DE102020212789A1

DE102020212789A1 - Electromechanical motor vehicle wheel brake with locally improved monitoring

Info

Publication number: DE102020212789A1
Application number: DE102020212789.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kircher; Johann Jungbecker; Paul Linhoff; Timo Schröder
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-04-14
Also published as: WO2022073564A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse, insbesondere nach dem Reibungsprinzip, aufweisend ein Bremsgehäusemodul und ein elektrisch, oder elektronisch über eine Steuereinheit ECU, angesteuertes Stellmotormodul MGU, dem zumindest ein Stellmittel zugewiesen ist, das über Übertragungsmittel mittelbar, und/oder unmittelbar, dazu geeignet und bestimmt ist, auf zumindest einen zugeordneten Kraftfahrzeugreibbelag - zwecks lösbarer Reibungskooperation mit einem drehbar gelagerten Bremsrotor - einzuwirkenEs besteht die Aufgabe, nach einer verbesserten Geräuscheventerfassung bzw. nach einer entsprechend verbesserten Ansteuerung bzw. Regelung der Kraftfahrzeugradbremse.Zur Lösung des Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine Geräuschüberwachung mit Hilfe von wenigstens einem elektrisch oder elektronisch gestalteten Geräuschüberwachungsmittel lokal implementiert ist, und wobei jede elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse mit mindestens einem integrierten Geräuschüberwachungsmittel ausgerüstet ist.The invention relates to an electromechanical motor vehicle wheel brake, in particular according to the friction principle, having a brake housing module and a servomotor module MGU, which is actuated electrically or electronically via a control unit ECU, to which at least one actuating means is assigned, which is suitable and suitable for this purpose, directly and/or indirectly via transmission means intended to act on at least one assigned motor vehicle friction lining - for the purpose of releasable frictional cooperation with a rotatably mounted brake rotor. There is the task of improved noise event detection or correspondingly improved control or regulation of the motor vehicle wheel brake Noise monitoring is implemented locally using at least one electrically or electronically designed noise monitoring means, and each electromechanical motor vehicle wheel brake is integrated with at least one n is equipped with noise monitoring equipment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Kern eine elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse mit neuartig verbesserter Geräuscheventüberwachung, wobei die Applikation der Erfindung ganz grundsätzlich auch bei vergleichbaren Applikationen prinzipiell technisch möglich wie auch sinnhaft erscheint.The present invention essentially relates to an electromechanical motor vehicle wheel brake with a new type of improved noise event monitoring, the application of the invention also appearing in principle to be technically possible and sensible in comparable applications.

Für dauerbeanspruchte und/oder sicherheitskritische, beispielhaft systemrelevante, Bauwerke, Industriemaschinen, Turbinen, Gebäude etc. ist es ganz grundsätzlich sinnvoll bzw. durchgesetzt, eine maschinenakustische Betriebsüberwachung anhand der sensorisch-messtechnisch gestützten Schwingungsanalyse, wie beispielhaft anhand besonderer Laufgeräuschüberwachung, darzustellen.For structures, industrial machines, turbines, buildings etc. that are subject to continuous stress and/or safety-critical, for example system-relevant, it is fundamentally sensible or enforced to present machine acoustic operation monitoring using sensor-based measurement technology-based vibration analysis, for example using special running noise monitoring.

Die DE 10 2006 055 768 A1 der Anmelderin bezieht sich beispielhaft auf eine Maßnahme zur Funktionsüberprüfung für ein Kraftfahrzeugsteuergerät umfassend einen Messaufnehmer für Beschleunigungs- und/oder Körperschallsignale sowie mit Eignung und Bestimmung für variable Zwecke.the DE 10 2006 055 768 A1 the applicant refers to an example of a measure for checking the function of a motor vehicle control unit comprising a sensor for acceleration and/or structure-borne noise signals and with suitability and determination for variable purposes.

Die DE 10 2019 113 004 A1 bezieht sich auf ein zentralisiertes, sowie satellitengestütztes Fahrzeugsystem, einschließlich Cloud-IT-Peripherie mit Einbindung von hydraulisch druckgeregelt betätigbaren Radbremsbaugruppen. Die Architektur ermöglicht ein neuartiges Verfahren zum Identifizieren eines Fehlers in einer oder in mehreren hydraulischen Radbremsbaugruppen anhand eines systemisch übergreifend konfektionierten Fahrzeugsystems umfassend ein zentrales elektronisches Steuergerät (ECU) mit Speicher, welches dazu geeignet und bestimmt ist, die Variation des Bremsdrucks P und eine Vielzahl von zusätzlichen Sensoren zu empfangen, die anhand einer zellularen neuronalen Fahrzeugnetzwerkstruktur über das ganze Kraftfahrzeug verstreut platziert sind. In diesem Kontext (vgl. ebenda [0034]) dient ein einzelner akustischer Sensor, der als Mikrofon mit Platzierung im Fahrzeuginnenraum dargestellt ist, der Beurteilung und Überwachung des Geräuschverhaltens sämtlicher Radbremsbaugruppen.the DE 10 2019 113 004 A1 refers to a centralized and satellite-supported vehicle system, including cloud IT peripherals with the integration of hydraulically pressure-controlled wheel brake assemblies. The architecture enables a novel method for identifying a fault in one or more hydraulic wheel brake assemblies using a systemically overarching vehicle system comprising a central electronic control unit (ECU) with memory, which is suitable and intended for the variation of the brake pressure P and a large number of additional sensors placed throughout the vehicle using a vehicle cellular neural network structure. In this context (cf. ibid. [0034]), a single acoustic sensor, which is shown as a microphone placed in the vehicle interior, is used to assess and monitor the noise behavior of all wheel brake assemblies.

Der Stand der Technik erscheint verbesserungsfähig und insbesondere in Bezug auf die by-wire Kraftfahrzeugradbremssysteme (insb. Elektro-Mechanische-Kraftfahrzeugradbremse) für besonders geräuscharm dargestellte Kraftfahrzeuge (insb. die FEV/Elektromobilität bzw. Robotik betreffend) besteht eine aktuelle Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Bremskomfort, d.h. insbesondere systemgegebenes, jedoch bremskomfortbeeinträchtigendes Bremsenrubbeln, Vibrieren bzw. schlicht störende Bremsgeräusche oder sonstige NVH-Nachteile einer Reibungsbremse anhand verbesserter Vorrichtung und/oder Verfahren einfach, effizient, sicher sowie praxisgerecht zu erkennen und ggf. durch eine oder mehrere passende Gegenmaßnahmen, bei verbesserter Resilienz, prozesssicher zu eliminieren.The state of the art appears to be in need of improvement and in particular with regard to the by-wire motor vehicle wheel brake systems (in particular electro-mechanical motor vehicle wheel brakes) for motor vehicles which are particularly low-noise (in particular relating to FEV/electromobility or robotics) is a current object of the present invention to avoid the disadvantages of the prior art and to recognize braking comfort, i.e. in particular system-specific but braking comfort-impairing brake judder, vibration or simply annoying brake noises or other NVH disadvantages of a friction brake using improved devices and/or methods in a simple, efficient, safe and practical manner and, if necessary, to eliminate it reliably by one or more suitable countermeasures with improved resilience.

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems schlägt demzufolge vor, dass jede elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse mit Zielrichtung auf deren weitestgehend unabhängige, selbständige Geräuscheventüberwachung gewissermaßen individuell autark derart weiterentwickelt ausgebildet ist, dass jede elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse in wenigstens einer Ihrer Komponenten mindestens ein Mittel zur Geräuschüberwachung integriert. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demzufolge vorteilhafterweise eine unmittelbar individualisierte und bei kurzen Wegen mithin rationalisierte, schnelle lokale Signalverarbeitung sowie Überwachung und deren Applikation bei passender elektrischer oder elektronisch gestützter Geräuschanalysemöglichkeit für die verschiedensten bremsentypische Fehlerbilder in einer elektromechanischen Kraftfahrzeugradbremse. Ein ganz besonderer Vorteil eines derart dezentralisiert konfektionierten Systems besteht darin, dass ein funktionaler Ausfall irgendeiner (Radbrems-)komponente im Wesentlichen keine zwangsläufige Auswirkung auf eine benachbarte Radbremskomponente aufweisen muss.The solution to the problem according to the invention therefore proposes that each electromechanical motor vehicle wheel brake is designed to be individually self-sufficient with the aim of largely independent, autonomous noise event monitoring, so that each electromechanical motor vehicle wheel brake integrates at least one means of noise monitoring in at least one of its components. The present invention therefore advantageously enables direct individualized and therefore rationalized with short distances, fast local signal processing and monitoring and its application with a suitable electrical or electronically supported noise analysis option for the most diverse brake-typical fault patterns in an electromechanical motor vehicle wheel brake. A very particular advantage of such a decentralized system is that a functional failure of any one (wheel brake) component essentially does not have to have an inevitable effect on an adjacent wheel brake component.

Es versteht sich dass die erfindungsgemäß ganz oder teilweise unmittelbar d.h. lokal gewonnenen und verarbeiteten Daten, Messwerte und oder Bewertungen betreffend die Bremsgeräuschüberwachung bzw. Peripheriedaten nach Bedarf auch mit weiteren, peripheren, Komponenten, Steuergeräten oder Systemen eines elektronischen Fahrzeugnetzwerks - wie insbesondere über ein Fahrzeugbussystem - intern ausgetauscht, geteilt, d.h. kommuniziert sowie über eine Ausgabeschnittstelle an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgegeben und/oder in einem Datenspeicher (in einem Fahrzeugspeicher und/oder überörtlich, drahtlos kommuniziert auf einem zentralen Servicedatenserver) nach extern gerichtet und abgespeichert bzw. archiviert werden können, ohne den primär auf eine EMB respektive auf eine Fahrzeugbremsarchitektur lokal gebunden bezogenen Erfindungsgegenstand zwanghaft zu verlassen.It goes without saying that the data, measured values and/or evaluations relating to the brake noise monitoring or peripheral data obtained and processed directly, i.e. locally, in whole or in part according to the invention can also be used with other peripheral components, control units or systems of an electronic vehicle network - such as in particular via a vehicle bus system - as required. internally exchanged, shared, i.e. communicated and output via an output interface to a man-machine interface and/or directed externally and stored or archived in a data memory (in a vehicle memory and/or over-location, communicated wirelessly on a central service data server). without compulsively abandoning the subject matter of the invention, which is primarily related to an EMB or locally bound to a vehicle brake architecture.

Die Erfindung kann und darf es insbesondere vorteilhaft ermöglichen, eine lokale Körperschallmessung bzw. Körperschallüberwachung in einer EMB (elektromechanische Bremse) integriert vorzusehen. Eine derartig lokal (dezentralisiert) organisierte Auswertung der erfassten Geräuschmesswerte bzw. Geräuschsignale d.h. Körperschallsignale ist variabel und erfolgt beschleunigt, effizient lokal ohne langwierige Signallaufzeiten, und kann sich in vorteilhafter Weiterbildung weiterhin erfindungsgemäß auf eine gemeinsam zusammengefasste Auswertung und / oder Bewertung von mehreren Radbremsen einer Fahrzeugachse erstrecken, welche die der jeweiligen Kraftfahrzeugradbremse zuzuordnenden Geräuschmesswerte /Signale betreffend Raddrehzahl und/oder Zuspannkraft zusätzlich einbeziehen. Weitere sensorisch erfasste Daten anderer peripherer Komponenten und Systeme, die im engeren Sinne eine eigentliche Fahrzeugbremsenregelung nicht angehören (Antriebsmomente und/oder Bremsrekuperation, Feder- und/oder Dämpfer, bzw. Niveau- kurz Fahrwerkregelung) könnte nach Bedarf zwecks fusioniert verbessert weiterentwickelter Abhilfe zwar applikationsabhängig nach Bedarf einbezogen sein, muss aber keineswegs als zwingende Information Eingang finden. Dabei ist es weiterhin genauso sinnvoll wie auch denkbar, dass lokal bezogen auf die jeweilig prinzipiell individuell betrachtete EMB-Kraftfahrzeugradbremse ein Soll-Istwert-Vergleich erfolgt und wobei für den Fall von Problemen, d.h. Abweichungen eine passende Abhilfemaßnahme zur abgeänderten Ansteuerung der jeweiligen Kraftfahrzeugradbremse alleine, oder alternativ noch abgestimmt für mehrere Radbremsen des betreffenden Kraftfahrzeugs abgegeben wird. Die Abhilfemassnahme wir unter der Prämisse von der Steuereinheit ECU erarbeitet, dass sämtliche berücksichtigten peripheren Begleitumstände, physikalischen Erfordernisse, die Fahrstabilität, wie auch der Bremskomfort unter graduellem Einbezug des Bremsgeräuschzustands wirkungsmäßig derart einbezogen werden, dass die Wirkung so nahe wie möglich an die ursprünglich (fremdgesteuert oder per Fahrzeugführerwunsch) angestrebte bzw. eingesteuerte Wirkung angenähert ist (Konsensbildung), soweit kein kritischer lokaler Fahrzeugdefekt, Fehler oder unsicherer Fahrzeugstatus wie beispielsweise Bremssystembrakedown (Ganz oder in Teilen), Energieknappheit bzw. Stromausfall, Notbremssituation, Systemdegradationsmaßnahme vorliegt oder irgendwo verfügbar gemeldet ist.The invention can and must make it particularly advantageous to provide local structure-borne noise measurement or structure-borne noise monitoring integrated in an EMB (electromechanical brake). Such a locally (decentralized) organized evaluation of the recorded noise measurement values or noise signals, ie structure-borne noise signal nale is variable and takes place in an accelerated, efficient, local manner without lengthy signal propagation times, and in an advantageous development can also extend according to the invention to a jointly combined evaluation and/or evaluation of several wheel brakes on a vehicle axle, which can be assigned to the respective motor vehicle wheel brake noise measurement values /signals relating to the wheel speed and / or additionally include clamping force. Further sensor-recorded data from other peripheral components and systems, which in the narrower sense do not belong to an actual vehicle brake control (drive torque and/or brake recuperation, spring and/or damper, or level-in short chassis control) could be merged as required for the purpose of improved, further developed remedy, although application-dependent be included as required, but does not have to be included as mandatory information. It is still just as sensible as it is conceivable for a setpoint/actual value comparison to be carried out locally in relation to the EMB motor vehicle wheel brake, which is in principle considered individually, and in the event of problems, i.e. deviations, a suitable remedial measure for the modified control of the respective motor vehicle wheel brake alone, or alternatively, it is delivered in a way that is coordinated for a number of wheel brakes of the motor vehicle in question. The remedial measure is developed by the ECU control unit on the premise that all the peripheral circumstances, physical requirements, driving stability and braking comfort that are taken into account are included in terms of effect, with gradual inclusion of the brake noise condition, in such a way that the effect is as close as possible to the original (externally controlled or by vehicle driver's request) desired or controlled effect is approximated (consensus formation), as long as there is no critical local vehicle defect, error or uncertain vehicle status such as brake system brakedown (completely or in parts), energy shortage or power failure, emergency braking situation, system degradation measure is present or reported somewhere available.

In Weiterbildung der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Mittel zur Geräuschüberwachung zumindest einen integrierten geräuschempfindlichen Sensor, wie insbesondere beispielhaft ein akustisches Mikrofon.In a development of the invention, the means according to the invention for noise monitoring comprises at least one integrated noise-sensitive sensor, such as an acoustic microphone, for example.

In weiterer zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung umfasst das Mittel zur Geräuschüberwachung zumindest einen A/D- und/oder D/A-Signalwandlerbaustein zwecks elektronischer Geräuschsignalverarbeitung anhand einer Radbrems-Steuereinheit. Der Signalwandlerbaustein ist dabei bevorzugt an oder in eine Radbremsaktuatorik integriert.In a further expedient development of the invention, the noise monitoring means comprises at least one A/D and/or D/A signal converter module for the purpose of electronic noise signal processing using a wheel brake control unit. The signal converter module is preferably integrated on or in a wheel brake actuator.

In noch weiterhin vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung ist zumindest ein erfindungsgemäßes Mittel zur Geräuschüberwachung an oder in eine eigenständig handhabbare elektronische Radbremssteuerungseinheit jeder Radbremsaktuatorik austauschbar zugeordnet integriert.In a still further advantageous further development of the invention, at least one means for noise monitoring according to the invention is integrated on or in an independently manageable electronic wheel brake control unit of each wheel brake actuator system in an interchangeable manner.

Aus Sicherheitsgründen versteht es sich, dass eine besonders abgesicherte bzw. verschlüsselte Kommunikationsschnittstelle nach Extern vorgesehen sein kann.For security reasons, it goes without saying that a specially secured or encrypted communication interface to the outside can be provided.

Noch weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt dazu im Wesentlichen skizzenhaft-vereinfacht, teils schematisch oder ggf. in abgeändertem Maßstab:

1 exemplarisch verkleinert, in Perspektive, sowie aufgebrochen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Kraftfahrzeugradbremse mit integrierter Komponente zur Geräuschüberwachung, und
2 schematisches Blockschaltbild betreffend eine exemplarische Geräuschsignalverarbeitung in einer elektronischen Radbrems-Steuereinheit.

Still other advantageous developments of the invention emerge from the subclaims in connection with the description based on the drawing. The drawing shows this essentially as a simplified sketch, partly schematic or possibly on a different scale:

1 exemplary reduced, in perspective, as well as broken an embodiment of an electromechanical motor vehicle wheel brake according to the invention with an integrated component for noise monitoring, and
2 schematic block diagram relating to an exemplary noise signal processing in an electronic wheel brake control unit.

Die Prinzipien der exemplarischen Ausführung einer erfindungsgemäßen EMB-Kraftfahrzeugradbremse, respektive Geräuschsignalverarbeitung, welche auch anhand der Zeichnung erhellen, sind nachstehend wie folgt erläutert.The principles of the exemplary embodiment of an EMB motor vehicle wheel brake according to the invention, or noise signal processing, which are also illustrated by the drawing, are explained below as follows.

Mit Hilfe eines Körperschallsensors (alternativ Mikrophon), der in eine radbremseigene EMB-Steuerungselektronik integriert ist, und dadurch vergleichsweise unmittelbar, nahe, an den Geräuschquellen einer Fahrzeugradbremse - elektromechanische Trommel- oder Scheibenbremse - platziert ist, wird Körperschall (alternativ Luftschall) gemessen und die betreffenden Messwerte werden anhand A/D, respektive D/A - Baustein in elektrisch digital durch eine elektronische Steuereinheit weiterverarbeitbare Sensorsignale umgewandelt. Die Signalbehandlung kann eine Filterung, Glättung oder ähnliche Signalbehandlungsroutine erfassen. Im Rahmen der dann in Zyklen (Millisekundenbereich) ausgeführten Datenverarbeitung wird in den vorgegebenen Abständen der definierten Duty-Cycles der jeweils gemessene Körperschall mit modellhaften Referenzwerten bzw. Wertebereichen, die in einem Speicher als Vergleichswerte oder -bereiche abgelegt sein dürfen, verglichen. Dabei können die Referenzwerte bzw. -bereiche aus Referenzmessungen stammen und entsprechend und abgespeichert, d.h. historischer Art gemessen und gespeichert sein, oder die Grundlage ist ein abgelegtes Referenzmodell und wobei die passenden Referenzwerte jeweils in situ aktuell berechnet werden. Differenzen d.h. Abweichungen zwischen Geräuschsignal und Referenzwert werden ermittelt und bei nennenswerter, fehlerbehafteter Überschreitung werden die Ergebnisse einem konkreten Fehlerbild zugeordnet.Structure-borne noise (alternatively airborne noise) is measured and the The measured values in question are converted using A/D or D/A modules into sensor signals that can be further processed electrically and digitally by an electronic control unit. The signal treatment can include filtering, smoothing or similar signal treatment routine. As part of the data processing, which is then carried out in cycles (millisecond range), the structure-borne noise measured in each case is compared at the specified intervals of the defined duty cycles with model reference values or value ranges, which may be stored in a memory as comparison values or ranges. The reference values or ranges can come from reference measurements and can be stored accordingly, ie measured and stored historically, or the basis is a stored reference model and the appropriate reference values are in situ currently calculated. Differences, ie discrepancies between the noise signal and the reference value, are determined and, in the event of a significant, erroneous exceedance, the results are assigned to a specific error pattern.

Üblicherweise werden die Körperschallsignale über eine Fouriertransformation in den so genannten Frequenzbereich übertragen und die Abweichungen in den einzelnen Frequenzbereichen werden erkannt und/oder bewertet. Weiterhin kann das transformierte Frequenzspektrum anhand der Radrehzahl normalisiert werden um ein drehzahlunabhängige Signalreferenz zu erhalten. In weiterhin vorteilhafter Ergänzung kann auch eine Information über die Zuspannkraft beigezogen sofern diese Erweiterung aus Kundensicht notwendig bzw. gewünscht erscheint.The structure-borne noise signals are usually transmitted via a Fourier transformation into the so-called frequency range and the deviations in the individual frequency ranges are recognized and/or evaluated. Furthermore, the transformed frequency spectrum can be normalized using the wheel speed in order to obtain a speed-independent signal reference. In a further advantageous addition, information about the clamping force can also be included if this extension appears necessary or desired from the customer's point of view.

Die festgestellten Abweichungen vom erwarteten Frequenzspektrum können beispielhaft dazu verwendet werden, um automatisch passende Gegenstrategien an die jeweilige Kraftfahrzeugradbremse zu entwickeln sowie zu emittieren, welche nur beispielhaft folgende Komfortnachteile, Fehlerbilder reflektieren können:

1.) Korrodierte Bremsrotoren bzw. Wartungsrückstand routiniert automatisch diagnostizieren und vermeiden helfen
2.) Bremsgeräusche routiniert automatisch dokumentieren (ggf. für FZG-Entwicklungsphase und/oder für Werkstattbesuch): Bremsenklappern, Bremsenquietschen, Bremsenknarzen etc.
3.) Unerwünschtes Schleifen von Bremsreibbelägen oder Reibbelagrückenplatten an einem Bremsrotor (Bremsscheibe/Bremstrommel) routiniert automatisiert feststellen (sog. Drag) sowie per Gegenmaßnahme vermeiden -> CO2-Vermeidung + Effizienz erhöhen
4.) Fehler, Fehlfunktion, Schädigung zwischen bewegten Antriebsstrangkomponenten, d.h. Getriebe/Lager/Spindel einer EMB und/oder Radnabe und/oder Fahrwerkdämpfungskomponente methodisch routiniert vermeiden bzw. möglichst frühzeitig automatisch routiniert diagnostizieren

The detected deviations from the expected frequency spectrum can be used, for example, to automatically develop and emit suitable counter-strategies to the respective motor vehicle wheel brake, which can only reflect the following disadvantages in terms of comfort, error patterns:

1.) Automatically and routinely diagnose corroded brake rotors or maintenance backlogs and help to avoid them
2.) Routinely document brake noises automatically (possibly for FZG development phase and/or for workshop visits): brake rattling, brake squeaking, brake groaning, etc.
3.) Routinely and automatically detect undesired grinding of brake friction linings or friction lining back plates on a brake rotor (brake disc/brake drum) (so-called drag) and avoid this with countermeasures -> CO2 avoidance + increase efficiency
4.) Errors, malfunctions, damage between moving drive train components, ie gearbox/bearing/spindle of an EMB and/or wheel hub and/or chassis damping component, methodically and routinely avoided or automatically and routinely diagnosed as early as possible

Die beschriebene Geräuschsensorik kann zudem auch ergänzend bzw. alternativ losgelöst wie folgt für eine entsprechend weiterentwickelt verbesserte EMB-Bremsenregelung regelungstechnisch verwendet werden:

1.) Anlagepunkt zwischen Bremsbelägen und Scheibe automatisch detektieren bzw. automatisch synchronisieren
2.) Erfassung einer (Brems-)Beschleunigung einer Brems-Achsen-„Corner“-Baugruppe in einer Vertikalrichtung
3.) (Wartungs-) Zustand einer Brems-Achsen-„Corner“-Baugruppe zu diagnostizieren: bspw. Rütteln infolge mangelnder oder lockerer Radsicherungsschrauben, ausgeschlagene Radlager + ....
4.) eine Crashsituation detektieren und Kritikalität bewerten
5.) Reifen-/Fahrbahn-Abrollgeräuche lokal erfassen + auszuwerten z.B. hinsichtlich Fahrbahnbeschaffenheit/Reifenzustand etc.

The noise sensor system described can also be used as a supplement or alternatively detached as follows for a correspondingly further developed improved EMB brake control:

1.) Automatically detect and automatically synchronize the contact point between the brake pads and disc
2.) Detection of a (brake) acceleration of a brake-axle "corner" assembly in a vertical direction
3.) To diagnose the (maintenance) condition of a brake-axle "corner" assembly: e.g. shaking due to missing or loose wheel lock bolts, worn wheel bearings + ....
4.) detect a crash situation and assess criticality
5.) Locally record and evaluate tyre/road rolling noises, e.g. with regard to road surface/tire condition etc.

Das erzielte (Brems-Geräusch-)Diagnoseergebnis kann unmittelbar direkt per Mensch-Maschine-Schnittstelle an einen Fahrzeugführer signalisiert, d.h. mitgeteilt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Verbesserung im Sinne einer abgeänderten d.h. angepassten Regelstrategie für eine oder mehrere EMB-Kraftfahrzeugradbremse(n) automatisch entwickelt bzw. abgearbeitet werden (automatisiertes, autonomes Fahren). Weiterhin Alternativ oder Ergänzend besteht die Möglichkeit einer Geräuschevent-Datenarchivierung (lokal oder extern) indem beispielhaft eine ermittelte „auffällige Sequenz“ in dem jeweiligen lokalen oder überörtlichen Speicher abgelegt zu werden, so dass diese Daten beispielhaft bei einer Fahrzeugwartung/ Inspektion/Revision automatisch initiiert durch entsprechend autorisiertes und fachkundiges Fachpersonal geprüft werden können, infolgedessen -> Option zur Klärung von Verantwortlichkeiten, Wartungsrückstand. Die Erfindung kann weiterhin für ein automatisiertes Fuhrparkmanagement, Flottengeschäft bzw. für die mit der Fahrzeugindustrie kooperierenden Rück- und Sachversicherer von Interesse sein, weil die Erfindung und die diesbezüglich nutzungsrelevant erarbeitete Fahrzeuginformation unter freigeschalteter bzw. offen gestalteter Schnittstellenkonfiguration begleitend in die Rekonstruktion eines Unfallhergangs einbezogen werden kann (d.h. eine dauerhafte Event-Daten-Speicherung d.h. Verknüpfung mit einer i Event-Data-Logger-Funktion und schnittstellenkonforme Datenaustauschoption). Es versteht sich, dass dabei jegliche einseitig oder wechselweise gerichtet und nach fahrzeugextern gerichtete Kommunikationsoption über die gewonnen bremsenrelevanten Informationen, Daten bzw. Abhilfemaßnahmen sowie die Kraftfahrzeugbremsenregelung über die jeweils involvierte, abgesicherte Schnittstelle geschützt ist. Insbesondere ist die Kommunikation mit Extern verschlüsselt anhand einer sicheren Verbindung durchzuführen.The (brake noise) diagnostic result obtained can be signaled, i.e. communicated, directly to a vehicle driver via the human-machine interface. Alternatively or additionally, an improvement in the sense of a modified, i.e. adapted, control strategy for one or more EMB motor vehicle wheel brake(s) can be automatically developed or processed (automated, autonomous driving). Furthermore, alternatively or additionally, there is the possibility of noise event data archiving (local or external) by storing, for example, a determined "conspicuous sequence" in the respective local or supra-local memory, so that this data is automatically initiated by, for example, during vehicle maintenance/inspection/overhaul Appropriately authorized and competent specialist personnel can be checked, as a result -> option to clarify responsibilities, maintenance backlog. The invention can also be of interest for automated fleet management, fleet business or for reinsurers and property insurers cooperating with the vehicle industry, because the invention and the vehicle information developed in this regard in a use-relevant manner are included in the reconstruction of the course of an accident with an activated or open interface configuration can (i.e. permanent event data storage i.e. link with an i event data logger function and interface-compliant data exchange option). It goes without saying that any one-way or alternately directed and vehicle-external communication option is protected via the brake-relevant information, data or remedial measures obtained and the motor vehicle brake control via the secured interface involved in each case. In particular, communication with external parties must be encrypted using a secure connection.

Für sämtliche erfindungsrelevante externe Kommunikation eignet sich besonders bevorzugt ein besonderes, nämlich Event- bzw. applikationsgetriggertes Codeschloss (das beispielsweise nur ein Fahrzeughersteller oder/oder Bremsenzulieferer vorzugsweise softwartechnisch abgesichert fahrzeuggebunden administrieren und vergeben darf) zwecks besonderer Freigabe mit Zugriff auf sämtliche relevanten gespeicherten und gewonnenen Events, Daten, Informationen etc. anhand der besondere EMB-Bremsenschnittstelle. Dabei erfolgt jegliche externe Kommunikation bzw. wechselweise Kooperation im Endergebnis beispielhaft unter zusätzlichem Einbezug einer übergeordneten OBD-Kraftfahrzeugschnittstelle (Kabelgebunden,Drahtlos,Telematik), so dass im Ergebnis diese vorhandene und zertifizierte OBD-Kraftfahrzeugschnittstelle besonders abgesichert und dennoch effizient zweckgebunden für die erfindungsrelevanten Daten, Informationen, Anweisungen mitgenutzt werden könnte.For all external communication relevant to the invention, a special, event- or application-triggered code lock (which, for example, only vehicle manufacturer or/or brake supplier may administer and assign vehicle-specific software, preferably with secure software) for the purpose of special release with access to all relevant stored and obtained events, data, information, etc. using the special EMB brake interface. Any external communication or mutual cooperation takes place in the end result, for example, with the additional inclusion of a higher-level OBD vehicle interface (wired, wireless, telematics), so that this existing and certified OBD vehicle interface is particularly secure and yet efficiently earmarked for the data relevant to the invention, Information, instructions could be shared.

BezugszeichenlisteReference List

11: elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse - EMB (Scheibenbremse, Trommelbremse)electromechanical motor vehicle wheel brake - EMB (disc brake, drum brake)
22: Bremsgehäusemodulbrake housing module
33: Steuereinheit(modul) - ECUControl unit (module) - ECU
44: Stellmotor(modul) - MGUActuator (module) - MGU
55: Stellmittel (bspw. Spindel-Mutterwandlergetriebe)Adjusting means (e.g. spindle mother converter transmission)
66: Übertragungsmittel (Bremskolben)transmission medium (brake piston)
77: Kraftfahrzeugreibbelagmotor vehicle friction lining
88th: Bremsrotor (Bremsscheibe, Bremstrommel)Brake rotor (brake disc, brake drum)
99: Geräuschüberwachungsmittelnoise monitoring means
1010: Geräuschüberwachungsschnittstellenoise monitoring interface
1111: Platinecircuit board
1212: Signalwandlerbaustein (AD/DA)Signal converter module (AD/DA)
Axaxe: Axialrichtungaxial direction
TT: Tangentialrichtungtangential direction
RR: Radialrichtungradial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102006055768 A1 [0003]
DE 102019113004 A1 [0004]

Claims

Electromechanical motor vehicle wheel brake (EMB,1) based on the friction brake principle, having a brake housing module (2) and a servomotor module (MGU,4) which is controlled electrically or electronically via a control unit (ECU,3) and to which at least one actuating means (5) is assigned, which via transmission means (6) indirectly and/or directly, is suitable and intended to act on at least one assigned motor vehicle friction lining (7) - for the purpose of releasable frictional cooperation with a rotatably mounted brake rotor (8), characterized in that for the purpose of improved control of the servomotor module (4, MGU) electrical or electronic noise event monitoring is implemented using at least one electrically or electronically designed noise monitoring means (9), and each electromechanical motor vehicle wheel brake (1) is equipped with at least one integrated noise monitoring means (9).

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that each electromechanical motor vehicle wheel brake (1) is equipped with at least one additional electrical and/or electronic noise monitoring interface (10) which is assigned to the integrated noise monitoring means (9), and wherein the control unit (3, ECU) is equipped so that it can be independently controlled and/or regulated individually for each wheel brake.

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the integrated noise monitoring means (9) as a noise sensor, in particular as a structure-borne noise sensor, as a microphone, pressure cell, or according to a similar or comparable principle for the purpose of electrical or electronic microprocessor-based Noise event processing is formed.

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the noise monitoring means (9) is provided as a plug & play component additionally or separately on a circuit board (11) of the control unit (3) ECU integrated, and wherein the circuit board (11) is provided in a modularly interchangeable manner on or in the control unit (3, ECU) of the electromechanical motor vehicle wheel brake (1).

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the noise monitoring means (9) is designed as a MEMS sensor which can integrate noise signal processing software ( 2 ).

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the noise monitoring means (9) is assigned at least one integrated or separate A/D and/or D/A signal converter module (12) for the purpose of electronically digitized noise signal processing .

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the means for noise monitoring (9) is provided on or in an independently manageable electronic wheel brake control unit (3, ECU) which can be replaced in a modular manner on the brake housing module (2) is fixed.

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the noise monitoring interface (10) is provided as a specially secured internal and/or external communication interface.

Electromechanical motor vehicle wheel brake (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the noise monitoring interface (10) is secured and is particularly preferably equipped with a special code lock.