PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69810483T2 11.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1000270
Titel VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR ERKENNUNG EINER FALSCH EINGESTELLTEN SPIELNACHSTELLUNG FÜR BREMSEN
Anmelder Meritor Heavy Vehicle Systems, LLC, Troy, Mich., US
Erfinder KYRSTSOS, T., Christos, Southfield, US
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Aktenzeichen 69810483
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.08.1998
EP-Aktenzeichen 989383252
WO-Anmeldetag 05.08.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/US98/16188
WO-Veröffentlichungsnummer 0099008018
WO-Veröffentlichungsdatum 18.02.1999
EP-Offenlegungsdatum 17.05.2000
EP date of grant 02.01.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.09.2003
IPC-Hauptklasse F16D 66/00

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Bremsenlüftspieleinstellung in einem Fahrzeug gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1,8 bzw. 16.

Eine typische Fahrzeugkonfiguration umfaßt mehrere Achsbaugruppen mit jeweils zwei Bremsbaugruppen, eine Bremsbaugruppe an jedem Rad. Die Bremsbaugruppen sind normalerweise entweder Scheiben- oder Trommelbremsen und können hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden. Zum Beispiel umfaßt eine typische Scheibenbremsenbaugruppe eine rotierende Scheibe, ein Betätigungselement, einen Bremssattel mit einem Bremsbelag, der auf einer Grundplatte gelagert ist, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung zum Einstellen der von dem Bremssattel bis zu der Scheibe zurückzulegenden Wegstrecke. Das Betätigungselement bringt den Bremsbelag auf dem Bremssattel in Kontakt mit der rotierenden Scheibe, um das Fahrzeug zu bremsen, was zu einem Temperaturanstieg in dem Bremsbelag führt. Wenn sich der Belag abnutzt, vergrößert sich die Strecke, die der Bremssattel zurücklegen muß, bevor er mit der Scheibe in Kontakt kommt. Die Lüftspieleinstellvorrichtung stellt den Bremssattel automatisch so ein, daß der Abstand zwischen dem Bremsbelag und der Scheibe optimal ist.

Mit der Zeit können sich Lüftspieleinstellvorrichtungen verstellen, was zu einem wirkungslosen Bremsvorgang führen kann. Wenn die Lüftspieleinstellvorrichtung zu stark eingestellt ist, ist der Abstand zwischen dem Bremsbelag und der Scheibe zu klein, was dazu führen kann, daß der Belag im ungebremsten Zustand an der Scheibe reibt, was zu einer vorzeitigen Abnutzung des Belags führt. Wenn die Lüftspieleinstellvorrichtung zu schwach eingestellt ist, ist der Abstand zwischen dem Bremsbelag und der Scheibe zu groß, was zu einer verzögerten Bremsleistung führt. Es ist also wichtig zu wissen, wann die Lüftspieleinstellvor richtungen verstellt sind, so daß sie nachgestellt werden können, um eine optimale Bremsleistung zu liefern.

Die US-A-5,651,431 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 8 und 16. Das Verfahren und die Vorrichtung arbeiten mit einem Temperatursensor, der in einem Bremsbelag angrenzend an einen Bremstisch eingebettet ist, um die Abnutzung des Bremsbelags zu erfassen. Eine beim Einsatz der Bremsanlage aufgezeichnete Zeit-Temperatur-Kurve wird zu einer Verarbeitungseinheit übertragen, die die Dicke des verbleibenden Bremsbelags anhand eines Vergleichs mit in der Verarbeitungseinheit gespeicherten Kalibrierungsdaten schätzt.

Die EP-A-0 189 082 lehrt ein Verfahren zum Ermitteln und/oder Steuern der Bremskraft und/oder des Bremsmoments. Es wird vorgeschlagen, die in der Bremse erzeugte Temperatur zur Ermittlung der Bremskraft oder des Bremsmoments heranzuziehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Bremsenlüftspieleinstellung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1,8 bzw. 16.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Fahrzeug mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt mehrere Achsbaugruppen, die jeweils zwei Bremsbaugruppen haben. Die Lüftspieleinstellung kann für Trommel- oder Scheibenbremsenbaugruppen überwacht werden. Bei Anwendung in einer Scheibenbremse umfaßt die Scheibenbremsenbaugruppe eine rotierende Scheibe, ein Betätigungselement, einen Bremssattel mit einem Bremsbelag, der auf einer Grundplatte gelagert ist, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung zum Einstellen der von dem Bremssattel bis zu der Scheibe zurückzulegenden Wegstrecke. Das Betätigungselement bringt den Bremssattel in Kontakt mit der rotierenden Scheibe, um das Fahrzeug zu bremsen, so daß die Oberfläche des Bremsbelags mit der Scheibe in Kontakt kommt. Dieser Reibkontakt führt zu einem Temperaturanstieg in den Bremsbelägen. Die Temperatur des Bremsbelags wird für jede Bremsbaugruppe auf einer Achse während jedes Bremsvorgangs gemessen. Die zwei Bremsbelagtemperaturen werden miteinander verglichen, und wenn das Verhältnis der beiden Temperaturen einen vorbestimmten Grenzwert erreicht, wird ein Warnsignal zu dem Fahrer des Fahrzeugs geschickt, um anzuzeigen, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung verstellt ist.

Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Überwachen der Lüftspieleinstellung zum Bremsen in einem Fahrzeug wird eine Achse mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Bremsbaugruppe bereitgestellt, wobei jede Bremsbaugruppe ein erstes rotierendes Element umfaßt, das um eine Rotationsachse herum angeordnet ist, ein Betätigungselement, wenigstens ein zweites Element mit einem Bremsbelag, der von einer Grundplatte getragen wird, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung zum Einstellen einer Wegstrecke des zweiten Elements gegenüber dem ersten Element, wenn sich die Bremsbeläge abnutzen. Bei dem Verfahren werden die zweiten Elemente gegen die ersten Elemente der ersten und der zweiten Bremsbaugruppe bewegt. Ein erstes Bremsbelagsignal wird in Reaktion auf die Messung der Temperatur des Bremsbelags der ersten Bremsbaugruppe erzeugt, und ein zweites Bremsbelagsignal wird in Reaktion auf die Messung der Temperatur des Bremsbelags der zweiten Bremsbaugruppe erzeugt. Das erste Bremsbelagsignal wird mit dem zweiten Bremsbelagsignal verglichen, und ein erstes Warnsignal wird erzeugt, um eine falsch eingestellte Lüftspieleinstellvorrichtung anzuzeigen, wenn das Verhältnis des ersten Bremsbelagsignals zu dem zweiten Bremsbelagsignal einen vorbestimmten Grenzwert erreicht.

Bei der Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung wird wenigstens eine erste und eine zweite Bremsbaugruppe verwendet, wobei jede Bremsbaugruppe ein rotierendes Element umfaßt, das um eine Rotationsachse herum angeordnet ist, ein Reibelement mit einem Bremsbelag, der von einer Grundplatte getragen wird, ein Betätigungselement zum Bewegen des Reibelements gegen das rotierende Element, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung zum Einstellen der Wegstrecke des Reibelements gegenüber dem rotierenden Element, wenn sich der Bremsbelag abnutzt. Eine erste Sensorbaugruppe mißt die Temperatur des Bremsbelags für die erste Bremsbaugruppe und erzeugt ein erstes Bremsbelagsignal. Eine zweite Sensorbaugruppe mißt die Temperatur des Bremsbelags für die zweite Sensorbaugruppe und erzeugt ein zweites Bremsbelagsignal. Ein Prozessor vergleicht das erste Bremsbelagsignal mit dem zweiten Bremsbelagsignal und aktiviert eine Warnvorrichtung, die dann, wenn das Verhältnis des ersten Bremsbelagsignals zu dem zweiten Bremsbelagsignal einen vorbestimmten Grenzwert erreicht, anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung verstellt ist.

Die vorliegende Erfindung bietet also ein einfaches und wirksames System zur Überwachung der Bremsenlüftspieleinstellung anhand von Messungen der Temperatur des Bremsbelags.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres ersichtlich, da diese anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Antriebsstrangsystems, bei dem das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Überwachen der Bremsenlüftspieleinstellung verwendet werden;

Fig. 2A eine Vorderansicht einer Scheibenbremsenbaugruppe;

Fig. 2B eine Vorderansicht einer Achsbaugruppe;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A einen ersten Teil eines Flußdiagramms des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 4B einen zweiten Teil des in Fig. 4A gezeigten Flußdiagramms.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Sattelschlepper-Antriebsstrangsystems 10 für ein Schwerfahrzeug. Das Antriebsstrangsystem 10 umfaßt eine vordere Nichtantriebsachse 12 und eine hintere Tandern-Antriebsachse 14. Die vordere Nichtantriebsachse 12 umfaßt ein erstes 16 und ein zweites 18 nichtangetriebenes Rad, die durch einen Achsholm 20 miteinander verbunden sind. Die hintere Tandern-Antriebsachse 14 umfaßt eine erste 22 und eine zweite 24 hintere Antriebsachse. Die hinteren Antriebsachsen 22, 24 werden durch das Drehmoment von einem Motor 26 angetrieben, das über eine Antriebswelle 28 zu den Achsen 22, 24 übertragen wird. Die erste hintere Antriebsachse 22 umfaßt ein erstes 30 und ein zweites 32 angetriebenes Rad, die durch die Antriebswelle 28 über ein erstes Hauptdifferential 34 in Drehung versetzt werden. Die zweite hintere Antriebsachse 24 umfaßt ein drittes 36 und ein viertes 38 angetriebenes Rad, die durch eine Durchgangswelle 40 über ein zweites Hauptdifferential 42 in Drehung versetzt werden. Das Antriebsstrangsystem 10 umfaßt außerdem eine erste 44 und eine zweite 46 nichtangetriebene Anhängerachse, die einen Anhänger (nicht dargestellt) zum Transport von Ladung tragen. Die erste Anhängerachse hat ein drittes 48 und ein viertes 50 nichtangetriebenes Rad, und die zweite Anhängerachse hat ein fünftes 52 und ein sechstes 54 nichtangetriebenes Rad.

Jedes nichtangetriebene Rad 16, 18, 48, 50, 52, 54 und jedes angetriebene Rad 30, 32, 36, 38 umfaßt normalerweise eine Bremsbaugruppe 56. Diese Bremsbaugruppen 56 können Trommel- oder Scheibenbremsen sein, und ihre allgemeine Funktionsweise ist bekannt. Während es sich bei der in Fig. 1, 2A und 2B gezeigten Bremsbaugruppe 56 um Scheibenbremsenbaugruppen handelt, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung sowohl bei einer Trommelbremsen- als auch bei einer Scheibenbremsenbaugruppe verwendet werden kann.

Gemäß Fig. 2A umfaßt jede Scheibenbremsenbaugruppe 56 ein rotierendes Element bzw. eine rotierende Scheibe 58, die um eine Rotationsachse 60 herum angeordnet ist, ein Reibelement bzw. einen Bremssattel 62 mit einem Bremsbelag 64, der von einer Grundplatte 66 getragen wird, ein Betätigungselement 68 zum Bewegen des Bremssattels gegen die Scheibe 58, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung 70 zum Einstellen der Wegstrecke des Bremssattels gegenüber der Scheibe 58, wenn sich der Bremsbelag 64 abnutzt. Eingebettet in den Bremsbelag 64 ist eine erste Sensorbaugruppe 72A zum Messen der Temperatur des Bremsbelags 64 während eines Bremsvorgangs und zum Erzeugen eines ersten Bremsbelagsignals 74.

Wie bereits erwähnt, umfaßt jede Achsbaugruppe 12, 22, 24, 44, 46 zwei Bremsbaugruppen 56, eine an jedem Rad 16, 18, 30, 32, 36, 38, 48, 50, 52, 54. Fig. 2B zeigt eine beispielhafte Achsbaugruppe 12 mit einer ersten Bremsbaugruppe 56A und einer zweiten Bremsbaugruppe 56B, die sich an dem ersten Rad 16 bzw. an dem zweiten Rad 18 befinden. Jede Bremsbaugruppe 56A, 56B ist vorzugsweise miteinander identisch und entspricht der Darstellung und Beschreibung von Fig. 2A. Die erste Bremsbaugruppe 56A umfaßt den ersten Sensor 72A, und die zweite Bremsbaugruppe 56B umfaßt einen zweiten Sensor 72B, der vorzugsweise mit der ersten Sensorbaugruppe 72A identisch ist. Der zweite Sensor 72B mißt die Temperatur des Bremsbelags 64 der zweiten Bremsbaugruppe 56B während eines Bremsvorgangs und erzeugt ein zweites Bremsbelagsignal 76.

Zu der ersten Bremsbaugruppe 56A gehört ein in Fig. 3 schematisch dargestellter dritter Sensor 82A zum Messen des Zeitraums ts von dem Moment an, wo der Bremssattel 62A während eines Bremsvorgangs zum ersten Mal an die rotierende Scheibe 58A angelegt wird, bis zu dem Moment, wo die Scheibe 58A aufhört zu rotieren. Ein vierter Sensor 82B, der vorzugsweise mit dem dritten Sensor 82A identisch ist, gehört zu der zweiten Bremsbaugruppe 56B und mißt den Zeitraum ts, den die Scheibe 58B braucht, um während eines Bremsvorgangs der zweiten Bremsbaugruppe 56B aufzuhören zu rotieren. Der dritte Sensor 82A und der vierte Sensor 82B erzeugen jeweils ein erstes Rotationssignal 84 bzw. ein zweites Rotationssignal 86. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden in der Technik wohlbekannte Geschwindigkeitsaufnehmer für diese Messungen verwen det, doch könnten auch andere in der Technik bekannte Sensoren verwendet werden.

Außerdem gehört zu der ersten Bremsbaugruppe 56A ein sechster Sensor 96A zum Messen der während eines Bremsvorgangs für das erste Rad 16 zurückgelegten Radstrecke. Ein siebter Sensor 96B, vorzugsweise identisch mit dem sechsten Sensor 96A, gehört zu der zweiten Bremsbaugruppe 56B und mißt die zurückgelegte Radstrecke für das zweite Rad 18. Der sechste Sensor 96A und der siebte Sensor 96B erzeugen jeweils ein erstes 98 bzw. zweites 100 Radstreckensignal.

Das erste 74 und das zweite 76 Bremsbelagsignal, das erste 84 und das zweite 86 Rotationssignal und das erste 98 und das zweite 100 Radstreckensignal werden zu einem elektronischen Steuergerät (ECU) oder einem zentralen Prozessor 78 übertragen, der in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Der zentrale Prozessor 78 vergleicht das erste Bremsbelagsignal 74 mit dem zweiten Bremsbelagsignal 76, und wenn ihr Verhältnis einen vorbestimmten Grenzwert erreicht, wird eine Warnvorrichtung oder -anzeige 80 durch ein Warnsignal 102 aktiviert, das anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung 70 verstellt ist. Es versteht sich, daß der vorbestimmte Grenzwert schwanken kann, je nachdem wie die Bremsbelagsignale 74, 76 miteinander verglichen werden. Wenn zum Beispiel das Verhältnis dadurch ermittelt wird, daß man das kleinere Bremsbelagsignal durch das größere Bremsbelagsignal dividiert, so daß ihr Verhältnis kleiner oder gleich eins ist, kann das Warnsignal 102 erzeugt werden, wenn das Verhältnis kleiner ist als ein gewisser vorbestimmter Grenzwert. Wenn jedoch das Verhältnis dadurch ermittelt wird, daß man das größere Bremsbelagsignal durch das kleinere Bremsbelagsignal dividiert, so daß ihr Verhältnis größer ist als eins, kann das Warnsignal 102 erzeugt werden, wenn das Verhältnis einen gewissen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.

Der zentrale Prozessor 78 umfaßt außerdem eine Zeitgebervorrichtung 88 zum Steuern des Zeitraums, in dem der erste Sensor 72A eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht und in dem der zweite Sensor 72B eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht. Die Zeitgebervorrichtung 88 erzeugt jeweils ein erstes 90 und ein zweites 92 Zeit-Temperatur-Signal, wenn der erste Sensor 72A und der zweite Sensor 72B ihre vorbestimmten Temperaturen erreichen. Das erste 90 und das zweite 92 Zeit-Temperatur-Signal wird verwendet, um den Betrag der verbleibenden nützlichen Bremsbelagdicke auf ihren jeweiligen Bremsbaugruppen 56A, 56B zu ermitteln.

Im weitesten Sinne basiert das erste 74 und das zweite 76 Bremsbelagsignal auf Messungen der Bremsbelagtemperatur, die der erste 72A und der zweite 72B Sensor für seine jeweilige Bremsbaugruppe 56A, 56B vorgenommen hat. Diese Messungen der Bremsbelagtemperatur könnten somit selbst mit einem einzigartigen vorbestimmten Grenzwert verglichen werden. Letztendlich werden die auf der Temperatur basierenden Bremsbelagsignale 74, 76 jedoch zusammen mit anderen Messungen verwendet, zum Beispiel mit den Zeit-Temperatur-Signalen 90, 92, den Rotationssignalen 84, 86 und den Radstreckensignalen 98, 100, um andere nützliche Daten zu gewinnen, wie zum Beispiel die von jeder Bremsbaugruppe 56A, 56B absorbierte Energie, die von jeder Bremsbaugruppe 56A, 56B geleistete Arbeit und die Bremskraft an jeder Bremsbaugruppe 56A, 56B.

Zusammenfassend laßt sich sagen, daß das erste 74 und das zweite 76 Bremsbelagsignal im allgemeinen repräsentativ sein können für jede von verschiedenen sensorgestützten Messungen, wie zum Beispiel die Messung der Bremsbelagtemperatur, Energie, Arbeit oder Kraft für die jeweilige Bremsbaugruppe 56A, 56B. Das Verhältnis dieser Bremsbelagsignale 74, 76 wird dann mit einem entsprechenden einzigartigen vorbestimmten Grenzwert verglichen, der von der Art der verwendeten sensorgestützten Messung abhängt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Verhältnis der Bremskräfte für die Bremsbaugruppen 56A, 56B mit einem vorbestimmten Grenzwert für die Kraft verglichen, um festzustellen, ob die Lüftspieleinstellvorrichtungen 70A, 70B verstellt sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann also das Verhältnis der Bremsbelagsignale 74, 76 anhand der Messungen der Bremsbelagtemperatur mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen werden, und daher wird die Berechnung der Bremskräfte F1, F2, der von jeder Bremse geleisteten Arbeit W1, W2 und der Bremsenergie E1, E2 vermieden. Analog dazu kann das Verhältnis der von jeder Bremse geleisteten Arbeit W1, W2 mit einem anderen vorbestimmten Grenzwert verglichen werden, so daß die Berechnung der Bremskräfte F1, F2 vermieden wird. Das gleiche gilt für das Verhältnis der mittleren Grenzflächentemperaturen θA, θB für jede Bremsbaugruppe 56A, 56B, für das Verhältnis der Bremsenergie E1, E2 und das Verhältnis der Bremskräfte F1, F2, was nachfolgend ausführlicher erläutert wird.

Außerdem ist es nicht notwendig, einen Vergleich zwischen den Bremsbaugruppen 56A und 56B durchzuführen. Der zentrale Prozessor 78 kann das jeweilige Bremsbelagsignal 74, 76 mit einem vorbestimmten Grenzwert vergleichen und kann die Warnvorrichtung 80 aktivieren, wenn entweder das erste 74 oder das zweite Bremsbelagsignal den vorbestimmten Grenzwert erreicht. Wie oben erläutert, wird der vorbestimmte Grenzwert schwanken, je nachdem welche Art von Bremsbelagsignal 74, 76 verwendet wird. Wenn also die Bremsbelagsignale 74, 76 auf der von jeder Bremsbaugruppe geleisteten Arbeit W1, W2 basieren, dann wird der zentrale Prozessor W1 und W2 mit einem einzigartigen vorbestimmten Grenzwert vergleichen, der von den vorbestimmten Grenzwerten verschieden ist, die für einen Vergleich der Bremskräfte F1, F2 oder für einen Vergleich der Energie E1, E2 oder für einen Vergleich der mittleren Grenzflächentemperatur θA, θB verwendet werden würden.

Ein Flußdiagramm, welches das Verfahren zum Anzeigen einer verstellten Lüftspieleinstellvorrichtung 70 beschreibt, ist in Fig. 4A und 4B dargestellt. Der zentrale Prozessor 78 ermittelt die Bremsbelagdicken für die erste 56A und die zweite 56B Bremsbaugruppe anhand von Messungen des ersten 72A und des zweiten 72B Sensors bzw. des ersten 90 und des zweiten 92 Zeit-Temperatur- Signals. Der Prozessor 78 ermittelt außerdem die mittlere Grenzflächentemperatur θmittel für die erste 56A und die zweite 56B Bremsbaugruppe anhand der Rotationssignale 84, 86 und der Bremsbelagdicken für jede Bremsbaugruppe 56A, 56B. Die mittlere Grenzflächentemperatur θmittel betrifft die Temperatur an der Grenzfläche zwischen dem Bremsbelag 64 und der Scheibe 58.

Zwei verschiedene Gleichungen werden zur Berechnung der mittleren Grenzflächentemperatur θmittel herangezogen, je nachdem wie lange die Bremsbaugruppe 56A oder 56B während eines Bremsvorgangs angelegt wird. Wenn die Bremse 56A oder 56B kürzer als eine vorbestimmte Zeit angelegt wird, wird eine Formel verwendet, und wenn die Bremse größer oder gleich der vorbestimmten Zeit angelegt wird, wird eine andere Formel verwendet. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Zeit zehn Sekunden, doch können auch andere Zeitwerte gewählt werden. Wenn die Bremse 56A oder 56B für weniger als zehn Sekunden angelegt wird, wird die mittlere Grenzflächentemperatur θmittel anhand der folgenden Gleichung berechnet:

wobei N&sub1; die Wärmezufuhr in den Belag betrifft; k&sub1; eine bekannte Konstante ist, die die Wärmeleitfähigkeit darstellt; α&sub1; das Wärmediffusionsvermögen gleich der Wärmeleitfähigkeit k&sub1; dividiert durch die spezifische Wärme c&sub1; und dividiert durch die Dichte ρ&sub1; ist, die alle bekannte Konstanten sind; t ist eine Zeitvariable; x ist eine Strecke in den Bremsbelag 64 hinein (an der Belagoberfläche x = 0), die ermittelt wird infolge der Temperaturmessungen des ersten 72A und des zweiten 72B Sensors und der Zeit-Temperatur-Signale 90, 92; d&sub1; ist die Summe aus x und d&sub2;, was für die Sensorbaugruppen 72A, 72B eine bekannte Strecke in den Bremsbelag 64 hinein ist; und M ist gleich der Größe eins dividiert durch ts, was die gemessenen Rotationssignale 84, 86 darstellt.

Wenn die Bremse 56A oder 56B für größer oder gleich zehn Sekunden angelegt wird, wird die mittlere Grenzflächentemperatur anhand der folgenden Gleichung berechnet:

wobei N&sub1; die Wärmezufuhr in den Belag betrifft; k&sub1; ist eine bekannte Konstante, die die Wärmeleitfähigkeit darstellt; α&sub1; das Wärmediffusionsvermögen gleich der Wärmeleitfähigkeit k&sub1; dividiert durch die spezifische Wärme c&sub1; und dividiert durch die Dichte ρ&sub1;, was alles bekannte Konstanten sind; t ist eine Zeitvariable; x ist eine Strecke in den Bremsbelag 64 hinein (an der Belagoberfläche x = 0), die ermittelt wird anhand von Temperaturmessungen des ersten 72A und des zweiten 72B Sensors und der Zeit-Temperatur-Signale 90, 92; d&sub1; ist die Summe aus x und d&sub2;, das für die Sensorbaugruppen 72A, 72B eine bekannte Strecke in den Bremsbelag 64 hinein ist; und M ist gleich der Größe eins dividiert durch ts, das die gemessenen Rotationssignale 84,86 darstellt. Diese Gleichungen sind in der Technik wohlbekannt und werden in Kapitel 4 "Thermal Aspects of Vehicle Braking" von Braking of Road Vehicles von T. P. Newcomb und R. T. Spur dargelegt und näher erläutert.

Der Prozessor 78 verwendet also nicht nur die Messungen der Bremsbelagtemperatur von dem ersten 72A und dem zweiten 72B Sensor zum Erzeugen des ersten 74 und des zweiten 76 Bremsbelagsignals, sondern erzeugt außerdem das erste Bremsbelagsignal 74 anhand der mittleren Grenzflächentemperatur der ersten Bremsbaugruppe 56A und erzeugt das zweite Bremsbelagsignal 76 anhand der mittleren Grenzflächentemperatur der zweiten Bremsbaugruppe 56B.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, mißt eine fünfte Sensorbaugruppe 94 die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs und erzeugt ein Geschwindigkeitssignal 106. Die Masse Mv des Fahrzeugs und die Last, die es trägt, ist bekannt, so daß ein Fahrzeug der Masse Mv die kinetische Energie EJ enthält, wie durch die folgende Gleichung definiert:

EJ = MvV²/2

Damit das Fahrzeug anhält, muß diese Energie beim Anlegen der Bremsen in Wärme umgewandelt werden, wobei ein Großteil dieser Energie von dem rotierenden Element der Bremsbaugruppe absorbiert wird, wahrend der Rest von dem Bremsbelag 64 absorbiert wird. Die kinetische Energie ist daher proportional zu der mittleren Grenzflächentemperatur θmittel. Diese Beziehung ist definiert durch die Gleichung

EJ = Cθmittel

wobei EJ die zum Erzeugen der mittleren Grenzflächentemperatur erforderliche kinetische Energie bezogen auf die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs betrifft und C eine Konstante ist, welche die zum Erhöhen der Temperatur in dem Belag um ein Grad erforderliche Energiemenge darstellt. Ein erstes Energiesignal 108 wird für die erste Bremsbaugruppe 56A erzeugt, und ein zweites Energiesignal 110 wird für die zweite Bremsbaugruppe 56B erzeugt. Der Prozessor 78 verwendet also nicht nur die Messungen der Bremsbelagtemperatur von dem ersten 72A und dem zweiten 72B Sensor und die Werte von θmittel für die Bremsbaugruppen 56A, 56B, sondern erzeugt außerdem das erste Bremsbelagsignal 74 anhand des Energiesignals 108 für die erste Bremsbaugruppe 56A und erzeugt das zweite Bremsbelagsignal 76 anhand des Energiesignals 110 für die zweite Bremsbaugruppe 56B.

Sobald der zentrale Prozessor 78 die zum Erzeugen der mittleren Grenzflächentemperatur θmittel erforderliche Energie ermittelt hat, wandelt er die Energie in die von jeder Bremsbaugruppe 56A, 56B während eines Bremsvorgangs geleistete Arbeit Ws um, und zwar nach der folgenden Gleichung

Ws = tsCθmittel

wobei Ws die Menge der durch die Bremsbaugruppen geleisteten Arbeit betrifft, ts das Rotationssignal 84 oder 86 ist, das die Zeit darstellt, die die Scheibe 58 braucht, um aufzuhören sich zu drehen, sobald der Bremssattel 62 angelegt wurde, und die Größe Cθmittel die Energie EJ ist. Ein erstes Arbeitssignal 112 wird für die erste Bremsbaugruppe 56A erzeugt, und ein zweites Arbeitssignal 114 wird für die zweite Bremsbaugruppe 56B erzeugt. Der Prozessor 78 verwendet also nicht nur die Messungen der Bremsbelagtemperatur von dem ersten 72A und dem zweiten 72B Sensor, die Werte von θmittel für die Bremsbaugruppen 56A, 56B und die Energiesignale 108, 110, sondern erzeugt außerdem das erste Bremsbelagsignal 74 anhand des Arbeitssignals 112 für die erste Bremsbaugruppe 56A und erzeugt das zweite Bremsbelagsignal 76 anhand des Arbeitssignals 114 für die zweite Bremsbaugruppe 56B.

Sobald die von jeder Bremse geleistete Arbeit ermittelt ist, ermittelt der zentrale Prozessor 78 die Bremskraft an jeder Bremse 56A, 56B anhand der von jeder Bremsbaugruppe 56A, 56B geleisteten Arbeit, definiert durch die folgende Gleichung

F = tsCθmittel/D

wobei F die für jede Bremsbaugruppe aufgebrachte mittlere Bremskraft betrifft, ts das Rotationssignal 84 oder 86 ist, welches die Zeit darstellt, die die Scheibe 58 braucht, um aufzuhören zu rotieren, sobald der Bremssattel 62 angelegt wurde, die Größe Cθmittel die Energie EJ ist und D das Radstreckensignal 98 oder 100 ist, welches die für eine spezifische Bremsbaugruppe 56A oder 56B während eines Bremsvorgangs zurückgelegte Radstrecke darstellt. Ein erstes Kraftsignal 116 wird für die erste Bremsbaugruppe 56A erzeugt, und ein zweites Kraftsignal 118 wird für die zweite Bremsbaugruppe 56B erzeugt. Der Prozessor 78 verwendet also nicht nur die Messungen der Bremsbelagtemperatur von dem ersten 72A und dem zweiten 72B Sensor, die Werte von θmittel für die Bremsbaugruppen 56A, 56B, die Energiesignale 108, 110 und die Arbeitssignale 112, 114, sondern erzeugt außerdem das erste Bremsbelagsignal 74 anhand des Kraftsignals 116 für die erste Bremsbaugruppe 56A und erzeugt das zweite Bremsbelagsignal 76 anhand des Kraftsignals 116 für die zweite Bremsbaugruppe 56B.

Der zentrale Prozessor 78 vergleicht das Bremskraftsignal 116 für die erste Bremsbaugruppe 56A so mit dem Bremskraftsignal 118 der zweiten Bremsbaugruppe 56B, daß ihr Verhältnis kleiner oder gleich eins ist. Wenn dieses Verhältnis kleiner ist als der vorbestimmte Grenzwert von 0,6, dann wird die Warnvorrichtung 80 aktiviert, indem das Warnsignal 102 anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung 70A oder 70B mit der niedrigeren Bremskraft möglicherweise verstellt ist. Dieser Vergleich kann bei jedem Bremsvorgang durchgerührt werden, oder eine zu dem zentralen Prozessor 78 gehörige Zählvorrichtung 104 kann die Anzahl von Bremsvorgängen zählen, bei denen das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsbelagsignal 74, 76, d. h. das Verhältnis zwischen den Bremskraftsignalen 116, 118, unter dem vorbestimmten Grenzwert von 0,6 liegt. Die Warnvorrichtung 80 kann mit einem zweiten Warnsignal 120 aktiviert werden, wenn die Anzahl von Bremsvorgängen kleiner als 0,6 eine vorbestimmte Anzahl übersteigt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die vorbestimmte Anzahl auf einhundert (100) Bremsvorgänge eingestellt, doch versteht es sich, daß auch eine Anzahl größer oder kleiner als einhundert als Grenzwert verwendet werden könnte. Außerdem ist bei der bevorzugten Ausführungsform 0,6 der bevorzugte Grenzwert zum Vergleich der Bremskräfte, doch versteht es sich, daß ein vorbestimmter Grenzwert größer oder kleiner als 0,6 verwendet werden könnte.

Der Vergleich zwischen der ersten 56A und der zweiten 56B Bremsbaugruppe wird für jede Achsbaugruppe 12, 22, 24, 44, 46 an dem Fahrzeug vorgenommen. Die Warnvorrichtung 80, bei der es sich um eine akustische oder optische Vorrichtung handeln könnte, kann also für jede Achse 12, 22, 24, 44, 46 an dem Fahrzeug eine verstellte Lüftspieleinstellvorrichtung 70 anzeigen. Wenngleich ein Fahrzeug mit zehn (10) Achsen in Fig. 1 dargestellt ist, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung bei einem Fahrzeug mit jeder beliebigen Anzahl von Achsen verwendet werden kann.

Die Ermittlung, ob die Lüftspieleinstellvorrichtungen 70 verstellt sind, basiert letztendlich auf einem Vergleich des Bremskraftsignals 116 der ersten Bremsbau gruppe 56A mit dem Bremskraftsignal 118 für die zweite Bremsbaugruppe 56B für jede Achse 12, 22, 24, 44, 46. Die Ermittlung der Bremskräfte hängt jedoch wieder direkt mit den Messungen der Bremsbelagtemperatur für jede Bremsbaugruppe 56 zusammen. Aus diesen Messungen der Bremsbelagtemperatur werden die mittlere Grenzflächentemperatur θmittel für jede Bremsbaugruppe 56, die von jeder Bremsbaugruppe 56 absorbierte Energie EJ, die von jeder Bremsbaugruppe 56 geleistete Arbeit Ws und die Bremskraft F für jede Bremsbaugruppe 56 berechnet. Es versteht sich, daß ein einfacher Vergleich zwischen jedem Paar von Bremsbaugruppen 56A, 56B bezogen auf gleiche Größen für jede dieser Berechnungen herangezogen werden könnte, um festzustellen, ob eine Lüftspieleinstellvorrichtung 70 verstellt ist oder nicht.

Wie bereits erwähnt versteht es sich, daß der vorbestimmte Grenzwert, mit dem die Bremsbelagsignale 74, 76, die Bremskraftsignale 116, 118 etc. verglichen werden, schwanken kann, je nachdem wie die jeweiligen Signale miteinander verglichen werden, und schwanken kann, je nachdem welche Art von Signal verwendet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird das Verhältnis dadurch ermittelt, daß das kleinere Bremskraftsignal durch das größere Bremskraftsignal dividiert wird, so daß ihr Verhältnis kleiner oder gleich eins ist. Das Warnsignal 102 wird aktiviert, wenn das Verhältnis kleiner ist als der vorbestimmte Grenzwert von 0,6. Wenn jedoch andere Arten von Signalpaaren verglichen werden, wie zum Beispiel die Energiesignale 108, 110 oder die Arbeitssignale 112, 114, wird der vorbestimmte Grenzwert schwanken. Der vorbestimmte Grenzwert wird auch schwanken, wenn die Signale so verglichen werden, daß ihr Verhältnis größer ist als eins. Die Ermittlung des vorbestimmten Grenzwerts, mit dem die verschiedenen Signale verglichen werden, hängt also von der Art des verwendeten Signals ab und davon, ob das Verhältnis der Signale größer oder kleiner als eins ist.

Es sei angemerkt, daß die Sensorbaugruppen entsprechend ihrer Funktion einzeln beschrieben werden. Es versteht sich jedoch, daß manche Sensorbaugruppen kombiniert werden können und an und für sich verschiedene Funktionen ausfüh ren können. So könnten zum Beispiel Zeit- und Streckendaten für jedes Rad gemessen und über eine einzelne Sensorbaugruppe übertragen werden. Außerdem versteht es sich, daß jede Sensorbaugruppe mindestens einen Sensor umfaßt und mehrere Sensoren umfassen kann.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Überwachen der Lüftspieleinstellung zum Bremsen in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

1) es wird eine Achse (12, 22, 24, 44, 46) mit mindestens einer ersten und einer zweiten Bremsbaugruppe (56) bereitgestellt, wobei jede Bremsbaugruppe (56) ein erstes rotierendes Element (58) umfaßt, das um eine Rotationsachse (60) herum angeordnet ist, ein Betätigungselement (68), wenigstens ein zweites Element (62) mit einem Bremsbelag (64), der von einer Grundplatte (66) getragen wird, und eine Lüftspieleinstellvorrichtung (70) zum Einstellen einer Wegstrecke des zweiten Elements gegenüber dem ersten Element, wenn sich die Bremsbeläge (64) abnutzen;

2) die zweiten Elemente (62) werden gegen die ersten Elemente (58) der ersten und der zweiten Bremsbaugruppe (56) bewegt;

3) ein erstes Bremsbelagsignal (74) wird in Reaktion auf die Messung der Temperatur des Bremsbelags (64) der ersten Bremsbaugruppe (56) erzeugt;

4) ein zweites Bremsbelagsignal (76) wird in Reaktion auf die Messung der Temperatur des Bremsbelags (64) der zweiten Bremsbaugruppe (56) erzeugt;

wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte:

5) das erste Bremsbelagsignal (74) wird mit dem zweiten Bremsbelagsignal (76) verglichen; und

6) es wird ein erstes Warnsignal (102) erzeugt, um eine falsch eingestellte Lüftspieleinstellvorrichtung (70) anzuzeigen, wenn das Verhältnis des ersten Bremsbelagsignals (74) zu dem zweiten Bremsbelagsignal (76) einen vorbestimmten Grenzwert erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erzeugen des ersten (74) und des zweiten (76) Bremsbelagsignals für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

ein erstes (84) und ein zweites (86) Rotationssignal wird in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums zwischen dem Anlegen der zweiten Elemente (62) an die ersten Elemente (58) und der Beendigung der Rotation der ersten Elemente (58) erzeugt;

eine erste (72A) und eine zweite (72B) Temperatursensorbaugruppe wird in die Beläge (64) der ersten bzw. zweiten Bremsbaugruppe (56) eingebettet;

ein erstes Zeit-Temperatur-Signal (90) wird erzeugt in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem die erste Temperatursensorbaugruppe (72A) eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht;

ein zweites Zeit-Temperatur-Signal (92) wird erzeugt in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem die zweite Temperatursensorbaugruppe (72B) eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht;

die Bremsbelagdicke für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) wird anhand des ersten bzw. zweiten Zeit-Temperatur-Signals (90,92) ermittelt; und

eine erste und eine zweite mittlere Grenzflächentemperatur, die die Temperatur an der Grenzfläche zwischen den Belägen (64) und den ersten Elementen (58) betrifft, wird anhand der jeweiligen Rotationssignale (84, 86) und der jeweiligen Bremsbelagdicke ermittelt, wobei das erste Bremsbelagsignal (74) die erste mittlere Grenzflächentemperatur betrifft und das zweite Bremsbelagsignal (76) die zweite mittlere Grenzflächentemperatur betrifft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Erzeugung des ersten (74) und des zweiten (76) Bremsbelagsignals für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

ein Geschwindigkeitssignal (106) wird in Reaktion auf die Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt;

die kinetische Energie des Fahrzeugs wird gemessen; und

es wird ein erstes (108) und ein zweites (110) Energiesignal erzeugt, welches das erste (74) bzw. das zweite (76) Bremsbelagsignal betrifft und definiert ist durch die folgende Gleichung:

EJ = Cθmittel

wobei EJ die zum Erzeugen der ersten und der zweiten mittleren Grenzflächentemperatur erforderliche kinetische Energie betrifft, C eine Konstante ist, welche die zum Erhöhen der Temperatur in dem Belag (64) um ein Grad erforderliche Energiemenge ist, und θmittel die mittlere Grenzflächentemperatur ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Erzeugen des ersten (74) und des zweiten (76) Bremsbelagsignals für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

es wird ein erstes (112) und ein zweites (114) Arbeitssignal erzeugt, welches das erste (74) bzw. zweite (76) Bremsbelagsignal betrifft und definiert ist durch die folgende Gleichung:

Ws = tsCθmittel

wobei Ws die Menge der durch die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) geleisteten Arbeit betrifft, ts das Rotationssignal ist und die Größe Cθmittel dem Energiesignal EJ entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Erzeugen des ersten (74) und des zweiten (76) Bremsbelagsignals für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) ferner die folgenden Schritte umfaßt:

es wird ein erstes (98) und ein zweites (100) Radstreckensignal erzeugt in Reaktion auf die Messung der Strecke, die das erste und das zweite Rad während eines Bremsvorgangs zurücklegen muß; und

es wird ein erstes (116) und ein zweites (118) Kraftsignal erzeugt, die das erste (74) bzw. zweite (76) Bremsbelagsignal betreffen und definiert sind durch die folgende Gleichung:

F = (tsCθmittel)/D

wobei F die für jede Bremsbaugruppe aufgebrachte mittlere Bremskraft betrifft, ts das Rotationssignal ist, die Größe Cθmittel dem Energiesignal EJ entspricht, und D das Radstreckensignal ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

das erste Kraftsignal (116) wird mit dem zweiten Kraftsignal (118) verglichen, so daß das Verhältnis der Kraftsignale kleiner oder gleich eins ist;

es werden die Bremsvorgänge gezählt, bei denen das Verhältnis zwischen den Kraftsignalen kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Grenzwert; und

es wird ein zweites Warnsignal (120) erzeugt, wenn die Anzahl der Bremsvorgänge kleiner als der zweite vorbestimmte Grenzwert größer ist als eine vorbestimmte Anzahl.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: das kleinere der Bremsbelagsignale wird durch das größere der Bremsbelagsignale dividiert, so daß das Verhältnis der Bremsbelagsignale kleiner oder gleich eins ist, und das Warnsignal (102) wird erzeugt, wenn ihr Verhältnis kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Grenzwert.

8. Vorrichtung zum Überwachen der Bremslüftspieleinstellung in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

mindestens eine erste und eine zweite Bremsbaugruppe, wobei jede Bremsbaugruppe (56) ein rotierendes Element (58) umfaßt, das um eine Rotationsachse (60) herum angeordnet ist, ein Reibelement (62) mit einem Bremsbelag (64), der von einer Grundplatte (66) getragen wird, ein Betätigungselement (68) zum Bewegen des Reibelements (62) gegen das rotierende Element (58) und eine Lüftspieleinstellvorrichtung (70) zum Einstellen der Wegstrecke des Reibelements gegenüber dem rotierenden Element (58), wenn sich der Bremsbelag abnutzt;

eine erste Sensorbaugruppe (72A) zum Messen der Temperatur des Bremsbelags (64) für die erste Bremsbaugruppe (56) und zum Erzeugen eines ersten Bremsbelagsignals (74); und

eine zweite Sensorbaugruppe (72B) zum Messen der Temperatur des Bremsbelags (64) für die zweite Bremsbaugruppe (56) und zum Erzeugen eines zweiten Bremsbelagsignals (76);

gekennzeichnet durch

einen Prozessor (78) zum Vergleichen des ersten Bremsbelagsignals (74) mit dem zweiten Bremsbelagsignal (76) und zum Aktivieren einer Warnvorrichtung (80), die damit, wenn das Verhältnis des ersten Bremsbelagsignals (74) zu dem zweiten Bremsbelagsignal (76) einen vorbestimmten Grenzwert erreicht, anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung (70) verstellt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 mit einer dritten (82A) und einer vierten (82B) Sensorbaugruppe für die erste bzw. die zweite Bremsbaugruppe, wobei die dritte (82A) und die vierte (82B) Sensorbaugruppe den Zeitraum ab dem erstmaligen Anlegen des Reibelements (62) an das rotierende Element (58) bis zum Ende der Rotation des rotierenden Elements (58) messen und dabei ein erstes (84) bzw. ein zweites (86) Rotationssignal erzeugen; und

mit einem Zeitgeber (88) zum Erzeugen eines ersten Zeit-Temperatur-Signals (90) in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem der erste Sensor (72A) eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht, und zum Erzeugen eines zweiten Zeit-Temperatur-Signals (92) in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem der zweite Sensor (72B) eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht, wobei der erste (72A) und der zweite (72B) Sensor in die Bremsbeläge der ersten bzw. der zweiten Bremsbaugruppe (56) eingebettet sind;

wobei der Prozessor (78) die Bremsbelagdicke für die erste und die zweite Bremsbaugruppe (56) anhand des ersten (90) bzw. zweiten (92) Zeit-Temperatur- Signals ermittelt;

wobei der Prozessor (78) die erste und die zweite mittlere Grenzflächentemperatur für die erste bzw. zweite Bremsbaugruppe (56) anhand der jeweiligen Rotationssignale (84, 86) und der jeweiligen Bremsbelagdicken ermittelt, wobei die mittleren Grenzflächentemperaturen die Temperatur an der Grenzfläche zwischen den Belägen (64) und den rotierenden Elementen (58) betreffen; und

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der ersten mittleren Grenzflächentemperatur erzeugt und das zweite Bremsbelagsignal (76) anhand der zweiten mittleren Grenzflächentemperatur erzeugt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9 mit einer fünften Sensorbaugruppe (94) zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei der Prozessor (78) die zum Erzeugen der ersten und der zweiten mittleren Grenzflächentemperatur erforderliche kinetische Energie ermittelt, die definiert ist durch die folgende Gleichung:

EJ = Cθmittel

wobei EJ die kinetische Energie betrifft, die erforderlich ist, um anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeugs die erste und die zweite mittlere Grenzflächentemperatur zu erzeugen, C eine Konstante ist, welche die zum Erhöhen der Temperatur in dem Belag (64) um ein Grad erforderliche Energiemenge darstellt, und θmittel die mittlere Grenzflächentemperatur ist; und

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der kinetischen Energie für die erste Bremsbaugruppe erzeugt und das zweite Bremsbelag signal (76) anhand der kinetischen Energie für die zweite Bremsbaugruppe erzeugt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 mit einer sechsten (96A) und siebten (96B) Sensorbaugruppe zum Messen der während eines Bremsvorgangs für die erste bzw. zweite Bremsbaugruppe zurückgelegten Radstrecke; und wobei der Prozessor (78) ein erstes (116) und ein zweites (118) Kraftsignal erzeugt, welches das erste (74) bzw. zweite (76) Bremsbelagsignal betrifft und definiert ist durch die folgende Gleichung:

F = (tsCθmittel)/D

wobei F die für jede Bremsbaugruppe aufgebrachte mittlere Bremskraft betrifft, ts das Rotationssignal ist, die Größe Cθmittel die kinetische Energie EJ ist, und D das Radstreckensignal ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welcher der Prozessor (78) ein erstes (112) und ein zweites (114) Arbeitssignal erzeugt, die das erste (74) bzw. zweite (76) Bremsbelagsignal betreffen und definiert sind durch die folgende Gleichung:

Ws = tsCθmittel

wobei Ws die Menge der durch die erste und die zweite Bremsbaugruppe geleisteten Arbeit betrifft, ts das Rotationssignal ist und die Größe Cθmittel die kinetische Energie EJ ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 mit einem Zähler (104) zum Zählen der Bremsvorgänge, bei denen das Verhältnis zwischen dem ersten (74) und dem zweiten (76) Bremsbelagsignal kleiner ist als der vorbestimmte Grenzwert, und wobei der Prozessor (78) die Warnvorrichtung (80) aktiviert, wenn die Anzahl der Bremsvorgänge kleiner als der vorbestimmte Grenzwert eine vorbestimmte Anzahl übersteigt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der bei Bremsvorgängen, die kürzer dauern als eine vorbestimmte Zeit, die mittlere Grenzflächentemperatur definiert ist durch die folgende Gleichung:

wobei N&sub1; die Wärmezufuhr in den Belag betrifft; k&sub1; eine Konstante ist, die die Wärmeleitfähigkeit darstellt; α&sub1; das Wärmeleitvermögen gleich der Wärmeleitfähigkeit k&sub1; dividiert durch die spezifische Wärme c&sub1; und dividiert durch die Dichte ρ&sub1; ist; t eine Zeitvariable ist; x eine Strecke in den Bremsbelag hinein ist; d&sub1; die Summe aus x und d&sub2; ist, wobei d&sub2; eine Konstante ist; und M gleich der Größe eins dividiert durch ts ist, wobei ts das Rotationssignal ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der für Bremsvorgänge mit einer Dauer größer oder gleich einer vorbestimmten Zeit die mittlere Grenzflächentemperatur definiert ist durch die folgende Gleichung:

wobei N&sub1; die Wärmezufuhr in den Belag betrifft; k&sub1; eine Konstante ist, die die Wärmeleitfähigkeit darstellt; α&sub1; das Wärmeleitvermögen gleich der Wärmeleitfähigkeit k&sub1; dividiert durch die spezifische Wärme c&sub1; und dividiert durch die Dichte ρ&sub1; ist; t eine Zeitvariäble ist; x eine Strecke in den Bremsbelag hinein ist; d&sub1; die Summe aus x und d&sub2; ist, wobei d&sub2; eine Konstante ist; und M gleich der Größe eins dividiert durch ts ist, wobei ts das Rotationssignal ist.

16. Vorrichtung zum Überwachen der Bremslüftspieleinstellung in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: wenigstens eine erste und eine zweite Bremsbaugruppe, wobei jede Bremsbaugruppe (56) ein rotierendes Element (58) umfaßt, das um eine Rotationsachse (60) herum angeordnet ist, ein Reibelement (62) mit einem Bremsbelag (64), der von einer Grundplatte (66) getragen wird, ein Stellglied (68) zum Bewegen des Reibelements (62) gegen das rotierende Element (58) und eine Schlupfeinstellvorrichtung (70) zum Einstellen der Wegstrecke des Reibelements in bezug auf das rotierende Element (58), wenn sich der Bremsbelag abnutzt;

eine erste Sensorbaugruppe (72A) zum Messen der Temperatur des Bremsbelags (64) für die erste Bremsbaugruppe (56) und zum Erzeugen eines ersten Bremsbelagsignals (74); und

eine zweite Sensorbaugruppe (72B) zum Messen der Temperatur des Bremsbelags (64) für die zweite Bremsbaugruppe (56) und zum Erzeugen eines zweiten Bremsbelagsignals (76);

gekennzeichnet durch

einen Prozessor (78) zum Vergleichen des ersten (74) und des zweiten (76) Bremsbelagsignals mit einem ersten vorbestimmten Grenzwert und zum Aktivieren einer Warnvorrichtung (80), die anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung (70) verstellt ist, wenn das erste (74) oder zweite (76) Bremsbelagsignal den ersten vorbestimmten Grenzwert erreicht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16 mit einer dritten (82A) und einer vierten (82B) Sensorbaugruppe für die erste bzw. zweite Bremsbaugruppe, wobei die dritte (82A) und die vierte (82B) Sensorbaugruppe den Zeitraum ab dem erstmaligen Anlegen des Reibelements (62) an das rotierende Element (58) bis zum Ende der Rotation des rotierenden Elements (58) mißt und dabei ein erstes (84) bzw. zweites (86) Rotationssignal erzeugt; und

mit einem Zeitgeber (88) zum Erzeugen eines ersten Zeit-Temperatur-Signals (90) in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem der erste Sensor (72A) eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht, und zum Erzeugen eines zweiten Zeit-Temperatur-Signals (92) in Reaktion auf die Steuerung des Zeitraums, in dem der zweite Sensor (72B) eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht, wobei der erste (72A) und der zweite (72B) Sensor in die Bremsbeläge (64) der ersten bzw. zweiten Bremsbaugruppe eingebettet sind;

wobei der Prozessor (78) die Bremsbelagdicke für die erste und die zweite Bremsbaugruppe anhand des ersten (90) bzw. zweiten (92) Zeit-Temperatur- Signals ermittelt;

wobei der Prozessor (78) die erste und die zweite mittlere Grenzflächentemperatur für die erste bzw. zweite Bremsbaugruppe anhand der jeweiligen Rotationssignale und der jeweiligen Bremsbelagdicken ermittelt und die mittleren Grenzflächentemperaturen die Temperatur an der Grenzfläche zwischen den Belägen (64) und den rotierenden Elementen (58) betreffen;

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der ersten mittleren Grenzflächentemperatur erzeugt und das zweite Bremsbelagsignal (76) anhand der zweiten mittleren Grenzflächentemperatur erzeugt; und

wobei der Prozessor (78) das erste und das zweite Bremsbelagsignal mit einem zweiten vorbestimmten Grenzwert vergleicht und die Warnvorrichtung (80) aktiviert, die anzeigt, daß die Schlupfeinstellvorrichtung (70) verstellt ist, wenn das erste oder zweite Bremsbelagsignal den zweiten vorbestimmten Grenzwert erreicht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17 mit einer fünften Sensorbaugruppe (94) zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und wobei der Prozessor (78) die zum Erzeugen der ersten und der zweiten mittleren Grenzflächentemperatur erforderliche kinetische Energie ermittelt, die definiert ist durch die folgende Gleichung:

EJ = Cθmittel

wobei EJ die kinetische Energie betrifft, die erforderlich ist, um anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeugs die erste und die zweite mittlere Grenzflächentemperatur zu erzeugen, C eine Konstante ist, welche die zum Erhöhen der Temperatur in dem Belag (64) um ein Grad erforderliche Energiemenge darstellt, und θmittel die mittlere Grenzflächentemperatur ist;

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der kinetischen Energie für die erste Bremsbaugruppe erzeugt und das zweite Bremsbelagsignal (76) anhand der kinetischen Energie für die zweite Bremsbaugruppe erzeugt; und

wobei der Prozessor (78) das erste und das zweite Bremsbelagsignal mit einem dritten vorbestimmten Grenzwert vergleicht und die Warnvorrichtung (80) aktiviert, die anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung (70) verstellt ist, wenn erste oder zweite Bremsbelagsignal den das erste oder zweite Bremsbelagsignal den dritten vorbestimmten Grenzwert erreicht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der der Prozessor ein erstes (112) und ein zweites (114) Arbeitssignal erzeugt, die definiert sind durch die folgende Gleichung:

Ws = tsCθmittel

wobei Ws die Menge der durch die erste und die zweite Bremsbaugruppe geleisteten Arbeit betrifft, ts das Rotationssignal ist und die Größe Cθmittel die kinetische Energie EJ ist;

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der durch die erste Bremsbaugruppe geleisteten Arbeit erzeugt und das zweite Bremsbelagsignal (76) anhand der durch die zweite Bremsbaugruppe geleisteten Arbeit erzeugt; und

wobei der Prozessor (78) das erste und das zweite Bremsbelagsignal mit einem vierten vorbestimmten Grenzwert vergleicht und die Warnvorrichtung (80) aktiviert, die anzeigt, daß die Lüftspieleinstellvorrichtung (70) verstellt ist, wenn das erste oder zweite Bremsbelagsignal den vierten vorbestimmten Grenzwert erreicht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19 mit einer sechsten (96A) und siebten (96B) Sensorbaugruppe zum Messen der während eines Bremsvorgangs für die erste bzw. zweite Bremsbaugruppe zurückgelegten Radstrecke; und wobei der Prozessor (78) ein erstes (116) und ein zweites (118) Kraftsignal erzeugt, die definiert sind durch die folgende Gleichung:

F = (tsCθmittel)/D

wobei F die für jede Bremsbaugruppe aufgebrachte mittlere Bremskraft betrifft, ts das Rotationssignal ist, die Größe Cθmittel die kinetische Energie EJ ist und D das Radstreckensignal ist;

wobei der Prozessor (78) das erste Bremsbelagsignal (74) anhand der Bremskraft für die erste Bremsbaugruppe erzeugt und das zweite Bremsbelagsignal (76) anhand der Bremskraft für die zweite Bremsbaugruppe erzeugt; und

wobei der Prozessor (78) das erste und das zweite Bremsbelagsignal mit einem fünften vorbestimmten Grenzwert vergleicht und die Warnvorrichtung (80) aktiviert, die anzeigt, daß die Schlupfeinstellvorrichtung (70) verstellt ist, wenn das erste oder zweite Bremsbelagsignal den fünften vorbestimmten Grenzwert erreicht.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com