DE4210992A1 - Verfahren zur Überprüfung eines Systems - Google Patents

Verfahren zur Überprüfung eines Systems

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Reinhard Dipl Ing Helldoerfer
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems

Description

Bei Systemen mit einer (druckbetätigten) Bremsvorrich­ tung zum Abbremsen einer Bewegung treten beim Bremsvor­ gang eine Vielzahl von Kräften auf - beispielsweise die (bremsdruckabhängige) Bremskraft, Reibungskräfte, Dreh­ kräfte, Koppelkräfte, Trägheitskräfte etc. -, durch die die Energiebilanz bzw. Leistungsbilanz des Bremspro­ zesses beeinflußt wird. Von Bedeutung hierbei ist, daß die Bremsvorrichtung - beispielsweise die Trommelbremse oder Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs - beim Brems­ vorgang nur eine bestimmte Energie pro Zeiteinheit bzw. Bremsleistung umsetzen kann; muß die Bremsvorrichtung mehr Bremsleistung verarbeiten, führt dies zu einer Überlastung der Bremsvorrichtung und - insbesondere bei Dauerbremsungen - zu einer starken Beeinträchtigung der Funktionssicherheit der Bremsvorrichtung und damit des gesamten Systems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und dennoch sicheres sowie zuverlässiges Verfahren zur Überprüfung eines Systems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei Kenntnis der Geschwindigkeit der abzubremsenden Be­ wegung und des Bremsdruckwerts der Bremsvorrichtung läßt sich mit dem vorgestellten Verfahren unter Zu­ hilfenahme von Bremskennwerten - diese definieren den Zusammenhang zwischen der Bremskraft und dem Bremsdruck - die Bremsleistung während des Bremsvorgangs bestimmen und daraus wiederum der Zustand der Bremsvorrichtung ermitteln. Bei Kenntnis des Zustands der Bremsvorrich­ tung können Aussagen über den Bremsprozeß oder die Bremsvorrichtung getroffen bzw. gezielte (Steuerungs- oder Regelungs-) Eingriffe in den Bremsprozeß oder die Bremsvorrichtung vorgenommen werden.
Die Überprüfung des Systems umfaßt folgende Verfahrens­ schritte:
  • - Der gesamte Bremsvorgang wird in (mehrere) Meß- Zeitintervalle mit ungefähr der gleichen Zeitdauer aufgeteilt; die Zeitdauer der Meß-Zeitintervalle wird unter Berücksichtigung der Zeitdauer der Bremsprozesse gewählt und hinsichtlich der Ge­ nauigkeit des Verfahrens und des erforderlichen Aufwands optimiert.
  • - In jedem Meß-Zeitintervall werden der Bremsdruck der druckbetätigten Bremsvorrichtung, die Ge­ schwindigkeit(en) der Bewegung(en) (beispielsweise durch Sensierung der Drehzahl) und die Bremskenn- Werte (beispielsweise durch Berechnung oder Vor­ gabe) bestimmt und daraus die momentane Bremslei­ stung im Meß-Zeitintervall ermittelt.
  • - Die ermittelten Bremsleistungswerte werden anhand bestimmter Kriterien überprüft und ausgewertet. Eine Weiterverarbeitung der Bremsleistungswerte erfolgt jedoch beispielsweise nur dann, wenn der Bremsdruck einen bestimmten Wert übersteigt (star­ kes Bremsen). Weiterhin können bei der Verarbei­ tung der Bremsleistungswerte eines Meß-Zeitinter­ valls die in vorherigen Meß-Zeitintervallen bzw. vorherigen Bremsprozessen ermittelten Werte be­ rücksichtigt werden (Dauerbremsung bzw. "Heiß­ laufen" der Bremsvorrichtung).
  • - Die ermittelten und verarbeiteten Bremsleistungs- Werte werden mit einem bremsvorrichtungsabhängigen Grenzwert verglichen, der ein Maß für die maximal umsetzbare Leistung der Bremsvorrichtung ist. Überschreitet die Bremsleistung zumindest in einem Meß-Zeitintervall diesen Grenzwert, liegt eine Überlastung der Bremsvorrichtung bzw. ein Nachlas­ sen der Bremswirkung vor; in diesem Falle kann eine bestimmte Reaktion (beispielsweise eine opti­ sche oder akustische Warnmeldung) ausgelöst wer­ den.
Das vorgestellte Verfahren vereinigt mehrere Vorteile in sich:
  • - es kann für alle Systeme mit den angeführten Vor­ aussetzungen (druckbetätigte Bremsvorrichtung, Bremsdruck-/Drehzahlmessung bzw. Geschwindigkeits­ messung) standardisiert eingesetzt werden,
  • - der Zustand der Bremsvorrichtung kann eindeutig, auf einfache Weise ohne großen Aufwand und damit kostengünstig ermittelt werden,
  • - durch die Erhöhung der Funktionssicherheit der Bremsvorrichtung und damit auch des Systems kann der Bremsvorgang sicherer gemacht werden,
  • - bei Kenntnis der Bremsleistungswerte können wei­ tere Aussagen über den Bremsprozeß gewonnen wer­ den.
Das Verfahren wird im folgenden anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels erläutert - hierbei wird die Überprüfung der Bremsvorrichtung beim Bremsvorgang eines Brems­ druck-Sensoren und Raddrehzahl-Sensoren aufweisenden Kraftfahrzeugs mit elektro-pneumatischem Bremssystem beschrieben. Der Bremsvorgang mit einer Zeitdauer von beispielsweise 1 s wird in 10 Meß-Zeitintervalle ti mit der Länge dt von jeweils beispielsweise 100 ins unterteilt, die bei Kenntnis der Bremskennwerte BKW folgendermaßen ausge­ wertet werden:
  • - die beim Bremsvorgang wirksame Bremskraft FB ist gegeben durch: FB = BKW · p (1)BKW ist der Bremskennwert, p der Bremsdruck
  • - die Gleichung für die Bremsarbeit WB,i im Zeit­ intervall ti der Länge dt lautet: WB, i = ∫ BKW · pi · vi dt (2)vi ist in diesem Ausführungsbeispiel die mittlere Radgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs im Zeit­ intervall ti, pi der mittlere Druck im Zeitinter­ vall ti
  • - in jedem der 10 Meß-Zeitintervalle ti erhält man für die Bremsleistung TB,i aus Gleichung (2) fol­ gende Beziehung: PB, i = BKW · pi · vi (3)der Bremsdruck pi in den Bremszylindern wird sen­ siert, die jeweilige Radgeschwindigkeit vi bei­ spielsweise mit Hilfe von Raddrehzahl-Sensoren be­ stimmt, so daß die Bremsleistung PB,i gemäß Glei­ chung (3) ermittelt werden kann
  • - die Bremsleistung PB,i in den 10 Meß-Zeitinterval­ len ti wird mit einem vorgegebenen Bremsleistungs- Schwellwert Ps verglichen, wobei beim Überschrei­ ten dieses Schwellwerts Ps in beispielsweise zwei Zeitintervallen ti eine (optische oder akustische) Warnung ausgegeben wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Überprüfung eines Systems, das eine druckbetätigte Bremsvorrichtung zum Abbremsen einer Be­ wegung und Mittel zur Bestimmung der Geschwindigkeit (v) und des Bremsdrucks (p) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Zusammenhang zwischen dem Brems­ druck (p) und der Bremskraft definierenden Bremskenn­ werte (BKW) bestimmt werden, daß der Bremsvorgang in mehrere Meß-Zeitintervalle (ti) aufgeteilt wird, in denen jeweils die Bremsleistung (PB,i) ermittelt und ausgewertet wird, und daß aus dem Vergleich des Werts der Bremsleistung (PB,i) in den Meß-Zeitintervallen (ti) mit einem bremsvorrichtungsabhängigen Bremslei­ stungs-Schwellwert (Ps) der Funktionszustand der Brems­ vorrichtung bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Überschreiten des Bremsleistungs-Schwell­ werts (Ps) vom Wert der Bremsleistung (PB,i) mindestens eines Meß-Zeitintervalls (ti) eine bestimmte Reaktion ausgelöst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bremsvorgang in gleich lange Meß-Zeit­ intervalle (ti) aufgeteilt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Wert der Bremslei­ stung (PB,i) eines Meß-Zeitintervalls (ti) nur dann ausgewertet wird, wenn der Bremsdruck (p) einen be­ stimmten vorgebbaren Wert überschreitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ermittelte Wert der Bremslei­ stung (PB,i) eines Zeitintervalls (ti) abgespeichert und zur Auswertung eines nachfolgenden Zeitintervalls herangezogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung eines Bremspro­ zesses vorhergehende Bremsprozesse berücksichtigt wer­ den.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Über­ prüfung der Bremsvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug mit elektro-pneumatischem Bremssystem.
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