DE102017219978A1

DE102017219978A1 - Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustandes eines Bremsbelages oder einer Kupplungsscheibe

Info

Publication number: DE102017219978A1
Application number: DE102017219978.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mauritz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2019-05-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustandes eines Bremsbelages oder einer Kupplungsscheibe einer durch einen Bremsdruck betätigbaren Bremse 4 oder Reibungskupplung eines Fahrzeugs Dabei ist der Bremsbelag oder die Kupplungsscheibe mittels des Bremsdrucks an ein drehendes Bauteil preßbar. Mittels eines Drucksensors der Bremsdruck und mittels eines Drehzahlsensors 7 wird die Drehzahl des drehenden Bauteils erfaßt und aus einer entsprechenden elektrischen Größe des Bremsdrucks sowie einer entsprechenden elektrischen Größe der Drehzahl eine Reibleistung gebildet Danach wird aus der Reibleistung die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt erfaßt. Nach Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Reibarbeit wird ein Verschleißsignal erzeugt und mittels einer Warneinrichtung ausgegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustandes eines Bremsbelages oder einer Kupplungsscheibe einer durch einen Bremsdruck betätigbaren Bremse oder Reibungskupplung eines Fahrzeugs, wobei der Bremsbelag oder die Kupplungsscheibe mittels des Bremsdrucks an ein drehendes Bauteil preßbar ist.
Zur Zustandsüberwachung von Bremsbelägen oder Kupplungsscheiben ist es bekannt in den Bremsbelag oder die Bremsscheibe einen Schleifkontakt zu integrieren. Ist der Bremsbelag oder die Kupplungsscheibe so weit abgenutzt, daß das drehende Bauteil in Kontakt mit dem Schleifkontakt kommt, wird durch diesen ein Warnsignal ausgelöst, das den Fahrer des Fahrzeugs darauf aufmerksam macht, daß eine Erneuerung des Bremsbelags bzw. der Kupplungsscheibe ansteht. Eine solche Zustandsüberwachung erfordert Schleifkontakte in den Bremsbelägen und Kupplungsscheiben und ist daher aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustandes eines Bremsbelages oder einer Kupplungsscheibe Gelenkverbindungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne aufwendigen Aufbau durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels eines Drucksensors der Bremsdruck und mittels eines Drehzahlsensors die Drehzahl des drehenden Bauteils erfaßt und aus einer entsprechenden elektrischen Größe des Bremsdrucks sowie einer entsprechenden elektrischen Größe der Drehzahl eine Reibleistung gebildet wird, daß danach aus der Reibleistung die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt erfaßt wird, daß nach Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Reibarbeit ein Verschleißsignal erzeugt und mittels einer Warneinrichtung ausgegeben wird.
Durch diese Ausbildung können Bremsbeläge und Kupplungsscheiben beanspruchungsabhängig gewartet werden. Da in den Fahrzeugen meist bereits direkt oder indirekt eine Drehzahlerfassung der Räder sowie eine Erfassung des Bremsdrucks vorhanden ist, sind dazu keine separaten Komponenten erforderlich. Damit kann der Verschleißzustand des Bremsbelages oder der Kupplungsscheibe mit geringem Aufwand rein elektronisch erfolgen.
Die bestimmte vorgegebene Reibarbeit kann mittels Dauerversuchen ermittelt worden sein. Solche Dauerversuche erfolgen üblicherweise bereits bei der Entwicklung des Fahrzeugs und dessen Bremsen und Kupplung, so daß dann auf diese Daten zurückgegriffen werden kann und keine separaten Dauerversuche erforderlich sind.
Die Reibleistung kann nach der Formel Reibleistung P ~ Bremsdruck pe * Drehzahl rpm gebildet werden.
Die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt wird dann nach der Formel W = ∫ P dt gebildet. Dabei ist der bestimmte Zeitpunkt, ab dem die Reibarbeit über die Zeit ermittelt wird, der Zeitpunkt eines Wechsels des Bremsbelags bzw. der Kupplungsscheibe.
Um weitere Einflußfaktoren zu berücksichtigen und damit die Genauigkeit der Bestimmung des Zeitpunkts eines Wechsels des Bremsbelags bzw. der Kupplungsscheibe zu erhöhen, kann die gebildete Reibleistung P vor Bildung der Reibarbeit durch ein oder mehrere Korrekturfaktoren korrigiert werden.
Dabei können die Korrekturfaktoren zeitabhängige oder temperaturabhängige Reibwerte des Bremsbelags bzw. der Kupplungsscheibe sein.
Um den Fahrer des Fahrzeugs über den Verschleißzustand des Bremsbelages oder der Kupplungsscheibe zu informieren, kann die Reibarbeit über der Zeit ab dem bestimmten Zeitpunkt an einer Anzeigeeinheit anzeigbar sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Fahrzeugachse mit Rädern und Bremsen mit den Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 ein Diagramm der Reibleistung über der Zeit
3 ein Diagramm der Reibarbeit über der Zeit

In 1 ist eine Achse 1 eines Fahrzeugs dargestellt, an deren Enden jeweils ein Rad 2 mit einer als Bremsscheibe 3 ausgebildeten drehenden Bauteil drehfest angeordnet ist. Den Bremsscheiben 3 ist jeweils eine insbesondere hydraulisch betätigbare Bremse 4 zugeordnet. Zu den Bremsen führt eine Leitung 5 zur Druckbeaufschlagung der Bremsen 4 mit einem Bremsdruck.
Dieser in der Leitung 5 herrschende Bremsdruck ist von Wandler 6 erfassbar. Der Wandler 6 wandelt einen erfassten Druck außerdem in eine entsprechende elektrische Bremsdruckgröße um.
Die Drehzahl der Achse 1 wird durch einen Drehzahlsensor 7 erfaßt, der eine entsprechende elektrische Drehzahlgröße erzeugt.
Aus der Bremsdruckgröße und der Drehzahlgröße wird in einer nicht dargestellten Rechnereinheit eine Reibleistung nach der Formel Reibleistung P ~ Bremsdruck pe * Drehzahl rpm gebildet.
Diese Reibleistung wird dann noch durch Korrekturfaktoren für zeitabhängige oder temperaturabhängige Reibwerte korrigiert und dann daraus die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt nach der Formel W = ∫ P dt gebildet (2).
Die Fläche 12 unter der Reibleistungskurve 8 in 2 entspricht der Reibarbeit, die ab einem bestimmten Zeitpunkt 11 abgefallen ist, wobei der bestimmte Zeitpunkt 11, ab dem die Reibarbeit über die Zeit ermittelt wird, der Zeitpunkt eines Wechsels des Bremsbelags bzw. der Kupplungsscheibe ist.
In Dauerversuchen während der Entwicklung des Fahrzeugs und seiner Bremsen wurde eine bestimmte Reibarbeit 9 ab dem bestimmten Zeitpunkt 11 eines Bremsbelagwechsels ermittelt, bei deren Erreichen der Verschleißzustand der Bremsbeläge so ist, daß wieder ein Bremsbelagwechsel erfolgen muß.
Erreicht die durch die Reibarbeitskurve 10 in 3 dargestellte Reibarbeit seit dem bestimmten Zeitpunkt 11 die bestimmte Reibarbeit 9, so kann durch die Rechnereinheit ein Verschleißsignal erzeugt werden, durch das eine optische oder akustische Warninformation von einer nicht dargestellten Warneinrichtung ausgegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Achse
2: Rad
3: Bremsscheibe
4: Bremse
5: Leitung
6: Wandler
7: Drehzahlsensor
8: Reibleistungskurve
9: bestimmte Reibarbeit
10: Reibarbeitskurve
11: bestimmter Zeitpunkt
12: Fläche

Claims

Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustandes eines Bremsbelages oder einer Kupplungsscheibe einer durch einen Bremsdruck betätigbaren Bremse (4) oder Reibungskupplung eines Fahrzeugs, wobei der Bremsbelag oder die Kupplungsscheibe mittels des Bremsdrucks an ein drehendes Bauteil preßbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drucksensors der Bremsdruck und mittels eines Drehzahlsensors (7) die Drehzahl des drehenden Bauteils erfaßt und aus einer entsprechenden elektrischen Größe des Bremsdrucks sowie einer entsprechenden elektrischen Größe der Drehzahl eine Reibleistung gebildet wird, daß danach aus der Reibleistung die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt erfaßt wird, daß nach Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Reibarbeit ein Verschleißsignal erzeugt und mittels einer Warneinrichtung ausgegeben wird.
Gelenkverbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte vorgegebene Reibarbeit mittels Dauerversuchen ermittelt wurde.
Gelenkverbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibleistung nach der Formel Reibleistung P ~ Bremsdruck pe * Drehzahl rpm gebildet wird.
Gelenkverbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibarbeit über der Zeit ab einem bestimmten Zeitpunkt nach der Formel W = ∫ P dt gebildet wird.
Gelenkverbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Reibleistung P vor Bildung der Reibarbeit durch ein oder mehrere Korrekturfaktoren korrigiert wird.
Gelenkverbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturfaktoren zeitabhängige oder temperaturabhängige Reibwerte sind.
Gelenkverbindungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibarbeit über der Zeit ab dem bestimmten Zeitpunkt an einer Anzeigeeinheit anzeigbar ist.