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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad, insbesondere an einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad.
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Um den Verschleißzustand einer Bremseinrichtung an einem Kraftfahrzeug bestimmen zu können, werden bislang Verschleißfühler inkl. einer entsprechenden Verkabelung in Bremsbelägen oder Bremszangen verwendet. Wird dabei ein Bremsbelag derart stark abgefahren, dass der Verschleißfühler an eine mit der Bremszange in Kontakt tretenden Oberfläche des Bremsbelages gelangt, so schließt sich ein elektrischer Kontakt, der den Verschleiß des jeweiligen Bremsbelags anzeigt. Sowohl die Verkabelung als auch die Integration der Verschleißsensoren bzw. Verschleißfühler und Verkabelungen in den Bremsbelägen bzw. den zugehörigen Bremszangen ist dabei jedoch äußerst aufwändig und teuer.
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Aus der
DE 10 2006 031 274 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad bekannt, bei welchem eine die Bremswirkung einer ersten Radbremseinrichtung beschreibende erste Bremswirkungsgröße und eine die Bremswirkung einer zweiten Radbremseinrichtung beschreibende zweite Bremswirkgröße wiederholt ermittelt und miteinander verglichen werden. Bei einer ein Abweichungskriterium erfüllenden Abweichung zwischen den ermittelten Werten der ersten Bremswirkungsgröße und den Werten der zweiten Bremswirkungsgröße wird ein Mangel an der ersten Radbremseinrichtung oder der zweiten Radbremseinrichtung erkannt und angezeigt. Die Überwachung einer einzelnen Bremseinrichtung ist mit diesem Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung jedoch ebenso wenig möglich wie eine absolute Erfassung eines Bremsenverschleißes, da bei dem bekannten Verfahren die einzelnen Bremseinrichtungen unterschiedlicher Räder lediglich relativ zueinander in Bezug gesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine leichte, kostengünstige und exakte Überwachung einzelner Bremseinrichtungen an einzelnen Fahrzeugrädern ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Radschlupf-Referenzkennlinie aus einer Vielzahl einzelner Radschlupf-Sollwerte zu hinterlegen und während eines jeden Bremsvorgangs Radschlupf-Istwerte zu ermitteln, die dann mit den in der Radschlupf-Referenzkennlinie hinterlegten Radschlupf-Sollwerten verglichen werden. Tritt bei diesem Vergleich eine Soll-Istwert-Abweichung oberhalb eines vordefinierten Grenzwertes auf, so wird ein entsprechendes Signal erzeugt, welches einem Fahrer eines derartigen Kraftfahrzeuges signalisiert, dass die Bremseinrichtung einer Wartung bedarf. Die Radschlupf-Referenzkennlinie wird beispielsweise nach Bandende (neues Fahrzeug) oder bei getauschten Bremsbelägen nach ca. 3.000 km Laufstrecke (Bremseinrichtung eingebremst) als Radschlupf ermittelt und in einem zugehörigen Steuergerät abgelegt bzw. gespeichert. Die zugehörigen radindividuellen Radschlupf-Istwerte bzw. eine radindividuelle Istwert-Kennlinie wird dabei bei jedem Bremsvorgang ermittelt und mit der abgelegten Radschlupf-Referenzkennlinie verglichen. Über eine entsprechende Software im Steuergerät, beispielsweise in einem ABS-Steuergerät, kann eine Dicke des Bremsbelages rechnerisch und andauernd ermittelt werden, wobei die erfasste Bremsarbeit als Funktion einer Beladungserkennung (LAC Load Adaptive Control), korrigiert um eine Steigung/Gefälle (Neigungssensor) ermittelt wird. Da jeder Bremsbelag auf seiner Rückseite auf eine Metall-Rückplatte aufgeklebt ist und sich dieser Klebstoff im Übergangsbereich zum Bremsbelag auf einer Stärke von ca. 1 bis 3 mm vermischt, treten hier veränderte Reibbeiwerte auf, die einen veränderten Reibwertübergang bedingt durch den Klebstoff im Belag anzeigen und dadurch ein abweichendes Bremsverhalten zu einem intakten Bremsbelag aufweisen. Wird beispielsweise der Übergang vom intakten Bremsbelag hin zum verklebten Bereich des Bremsbelags erfasst, startet das Steuergerät eine Überwachung der Bremseinrichtung durch ein Scharfstellen eines Zustandszählers. Anschließend, nach beispielsweise ca. 2.000 km, folgt an dem zugehörigen Fahrzeugrad ein teilweiser Reibübergang von Metall auf Metall (Bremsbelagrückplatte/Bremsscheibe) welcher zusätzlich ein typisches Verzahnungsverhalten aufweist und eindeutig sensorisch zu erfassen ist. Bei diesem Reibübergang ist somit der Bremsbelag vollständig abgefahren und eine Wartung der Bremseinrichtung dringend erforderlich. Dies kann beispielsweise durch ein Erzeugen eines entsprechenden Warnsignals (optisch oder akustisch) erfolgen.
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Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad anzugeben, die in einem Steuergerät eine Radschlupf-Referenzkennlinie hinterlegt und zugleich eine Erfassungseinrichtung aufweist, mittels der ein kontinuierliches Erfassen eines Radschlupf-Istwertes bei einem Bremsvorgang erfolgt. Das Steuergerät ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass es einen Vergleich des ermittelten Radschlupf-Istwertes mit einem in der Radschlupf-Referenzkennlinie hinterlegten Radschlupf-Sollwert durchführt und ein entsprechendes Signal erzeugt, sofern hier eine unzulässige bzw. zu große Soll-Istwert-Abweichung detektiert wird. Durch eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere eine aufwändige und teure Integration von Sensoren in die Bremsbeläge bzw. die Bremssättel entfallen, ebenso wie eine aufwändige Verkabelung, wodurch eine vergleichsweise kostengünstige aber dennoch zuverlässige Überwachung der Bremseinrichtung und zwar individuell für jedes Fahrzeugrad, möglich ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
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1 ein Diagramm zur Verdeutlichung einer Abhängigkeit eines Radschlupfes Lambda von einer Bremskraft F mit vorgegebener Radschlupf-Referenzlinie,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer Abhängigkeit des Radschlupfes λ von der Bremszeit t,
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3 einzelne Verfahrensschritte für das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad,
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4 eine stark schematisierte Schnittdarstellung durch einen Bremsbelag.
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Entsprechend der 3, weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung an einem Fahrzeugrad, insbesondere an einem Kraftfahrzeug, zumindest vier Verfahrensschritte A bis D auf. Im Verfahrensschritt A wird zunächst eine Radschlupfreferenzkennlinie RR ermittelt (vgl. auch 1), die aus einzelnen Radschlupf-Sollwerten zusammengesetzt ist. Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt B ein kontinuierliches Erfassen eines Radschlupf-Istwertes x bei einem jeweiligen Bremsvorgang, woraufhin im Verfahrensschritt C ein Vergleich des ermittelten Radschlupf-Istwertes x mit einem in der Radschlupf-Referenzkennlinie RR hinterlegten Radschlupf-Sollwert erfolgt. Dabei ist gemäß der 1 in der näheren Umgebung der Radschlupf-Referenzkennlinie RR ein noch tolerierbarer Bereich schraffiert eingezeichnet, in welchem die ermittelten Radschlupf-Istwerte x liegen können, ohne dass von einem nicht näher beschriebenen Steuergerät ein Signal als Warnhinweis auf einen verschlissenen Bremsbelag erzeugt wird. Im Verfahrensschritt D erfolgt ein Soll-Istwert-Vergleich, das heißt der Vergleich der ständig ermittelten Radschlupf-Istwerte x mit den in der Radschlupf-Referenzkennlinie RR hinterlegten Radschlupf-Sollwerten. Wird dabei ein vordefinierter Grenzwert bzw. Grenzbereich (vgl. 1 schraffierter Bereich) erreicht oder überschritten, so wird ein Signal erzeugt. Das Ermitteln der Radschlupf-Referenzkennlinie RR erfolgt dabei vorzugsweise in Abhängigkeit zumindest eines der nachfolgenden Parameter, wie beispielsweise Bremsdruck, Temperatur, Bremsverzögerung, Steigung/Gefälle und Nässe.
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In 4 ist eine Schnittdarstellung durch einen Bremsbelag 1 gezeigt, der mittels einer Klebeschicht 2 an einer vorzugsweise metallischen Rückplatte 3 festgeklebt ist. Der Bremsbelag 1 wirkt dabei beim Bremsvorgang mit einer Bremsscheibe 4 zusammen. Je nach Verschleißgrad des Bremsbelages 1 treten dabei unterschiedlich große Reibbeiwerte μ auf. Diese ändern sich insbesondere, sofern der Bremsbelag 1 soweit verschlissen ist, dass die Klebeschicht 2 direkt an der Bremsscheibe 4 anliegt. Eine nochmalige deutliche Änderung des Reibbeiwertes μ erfolgt, sofern auch die Klebeschicht 2 abgetragen ist und die metallische Rückplatte 3 direkt auf die üblicherweise ebenfalls metallische Bremsscheibe 4 trifft. Hierbei tritt eine metallische Verzahnung 5 auf, wie sie gemäß der 2 gezeigt ist. Die Verzahnung 5 bewirkt dabei einen unstetigen Schlupfverlauf, der im Vergleich zum normalen Radschlupf λ um diesen oszilliert. Eine derartige Verzahnung 5 auf, so ist eindeutig erkennbar dass der Bremsbelag 1 so weit abgefahren ist, dass dieser ausgetauscht werden muss.
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Denkbar ist hierbei beispielsweise, dass bei einem bis zur Klebeschicht 2 abgefahrenen Bremsbelag 1 ein Erkennungszähler aktiviert wird, der dann über eine entsprechende Zeit bzw. Laufleistung hochzählt, bis sich durch einen Übergang von der Klebeschicht 2 auf die metallische Rückplatte 3 der Reibbeiwert μ nochmals ändert und dann der Verschleiß sich manifestiert. Eine derartig abgesicherte Verschleißerkennung kann dann beispielsweise einen optischen und/oder akustischen Signalgeber angezeigt oder aber vorab in einer ABS-Diagnose als Werkstattinformation „Belagsstärke grenzwertig” abgelegt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung einer Bremseinrichtung und einer zugehörigen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere eine aufwändige Sensoranordnung im Bremsbelag 1 sowie eine zugehörige aufwändige und unter Umständen störanfällige Verkabelung vermieden werden. Gleichfalls sichert die erfindungsgemäße Vorrichtung und das zugehörige Verfahren eine zuverlässige und exakte Überwachung der Bremseinrichtung auf Verschleiß.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006031274 A1 [0003]
