SCHEIBENBREMSE UND ENTSPRECHENDE SCHEIBENBREMSE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines vorhandenen Lüftspiels einer Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft auch eine entsprechende Scheibenbremse. Derartige Scheibenbremsen weisen stets einen definierten Lüftspalt, der auch als Lüftspiel bezeichnet wird, zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe auf. Das Lüftspiel hat die Aufgabe, ein Restschleifmoment gering zu halten und einem möglichen „Belagwachsen", z.B. infolge thermischer Belastung genügend Raum zu geben. Solche Scheibenbremsen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, sind üblicherweise druckluftbetätigt und mit automatisch wirkenden, mechanischen Belagverschlei ß- nachstellvorrichtungen ausgestattet. Diese Belagverschlei ßnachstellvorrichtungen wirken sehr zuverlässig und verkleinern ein zu groß gewordenes Lüftspiel. Sie sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wie z.B. mechanische Nachsteller mit au- tomatischem Einregeln eines Reibepunkts. Dabei wird bei jeder Bremsbetätigung die Nachstellvorrichtung, z.B. durch ein Zustellelement einer Zuspannvorrichtung der Scheibenbremse, aktiviert. Bei Verschleiß von Bremsbelägen und Bremsscheibe erfolgt ein automatisches Nachstellen der Beläge mittels der Belagverschlei ßnachstell- vorrichtung z.B. durch eine Verstellbewegung von längenveränderlichen Druckstem- peln.

Ein Beispiel einer Nachstellvorrichtung beschreibt das Dokument DE 10 2004 037 771 A1 . Restschleifmomente der Radbremsen, insbesondere von Scheibenbremsen, können zu höheren Kraftstoffverbrauch führen. Darüber hinaus tritt infolge des ständigen Schleifens der Bremsbeläge ein erhöhter Bremsbelagverschleiß ein, wodurch die Wartungskosten des Fahrzeugs erhöht werden. Ein zu großes Lüftspiel kann dazu führen, dass ein Betätigungshub, z.B. eines

Bremsdrehhebels, zur Erzeugung der Zuspannkraft zu groß wird. Damit kann auch ein Luftverbrauch bei einer pneumatischen Scheibenbremse ansteigen, was auch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen kann. Für eine Einstellung des Lüftspiels, d.h. zur Verringerung des Lüftspiels bei einem zu großen Lüftspiel und zur Vergrößerung des Lüftspiels bei einem zu geringen Lüftspiel, ist es erforderlich, ein tatsächliches, vorhandenes Lüftspiel zu bestimmen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Bestim- men eines Lüftspiels einer Scheibenbremse zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine verbesserte Scheibenbremse bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , und eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren bestimmt ein vorhandenes Lüftspiel aus gemessenen und angenäherten Werten mit einem definierten maximalen Fehler. Die gemessenen Werte werden erst nach vollendeter Bremsung ausgewertet. D.h., die Auswertung erfolgt nicht in Echtzeit. Die Auswertung erfolgt integral über ein Zeitfenster.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen eines vorhandenen Lüftspiels einer Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst die Verfahrens- schritte: (S1 ) Messen von mindestens zwei Messgrößen der Scheibenbremse während eines Bremsvorgangs, wobei eine Messgröße der mindestens zwei Messgrößen eine Betätigungskraft oder/und ein Betätigungsdruck der Scheibenbremse und eine andere Messgröße der mindestens zwei Messgrößen ein Betätigungshub (s) der Scheibenbremse ist; (S2) Auswerten der erfassten Messwerte der mindestens zwei Messgrößen durch Auswählen von bestimmten Werten und Festlegen eines Startpunkts anhand der ausgewählten Werte; und (S3) Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels der Scheibenbremse mittels eines mathematischen Ersatzmodells der Scheibenbremse ausgehend von dem festgelegten Startpunkt. Durch das Auswählen der bestimmten Werte kann ein Startpunkt so festgelegt werden, dass mit einem mathematischen Ersatzmodell ausgehend von diesem Startpunkt das vorhandene Lüftspiel bestimmt wird. Dabei werden Messwerte der Betätigungskraft, z.B. des Betätigungsdrucks, und des Betätigungshubs, z.B. eines Bremsdrehhebels erfasst und ausgewertet.

Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit einem Bremsdrehhebel, einer Belagver- schleißnachstellvorrichtung, die vorzugsweise in eine Spindeleinheit der Scheiben- bremse einsetzbar und mit der Zuspannvorrichtung, vorzugsweise mit dem Bremsdrehhebel, gekoppelt ist, einem Sensor zur Erfassung eines Betätigungshubs, einem Sensor zur Erfassung einer Betätigungskraft oder eines Betätigungsdrucks und einem Bremssteuergerät ist bereitgestellt. Die Scheibenbremse weist eine Messvorrichtung mit einer Auswerteeinrichtung und mindestens einer Speichereinrichtung zur Bestimmung eines vorhandenen Lüftspiels der Scheibenbremse gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf.

Dabei kann der Sensor zur Erfassung einer Betätigungskraft oder eines Betätigungsdrucks auch am Bremssteuergerät angeordnet sein. Darunter ist auch zu verstehen, dass Messwerte einer Betätigungskraft oder eines Betätigungsdrucks vom Bremssteuergerät, z.B. errechnete oder geschätzte Werte, erhalten oder zur Verfügung gestellt werden können.

Mithilfe eines Drucksensors, der oft bei einem Druckregelmodul als Bremssteuerge- rät vorhanden ist, und eines Betätigungshubsensors können die notwendigen Messgrößen einfach erfasst und gemessen werden. Die Messvorrichtung wertet mit ihrer Auswerteeinrichtung die Messwerte aus und bestimmt anhand eines Ersatzmodells der Bremse das vorhandene Lüftspiel. Die Messvorrichtung kann zum größten Teil auch Bestandteil des Bremssteuergerätes sein.

Die Erfassung des Betätigungshubs kann z.B. an einem Betätigungskolben oder - stößel, an einer Spreizmechanik, Traverse bzw. Brücke oder an den Bremsbelägen erfolgen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist vorgesehen, dass beim Verfahrensschritt (S1 ) Messen der mindestens zwei Messgrößen der Scheibenbremse das Messen der Betätigungskraft oder/und des Betätigungsdrucks der Scheibenbremse und das Messen des Betätigungshubs der Scheibenbremse gleichzeitig erfolgt und die Messwerte gespeichert werden. Dies ist mit zwei Sensoren möglich. Die gespeicherten Messwerte können somit nach vollendeter Bremsung ausgewertet werden, wozu keine Echtzeitauswertung erforderlich ist. Dies spart Rechenleistung und somit Energie. Außerdem ist vorgesehen, dass beim Verfahrensschritt (S1 ) Messen von mindestens zwei Messgrößen der Scheibenbremse Messwerte der gemessenen Messgrößen gefiltert werden. Dadurch wird eine Auswertung schneller und Fehler können verringert werden. In einer Ausführung werden beim Verfahrensschritt (S2) Auswerten der erfassten Messwerte der mindestens zwei Messgrößen einer oder mehrere charakteristische Kraft- oder/und Druckwerte und einer oder mehrere charakteristische Hubwerte ausgewählt. Die charakteristischen Werte können z.B. Maximalwerte sein. In einer weiteren Ausführung wird beim Verfahrensschritt (S1 ) Messen von mindestens zwei Messgrößen der Scheibenbremse ein Festlegen eines ersten Zeitpunkts als Beginn des Bremsvorgangs und eines zweiten Zeitpunkts als Ende des Bremsvorgangs durchgeführt. Dadurch werden mögliche Messwerte in ihrer Anzahl eingeschränkt und auf die wesentlichen Bereiche begrenzt.

Dazu kann ein Festlegen des ersten Zeitpunkts und des zweiten Zeitpunkts durch ein Signal eines Bremssteuergerätes oder/und eine Betätigung eines Bremspedals eines Kraftfahrzeugs, welchem die Scheibenbremse zugeordnet ist, erfolgen. Es ist auch möglich, dass anhand der Messwerte die Zeitpunkte erkannt werden, aber dazu müssten die Sensoren ständig in Bereitschaft eingeschaltet sein und würden Energie verbrauchen. Aufgrund der Signalisierung eines Bremsvorgangs können die Sensoren gezielt aktiviert werden.

In einer alternativen Ausführung kann ein Festlegen des ersten Zeitpunkts und des zweiten Zeitpunkts durch einen Algorithmus erfolgen. Dabei verarbeitet der Algorithmus Messwerte von mindestens einer der mindestens zwei Messgrößen. So können die Messwerte z.B. nur von einem Drucksensor, nur von einem Betätigungshubsensor oder auch von beiden stammen. In einer weiteren Ausführung bilden der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt ein Zeitfenster. Dieses Zeitfenster beinhaltet den Bremsvorgang mit den Messwerten und schränkt die Zahl der auszuwertenden Messwerte ein.

In einer noch weiteren Ausführung werden beim Verfahrensschritt Auswerten der gemessenen Messwerte der mindestens zwei Messgrößen die innerhalb des Zeitfensters gemessenen Messwerte der mindestens zwei Messgrößen ausgewertet. Das ergibt den Vorteil, dass die Auswertung nach Vollendung eines Bremsvorgangs mit geringerer Rechenleistung als bei Echtzeitauswertung durchgeführt werden kann. Eine solche Auswertung über das Zeitfenster erfolgt integral. Das hat weiterhin den Vorteil, dass Betätigungsdruck und Betätigungshub vom Zeitverlauf einander nicht zugeordnet werden müssen. Der Betätigungsdruck kann somit auch örtlich weiter entfernt von der Scheibenbremse, z.B. am Bremssteuergerät, gemessen werden. In einer anderen Ausführung wird beim Verfahrensschritt (S3) Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels anhand einer Näherungskurve ausgehend von dem festgelegten Startpunkt mittels des Ersatzmodells ein Betätigungshub auf einen Ansprechdruck zurückgerechnet, wobei der Wert des mathematischen Ersatzmodells bei dem Ansprechdruck als Lüftspielwert des vorhandenen Lüftspiels der Scheibenbremse be- stimmt wird. Durch die ausgewählten Werte kann der Startpunkt einfach bestimmt werden.

In einer weiteren Ausführung kann die Näherungskurve durch das Ersatzmodell bestimmt werden.

Der Ansprechdruck kann als vorher festlegbarer Einzelwert oder/und Kennfeld verwendet werden. Au ßerdem können die verwendeten vorher festlegbaren Einzelwerte oder/und Kennfelder mithilfe von Messwerten aktualisiert und angepasst werden. Damit werden Fehler verringert.

In einer noch anderen Ausführung ist das mathematische Ersatzmodell als eine lineare Steifigkeit der Scheibenbremse ausgebildet. Andere Ersatzmodeile und/oder Kombinationen verschiedener Ersatzmodeile sind selbstverständlich möglich. Auch für das mathematische Ersatzmodell könne vorher festlegbare Einzelwerte o- der/und Kennfelder verwendet werden, die natürlich auch mithilfe von Messwerten aktualisiert und angepasst werden können. Dabei können die Messwerte zum Aktualisieren und Anpassen Messwerte der erfassten Messwerte der mindestens zwei Messgrößen sein. So können Fehler minimiert werden.

In einer Ausführung der Scheibenbremse ist die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der Messwerte der Sensoren und zur Auswahl einer oder mehrerer charakteristische Kraft- oder/und Druckwerte und einer oder mehrere charakteristische Hubwerte davon ausgebildet. Die Auswerteeinrichtung kann z.B. ein Mikrorechner sein. Sie kann außerdem zur Bestimmung des vorhandenen Lüftspiels der Scheibenbremse unter Anwendung eines mathematischen Ersatzmodells der Scheibenbremse ausgebildet sein.

In einer noch weiteren Ausführung ist die Auswerteeinrichtung mit einem Bremspedal oder/und einem Bremssteuergerät der Scheibenbremse gekoppelt. Auf diese Weise können die Signale eines Bremsbeginns und eines Bremsendes als Fahrerwunsch vom Bremssteuergerät oder direkt vom Bremspedal zur Auswertung und Bestimmung des Zeitfensters herangezogen werden. Die Erfindung wird nun anhand beispielhafter Ausführungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen : eine schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse mit einer Messvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; eine beispielhafte Messkurve eines Betätigungsdrucks; eine beispielhafte Messkurve eines Betätigungshubs; eine beispielhafte Näherungskurve;

Flussdiagramme eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; und eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenbremse.

Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 mit einer Messvorrichtung 1 0 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens

In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Scheibenbremse 1 nur schematisch gezeigt. Sie weist eine Zuspannvorrichtung 2, eine Spindeleinheit 3, einen zuspannsei- tigen Bremsbelag 4 und einen nicht gezeigten Bremssattel auf, welcher eine Bremsscheibe 5 übergreift. Auf der anderen Seite der Bremsscheibe 5 ist ein anderer Bremsbelag im Bremssattel festgelegt. Der Bremssattel kann hier beispielsweise ein Schiebesattel sein.

Die untenstehenden Beschreibungen hinsichtlich des Bremsbelags 4 gelten somit auch für den nicht gezeigten anderen Bremsbelag der Scheibenbremse 1 , was leicht vorstellbar ist.

Die Zuspannvorrichtung 2 kann z.B. ein Druckzylinder mit einem Bremsdrehhebel sein. Der Druckzylinder ist z.B. ein Druckluftzylinder einer pneumatisch betätigten Scheibenbremse 1 . Die Zuspannvorrichtung 2 übt bei Betätigung eine Zuspannkraft auf den Bremsbelag 4 in einer Zuspannrichtung Z auf die Bremsscheibe 5 hin aus. Weiterhin ist der Scheibenbremse 1 ein Bremssteuergerät 7 zugeordnet, welches über eine Verbindung 8 mit der Zuspannvorrichtung 2 verbunden ist. Das Bremssteuergerät 7 kann z.B. ein so genanntes Druckregelmodul sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Scheibenbremse 1 eine pneumatisch betätigte Scheibenbremse 1 , bei welcher ein Druckluftzylinder über ein Steuerventil mit Druckluft bei einem Bremsvorgang zur Betätigung der Zuspannvorrichtung 2 beaufschlagt wird. Dazu symbolisiert die Verbindung 8 z.B. eine Druckluftversorgungsleitung und eine elektrische oder pneumatische Steuerleitung für das Steuerventil. Andere Ausführungen sind selbstverständlich möglich. Das Bremssteuergerät 7 ist außerdem mit einem Bremspedal 9 über eine Pedalsignalleitung 19 gekoppelt. Die Pedalsignalleitung 19 überträgt einen Fahrerwunsch für eine Bremsung oder ein Lösen der Bremse von dem Bremspedal 9 zu dem Bremssteuergerät 7. Die Scheibenbremse 1 umfasst in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung außerdem eine Belagverschlei ßnachstellvorrichtung 6, welcher zur Nachstellung des Bremsbelags/der Bremsbeläge bei Verschleiß dient, um ein ursprüngliches Lüftspiel (Soll- Lüftspiel 21 ), wiederherzustellen. Die Belagverschleißnachstellvorrichtung 6 wird hier nicht weiter beschrieben, sie kann z.B. wie in DE 10 2004 037 771 A1 beschrieben ausgestaltet sein. Die Belagverschlei ßnachstellvorrichtung 6 ist in der Spindeleinheit 3 eingesetzt und mit dieser gekoppelt (siehe auch Fig. 7).

Ein Abstand zwischen dem Bremsbelag 4 und der Bremsscheibe 5 ist ein definierter Lüftspalt und wird im Allgemeinen als Lüftspiel bezeichnet. In Fig. 1 ist dieser Ab- stand als Soll-Lüftspiel 21 angegeben. Das Soll-Lüftspiel 21 ist bei noch nicht vorhandenem Verschleiß von Bremsbelag 4 und Bremsscheibe 5 vorhanden. Ein Belagverschleiß ist mit dem Bezugszeichen 23 bezeichnet und ein Scheibenverschleiß mit dem Bezugszeichen 24. Ein Lüftspiel mit Verschleiß ist in der Fig. 1 als Ist- Lüftspiel 22 mit vorhandenem Belagverschleiß 23 angegeben, wobei die Brems- Scheibe 5 noch keinen (merklichen) Verschleiß aufweist. Bei einem Ist-Lüftspiel 25 sind sowohl Belagverschleiß 23 als auch Scheibenverschleiß 24 vorhanden.

Das Lüftspiel hat die Aufgabe, ein Restschleifmoment gering zu halten. Ein Restschleifmoment kann durch einen an der Bremsscheibe 5 ohne Lüftspiel anliegenden, schleifenden Bremsbelag 4 erzeugt werden. Das Restschleifmoment führt zu einem erhöhten Verschleiß von Bremsbelag 4 und Bremsscheibe 5, kann die Scheibenbremse 1 unnötig erwärmen und einen Kraftstoffverbrauch eines mit der Scheibenbremse 1 ausgerüsteten Kraftfahrzeugs erhöhen. Zudem kann das Lüftspiel einem möglichen, so genannten„Belagwachsen" des Bremsbelags 4 infolge thermischer Belastung genügend Raum geben. Das Lüftspiel darf aber auch nicht zu groß gewählt sein, da sonst ein Betätigungshub, z.B. ein Hub eines Bremsdrehhebels, zur Erzeugung der Zuspannkraft zu groß wird. Damit verbunden würde auch ein Hub eines mit dem Bremsdrehhebel in Zusammenwirkung stehenden Druckzylinders vergrößert, was bei einem Druckluftzylinder zu erhöhtem Luftverbrauch führt. Au ßerdem kann sich eine Verzögerung im Ansprechen der Scheibenbremse 1 ergeben.

Bei einem Bremsvorgang wird bei Betätigung der Scheibenbremse 1 zunächst das Lüftspiel überbrückt, indem der Bremsbelag 4 durch die Zuspannvorrichtung 2 gegen die Bremsscheibe 5 in Zuspannrichtung Z verstellt wird. Aufgrund des Verschlei ßes der Bremsbeläge (Belagverschlei ß 23) wird das Lüftspiel 21 auf das Ist-Lüftspiel 22 vergrößert. Der Scheibenverschlei ß 24 der Bremsscheibe 5 vergrößert das Lüftspiel 21 bzw. das Ist-Lüftspiel 22 auf das Ist-Lüftspiel 25 mit Scheibenverschlei ß 24.

Der Begriff „Reibepunkt" ist der Punkt, in welchem der Bremsbelag 4 an der Bremsscheibe 5 der Scheibenbremse 1 anliegt. Der Reibepunkt wird beim Zuspannen nach Überbrückung des Lüftspiels 21 , 22, 25 erreicht. Somit ist beim zugespannten Bremsbelag 4 das Lüftspiel 21 , 22, 25 zu Null geworden. Weiteres Zuspannen be- wirkt dann durch Anpressen des Bremsbelags 4 an die Bremsscheibe 5 eine Bremsung. Ein Lösen der Zuspannvorrichtung 2 bewirkt eine Umkehrung des oben beschriebenen Vorgangs.

Die Messvorrichtung 1 0 dient zum Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels 21 der Scheibenbremse 1 . Je nach Verschlei ß kann das vorhandene Lüftspiel 21 einem Soll-Lüftspiel oder einem Ist-Lüftspiel 22, 25 entsprechen. Die Messvorrichtung 1 0 umfasst eine Auswerteeinrichtung 1 1 , ein Ersatzmodell 1 2, eine Datenspeichereinrichtung 1 3 und eine Speichereinrichtung 14. Diese sind mit der Auswerteeinrichtung 1 1 verbunden.

Eine Voraussetzung zum Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels 21 , 22, 25 ist eine Erfassung eines Betätigungshubes und einer Betätigungskraft der Zuspannvorrichtung 2. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Hubsensor 1 5 zur Erfassung des Betätigungshubs z.B. eines Betätigungskolbens oder -Stößels, einer Spreizme- chanik (z.B. Bremsdrehhebel in Fig. 7), einer Traverse (Brücke 26 in Fig. 7) oder eines der Bremsbeläge 4 vorgesehen. Ein solcher Hubsensor 1 5 wird im Zusammenhang mit Fig. 7 noch erläutert. Die Betätigungskraft der Zuspannvorrichtung 2 wird in diesem Ausführungsbeispiel einer druckluftbetätigten Scheibenbremse 2 mit einem Drucksensor 1 6 gemessen. Natürlich sind auch andere Kraftaufnehmer, wie z.B. Dehnungsmessstreifen u.dgl., möglich. Die Auswerteeinrichtung 1 1 ist mit dem Hubsensor 15 und dem Drucksensor 1 6 z.B. jeweils über eine elektrische Leitung verbunden. Der Hubsensor 1 5 überträgt so den von ihm gemessenen Messwert für den Betätigungshub als elektrisches Signal an die Auswerteeinrichtung 1 1 . Der Hubsensor 15 kann auch an einer anderen Stelle, z.B. an der Spindeleinheit 3 oder/und dem Bremsbelag 4 angeordnet sein. Der Drucksensor 1 6 überträgt ebenfalls ein elektrisches Signal, welches hier dem gemessenen Messwert des Betätigungsdrucks entspricht, an die Auswerteeinrichtung 1 1 .

Au ßerdem steht die Auswerteeinrichtung 1 1 über eine Datenleitung 1 7 mit dem Bremssteuergerät 7 und über eine Pedalsignalleitung 1 8 mit dem Bremspedal 9 in Verbindung. Über die Datenleitung 1 7 kann die Auswerteeinrichtung 1 1 Daten des Bremssteuergerätes 7 abrufen, welche zu einem jeweiligen Bremsvorgang relevant sind. Dies können z.B. Zeitpunkt des Bremsbeginns, des Lösens, eines Bremsdauer, ein Bremsdruck usw. sein. Die Pedalsignalleitung 1 8 ist mit der Pedalsignalleitung 1 9 zum Bremssteuergerät 7 verbunden und überträgt ein Signal des Bremspedals 9 direkt an die Auswerteeinrichtung 1 1 . Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Ausgangsleitung 20 der Auswerteeinrichtung 1 1 an das Bremssteuergerät 7 angeschlossen. Ein vorhandenes Lüftspiel wird, wie unten ausführlich beschrieben, von der Auswerteeinrichtung 1 1 bestimmt und mittels der Ausgangsleitung 20 als elektri- sches Signal oder elektrischer Wert an das Bremssteuergerät 7 weitergeleitet.

Zum Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels erhält die Auswerteeinrichtung 1 1 in diesem Ausführungsbeispiel Messwerte eines Betätigungsdrucks p und eines Betätigungshubs s. Dazu zeigt Fig. 2 eine beispielhafte Messkurve des Betätigungsdrucks p über der Zeit t. Fig. 3 stellt eine beispielhafte Messkurve des Betätigungshubs s über der Zeit t dar.

In Fig. 2 ist der Betätigungsdruck p bei einem Bremsvorgang aufgetragen. Der Bremsvorgang beginnt in einem Zeitpunkt t und endet in einem Zeitpunkt t ₂ . Der Zeitabschnitt t ₂ -ti wird hier als ein Zeitfenster t ₂ -ti bezeichnet, das den Bremsvorgang beinhaltet. Der Beginn des Zeitfensters t ₂ -ti im Zeitpunkt ti kann durch den Druckanstieg des Betätigungsdrucks p erkannt werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Auswerteeinrichtung 1 1 den Beginn des Bremsvorgangs und somit des Zeitfens- ters t ₂ -ti durch ein Signal des Bremspedals 9 als Fahrerwunsch über die Pedalsignalleitung 1 8 gemessen. Das Ende des Zeitfensters t ₂ -ti wird dann durch den zu Null werdenden Betätigungsdruck p oder/und durch das Loslassen des Bremspedals 9 erkannt. Der Betätigungsdruck p (Fig. 2) steigt vom Beginn des Zeitfensters t ₂ -ti bis zu einem Maximalwert an, der während der zugespannten Bremse für eine bestimmte Zeit aufrecht erhalten wird, solange der gewünschte Bremsvorgang andauert, und fällt dann wieder ab. Nach abgeschlossenem Bremsvorgang wird die Messkurve des Betätigungsdrucks p, die innerhalb des Zeitfensters t ₂ -ti liegt, von der Auswerteeinrichtung 1 1 ausgewertet. Dabei wird ein bestimmter, charakteristischer Wert ausgewählt. In dem gezeigten Beispiel ist dies ein maximaler Druckwert 26, der in der Messkurve in Fig. 2 mit einem Sternchen gekennzeichnet ist.

In ähnlicher weise wird der zu dem Betätigungsdruck p zugehörige Betätigungshub s der Zuspannvorrichtung 2 gemessen. Die beispielhafte Messkurve zeigt Fig. 3, wobei der Betätigungshub s prozentual angegeben ist. Der Betätigungshub s wird in dem gleichen Zeitfenster t ₂ -ti , welches bei der Auswertung des Betätigungsdrucks p zugrunde gelegt ist, ausgewertet. Dabei wird auch ein charakteristischer Wert ausgewählt, z.B. ein maximaler Hubwert 27. Dieser ist in Fig. 3 auch mit einem Sternchen gekennzeichnet.

Die Auswertung beider Messkurven erfolgt nach Vollendung des Bremsvorgangs und muss daher nicht in Echtzeit ausgeführt werden. Die Messwerte können in geeigneter Weise gefiltert werden.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Näherungskurve 30, wobei der gemessene Betätigungshub s über dem gemessenen Betätigungsdruck p aufgetragen ist. Diese gemessenen Werte ergeben die Kurven mit durchgezogenen Linien. Der Betätigungshub s steigt zunächst leicht und ab einem Ansprechdruck p _A D steil an. Der Ansprech- druck p _A D ist durch eine gepunktete Linie parallel zur Ordinate verdeutlicht. Der Ansprechdruck P _Ä D tritt nach Überbrückung des Lüftspiels bei Erreichen des Reibepunkts auf. Dabei ist das vorhandene Lüftspiel überwunden. Der steile Anstieg des Betätigungshubs s geht in einen flachen Anstieg mit geringerer Steigung bis zu einem Endwert rechts oben über. Sodann durchläuft der Betätigungshub s beim Lösen der Bremse eine ähnliche Messkurve zurück, bis er den Ausgangswert wieder erreicht. Die ausgewählten Werte, nämlich Druckwert 26 und Hubwert 27 definieren einen Startpunkt 28 für die Bestimmung des vorhandenen Lüftspiels. Ausgehend von diesem Startpunkt 28 wird mithilfe des Ersatzmodells 12, beispielsweise ein mathematisches Modell in Form eines Algorithmus, der Scheibenbremse 1 der Betätigungshub s auf einen Ansprechdruck p _A D zurückgerechnet. Das Ersatzmodell 12 kann z.B. eine lineare Steifigkeit sein. Dieses Zurückrechnen ergibt die Näherungskurve 30, welche in Fig. 4 gestrichelt gezeichnet ist. Rechts oben in Fig. 4 ist der Startpunkt 28, angedeutet durch ein Sternchen.

Die errechnete Näherungskurve 30 schneidet die gepunktete Linie des Ansprech- drucks p _A D in einem Punkt, welcher einem vorhandenen Lüftspielwert 29 (mit einem definierten Fehler) entspricht. D.h., der Wert des Ersatzmodells 12 bei Verwendung der ausgewählten Werte (Druckwert 26 und Hubwert 27) der gemessene Werte von Betätigungsdruck p und Betätigungshub s bei dem Ansprechdruck p _A D entspricht dem berechneten, vorhandenen Lüftspiel der Scheibenbremse 1 .

Für das Ersatzmodell 12 und den Ansprechdruck p _A D können z.B. Einzelwerte o- der/und Kennfelder hinterlegt sein. Diese hinterlegten Daten sind z.B. in der Datenspeichereinrichtung 13 gespeichert. Diese Einzelwerte und/oder Kennfelder können mithilfe von Messwerten aktualisiert und/oder angepasst werden. Die Speicherein- richtung 14 kann z.B. zum Speichern der aktualisierten und/oder angepassten Werte sowie der berechneten Werte der vorhandenen Lüftspiele dienen.

In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels der Scheibenbremse 1 dar- gestellt. Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 mit weiteren Teilschritten.

In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden mindestens zwei Messgrößen gemessen. Dies sind die Betätigungskraft bzw. der Betätigungsdruck p und der Betätigungshub s der Scheibenbremse 1 . Dann erfolgt ein Auswerten der gemessenen Messwerte der zwei Messgrößen mit der Auswerteeinheit 1 1 und Auswählen von bestimmten Werten 26, 27 zum Festlegen eines Startpunkts 28 in einem zweiten Verfahrensschritt S2. In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird das vorhandene Lüftspiel mittels des Ersatzmodells 12 ausgehend von dem Startpunkt 28 bestimmt. Vor dem ersten Verfahrensschritt S1 kann in einem vorhergehenden Start- Verfahrensschritt SO die Messvorrichtung 10 aktiviert werden. Dies kann z.B.

dadurch erfolgen, dass aktualisierte Messwerte aus der Datenspeichereinrichtung 13 von der Auswerteeinrichtung 1 1 geladen werden. In dem ersten Verfahrensschritt S1 wird in einem ersten Teilschritt S1 .1 der Zeitpunkt t-ι durch ein Signal des Bremssteuergerätes 7 oder/und Fahrerwunsch über Bremspedal 9 oder/und den Anstieg des erfassten Betätigungsdrucks oder der Betätigungskraft oder/und den Anstieg des erfassten Betätigungshubes festgelegt. Die Erfassung des Betätigungsdrucks p und die Erfassung des Betätigungshubs s erfolgen in einem Teilschritt S1 .2 gleichzeitig. Die Messwerte werden sodann gespeichert, da sie nicht in Echtzeit ausgewertet werden müssen. In einem weiteren Teilschritt S1 .3 werden die Messwerte gefiltert. Der Zeitpunkt t ₂ wird dann bei Beendigung des Bremsvorgangs durch ein Signal des Bremssteuergerätes 7 oder/und Fahrerwunsch über Bremspedal 9 oder/und den Abfall des erfassten Betätigungsdrucks oder der Betätigungskraft oder/und den Abfall des erfassten Betätigungshubes festgelegt. Das Messen wird in einem weiteren Teilschritt S1 .4 eingestellt und das Zeitfenster trt ₂ anhand der Zeitpunkte ti und t ₂ in einem weiteren Teilschritt S1 .5 bestimmt. Das Auswerten der gemessenen und gespeicherten Messwerte in Verfahrensschritt S2 erfolgt nach beendetem Bremsvorgang zunächst durch ein Auswählen eines oder mehrerer charakteristischer Druckwerte 26 in einem Teilschritt S2.1 , und ein Auswählen eines oder mehrerer charakteristischer Hubwerte 27 wird in einem Teilschritt S2.2 durchgeführt. In einem Teilschritt S2.3 erfolgt dann die Festlegung des Startpunkts 28 anhand der ausgewählten Werte 26 und 27. Dann schließt sich das Bestimmen des vorhandenen Lüftspiels im Verfahrensschritt S3 mittels Berechnen des Lüftspielwerts 29 mit Hilfe des Ersatzmodells 12 an, wobei dazu die Näherungskurve 30 ausgehend von dem Startpunkt 28 mittels des Ersatzmodells 12 berechnet wird. Der Lüftspielwert 29 wird in der Speichereinrichtung 14 gespeichert und gleichzeitig über die Datenleitung 17 an das Bremssteuergerät 7 für weitere Verwendungen übertragen.

Es ist möglich, anhand der gemessenen Messwerte diese mit zuvor abgespeicherten Werten, z.B. Grenzwerten oder Mittelwerten, zu vergleichen und daraus anhand von ebenfalls gespeicherten Tabellen Aussagen über die Funktion und Beschaffenheit der Scheibenbremse 1 in Form von Anzeigen, Meldungen u.dgl. zu machen. Dies kann durch Ablegen solcher Informationen in der Speichereinrichtung zum Abruf durch das Bremssteuergerät 7 oder zum Abruf bei Wartung durch ein entsprechendes Auslesegerät erfolgen.

Schließlich ist in Fig. 7 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 mit der Belagverschlei ß- nachstellvorrichtung 6 und einem Ausführungsbeispiel des Hubsensors 15 dargestellt. In diesem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Scheibenbremse 1 als zweistempeli- ge Bremse mit einem nicht gezeigten Bremssattel, welcher die hier nicht gezeigte Bremsscheibe 5 (Fig. 1 ) übergreift, und einem als Bremsdrehhebel ausgebildete Zu- spannvorrichtung 2 zur Zuspannung der Scheibenbremse 1 ausgebildet. Der Bremsdrehhebel wird auch als Spreizmechanik bezeichnet und weist einen Hebelarm auf, welcher z.B. von einem Druckluftbremszylinder betätigbar ist. Der Bremsdrehhebel ist hier über eine Lagerwalze am Bremssattel verschwenkbar gelagert. Der Druckluftbremszylinder ist mit dem nicht gezeigten Drucksensor 14 versehen.

Eine Brücke 31 steht mit dem Bremsdrehhebel in Kontakt und ist von diesem beim Zuspannen und Lösen der Bremse betätigbar. Die Brücke 5 ist an ihren Enden jeweils mit einer Spindeleinheit 3, 3' über jeweils einen Druckstempel gekoppelt. Die in Fig. 7 rechts oben angeordneten Enden der Spindeleinheiten 3, 3' weisen jeweils ein Druckstück 32, 32' auf. Die Druckstücke 32, 32' stehen mit einem nicht gezeigten zuspannseitigen Bremsbelag (z.B. Bremsbelag 4 nach Fig. 1 ) in Kontakt, welcher auf einer Seite der hier nicht gezeigten Bremsscheibe 5 der Scheiben-bremse 1 angeordnet ist. Auf der anderen Seite der Bremsscheibe 5 ist ein anderer Bremsbelag im Bremssattel festgelegt. Der Bremssattel kann beispielsweise ein Schiebesattel sein.

Der Hubsensor 1 5 ist hier mit einem Potentiometer ausgebildet, welches über ein Zahnradgetriebe von dem Bremsdrehhebel angetrieben und somit in Abhängigkeit von einem Schwenkwinkel des Bremsdrehhebels seinen elektrischen Widerstand ändert. Dieser elektrische Widerstand ist ein Abbild des Schwenkwinkels des Bremsdrehhebels und somit ein Messwert für den Betätigungshub. Denn der Bremsdrehhebel betätigt beim Verschwenken die Brücke 31 und erzeugt somit einen Verstell- hub, welcher abhängig von dem Verschwenkwinkel des Bremsdrehhebels ist. Der Hubsensor 1 5 ist hier zuspannseitig auf einer der Spindeleinheiten 3, 3' angeordnet.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele schränken die Erfindung nicht ein, sondern die Erfindung ist im Rahmen der beigefügten Ansprüche modifizierbar.

So können z.B. bei der Auswertung der Messkurven von Betätigungsdruck p und/oder Betätigungshub s zwei oder mehr charakteristische Werte ausgewählt und anschließend verwendet werden. Bei mehreren charakteristischen Werten können diese durch berechnete und/oder angenäherte gespeicherte Werte zur weiteren Verwendung ersetzt werden.

Der Drucksensor 14 kann auch am Bremssteuergerät 7 angeordnet sein.

Die Messvorrichtung 1 0 kann vollständig, d.h. ohne Sensoren 15, 1 6 bzw. ohne Sen- sor 1 6, oder auch teilweise Bestandteil des Bremssteuergerätes 7 sein. Bezugszeichenliste

1 Scheibenbremse

2 Zuspannvorrichtung

3, 3' Spindeleinheit

4 Bremsbelag

5 Bremsscheibe

6 Belagverschlei ßnachstellvorrichtung 7 Bremssteuergerät

8 Verbindung

9 Bremspedal

10 Messvorrichtung

1 1 Auswerteeinrichtung

12 Ersatzmodell

13 Datenspeichereinrichtung

14 Speichereinrichtung

15 Hubsensor

16 Drucksensor

17 Datenleitung

18, 19 Pedalsignalleitung

20 Ausgangsleitung

21 Lüftspiel

22 Ist-Lüftspiel

23 Belagverschleiß

24 Scheibenverschleiß

25 Ist-Lüftspiel (mit Scheibenverschleiß) 26 Druckwert

27 Hubwert

28 Startpunkt

29 Lüftspielwert

30 Näherungskurve

31 Brücke

32, 32' Druckstück

P Betätigungsdruck

PÄD Ansprechdruck

S Betätigungshub

SO...3 Verfahrensschritt

S1 .1 ...1 .3; 2.1 ...2.3 Teilschritt

t Zeit

t1 , t2 Zeitpunkt

Z Zuspannrichtung