DE102021002486A1

DE102021002486A1 - Bremsanlage für ein Fahrzeug und Verschleißbestimmung von Bremsbelägen

Info

Publication number: DE102021002486A1
Application number: DE102021002486.9A
Authority: DE
Inventors: Manuel Arnold; Moritz Bolav
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2021-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Fahrzeug mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse, umfassend einen Bremskörper (1), zumindest einen hydraulisch betätigbaren Bremskolben (6) und zumindest einen mit dem Bremskolben (6) gekoppelten und von diesem gegen eine Bremsfläche (A1, A2) des Bremskörpers (1) pressbaren Bremsbelag (3, 4). Erfindungsgemäß umfasst die Bremsanlage eine Rückstellvorrichtung (5) zur Rückstellung des Bremskolbens (6) auf eine Nullstellung und ein Bremssteuergerät. Das Bremssteuergerät ist ausgebildet, die Rückstellvorrichtung (5) zu betätigen, anschließend den Bremskolben (6) ausgehend von der Nullstellung zu bewegen, bis der Bremsbelag (3, 4) an der Bremsfläche (A1, A2) anliegt, ein zur Bewegung des Bremskolbens (6) ausgehend von der Nullstellung bis zur Anlage an der Bremsfläche (A1, A2) erforderliches Volumen an Bremsflüssigkeit und/oder einen Betrieb einer Fördereinheit zu ermitteln und anhand des ermittelten Volumens und/oder einer Kennlinie der Fördereinheit einen Verschleißzustand des Bremsbelags (3, 4) zu ermitteln.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißzustands von Bremsbelägen (3, 4) einer Bremsanlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißzustands von Bremsbelägen einer Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Aus der DE 10 2015 013 199 A1 ist eine Überwachungseinrichtung für eine Scheibenbremse bekannt. Die Überwachungseinrichtung umfasst eine Sensoreinheit zur Anbringung an einem Bremssattel einer Scheibenbremse und ein Messelement, wobei die Sensoreinheit ausgebildet ist, eine Relativposition des relativ zur Sensoreinheit beweglichen Messelements zu erfassen. Die Sensoreinheit und das Messelement sind zum Ausbilden einer kontaktlosen Überwachungseinrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen dem Messelement und der Sensoreinheit ist ein Vorspannelement zum Vorspannen des Messelements gegen eine Druckspindel der Scheibenbremse angeordnet.
Weiterhin sind aus der DE 10 2006 029 699 B4 eine Kraftfahrzeugbremsanlage und ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißzustands von Bremsbelägen an Radbremseinheiten der Kraftfahrzeugbremsanlage bekannt, wobei einzelnen Rädern des Kraftfahrzeugs jeweils eine Radbremseinheit der Kraftfahrzeugbremsanlage zugeordnet ist. Eine erste Gruppe der Radbremseinheiten der Kraftfahrzeugbremsanlage, die an einer Hinterachse angebracht sind, ist sowohl zum Zweck einer Betriebsbremsung als auch zum Zweck einer elektromechanisch ausgeführten Feststellbremsung einsetzbar. Eine zweite Gruppe der Radbremseinheiten, die an einer Vorderachse angebracht sind, ist lediglich zum Zweck einer Betriebsbremsung einsetzbar. Zum Bestimmen des Verschleißzustands wird ein vorbestimmter Zustellweg der ersten Gruppe von Radbremseinheiten bei unversehrten Bremsbelägen bestimmt. Weiterhin erfolgen ein Betätigen der ersten Gruppe von Radbremseinheiten im Falle einer Feststellbremsung mittels eines Aktuators und ein Ermitteln eines aktuellen Zustellwegs der ersten Gruppe von Radbremseinheiten beim Betätigen mittels des Aktuators. Ferner erfolgen ein Vergleichen des vorbestimmten Zustellwegs mit dem ermittelten aktuellen Zustellweg der ersten Gruppe von Radbremseinheiten und ein Ermitteln eines Verschleißzustands von Bremsbelägen der ersten Gruppe von Radbremseinheiten unter Berücksichtigung des vorbestimmten Zustellwegs und des ermittelten aktuellen Zustellwegs. Zusätzlich erfolgt ein 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Bremsanlage für ein Fahrzeug und ein neuartiges Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißzustands von Bremsbelägen einer Bremsanlage anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bremsanlage, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale aufweist.
Mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Bremsanlage für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine hydraulisch betätigbare Radbremse. Die Radbremse umfasst einen Bremskörper, beispielsweise eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel, zumindest einen hydraulisch betätigbaren Bremskolben und zumindest einen mit dem Bremskolben gekoppelten und von diesem gegen eine Bremsfläche des Bremskörpers pressbaren Bremsbelag.
Erfindungsgemäß umfasst die Bremsanlage eine Rückstellvorrichtung zur Rückstellung des Bremskolbens auf eine Nullstellung und ein Bremssteuergerät. Unter der Nullstellung wird dabei insbesondere eine Stellung verstanden, in welcher der Bremskolben nicht ausgefahren ist und keine Rückbewegung desselben mehr möglich ist. Das Bremssteuergerät ist ausgebildet, die Rückstellvorrichtung zu betätigen und anschließend den Bremskolben ausgehend von der Nullstellung zu bewegen, bis der Bremsbelag an der Bremsfläche anliegt. Weiterhin ist das Bremssteuergerät ausgebildet, ein zur Bewegung des Bremskolbens ausgehend von der Nullstellung bis zur Anlage an der Bremsfläche erforderliches Volumen an Bremsflüssigkeit und/oder einen Betrieb einer Fördereinheit zu ermitteln und anhand des ermittelten Volumens und/oder einer Kennlinie der Fördereinheit einen Verschleißzustand des Bremsbelags zu ermitteln.
Die Bremsanlage ermöglicht in einfacher und kostengünstiger Weise die Ermittlung des Verschleißzustands des Bremsbelags, wobei eine Durchführung der Ermittlung sowohl durch einen Fahrzeugnutzer als auch bei Werkstattaufenthalten des Fahrzeugs erfolgen kann. Dabei kann der ermittelte Verschleißzustand direkt für eine Verbesserung einer Schätzgenauigkeit einer Verschleißschätzung verwendet werden. Somit kann auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Verschleißsensierung mittels eines Sensors und eine daraus resultierende erforderliche Anpassung und Bearbeitung des Bremsbelags verzichtet werden. Daraus folgend kann ein Kostenaufwand zur Realisierung der Bremsanlage verringert werden. Mittels der anhand des Bremssteuergeräts durchgeführten Bremsbelagsverschleißschätzung kann dabei sichergestellt werden, dass die Schätzung durch den Fahrzeugnutzer überprüft werden kann. Diese Prüfung ist auch durch einen Fahrzeugnutzer, welcher nicht über ein umfassendes Technikverständnis verfügt, möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Bremsscheibe und einen Bremssattel und
2 schematisch eine Schnittdarstellung des Bremssattels gemäß 1 sowie von Bremsbelägen.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 sind ein als Bremsscheibe ausgebildeter Bremskörper 1 und ein Bremssattel 2 einer Radbremse einer Bremsanlage für ein Fahrzeug dargestellt. 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Bremssattels 2 gemäß 1.
Der Bremssattel 2 ist dabei beispielsweise als schwimmender Faustsattel ausgebildet und hält zwei Bremsbeläge 3, 4, wobei der Bremsbelag 4 mittels eines Bremskolbens 6 gegen eine Bremsfläche A2 des Bremskörpers 1 pressbar ist. Aufgrund der Ausführung des Bremssattels 2 als Schwimmsattel erfolgt dadurch gleichzeitig ein Anpressen des Bremsbelags 3 an eine Bremsfläche A1 des Bremskörpers 1.
Der Bremskolben 6 ist dabei in nicht näher dargestellter Weise mit einem hydraulischen Bremskreis gekoppelt und mittels einer in dem Bremskreis geführten Bremsflüssigkeit betätigbar.
Um eine Ermittlung eines Verschleißes der Bremsbeläge 3, 4 durchzuführen, ist ein nicht näher dargestelltes Bremssteuergerät ausgebildet, in einem speziellen Betriebsmodus eine Bremsbelagsverschleißermittlung für einen Fahrzeugnutzer oder aber auch während eines Werkstattaufenthalts in einfacher Weise zu ermöglichen.
Zu diesem Zweck wird zunächst der Betriebsmodus manuell, beispielsweise durch den Fahrzeugnutzer, aktiviert. Weiterhin werden mittels des Bremssteuergeräts Steuerventile aller Radbremsen geschlossen, bis auf die Steuerventile der Radbremse, an welcher der Bremsbelagsverschleiß ermittelt werden soll.
Beispielsweise wird dem Fahrzeugnutzer mittels einer fahrzeugeigenen Ausgabeeinheit eine Anweisung ausgegebenen, dass dieser den Bremskolben 6 in seine Nullstellung rückstellen soll. Unter der Nullstellung wird dabei insbesondere eine Stellung verstanden, in welcher der Bremskolben 6 nicht ausgefahren ist, an einem Endanschlag anliegt und somit keine weitere Rückbewegung desselben in den Bremssattel 2 mehr möglich ist.
Zu dieser Rückstellung ist eine Rückstellvorrichtung 5 vorgesehen. Die Rückstellvorrichtung 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als von einer Fahrzeugaußenseite zugängliche Schraube ausgebildet, wobei ein Eindrehen der Schraube in Richtung des Bremsbelags 3 diesen gegen die Bremsfläche A1 presst. Daraus folgend wird der schwimmende Bremssattel 2 derart bewegt, dass der Bremsbelag 4 gegen die Bremsfläche A2 gepresst wird und somit der Bremskolben 6 bis zum Erreichen der Nullstellung rückgestellt wird.
Anschließend dreht der Fahrzeugnutzer die Schraube zurück und/oder entfernt diese aus dem Bremssattel 2. Nach einer Bestätigung im Fahrzeug, dass dies erfolgt ist, wird mittels des Bremsensteuergeräts eine hydraulische Pumpe aktiviert, welche die Bremsflüssigkeit aufgrund der bereits beschriebenen Steuerventilstellung nur zu der zu vermessenden Radbremse fördert, so dass der Bremskolben 6 wieder ausgefahren wird. Hierbei wird ein bis zum Erreichen der Bremsfläche A2 durch den Bremsbelag 4 erforderliches Volumen an Bremsflüssigkeit ermittelt, wobei aus dem Volumen ein Verschleißzustand der Bremsbeläge 3, 4 ermittelt werden kann. Auch ist eine Ermittlung anhand einer Kennlinie der hydraulischen Pumpe möglich. Der Verschleißzustand kann dem Fahrzeugkunden zurückgemeldet werden und direkt in einem Verschleißschätzer des Bremssteuergeräts zu einer Genauigkeitsverbesserung verwendet werden. Dieser Vorgang kann auch bei Routineuntersuchungen durch eine Werkstatt ausgeführt werden, um die Genauigkeit der Verschleißschätzung zu verbessern.
Alternativ oder zusätzlich zu der Ausführung der Rückstellvorrichtung 5 als Schraube kann diese auch zu einer Erzeugung eines Unterdrucks im Bremshydrauliksystem ausgebildet sein und/oder und ein in Rückstellrichtung des Bremskolbens 6 wirkendes Federelement umfassen. Auch kann eine elektrische Parkbremsfunktion derart genutzt werden, dass mittels eines negativen Verfahrwegs der elektrischen Parkbremse eine Rückstellung des Bremskolbens 6 erfolgt. Auch ist es bei der Ausbildung der Rückstellvorrichtung 5 als Schraube möglich, diese derart auszubilden, dass durch ein Ausdrehen der Schraube bei nachfolgender Druckbeaufschlagung des Bremshydrauliksystems diese durch den Bremssattel 2 in den entsprechenden Bremsbelag 3, 4 eingeführt wird und bei einer weiteren Drehung der Bremsbelag 3, 4 an den Bremssattel 2 geführt wird. Dieses Prinzip bietet sich für ein Festsattelkonzept an.
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

DE 102015013199 A1 [0003]
DE 102006029699 B4 [0004]

Claims

Bremsanlage für ein Fahrzeug mit zumindest einer hydraulisch betätigbaren Radbremse, umfassend - einen Bremskörper (1), - zumindest einen hydraulisch betätigbaren Bremskolben (6) und - zumindest einen mit dem Bremskolben (6) gekoppelten und von diesem gegen eine Bremsfläche (A1, A2) des Bremskörpers (1) pressbaren Bremsbelag (3, 4), gekennzeichnet durch - eine Rückstellvorrichtung (5) zur Rückstellung des Bremskolbens (6) auf eine Nullstellung und - ein Bremssteuergerät, welches ausgebildet ist, - die Rückstellvorrichtung (5) zu betätigen, - anschließend den Bremskolben (6) ausgehend von der Nullstellung zu bewegen, bis der Bremsbelag (3, 4) an der Bremsfläche (A1, A2) anliegt, - ein zur Bewegung des Bremskolbens (6) ausgehend von der Nullstellung bis zur Anlage an der Bremsfläche (A1, A2) erforderliches Volumen an Bremsflüssigkeit und/oder einen Betrieb einer Fördereinheit zu ermitteln und - anhand des ermittelten Volumens und/oder einer Kennlinie der Fördereinheit einen Verschleißzustand des Bremsbelags (3, 4) zu ermitteln.
Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (5) eine Unterdruckerzeugungseinheit zur Erzeugung eines Unterdrucks in einem Bremshydrauliksystem und ein in Rückstellrichtung des Bremskolbens (6) wirkendes Federelement umfasst.
Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (5) eine Schraube umfasst, wobei ein Ausdrehen der Schraube bei nachfolgender Druckbeaufschlagung eines Bremshydrauliksystems oder ein Eindrehen der Schraube in Richtung des Bremsbelags (3, 4) die Rückstellung des Bremskolbens (6) bewirkt.
Bremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mehrere Radbremsen vorgesehen sind und - das Bremssteuergerät ausgebildet ist - Steuerventile zur Versorgung der Radbremsen mit der Bremsflüssigkeit anzusteuern und - durch Ansteuerung der Steuerventile alle Radbremsen außer der Radbremse, in welchem das Bremssteuergerät den Verschleißzustand des entsprechenden Bremsbelags (3, 4) ermittelt, von der Versorgung mit Bremsflüssigkeit zu entkoppeln.
Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißzustands von Bremsbelägen (3, 4) einer Bremsanlage, umfassend zumindest eine hydraulisch betätigbare Radbremse mit - einem Bremskörper (1), - zumindest einem hydraulisch betätigbaren Bremskolben (6) und - zumindest einem mit dem Bremskolben (6) gekoppelten und von diesem gegen eine Bremsfläche (A1, A2) des Bremskörpers (1) pressbaren Bremsbelag (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass - ein Bremskolben (6) auf eine Nullstellung rückgestellt wird, - anschließend der Bremskolben (6) ausgehend von der Nullstellung bewegt wird, bis der Bremsbelag (3, 4) an der Bremsfläche (A1, A2) anliegt, - ein zur Bewegung des Bremskolbens (6) ausgehend von der Nullstellung bis zur Anlage an der Bremsfläche (A1, A2) erforderliches Volumen an Bremsflüssigkeit ermittelt wird und - anhand des ermittelten Volumens ein Verschleißzustand des Bremsbelags (3, 4) ermittelt wird.