VERFAHREN BETREIBBAR IST

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer Bremsscheibe eines Hybridoder vollelektrischen Fahrzeugs sowie ein Hybrid- oder vollelektrisches Fahrzeug, das nach derartigen Verfahren betreibbar ist.

Bei Hybrid- oder vollelektrischen Fahrzeugen wird versucht, Energieverluste so gering wie möglich zu halten. Zum Bremsen wird daher die die elektrische Maschine als Generator in einem Rekuperationsbetrieb betrieben, bei der Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Das Bremsen des Fahrzeugs erfolgt daher überwiegend im Rekuperationsbetrieb. Die Reibungsbremsen werden hierdurch bedingt eher selten verwendet. Dieses führt zu einer verstärkten Korrosion der Bremsscheibe was, bei Verwenden der Bremsscheibe, zu unerwünschten Geräuschen beim Bremsen führen kann. Ferner kann bei einem sich durch Korrosion veränderten Reibwert das Fahrverhalten, insbesondere das Bremsverhalten, unvorteilhaft verändern.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Reinigen einer Bremsscheibe bekannt, bei denen in Abhängigkeit eines Algorithmus die Reibungsbremse anstelle der Rekuperation zum Bremsen verwendet wird. Hierbei umfasst der Algorithmus bestimmte Zeitintervalle, nach denen die Reibungsbremse der Rekuperation vorgezogen wird, um die Bremsscheibe durch mechanisches Abreiben der Korrosion zu reinigen.

Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass der tatsächliche Korrosionsgrad der Bremsscheibe nicht erfasst wird. Dieser kann in Abhängigkeit der Witterungsbedingungen und der klimatischen Verhältnisse vom hinterlegten Algorithmus des Reinigungsprogramms abweichen. Hierdurch können Bremsscheibe und die Bremsbelä- ge schneller verschleißen, da solchenfalls nicht ausgeschlossen werden kann, dass die Korrosion bis zum Reinigen gemäß Algorithmus so massiv in die Bremsscheibe eindringt, dass die Korrosion nicht mehr vom Bremsbelag „weggeputzt“ werden kann, was zu einem notwendigen Austausch von Bremsscheibe und Bremsbelag führen kann.

Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zum Reinigen einer Bremsscheibe eines Hybrid- oder vollelektrischen Fahrzeugs sowie ein Hybrid- oder vollelektrisches Fahrzeug, das nach einem derartigen Verfahren betreibbar ist, vorzuschlagen, das verbessert an einem tatsächlichen Bedarf einer Reinigung der Bremsscheibe angepasst ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen einer Bremsscheibe eines Hybrid- oder vollelektrischen Fahrzeugs mit einer Steuereinheit, mit einer reversiblen elektrischen Maschine, die zum Bremsen des Fahrzeugs durch die Steuereinheit zum Betreiben in einem Rekuperationsbetrieb ansteuerbar ist, bei dem kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, mit mindestens einer mechanischen Bremsvorrichtung, die zum Bremsen des Fahrzeugs durch die Steuereinheit zum Betreiben in einem Bremsenbetrieb ansteuerbar ist, wobei die Bremsvorrichtung mindestens eine Bremsscheibe, die an einem Rad des Fahrzeugs drehfest festlegbar ist, und die mindestens eine Verschleiß unterliegende Reibschicht aufweist, welche eine Bremsfläche bildet, und wobei die Bremsvorrichtung mindestens ein Bremsmittel umfasst, das beim Bremsen berührend und Verschleiß erzeugend an der Bremsfläche der Bremsscheibe anliegt, und mit mindestens einem der Steuereinheit zugeordneten optischen Sensormittel, das in oder an der Bremsvorrichtung angeordnet ist und durch das eine Korrosion der Bremsfläche optisch erfassbar ist, wobei zumindest bei Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens eines in der Steuereinheit hinterlegten bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche das Fahrzeug beim Bremsen durch die Steuereinheit zum zumindest anteiligen Betreiben im Bremsenbetrieb angesteuert wird.

Dadurch, dass durch ein der Steuereinheit funktional zusammenwirkendes, optisches Sensormittel eine Korrosion der Bremsfläche erfassbar ist und in der Steuereinheit ein bestimmter Korrosionsgrad hinterlegt ist, kann auf einfache Weise die Oberflächengüte der Bremsfläche der Bremsscheibe erfasst werden. Ab Erreichen oder Überschreiten des bestimmten Korrosionsgrads ist dieses durch das optische Sensormittel optisch erfassbar. Bei Erreichen des bestimmten Korrosionsgrads kann ein Bremsverhalten der Bremsscheibe verändert sein.

Dadurch, dass bei dem Erfassen eines Erreichens oder Überschreitens des in der Steuereinheit hinterlegten bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche, das Fahrzeug zumindest anteilig im Bremsenbetrieb angesteuert wird, kann bei einem Bremsen des Fahrzeugs gewährleistet werden, dass das Bremsmittel zum Bremsen in Richtung Bremsscheibe bewegt wird und durch den hierdurch erfolgenden Abrieb zwischen Bremsscheibe und Bremsmittel die korrodierte Bremsfläche abgeschliffen wird, mit anderen Worten, gereinigt wird.

Der Bremsenbetrieb dient solchenfalls als Reinigungsbetrieb der Bremsscheibe.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass bei Erfassen des Erreichens oder Überschreitens des in der Steuereinheit hinterlegten bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche, beim Bremsen des Fahrzeugs sowohl die Bremsvorrichtung im Bremsenbetrieb angesteuert wird, als auch die reversible elektrische Maschine im Rekuperationsbe- trieb.

Um die Reinigungswirkung zu erhöhen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei Erfassen des Erreichens oder Überschreitens des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche das Fahrzeug beim Bremsen durch die Steuereinheit zum ausschließlichen Betreiben im Bremsenbetrieb angesteuert wird.

Hierdurch sind die zum Bremsen des Fahrzeugs benötigten Bremskräfte, die von der Bremsvorrichtung im Bremsenbetrieb verwendet werden müssen, um das Fahrzeug abzubremsen, erhöht und hierdurch ein Abrieb, bzw. ein Verschleiß der Reibschicht erhöht. Solchenfalls ist die Reinigungswirkung zum Abtragen der korrodierten Bremsfläche weiter verbessert.

Darüber hinaus ist bei einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass das Fahrzeug an mindestens zwei Rädern jeweils eine Bremsvorrichtung und jeweils mindestens ein der Steuereinheit zugeordnetes optisches Sensormittel umfasst, wobei bei Erfassen des Erreichens oder Überschreitens des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche der Bremsscheibe mindestens einer der Bremsvorrichtung alle Bremsvorrichtungen durch die Steuereinheit zum Betreiben im Bremsenbe- trieb angesteuert werden oder wobei bei Erfassen des Erreichens oder Überschreitens des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche der Bremsscheibe einer der Bremsvorrichtung durch die Steuereinheit nur die mindestens eine Bremsvorrichtung mit erfassten erreichten oder überschrittenen bestimmten Korrosionsgrad zum Betreiben im Bremsenbetrieb angesteuert wird.

Wenn das Fahrzeug mehrere Räder mit jeweils einer, an dem jeweiligen Rad angeordneten Bremsvorrichtung umfasst und lediglich die Bremsvorrichtung im Bremsenbetrieb zum Bremsen durch die Steuereinheit angesteuert werden, bei den in der bestimmte Korrosionsgrad erreicht oder überschritten ist, werden nur die Bremsscheiben der Bremsvorrichtung gereinigt, bei denen eine Reinigung notwendig ist. Hierdurch ist das Verfahren effizient nutzbar und ein unnötiger Verschleiß der Bremsscheiben vermeidbar. Ferner kann hierdurch die Bremsenergie der zum Bremsen nicht verwendeten Bremsvorrichtungen durch einen anteiligen Rekuperati- onsbetrieb rekuperiert werden.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn bei Erfassen eines Unterschreitens des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche das Fahrzeug beim Bremsen durch die Steuereinheit zum zumindest anteiligen Betreiben im Rekuperationsbetrieb oder zum ausschließlichen Betreiben im Rekuperati- onsbetrieb angesteuert wird.

Solchenfalls kann in den ursprünglichen Betrieb des Fahrzeugs zurückgekehrt werden, wenn die Bremsfläche der Bremsscheiben der Bremsvorrichtung ausreichend gereinigt sind.

Es sind Ausführungsformen des Verfahrens denkbar, bei denen der Korrosionsgrad der Bremsfläche durch das optische Sensormittel durchgehend bei Betrieb des Fahrzeugs, periodisch in Zeitintervallen und/oder beim Bremsen des Fahrzeugs im Bremsenbetrieb erfasst wird.

Wenn der Korrosionsgrad der Bremsfläche durch das optische Sensormittel durchgehend erfasst wird, kann schnell und unmittelbar mit Erfassen des Erreichens oder Überschreitens des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche ein Reinigungsprozess eingeleitet werden. Das Verfahren lässt sich energieeffizienter im Vergleich zu einem durchgehenden Erfassen der Korrosion betreiben, wenn der Korrosionsgrad der Bremsfläche durch das Sensormittel periodisch in Zeitintervallen erfasst wird. Hierbei können die Zeitintervalle derart gewählt werden, dass aufgrund von Erfahrungswerten eine Korrosion keine die Verkehrstüchtigkeit und das Bremsverhalten übermäßig negativ beeinflussende Stärke umfasst.

Besonders effizient lässt sich das Verfahren ausgestalten, wenn der Korrosionsgrad der Bremsfläche durch das Sensormittel beim Bremsen des Fahrzeugs im Bremsenbetrieb erfasst wird.

Das optische Sensormittel kann grundsätzlich ein beliebiges optisches Sensormittel umfassen, durch das Korrosion der Bremsfläche optisch erfassbar ist. Das Sensormittel lässt sich einfach und kostengünstig bereitstellen, wenn das optische Sensormittel mindestens einen Lichtempfänger, wie Kamera, Glanzmessgerät, lichtempfindlichen Widerstand oder Fotodiode, umfasst, wobei das Erfassen des Korrosionsgrads das Erfassen mindestens einer Intensität und/oder einer Wellenlänge der mindestens einen von der Bremsfläche reflektierten elektromagnetischen Welle, insbesondere beim Bremsenbetrieb, umfasst, insbesondere einen Intensitäts- und/oder Wellenlängenbereich, und wobei das Erreichen oder Überschreiten des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche ein Erreichen oder Unterschreiten einer bestimmten Intensität und/oder Wellenlänge und/oder eines bestimmten Inten- sitäts- und/oder Wellenlängenbereichs umfasst.

Wenn durch das optische Sensormittel eine Intensität der von der Bremsfläche reflektierten elektromagnetischen Welle umfasst, ist ein Zunehmen von Korrosion mit einem Abnehmen der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Wellen erfassbar. Über die Intensität ist ein Glanzgrad, bzw. ein Reflexionsverhalten der Bremsfläche auf einfache Weise darstellbar. Wenn durch das optische Sensormittel eine Wellenlänge der mindestens einen von der Bremsfläche reflektierten elektromagnetischen Welle erfassbar ist, ist durch das optische Sensormittel eine Farbe erkennbar. Darüber hinaus kann durch das optische Sensormittel bei einer Ausführungsform des Verfahrens sowohl die Intensität als auch die Wellenlänge der von der Bremsfläche reflektierten elektromagnetischen Welle erfasst werden. Hierdurch können Intensitätsminderungen der reflektierten elektromagnetischen Welle aufgrund von Verschmutzungen, die nicht durch die Korrosion herrühren, erkannt wer- den, wenn diese Verschmutzungen einer anderen Wellenlänge zuordenbar sind als einer für den Korrosionsgrad zugeordneten Wellenlänge.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass das optische Sensormittel den Korrosionsgrad der Bremsfläche bei Umgebungslicht erfasst. Um das Verfahren beispielsweise auch bei Nacht anwenden zu können, ist bei einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass das optische Sensormittel mindestens einen Lichtsender umfasst, wobei das Erfassen des Korrosionsgrads das Erfassen mindestens einer Intensität oder Wellenlänge der mindestens einen von der Bremsfläche reflektierten elektromagnetischen Welle der durch den Lichtsender ausgestrahlten mindestens einen elektromagnetischen Welle umfasst.

Durch den Lichtsender können elektromagnetische Wellen im sichtbaren Spektrum oder im nicht sichtbaren Spektrum ausgesandt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch den Lichtsender Infrarotstrahlen ausgesandt werden, die durch den Lichtempfänger empfangbar sind.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Steuereinheit mindestens ein Speichermittel umfasst, in dem jeder Intensität oder Wellenlänge und/oder jedem bestimmten In- tensitäts- oder Wellenlängenbereich ein Korrosionsgrad der Bremsfläche zuordenbar oder zugeordnet und hinterlegbar oder hinterlegt ist.

Hierdurch ist es ermöglicht, frühzeitig eine zunehmende Korrosion der Bremsscheibe zu erfassen.

Um das Verfahren individuell für unterschiedliche Bremsscheiben anpassen zu können, beispielsweise bei abweichenden Fahrzeugmodellen oder abweichenden Materialien der unterschiedlichen Bremsscheiben, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die bestimmte Intensität oder Wellenlänge und/oder der bestimmte Intensitäts- oder Wellenlängenbereich durch Messen einer den bestimmten Korrosionsgrad umfassenden Bremsfläche einer Eich-Bremsscheibe auf einem Prüfstand durch das optische Sensormittel erfasst und in der Steuereinheit hinterlegt wird.

Hierdurch kann das Verfahren für den jeweiligen Typ von Bremsscheibe durch die entsprechend korrespondierende Eich-Bremsscheibe, optimiert werden. Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Hybrid- oder vollelektrisches Fahrzeug, das nach einem Verfahren mit zuvor genannten Merkmalen betreibbar ist, mit einer Steuereinheit, mit einer reversiblen elektrischen Maschine, die zum Bremsen des Fahrzeugs durch die Steuereinheit zum Betreiben in einem Rekuperationsbetrieb ansteuerbar ist, bei dem kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, mit mindestens einer mechanischen Bremsvorrichtung, die zum Bremsen des Fahrzeugs durch die Steuereinheit zum Betreiben in einem Bremsenbetrieb ansteuerbar ist, wobei die Bremsvorrichtung mindestens eine Bremsscheibe, die an einem Rad des Fahrzeugs drehtest festlegbar ist, und die mindestens eine Verschleiß unterliegende Reibschicht aufweist, welche eine Bremsfläche bildet, und wobei die Bremsvorrichtung mindestens ein Bremsmittel umfasst, das beim Bremsen berührend und Verschleiß erzeugend an der Bremsfläche der Bremsscheibe anliegt, und mit mindestens einem der Steuereinheit zugeordneten optischen Sensormittel, das in oder an der Bremsvorrichtung angeordnet ist und durch das eine Korrosion der Bremsfläche optisch erfassbar ist.

Bei einer Weiterbildung des Fahrzeugs erweist es sich als vorteilhaft, wenn das optische Sensormittel mindestens einen Lichtempfänger, wie Kamera, Glanzmessgerät, lichtempfindlichen Widerstand oder Fotodiode, umfasst.

Um einem Korrosionsgrad der Bremsfläche auch bei Abwesenheit von Umgebungslicht erfassen zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das optische Sensormittel mindestens einen Lichtsender umfasst, durch den elektromagnetischen Wellen in Richtung Bremsfläche der Bremsscheibe ausstrahlbar sind und durch Reflexion an der Bremsfläche der Bremsscheibe durch den Lichtempfänger empfangbar sind.

Das mindestens eine optische Sensormittel kann grundsätzlich beliebig angeordnet sein, sofern es der Funktion nachkommt, von der Bremsfläche der Bremsscheibe reflektiertes Licht, insbesondere reflektierte elektromagnetische Wellen, zu erfassen. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn mindestens eines des mindestens einen optischen Sensormittels an einem Halter des Bremsmittels, wie Bremssattel, und/oder an einem Radträger, insbesondere einem Spurhebel des Radträgers, festlegbar oder festgelegt ist.

Darüber hinaus ist bei einer Weiterbildung des Fahrzeugs vorgesehen, dass dieses mindestens zwei Räder, mindestens zwei Sensormittel und mindestens zwei Bremsvorrichtungen umfasst, wobei jedem der mindestens zwei Räder ein Sensormittel und eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist.

Darüber hinaus sind Ausführungsformen des Fahrzeugs denkbar, bei denen die mindestens zwei Bremsvorrichtungen gemeinsam und abhängig oder einzeln und unabhängig voneinander durch die Steuereinheit zum Betätigen ansteuerbar sind.

Wenn die mindestens zwei Bremsvorrichtungen gemeinsam und abhängig zum Betätigen ansteuerbar sind, kann das Fahrzeug technisch einfach umgesetzt werden. Wenn die mindestens zwei Bremsvorrichtungen einzeln und unabhängig voneinander durch die Steuereinheit zum Betätigen ansteuerbar sind, können die Bremsscheiben individuell, abhängig vom jeweiligen Korrosionsgrad, gereinigt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen des Fahrzeugs sowie einer Ausführungsform des Verfahrens.

In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 Eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs;

Figur 2 Eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs;

Figur 3 Ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Draufsicht auf eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs (in den Figuren nicht explizit dargestellt). Das Fahrzeug umfasst ein Hybrid- oder vollelektrisches Fahrzeug, das eine Steuereinheit 4 umfasst, durch die die mechanische Bremsvorrichtung 2 zum Betreiben in einem Bremsenbetrieb ansteuerbar ist.

Darüber hinaus ist durch die schematisch dargestellte Steuereinheit 4 auch eine schematisch dargestellte, reversible, elektrische Maschine 6 zum Betreiben in ei- nem Rekuperationsbetrieb ansteuerbar. Im Rekuperationsbetrieb wird durch die reversible elektrische Maschine 6 kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt.

Die Bremsvorrichtung 2 umfasst eine Bremsscheibe 8, die an einem Rad des Fahrzeugs festgelegt ist. Mit dem Rad ist die Bremsscheibe 8 um eine Drehachse 10 drehbar. Die Bremsscheibe 8 umfasst eine verschleißunterliegende Reibschicht 12, welche eine Bremsfläche 14 bildet.

Darüber hinaus umfasst die Bremsvorrichtung 2 ein Bremsmittel 16, das beim Bremsen im Bremsenbetrieb berührend und Verschleiß erzeugend an der Bremsfläche 14 der Bremsscheibe 8 anliegt.

Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug ein optisches Sensormittel 18, das der Steuereinheit 4 funktional zugeordnet ist. Das Sensormittel 18 ist bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel an einem Halter des Bremsmittels 16 festgelegt. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sensormittel 18 an einem Spurhebel eines Radträgers 20 angeordnet. Durch das optische Sensormittel 18 ist eine Korrosion der Bremsfläche 14 optisch erfassbar.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst das Sensormittel 18 jeweils einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera.

Anhand des schematischen Ablaufdiagramms gemäß Figur 2 wird im Folgenden, unter Zuhilfenahme der Darstellung gemäß der Figuren 1 und 2, das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben:

In einem ersten Schritt 100 wird durch die Steuereinheit 4 mittels des optischen Sensormittels 18 der Korrosionsgrad der Bremsfläche 14 der Bremsscheibe 8 erfasst. Dieses kann beim Schritt 100 fortwährend, also ständig, oder in periodischen Intervallen, also nach bestimmten Zeitabläufen und/oder beim Ansteuern eines Bremsenbetriebs durch die Steuereinheit 4 erfolgen.

Wenn durch das optische Sensormittel 18 im Schritt 100 erfasst wird, dass ein in der Steuereinheit 4 hinterlegter bestimmter Korrosionsgrad der Bremsfläche 14 erreicht oder überschritten ist, wird eine Reinigung der Bremsscheibe 8 veranlasst. Hierzu kann die Bremsscheibe 8 in einem Schritt 101a dadurch gereinigt werden, dass beim Bremsen des Fahrzeugs die Bremsvorrichtung 2 durch die Steuereinheit 4 zum zumindest anteiligen Betreiben im Bremsenbetrieb angesteuert wird. Dieses bedeutet, dass beim Bremsen des Fahrzeugs das Fahrzeug nicht ausschließlich durch die reversible elektrische Maschine 6 im Rekuperationsbetrieb abgebremst wird, sondern zumindest auch anteilig durch die Bremsvorrichtung 2 im Bremsenbetrieb.

Alternativ hierzu kann in einem Schritt 101b das Fahrzeug ausschließlich durch die Bremsvorrichtung 2 im Bremsenbetrieb gebremst werden.

Die Schritte 101a sowie 101b können solange durchgeführt werden, bis durch die Steuereinheit 4, insbesondere durch Erfassen des Korrosionsgrads der Bremsfläche 14 durch das optische Sensormittel 18 erfasst wird, dass die Korrosion der Bremsfläche 14 den bestimmten Korrosionsgrad unterschreitet. Wird ein Unterschreiten des bestimmten Korrosionsgrads der Bremsfläche 14 erfasst, kann das Fahrzeug in den Schritt 100 zurückkehren und ausschließlich oder anteilig im Rekuperationsbetrieb betrieben werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen im Rahmen des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

2 Bremsvorrichtung 4 Steuereinheit

6 elektrische Maschine

8 Bremsscheibe

10 Drehachse

12 Reibschicht 14 Bremsfläche

16 Bremsmittel

18 Sensormittel

20 Radträger 100-101b Verfahrensschritte