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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsanlage
eines Kraftfahrzeugs, in der zum Bremsen ein Bremsbelag gegen eine Bremsscheibe
gedrückt
wird (welche typischerweise fest mit einem Rad des Kraftfahrzeugs
gekoppelt ist). Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, in
dem das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzt wird. Ferner betrifft sie ein Computerprogrammprodukt
mit einem Computerprogramm, das bei seiner Verwendung in einem Kraftfahrzeug
dafür sorgt,
dass das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt
wird.
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Beim
Betrieb des Kraftfahrzeugs kann es zu einer unerwünschten
Relativbewegung der Bremsscheibe gegenüber den Bremsbelägen kommen,
die typischerweise in einem Bremssattel bereitgestellt sind. Ein
Radlagerspiel ermöglicht
es, dass Querkräfte
auf das Radlager ausgeübt
werden können
und diesen Kräften
zum Teil nachgegeben wird. Solche Querkräfte wirken insbesondere bei
hoher Fahrzeugquerbeschleunigung auf das Radlager. Die Bremsscheibe
ist mit dem Radlager verbunden. Die Bremsbeläge hingegen sind in einem Bremssattel
angeordnet, der nicht mit dem Radlager verbunden ist, sondern typischerweise
mit anderen Bauteilen des Kraftfahrzeugs, nämlich der Karosserie. Die sich
bewegende (verkippende) Bremsscheibe drückt die Bremsbeläge im Bremssattel
zurück.
Nach Beendigung der Fahrzeugquerbeschleunigung kehrt die Bremsscheibe
in den Ursprungszustand zurück.
Dadurch, dass die Bremsbeläge
zurückgedrückt wurden,
entsteht ein unnormal großer
Abstand zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe. Das so genannte Lüftspiel
zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe wird zu groß.
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Betätigt der
Fahrer nun die Bremse, so muss erst dieses Lüftspiel überwunden werden, bevor der Bremsbelag
die Bremsscheibe berührt
und somit die Bremswirkung einsetzen kann. Dies führt zu einem deutlich
verlängerten
Bremspedalweg, womit ein verzögertes
Ansprechen der Bremse einhergeht.
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Auch
bei einem automatischen Eingriff an der Bremse durch ein Assistenzsystem
kann das zu große
Lüftspiel
in nachteiliger Weise bewirken, dass der Bremseingriff in nicht
definierter Weise erfolgt, z. B. weil infolge des Bremsscheibenkippens
zuvor durch das System die aufzubringenden Drücke falsch eingeschätzt werden.
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Ein
bestimmtes Fahrzeugassistenzsystem sorgt bei Regen dafür, dass
die Bremsbeläge
auch bei einem Nichtbetätigen
der Bremse durch den Kraftfahrzeugführer für eine längere Zeit angelegt werden.
Dies soll bewirken, dass auf den Bremsbelägen und der Bremsscheibe sich
angesammelt habendes Regenwasser entfernt wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beim Betreiben eines Kraftfahrzeugs
dafür zu
sorgen, dass die negativen Folgen des Bremsscheibenkippens beseitigt
oder wenigstens gemindert werden.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist bei einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
4 eingesetzt, wobei zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
ein auf einem Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 5 gespeichertes
Computerprogramm benutzt werden kann. Eine vereinfachte Lösung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in Patentanspruch 6 beansprucht.
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Erfindungsgemäß wird somit
zunächst
nach vorbestimmten Kriterien ermittelt, ob ein das Spiel zwischen
einem Bremsbelag und einer Bremsscheibe (nämlich besagtes Lüftspiel)
angebender Wert einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wobei bei diesem
Ermitteln mit einer Abschätzung
gearbeitet werden kann, also das Überschreiten des Grenzwertes
lediglich mit einer vorbestimmten Mindestwahrscheinlichkeit festgestellt
werden muss. Falls genau ein solcher Fall mit einer vorbestimmten
Mindestwahrscheinlichkeit ermittelt wird, wird zumindest der betreffende
Bremsbelag, bei dem das Spiel zu groß ist, an die zugehörige Bremsscheibe
angelegt.
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Durch
das Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe, das bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
automatisch erfolgt, werden die Bremsbeläge dauerhaft wieder an die
Bremsscheibe angenähert,
auch wenn sie zuvor von dieser weggedrückt worden waren, denn nach
dem Anlegen kehren die Bremsbeläge
in eine übliche
Stellung zurück. Betätigt der
Fahrer nach dem Anlegen wieder die Bremse, hat er somit sofort das
gewohnte Pedalgefühl
mit der entsprechenden Verzögerung
bis zum Einsetzen der Bremswirkung.
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Insbesondere
nach einer scharfen Kurvenfahrt hat der Fahrer somit ein gleichbleibendes,
definiertes Bremspedalgefühl.
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Das
Anlegen des Bremsbelages soll ja dessen Wiederannäherung an
die Bremsscheibe bewirken, während
der damit einhergehende Bremsvorgang in den Hintergrund tritt. Daher
soll das Anlegen für
eine möglichst
kurze Dauer und mit geringer Bremskraft erfolgen. Bevorzugt erfolgt
das Anlegen für
eine Dauer von höchstens
0,5 Sekunden. Außerdem
wird durch das Anlegen eine Bremskraft unterhalb einem vorbestimmten
Grenzwert für
die Bremskraft erzielt, das Anlegen erfolgt also beispielsweise mit
einem nicht übermäßig hohen
Anlegedruck. Erfolgt das Anlegen über eine Pumpe, kann der von
der Pumpe aufgebrachte Druck geringer sein als es sonst beim Bremsen
der Fall ist.
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Da
wie eingangs geschildert die Bremsbeläge insbesondere bei einer Kurvenfahrt
mit hohen Querbeschleunigungen auf das Kraftfahrzeug von der verkippenden
Bremsscheibe weggedrückt
werden, lassen sich die vorbestimmten Kriterien entsprechend passend
hierzu festlegen. Eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs erkennt man
daran, dass eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten
ersten Grenzwert überschreitet.
Sinnvollerweise sollten die Bremsbeläge erst nach dauerhafter Beendigung
der Kurvenfahrt angelegt werden. Daher wird bei den vorbestimmten
Kriterien abgewartet, bis die Querbeschleunigung unter einen vorbestimmten
zweiten Grenzwert sinkt. Das spätere Anlegen
des Bremsbelags an die Bremsscheibe ist nur dann sinnvoll, wenn
die Bremse nicht zwischenzeitlich ohnehin betätigt wird, so dass das Sinken
unter den vorbestimmten zweiten Grenzwert bei dem Kriterium erfolgt
sein soll, ohne dass der Bremsbelag an die Bremsscheibe angelegt
wurde. Es soll also weder durch den Kraftfahrzeugführer das
Bremspedal betätigt
worden sein, noch soll ein Assistenzsystem für eine Betätigung der Bremsen gesorgt
haben. Nun wird nochmals eine vorbestimmte Zeitdauer abgewartet, über die
die Querbeschleunigung unter dem vorbestimmten zweiten Grenzwert
verbleibt. Es wird davon ausgegangen, dass ein Übergang auf einen nahezu geradlinig
verlaufende Fahrbahn erfolgt. Auch während der vorbestimmten Zeitdauer
soll gewährleistet
sein, dass der Bremsbelag nicht an die Bremsscheibe angelegt wird,
also weder der Kraftfahrzeugführer
die Bremse betätigt
noch ein Assistenzsystem im Kraftfahrzeug für eine Betätigung der Bremsen sorgt. Sobald
die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, erfolgt das Anlegen
des Bremsbelags an die Bremsscheibe. Im Falle, dass das Anlegen des
Bremsbelags an die Bremsscheibe in irgendeiner Weise anders ausgestaltet
wird als bei einem herkömmlichen
Bremsvorgang, dass z. B. eine niedrigere Bremskraft erzielt wird,
kann während
des Anlegens ein Vorrang für
einen echten Bremsvorgang gegeben sein: Wenn während des Anlegens eine Betätigung des
Bremspedals durch den Kraftfahrzeugführer erfolgen sollte oder ein
Assistenzsystem Signale abgibt, um die Bremse zu betätigen, kann
entsprechend diesen Vorgaben von dem bisherigen Anlegevorgang abgewichen
und ein üblicher
Bremsvorgang durchgeführt
werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug
weist eine Bremsscheibe und einen der Bremsscheibe zugeordneten
Bremsbelag (üblicherweise
zwei solcher Beläge,
zu beiden Seiten der Bremsscheibe jeweils einen) auf. Außerdem weist
das Kraftfahrzeug Mittel zum Anlegen des Bremsbelags an die Bremsscheibe auf
(insbesondere eine geeignete Pumpe, die einen entsprechenden Druck
aufbaut). Es gibt eine Steuereinheit zum Ansteuern der Mittel zum
Anlegen. Die Steuereinheit reagiert auf eine Bremspedalbetätigung und
ist entsprechend mit einem Bremspedalbetätigungssensor gekoppelt. Die
Steuereinheit umfasst auch einen Taktgeber oder ist mit einem solchen
gekoppelt. Vorliegend soll sie auch mit einem Querbeschleunigungssensor
gekoppelt sein.
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Bei
einem Kraftfahrzeug mit derartigen Eigenschaften gehört besagte
Steuereinheit zu einem Assistenzsystem, das z. B. eingreift, wenn
ein Schleudern des Kraftfahrzeugs auf einer Fahrbahn droht. Die
Signale von dem Querbeschleunigungssensor werden erfindungsgemäß nun auch
dazu eingesetzt, auf das Spiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe
zurückzuschließen. Dementsprechend
ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, anhand des zeitlichen Verlaufs
(ermittelt durch den Taktgeber) von von dem Querbeschleunigungssensor
ermittelten Werten unter Berücksichtigung
von von dem Bremspedalbetätigungssensor
abgegebenen Signale zu ermitteln, ob mit einer vorbestimmten Mindestwahrscheinlichkeit
ein das Spiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe angebender
Wert einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet und in diesem
Falle die Mittel zum Anlegen zu aktivieren.
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Wie
erwähnt,
gibt es die Steuereinheit als solche physikalisch bereits. Ihre
erfindungsgemäße Auslegung
kann durch geeignetes Programmieren der Steuereinheit erfolgen.
Mit anderen Worten wird ein entsprechendes Computerprogramm auf
die Steuereinheit aufgespielt.
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Entsprechend
ist von der Erfindung bereits Gebrauch gemacht, wenn ein Computerprogrammprodukt
mit einem Computerprogramm bereitgestellt wird, das die Durchführung des
Verfahrens durch die Steuereinheit bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
ermöglicht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann auch in einer nicht vollständig
optimierten Form durchgeführt
werden: Bei dieser wird die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs
erfasst und der Bremsbelag angelegt, wenn die Querbeschleunigung
für eine
vorbestimmte Zeitdauer einen vorbestimmten Grenzwert unterschritten
hat.
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Bei
einem Programm zum Verhindern des Beschleunigens wird der Bremsbelag
angelegt, wenn die Querbeschleunigung einen vorbestimmten Grenzwert,
insbesondere für
eine vorbestimmte Zeitdauer, überschreitet.
Wird nun ein zweiter vorbestimmter Grenzwert festgelegt und bei
dessen Unterschreiten der Bremsbelag ebenfalls angelegt, so bedeutet
dies, dass beim Fahren des Kraftfahrzeugs ab und zu der Bremsbelag
automatisch angelegt wird. Dies kann bei dieser nicht ganz optimierten
Form des erfindungsgemäßen Verfahrens
insbesondere auch dann erfolgen, wenn nicht damit zu rechnen ist,
dass das Spiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe zu groß ist. Es
wird bei dem nicht ganz optimierten Verfahren somit gelegentlich überflüssigerweise
gebremst. Dies wird dafür
in Kauf genommen, dass der Bremsbelag stets eine optimale Lage relativ zur
Bremsscheibe hat.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die einzige FIG.
schematisch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchlaufenen
Schritte veranschaulicht.
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In
einem Kraftfahrzeug gibt es eine Steuereinheit, der von einem Querbeschleunigungssensor beim
Betrieb des Kraftfahrzeugs Signale zugeführt werden. Die Steuereinheit
ist auch zum Erfassen eines Bremsvorgangs bzw. zum aktiven Auslösen und Durchführen eines
Bremsvorgangs zuständig.
In der Steuereinheit steht somit eine Information zur Verfügung, ob
die Bremse des Kraftfahrzeugs augenblicklich betätigt wird oder nicht.
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Bei
ständiger Überwachung
der Querbeschleunigung beginnt gemäß Schritt S10 die Steuereinheit
damit, einen speziellen Prüfvorgang
betreffend das Luftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe einzuleiten,
wenn eine besonders hohe Querbeschleunigung am Kraftfahrzeug ermittelt
wird. Es wird nun gemäß Schritt
S12 geprüft,
ob die Querbeschleunigung unter einen Grenzwert sinkt, ohne dass
die Bremsen betätigt
sind, sei es durch den Kraftfahrzeugführer oder ein Assistenzsystem.
Falls die Bremsen betätigt
werden, wird der Vorgang abgebrochen, dies ist in der Figur nicht
gezeigt. Falls das Kriterium gemäß Schritt
S12 erfüllt
ist, wird zunächst eine
Totzeit abgewartet. Es wird gleichzeitig überprüft, ob die Bremse weiterhin
nicht betätigt
wird, sei es durch den Kraftfahrzeugführer oder ein Assistenzsystem.
Im Falle, dass die Bremse betätigt
wird, wird der Vorgang abgebrochen (nicht in der Figur gezeigt). Ansonsten
wird vom Schritt S14 zum Schritt S16 übergegangen: Auch wenn das
Bremspedal unbetätigt
ist, erfolgt ein aktives Anlegen der Bremsbeläge: Aufgrund der hohen Querbeschleunigung,
die in Schritt S10 festgestellt wurde, hat ein Kippen der Bremsscheibe
relativ zu den Bremsbelägen
stattgefunden, diese Bremsbeläge
wurden zumindest möglicherweise
von der Bremsscheibe weggedrückt
und sind in einem zu hohen Abstand von der Bremsscheibe nach Beendigung
der hohen Querbeschleunigung verblieben. Nach dem Anlegen der Bremsbeläge kehren
selbige in eine Normalstellung relativ zur Bremsscheibe zurück, das
Spiel wird also verkleinert und daher ein wunschgemäßer Zustand
wieder hergestellt. Durch das aktive Anlegen der Bremsbeläge gemäß Schritt
S16 wird die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs daher wieder optimal
eingestellt. Das aktive Anlegen wird nach einer Zeitdauer, die bevorzugt kleiner
als 0,5 Sekunden ist, gemäß Schritt
S18 beendet, somit auch der gesamte Vorgang. Es erfolgt weiterhin
ein Überwachen
der Querbeschleunigung durch die Steuereinheit, so dass zu einem
späteren Zeitpunkt
wieder mit dem Schritt S10 begonnen werden kann.