DE4418768C2 - Verfahren zur Bremsflächentemperaturbestimmung für ein Kraftfahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Bremsflächentemperatur für ein Rad eines Kraft­ fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Temperatur wird bei diesem Verfahren indirekt in Abhängigkeit von Raddreh­ zahl- und/oder Bremsenansteuerungsdaten ermittelt. Unter dem Begriff Bremsfläche wird hierbei nachfolgend sowohl ein Brems­ belag als auch eine Bremsscheibe verstanden.

Insbesondere bei modernen Fahrdynamiksystemen, die zur Erhal­ tung der Fahrstabilität bzw. zur Traktionssteigerung ein An­ triebsschlupf-Regelsystem benutzen, mittels dem in einem oder mehreren Antriebsrädern aktiv Bremsdruck aufgebaut werden kann, besteht der Wunsch, eine Information über die Bremsflächentem­ peratur zur Verfügung zu haben, um bei hoher Radbremsenbela­ stung in Folge lang andauernden Fahrdynamiksystemregeleingrif­ fen, z. B. wegen ungünstiger Fahrweise, selbige vor Überlastung zu schützen und sicherzustellen, daß die normale Bremsfunktion erhalten bleibt.

Es ist bekannt, die Bremsflächentemperatur direkt unter Einsatz entsprechender Sensoren zu messen, wie dies z. B. in der Patent­ schrift DE 31 27 302 C2 angegeben ist. Aus der Offenlegungs­ schrift DE 34 07 716 A1 ist es bekannt, die Bremsflächentempe­ ratur für einen Bremsvorgang zur Ermittlung des Bremsenver­ schleißes unter Vermeidung von Temperatursensorik aus der Betä­ tigungszeit der Bremse, der Raddrehzahl oder der Fahrzeugge­ schwindigkeit und dem mit einer eigenen Sensorik erfaßten Bremsdruck abzuleiten. Ein weiteres indirektes Temperaturbe­ stimmungsverfahren ist in der nicht vorveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 43 16 993 A1 der Anmelderin beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Bremsflächentemperatur aus einer Energiebilanzbetrachtung mittels während eines Bremsvorgangs ermittelter, hierfür relevanter Daten gewonnen. Für das auf eine jeweilige Bremsung folgende Abkühlintervall wird ein ex­ ponentielles zeitliches Abkühlverhalten angenommen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 42 35 364 A1 ist ein Verfahren zum indirekten Bestimmen der Temperatur einer Scheibenbremse bekannt, bei dem der Temperaturwert zyklisch neu bestimmt wird, wobei er während Bremsvorgängen erhöht und während Zeitab­ schnitten ohne Bremsungen erniedrigt wird. Die Temperaturerhö­ hung während einer Bremsung wird hierbei mittels eines den Be­ lastungszustand der Bremse repräsentierenden Lastsignals ermit­ telt, zu dessen Bestimmung wiederum unter anderem ein die Fahr­ zeuggeschwindigkeit repräsentierendes Tachometersignal sowie ein die Bremsbackenanpreßkraft repräsentierendes Bremsdrucksig­ nal herangezogen werden. Dieses Bremsdrucksignal wird von einem beispielsweise an einem Bremsventil anzuordnenden Drucksensor abgeleitet.

Ein gattungsgemäßes Verfahren, das ohne Bremsdrucksensorik aus­ kommt, ist in der Offenlegungsschrift DE 40 20 693 A1 beschrie­ ben. Dabei wird die zu einem normalen, nicht antriebsschlupfre­ gelnden Bremsvorgang gehörige Temperaturerhöhung abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugverzögerung und von fahrzeugspezifischen Konstanten ermittelt, wobei die Fahrzeug­ geschwindigkeit und daraus abgeleitet die Fahrzeugverzögerung über eine Raddrehzahlsensorik ermittelt werden. Speziell be­ steht das Temperaturerhöhungsinkrement aus zwei Summanden, von denen einer dem Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherten Refe­ renzgeschwindigkeit und der andere der Geschwindigkeitsänderung seit der letzten Erhöhungsinkrementbestimmung proportional ist. Dies bedeutet, daß kein geschwindigkeitsabhängiger Fahrwider­ standseffekt berücksichtigt wird, was die Genauigkeit der Brem­ sentemperaturbestimmung begrenzt.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich die Bremsflächentemperatur kontinuierlich ohne Temperatur- und Bremsdrucksensorik vergleichsweise zuverlässig abschätzen läßt, und zwar auch für ein von einem Antriebsschlupf-Regelsy­ stem bremsdruckbeaufschlagbares Antriebsrad.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

An Sensorik ist im wesentlichen nur diejenige zur Erfassung von Raddrehzahlen erforderlich, welche in heutigen Fahrzeugen ohnehin meist vorhanden ist. Das Verfah­ ren beinhaltet zyklische Temperaturneubestimmungen, wobei die Bremsenabkühlung von Zyklus zu Zyklus durch Subtraktion eines jeweiligen Abkühldekrementes berücksichtigt wird. Diese rechne­ rische Dekrementierung wird abgebrochen, wenn die solchermaßen ermittelte Temperatur einen vorgegebenen Minimalwert unter­ schreitet, der zweckmäßigerweise in der Größenordnung der Umge­ bungstemperatur liegt, so daß keine unrealistisch geringen Tem­ peraturwerte erreicht werden. In den Temperaturbestimmungszyk­ len, die innerhalb von Bremsenaktivierungsphasen liegen, wird zum momentanen Temperaturwert ein Erwärmungsinkrement hinzuad­ diert, das aus der über die erfaßten Raddrehzahlen gewonnenen Fahrzeugverzögerung und/oder aus Steuerungsinformationen für die Bremsventile des Rades für Bremsvorgänge aufgrund von An­ triebsschlupfregelungsvorgängen abgeleitet wird. Auf diese Weise läßt sich die Bremsflächentemperatur eines oder mehrerer Räder, insbesondere auch von aktiv über ein Antriebsschlupf-Re­ gelsystem bremsdruckbeaufschlagbaren Antriebsrädern, zu jedem Zeitpunkt mit minimalem Sensorikaufwand zuverlässig abschätzen, wobei größtenteils ohnehin fahrzeugseitig vorhandene Daten be­ nutzt werden. Für die normalen Bremsphasen ist dabei vorgese­ hen, den ermittelten Fahrzeugverzögerungswert um einen Verzö­ gerungswert zu berichtigen, der aufgrund des Fahrwiderstands bedingt ist, insbesondere durch das Motorschleppmoment, aber auch durch den Luft- und Rollwiderstand des Fahrzeugs. Dieser fahrwiderstandsinduzierte Verzögerungswert läßt sich z. B. empi­ risch ermitteln und in Form entsprechender Kennfelder im Fahr­ zeug abrufbar abspeichern. Das Erwärmungsinkrement wird dann für die normalen Bremsvorgänge proportional zum korrigierten Fahrzeugverzögerungswert sowie proportional zur Drehzahl des betreffenden Rades gewählt.

In Weiterbildung der Erfindung wird nach Anspruch 2 das Abkühl­ inkrement nicht nur temperaturabhängig, sondern auch fahrzeug­ geschwindigkeitsabhängig gewählt, wodurch berücksichtigt werden kann, daß sich die Abkühlrate mit steigender Fahrzeuggeschwin­ digkeit und damit auch steigender Raddrehzahl erhöht.

Für ein Rad, das von einem Antriebsschlupf-Regelsystem aktiv bremsdruckbeaufschlagbar ist, ist eine Weiterbildung der Erfin­ dung nach Anspruch 3 von Vorteil. Dabei wird für antriebs­ schlupfregelnde Bremsvorgänge die für diesen Zweck bereitge­ stellte Steuerungsinformation für die beteiligten Bremsventile ausgenutzt, über die sich der aufgebaute Bremsdruck sehr zuver­ lässig bestimmen läßt, welcher seinerseits ein Maß für die Zu­ nahme der Bremsflächentemperatur ist. Das Erwärmungsinkrement wird hierbei während antriebsschlupfregelnder Bremsphasen pro­ portional zu dem aus den Ventilansteuerungsdaten ermittelten Bremsdruck gewählt.

Gemäß Anspruch 4 ist es günstig, die Proportionalitätskonstante für eine oder beide Arten von Erwärmungsinkrementen temperatur­ abhängig zu wählen, und zwar mit sinkender Temperatur fallend, um zu berücksichtigen, daß bei höheren Bremsflächentemperaturen der Temperaturanstieg ggf. nicht mehr linear mit der Temperatur verläuft.

Von besonderem Vorteil ist in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 die Anwendung des Temperaturbestimmungsverfahrens zur Steuerung der Aktivierbarkeit eines vorhandenen Antriebs­ schlupf-Regelsystems. Hierzu wird bei Überschreiten eines ent­ sprechenden Grenzwertes durch die Bremsflächentemperatur eine Sperrinformation erzeugt, die verhindert, daß die Antriebs­ schlupfregelung in einem solchen Fall einer stark erhitzten Bremse selbige zusätzlich mit Bremsdruck beaufschlagt. Dies vermeidet eine übermäßige Bremsflächenüberhitzung, so daß die Bremsfläche für eine normale Bremsung stets noch funktionsfähig gehalten werden kann. Erst wenn die Bremsflächentemperatur wie­ der unter einen zweiten Grenzwert gefallen ist, der nicht grö­ ßer als der erste ist, wird die Antriebsschlupfregelung wieder freigegeben. Um einen erneuten Regelversuch nicht nach kurzer Zeit wegen Schwellenüberschreitung abbrechen zu müssen, sondern eine genügend große Abkühlphase zu gewährleisten, bis die Sperrinformation wieder gelöscht wird, bzw. um Regelschwin­ gungseffekte gering zu halten, wird der zweite Grenzwert bevor­ zugt um ein gewisses Maß kleiner gewählt als der erste Grenz­ wert.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6, da durch sie die Beibehaltung der Information über die Bremsflächentemperatur auch beim Abstellen des Fahrzeugs erhalten bleibt, bis die abgeschätzte Temperatur einen norma­ len, umgebungsbedingten Wert erreicht hat, der realistischer­ weise der tatsächlichen Bremsflächentemperatur nach hinreichen­ der Stillstandsdauer des Fahrzeugs entspricht. Diese Weiterbil­ dung vermeidet, daß nach einem Stillsetzen des Fahrzeugs bei einer kurz darauf erfolgenden erneuten Inbetriebnahme von einem im wesentlichen der Umgebungstemperatur entsprechenden Wert für die Bremsflächentemperatur ausgegangen wird, obwohl sich die Bremsfläche in Wirklichkeit noch nicht wieder auf diese Tempe­ ratur abgekühlt hat.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Programmablaufplan eines Verfah­ rens zur indirekten Bremsflächentemperaturbestimmung.

Hauptzweck des hier beschriebenen Anwendungsfalls der Bremsflä­ chentemperaturüberwachung ist der Schutz der Bremsen der An­ triebsräder eines Kraftfahrzeuges vor einer zu starken Aufhei­ zung, wie sie ansonsten insbesondere aufgrund eines vorhandenen elektronischen Traktionssystems auftreten könnte. Dieses elek­ tronische Traktionssystem verwendet eine modifizierte ABS-Hy­ draulik zur Antriebsschlupfregelung durch Bremsdruckbeaufschla­ gung derart, daß sich durch einseitige Bremsung des Lowrades, also desjenigen mit der geringeren Haftung, eine Traktionsstei­ gerung erzielen läßt, die derjenigen analog ist, die mittels eines automatischen Sperrdifferentials erzeugt werden kann. Da diese Hydraulik nur in bestimmten Grenzen aktiv Bremsdruck auf­ bauen kann, ist es im Fall eines stark motorisierten Fahrzeugs bei maximalen Motormoment eventuell nicht mehr möglich, dieses Motormoment völlig zu bremsen, so daß das Lowrad möglicherweise nicht mehr innerhalb des gewünschten Schlupfbereiches gehalten werden kann. Dies bedeutet gleichzeitig aufgrund des entspre­ chenden Regelbremsdrucks eine beträchtliche Temperaturentwick­ lung an der Bremsfläche, was sowohl für Traktions- wie auch für Stabilitätseingriffe des Antriebsschlupfregelsystems gilt. Eine weitere Ursache starker Bremsflächenerwärmung stellt ein maxi­ males Beschleunigen auf µ-Split speziell bei zunehmender Fahr­ zeuggeschwindigkeit dar, verursacht durch den erforderlichen Bremsdruck zur Traktionssteigerung in Verbindung mit der aktu­ ellen hohen Raddrehzahl. Eine analoge Erwärmung resultiert aus häufigen Anfahrvorgängen auf µ-Split an einer Steigung, insbe­ sondere mit beladenem Fahrzeug.

Anhand des gezeigten Flußdiagramms wird nachfolgend die Funk­ tionsweise des zugehörigen Verfahrens zur Bremsflächentempera­ turbestimmung für ein Antriebsrad des Kraftfahrzeuges mit dem elektronischen Traktionssystem als einem antriebsschlupfregeln­ den System beschrieben. Als Sensorik werden hierbei lediglich ein Raddrehzahlsensor für jedes Rad sowie der Bremslichtschal­ ter zur Erkennung einer normalen, fahrerinduzierten Bremsung benötigt. Der nachfolgend beschriebene Verfahrensablauf wird laufend zyklisch durchgeführt, z. B. mit einer Zykluszeit von 60 ms. Dabei wird die Bremsflächentemperatur beider Antriebsrä­ der überwacht, wobei für geringen Rechenzeitbedarf abwechselnd pro Zyklus jeweils die Temperatur eines Rades neu bestimmt wird. Alternativ können die Temperaturen beider Räder im selben Zyklus neu berechnet werden. Außerdem können bei Bedarf selbst­ verständlich problemlos weitere Radbremsen auf diese Weise tem­ peraturüberwacht werden, z. B. durch einen eigens zugeordneten Verfahrensablauf oder aber einfach aus den Werten der bereits überwachten Räder unter Ausnutzung einer bekannten Bremskraft­ verteilung. Das Verfahren kann für heck-, front- oder allradge­ triebene Fahrzeuge verwendet werden.

Das Verfahren wird von dem hierfür zuständigen Steuersystem über den ganzen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich hinweg kontinu­ ierlich an den Antriebsrädern durchgeführt. Es gewährleistet, daß Regeleingriffe des elektronischen Traktionssystems selb­ ständig abgeschaltet werden, bevor es zu einer übermäßigen Er­ hitzung der Bremsflächen kommt. Zudem werden derartige, an­ triebsschlupfregelnde Eingriffe des Traktionssystems unterbun­ den, wenn sich die Bremse aufgrund häufiger Fahrzeugverzöge­ rungen, z. B. bei einer Paßfahrt oder einer Autobahnfahrt mit großen Bremsanteilen, sehr stark erwärmt hat, so daß die volle Funktionsfähigkeit der Bremse erhalten bleibt. Das Verfahren arbeitet radindividuell und verbietet bei zu hoher Bremsentem­ peratur einen Regeleingriff am jeweiligen Rad sowie Regelein­ griffe, die eine beidseitige Bremswirkung erfordern, z. B. zur Stabilitätsregelung.

Nach einem Startschritt 1, z. B. durch das Einschalten der Zün­ dung ausgelöst, werden im nächsten Schritt 2 die nötigen Ein­ gangsgrößen erfaßt, insbesondere werden die Raddrehzahlen (Rd) aller vier Räder gemessen und die Stellung des Bremslicht­ schalters (BLS) abgefragt. Aus den gemessenen und einer Filte­ rung unterzogenen Raddrehzahlen (Rd) wird die momentane Fahr­ zeuggeschwindigkeit (v) in einer üblichen Weise abgeleitet, z. B. als Mittelwert der Radumfangsgeschwindigkeiten zweier nicht angetriebener Räder.

Unter Benutzung des ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (v) und der momentan gültigen Bremsflächentemperatur (T), die einem vorangehend ermittelten Wert oder einem in der Größenord­ nung einer typischen Umgebungstemperatur liegenden Anfangswert entspricht, wird dann anhand eines empirisch ermittelten, in einem Speicher des Steuerungssystems abgelegten Kennfeld ein temperatur- und fahrzeuggeschwindigkeitabhängiges Abkühldekre­ ment (dT_k) ermittelt, welches die Abkühlrate der Bremsfläche unter den momentanen Bedingungen während der Dauer eines Zyklus repräsentiert. Das Abkühldekrement (dT_k) wird dann von der bis­ her gültigen Belagtemperatur (T) subtrahiert (Schritt 3).

Als nächstes wird im Schritt 4 anhand der Stellung des Brems­ lichtschalters (BLS) abgefragt, ob ein normaler, fahrzeugverzö­ gernder Bremsvorgang vorliegt. Wenn dies der Fall ist, wird die hierdurch während der Zykluszeit entstehende Bremsflächenerwär­ mung in Form eines Erwärmungsinkrementes (dT_hn) berücksichtigt, welches zum bisherigen, bereits um das Abkühldekrement (dT_k) verminderten Temperaturwert (T) addiert wird (Schritt 5). Die­ ses Erwärmungsinkrement (dT_hn) wird hierzu wie folgt bestimmt.

Zunächst wird durch zeitliche Ableitung der aus den gemessenen Raddrehzahlen (Rd) errechneten Fahrzeuggeschwindigkeit (v) ein Fahrzeugverzögerungswert ermittelt. Ein Teil dieser Fahrzeug­ verzögerung ist jedoch durch den Fahrwiderstand, insbesondere durch Motorschleppmoment, Luftwiderstand des Fahrzeugs und Rei­ fenrollwiderstand, verursacht. Anhand eines wiederum empirisch ermittelten, abgelegten Kennfeldes wird der auf diesen Fahrwi­ derstandseinfluß zurückzuführende Verzögerungsanteil ermittelt und von der aus den Raddrehzahlen (Rd) gewonnenen Verzögerung subtrahiert, woraus sich der bremseninduzierte Verzögerungswert (a) ergibt. Dabei wurden zuvor die einzelnen Fahrwiderstandsan­ teile empirisch fahrzeuggeschwindigkeitsabhängig ermittelt, um als entsprechende Kennfelder im Steuersystemspeicher abgelegt werden zu können. Entsprechend der Tatsache, daß die in thermi­ sche Energie umgesetzte Verzögerungsenergie proportional zum Produkt aus Geschwindigkeit und Verzögerung ist, wird das Er­ wärmungsinkrement (dT_hn) während normaler Bremsungen proportio­ nal zu dem bremseninduzierten Verzögerungsanteil (a) und der Raddrehzahl (Rd) des temperaturüberwachten Rades gewählt. Die zugehörige Proportionalitätskonstante wird ebenfalls empirisch ermittelt. Dies kann temperaturunabhängig gewählt werden, es kann jedoch bei etwas vergrößertem Aufwand eine zusätzliche Ge­ nauigkeitssteigerung erzielt werden, wenn diese Konstante tem­ peraturabhängig, insbesondere in einem höheren Temperaturbe­ reich mit höherer Bremsflächentemperatur fallend, vorgegeben wird, wodurch berücksichtigt wird, daß der Temperaturanstieg im höheren Temperaturbereich nicht mehr streng linear verläuft. Selbstverständlich wird die Addition des Normalbremsungs-Erwär­ mungsinkrementes (dT_hn) nur vorgenommen, wenn sich bei der Be­ rechnung des bremseninduzierten Verzögerungswertes (a) ein Wert größer als null ergibt und die aus den Raddrehzahlen gewonnene Fahrzeugverzögerung folglich nicht alleine auf den Fahrwider­ stand zurückzuführen ist.

Hat der Bremslichtschalter-Abfrageschritt 4 hingegen ergeben, daß keine fahrzeugverzögernde Bremsung vorliegt, so wird in ei­ nem nächsten Abfrageschritt 6 geprüft, ob ein Bremseneingriff des elektronischen Traktionssystems zwecks Antriebsschlupfrege­ lung vorliegt. Ist dies der Fall, wird in einem nächsten Schritt 7 zu der um das Abkühldekrement (dT_k) verminderten Bremsflächentemperatur (T) ein diesbezügliches Erwärmungsinkre­ ment (dT_hr) hinzuaddiert, um die dadurch bedingte Bremsenerwär­ mung während einer Zyklusdauer zu berücksichtigen. Ein derarti­ ger Bremseneingriff ist dem Regelsystem in seiner Wirkung voll­ ständig bekannt, da es selbst die Ventilöffnungszeiten für die beteiligten Bremsventile bestimmt. Über diese Ventilöffnungs­ zeiten läßt sich damit eine sehr genaue Abschätzung des vorlie­ genden Bremsdrucks (p_s) vornehmen. Dies wird zur Bestimmung des Erwärmungsinkrementes (dT_hr) für den antriebsschlupfregelnden Bremseneingriff ausgenutzt, indem dieses Inkrement (dT_hr) pro­ portional zu dem solchermaßen ermittelten Regelungsbremsdruck (p_s) sowie proportional zur erfaßten Drehzahl (Rd) des tempera­ turüberwachten Rades gewählt wird. Auch in diesem Fall wird die Proportionalitätskonstante wiederum empirisch ermittelt und bei Bedarf zur weiteren Genauigkeitserhöhung als Kennlinie in Ab­ hängigkeit von der momentanen Bremsflächentemperatur (T) abge­ legt.

In allen drei möglichen Fällen, d. h. nach inkrementaler Tempe­ raturerhöhung aufgrund normaler Bremsung oder aufgrund eines antriebschlupfregelnden Bremseneingriffs oder nach Feststellung der Nichtaktivität der Radbremse, wird anschließend mit einem Abfrageschritt 8 fortgesetzt, in dem festgestellt wird, ob die neu bestimmte Bremsflächentemperatur (T) größer als ein vorge­ gebener erster Grenzwert (T_M1) ist. Ist dies der Fall, wird als nächstes (Schritt 9) ein Sperrsignal erzeugt, das dem elektro­ nischen Traktionssystem zugeführt wird und bewirkt, daß ein möglicherweise aktiver antriebsschlupfregelnder Bremseneingriff unterbrochen wird oder aber ein neuer derartiger traktions- bzw. stabilitätsregelnder Bremseneingriff bis auf weiteres unterbleibt. Wie oben bereits ausgeführt, liegt dieser Maßnahme die Absicht zugrunde, eine übermäßige Bremsenerhitzung aufgrund antriebsschlupfregelnder Bremseneingriffe zu vermeiden und die Bremse für Normalbremsungen voll funktionsfähig zu halten. Dementsprechend wird dieser Temperaturgrenzwert (T_M1) anwen­ dungsbezogen passend gewählt, beispielsweise in der Größen­ ordnung von 350°C. Normale Bremsvorgänge werden somit durch dieses Signal nicht behindert. Liegt hingegen die neu bestimmte Bremsflächentemperatur (T) unterhalb dieses ersten Grenzwertes (T_M1), so wird in einem nächsten Abfrageschritt 10 geprüft, ob die Temperatur (T) unterhalb eines zweiten Grenzwertes (T_M2) liegt, welcher kleiner als der erste Grenzwert (T_M1) ist, und ob das im Schritt 9 erzeugte Sperrsignal für traktions- oder stabilitätsregelnde Bremseneingriffe noch aktiv ist. Ist dies der Fall, wird nachfolgend im Schritt 11 ein Freigabesignal erzeugt, das in der Aufhebung des Sperrsignals von Schritt 9 besteht und dem elektronischen Traktionssystem anzeigt, daß nunmehr wieder antriebsschlupfregelnde Bremseingriffe möglich sind. Damit der Bremse Zeit zur Abkühlung gegeben wird und da­ durch etwas Spielraum für derartige anschließende Bremsenein­ griffe ermöglicht wird, wird der zweite Grenzwert (T_M2) deut­ lich geringer als der erste Grenzwert (T_M1) gewählt, z. B. in der Größenordnung von 250°C, wenn der erste Grenzwert (T_M1) wie oben angegeben bei ca. 350°C liegt. Dies verhindert zudem ein unerwünscht starkes Regelschwingungsverhalten.

Wenn die beiden vorangegangenen Abfrageschritte 8 und 10 beide verneinend beantwortet wurden, so folgt ein weiterer Abfrage­ schritt 12, in dem geprüft wird, ob die neubestimmte Bremsflä­ chentemperatur (T) einen vorgegebenen Minimalwert (T_min), der einem typischen Umgebungstemperaturwert entspricht, unter­ schritten hat. Ist dies der Fall, wird die Bremsflächentempera­ tur (T) auf diesen Mindestwert (T_min) gesetzt (Schritt 13). Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß der berechnete Temperatur­ wert (T) bei fehlenden Bremseneingriffen über einen längeren Zeitraum hinweg aufgrund der Abkühldekrementierung keinen un­ plausibel geringen Wert annimmt, sondern auf einem plausiblen Umgebungstemperaturwert verbleibt.

In allen möglichen Fällen der letzten drei Temperaturwertabfra­ geschritte 8, 10 und 12 wird nach Schritt 9, 11, 12 oder 13 mit einem Abfrageschritt 14 fortgesetzt, in welchem festgestellt wird, ob das Fahrzeug stillsteht, worunter zu verstehen ist, daß die Zündung abgestellt ist. Mit diesem Abfrageschritt 14 ist ein normaler Temperaturbestimmungszyklus während des Fahr­ betriebs abgeschlossen, weshalb bei erkanntem, noch laufendem Fahrzeugbetrieb vor den Schritt 2 der Raddrehzahlerfassung zurückgekehrt wird, wonach getaktet ein neuer Programmdurchlauf erfolgt. Erkennbar liefert der normale Temperaturbestimmungs­ zyklus eine sehr zuverlässige Schätzung der Bremsflächentempe­ ratur des überwachten Rades durch Dekrementierung eines bisher gültigen Temperaturwertes (T) um einen die Belagabkühlung be­ rücksichtigenden Faktor (dT_k) sowie durch Inkrementierung dieser Temperatur (T) um einen Faktor (dT_hn, dT_hr), der die Erwärmung aufgrund eines normalen Bremsvorgangs oder eines antriebsschlupfregelnden Bremseneingriffs berücksichtigt. Durch die bezüglich der Räder parallele oder alternierende Tempera­ turneubestimmung liegt jederzeit eine vergleichsweise zuver­ lässige Information über die Bremsflächentemperatur der ange­ triebenen und bei Bedarf auch der nichtangetriebenen Räder vor, ohne daß hierzu eine eigene Temperatur- oder Bremsdrucksensorik an den Rädern erforderlich ist. Diese Information wird dazu verwendet, das elektronische Traktionssystem bei zu hoher Bremsflächentemperatur zu deaktivieren, um auf diese Weise eine Bremsenüberhitzung zu vermeiden und die Bremsen für normale Bremsvorgänge voll funktionsfähig zu halten.

Wird in dem Abfrageschritt 14 festgestellt, daß der Fahrzeug­ stillstand erreicht ist, so wird eine zusätzliche Nachlaufphase innerhalb des Verfahrens zur Bremsflächentemperaturbestimmung wie folgt durchgeführt. Zunächst wird in einem anschließenden Schritt 15 abgefragt, ob die Bremsflächentemperatur (T) einen Wert kleiner oder gleich dem vorgegebenen Minimalwert (T_min) erreicht hat. Wenn wie vorliegend mehrere Radbremsentemperatu­ ren überwacht werden, ist es zweckmäßig, für den Abfrageschritt 15 die höchste aller momentanen, ermittelten Bremsflächentempe­ raturen zu verwenden, um sicherzustellen, daß das zugehörige Steuergerät vor der Maximaldauer erst dann abgeschaltet wird, wenn alle Bremsentemperaturen ihren Minimalwert erreicht haben. Ist die Abfrage positiv, so wird dies als bereits auf Umge­ bungstemperatur abgekühlte Bremsen interpretiert, so daß im nächsten Schritt 16 die Bremsflächentemperatur (T) auf den Mi­ nimalwert (T_min) gesetzt und das Verfahren anschließend beendet wird (Schritt 17), wonach erst das zugehörige Steuergerät abge­ schaltet wird. Wird hingegen im Schritt 15 erkannt, daß die bei rechnete Bremsflächentemperatur (T) noch über dem Minimalwert (T_min) liegt, so ist dies dahingehend zu interpretieren, daß das Fahrzeug mit noch heißen Bremsen steht. Würde das Steuerge­ rät zur Bremsflächentemperaturbestimmung mit Abstellen des Fahrzeugs ausgeschaltet, so würde folglich eine kurz darauf er­ folgende Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs bedeuten, daß die rechnerische Temperaturbestimmung von einem unzutreffenden An­ fangswert gestartet wird, z. B. dem vorgegebenen Minimalwert (T_min), einem über einen Außentemperaturfühler erfaßten Umge­ bungstemperaturwert oder einem zuletzt im laufenden Fahrbetrieb ermittelten Wert. Dies wird dadurch verhindert, daß das Tempe­ raturbestimmungs-Steuergerät noch nicht mit dem Stillsetzen des Fahrzeugs abgeschaltet wird, sondern weiterhin bestromt bleibt und anschließend an eine Verneinung des Abfrageschritts 15 zu­ nächst in einem weiteren Abfrageschritt 18 geprüft wird, ob die Fahrzeugstillstandsdauer (t_s) eine vorgegebene Maximaldauer (t_m) überschritten hat. Dies dient dazu, die Nachlaufphase zeitlich zu begrenzen, z. B. auf eine Maximaldauer von ca. 30 min, um eine zu lang andauernde Steuergerätbestromung beispielsweise aufgrund eines fehlerhaften Verfahrensablaufes zu verhindern, so daß bei bejahender diesbezüglicher Abfrage im Schritt 18 zum Schritt 16 gesprungen wird, woraufhin die Temperatur auf den Minimalwert (T_min) gesetzt und anschließend zum Verfahrensende (Schritt 17) verbunden mit der Abschaltung des Steuergerätes weitergegangen wird. Ist diese Maximaldauer (t_m) hingegen noch nicht abgelaufen, wird während des Fahrzeugstillstands die Ab­ kühldekrementierung im Schritt 19 fortgesetzt, wobei vom bishe­ rigen Temperaturwert (T) das Abkühldekrement (dT_k) subtrahiert wird, das sich für den Fahrzeuggeschwindigkeitswert null ergibt. Nach einer derartigen Dekrementierung wird wieder vor den Ab­ frageschritt 14 zurückgekehrt, um zu überprüfen, ob noch immer Fahrzeugstillstand vorliegt. Ersichtlich gewährleistet diese Nachlaufphase, daß dem abgeschätzte Temperaturwert für die Bremsfläche auch nach einem Fahrzeugstillstand erhalten bleibt, so daß bei einem Fahrzeugneustart mit noch warmen oder heißen Bremsen richtigerweise der noch über Umgebungstemperatur lie­ gende abgeschätzte Temperaturwert als Anfangswert verwendet wird.

Es versteht sich, daß für den Fachmann außer den bereite ange­ gebenen weitere Ausgestaltungen, Alternativen und Modifikatio­ nen des oben beschriebenen Verfahrensablaufs im Rahmen der Er­ findung möglich sind. So ist es von Vorteil, dem wahrer diverse Anzeigen über den Verfahrensablauf zur Verfügung zu stellen, z. B. eine Anzeige darüber, daß das elektronische Traktionssy­ stem momentan wegen zu heißer Bremsen deaktiviert ist. Selbst­ verständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bremsflä­ chentemperaturbestimmung auch für Fahrzeugsysteme ohne elektro­ nisches Traktionssystem, d. h. für Fahrzeuge mit normalem ABS und/oder ASR-System und auch für Fahrzeuge ohne derartige Rad­ schlupfregelsysteme nutzbringend verwendbar.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bremsflächentemperaturbestimmung für ein Kraftfahrzeugrad, bei dem

• - die Bremsflächentemperatur (T) im Fahrbetrieb fortwährend indirekt aus Raddrehzahl- und Bremsenzustandsdaten zyk­ lisch neu bestimmt wird, wobei in jedem Zyklus
• - der momentane Temperaturwert (T) um ein Abkühldekrement (dT_k) bis höchstens auf eine vorgegebene Minimaltemperatur (T_min) verringert und/oder
• - bei aktivierter Radbremse während einer normalen oder ei­ ner antriebsschlupfregelnden Bremsung um ein Erwärmungs­ inkrement (dT_h) erhöht wird, das in Abhängigkeit von Daten aus erfaßten Raddrehzahlen (Rd) und/oder aus daraus ableitbaren Größen (v, a) und/oder aus antriebsschlupfregelnden Rad­ bremsventilansteuerungen ermittelt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Erwärmungsinkrement (dT_hn) für normale Bremsungen proportional zu einem bremsungsinduzierten Fahrzeugver­ zögerungswert (a), der sich als Differenz aus dem raddreh­ zahlermittelten Verzögerungswert und einem aus einem abge­ legten Fahrwiderstands-Kennfeld, welches das Motorschlepp­ moment und/oder den Luftwiderstand und/oder den Rollwider­ stand des Fahrzeugs berücksichtigt, entnommenen Verzöge­ rungswert ergibt, sowie proportional zur Drehzahl (Rd) des Rades festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühldekrement (dT_k) jeweils nach abgelegten Kennfeldern in Abhängigkeit der aus den gemessenen Raddrehzahlen (Rd) er­ mittelten momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und des momen­ tanen Temperaturwertes (T) festgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Rad ein von einem Antriebsschlupf-Regelsystem durch Bremsenaktivierung antriebsschlupfregelbares Rad ist und
• - das Erwärmungsinkrement (dT_hr) für antriebsschlupfregelnde Bremsungen proportional zum aus den Ventilöffnungszeiten be­ rechneten Radbremsdruck (p_s) sowie zur Raddrehzahl (Rd) fest­ gelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Proportionalitätskonstante für eines oder beide Erwärmungsinkremente (dT_hn, dT_hr) anhand eines abgelegten Kenn­ feldes abhängig von der momentanen Bremsflächentemperatur (T) gewählt wird, wobei die Proportionalitätskonstante mit sinken­ der Temperatur fällt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrinformation für das Antriebsschlupf-Regelsystem er­ zeugt wird, wenn die ermittelte Bremsflächentemperatur (T) ei­ nen vorgegebenen ersten Grenzwert (T_M1) übersteigt, und eine Freigabeinformation für das Antriebsschlupf-Regelsystem erzeugt wird, wenn die Bremsflächentemperatur (T) nach vorheriger Über­ schreitung des ersten Grenzwertes (T_M1) einen vorgegebenen zweiten Grenzwert (T_M2), der höchstens gleich groß wie der erste Grenzwert ist, unterschreitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die zyklische Temperaturneubestimmung durch weiteres Subtrahie­ ren des Abkühldekrementes (dT_k) vom vorigen Temperaturwert (T) auch nach einem Stillsetzen des Fahrzeugs so lange fortgesetzt wird, bis die ermittelte Bremsflächentemperatur (T) den vorge­ gebenen Minimalwert (T_min) erreicht hat.