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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlererkennung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine transportable Mess- und Auswerteeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 oder 8 sowie ein Fahrzeug mit einer dem Fahrzeug zuordnbaren Anzeigvorrichtung nach Anspruch 9.
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Aus der
DE 102 59 529 B4 ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt. Dort ist beschrieben, dass ein Temperaturgradient (bzw. mehrere Temperaturgradienten) bei einem Bremsvorgang ausgewertet werden, um auf den Zustand der Bremsanlage zu schließen. Zum einen wird vorgeschlagen, dass der Temperaturgradient ausgewertet werden soll, um bei einem Bremsvorgang zunächst die Stärke des Bremsvorgangs ableiten zu können, wenn ein entsprechend starker Temperaturanstieg vorliegt. Weiterhin wird vorgeschlagen, den Temperatursensor am Träger des Bremsbelages anzubringen. Der Temperaturgradient, der von dem Temperatursensor an diesem Ort festgestellt wird, soll als Maß für die Dicke des Bremsbelages herangezogen werden. Je dünner der Bremsbelag ist, desto schneller wird sich die in Wärme umgesetzte Bremsenergie auch am Ort des Temperatursensors auswirken und auch dort zu einem Temperaturanstieg führen. Es ist beschrieben, dass die Auswertung auf den Zeitverlauf der Temperatur beschränkt werden kann oder dass auch andere Parameter wie beispielsweise die Stärke des Bremsvorgangs (Bremsdruck), die umgesetzte Bremsenergie aus einem vergleich der kinetischen Energie des Fahrzeugs vor der Bremsung und nach der Bremsung oder entsprechende Parameter berücksichtigt werden, um daraus einen „Erwartungswert” für den Temperaturanstieg am Ort des Temperatursensors abzuleiten.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bei einem Fahrzeug Unterschiede in der Bremskraft zwischen der rechten und der linken Fahrzeugseite mit vergleichsweise einfachen Mitteln erkennen zu können.
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Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, indem bei einem Verfahren zur Erkennung von Funktionsstörungen einer Bremsanlage eines Fahrzeuges eine Messung der Temperatur von Teilen einer Bremsanlage erfolgt, wobei Temperaturen sich entsprechender Teile verschiedener Fahrzeugseiten gemessen werden und wobei durch einen Vergleich der Temperaturen und/oder durch einen Vergleich der Temperaturverläufe der verschiedenen Fahrzeugseiten und eine festgestellte Abweichung oberhalb eines Grenzwertes eine Funktionsstörung der Bremsanlage erkannt wird.
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Während beim Stand der Technik aufwändige Simulationsmodelle erstellt werden müssen, die auch hinsichtlich der Berücksichtigung der Parameter sowie auch hinsichtlich der Genauigkeit der Beschreibung des Systemverhaltens problematisch sind, kann mit der vorliegenden Erfindung vergleichsweise einfach ein direkter Vergleich aus der Messung an unterschiedlichen Fahrzeugseiten erfolgen. Damit lässt sich mit vergleichsweise einfachen Mitteln feststellen, ob die Bremsanlage eines Fahrzeugs den Bestimmungen hinsichtlich der Bremskraftverteilung auf den unterschiedlichen Fahrzeugseiten entspricht. Nach der Rechtslage in der Bundesrepublik Deutschland muss der Unterschied entsprechend den gesetzlichen Vorschriften des § 29 StVZO in der Bremskraftverteilung zwischen der linken und der rechten Fahrzeugseite unter 25% liegen. Zur Überprüfung muss das Fahrzeug bisher auf einen Bremsenprüfstand gebracht werden, um dort die jeweiligen Bremskräfte erfassen zu können. Vorteilhaft kann mit der vorliegenden Erfindung aus einer Temperaturmessung auf einen möglicherweise zu großen Unterschied in den Bremskräften der Fahrzeugseiten geschlossen werden.
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Damit eignet sich das Verfahren auch für mobile Messungen, die beispielsweise bei allgemeinen Fahrzeugkontrollen durchgeführt werden können, bei denen Fahrzeuge aus dem fließenden Verkehr zur Untersuchung angehalten werden.
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Es ist aber auch möglich, Temperatursensoren in die Bremsanlage eines Fahrzeugs einzubringen, um bei einem Fahrzeug im laufenden Fahrbetrieb eine entsprechende Kontrolle durchführen zu können und bei einem erkannten Fehler entsprechend eine Anzeige an den Fahrzeugführer bewirken zu können und/oder einen Eintrag in einem Fehlerspeicher eines Steuergerätes vorzunehmen. Dieser Fehlerspeicher kann von einem entsprechenden Kommunikationsgerät beim nächsten Werkstattaufenthalt ausgelesen werden.
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Dem Verfahren nach Anspruch 1 liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass beim Bremsen die kinetische Energie in Wärmeenergie umgesetzt wird und dadurch eine Temperaturerhöhung bewirkt.
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Es können daher gemessene Temperaturwerte der Fahrzeugseiten verglichen werden. Diese Vorgehensweise eignet sich beispielsweise für mobile Kontrollgeräte, die bei Fahrzeugkontrollen montiert werden. Diese Vorgehensweise entspricht dem Anspruch 2, wonach die Temperaturwerte nach einem Bremsvorgang ausgewertet werden.
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Weiterhin können Temperaturverläufe verglichen werden. Dabei wird beispielsweise berücksichtigt, ob beispielsweise zu Beginn eines Bremsvorgangs bereits ein Temperaturunterschied der Bremsanlagen der beiden Fahrzeugseiten vorgelegen hat. Dies kann daran liegen, dass wiederholt Bremsvorgänge stattfinden, ohne dass die Bremsanlage zwischendurch wieder auf die Umgebungstemperatur abkühlen kann. Es kann dann passieren, dass die unterschiedlichen Bremskräfte der Fahrzeugseiten zwar noch im Toleranzbereich sind, dass aber durch die fehlende Abkühlung auf die Umgebungstemperatur zwischen den Bremsvorgängen die Temperaturunterschiede der Teile der Bremsanlage auf den unterschiedlichen Fahrzeugseiten dennoch immer weiter zunehmen. Bei fest im Fahrzeug installierten Temperatursensoren kann daher der jeweilige Temperaturanstieg auf jeder Fahrzeugseite bei einem Bremsvorgang erfasst werden. Durch einen Vergleich dieser Temperaturanstiege auf den Fahrzeugseiten kann der vorgenannte Effekt bei der Auswertung ausgeglichen werden. Diese Vorgehensweise entspricht dem Anspruch 3, wonach die Temperaturwerte nach einem Bremsvorgang in Relation zu den jeweiligen Temperaturwerten vor dem Bremsvorgang ausgewertet werden.
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Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Ende eines Bremsvorganges unter der weiteren Bedingung, dass innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne kein erneuter Bremsvorgang stattgefunden hat, durch einen Vergleich der Temperaturen und/oder durch einen Vergleich der Temperaturverläufe der verschiedenen Fahrzeugseiten und eine festgestellte Abweichung oberhalb eines Schwellwertes eine Funktionsstörung der Bremsanlage erkannt.
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Hierbei kann der Vergleich zwischen den Temperaturen bzw. Temperaturverläufen wiederum durch eine Messung der Temperatur am Ende der vorgegebenen Zeitspanne erfolgen oder auch unter Berücksichtigung der Ausgangstemperatur der Bremsanlage auf den jeweiligen Fahrzeugseiten zu Beginn der vorgegebenen Zeitspanne (d. h. nach Beendigung des Bremsvorganges). Dies ist wiederum Gegenstand des Anspruch 5, wonach die Temperaturwerte nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne in Relation zu den jeweiligen Temperaturwerten nach Beendigung des Bremsvorganges zu Beginn der vorgegebenen Zeitspanne ausgewertet werden.
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Wird dabei nach Ende der vorgegebenen Zeitspanne eine Abweichung oberhalb des Schwellwertes erkannt, kann eine Funktionsstörung der Bremsanlage im Sinne einer nicht vollständig gelösten Fahrzeugbremse auf der Fahrzeugseite erkannt werden, bei der die höhere Endtemperatur festgestellt wurde. Ein solches Schleifen einer Fahrzeugbremse kann insbesondere bei Nutzfahrzeugen zu Überhitzung und Totalausfall der Bremsanlage führen.
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Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird das Abkühlungsverhalten der Bremsscheiben in der vorgegebenen Zeitspanne unter der weiteren Bedingung, dass in der vorgegebenen Zeitspanne kein weiterer Bremsvorgang stattgefunden hat, verglichen mit dem Abkühlungsverhalten unter vergleichbaren Referenzbedingungen bei vorangegangenen Mess- und Auswertungsvorgängen, wobei aus Unterschieden im Abkühlungsverhalten bei vergleichbaren Referenzbedingungen zum aktuell festgestellten Abkühlungsverhalten auf die Abnutzung der Bremsscheiben geschlossen wird.
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Die Referenzbedingungen betreffen dabei die Bedingungen, die für die Abfuhr der Wärmeenergie von der Bremsanlage verantwortlich sind. Dazu gehören beispielsweise die Umgebungstemperatur und die Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrgeschwindigkeit ist insofern von Bedeutung, weil diese die Windgeschwindigkeit bestimmt, mit der die Luft die Bremsscheibe umströmt und damit die Wärmeenergie abführt. Zu diesen Referenzbedingungen gehört auch die Ausgangstemperatur, von der aus die Bremsscheibe nach dem Bremsvorgang abkühlen muss.
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Vorteilhaft wird das Abkühlungsverhalten nach dem Bremsvorgang ausgewertet, um den Zustand der Bremsscheiben auszuwerten. Beim Bremsen wird zunächst Wärmeenergie erzeugt, die sich auf die gesamte Bremsanlage verteilt. Diese hat eine vergleichsweise große Wärmekapazität. Das bedeutet, dass eine Änderung der Wärmekapazität der gesamten Bremsanlage auf Grund der Abnutzung der Bremsscheiben nicht erfasst werden kann, weil dieser Effekt im Verhältnis zur gesamten Bremsanlage vernachlässigbar ist. Nach dem Bremsvorgang werden hingegen die Bremsbacken geöffnet und verlieren damit den mechanischen (und damit auch den thermischen) Kontakt zur Bremsscheibe. Die Wärmekapazität der Bremsscheibe kann daher bei dem nachfolgenden Abkühlungsvorgang für sich allein betrachtet werden, weil die Bremsscheibe insoweit vom Rest der Bremsanlage entkoppelt ist. Dabei spielt dann ein Änderung der Dicke der Bremsscheibe eine durchaus entscheidende Rolle und ist auch messtechnisch insoweit auswertbar, als die Verringerung der Wärmekapazität der Bremsscheibe durch eine Reduzierung der Dicke der Bremsscheibe zu einer schnelleren Abkühlung der Bremsscheibe führt.
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Um insoweit die Verhältnisse mit voran gegangenen Werten vergleichen zu können, ist es wichtig, dass die Vergleiche unter überein stimmenden Referenzbedingungen stattfinden.
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Da bei diesem Verfahren eine Vielzahl von länger zurückliegenden Ereignissen gespeichert werden muss, um eine ausreichende Menge von Referenzbedingungen zu haben, eignet sich dieses Verfahren nur für eine stationäre Durchführung zum festen Einbau in ein Fahrzeug. Für ein mobiles Kontrollsystem ist ein derartiges Verfahren nicht geeignet, weil es insoweit an einem ausreichenden Datensatz mit vergleichbaren Referenzbedingungen einer neuwertigen Bremsscheibe fehlt.
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Anspruch 7 betrifft eine transportable Mess- und Auswerteeinheit zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mess- und Auswerteeinheit eine Recheneinheit aufweist sowie wenigstens zwei Anschlussmöglichkeiten für Temperatursensoren, wobei die Temperatursensoren an entsprechenden Teilen der Bremsanlagen von Fahrzeugen anbringbar sind, wobei die Messsignale der Temperatursensoren der Recheneinheit zugeführt werden, wobei von der Recheneinheit die Auswertung der Temperaturmesssignale vorgenommen wird und wobei weiterhin von der Recheneinheit das Auswertungsergebnis auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
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Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, dass der Vergleich der Bremsleistungen zwischen den beiden Fahrzeugseiten mit einem Gerät durchgeführt werden kann, das einfach transportabel ist und beispielsweise auch bei mobilen Verkehrskontrollen einsetzbar ist. Zumindest lässt sich damit im Rahmen der Messgenauigkeit feststellen, ob ein Fahrzeug hinsichtlich der Bremskraftverteilung im kritischen Bereich ist und einer näheren Prüfung auf einem Bremsenprüfstand bedarf. Dies ist bei einer mobilen Verkehrskontrolle insofern von Vorteil, als eine Vorsortierung erfolgen kann, ob ein bestimmtes Fahrzeug einer näheren Prüfung bedarf und zu einem Bremsenprüfstand fahren muss, um detaillierte Prüfungen vornehmen zu können.
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Anspruch 8 betrifft eine transportable Mess- und Auswerteeinheit zur Durchführung eines der Verfahren, wobei die transportable Mess- und Auswerteeinheit über eine Schnittstelle mit dem Fahrzeug verbindbar ist, wobei über diese Schnittstelle die entsprechenden Messdaten zur Auswertung durch eine in die transportable Mess- und Auswerteeinheit integrierten Recheneinheit an die transportable Mess- und Auswerteeinheit übertragen werden.
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Diese Ausgestaltung bietet sich an, wenn das Fahrzeug mit einem sogenannten OBD-Stecker ausgestattet ist (on-board-Diagnose). Über diesen OBD-Stecker können in standardisierter Form Daten übertragen werden. Wenn das Fahrzeug mit entsprechenden Temperatursensoren an der Bremsanlage ausgestattet ist und diese Temperaturwerte entsprechend gespeichert werden, können diese Temperaturwerte über den OBD-Stecker ausgelesen und in der transportablen Mess- und Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Anspruch 9 betrifft ein Fahrzeug mit einer dem Fahrzeug zuordnbaren transportablen Anzeigevorrichtung, wobei fahrzeugseitig Temperatursensoren angebracht sind sowie wenigstens ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zur Auswertung der Messsignale der Temperatursensoren, wobei über eine Schnittstelle die Ergebnisse der Auswertung an eine transportable Anzeigevorrichtung ausgebbar sind, die über die Schnittstelle mit dem Fahrzeug kontaktierbar ist.
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Hierbei wird die Auswertung der Messsignale fahrzeugseitig vorgenommen. Das transportable Gerät dient in diesem Fall nur noch der Anzeige der Ergebnisse.
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Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 8 und 9 sind ebenfalls geeignet zur Durchführung mobiler Verkehrskontrollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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