksichtigt und der maximale Wert (Q ._{Abkühlung_Nässe}) auf ungefähr 150°C beschränkt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für v_Min in einem Intervall von 0 bis 50 km/h liegen und/oder v_Max-Werte aus einem Intervall von 50 bis 200 km/h gewählt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für v_Min ein Wert von 30 km/h und v_Max zu 150 km/h gewählt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein temperaturerhöhender Einfluss durch ein Grundreibmoment einer Bremsanlage mit einem Maximalwert direkt nach dem Einschalten der Zündung unter den Bedingungen durchgeführt wird, dass eine Zeitspanne (t_Start) seit Einschalten mittels Zündung und/oder eine bestimmte Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v) unterschritten ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Maximalwert ein Erfahrungswert von 50°C und/oder als Zeitspanne (t_Start) seit Einschalten mittels Zündung ungefähr 1 min und/oder als zu unterschreitende Grenze eine Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v) von 45 m/s bis 10 m/s angesetzt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein temperaturmindernder Einfluss (Q ._Abkühlung) durch schaltbare Bremsklappen oder sonstige Luftleitvorrichtungen und/oder Stellungswinkel (φ) eines gelenkten Rades durch Korrektur des von der Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v) abhängigen Anteils der Kühlung abgebildet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch Zwischenstellungen durch stufenweise Gewichtungen des geschwindigkeitsabhängigen Anteils der Kühlung in Form einer Ersatzgröße (v ~) zwischen einer tatsächlichen Rad- oder Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und dem Wert Null in Abhängigkeit von der Bremsklappenstellung ausgewählt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein internes Signal (χ_Fading) zu χ_Fading := 1 in jedem Fall nach einer vorangehend geschätzten Temperatur oberhalb einer Grenztemperatur gesetzt wird, wobei ein wirkender Bremsparameter (γ₀(0)) des Temperatur-Schätzmodells auf einen Wert γ₀(χ_Fading) umgeschaltet und das Setzen des internen Signals (χ_Fading) unter Verblendung von Informationen aus einem Assistenz-System vorgenommen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Grenztemperatur in Abhängigkeit vom Material einer jeweilig verwendeten Materialpaarung aus Bremsscheibe, Bremssattel und Belag ein Wert von über 600°C bis 750°C ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Setzen des internen Signals (χ_Fading) die Initialisierung eines internen Zählers (Z) auf einen Zählwert erfolgt, der Zähler (Z) bei jeder Bremsbetätigung in einem mittleren Druckbereich für einen definierten Zeitraum und einem Unterschreiten der nach dem Modell abgeschätzten Temperatur in Schritten von 1 dekrementiert wird und ein Rücksetzen von χ_Fading := 0 und des Bremsparameters (γ₀(0)) des Temperatur-Schätzmodells in den Ursprungszustand an das Erreichen des Zählwertes Null geknüpft ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung des internen Zählers (Z) auf einen Zählwert von 25 erfolgt und der Zähler (Z) bei jeder Bremsbetätigung in einem mittleren Druckbereich zwischen 10 und 40 bar für einen definierten Zeitraum von mehr als zwei Sekunden und einem Unterschreiten der nach dem Modell abgeschätzten Temperatur von unterhalb von 300°C in Schritten von 1 dekrementiert wird.
Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, bei dem Mittel zur modellgestützten Abschätzung einer jeweils aktuell herrschenden Temperatur der betreffenden Bremsanlage vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswertemittel zum Modellierung und Auswerten mehrerer vordefinierter Fahrsituationen und/oder Betriebszustände des Kraftfahrzeugs (1) zur Minderung eines Offsets oder gesamten Modellfehlers unter Rückgriff auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Informationen und Signale vorgesehen ist.
Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug, in deren Steuerung und/oder Regelung Mittel zur modellgestützten Abschätzung einer jeweils aktuell herrschenden Temperatur der betreffenden Bremsanlage vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage eine Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch aufweist.