DE10355258A1

DE10355258A1 - Optimiertes Wischen von Fahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE10355258A1
Application number: DE10355258A
Authority: DE
Inventors: Jochen Wagner; Guenter Holzhaeuser; Stefan Bayer; Mario Schmidt; Udo Mayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-23
Also published as: FR2863995B1; FR2863995A1; US20050124462A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wischen von Bremsen eines Kraftfahrzeugs bei Nässe, wobei die Bremsbeläge (16) unter geringem Druck an das gebremste Element (14) angelegt werden. Dieses Wischen der Bremsen ist nicht oder nur sehr schwach bemerkbar, wenn der Wischvorgang in einem Moment ausgelöst wird, in dem die Änderung der Fahrpedalstellung (P) oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (delta v) einen vorgegebenen Schwellenwert (sw1, sw2) überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Wischen einer Fahrzeugbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Auf den Bremsscheiben einer Fahrzeugbremse bildet sich bei Nässe ein Wasser/Schmutzfilm, der die Bremswirkung der Bremse beeinträchtigt. Der Bremsweg kann sich daher bei Nässe wesentlich verlängern.

Um die Bremswirkung zu verbessern, ist es bekannt, die Bremsbeläge vorübergehend unter geringem Druck an die Bremsscheiben anzulegen und somit den Wasser/Schmutzfilm einfach abzuwischen. Bei bekannten Bremssystemen ist es üblich, einen Wischvorgang jeweils nach einer vorgegebenen Zeit, z.B. alle 3-5 Minuten, oder nach einer vorgegebenen, zurückgelegten Strecke, z.B. alle 5 km, durchzuführen, Gerade bei langsamer Fahrt mit konstanter Fahrgeschwindigkeit wird das Fahrzeug durch den Wischvorgang leicht gebremst. Dies ist vom Fahrer relativ leicht bemerkbar und kann den Fahrer irritieren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wischvorgang derart auszuführen, dass er vom Fahrer nicht oder nur sehr schwach erkannt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, den Zeitpunkt, an dem ein Wischvorgang ausgelöst wird, so zu wählen, dass er mit einer Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer oder mit einer Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs (positive oder negative Beschleunigung) zusammenfällt. Bei einer Geschwindigkeitsänderung wird die Fahrzeugbeschleunigung von der durch den Wischvorgang bewirkten Fahrzeugverzögerung überlagert. In einer solchen Fahrsituation ist ein Wischvorgang für den Fahrer weit weniger bemerkbar als in einer konstanten Fahrsituation, da der Fahrer ohnehin eine Geschwindigkeitsänderung erwartet.

Alternativ kann ein Wischvorgang auch dann ausgelöst werden, wenn der Fahrer das Fahrpedal zwar betätigt, aber keine oder nur eine geringe Geschwindigkeitsänderung stattfindet, wie z.B. wenn der Fahrer das Fahrpedal betätigt, das Fahrzeug aber zunehmend bergauf fährt. Auch in dieser Situation ist ein Wischvorgang für den Fahrer weit weniger bemerkbar als z.B. bei einer Fahrt auf ebener Strecke mit konstanter Fahrgeschwindigkeit.

Ein Wischvorgang wird (neben anderen vorgebbaren Bedingungen) vorzugsweise unter der Bedingung ausgelöst, dass die Änderung der Fahrpedalstellung und/oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegebene Schwellenwerte überschreitet.

Als Maß für die Änderung der Fahrpedalstellung als auch für die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit können verschiedene Größen herangezogen werden, aus denen sich die genannten Größen ableiten lassen. So kann z.B. die Beschleunigung aus dem Signal von Raddrehzahlsensoren oder aus dem Signal eines Beschleunigungssensors ermittelt werden. Wahlweise könnte auch ein Motormoment bzw. die Änderung des Motormoments, ein Antriebsmoment oder die Änderung des Antriebsmoments oder eine Motordrehzahl oder die Änderung der Motordrehzahl herangezogen werden, um zu überprüfen, ob die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder nicht. Die Änderung der Fahrpedalstellung kann beispielsweise über einen am Fahrpedal angeordneten Weg- oder Winkelsensor oder anhand einer analogen Größe, wie z.B. der Änderung der Drosselklappenstellung, ermittelt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden wenigstens zwei Größen, aus denen sich die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ableiten läßt, schwellenwertüberwacht und ein Wischvorgang dann ausgelöst, wenn wenigstens eine der Größen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dadurch werden zwei komplementäre Strategien verwirklicht und sichergestellt, dass ein Wischvorgang im richtigen Moment ausgelöst wird.

Die für das Auslösen des Wischvorgangs relevanten Schwellenwerte sind vorzugsweise variabel und abhängig von der Fahrsituation. Dadurch kann das Auslösen eines Wischvorgangs an unterschiedliche Fahrsituationen angepaßt werden. Der Schwellenwert für die Änderung der Fahrpedalstellung ist vorzugsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Schwellenwert für die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig von der Stellung des Fahrpedals. Möglich sind z.B. auch verschiedene Schwellenwerte für die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, je nachdem ob die Änderung positiv oder negativ ist.

Bei einer längeren Fahrt mit relativ konstanten Fahrbedingungen ist es aus rein präventiven Überlegungen sinnvoll, einen Wischvorgang auch dann auszulösen, wenn die überwachten Größen (Fahrpedaländerung/Beschleunigung) den jeweiligen Schwellenwert nicht überschreiten, jedoch eine andere Bedingung erfüllt ist, die einen routinemäßigen Wischvorgang auslöst. Es wird daher vorgeschlagen, einen Wischvorgang durchzuführen, wenn seit dem letzten Bremsvorgang eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist oder das Fahrzeug eine vorgegebene Strecke zurückgelegt hat. Dadurch werden die Bremsen mindestens regelmäßig gewischt.

Ein regelmäßiger Wischvorgang kann z.B. mit anderen Parametern (Druck, Dauer) durchgeführt werden als ein Wischvorgang oberhalb der vorgegebenen Schwellenwerte für die Fahrpedaländerung/Beschleunigung. D.h. die Bremsen können z.B. mit einem niedrigeren Druck über einen längeren Zeitraum gewischt werden. Dies ist bei konstanten Fahrbedingungen für den Fahrer weniger bemerkbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Flußdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte eines optimierten Wischverfahrens;
2 eine Anordnung zum Wischen einer Fahrzeugbremse; und
3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Scheibenbremse.
1 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte, die bis zum Auslösen eines Bremsen-Wischvorgangs durchlaufen werden. In Schritt 1 wird zunächst überprüft, ob Grundvoraussetzungen vorliegen, um überhaupt einen Wischvorgang (Schritt 5) durchzuführen. Eine der Grundvoraussetzungen ist zunächst das Vorliegen von Nässe. Nässe kann beispielsweise durch einen Feuchtigkeitssensor oder eine andere Größe festgestellt werden, die den Zustand "Nässe" repräsentiert. So kann z.B. die Aktivierung des Scheibenwischers anzeigen, dass Nässe vorhanden ist.
Eine weitere Grundbedingung kann z.B. eine Mindestgeschwindigkeit (z.B. 50 km/h) sein, die das Fahrzeug haben muß, um einen Wischvorgang auszulösen.
Darüber hinaus können weitere Kriterien vorgegeben sein, wie z.B., dass die Bremsen momentan nicht betätigt werden oder dass das Fahrpedal momentan betätigt wird.
Die genannten oder andere Kriterien können je nach Bedarf konjunktiv oder alternativ verknüpft werden.
Sofern die Grundbedingungen in Schritt 1 nicht erfüllt sind, (N) läuft das Verfahren in den Zustand 4 und es erfolgt kein Wischvorgang. Die Routine beginnt dann wieder von neuem.
Sofern die vorgegebenen Grundbedingungen in Schritt 1 erfüllt sind (Fall J) werden in Schritt 2 weitere Bedingungen überprüft, die bewirken, dass der Auslösezeitpunkt eines Wischvorgangs in eine günstige Fahrsituation fällt. Eine solche gunstige Fahrsituation ist insbesondere dann gegeben, wenn das Fahrzeug eine Geschwindigkeitsänderung erfährt oder der Fahrer das Fahrpedal betätigt. In einer solchen Fahrsituation ist ein Wischvorgang für den Fahrer weit weniger bemerkbar als in einer konstanten Fahrsituation, da der Fahrer ohnehin eine Geschwindigkeitsänderung erwartet.
In Schritt 2 wird daher überprüft, ob die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit einen jeweils vorgegebenen Schwellenwert sw1, sw2 überschreitet.
Falls ja wird in Schritt 5 ein Wischvorgang ausgelöst, der vom Fahrer als solcher nicht oder nur sehr schwach erkannt werden kann.
Als Maß für die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der Fahrgeschwindigkeit können beliebige Größen herangezogen werden, aus denen sich die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ableiten läßt. Die Fahrpedalstellung kann beispielsweise mittels eines Fahrpedalsensors oder anhand der Stellung der Drosselklappe ermittelt werden. Die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann beispielsweise mittels Raddrehzahlsensoren, einem Beschleunigungssensor, über das Motormoment, das Antriebsmoment oder die Motordrehzahl ermittelt werden.
Um den Auslösezeitpunkt genauer und mit höherer Sicherheit bestimmen zu können, werden vorzugsweise zwei oder mehr dieser Größen ausgewertet und schwellenwertüberwacht. Ein Wischvorgang wird ausgelöst, wenn wenigstens eine der überwachten Größen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Sofern die zusätzlichen Bedingungen in Schritt 2 nicht erfüllt sind, wird in Schritt 3 überprüft, ob möglicherweise eine andere Bedingung erfüllt ist. Diese andere Bedingung ist z.B. dann erfüllt, wenn eine Zeitdauer t seit dem letzten Bremsvorgang größer ist als ein Schwellenwert sw3 oder eine Entfernung, die das Fahrzeug seit dem letzten Bremsvorgang zurückgelegt hat, größer ist als ein Schwellenwert sw4. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Bremsen bei konstanter Fahrt zumindest regelmäßig gewischt werden. Wenn eine der anderen Bedingungen in Schritt 3 erfüllt ist, wird ein Wischvorgang in Schritt 5 eingeleitet. Andernfalls (N) beginnt die Routine wieder von neuem mit Schritt 1.
Ein Wischvorgang unter den Bedingungen von Schritt 2 wird vorzugsweise mit anderen Parametern durchgeführt als ein regelmäßiger Wischvorgang nach Schritt 3. Ein Wischvorgang unterhalb der vorgegebenen Schwellenwerte sw1, sw2 wird beispielsweise mit einem niedrigerem Druck über einen längeren Zeitraum ausgeführt als oberhalb der Schwellenwerte sw1, sw2.
2 zeigt eine Anordnung zum Wischen von Bremsen bei Nässe. Die Anordnung umfaßt ein Steuergerät 10, dem verschiedene Sensorsignale A, B, C von Sensoren 11, 12, 13 zugeführt werden. Das Steuergerät 10 wertet die Signale aus und aktiviert eine Bremse 18, wenn die Bedingungen von Schritt 2 oder Schritt 3 erfüllt sind.
Der Sensor 11 ist dabei ein Sensor zum Ermitteln der Fahrpedalstellung, der Sensor 12 ein Beschleunigungssensor zum Ermitteln einer Geschwindigkeitsänderung. Der Block 13 repräsentiert eine Anzahl von Sensoren, aus deren Signalen C sich weitere für das vorstehend beschriebene Verfahren relevante Größen, wie z.B. der Zustand „Nässe", die Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Bremsbetätigung, etc. ableiten lassen. Die Sensoren 12 können somit z.B. Raddrehzahlsensoren, einen Feuchtigkeitssensor, einen Bremsbetätigungssensor etc. umfassen.
Das Steuergerät 10 verarbeitet die Sensorsignale A, B, C, führt die bezüglich 1 beschriebenen Schwellenwertvergleiche durch und steuert gegebenenfalls den Bremsen-Wischvorgang.
3 dient lediglich zur Veranschaulichung einer herkömmlichen Scheibenbremse. Diese umfaßt im wesentlichen einen Bremssattel 15, in dem eine Bremsbacke 17 mit einem darauf angeordneten Bremsbelag 16 beweglich gelagert ist. Der andere Bremsbelag 16 sitzt auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 14 am Bremssattel 15. Durch eine Beaufschlagung mit Hydraulikdruck p werden die Bremsbeläge 16 an die Bremsscheibe 14 angepresst, um einen Wischvorgang oder eine Bremsung durchzuführen. Der Bremsdruck bei einem Wischvorgang liegt bei wenigen bar, wie z.B. 5 bar.

1-5: Verfahrensschritte
10: Steuergerät
11: Fahrpedalsensor
12: Beschleunigungssensor
14: Bremsscheibe
15: Bremssattel
16: Bremsbeläge
17: Bremsbacken
18: Scheibenbremse

Claims

Verfahren zum Wischen der Bremse eines Kraftfahrzeugs bei Nässe, wobei die Bremsbeläge (16) unter geringem Druck an das gebremste Element (14), insbesondere eine Bremsscheibe, angelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wischvorgang unter der Bedingung ausgelöst wird, dass die Änderung der Fahrpedalstellung (P) oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (delta v) einen vorgegebenen Schwellenwert (sw1, sw2) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Änderung der Fahrpedalstellung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Größe herangezogen wird, aus der sich die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ableiten läßt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Größe, aus der sich eine Änderung der Fahrpedalstellung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit ableiten läßt, ermittelt wird und erst dann ein Wischvorgang ausgelöst wird, wenn wenigstens eine der Größen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wischvorgang ausgelöst wird, wenn eine vorgegebene Zeitdauer (t>sw3) überschritten wird oder das Fahrzeug eine vorgegebene Strecke (s>sw4) ohne Bremsvorgang zurückgelegt hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für die Änderung der Fahrpedalstellung von weiteren Größen, wie der Fahrpedalstellung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit, abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Richtung der Änderung der Fahrpedalstellung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit unterschiedliche Schwellenwerte (sw1, sw2) vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wischvorgang, der unterhalb dem vorgegebenen Schwellenwert ausgeführt wird, mit anderen Parametern durchgeführt wird als ein Wischvorgang oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts.
Vorrichtung zum Wischen der Bremse (18) eines Fahrzeugs bei Nässe, wobei die Bremsbeläge (16) unter geringem Druck an das gebremste Element (14), insbesondere eine Bremsscheibe, angelegt werden, umfassend eine Sensorik (11) zum Erfassen einer Änderung der Fahrpedalstellung des Fahrzeugs und/oder eine Sensorik (12) zum Erfassen der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Steuergerät (10), sowie wenigstens eine Bremse (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (10) derart eingerichtet ist, dass ein Wischvorgang dann durchgeführt wird, wenn die Änderung der Fahrpedalstellung (P) oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (delta v) einen vorgegebenen Schwellenwert (sw1, sw2) überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wischvorgang auch dann ausgelöst wird, wenn eine vorgegebene Zeitdauer (t>sw3) überschritten wird oder das Fahrzeug eine vorgegebene Strecke (s>sw4) ohne Bremsvorgang zurückgelegt hat.