Method of testing the braking force on a vehicle axle during travel, esp. for lorries or lorry trailers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremskraftüberprüfung an einer Achse eines Fahrzeugs während der Fahrt, insbesondere an der Achse eines Lastkraftwagens oder eines Lastkraftwagenan-hängers. Die Erfindung ist speziell gerichtet auf solche Achsen eines Fahrzeuges, die beidseitig an je zumindest einem Fixpunkt und einem davon im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung beab-standeten Luftfederbalg angelenkt sind. Fahrzeugachsen dieser Art haben üblicherweise keine Reaktionsstäbe oder funktionell gleich wirkende Elemente, so daß das bei einer Bremsung des Fahrzeugs durch die Bremsreaktionskraft entstehende Moment auf jeden Luftfederbalg einwirken kann und in ihm eine Druckände-rung hervorruft. Achsen der genannten Art finden beispielsweise bei Lastkraftwagen als Hinterachsen und als Achsen von Lkw-Anhängern Verwendung. Die erwähnte, beim Bremsen auftretende Druckänderung in dem oder den Luftfederbälgen ist eine an sich unerwünschte Begleiterscheinung bei diesem Typ von Achsaufhän-gung, sie wird jedoch angesichts des einfachen, kostengünstigen Aufbaus und des geringen Gewichts dieser Achskonstruktion in Kauf genommen.
Bei Fahrzeugen, die mit einer solchen Achskonstruktion ausge-stattet sind, ist der Luftfederbalg normalerweise an ein Druck-luftreservoir angeschlossen. Der Druck im Luftfederbalg wird mittels geeigneter Sensoren ständig überwacht und dem aktuellen Beladungszustand des Fahrzeugs angepaßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Fahrzeuge, die mit einer solchen Achskonstruktion ausgestattet sind, ein Verfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, die ordnungsgemä-ße Funktion der Bremsanlage und insbesondere der Radbremsen an dieser Achse auf einfache Weise zu überprüfen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, das die im Anspruch 1 angegebenen Schritte aufweist.




Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Fahrzeugbremsanla-ge normal betätigt, anschließend wird die durch die Bremsreak-tionskraft bzw. das daraus resultierende Moment hervorgerufene Druckänderung in zumindest einem Luftfederbalg erfaßt, vorzugs-weise mittels eines ohnehin vorhandenen Druckfühlers, und dann wird die während des Bremsvorgangs hervorgerufene Druckänderung mit einer Referenzdruckänderung verglichen, die bei einer ordnungsgemäß funktionierenden Bremsanlage unter ansonsten gleichen Bedingungen, d. h. insbesondere bei gleicher Bremsbetä-tigungskraft, auftreten würde. Auf diese Weise kann eine nach-lassende Bremsleistung der Fahrzeugbremsanlage, zu der es durch Alterungsvorgänge an Lagern, Abdichtungen und beweglichen Teilen der Bremsanlage kommen kann, frühzeitig erkannt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt somit den an sich uner-wünschten Nebeneffekt der beim Bremsen während der Fahrt auf-tretenden Druckänderung im Luftfederbalg auf intelligente Weise zur Bremskraftüberprüfung. Unterschreitet die während eines Bremsvorgangs tatsächlich hervorgerufene Druckänderung die Referenzdruckänderung um ein bestimmtes Maß, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fahrzeugführer durch eine zweckdienliche Einrichtung gewarnt, beispielsweise optisch und/oder akustisch, so daß er seine Fahrweise auf die verminderte Bremsleistung einstellen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Fahrzeugführer gewarnt, wenn die Bremslei-stung so weit nachläßt, daß die Fahrsicherheit gefährdet sein kann, d. h. wenn der Vergleich zwischen tatsächlich hervorgeru-fener Druckänderung und Referenzdruckänderung ergibt, daß erstere letztere um ein vorbestimmtes, erstes Maß unterschrei-tet. Als vorbestimmtes erstes Maß kann beispielsweise eine Differenz zwischen Referenzdruckänderung und tatsächlich her-vorgerufener Druckänderung von etwa 30% festgelegt werden. Gemäß einer Weiterbildung wird bei Fahrzeugen, deren Bremsanla-ge mit einer Hilfskraftunterstützung ausgerüstet ist, die Bremsbetätigungskraft dann erhöht, wenn der Vergleich zwischen der tatsächlich aufgetretenen Druckänderung und der Referenz-

druckänderung ergibt, daß die tatsächlich hervorgerufene Druckänderung die Referenzdruckänderung um ein vorbestimmtes, zweites Maß unterschreitet, das kleiner als das vorbestimmte, erste Maß ist. Als vorbestimmtes, zweites Maß kann beispiels-weise eine Differenz zwischen Referenzdruckänderung und tat-sächlich hervorgerufener Druckänderung von 10% festgelegt werden. Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, daß ein gewisses Nachlassen der Bremsleistung im Laufe der Zeit normal ist und ohne weiteres durch eine entsprechende Erhöhung der Bremsbetätigungskraft kompensiert werden kann. Der Fahrzeugfüh-rer hat somit immer die Gewißheit, mit einer optimal funktio-nierenden Bremsanlage unterwegs zu sein. Die vorgenannten Werte sind nur als Beispiele zu verstehen und die tatsächlich festge-legten Werte werden davon abhängen, was ein Fahrzeug- oder Bremsenhersteller unter Berücksichtigung des jeweiligen Ein-satzzweckes noch für akzeptabel hält.
Das erfindungsgemäße Verfahren setzt voraus, daß die Bremsbetä-tigungskraft, mit der ein Fahrzeugführer die Fahrzeugbremsanla-ge betätigt, erfaßt wird. Vorteilhaft kann dies durch Erfassen des Drucks im Hauptbremszylinder der Fahrzeugbremsanlage ge-schehen. Ebenso kann aber auch ein Fühler am Fahrzeugbremspedal vorhanden sein. Bei modernen EBS-Bremsanlagen in Lastwagen sind Fühler bzw. Geber dieser Art schon vorhanden.
Die Referenzdruckänderung, mit der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die tatsächlich hervorgerufene Druckänderung ver-glichen wird, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung in Tabellenform in einer elektronischen Steuer- und Verarbeitungs-einheit abgelegt, die vorteilhaft die Steuer- und Verarbei-tungseinheit eines häufig ohnehin vorhandenen, elektronisch gesteuerten Bremsdruckregelsystems ist. Auf diese Weise läßt sich einfach eine Vielzahl von Wertepaaren aus Bremsbetäti-gungskraft und korrespondierender Referenzdruckänderung für einen schnellen Zugriff abspeichern. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Referenzdruckänderungen als Funktion eines oder mehrerer Parameter abgelegt, beispielsweise als Funktion der Fahrzeugbeladung, des Reibbeiwertes zwischen Rad

und Fahrbahnoberfläche und ähnlichem. Es versteht sich, daß die abgelegten Referenzdruckänderungen sich im tatsächlichen Ein-satz auf eine bestimmte Geometrie der Achsaufhängung und auf einen bestimmten Raddurchmesser beziehen müssen, d. h. die Referenzdruckänderungen sind fahrzeugspezifisch.
Um die in dem Luftfederbalg oder den Luftfederbälgen während eines Bremsvorgangs hervorgerufene Druckänderung möglichst genau ermitteln zu können, werden bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft diejenigen Druckänderungsanteile z. B. elektronisch ausgefiltert, die auf Imperfektionen der Fahrbahnoberfläche beruhen, d. h., die auf-grund von beispielsweise Löchern, Wellen, Kanaldeckeln, Deh-nungsfugen und allgemein unebener Fahrbahnoberfläche im Luftfederbalg hervorgerufen werden. Auf diese Weise werden die Messung verfälschende Einflüsse ausgeschaltet.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet, daß es von der Fahrzeugbremsanlage selbständig bei jeder Brem-sung des Fahrzeuges ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, ein die Fahrsicherheit beeinträchtigendes Nachlassen der Bremslei-stung sofort zu erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden anhand der schematischen Darstellung einer Lastwa-genhinterachse nochmals näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsträger 10 eines ansonsten nicht weiter darge-stellten Rahmens eines Lastkraftwagens. An dem Längsträger 10 ist eine Hinterachse 12 angebracht, die mittels einer Blattfe-der 14 gefedert ist, deren eines, in der Figur linkes Ende ortsfest und schwenkbar an einem Lagerbock 16 angelenkt ist, der seinerseits mit dem Längsträger 10 fest verbunden, bei-spielsweise verschweißt oder verschraubt ist. Das andere, in der Figur rechte Ende der Blattfeder 14 steht mit einem Luftfe-derbalg 18 in Verbindung, der sich zwischen diesem Ende der Blattfeder und dem Längsträger 10 im wesentlichen senkrecht

erstreckt und der sowohl am Längsträger 10 als auch an der Blattfeder 14 befestigt ist.
An der Hinterachse 12 ist ein Rad 20 in üblicher Weise drehbar angebracht. Ein Pfeil A gibt die normale Fahrtrichtung (Vorwärtsfahrt) des Lastwagens an. Die Figur zeigt die in Fahrtrichtung gesehene linke Achsaufhängung der Hinterachse 12 und es versteht sich, daß auf der hier nicht dargestellten, rechten Fahrzeugseite eine ebensolche Anordnung vorhanden ist.
Bei Achsaufhängungen der gezeigten Art wird der Druck im Luft-federbalg 18 üblicherweise von einem Drucksensor 22 ständig überwacht. Der Drucksensor 22 leitet hierzu ein dem Druck im Luftfederbalg 18 entsprechendes, elektrisches Signal einem nicht gezeigten Steuergerät zu, welches in Verbindung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Drucklufterzeugungseinrichtung steht, um den Druck im Luftfederbalg 18 dem Beladungszustand des Lastwagens entsprechend zu erhöhen oder zu erniedrigen. Die Drucklufterzeugungseinrichtung besteht üblicherweise aus einem Druckluftspeicher und einem daran angeschlossenen Druckerzeuger (Kompressor).
Die dargestellte Achsaufhängung besitzt keine Reaktionsstäbe oder funktionell gleich oder ähnlich wirkende Elemente, so daß bei einer Fahrzeugbremsung die auftretende Bremsreaktionskraft F zu einem Moment um den Punkt P führt, an dem die Blattfeder 14 am Lagerbock 16 angelenkt ist. Dieses Moment wirkt aufgrund der nicht vorhandenen Reaktionsstäbe oder ähnlicher Elemente direkt auf den Luftfederbalg und preßt diesen etwas zusammen, wodurch sich der Druck im Luftfederbalg 18 erhöht. Die Drucker-höhung im Luftfederbalg 18 stellt somit ein Maß für die bei einer Bremsung erreichte Fahrzeugverzögerung und damit ein Maß für die erzielte Bremsleistung dar.
Ausgehend von der Tatsache, daß eine optimal funktionierende Bremsanlage in Abhängigkeit der Fahrzeugbeladung und der Fahr-bahnbeschaffenheit bei einer bestimmten Bremsbetätigungskraft ein bestimmtes Moment um den Punkt P erzeugt, läßt sich eine

Referenzdruckänderung definieren, die als Maß für ein optimal funktionierendes Bremssystem herangezogen werden kann. Wird bei einer Fahrzeugbremsung unter gleichen Bedingungen, d. h. insbe-sondere bei gleicher Fahrzeugbeladung, gleichem Zustand der Fahrbahnoberfläche und gleicher Bremsbetätigungskraft mittels des Drucksensors 22 im Luftfederbalg 18 eine Druckänderung festgestellt, die kleiner als die Referenzdruckänderung ist, dann arbeitet die Bremsanlage nicht mehr optimal. Abhängig davon, wie groß die Differenz zwischen der Referenzdruckände-rung und der während eines Bremsvorgangs tatsächlich erfaßten Druckänderung im Luftfederbalg 18 ist, kann beispielsweise mittels einer üblicherweise vorhandenen Hilfskraftunterstützung (Bremskraftverstärker) die Bremsbetätigungskraft ohne Zutun des Fahrzeugführers so weit erhöht werden, daß die Bremsleistung einer optimal funktionierenden Bremsanlage entspricht, oder es kann - wenn der Unterschied zwischen der Referenzdruckänderung und der tatsächlich erfaßten Druckänderung relativ groß ist - eine beispielsweise optische und/oder akustische Warnung an den Fahrzeugführer abgegeben werden, die ihn erkennen läßt, daß an der Bremsanlage etwas nicht in Ordnung ist. Zusätzlich zur Warnung an den Fahrzeugführer kann auch die Bremskraftunter-stützung erhöht werden, um den Abfall der Bremsleistung in Grenzen zu halten.
Zum Erfassen der Bremsbetätigungskraft, mit der ein Fahrzeug-führer die Bremsanlage betätigt, eignet sich gut der Druck im Hauptbremszylinder der Bremsanlage. Alternativ kann auch ein am Bremspedal selbst oder an dessen Gestänge angebrachter Kraftsensor die Betätigungskraft erfassen.
Durch Vergleichen der einer bestimmten Bremsbetätigungskraft zugeordneten Referenzdruckänderung mit der vom Drucksensor 22 während der Bremsung tatsächlich ermittelten Druckänderung läßt sich also sofort feststellen, ob die Bremsanlage noch optimal funktioniert. Die Referenzdruckänderungen sind vorteilhaft in Tabellenform abgespeichert, beispielsweise in der elektroni-schen Steuereinheit, die bei modernen Bremsanlagen mit ABS-

Funktion und ähnlichen Bremsdruckregelsystemen ohnehin vorhan-den ist.