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Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels, und insbesondere ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels, welche Vibrationen und Geräusche, die infolge von Freiräumen zwischen Bauteilen einer Bremssattelvorrichtung erzeugt werden, wirksam reduzieren können.
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Im Allgemeinen ist eine Bremsvorrichtung eine wichtige Vorrichtung, die verwendet wird, um ein fahrendes Fahrzeug zu verzögern oder zu stoppen, und als Beispiele der Bremsvorrichtung sind eine Scheibenbremse und eine Trommelbremse, welche hydraulische Bremsen sind, weitverbreitet.
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In letzter Zeit wird mit einer steigenden Tendenz in Richtung zu schnelleren Fahrzeugen häufig die Scheibenbremse verwendet, welche im Vergleich zu der Trommelbremse eine geringere Herabsetzung der Bremsleistung infolge von Wärmeableitung und thermischer Verformung hat.
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Die Scheibenbremse ist eine Bremsvorrichtung, welche die Drehung einer Scheibe stoppt, indem Bremsbeläge an beide Flächen der Scheibe zwangsläufig eng angedrückt werden, wodurch ein Fahrzeug bremst. Die Scheibenbremse umfasst eine Scheibe, die sich als eine Einheit mit einem Rad dreht, und eine Bremssattelvorrichtung zum Abbremsen der Scheibe mittels Reibung, die durch Drücken der Bremsbeläge gegen die Scheibe erzielt wird.
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Hier weist die Bremssattelvorrichtung einen Träger (als Drehmomentelement bezeichnet), der an einer Fahrzeugkarosserie fixiert ist, Bremsbeläge, die in dem Träger angeordnet sind und eine Bremsleistung durch Drücken gegen beide Flächen einer Bremsscheibe erzeugen, und ein Bremssattelgehäuse (als Bremssattelkörper bezeichnet) auf, das einen darin installierten Kolben hat.
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Bei der Bremssattelvorrichtung sind die Bremsbeläge mit einem inneren Belag, der an der Seite des Kolbens positioniert ist, und einem äußeren Belag konfiguriert, der an der entgegengesetzten Seite des inneren Belages positioniert ist. Der Träger ist derart konfiguriert, dass die Scheibe zwischen dem inneren und dem äußeren Belag angeordnet ist.
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Der Kolben zum Zuführen von Hydraulikleistung, die von einem Radzylinder erzeugt wird, zu dem inneren und dem äußeren Belag ist in dem Bremssattelgehäuse installiert. In dem Bremssattelgehäuse ist an den entgegengesetzten Seiten des Kolbens eine Reaktionskraftstützplattform ausgebildet.
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Bei der oben beschriebenen Konfiguration rückt und drückt der Kolben den inneren Belag vor, wenn der Radzylinder durch Hydraulikleistung betrieben wird. Der innere Belag wird durch den Betrieb des Kolbens eng an der Scheibe festgehalten, und gleichzeitig ermöglicht das Bremssattelgehäuse, dass der äußere Belag durch die Reaktionskraftstützplattform während der Bewegung infolge der Reaktion der Adhäsion eng an der Scheibe an der entgegengesetzten Seite der Scheibe festgehalten wird.
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Infolgedessen haften die Beläge eng an den beiden Flächen der Scheibe, so dass das Abbremsen des Fahrzeuges mittels Reibung, die durch die Adhäsion bewirkt wird, durchgeführt wird.
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Währenddessen können, wenn ein Freiraum (Spalt) zwischen Bauteilen der Bremssattelvorrichtung durch einen Rückstoß des Kolbens der Bremssattelvorrichtung erhöht wird, Vibrationen und Geräusche infolge des Freiraumes erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fährt.
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Bei der an der Scheibenbremse verwendeten Bremssattelvorrichtung rückt, wenn dem Radzylinder ein Bremsöldruck zugeführt wird, der Kolben vor, um die Beläge und das Bremssattelgehäuse zu bewegen, so dass eine Bremsreibung an der Scheibe erzeugt wird.
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Andererseits werden, wenn die Aufbringung des Bremsöldruckes freigegeben wird, die Beläge von der Scheibe getrennt, während die Positionen des Kolbens, der Beläge und des Bremssattelgehäuses zurückgestellt werden, so dass keine Bremsreibung erzeugt wird. In diesem Falle sind die Bauteile, welche die Bremssattelvorrichtung bilden, in einem freien Zustand mit Freiräumen, d.h. einem schwimmenden Zustand.
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Der Freiraum (Spalt) zwischen den Bauteilen ist ein Abschnitt, der zur Durchführung der Funktionen der Bremssattelvorrichtung unbedingt erforderlich ist. Wenn die Aufbringung des Bremsöldruckes freigegeben wird, werden die Beläge infolge eines Rückstoßes, bei dem die Position jedes Bauteils, insbesondere des Kolbens durch Zurückbewegen zurückgestellt wird, von der Scheibe getrennt. In diesem Zustand sind die Bauteile in dem schwimmenden Zustand, so dass Vibrationen und Rattergeräusche infolge des Freiraumes erzeugt werden können, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fährt.
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Jedoch werden, wenn die Bremse arbeitet, insbesondere wenn der Kolben infolge des dem Radzylinder zugeführten Bremsöldruckes vorrückt, die Freiräume zwischen den Bauteilen reduziert, und der schwimmende Zustand wird freigegeben. Daher wird kein Rattergeräusch erzeugt.
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Ein solches Rattergeräusch, das in der Bremssattelvorrichtung hervorgerufen wird, kann zwischen den Bauteilen erzeugt werden, die einen Freiraum in dem Zustand, in dem die Aufbringung des Bremsöldruckes freigegeben ist, und in dem schwimmenden Zustand haben. Beispiele des Rattergeräusches können ein Schlaggeräusch zwischen einer Führungsstange und dem Bremssattelgehäuse, ein Schlaggeräusch zwischen dem Belag und dem Träger und ein Schlaggeräusch zwischen dem Belag und dem Bremssattelgehäuse/Kolben sein.
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1A und 1B zeigen Abschnitte, an denen Geräusche infolge von Freiräumen in einer Bremssattelvorrichtung erzeugt werden. 1A zeigt die Erzeugung eines Schlaggeräusches zwischen einer Führungsstange 6 und einem Bremssattelgehäuse 1, und 1B zeigt die Erzeugung eines Schlaggeräusches zwischen einem Belag 3 und dem Bremssattelgehäuse 1 und zwischen einem Belag 3 und einem Kolben 4.
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Herkömmlich verwendete Verfahren zur Verhinderung solcher Geräusche sind ein Verfahren zur Verstärkung der Dämpfung durch eine Manschette 7 oder Hinzufügung einer Buchse 8, ein Verfahren zum Reduzieren eines Spaltes durch Erhöhen des Außendurchmessers der Buchse 8, ein Verfahren zum Festhalten des Bremssattelgehäuses 1 und eines Trägers 5 auf einer Ebene, wo keine Vibrationen während einer Relativbewegung zwischen dem Bremssattelgehäuse 1 und dem Träger 5 erzeugt werden, durch Verbinden des Bremssattelgehäuses 1 und des Trägers 5 mittels eines Clips, ein Verfahren zum Festhalten des inneren Belages 2 und des Kolbens 4 durch Verbinden des inneren Belages 2 und des Kolbens 4 mittels eines Clips, ein Verfahren zum Reduzieren eines Spaltes zwischen der Führungsstange 6 und dem Träger 5, ein Verfahren zum Kleben zwischen dem Bremssattelgehäuse 1 und dem Belag 3 mittels eines doppelseitigen Klebeplättchens, ein Verfahren zum Minimieren des zulässigen Bereichs eines Spaltes zwischen den Bauteilen, und dergleichen.
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Jedoch können bei den herkömmlichen Verfahren die Kosten infolge der Verwendung der Manschette 7, der Buchse 8, des Clips, des doppelseitigen Klebeplättchens und dergleichen steigen, und die Kosten und die Zeit, die erforderlich sind, um einen Prozess zum Minimieren des zulässigen Bereichs des Spaltes zu steuern, können sich erhöhen.
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Außerdem kann das Ansprechverhalten beim Betrieb der Bremssattelvorrichtung infolge der Verwendung der Manschette 7 und der Buchse 8, der Reduzierung des Spalts und dergleichen verschlechtert werden, und die Produktivität und Haltbarkeit können verringert werden.
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Mit der Erfindung werden ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels geschaffen, welche Vibrationen und Geräusche, die infolge von Freiräumen zwischen Bauteilen einer Bremssattelvorrichtung erzeugt werden, wirksam reduzieren können, ohne ein zusätzliches Bauteil, wie ein doppelseitiges Klebeplättchen, eine Manschette oder eine Buchse, oder ein Verfahren zum Reduzieren eines Spaltes zwischen den Bauteilen zu verwenden.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung kann ein Steuerungssystem zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels einen Raddrehzahlsensor, welcher derart konfiguriert ist, dass er eine Raddrehzahl jedes Rades erfasst, an welchem eine Bremssattelvorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie montiert werden kann, eine Steuereinrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie einen Vibrationsniveauwert entsprechend dem Zustand einer Fahrbahn, auf welcher ein Fahrzeug fährt, durch Verarbeiten und Analysieren eines von dem Raddrehzahlsensor empfangenen Raddrehzahlsignals bestimmt und ein Steuersignal zum Zuführen von Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch zu einem Radzylinder einer an dem Rad vorgesehenen Bremsvorrichtung ausgibt, wenn aus dem bestimmten Vibrationsniveauwert der Fahrbahnzustand als ein Fahrbahnzustand bestimmt wird, in dem eine Unebenheit existiert, einen Bremstreiber, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch entsprechend dem von der Steuereinrichtung ausgegebenen Steuersignal erzeugt und zuführt, und den Radzylinder der Bremsvorrichtung aufweisen, an dem der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch, der von dem Bremstreiber zugeführt wird, aufgebracht wird.
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Die Steuereinrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie das von dem Raddrehzahlsensor empfangene Raddrehzahlsignal in ein Beschleunigungssignal umwandelt und den Fahrbahnzustand als einen Fahrbahnzustand, in dem eine Unebenheit existiert, bestimmt, wenn ein durch Verarbeiten und Analysieren des Beschleunigungssignals ermittelter Vibrationsniveauwert nicht kleiner als ein Einstellwert ist.
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Der Vibrationsniveauwert kann ein PSD(Leistungsspektraldichte)-Wert sein, der mittels Durchführen einer PSD-Analyse an dem Beschleunigungssignal ermittelt wird.
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Die Steuereinrichtung kann ein Steuersignal zum periodischen Zuführen des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch ausgeben, wenn aus dem Vibrationsniveauwert der Fahrbahnzustand bestimmt wird, in dem die Unebenheit existiert.
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Vibrationsniveaubereiche einer Mehrzahl von Vibrationsniveaustufen, die basierend auf dem Vibrationsniveauwert eingeteilt sind, können zuvor in der Steuereinrichtung gesetzt sein, und ein Zeitraum kann für jede Vibrationsniveaustufe gesetzt sein, so dass der Zeitraum einer Vibrationsniveaustufe, zu welcher der aus dem Raddrehzahlsignal ermittelte Vibrationsniveauwert gehört, als ein Zeitraum zum Zuführen des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch verwendet wird.
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Ein Wert des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch, der an dem Radzylinder aufzubringen ist, und eine Öldruck-Zuführzeit können zusammen mit dem Zeitraum für jede Vibrationsniveaustufe gesetzt sein.
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Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung kann ein Steuerungsverfahren zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels aufweisen: Erfassen einer Raddrehzahl jedes Rades, an welchem eine Bremssattelvorrichtung derart konfiguriert ist, dass sie montiert werden kann, mittels eines Raddrehzahlsensors, Bestimmen eines Vibrationsniveauwertes entsprechend dem Zustand einer Fahrbahn, auf welcher ein Fahrzeug fährt, durch Verarbeiten und Analysieren eines Raddrehzahlsignals mittels einer Steuereinrichtung, und Zuführen von Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch zu einem Radzylinder einer an dem Rad vorgesehenen Bremsvorrichtung, wenn aus dem bestimmten Vibrationsniveauwert der Fahrbahnzustand als ein Fahrbahnzustand bestimmt wird, in dem eine Unebenheit existiert.
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Das Raddrehzahlsignal kann in ein Beschleunigungssignal umgewandelt werden, und der Fahrbahnzustand kann als ein Fahrbahnzustand, in dem eine Unebenheit existiert, bestimmt werden, wenn ein durch Verarbeiten und Analysieren des Beschleunigungssignals ermittelter Vibrationsniveauwert nicht kleiner als ein Einstellwert ist.
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Der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch kann in einem vorbestimmten Zeitraum zugeführt werden, wenn der Fahrbahnzustand als der Fahrbahnzustand bestimmt wird, in dem die Unebenheit existiert.
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Vibrationsniveaubereiche einer Mehrzahl von Vibrationsniveaustufen, die basierend auf dem Vibrationsniveauwert eingeteilt sind, können zuvor gesetzt werden, und ein Zeitraum wird für jede Vibrationsniveaustufe gesetzt, so dass der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch in jedem Zeitraum einer Vibrationsniveaustufe, zu welcher der aus dem Raddrehzahlsignal ermittelte Vibrationsniveauwert gehört, intermittierend zugeführt werden kann.
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Der Zeitraum zum Zuführen des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch kann derart gesetzt werden, dass er sich verringert, wie der Bereich des Vibrationsniveauwertes erhöht wird.
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Der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch kann als ein minimaler Öldruck gesetzt werden, der geeignet ist, infolge von Freiräumen zwischen Bauteilen erzeugtes Rattergeräusch zu verhindern, indem ein schwimmender Zustand der in der Bremssattelvorrichtung konfigurierten Bauteile freigegeben wird.
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Der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch kann als Öldruck gesetzt werden, bei dem ein Kolben der Bremssattelvorrichtung derart konfiguriert ist, dass er auf ein Niveau bewegt werden kann, wo keine Bremsleistung an dem Fahrzeug erzeugt wird.
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Bei dem Steuerungssystem und dem Steuerungsverfahren gemäß der Erfindung wird Öldruck des minimalen Niveaus zur Verhinderung von Rattergeräusch des Radzylinders unter einer Bedingung, bei der Rattergeräusch der Bremssattelvorrichtung erzeugt werden kann, intermittierend zugeführt, so dass es möglich ist, Vibrationen in der Weise einer Software zu reduzieren, ohne ein zusätzliches Bauteil, wie ein doppelseitiges Klebeplättchen, eine Manschette oder eine Buchse, oder ein Verfahren zum Reduzieren eines Spaltes zwischen den Bauteilen zu verwenden.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ allgemeine Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, die Geländewagen (SUV) einschließen, Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, die eine Vielfalt von Booten und Schiffen einschließen, Luftfahrzeuge, und dergleichen, sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit Alternativkraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl stammen) umfasst. Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Antriebsquellen, zum Beispiel sowohl Benzinantrieb als auch Elektroantrieb aufweist.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1A und 1B schematische Ansichten von Abschnitten, an denen Geräusche infolge von Freiräumen in einer Bremssattelvorrichtung erzeugt werden, nach dem Stand der Technik;
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2 ein Blockdiagramm einer Konfiguration eines Steuerungssystems zum Reduzieren von Rattergeräusch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens zum Reduzieren von Rattergeräusch gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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4 ein Diagramm, das ein aus einem Signal eines Raddrehzahlsensors erlangtes Beschleunigungssignal darstellt, gemäß der Erfindung; und
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5 ein Diagramm, das Ergebnisse einer Leistungsspektraldichte(PSD)-Analyse darstellt, gemäß der Erfindung.
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Die Erfindung stellt ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren zum Reduzieren von Rattergeräusch eines Bremssattels bereit, welche Vibrationen und Geräusche, die infolge von Freiräumen zwischen den Bauteilen einer Bremssattelvorrichtung erzeugt werden, wirksam reduzieren können.
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Mit Bezug auf 2 weist ein Steuerungssystem zum Reduzieren von Rattergeräusch, das in einer Bremssattelvorrichtung einer Bremsvorrichtung (Scheibenbremse) erzeugt wird, gemäß der Erfindung Raddrehzahlsensoren 11, eine Steuereinrichtung 20, einen Bremstreiber 30 und Radzylinder 41 auf.
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Der jeweilige Raddrehzahlsensor 11 ist vorgesehen, um eine Raddrehzahl des jeweiligen Rades zu erfassen, an dem die Bremsvorrichtung (und die Bremssattelvorrichtung) montiert ist. Zum Beispiel ist, wenn die Scheibenbremse mit einer Scheibe und einer Bremssattelvorrichtung an einem linken Vorderrad FL, einem rechten Vorderrad FR, einem linken Hinterrad RL oder einem rechten Hinterrad RR montiert ist, der Raddrehzahlsensor 11 an dem jeweiligen Rad montiert, um eine Raddrehzahl des entsprechenden Rades zu erfassen und ein elektrisches Signal entsprechend der erfassten Raddrehzahl auszugeben.
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Die Steuereinrichtung 20 verarbeitet und analysiert ein Signal des an dem jeweiligen Rad montierten Raddrehzahlsensors 11, d.h. ein von dem Raddrehzahlsensor 11 eingegebenes Raddrehzahlsignal und berechnet einen Vibrationsniveauwert entsprechend dem Zustand einer Fahrbahn, auf welcher ein Fahrzeug fährt.
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Hier wird das Raddrehzahlsignal jedes Rades, das von dem Raddrehzahlsensor 11 in dem Zustand erlangt wird, in dem das Fahrzeug auf der Fahrbahn fährt, verwendet, um einen Fahrbahnzustand zu bestimmen. Wenn der aus dem Raddrehzahlsignal ermittelte Vibrationsniveauwert nicht kleiner als ein Einstellwert (unterer Grenzwert, welcher später beschrieben wird) ist, bestimmt die Steuereinrichtung 20, dass ein unebener Fahrbahnzustand vorhanden ist.
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Wenn bestimmt wird, dass ein unebener Fahrbahnzustand vorhanden ist, gibt die Steuereinrichtung 20 ein Steuersignal zum Zuführen von Öldruck zu der Bremsvorrichtung des entsprechenden Rades aus. Hier wird der Öldruck zugeführt, um Rattergeräusch zu verhindern, das durch Freiräume zwischen Bauteilen eines Bremssattelgehäuses erzeugt werden kann.
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Der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch kann zuvor auf ein Öldruckniveau eingestellt werden, wo ein Kolben auf ein Niveau ein wenig vorrücken kann, wo keine Bremsleistung des Fahrzeuges erzeugt wird, d.h. auf ein Niveau, wo ein Belag keine große Bremsreibung an der Scheibe erzeugt.
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In diesem Falle kann ein minimaler Flüssigkeitsdruck, der geeignet ist, Rattergeräusch zu verhindern, das infolge von Freiräumen zwischen Bauteilen erzeugt wird, durch vorhergehende Versuche und Forschungen ermittelt werden und dann auf den Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch eingestellt werden.
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Der Bremstreiber 30 ist derart konfiguriert, dass er dem jeweiligen Radzylinder 41 jeder Bremssattelvorrichtung Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch zuführt. Der Bremstreiber 30 kann eine Pumpe zur Erzeugung von Öldruck in dem Fahrzeug, ein Ventil zur Steuerung der Zufuhr des Öldruckes zu der Bremsvorrichtung und eine Öldruckleitung zum Zuführen des Öldruckes aufweisen.
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Gemäß der Erfindung wird der Betrieb des Bremstreibers 30, spezieller der Antrieb der Pumpe (Pumpenmotor) entsprechend dem von der Steuereinrichtung 20 während der Fahrt des Fahrzeuges ausgegebenen Steuersignal gesteuert, um den Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch unabhängig von einer Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer zuzuführen.
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Außerdem wird der Betrieb des Ventils derart gesteuert, dass der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch, der durch den Antrieb der Pumpe entsprechend dem von der Steuereinrichtung 20 ausgegebenen Steuersignal erzeugt wird, der Bremsvorrichtung des entsprechenden Rades zugeführt werden kann.
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Der Bremstreiber 30 führt den Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch dem Radzylinder 41 zu, um den Kolben der Bremssattelvorrichtung derart zu betreiben, dass er sich vorwärts/rückwärts bewegt. Dementsprechend rückt der Kolben in einem Zustand vor, in dem keine Bremsleistung an dem Fahrzeug erzeugt wird, so dass der schwimmende Zustand der Bauteile auf ein vorbestimmtes Niveau freigegeben wird, während die Freiräume zwischen den Bauteilen reduziert werden. Daher ist es möglich, die Erzeugung von Rattergeräusch infolge der Freiräume zu unterdrücken.
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In diesem Falle kann ein wenig Bremsreibung zwischen dem Belag und der Scheibe infolge der Aufbringung des Öldruckes erzeugt werden. Daher kann, um den Einfluss der Bremsreibung auf die Fahrt des Fahrzeuges und den Verlust von Kraftstoffeffizienz infolge der Erzeugung von Bremsreibung zu minimieren, der Vorgang der Verhinderung von Rattergeräusch intermittierend durchgeführt werden. Das heißt, der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch kann intermittierend zugeführt werden.
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Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fährt, steuert die Steuereinrichtung 20 den Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch derart, dass er für eine vorbestimmte kurze Zeit zugeführt werden kann. In diesem Falle gibt die Steuereinrichtung 20 ein Steuersignal zur Steuerung des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch derart, dass er in einem Zeitraum zugeführt wird, der entsprechend einem Grad der Unebenheit der Fahrbahn bestimmt wird, d.h. einem Zeitraum, der entsprechend einem Vibrationsniveauwert bestimmt wird, aus.
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Zu diesem Zweck werden eine Mehrzahl von Vibrationsniveaustufen, die basierend auf dem Vibrationsniveauwert eingeteilt sind, zuvor in einer Software der Steuereinrichtung 20 gesetzt, und ein Zeitraum für jede Vibrationsniveaustufe wird zuvor gesetzt. Daher ist es möglich, den Zeitraum einer Vibrationsniveaustufe, zu welcher der aus dem Raddrehzahlsignal ermittelte Vibrationsniveauwert gehört, auszuwählen und zu verwenden.
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In verschiedenen Ausführungsformen kann der Vibrationsniveauwert ein Leistungsspektraldichte(PSD)-Wert sein, der durch Verarbeiten und Analysieren eines Raddrehzahlsignals ermittelt wird.
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In der Software der Steuereinrichtung 20 wird ein Beschleunigungssignal aus dem Raddrehzahlsignal ermittelt, das von dem Raddrehzahlsensor 11 während der Fahrt des Fahrzeuges erfasst wird, und ein PSD-Wert wird durch Verarbeiten und Analysieren des Beschleunigungssignals berechnet. Dann wird, wenn ein Zeitraum entsprechend dem PSD-Wert ermittelt ist, basierend auf dem Zeitraum ein Steuersignal zum intermittierenden Zuführen von Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch von der Steuereinrichtung 20 ausgegeben.
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Verschiedene Verfahren zum Bestimmen des PSD-Wertes eines beliebigen Signals sind bekannt. Gemäß der Erfindung kann ein Verfahren zum Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) an einem Beschleunigungssignal und dann Berechnen eines PSD-Wertes aus dem FFT-Ergebnis verwendet werden.
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Jedoch ist die Erfindung nicht auf das Verfahren mittels FFT bei der Berechnung eines PSD-Wertes beschränkt, und irgendeines der bekannten Verfahren kann als das Verfahren zum Berechnen des PSD-Wertes unbegrenzt verwendet werden, solange wie es ein Verfahren ist, das zum Berechnen eines PSD-Wertes aus einem beliebigen Frequenzsignal, wie einem Beschleunigungssignal, geeignet ist.
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4 zeigt ein Diagramm, das ein aus einem Signal eines Raddrehzahlsensors erlangtes Beschleunigungssignal, d.h. ein Raddrehzahlsignal in Bezug auf das linke Vorderrad FL gemäß der Erfindung darstellt, wobei die Ordinatenachse die Zeit t darstellt, und die Abszissenachse die Beschleunigung a darstellt.
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5 zeigt ein Diagramm, das durch FFT-Verarbeitung und PSD-Analyse an Beschleunigungssignalen in Bezug auf die Räder FL, FR, RL und RR erlangte PSD-Kurven darstellt, wobei die Ordinatenachse die Frequenz f darstellt, und die Abszissenachse die PSD darstellt.
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Die PSD, die einen Vibrationsniveauwert darstellt, kann als ein Spitzenwert einer PSD-Kurve ermittelt werden, wie in 5 gezeigt ist. Wenn der Zeitraum einer Vibrationsniveaustufe, die zu dem ermittelten PSD-Wert gehört, ermittelt ist, wird der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch für eine vorbestimmte Zeit in jedem vorbestimmten Zeitraum wiederholt zugeführt.
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Als ein Beispiel zeigt die folgende Tabelle 1 für jede Vibrationsniveaustufe einen PSD-Bereich (g
2/Hz, wobei g = m/s
2), einen Zeitraum (s) zum Zuführen von Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch, einen Wert des Öldruckes (bar) und eine Zuführzeit (s). Tabelle 1:
| Vibrationsniveaustufe | PSD-Bereich (g2/Hz) | Zeitraum (s) | Öldruck (bar) | Zuführzeit (s) |
| HOCH | über 20 | 5 | 0,6 | 0,01 |
| MITTEL | 10–20 | 10 | 0,6 | 0,01 |
| NIEDRIG | nicht kleiner als unterer Grenzwert und kleiner als 10 | 15 | 0,6 | 0,01 |
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, ist die Vibrationsniveaustufe in drei Stufen von Hoch, Mittel und Niedrig eingeteilt, und der PSD-Bereich ist entsprechend der jeweiligen Vibrationsniveaustufe gesetzt.
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Ebenso sind der Zeitraum zum Zuführen von Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch, der Wert des Öldruckes und die Zuführzeit für jede Vibrationsniveaustufe gesetzt, und ein unterer Grenzwert (Einstellwert) ist als der kleinste PSD-Wert gesetzt, der durch Wiedergeben eines Fahrbahnzustands erlangt wird, bei dem das Rattergeräusch der Bremssattelvorrichtung erzeugt werden kann, wenn der Bremsöldruck (Bremsdruck) während der Fahrt des Fahrzeuges freigegeben ist.
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Wie der Bereich des Vibrationsniveauwertes (PSD-Wert) erhöht wird, kann der Zeitraum zum Zuführen des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch derart gesetzt werden, dass er allmählich kleiner wird.
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Hier wird das Rattergeräusch in dem schwimmenden Zustand der Bauteile der Bremssattelvorrichtung und in dem Zustand, in dem Freiräume zwischen den Bauteilen vorhanden sind, erzeugt.
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Wenn der PSD-Wert entsprechend einem Momentanzustand der Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug fährt, nicht kleiner als der untere Grenzwert ist, wird bestimmt, dass ein unebener Fahrbahnzustand vorhanden ist, wo ein Rattergeräusch erzeugt werden kann, so dass der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch in dem Zustand einer entsprechenden Vibrationsniveaustufe zugeführt wird.
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In Tabelle 1 sind die Einstellwerte, wie der PSD-Bereich, der Zeitraum, der Wert des Öldruckes zur Verhinderung von Rattergeräusch und die Zuführzeit, welche für jede Vibrationsniveaustufe definiert sind, nur für erläuternde Zwecke vorgesehen, und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Jeder Einstellwert kann verschiedenartig korrigiert und modifiziert werden.
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Als solches wurde die Konfiguration des Steuerungssystems zum Reduzieren von Rattergeräusch gemäß der Erfindung beschrieben. Daher können die Raddrehzahlsensoren 11, die Steuereinrichtung 20 und der Bremstreiber 30 als Bauteile eines Systems zur elektronischen Stabilitätssteuerung (ESC) verwendet werden, das zuvor in dem Fahrzeug montiert ist.
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Das heißt, der Raddrehzahlsensor 11 jedes Rades ist als ein Bauteil des ESC einbezogen. Außerdem sind die Bauteile des Bremstreibers 30 zum Erzeugen von Öldruck und Zuführen des erzeugten Öldruckes zu der Bremsvorrichtung, d.h. die Pumpe, das Ventil, die Öldruckleitung und dergleichen als Bauteile des ESC einbezogen. In diesem Falle kann die Steuereinrichtung 20 gemäß der Erfindung eine ESC-Steuereinrichtung (ESC-ECU) zum Durchführen der Fahrzeugbremssteuerung sein.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf 3 ein Steuerungsverfahren gemäß der Erfindung beschrieben.
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Zuerst wird eine Raddrehzahl jedes Rades mittels des Raddrehzahlsensors 11 während der Fahrt des Fahrzeuges erfasst (S11), und die Steuereinrichtung 20 empfängt in Echtzeit ein Raddrehzahlsignal, das von jedem Raddrehzahlsensor 11 ausgegeben wird.
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In diesem Zustand wandelt die Steuereinrichtung 20 das Raddrehzahlsignal in ein Beschleunigungssignal um und berechnet dann in Echtzeit einen Vibrationsniveauwert mittels eines zusätzlichen Prozesses der Verarbeitung und Analyse des Signals, d.h. einen PSD-Wert mittels PSD-Analyse (S12).
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Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 20, wenn der für jedes Rad berechnete PSD-Wert nicht kleiner als ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist, eine entsprechende Vibrationsniveaustufe aus dem PSD-Wert (S13 und S14) und führt intermittierend Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch zu der Scheibenbremse des entsprechenden Rades in einem Zustand, welcher der bestimmten Vibrationsniveaustufe entspricht.
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Wenn sich der Zeitraum der entsprechenden Vibrationsniveaustufe einem vorbestimmten Zeitraum von einem Zeitpunkt, wenn zuvor Öldruck zugeführt wurde, nähert, wird der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch dem Radzylinder 41 des entsprechenden Rades für eine vorbestimmte Zuführzeit zugeführt (S15 und S16). Nachdem die Zuführzeit abgelaufen ist, wird der Öldruck freigegeben (S17).
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Wenn der PSD-Wert kleiner als der untere Grenzwert (Einstellwert) ist, wird bestimmt, dass der Fahrbahnzustand ein Fahrbahnzustand ist, wo kein Rattergeräusch erzeugt wird, so dass der Öldruck zur Verhinderung von Rattergeräusch nicht zugeführt wird.
