DE102006031274A1

DE102006031274A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Mängeln an einer Radbremseinrichtung

Info

Publication number: DE102006031274A1
Application number: DE200610031274
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing. Rempler (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Rempler Johann Dipl - Ing (Fh) 70794 Fi De; Rempler Johann Dipl - Ing (Fh) De
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Mängeln an einer einem ersten Fahrzeugrad (VL) zugeordneten ersten Radbremseinrichtung (15) oder einer einem zweiten Fahrzeugrad (VR) derselben Fahrzeugachse (VA) zugeordneten zweiten Radbremseinrichtung (16). Es werden eine die Bremswirkung der ersten Radbremseinrichtung (15) beschreibende erste Bremswirkungsgröße und eine die Bremswirkung der zweiten Radbremseinrichtung (16) beschreibende zweite Bremswirkungsgröße wiederholt ermittelt und miteinander verglichen. Bei einer ein Abweichungskriterium erfüllenden Abweichung zwischen den Werten der ersten Bremswirkungsgröße und den Werten der zweiten Bremswirkungsgröße wird ein Mangel an der ersten Radbremseinrichtung (15) oder zweiten Radbremseinrichtung (16) erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Mängeln an einer einem Fahrzeugrad zugeordneten Radbremseinrichtung.
Ein derartiges Verfahren geht beispielsweise aus der DE 101 27 480 A1 hervor, das zur Ermittlung des Verschleißes der Bremsbeläge dient. Dabei werden Informationen, die die Intensität und Dauer der Bremsbetätigung beschreiben, erfasst und in einer Auswerteeinheit zur Ermittlung und Überwachung des Zustands der Bremsbeläge ausgewertet. Als Informationen können dabei Einflussparameter wie der Reibungskoeffizient der Radbremseinrichtung, der Bremsdruckverlauf im Hauptbremszylinder, die Fahrzeugverzögerung, die Betätigungsdauer der Radbremseinrichtung, eine Steigung oder ein Gefälle der Straße oder die Bremsbelagtemperatur dienen.
Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfache Möglichkeit zur Erkennung von Mängeln an einer Radbremseinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 gelöst.
Erfindungsgemäß werden eine die Bremswirkung einer ersten Radbremseinrichtung beschreibende erste Bremswirkungsgröße und eine die Bremswirkung einer zweiten Radbremseinrichtung derselben Achse beschreibende zweite Bremswirkungsgröße während eines Überwachungszeitraums wiederholt ermittelt. Die im Überwachungszeitraum ermittelten Werte der ersten Bremswirkungsgröße und der zweiten Bremswirkungsgröße werden anschließend miteinander verglichen und bei einer ein Abweichungskriterium erfüllenden Abweichung zwischen den Werten der ersten Bremswirkungsgröße und den Werten der zweiten Bremswirkungsgröße wird ein Mangel an der ersten Radbremseinrichtung oder zweiten Radbremseinrichtung erkannt. Auf diese Weise können verschiedene Mängel erkannt werden, auch ein erhöhter Bremsbelagverschleiß, ohne jedoch den genauen Zustand der Bremsbeläge der einzelnen Radbremseinrichtungen sensorisch zu erfassen oder zu berechnen. Durch einen einfachen Vergleich der beiden Bremswirkungsgrößen von Radbremseinrichtungen derselben Achse kann ein Unterschied in der Bremswirkung der beiden Radbremseinrichtungen erkannt werden. Tritt ein ausreichend großer Unterschied während eines ausreichend langen Überwachungszeitraums auf, kann daraus geschlossen werden, dass die Radbremseinrichtung mit der geringeren Bremswirkung einen Mangel aufweist. Als Mangel einer Radbremseinrichtung ist dabei jede Art der im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Veränderung oder Beschädigung des Radbremseinrichtung zu verstehen, die zu einer verminderten Bremswirkung führt, z.B.:

– starke Abnutzung, Verschmutzung, Verglasung oder Schrägverschleiß der Bremsbeläge einer Radbremseinrichtung,
– Beschädigung der Belagführung, beispielsweise durch Rost,
– Beschädigung der Bremsschläuche der Radbremseinrichtung, beispielsweise geknickte oder verstopfte Bremsschläuche.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Vorteilhafterweise werden als erste Bremswirkungsgröße der während eines Bremsvorgangs am ersten Fahrzeugrad auftretende Bremsschlupf und als zweite Bremswirkungsgröße der während desselben Bremsvorgangs am zweiten Fahrzeugrad auftretende Bremsschlupf verwendet. Die Werte für den Bremsschlupf können in modernen Bremssystemen sehr einfach aus den ohnehin vorhandenen Raddrehzahlen und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Bei Bremssystemen mit einem Antiblockiersystem sind die radindividuellen Bremsschlupfwerte ohnehin vorhanden.
Zum Vergleich der beiden Bremswirkungsgrößen kann die Abweichung zwischen den Werten der ersten Bremswirkungsgröße und der zweiten Bremswirkungsgröße gebildet werden, wobei das Abweichungskriterium erfüllt ist, wenn der Betrag der Abweichung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dies stellt eine einfache Möglichkeit des Vergleichs der beiden Bremsschlupfgrößen dar. Vor der Ermittlung der Abweichung können die im Überwachungszeitraum erfassten Werte der Bremswirkungsgrößen auch gefiltert werden, um Fehler bei der Auswertung zu vermeiden bzw. zu verringern. Die Abweichung kann beispielsweise durch die Bildung der Differenz oder durch Division der beiden Bremswirkungsgrößen ermittelt werden.
Es ist ferner möglich, bei erkanntem Mangel an der ersten oder zweiten Radbremseinrichtung eine Fahrerinformation auszulösen und/oder einen entsprechenden Eintrag in einem Fehlerspeicher des Fahrzeugs vorzunehmen. Auf diese Weise kann der Fahrer über den Mangel informiert werden und sein Fahrverhalten anpassen oder eine Werkstatt aufsuchen bzw. bei der Wartung des Fahrzeugs wird der Mangel durch den Eintrag im Fehlerspeicher sicher erkannt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 Teile eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erkennung von Mängeln in schematischer, Blockschaltbild ähnlicher Darstellung und
2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Erkennung von Mängeln am Beispiel der Vorderachse des Fahrzeugs.
In 1 ist ein Bremssystem 5 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs schematisch in Blockschaltbild ähnlicher Weise dargestellt. Das Fahrzeug weist beispielsgemäß eine Vorderachse VA und eine Hinterachse HA auf. An jeder der beiden Fahrzeugachsen VA, HA sind zwei Fahrzeugräder vorgesehen, wobei das vordere linke Fahrzeugrad mit VL, das vordere rechte Fahrzeugrad mit VR, das hintere linke Fahrzeugrad mit HL und das hintere rechte Fahrzeugrad mit HR gekennzeichnet sind. Jedem Fahrzeugrad VL, VR, HL, HR ist eine Radbremseinrichtung 6 des Bremssystems 5 zugeordnet, die beispielsgemäß als Scheibenbremseinrichtungen ausgeführt sind. Ein Bremssteuergerät 7 dient zur Steuerung bzw. Regelung der Bremskräfte bzw. Bremsmomente in den Radbremseinrichtungen 6, wobei die Bremskräfte radindividuell eingestellt werden können. Jedem Fahrzeugrad VL, VR, HL, HR ist ein Raddrehzahlsensor 8 zugeordnet, der die Raddrehzahl des jeweils zugeordneten Fahrzeugrades VL bzw. VR bzw. HL bzw. HR erfasst und dem Bremssteuergerät 7 übermittelt. Das Bremssteuergerät 7 kann zur Fahrdynamikregelung, Antriebsschlupfregelung und/oder Bremsschlupfregelung dienen, wie dies von modernen Bremssystemen 5 bekannt ist.
Beispielsgemäß ist des Weiteren eine Auswerteeinheit 10 vorgesehen, die vom Bremssteuergerät 7 die Bremsschlupfwerte der einzelnen Fahrzeugräder VL, VR, HL, HR übermittelt bekommt. Die Auswerteeinheit 10 wertet die Bremsschlupfwerte während eines Überwachungszeitraums wiederholt aus, wobei die etwa zeitgleich auftretenden Bremsschlupfwerte der achsgleichen Fahrzeugräder VL, VR bzw. HL, HR miteinander verglichen werden, um einen Mangel an einer der Radbremseinrichtungen 6 zu erkennen. Von den beiden zum Vergleich herangezogenen Radbremseinrichtungen 6 sei die eine der Radbremseinrichtungen 6 als erste Radbremseinrichtung 15 und die andere Radbremseinrichtung 6 derselben Achse VA bzw. HA als zweite Radbremseinrichtung 16 bezeichnet. Erkennt die Auswerteeinrichtung 10 einen Mangel – hervorgerufen z.B. durch einen starken Bremsbelagverschleiß – an einer der Radbremseinrichtungen 6, wird dies in einen Fehlerspeicher 11 eingetragen, der vom Wartungspersonal in einer Werkstatt ausgelesen werden kann.
Gleichzeitig steuert die Auswerteeinheit 10 eine Informationseinrichtung 12 an, die den Fahrer des Fahrzeugs über den festgestellten Mangel und die sich daraus ergebende mangelnde Bremswirkung an der Radbremseinrichtung informiert. Der Fahrer kann dann entsprechend reagieren und zum einen sein Fahrverhalten an den festgestellten Mangel anpassen und zum anderen eine Werkstatt zur Behebung des Mangels aufsuchen. Die Informationseinrichtung 12 kann optische und/oder akustische und/oder haptische Informationsmittel zur Fahrerinformation aufweisen. Beispielsweise kann eine entsprechende Fehlermeldung im so genannten Kombiinstrument am Armaturenbrett des Fahrzeugs angezeigt werden.
In Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Auswerteeinheit 10 auch im Bremssteuergerät 7 integriert sein.
In 2 ist das durch die Auswerteeinheit 10 ausgeführte Verfahren zur Erkennung von Mängeln anhand der beiden Radbremseinrichtungen 6 der Vorderachse VA des Fahrzeugs beispielhaft erläutert. Die erste Radbremseinrichtung 15 ist beispielsgemäß dem vorderen linken Fahrzeugrad VL – das mithin das erste Fahrzeugrad VL darstellt – und die zweite Radbremseinrichtung 16 dem vorderen rechten Fahrzeugrad VR – das mithin das zweite Fahrzeugrad VR darstellt – zugeordnet. Es versteht sich, dass das Verfahren für die Radbremseinrichtungen 6 der Hinterachse HA in gleicher Weise in der Auswerteeinheit 10 durchgeführt wird, wobei für die Hinterachse analog gelten kann: die erste Radbremseinrichtung 15 ist beispielsgemäß dem hinteren linken Fahrzeugrad HL – das mithin das erste Fahrzeugrad HL darstellt – und die zweite Radbremseinrichtung 16 dem hinteren rechten Fahrzeugrad HR – das mithin das zweite Fahrzeugrad HR darstellt – zugeordnet.
In einem ersten Schritt 20 wird eine Zählervariable k auf den Wert 1 gesetzt. Der darauf folgende zweite Schritt 21 wird während des Überwachungszeitraums zyklisch wiederholt ausgeführt. Das Ende des Überwachungszeitraums ist dann erreicht, wenn die Zählervariable k einen vorgegebenen Maximalwert N erreicht hat, was im dritten Schritt 22 abgefragt wird. Hat die Zählervariable k den Maximalwert N noch nicht erreicht, wird der zweite Schritt 21 wiederholt. Die Dauer des Überwachungszeitraums kann mithin durch den Maximalwert N fest oder auch veränderlich vorgegeben werden.
Für die Bewertung des Zustands der ersten und zweiten Radbremseinrichtung 15, 16 der Vorderachse VA werden im zweiten Schritt 21 der Bremsschlupfwert s_V _Lk des linken Vorderrades VL und der Bremsschlupfwert s_V _Rk des rechten Vorderrades VR durch die Auswerteeinheit 10 eingelesen. Am Ende des Überwachungszeitraums sind daher für jedes Fahrzeugrad VL, VR der Vorderachse VA mehrere Bremsschlupfwerte vorhanden, wobei die Anzahl der Bremsschlupfwerte für jedes Fahrzeugrad VL bzw. VR dem Maximalwert N entspricht.
Wenn im dritten Schritt 22 festgestellt wird, dass die Zählervariable k den Maximalwert N erreicht hat, ist der Überwachungszeitraum beendet und das Verfahren wird im vierten Schritt 23 fortgesetzt. In diesem vierten Schritt 23 werden die Bremsschlupfwerte s_V _Lk des linken Vorderrades VL und die Bremsschlupfwerte s_V _Rk des rechten Vorderrades gefiltert, wobei beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ein mittlerer Bremsschlupfwert s_V _L _M für das linke Vorderrad VL und ein mittlerer Bremsschlupfwert s_VRM für das rechte Vorderrad VR ermittelt werden. Es versteht sich, dass im vierten Schritt 23 auch andere bekannte mathematische Filter angewendet werden können, um Messfehler und Auswertungsfehler zu vermeiden.
Im Anschluss an den vierten Schritt 23 wird die Abweichung zwischen dem mittleren Bremsschlupfwert s_V _L _M des linken Vorderrades VL und dem mittleren Bremsschlupfwert s_V _RM des rechten Vorderrades VR in einem fünften Schritt 24 ermittelt. Die Abweichung kann dabei durch den absoluten Wert der Abweichung oder den prozentualen Wert der Abweichung bestimmt werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Differenz d zwischen dem mittleren Bremsschlupfwert s_V _L _M des linken Vorderrades VL und dem mittleren Bremsschlupfwert s_VLR des rechten Vorderrades VR gebildet.
Im folgenden Verfahren wird die Differenz d dahingehend bewertet, ob sie betragsmäßig kleiner ist als ein fest oder Va riabel vorgegebener Schwellenwert DS. Ist dies der Fall, liegt an einer der beiden Radbremseinrichtungen 6 der Vorderachse VA ein erhöhter, die Bremswirkung der betreffenden Radbremseinrichtung 6 beeinträchtigender Mangel vor. Über das Vorzeichen der Differenz d kann erkannt werden, ob ein solcher Mangel an der ersten Radbremseinrichtung 15 des vorderen linken Fahrzeugrades VL oder der zweiten Radbremseinrichtung 16 des vorderen rechten Fahrzeugrades VR vorliegt.
Im Anschluss an den fünften Schritt 24 wird in einem sechsten Schritt 25 zunächst abgefragt, ob die Differenz d kleiner ist als der negative Wert des Schwellenwertes DS. Wenn dies der Fall ist, ist der mittlere Bremsschlupfwert s_VLM des rechten Vorderrades VR betragsmäßig um mehr als den Betrag des Schwellenwertes DS größer als der mittlere Bremsschlupfwert s_VLM des linken Vorderrades VL. Das bedeutet, dass die Bremswirkung der Radbremseinrichtung 6 am rechten Vorderrad VR größer war als die Bremswirkung der Radbremseinrichtung 6 am linken Vorderrad VL. Zwar kann dies bei einzelnen Bremsvorgängen auch auf den Reibwert zwischen dem jeweiligen Fahrzeugrad VR bzw. VL und der Fahrbahnoberfläche zurückzuführen sein – wenn allerdings der Überwachungszeitraum groß genug gewählt wird, werden solche Effekte statistisch ausgemittelt.
Wurde nun im sechsten Schritt 25 erkannt, dass die Differenz d kleiner ist als der negative Wert des Schwellenwertes DS, wird zum siebten Schritt 26 verzweigt und der an der ersten Radbremseinrichtung 15 des linken Vorderrades VL erkannte Mangel in den Fehlerspeicher 11 eingetragen und dem Fahrer durch die Informationseinrichtung 12 angezeigt.
Andernfalls folgt auf den sechsten Schritt 25 ein achter Schritt 27, in dem abgefragt wird, ob die Differenz d größer ist als der positive Wert des Schwellenwerts DS. Ist dies der Fall, wird daraus geschlossen, dass die Bremswirkung an der ersten Radbremseinrichtung 15 des linken Vorderrades VL im Überwachungszeitraum deutlich besser war als die Bremswirkung der zweiten Radbremseinrichtung 16 des rechten Vorderrades VR, so dass ein Mangel an der zweiten Radbremseinrichtung 16 des rechten Vorderrades VR erkannt wird und dies im neunten Schritt 28 in den Fehlerspeicher 11 eingetragen und dem Fahrer anhand der Informationseinrichtung 12 mitgeteilt wird.
Ist die Differenz d betragsmäßig nicht größer als der Schwellenwert DS, wird an keiner der beiden Radbremseinrichtungen 15, 16 der Vorderachse VA ein Mangel festgestellt und das Verfahren wird dann über einen zehnten Schritt 29 mit dem zweiten Schritt 21 fortgesetzt, wobei der Überwachungszeitraum im zehnten Schritt 29 verlängert und beispielsgemäß verdoppelt wird. Auf diese Weise können die bisher erfassten Werte in der fortgesetzten Überwachung berücksichtigt werden. Auch im Anschluss an den siebten Schritt 26 und den neunten Schritt 28 wird der zehnte Schritt 29 ausgeführt und die Überwachung fortgesetzt.
Es versteht sich, dass in Abwandlung zum dargestellten Verfahrensablauf der sechste Schritt 25 und der achte Schritt 27 auch in umgekehrter Reihenfolge aufeinander folgen können. Des Weiteren ist es möglich, zusätzlich zu den Bremsschlupfwerten der einzelnen Fahrzeugräder VL, VR, HL, HR auch den jeweils zugehörigen Bremsdruckwert zu berücksichtigen, so dass der Bremsschlupf an einem der Fahrzeugräder VL, VR, HL, HR in Relation zu dem zugrunde liegenden Bremsdruck bewertet werden kann. Beispielsweise kann dann die Abweichung zwischen dem Quotienten von Bremsdruck und Bremsschlupf der beiden achsgleichen Fahrzeugräder VL, VR bzw. HL, HR bewertet werden, um einen Mangel zu erkennen.

Claims

Verfahren zur Erkennung von Mängeln an einer einem ersten Fahrzeugrad (VL bzw. VR) zugeordneten ersten Radbremseinrichtung (15) oder einer einem zweiten Fahrzeugrad (VR bzw. VL) derselben Fahrzeugachse (VA) zugeordneten zweiten Radbremseinrichtung (16), wobei eine die Bremswirkung der ersten Radbremseinrichtung (15) beschreibende erste Bremswirkungsgröße (s_VL) und eine die Bremswirkung der zweiten Radbremseinrichtung (16) beschreibende zweite Bremswirkungsgröße (s_VR) während eines Überwachungszeitraums (N) wiederholt ermittelt werden, wobei die im Überwachungszeitraum (N) ermittelten Werte (s_V _Lk bzw. s_V _Rk) der ersten Bremswirkungsgröße (s_VL) und der zweiten Bremswirkungsgröße (s_VR) miteinander verglichen werden und wobei bei einer ein Abweichungskriterium erfüllenden Abweichung (d) zwischen den Werten (s_V _Lk) der ersten Bremswirkungsgröße (s_V _L) und den Werten (s_V _Rk) der zweiten Bremswirkungsgröße (s_VR) ein Mangel an der ersten Radbremseinrichtung (15) oder zweiten Radbremseinrichtung (16) erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Bremswirkungsgröße (s_VL) der während eines Bremsvorgangs am ersten Fahrzeugrad (VL) auftretende Bremsschlupf und als zweite Bremswirkungsgröße (s_VR) der während desselben Bremsvorgangs am zweiten Fahrzeugrad (VR) auftretende Bremsschlupf verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich der beiden Bremswirkungsgrößen (s_VL, s_VR) die Abweichung (d) zwischen den Werten der ersten Bremswirkungsgröße (s_VL) und der zweiten Bremswirkungsgröße (s_VR) gebildet wird, wobei das Abweichungskriterium erfüllt ist, wenn der Betrag der Abweichung (d) einen vorgegebenen Schwellenwert (DS) überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkanntem Mangel an der ersten oder zweiten Radbremseinrichtung (15, 16) eine Fahrerinformation ausgelöst wird und/oder ein entsprechender Eintrag in einem Fehlerspeicher (11) des Fahrzeugs erfolgt.
Vorrichtung zur Erkennung von Mängeln an einer einem ersten Fahrzeugrad (VL) zugeordneten ersten Radbremseinrichtung (15) oder einer einem zweiten Fahrzeugrad (VR) derselben Fahrzeugachse (VA) zugeordneten zweiten Radbremseinrichtung (16), mit einer Auswerteeinheit (10), in der eine die Bremswirkung der ersten Radbremseinrichtung (15) beschreibende erste Bremswirkungsgröße (s_VL) und eine die Bremswirkung der zweiten Radbremseinrichtung (16) beschreibende zweite Bremswirkungsgröße (s_VR) während eines Überwachungszeitraums (N) wiederholt ermittelt werden, wobei in der Auswerteeinheit (10) die im Überwachungszeitraum (N) ermittelten Werte (s_V _Lk bzw. s_V _Rk) der ersten Bremswirkungsgröße (s_VL) und der zweiten Bremswirkungsgröße (s_VR) miteinander verglichen werden und wobei in der Auswerteeinheit (10) bei einer ein Abweichungskriterium erfüllenden Abweichung (d) zwischen den Werten (s_VL _k) der ersten Bremswirkungsgröße (s_VL) und den Werten (s_VRk) der zweiten Bremswirkungsgröße (s_VR) ein Mangel an der ersten Radbremseinrichtung (6) oder zweiten Radbremseinrichtung (6) erkannt wird.