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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine korrespondierende Anordnung zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Überwachung eines Bremsbelags von der Karosserie her über die Achse ein entsprechendes Kabel zur jeweiligen Radbremseinheit zu führen. Das Kabel wird über einen Belagverschleißsensor weiter als Leiterschleife durch den Belag geführt. Durch das Verschleißen der Bremsbelagmasse wird die Leiterschleife angeschliffen, bzw. durchtrennt, und so ein Warnsignal ausgelöst. Dieses Warnsignal wird in der Regel über ein als Warnlampe ausgeführtes optisches Anzeigeelement ausgegeben und signalisiert einen bevorstehenden Bremsbelagwechsel. Als nachteilig kann bei einer solchen Ausführung der erforderliche Verkabelungsaufwand von der Achse oder der Radbremseinheit zum Bremsbelag angesehen werden. Außerdem ist es erforderlich den Belagverschleißsensor bzw. die Leiterschleife in den Bremsbelag einzubringen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 050 216 A1 ist eine Anordnung zur Bremsbelagverschleißanzeige bei einem Kraftfahrzeug bekannt. Die beschriebene Anordnung umfasst mindestens zwei Bremsbelagverschleißsensoren, wobei zumindest zwei der Bremsbelagverschleißsensoren in unterschiedlichen Tiefen innerhalb verschiedener Bremsbeläge angebracht sind. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Bremsbelagstärken bis zum Ansprechen der beiden Bremsbelagverschleißsensoren.
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Die gattungsbildende
DE 196 37 394 C2 zeigt eine Einrichtung zur Überwachung der Bremsbelagdicke einer Fahrzeugbremse mit einem Bremszylinder und einem über den wenigstens einen Bremsbelag auf eine Bremsscheibe einwirkenden Bremskolben, mit einem mit dem Bremskolben fest verbundenen Magneten und mit einem auf dem Bremszylinder oder auf dem Bremssattel angeordneten Sensor, wobei die Magnetisierungsrichtung des Magneten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bremskolbens verläuft. Der als GMR-Sensor ausgebildete Sensor und der Magnet sind relativ zueinander so angeordnet, dass die durch die Messschicht des Sensors verlaufende Magnetisierungsrichtung der Feldlinien des Magneten gleichgerichtet ist zur Bezugsrichtung des GMR-Sensors in der Anfangsstellung des Bremskolbens mit neuen Bremsbelägen und entgegengesetzt gerichtet ist in der Endstellung mit abgeriebenen Bremsbelägen, oder umgekehrt.
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Als Nachteil ist hierbei zu nennen, dass auf dem Bremsbelag zusätzlich noch ein Magnet angeordnet werden muss, was dessen Bauraumbedarf erhöht und die Kosten steigert. Zusätzlich muss in den Bremssattel ein Sensor eingebracht werden, was wiederum zu den bereits genannten negativen Effekten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug anzugeben, welche kostengünstig eine genauere Vorhersage des Bremsbelagverschleißes und einen reduzierten Verkabelungsaufwand ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Anordnung zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug erzeugt ein magnetisches und/oder elektrisches Feld, in welchem mindestens ein zu überwachender Bremsbelag angeordnet ist, wobei sich verändernde Eigenschaften des erzeugten magnetischen und/oder elektrischen Feldes fortlaufend erfasst und zur Ermittlung von mindestens einer Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags ausgewertet werden. In anderen Worten ausgedrückt, der Bremsbelag selbst stellt mit seiner leitenden Belagverschleißmasse eine spezifische elektrische Größe dar, welche die Eigenschaften des sie umgebenden magnetischen und/oder elektrischen Feldes beeinflusst. In vorteilhafter Weise sind im Bremsbelag selbst keine weiteren Komponenten wie Anschlussleitungen, Transponder bzw. Verschleißsensoren erforderlich, so dass der Verkabelungsaufwand und der Aufbau des Bremsbelags im Vergleich zum Stand der Technik deutlich vereinfacht werden kann. Durch Ausführungsformen der Erfindung wird die verschleißende Bremsbelagmasse bzw. die verbleibende Bremsbelagdicke kontinuierlich erkannt, so dass der Bremsbelagverschleiß genauer bestimmt werden kann und die gewonnenen Informationen zur Ermittlung der Laufleistung weiterverarbeitet werden können. Zudem kann die voraussichtliche Lebensdauer und ein möglicher Werkstattaufenthalt vorausberechnet werden.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aus den erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes Referenzgrößen ermittelt und gespeichert, wobei zur Ermittlung der mindestens einen Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags aktuell erfasste Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes mit den gespeicherten Referenzgrößen verglichen werden. Die Referenzgrößen können beispielsweise während der Fahrzeugherstellung bei der Bandendeüberprüfung ermittelt und gespeichert werden. Zusätzlich können die Referenzgrößen jeweils nach einem Austausch der Bremsbeläge neu ermittelt und abgespeichert werden. Das Vergleichsergebnis kann mit mindestens einem Sollwert verglichen werden, welcher beispielsweise durch Auswerten von mindestens einer gespeicherten materialabhängigen Kennlinie des zu überwachenden Bremsbelags bestimmt wird. Die mindestens eine gespeicherte Kennlinie stellt beispielsweise Informationen über die feldbeeinflussenden Eigenschaften der mindestens einen Verschleißgröße des mindestens einen Bremsbelags zur Verfügung.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ermittelten Verschleißgrößen von verschiedenen zu überwachenden Bremsbelägen mit einander verglichen, um das Bremsverhalten des Fahrzeugs so zu beeinflussen, dass die Verschleißgrößen der verschiedenen zu überwachenden Bremsbeläge des Fahrzeugs an einander angepasst werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Verschleißharmonisierung der Vorderachsbremsbeläge und der Hinterachsbremsbeläge erzielt werden, so dass alle Bremsbeläge bei einem Werkstattaufenthalt gleichzeitig ersetzt werden können.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Warnmeldung ausgegeben, wenn die mindestens eine Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht und/oder unterschreitet. Die mindestens eine Verschleißgröße repräsentiert beispielsweise eine aktuelle Belagdicke und/oder eine aktuelle Belagmasse des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags. Des Weiteren kann aus der mindestens einen Verschleißgröße eine voraussichtliche Lebensdauer des korrespondierenden Bremsbelags ermittelt werden.
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Eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug umfasst mindestens einen Feldgenerator, welcher ein magnetisches und/oder elektrisches Feld erzeugt, in welchem mindestens ein zu überwachender Bremsbelag angeordnet ist. Hierbei erfasst mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit fortlaufend sich verändernde Eigenschaften des von dem mindestens einen Feldgenerator erzeugten magnetischen und/oder elektrischen Feldes und wertet diese zur Ermittlung von mindestens einer Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags aus.
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In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ermittelt die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aus den erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes Referenzgrößen, die in einer Speichereinheit gespeichert werden. Zur Ermittlung der mindestens einen Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags vergleicht die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit die aktuell erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes mit den gespeicherten Referenzgrößen. Zudem vergleicht die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit das Vergleichsergebnis mit mindestens einem Sollwert, welcher durch Auswerten von mindestens einer gespeicherten materialabhängigen Kennlinie des zu überwachenden Bremsbelags bestimmbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung vergleicht die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit die ermittelten Verschleißgrößen von verschiedenen zu überwachenden Bremsbelägen mit einander, um das Bremsverhalten des Fahrzeugs so zu beeinflussen, dass die Verschleißgrößen der verschiedenen zu überwachenden Bremsbeläge des Fahrzeugs an einander angepasst werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung gibt die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit über eine optische Anzeigeeinheit eine Warnmeldung aus, wenn die mindestens eine Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht und/oder unterschreitet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug, und
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2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug 1 eine Auswerte- und Steuereinheit 50 mit einer Speichereinheit 52 und eine optische Anzeigeeinheit 60 zur Ausgabe einer Warnmeldung. Zudem ist in jeder Radbremseinheit 10, 20, 30, 40 ein Feldgenerator 14, 24, 34, 44 angeordnet, der ein magnetisches und/oder elektrisches Feld erzeugt, in welchem mindestens ein zu überwachender Bremsbelag 12, 22, 32, 42 der korrespondierenden Radbremseinheit 10, 20, 30, 40 angeordnet ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 50 erfasst fortlaufend sich verändernde Eigenschaften der von den Feldgeneratoren 14, 24, 34, 44 in den korrespondierenden Radbremseinheiten 10, 20, 30, 40 erzeugten magnetischen und/oder elektrischen Felder und wertet diese zur Ermittlung von mindestens einer Verschleißgröße der zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 aus. In der Speichereinheit 52 sind Referenzgrößen gespeichert, welche die Auswerte- und Steuereinheit 50 bei der Fahrzeugherstellung während der Bandendeüberprüfung sowie nach jedem Tausch der Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 aus den erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes ermittelt. Während des Fahrzeugbetriebs vergleicht die Auswerte- und Steuereinheit 50 zur Ermittlung der mindestens einen Verschleißgröße der zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 die aktuell erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes mit den gespeicherten Referenzgrößen. Die mindestens eine Verschleißgröße repräsentiert beispielsweise eine Belagdicke und/oder eine Belagmasse der zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit 50 aus der mindestens einen Verschleißgröße eine voraussichtliche Lebensdauer des korrespondierenden Bremsbelags 12, 22, 32, 42 ermitteln.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bremsbelagüberwachung für ein Fahrzeug 1 beschrieben.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, wird in einem Schritt S10 ein magnetisches und/oder elektrisches Feld erzeugt, in welchem mindestens ein zu überwachender Bremsbelag 12, 22, 32, 42 angeordnet ist. In einem Schritt S20 wird abgefragt, ob bereits gespeicherte Referenzgrößen vorhanden sind. Ergibt die Überprüfung im Schritt S20, dass keine Referenzgrößen gespeichert sind, dann werden im Schritt S30 aus den aktuell erfassten Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes Referenzgrößen ermittelt und gespeichert. Ergibt die Überprüfung im Schritt S20, dass Referenzgrößen gespeichert sind, dann wird das Verfahren mit einem Schritt S40 fortgesetzt. Im Schritt S40 werden während des Fahrbetriebs fortlaufend sich verändernde Eigenschaften des erzeugten magnetischen und/oder elektrischen Feldes erfasst und zur Ermittlung von mindestens einer Verschleißgröße des mindestens einen zu überwachenden Bremsbelags 12, 22, 32, 42 ausgewertet. Zur Ermittlung der mindestens einen Verschleißgröße der zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 werden in einem Schritt S50 aktuell erfasste Eigenschaften des magnetischen und/oder elektrischen Feldes mit den gespeicherten Referenzgrößen verglichen. In einem Schritt S60 wird das Vergleichsergebnis mit mindestens einem Sollwert verglichen, welcher durch Auswerten von mindestens einer gespeicherten materialabhängigen Kennlinie der zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 bestimmt wird. Die mindestens eine gespeicherte Kennlinie stellt beispielsweise Informationen über die feldbeeinflussenden Eigenschaften der mindestens einen Verschleißgröße der Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 zur Verfügung. Ergibt der Vergleich im Schritt S60, dass kein vorgegebener Sollwert erreicht wurde, dann springt das Verfahren zurück zum Schritt S40 und die Schritte S40 und S50 werden wiederholt. Ergibt der Vergleich im Schritt S60, dass mindestens ein vorgegebener Sollwert erreicht oder unterschritten wurde, dann werden im Schritt S50 die mit dem erreichten Sollwert korrespondierenden Maßnahmen durchgeführt. So kann im Schritt S50 beispielsweise eine Warnmeldung ausgegeben werden, wenn die mindestens eine Verschleißgröße von mindestens einem zu überwachenden Bremsbelags 12, 22, 32, 42 im Schritt S60 einen vorgegebenen ersten Schwellwert erreicht und/oder unterschreitet.
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Zudem können während des Verfahren die ermittelten Verschleißgrößen von verschiedenen zu überwachenden Bremsbelägen 12, 22, 32, 42 in einem nicht dargestellten Schritt mit einander verglichen werden, um das Bremsverhalten des Fahrzeugs 1 so zu beeinflussen, dass die Verschleißgrößen der verschiedenen zu überwachenden Bremsbeläge 12, 22, 32, 42 des Fahrzeugs 1 an einander angepasst werden, so dass sie nahezu gleichzeitig ihre Verschleißgrenze erreichen und gemeinsam ausgetauscht werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Radbremseinheit
- 12
- Bremsbelag
- 14
- Feldgenerator
- 20
- Radbremseinheit
- 22
- Bremsbelag
- 24
- Feldgenerator
- 30
- Radbremseinheit
- 32
- Bremsbelag
- 34
- Feldgenerator
- 40
- Radbremseinheit
- 42
- Bremsbelag
- 44
- Feldgenerator
- 50
- Auswerte- und Steuereinheit
- 52
- Speichereinheit
- 60
- Anzeigeeinheit