DE102013221084A1

DE102013221084A1 - Wheel brake device for a vehicle, sensor and / or control device for a vehicle and method for operating a wheel brake device for a vehicle

Info

Publication number: DE102013221084A1
Application number: DE201310221084
Authority: DE
Inventors: Thomas Friedrich; Armin Verhagen; Christian Motschenbacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radbremsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit einem ein magnetorheologisches oder elektrorheologisches Material (24) umfassenden Behälter, und einer magnetischen oder elektrischen Einrichtung (36), mittels welcher in dem Behälter ein magnetisches oder elektrisches Feld bewirkbar ist, dessen Feldstärkeverteilung einer vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung entspricht, wodurch eine Viskositätsänderung zumindest eines Teils des magnetorheologischen oder elektrorheologischen Materials (24) auslösbar ist und eine Abbremskraft direkt oder indirekt auf mindestens ein Rad (16) des Fahrzeugs (14) und/oder mindestens eine Radachse des Fahrzeugs (14) ausübbar ist, wobei die magnetische oder elektrische Einrichtung (36) mittels eines Steuersignals (42) so ansteuerbar ist, dass das magnetische oder elektrische Feld (72) abweichend von der vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung verstärkbar oder abschwächbar ist, wodurch die Abbremskraft steigerbar oder reduzierbar ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Sensor- und/oder Steuergerät zum Zusammenwirken mit mindestens einer Radbremsvorrichtung (10) und ein Verfahren zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug.The invention relates to a wheel brake device (10) for a vehicle, comprising a container comprising a magnetorheological or electrorheological material (24), and a magnetic or electrical device (36) by means of which a magnetic or electric field can be effected in the container, its field strength distribution a predetermined standard field strength distribution, whereby a change in viscosity of at least a portion of the magnetorheological or electrorheological material (24) is triggered and a deceleration force directly or indirectly on at least one wheel (16) of the vehicle (14) and / or at least one wheel axle of the vehicle ( 14) is exercisable, wherein the magnetic or electrical device (36) by means of a control signal (42) is controlled so that the magnetic or electric field (72) deviating from the predetermined standard field strength distribution can be amplified or attenuated, whereby the braking force steigerbar ode r is reducible. Likewise, the invention relates to a sensor and / or control unit for interacting with at least one wheel brake device (10) and a method for operating a wheel brake device (10) for a vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Sensor- und/oder Steuergerät für ein Fahrzeug zum Zusammenwirken mit mindestens einer Radbremsvorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Bremssystem für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug.The invention relates to a wheel brake device for a vehicle and a sensor and / or control device for a vehicle for interacting with at least one wheel brake device. Likewise, the invention relates to a braking system for a vehicle and a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a wheel brake device for a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 20 2006 010 656 U1 ist ein Bremssystem für Fahrzeuge oder Maschinen aller Art beschrieben. Das Bremssystem umfasst einen elastischen Behälter, welcher mit einer magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit gefüllt ist. Mittels zweier Elektroden oder eines Elektromagneten soll ein Aggregatszustand der magnetorheologischen oder elektrorheologischen Flüssigkeit veränderbar sein. Auf diese Weise soll eine Rotationsbewegung mindestens eines Rads abbremsbar sein.In the DE 20 2006 010 656 U1 is described a braking system for vehicles or machines of all kinds. The brake system comprises an elastic container filled with a magnetorheological or electrorheological fluid. By means of two electrodes or an electromagnet an aggregate state of the magnetorheological or electrorheological fluid should be changeable. In this way, a rotational movement of at least one wheel should be braked.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung schafft eine Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Sensor- und/oder Steuergerät für ein Fahrzeug zum Zusammenwirken mit mindestens einer Radbremsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6, ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Verfahren zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11. The invention provides a wheel brake device for a vehicle having the features of patent claim 1, a sensor and / or control device for a vehicle for interacting with at least one wheel brake device having the features of patent claim 6, a brake system for a vehicle having the features of claim 8, a vehicle having the features of claim 9 and a method of operating a wheel brake device for a vehicle having the features of claim 11.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen Eingriff in mindestens eine Radbremsvorrichtung zur aktiven Unterstützung des Fahrers bei der Bremsung und zur Verbesserung einer Bremsleistung. Beispielsweise kann in einer erkannten Notbremssituation mittels der vorliegenden Erfindung eine aktive Regel der mindestens einen Radbremsvorrichtung so ausgeführt werden, dass der Fahrer beim Überführen des Fahrzeugs in den Stillstand optimal unterstützt wird. Ebenso kann mittels der vorliegenden Erfindung ein Blockieren des mindestens einen Rads, insbesondere bei eine rutschigen Fahrbahn, verhindert werden. Auf diese Weise kann auch bei einer Fahrt des Fahrzeugs über Schotter oder über eine nasse Fahrbahn das Unfallrisiko signifikant reduziert werden. Vor allem kann die vorliegende Erfindung dazu eingesetzt werden, bei einer rutschigen Fahrbahn ein Wegrutschen des Fahrzeugs zu verhindern. Ebenso kann auf einer griffigen Fahrbahn ein Überbremsen des Vorderrades schnell behoben werden, bevor es zu einem Überschlag des Fahrzeugs kommt. Die vorliegende Erfindung führt somit zu mehr Sicherheit und einer verbesserten Fahrzeugbeherrschung während einer Fahrt.The present invention enables engagement in at least one wheel brake device to actively assist the driver in braking and to improve braking performance. For example, in a recognized emergency braking situation by means of the present invention, an active rule of the at least one wheel brake device can be carried out in such a way that the driver is optimally supported when transferring the vehicle to a standstill. Likewise, by means of the present invention, blocking of the at least one wheel, in particular on a slippery roadway, can be prevented. In this way, the accident risk can be significantly reduced even when driving the vehicle over gravel or on a wet road. Above all, the present invention can be used to prevent slippage of the vehicle on a slippery road surface. Likewise, overbraking of the front wheel can be quickly remedied on a rough road before it comes to a rollover of the vehicle. The present invention thus results in more safety and improved vehicle control during a journey.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Radbremsvorrichtung umfasst der Behälter zumindest ein erstes Behälterteil und ein zweites Behälterteil, wobei das erste Behälterteil an einer ersten Komponente des Fahrzeugs anbringbar ist und das zweite Behälterteil an einer zweiten Komponente des Fahrzeugs, welche in Bezug zu der ersten Komponente in eine Rotationsbewegung um die mindestens eine Radachse des Fahrzeugs versetzbar ist, anbringbar ist, und das erste Behälterteil und das zweite Behälterteil derart aneinander befestigt sind, dass das zweite Behälterteil mittels der in die Rotationsbewegung versetzten zweiten Komponente in Bezug zu dem ersten Behälterteil rotierbar ist, und wobei das erste Behälterteil und das zweite Behälterteil jeweils zumindest teilweise aus einem magnetisch oder elektrisch leitfähigen Material so gebildet sind, dass mittels der Viskositätsänderung zumindest des Teils des magnetorheologischen oder elektrorheologischen Materials ein Kraftschluss zumindest zwischen dem ersten Behälterteil und dem zweiten Behälterteil generierbar ist, mittels welchem die Abbremskraft auf das mindestens eine Rad und/oder die mindestens eine Radachse indirekt ausübbar ist. Der Behälter ist somit auf einfache Weise baulich so ausbildbar, dass über eine Variierung des in dem Behälter vorliegenden magnetischen oder elektrischen Felds die Abbremskraft mitvariierbar ist.In an advantageous embodiment of the wheel brake device, the container comprises at least a first container part and a second container part, wherein the first container part is attachable to a first component of the vehicle and the second container part to a second component of the vehicle, which with respect to the first component in a Rotation movement about the at least one wheel axle of the vehicle is displaceable, attachable, and the first container part and the second container part are fastened to each other such that the second container part is rotatable by means of the offset in the rotational movement second component with respect to the first container part, and wherein the first container part and the second container part are each formed at least partially from a magnetically or electrically conductive material such that by means of the change in viscosity of at least the part of the magnetorheological or electrorheological material a frictional connection can be generated at least between the first container part and the second container part, by means of which the deceleration force on the at least one wheel and / or the at least one wheel axle is indirectly exercisable. The container is thus structurally so easily formed that the deceleration force is mitvariierbar a variation of the present in the container magnetic or electric field.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die magnetische oder elektrische Einrichtung über einen Seilzug oder über eine hydraulische Anbindung an das Bremsbetätigungselement anbindbar oder angebunden. Somit kann die Fahrerbremskraft direkt zum Aufbauen des magnetischen oder elektrischen Felds mit der Standard-Feldstärke genutzt werden. Beispielsweise kann in diesem Fall ein Aufbau des Felds über ein Hineinziehen eines Permanentmagneten in einen magnetischen Kreis erfolgen. Eine elektrische Energie wird somit nicht benötigt. Selbst bei einem Totalausfall einer Elektronik des Fahrzeugs kann der Fahrer somit sein Fahrzeug noch verlässlich mittels der Fahrerbremskraft in den Stillstand bringen. Außerdem reduziert die direkte Nutzbarkeit der Fahrerbremskraft zum Aufbauen des magnetischen oder elektrischen Felds mit der Standard-Feldstärke einen Energieverbrauch des Fahrzeugs.In a further advantageous embodiment, the magnetic or electrical device can be connected or connected via a cable pull or via a hydraulic connection to the brake actuating element. Thus, the driver braking force can be used directly to build up the magnetic or electric field with the standard field strength. For example, in this case a structure of the field can take place by pulling a permanent magnet into a magnetic circuit. An electrical energy is thus not needed. Even with a total failure of an electronics of the vehicle, the driver can thus bring his vehicle still reliably by means of the driver brake power to a standstill. In addition, the direct usability of the driver braking force to build up the magnetic or electric field with the standard field strength reduces power consumption of the vehicle.

Beispielsweise umfasst die als magnetische Einrichtung ausgelegte magnetische oder elektrische Einrichtung einen Permanentmagneten, welcher derart an das Bremsbetätigungselement anbindbar oder angebunden ist, dass der Permanentmagnet mittels der Betätigung des Bremsbetätigungselements in Bezug zu einem Eisenkern der magnetischen Einrichtung verstellbar ist, wobei an dem Eisenkern eine Spule der magnetischen Einrichtung angeordnet ist, deren Stromquelle mittels des Steuersignals ansteuerbar ist. Eine derart ausgebildete Radbremsvorrichtung ist leicht mittels eines Seilzugs oder mittels einer hydraulischen Anbindung an das Bremsbetätigungselement anbindbar.For example, the magnetic or electrical device designed as a magnetic device comprises a permanent magnet which can be connected or connected to the brake actuating element in such a way that the permanent magnet acts by means of the actuation of the brake actuating element in relation to an iron core of the magnetic Device is adjustable, wherein on the iron core, a coil of the magnetic device is arranged, the current source is controlled by means of the control signal. Such trained wheel brake device is easily connected by means of a cable or by means of a hydraulic connection to the brake actuator.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die als elektrische Einrichtung ausgelegte magnetische oder elektrische Einrichtung eine Spannungsquelle, mittels welcher eine variierbare Spannung zwischen einer an dem ersten Gehäuseteil ausgebildeten ersten Elektrode und einer an dem zweiten Gehäuseteil ausgebildeten zweiten Elektrode anlegbar ist, und welche mittels eines von der Bremsbetätigungselektronik des Bremsbetätigungselements bereitgestellten Bremsbetätigungsstärkesignals und mittels des Steuersignals ansteuerbar ist. Die hier beschriebene Radbremsvorrichtung ist kostengünstig und mittels einfach ausführbarer Verfahrensschritte herstellbar. In a further advantageous embodiment, the magnetic or electrical device designed as an electrical device comprises a voltage source, by means of which a variable voltage can be applied between a first electrode formed on the first housing part and a second electrode formed on the second housing part, and which by means of one of Brake actuation electronics of the brake actuator provided Bremsbetätigungsstärkesignals and can be controlled by means of the control signal. The wheel brake device described here is inexpensive and can be produced by means of easily executable method steps.

Die vorausgehend ausgeführten Vorteile sind auch bei einem Einsatz des Sensor- und/oder Steuergeräts für ein Fahrzeug zum Zusammenwirken mit mindestens einer derartigen Radbremsvorrichtung gewährleistet.The above-mentioned advantages are also ensured when using the sensor and / or control device for a vehicle for interacting with at least one such wheel brake device.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung mindestens eines Drehgeschwindigkeitssignals bezüglich mindestens einer Drehgeschwindigkeit des mindestens einen Rads des Fahrzeugs, eines Geschwindigkeitssignals bezüglich einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eines Beschleunigungssignals bezüglich einer Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder eines Hinderniswarnsignals bezüglich eines vor dem Fahrzeug detektierten Hindernisses als das mindestens eine Sensorsignal eine Soll-Größe bezüglich einer Soll-Verstärkung oder Soll-Abschwächung des von der magnetischen oder elektrischen Einrichtung generierbaren magnetischen oder elektrischen Felds festzulegen und das der Soll-Größe entsprechende Steuersignal an die magnetische oder elektrische Einrichtung bereitzustellen. Somit kann das Sensor- und/oder Steuergerät beispielsweise eine ABS-Funktionalität ausführen. Durch eine Auswertung/einen Vergleich der Drehgeschwindigkeiten der Räder des Fahrzeugs ist ein Wegrutschen der Räder verhinderbar. Ebenso kann mittels einer Auswertung des Geschwindigkeitssignals und/oder des Beschleunigungssignals ein Unfallrisiko signifikant reduziert werden. Des Weiteren kann als Reaktion auf ein Hinderniswarnsignal mittels einer Verstärkung des von der magnetischen oder elektrischen Einrichtung generierbaren magnetischen oder elektrischen Felds ein schnelleres Abbremsen des Fahrzeugs erreicht werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die hier aufgezählten Beispiele für die mittels des Sensor- und/oder Steuergeräts auswertbaren/berücksichtigbaren Signale lediglich beispielhaft zu interpretieren sind. Preferably, the evaluation device is designed, taking into account at least one rotational speed signal with respect to at least one rotational speed of the at least one wheel of the vehicle, a speed signal relating to a speed of the vehicle, an acceleration signal relating to an acceleration of the vehicle and / or an obstacle warning signal with respect to an obstacle detected in front of the vehicle as the at least one sensor signal set a desired size with respect to a nominal gain or target attenuation of the magnetic or electric device can be generated by the magnetic or electric field and to provide the target size corresponding control signal to the magnetic or electrical device. Thus, the sensor and / or controller, for example, perform an ABS functionality. By evaluating / comparing the rotational speeds of the wheels of the vehicle slipping of the wheels can be prevented. Likewise, an accident risk can be significantly reduced by means of an evaluation of the speed signal and / or the acceleration signal. Furthermore, a faster deceleration of the vehicle can be achieved in response to an obstacle warning signal by amplifying the magnetic or electric field that can be generated by the magnetic or electrical device. It is pointed out, however, that the examples listed here for the signals which can be evaluated / taken into account by means of the sensor and / or control device are to be interpreted as examples only.

Auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einer derartigen Radbremsvorrichtung und mindestens einem entsprechenden Sensor- und/oder Steuergerät realisiert die oben beschriebenen Vorteile. Somit steigert die vorliegende Erfindung einen Sicherheitsstandard des damit ausgestatteten Bremssystems gegenüber einem Sicherheitsstandard von herkömmlichen Scheiben-, Trommel- und Felgenbremsen. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung einen verbesserten Sicherheitsstandard gewährleistet, ohne dass dazu eine Bremskraftbegrenzung, beispielsweise in einem Seilzug oder indirekt über eine Einstellung eines Betätigungswegs am Bremshebel, notwendig ist.A brake system for a vehicle having at least one such wheel brake device and at least one corresponding sensor and / or control device realizes the advantages described above. Thus, the present invention increases a safety standard of the brake system thus equipped over a safety standard of conventional disc, drum and rim brakes. It should also be noted that the present invention provides an improved safety standard without the need for a brake force limitation, for example in a cable or indirectly via an adjustment of an actuation path on the brake lever is necessary.

Ebenso sind die Vorteile sicherstellbar durch Nutzung eines Fahrzeugs mit mindestens einer derartigen Radbremsvorrichtung und/oder mindestens einem entsprechenden Sensor- und/oder Steuergerät. Likewise, the advantages can be ensured by using a vehicle with at least one such wheel brake device and / or at least one corresponding sensor and / or control device.

Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Elektrofahrrad, ein Pedelec, ein Zweirad, ein Fahrrad oder ein Dreirad sein. Auch als motorisiertes Zweirad kann das Fahrzeug ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung kann insbesondere dazu genutzt werden, das Risiko eines Überschlags eines derartigen Fahrzeugs über einen Vorderlenker zu verhindern. The vehicle may be, for example, an electric bicycle, a pedelec, a bicycle, a bicycle or a tricycle. Also as a motorized bicycle, the vehicle may be formed. The present invention can be used in particular to prevent the risk of a rollover of such a vehicle via a front link.

Des Weiteren gewährleistet auch ein Ausführen des korrespondierenden Verfahrens zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug die oben beschriebenen Vorteile. Das Verfahren ist entsprechend der bereits beschriebenen Ausführungsformen weiterbildbar.Further, performing the corresponding method of operating a wheel brake device for a vehicle also ensures the advantages described above. The method can be further developed according to the embodiments already described.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:Further features and advantages of the present invention will be explained below with reference to the figures. Show it:

1a und 1b schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des Bremssystems; 1a and 1b schematic representations of a first embodiment of the brake system;

2a und 2b schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems; und 2a and 2 B schematic representations of a second embodiment of the brake system; and

3 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug. 3 a flowchart for explaining an embodiment of the method for operating a wheel brake device for a vehicle.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1a und 1b zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform des Bremssystems. 1a and 1b show schematic representations of a first embodiment of the brake system.

Das in 1a schematisch dargestellte Bremssystem umfasst mindestens eine Radbremsvorrichtung 10 und ein Sensor- und/oder Steuergerät 12. In der Ausführungsform der 1a und 1b ist das Bremssystem zum Abbremsen eines als Elektrofahrrad 14 (E-Bike) ausgebildeten Fahrzeugs 14 ausgelegt. Entsprechend kann das Bremssystem jedoch auch zum Abbremsen eines Pedelecs oder eines Zweirads, wie insbesondere eines motorisierten Zweirads, ausgelegt sein. Das Bremssystem eignet sich somit besonders zum Abbremsen von Fahrzeugtypen, welche gegenüber reinmuskelbetätigten Fahrzeugen eine deutlich höhere Durchschnittsgeschwindigkeit erreichen können. Wie unten genauer ausgeführt wird, kann das Bremssystem trotz dieser höheren Durchschnittsgeschwindigkeit ein Unfallrisiko eines derartigen motorisierten Fahrzeugs 14 signifikant senken. Außerdem nutzt das Bremssystem den Vorteil, dass bei einem Elektrofahrrad 14, einem Pedelec oder einem motorisierten Zweirad eine elektrische Energiequelle zur Verfügung steht, welche einen Einsatz von Sensorelektroniken und des Sensor- und/oder Steuergeräts 12 wesentlich vereinfacht. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass das Bremssystem auch für ein reinmuskelbetätigtes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Fahrrad, einsetzbar ist. Auch die Ausstattung des Elektrofahrrads/Fahrzeugs 14 mit zwei Rädern 16 ist lediglich beispielhaft zu interpretieren. Das Bremssystem kann z.B. auch für ein Dreirad genutzt werden. Außerdem ist das Bremssystem so weiterbildbar, dass es auch für ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern verwendbar ist.This in 1a schematically illustrated brake system comprises at least one wheel brake device 10 and a sensor and / or controller 12 , In the embodiment of the 1a and 1b is the braking system for braking as an electric bicycle 14 (E-bike) trained vehicle 14 designed. However, the brake system may also be designed to brake a pedelec or a two-wheeler, in particular a motorized two-wheeler. The braking system is therefore particularly suitable for braking vehicle types, which can achieve a significantly higher average speed compared to purely muscle-operated vehicles. As will be explained in more detail below, despite this higher average speed, the braking system may present an accident risk of such a motorized vehicle 14 significantly lower. In addition, the braking system uses the advantage of having an electric bicycle 14 , a pedelec or a motorized two-wheeled electric power source is available, which is an application of sensor electronics and the sensor and / or control unit 12 considerably simplified. It should be noted, however, that the braking system can also be used for a purely muscle-operated vehicle, such as a bicycle. Also the equipment of the electric bicycle / vehicle 14 with two wheels 16 is to be interpreted only as an example. The brake system can also be used for a tricycle, for example. In addition, the braking system can be further developed so that it can also be used for a motor vehicle with four wheels.

In der Ausführungsform der 1a und 1b weist das mit dem Bremssystem ausgestattete Fahrzeug 14 an jedem Rad 16 jeweils einen Drehzahlsensor 18 auf. Der jeweilige Drehratensensor 18 ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass er eine Drehrate eines zugeordneten Rads 16 um mindestens zwei, insbesondere um mindestens drei Achsen, bestimmen kann. Außerdem sind ein Beschleunigungssensor, ein Geschwindigkeitssensor und ein Einfederungswegsensor in das Sensor- und/oder Steuergerät 12 integriert, wobei der Beschleunigungssensor vorzugsweise zweidimensional ausgelegt ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausstattung des Fahrzeugs 14 mit diesen Sensoren 18, deren Anbringpositionen und die Nutzung ihrer Signale lediglich beispielhaft zu interpretieren ist.In the embodiment of the 1a and 1b indicates the vehicle equipped with the braking system 14 on every bike 16 one speed sensor each 18 on. The respective rotation rate sensor 18 is preferably designed such that it has a rotation rate of an associated wheel 16 can determine by at least two, in particular by at least three axes. In addition, an acceleration sensor, a speed sensor and a jounce stroke sensor are incorporated in the sensor and / or controller 12 integrated, wherein the acceleration sensor is preferably designed two-dimensional. It is noted, however, that the equipment of the vehicle 14 with these sensors 18 whose mounting positions and the use of their signals are only to be interpreted as examples.

Die in 1a lediglich mittels ihrer Anbringposition wiedergegebene Radbremsvorrichtung 10 ist in 1b schematisch dargestellt. Die Radbremsvorrichtung 10 weist einen Behälter auf, von welchem jedoch nur ein erstes Behälterteil 20 und ein zweites Behälterteil 22 skizziert sind. Der Behälter umgibt ein magnetorheologisches Material 24. Unter dem magnetorheologischen Material 24 kann insbesondere eine magnetorheologische Flüssigkeit verstanden werden. Ein geeignetes magnetorheologisches Material 24 ist z.B. eine Suspension aus feinen, magnetisch polarisierten Partikeln in einer Trägerflüssigkeit. Beispielsweise kann Carbonyl-Eisenpulver mit einem Partikeldurchmesser von einigen Mikrometer eingesetzt werden. Die Trägerflüssigkeit kann insbesondere eine Öl-basierte Trägerflüssigkeit sein. Für das magnetorheologische Material 24 können jedoch auch andere Chemikalien eingesetzt werden.In the 1a only reproduced by means of their mounting position wheel brake 10 is in 1b shown schematically. The wheel brake device 10 has a container, of which, however, only a first container part 20 and a second container part 22 are sketched. The container surrounds a magnetorheological material 24 , Under the magnetorheological material 24 In particular, a magnetorheological fluid can be understood. A suitable magnetorheological material 24 is, for example, a suspension of fine, magnetically polarized particles in a carrier liquid. For example, carbonyl iron powder having a particle diameter of several micrometers can be used. The carrier liquid may in particular be an oil-based carrier liquid. For the magnetorheological material 24 However, other chemicals can be used.

Beispielhaft sind in der Ausführungsform der 1a und 1b das erste Behälterteil 20 und das zweite Behälterteil 22 (welche der Behälter zumindest umfasst) so ausgebildet, dass das erste Behälterteil 20 an einer ersten Komponente 26 des Fahrzeugs 14 und das zweite Behälterteil 22 an einer anderen zweiten Komponente 28 des Fahrzeugs 14 anbringbar sind. Außerdem ist die zweite Komponente 28 in Bezug zu der ersten Komponente 26 in eine Rotationsbewegung um die mindestens eine Radachse des Fahrzeugs 14 versetzbar. Unter der zweiten Komponente 28 kann somit ein Fahrzeugteil verstanden werden, welches bei einer Drehbewegung zumindest eines benachbarten Rads 16 mitrotierbar ist. Das zweite Behälterteil 22 kann damit mittels einer Drehbewegung des jeweiligen Rads 16 mitrotiert werden. Die zweite Komponente 28 kann beispielsweise eine Radnabe 28 sein. By way of example, in the embodiment of the 1a and 1b the first container part 20 and the second container part 22 (Which the container at least includes) designed so that the first container part 20 at a first component 26 of the vehicle 14 and the second container part 22 at another second component 28 of the vehicle 14 are attachable. In addition, the second component 28 in relation to the first component 26 in a rotational movement about the at least one wheel axle of the vehicle 14 movable. Under the second component 28 Thus, a vehicle part can be understood, which at a rotational movement of at least one adjacent wheel 16 mitrotierbar is. The second container part 22 can thus by means of a rotary movement of the respective wheel 16 be co-rotated. The second component 28 For example, a wheel hub 28 be.

Vorzugsweise wird eine Stellung der ersten Komponente 26 durch die Drehbewegung des mindestens einen Rads 16 nicht beeinträchtigt. Die erste Komponente 26 kann somit als eine feste Komponente 26 des Fahrzeugs 14 bezeichenbar sein. Die erste Komponente 26 kann benachbart zu der zweiten Komponente 28 liegen. Beispielsweise kann die erste Komponente 26 des Fahrzeugs 14 als Zweiradgabel 26 ausgebildet sein. Zum Befestigen der Behälterteile 20 und 22 an den Komponenten 26 und 28 können beispielsweise Befestigungsschrauben 30 eingesetzt werden.Preferably, a position of the first component 26 by the rotational movement of the at least one wheel 16 not impaired. The first component 26 can thus be considered a solid component 26 of the vehicle 14 be denominatable. The first component 26 may be adjacent to the second component 28 lie. For example, the first component 26 of the vehicle 14 as a bicycle fork 26 be educated. For attaching the container parts 20 and 22 on the components 26 and 28 For example, fixing screws 30 be used.

Außerdem sind in der Ausführungsform der 1a und 1b das erste Behälterteil 20 und das zweite Behälterteil 22 derart aneinander befestigt, dass das zweite Behälterteil 22 mittels der in die Rotationsbewegung versetzten zweiten Komponente 28 in Bezug zu dem ersten Behälterteil 20 rotierbar ist. Für die Radbremsvorrichtung 10 sind somit ein drehbarer Abschnitt 32 und in ein fester Abschnitt 34 definierbar. Es wird darauf hingewiesen, dass die Behälterteile 20 und 22 derart aneinander befestigbar/befestigt sind, dass trotz der Rotierbewegung des zweiten Behälterteils 22 in Bezug zu dem ersten Behälterteil 20 kein Austreten des magnetorheologischen Materials 24 zu befürchten ist. Insbesondere können die beiden Behälterteile 20 und 22 so aneinander anordbar/angeordnet sein, dass sie das mit dem magnetorheologische Material 24 befüllte Innenvolumen des Behälters begrenzen. Die Behälterteile 20 und 22 können dabei in einem direkten Kontakt mit dem magnetorheologischen Material 24 vorliegen.In addition, in the embodiment of the 1a and 1b the first container part 20 and the second container part 22 so attached to each other that the second container part 22 by means of the offset in the rotational movement of the second component 28 in relation to the first container part 20 is rotatable. For the wheel brake device 10 are thus a rotatable section 32 and into a solid section 34 definable. It should be noted that the container parts 20 and 22 be fastened / fastened to each other in such a way that despite the rotational movement of the second container part 22 in relation to the first container part 20 no leakage of the magnetorheological material 24 is to be feared. In particular, the two container parts 20 and 22 be so arranged / arranged to each other that they with the magnetorheological material 24 limit filled internal volume of the container. The container parts 20 and 22 can be in direct contact with the magnetorheological material 24 available.

Das erste Behälterteil 20 und das zweite Behälterteil 22 können jeweils zumindest teilweise aus einem (magnetisch oder elektrisch) leitfähigen Material gebildet sein. Eine Viskositätsänderung zumindest eines Teils des magnetorheologischen Materials 24 bewirkt in diesem Fall einen Kraftschluss zumindest zwischen dem ersten Behälterteil 20 und dem zweiten Behälterteil 22, mittels welchem eine Abbremskraft auf das mindestens eine Rad 16 und/oder mindestens eine Radachse des Fahrzeugs 14 indirekt ausübbar ist. Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele für die Behälterteile 20 und 22 sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.The first container part 20 and the second container part 22 may each be at least partially formed of a (magnetic or electrically) conductive material. A change in viscosity of at least part of the magnetorheological material 24 causes in this case a frictional connection at least between the first container part 20 and the second container part 22 , by means of which a braking force on the at least one wheel 16 and / or at least one wheel axle of the vehicle 14 indirectly exercisable. The embodiments described here for the container parts 20 and 22 are to be interpreted only as an example.

Die Radbremsvorrichtung 10 umfasst auch eine magnetische Einrichtung 36. Die magnetische Einrichtung 36 ist derart an einem Bremsbetätigungselement 38 des Fahrzeugs 14 und/oder einer (nicht skizzierten) Bremsbetätigungselektronik des Bremsbetätigungselements 38 anbindbar oder angebunden, dass mittels der magnetischen Einrichtung 36 in dem Behälter ein magnetisches Feld bewirkbar/generierbar ist. Eine Feldstärkeverteilung des magnetischen Felds kann einer vorgegebenen Standard-Feldstärkeverteilung gemäß einer Bremsbetätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 38 und einer vorgegebenen Bremsbetätigungsstärke-Feldstärkeverteilung-Relation entsprechen. Beispielsweise ist mittels einer auf das Bremsbetätigungselement 38 aufgebrachten Fahrerbremskraft die magnetische Einrichtung 36 derart betätigbar oder ansteuerbar, dass mittels der betätigten oder angesteuerten magnetischen Einrichtung 36 das magnetische Feld mit der vorgegebenen Standard-Feldstärkeverteilung in dem Behälter bewirkbar ist. Dies ist auf einfache Weise gewährleistbar, indem die magnetische Einrichtung 36 über einen Seilzug 40 oder über eine hydraulische Anbindung an das Bremsbetätigungselement 38 angebunden wird. Die hier aufgezählten Möglichkeiten zur Anbindung der magnetischen Einrichtung 36 an das Bremsbetätigungselement 38 sind jedoch nicht einschränkend.The wheel brake device 10 also includes a magnetic device 36 , The magnetic device 36 is so on a brake actuator 38 of the vehicle 14 and / or a (not shown) brake actuation electronics of the brake actuator 38 connectable or tethered that by means of the magnetic device 36 in the container, a magnetic field can be effected / generated. A field strength distribution of the magnetic field may be a predetermined standard field strength distribution according to a brake operation amount of an operation of the brake operating member 38 and a predetermined brake operating force-field strength distribution relation. For example, by means of a on the brake actuator 38 applied driver brake force the magnetic device 36 actuated or controllable such that by means of the actuated or driven magnetic device 36 the magnetic field with the predetermined standard field strength distribution in the container is effected. This is easily ensured by the magnetic device 36 via a cable 40 or via a hydraulic connection to the brake actuator 38 is connected. The options listed here for connecting the magnetic device 36 to the brake actuator 38 however, are not limiting.

In der Ausführungsform der 1a und 1b ist das Bremsbetätigungselement 38 als Bremshebel 38 ausgebildet. Eine derartige Ausbildung des Bremsbetätigungselements 38 ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.In the embodiment of the 1a and 1b is the brake actuator 38 as a brake lever 38 educated. Such a design of the brake actuator 38 is to be interpreted only as an example.

Mittels des magnetischen Felds ist eine Viskositätsänderung zumindest eines Teils des magnetorheologischen Materials 24 auslösbar. Der Behälter ist derart an dem Fahrzeug 14 anordbar und so ausgelegt, dass mittels der Viskositätsänderung zumindest des Teils des magnetorheologischen Materials 24 eine Abbremskraft (direkt oder indirekt) auf das mindestens eine Rad 16 des Fahrzeugs 14 und/oder die mindestens eine Radachse des Fahrzeugs 14 ausübbar ist. Sofern in dem Behälter das magnetische Feld mit der vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung vorliegt, kann die Abbremskraft einer vorgegebenen Standart-Abbremskraft gemäß der Bremsbetätigungsstärke und einer vorgegebenen Bremsbetätigungsstärke-Abbremskraft-Relation entsprechen.By means of the magnetic field is a change in viscosity of at least part of the magnetorheological material 24 triggered. The container is so on the vehicle 14 be arranged and designed so that by means of the change in viscosity of at least the part of the magnetorheological material 24 a deceleration force (directly or indirectly) on the at least one wheel 16 of the vehicle 14 and / or the at least one wheel axle of the vehicle 14 exercisable. If the container has the magnetic field with the predetermined standard field strength distribution, the deceleration force may correspond to a predetermined standard deceleration force according to the brake actuation force and a predetermined brake actuation force deceleration force relation.

Die magnetische Einrichtung 36 ist auch mittels eines von dem Sensor- und/oder Steuergerät 12 bereitgestellten Steuersignals 42 so ansteuerbar, dass das magnetische Feld abweichend von der vorgegebenen Standard-Feldstärkeverteilung verstärkbar oder abschwächbar ist. Die auf das mindestens eine Rad 16 und/oder die mindestens eine Radachse direkt oder indirekt ausübbare Abbremskraft ist damit wahlweise steigerbar oder reduzierbar. Wie unten anhand von Beispielen ausgeführt wird, kann auf diese Weise sowohl eine Blockierung des mindestens einen Rads 16 aufgehoben als auch ein schnelleres Abbremsen des Fahrzeugs 14 erreicht werden.The magnetic device 36 is also by means of one of the sensor and / or controller 12 provided control signal 42 be controlled so that the magnetic field can be amplified or attenuated deviating from the predetermined standard field strength distribution. The on the at least one wheel 16 and / or the at least one wheel axle directly or indirectly exercisable deceleration force is thus either steigerbar or reducible. As will be explained below by means of examples, in this way both a blockage of the at least one wheel 16 canceled as well as a faster braking of the vehicle 14 be achieved.

Das zur Ausgabe des Steuersignals 42 genutzte Sensor- und/oder Steuergerät 12 kann extern von der Radbremsvorrichtung 10 am Fahrzeug 14 angeordnet sein (siehe 1a) oder in die Radbremsvorrichtung 10 integriert sein. Somit ist eine große Freiheit beim Anordnen des Sensor- und/oder Steuergeräts 12 am Fahrzeug 14 gewährleistet. The output of the control signal 42 used sensor and / or control unit 12 can be external from the wheel brake device 10 at the vehicle 14 be arranged (see 1a ) or in the wheel brake device 10 be integrated. Thus, a great freedom in arranging the sensor and / or control device 12 at the vehicle 14 guaranteed.

Das Sensor- und/oder Steuergerät 12 hat eine Auswerteeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung mindestens eines (nicht skizzierten) Sensorsignals mindestens eines externen oder internen Sensors 18 das Steuersignal 42 an die (mindestens eine) magnetische Einrichtung 36 der (mindestens einen) Radbremsvorrichtung 10 des Fahrzeugs 14 auszugeben. Durch das (mittels des Sensorund/oder Steuergeräts 12 realisierte) Mitberücksichtigen des mindestens einen Sensorsignals des mindestens einen Sensors 18 ist eine verbesserte Dosierung der auf das mindestens eine Rad 16 und/oder die mindestens eine Radachse ausgeübten Abbremskraft in (nahezu) jeder Situation möglich. Dies verbessert die Fahrzeugbeherrschung und steigert eine Abbremssicherheit beim Abbremsen des Fahrzeugs 14.The sensor and / or control unit 12 has an evaluation device which is designed, taking into account at least one (not outlined) sensor signal of at least one external or internal sensor 18 the control signal 42 to the (at least one) magnetic device 36 the (at least one) wheel brake device 10 of the vehicle 14 issue. By (by means of the sensor and / or controller 12 realized) taking into account the at least one sensor signal of the at least one sensor 18 is an improved dosage of the at least one wheel 16 and / or the at least one wheel axle exerted braking force in (almost) every situation possible. This improves the vehicle control and increases Abbremssicherheit when braking the vehicle 14 ,

Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung des mindestens einen Sensorsignals eine Soll-Größe bezüglich einer Soll-Verstärkung oder Soll-Abschwächung des von der magnetischen Einrichtung 36 generierbaren magnetischen Felds festzulegen und anschließend das der Soll-Größe entsprechende Steuersignal 42 an die magnetische Einrichtung 36 bereitzustellen. Beispielsweise kann mindestens ein von dem mindestens einen Drehgeschwindigkeitssensor 18 bereitgestelltes Drehgeschwindigkeitssignal bezüglich mindestens einer Drehgeschwindigkeit des mindestens einen Rads 16 des Fahrzeugs 14 von der Auswerteeinrichtung entsprechend ausgewertet werden. Das Sensor- und/oder Steuergerät 12 kann somit eine ABS-Funktionalität ausführen, um eine Blockierung des mindestens einen Rads 16 des Fahrzeugs 14 zu verhindern. Auf diese Weise kann auch ein Wegrutschen des mindestens einen Rads 16 noch rechtzeitig verhindert werden. Ebenso kann mittels der Auswerteeinrichtung bei einem zu hohen Kraftschluss am Vorderrad das zu hohe Drehmoment um die Vorderachse so schnell behoben werden, dass ein Überschlag des Fahrers über einen Vorderlenker des Fahrzeugs 14 nicht zu befürchten ist. Auch durch ein Berücksichtigen eines Geschwindigkeitssignals bezüglich einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 und/oder eines Beschleunigungssignals bezüglich einer Beschleunigung des Fahrzeugs 14 als das mindestens eine Sensorsignal kann ein Stürzen des Fahrers verhindert werden. Außerdem gewährleistet ein derartiges Auswerten der hier beschriebenen Sensorsignale eine bessere Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 14 beim Bremsen auf rutschigen Untergründen, wie beispielsweise bei einem Bremsen auf Schotter oder bei einem Bremsen auf einer nassen Fahrbahn. Des Weiteren kann durch die mittels des Berücksichtigens der Sensorsignale optimierbare Bremskraftverteilung ein Bremsweg des Fahrzeugs 14 verkürzt werden. Durch das Berücksichtigen eines Hinderniswarnsignals bezüglich eines vor dem Fahrzeug 14 detektierten Hindernisses kann außerdem die auf mindestens ein Rad 16 ausgeübte Bremskraft in einer Notbremssituation schnell so verstärkt werden, dass das Fahrzeug 14 noch rechtzeitig in den Stillstand überführbar ist. Das Zusammenwirken der Radbremsvorrichtung 10 mit dem Sensor- und/oder Steuergerät 12 realisiert somit ein Bremssystem, welches nicht nur steuernd, sondern auch regelnd ist.The evaluation device is preferably designed, taking into account the at least one sensor signal, a desired value with respect to a desired gain or nominal attenuation of the magnetic device 36 set and then generated the control signal corresponding to the target size 42 to the magnetic device 36 provide. For example, at least one of the at least one rotational speed sensor 18 provided rotational speed signal with respect to at least one rotational speed of the at least one wheel 16 of the vehicle 14 be evaluated by the evaluation accordingly. The sensor and / or control unit 12 can thus perform an ABS functionality to block the at least one wheel 16 of the vehicle 14 to prevent. In this way, also a slipping of the at least one wheel 16 be prevented in time. Likewise, by means of the evaluation device at too high a frictional connection on the front wheel, the excessively high torque about the front axle can be corrected so quickly that a rollover of the driver via a front link of the vehicle 14 is not to be feared. Also by considering a speed signal with respect to a speed of the vehicle 14 and / or an acceleration signal relating to an acceleration of the vehicle 14 as the at least one sensor signal, a crash of the driver can be prevented. In addition, such an evaluation of the sensor signals described here ensures a better controllability of the vehicle 14 when braking on slippery surfaces, such as when braking on gravel or when braking on a wet road. Furthermore, the braking force distribution of the vehicle can be optimized by means of the braking force distribution that can be optimized by taking the sensor signals into account 14 be shortened. By considering an obstacle warning signal with respect to one in front of the vehicle 14 Detected obstacle may also affect at least one wheel 16 applied braking force in an emergency braking situation can be quickly amplified so that the vehicle 14 can be transferred to standstill in time. The interaction of the wheel brake device 10 with the sensor and / or control unit 12 thus realizes a braking system, which is not only controlling, but also regulating.

In der Ausführungsform der 1a und 1b umfasst die magnetische Einrichtung 36 einen Permanentmagneten 44, welcher derart an das Bremsbetätigungselement 38 anbindbar/angebunden ist, dass der Permanentmagnet 44 mittels der Betätigung des Bremsbetätigungselements 38/der Fahrerbremskraft in Bezug zu einem Eisenkern 46 der magnetischen Einrichtung 36 verstellbar ist. Der Permanentmagnet 44 ist beispielsweise zusammen mit einem daran befestigten Eisenklotz 48 (z.B. entlang einer senkrecht durch das Joch des Eisenkerns 46 verlaufenden Gerade 50) entgegen einer Kraft einer Rückstellfeder 52 so verstellbar, dass der Permanentmagnet 44 die zuvorige Lage des Eisenklotzes 48 in dem Joch des Magnetkerns 46 einnimmt. In the embodiment of the 1a and 1b includes the magnetic device 36 a permanent magnet 44 , which in such a way to the brake actuator 38 connectable / tethered is that the permanent magnet 44 by means of the actuation of the brake actuation element 38 / the driver's braking force with respect to an iron core 46 the magnetic device 36 is adjustable. The permanent magnet 44 is for example together with an iron block attached to it 48 (For example, along a perpendicular through the yoke of the iron core 46 running straight line 50 ) against a force of a return spring 52 so adjustable that the permanent magnet 44 the previous position of the iron block 48 in the yoke of the magnetic core 46 occupies.

In einer Ausgangslage der magnetischen Einrichtung 36 ist der Eisenkern 46 über den Eisenklotz 48 geschlossen. Im Eisenkern 46 liegt in einer derartigen Situation kein Magnetfeld vor, weshalb das magnetorheologische Material 24 einen vergleichsweise kleinen Fließwiderstand hat. Mittels der Fahrerbremskraft kann der Permanentmagnet 44 anstelle des Eisenklotzes 48 in den Eisenkern 46 verschoben werden, wodurch ein zunehmender Kraftschluss zwischen dem drehbaren Abschnitt 32 und dem festen Abschnitt 34 bewerkstelligbar ist. Dies resultiert in einer Abbremsung des drehbaren Abschnitts 32, wodurch auch das zugeordnete Rad 16 abgebremst wird und das Fahrzeug seine Geschwindigkeit verringert.In a starting position of the magnetic device 36 is the iron core 46 over the iron block 48 closed. In the iron core 46 is in such a situation no magnetic field, which is why the magnetorheological material 24 has a comparatively small flow resistance. By means of the driver braking force, the permanent magnet 44 instead of the iron block 48 in the iron core 46 be shifted, creating an increasing frictional connection between the rotatable section 32 and the solid section 34 can be accomplished. This results in a deceleration of the rotatable portion 32 , whereby also the assigned wheel 16 is slowed down and the vehicle reduces its speed.

Bei einem Nachlassen der Fahrerbremskraft kann der Permanentmagnet 44 anschließend mittels der Rückstellfeder 52 aus dem Eisenkern 46 herausgezogen werden, wodurch der Eisenklotz 48 in den Eisenkern 46 zurückverstellt wird. Eine nachlassende Betätigung des Bremsbetätigungselements 38 bewirkt damit eine Reduzierung des in dem Behälter vorliegenden Magnetfelds. Dies löst eine Reduzierung des Fließwiderstands des magnetorheologischen Materials 24 aus, wodurch kaum noch eine Bremswirkung auf das zugeordnete Rad 16 erfolgt.When the driver braking force decreases, the permanent magnet can 44 then by means of the return spring 52 from the iron core 46 pulled out, causing the iron block 48 in the iron core 46 is reset. A decreasing operation of the brake operating member 38 thus causes a reduction of the present in the container magnetic field. This triggers a reduction in the flow resistance of the magnetorheological material 24 out, which hardly any braking effect on the associated wheel 16 he follows.

Außerdem ist in der Ausführungsform der 1a und 1b an dem Magnetkern 46 noch eine Spule 54 angeordnet, deren Stromquelle 56 mittels des Steuersignals 42 ansteuerbar ist. In der Ausgangslage der magnetischen Einrichtung 36 ist die Spule 54 unbestromt. Ein mittels des Bestromens der Spule 54 in dem Eisenkern 46 induziertes Magnetfeld 58 kann das in dem Behälter vorliegende magnetische Feld wahlweise verstärken oder zumindest teilweise aufheben. Somit kann mittels einer baulich leicht realisierbaren magnetischen Einrichtung 36 die vorteilhafte Funktion der Radbremsvorrichtung 10 sichergestellt werden.In addition, in the embodiment of the 1a and 1b on the magnetic core 46 another coil 54 arranged, their power source 56 by means of the control signal 42 is controllable. In the initial position of the magnetic device 36 is the coil 54 energized. A means of energizing the coil 54 in the iron core 46 induced magnetic field 58 may optionally enhance or at least partially cancel the magnetic field present in the container. Thus, by means of a structurally easily realizable magnetic device 36 the advantageous function of the wheel brake device 10 be ensured.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in 1b schematisch dargestellte bauliche Ausbildung der magnetischen Einrichtung 36 lediglich beispielhaft zu interpretieren ist. Anstelle einer mechanischen Anbindung des Permanentmagneten 44 an das Bremsbetätigungselement 38 kann die magnetische Einrichtung 36 beispielsweise auch eine weitere Spule umfassen, deren Bestromung mittels der Bremsbetätigungselektronik des Bremsbetätigungselements 38 ansteuerbar ist. It is noted, however, that the in 1b schematically illustrated structural design of the magnetic device 36 merely to be interpreted as an example. Instead of a mechanical connection of the permanent magnet 44 to the brake actuator 38 can the magnetic device 36 For example, also include a further coil whose energization by means of the brake actuation electronics of the brake actuator 38 is controllable.

2a und 2b zeigen schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform des Bremssystems. 2a and 2 B show schematic representations of a second embodiment of the brake system.

Bei der in den 2a und 2b lediglich teilweise wiedergegebenen Radbremsvorrichtung 60 ist der Behälter aus zumindest den Behälterteilen 20 und 22 mit einem elektrorheologischen Material 62 befüllt. Auch in einem elektrorheologischen Material 62 kann mittels eines elektrischen Felds eine Viskositätsänderung zumindest eines Teils des elektrorheologischen Materials 62 ausgelöst werden. Somit ist auch in diesem Fall ein Kraftschluss zwischen dem ersten Behälterteil 20 um den zweiten Behälterteil 22 mit der gewünschten einstellbaren Stärke bewirkbar. In the in the 2a and 2 B only partially reproduced wheel brake 60 is the container from at least the container parts 20 and 22 with an electrorheological material 62 filled. Also in an electrorheological material 62 can by means of an electric field, a change in viscosity of at least a portion of the electrorheological material 62 to be triggered. Thus, in this case, too, a frictional connection between the first container part 20 around the second container part 22 with the desired adjustable strength effected.

Eine geeignete elektrische Einrichtung 64 kann beispielsweise eine (nicht skizzierte) Spannungsquelle umfassen, mittels welcher eine variierbare Spannung zwischen einer an dem ersten Gehäuseteil 20 ausgebildeten ersten Elektrode 66 und einer an dem zweiten Gehäuseteil 22 ausgebildeten zweiten Elektrode 68 anlegbar ist. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Spannungsquelle der elektrischen Einrichtung 64 mittels eines von einer Bremsbetätigungselektronik des Bremsbetätigungselements bereitgestellten Bremsbetätigungsstärkesignals und mittels des Steuersignals 42 ansteuerbar. Die Behälterteile 20 und 22 können insbesondere als zwei voneinander isolierte Metallteile (gemäß einem Kondensatorprinzip) ausgebildet sein. An beide Metallteile kann jeweils ein Plus- oder ein Minuspol der veränderbaren Spannungsquelle angeschlossen sein.A suitable electrical device 64 For example, it may include a voltage source (not shown) by means of which a variable voltage is applied between one on the first housing part 20 formed first electrode 66 and one on the second housing part 22 formed second electrode 68 can be applied. Preferably, in this case, the voltage source of the electrical device 64 by means of a brake actuation strength signal provided by a brake actuation electronics of the brake actuation element and by means of the control signal 42 controllable. The container parts 20 and 22 may be formed in particular as two mutually insulated metal parts (according to a capacitor principle). In each case a plus or a negative pole of the variable voltage source can be connected to both metal parts.

Unter der Betätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements kann z.B. die Fahrerbremskraft, ein Fahrerbremsdruck und/oder ein Verstellweg mindestens einer verstellbaren Komponente des Bremsbetätigungselements verstanden werden. Unter dem Bremsbetätigungsstärkesignal wird somit bevorzugt ein Signal verstanden, welches mindestens eine der hier aufgezählten Größen der Betätigungsstärke umfasst/wiedergibt, oder unter Berücksichtigung mindestens einer der hier aufgezählten Größen der Betätigungsstärke variierbar ist. Die elektrische Einrichtung 64 ist mittels des Bremsbetätigungsstärkesignals derart ansteuerbar, dass mittels der angesteuerten elektrischen Einrichtung 64 ein elektrisches Feld mit einer Feldstärkeverteilung entsprechend einer vorgegebenen Standard-Feldstärkeverteilung gemäß der Bremsbetätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements und einer vorgegebenen Bremsbetätigungsstärke-Feldstärkeverteilung-Relation generierbar/bewirkbar ist.For example, the driver braking force, a driver brake pressure and / or an adjustment path of at least one adjustable component of the brake actuating element can be understood as the actuating strength of the actuation of the brake actuating element. The brake actuation strength signal is therefore preferably understood to be a signal which encompasses / reproduces at least one of the parameters of the actuation strength enumerated here, or can be varied taking into consideration at least one of the magnitudes of the actuation magnitude enumerated here. The electrical device 64 is controllable by means of the brake actuation strength signal such that by means of the controlled electrical device 64 an electric field having a field strength distribution can be generated / effected according to a predetermined standard field strength distribution according to the brake operation amount of the operation of the brake operation member and a predetermined brake operation force field strength distribution relation.

2a zeigt die elektrische Einrichtung 64 vor einem Ausgeben eines Bremsbetätigungsstärkesignals. Zwischen den beiden Elektroden 66 und 68 liegt somit (nahezu) kein elektrisches Feld vor. 2a shows the electrical device 64 before outputting a brake application signal. Between the two electrodes 66 and 68 There is thus (almost) no electric field.

2b gibt die mittels eines Bremsbetätigungsstärkesignals 70 angesteuerte elektrische Einrichtung 64 schematisch wieder. Zwischen den beiden Elektroden 66 und 68 liegt ein elektrisches Feld 72 vor, dessen Feldstärkeverteilung entsprechend der Standart-Feldstärkeverteilung ist. (Die Feldstärkeverteilung des elektrischen Felds 72 entspricht der Standart-Feldstärkeverteilung, da kein Steuersignal an die elektrische Einrichtung 64 ausgegeben ist.) Unter Einwirkung des elektrischen Felds 72 bilden die magnetisch polarisierbaren Partikel des elektrorheologischen Materials 62 Ketten aus, welche in Richtung der Feldlinien verlaufen. Mittels des elektrischen Felds 72 ist deshalb ein Fließwiderstand/eine Viskosität des elektrorheologischen Materials 62 hochdynamisch und weitgehend linear veränderbar. Durch eine Ausbildung der Ketten findet insbesondere ein Kraftschluss zwischen den Gehäuseteilen 20 und 22 statt. Eine Stärke des Kraftschlusses ist abhängig von einer lokalen Intensität des elektrischen Felds 72. 2 B gives the means of a brake actuation strength signal 70 controlled electrical device 64 schematically again. Between the two electrodes 66 and 68 there is an electric field 72 whose field strength distribution is according to the standard field strength distribution. (The field strength distribution of the electric field 72 corresponds to the standard field strength distribution, since no control signal to the electrical device 64 is output.) Under the influence of the electric field 72 form the magnetically polarizable particles of electrorheological material 62 Chains out, which run in the direction of the field lines. By means of the electric field 72 is therefore a flow resistance / viscosity of the electrorheological material 62 highly dynamic and largely linearly changeable. By forming the chains finds in particular a frictional connection between the housing parts 20 and 22 instead of. A strength of the adhesion is dependent on a local intensity of the electric field 72 ,

Das in 2b schematisch dargestellte elektrische Feld 72 ist abweichend von der vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung verstärkbar oder abschwächbar. Dies ist realisiert, indem die elektrische Einrichtung 64 mittels des (nicht skizzierten) Steuersignals zusätzlich ansteuerbar ist.This in 2 B schematically illustrated electric field 72 is different from the default standard field strength distribution can be amplified or attenuated. This is realized by the electrical device 64 by means of the (not outlined) control signal is additionally controllable.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Spannungsquelle auch mechanisch mit dem Bremsbetätigungselement so gekoppelt sein, dass mittels der Betätigung des Bremsbetätigungselements/der Fahrerbremskraft ein Spannungswert der zwischen den Elektroden 66 und 68 anliegenden Spannung veränderbar ist. Beispielsweise bewirkt auch in diesem Fall ein Ziehen des als Bremshebel ausgebildeten Bremsbetätigungselements eine Erhöhung des elektrischen Felds 72 zwischen den beiden Elektroden 66 und 68, wodurch sich gleichzeitig der Kraftschluss zwischen diesen erhöht. Auch auf diese Weise kann das mindestens eine zugeordnete Rad abgebremst werden. Ein Loslassen des Bremshebels ergibt in diesem Fall eine Reduzierung der zwischen den Elektroden 66 und 68 anliegenden Spannung und damit ein Lösen der Bremse.In an alternative embodiment, the voltage source may also be mechanically coupled to the brake actuation element such that by means of the actuation of the brake actuation element / the driver brake force, a voltage value between the electrodes 66 and 68 applied voltage is variable. For example, in this case too, pulling the brake actuating element designed as a brake lever causes an increase in the electric field 72 between the two electrodes 66 and 68 , which simultaneously increases the adhesion between them. Also in this way, the at least one associated wheel can be braked. Letting go of the brake lever in this case results in a reduction of between the electrodes 66 and 68 applied voltage and thus a release of the brake.

3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Radbremsvorrichtung für ein Fahrzeug. 3 FIG. 12 is a flowchart for explaining an embodiment of the method for operating a wheel brake device for a vehicle.

Das Verfahren ist ausführbar mittels einer Radbremsvorrichtung mit einem ein magnetorheologisches oder elektrorheologisches Material umfassenden Behälter und einer magnetischen oder elektrischen Einrichtung, wobei bei einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements des Fahrzeugs in dem Behälter mittels der magnetischen oder elektrischen Einrichtung ein magnetisches oder elektrisches Feld bewirkt wird, dessen Feldstärkeverteilung einer vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung gemäß einer Bremsbetätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements und einer vorgegebenen Bremsbetätigungsstärke-Feldstärkeverteilung-Relation entspricht, wodurch eine Viskositätsänderung zumindest eines Teils des magnetorheologischen oder elektrorheologischen Materials ausgelöst wird und eine Abbremskraft direkt oder indirekt auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs und/oder mindestens eine Radachse des Fahrzeugs ausgeübt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des Verfahrens nicht auf einen bestimmten Typ einer derart ausgebildeten Radbremsvorrichtung limitiert ist.The method can be carried out by means of a wheel brake device comprising a container comprising a magnetorheological or electrorheological material and a magnetic or electrical device, wherein upon actuation of a brake actuation element of the vehicle in the container by means of the magnetic or electrical device a magnetic or electric field is effected whose field strength distribution a predetermined standard field strength distribution according to a brake operation amount of the operation of the brake operating member and a predetermined Bremsbetätigungsstärke-field strength distribution ratio corresponds, whereby a Viscosity change of at least a portion of the magnetorheological or electrorheological material is triggered and a deceleration force is exerted directly or indirectly on at least one wheel of the vehicle and / or at least one wheel axle of the vehicle. It should be noted that the feasibility of the method is not limited to a particular type of wheel brake device designed in this way.

Das Verfahren wird beispielsweise gestartet während ein Fahrer des Fahrzeugs einen Bremsvorgang durch Betätigung des Bremsbetätigungselements einleitet. Mittels der Betätigung des Bremsbetätigungselements wird somit in dem Behälter ein magnetisches oder elektrisches Feld mit der Standard-Feldstärkeverteilung bewirkt.The method is started, for example, while a driver of the vehicle initiates a braking operation by operating the brake operating member. By means of the actuation of the brake actuating element, a magnetic or electric field with the standard field strength distribution is thus effected in the container.

In einem Verfahrensschritt S1 wird eine Soll-Größe bezüglich einer Soll-Verstärkung oder Soll-Abschwächung des (von der magnetischen oder elektrischen Einrichtung generierten) magnetischen oder elektrischen Felds festgelegt. Das Festlegen der Soll-Größe erfolgt in dem Verfahrensschritt S1 unter Berücksichtigung mindestens einer von mindestens einem Sensor bestimmten Sensorgröße. In a method step S1, a setpoint value with respect to a nominal amplification or nominal attenuation of the magnetic or electric field (generated by the magnetic or electrical device) is determined. The setpoint value is determined in method step S1 taking into account at least one sensor size determined by at least one sensor.

Beispielsweise können eine Drehgeschwindigkeit mindestens eines Rads des Fahrzeugs, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder ein vor dem Fahrzeug detektiertes Hindernis bei der Festlegung der Soll-Größe berücksichtigt werden. Sofern mittels der Fahrerbremskraft lediglich ein Rad des Fahrzeugs direkt abgebremst wird, kann auch eine Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der beiden Räder bei der Festlegung der Soll-Größe ausgewertet werden. Wird beispielsweise das direkt mittels der Fahrerbremskraft abgebremste Vorderrad zu stark verzögert, so kann sich das Hinterrad von der Fahrbahn abheben. Mittels des Vergleichs der Drehgeschwindigkeiten der beiden Räder kann jedoch rechtzeitig vor einer zu starken Verzögerung am Vorderrad die vorliegende Gefahrensituation erkannt werden. Insbesondere eine extreme Drehzahldifferenz ist ein sicherer Indikator für ein hohes Überschlagsrisiko. Auch anhand eines Signals eines Beschleunigungssensors, wie insbesondere anhand eines ermittelten Beschleunigungsvektors, kann ein Vorliegen des Überschlagrisikos verlässlich erkannt werden. Es besteht zusätzlich die Möglichkeit, mittels des Beschleunigungssensors eine Schwerpunktlage/eine Gewichtsverlagerung des Fahrers zu erfassen und in der Regelung zu berücksichtigen. Vor allem durch eine Kombination unterschiedlicher Sensorinformationen ist eine gesteigerte Sensitivität erreichbar. For example, a rotational speed of at least one wheel of the vehicle, a speed of the vehicle, an acceleration of the vehicle and / or an obstacle detected in front of the vehicle can be taken into account in the determination of the desired value. If only one wheel of the vehicle is braked directly by means of the driver braking force, a difference between the rotational speeds of the two wheels can also be evaluated in determining the desired value. If, for example, the front wheel, which has been braked directly by means of the driver braking force, is decelerated too much, the rear wheel can lift off the road. By means of the comparison of the rotational speeds of the two wheels, however, the present dangerous situation can be detected in good time before an excessive deceleration on the front wheel. In particular, an extreme speed difference is a sure indicator of a high risk of rollover. Also based on a signal of an acceleration sensor, such as in particular on the basis of a determined acceleration vector, a presence of the flashover risk can be reliably detected. It is additionally possible to detect a center of gravity / a weight shift of the driver by means of the acceleration sensor and to take it into account in the control. Above all, a combination of different sensor information makes it possible to achieve increased sensitivity.

In einem Verfahrensschritt S2 wird die magnetische oder elektrische Einrichtung derart angesteuert, dass das in dem Behälter vorliegende magnetische oder elektrische Feld entsprechend der festgelegten Soll-Größe abweichend von der vorgegebenen Standart-Feldstärkeverteilung verstärkt oder abgeschwächt wird. Somit bewirkt der Verfahrensschritt S2 ein (an die aktuelle Situation besser angepasstes) Steigern oder Reduzieren der auf das mindestens eine Rad und/oder die mindestens eine Radachse direkt oder indirekt ausgeübten Abbremskraft.In a method step S2, the magnetic or electrical device is actuated in such a way that the magnetic or electric field present in the container is amplified or attenuated differently from the predetermined standard field strength distribution in accordance with the specified target value. Thus, the method step S2 effects an increase (or a better adaptation to the current situation) of the deceleration force that is directly or indirectly exerted on the at least one wheel and / or the at least one wheel axle.

Wird beispielsweise das Risiko eines möglichen Überschlags erkannt, so kann der Kraftschluss schnell genug reduziert werden. Nach einer Behebung der Gefahr eines möglichen Überschlags kann die Radbremsvorrichtung anschließend ohne einen regelnden Eingriff weiter betrieben werden. Das hier beschriebene Verfahren kann somit die Funktionen eines ABS- oder eines ESP-Systems realisieren. Auch ein Wegrutschen des Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund einer zu glatten Fahrbahn, kann mittels der oben beschriebenen Vorgehensweise verlässlich verhindert werden. Sofern jedoch eine Notbremssituation aufgrund eines Hindernisses vor dem Fahrzeug erkannt wird, kann das elektrische oder magnetische Feld verstärkt werden, um durch die gesteigerte Bremsleistung ein rechtzeitiges Abbremsen des Fahrzeugs noch zu gewährleisten.If, for example, the risk of a possible rollover is detected, the adhesion can be reduced fast enough. After eliminating the risk of a possible rollover the wheel brake device can then continue to operate without a regulatory intervention. The method described here can thus realize the functions of an ABS or an ESP system. A slippage of the vehicle, for example due to a too slippery road, can be reliably prevented by means of the procedure described above. However, if an emergency braking situation due to an obstacle in front of the vehicle is detected, the electric or magnetic field can be amplified in order to ensure a timely braking of the vehicle by the increased braking power.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202006010656 U1 [0002]

Claims

Wheel brake device ( 10 . 60 ) for a vehicle ( 14 ), with a magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) comprehensive container; and a magnetic or electrical device ( 36 . 64 ), which thus on a brake actuator ( 38 ) of the vehicle ( 14 ) and / or on a brake actuation electronics of the brake actuation element ( 38 ) is connectable or tethered, that by means of the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) in the container a magnetic or electric field ( 72 ) whose field strength distribution corresponds to a predetermined standard field strength distribution in accordance with a brake actuation force of an actuation of the brake actuation element ( 38 ) and a predetermined brake actuation intensity-field strength distribution relation, whereby a change in viscosity of at least part of the magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) is triggered; the container being mounted on the vehicle ( 14 ) and is designed so that by means of the change in viscosity of at least the part of the magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) a braking force directly or indirectly on at least one wheel ( 16 ) of the vehicle ( 14 ) and / or at least one wheel axle of the vehicle ( 14 ) is exercisable; characterized in that the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) by means of an internal or external sensor and / or control device ( 12 ) provided control signal ( 42 ) is controllable such that the magnetic or electric field ( 72 ) is deviant or attenuatable deviating from the predetermined standard field strength distribution, whereby the at least one wheel ( 16 ) and / or the at least one wheel axle directly or indirectly exercisable deceleration force can be increased or reduced.

Wheel brake device ( 10 . 60 ) according to claim 1, wherein the container at least a first container part ( 20 ) and a second container part ( 22 ), wherein the first container part ( 20 ) on a first component ( 26 ) of the vehicle ( 14 ) is attachable and the second container part ( 22 ) on a second component ( 28 ) of the vehicle ( 14 ), which in relation to the first component ( 20 ) in a rotational movement about the at least one wheel axle of the vehicle ( 14 ) is displaceable, attachable, and the first container part ( 20 ) and the second container part ( 22 ) are attached to each other in such a way that the second container part ( 22 ) by means of the second component (in the rotational movement) ( 28 ) with respect to the first container part ( 20 ) is rotatable, and wherein the first container part ( 20 ) and the second container part ( 22 ) are each formed at least partially from a magnetically or electrically conductive material such that by means of the change in viscosity of at least the part of the magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) a frictional connection at least between the first container part ( 20 ) and the second container part ( 22 ) is generated, by means of which the deceleration force on the at least one wheel ( 16 ) and / or the at least one wheel axle is indirectly exercisable.

Wheel brake device ( 10 . 60 ) according to claim 1 or 2, wherein the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) via a cable ( 40 ) or via a hydraulic connection to the brake actuator ( 38 ) is connectable or tethered.

Wheel brake device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic device ( 36 ) designed magnetic or electrical device ( 36 ) a permanent magnet ( 44 ), which in such a way to the brake actuator ( 38 ) is connectable or tethered, that the permanent magnet ( 44 ) by means of the actuation of the brake actuation element ( 38 ) in relation to an iron core ( 46 ) of the magnetic device ( 36 ) is adjustable, and wherein on the iron core ( 46 ) a coil ( 54 ) of the magnetic device ( 36 ) whose power source ( 56 ) by means of the control signal ( 42 ) is controllable.

Wheel brake device ( 60 ) according to claim 2, wherein the as electrical device ( 64 ) designed magnetic or electrical device ( 64 ) comprises a voltage source, by means of which a variable voltage between one on the first housing part ( 20 ) formed first electrode ( 66 ) and one on the second housing part ( 22 ) formed second electrode ( 68 ) can be applied, and which by means of one of the brake actuation electronics of the brake actuator ( 38 ) provided brake actuation strength signal ( 70 ) and by means of the control signal ( 42 ) is controllable.

Sensor and / or control device ( 12 ) for a vehicle for cooperation with at least one wheel brake device ( 10 . 60 ) according to one of the preceding claims, comprising: an evaluation device which is designed, taking into account at least one sensor signal of at least one external or internal sensor ( 18 ) the control signal ( 42 ) to at least one magnetic or electrical Facility ( 36 . 64 ) of the at least one wheel brake device ( 10 . 60 ) of the vehicle ( 14 ), the at least one magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) by means of the control signal ( 42 ) is controllable such that one of the respective magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) generated magnetic or electric field ( 72 ) other than one for the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) predetermined standard field strength distribution can be amplified or attenuated.

Sensor and / or control device ( 12 ) according to claim 6, wherein the evaluation device is designed, taking into account at least one rotational speed signal with respect to at least one rotational speed of the at least one wheel ( 16 ) of the vehicle ( 14 ), a speed signal relating to a speed of the vehicle ( 14 ), an acceleration signal relating to an acceleration of the vehicle ( 14 ) and / or an obstacle warning signal with respect to one in front of the vehicle ( 14 ) detected obstacle as the at least one sensor signal a target size with respect to a target gain or target attenuation of the of the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) Generable magnetic or electric field ( 72 ) and the control signal corresponding to the target size ( 42 ) to the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ).

Brake system for a vehicle having at least one wheel brake device ( 10 . 60 ) according to one of claims 1 to 5 and at least one sensor and / or control device ( 12 ) according to claim 6 or 7.

Vehicle ( 14 ) with at least one wheel brake device ( 10 . 60 ) according to one of claims 1 to 5 and / or at least one sensor and / or control device ( 12 ) according to claim 6 or 7.

Vehicle ( 14 ) according to claim 9, wherein the vehicle ( 14 ) an electric bicycle ( 14 ), a pedelec, a two-wheeler, a bicycle or a tricycle.

Method for operating a wheel brake device ( 10 . 60 ) for a vehicle ( 14 ) with a magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) and a magnetic or electrical device ( 36 . 64 ), wherein upon actuation of a brake actuator ( 38 ) of the vehicle ( 14 ) in the container by means of the magnetic or electrical device, a magnetic or electric field ( 72 ) whose field strength distribution corresponds to a predetermined standard field strength distribution in accordance with a brake actuation force of the actuation of the brake actuation element ( 38 ) and a predetermined brake actuation intensity-field strength distribution relation, whereby a change in viscosity of at least part of the magnetorheological or electrorheological material ( 24 . 62 ) and a braking force directly or indirectly to at least one wheel ( 16 ) of the vehicle ( 14 ) and / or at least one wheel axle of the vehicle ( 14 ), comprising the steps of: determining a set value with respect to a desired gain or nominal weakening of the magnetic or electric field ( 72 ) taking into account at least one of at least one sensor ( 18 ) certain sensor size (S1); and driving the magnetic or electrical device ( 36 . 64 ) such that the magnetic or electric field ( 72 ) is amplified or attenuated differently from the predetermined standard field strength distribution according to the specified target value, whereby the at least one wheel ( 16 ) and / or the at least one wheel axle directly or indirectly exerted braking force is increased or reduced (S2).