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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wischen von Bremsen eines Fahrzeugs
bei Nässe
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 7.
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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.
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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.
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Dies
hat den Nachteil, dass ein Wischvorgang oftmals unnötig durchgeführt wird,
nämlich dann,
wenn nachfolgend bis zum nächsten
Wischvorgang gar kein Bremsvorgang stattfindet. Dies führt einerseits
zu einer unnötigen
Belastung des Bremssystems und andererseits zu einem erhöhten Energieverbrauch.
Darüber
hinaus ist ein Wischvorgang für
einen darauffolgenden Bremseingriff relativ unwirksam, wenn der
Bremseingriff in zu langem zeitlichen Abstand nach dem Wischvorgang
stattfindet. Die Wirkung des Wischens nimmt mit fortschreitender
Zeit ab, da sich erneut Nässe
oder Schmutz auf der Bremsscheibe niederschlagen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Wirkung des
Bremsenwischens wesentlich zu verbessern.
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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.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Wischvorgang
dann durchzuführen,
wenn in Kürze
mit einem Bremseingriff zu rechnen ist, d.h. wenn z.B. eine Bremswahrscheinlichkeit einen
vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dies
hat den Vorteil, dass der zeitliche Abstand zwischen dem Wischvorgang
und dem Bremseingriff relativ gering ist und die Bremse dann noch
relativ trocken ist und gut greift .
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Die
Bremswahrscheinlichkeit muss erfindungsgemäß nicht unbedingt als konkreter
Wert ermittelt und schwellenwertüberwacht
werden. Vielmehr kann jede Größe, aus
der eine Bremswahrscheinlichkeit abgeschätzt werden kann, als Kriterium
für das
Auslösen
eines Wischvorgangs herangezogen werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die Änderung
der Fahrpedalstellung als Maß für die Wahrscheinlichkeit
eines bevorstehenden Bremseingriffs herangezogen. Die Geschwindigkeit,
mit der ein Fahrer vom Fahrpedal geht, gibt üblicherweise Aufschluß darüber, ob
ein Bremsvorgang bevorsteht oder nicht. Wie sich gezeigt hat, unterscheidet
sich die Art und Weise, wie der Fahrer vom Fahrpedal geht in einer
kritischen Situation deutlich von einer unkritischen Situation.
Ein Wischvorgang kann daher z.B. ausgelöst werden, wenn die Änderung
der Fahrpedalstellung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Der Schwellenwert kann dabei wesentlich niedriger liegen als z.B.
beim elektronischen Vorbefüllen
der Bremse durch die Bremsfunktion „EVB" (engl. „EPB"). Denn auch die beim Wischen ausgeübten Bremsdrücke liegen
deutlich niedriger als bei dieser Bremsfunktion. Wahlweise könnte aus
der Änderung der
Fahrpedalstellung auch eine Bremswahrscheinlichkeit (ein Wahrscheinlichkeitswert)
ermittelt und der Wischvorgang ausgelöst werden, wenn die Wahrscheinlichkeit
einen vorgegebenen Wahrscheinlichkeits-Schwellenwert überschreitet.
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Die Änderung
der Fahrpedalstellung kann beispielsweise mittels eines am Fahrpedal
angeordneten Sensors oder z.B. über
die Stellung der Drosselklappe ermittelt werden.
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Um
zwischen einer bevorstehenden Bremsbetätigung und einem Zurücknehmen
des Fahrpedals zum Zwecke des manuellen Schaltens zu unterscheiden,
wird vorgeschlagen, eine andere charakteristische Größe, wie
z.B. den vorhergehenden Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs und/oder
den Motormomentenverlauf zu berücksichtigen
und unter Berücksichtigung
einer oder mehrerer dieser Größen einen
Wischvorgang auszulösen.
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Wahlweise
kann auch das Signal eines Hindernissensors herangezogen werden,
um einen bevorstehenden Bremseingriff zu erkennen. Zeigt das Signal
des Hindernissensors an, dass in Fahrtrichtung des Fahrzeugs ein
Hindernis vorhanden ist, auf das sich das Fahrzeug zu bewegt, ist
die Wahrscheinlichkeit für
einen Bremseingriff relativ hoch, insbesondere wenn der Fahrer vom
Gaspedal geht. Ein Wischvorgang kann somit z.B. in Abhängigkeit vom
Signal eines Hindernissensors ausgelöst werden.
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Ein
Bremsen-Wischvorgang könnte
z.B. auch ausgelöst
werden, wenn ein Signal eines Fahrdynamikregelungssystems einen
vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Eine Fahrdynamikregelung greift üblicherweise
stabilisierend in den Fahrbetrieb ein, wenn eine Regelabweichung,
z.B. zwischen der Ist- und der Sollgierrate des Fahrzeugs zu groß wird.
Dabei bedient sie sich unter anderem des Bremssystems des Fahrzeugs
als Stellglied. Kurz vor Überschreiten
der maximal zulässigen
Regelabweichung könnte
das Bremsenwischen aktiviert werden.
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Ein
Wischvorgang wird vorzugsweise nur dann durchgeführt, wenn (neben anderen vorgebbaren
Bedingungen) der Zustand "Nässe" vorliegt. 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.
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Als
zusätzliche
Auslösebedingung
für einen Wischvorgang
kann beispielsweise vorgegeben sein, dass sich das Fahrzeug schneller
als eine Mindestgeschwindigkeit von z.B. 50 km/h bewegt oder die Zeitdauer
seit dem letzten Bremseingriff größer ist als einen Mindestzeitdauer
von z.B. 2 Minuten. Dadurch kann ein Wischvorgang auf bestimmte
Fahrsituationen, wie z.B. Autobahnfahrt eingeschränkt werden.
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Darüber hinaus
können
weitere Kriterien als Voraussetzung für ein Bremsenwischen vorgegeben sein,
wie z.B., dass die Bremsen momentan nicht betätigt werden oder dass das Fahrpedal
momentan nicht betätigt
wird.
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Die
genannten oder andere Kriterien können je nach Bedarf konjunktiv
oder alternativ verknüpft werden.
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Bei
einer längeren
Fahrt mit relativ konstanten Fahrbedingungen ist es sinnvoll, einen
Wischvorgang auch dann auszulösen,
wenn die Bremswahrscheinlichkeit gering ist und kein Bremseingriff
unmittelbar bevorsteht. 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 zum
Zweck der Vorbeugung gewischt.
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Ein
regelmäßiger Wischvorgang
kann z.B. mit anderen Parametern (Druck, Dauer) durchgeführt werden
als ein Wischvorgang oberhalb des Schwellenwerts für die Bremswahrscheinlichkeit.
D.h. die Bremsen könnten
z.B. mit einem niedrigeren Druck über einen längeren Zeitraum gewischt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird ein Wischvorgang in Abhängigkeit von der aktuellen
Bremswahrscheinlichkeit mit unterschiedlichen Parametern durchgeführt. So
kann der Wischvorgang z.B. bei geringerer Bremswahrscheinlichkeit
mit geringerem Druck aber z.B. längerer
Zeitdauer durchgeführt
werden als bei höherer
Bremswahrscheinlichkeit.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Wischen einer Fahrzeugbremse bei Nässe umfasst eine Sensorik,
aus deren Signal eine Bremswahrscheinlichkeit oder eine analoge
Größe ermittelt
werden kann, sowie ein Steuergerät
zum Ansteuern einer Fahrzeugbremse, das in vorstehend beschriebener
Weise programmtechnisch eingerichtet ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Flußdiagramm
zur Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum
Wischen von Fahrzeugbremsen;
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2 eine
Anordnung zum Durchführen
eines Wischvorgangs; und
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3 eine
aus dem Stand der Technik bekannte Scheibenbremse.
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1 zeigt
die wesentlichen Verfahrensschritte, die bis zum Auslösen eines
Bremsen-Wischvorgangs (Schritt 5) durchlaufen werden. In
Schritt 1 wird zunächst überprüft, ob bestimmte
Grundvoraussetzungen vorliegen, um überhaupt einen Wischvorgang
durchzuführen.
Eine der Grundvoraussetzungen ist 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.
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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.
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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.
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Sofern
die vorgegebenen Grundbedingungen in Schritt 1 erfüllt sind
(Fall J) wird in Schritt 2 überprüft, wie hoch die Bremswahrscheinlichkeit
für einen
bevorstehenden Bremseingriff ist. Überschreitet die Bremswahrscheinlichkeit
einen vorgegebenen Schwellenwert (SW1), so wird ein Wischvorgang durchgeführt.
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Bezüglich der
Bremswahrscheinlichkeit sei hier nochmals angemerkt, dass nicht
unbedingt ein diskreter Wahrscheinlichkeitswert ermittelt und Schwellenwert überwacht
werden muss. Prinzipiell kann jedes Signal, aus dem sich eine Bremswahrscheinlichkeit
ableiten lässt,
ausgewertet und als Auslösebedingung
für das
Bremsenwischen herangezogen werden.
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Die
Bremswahrscheinlichkeit lässt
sich z.B. aus der Änderung
der Fahrpedalstellung ableiten. Wie sich gezeigt hat, gibt die Geschwindigkeit,
mit der ein Fahrer vom Fahrpedal geht, Aufschluss darüber, ob
ein Bremsvorgang bevorsteht oder nicht. Insbesondere bei einem schnellen,
ruckartigen Loslassen des Gaspedals ist dabei mit einem unmittelbar bevorstehenden
Bremsvorgang zu rechnen.
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Wahlweise
können
auch andere Größen, wie z.B.
das Signal eines Hindernissensors als Auslösebedingung für das Bremsenwischen
herangezogen werden.
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Sofern
die Bremswahrscheinlichkeit BW größer ist als ein Schwellenwert
sw1 (Fall J) wird in Schritt 5 ein Wischvorgang ausgelöst.
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Sofern
die Bedingung von Schritt 2 nicht erfüllt ist (Fall N), wird in Schritt 3 überprüft, ob möglicherweise
eine weitere Bedingung erfüllt
ist, die einen regelmäßigen Wischvorgang
auslöst.
Die weitere Bedingung kann z.B. eine Zeitdauer t, die seit dem letzten
Bremsvorgang abgelaufen sein muss, oder eine Entfernung s sein,
die das Fahrzeug seit dem letzten Bremsvorgang zurückgelegt
haben muss. Wenn eine der Bedingungen in Schritt 3 erfüllt ist, wird
ein Wischvorgang in Schritt 5 eingeleitet. Andernfalls
(N) beginnt die Routine wieder von neuem mit Schritt 1.
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Ein
Wischvorgang unter den Bedingungen von Schritt 3 kann z.B.
mit einem niedrigeren Druck über
einen längeren
Zeitraum ausgeführt
als der Wischvorgang bei hoher Bremswahrscheinlichkeit. Der routinemäßige Wischvorgang
nach Schritt 3 ist daher für den Fahrer weniger bemerkbar.
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2 zeigt
eine Anordnung zum Wischen von Bremsen bei Nässe. Die Anordnung umfasst
ein Steuergerät 10,
dem verschiedene Sensorsignale A, B von Sensoren 11, 12 zugeführt werden.
Das Steuergerät 10 wertet
die Signale aus und aktiviert eine Bremse 18, wenn die
Bedingungen von Schritt 2 oder Schritt 3 (1)
erfüllt
sind.
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Der
Sensor 11 ist dabei ein Fahrpedalsensor, aus dessen Signal
A eine Bremswahrscheinlichkeit abgeschätzt werden kann. Der Sensor 12 repräsentiert
eine Anzahl von Sensoren, aus deren Signalen B 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.
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Das
Steuergerät 10 verarbeitet
die Sensorsignale A, B, führt
die bezüglich 1 beschriebenen Schwellenwertvergleiche
durch und steuert gegebenenfalls den Bremsen-Wischvorgang.
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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.
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- 1–5
- Verfahrensschritte
- 10
- Steuergerät
- 11
- Fahrpedalsensor
- 12
- Beschleunigungssensor
- 14
- Bremsscheibe
- 15
- Bremssattel
- 16
- Bremsbeläge
- 17
- Bremsbacken
- 18
- Scheibenbremse