DE102011078664B4

DE102011078664B4 - Verfahren zum Überprüfen einer Fahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE102011078664B4
Application number: DE102011078664.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Honke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2031-07-06
Also published as: DE102011078664A1

Abstract

Verfahren zum Überprüfen einer Fahrzeugbremsanlage dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht betätigter Bremsanlage aus einem Vergleich der rechnerisch anhand eines Modells aus der aktuellen Größe des Antriebsmoments des Fahrzeug-Antriebsaggregats ermittelten Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs mit der gemessenen tatsächlichen Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs bei signifikanter Abweichung zwischen diesen beiden Beschleunigungswerten auf das unbeabsichtigte Wirken einer Bremse der Bremsanlage geschlossen wird, wonach der Fahrer des Fahrzeugs hierauf hingewiesen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Fahrzeug-Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Bremsanlage weist üblicherweise Reibungsbremsen auf, bei denen bei einem Bremsvorgang, d.h. mit Betätigung der Bremsanlage die in einem Bremssattel oder dergleichen angeordneten Bremsbeläge mittels eines Bremskolbens oder dergleichen gegen eine zusammen mit einem Rad des Fahrzeugs rotierenden Bremsscheibe oder dergleichen gepresst werden. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren aber auch an andersartig wirkenden Bremsanlagen durchführbar.
Bekanntlich kann es mit zunehmendem Alter und/oder höherer Laufleistung eines Fahrzeugs, beispielsweise Personenkraftwagens, vorkommen, dass die aufgrund eines eingeleiteten Bremsvorgangs an die Bremsscheibe eines Fzg.-Rades angelegten Bremsbeläge bzw. Bremskolben des Bremssattels nach Beendigung eines gewünschten Bremsvorganges nicht mehr vollständig in ihre sog. Nullstellung, in der keine Bremskraft erzeugt wird, zurück gelangen. Mögliche Gründe hierfür können Korrosion, Verschmutzung oder allgemein Alterungserscheinungen an den Bremssätteln sein. Damit reiben die Bremsbeläge auch noch nach Beendigung des gewünschten Bremsvorgangs geringfügig, jedoch in nicht zu vernachlässigendem Ausmaß an den Bremsscheiben (oder Brems-Trommeln, falls es sich um eine Trommel-Bremsanlage handelt) und erzeugen eine zumindest geringe Bremskraft, was selbstverständlich unerwünscht ist. Bislang können durch ein solches Festgehen eines Bremssattels auch noch nach Beendigung eines gewünschten Bremsvorganges an einer Bremsscheibe oder dgl. anliegende Bremsbeläge allenfalls durch Überwachung der Temperatur des Bremsbelags oder der Bremsscheibe festgestellt werden, so denn überhaupt ein geeigneter Temperatursensor verbaut ist. Letzteres ist aber wegen des damit verbundenen Aufwands üblicherweise nicht der Fall. Aber auch ein gegebenenfalls auf Basis von Bremsdruck, Bremsdauer, Fahrzeuggeschwindigkeit, Außentemperatur und anderer geeigneter Größen ermitteltes Temperaturmodell für die Bremsanlage ist nicht geeignet, eine solche Fehlfunktion bzw. Überhitzung zu erkennen, da im Falle eines „festgegangenen“ Bremssattels ohne Betätigung der Bremsanlage selbstverständlich kein Bremsdruck vorliegt.
Da der Fahrer eines Fahrzeugs somit eine möglicherweise sog. „festgegangene“ Bremse bzw. in der Bremsanlage zumindest geringfügig an der Bremsscheibe oder dgl. schleifende Bremsbeläge über einen längeren Zeitraum nicht bemerkt, wird er unter Umständen das Fahrzeug in diesem Zustand so lange bewegen, bis eine Bremsbelag-Verschleißanzeige einen Wechsel der Bremsbeläge anmahnt. Wenn - wie grundsätzlich bekannt - in einigen Personenkraftwagen aus Kostengründen nur auf einer Seite des Fahrzeugs entsprechende Verschleißsensoren in den Bremsbelägen verbaut sind, so wird ein durch erhöhte Reibung verschlissener Bremsbelag möglicherweise überhaupt nicht selbsttätig erkannt. Als mögliche Folgen kann neben einem erhöhten Energie-Verbrauch des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeug-Antriebsaggregats und einem erhöhten Bremsbelagverschleiß sogar eine Zerstörung der Bremsscheibe durch erhöhte Reibung und damit Überhitzung auftreten.
DE 44 44 650 A1 beschreibt, als nächstliegender Stand der Technik, ein Verfahren zur Bestimmung von Dauerbremsanteilen eines Fahrzeugs während der Fahrt. Die Räder der Antriebsachse weisen im Allgemeinen, durch unterschiedlichen Verschleiß, einen anderen Radius und somit, bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit, eine andere Winkelgeschwindigkeit auf, als die Räder der anderen Achsen. Abhängig vom Übertragen von Kräften von den Rädern der Achse auf die Fahrbahn können, bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit, die Räder unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten aufweisen. Extrembeispiele sind „durchdrehende“ Reifen oder „blockierende“ Reifen. Sind die Unterschiede in der Winkelgeschwindigkeit zwischen der Antriebsachse und einer anderen Achse (durch unterschiedliche Radradien) im kraftübertragungslosen bzw. entkuppelten Zustand bekannt, können neu hinzugekommene Dauerbremsanteile (beispielsweise durch die Wirkung eines geschleppten Motors oder durch die Wirkung einer Motorbremse) mit Hilfe des in DE 44 44 650 A1 offenbarten Verfahrens bestimmt werden.
WO 2003 100282 A1 offenbart ein Steuersystem für eine elektromechanische Bremse, das eingerichtet ist, unter Verwendung eines Fehlererkennungsmittels, eines Mittels zur Erfassung eines aktuellen Bewegungszustands vermittels einer Winkelgeschwindigkeit einer Bremsscheibe und eines Mittels zum Öffnen bzw. Schließen der Bremse, bei Vorliegen eines Fehlers die elektromechanische Bremse anzusteuern
DE 199 53818 A1 zeigt ein elektronisches Gerät das eingerichtet ist, die Temperatur der Bremsflüssigkeit unter Verwendung eines Thermometers im Bremssattel zu ermitteln und dadurch auch indirekt Rückmeldung bezüglich schleifender Bremsen zu geben.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Überprüfen einer Fahrzeugbremsanlage, wobei bei nicht betätigter Bremsanlage, d.h. bei nicht betätigten Bremsen aus einem Vergleich der rechnerisch anhand eines Modells aus der aktuellen Größe des Antriebsmoments des Fahrzeug-Antriebsaggregats ermittelten Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs mit der gemessenen tatsächlichen Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs bei signifikanter Abweichung zwischen diesen beiden Beschleunigungswerten auf das unbeabsichtigte Wirken einer Bremse der Bremsanlage geschlossen wird, wonach der Fahrer des Fahrzeugs hierauf hingewiesen wird.
Bereits heute kann in modernen Kraftfahrzeugen durch deren zentrale Fahrzeugelektronik eine gegenseitige Überwachung bzw. Plausibilisierung vieler Fahrzustandsgrößen und Sensorsignale erfolgen. Beispielsweise aufbauend auf einer solchen Modellüberwachung kann nun durch eine geeignete Plausibilisierung und/oder Modellüberwachung des aktuellen auf das Fahrzeug durch dessen Antriebsaggregat einwirkenden Antriebsmoments (genauer von dessen Betrag) in Relation zur gemessenen Längsbeschleunigung des Fahrzeugs bei nicht aktivierter Bremsanlage eine erhöhte Reibung bzw. eine dennoch wirkende Bremsleistung in der Bremsanlage erkannt werden. Somit kann beispielsweise auf einen möglicherweise klemmenden Bremssattel geschlossen und der Fahrer hierüber geeignet (vorzugsweise durch eine optische Anzeige) informiert werden.
Es wird somit aus der mittels geeigneter Sensorsignale rechnerisch ermittelten oder auch gemessenen aktuellen Antriebsleistung des Antriebsaggregats des Fahrzeugs rechnerisch eine sich daraus ergebende Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt, vorzugsweise in Fahrzuständen, in denen das Fahrzeug möglichst geradeaus fährt und selbstverständlich nur dann, wenn kein Bremsvorgang vorliegt, d.h. wenn die Fahrzeug-Bremsanlage nicht aktiv ist. Bei einer Brennkraftmaschine als Antriebsaggregat kann deren Antriebsleistung aus der aktuellen Drehzahl und dem Lastpunkt bestimmt werden; insbesondere bei einem Elektromotor als Antriebsaggregat ist die Antriebsleistung auch durch Messung von Stromstärke und Spannung möglich. Andere Messverfahren oder Schätzverfahren zur Ermittlung der aktuellen Antriebsleistung sind ebenso möglich. Anhand der geeignet ermittelten aktuellen Antriebsleistung wird dann in einer elektronischen Recheneinheit anhand eines geeigneten hinterlegten Modells die sich daraus theoretisch ergebende Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs errechnet. Diese wird danach mit der aktuellen tatsächlichen Fahrzeug-Längsbeschleunigung verglichen. Letztere wird durch Messung ermittelt, wofür entweder auf das Signal eines Längsbeschleunigungs-Sensors zurückgegriffen werden kann oder in wesentlich einfacherer Weise aus der einfach messbaren zurückgelegten Wegstrecke durch zweifache Differenzierung („Ableitung“) über der Zeit die aktuelle Beschleunigung bestimmt werden kann.
Wenn dieser Vergleich zwischen der rechnerischen Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und dessen tatsächlicher gemessener Längsbeschleunigung bei nicht aktivierter Fahrzeug-Bremsanlage einen signifikanten, d.h. über Modellfehler, Rechenfehler und Messfehler hinausgehenden Unterschied zwischen diesen beiden Werten jedenfalls solchermaßen ergibt, dass die tatsächliche Beschleunigung signifikant geringer als die rechnerische Beschleunigung ist, so kann darauf geschlossen werden, dass ein zusätzlicher Widerstand wirksam ist, der das Fahrzeug daran hindert, die rechnerische Beschleunigung zu erreichen. Ein solcher zusätzlicher Widerstand kann Folge einer unerwünschterweise weiterhin wirksamen Rad-Bremse sein, so dass der Fahrer auf diese Möglichkeit hingewiesen wird. Vorzugsweise sollte bei der in einer elektronischen Recheneinheit durchgeführten Beurteilung, ob eine signifikante Abweichung zwischen der rechnerischen und der gemessenen aktuellen Längsbeschleunigung vorliegt, auch berücksichtigt werden, ob diese Abweichung nur einmalig bzw. kurzzeitig oder in ganz wenigen Fällen auftritt oder regelmäßig, d.h. bei vielen oder nahezu sämtlichen Beschleunigungsvorgängen des Fahrzeugs. Bei nur einmaliger Abweichung wird selbstverständlich kein entsprechender Hinweis an den Fahrer abgegeben, da eine solche einmalige Abweichung nicht als signifikant zu betrachten ist. Lediglich bei einer auffälligen Häufung derartiger Diskrepanzen zwischen der aktuellen rechnerischen und der tatsächlichen aktuellen (gemessenen) Längsbeschleunigung kann von einer signifikanten Abweichung gesprochen werden.
Neben der Berücksichtigung der Häufigkeit des Auftretens von Abweichungen zwischen der errechneten und der gemessenen Fahrzeug-Längsbeschleunigung können im Sinne vorteilhafter Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung weitere aktuelle Einflussfaktoren, die auf die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs bei gegebener Antriebsleistung des Fzg.-Antriebsaggregats einen Einfluss haben, geeignet berücksichtigt werden. Die aktuelle Größe solcher Einflussfaktoren wird vorzugsweise aus messbaren geeigneten bzw. zeitnah gemessenen Randbedingungen abgeleitet. So kann insbesondere die aktuelle Masse des Fahrzeugs berücksichtigt werden, welche zuvor beispielsweise aus der Vertikalbewegung des Fahrzeug-Aufbaus und/oder aus einer Verzögerung des Fahrzeugs in Relation zur dabei wirksamen Bremskraft bestimmt wird. Die Bremskraft kann bei einer herkömmlichen Bremsanlage von Personenkraftwagen ausreichend genau anhand des hydraulischen Bremsdrucks bestimmt werden und aus der sich mit einer solchen bestimmten Bremskraft einstellenden und analog wie eine Fzg.-Beschleunigung messbaren Längs-Verzögerung des Fahrzeugs lässt sich jedenfalls ohne Auftreten von übermäßigem Radschlupf die aktuelle Masse des Fahrzeugs ausreichend genau bestimmen. Eventuelle Einflüsse eines gegenüber einem „Grundzustand“ des Fahrzeugs geänderten Luftwiderstands des Fahrzeugs beispielsweise aufgrund eines montierten Dachgepäckträgers sind bei dieser Ermittlung bereits mit berücksichtigt. Alternativ ist der Einfluss des Luftwiderstands (als weiterer Einflussfaktor) durch In-Relation-Setzen der für eine höhere Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs benötigten Ist-Leistung des Antriebsaggregats zu einer für diese Fahrgeschwindigkeit in einem Grundzustand des Fahrzeugs benötigten Soll-Leistung des Antriebsaggregats ermittelbar. Schließlich kann auch die Neigung der Fahrbahn berücksichtigt werden, vorzugsweise indem bei nennenswert in Längsrichtung geneigter Fahrbahn kein Vergleich zwischen der rechnerischen und der gemessenen Längsbeschleunigung durchgeführt wird, wobei eine solche Fahrbahn-Neigung mittels eines Neigungssensors oder in grundsätzlich bekannter Weise mittels eines Beschleunigungssensors ermittelt werden kann. Im wesentlichen unter Verwendung der bereits im Fahrzeug vorhandenen Sensorik kann somit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine festgegangene Rad-Bremse frühzeitig erkannt werden, so dass die eingangs genannten Probleme vermieden werden.

Claims

Verfahren zum Überprüfen einer Fahrzeugbremsanlage dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht betätigter Bremsanlage aus einem Vergleich der rechnerisch anhand eines Modells aus der aktuellen Größe des Antriebsmoments des Fahrzeug-Antriebsaggregats ermittelten Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs mit der gemessenen tatsächlichen Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs bei signifikanter Abweichung zwischen diesen beiden Beschleunigungswerten auf das unbeabsichtigte Wirken einer Bremse der Bremsanlage geschlossen wird, wonach der Fahrer des Fahrzeugs hierauf hingewiesen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Modell zumindest ein weiterer aktueller Einflussfaktor für die tatsächliche Längs-Beschleunigung des Fahrzeugs berücksichtigt wird, dessen aktuelle Größe aus messbaren Randbedingungen abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Masse des Fahrzeugs berücksichtigt wird, die zuvor aus der Vertikalbewegung des Fahrzeug-Aufbaus und/oder einer durch einen Bremsvorgang hervorgerufenen Verzögerung des Fahrzeugs in Relation zur diese Verzögerung verursachenden Bremsdruck bestimmt wird.
Verfahren nach einem Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Luftwiderstand des Fahrzeugs berücksichtigt wird, der zuvor aus einer durch einen Bremsvorgang hervorgerufenen Verzögerung des Fahrzeugs in Relation zum diese Verzögerung verursachenden Bremsdruck und/oder durch In-Relation-Setzen der für eine höhere Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs benötigten Ist-Leistung des Antriebsaggregats zu einer für diese Fahrgeschwindigkeit in einem Grundzustand des Fahrzeugs benötigten Soll-Leistung des Antriebsaggregats ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels eines Neigungssensors oder Beschleunigungssensors ermittelte Fahrbahn-Neigung geeignet berücksichtigt wird, indem bei nennenswert in Längsrichtung geneigter Fahrbahn kein Vergleich zwischen der rechnerischen und der gemessenen Längsbeschleunigung durchgeführt wird.