DE102021210170A1

DE102021210170A1 - Method of operating a braking system

Info

Publication number: DE102021210170A1
Application number: DE102021210170.4A
Authority: DE
Inventors: Frank Bärecke; Frank Stebner; Krzysztof Dabrowski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (2) eines Kraftfahrzeugs (80), umfassend die Schritte eines Erfassens (100) von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems (2) mittels einer Sensoreinheit (4), eines Bestimmens (200) einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems (2) auf Basis der erfassten Parameter mittels einer Verarbeitungseinheit (6), wobei das Bestimmen (200) der Funktionsfähigkeit des Bremssystems (2) die Auswertung einer Bremsakustik umfasst sowie eines Ansteuerns (300) des Bremssystems (2) auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit mittels einer Steuereinheit (8).Method for operating a brake system (2) of a motor vehicle (80), comprising the steps of detecting (100) parameters for determining the operability of the brake system (2) by means of a sensor unit (4), determining (200) the operability of the brake system ( 2) on the basis of the detected parameters using a processing unit (6), wherein the determination (200) of the functionality of the brake system (2) includes the evaluation of brake acoustics and a control (300) of the brake system (2) on the basis of the determined functionality for improvement the functionality by means of a control unit (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems sowie ein Bremssystem für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method for operating a brake system and a brake system for use in a motor vehicle.

Die Funktion eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs ist es, das Kraftfahrzeug aus jeder denkbaren Fahrsituation sicher abbremsen zu können. Die aktuelle Fahrsituation ändert sich hierbei nicht nur mit der aktuellen Geschwindigkeit, sondern auch mit den aktuellen Umgebungsbedingungen, was eine zuverlässige Vorhersage der Bremsbedingungen erschwert.The function of a braking system in a motor vehicle is to be able to brake the motor vehicle safely in any conceivable driving situation. The current driving situation changes not only with the current speed, but also with the current environmental conditions, which makes it difficult to reliably predict the braking conditions.

So kann die Reibpaarung zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag eines Bremssystems aufgrund der aktuellen Umgebungsbedingungen auf vielfältige Weise, bspw. durch Rostbildung auf der Bremsscheibe, beeinträchtigt sein. Ebenso kann die Bremsscheibe und/oder der Bremsbelag eines Bremssystems durch die Ablagerung von Feuchtigkeit, Eis oder Schmutz beeinträchtigt sein. Um eine ausreichende Bremswirkung aus jeder denkbaren Fahrsituation zu gewährleisten, sind Verfahren und Systeme zur Überwachung einer Bremswirkung, bspw. aus der DE 10 2019 218 638 B3 oder der EP 3 626 553 A1 , bekannt.The friction pairing between the brake disc and the brake lining of a brake system can be impaired in a variety of ways due to the current environmental conditions, for example due to the formation of rust on the brake disc. Likewise, the brake disc and/or the brake lining of a brake system can be affected by deposits of moisture, ice or dirt. In order to ensure adequate braking from every conceivable driving situation, methods and systems for monitoring a braking effect, for example, from the DE 10 2019 218 638 B3 or the EP 3 626 553 A1 , known.

Nachteiligerweise sind die bekannten Systeme und Verfahren entweder nicht dazu ausgebildet, eine aktuelle Fahrsituation exakt genug zu erfassen und eine genügend zuverlässige Vorhersage der Bremsbedingungen zu ermöglichen oder die Systeme und Verfahren sind derart komplex und aufwändig ausgestaltet, dass hohe Kosten für Herstellung und Wartung der Systeme anfallen.The disadvantage is that the known systems and methods are either not designed to detect a current driving situation precisely enough and to enable a sufficiently reliable prediction of the braking conditions, or the systems and methods are designed to be so complex and expensive that high costs are incurred for production and maintenance of the systems .

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems sowie ein Bremssystem zur Verfügung zu stellen, das eine möglichst exakte und zuverlässige Vorhersage der aktuellen Bremsbedingungen ermöglicht und gleichzeitig möglichst kostengünstig in der Herstellung und Wartung ist.It is therefore the object of the present invention to at least partially eliminate the disadvantages described above; in particular, it is the object of the present invention to provide a method for operating a braking system and a braking system that can predict the current as accurately and reliably as possible Allows braking conditions while being as cost-effective as possible to manufacture and maintain.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Bremssystem gemäß Anspruch 8 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die technischen Merkmale, die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren offenbart werden, gelten dabei auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem bzw. dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.The above object is achieved by a method having the features of claim 1, a braking system according to claim 8 and a motor vehicle according to claim 11. Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings. The technical features that are disclosed for the method according to the invention also apply in connection with the brake system according to the invention or the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is or can always be referred to reciprocally. Expedient refinements of the invention are set out in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs kann hierbei vorzugsweise in einem PKW oder einem Lastkraftwagen, aber auch in einem Motorrad, einem Roller, einem Bagger, einem Gabelstapler oder dergleichen eingesetzt werden.The method according to the invention for operating a brake system of a motor vehicle can preferably be used in a car or a truck, but also in a motorcycle, a scooter, an excavator, a forklift or the like.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs umfasst hierbei die Schritte eines Erfassens von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems mittels einer Sensoreinheit und eines Bestimmens einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems auf Basis der erfassten Parameter mittels einer Verarbeitungseinheit, wobei das Bestimmen der Funktionsfähigkeit des Bremssystems die Auswertung einer Bremsakustik umfasst sowie eines Ansteuerns des Bremssystems auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit mittels einer Steuereinheit.The method according to the invention for operating a brake system of a motor vehicle comprises the steps of detecting parameters for determining the functionality of the brake system by means of a sensor unit and determining the functionality of the brake system on the basis of the parameters detected by means of a processing unit, the determination of the functionality of the brake system including the Evaluation of a brake acoustics includes and a control of the brake system based on the determined functionality to improve the functionality by means of a control unit.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann hierbei insbesondere die Veränderung einer Reibpaarung zwischen einer Bremsscheibe und einem Bremsbelag über die Bremsakustik ermittelt werden. Im Rahmen der Erfindung ist dabei erkannt worden, dass je nach Belagssituation einer Bremse beim Anlegen der Bremse eine unterschiedliche Geräuschentwicklung entsteht. So kann es bspw. nach längeren Standzeiten eines Kraftfahrzeugs unter Witterungseinfluss zur Rostbildung an einer Bremsscheibe kommen, die man mit Hilfe einer geeigneten Sensorik anhand eines schleifenden Geräusches oder dergleichen erkennen kann. Gegenständlich ist hierbei insbesondere erkannt worden, dass durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache und kostengünstige Weise eine exakte und zuverlässige Bestimmung der Funktionsfähigkeit ermöglicht wird, welche daraufhin gezielt behoben werden kann.When the method according to the invention is carried out, the change in a friction pairing between a brake disc and a brake lining can be determined via the brake acoustics. In the context of the invention, it has been recognized that, depending on the lining situation of a brake, different noise levels are produced when the brake is applied. For example, after a motor vehicle has been parked for a longer period of time under the influence of the weather, rust can form on a brake disc, which can be detected using a suitable sensor system based on a grinding noise or the like. Objectively, it has been recognized in particular that the application of the method according to the invention enables an exact and reliable determination of the functionality in a simple and cost-effective manner, which can then be remedied in a targeted manner.

Unter einer Funktionsfähigkeit eines Bremssystems kann erfindungsgemäß vorzugsweise die Fähigkeit eines Bremssystems verstanden werden, seine vorgesehene Funktion, ein Kraftfahrzeug aus jeder denkbaren Fahrsituation sicher abbremsen zu können, ausüben zu können. Als Vergleich kann hierbei insbesondere der Neuzustand eines Bremssystems bei spezifischen Bedingungen angesehen werden. Unter Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems können ferner vorzugsweise über Sensoren erfassbare Messwerte verstanden werden. Unter einer Bremsakustik können gegenständlich insbesondere die akustischen Signale verstanden werden, die bei einem Bremsvorgang eines Bremssystems, bspw. bei einer Anordnung in einem Kraftfahrzeug, erfasst werden können.Functionality of a brake system can preferably be understood according to the invention as the ability of a brake system to be able to exercise its intended function of being able to brake a motor vehicle safely in any conceivable driving situation. In particular, the new condition of a brake system under specific conditions can be viewed as a comparison. Among parameters for determining the functionality of the braking system can also Measured values that can be detected preferably via sensors are understood. Brake acoustics can be understood to mean, in particular, the acoustic signals that can be detected during a braking process of a brake system, for example in an arrangement in a motor vehicle.

Im Rahmen einer einfachen, kostengünstigen und gleichzeitig zuverlässigen Bestimmung einer aktuellen Funktionsfähigkeit eines Bremssystems kann erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen sein, dass die erfassten Parameter Schallwellen umfassen, wobei die Schallwellen vorzugsweise im Ultraschallbereich liegen. Im Rahmen der Erfindung ist dabei erkannt worden, dass ein Verschleiß einer Bremse vorzugsweise über die Veränderung einer Akustik mittels eines Ultraschallsensors erkannt werden kann. Eine Veränderung der Funktionsfähigkeit eines Bremssystems kann hierbei insbesondere anhand einer spezifischen Eigenfrequenzverschiebung der Bremsscheibe und/oder der Bremsbeläge erfolgen, die sich aufgrund des Materialabtrags ergibt. Die Zuverlässigkeit der Erkennung eines aktuellen Verschleißzustandes kann hierbei vorzugsweise über die Verwendung von Verschleißanzeigemitteln erhöht werden, die bspw. in einen Bremsbelag eingearbeitet werden können und mittels denen über die Detektion einer veränderten Akustik eine verringerte Funktionsfähigkeit erkannt werden kann.In the context of a simple, inexpensive and at the same time reliable determination of a current functionality of a brake system, it can preferably be provided according to the invention that the recorded parameters include sound waves, with the sound waves preferably being in the ultrasonic range. In the context of the invention, it has been recognized that wear and tear on a brake can preferably be detected via the change in acoustics using an ultrasonic sensor. A change in the operability of a brake system can take place here in particular based on a specific natural frequency shift of the brake disc and/or the brake pads, which results from the material removal. The reliability of the detection of a current state of wear can preferably be increased by using wear indicators, which can be incorporated into a brake lining, for example, and by means of which a reduced functionality can be recognized by detecting changed acoustics.

Im Rahmen einer besonders exakten Bestimmung einer aktuellen Funktionsfähigkeit eines Bremssystems kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die erfassten Parameter Umgebungsparameter umfassen, wobei die Umgebungsparameter vorzugsweise die aktuelle Außentemperatur und/oder die aktuelle Luftfeuchtigkeit und/oder eine aktuelle Fahrbahnnässe umfassen. Über die Erfassung einer aktuellen Außentemperatur, einer aktuellen Luftfeuchtigkeit und einer aktuellen Fahrbahnnässe ist es insbesondere möglich, bei der Bestimmung der Funktionsfähigkeit eines Bremssystems, Faktoren, die eine Bremswirkung besonders beeinflussen mit zu berücksichtigen und somit eine besonders aussagekräftige Bestimmung einer aktuellen Funktionsfähigkeit eines Bremssystems zu ermöglichen. Die Parameter können vorzugsweise durch Temperatursensoren und/oder Feuchtigkeitssensoren und/oder Drucksensoren oder dergleichen ermittelt werden.In the context of a particularly precise determination of a current functionality of a brake system, the invention can advantageously also provide that the detected parameters include environmental parameters, the environmental parameters preferably including the current outside temperature and/or the current humidity and/or a current road surface wetness. By detecting a current outside temperature, a current air humidity and a current road wetness, it is possible, in particular, when determining the functionality of a brake system, to take into account factors that particularly influence a braking effect, and thus to enable a particularly meaningful determination of a current functionality of a brake system . The parameters can preferably be determined by temperature sensors and/or humidity sensors and/or pressure sensors or the like.

Um eine mangelnde Funktionsfähigkeit möglichst frühzeitig erkennen und möglichst gezielt beheben zu können, kann erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine Funktionsfähigkeit in Bezug auf zumindest eine der folgenden Größen ermittelt wird:

- Rostbildung an einer Bremsscheibe,
- Feuchtigkeit an einer Bremsscheibe und/oder einem Bremsbelag,
- Eisbildung an einer Bremsscheibe und/oder einem Bremsbelag,
- Schmutzablagerungen an einer Bremsscheibe und/oder einem Bremsbelag,
- Grenztemperatur an einer Bremsscheibe und/oder einem Bremsbelag.

In order to be able to detect a lack of functionality as early as possible and to remedy it as specifically as possible, it can preferably be provided according to the invention that a functionality is determined in relation to at least one of the following variables:

- rust formation on a brake disc,
- moisture on a brake disc and/or a brake pad,
- formation of ice on a brake disc and/or a brake pad,
- dirt deposits on a brake disc and/or a brake pad,
- Limit temperature on a brake disc and/or a brake pad.

Durch die gezielte Ermittlung einer Funktionsfähigkeit in Bezug auf bestimmte Größen, ist es insbesondere möglich, besondere Risikofaktoren für eine Beeinflussung der Funktion eines Bremssystems zu berücksichtigen, zu erkennen und diese gezielt zu beheben. Die genannten spezifischen Größen können dabei vorteilhafterweise durch die Auswahl der aufgenommenen Parameter voneinander unterschieden werden, bspw. über die Auswahl spezifischer Frequenzbereiche und/oder zusätzliche Sensoren oder Detektoren. Eine aktuelle Grenztemperatur kann dabei bspw. eine Temperatur sein, bei der eine Bremswirkung deutlich nachlässt, bspw. unterhalb 4°C, insbesondere unterhalb 0°C und oberhalb 400 °C. Eine solche Grenztemperatur kann dabei ebenfalls akustisch über die Verwendung eines Ultraschallsensors erkannt werden. Alternativ oder kumulativ ist bspw. die Verwendung eines Bimetalls vorstellbar, das nur in einem bestimmten Temperaturbereich schwingfähig ist und über dieses Verhalten ein Einleiten eines wahrnehmbaren Geräusches oder dergleichen steuern kann, über das dann ein Erreichen einer Grenztemperatur erkannt wird.Through the targeted determination of a functional capability in relation to specific variables, it is possible in particular to take into account particular risk factors for influencing the function of a brake system, to identify them and to rectify them in a targeted manner. The specific variables mentioned can advantageously be distinguished from one another by the selection of the recorded parameters, for example by selecting specific frequency ranges and/or additional sensors or detectors. A current limit temperature can be, for example, a temperature at which a braking effect decreases significantly, for example below 4°C, in particular below 0°C and above 400°C. Such a limit temperature can also be detected acoustically by using an ultrasonic sensor. Alternatively or cumulatively, the use of a bimetal is conceivable, for example, which is only capable of oscillating in a specific temperature range and can use this behavior to control the initiation of a perceptible noise or the like, which then detects that a limit temperature has been reached.

Um eine Funktionsbeeinträchtigung des Bremssystems besonders schnell und effektiv zu beheben, kann erfindungsgemäß vorteilhafter Weise insbesondere vorgesehen sein, dass das Ansteuern des Bremssystems eine Einleitung von Gegenmaßnahmen umfasst, um die Funktionsfähigkeit des Bremssystems zu verbessern, wobei die Gegenmaßnahmen ein Trocknen und/oder ein Erhöhen des Bremsdrucks und/oder ein Oberflächenreinigen und/oder ein Erwärmen umfassen. Ein Trocknen kann hierbei bspw. zur Behebung einer feuchten Bremsscheibe bzw. eines feuchten Bremsbelages vorgenommen werden und in Form eines Trockenwischens oder in Form eines Trockenblasens erfolgen. Ebenso kann Feuchtigkeit auf der Bremsscheibe und/oder dem Bremsbelag durch das erhöhen des Bremsdrucks entfernt werden. Eine Verschmutzung einer Bremsscheibe oder eines Bremsbelages kann vorzugsweise über ein Putzen der Bremsscheibe mit dem Bremsbelag entfernt werden oder über ein entsprechend ausgestaltetes Vorsteuern einer Bremse ausgeglichen werden. Eine Eisbildung an den Bremsbelägen und/oder der Bremsscheibe kann bspw. über ein verstärktes Anpressen der Bremsbeläge an die Bremsscheibe behoben werden, über die ein Auftauen der Eisfläche erfolgen kann. Zusätzlich kann bei einem Erkennen einer Vereisung bspw. hilfsweise eine Bremsung durch den Antriebsstrang eingeleitet werden.In order to rectify a functional impairment of the brake system particularly quickly and effectively, it can advantageously be provided according to the invention that the actuation of the brake system includes the initiation of countermeasures in order to improve the functionality of the brake system, with the countermeasures drying and/or increasing the Brake pressure and / or surface cleaning and / or include heating. Drying can be carried out here, for example, to remedy a damp brake disk or a damp brake lining and can take the form of wiping dry or blowing dry. Moisture on the brake disc and/or the brake pad can also be removed by increasing the brake pressure. Contamination of a brake disk or a brake lining can preferably be removed by cleaning the brake disk with the brake lining or can be compensated for by a correspondingly configured pilot control of a brake. Ice formation on the brake pads and/or the brake disk can be remedied, for example, by pressing the brake pads harder against the brake disk, which can cause the ice surface to thaw. Additionally If icing is detected, braking can be initiated by the drive train, for example.

Im Hinblick auf die Erhöhung der Fahrsicherheit kann es ferner von Vorteil sein, wenn auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit eine Warnmeldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgesendet wird, wobei die Warnmeldung vorzugsweise ausgesendet wird, wenn ein Schwellenwert eines Parameters zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit über- oder unterschritten wird. Die ausgesendete Warnmeldung kann hierbei vorzugsweise akustisch und/oder visuell und/oder vibratorisch erfolgen, wobei die ausgesendete Warnmeldung vorteilhafterweise spezifisch für die bestimmte Funktionsfähigkeit sein kann. So kann bspw. ein gelbes Warnsymbol anzeigen, dass die Funktionsfähigkeit eines Bremssystems leicht eingeschränkt ist und ein rotes Warnsymbol, dass die Funktionsfähigkeit stark eingeschränkt ist.With regard to increasing driving safety, it can also be advantageous if a warning message is sent to the driver of the motor vehicle based on the determined functionality, the warning message preferably being sent if a threshold value of a parameter for determining the functionality is exceeded or not reached becomes. The warning message that is sent out can preferably be acoustic and/or visual and/or vibratory, it being possible for the warning message that is sent out to be specific to the specific functionality. For example, a yellow warning symbol can indicate that the functionality of a braking system is slightly restricted and a red warning symbol that the functionality is severely restricted.

Im Rahmen einer einfachen, kostengünstigen und gleichzeitig exakten Bestimmung einer aktuellen Funktionsfähigkeit des Bremssystems kann gegenständlich ferner vorgesehen sein, dass das Bestimmen der Funktionsfähigkeit des Bremssystems den Vergleich einer aktuellen Bremsakustik mit einem Vergleichswert für eine Bremsakustik umfasst. Der Vergleich kann hierbei bspw. in Form eines Erkennungsalgorithmus ausgebildet sein und vorzugsweise eine aktuell verwendete Felgenart und/oder eine aktuelle Drehzahl berücksichtigen. Im Rahmen der Berücksichtigung der Drehzahl und/oder der Felgenart kann bspw. erfasst werden, ob Schleifgeräusche an die Umdrehung eines Rades gekoppelt sind. Variiert das Schleifgeräusch mit einem Vielfachen der Raddrehzahl, so liegt das möglichweise an der Schirmung von Rad und Felge. Dabei hat die Felge oft mehrere Öffnungen, die dann die Geräusche mit einem Vielfachen der Radumdrehung nach außen klingen lassen. Ist ein Schleifgeräusch dagegen nicht mit einer Umdrehung eines Rades gekoppelt, liegt das Problem vermutlich nicht an dem Bremssystem (hier gäbe es keinen Unterschied zwischen Reifen, Radlager und Antriebswelle).As part of a simple, inexpensive and at the same time exact determination of a current functionality of the brake system, it can also be provided that the determination of the functionality of the brake system includes the comparison of a current brake acoustic with a comparison value for brake acoustics. The comparison can be in the form of a detection algorithm, for example, and can preferably take into account a type of rim currently in use and/or a current speed. As part of the consideration of the speed and/or the type of rim, it can be detected, for example, whether grinding noises are linked to the rotation of a wheel. If the grinding noise varies with a multiple of the wheel speed, this may be due to the shielding of the wheel and rim. The rim often has several openings, which then let the noises sound outwards with a multiple of the wheel revolution. On the other hand, if a grinding noise is not linked to a wheel rotation, the problem is probably not with the braking system (there would be no difference between tyres, wheel bearings and drive shaft).

Es versteht sich vorliegend, dass einzelne, mehrere oder alle obligatorischen und/oder optionalen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in der vorgeschlagenen Reihenfolge, aber auch abweichend von der vorgeschlagenen Reihenfolge ausgeführt werden können. Hierbei können einzelne, mehrere oder alle obligatorischen und/oder optionalen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere wiederholt, bspw. zyklisch wiederholt ausgeführt werden. Es versteht sich ferner, dass einzelne, mehrere oder alle der obligatorischen und optionalen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenständlich auch durch einen Computer implementiert werden können.In the present case, it is understood that individual, several or all mandatory and/or optional steps of the method according to the invention can be carried out in the proposed order, but also in a different way from the proposed order. In this case, individual, several or all obligatory and/or optional steps of the method according to the invention can in particular be repeated, for example cyclically repeated. It is also understood that individual, several or all of the mandatory and optional steps of the method according to the invention can also be implemented by a computer.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Bremssystem, insbesondere zur Ausführung eines voranstehend beschriebenen Verfahrens. Hierbei umfasst das gegenständliche Bremssystem eine Bremsvorrichtung mit einer Bremsscheibe, einem Bremssattel und einem an dem Bremssattel, zumindest teilweise zwischen dem Bremssattel und der Bremsscheibe angeordneten Bremsbelag, eine Sensoreinheit zur Erfassung von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems, eine Verarbeitungseinheit zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems auf Basis der erfassten Parameter sowie eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Bremssystems auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit. The subject of the invention is also a braking system, in particular for carrying out a method described above. In this case, the brake system in question comprises a brake device with a brake disc, a brake caliper and a brake pad arranged on the brake caliper at least partially between the brake caliper and the brake disc, a sensor unit for detecting parameters for determining the functionality of the brake system, a processing unit for determining the functionality of the Braking system based on the detected parameters and a control unit for controlling the braking system based on the determined functionality.

Damit bringt das erfindungsgemäße Bremssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind.The braking system according to the invention thus brings with it the same advantages as have already been described in detail in relation to the method according to the invention.

Im Rahmen einer einfachen, exakten und zuverlässigen Bestimmung einer aktuellen Funktionsfähigkeit eines Bremssystems kann erfindungsgemäß vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit zumindest einen Sensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren zur Erfassung von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems aufweist, wobei der zumindest eine Sensor insbesondere in Form eines Ultraschallsensors ausgebildet ist.In the context of a simple, exact and reliable determination of a current operability of a brake system, it can preferably be provided according to the invention that the sensor unit has at least one sensor, preferably a plurality of sensors for detecting parameters for determining an operability of the brake system, the at least one sensor in particular is designed in the form of an ultrasonic sensor.

Ferner kann es von Vorteil sein, wenn Verschleißanzeigemittel zum Anzeigen eines Verschleißes des Bremssystems vorgesehen sind, wobei die Verschleißanzeigemittel vorzugsweise innerhalb eines Bremsbelages angeordnet sind und insbesondere dazu ausgebildet sind, über die Änderung einer Akustik einen Verschleiß des Bremssystems anzuzeigen. Die Anordnung von Verschleißanzeigemitteln hat sich hierbei als besonders verlässliche Möglichkeit zur Anzeige eines aktuellen Verschleißes herausgestellt. Die Verschleißanzeigemittel können bspw. in Form von sinnvoll positionierten Ausnehmungen oder Ausbuchtungen, wie Nuten oder Noppen oder dergleichen ausgebildet sein und bei einem voranschreitenden Materialabtrag des Bremsbelages eine Akustik bei einem Bremsvorgang merklich verändern. Ebenso ist die gezielte Einarbeitung anderer Materialien in einen Bremsbelag vorstellbar, welche beim voranschreitenden Verschleiß zu einer vermehrten akustischen Veränderung führen. Über eine voranschreitende Veränderung der Intensität der akustischen Veränderung, bspw. der Verschiebung einer spezifischen Eigenfrequenz ist es dabei insbesondere möglich, eine Entwicklung eines Verschleißes zu detektieren.Furthermore, it can be advantageous if wear indicators are provided for indicating wear of the brake system, the wear indicators preferably being arranged within a brake lining and being designed in particular to indicate wear of the brake system via the change in acoustics. The arrangement of wear indicators has turned out to be a particularly reliable way of indicating current wear. The wear indicator can be designed, for example, in the form of sensibly positioned recesses or bulges, such as grooves or nubs or the like, and noticeably change the acoustics during a braking process as material wears away from the brake lining. The targeted incorporation of other materials into a brake lining is also conceivable, which lead to increased acoustic changes as wear progresses. A progressive change in the intensity of the acoustic change, for example the shift in a specific natural frequency, makes it possible in particular to detect the development of wear.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems,
2 eine schematische Darstellung eines innerhalb eines Kraftfahrzeugs angeordneten erfindungsgemäßen Bremssystems,
3 eine vergrößerte Ansicht einer Bremsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Bremssystems.

Show it:

1 a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for operating a braking system,
2 a schematic representation of a brake system according to the invention arranged within a motor vehicle,
3 an enlarged view of a braking device of a braking system according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems 2. 1 shows a schematic representation of the individual steps of a method according to the invention for operating a brake system 2.

Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Erfassens 100 von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 mittels einer Sensoreinheit 4, eines Bestimmens 200 einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 auf Basis der erfassten Parameter mittels einer Verarbeitungseinheit 6, wobei das Bestimmen 200 der Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 die Auswertung einer Bremsakustik umfasst sowie eines Ansteuerns 300 des Bremssystems 2 auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit mittels einer Steuereinheit 8.The method according to the invention comprises the steps of detecting 100 parameters for determining the functionality of the brake system 2 by means of a sensor unit 4, determining 200 the functionality of the brake system 2 on the basis of the parameters detected by means of a processing unit 6, the determining 200 of the functionality of the brake system 2 includes the evaluation of brake acoustics and activation 300 of brake system 2 on the basis of the determined functionality to improve functionality by means of a control unit 8.

Die erfassten Parameter können dabei vorzugsweise Schallwellen umfassen, wobei die Schallwellen insbesondere im Ultraschallbereich liegen können.The detected parameters can preferably include sound waves, in which case the sound waves can be in the ultrasonic range in particular.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die erfassten Parameter Umgebungsparameter umfassen, wobei die Umgebungsparameter vorzugsweise die aktuelle Außentemperatur und/oder die aktuelle Luftfeuchtigkeit und/oder eine aktuelle Fahrbahnnässe umfassen können.Furthermore, it can be provided that the recorded parameters include environmental parameters, wherein the environmental parameters can preferably include the current outside temperature and/or the current humidity and/or a current road wetness.

Eine Funktionsfähigkeit kann hierbei vorzugsweise in Bezug auf Rostbildung an einer Bremsscheibe 12 und/oder Feuchtigkeit an einer Bremsscheibe 12 und/oder einem Bremsbelag 16 und/oder Eisbildung an einer Bremsscheibe 12 und/oder einem Bremsbelag 16 und/oder Schmutzablagerungen an einer Bremsscheibe 12 und/oder einem Bremsbelag 16 und/oder einer Grenztemperatur an einer Bremsscheibe 12 und/oder einem Bremsbelag 16 bestimmt werden.Functionality can be checked here, preferably with regard to rust formation on a brake disc 12 and/or moisture on a brake disc 12 and/or a brake pad 16 and/or ice formation on a brake disc 12 and/or a brake pad 16 and/or dirt deposits on a brake disc 12 and/or /or a brake pad 16 and/or a limit temperature on a brake disc 12 and/or a brake pad 16 can be determined.

Das Ansteuern 300 des Bremssystems 2 kann zudem vorteilhafterweise eine Einleitung von Gegenmaßnahmen umfassen, um die Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 zu verbessern, wobei die Gegenmaßnahmen ein Trocknen und/oder ein Erhöhen des Bremsdrucks und/oder ein Oberflächenreinigen und/oder ein Erwärmen umfassen können.Controlling 300 brake system 2 can also advantageously include initiating countermeasures to improve the functionality of brake system 2, wherein the countermeasures can include drying and/or increasing the brake pressure and/or surface cleaning and/or heating.

Des Weiteren kann insbesondere vorgesehen sein, dass auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit eine Warnmeldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 80 ausgesendet wird, wobei die Warnmeldung vorzugsweise ausgesendet wird, wenn ein Schwellenwert eines Parameters zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit über- oder unterschritten wird.Provision can also be made in particular for a warning message to be sent to the driver of motor vehicle 80 based on the determined functionality, with the warning message preferably being sent if a threshold value of a parameter for determining the functionality is exceeded or not reached.

Schließlich ist es ferner denkbar, dass das Bestimmen 200 der Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 den Vergleich einer aktuellen Bremsakustik mit einem Vergleichswert für eine Bremsakustik umfasst.Finally, it is also conceivable that the determination 200 of the functionality of the brake system 2 includes the comparison of current brake acoustics with a comparison value for brake acoustics.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines innerhalb eines Kraftfahrzeugs 80 angeordneten erfindungsgemäßen Bremssystems 2. 2 shows a schematic representation of a braking system 2 according to the invention arranged within a motor vehicle 80.

Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst das erfindungsgemäße Bremssystem 2 eine Bremsvorrichtung 10, eine Sensoreinheit 4 zur Erfassung 100 von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2, eine Verarbeitungseinheit 6 zur Bestimmung 200 einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 auf Basis der erfassten Parameter und eine Steuereinheit 8 zur Ansteuerung 300 des Bremssystems 2 auf Basis der bestimmten Funktionsfähigkeit.As in 2 as can be seen, the braking system 2 according to the invention comprises a braking device 10, a sensor unit 4 for acquiring 100 parameters for determining the operability of the braking system 2, a processing unit 6 for determining 200 an operability of the braking system 2 on the basis of the acquired parameters, and a control unit 8 for Control 300 of the brake system 2 based on the determined functionality.

Die Sensoreinheit 4 kann hierbei zumindest einen (vorliegend nicht explizit dargestellten) Sensor 4`, vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren 4` zur Erfassung von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des Bremssystems 2 aufweisen, wobei der zumindest eine Sensor 4` insbesondere in Form eines Ultraschallsensors ausgebildet sein kann.The sensor unit 4 can have at least one sensor 4` (not explicitly shown here), preferably a plurality of sensors 4` for detecting parameters for determining the functionality of the brake system 2, with the at least one sensor 4` being embodied in particular in the form of an ultrasonic sensor can be.

3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Bremsvorrichtung 10 eines erfindungsgemäßen Bremssystems 2 mit einer Bremsscheibe 12, einem Bremssattel 14 und einem an dem Bremssattel 14, zumindest teilweise zwischen dem Bremssattel 14 und der Bremsscheibe 12 angeordneten Bremsbelag 16. 3 shows an enlarged view of a braking device 10 of a braking system 2 according to the invention with a brake disc 12, a brake caliper 14 and a brake pad 16 arranged on the brake caliper 14, at least partially between the brake caliper 14 and the brake disc 12.

Innerhalb des Bremsbelages 16 können bspw. noch vorliegend nicht explizit gezeigte Verschleißanzeigemittel 18 zum Anzeigen eines Verschleißes des Bremssystems 2 vorgesehen sein.Within the brake lining 16, for example, wear indicator means 18, not yet explicitly shown here, can be provided for indicating wear of the brake system 2.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Bremssystems 2 ist es insbesondere möglich, auf einfache und kostengünstige Weise eine exakte und zuverlässige Bestimmung der Funktionsfähigkeit eines Bremssystems 2 zu ermöglichen, welche daraufhin gezielt behoben werden kann.Using the method according to the invention and the brake system 2 according to the invention, it is possible in particular to enable an exact and reliable determination of the operability of a brake system 2 in a simple and cost-effective manner, which can then be rectified in a targeted manner.

BezugszeichenlisteReference List

22: Bremssystembraking system
44: Sensoreinheitsensor unit
4`4`: Sensorensensors
66: Verarbeitungseinheitprocessing unit
88th: Steuereinheitcontrol unit
1010: Bremsvorrichtungbraking device
1212: Bremsscheibebrake disc
1414: Bremssattelcaliper
1616: Bremsbelagbrake pad
1818: Verschleißanzeigemittelwear indicator
8080: Kraftfahrzeug motor vehicle
100100: Erfassen von Parametern zur Bestimmung einer Funktionsfähigkeit des BremssystemsDetection of parameters to determine the functionality of the brake system
200200: Bestimmen einer Funktionsfähigkeit des BremssystemsDetermining an operability of the braking system
300300: Ansteuern des Bremssystems auf Basis der bestimmten FunktionsfähigkeitControlling the braking system based on the determined functionality

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019218638 B3 [0003]
EP 3626553 A1 [0003]

Claims

Method for operating a brake system (2) of a motor vehicle (80), comprising the steps: - detecting (100) parameters for determining the functionality of the braking system (2) by means of a sensor unit (4), - Determination (200) of a functionality of the brake system (2) on the basis of the detected parameters by means of a processing unit (6), wherein the determination (200) of the functionality of the brake system (2) includes the evaluation of brake acoustics, - Control (300) of the brake system (2) on the basis of the determined functionality to improve the functionality by means of a control unit (8).

procedure after claim 1 , characterized in that the detected parameters include sound waves, wherein the sound waves are preferably in the ultrasonic range.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the detected parameters include environmental parameters, the environmental parameters preferably include the current outside temperature and / or the current humidity and / or a current road surface wetness.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that functionality is determined in relation to at least one of the following variables: - rust formation on a brake disc, - moisture on a brake disc (12) and/or a brake pad (16), - ice formation on a brake disc (12) and/or a brake pad (16), - dirt deposits on a brake disc (12) and/or a brake pad (16), - limit temperature on a brake disc (12) and/or a brake pad (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activation (300) of the brake system (2) includes initiating countermeasures in order to improve the functionality of the brake system (2), the countermeasures drying and/or increasing the brake pressure and/or surface cleaning and/or heating.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a warning message is sent to the driver of the motor vehicle (80) on the basis of the determined functionality, the warning message preferably being sent if a threshold value of a parameter for determining the functionality is exceeded or not reached .

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination (200) of the functionality of the brake system (2) comprises the comparison of a current brake acoustic with a comparison value for a brake acoustic.

Brake system (2) for arrangement within a motor vehicle (80), in particular for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising: - a braking device (10) with a brake disc (12), a brake caliper (14) and a brake pad (16) arranged on the brake caliper (14), at least partially between the brake caliper (14) and the brake disc (12), - a sensor unit (4) for detecting (100) parameters for determining the functionality of the brake system (2), - a processing unit (6) for determining (200) an operability of the brake system (2) on the basis of the detected parameters, - A control unit (8) for controlling (300) the braking system (2) on the basis of the determined functionality.

system after claim 8 , characterized in that the sensor unit (4) has at least one sensor (4`), preferably a plurality of sensors (4`) for detecting parameters for determining the functionality of the brake system (2), the at least one sensor (4` ) is designed in particular in the form of an ultrasonic sensor.

system after claim 8 or 9 , characterized in that wear indicator means (18) are provided for indicating wear of the brake system (2), wherein the wear indicator means (18) are preferably arranged within a brake pad (16) and are in particular designed to indicate wear of the brake pad via the change in acoustics Brake system (2) display.