DE102016008693A1 - Brake system for a motor vehicle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage (1) für ein Kraftfahrzeug (21), umfassend, – einen Bremsaktuator (2), welcher einen translatorisch verstellbaren Spindeltrieb (7) aufweist, der mit einer Kolbenmutter (8) verschraubt mit einem Bremskolben (4) in Kontakt bringbar ist, – einen Bremsbelag (5), der mit einem derartigen Bremskolben (4) in Kontakt steht und bei einem Bremsvorgang mit einer Bremsscheibe (6) zusammenwirkt, – einer hydraulischen Bremseinrichtung (26), die einen Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter (10) aufweist, und – einer Bremsbelagverschleißmesseinrichtung (24). Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Bremsbelagverschleißmesseinrichtung (24) derart ausgebildet ist, dass sie ein Verschleiß des Bremsbelages (5) durch eine Veränderung eines Bremsflüssigkeitsfüllstandes (27) im Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter (10) in Kombination mit einem veränderten Spindelweg (22) am Spindeltrieb (7) des Bremsaktuators (2) rechnerisch bestimmt.The invention relates to a brake system (1) for a motor vehicle (21), comprising - a brake actuator (2) having a translationally adjustable spindle drive (7) screwed to a piston nut (8) with a brake piston (4) in contact can be brought, - a brake pad (5) which is in contact with such a brake piston (4) and in a braking operation with a brake disc (6) cooperates - a hydraulic brake device (26) having a brake fluid reservoir (10), and - A brake lining wear measuring device (24). Essential to the invention is that the brake lining wear measuring device (24) is designed such that it wear of the brake lining (5) by a change in a brake fluid level (27) in the brake fluid reservoir (10) in combination with a modified spindle path (22) on the spindle drive (7). of the brake actuator (2) determined by calculation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Bremsanlage.The invention relates to a brake system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a motor vehicle with such a brake system.

Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge unterliegen bekannter Weise einem Verschleiß an den Bremsbelägen und in geringerem Maße auch an den Bremsscheiben. Dieser Umstand macht Wartungsintervalle je nach Fahrverhalten bzw. Bremsverhalten in unregelmäßigen Abständen nötig. Zu einer Feststellung des Verschleißes an den Bremsbelägen und Bremsscheiben ist in der Regel eine Sichtprüfung oder eine Messung mit geeigneten Messmitteln nötig. Bei sensorgestützten Varianten zur Detektierung des Verschleißgrades sind beispielsweise Verschleißfühler verbaut, die bei einem verschlissenen Bremsbelag einen elektrischen Kreis mit der Bremsscheibe schließen. Nachteilig bei solchen Verschleißfühlern ist, dass sie bei einem Bremsbelagwechsel ebenfalls erneuert werden müssen und vor der Bewarnung des Fahrers keinerlei Informationen bzgl. des Verschleißzustandes der Bremsbeläge liefern.Brake systems for motor vehicles are known to wear on the brake pads and to a lesser extent on the brake discs. This circumstance necessitates maintenance intervals at irregular intervals depending on the driving behavior or braking behavior. For a determination of the wear on the brake pads and brake discs is usually a visual inspection or measurement with suitable measuring means necessary. In sensor-based variants for detecting the degree of wear wear sensors are installed, for example, which close an electrical circuit with the brake disc at a worn brake pad. A disadvantage of such wear probes is that they also have to be renewed in a brake pad change and provide no information regarding the wear of the brake pads before the warning of the driver.

Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Lösungen bekannt, die Informationen zum Verschleiß an den Bremsbelägen, durch Addition von Nachstellwegen einer Feststellbremse in Form eines elektromotorischen Aktuators, generieren.From the prior art solutions are still known, the information to wear on the brake pads, by adding Nachstellwegen a parking brake in the form of an electromotive actuator generate.

Die DE 10 2006 002 307 A1 beschreibt ein Verfahren zum Anzeigen von Verschleiß zumindest eines Bremsbelags bei einer Scheibenbremse mit elektromotorischem Aktuator mit den folgenden Verfahrensschritten: Zunächst erfolgt ein Addieren von Verschleißnachstellwegen des elektromotorischen Aktuators und/oder eines Nachstellmotors, woraufhin ein Anzeigen der so erhaltenen Summe von Verschleißnachstellwegen als Verschleiß des Bremsbelags oder als Belagreststandzeit erfolgt. Zudem offenbart die beschriebene Anmeldung eine entsprechende Vorrichtung sowie eine Scheibenbremse zu genanntem Verfahren.The DE 10 2006 002 307 A1 describes a method for indicating wear of at least one brake pad in a disc brake with electromotive actuator with the following method steps: First, an adding of Nachbewegenwegen the electromotive actuator and / or a Nachstellmotors, followed by displaying the sum of Verschleißnachstellwegen thus obtained as wear of the brake pad or takes place as Belagreststandzeit. In addition, the application described discloses a corresponding device and a disc brake to said method.

Nachteilig bei solchen Bremsanlagen ist insbesondere, dass lediglich ein Verschleiß der Bremsbeläge gemessen werden kann, an denen ein elektromotorischer Aktuator angeordnet ist, was sowohl aus kostentechnischer Sicht sowie dem eigentlichen technischen Hintergrund als elektrische Feststellbremse unzureichend berücksichtigt ist.A disadvantage of such brake systems is in particular that only a wear of the brake pads can be measured, where an electromotive actuator is arranged, which is insufficiently considered both from a cost point of view and the actual technical background as an electric parking brake.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform einer Bremsanlage mit einer Bremsbelagverschleißmessung bereitzustellen, die sich insbesondere durch eine Messung des Verschleißes an einer Hinterachse als auch an einer Vorderachse auszeichnet, und insbesondere kostengünstiger zu fertigen ist.The present invention has for its object to provide an improved or at least other embodiment of a brake system with a brake pad wear measurement, which is characterized in particular by a measurement of wear on a rear axle and on a front axle, and in particular less expensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.This object is achieved by the subject of independent claim 1. Advantageous developments are the subject of the dependent subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Bremsbelagverschleiß nicht mehr über in den Bremsbelag eingebrachte Sensoren zu bestimmen, sondern permanent über eine Volumenmessung der Bremsflüssigkeit im Ausgleichsbehälter und einen Verstellweg eines Spindeltriebs zu messen und hieraus den Verschleißzustand der Bremsbeläge zu berechnen. Die erfindungsgemäße Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs umfasst dabei einen Bremsaktuator, welcher einen translatorisch verstellbaren Spindeltrieb aufweist, der mit einer Kolbenmutter verschraubt ist und mit einem Bremskolben in Kontakt bringbar ist, einen Bremsbelag, der mit einem derartigen Bremskolben in Kontakt steht und bei einem Bremsvorgang mit einer Bremsscheibe zusammenwirkt, einer hydraulischen Bremseinrichtung, die einen Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter aufweist, und eine Bremsbelagverschleißmesseinrichtung. Die Messeinrichtung ist derartig auszugestalten, dass ein Verschleiß eines Bremsbelages durch eine Veränderung eines Bremsflüssigkeitsfüllstandes im Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter in Kombination mit einem veränderten Spindelweg am Spindeltrieb des Aktuators, rechnerisch bestimmbar ist. Die erfindungsgemäße Idee beruht zunächst auf einer Verschleißmessung der Bremsbeläge an einer Achse, wobei ein an einer solchen Achse, bevorzugt an einer Hinterachse, angeordneter Bremsaktuator, derart ausgestaltet ist, dass der Spindelweg exakt bemessen werden kann. Bevorzugt erfolgt die Messung des Spindelwegs durch eine Detektierung von Zahnradumdrehungen in Kombination mit einer Getriebeeinrichtung. Dies kann bekanntermaßen, beispielsweise mit einer Spule und einem auf einem Antriebszahnrad angeordneten Magneten oder einem Hallsensor realisiert werden. Zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung ist es ausreichend, lediglich eine Messung an einem Bremsaktuator, bevorzugt an einer Hinterachse durchzuführen, wobei eine Messung an mehreren Bremsaktuatoren ebenfalls denkbar ist. Durch einen Verschleiß an den Bremsbelägen vergrößert sich der Spindelweg des Aktuators und somit der Weg von einem Bremskolben, um einen Bremsbelag in Kontakt mit einer Bremsscheibe zu bringen. In Abhängigkeit zu der Vergrößerung des Spindelwegs steigt in Korrelation dazu ein für einen Bremsvorgang benötigtes Bremsflüssigkeitsvolumen in einem solchen Bremskolben. Dieses zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen ist eindeutig bestimmt, durch ein Delta des Spindelwegs des Bremsaktuators multipliziert mit einem Bremskolbeninnendurchmesser. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die vorhergehend beschriebene Bremsanlage mit dem Bremsaktuator an einem Rad an einer Hinterachse angeordnet. Zur Bestimmung des zusätzlich benötigten Gesamtbremsflüssigkeitsvolumens an der Hinterachse wird der Wert trivialer Weise verdoppelt.The invention is based on the general idea not to determine a brake pad wear on introduced into the brake pad sensors, but to measure permanently via a volume measurement of the brake fluid in the reservoir and a displacement of a spindle drive and to calculate from this the state of wear of the brake pads. The brake system according to the invention of a motor vehicle in this case comprises a brake actuator, which has a translationally adjustable spindle drive which is screwed to a piston nut and can be brought into contact with a brake piston, a brake pad, which is in contact with such a brake piston and in a braking operation with a brake disc cooperates, a hydraulic brake device having a brake fluid reservoir, and a brake pad wear measuring device. The measuring device is to be designed such that a wear of a brake pad by a change in a brake fluid level in the brake fluid reservoir in combination with a changed spindle travel on the spindle drive of the actuator, can be determined by calculation. The inventive idea is based initially on a wear measurement of the brake linings on an axle, wherein a brake actuator arranged on such an axle, preferably on a rear axle, is configured such that the spindle travel can be measured exactly. The measurement of the spindle travel preferably takes place by detecting gear wheel revolutions in combination with a transmission device. As is known, this can be realized, for example, with a coil and a magnet or a Hall sensor arranged on a drive gearwheel. To implement the solution according to the invention, it is sufficient to carry out only one measurement on a brake actuator, preferably on a rear axle, wherein a measurement on a plurality of brake actuators is also conceivable. Wear on the brake pads increases the spindle travel of the actuator, and thus the travel of a brake piston, to bring a brake pad into contact with a brake disc. In response to the increase in the spindle travel, a brake fluid volume required for a braking operation in such a brake piston increases in correlation therewith. This additionally required brake fluid volume is uniquely determined by a delta of the spindle travel of the brake actuator multiplied by a brake piston inner diameter. In an exemplary Embodiment, the brake system with the brake actuator described above is arranged on a wheel on a rear axle. To determine the additionally required total brake fluid volume at the rear axle, the value is trivially doubled.

Die Messung des Spindelwegs erfolgt bevorzugt bei einem Bremsvorgang mittels des Bremsaktuators in einem stehenden Betrieb des Kraftfahrzeugs. In Verbindung hierzu ist es sinnvoll, den Fahrzeugführer über die Messung zu informieren und zur korrekten Messung des Pegelstandes im Ausgleichsbehälter über die Hydraulikeinheit des Bremsregelsystems einen geringen Druck einzubringen, um beispielsweise das Lüftspiel der Bremssättel und Elastizitäten zu eliminieren. Zur Verbesserung der Messgenauigkeit kann über die vorhandene Sensorik, wie beispielsweise Neigungssensoren, Sensorcluster und andere die waagerechte Lage des Fahrzeugs bestimmt werden. In einem fahrenden Betrieb des Kraftfahrzeugs wirkt der Spindeltrieb zweckmäßig nicht auf den Bremskolben, die Bremsbeläge bzw. auf die Bremsscheibe ein.The measurement of the spindle travel is preferably carried out during a braking operation by means of the brake actuator in a stationary operation of the motor vehicle. In connection with this, it makes sense to inform the driver about the measurement and to introduce a low pressure for correct measurement of the level in the expansion tank via the hydraulic unit of the brake control system, for example, to eliminate the clearance of the brake calipers and elasticities. To improve the measuring accuracy, the horizontal position of the vehicle can be determined via the existing sensors, such as tilt sensors, sensor clusters and others. In a driving operation of the motor vehicle, the spindle drive is expediently not acting on the brake piston, the brake pads or on the brake disc.

Ein in einem Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter angeordneter Füllstandsensor ist derart ausgebildet, dass er ein zusätzlich benötigtes Bremsflüssigkeitsvolumen, durch eine kontinuierliche Messung exakt bestimmen kann. Zweckmäßig ist der Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter mit allen Bremsanlagen, also sowohl mit denen an der Hinterachse als auch mit denen an einer Vorderachse verbunden.A level sensor arranged in a brake fluid equalizing reservoir is designed such that it can precisely determine an additionally required brake fluid volume by means of a continuous measurement. Appropriately, the brake fluid reservoir is connected to all brake systems, both with those on the rear axle and with those on a front axle.

Das an der Hinterachse zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen in Kombination mit dem vom Füllstandsensor detektierten zusätzlichen Gesamtbedarf, lässt einen Rückschluss auf den zusätzlichen Bedarf an Bremsflüssigkeitsvolumen an der Vorderachse zu. Durch das zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen an der Vorderachse kann mit Hilfe des bekannten Bremskolbeninnenvolumina eindeutig eine Änderung des Kolbenwegs und somit ein Verschleiß der Bremsbeläge bestimmt werden.The additionally required at the rear axle brake fluid volume in combination with the detected by the level sensor additional total demand, allows a conclusion on the additional demand for brake fluid volume at the front axle. Due to the additionally required brake fluid volume at the front axle can be determined using the known brake piston inner volumes clearly a change in the piston travel and thus wear of the brake pads.

Der erfindungsgemäßen Bremsbelagverschleißmesseinrichtung ist es somit möglich, anhand lediglich einer Messung des Spindelwegs an einem Bremsaktuator und einer Bremsflüssigkeitvolumenmessung im Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter den Verschleiß an den Bremsbelägen der nicht direkt gemessenen Achse zu erfassen.The brake pad wear measuring device according to the invention, it is thus possible to detect the wear on the brake pads of the not directly measured axis based on only one measurement of the spindle travel on a brake actuator and a brake fluid volume measurement in the brake fluid reservoir.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bremsbelagverschleißmesseinrichtung derart ausgelegt, dass bei einer Berechnung des Bremsbelagverschleißes, ein Verschleiß an den Bremsscheiben sowie ein Bremsflüssigkeitsverbrauch bei kupplungsbetriebenen Schaltfahrzeugen, in einem Rechenmodell mit berücksichtig ist. Bei Fahrzeugen mit beispielsweise Bremsscheiben aus Keramik, Aluminiumsiliziumcarbid oder beschichteten Scheiben ohne nennenswerten Dickenverschleiß kann dies im Rechenmodell berücksichtigt sein. Eine Änderung des Volumens der Bremsflüssigkeit durch eine Wasseraufnahme kann ebenfalls in das Rechenmodell einbezogen werden.In an advantageous embodiment, the brake pad wear measuring device is designed such that in a calculation of the brake lining wear, a wear on the brake discs and a brake fluid consumption in clutch-operated switching vehicles, in a calculation model is taken into account. In vehicles with, for example, brake discs made of ceramic, aluminum silicon carbide or coated discs without appreciable thickness wear, this can be taken into account in the calculation model. A change in the volume of the brake fluid due to a water absorption can also be included in the calculation model.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Füllstandsensor derart ausgebildet, dass insbesondere ein Nachfüllen von Bremsflüssigkeit in einem Rechenmodell berücksichtigt ist. Unplausibilitäten können durch einen nicht linearen Verlauf des Füllstands detektiert werden, in solchen Fällen kann über ein Ausgabegerät, beispielsweise über ein Kombiinstrument oder Infotainmentsystem, mit dem Fahrer kommuniziert werden. Der Füllstandsensor steht dabei in Kommunikation mit einem Kombiinstrument, wobei im Kombiinstrument ein Bremsflüssigkeitsfüllstand im Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter abgefragt und neu kalibriert werden kann. Bevorzugt zeigt das Kombiinstrument den Verschleiß an den Bremsbelägen in kleinen Schritten an, beispielsweise in 5 oder 10%-Schritten. Zudem ist es zweckmäßig, dass die Daten über den Zustand der Bremsbeläge ausgelesen und weiterführend genutzt werden können. Vorteilhafterweise kann durch die kontinuierliche Messung des Flüssigkeitspegels frühzeitig eine mögliche Leckage im Bremssystem erkannt werden. Im Rahmen eines Bremsflüssigkeitswechsels kann ebenfalls das exakte Niveau, entsprechend des Verschleißzustandes der Bremsbeläge, wieder eingestellt werden.In a further advantageous embodiment of the level sensor is designed such that in particular a refilling of brake fluid is taken into account in a mathematical model. Implausibilities can be detected by a non-linear course of the level, in such cases can be communicated to the driver via an output device, for example via a combination instrument or infotainment system. The level sensor is in communication with an instrument cluster, in the instrument cluster a brake fluid level in the brake fluid reservoir can be queried and recalibrated. Preferably, the instrument cluster indicates the wear on the brake pads in small steps, for example in 5 or 10% increments. In addition, it is expedient that the data on the condition of the brake pads can be read and used further. Advantageously, a possible leakage in the brake system can be detected early by the continuous measurement of the liquid level. As part of a brake fluid change can also be the exact level, according to the state of wear of the brake pads, set again.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Bremsanlage mit einem Bremsaktuator, 1 a simplified schematic diagram of an embodiment of a brake system according to the invention with a brake actuator,

2 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Bremsanlage mit einem Bremsaktuator und Bremsbelägen in einem Neuzustand, 2 a greatly simplified schematic representation of a brake system with a brake actuator and brake pads in a new condition,

3 eine Prinzipdarstellung gemäß 2 mit Bremsbelägen in einem verschlissenen Zustand, 3 a schematic diagram according to 2 with brake pads in a worn condition,

4 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Hydraulikbremsanlage. 4 a simplified schematic diagram of a hydraulic brake system.

In 1. ist eine Bremsanlage 1 mit einem Bremsaktuator 2 gezeigt, die vorliegend für ein im Übrigen nicht gezeigtes Kraftfahrzeug 21 ausgestaltet ist. Die Bremsanlage 1 weist neben einem Bremsanlagengehäuse 20, einen Bremsaktuator 2, eine Bremsscheibe 6, zwei jeweils an voneinander abgewandten Seiten der Bremsscheibe 6 angeordnete Bremsbeläge 5 sowie einen Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter 10 auf, der mittels Hydraulikbremsleitungen 13 mit einem Bremskolbenzylinder 28 in Verbindung steht. Im Bremskolbenzylinder 28 ist ein Bremskolben 4 angeordnet, der translatorisch gelagert ist. Der Bremsaktuator 2 weist einen Elektromotor 3 auf, der in Verbindung mit einer Getriebeeinrichtung 9 steht. Die Getriebeeinrichtung 9 steht wiederum in Kontakt mit einem translatorisch verstellbaren Spindeltrieb 7, der im Innern des Bremskolbens 4 mit einer Kolbenmutter 8 verdrehfest verschraubt ist. Bei einem Bremsvorgang mittels des Bremsaktuators 2, wirkt der Spindeltrieb 7 gegen den Bremskolben 4, der wiederum ein zweckmäßiges Wirken der Bremsbeläge 5 gegen die Bremsscheibe 6 gewährleistet.In 1 , is a brake system 1 with a brake actuator 2 shown in the present case for a motor vehicle not otherwise shown 21 is designed. The brake system 1 points next to a brake system housing 20 , a brake actuator 2 , a brake disc 6 , two each on opposite sides of the brake disc 6 arranged brake pads 5 and a brake fluid equalizing tank 10 on, by means of hydraulic brake lines 13 with a brake piston cylinder 28 communicates. In the brake piston cylinder 28 is a brake piston 4 arranged, which is mounted translationally. The brake actuator 2 has an electric motor 3 on, in conjunction with a transmission device 9 stands. The transmission device 9 in turn is in contact with a translationally adjustable spindle drive 7 inside the brake piston 4 with a piston nut 8th screwed rotationally. In a braking operation by means of the brake actuator 2 , the spindle drive acts 7 against the brake piston 4 , in turn, a functional action of the brake pads 5 against the brake disc 6 guaranteed.

Zur Messung eines Spindelweges 22 ist der Bremsaktuator 2 in gezeigter Ausführungsform mit einer Spule 17 und einem an einem Zahnrad 16 in der Getriebeeinrichtung 9 angeordneten Magneten 12 ausgestattet, sodass, durch eine Messung der Zahnradumdrehungen in Kombination mit einer Getriebeübersetzung, der Spindelweg 22 eindeutig bestimmt werden kann. Ein im Übrigen nicht gezeigter Hallsensor kann zur Messung des Spindelweges 22 als technisches äquivalent zur Anwendung kommen. Aus kostentechnischer Sicht ist die Messung des Spindelweges 22 erfindungsgemäß an einer Bremsanlage 1 ausreichend. Das heißt bei einem beispielhaften Kraftfahrzeug 21 mit einer Vorderachse und einer Hinterachse an denen jeweils zwei Räder und pro Rad eine Bremsanlagen 1 angeordnet ist, erfolgt die Messung des Spindelweges 22 bevorzugt lediglich an einem Rad bzw. an einer Bremsanlage 1.For measuring a spindle travel 22 is the brake actuator 2 in shown embodiment with a coil 17 and one on a gear 16 in the transmission device 9 arranged magnets 12 equipped so that, by measuring the gear revolutions in combination with a gear ratio, the Spindelweg 22 can be clearly determined. An incidentally not shown Hall sensor can be used to measure the spindle travel 22 to be used as a technical equivalent. From a cost perspective, the measurement of the spindle travel 22 according to the invention on a brake system 1 sufficient. That is, in an exemplary motor vehicle 21 with a front axle and a rear axle on each of which two wheels and one wheel per wheel brake 1 is arranged, the measurement of the spindle travel takes place 22 preferably only on a wheel or on a brake system 1 ,

Der Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter 10 weist bevorzugt einen kontinuierlich messenden Füllstandsensor 11 auf, der einen Bremsmittelflüssigkeitsfüllstand 27 einer Bremsflüssigkeit 15 detektiert. Zweckmäßig ist dieser Ausgleichsbehälter 10 über Hydraulikbremsleitungen 13 mit allen Bremsanlagen 1 eines Kraftfahrzeugs 21 verbunden. Bei einem Bremsvorgang wird die Bremsflüssigkeit 15 mit hohem Druck in einen Bremskolbeninnenraum 14 geleitet, wodurch der Bremskolben 4 die Bremsbeläge 5 gegen die Bremsscheibe 6 drückt.The brake fluid reservoir 10 preferably has a continuously measuring level sensor 11 on, which is a brake fluid level 27 a brake fluid 15 detected. Appropriately, this expansion tank 10 via hydraulic brake lines 13 with all brake systems 1 of a motor vehicle 21 connected. During a braking process, the brake fluid 15 with high pressure in a brake piston interior 14 passed, causing the brake piston 4 the brake pads 5 against the brake disc 6 suppressed.

Die 2 und 3 zeigen schematisch zwei unterschiedliche Verschleißzustände der Bremsbeläge 5. In der 2 sind diese Bremsbeläge 5 im Neuzustand 18 dargestellt mit einer Bremsbelagbreite B1. In 3 sind die Bremsbeläge 5 in einem verschlissenen Zustand 19 dargestellt mit einer Bremsbelagbreite B2. Durch einen Verschleiß an den Bremsbelägen 5 vergrößert sich der Spindelweg 22 des Bremsaktuators 2 und somit der Weg von einer dem Bremsbelag 5 abweisenden Seite des Spindeltriebs 7 in Kontakt mit einem Bremsbelag 5 zu einer Bremsscheibe 6. Vorhergehend beschriebener Spindelweg 22 ist bei einem Neuzustand 18 der Bremsbeläge 5 als Spindelweg S1 bezeichnet und bei einem verschlissenen Zustand 19 der Bremsbeläge 5 als Spindelweg S2. In Abhängigkeit zu der Vergrößerung des Spindelwegs 22 steigt in Korrelation dazu ein für einen Bremsvorgang benötigtes Bremsflüssigkeitsvolumen 23 in einem Innenraum, gebildet aus dem Bremszylinder 28 und dem Bremskolben 4. Dieses zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen 23 ist eindeutig bestimmt, durch eine Differenz der Spindelwege S1 und S2 des Bremsaktuators 2 multipliziert mit einem Bremskolbeninnendurchmesser 14. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die vorhergehend beschriebene Bremsanlage 1 mit dem Bremsaktuator 2 an einem nicht gezeigten Rad an einer nicht gezeigten Hinterachse angeordnet. Zur Bestimmung des zusätzlich benötigten Gesamtbremsflüssigkeitsvolumens 23 an der Hinterachse wird der Wert trivialer Weise verdoppelt, da bevorzugt zwei Bremsanlagen 1 an der Hinterachse angeordnet sind.The 2 and 3 show schematically two different states of wear of the brake pads 5 , In the 2 are these brake pads 5 in new condition 18 represented with a brake pad width B1. In 3 are the brake pads 5 in a worn condition 19 represented with a brake pad width B2. Due to wear on the brake pads 5 the spindle travel increases 22 of the brake actuator 2 and thus the way of a brake pad 5 repellent side of the spindle drive 7 in contact with a brake pad 5 to a brake disc 6 , Previously described spindle travel 22 is in a new condition 18 the brake pads 5 referred to as the spindle S1 and a worn state 19 the brake pads 5 as spindle path S2. Depending on the enlargement of the spindle travel 22 increases in correlation to a volume of brake fluid needed for a braking operation 23 in an interior formed by the brake cylinder 28 and the brake piston 4 , This additionally required brake fluid volume 23 is uniquely determined by a difference of the spindle paths S1 and S2 of the brake actuator 2 multiplied by a brake piston inner diameter 14 , In an exemplary embodiment, the brake system described above 1 with the brake actuator 2 arranged on a not shown wheel on a rear axle, not shown. To determine the additionally required total brake fluid volume 23 on the rear axle, the value is trivially doubled, since preferably two brake systems 1 are arranged on the rear axle.

4 zeigt ein in einem Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter 10 angeordneter Füllstandsensor 11, der derart ausgebildet, dass er ein zusätzlich benötigtes Bremsflüssigkeitsvolumen 23 durch eine kontinuierliche und genaue Messung, exakt bestimmen kann. Zweckmäßig ist der Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter 10 mit allen Bremsanlagen 1 über Hydraulikbremsleitungen 13, also sowohl mit denen an der Hinterachse als auch mit denen an der Vorderachse verbunden. 4 shows a in a brake fluid reservoir 10 arranged level sensor 11 configured to provide an additionally required volume of brake fluid 23 through a continuous and accurate measurement, can determine exactly. The brake fluid equalizing tank is expedient 10 with all brake systems 1 via hydraulic brake lines 13 So, both with those on the rear axle and with those connected to the front axle.

Das zuvor an der Hinterachse ermittelte zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen 23 in Kombination mit dem vom Füllstandsensor 11 detektierten zusätzlichen Gesamtbedarf, lässt einen Rückschluss auf den zusätzlichen Bedarf an Bremsflüssigkeitsvolumen 23 an der Vorderachse zu. Durch das zusätzlich benötigte Bremsflüssigkeitsvolumen 23 an der Vorderachse kann mit Hilfe des Bremskolbeninnendurchmessers 14 eindeutig eine Änderung des Kolbenwegs bestimmt werden. Hierzu bedarf es lediglich einer Teilung des zusätzlich benötigten Bremsflüssigkeitsvolumens 23 durch die Anzahl der Bremsanlagen 1, bei einem Kraftfahrzeug 21 üblicherweise zwei, welche sich an der Vorderachse befinden. Weiter kann mit Hilfe dieser Information eine Verlängerung des Kolbenweges der Bremsanlage 1 ermittelt werden, der gleichbedeutend mit einer Verkürzung der Bremsbelagsbreite ist und somit den Verschleiß an den Bremsbelägen 5 darstellt.The additional brake fluid volume determined beforehand on the rear axle 23 in combination with the level sensor 11 detected additional total demand, allows a conclusion on the additional demand for brake fluid volume 23 at the front axle too. Due to the additionally required brake fluid volume 23 on the front axle can with the help of the brake piston inner diameter 14 clearly a change in the piston travel can be determined. This only requires a division of the additional required brake fluid volume 23 by the number of brake systems 1 in a motor vehicle 21 usually two, which are located on the front axle. Further, with the help of this information, an extension of the piston stroke of the brake system 1 be determined, which is synonymous with a shortening of the brake pad width and thus the wear on the brake pads 5 represents.

Der erfindungsgemäßen Bremsbelagverschleißmesseinrichtung 24 ist es somit möglich, anhand lediglich einer Messung des Spindelwegs 22 an einem Bremsaktuator 2 und einer Bremsflüssigkeitvolumenmessung im Bremsflüssigkeitsausgleichbehälter 10 den Verschleiß an den Bremsbelägen 5 festzustellen.The brake pad wear measuring device according to the invention 24 It is thus possible, based on only one measurement of the spindle travel 22 on a brake actuator 2 and a brake fluid volume measurement in the brake fluid reservoir 10 the wear on the brake pads 5 determine.

Der Füllstandsensor 11 steht in Kommunikation mit einem Kombiinstrument 25, wobei im Kombiinstrument 25 ein Bremsflüssigkeitsfüllstand 27 im Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter 10 abgefragt und neu kalibriert werden kann. Das Kombiinstrument 25 zeigt den Verschleiß an den Bremsbelägen 5 in kleinen Schritten an, beispielsweise in 5 oder 10%-Schritten. Von besonderem Vorteil ist, dass auf bislang erforderliche Verschleißfühler zur Detektierung des Verschleißgrades gänzlich verzichtet werden kann sowie eine permanente Verschleißüberwachung möglich ist.The level sensor 11 is in communication with a combination instrument 25 , being in the instrument cluster 25 a brake fluid level 27 in the brake fluid reservoir 10 can be queried and recalibrated. The instrument cluster 25 shows the wear on the brake pads 5 in small increments, for example in 5 or 10% increments. It is of particular advantage that it is entirely possible to dispense with previously required wear sensors for detecting the degree of wear, and that permanent wear monitoring is possible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102006002307 A1 [0004] DE 102006002307 A1 [0004]

Claims (5)

Bremsanlage (1) für ein Kraftfahrzeug (21), umfassend, – einen Bremsaktuator (2), welcher einen translatorisch verstellbaren Spindeltrieb (7) aufweist, der mit einer Kolbenmutter (8) verschraubt mit einem Bremskolben (4) in Kontakt bringbar ist, – einen Bremsbelag (5), der mit einem derartigen Bremskolben (4) in Kontakt steht und bei einem Bremsvorgang mit einer Bremsscheibe (6) zusammenwirkt, – einer hydraulischen Bremseinrichtung (26), die einen Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter (10) aufweist, und – einer Bremsbelagverschleißmesseinrichtung (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagverschleißmesseinrichtung (24) derart ausgebildet ist, dass sie ein Verschleiß des Bremsbelages (5) durch eine Veränderung eines Bremsflüssigkeitsfüllstandes (27) im Bremsflüssigkeitsausgleichsbehälter (10) in Kombination mit einem veränderten Spindelweg (22) am Spindeltrieb (7) des Bremsaktuators (2) rechnerisch bestimmt.Brake system ( 1 ) for a motor vehicle ( 21 ), comprising, - a brake actuator ( 2 ), which has a translationally adjustable spindle drive ( 7 ), which with a piston nut ( 8th ) screwed with a brake piston ( 4 ) is brought into contact, - a brake pad ( 5 ), with such a brake piston ( 4 ) is in contact and during a braking operation with a brake disc ( 6 ), - a hydraulic braking device ( 26 ), which contains a brake fluid reservoir ( 10 ), and - a brake pad wear measuring device ( 24 ), characterized in that the brake lining wear measuring device ( 24 ) is formed such that it is a wear of the brake pad ( 5 ) by a change in a brake fluid level ( 27 ) in the brake fluid reservoir ( 10 ) in combination with a changed spindle travel ( 22 ) on the spindle drive ( 7 ) of the brake actuator ( 2 ) determined by calculation. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsaktuator (2) derart ausgestaltet ist, dass die Veränderung des Spindelweges (22) an einer Anzahl von Zahnradumdrehungen in einer Getriebeeinrichtung (9) messbar ist.Brake system according to claim 1, characterized in that the brake actuator ( 2 ) is configured such that the change of the spindle travel ( 22 ) at a number of gear revolutions in a transmission device ( 9 ) is measurable. Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung zur Messung der Veränderung des Spindelweges (22) an lediglich einem Bremsaktuator (2) angeordnet ist.Brake system according to claim 1 or 2, characterized in that a measuring device for measuring the change of the spindle travel ( 22 ) on only one brake actuator ( 2 ) is arranged. Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsensor (11) derart ausgebildet ist, dass insbesondere ein Nachfüllen von Bremsflüssigkeit (15) in einem Rechenmodell berücksichtigt ist.Brake system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the level sensor ( 11 ) is designed such that in particular a refilling of brake fluid ( 15 ) is considered in a calculation model. Kraftfahrzeug (21) mit einer Bremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle ( 21 ) with a brake system ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

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