DE102017002148A1

DE102017002148A1 - Verfahren und System zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017002148A1
Application number: DE102017002148.1A
Authority: DE
Inventors: Lars Mellberg
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: SE1650350A1; DE102017002148B4; SE542200C2

Abstract

Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: i) Bestimmen einer Startdicke d1 der Bremsscheibe und erster Fahrdaten a1 mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt t1; ii) Bestimmen einer zweiten Dicke d2 der Bremsscheibe und zweiter Fahrdaten a2 an einem zweiten Zeitpunkt t2; iii) Bestimmen der Restlebensdauer der Bremsscheibe auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt t1 und am zweiten Zeitpunkt t2 bestimmt wurden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, das einen Computerprogrammcode umfasst, ein Computerprogrammprodukt und ein System zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs.
STAND DER TECHNIK
Bremssysteme in Fahrzeugen umfassen allgemein ein Scheibenbremssystem, das Bremsbeläge und Bremsscheiben aufweist, die mit Rädern des Fahrzeugs rotieren. Wenn durch ein Betätigungsorgan wie z. B. ein Bremspedal eine Bremskraft ausgeübt wird, werden die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe gepresst, und die Drehung der Räder wird durch die Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe gebremst.
Bremsscheiben bestehen aus einem Material oder umfassen ein Material, das härter oder reibungsfester als das Material der Bremsbeläge ist, und daher verschleißen die Bremsbeläge früher als die Bremsscheibe. Doch auch die Bremsscheiben werden durch die Reibung beeinflusst, und daher hat die Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe zur Folge, dass auch die Dicke der Bremsscheibe abnimmt. Um eine ordnungsgemäße Funktion der Bremsscheibe zu gewährleisten, müssen die Bremsbeläge und/oder Bremsscheiben durch neue ersetzt werden, bevor die Dicke der Bremsbeläge und/oder Bremsscheiben einen bestimmten Grenzwert unterschreitet.
Aufgrund der Materialeigenschaften haben Bremsscheiben allgemein eine längere Lebensdauer als Bremsbeläge. Bisher war bekannt, dass der Verschleiß der Bremsbeläge zum Beispiel mithilfe eines Verschiebungssensors gemessen werden kann, der die Verschiebung einer Betätigungsanordnung misst, die dazu konfiguriert ist, einen der Bremsbeläge gegen die Scheibe zu pressen. Aus dieser Verschiebungsmessung kann die Dicke der Bremsbeläge gewonnen werden. Wenn die Dicke der Bremsbeläge einen bestimmten Grenzwert erreicht hat, wird der Fahrer zum Beispiel angewiesen, das Fahrzeug in eine Werkstatt zu bringen, wo Komponenten der Scheibenbremse ausgetauscht werden. Wenn die Bremsbeläge ausgetauscht werden, werden zugleich auch die Bremsscheiben vom Wartungspersonal kontrolliert, und die Bremsscheiben werden bei Bedarf ausgetauscht. In vielen Fällen werden die Bremsscheiben jedoch vorsichtshalber zu früh ausgetauscht. In vielen Fällen wäre es möglich, ohne die Gefahr einer Fehlfunktion mit dem Austausch der Scheiben bis zum nächsten Wartungstermin zu warten. Da es schwer war, die Restlebensdauer der Bremsscheiben vorherzusagen, wurden Bremsscheiben unnötig oft ausgetauscht, um das Risiko eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion zu minimieren. Dies erhöht die Kosten, und daher wäre es wünschenswert, die Lebensdauer von Bremsscheiben genauer vorhersagen zu können und dadurch eine umweltfreundlichere und wirtschaftlichere Wartung des Bremssystems eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
Im Stand der Technik hat es Versuche gegeben, den Verschleiß in Bremssystemen zu überwachen. US5848672 zum Beispiel beschreibt ein Verschleißmesssystem für Bremsbeläge. Das System stellt fest, dass das Bremssystem mit neuen Bremsbelägen ausgestattet wurde, und generiert einen neuen Bezugswert für Verschleißmessungen der Bremsbeläge, der die reduzierte Bremsscheibendicke berücksichtigt.
Die Wartungsprozedur zum Austausch der Bremsbeläge und eventuell auch der Bremsscheibe, und der Zeitverlust, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, sind kostenaufwändig. Auch die Komponenten der Scheibenbremse sind teuer. Deshalb besteht ein Bedarf, die Nutzung der Bremskomponenten zu maximieren und auch die Wartungskosten der Fahrzeuge zu minimieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der oben genannten Probleme bei aktuellen Bremsüberwachungssystemen besteht noch ein Bedarf, Bremssysteme zu verbessern. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines einfachen und genauen Verfahrens, das die Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs ermöglicht. Eine Aufgabe ist ferner die Bereitstellung eines Verfahrens, das den unnötigen oder vorzeitigen Austausch einer Bremsscheibe vermeidet. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist zudem, die Gefahr eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion im Bremssystem des Fahrzeugs zu minimieren. Eine Aufgabe ist außerdem, die Kosten und die Umweltbelastung, die durch aktuelle Bremssysteme eines Fahrzeugs verursacht werden, zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe ist die Verbesserung aktueller Scheibenbremsüberwachungssysteme.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs erreicht, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

i) Bestimmen einer Startdicke d₁ der Bremsscheibe und erster Fahrdaten a₁ mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt t₁;
ii) Bestimmen einer zweiten Dicke d₂ der Bremsscheibe und zweiter Fahrdaten a₂ an einem zweiten Zeitpunkt t₂;
iii) Bestimmen der Restlebensdauer der Bremsscheibe auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden.

Durch Bestimmen der Beziehung der Differenz der Dicke der Bremsscheibe und der Fahrdaten an zwei spezifischen Zeitpunkten ist es möglich, eine genaue Vorhersage der Restlebensdauer der Bremsscheibe zu machen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Verschleiß zu bewerten, der im spezifischen Fahrzeug während einer bestimmten Zeitperiode aufgetreten ist, wodurch es möglich ist, den angenommen künftigen Verschleiß zu berechnen und zu bestimmen und somit die Restlebensdauer der Bremsscheibe vorherzusagen. Auf diese Weise ist es möglich, den Nutzungsgrad der Bremsscheiben zu maximieren, da die Bremsscheiben nicht zu früh ausgetauscht werden. Dies ermöglicht es, die Kosten der Bremssysteme zu minimieren und die Umweltbelastung zu reduzieren.
Der Schritt iii) des Bestimmens der Restlebensdauer kann in einer Steuereinheit des Fahrzeugs durchgeführt werden. Auf diese Weise ist es einfach, die Fahrdaten des Fahrzeugs zu nutzen und dadurch eine Vorhersage zu erhalten, in welcher Daten für das spezifische Fahrzeug berücksichtigt werden.
Die Fahrdaten können mindestens eines von einer Entfernung, einer Fahrzeit, einer Anzahl von Beschleunigungen, einer Anzahl von Bremsungen und einer Durchschnittsgeschwindigkeit umfassen. Auch Parameter wie die Anfangsgeschwindigkeit beim Einleiten eines Bremsvorgangs und die Abbremsung bei jedem Bremsvorgang können als Teil der Fahrdaten betrachtet werden. Die Fahrdaten können auch eine Kombination aus zwei oder mehr Fahrdaten sein. Unter „Bremsung” ist ein Bremsvorgang zu verstehen, d. h., wenn das Bremssystem des Fahrzeugs zum Beispiel durch Betätigen des Bremspedals aktiviert wird. Einer Variante der Erfindung gemäß können bei der Vorhersage der Restlebensdauer der Bremsscheibe andere quantitative Daten wie z. B. Umweltdaten berücksichtigt werden, d. h., die Art der Fahrbahn, die Partikelkonzentration in der Umgebungsluft, Geländehöhen oder topografische Daten, die Temperatur usw. Auf diese Weise kann die Genauigkeit des Verfahrens zusätzlich erhöht werden.
Die Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die zwischen dem ersten Zeitpunkt t₁ und dem zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden, ist einer Variante der Erfindung gemäß linear. Die lineare Beziehung wird auf geeignete Weise als lineare mathematische Formel ausgedrückt, wodurch es möglich ist, die Restlebensdauer der Bremsscheibe auf einfache Weise zu bestimmen. Die lineare Beziehung kann mit einem Koeffizienten multipliziert werden, und konstante Werte können in der linearen mathematischen Formel addiert werden.
Die Lebensdauer kann als verbleibende Entfernung dargestellt werden. Unter „verbleibende Entfernung” ist die Entfernung zu verstehen, welche das Fahrzeug zurücklegen kann, bevor die Bremsscheibe ausgetauscht werden muss. Durch Verwenden der verbleibenden Entfernung als Darstellung der Lebensdauer wird ein Wert benutzt, der für den Benutzer des Fahrzeugs leicht nachvollziehbar ist und dem Fahrer daher die Planung und eventuelle Koordinierung der Wartung des Fahrzeugs erleichtert. Auch die verbleibende Entfernung ist leicht zu berechnen und im Steuersystem des Fahrzeugs zu verwenden, wodurch ein einfaches System konfiguriert werden kann.
Einer anderen Variante gemäß kann die Lebensdauer als verbleibende Fahrzeit dargestellt werden. Es ist auch möglich, sowohl die verbleibende Entfernung als auch die verbleibende Fahrzeit ergänzend zueinander oder als Alternativen zu verwenden.
Die Lebensdauer kann als verbleibende Fahrzeit dargestellt werden, die das Fahrzeug fahren kann, bevor die Bremsscheibe ausgetauscht werden muss. Auch die verbleibende Fahrzeit ist ein Wert, der leicht im Steuersystem des Fahrzeugs zu verwenden ist und für den Benutzer des Fahrzeugs leicht nachvollziehbar ist, und dem Fahrer daher die Planung und eventuelle Koordinierung der Wartung des Fahrzeugs erleichtert.
Das Verfahren umfasst außerdem bevorzugt den folgenden Schritt:

iv) Speichern der Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt und am zweiten Zeitpunkt bestimmt wurden, und der bestimmten Restlebensdauer in einer Speichereinheit einer Verarbeitungseinheit in einer Steuereinheit des Fahrzeugs.

Durch Speichern der bestimmten Restlebensdauer der Bremsscheibe können Vergleiche zwischen verschiedenen bestimmten Werten angestellt werden, und die Restlebensdauer kann aktualisiert werden, wenn neue Bestimmungen durchgeführt werden. Zudem werden die gespeicherten Daten einer Variante gemäß verwendet, wenn eine Vorhersage für eine neue Bremsscheibe durchgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, ohne neue Messungen eine Restlebensdauer für eine Bremsscheibe eines Typs vorherzusagen, der zuvor im Fahrzeug verwendet wurde.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung gemäß kann das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfassen:

v) Vergleichen der Ist-Fahrdaten mit der bestimmten Restlebensdauer und Erzeugen eines Fehlercodes, wenn die Ist-Fahrdaten der bestimmten Restlebensdauer entsprechen oder diese übersteigen.

Auf diese Weise kann der Fahrer des Fahrzeugs gewarnt werden, wenn die Lebensdauer der Bremsscheibe überschritten oder erreicht wurde und die Bremsscheibe daher ersetzt werden muss. Es ist auch möglich, in der Steuereinheit des Fahrzeugs einen Fehlercode zu speichern. Auf diese Weise wird der Fehlercode bei der Wartung des Fahrzeugs vom Wartungspersonal erkannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs, das Mittel zum Bestimmen der vorhergesagten Restlebensdauer einer Bremsscheibe umfasst, wie in den Ansprüchen dargelegt. Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Scheibenbremssystem für ein Fahrzeug, umfassend eine Bremsscheibe, einen ersten und einen zweiten Bremsbelag, die auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, einen Bremsbelagträger zum Tragen der Bremsbeläge, einen Bremssattel und eine Betätigungsanordnung, um den ersten Bremsbelag gegen die Bremsscheibe zu pressen und eine Bewegung des Bremssattels zu bewirken, durch welchen der zweite Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gepresst wird. Außerdem umfasst das Bremssystem Mittel oder ist dazu angeordnet, mit Mitteln verbunden zu sein, um Folgendes zu bestimmen: eine Startdicke d₁ der Bremsscheibe und erste Fahrdaten a₁ mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt t₁, und eine zweite Dicke d₂ der Bremsscheibe und zweite Fahrdaten a₂ mindestens einer Art an einem zweiten Zeitpunkt t₂. Unter „verbunden mit” ist in diesem Zusammenhang eine physische drahtgebundene Verbindung oder eine drahtlose Verbindung zu verstehen. Alternativ dazu oder zusätzlich ist es auch möglich, Messdaten aus einem Messgerät manuell in das System einzugeben. Das System umfasst außerdem eine Steuereinheit, die Mittel zum Bestimmen oder Empfangen von Daten bezüglich der Restlebensdauer der Bremsscheibe auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden.
Die Dicke d der Bremsscheibe wird bevorzugt mithilfe einer ersten Sensoreinheit bestimmt, die angeordnet ist, um einen Hubweg der Betätigungsanordnung zum Anlegen des ersten Bremsbelags gegen die Bremsscheibe zu bestimmen. Durch Verwenden der Sensoreinheit wird die Genauigkeit der Messung verbessert, während es möglich ist, die erste Sensoreinheit mit der Steuereinheit zu verbinden. Dadurch ist es möglich, die Messdaten auf einfache Weise in der Steuereinheit zu verwenden.
Ferner kann das System Mittel zum übertragen der bestimmten Restlebensdauer zur Steuereinheit umfassen, die eine Verarbeitungseinheit umfasst und Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt und am zweiten Zeitpunkt bestimmt wurden, und der bestimmten Restlebensdauer in einer Speichereinheit der Verarbeitungseinheit speichert.
Ferner kann das System Mittel zum Vergleichen der Ist-Fahrdaten mit der bestimmten Restlebensdauer und Erzeugen eines Fehlercodes umfassen, wenn die Ist-Fahrdaten der bestimmten Restlebensdauer entsprechen oder diese übersteigen.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einem Scheibenbremssystem, wie oben definiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm, umfassend einen Programmcode, der den Computer veranlasst, das Verfahren wie oben definiert auszuführen, wenn der Programmcode in einem Computer ausgeführt wird. Ferner wird der vorliegenden Erfindung gemäß ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, umfassend ein Datenspeichermedium, das computerlesbar ist, wobei der Computerprogrammcode eines Computerprogramms wie oben beschrieben auf dem Datenspeichermedium gespeichert wird.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs, das ein Scheibenbremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
2 zeigt einen Anschlussplan für ein Scheibenbremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt Operationen einer Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie bereits erläutert, werden die Bremsscheiben einer Scheibenbremse in Fahrzeugen heute unabhängig vom Verschleißgrad der Bremsscheibe in regelmäßigen Abständen ausgetauscht, z. B. bei jedem zweiten Austausch der Bremsbeläge. Dies kann bedeuten, dass eine Bremsscheibe ausgetauscht wird, die nicht ganz abgenutzt ist.
Komponenten auszutauschen, bevor sie vollständig abgenutzt sind, ist aufgrund der Kosten der Komponenten, jedoch auch aufgrund der zum Austausch der Komponenten erforderlichen Zeit und des Zeitverlusts während des Stillstands des Fahrzeugs kostenaufwändig. Alternativ dazu werden die Bremsscheiben kontrolliert, wenn die Bremsbeläge ausgetauscht werden, und bei Bedarf ausgetauscht. Dies ist eine zeitraubende Prozedur, die kostenaufwändig ist. Daher besteht ein Bedarf nach einem Verfahren und einem System, die den Verschleiß der Bremsscheibe überwachen und die Planung der Wartung des Fahrzeugs unterstützen, indem sie die Restlebensdauer der Bremsscheibe vorhersagen können. Darüber hinaus wird in bestehenden Bremsscheibenüberwachungssystemen der Verschleiß der Bremsscheiben oft mit dem Verschleiß der Bremsbeläge verwechselt, da der Verschleiß der Bremsscheibe beim Austausch der Bremsbeläge nicht berücksichtigt wird. Dies führt zu einem unnötigen Austausch der Bremsbeläge, die nicht vollständig abgenutzt sind, wenn sie ersetzt werden, und verursacht erhöhte Kosten, sowohl was die Komponenten der Bremse als auch was die Wartungszeit anbetrifft.
Das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung reduzieren die Gefahr eines unnötigen Austauschs von Bremsscheiben oder Bremsbelägen und erhöhen die Genauigkeit heutiger Überwachungssysteme. Dem vorliegenden Verfahren gemäß wird der Verschleiß der Bremsscheibe überwacht. Im Verfahren werden anfangs eine Startdicke d₁ der Bremsscheibe sowie erste Fahrdaten a₁ mindestens einer Art an einem ersten Zeitpunkt t₁ als Startdaten definiert, wobei der erste Zeitpunkt t₁ ein Zeitpunkt sein kann, an dem das Bremssystem neue, unbenutzte Bremsbeläge und Bremsscheiben enthält. Die Startdicke d₁ kann mit einem Messgerät manuell gemessen werden oder kann unter Verwendung eines Sensorelements im Bremssystem bestimmt werden. Einer Variante gemäß ist die Dicke d₁ der neuen unbenutzten Bremsscheibe und der Bremsbeläge am ersten Zeitpunkt t₁ bekannt. An diesem ersten Zeitpunkt t₁ führt ein Sensorelement, das angeordnet ist, um die Dicke der Bremsscheibe zu bestimmen, eine Messung durch, um einen Startpunkt zu erhalten, der in künftigen Messungen der Dicke der Bremsscheibe als Bezugswert dient. Die Startdicke d₁, die ersten Fahrdaten a₁ und der Bezugswert werden der Steuereinheit des Fahrzeugs auf geeignete Weise übermittelt. Um eine genaue Vorhersage machen zu können, werden an einem zweiten Zeitpunkt t₂ eine zweite Dicke d₂ der Bremsscheibe und zweite Fahrdaten a₂ bestimmt. Einer Variante gemäß ist der zweite Zeitpunkt t₂, wenn die Bremsbeläge neu und unbenutzt sind, die Bremsscheibe aber benutzt wurde, wie zum Beispiel, wenn die Bremsbeläge in einer Werkstatt ausgetauscht werden. An diesem zweiten Zeitpunkt t₂ kann das Sensorelement eine zweite Dicke d₂ der Bremsscheibe bestimmen, indem es eine Messung durchführt, und den Wert mit dem Bezugswert vergleichen, der am Zeitpunkt t₁ empfangen wurde. Die zweite Dicke d₂ kann mithilfe einer ersten Sensoreinheit gemessen werden, die angeordnet ist, um den ersten Bremsbelag gegen die Bremsscheibe zu pressen, wie weiter unten ausführlicher beschrieben. Es ist möglich, andere geeignete Mittel zu verwenden, und es ist auch möglich, die Messung manuell durchzuführen. Schließlich wird die Restlebensdauer der Bremsscheibe auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden, bestimmt oder berechnet.
Das Verfahren und das System werden nun Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 ist, das ein Scheibenbremssystem B gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
2 zeigt eine Draufsicht eines partiell ausgeschnittenen Scheibenbremssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist eine Draufsicht eines rechten Scheibenbremssystems eines Fahrzeugs.
Das Scheibenbremssystem B umfasst eine Bremsscheibe 10, die dazu konfiguriert ist, an eine Radachse (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs befestigt zu werden. Die Bremsscheibe 10 ist dazu konfiguriert, sich mit dem Rad des Fahrzeugs um eine Achse X zu drehen. Das Scheibenbremssystem B umfasst einen ersten Bremsbelag 22 und einen zweiten Bremsbelag 24, und der erste und der zweite Bremsbelag 22, 24 sind auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe 10 angeordnet. Der erste und der zweite Bremsbelag 22, 24 sind dazu konfiguriert, gegen die Bremsscheibe 10 gepresst zu werden, wenn ein Bremsvorgang des Fahrzeugs eingeleitet wird. Das Scheibenbremssystem B umfasst einen Bremsbelagträger 30 zum Tragen der Bremsbeläge.
Das Scheibenbremssystem B umfasst einen Bremssattel 40. Die Scheibe 10 wird vom Bremssattel 40 überspannt. Der Bremssattel 40 ist dadurch beweglich angeordnet und dazu konfiguriert, den zweiten Bremsbelag 24 beim Bremsen des Fahrzeugs gegen die Scheibe 10 zu pressen.
Das Scheibenbremssystem B umfasst eine Betätigungsanordnung 50, um den ersten Bremsbelag 22 gegen die Scheibe 10 zu pressen und eine Bewegung des Bremssattels 40 zu bewirken, wodurch der zweite Bremsbelag 24 gegen die Scheibe 10 gepresst wird.
Die Betätigungsanordnung 50 ist mit dem Bremssystem des Fahrzeugs derart wirkverbunden, dass die Betätigungsanordnung den ersten Bremsbelag 22 gegen die Scheibe 10 presst und bewirkt, dass der Bremssattel 40 den zweiten Bremsbelag 24 gegen die Scheibe 10 presst, wenn der Fahrer zum Beispiel das Bremspedal niederdrückt, um das Fahrzeug durch einen Bremsvorgang zu bremsen.
Das Scheibenbremssystem B ist bevorzugt mit einer Sensoreinheit 110 versehen. Die Sensoreinheit 110 ist angeordnet, um den Hubweg oder die Verstellung der Betätigungsanordnung 50 zum Anlegen des ersten Bremsbelags 22 gegen die Scheibe 10 zu bestimmen. Die Sensoreinheit 110 ist angeordnet, um die Position der Betätigungsanordnung 50 während eines Hubs zum Anlegen des ersten Bremsbelags 22 gegen die Scheibe 10 zu bestimmen. Die Sensoreinheit 110 kann jede geeignete Sensoreinheit sein. Die Sensoreinheit 110 ist eine elektrische Einheit, zum Beispiel ein Potentiometer, ein magnetischer Sensor, ein optischer Sensor oder ein Ultraschallsensor.
Die Sensoreinheit 110 ist wirkverbunden, d. h., direkt verbunden oder über ein weiteres Gerät oder Steuergerät indirekt verbunden, um über eine Verbindung 110a Signale an einen Kommunikationsbus 105 wie z. B. einen CAN-Bus zu senden, und bevorzugt kommuniziert der CAN-Bus 105 mit einer Steuereinheit 100 des Fahrzeugs. Die Steuereinheit 100 umfasst Mittel, um die Messsignale von der Sensoreinheit 110 zu empfangen, die Daten über den Hubweg der Betätigungsanordnung 50 und/oder die Position des Betätigungsanordnung 50 darstellen. Die Dicke der Bremsscheibe 10 wird bevorzugt anhand der Messdaten über den Hubweg der Betätigungsanordnung bestimmt, wie weiter unten ausführlicher beschrieben. Alternativ dazu kann die Dicke zum Beispiel durch manuelle Messungen definiert werden.
Die Sensoreinheit 110 steht also mit der elektronischen Steuereinheit 100 in Wirkverbindung und ist dazu konfiguriert, Signale zu senden, die Messdaten darstellen. Das Scheibenbremssystem B kann einer Variante gemäß zusätzlich zum oder anstelle des Sensors 110 mit einer zweiten Sensoreinheit (nicht dargestellt) versehen sein, die angeordnet ist, um den Hubweg des Bremssattels 40 zum Anlegen des zweiten Bremsbelags 24 gegen die Scheibe 10 zu bestimmen. Die zweite Sensoreinheit kann der Sensoreinheit 110 entsprechen.
Das Scheibenbremssystem B kann auch mit einer Fahrdateneinheit 120 versehen sein. Die Einheit 120 ist angeordnet, um Information bezüglich der Fahrdaten des Fahrzeugs und Umweltdaten wie z. B. die Partikelzahl in der Luft, das Fahrbahnmaterial, topografische Daten usw. zu sammeln. Alternativ dazu können die Fahrdaten über den Kommunikationsbus von anderen Steuereinheiten des Fahrzeugs erhalten werden. Die Fahrdaten a sind mindestens eines von einer Entfernung, einer Fahrzeit, einer Anzahl von Beschleunigungen, einer Anzahl von Bremsungen und einer Durchschnittsgeschwindigkeit. Auch die Anfangsgeschwindigkeit beim Einleiten eines Bremsvorgangs und die Abbremsung bei jedem Bremsvorgang können als Fahrdaten verwendet werden. Die Einheit 120 ist mit dem Kommunikationsbus 105 wie z. B. einem CAN-Bus wirkverbunden, der mit der Steuereinheit 100 des Fahrzeugs kommuniziert. Die Steuereinheit 100 umfasst Mittel, um von der Fahrdateneinheit 120 Signale zu empfangen, die Fahrdaten a und z. B. Umweltdaten darstellen.
Die elektronische Steuereinheit 100 kann daher dazu konfiguriert sein, diese Hubwegdaten/Positionsdaten zur Bestimmung der Dicke d₁, d₂ der Bremsscheibe an zwei verschiedenen Zeitpunkten t₁ und t₂ zu verarbeiten, um die Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 vorherzusagen. Einer Variante gemäß wird die Dicke d₁ bestimmt, wenn beide Bremsbeläge 22, 24 und die Bremsscheibe 10 neu sind und die Dicke der Bremsbeläge 22, 24 und der Bremsscheibe 10 bekannt ist. Die Dicke d₁ ist bekannt, und daher werden die Hubwegdaten/Positionsdaten verwendet, um einen Bezugswert zu erhalten. Die Dicke d₂ wird dann an einem Zeitpunkt t₂ bestimmt, wenn die Scheibe 10 benutzt worden ist, und weist daher im Vergleich zu dem Zeitpunkt, als sie neu war und die Bremsbeläge 22, 24 durch neue mit bekannter Dicke ausgetauscht wurden, eine reduzierte Dicke auf. Daher ist es möglich, den Bezugswert der Hubwegdaten/Positionsdaten am ersten Zeitpunkt t₁, an dem die Bremsbeläge 22, 24 und die Scheibe 10 neu waren, mit dem zweiten Zeitpunkt t₂ zu vergleichen, an dem die Bremsbeläge 22, 24 neu sind, die Scheibe 10 aber benutzt wurde. Die Differenz in der Dicke der Bremsscheibe wird anhand der Differenz in den Hubwegdaten/Positionsdaten bestimmt, die vom ersten Sensor 110 erhalten wurden.
3 zeigt einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe 10 im Scheibenbremssystem B eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

i) Bestimmen einer Startdicke d₁ der Bremsscheibe 10 und erster Fahrdaten a₁ mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt t₁;
ii) Bestimmen einer zweiten Dicke d₂ der Bremsscheibe 10 und zweiter Fahrdaten a₂ an einem zweiten Zeitpunkt t₂;
iii) Bestimmen der Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe 10, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden.

Das Verfahren kann außerdem den folgenden Schritt umfassen:

iv) Speichern der Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe (10), die am ersten Zeitpunkt (t₁) und am zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurden, und der Restlebensdauer in einer Speichereinheit einer Verarbeitungseinheit in einer Steuereinheit 100 des Fahrzeugs.

Das Verfahren kann außerdem den folgenden Schritt umfassen:

4 stellt auf schematische Weise die Arbeitsweise der Steuereinheit 100 dar, wenn ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe 10 in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Es wird auch auf 2 Bezug genommen, die ein Scheibenbremssystem B gemäß der Erfindung zeigt. Das Scheibenbremssystem kann jedoch jedes geeignete Scheibenbremssystem sein und kann sich von dem, das Bezug nehmend auf 2 beschrieben wird, unterscheiden. Wie in 2 dargestellt, umfasst das Scheibenbremssystem eine elektronische Steuereinheit 100.
Auf 4 Bezug nehmend, ist zu sehen, dass das System I die Sensoreinheit 110 umfasst, um den Hubweg der Betätigungsanordnung zum Anlegen des ersten Bremsbelags 22 gegen die Bremsscheibe 10 zu bestimmen. Die Sensoreinheit 110 kann jeden Sensor umfassen, der zur Bestimmung dieses Hubwegs geeignet ist. Die Sensoreinheit 110 ist eine elektrische Sensoreinheit, die einer Variante gemäß eine Potentiometereinheit umfasst, jedoch alternativ dazu oder zusätzlich eine Sonareinheit und/oder eine Lasereinheit oder eine optische Einheit umfassen kann. Die Sensoreinheit 110 umfasst auch Mittel, um Sensordaten direkt oder indirekt von der Sensoreinheit 110 zur Steuereinheit 100 zu übertragen.
Das System I umfasst außerdem Mittel 120, um Fahrdaten vom Fahrzeug zu sammeln, und Mittel, um Fahrdaten des Fahrzeugs zur Steuereinheit 100 zu übertragen. Die Fahrdaten können zum Beispiel mindestens eines von einer Entfernung, einer Fahrzeit, einer Anzahl von Beschleunigungen und einer Anzahl von Bremsungen, d. h. Bremsvorgängen durch Betätigen des Scheibenbremssystems sein. Auch Parameter wie die Anfangsgeschwindigkeit beim Einleiten eines Bremsvorgangs und die Abbremsung bei jedem Bremsvorgang können als Teil der Fahrdaten betrachtet werden. Das Mittel 120 umfasst auch Mittel zum Sammeln von Umweltdaten und Mittel zum Übertragen von Umweltdaten zur Steuereinheit 100.
Das System I umfasst außerdem Mittel 130 zum Bestimmen der Startdicke d₁ der Bremsscheibe 10 an einem ersten Zeitpunkt t₁ und einer zweiten Dicke d₂ der Bremsscheibe 10 an einem zweiten Zeitpunkt t₂ auf der Basis der am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmten Hubwege oder Verschiebungen der Betätigungsanordnung 50. Alternativ dazu ist die Startdicke d₁ der Bremsscheibe 10 bekannt, und der Hubweg oder die Verstellung der Betätigungsanordnung 50, der oder die am ersten Zeitpunkt t₁ bestimmt wurde, wird als Bezugswert benutzt, um die Dicke der Bremsscheibe 10 am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmen zu können. Das Mittel 130 bestimmt auch erste Fahrdaten a₁ an einem ersten Zeitpunkt t₁ und zweite Fahrdaten a₂ an einem zweiten Zeitpunkt t₂. Das Mittel 130 kann angeordnet sein, um Berechnungen zur Bestimmung der vorausgesagten Restlebensdauer einer Bremsscheibe durchzuführen.
Die Berechnung der Restlebensdauer basiert auf der Beziehung zwischen der Differenz in Fahrdaten αa und der Differenz in der Dicke Δd der Bremsscheibe 10, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden.
Dies kann einer Variante gemäß anhand der folgenden Gleichung erfolgen: Δa / Δd*(d_limit – Δd) = Restlebensdauer wobei Δa = a₁ – a₂ Δd = d₁ – d₂.
d_limit stellt die Grenze der Dicke der Bremsscheibe 10 dar, die verschlissen sein darf, bevor ein Fehlercode oder ein Warnsignal erzeugt wird.
Die vorhergesagte Restlebensdauer einer Bremsscheibe 10 kann als eine Entfernung, eine Fahrzeit, eine Anzahl von Beschleunigungen, eine Anzahl von Bremsungen usw. angegeben werden.
Das Mittel 130 bestimmt einer Variante gemäß einen Koeffizienten c auf der Basis von Umweltdaten. Die vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe kann dann der folgenden Gleichung gemäß berechnet werden: Δa / Δd*(d_limit – Δd)*, c = Restlebensdauer
Das Mittel 130 kann geeignete Mittel zum Durchführen von Berechnungen und zum Verarbeiten von Information über die Dicke der Bremsscheibe 10, die Fahrdaten und die Umweltdaten umfassen, wie z. B. eine Servereinheit, einen Computer, eine elektronische Steuereinheit, eine Schaltung zur digitalen Signalverarbeitung (digitaler Signalprozessor, DSP) oder eine Schaltung mit einer vorbestimmten spezifischen Funktion (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ASIC) oder dergleichen. Das Mittel 130 ist gemäß einer Ausführungsform in der elektronischen Steuereinheit 100 enthalten oder umfasst diese.
Das System I kann auch Mittel 140 zur Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 umfassen. Das Mittel 140 zur Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 umfasst einer Ausführungsform gemäß visuelle Mittel 142 zur optischen Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer z. B. durch eine Lampe, deren Farbe verschiedene Zeitabstände der vorhergesagten Restlebensdauer angeben kann, eine Blitzleuchte, einen angezeigten Text oder dergleichen. Dieses visuelle Mittel umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Anzeigeeinheit zur Anzeige von Information über die vorhergesagte Restlebensdauer. Die Anzeigeeinheit kann jede geeignete Anzeigeeinheit sein, wie z. B. eine Anzeigeeinheit, die in der Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Mittel 140 zur Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 umfasst einer Variante gemäß akustische Mittel 144 zur hörbaren Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 z. B. durch ein Alarmsignal, eine Sprachmeldung oder dergleichen. Die Anzeige kann einer Variante gemäß in Form eines Fehlercodes erfolgen.
Das System I kann auch Mittel 150 umfassen, um zu bestimmen, ob eine vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 unter einem bestimmten ersten Schwellenwert liegt, z. B. 200.000 km oder 4000 Std. Das Mittel 150, um zu bestimmen, ob eine vorhergesagte Restlebensdauer unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, kann jedes Mittel sein, das geeignet ist, Information über die vorhergesagte Restlebensdauer zu verarbeiten und sie mit einem Schwellenwert zu vergleichen, der ein vorbestimmter Schwellenwert sein kann. Das Mittel 150 kann eine Steuereinheit, ein Computer, eine elektronische Steuereinheit oder dergleichen sein. Das Mittel 150, um zu bestimmen, ob eine vorhergesagte Restlebensdauer unter einem bestimmten ersten Schwellenwert liegt, ist einer Variante gemäß in der elektronischen Steuereinheit 100 eingeschlossen oder schließt diese ein. Das Mittel 150, um zu bestimmen, ob eine vorhergesagte Restlebensdauer unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, ist einer Variante gemäß dazu konfiguriert, zu bestimmen, ob eine vorhergesagte Restlebensdauer unter einem oder mehreren Schwellenwert(en) liegt, z. B. einem bestimmten ersten Schwellenwert, einem bestimmten zweiten Schwellenwert, der unter dem ersten Schwellenwert liegt, einem bestimmten dritten Schwellenwert, der unter dem zweiten Schwellenwert liegt, usw.
Das System I umfasst bevorzugt auch eine Speichereinheit 160, in welcher Zwischen- oder Endergebnisse der Messungen und/oder Berechnungen gespeichert werden. Dadurch können die Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe 10, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden, und der bestimmten Restlebensdauer der Bremsscheibe in der Steuereinheit 160 gespeichert werden. Anhand der Daten, d. h. der Verschleißdaten der Bremsscheibe, die in dieser Speichereinheit 160 gespeichert sind, kann auf der Basis früherer Bestimmungen, die an vorherigen Bremsscheiben durchgeführt wurden, eine Vorhersage der Restlebensdauer einer neuen Bremsscheibe 10 bestimmt werden, selbst wenn an der neuen Bremsscheibe 10 noch keine Messungen durchgeführt wurden oder werden sollen. Dadurch ist es möglich, die historischen Daten bezüglich des Verschleißes einer Bremsscheibe während eines spezifischen Zeitintervalls bei der Bestimmung der Restlebensdauer neuer Bremsscheiben zu verwenden.
Die elektronische Steuereinheit 100 ist mit einem Kommunikationsbus 105 wie z. B. einem CAN-Bus (Controller Area Network-Bus), einem MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport) oder einer anderen Buskonfiguration oder drahtlosen Verbindung wirkverbunden.
Die erste Sensoreinheit 110 zur Bestimmung des Hubwegs der Betätigungsanordnung zum Anlegen des ersten Bremsbelags gegen die Bremsscheibe ist über eine Verbindung 110a mit dem Kommunikationsbus 105 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 100 umfasst Mittel, um das Messsignal von der ersten Sensoreinheit 110 zu empfangen.
Die elektronische Steuereinheit 100 ist mit einem Kommunikationsbus 105 wie z. B. einem CAN-Bus wirkverbunden. Die erste Einheit 120 zur Übertragung der Fahrdaten (a) und Umweltdaten ist mit dem Kommunikationsbus 105 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 100 umfasst Mittel, um Signale zur Einheit 120 zu senden und von dieser zu empfangen.
Das Mittel 140 zur Anzeige der vorhergesagten Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 ist über eine Verbindung 140a mit dem Kommunikationsbus 105 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 100 ist angeordnet, um über den Bus 105 ein Signal an das Mittel 140 zu senden, das Daten für die vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 darstellt.
Die elektronische Steuereinheit 100 ist über den Bus 105 und die Verbindung 150a mit dem Mittel 150 zum Bestimmen, ob die vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, wirkverbunden. Die elektronische Steuereinheit 100 ist angeordnet, um über den Bus 105 und die Verbindung 150a ein Signal an das Mittel 150 zu senden, das Daten für die vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 darstellt.
Die elektronische Steuereinheit 100 ist über den Bus 105 und die Verbindung 160a mit der Speichereinheit 160 wirkverbunden. Die elektronische Steuereinheit 100 ist angeordnet, um über den Bus 105 und die Verbindung 160a Signale zu senden und zu empfangen, die Daten für die vorhergesagte Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 darstellen.
Alternativ dazu sind die Einheiten 110, 120, 130, 140, 150 und 160 über eine drahtlose Verbindung mit der Steuereinheit 100 verbunden.
Allgemein kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgelegt sein, um in einer geeigneten Steuereinheit im Fahrzeug durchgeführt zu werden, wie z. B. in der oben beschriebenen Steuereinheit 100. Die Steuereinheit ist dazu geeignet, Messsignale bezüglich der Dicke der Bremsscheibe zu empfangen, wenn die Dicke am ersten Zeitpunkt bekannt ist, oder wenn Messungen am zweiten Zeitpunkt durchgeführt werden.
Allgemein ist die Steuereinheit mit einem CAN verbunden, der einen oder mehrere Kommunikationsbusse umfasst, um eine Anzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) oder Steuergeräten und verschiedene Komponenten des Fahrzeugs miteinander zu verbinden. Die Steuereinheit kann dazu angeordnet sein, Signale von mehreren Sensoren im Fahrzeug zu empfangen und das Fahrzeug dementsprechend zu steuern. Ferner kann die Steuerung des Fahrzeugs durch programmierte Anweisungen erfolgen. Diese programmierten Anweisungen umfassen typischerweise ein Computerprogramm, das bewirkt, dass der Computer die gewünschte Aktion durchführt, wie z. B. die oben beschriebenen Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung, wenn der Programmcode in einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt, umfassend ein Datenspeichermedium, das computerlesbar ist, wobei der Computerprogrammcode eines wie oben beschriebenen Computerprogramms auf dem Datenspeichermedium gespeichert ist. Das Computerprogramm ist typischerweise Teil eines Computerprogrammprodukts. Das Computerprogrammprodukt umfasst ein geeignetes Speichermedium, wobei das Computerprogramm auf diesem Speichermedium gespeichert ist. Das digitale Speichermedium kann z. B. der folgenden Gruppe angehören: ROM (Nur-Lese-Speicher), PROM (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROM (löschbarer PROM), Flash-Speicher, EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), Festplattenlaufwerk usw., und kann in oder in Verbindung mit der Steuereinheit 100 vorgesehen sein, wobei das Computerprogramm durch die Steuereinheit 100 ausgeführt wird. Durch Ändern der Computerprogramm-Anweisungen kann das Fahrzeugverhalten daher an eine spezifische Situation angepasst werden.
Auf 5 Bezug nehmend, wird eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 500 gezeigt. Die Steuereinheit 100, die bezugnehmend auf 2 beschrieben wurde, kann einer Ausführungsform gemäß die Vorrichtung 500 umfassen. Die Vorrichtung 500 umfasst einen nicht flüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungsgerät 510 und einen Lese-Schreib-Speicher 550. Der nicht flüchtige Speicher 520 weist einen ersten Speicherbereich 530 auf, in welchem ein Computerprogramm wie z. B. ein Betriebssystem zum Steuern der Funktion der Vorrichtung 500 gespeichert ist. Ferner umfasst die Vorrichtung 500 einen Bus-Controller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Einheit zur Eingabe- und Übertragung von Uhrzeit/Datum, einen Ereigniszähler und einen Interruptsteuerschaltkreis (nicht gezeigt). Der nicht flüchtige Speicher 520 weist auch einen zweiten Speicherbereich 540 auf.
Ein Computerprogramm P ist vorgesehen, das Routinen zur Vorhersage der Lebensbauer einer Bremsscheibe 10 in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs umfasst, wie oben Bezug nehmend auf auf 2 beschrieben. Das Programm P umfasst Routinen, um die Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe 10 zu bestimmen, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurden. Die Dicke am ersten Zeitpunkt kann bekannt sein. Ein Bezugswert kann am ersten Zeitpunkt unter Verwendung einer ersten Sensoreinheit 110 bestimmt werden. Die Dicke der Bremsscheibe am zweiten Zeitpunkt kann unter Verwendung der ersten Sensoreinheit 110 und des Bezugswerts bestimmt werden. Das Programm P umfasst Routinen, um die Ist-Fahrdaten mit der bestimmten Restlebensdauer zu vergleichen. Das Programm P umfasst Routinen, um einen Fehlercode zu erzeugen, wenn die Ist-Fahrdaten der bestimmten Restlebensdauer entsprechend oder diese übersteigen. Das Programm P umfasst Routinen, um die Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe 10, die am ersten Zeitpunkt t₁ und am zweiten Zeitpunkt t₂ bestimmt wurde, und die vorhergesagte Restlebensdauer mit mindestens einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, der zum Beispiel vom Betreiber oder einem Wartungspersonal des Fahrzeugs eingestellt wurde. Das Programm P umfasst Routinen, um einen Code zu erzeugen, der angibt, ob die vorhergesagte Restlebensdauer den Schwellenwert übersteigt oder nicht.
Das Computerprogramm P kann auf ausführbare Weise oder in einem komprimierten Zustand in einem separaten Speicher 560 und/oder im Lese-Schreib-Speicher 550 gespeichert sein.
Wenn angegeben ist, dass das Datenverarbeitungsgerät 510 eine bestimmte Funktion durchführt, versteht es sich, dass das Datenverarbeitungsgerät 510 einen bestimmten Teil des Programms durchführt, der im separaten Speicher 560 gespeichert ist, oder einen bestimmten Teil des Programms, der im Lese-Schreib-Speicher 550 gespeichert ist.
Das Datenverarbeitungsgerät 510 kann über einen Datenbus 515 mit einem Datenkommunikationsanschluss 599 kommunizieren. Der nicht flüchtige Speicher 520 ist für die Kommunikation mit dem Datenverarbeitungsgerät 510 über einen Datenbus 512 ausgelegt. Der separate Speicher 560 ist für die Kommunikation mit dem Datenverarbeitungsgerät 510 über einen Datenbus 511 ausgelegt. Der Lese-Schreib-Speicher 550 ist für die Kommunikation mit dem Datenverarbeitungsgerät 510 über einen Datenbus 514 ausgelegt. Am Datenkommunikationsanschluss 599 können z. B. die Verbindungen angeschlossen sein, die mit der Steuereinheit 100 verbunden sind.
Wenn am Datenanschluss 599 Daten empfangen werden, werden sie im zweiten Speicherbereich 540 temporär gespeichert. Wenn die empfangenen Eingabedaten temporär gespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungsgerät 510 eingerichtet, um die Ausführung des Codes auf eine oben beschriebene Weise durchzuführen. Die am Datenanschluss 599 empfangenen Signale können von der Vorrichtung 500 durch Bestimmen der Dicke an zwei verschiedenen Zeitpunkten t₁, t₂ mithilfe einer ersten Sensoreinheit 110 und durch Bestimmen der Fahrdaten a an zwei verschiedenen Zeitpunkten t₁, t₂ zur Bestimmung der Restlebensdauer der Bremsscheibe 10 verwendet werden. Die am Datenanschluss 599 empfangenen Signale können von der Vorrichtung 500 verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Differenz in der vorhergesagten Restlebensdauer und den Ist-Fahrdaten vorliegt. Die am Datenanschluss 599 empfangenen Signale können von der Vorrichtung 500 verwendet werden, um eine Fehlfunktion des Scheibenbremssystems anzuzeigen, wenn die Ist-Fahrdaten die bestimmte Restlebensdauer übersteigen. Die am Datenanschluss 599 empfangenen Signale können von der Vorrichtung 500 verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Differenz in der bestimmten Restlebensdauer und den Ist-Fahrdaten unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Die am Datenanschluss 599 empfangenen Signale können von der Vorrichtung 500 verwendet werden, um Maßnahmen zu ergreifen, wenn der Unterschied unter dem bestimmten Schwellenwert liegt.
Teile der hier beschriebenen Verfahren können durch die Vorrichtung 500 durchgeführt werden, indem das Datenverarbeitungsgerät 510 das im separaten Speicher 560 oder im Lese-Schreib-Speicher 550 gespeicherte Programm ausführt. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden Teile der hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
Die obige Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Es ist nicht beabsichtigt, umfassend zu sein oder die Erfindung auf die spezifischen offenbarten Ausführungsformen zu begrenzen. Es versteht sich, dass dem Fachmann verschiedene Modifikation und Varianten einfallen werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen am besten zu beschreiben, um dadurch anderen Fachleuten das Verständnis der Erfindung für vielen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu ermöglichen, die für den in Betracht gezogenen Gebrauch geeignet sind. Die Komponenten und Merkmale, die oben spezifiziert wurden, können im Rahmen der Erfindung zwischen verschiedenen spezifizierten Ausführungsformen kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5848672 [0005]

Claims

Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe (10) in einem Scheibenbremssystem (B) eines Fahrzeugs (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: wenn die Bremsbeläge neu sind, i) Bestimmen einer Startdicke (d₁) der Bremsscheibe (10) und erster Fahrdaten (a₁) mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt (t₁); ii) Bestimmen einer zweiten Dicke (d₂) der Bremsscheibe (10) und zweiter Fahrdaten (a₂) an einem zweiten Zeitpunkt (t₂); wobei die zweiten Fahrdaten (a₂) den ersten Fahrdaten (a₁) an einem späteren Zeitpunkt entsprechen; iii) Bestimmen, durch eine Steuereinheit, der Restlebensdauer der Bremsscheibe (10) auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe (10), die am ersten Zeitpunkt (t₁) und am zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrdaten (a) mindestens eines von einer Entfernung, einer Fahrzeit, einer Anzahl der Beschleunigungen, einer Anzahl der Bremsungen und einer Durchschnittsgeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten (a) und der Differenz in der Dicke (d) der Bremsscheibe (10), die zwischen dem ersten Zeitpunkt (t₁) und dem zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurde, linear ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die vorhergesagte Restlebensdauer als verbleibende Entfernung angegeben wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorhergesagte Restlebensdauer als verbleibende Fahrzeit angegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfasst: iv) Speichern der Daten bezüglich der Differenz in den Fahrdaten und der Differenz in der Dicke der Bremsscheibe (10), die am ersten Zeitpunkt (t₁) und am zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurden, und der Restlebensdauer in einer Speichereinheit (160) einer Verarbeitungseinheit in einer Steuereinheit (100) des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die gespeicherten Daten bei der Vorhersage für eine neue Bremsscheibe verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfasst: v) Vergleichen der Ist-Fahrdaten (a) mit der bestimmten Restlebensdauer und Erzeugen eines Fehlercodes, wenn die Ist-Fahrdaten (a) der bestimmten Restlebensdauer entsprechen oder diese übersteigen.
Scheibenbremssystem (B) eines Fahrzeugs, umfassend eine Bremsscheibe, einen ersten und einen zweiten Bremsbelag (22, 24), die auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe (10) angeordnet sind, einen Bremsbelagträger (30) zum Tragen der Bremsbeläge (22, 24), einen Bremssattel (40) und eine Betätigungsanordnung (50), um den ersten Bremsbelag (22) gegen die Bremsscheibe (10) zu pressen und eine Bewegung des Bremssattels (40) zu bewirken, wodurch der zweite Bremsbelag (24) gegen die Bremsscheibe (10) gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das System Mittel umfasst oder dazu angeordnet ist, mit Mitteln verbunden zu sein, um Folgendes zu bestimmen, wenn die Bremsbeläge neu sind: eine Startdicke (d₁) der Bremsscheibe (10) und erste Fahrdaten (a₁) mindestens einer Art als Startdaten an einem ersten Zeitpunkt (t₁), und eine zweite Dicke (d₂) der Bremsscheibe (10) und zweite Fahrdaten (a₂) an einem zweiten Zeitpunkt (t₂), wobei die zweiten Fahrdaten (a₂) den ersten Fahrdaten (a₁) an einem späteren Zeitpunkt entsprechen; wobei das System (B) außerdem eine Steuereinheit (100) mit Mitteln umfasst, um auf der Basis der Beziehung zwischen der Differenz in den Fahrdaten (a) und der Differenz in der Dicke (d) der Bremsscheibe, die am ersten Zeitpunkt (t₁) und am zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurden, Daten bezüglich der Restlebensdauer der Bremsscheibe (10) zu empfangen oder zu bestimmen.
Scheibenbremssystem (B) eines Fahrzeugs nach Anspruch 9, wobei die Dicke (d) der Bremsscheibe (10) durch eine erste Sensoreinheit (110) bestimmt wird, die angeordnet ist, um einen Hubweg der Betätigungsanordnung (50) zum Anlegen des ersten Bremsbelags (22) gegen die Bremsscheibe (10) zu bestimmen.
Scheibenbremssystem (B) eines Fahrzeugs nach Anspruch 9 oder 10, wobei das System (B) außerdem Mittel (500) umfasst, um die bestimmte Restlebensdauer zur Steuereinheit (100) zu übertragen, die eine Verarbeitungseinheit (520) umfasst, und die Differenz in der Dicke der Bremsscheibe (10), die am ersten Zeitpunkt (t₁) und am zweiten Zeitpunkt (t₂) bestimmt wurde, und die bestimmte Lebensdauer in einer Speichereinheit (521) der Verarbeitungseinheit (520) zu speichern.
Scheibenbremssystem (B) eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das System (B) außerdem Mittel umfasst, um die Ist-Fahrdaten (a) mit der bestimmten Restlebensdauer zu vergleichen und einen Fehlercode zu erzeugen, wenn die Ist-Fahrdaten der bestimmten Restlebensdauer entsprechen oder diese übersteigen.
Fahrzeug, umfassend das System nach einem der Ansprüche 9 bis 12
Computerprogramm, umfassend einen Programmcode, der den Computer veranlasst, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen, wenn der Programmcode in einem Computer ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein computerlesbares Datenspeichermedium, wobei der Computerprogrammcode eines Computerprogramms nach Anspruch 14 auf dem Datenspeichermedium (160) gespeichert wird.