DE102008011674A1 - Method for determining the braking characteristic value in a wheel brake of a vehicle - Google Patents

Method for determining the braking characteristic value in a wheel brake of a vehicle Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung des Bremsenkennwerts in einer Radbremse eines Fahrzeugs wird abhängig von Radbremsmoment und Radbremsdruck mithilfe eines Radmomentensensors der Bremsenkennwert der Radbremse ermittelt.In a method for determining the brake characteristic value in a wheel brake of a vehicle, the brake characteristic value of the wheel brake is determined as a function of wheel braking torque and wheel brake pressure with the aid of a wheel torque sensor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Bremsenkennwerts in einer Radbremse eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a method for determining the braking characteristic value in a wheel brake of a vehicle according to the preamble of the claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 103 09 933 A1 ist es bekannt, den Bremsenkennwert einer Radbremse in einem Fahrzeug als Verhältnis von Radbremsmoment zu Radbremsdruck zu bestimmen. Um äußeren Einflüssen auf den Bremsenkennwert Rechnung zu tragen, wird gemäß dieser Druckschrift die Temperatur der Bremse berücksichtigt, die einen Einfluss auf den Reibbeiwert in der Bremse hat. Damit ist es möglich, auch während des laufenden Betriebs die Temperaturabhängigkeit des Bremsenkennwertes zu berücksichtigen und diesen fortlaufend zu aktualisieren.From the DE 103 09 933 A1 It is known to determine the brake characteristic of a wheel brake in a vehicle as the ratio of wheel braking torque to wheel brake pressure. In order to take account of external influences on the brake characteristic value, the temperature of the brake, which has an influence on the friction coefficient in the brake, is taken into account in accordance with this document. This makes it possible to take into account the temperature dependence of the brake characteristic value during ongoing operation and to update it continuously.

Nachteilig hierbei ist allerdings, dass die Temperatur lediglich eine Einflussgröße auf den Bremsenkennwert darstellt, wohingegen sonstige Einflussgrößen wie beispielsweise Feuchtigkeit, Salznebel, Verschleiß oder Alterung des Bremsbelags nicht berücksichtigt werden. Diese Größen beeinflussen den Bremsenkennwert aber sowohl über längere Betriebszeiträume als auch aktuell während einer Fahrt in ganz erheblichem Maße. Die genaue Kenntnis des Bremsenkennwertes dient zum einen der Erkennung einer Fehlfunktion der Bremse und zum andern der Verbesserung der Gesamtbremswirkung durch eine radindividuelle Einstellung der Fahrzeugbremse.adversely Here, however, that the temperature is only an influence on the brake characteristic, whereas other factors such as moisture, salt spray, or wear Age of the brake pad can not be considered. These Sizes affect the brake characteristic but over longer periods Operating periods as well as current during one Ride to a very considerable extent. The exact knowledge of the Brake characteristic serves on the one hand to detect a malfunction the brake and the other to improve the overall braking effect by a wheel-individual adjustment of the vehicle brake.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Bremsenkennwert in einer Radbremse eines Fahrzeugs im laufenden Betrieb aktuell bzw. fortlaufend zu bestimmen.Of the Invention is based on the object, the brake characteristic in one Wheel brake of a vehicle during operation currently or continuously to determine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Bestimmung des Bremsenkennwerts in einer Radbremse eines Fahrzeuges, wobei der Bremsenkennwert von Radbremsmoment und Radbremsdruck abhängt und vorzugsweise als Verhältnis von Radbremsmoment zu Radbremsdruck definiert ist bzw. berechnet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Radbremsmoment über einen Radmomentensensor gemessen und der Berechnung des Bremsenkennwerts zu Grunde gelegt wird. Die Messung des Radbremsmomentes mittels des zugeordneten Sensors wird im laufenden Betrieb kontinuierlich durchgeführt, so dass eine permanente Aktualisierung des Bremsenkennwertes erreicht wird und entsprechende Bremseneinstellungen bei einer Änderung des Bremsenkennwertes ebenfalls im laufenden Betrieb durchgeführt werden können. Damit ist es möglich, sowohl auf plötzlich eintretende Änderungen zu reagieren, beispielsweise einer plötzlichen Änderung des Bremsenkennwertes, was beispielsweise bei veränderten Fahrbahnbedingungen durch Nässe der Fall sein kann, als auch auf sich langsamer ändernde Bedingungen im Radbremssystem wie z. B. Alterung, Abnutzung oder Fading. Die permanente und kontinuierliche Überwachung und Bestimmung des Bremsenkennwertes wird insbesondere für jede einzelne Radbremse radindividuell durchgeführt, so dass auch entsprechend radindividuell auf sich ändernde Bedingungen reagiert werden kann.The inventive method is used for determination the brake characteristic in a wheel brake of a vehicle, wherein the brake characteristic of wheel brake torque and wheel brake pressure depends and preferably as the ratio of wheel braking torque to wheel brake pressure is defined or calculated. According to the invention provided that the wheel braking torque via a Radmomentensensor measured and used to calculate the brake characteristic becomes. The measurement of the wheel braking torque by means of the associated sensor is carried out continuously during operation, so that a permanent update of the brake characteristic value is achieved and corresponding brake settings in case of a change the brake characteristic also carried out during operation can be. This makes it possible both on to respond suddenly to sudden changes for example, a sudden change in the Brake characteristic, which, for example, changes in road conditions by wetness, as well as on slower changing Conditions in the wheel brake system such. As aging, wear or Fading. Permanent and continuous monitoring and determination of the brake characteristic value is in particular for every single wheel brake carried out individually, so that also according to wheel individually to changing Conditions can be reacted.

Über die Bestimmung des Bremsenkennwertes können sowohl Fehlfunktionen, beispielsweise beim Unterschreiten oder Überschreiten eines Grenzwertes für den Bremsenkennwert festgestellt und entsprechende Kompensationsmaßnahmen zur Korrektur durchgeführt werden, als auch sich ändernden äußeren Bedingungen, die ggf. radindividuell wirken, Rechnung getragen werden. Eine Regelung des gemessenen Radbremsmoments mit unterlagertem Druckregelkreis ermöglicht eine genaue Einstellung des jeweiligen Sollbremsmomentes an jedem Rad. Der Sollbremsdruck an jedem Rad kann bei genauer Kenntnis des Bremsenkennwerts entsprechend angepasst werden, wodurch sowohl die Wirkung als auch der Komfort verbessert werden. Das Fahrverhalten des Fahrzeuges bleibt reproduzierbar und vorhersehbar, und zwar im Wesentlichen unabhängig vom Zustand der jeweiligen Radbremse.about the determination of the brake characteristic can both malfunction, for example, when falling below or exceeding a limit determined for the brake characteristic and corresponding Compensatory measures for correction performed be, as well as changing outer Conditions that may have an effect on the individual wheel are taken into account. A regulation of the measured wheel brake torque with a subordinate pressure control loop allows accurate adjustment of the respective nominal braking torque at each wheel. The target brake pressure at each wheel can with exact knowledge be adapted accordingly to the brake characteristic, whereby both the effect as well as the comfort are improved. The driving behavior the vehicle remains reproducible and predictable, and indeed essentially independent of the state of the respective wheel brake.

Beispielsweise kann im Teilbremsfall, bei dem nur der Fahrer die Radbremse betätigt und kein Bremseingriff eines Radregelsystems vorliegt, bei homogenem Reibwert mit einem plötzlichen Abfall der Bremsleistung an einem Rad kompensierend reagiert werden. In dieser Situation erkennt das Regelsystem den Abfall des Bremsmomentes bzw. des Bremsenbeiwerts vom Nominalwert am betreffenden Rad und erhöht aktiv den Radbremsdruck, um die gewünschte Bremswirkung wieder zu erreichen. Ein Schiefziehen des Fahrzeuges durch unterschiedliche Bremswirkungen am linken und rechten Rad wird im Ansatz erkannt und kompensiert. Um dies durchführen zu können, ist die Kenntnis des Bremsenkennwertes bzw. der Änderung des Bremsenkennwertes erforderlich, der mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wird.For example can in partial braking, in which only the driver operates the wheel brake and no braking intervention of a wheel control system is present, with homogeneous Coefficient of friction with a sudden drop in braking power be reacted compensating on a wheel. In this situation the control system detects the drop in the braking torque or the brake coefficient of the nominal value at the wheel concerned and actively increases the Wheel brake pressure to the desired braking action again to reach. A skewing of the vehicle due to different braking effects on the left and right wheel is recognized and compensated in the approach. To be able to do this is knowledge the brake characteristic or the change of the brake characteristic required, the by means of the method according to the invention is determined.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass auch der Radbremsdruck sensorisch ermittelt wird, wofür ein Bremsdrucksensor eingesetzt wird. In dieser Ausführung werden demzufolge beide Bestimmungsgrößen des Bremsenkennwertes sensorisch ermittelt, also sowohl das Radbremsmoment mithilfe des Radmomentensensors als auch der Radbremsdruck mithilfe des Bremsdrucksensors. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Radbremsdruck nur in denjenigen Phasen zu berücksichtigen, in denen kein Radregelsystem aktiv ist, beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS) oder ein Traktionskontrollsystem (TCS). Der Bremsdruck wird während eines regulären Bremsvorganges, ausgelöst vom Fahrer, mithilfe des Bremsdrucksensors ermittelt, unter Ausschluss der Situationen, in denen die Radregelsysteme aktiv in die Radbremssysteme eingreifen. Der Radbremsdruck ist in diesem Fall unmittelbar aus dem Vordruck im Bremssystem bzw. dem Kreisdruck zu ermitteln, wobei in einem einfachen Fall der Radbremsdruck mit dem Vordruck identisch ist.In an expedient development it is provided that also the wheel brake pressure is determined by sensors, for which a brake pressure sensor is used. In this embodiment, therefore, both determination variables of the brake characteristic value are determined by sensors, that is, both the Radbremsmo using the wheel torque sensor and the wheel brake pressure using the brake pressure sensor. It may be expedient to consider the wheel brake pressure only in those phases in which no Radregelsystem is active, for example, an anti-lock braking system (ABS) or a traction control system (TCS). The brake pressure is determined during a regular braking action, triggered by the driver, by means of the brake pressure sensor, excluding the situations in which the wheel control systems actively intervene in the wheel brake systems. In this case, the wheel brake pressure must be determined directly from the admission pressure in the brake system or the circuit pressure, wherein in a simple case the wheel brake pressure is identical to the admission pressure.

Gleichwohl ist es prinzipiell möglich, den Radbremsdruck auch in denjenigen Situationen zu berücksichtigen bzw. zu messen oder rechnerisch zu ermitteln, in denen ein Radregelsystem wie Antiblockiersystem oder Traktionskontrollsystem aktiv ist und in das Radbremssystem aktiv eingreift.nevertheless it is possible in principle, the wheel brake pressure in those Situations to consider or measure or mathematical to determine where a wheel control system such as anti-lock braking system or traction control system is active and in the wheel brake system actively intervenes.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung werden nicht nur die über die Radbremse erzeugten Bremsmomente auf das Rad berücksichtigt, sondern auch sonstige bremsende Momente, beispielsweise das Schleppmoment des Antriebsstrangs, welches z. B. vom Motor, dem Getriebe oder der Reibung herrührt, oder Bremsmomente, welche von einem im Antriebsstrang angeordneten Elektromotor stammen, welcher insbesondere Teil eines mit einem Verbrennungsmotor zu kombinierenden Hybridantriebes ist, bei dem bremsende Radmomente durch Rückspeisung über den Elektromotor entstehen. Sofern derartige Bremsmomente mit ausreichender Genauigkeit bestimmbar sind, kann die Ermittlung des Bremsenkennwertes auch bei aktivierten Radregelsystemen durchgeführt werden. Anderenfalls empfiehlt es sich, den Bremsenkennwert nur im Teilbremsfall zu bestimmen, also nur bei vom Fahrer aktivierter Bremse ohne Eingriff durch aktive Radregelsysteme. Die so bestimmten Bremsenkennwerte können abgespeichert und bei Bedarf oder auch fortlaufend aktualisiert werden.According to one further expedient embodiment not just the braking torques generated by the wheel brake taken into account on the bike, but also other braking Moments, for example, the drag torque of the drive train, which z. B. from the engine, the transmission or the friction, or braking torques, which are arranged by one in the drive train Electric motor come, which in particular part of a with a Combustion engine is to be combined hybrid drive, in which Braking wheel torques by feeding back over the Electric motor arise. If such braking moments with sufficient Accuracy can be determined, the determination of the brake characteristic also be carried out with activated Radregelsystemen. Otherwise, it is recommended that the brake characteristic only in partial braking to determine, so only when activated by the driver brake without intervention through active wheel control systems. The determined brake characteristics can be saved and if necessary or continuously to be updated.

Das beschriebene Verfahren kann beispielsweise auf einem Bremsenprüfstand/Rollenprüfstand nachgewiesen werden. Hierzu wird auf dem Prüfstand vom Fahrer zunächst ein konstantes Bremsmoment aufgebracht, anschließend erfolgt an mindestens einem Rad eine Manipulation der Radbremse durch künstliches Absenken des Bremsenkennwertes, beispielsweise dadurch, dass Öl auf die Bremsscheibe gegeben wird. Das gemessene Bremsmoment an diesem manipulierten Rad wird dadurch kleiner, entsprechend wird bei gleich bleibendem Bremsdruck der Bremsenkennwert nach unten korrigiert. Das Radregelsystem erkennt den Abfall des Bremsmomentes bzw. des Bremsenkennwertes an diesem Rad und erhöht daraufhin den Bremsdruck aktiv an diesem Rad, um die ursprüngliche Bremswirkung wieder herzustellen. Dieser Bremsdruckanstieg ist nachweisbar.The described method can be demonstrated for example on a brake tester / chassis dynamometer become. This is done on the test bench by the driver first applied a constant braking torque, then done on at least one wheel, a manipulation of the wheel by artificial Lowering the brake characteristic, for example by the fact that oil is given to the brake disc. The measured braking torque This manipulated wheel is thereby smaller, accordingly If the brake pressure remains constant, the brake characteristic is corrected downwards. The wheel control system detects the drop in the braking torque or the Brake rating on this wheel and then increases the Brake pressure active on this wheel to the original braking effect restore. This brake pressure increase is detectable.

Gegebenenfalls wird bei einem starken Abfall des Bremsenkennwertes nach einiger Zeit zusätzlich ein Bremsbelagverschleiß zur Anzeige gebracht.Possibly becomes in case of a strong drop in the brake characteristic after some Time additionally a brake pad wear for display brought.

In der Figur ist ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, das zur Bestimmung des Bremsenkennwerts Cp in der Radbremse eines Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.In the figure, a flowchart for performing the method is shown, which is performed to determine the brake characteristic C p in the wheel brake of a motor vehicle.

Gemäß erstem Verfahrensschritt 1 wird mithilfe eines Radmomentensensors das Radbremsmoment Mbr an einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs sensorisch ermittelt. Im nächsten Verfahrensschritt 2 werden weitere externe, auf das Rad wirkende Bremsmomente Mwh ermittelt, zu denen beispielsweise das Schleppmoment des Antriebsstranges gehört, also bremsende Momente aus dem Verbrennungsmotor, dem Getriebe bzw. aus der Reibung stammend. Außerdem sind den weiteren Bremsmomenten Mwh Radmomente zuzuordnen, die durch eine Rückspeisung verursacht werden, beispielsweise bei Hybridfahrzeugen, also einer Kopplung von Verbrennungsmotor und Elektromotor.According to the first method step 1 By means of a wheel torque sensor, the wheel braking torque M br is sensed on a vehicle wheel of the motor vehicle. In the next process step 2 be further external, acting on the wheel braking torque M wh determined, which includes, for example, the drag torque of the drive train, so braking moments coming from the engine, the transmission or from the friction. In addition, the further braking torques M wh are attributable to wheel torques which are caused by a feedback, for example in hybrid vehicles, that is, a coupling of internal combustion engine and electric motor.

Im folgenden Verfahrensschritt 3 wird mithilfe eines Bremsdrucksensors der Radbremsdruck pwh ermittelt. Der wirksame Radbremsdruck pwh kann hierbei aus dem gemessenen hydraulischen Vordruck im Bremssystem bestimmt werden. Voraussetzung hierzu ist jedoch, dass, wie in Verfahrensschritt 4 dargestellt, kein Radregelsystem wie beispielsweise ein Antiblockiersystem ABS, eine Traktionskontrolle TCS oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm ESP oder dergleichen aktiv ist. Vielmehr soll das Verfahren ausschließlich in Bremssituationen durchgeführt werden, in denen die Bremse nur vom Fahrer betätigt wird, nicht jedoch über ein aktives Regelsystem im Fahrzeug beaufschlagt wird.In the following process step 3 is determined by means of a brake pressure sensor of the wheel brake pressure p wh . The effective wheel brake pressure p wh can be determined from the measured hydraulic pressure in the brake system. Prerequisite, however, is that, as in process step 4 shown, no Radregelsystem such as an antilock braking system ABS, a traction control TCS or an electronic stability program ESP or the like is active. Rather, the method should be carried out only in braking situations in which the brake is operated only by the driver, but is not acted upon by an active control system in the vehicle.

Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt 4, dass ein derartiges, auf die Radbremse wirkendes Regelsystem aktiv ist, wird der ja-Verzweigung entsprechend wieder zum ersten Verfahrensschritt zurückgekehrt; eine erneute Berechnung des Bremsenkennwertes Cp und eine Aktualisierung des Bremsenkennwertes im Radbremssystem unterbleibt. Ergibt dagegen die Abfrage im Verfahrensschritt 4, dass ein auf die Radbremse wirkendes Regelsystem momentan nicht aktiv ist, wird der nein-Verzweigung folgend mit dem nächsten Verfahrensschritt 5 fortgefahren, in dem der Bremsenkennwert Cp aus dem Verhältnis von gemessenem Radbremsmoment Mbr, ggf. korrigiert um die weiteren Bremsmomente Mwh, und gemessenem Radbremsdruck pwh berechnet wird. Dieser aktualisierte Wert für den Bremsenkennwert Cp fließt anschließend in ein oder mehrere Radregelsysteme ein.Returns the query in the process step 4 in that such a control system acting on the wheel brake is active, the yes branch is correspondingly returned to the first method step again; a re-calculation of the brake characteristic C p and an update of the brake characteristic in the wheel brake system is omitted. On the other hand, the query results in the method step 4 in that a control system acting on the wheel brake is currently not active, the no-branch is followed by the next method step 5 continued, in which the brake characteristic C p from the ratio of measured wheel braking torque M br , possibly corrected by the other braking torques M wh , and ge measured wheel brake pressure p wh is calculated. This updated value for the brake characteristic C p then flows into one or more Radregelsysteme.

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  • - DE 10309933 A1 [0002] - DE 10309933 A1 [0002]

Claims (9)

Verfahren zur Bestimmung des Bremsenkennwerts (Cp) in einer Radbremse eines Fahrzeugs abhängig von Radbremsmoment (Mbr) und Radbremsdruck (pwh), dadurch gekennzeichnet, dass über einen Radmomentensensor das Radbremsmoment (Mbr) gemessen wird.Method for determining the brake characteristic value (C p ) in a wheel brake of a vehicle as a function of wheel brake torque (M br ) and wheel brake pressure (p wh ), characterized in that the wheel brake torque (M br ) is measured via a wheel torque sensor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsenkennwert (Cp) als Verhältnis von gemessenem Radbremsmoment (Mbr) zu Radbremsdruck (pwh) gemäß der Beziehung
Figure 00070001
ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the brake characteristic value (C p ) as a ratio of measured wheel braking torque (M br ) to wheel brake pressure (p wh ) according to the relationship
Figure 00070001
is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Bremsdrucksensor der Radbremsdruck (pwh) gemessen wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that via a brake pressure sensor of the wheel brake pressure (p wh ) is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radbremsdruck (pwh) nur in Phasen berücksichtigt wird, in denen kein Radregelsystem wie zum Beispiel ein Antiblockiersystem oder ein Traktionskontrollsystem aktiv ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wheel brake pressure (p wh ) is taken into account only in phases in which no Radregelsystem such as an antilock braking system or a traction control system is active. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radbremsdruck (pwh) aus dem Bremsvordruck im Bremssystem in Phasen bestimmt wird, in denen kein Radregelsystem wie zum Beispiel ein Antiblockiersystem oder ein Traktionskontrollsystem aktiv ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wheel brake pressure (p wh ) is determined from the brake pressure in the brake system in phases in which no Radregelsystem such as an antilock braking system or a traction control system is active. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass weitere, auf das Rad wirkende Bremsmomente berücksichtigt werden, beispielsweise das Schleppmoment des Antriebsstrangs oder Bremsmomente aus einem im Antriebsstrang angeordneten Elektromotor.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that further, acting on the wheel braking moments be taken into account, for example, the drag torque of the powertrain or braking torques from one in the drive train arranged electric motor. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens zwei Radbremssysteme eines Fahrzeugs die jeweiligen Bremsenkennwerte ermittelt und die Radbremssystem radindividuell beaufschlagt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that for at least two wheel brake systems a vehicle determines the respective brake characteristics and the Radbremssystem be subjected to wheel individually. Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Control device for implementation of the method according to any one of claims 1 to 7. Bremssystem in einem Fahrzeug mit einem Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 8.Brake system in a vehicle with a control or Control device according to claim 8.
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