Stand der Technik Aus DE 100 12 448 Al ist ein Verfahren zur Bremskraftverteilung bei Fahrzeugen be- kannt, bei dem überprüft wird, ob Radbremsen überhitzt sind oder für diese eine Ü- berhitzungsgefahr besteht. Ist dies der Fall, werden die Radbremsen alternierend mit Bremskraft beaufschlagt. Dadurch wird erreicht, dass in den Zeiträumen, während denen eine der Radbremsen nicht mit Bremskraft beaufschlagt ist, diese sich abküh- len kann. Um auch bei überhitzten Radbremsen oder einer Überhitzungsgefahr für diese Notbremsungen zuzulassen, werden die Radbremsen nicht wie beschrieben sondern auf herkömmliche Weise mit Bremskraft beaufschlagt, wenn Fahrzeugverzö- gerungen vorgegeben werden, die einen Grenzwert überschreiten. Eine Überhitzung von Radbremsen oder eine Überhitzungsgefahr für diese liegt hier vor, wenn die Temperatur der Radbremsen einen vorbestimmten Grenzbereich oder-wert über-

schritten hat bzw. in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt, bei dessen Ü- berschreitung mit einer Überhitzung zu rechnen ist. Hierfür ist es vorgesehen die Temperaturen der Radbremsen unmittelbar mit Temperatursensoren zu erfassen o- der mit Hilfe eines Temperaturmodels zu ermitteln. Bei Verwendung eines Tempera- turmodels ist es vorgesehen, Größen zu Grunde zu legen, die Hydraulikdrücke bei hydraulischen Bremsen, Stromaufnahme bei elektromechanischen Bremsen, Brems- dauer und dergleichen angeben.

Gemäß der DE 44 18 768 Al wird die Temperatur einer Bremsfläche eines Kraftfahr- zeugrades indirekt aus der Raddrehzahl und Bremsenzustandsdaten berechnet. Die Bremsflächentemperatur wird im Fahrbetrieb zyklisch neu bestimmt, wobei in jedem Zyklus die aktuelle Bremsflächentemperatur um einen ersten Wert bis minimal auf eine vorgegebene Minimaltemperatur verringert wird. Ferner ist es vorgesehen, bei einer Aktivierung der Radbremse die aktuelle Bremsflächentemperatur in jedem Zyk- lus jeweils um einen zweiten Wert zu erhöhen, der in Abhängigkeit von Daten aus er- fassten Raddrehzahlen bzw. aus daraus ableitbaren Größen ermittelt wird. Die aus den Daten für erfasste Raddrehzahlen ableitbaren Größen umfassen die Fahrzeugge- schwindigkeit und eine Fahrzeugverzögerung aufgrund der Bremswirkung. Zur Ermittlung des zweiten Werts, die zur Erhöhung der aktuellen Bremsflächentem- peratur verwendet wird, wird die in thermische Energie umgesetzte und als solche der Radbremse zugeführte Verzögerungsenergie berechnet, die proportional zum Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und-verzögerung ist. Um Beschädigungen der Bremsflächen zu vermeiden, werden Regeleingriffe der Steuerung der Bremsanlage (z. B. ABS, elektronisches Traktionssystem) in Abhängigkeit der Bremsflächentemperaturen selbstständig unterbrochen, abgeschaltet oder bis auf weiteres unterbunden, um eine übermäßige Erwärmung der Bremsflächen zu vermeiden. Das kann z. B. dazu führen, dass in einer Situation, die der Fahrzeugführer nicht mehr allein beherrschen kann und Unterstützung durch einen geregelten Betrieb der Bremsanlage erforderlich wäre, diese wegen zu hoher Bremsflächentemperaturen nicht bereitgestellt wird. Dabei kann es zu einer

bei kann es zu einer Beschädigung des Fahrzeuges kommen, die schwerwiegender als eine mögliche Beschädigung von Bremsflächen aufgrund einer Überhitzung ist.

Zur Bestimmung einer Temperatur einer Bremsscheibe eines Kraftfahrzeuges ist es aus der DE 38 13 514 AI bekannt, einen auf Temperaturänderungen ansprechenden Geber zu verwenden, der in der Nähe der Bremsscheibe angeordnet ist, um deren Wärmestrahlung zu erfassen. Dies erfordert es, dass an jeder zu überwachenden Bremsscheibe eine entsprechender, temperaturempfindlicher Geber anzuordnen ist.

Da die Geber von den Bremsscheiben beabstandet angeordnet sind, kann es zu einer fehlerhaften Temperaturbestimmung kommen, beispielsweise aufgrund von Spritz- wasser von der Fahrbahn oder von einer Verunreinigung des Sensors oder von durch den Geber erfasster Wärmestrahlung, die von anderen Komponenten des Fahrzeugs abgestrahlt wird.

Die DE 199 43 352 Al offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Temperatur an einem Fahrzeug vorgesehener Bremselemente, bei denen die momentane kinetische Energie des Fahrzeuges berechnet und mit einem vorherigen Wert für die kinetische Fahrzeugenergie verglichen wird. Bei einer Abnahme der kine- tischen Energie des Fahrzeuges wird aus dieser Abnahme die den Bremselementen zugeführte Wärmeenergie und daraus die Temperaturen der Bremselemente berech- net. Zur Bestimmung der kinetischen Energie des Fahrzeuges wird die Masse des Fahrzeuges einschließlich der Zuladungen und die momentane Fahrzeuggeschwindig- keit verwendet. Um äußere Einflüsse, wie z. B. die Neigung der Fahrbahn, die Be- schaffenheit der Fahrbahnoberfläche bzw. die daraus resultierende Reibung der Fahrzeugräder auf der Fahrbahnoberfläche, den Beladungszustand des Fahrzeuges, den durch beispielsweise eine Dachlast veränderten Luftwiederstandsbeiwert des Fahrzeuges und dergleichen, bei der Berechnung der Temperaturen der Bremsele- mente zu berücksichtigen, werden jeweils entsprechende Größen, beispielsweise mit-

tels zusätzlicher Sensoren, ermittelt und bei der Berechnung der Temperaturen der Bremselemente verwendet.

Aus der DE 43 16 993 Al ist es bekannt, die Temperatur von Bremsscheiben einer Fahrzeugbremsanlage indirekt, d. h. ohne zur Hilfenahme entsprechender Sensoren zu ermitteln. Hierfür werden während eines Bremsvorganges Größen erfasst, die die Energiebilanz des Kraftfahrzeuges charakterisieren, wie z. B. das Fahrzeuggewicht, die Fahrzeuggeschwindigkeit und-beschleunigung, Radumfangsgeschwindigkeiten und-beschleunigungen und die Fahrbahnneigung. Aus diesen Größen werden die von jedem Bremsbelag jeweils zu verrichtende Reibungsarbeit und Reibungsleistung berechnet. Die Temperatur der Bremsscheiben wird dann jeweils aus der entspre- chenden berechneten Reibungsarbeit und Reibungsleistung, der aktiven Bremsschei- benmasse sowie der spezifischen Wärmekapazität des Bremsscheibenmaterials ermit- telt. Die ermittelte Bremsscheibentemperatur wird verwendet, um Informationen ü- ber den Belastungszustand der Bremsanlage und darüber zu erhalten, ob eine be- stimmte Bremsfolge, d. h. eine zeitliche Folge von Bremskräften an den Bremsschei- ben geeignet ist, die Bremsscheibentemperatur in einem gewünschten Bereich zu halten. Angaben, wie solche Informationen weiter verwendet werden, sind in diesem Dokument nicht zu finden.

Aus der DE 40 20 693 Al ist es bekannt, Temperaturänderungen von Bremsen für kleine vorgegebene Zeitabstände aus der Summe des Quadrats der Fahrzeugge- schwindigkeit und des Quadrats der Fahrzeugverzögerung jeweils mit einer fahrzeug- spezifischen Konstanten multipliziert zu berechnen. Führt eine Temperaturerhöhung zu einem Überschreiten eines Grenzwertes für die Bremsentemperaturen wird eine Warnlampe eingeschaltet. Ferner kann das Motordrehmoment reduziert werden, um eine Geschwindigkeit zu erreichen, bei der ein Anhalten ohne Bremsen oder ein Ab- bremsen ohne Bremsüberhitzung möglich ist. Diese automatische Geschwindigkeits- verringerung kann z. B. bei Autobahnfahrten zu gefährlichen Fahrsituationen führen.

Alternativ ist es vorgesehen, bei zu hohen Bremsentemperaturen die Antischlupfrege- lung des Fahrzeuges abzuschalten. Dies hat den Nachteil, dass zwar eine Beschädi- gung der Bremsen aufgrund zu hoher Temperaturen vermieden werden kann, aber in Kauf genommen wird, dass schwerwiegendere Beschädigungen des Fahrzeugs aufgrund ausgeschalteter Antischlupfregelung auftreten können.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Fahrzeugbremssystems zu so verbessern, dass gewünschte Fahr-und Betriebszustande in Abhängigkeit von Temperaturen von Bremsflächen beibehalten oder erreicht werden. Ferner sollen thermische Beschädigungen der Bremsflächen vermieden werden, wobei in uner- wünschten, insbesondere kritischen Fahrsituationen erforderliche Bremskräfte wei- terhin bereitgestellt werden sollen.

Zusammenfassung der Erfindung Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für ein Fahrzeugbremssystem bereit, bei dem die Temperatur einer oder mehrerer Bremsflä- chen in Abhängigkeit einer Verzögerung aufgrund eines Bremsvorgangs bestimmt wird. Hierbei werden Bremsvorgänge berücksichtigt, die beispielsweise mittels einer Betätigung des Fahrzeugbremssystems durch einen Fahrzeugführer, durch eine Steuereinheit (z. B. ECU = electronic control unit) des Fahrzeuges zur Steuerung des Fahrbetriebs (z. B. elektronische Stabilitätskontrolle, elektronische Traktionskontrolle, Antischlupfregelung, etc. ) und von einer Steuerung für das Fahrzeugbremssystem (z. B. Bremsassistent, gesteuerte Feststellbremse, Parkbremse, Anfahrhilfe, Parkhilfe, Bremsassistent etc.) ausgelöst werden.

Ferner ist es vorgesehen, Bremsflächentemperaturen in Abhängigkeit einer Be- schleunigung zu bestimmen, wenn das Fahrzeugbremssystem Bremskräfte erzeugt.

Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn beim Beschleunigen des Fahrzeugs der Fahrzeugführer eine Betätigung des Fahrzeugbremssystems beibehält, das Fahr- zeugbremssystem Bremskräfte aufrecht erhält oder noch nicht gebaut hat, wenn das Fahrzeugbremssystem beispielsweise als Feststellbremse, Parkbremse oder Anfahrhil- fe betrieben wird, die Fahrzeugsteuerung, beispielsweise in Abhängigkeit des Be- schleunigungsvorgangs, das Fahrzeugbremssystem aktiviert, um beispielsweise den Schlupf oder die Traktion zu steuern, und dergleichen. Ferner werden auf diese Wei- se Bremsflächentemperaturen beim Auftreten einer Beschleunigung des Fahrzeugs bestimmt, wenn beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion des Fahrzeugbremssys- tems selbst oder anderer Komponenten des Fahrzeugs das Fahrzeugbremssystem in unerwünschter Weise aktiviert ist.

In Abhängigkeit der ermittelten Bremsflächentemperaturen werden dann an den Bremsflächen wirkende Bremskräfte und insbesondere deren Höhe gesteuert.

Erfindungsgemäß werden die an den Bremsflächen wirkenden Bremskräfte so ge- steuert, dass ein gewünschter Fahrzustand, der eine Aktivierung des Fahrzeugbrems- systems erfordert und/oder bei dem das Fahrzeugbremssystem aktiviert ist, beibehal- ten oder erreicht wird, ohne dass dabei zu hohe Bremsflächentemperaturen auftre- ten.

Die Bremskraftsteuerung kann auch so erfolgen, dass unerwünschte Fahr-oder Be- triebszustände des Fahrzeuges (z. B. Schleudern, Kippen, Wegrollen), vorzugsweise ohne zu hohe Bremsflächentemperaturen, vermieden werden.

Kann ein gewünschter Fahrzustand nur erreicht werden bzw. kann ein unerwünsch- ter Fahr-oder Betriebszustand nur vermieden werden, wenn das Fahrzeugbremssys-

tem aktiviert wird oder bleibt, obwohl zu hohe Bremsflächentemperaturen vorliegen und/oder zu hohe Bremsflächentemperaturen auftreten können, ist es vorgesehen, entsprechende Bremskräfte gesteuert durch Fahrzeugbremssystem und/oder auf- grund einer Betätigung des Fahrzeugbremssystems durch einen Fahrzeugführer zu erzeugen bzw. zuzulassen. Auf diese Weise können Beschädigungen des Fahrzeugs vermieden werden, die, verglichen mit Beschädigungen von Bremsflächen aufgrund zu hoher Temperaturen, schwerwiegender sind.

Wird beispielsweise festgestellt, dass die Temperatur einer oder mehrerer Bremsflä- chen über einem vorbestimmten, zulässigen Wert liegt, kann das Fahrzeugbremssys- tem so gesteuert werden, dass nach einer Feststellung zu hoher Bremsflächentempe- raturen betroffene Bremsflächen mit reduzierten Kräften beaufschlagt werden. Um eine gewünschte Bremswirkung zu erzielen, können dabei Bremsflächen mit tolerier- baren Temperaturen höheren Kräften ausgesetzt werden. Ferner können in Abhän- gigkeit der Bremsflächentemperaturen einzelne oder mehrere Funktionen einer Steu- erung des Fahrzeugs (z. B. ABS, elektronisches Stabilitätsprogramm, Traktionskontrol- le, Schlupfregelung) teilweise oder vollständig deaktiviert und/oder nur für bestimm- te Fahrzustände, insbesondere extreme Fahrzustände, freigegeben werden.

Bei einem Fahrzeug mit ABS wird dieses normalerweise bei jedem Bremsvorgang ak- tiviert, obwohl dies nicht für jeden Bremsvorgang erforderlich ist, was zu uner- wünschten oder unzulässigen Temperaturerhöhungen der Bremsflächen führen kann.

Dies kann mit der vorliegenden Erfindung vermieden werden. Wenn kritische Brems- flächentemperaturen ermittelt werden, d. h. solche, die zu hoch sind oder bei denen Gefahr besteht, dass, z. B. aufgrund des Verlaufs des Fahrbetriebs des Fahrzeuges, zu hohe Bremsflächentemperaturen erreicht werden, kann die Unterstützung durch das ABS reduziert oder vollständig unterbunden werden. Hierbei ist es vorgesehen, neben der Bremsflächentemperatur auch den jeweiligen Fahr-und/oder Betriebszu- stand des Fahrzeuges zu berücksichtigen.

Treten bei kritischen Bremsflächentemperaturen Fahr-oder Betriebszustände auf, die ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems beherrschbar sind, z. B. durch eine Re- duktion der Motorleistung oder durch Lenkbewegungen des Fahrzeugführers, sollten keine Bremskräfte an den Bremsflächen erzeugt werden. Bei Fahr-oder Betriebszu- ständen, die nur mit Unterstützung des Fahrzeugbremssystems erreichbar bzw. bei- zubehalten sind, ist es vorteilhaft auch bei kritischen Bremsflächentemperaturen das Fahrzeugbremssystem zu aktivieren. Im Fall von Fahr-und Betriebszuständen, bei denen eine Unterstützung durch das Fahrzeugbremssystem nicht unbedingt erforder- lich ist, aber hilfreich wäre, und/oder bei Bremsflächentemperaturen, die nicht oder noch nicht als kritisch einzustufen sind, ist es vorgesehen, die Bremskräfte an den Bremsflächen abgestuft zu erzeugen. D. h., die Höhe der Bremskräfte so zu steuern, dass keine unerwünschten Fahr-oder Betriebssituationen auftreten und sich dabei die Bremsflächentemperaturen in einem zulässigen Bereich befinden.

Umfasst das Fahrzeugbremssystem eine Feststellbremse oder eine Parkbremse, ist die Kenntnis der Bremsflächentemperaturen von hoher Bedeutung, da sich beim Still- stand des Fahrzeugs die Bremsflächen abkühlen und aufgrund der daraus resultie- renden"Verkleinerung"der Bremsflächen (auch als sog."Belagschrumpfen"bezeich- net) die Zuspannkraft reduziert. Um zu gewährleisten, dass nach einem Abkühlen der Bremsflächen das Fahrzeugbremssystem ausreichende Bremskräfte zur Verfügung stellt, die ein Wegrollen des Fahrzeugs verhindern, kann in Abhängigkeit der beim Er- reichen des Stillstandzustands des Fahrzeugs ermittelten Bremsflächentemperaturen in Verbindung mit Informationen, die das Abkühlen der Bremsflächen charakterisie- ren und oder einer der oben genannten Temperaturbestimmung für ein nicht be- schleunigtes oder nicht verzögertes Fahrzeug die aktuelle Bremsflächentemperatur bzw. deren Verlauf bestimmt werden. In Abhängigkeit der jeweiligen so bestimmten aktuellen Bremsflächentemperaturen kann dann das Fahrzeugbremssystem so ge-

steuert werden, dass die an den Bremsflächen wirkenden Kräfte erhöht werden, um deren Abkühleffekt zu kompensieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Brems- flächentemperaturbestimmung eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs selbst zugrunde gelegt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die alternativ oder optional zu der vorherig genannten vorgesehen ist, werden zur Temperaturbestimmung die an den einzelnen Rädern auftretenden Verzögerungen oder Beschleunigungen verwendet, um die Temperatur der entsprechenden Bremsfläche zu ermitteln.

Vorzugsweise werden Bremsflächentemperaturen ferner in Abhängigkeit der Dauer bestimmt, für die das Fahrzeugbremssystem beim Auftreten einer Verzögerung oder Beschleunigung aktiviert ist. Auf diese Weise werden bei der Bestimmung der Tem- peratur der Bremsflächen dynamische Charakteristika für den aktivierten Betriebszu- stand des Fahrzeugbetriebssystems einbezogen. Dies führt zu einer genaueren Tem- peraturbestimmung, wenn z. B. das Fahrzeug für einen kurzen Zeitraum stark verzö- gert oder über einen längeren Zeitraum schwach beschleunigt wird.

Bei einer ferner bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Bestimmung von Bremsflächentemperaturen die Fahrzeugverzögerung oder- beschleunigung verwendet, um die aktuelle kinetische Energie des Fahrzeugs zu er- mitteln. Die aktuelle kinetische Energie des Fahrzeugs wird dann verwendet, um die Temperatur der Bremsflächen zu bestimmen. Hierfür kann beispielsweise die aktuelle kinetische Energie des Fahrzeugs mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs vor bzw. bei einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems und/oder einer zuvor be- stimmten aktuellen kinetischen Energie des Fahrzeugs verglichen werden. Die so er-

mittelte Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs gibt an, wie viel thermische Energie (maximal) der Bremsflächen zugeführt worden ist.

Zur Berechnung der kinetischen Energie des Fahrzeugs, die für einen Vergleich mit dessen aktueller kinetischer Energie verwendet werden kann, ist es vorgesehen, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Einleiten einer Aktivierung des Fahrzeugbrems- systems zugrunde zu legen.

Vorzugsweise wird zur Berechnung der momentanen kinetischen Energie des Fahr- zeugs die kinetische Energie in Abhängigkeit der Fahrzeugverzögerung oder- beschleunigung und der Dauer bestimmt, für die das Fahrzeugbremssystem aktiviert ist.

Bei einer Temperaturbestimmung auf der Grundlage von einzelnen Rädern des Fahr- zeugs auftretenden Verzögerungen und Beschleunigungen können für die Räder, an denen Bremskräfte erzeugt werden, jeweils die aktuelle kinetische Energie ermittelt werden. Hierfür kann beispielsweise die jeweilige Winkelbeschleunigung der Räder verwendet werden.

Um die den Bremsflächen, an denen Bremskräfte wirken, zugeführte thermische E- nergie und daraus deren Temperatur zu ermitteln, wird basierend auf der jeweiligen aktuellen kinetischen Energie des entsprechenden Rades eine Änderung der kineti- schen Radenergie ermittelt. Hierfür kann die aktuelle kinetische Radenergie mit einer zuvor bestimmten aktuellen kinetischen Energie des jeweiligen Rades verglichen werden. Alternativ ist es möglich für diesen Vergleich die kinetische Energie eines Rades zu verwenden, die sich aus der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit ergibt, die das Rad aufweist, bevor oder wenn an diesem Bremskräfte erzeugt werden.

Ferner können bei einer Temperaturbestimmung von Bremsflächen auf der Grundla- ge von an den einzelnen Rädern auftretenden Verzögerungen und Beschleunigungen die jeweiligen wirksamen Bremskräfte ermittelt werden, um daraus in Verbindung mit den ermittelten Radverzögerungen bzw.-beschleunigungen die an der jeweiligen Bremsfläche verrichtete Arbeit und daraus die dieser zugeführte thermische Energie zu ermitteln.

Ferner können bei der Ermittlung der kinetischen Energien für die verschiedenen Er- mittlungszeitpunkte weitere Größen berücksichtigt werden, wie z. B. die Masse des Fahrzeugs einschließlich eventuell vorhandener Dachlasten, fahrzeugspezifische und insbesondere für das Fahrzeugbremssystem spezifische Größen und dergleichen.

Wie oben ausgeführt, gibt die aktuelle kinetische Energie bzw. eine Änderung der ki- netischen Energie des Fahrzeugs an, welche Energie den Bremsflächen (maximal) zugeführt werden kann. Darauf basierend kann die den Bremsflächen zugeführte thermische Energie abgeschätzt, bestimmt oder exakt berechnet werden. Hierbei ist es vorgesehen, nicht nur die thermische Energie zur Temperaturbestimmung zugrunde zu legen, die bei einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems und auf- grund der daraus resultierenden Bremskräfte den Bremsflächen zugeführt wird, son- dern auch thermische Energie, die unabhängig von einer Aktivierung des Fahrzeug- bremssystems zu einer Bremsflächentemperaturerhöhung führen kann. Hierzu zählen z. B. Wärmestrahlung des Fahrzeugmotors oder anderer Fahrzeugkomponenten, bei- spielsweise Elektromotoren für das Fahrzeugbremssystem, Abgaswärme und die Um- gebungstemperatur, insbesondere die in der Nähe der Bremsflächen wirkende Um- gebungstemperatur.

Des Weiteren kann bei der Bremsflächentemperaturbestimmung thermische Energie berücksichtigt werden, die vor, während und/oder nach einer Aktivierung des Fahr- zeugbremssystems von den Bremsflächen abgegeben wird. Eine solche Abfuhr ther-

mischer Energie kann beispielsweise aufgrund von Abkühlvorgängen der Bremsflä- chen und der diese umgebenden Umgebung, durch Kühlung aufgrund des Fahrtwin- des, durch eine aktive Kühlung, beispielsweise in Form eines Gebläses, und derglei- chen auftreten.

Vorzugsweise werden einzelne, mehrere oder alle Größen, die für eine Bremsflächen- temperaturbestimmung verwendet werden unter Verwendung von schon vorhande- nen Fahrzeugkomponenten ermittelt. Beispielsweise kann hierfür eine Fahrzeugsteu- erung verwendet werden, die Funktionen eines Antiblockiersystems, eines elektron- schen Stabilitätsprogramms, einer Traktionskontrolle und/oder einer Antischlupfrege- lung bereitstellt. Zur Ermittlung der tatsächlichen bewegten Masse des Fahrzeugs können Sensoren für das Fahrzeugfederungssystem und/oder einer Niveaukontrolle dienen. Falls das Fahrzeugbremssystem ebenfalls eine Steuerung umfasst, können auch von dieser bereitgestellten Daten verwendet werden.

Zur Bestimmung der tatsächlich vorliegenden aktuellen Bremsflächentemperatur ist es vorgesehen, eine Bremsflächentemperatur zugrunde zu legen, die die Bremsflä- chen beim Stillstand des Fahrzeugs, insbesondere nach einem längeren Stillstand des Fahrzeugs aufweisen. Vorteilhafterweise wird hier auch die Umgebungstemperatur berücksichtigt.

Um ferner Temperaturänderungen der Bremsflächen zu bestimmen, die sich bei einer Fahrzeugbewegung mit konstanter Geschwindigkeit ergibt, kann die Bremsflächen- temperaturbestimmung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen. Vor- zugsweise werden hierbei eine oder mehrere Größen ermittelt, die den Grad einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems angeben. Basierend auf dieser oder diesen Größen für eine Aktivierung des Fahrzeugbremssystems, die zu keiner Fahrzeugver- zögerung oder-beschleunigung führt, und der Fahrzeuggeschwindigkeit kann dann

die Bremsflächentemperatur, beispielsweise durch eine Bestimmung der kinetischen Energie des Fahrzeugs, ermittelt werden.

Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, für Betriebszustände des Fahrzeugs, in denen keine Verzögerungen oder Beschleunigungen auftreten, auf die Bremsflächen wirkende Kräfte für eine Temperaturbestimmung zu ermitteln.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird basierend auf der Temperatur und/oder Temperaturänderung einer oder mehreren Bremsflächen ein Verschleiß derselben ermittelt. Hierfür können mathematische modellierte und/oder empirisch ermittelte Definitionen verwendet werden, die den Zusammenhang von Temperatur bzw. Temperaturänderung einer Bremsfläche und dem daraus resultierenden Ver- schleiß derselben beschreiben.

Der Verschleiß der Bremsfläche kann auch ermittelt werden, indem eine Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs bestimmt und, vergleichbar zu der oben be- schriebenen Ermittlung der Temperatur bzw. Temperaturänderung der Bremsfläche, daraus der Verschleiß berechnet wird.

Vorzugsweise sind Angaben, die den Zusammenhang von Temperatur bzw. Tempe- raturänderung einer oder mehreren Bremsflächen und/oder von einer Änderungen der kinetischen Energie des Fahrzeugs einerseits und dem daraus resultierenden Ver- schleiß der Bremsfläche andererseits charakterisieren, in einem oder mehreren Kenn- feldern der Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs gespeichert.

Um den Betrieb des Fahrzeugbremssystems auch hinsichtlich des Verschleißes der Bremsfläche zu optimieren, werden die Bremskräfte an der Bremsfläche in Abhängig- keit des Verschleißes gesteuert. Dabei ist es vorgesehen, eine der beiden zuvor ge-

nannten Arten, den Bremsflächenverschleiß zu ermitteln, oder beide Berechnungsar- ten abwechselnd oder gleichzeitig zur gegenseitigen Überprüfung einzusetzen.

Es kann ein Verschleißfaktor verwendet werden, um in Verknüpfung mit der Tempe- ratur bzw. Temperaturänderung der Bremsfläche und/oder der Änderung der kineti- schen Energie des Fahrzeugs den Bremsflächenverschleiß zu bestimmen. Vorzugs- weise werden für Fahrzustände, in denen das Fahrzeugbremssystem aktiviert ist, und für Fahrzustände, in denen das Fahrzeugbremssystem nicht aktiviert ist, unterschied- liche Verschleißfaktoren verwendet.

Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für ein Fahrzeugbremssystem bereit, die Einrichtungen, Einheiten, Komponenten und dergleichen umfasst, die ein- gerichtet und programmiert sind, die Temperatur einer oder mehrerer Bremsflächen in Abhängigkeit einer Verzögerung oder Beschleunigung eines Fahrzeugs bei aktivier- tem Fahrzeugbremssystem zu bestimmen. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein eine derartige Vorrichtung umfassendes Fahrzeugbremssystem bereit.

Kurzbeschreibung der Figur Bei der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen wird auf die beige- fügte Zeichnung Bezug genommen, in der : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Temperaturbestimmung ist.

Beschreibung bevorzugter Ausführunasformen

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen am Beispiel eines Kraftfahr- zeuges (Auto) mit einer elektronischen Steuereinheit ECU und einem elektronisch und durch einen Fahrzeugführer steuerbaren Fahrzeugbremssystem BS erläutert.

Ferner werden Temperaturbestimmungen für eine Bremsfläche BD einer Radbremse (nicht bezeichnet) des Fahrzeugbremssystems BS beschrieben, wobei es vorgesehen ist, Bremsflächentemperaturbestimmungen auf diese Weise für mehrere oder alle Bremsflächen BD des Fahrzeugs durchzuführen.

Zur Durchführung von Temperaturbestimmungen einzelner oder mehrerer Bremsflä- chen BD ist eine Einrichtung TEMP vorhanden, die eingerichtet und programmiert ist, einzelne, mehrere oder alle im Folgenden beschriebenen zur Bremsflächentempera- turbestimmung durchzuführen. Des Weiteren ist eine Speichereinrichtung MEM vor- gesehen, die der Temperaturbestimmungseinrichtung TEMP zugeordnet ist und, bei- spielsweise wie im Folgenden erläutert, Kennfelder speichert. Wie durch die gestri- chelten Linien in Fig. 1 angedeutet, kann die Speichereinrichtung MEM auch dem Fahrzeugbremssystem BS und/oder der Fahrzeugsteuereinheit ECU zugeordnet sein.

Auch wenn die Komponenten ECU, BS, TEMP und MEM in Fig. 1 separat dargestellt sind, ist es vorgesehen, dass einzelne, mehrere oder alle Komponenten baueinheit- lich integriert sind (in Folgendem werden übersichtshalber die Bezugszeichen der bis hierher genannten Komponenten weggelassen).

Grundsätzlich wird beim Verzögern oder Beschleunigen des Fahrzeugs ein konstanter Anteil der Änderung dessen kinetischer Energie den Bremsen und insbesondere den Bremsflächen des Fahrzeugbremssystems zugeführt, wenn dieses beim Verzögern oder Beschleunigen aktiviert ist. Somit lässt sich die einer Bremsfläche zugeführte thermische Energie Wtherm, b in Abhängigkeit einer Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs l\Wkin, v wie folgt darstellen : Wtherm, d = AWkin, v k,

wobei k ein fahrzeugspezifischer und insbesondere ein für das Fahrzeugbremssystem spezifischer Faktor ist, der zwischen Null und Eins liegt und den als thermische Ener- gie zugeführten Energieanteil charakterisiert.

Zur Berechnung der Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs wird als Aus- gangswert die kinetische Energie zugrunde gelegt, die sich aus der Masse der Fahr- zeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt, mit der sich das Fahrzeug zu Beginn der Verzögerung oder der Beschleunigung bewegt. Im Fall einer Verzögerung des Fahrzeuges, d. h. beim Beginn eines Bremsvorgangs, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt ermittelt, der im Wesentlichen mit der Aktivierung des Fahrzeugbremssystems zusammenfällt. Im Gegensatz dazu ist es im Fall einer Fahr- zeugbeschleunigung möglich, dass der Zeitpunkt, an dem die Fahrzeuggeschwindig- keit ermittelt wird, vor oder nach einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems liegt, wenn das Fahrzeugbremssystem beim Beschleunigen schon bzw. noch aktiviert ist bzw. erst während des Beschleunigungsvorgangs aktiviert wird.

Die als Ausgangswert zugrunde gelegte kinetische Energie Wain, start des Fahrzeugs mit einer Masse m und der, wie oben beschrieben ermittelten, zu Beginn des Bremsvor- ganges vorliegenden Geschwindigkeit vstart kann wie folgt berechnet werden : Wkin, start = 0,5 * m * v start Zur Berechnung der kinetischen Energie des Fahrzeugs am Ende des Messzeitraums, der im Allgemeinen mit der Beendigung der Aktivierung des Fahrzeugbremssystems endet oder, wenn für eine Aktivierung des Fahrzeugbremssystems mehrer Messzeit- räume verwendet werden, in dem Zeitraum liegt, in dem das Fahrzeugbremssystem aktiviert ist, wird die Fahrzeugverzögerung oder-beschleunigung für den Messzeit-

raum und die Dauer desselben ermittelt. Die am Ende des Messzeitraums vorliegen- de kinetische Energie Wkjn, b des Fahrzeugs kann dann wie folgt berechnet werden : Wkin, b 5*a'b*t'b*m, wobei ab die Verzögerung oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und tb die Dauer des Messzeitraums charakterisieren.

Aus diesen Werten für die kinetische Energie des Fahrzeugs kann die Änderung der kinetischen Energie und daraus die der Bremsfläche zugeführte thermische Energie Wtherm, b berechnet werden : Wtherm, b = 0, 5 * k * m * (v start + a b * t b), wobei ein negativer Wert für ab eine Fahrzeugverzögerung und ein positiver Wert für ab eine Fahrzeugbeschleunigung angeben.

Zur Ermittlung der Fahrzeugverzögerung oder-beschleunigung ab kann auf Einrich- tungen (z. B. Verzögerungssensoren) des Fahrzeugbremssystems und/oder auf Daten der Fahrzeugsteuerung, die beispielsweise die Drehzahlen der Räder angeben, zu- rückgegriffen werden.

Da die Bremsfläche beim Betrieb des Fahrzeugs nicht nur thermische Energie auf- grund einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems erhält, sondern auch durch an- dere thermische Quellen erwärmt und aufgrund des Fahrzeugbetriebs und/oder akti- ver Kühlvorrichtungen gekühlt wird, werden entsprechende Korrekturgrößen verwen- det, die für eine genauere Bestimmung der Bremsflächentemperatur sorgen. Die aufgrund des Fahrzeugbetriebs erzeugte Abkühlenergie Wtherm, c, die in erster Linie ei- ne Kühlung aufgrund des durch die Fahrzeuggeschwindigkeit entstehenden Fahrt-

windes darstellt, ist eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit. Da Fahrzeuge übli- cherweise nicht mit Sensoren ausgestattet sind, die die kühlende Wirkung des Fahrtwindes erfassen, werden, wenn nicht entsprechende zusätzliche Sensoren vor- gesehen sind, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Kennfelder verwendet werden, die unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten entsprechende für die Bremsfläche wirksame Abkühlenergien Wtherm, c zuordnen. Diese Kennfelder sind der Fahrzeugsteuerung und/oder dem Fahrzeugbremssystem zugeordnet oder in einer Speichereinrichtung derselben gespeichert (siehe Fig. 1 : MEM). Zur Berechnung der aktuellen Abkühlenergie Wtherm, c wird für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ein entsprechender Wert aus den Kennfeldern ausgelesen. Hierbei können auch Interpo- lationverfahren verwendet werden, wenn für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit kein entsprechender Wert zur Verfügung steht.

Befindet sich das Fahrzeug im Stillstand (Fahrzeuggeschwindigkeit = 0) kann die Ab- kühlenergie Wtherm, c in Abhängigkeit einer Funktion ermittelt werden, die den Ankühl- verlauf für das Fahrzeugbremssystem und insbesondere für die Bremsfläche im Still- stand, d. h. im Wesentlichen ohne weitere Faktoren, die für eine Abkühlung sorgen, charakterisiert. Hierbei kann berücksichtigt werden, ob das Fahrzeugbremssystem beim Stillstand des Fahrzeugs vollständig, teilweise oder überhaupt nicht aktiviert ist, d. h. ob an der Bremsfläche Kräfte wirken oder nicht. Dies ist beispielsweise zu be- rücksichtigen, wenn das Fahrzeugbremssystem als Feststellbremse oder Parkbremse arbeitet, bei denen das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, indem auf die Brems- flächen wirkende Kräfte erzeugt werden. Im einfachsten Fall wird eine lineare Funk- tion verwendet, die die Abgabe thermischer Energie von der Bremsfläche in Abhän- gigkeit der Zeit angibt.

In Abhängigkeit des Abbaus des Fahrzeugs und des Fahrzeugbremssystems insbe- sondere der Radbremsen bzw. der Anordnung der Bremsflächen können sich die Bremsflächen aufgrund thermischer Energie erwärmen, die von anderen Wärmequel-

len stammt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Bremsfläche in der Nähe des Fahrzeugmotors oder anderer Wärmeabstrahlender Komponenten, wie z. B. der Ab- gasanlage des Fahrzeugs, angeordnet ist und/oder das Fahrzeugbremssystem Aktua- toren, Elektromotoren und dergleichen umfasst, die sich in der Nähe der Bremsfläche befinden.

Somit kann die thermische Energie Wtherm, b der Bremsfläche wie folgt berechnet wer- den : Wtherm, b = 0,5 * k * m (Vzstart + a b * t2b)-Wtherm, c + Wtherm, h.

Aus der thermischen Energie Wtherm, b, die der Bremsfläche wirksam zugeführt ist, wird dann unter Berücksichtigung thermischer Charakteristika der Bremsfläche deren Temperatur ermittelt.

Bewegt sich in das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit und ist dabei das Fahrzeugbremssystem nicht aktiviert, werden bei der Berechnung der Bremsflächen- temperatur (en) beweglich die thermischen Energien Wtherm, c und Wtherm, h berücksich- tigt.

Ferner gibt es Betriebszustände, in denen das Fahrzeug keine Geschwindigkeitsände- rung erfährt, d. h. sich im Stillstand befindet oder mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt wird, und dabei das Fahrzeugbremssystem wenigstens kurzfristig für eine, mehrere oder alle Räder aktiviert ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich das Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn befindet oder bewegt und der Stillstandszu- stand oder eine gewünschte konstante Geschwindigkeit beibehalten wird, indem das Fahrzeugbremssystem durch Betätigung seitens eines Fahrzeugführers und/oder ge- steuert Bremskräfte erzeugt. Weitere Beispiele hierfür sind Fahrzustände des Fahr- zeugs, in denen das Fahrzeugbremssystem durch eine eigene Steuerung und/oder

durch die Fahrzeugsteuerung gesteuert so aktiviert wird, dass Funktionen eines Anti- blockiersystems, einer Traktionskontrolle, eines elektronischen Stabilitätsprogram- mes, einer Antischlupfregelung und dergleichen bereitgestellt werden.

Da jede Aktivierung des Fahrzeugbremssystems zu einer Änderung der Temperatu- ren der Bremsflächen führt, können für eine genauere Bestimmung der Bremsflä- chentemperaturen auch solche Fahrzustände berücksichtigt werden. Der zugrunde liegende Ansatz, zur Bremsflächentemperaturbestimmung für das Fahrzeug wirksame Verzögerungen und Beschleunigungen zu verwenden, findet auch hier Anwendung.

Die eingangs verwendeten Verzögerungs-und beschleunigungsvorgänge führen zu einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. sie stellen Fahrzeugverzögerun- gen und-beschleunigungen dar. Hier werden nun Verzögerungen und Beschleuni- gungen zugrunde gelegt, die nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit betreffen, sondern Verzögerungen und Beschleunigungen die an den einzelnen Rädern wirken.

Hierfür werden beispielsweise unter Verwendung der Fahrzeugsteuerung an den Rä- dern, an denen das Fahrzeugbremssystem Bremskräfte erzeugt, Verzögerungen oder Beschleunigungen sowie die Zeit ermittelt, während der Bremskräfte wirken. Daraus kann die Änderung der kinetischen Energie eines Rades, an dem Bremskräfte wirken, und basierend darauf die dem Rad zugeführte thermische Energie ermittelt werden.

Um die Änderung der kinetischen Energie eines Rades zu bestimmen, kann, ver- gleichbar zu den bisherigen Ausführungen, als Ausgangswert die kinetische Energie des Rades, die sich aus der Winkelgeschwindigkeit des Rades ergibt, und/oder eine zuvor ermittelte kinetische Energie zugrunde gelegt werden, die sich aus der jeweili- gen Verzögerung bzw. Beschleunigung ergibt.

Ferner ist es hier möglich, die einer Bremsfläche zugeführte thermische Energie zu ermitteln, indem die an den Rädern wirkenden Bremskräfte erfasst oder ermittelt werden, um in Verbindung mit den an den Rädern wirkenden Verzögerungen bzw.

Beschleunigungen und den entsprechenden Zeiträumen, in denen Bremskräfte vor- liegen, die an den Rädern verrichtete Arbeit und daraus die den jeweiligen Bremsflä- chen zugeführte thermische Energie zu bestimmen.

Die beiden zuletzt genannten Wege, Bremsflächentemperaturen zu bestimmen, kön- nen alternativ oder gemeinsam verwendet werden, was in letzterem Fall zu einem redundanten Verfahren führt, welches die Temperaturbestimmung verbessern kann.

Die eingangs beschriebene Temperaturbestimmung auf der Grundlage einer Fahr- zeugverzögerung oder-beschleunigung ist einfacher durchzuführen, da hierfür nur eine Verzögerung bzw. Beschleunigung erfasst wird. Dementsprechend ist diese Vor- gehensweise insbesondere für Fahrzeuge geeignet, bei denen die Fahrzeugsteuerung (ECU) und die Steuerung des Fahrzeugbremssystemes keine Informationen über Ver- zögerungen und Beschleunigungen an einzelnen Rädern liefern. Ferner stellt dies ei- ne Lösung für Fahrzeuge dar, die keine Einrichtungen umfassen, die Informationen über an dem Fahrzeug wirkende Verzögerungen und Beschleunigungen bereitstellen.

, Bei solchen Fahrzeugen wäre es lediglich erforderlich, Einrichtungen, wie z. B. Rech- nereinheiten, Speichereinheiten, Sensoren und dergleichen, zu ergänzen, die wenigs- tens eine Fahrzeugverzögerung bzw.-beschleunigung erfassen und daraus Bremsflä- chentemperaturen berechnen können.

Die Bestimmung von Bremsflächentemperaturen auf der Grundlage von an einzelnen Rädern wirksamen Verzögerungen und Beschleunigungen kann bei entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen alternativ oder ergänzend zu der auf einer Fahrzeugver- zögerung bzw.-beschleunigung basierenden Temperaturbestimmung für Bremsflä- chen eingesetzt werden.

Die Bremsflächentemperaturbestimmung auf der Grundlage einer Fahrzeugverzöge- rung oder-beschleunigung ist schneller durchzuführen, da nicht die einzelnen Räder

überwacht werden müssen. Dies kann zu einer ungenauen Bremsflächentemperatur- bestimmung führen, da hierbei davon ausgegangen wird, dass bei einer Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs die an die Bremsflächen übertragenen thermi- schen Energien im wesentlichen gleich sind. Bei Fahrzeugen, bei denen dies nicht gewährleistet werden kann, oder zur Überprüfung einer solchen Temperaturbestim- mung, ist die Temperaturbestimmung für Bremsflächen basierend auf an den einzel- nen Rädern wirksamen Verzögerungen bzw. Beschleunigungen als alternatives bzw. redundantes Verfahren geeignet.

Ein Beispiel für die Verwendung der Bestimmung der Temperatur einer Bremsfläche ist ein Fahrzeugbremssystem, das als Feststellbremse oder Parkbremse arbeitet. Um ein Fahrzeug im Stillstand gegen Wegrollen zu sichern, ist es erforderlich, dass die Feststellbremse eine entsprechende minimale Bremswirkung erzeugt. Hierfür werden normalerweise die durch die Feststellbremse auf die Bremsflächen wirkenden Kräfte, im Folgenden kurz Zuspannkräfte, auf einen gewünschten, vorbestimmten Wert ein- gestellt. Wenn sich beispielsweise nach einem längeren Fahrbetrieb des Fahrzeugs die Bremsflächen erwärmt und dadurch ausgedehnt haben, nehmen die für den aus- gedehnten Zustand der Bremsflächen eingestellten Zuspannkräfte ab, wenn sich die Bremsflächen im Stillstand abkühlen. Für einen in der Praxis auftretenden Fall liegt beispielsweise die Temperatur der Bremsflächen in der Größenordnung von 700°C, wobei die Zuspannkräfte in der Größenordnung von 15 kN liegen. Nach einem Abkühlen der Bremsflächentemperatur auf ein Größenordnung von 350°C und einer damit verbundenen Verkleinerung der Bremsflächen, dem sogenannten Belag- schrumpfen, liegen die Zuspannkräfte nur noch in der Größenordnung von 9 kN. Dies kann dazu führen, dass das Fahrzeug nicht mehr gegen ein Wegrollen gesichert ist.

Wenn man, wie oben beschrieben, die Bremsflächentemperatur beim Abstellen des Fahrzeugs bestimmt hat, ist es dann möglich, im Stillstand des Fahrzeugs ausgehend von der beim Erreichen des Stillstands vorliegenden Bremsflächentemperatur deren Abfall zu ermitteln und dementsprechend die Zuspannkräfte zu erhöhen. Im Allge-

meinen folgt der Abfall der Zuspannkräfte beim Abkühlen der Bremsflächen einer Ex- ponentialfunktion, weshalb ein erstmaliges Erhöhen der Zuspannkraft in der Regel bereits nach einer Zeit von etwa 3 Minuten erforderlich ist.

Eine weitere Größe, die beim Betrieb eines Fahrzeugbremssystems berücksichtigt werden kann, ist der Verschleiß von Bremsflächen. Verschleiß von Bremsflächen re- sultiert-sowohl im Fahrbetrieb als auch im Stillstand eines Kraftfahrzeuges-aus auf diese wirkenden Kräfte. Beim Bremsen werden solche Kräfte durch ein Fahrzeug- bremssystem selbsttätig und/oder unter Steuerung eines Fahrzeugführers erzeugt, um eine gewünschte Bremswirkung zu erzielen, d. h. eine gewünschte Menge kineti- scher Energie eines Kraftfahrzeugs umzusetzen. Aber auch bei Fahrzuständen, in de- nen keine durch ein Fahrzeugbremssystem erzeugte Kräfte auf Bremsflächen wirken, d. h. im ungebremsten Fahrbetrieb, können Kräfte an den Bremsflächen auftreten, die zu deren Verschleiß beigetragen. Solche Kräfte können beispielsweise durch <BR> <BR> Fremdkörper (z. B. Staub, Schmutz, körnige Partikel, Schlamm, etc. ) hervorgerufen werden, die sich an einer Bremsfläche anlagern oder zumindest in Wechselwirkung mit dieser treten. Verschleiß einer Bremsfläche kann im ungebremsten Fahrbetrieb auch durch einen"Schlag"der Bremsfläche, d. h. einer Verformung, Unwucht, und dergleichen der Bremsfläche, verursacht werden, aufgrund dessen zumindest auf einzelne Bereiche der Bremsfläche Kräfte wirken, obwohl von dem Fahrzeugbrems- system keine Bremskräfte erzeugt werden.

Da Verschleiß einer Bremsfläche Auswirkungen auf damit erreichbare Bremswirkun- gen hat, kann eine Verbesserung des Verfahrens für ein Fahrzeugbremssystem er- reicht werden, wenn Bremsflächenverschleiß berücksichtigt wird.

Einerseits besteht für eine Bremsfläche zwischen auf sie wirkenden Kräften und dar- aus resultierendem Verschleiß ein beschreibbarer Zusammenhang, der mathematisch modelliert und/oder empirisch ermittelt gefasst werden kann und beispielsweise in

Kennfeldern in der Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs gespeichert sein kann. Je nach Genauigkeit, mit der der Zusammenhang von auf eine Bremsfläche wirkenden Kräf- ten und dem daraus resultierenden Bremsflächenverschleiß wiedergegeben werden soll, können bremsflächenspezifische und/oder fahrzeugspezifische Faktoren, wäh- rend einer, mehrerer und insbesondere mehrerer aufeinanderfolgender Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems sowohl im Fahrbetrieb als auch im Stillstandszustand auf eine Bremsfläche wirkende Maximalkräfte, während eines Zeitraums, insbesondere während einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems in Summe, im Mittel etc. auf- tretende auf eine Bremsfläche wirkende Kräfte und dergleichen berücksichtigt wer- den.

Andererseits führen auf eine Bremsfläche wirkende Kräfte zu einer Temperaturände- rung derselben.

Dementsprechend ist es möglich zur Ermittlung des Verschleißes einer Bremsfläche eine Beschreibung zu verwenden, die den Zusammenhang zwischen Verschleiß und einer Temperatur bzw. Temperaturänderung der Bremsfläche wiedergibt. Diese Vor- gehensweise hat den Vorteil, dass nicht nur Temperaturänderungen einer Bremsflä- che aufgrund von auf sie wirkenden Kräften sondern auch aufgrund anderer Einflüs- se berücksichtigt werden können. Solche Temperatureffekte können angesichts von möglichen Bremsflächentemperaturen von bis zu 750 Grad Celsius und darüber unter normalen Betriebsbedingungen als vernachlässigbar eingestuft werden. Wenn das Fahrzeug allerdings unter extremen Umgebungstemperaturen (z. B. in der Wüste, in der Arktis oder Antarktis, in Minen oder unter Tage) betrieben wird, können auch diese Temperatureffekte nachweisbar zum Verschleiß einer Bremsfläche führen.

Wie oben ausgeführt, wird die Temperatur einer Bremsfläche ermittelt, um in Abhän- gigkeit derselben Bremskräfte an der Bremsfläche steuern. Folglich liegen Informati- onen über die Bremsflächentemperatur vor, die zur Ermittlung des Verschleißes der

Bremsfläche verwendet werden können. Grundsätzlich reicht es aus, die Temperatur einer Bremsfläche zu kennen, um unter Verwendung eines geeigneten (mathemati- schen/empirischen) Modells auf deren Verschleiß zu schließen. Die Kenntnis des ak- tuellen Verschleißzustandes einer Bremsfläche ermöglicht es, alternativ oder ergän- zend zu den oben genannten Möglichkeiten die Höhe von Bremskräften an der Bremsfläche verschleißabhängig zu steuern.

Angesichts der zum Teil recht komplexen Modelle, die den temperaturabhängigen Verschleiß einer Bremsfläche beschreiben, wird im Folgenden lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit ein Modell zugrundegelegt, bei dem zwischen temperaturabhän- gigem Verschleiß einer Bremsfläche bei Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems (Bremsbetrieb) und temperaturabhängigem Verschleiß ohne Aktivierung des Fahr- zeugbremssystems (ungebremstes Fahren) unterschieden wird. Hierfür werden ein Verschleißfaktor VerFTbrems zur Ermittlung des Verschleißes bei Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems und Verschleißfaktor VerFTunbrems zur Ermittlung des Ver- schleißes ohne Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems verwendet.

Der Verschleiß BrVer (T) einer Bremsfläche in Abhängigkeit von deren Temperatur T kann dann für eine Aktivierung des Fahrzeugbremssystems wie folgt ermittelt wer- den : BrVer (T) = Fbrems (T) * F (VerFTbrems), wobei die Funktion Fbrems (T) angeben kann, dass zur Verschleißberechnung eine (maximale) Temperatur, eine Temperaturänderung, eine gemittelte Temperatur, ein Temperaturverlauf, Temperaturgradienten, ein Integral über die während einer Akti- vierung des Fahrzeugbremssystems sowohl im Fahrbetrieb als auch im Stillstand auf-

tretenden Temperaturen oder-änderungen und dergleichen verwendet wird (wer- den).

Die Funktion F (VerFTbrems) kann beispielsweise eine Multiplikation mit oder eine Divi- sion durch den Verschleißfaktor VerFTbrems und/oder eine lineare oder nicht lineare Berücksichtigung des Verschleißfaktor VerFTbrems (z. B. eine Potenz-oder Exponential- funktion) angeben. Dies gilt auch für die im Folgenden genannten Verschleißfaktoren betreffenden Funktionen.

Ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems kann der Verschleiß BrVer (T) einer Bremsfläche in Abhängigkeit von deren Temperatur T wie folgt bestimmt werden : BrVer (T) = Funbrems (T) * F (VerFTunbrems), wobei die Funktion Funbrems (T) angeben kann, dass zur Verschleißberechnung eine (maximale) Temperatur, eine Temperaturänderung, eine gemittelte Temperatur, ein Temperaturverlauf, Temperaturgradienten, ein Integral über die während eines vor- bestimmten Zeitraums (z. B. zwischen aufeinanderfolgenden Aktivierungen des Fahr- zeugbremssystems) auftretenden Temperaturen bzw. -änderungen und dergleichen verwendet wird (werden).

Wie oben beschrieben, ist es vorgesehen, die Temperatur der Bremsfläche in Abhän- gigkeit einer Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs aufgrund einer Aktivie- rung des Fahrzeugbremssystems zu bestimmen. Folglich ist es auch möglich, den Verschleiß einer Bremsfläche aus einer Änderung der kinetischen Energie des Fahr- zeugs zu ermitteln. Im Folgenden wird auch hier zwischen einem Verschleiß bei einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems und einem Verschleiß ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems unterschieden. Für den ersten Fall wird ein Verschleißfaktor

VerFWbrems zur Ermittlung der Verschleißes bei Aktivierung des Fahrzeugbremssys- tems verwendet.

Der Verschleiß BrVer (Wk, n) einer Bremsfläche in Abhängigkeit von Änderungen der kinetischen Energie Wkin des Fahrzeugs kann dann für eine Aktivierung des Fahr- zeugbremssystems wie folgt ermittelt werden : BrVer (Wkin) = Fbrems (Wkin) * F (VerFWbrems), wobei die Funktion Fbrems (Wkin) angeben kann, dass zur Verschleißberechnung eine (maximale) Änderung der kinetischen Energie, eine gemittelte Änderung der kineti- schen Energie, ein Verlauf der Änderung der kinetischen Energie, Gradienten von Änderungen der kinetischen Energie, ein Integral über die während einer Aktivierung des Fahrzeugbremssystems sowohl im Fahrbetrieb als auch im Stillstand auftreten- den Änderung der kinetischen Energie und dergleichen verwendet wird (werden). Zur Berechnung der kinetischen Energie des Fahrzeugs bzw. deren Änderung wird auf die oben gemachten Ausführungen verwiesen.

Da sich im Allgemeinen ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems die kinetische Energie des Fahrzeugs nicht ändert, ist es vorteilhaft, die Ermittlung des Verschleißes einer Bremsfläche, wie oben beschrieben, in Abhängigkeit von deren Temperatur durchzuführen. Als Alternative zu dieser Bestimmung des Verschleißes einer Brems- fläche kann-sowohl in Kombination mit einer temperaturabhängigen Verschleißer- mittlung als auch in Kombination mit einer Verschleißermittlung in Abhängigkeit von Änderungen der kinetischen Energie des Fahrzeugs bei aktiviertem Fahrzeugbrems- system-ein Betriebszustand des Fahrzeugs zugrundegelegt werden. So kann z B. die Kilometerleistung (Fahrleistung) und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs berück- sichtigt werden, da sich auch ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems der Ver- schleiß einer Bremsfläche erhöht, je länger das Fahrzeug bewegt wird und/oder je

höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Hierbei wird ein Verschleißfaktor VerFBzunbrems zur Ermittlung des Verschleißes ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems ver- wendet. Der Verschleiß BrVer (Bz) einer Bremsfläche in Abhängigkeit vom Betriebszu- stand des Fahrzeugs kann dann wie folgt bestimmt werden : BrVer (Bz) = Funbrems (Bz) * F (VerFBzunbrems), wobei die Funktion Funbrems (Bz) angeben kann, dass zur Verschleißberechnung die ak- tuelle Gesamtkilometerleistung des Fahrzeugs, eine Kilometerleistung während eines vorbestimmten Zeitraums (z. B. zwischen aufeinanderfolgender Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems oder nach einer Wartung oder einem Austausch der Brems- fläche), die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine gemittelte Geschwindig- keit, ein Geschwindigkeitsverlauf, Geschwindigkeitsgradienten, ein Integral über die während eines vorbestimmten Zeitraums (z. B. zwischen aufeinanderfolgenden Akti- vierungen des Fahrzeugbremssystems) auftretenden Geschwindigkeiten bzw.- änderungen und dergleichen verwendet wird (werden).

Als konkretes Beispiel für eine Verschleißbestimmung einer Bremsfläche in Abhängig- keit von Änderungen der kinetischen Energie des Fahrzeugs wird, vergleichbar zu der oben erläuterten Berechnung der thermischen Energie einer Bremsfläche, die ermit- telte kinetische Energie des Fahrzeugs summiert, um daraus unter Berücksichtigung eines für eine Aktivierungen des Fahrzeugbremssystems vorgesehenen Verschleißfak- tors den Verschleiß zu berechnen. So kann z. B. der Verschleiß BrVer (Wkjn) einer Bremsfläche bei Aktivierung des Fahrzeugbremssystems wie folgt ermittelt werden : BrVer (Wkjn) = E (Wkin)/F (verFwbrems) l wobei der Verschleißfaktor empirisch ermittelt und vorteilhafterweise in Form von Kennfeldern in der Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs sein kann. Durchgeführte ex-

perimentelle Überprüfungen für dieses Beispiel haben ergeben, dass bei einer Akti- vierung des Fahrzeugbremssystems der Bremsflächenverschleiß zwischen 0,5 und 2 , m/kJ liegt.

Als konkretes Beispiel für eine Verschleißbestimmung einer Bremsfläche in Abhängig- keit von Betriebszuständen des Fahrzeugs wird dessen Fahrleistung in Kilometern verwendet und mit dem entsprechenden Verschleißfaktor multipliziert : BrVer (Bz) = (Kilometer) * F (VerFBzunbrems), wobei auch hier der Verschleißfaktor empirisch ermittelt und vorteilhafterweise in Form von Kennfeldern in der Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs sein kann. Durchge- führte experimentelle Überprüfungen für dieses Beispiel haben ergeben, dass ohne Aktivierung des Fahrzeugbremssystems der Bremsflächenverschleiß bei etwa 0,3 mm pro 10.000 km Fahrleistung liegt.