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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Verschleißzustands
von Bremsbelägen
an Radbremseinheiten einer Kraftfahrzeugbremsanlage und eine entsprechende
Kraftfahrzeugbremsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
1 bzw. 12.
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Moderne
Kraftfahrzeugbremsanlagen können
auf unterschiedliche Art und Weise ausgelegt sein. So gibt es im
Stand der Technik bekannte Bremsanlagen, bei denen in einem Betriebsbremsfall Bremsbeläge mittels
geeigneter Druckkolben gegen eine diesen zugeordnete Bremsscheibe
durch hydraulische Druckbeaufschlagung gedrückt werden, um eine Bremswirkung
zu erzielen. In einer Feststellbremssituation, in der das Fahrzeug
gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen gesichert werden soll, werden die
Bremsbeläge
hingegen durch einen elektromechanischen Aktuator auf die zugeordnete
Bremsscheibe zugestellt.
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Eine
derartige Bremsanlage ist beispielsweise aus dem Dokument
WO 99/05011 A2 bekannt.
Im Falle einer hydraulischen Klemmkrafterzeugung wird ein unter
Druck gesetztes Hydraulikfluid in eine in einem Gehäuse der
Scheibenbremse ausgebildete Hydraulikkammer eingeleitet. Ein in
der Hydraulikkammer verschieblich aufgenommener Hohlkolben wird durch
Druckbeaufschlagung über
das Hydraulikfluid bewegt und bringt den Bremsbelag in Reibungseingriff
mit der Bremsscheibe. Da die Scheibenbremse als Schwimmsattel-Scheibenbremse
ausgestaltet ist, wird in bekannter Weise auch die nicht unmittelbar mit
dem Kolben zusammenwirkende Bremsbacke gegen die Bremsscheibe angelegt.
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Bei
einer elektromotorischen Klemmkrafterzeugung zur Realisierung der
Feststellbremsfunktion wird an den betreffenden Radbremseinheiten
die Rotationsbewegung einer Motorwelle zunächst mittels eines Planetengetriebes
untersetzt und anschließend
mittels einer innerhalb des Hohlkolbens angeordneten Mutter-Spindel-Anordnung der Aktuatoreinrichtung
in eine Translationsbewegung umgesetzt. Der Hohlkolben wird von
dieser Translationsbewegung erfasst und überträgt die Translationsbewegung
auf eine der beiden Bremsbacken, welche daraufhin gegen die Bremsscheibe
angelegt wird. Bei dieser Fahrzeugbremse ist bei nicht betätigter Bremse
eine bei der elektromotorischen Bremsbetätigung auf den Bremskolben
wirkende Mutter der Mutter-Spindel-Anordnung in einem definierten
Abstand zu dem in seiner Ruhestellung positionierten Bremskolben
angeordnet. Um eine zuverlässige
Funktion der Fahrzeugbremse zu gewährleisten, sollte dieser Abstand
möglichst
exakt eingestellt sein, da ein zu großer Abstand zu einer Verlängerung
der Ansprechzeit der Bremse führt,
während
bei zu geringem Abstand ein Restschleifmoment zwischen der sich
drehenden Bremsscheibe und den Reibbelägen entstehen könnte.
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Bei
bekannten elektrisch betätigbaren
Scheibenbremsen tritt das grundsätzliche
Problem auf, dass sich das Bremslüftspiel, das heißt der Abstand zwischen
den Reibbelägen
und der Bremsscheibe bei nicht betätigter Bremse, infolge des
Verschleißes der
Reibbeläge
vergrößert und
dadurch die Ansprechzeit der Bremse verlängert wird. Es ist daher eine
Nachjustierung der jeweiligen Bremseinheit erforderlich. Ferner
ist eine exakte Erfassung des jeweiligen Verschleißzustandes
gewünscht,
um den Fahrer über
das Erfordernis möglicher
Wartungsmaßnahmen
zu gegebener Zeit informieren zu können. Dabei stellt sich das
Problem, dass bislang eine solche Verschleißerfassung nur an solchen Radbremseinheiten
möglich
ist, die tatsächlich
auch elektronisch betätigbar
sind.
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DE 42 14 181 A1 offenbart
ferner ein Verfahren zur Bremsbelagverschleißregelung in einer druckmittelbetätigten Kraftfahrzeug-Bremsanlage. Der
Verschleiß wird über je einen
Bremsbelagverschleißsensor
an jeder Fahrzeugachse gemessen und auf das andere Rad der Achse
mittels Korrekturfaktor rechnerisch übertragen.
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Aus
DE 43 26 256 C1 ist
ein Verfahren zur Bestimmung einer verschleißabhängigen Bremskraftverteilung
bekannt.
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Das
Dokument
DE 102 28
115 B4 berücksichtigt
einen vorgegebenen Zustellweg und einen aktuell ermittelten Zustellweg
bei der Verschleißermittlung
und ist als gattungsbildender Stand der Technik zu nennen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen
des Verschleißzustandes
von Bremsbelägen
an Radbremseinheiten einer Kraftfahrzeugbremsanlage und eine entsprechende
Kraftfahrzeugbremsanlage bereitzustellen, wobei an allen Bremsbelägen ohne
zusätzliche
technische Komponenten eine Verschleißerfassung vorgenommenen werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch
1 gelöst.
Dabei ist einzelnen Rädern
des Kraftfahrzeugs jeweils eine Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage
zugeordnet, wobei eine erste Gruppe der Radbremseinheiten der Kraftfahrzeugbremsanlage,
die an der Hinterachse angebracht sind, sowohl zum Zwecke einer
Betriebsbremsung als auch zum Zwecke einer elektromechanisch ausgeführten Feststellbremsung ein setzbar
ist und wobei eine zweite Gruppe der Radbremseinheiten, die an der
Vorderachse angebracht sind, lediglich zum Zwecke einer Betriebsbremsung einsetzbar
ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Ermitteln
eines vorbestimmten Zustellwegs der ersten Gruppe von Radbremseinheiten
bei unversehrten Bremsbelägen,
- – Betätigen der
ersten Gruppe von Radbremseinheiten im Falle einer Feststellbremsung
mittels eines Aktuators,
- – Ermitteln
des aktuellen Zustellwegs der ersten Gruppe von Radbremseinheiten
beim Betätigen vermittels
des Aktuators,
- – Vergleichen
des vorbestimmten Zustellwegs mit dem ermittelten aktuellen Zustellweg
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten,
- – Ermitteln
eines Verschleißzustands
von Bremsbelägen
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten unter Berücksichtigung
des vorbestimmten Zustellwegs und des ermittelten aktuellen Zustellwegs
und
- – Ermitteln
eines Verschleißzustands
von Bremsbelägen
der zweiten Gruppe von Radbremseinheiten unter Berücksichtigung
des ermittelten Verschleißzustands
der Bremsbeläge
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten und eines Verschleißfaktors.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass aus dem tatsächlich ermittelbaren
Verschleiß an
den einzelnen Bremsbelägen,
die durch den elektromechanischen Aktuator verlagerbar sind, unter
Berücksichtigung
des Verschleißfaktors
auch ohne zusätzlichen
gerätetechnischen
Aufwand in hinreichend genauer Art und Weise auf den aktuellen Verschleiß an denjenigen
Bremsbelägen
geschlossen werden kann, der nicht direkt über eine Aktuatorstellung oder
dergleichen ermittelbar ist. Eine solche Verschleißermittlung
lässt sich
beispielsweise allein durch Implementierung innerhalb der Software
zur Steuerung der Kraftfahrzeugbremsanlage realisieren und bietet
somit den Vorteil, dass auch bestehende Systeme durch ein Softwareupdate
erweitert werden können.
Insbesondere bietet sich die Möglichkeit, Kraftfahrzeugbremsanlagen
mit elektronischer Feststellbremse (EPB) so auszustatten, dass neben
einer an sich bekannten Verschleißermittlung an den Radbremseinheiten
der Hinterachse, die zur elektromechanischen Aktivierung der Parkbremsfunktion
genutzt werden, auch eine zuverlässige
und hinreichend genaue Ermittlung des Verschleißzustandes an den für die Parkbremsfunktion
ungenutzten, elektromechanisch inaktiven Radbremseinheiten der Vorderachse
möglich
ist.
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Eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, dass der Verschleißfaktor
die materielle Beschaffenheit der Bremsbeläge von erster und zweiter Gruppe
der Radbremseinheiten berücksichtigt.
So ist es möglich,
dass beispielsweise die im Betriebsbremsfall stets stärker belasteten
vorderen Bremsbeläge
aus einem verschleißbeständigeren
Material hergestellt sind, als die Bremsbeläge der Radbremseinheiten der
Hinterachse. Dieses unterschiedliche Verschleißverhalten der jeweiligen Bremsbeläge wird
bei dieser Ausführungsvariante der
Erfindung entsprechend für
jeden Verschleißfaktor
der jeweiligen Radbremseinheit berücksichtigt.
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In
diesem Zusammenhang kann die Erfindung ferner oder alternativ vorsehen,
dass der Verschleißfaktor
eine Bremskraftverteilung an den Bremsbelägen von erster und zweiter
Gruppe der Radbremseinheiten berücksichtigt.
Wie vorstehend bereits angedeutet, treten an den vorderen Bremsbelägen höhere Bremskräfte auf
als an den hinteren Bremsbelägen.
Erfindungsgemäß kann dies
bei der Berechnung des Verschleißfaktors für jede Radbremseinheit berücksichtigt
werden. So kann vorgesehen sein, dass eine zentrale Bremssteuereinheit die
aktuelle Bremskraftverteilung erfasst und steuert. Um auch die Belastungshistorie
der einzelnen Bremsbeläge über den
Verschleißfaktor
entsprechend zu berücksichtigen,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die von der Bremssteuereinheit
jeweils erfasste Bremskraftverteilung über der Zeit aufgezeichnet
wird und zur Adaption des Verschleißfaktors berücksichtigt
wird. Durch diese Maßnahme
kann über
die gesamte Lebensdauer eines Bremsbelages dessen Belastung dokumentiert
und zur aktuellen Verschleißermittlung
genutzt werden.
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Zusätzlich zu
den vorstehend genannten Funktionen kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein,
dass der Verschleißfaktor
eine Radlastverteilung oder eine Achslastverteilung bezüglich der
ersten und zweiten Gruppe der Radbremseinheiten berücksichtigt.
Auch die Radlastverteilung beziehungsweise Achselastverteilung hat
einen erheblichen Einfluss auf die jeweils aktuell auftretende Belastung einzelner
Radbremseinheiten und damit auch auf den Verschleiß der zugeordneten
Bremsbeläge.
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Bekanntermaßen gibt
es hinsichtlich der Übertragung
der Antriebskraft auf die Strasse unterschiedliche Fahrzeugtypen,
nämlich
einen frontgetriebenen Fahrzeugtyp, einen heckgetriebenen Fahrzeugtyp
sowie Fahrzeugtypen, bei denen über
alle vier Räder
Antriebskräfte übertragen
werden, jedoch mit variierender Antriebskraftverteilung. Eine Weiterbildung
der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass der Verschleißfaktor
den Antriebstyp des Fahrzeugs oder/und eine Antriebskraftverteilung bezüglich der
einzelnen Räder
der Fahrzeugachsen berücksichtigt.
Auch der Antriebstyp bzw. die Antriebskraftverteilung hat Auswirkungen
auf den Verschleiß einzelner
Bremsbeläge.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass der Verschleißfaktor
die Dimensionierung von mit den jeweiligen Bremsbelägen zusammenwirkenden
Bremsscheiben von der ersten und der zweiten Gruppe der Radbremseinheiten
berücksichtigt. Auch
die Dimensionierung der Bremsscheiben hat aufgrund der auftretenden
Hebelkräfte
erhebliche Bedeutung für
den auftretenden Verschleiß und
kann zur Steigerung der Genauigkeit der Verschleißermittlung
berücksichtigt
werden.
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Hinsichtlich
der Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in ein Kraftfahrzeug
kann vorgesehen sein, dass der aktuelle Verschleißfaktor und
der für
die Bremsbeläge
der ersten und zweiten Gruppe der Radbremseinheiten jeweils ermittelte
aktuelle Verschleiß in
einem Speicher dauerhaft gespeichert wird. Hierzu ist anzumerken,
dass der anfangs ermittelte vorbestimmte Zustellweg für den Zustand
unversehrter Bremsbeläge
solange in dem Speicher gespeichert bleibt, bis die Bremsbeläge ausgetauscht
werden und das Bremslüftspiel
neu vermessen wird. Der aktuelle Verschleiß, der erfindungsgemäß bestimmt
wurde, bleibt zumindest solange in dem Speicher gespeichert, bis
er durch einen jüngeren
Verschleißwert
ersetzt wird. Es kann aber auch die gesamte Verschleißhistorie
in dem Speicher gespeichert bleiben und zu einer Analyse des Fahrverhaltens
gegebenenfalls mit anderen gespeicherten Daten ausgewertet werden.
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Die
Erfindung kann ferner dazu genutzt werden, um die Betriebssicherheit
eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. In diesem Zusammenhang kann
vorgesehen sein, dass der für
die Bremsbeläge
der ersten und zweiten Gruppe der Radbremseinheiten jeweils ermittelte
aktuelle Verschleiß in
regelmäßigen Intervallen
mit einem Verschleißgrenzwert
verglichen wird und dass bei Überschreiten
des Verschleißgrenzwerts
ein optisches oder akustisches Warnsignal an einen Fahrer ausgegeben
wird. So kann dem Fahrer in einer oder in mehreren Stufen Rückkopplung über den
aktuellen Verschleißzustands
der Bremsbeläge
an allen Radbremseinheiten gegeben werden, so dass dieser rechtzeitig
Wartungsmaßnahmen,
insbesondere einen Austausch stark verschlissener Bremsbeläge, veranlassen
kann.
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Hinsichtlich
der technischen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner
vorgesehen sein, dass die erste Gruppe von Radbremseinheiten im
Falle einer Feststellbremsung mittels eines elektromechanischen
Aktuators dessen Zustellweg anhand einer diesen charakterisierenden
Stromimpulszahl oder/und eines Betriebsstromwerts oder/und eines
Betriebstemperaturwerts oder/und einer Betätigungszeit oder/und einer
Motorumdrehungszahl ermittelt. Die Stromimpulszahl kann beispielsweise
in einem Zeitraum gemessen werden, in dem sich der verlagerbare
Bremsbelag zwischen einer vorbestimmten Ausgangsstellung und einer
vorbestimmten Anlagestellung an der Bremsscheibe bewegt. Die vorbestimmte
Anlagestellung ist beispielsweise durch einen bestimmten Anpressdruck,
einen bestimmten Betriebsstromwert oder einen bestimmten Betriebstemperaturwert
definiert.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugbremsanlage, wobei einzelnen
Rädern
des Kraftfahrzeugs jeweils eine Radbremseinheit zugeordnet ist,
wobei weiter eine erste Gruppe der Radbremseinheiten, die an der
Hinterachse angebracht sind, sowohl zum Zwecke einer Betriebsbremsung als
auch zum Zwecke einer elektromechanisch ausgeführten Feststellbremsung einsetzbar
ist und wobei weiter eine zweite Gruppe der Radbremseinheiten, die an
der Vorderachse angebracht sind, lediglich zum Zwecke einer Betriebsbremsung
einsetzbar ist, wobei die erste Gruppe von Radbremseinheiten bei
einer Feststellbremsung mittels eines Aktuators zustellbar ist,
dessen Zustellweg erfassbar ist, wobei die Kraftfahrzeugbremsanlage
eine elektronische Steuereinheit sowie einen für diese zugänglichen Speicher aufweist,
wobei die elektronische Steuereinheit die Aktuatoren der ersten
Gruppe von Radbremseinheiten im Falle einer Feststellbremsung ansteuert
und den aktuellen Zustellweg der ersten Gruppe von Radbremseinheiten
beim Betätigen
vermittels der Aktuatoren ermittelt, und wobei die elektronische
Steuereinheit in der Folge den ermittelten aktuellen Zustellweg
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten mit einem in dem Speicher
gespeicherten vorbestimmten Zustellweg vergleicht und aus dem Vergleichsergebnis
einen Verschleißzustand
der Bremsbeläge
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten unter Berücksichtigung
des vorbestimmten Zustellwegs und des ermittelten aktuellen Zustellwegs
ermittelt. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbremsanlage
sieht vor, dass die elektronische Steuereinheit den Verschleißzustand
der Bremsbeläge
der zweiten Gruppe von Radbremseinheiten unter Berücksichtigung
des ermittelten Verschleißzustands
der Bremsbeläge
der ersten Gruppe von Radbremseinheiten und eines Verschleißfaktors ermittelt.
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Gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage
ist diese mit einem Mittel zur Erfassung der Bremskraftverteilung
an den Bremsbelägen
von erster und zweiter Gruppe der Radbremseinheiten ausgebildet,
wobei die Bremssteuereinheit den Verschleißfaktor unter Berücksichtigung
der erfassten Bremskraftverteilung anpasst.
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Ferner
kann die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbremsanlage
ein Mittel zur Erfassung der Radlastverteilung oder der Achslastverteilung
bezüglich
der ersten und zweiten Gruppe der Radbremseinheiten vorsehen, wobei
die Bremssteuereinheit den Verschleißfaktor unter Berücksichtigung
der erfassten Radlastverteilung oder der Achslastverteilung anpasst.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage ist
ein Warnsignal-Ausgabemittel vorgesehen, das bei Überschreiten
eines vorbestimmten Verschleißgrenzwerts
ein optisches oder akustisches Warnsignal an einen Fahrer ausgibt,
wenn der für
die Bremsbeläge
der ersten und zweiten Gruppe der Radbremseinheiten jeweils ermittelte
aktuelle Verschleiß einen
vorbestimmten Verschleißgrenzwert übersteigt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert.
Diese stellen dar:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten hydraulisch und elektromechanisch
betätigbaren
Bremseinheit mit neuen Reibbelägen
im Längsschnitt.
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2 eine
schematische Darstellung der ersten hydraulisch und elektromechanisch
betätigbaren
Bremseinheit mit verschlissenen Reibbelägen im Längsschnitt.
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3 ein
Flussdiagramm, in dem der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ermittlung des Verschleißzustandes
der Bremsbeläge
der einzelnen Bremseinheiten gezeigt ist.
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1 zeigt
schematisch eine Bremseinheit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbremsanlage,
die als in üblicher
Weise hydraulisch und elektromechanisch betätigbare Kraftfahrzeug-Scheibenbremse
ausgebildet ist. Die Bremseinheit ist in einem Längsschnitt gezeigt und umfasst
einen im wesentlichen U-förmigen
Bremssattel 10 sowie eine an dem Bremssattel 10 angeordnete
elektromechanische Betätigungsein heit 12.
In dem Bremssattel 10 sind an dessen beiden Schenkeln 10', 10'' zwei (in nicht weiter veranschaulichten
Führungen
aufgenommene) Reibbeläge 14, 14' angeordnet.
Die beiden Reibbeläge 14, 14' sind zu beiden
Seiten einer durch den Bremssattel 10 übergriffenen Bremsscheibe 16 angeordnet
und wirken mit jeweils einer Seitenfläche 16', 16'' der
Bremsscheibe 16 zusammen, die drehfest mit einem lediglich
teilweise gezeigten Achsstummel 18 des Kraftfahrzeuges
verbunden ist. Die Reibbeläge 14, 14' sind im Bremssattel 10 auf
die Bremsscheibe 16 hin bzw. von ihr weg verschiebbar angeordnet.
Dabei handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform um eine Schwimmsattelanordnung,
bei der einer der Reibbeläge 14 durch
die Betätigungseinheit 12 direkt
und der andere Bremsbelag 14' durch
die Wirkung einer vom Bremssattel 10 aufgebrachten Reaktionskraft
mit der Bremsscheibe 16 in Reibungseingriff bringbar ist.
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In
einer Betriebsbremssituation ist der Bremsbelag 14 in an
sich bekannter Weise rein hydraulisch verlagerbar. Zur Aktivierung
der Feststellbremse wird der Bremsbelag 14 jedoch elektromechanisch
verlagert. Die elektromechanische Betätigungseinheit 12 hierfür ist seitlich
an dem Bremssattel 10 angesetzt und weist einen Elektromotor 20 auf, der
in der gezeigten Ausführungsform
ein Innenläufermotor
mit einem am Gehäuse
fest angeordneten Stator 22 und einem darin umlaufenden
Rotor 24 ist. Im Inneren des Rotors 24 ist eine
Innenverzahnung 26 angeordnet, die eine Drehung des Rotors 24 auf einen
Kranz 28 mit einer Außenverzahnung übertragen
kann, der drehfest aber axial verschiebbar auf einem Bremskolben 30 angeordnet
ist, welcher durch den Elektromotor 20 hindurch bis zu
dem Bremsbelag 14 ragt. Dieses nach Art einer Mutter/Spindelanordung
arbeitende Getriebe 26, 28 hat eine relativ hohe
Untersetzung und dient dazu, die Drehbewegung des Elektromotors 20 in
eine Längsbewegung des
Bremskolbens 30 umzusetzen.
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Der
Elektromotor 20 ist über
entsprechende Leitungen mit einer mit einer Rechnereinheit CPU und
einem Speicher M ausgestatteten, elektronischen Steuereinheit ECU
für die
Erzeugung der Ansteuersignale des Elektromotors 20 verbunden.
Aus im Kraftfahrzeug vorhandenen Sensoren S1...Sn werden für Betriebszustände des
Kraftfahrzeuges repräsentative
Signale an die elektronische Steuereinheit ECU geschickt. Diese
sind beispielsweise die Achslastverteilung, Radschlupf an einzelnen
Rädern, Bremskraftverteilung
etc. In dem Elektromotor 20 ist ebenfalls ein Sensor 32 vorhanden,
der die Schritte des Elektomotors 20 anhand von Stromimpulsen
erfasst und ein entsprechendes Signal an die elektronische Steuereinheit
ECU übermittelt.
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Ein
Signal F, das die Klemmkraft wiedergibt, wird durch einen zwischen
dem Bremskolben 30 und dem Bremsbelag 14 angeordneten
Kraftsensor 36 erzeugt und an die elektronische Steuereinheit
ECU geleitet. In der elektronischen Steuereinheit ECU kann aus den
von dem Kraftsensor 36 übermittelten Signalen
eine Klemmkraft/Zeit-Kennlinie
(F/t-Kennlinie) und daraus ein Klemmkraftgradient dF/dt ermittelt
werden. Da die elektronische Steuereinheit ECU den Ansteuerstrom
für den
Elektromotor 20 liefert, ist es darüber hinaus ohne weiteres möglich, in
der elektronischen Steuereinheit ECU den funktionellen Zusammenhang
zwischen der von der Fahrzeugbremse ausgeübten Klemmkraft F und dem dafür eingesetzten
Strom bzw. der ausgeführten
Motorschritte des Elektromotors 20 innerhalb eines Bremszyklus (Zustellen
der Bremsbeläge 14, 14' an der Bremsscheibe 16 und
anschließendes
Freistellen der Bremsbeläge 14, 14' von der Bremsscheibe 16)
zu bestimmen.
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Das
Bremslüftspiel
Lneu bei einer in der 1 gezeigten, mit neuen unversehrten
Bremsbelägen 14, 14' ausgestatteten
Bremsenanordnung ergibt sich aus der Summe der Abstände Lneu' zwischen dem ersten
Bremsbelag 14 und der Seitenfläche 16' Bremsscheibe 16 und Lneu'' zwischen dem zweiten Bremsbelag 14' und der Seitenfläche 16'' Bremsscheibe 16. Wie
in der 2 zu sehen ist, vergrößert sich das Bremslüftspiel
infolge des Bremsbelagverschleißes
bei einer mit alten, verschlissenen Bremsbelägen 14, 14' ausgestatteten
Bremse auf einen Wert Lalt, der sich wiederum aus der Summe der Abstände Lalt' zwischen dem ersten
Bremsbelag 14 und der Seitenfläche 16' Bremsscheibe 16 und Lalt'' zwischen dem zweiten Bremsbelag 14' und der Seitenfläche 16'' Bremsscheibe 16 ergibt.
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Mit
Bezug auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm
wird im Folgenden der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung
des Bremsbelagverschleißes
für eine
Bremseinheit beschrieben. Dabei ist festzuhalten, dass der Bremsbelagverschleiß an der
in 1 und 2 gezeigten Bremseinheit verhältnismäßig einfach über den
elektromechanischen Aktuator bestimmt werden kann. Durch die Erfindung
ist es nunmehr auch möglich, dass
der Bremsbelagverschleiß an
den nicht gezeigten ohne elektromechanischen Aktuator ausgebildeten
Radbremseinheiten ohne zusätzlichen
gerätetechnischen
Aufwand unmittelbar aus dem tatsächlich
erfassbaren Bremsbelagverschleiß der
mit Aktuator ausgeführten
Bremseinheiten ermittelt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird in einem ersten Schritt S1 gestartet. Beispielsweise wird das
erfindungsgemäße Verfahren
in regelmäßigen Zeitintervallen
während
eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs durchgeführt, so zum Beispiel nach jedem Start,
bei jeder Betätigung
der Feststellbremse oder jeweils beim Abstellen eines Fahrzeugs.
In einem Schritt S2 wird das Bremslüftspiel Lneu für den Fall unversehrter
Bremsbeläge
ermittelt. Dieses ermittelte Bremslüftspiel Lneu wird sodann gemäß Schritt
S3 in dem Speicher M dauerhaft gespeichert, und zwar solange, bis
verschlissene Bremsbeläge
durch neue Bremsbeläge
ersetzt werden. Die Schritte S2 und S3 werden nur dann ausgeführt, wenn
die Bremsbeläge fabrikneu
sind.
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Im
Normalbetrieb des Fahrzeugs werden regelmäßig die Schritte S1 und S4
bis S10 unter Auslassung der Schritte S2 und S3 ausgeführt. In
Schritt S4 wird eine Bremseinheit mit elektromechanischem Aktuator
betätigt,
beispielsweise im Rahmen einer Aktivierung der Feststellbremse.
Dabei wird gemäß Schritt
S5 der jeweilige Zustellweg ermittelt. Dies bedeutet, dass der über den
Aktuator zurückgelegte Weg
erfasst oder mathematisch ermittelt wird, bis sich der Bremsbelag
aus einer Ausgangsstellung in eine vorbestimmte Anlagestellung an
die Bremsscheibe angelegt hat. In Schritt S6 wird der so ermittelte
Zustellweg mit dem in dem Speicher gespeicherten Bremslüftspiel
Lneu verglichen. Ergibt sich zwischen dem Zustellweg und dem Bremslüftspiel Lneu
eine Differenz, so wird aus dieser in Schritt S7 der aktuelle Verschleißzustand
der betreffenden mit elektromechanischem Aktuator ausgeführten Bremseinheit
ermittelt.
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In
Schritt S8 wird der Verschleißfaktor
zu dieser Bremseinheit ausgelesen. Dieser berücksichtigt beispielsweise,
dass die Bremskraftverteilung bei einer Normalbremsung vorsieht,
dass etwa 70% der Bremskraft an den Vorderrädern anliegen und etwa 30%
an den Hinterrädern.
Neben dem vorstehend angesprochenen Normalbremsfall sind jedoch
auch hiervon abweichende Bremssituationen bekannt, die bei der Bestimmung
des Verschleißfaktors
berücksichtigt
werden. So berücksichtigt
der Verschleißfaktor
für die
einzelnen Radbremseinheiten für
einen Bremsfall unter Einschaltung einer Traktionskontrolle beispielsweise
eine Bremskraftverteilung von etwa 80% der aktuell aufgebrachten
Bremskraft an den Vorderrädern
und etwa 20% der aktuell aufgebrachten Bremskraft an den Hinterrädern. Ferner
berücksichtigt
der Verschleißfaktor
für die
einzelnen Radbremseinheiten für
einen Bremsfall unter Einschaltung einer elektronischen Bremskraftverteilungsfunktionalität eine individuelle
Bremskraftverteilung für jede
einzelne Radbremseinheit, beispielsweise von etwa 60% der aktuell
aufgebrachten Bremskraft an den Vorderrädern und etwa 40% der aktuell
aufgebrachten Bremskraft an den Hinterrädern.
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Die
für die
vorstehend genannten Fälle
angegebenen prozentualen Werte der Bremskraftverteilung sind als
Orientierungswerte anzusehen und können in der Praxis variieren.
Insbesondere in dem letztgenannten Fall der individuellen Bremskraftverteilung
können
an den einzelnen Bremsbelägen
der Bremseinheiten stark voneinander abweichende Bremskräfte und
entsprechend unterschiedlicher Verschleiß auftreten. Die unterschiedlichen
Belastungen an den einzelnen Bremseinheiten führen dazu, dass sich die Verschleißfaktoren
für jede
Bremseinheit deutlich unterscheiden können.
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In
Schritt S9 wird dann unter Berücksichtigung
des jeweiligen Verschleißfaktors
der tatsächliche
Verschleißzustand
einer derjenigen Bremseinheiten ermittelt, die ohne elektromechanischen
Aktuator ausgebildet sind, und bei denen daher keine unmittelbare
Verschleißerfassung
erfolgen kann.
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In
Schritt S10 werden sodann die für
die elektromechanisch betätigbaren
Bremseinheiten erfassten und für
die nicht elektromechanisch betätigbaren
Bremseinheiten daraus ermittelten Verschleißzustände gespeichert. Diese können zur
Dokumentation ausgewertet werden.
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Erfindungsgemäß lässt sich
also anhand des tatsächlich
erfassbaren Verschleißzustands
der mit elektromechanischem Aktuator ausgeführten Bremseinheiten und anhand
eines jeweils individuellen Verschleißfaktors für jede Bremseinheit unter Berücksichtigung
der besonderen Gegebenheiten und des Verschleißes an der jeweiligen Bremseinheit
zuverlässig
und mit hinreichender Genauigkeit der tatsächliche Verschleißzustand
dieser ohne elektromechanischen Aktuator ausgeführten Bremseinheiten ermitteln.
Dadurch kann gewährleistet
werden, dass der Fahrer zu jedem Zeitpunkt einen genauen Überblick über die
Verschleißzustände der
Bremseinheiten bekommt und gegebenenfalls bei Überschreiten eines maximalen
Verschleißzustands
auf die Einleitung erforderlicher Wartungsmaßnahmen hingewiesen wird.