(57)【要約】【課題】  ブレーキ状態を判断するための方法を提供する。【解決手段】  本発明は、自動車のブレーキの状態、特にブレーキライニングの状態またはブレーキライニング厚を判断するための方法について記載している。温度センサが、自動車のブレーキのブレーキライニング内に配置される。この温度センサによって検出された温度がブレーキ状態を判断するために用いられ、その際、第１の温度値に加えて、第１の温度値の後に検出された少なくとも１つの第２の温度値、および２つの温度値の検出時点間の継続時間が、ブレーキ状態を判断するために用いられる。【選択図】図１
2004197951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキライニング内またはその上に配置された温度センサにより自動車のブレーキのブレーキ状態を判断するための方法であって、前記ブレーキ状態が前記温度センサによって検出された温度を用いて判断され、
温度の経時評価が行われ、第１の温度値に加えて、前記第１の温度値の後に検出された少なくとも１つの第２の温度値および前記２つの温度値の検出時点間の時間が前記判断に用いられることを特徴とする方法。
【請求項２】
判断される前記ブレーキ状態がブレーキライニング厚であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の温度値が、制動操作の開始時点にまたはそのすぐ前後に検出され、前記第２の温度値は、前記第１の温度値から予め定め得る閾値の量より高く、前記第１の温度値の検出と前記第２の温度値の検出との間の時間が、前記ブレーキ状態に特有な熱遷移時間として用いられ、前記閾値が、制動によって引き起こされる温度上昇を示すように選択されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
制動操作に関連する温度上昇または温度低下の温度勾配が、少なくとも前記第１の温度値、前記第２の温度値、および前記２つの温度値の検出時点間の時間から判断され、前記温度勾配が、前記ブレーキ状態を判断するために用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
制動操作中に、前記温度センサでの初期温度および最終温度が、前記ブレーキ状態を判断するためにさらに用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
制動中に生成される熱または消費される運動エネルギー、外部温度、または道路の水分が、前記ブレーキ状態を判断するためにさらに用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
駆動動的変数、特に車両速度、制動継続時間、またはブレーキ圧が、前記ブレーキ状態を判断するためにさらに用いられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ブレーキ状態判断制動が、予め定めることが可能な時点にまたは予め定めることが可能な時間間隔で制御ユニットによって開始されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ブレーキ状態の信頼性の高い判断を可能にし、かつ／または運転者の怪我を防止する、予め定めることが可能な境界条件が満たされた場合にのみ、前記ブレーキ状態の判断が行われることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
自動車のブレーキの前記判断されたブレーキ状態に基づいて、駆動またはエンジン管理に対する作用、ブレーキ作用、またはブレーキ力の分散に対する作用が行われることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
自動車のブレーキの前記判断されたブレーキ状態に基づいて、運転者の警告および／またはブレーキペダル特性の適応が行われることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に従ってブレーキ状態を判断するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ブレーキライニングの磨耗、特に残存ブレーキライニング厚のための監視装置について開示している。このため、ブレーキライニングは、センサとして設計された導体を備えている。それを使用したために、ブレーキライニングがセンサのところまで擦り減ると、ブレーキライニングの磨耗状態がセンサによって検出され、表示装置によって表示される。このような監視装置および同様の監視装置もまた、車両内で使用される。
【０００３】
特許文献２は、残存ブレーキライニング厚を判断するための方法について開示している。この場合には、ブレーキライニングの磨耗は、磨耗モデルによって判断される。制動操作中に行われる摩擦作用が、磨耗モデル内に組み込まれる。ブレーキライニング内で決まる磨耗が初期ライニング厚から減算され、その結果、残りのブレーキライニング厚が得られる。
【０００４】
特許文献３から、ブレーキ状態を表示するためにブレーキディスクの温度を判定することが知られている。温度測定によって恐らくライニングの磨耗も推量できると言われているが、このことについては、これ以上詳しく論じない。
【０００５】
包括的な技術を開示する特許文献４では、ブレーキ圧、車輪速度、ブレーキ温度が磨耗モデル内に組み込まれた、ブレーキライニングの残りのライニング厚を監視するための方法について開示している。これらの３つの入力変数により、制動操作中に生じるライニングの磨耗が、このような制動操作が行われる時のそれぞれの車輪について個々に判断される。したがって、残りのブレーキライニング厚は、制動操作に先立って残りのブレーキライニング厚から、かつ制動操作によるライニングの磨耗から、それぞれの車輪について計算できる。
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第３６４０８８８  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４３１６９９３  Ａ１号明細書
【特許文献３】国際公開第９２１４０７５号パンフレット
【特許文献４】独国特許出願公開第１００２９２３８  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、このような先行技術を出発点として、より確実にかつより正確に、ブレーキ状態、特にブレーキライニングの磨耗を判断することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。従属請求項には、有利な発展形態が開示されている。
【０００９】
ブレーキライニング内またはその上に配置された温度センサによって自動車のブレーキのブレーキ状態を判断するための方法が、提案されている。温度センサによって検出された温度を使用して、自動車のブレーキ、特にディスクブレーキのブレーキ状態が判断される。このため、本発明によれば、温度の経時評価が実施される。すなわち、第１の温度値に加えて、第１の温度値の後に検出される少なくとも１つの第２の温度値および２つの温度値の検出時点間の継続時間がブレーキ状態の判断に用いられる。
【００１０】
特に、複数のまたは多数の温度値およびこれらの温度値に属する時点または個々の温度値の検出間の継続時間を用いることができる。
【００１１】
多数の離散的な温度値および時点または継続時間の代りに、ブレーキ状態を判断するために時間の連続関数として温度の経時変化を用いることが、同様に可能である。この代替形態においては、再び、少なくとも２つの温度値およびこれらの２つの温度値の検出間の継続時間またはこれらの温度値に属する時点が用いられる。本発明による方法の利点は、ブレーキ状態が特に確実にかつ正確に判断できるということである。このことは、温度の経時変化、つまりブレーキライニング内の時間に応じた温度変化が、ブレーキ状態に、特にブレーキライニング厚に非常に密接に関係するという事実に起因する。
【００１２】
本方法の有利な改良形態においては、ブレーキ状態は、検出された温度値および関連する時間によってのみ判断される。この場合には、つまりさらなるパラメータを用いることなく、ブレーキ状態を非常にすばやくかつ非常に簡単な方式で判断することが可能である。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態においては、判断されるブレーキ状態は、ブレーキライニング厚である。この場合には、ブレーキライニング厚は、以前に判断されたブレーキライニング厚を使用して、磨耗モデルによって判断されるのではなく、近接した時間間隔で検出されたパラメータによってのみ判断される。この場合には、磨耗モデルによる判断とは異なり、エラー更新が行われないので、このことが特に有利である。しかし、磨耗モデルを補足する、補正する、かつ／または改善するために、ブレーキライニング厚の本発明による判断結果を使用することも可能である。さまざまな方法によるブレーキ状態の、特にブレーキライニング厚の判断において、信頼性をさらに向上することができる。
【００１４】
ライニング厚を判断する代りに、判断できる他のブレーキ状態は、たとえば、ブレーキライニングの表面品質、ブレーキディスクの表面品質、ブレーキライニングとブレーキの動作不能位置にあるブレーキディスクとの間のすきま、あるいはブレーキ構成部品の汚れ、疲労、または損傷である。
【００１５】
本発明による方法の発展形態においては、第１の温度値が、制動操作の開始時点でまたはそのすぐ前後で検出される。したがって、この第１の温度値は、制動操作中の初期温度に対応する。第２の温度値が、制動操作中または制動操作後に検出される。この第２の温度値が第１の温度値より予め定めることが可能な閾値の量だけ高い場合に、ブレーキ状態が判断され、かつ、このために、第１の温度値と第２の温度値の検出間の継続時間が用いられる。この継続時間は、ブレーキディスクとブレーキライニングとの間で摩擦が起きた結果、ブレーキライニングを通じて温度センサまで生成される熱の、ブレーキ状態に、特に残りのブレーキライニング厚に特有な熱遷移時間に対応する。第１の温度値と第２の温度値との間の温度差のための閾値は、制動によって引き起こされる温度センサの環境内の温度上昇を示すように選択されることが好ましい。閾値を規定することによって達成されることは、たとえばこのため必然的に長いおよび／または必然的に顕著な制動が生じたために、検出されたパラメータによってブレーキ状態の判断が確実に行われる場合にのみ、ブレーキ状態の判断が行われることである。２つの温度値と２つの温度値に割り当てられたこれらの時間の間にある継続時間とに基づく評価が特に簡単な方式で実施できる。
【００１６】
ブレーキ状態を判断するための方法を実施または続行するための前提条件として、さらに必要な条件、たとえば、ブレーキライニングの初期温度、外部温度、または車両速度に関する条件を規定できる。
【００１７】
本発明による方法の発展形態においては、制動操作に関連する温度上昇または温度低下の温度勾配が、少なくとも２つの温度値によって判断される。このため、温度勾配は、少なくとも１つの第１の温度値、１つの第２の温度値、２つの温度値の検出間の継続時間から判断される。この温度勾配は、ブレーキ状態を判断するために用いられる。温度勾配の判断はまた、多数の温度値によってもまたは複数の温度値を有する検出された温度曲線の曲線セグメントによっても実施できる。特に、複数の温度勾配が、ブレーキ状態を判断するために、個々に判断されかつ用いられ、重み付けされ、または平均されることができる。
【００１８】
特に、簡単な方式で実施できるブレーキ状態を判断する本発明による方法の実施形態においては、１つのみまたはそれ以上の温度勾配が使用される。
【００１９】
この代りに、制動操作中に、初期温度および最終温度が温度センサで検出され、ブレーキ状態を判断するためにさらに使用される。これに加えてまたはこの代りに、本方法の信頼性および精度をさらに向上するために、ブレーキ状態を判断するために駆動動的変数も用いることができる。
【００２０】
本発明による方法の発展形態においては、ブレーキ状態判断制動が、予め定めることが可能な時点にまたは予め定めることが可能な時間間隔で、制御ユニットによって開始される。このようなブレーキ状態判断制動は、たとえばトリップのスタート後の予め定めることが可能な継続時間後に常に、かつ／または予め定めることが可能な時間間隔で開始される。ブレーキ状態判断制動中に、車両は、車両の乗員が認識できないまたは少なくともほんのわずかだけ認識できる方式でブレーキがかけられる。このことは、制動がほんのわずかな減速、たとえば最大減速の１％で実行され、かつ／または制動作用がドライブトレインおよびエンジン制御を介して完全にまたは少なくとも部分的に補償されるという点で達成される。制動作用またはほぼ予想される熱生成は、この場合には、狭い範囲内で予め定めることができる。ブレーキ状態判断制動中に、ブレーキ状態がそれぞれの場合において個々の車輪について判断できるように、それぞれ個々の車輪のブレーキの起動が別々に行われると有利である。
【００２１】
本発明による方法は、どのような場合においても行われる構成部品保護制動と合わせて実施でき、その結果、ブレーキの起動に関する支出が低減される。構成部品保護制動は、運転者の干渉なしで、つまり運転者がアクティブな方式でそれを誘導することなく、かつできる限り運転者がそれに気づくこともなく、システム制御によって行われる。このような制動は、たとえば、ブレーキディスクからさび、塩、または水分を除去するために実施される。
【００２２】
本方法の改良形態においては、ブレーキ状態の判断は、予め定めることが可能な境界条件が満たされた場合にのみ行われる。これらの境界条件により、ブレーキ状態の信頼性の高い判断が可能となり、かつ／または運転者の怪我が防止できる。予め定められる境界条件とは、たとえば、車両の最小および／または最大速度、および／または車両ブレーキの最小および／または最大温度であり得る。運転者によって誘発される制動操作の枠組み内のブレーキ状態の判断においては、ブレーキ状態の信頼性の高いかつ安全な判断を確実にするために、制動強度にまたは制動継続時間に関係する境界条件を予め定めることができる。
【００２３】
本発明による方法の発展形態においては、駆動またはエンジン管理に対する作用、ブレーキ作用またはブレーキ力の分散に対する作用、および／または運転者への警告が、自動車のブレーキの判断されたブレーキ状態に基づいて開始される。
【００２４】
判断されたブレーキ状態により、ブレーキペダル特性の適応が実施されると、つまり、ペダル圧とブレーキ圧との間の比率が判断されたブレーキ状態に適応されると、車両の運転者のための乗り心地の向上が達成される。ブレーキペダル特性の適応には、たとえば、ブレーキディスクとブレーキライニングとの間の摩擦係数が温度依存であるという事実を考慮に入れることができる。
【００２５】
図面を参照しながら、本発明による方法の有利な実施形態について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、ステップ１において、ブレーキゴム内またはその上に配置された温度センサによって連続的にまたは離散的なステップで温度が検出される、本方法の実施形態の流れ図を示している。ブレーキゴムは、ブレーキライニングと、通常ブレーキライニングを担持する金属のキャリアプレートとを備える。好ましくは、温度センサは、向きがブレーキディスクからそれているブレーキライニングの領域内、つまりブレーキライニングのキャリアプレートの近くの領域内に配置される。温度センサによって検出された温度Ｔには、それぞれの場合において検出時点ｔが割り当てられる。
【００２７】
好ましくはステップ１と平行に進むステップ２において、予め定めることが可能な事象、たとえば運転者によってまたは制御装置によって誘発された制動操作が開始されたかどうかを監視する。このような制動操作のスタート時点ｔ０に留意し、かつ図１による本発明の実施形態においては、これが基準時点として役立つ。
【００２８】
ステップ３において、予め定めることが可能な時点ｔｉ＞ｔ０で検出された温度値Ｔ（ｔｉ）と時点ｔ０で検出された温度値Ｔ（ｔ０）との間の差が計算される。差値ΔＴが閾値Ｔｓより低いかまたはそれと等しい場合は、ステップ４はステップ３に分岐し戻り、方法ステップ３および４を実施するために、後の時点ｔｉ＋１で検出される新しい温度値Ｔ（ｔｉ＋１）が用いられる。これは、予め定めることが可能な条件、たとえば継続時間ｔｄｉｓｃｏｎを超える（ｔｉ＋１＞ｔｄｉｓｃｏｎ）まで、繰り返すことができる。本方法はまた、新しい制動操作が開始された場合には、中断される、かつ／または再スタートされる。
【００２９】
本方法が実施される枠組み内において、ステップ１において温度が検出された後に、本方法において後に使用するために、特にステップ３において使用するために、１つ以上の温度値Ｔ（ｔ）が格納される。好ましくは、予め定めることが可能な検出期間ｔｓｔａｒｔ＜ｔｉ＜ｔｅｎｄまたはｔｓｔａｒｔ＜ｔ＜ｔｅｎｄを有する検出された温度曲線Ｔ（ｔ）からの複数の温度値Ｔ（ｔｉ）が、格納される、かつ／またはさらに処理される。
【００３０】
ステップ３において計算された温度差ΔＴは、ステップ４において予め定めることが可能な閾値Ｔｓと比較される。温度差ΔＴが閾値Ｔｓより大きい場合は、時点ｔｉとｔ０との間の時間差Δｔが、ステップ５において計算される。
【００３１】
ステップ６において、ブレーキ状態は、このように判断された時間差Δｔから判断される。時間差Δｔは、ブレーキライニングのブレーキディスクとの摩擦の結果として生成される熱の熱遷移時間に対応する。この熱のいくらかが、ブレーキライニングの摩擦面から拡がり、したがってブレーキライニングを通り、温度センサまで通過する。熱遷移時間がブレーキライニング状態に、特にブレーキライニングのライニング厚に特有であるので、ブレーキ状態Ｚは、関数関係、表、または別の割当て命令によって熱遷移時間Δｔに応じて判断できる。
【００３２】
特に簡単な実施形態においては、ブレーキライニング厚は、熱遷移時間Δｔによってのみ判断される。より複雑な実施形態においては、たとえば制動操作の場合の初期温度および／または最終温度、制動中に生成される熱または消費される運動エネルギー、制動継続時間、ブレーキ圧、車両速度、外部温度、道路の水分などのさらなるパラメータが用いられる。
【００３３】
ステップ７においては、ブレーキライニング状態の情報が、たとえば、運転者の情報または警告装置に、かつ／または駆動動的制御装置に、かつ／またはブレーキ制御システムおよび／またはエンジンおよびドライブトレイン制御システムに出力される。したがって、運転者には、ブレーキ状態、特に予想される減少された制動能力、重大なブレーキ温度、または判断されたブレーキライニング厚または残りのブレーキライニング運転距離が知らされ、かつ／またはブレーキ制御を、すべてのブレーキライニングの磨耗状態ができる限り一様となるような方式で実施でき、かつ／またはブレーキ制御およびエンジン制御が、ブレーキライニングの温度ができる限り等しいかつ／またはできる限り低いかつ／または予め定めることが可能な温度を超えないような方式で行われることができる。さらに、ブレーキライニングの温度により、ブレーキライニングとブレーキディスクとの間の摩擦係数が判断でき、かつブレーキ状態とは無関係に均一なペダル感覚を有することを可能にするために、ブレーキペダルの作動を制動能力に変換する場合に、つまりペダル力に応じてブレーキ圧を制御する場合に、これを考慮に入れることができる。
【００３４】
ブレーキに対する余りにも高い残留トルク、つまりブレーキに対する既存の介入のない余りにも高い残留制動動作が、同様に、本発明による方法によって判断できる。このような残留制動トルクを減少させるために、構成部品保護制動を開始して、たとえばブレーキライニングとブレーキディスクとの間に所望の換気のための遊びを生じさせることができる。
【００３５】
図２は、本発明のさらに有利な例示的実施形態を示している。図１と合わせて記載されているように、ステップ１において、ブレーキゴム内またはその上の温度が検出され、検出時間に割り当てられる。連続的に、または制動操作によって誘発されて、ステップ１１において、時点tiで検出された温度値と時点tjで検出された温度値との間の差が計算される。このため、時点tjは、時点ｔｉに応じて予め定めることができる。時間ｔｉ＝１およびｔｊ＝２に関連する温度Ｔ（ｔｉ＝１）とＴ（ｔｊ＝２）との間の差値ΔＴが、閾値Ｔｓより低いかまたはそれと等しい場合には、ステップ４はステップ１１に分岐し戻り、方法ステップ１１を実施するために、新しい時点に関連する新しい温度値Ｔ（ｔｉ＝３）および／または新しい時点に関連する新しい温度値Ｔ（ｔｊ＝４）が用いられる。温度値Ｔ（ｔｉ）および時間tiは、予め定めることが可能な規則に従って判断される。たとえば、時間値ｔｊ＝４は、以前の問合せで用いられた時間値ｔｊ＝３および時間ｔｊ＝２によって判断される。
【００３６】
予め定めることが可能な停止条件が満たされるまで、ステップ１１および４を繰り返すことができる。図１のように、停止条件の問合せおよび本方法からの拡張は、図２には示されていないが、さまざまなポイントで、たとえばステップ１と１１、１１と４、または１２と１３との間に設けることができる。
【００３７】
時間ｔｉおよびｔｊに関連する温度Ｔ（ｔｉ）とＴ（ｔｊ）との間の差値△Ｔが閾値Ｔｓより大きい場合には、ステップ４がステップ１２に分岐される。ステップ１２において、時間に関する温度の経時変化の勾配Ｇが判断される。このことは、最も簡単な場合においては、差分係数によって実施される。ステップ１３において、ブレーキ状態Ｚが、割当て命令、たとえば関数関係Ｚ（Ｇ）により、または表により勾配Ｇから判断される。この状態Ｚは、しかるべき場合には、ステップ７で運転者に表示される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本方法の実施形態の流れ図を示している。
【図２】本方法の実施形態の他の流れ図を示している。
【図１】
2004197951.tif 000003
【図２】
2004197951.tif 000004