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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Bremsgeräuschen gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen und zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Verfahren und Vorrichtungen zur Reduktion von Bremsgeräuschen sind in zahlreichen Variationen bekannt. Während eines Bremsvorgangs wird an einzelnen Radbremsen eines korrespondierenden Bremssystems ein Bremsdruck aufgebaut. Zudem werden Frequenzdaten von mindestens einem Geräuschsensor ausgewertet, wobei während des Bremsvorgangs eine zusätzliche Bremsdruckmodulation aktiviert wird, welche den Bremsdruck an mindestens einer Radbremse verändert, wenn der mindestens eine Geräuschsensor ein für ein Bremsgeräusch charakteristisches Frequenzmuster erfasst.
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Aus der
DE 198 04 676 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Vermeiden von Quietschgeräuschen an Bremsanlagen bekannt, welche eine Drucksteuereinheit zum Beaufschlagen von Radbremsen bzw. zum Anpressen deren Bremsbeläge umfassen. Hierbei wird das Quietschen messtechnisch erfasst und durch Modulation des Anpressdrucks der Bremsbeläge an einer, mehrerer und/oder aller Radbremsen eliminiert. Die messtechnische Erfassung kann durch Schwingungsaufnehmer, Mikrofone oder durch Druckwandler erfolgen.
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Als nachteilig kann bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Reduktion von Bremsgeräuschen der Umstand angesehen werden, dass durch die zusätzliche Bremsdruckmodulation zur Reduktion der Bremsgeräusche auch die Bremsdruckmodulation von anderen Bremsfunktionen wie ABS, ASR usw. beeinflusst werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Reduktion von Bremsgeräuschen und eine korrespondierende Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen und zur Durchführung eines solchen Verfahrens bereitzustellen, welche andere Bremsfunktionen nicht beeinflussen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Reduktion von Bremsgeräuschen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren zur Reduktion von Bremsgeräuschen bereitzustellen, welche andere Bremsfunktionen nicht beeinflusst, werden mindestens ein Geräuschsensor und eine Auswertung der erfassten Frequenzdaten aktiviert, wenn eine erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet und eine Auswertung eines erfassten Fahrzeugumfelds mindestens eine vorgegebene Verkehrssituation und/oder Umweltsituation anzeigt und eine aktuelle Fahrzeugposition innerhalb eines städtischen Bereichs festgestellt wird und ein Bremswunsch erkannt wird. Zudem verändert die zusätzliche Bremsdruckmodulation den Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen in einer vorgegebenen Reihenfolge und mit einer vorgegebenen Wechselfrequenz.
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Zudem wird eine Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen in einem Bremssystem eines Fahrzeugs und zur Durchführung eines solchen Verfahrens vorgeschlagen, welche eine Auswerte- und Steuereinheit, mindestens einen Geräuschsensor, mindestens ein Navigationssystem mit Ortungsvorrichtung und mindestens eine Sensorik umfasst. Das Bremssystem umfasst mehrere Radbremsen und ein Bremsensteuergerät, welches einen Bremswunsch erfasst und eine Bremsdruckmodulation in den einzelnen Radbremsen durchführt. Die Auswerte- und Steuereinheit wertet die Frequenzdaten des mindestens einen Geräuschsensors aus und erzeugt während eines Bremsvorgangs eine zusätzliche Bremsdruckmodulation für das Bremsensteuergerät. Das Bremsensteuergerät führt die zusätzliche Bremsdruckmodulation aus und verändert den Bremsdruck an mindestens einer Radbremse, wenn der mindestens eine Geräuschsensor ein für ein Bremsgeräusch charakteristisches Frequenzmuster erfasst. Erfindungsgemäß aktiviert die Auswerte- und Steuereinheit den mindestens einen Geräuschsensor und wertet dessen erfasste Frequenzdaten aus, wenn eine erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet und eine Auswertung eines erfassten Fahrzeugumfelds mindestens eine vorgegebene Verkehrssituation und/oder Umweltsituation anzeigt und eine vom Navigationssystem ermittelte aktuelle Fahrzeugposition innerhalb eines städtischen Bereichs festgestellt ist und ein Bremswunsch erkannt ist. Zudem verändert die zusätzliche Bremsdruckmodulation während des Bremsvorgangs den Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen in einer vorgegebenen Reihenfolge und mit einer vorgegebenen Wechselfrequenz.
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Durch die Auswertung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, welche vorzugsweise von der mindestens einen Sensorik erfasst wird, und des erfassten Fahrzeugumfelds und der aktuellen Fahrzeugposition sollen vorgegebene Verkehrssituationen und/oder Umweltsituationen erkannt werden, in welchen die Wahrscheinlichkeit eines Bremsmanövers sehr hoch ist und trotzdem kein Notbremswunsch vorliegt. Diese Verkehrssituationen ergeben sich insbesondere bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter 30km/h in einem innerstädtischen Bereich, wo langsam gefahren wird und wo Passanten die störenden Bremsgeräusche wie Bremsenquietschen und/oder Bremsenpfeifen auch als störend empfinden können. In außerstädtischen Bereichen sind in der Regel keine Passanten anwesend, welche die auftretenden Bremsgeräusche als störend empfinden. Somit werden für die Aktivierung der zusätzlichen Bremsdruckmodulation neben den erfassten Frequenzdaten des mindestens einen Geräuschsensors beispielsweise auch prädikative Navigationsdaten eines Navigationssystems und/oder Ortungsdaten einer Ortungsvorrichtung, aus welchen die genaue aktuelle Fahrzeugposition bestimmt werden kann. Durch einen Vergleich mit einer digitalen Karte des Navigationssystems kann dann festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug innerhalb oder außerhalb eines städtischen Bereichs befindet. Die mindestens eine Sensorik kann beispielsweise mindestens eine Kamera umfassen, über welche Verkehrssituationen wie Ampeln, Kreuzungen, Einmündungen, Parkplätze, Zebrastreifen usw. erkannt werden können, in welchen die Wahrscheinlichkeit eines Bremsmanövers sehr hoch ist. Daher wird die mit der mindestens einen Kamera erfasste Verkehrssituation mit solchen vorgegebenen Verkehrssituationen verglichen, um die Wahrscheinlichkeit eines Bremsmanövers zu bestimmen. Zudem kann die mindestens eine Kamera Umweltsituationen, wie beispielsweise einen aktuellen Fahrbahnzustand erfassen und auswerten. Hierbei kann bei einer erkannten trockenen und/oder nassen Fahrbahn die zusätzliche Bremsdruckmodulation ausgeführt werden. Bei erkannten winterlichen Fahrbahnbedingungen kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation nicht durchgeführt werden. Des Weiteren kann die mindestens eine Sensorik eine Außentemperatur und/oder eine Luftfeuchtigkeit erfassen, um in Kombination mit der Kamera den Fahrbahnzustand zu erkennen. Bei winterlichen Fahrbahnbedingungen sollen auszuführende Bremsfunktionen, wie beispielsweise ABS- oder ESP-Funktionen, nicht durch die zusätzliche Bremsdruckmodulation beeinflusst werden. Zusammenfassend werden Verkehrssituationen und Umfeldinformationen berücksichtigt, bevor der Geräuschsensor und dessen Auswertung und somit die zusätzliche Bremsdruckmodulation aktiviert und durchgeführt werden. Das Fahrzeugumfeld kann über die mindestens eine Kamera und/oder die prädikativen Navigationsdaten bzw. Ortungsdaten und/oder über die Sensordaten definiert werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen, an welchen der Bremsdruck verändert wird, beispielsweise im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn vorgeben. Zusätzlich oder alternativ kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen, an welchen der Bremsdruck verändert wird, zyklisch zwischen im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn umschalten. Dadurch können alle Radbremsen des Bremssystems angesprochen und die Geräuschbildung reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen, an welchen der Bremsdruck verändert wird, zwischen den einzelnen Radbremsen einer Vorderachse und den einzelnen Radbremsen einer Hinterachse verändern. So kann beispielsweise der Bremsdruck abwechselnd an einer Radbremse der Vorderachse und dann an einer Radbremse der Hinterachse durchgeführt werden. Alternativ kann der Bremsdruck zuerst an den Radbremsen der Vorderachse und dann an den Radbremsen der Hinterachse verändert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation den Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen im Bereich zwischen 1 % und 5% des aktuellen Bremsdrucks erhöhen oder reduzieren. Zudem kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation den Bremsdrucks an mindestens einer Radbremse erhöhen und an mindestens einer Radbremse reduzieren. Des Weiteren kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation die Änderung des Bremsdrucks an den einzelnen Radbremsen in Abhängigkeit von einer erfassten Außentemperatur und/oder einer erfassten Luftfeuchtigkeit vorgeben.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Wechselfrequenz, mit welcher die zusätzlichen Bremsdruckmodulation zwischen den einzelnen Radbremsen wechselt, im Bereich zwischen 2kHz und 10kHz vorgegeben werden. Durch die kurze sich ergebende Zeitspannen kann der Bremsdruck in allen Radbremsen des Bremssystems während eines Bremsvorgangs verändert werden, so dass an allen Radbremsen die Bremsgeräusche reduziert werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann die mindestens eine Sensorik einen Außentemperatursensor und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor und/oder einen Geschwindigkeitssensor und/oder ein Kamera umfassen. Da das Bremsverhalten der Radbremsen und die Geräuschentwicklung von Umwelteinflüssen abhängig sind, können diese durch entsprechende Sensoren erfasst und bei der zusätzlichen Bremsdruckmodulation berücksichtigt werden.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen; und
- 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduktion von Bremsgeräuschen.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 10 zur Reduktion von Bremsgeräuschen in einem Bremssystem 2 eines Fahrzeugs 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auswerte- und Steuereinheit 14, mindestens einen Geräuschsensor M, mindestens eine Navigationssystem NS mit Ortungsvorrichtung und mindestens eine Sensorik S. Das Bremssystem 2 umfasst mehrere Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D und ein Bremsensteuergerät 5, welches einen Bremswunsch 7 erfasst und eine Bremsdruckmodulation in den einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D durchführt. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 wertet Frequenzdaten des mindestens einen Geräuschsensors M aus und erzeugt während eines Bremsvorgangs eine zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM für das Bremsensteuergerät 10, welche den Bremsdruck an mindestens einer Radbremse 3A, 3B, 3C, 3D verändert, wenn der mindestens eine Geräuschsensor M ein für ein Bremsgeräusch charakteristisches Frequenzmuster erfasst.
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Erfindungsgemäß aktiviert die Auswerte- und Steuereinheit 14 den mindestens einen Geräuschsensor M und wertet dessen erfasste Frequenzdaten aus, wenn eine erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet und eine Auswertung 12.2 eines erfassten Fahrzeugumfelds mindestens eine vorgegebene Verkehrssituation und/oder Umweltsituation anzeigt und eine vom Navigationssystem NS ermittelte aktuelle Fahrzeugposition innerhalb eines städtischen Bereichs festgestellt ist und ein Bremswunsch 7 erkannt ist. Hierbei verändert die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM während des Bremsvorgangs den Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D in einer vorgegebenen Reihenfolge und mit einer vorgegebenen Wechselfrequenz.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 10 zur Reduktion von Bremsgeräuschen in einem Bremssystem 2 eines Fahrzeugs 1 eine an der Frontscheibe angeordnete Kamera 12 mit einem optischen Sensor 12.1 und einer Bildauswertung 12.2. Zudem ist im Bereich der einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D jeweils ein als Mikrofon ausgeführter Geräuschsensor M angeordnet, welcher die Frequenzdaten im Bereich der Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D erfasst. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein als Mikrofon ausgeführter Geräuschsensor M im Fahrzeuginnenraum angeordnet. Hierbei kann der im Fahrzeuginnenraum angeordnete Geräuschsensor M zusätzlich oder alternativ zu den im Bereich der Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D angeordneten Geräuschsensoren M eingesetzt werden. Um die Geräuschsensoren M vor Verschmutzung zu schützen, sind diese vorzugsweise hinter einer Verkleidung des Radhauses angeordnet. Der Bremswunsch 7 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen nicht näher dargestellten Bremslichtschalter erkannt, welcher eine vorgelagerte Bremspedalwegsensierung ermöglicht, das bedeutet, dass der Fuß eines Fahrers auf dem Bremspedal liegt und und noch kein Bremsdruck aufgebaut wird. Zudem umfasst die mindestens eine Sensorik im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Temperatursensor 16, welcher eine Außentemperatur erfasst, einen Luftfeuchtigkeitssensor 17 und einen Geschwindigkeitssensor 18, welcher die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Reduktion von Bremsgeräuschen während eines Bremsvorgangs, welcher an einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D einen Bremsdruck aufbaut, in einem Schritt S100 eine erfasste aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorgegebenen Schwellwert von beispielsweise 30km/h verglichen. Unterschreitet die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit den vorgegebenen Schwellwert, dann wird im Schritt S120 eine Auswertung 12.2 eines erfassten Fahrzeugumfelds durchgeführt, wobei eine erfasste Verkehrssituation und/oder Umweltsituation mit mindestens einer vorgegebenen Verkehrssituation und/oder Umweltsituation verglichen wird. Entspricht die erfasste Verkehrssituation und/oder Umweltsituation einer vorgegebenen Verkehrssituation und/oder Umweltsituation, dann wird im Schritt S130 überprüft, ob eine aktuelle Fahrzeugposition innerhalb eines städtischen Bereichs liegt. Wird die aktuelle Fahrzeugposition innerhalb eines städtischen Bereichs angezeigt, dann wird im Schritt S140 überprüft, ob ein Bremswunsch 7 vorliegt. Wird ein Bremswunsch 7 erkannt, dann wird im Schritt S150 der mindestens eine Geräuschsensors M und die Auswertung der erfassten Frequenzdaten aktiviert. Entsprechen die von dem mindestens einen Geräuschsensor M erfassten Frequenzdaten einem für ein Bremsgeräusch charakteristischen Frequenzmuster, dann wird im Schritt S160 während des Bremsvorgangs eine zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM aktiviert, welche den Bremsdruck an mindestens einer Radbremse 3A, 3B, 3C, 3D verändert.
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Als vorgegebene Verkehrssituationen und/oder Umweltsituationen können beispielsweise Ampeln, Kreuzungen, Einmündungen, Parkplätze, Zebrastreifen usw. erkannt werden, in welchen die Wahrscheinlichkeit eines Bremsmanövers sehr hoch ist. Daher wird die mit der mindestens einen Kamera erfasste Verkehrssituation mit solchen vorgegebenen Verkehrssituationen verglichen, um die Wahrscheinlichkeit eines Bremsmanövers zu bestimmen. Als vorgegebene Umweltsituation, kann beispielsweise ein Fahrbahnzustand erfasst und ausgewertet werden. Hierbei wird bei einer erkannten trockenen und/oder nassen Fahrbahn die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM ausgeführt. Bei erkannten winterlichen Fahrbahnbedingungen wird die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM nicht durchgeführt. Bei winterlichen Fahrbahnbedingungen sollen auszuführende Bremsfunktionen, wie beispielsweise ABS- oder ESP-Funktionen, nicht durch die zusätzliche Bremsdruckmodulation beeinflusst werden.
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Selbstverständlich kann die Reihenfolge der Schritte 100 bis 130, welche die aktuelle Verkehrssituation und/oder Umweltsituation und den aktuellen Fahrzeugzustand ermitteln, auch vertauscht werden. So kann beispielsweise zuerst überprüft werden, ob sich das Fahrzeug innerhalb eines städtischen Bereichs befindet und dann die Geschwindigkeit und die Verkehrssituation und/oder Umweltsituation erfasst und ausgewertet werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel gibt die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D, an welchen der Bremsdruck verändert wird, im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn vor, wobei die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D, an welchen der Bremsdruck verändert wird, zyklisch zwischen im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn umgeschaltet wird. Alternativ kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D, an welchen der Bremsdruck verändert wird, entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn vorgeben.
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Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel verändert die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM die Wechselreihenfolge der einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D, an welchen der Bremsdruck verändert wird, zwischen den einzelnen Radbremsen 3A, 3B einer Vorderachse und den einzelnen Radbremsen 3C, 3D einer Hinterachse.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel erhöht oder reduziert die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM den Bremsdruck an den einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D im Bereich zwischen 1 % und 5% des aktuellen Bremsdrucks. Hierbei kann die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM den Bremsdrucks an mindestens einer Radbremse 3A, 3B, 3C, 3D erhöhen und an mindestens einer Radbremse 3A, 3B, 3C, 3D reduzieren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gibt die zusätzliche Bremsdruckmodulation ZBDM die Änderung des Bremsdrucks an den einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D in Abhängigkeit von der erfassten Außentemperatur und/oder der erfassten Luftfeuchtigkeit vor. Die die Wechselfrequenz, mit welcher die zusätzlichen Bremsdruckmodulation ZBDM zwischen den einzelnen Radbremsen 3A, 3B, 3C, 3D wechselt, wird im Bereich zwischen 2kHz und 10kHz vorgegeben. Hierbei kann die Vorgabe der Wechselfrequenz ebenfalls in Abhängigkeit von der erfassten Außentemperatur und/oder der erfassten Luftfeuchtigkeit vorgegeben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Bremssystem
- 3A, 3B
- Radbremse (Vorderachse)
- 3C, 3D
- Radbremse (Hinterachse)
- 5
- Bremsensteuergerät
- 7
- Bremswunsch
- 10
- Vorrichtung zur Reduktion von Bremsgeräuschen
- 12
- Kamera
- 12.1
- optischer Sensor
- 12.2
- Auswertung
- 14
- Auswerte- und Steuereinheit
- 16
- Temperatursensor
- 17
- Luftfeuchtigkeitssensor
- 18
- Geschwindigkeitssensor
- M
- Geräuschsensor (Mikrofon)
- NS
- Navigationssystem mit Ortungsvorrichtung
- ZBDM
- zusätzliche Bremsdruckmodulation
- 100
- Verfahren zur Reduktion von Bremsgeräuschen
- S100 bis S150
- Verfahrensschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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