EP1879776A1 - Method and device for controlling a motor vehicle braking system - Google Patents

Method and device for controlling a motor vehicle braking system

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Publication number
EP1879776A1
EP1879776A1 EP06742593A EP06742593A EP1879776A1 EP 1879776 A1 EP1879776 A1 EP 1879776A1 EP 06742593 A EP06742593 A EP 06742593A EP 06742593 A EP06742593 A EP 06742593A EP 1879776 A1 EP1879776 A1 EP 1879776A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
actuator
forces
control
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06742593A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Reith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1879776A1 publication Critical patent/EP1879776A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/122—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger for locking of reverse movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/06—Hill holder; Start aid systems on inclined road
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
    • F16D2066/005—Force, torque, stress or strain

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a vehicle brake system according to the preamble of patent claims 1 and 7, respectively.
  • DE 42 03 541 A1 discloses a so-called traction help for a fluid-operated brake device of a vehicle, with a service brake valve, with a check valve, with a wheel brake cylinder and with a brake holding valve, in which at least approximately keeping constant the set during vehicle standstill brake pressure in the brake circuit pressure monitoring and / or Druckmediumach spallglieder are provided.
  • DE 101 35 744 A1 discloses a device and a method for preventing the rolling back of a vehicle with a vehicle brake system, which device comprises a device for influencing the vehicle brake pressure, a device which is capable of detecting a forward movement of the vehicle, and a vehicle Control device, which is connected to said devices, comprises.
  • a signal is to be generated, which actuates at a standstill or near standstill of the vehicle acting on a transmission brake in addition to the brakes of the vehicle braking system, wherein upon detection of a forward movement of the vehicle, the control device, the brake pressure in the device for influencing the Reduced vehicle brake pressure and releases the brake acting on the transmission.
  • the braking force resulting from the application and pressing of the brake pad depends mainly on the applied contact pressure, the state of the rotating friction surface (worn, wet, dry, rough, smooth, cold, hot, etc.) and the condition of the brake pad , Accordingly, from the force with which the brake pad is pressed onto the friction surface, only inaccurately deduce which braking force actually acts on the vehicle.
  • a certain deceleration of the vehicle is known to be set via the manipulated variable of the abovementioned contact pressure.
  • the driver or an automatic braking system thus vary the braking force until the desired vehicle deceleration is achieved. At standstill of the vehicle while much more braking force is usually set than would actually be necessary to keep the vehicle in the desired position.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling a vehicle brake system, which effectively avoids the disadvantages mentioned with simple measures and in the result, in particular, the reliability of the same and the ride comfort further improved. Another object is to provide a suitable apparatus for carrying out this method.
  • the invention therefore relates to a method for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake with at least one actuator for actuating at least one brake element, wherein the at least one actuator can be controlled by means of an electronic control and regulation unit.
  • the forces acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are detected by means of at least one sensor and converted into measurement signals, and that these measurement signals are fed to the control and regulation unit and there to generate control signals for controlling or Control of the operation of the at least one actuator can be used.
  • a control variable is provided in a particularly simple and cost-effective manner to the control and regulation unit, which is suitable for further improving the operational safety of the vehicle brake system and the ride comfort.
  • the detected measured values of the forces currently acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are used for controlling and regulating a traction aid in such a way that an automatic release of the wheel brake performed as soon as the driveline of the vehicle transmits sufficient torque to hold the same in its current position.
  • the detected measured values of the forces currently acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are used to control and regulate wheel brake systems provided with ABS, ASR and / or ESP.
  • the signals generated by means of the at least one sensor of the forces currently acting on the bearing of the at least one actuator or brake member are electrically or non-contact fed to the control and regulation unit.
  • a piezoelectric force transducer or any other suitable force transducer is used as the sensor, a spring body, with the help of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined by length or displacement sensors.
  • the device for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake with at least one actuator for actuating at least one brake element, wherein the at least one actuator by means of an electronic see control and control unit is controlled, is characterized essentially by the fact that at least one bearing point of the actuator or brake member is assigned at least one sensor for detecting the current acting on the bearing forces, which in turn is in signal communication with the control unit.
  • the at least one wheel brake can be formed both by a drum brake and by a disk brake.
  • the senor may be electrically or contactlessly connected to the control and regulation unit signal technology.
  • the senor may comprise a spring body, with the aid of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined with length or displacement sensors, be formed by a piezoelectric force transducer or any other suitable force transducer.
  • each sensor is assigned to detect the forces acting on the respective bearing and all sensors with the controller - And control unit, wherein from the sum of the individual forces, the actually acting braking force of the vehicle can be determined and in evaluation of the braking force, a control signal for the / the actuator / s can be created.
  • FIG. 1 shows an inventively designed vehicle brake system in a first embodiment
  • FIG. 2 shows such a vehicle brake system in a further variant.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle brake system with a known wheel brake 1 in the form of a drum brake, in this case a so-called duplex brake, which has two brake elements 2 with brake shoes, which are each covered with a brake pad 3.
  • the brake members 2 and brake shoes are in turn against the inner contour of a circulating with a not-shown wheel of a vehicle brake drum 4 can be applied and actuated by means of an actuator 5 in the form of a fluid-operated wheel brake cylinder.
  • the actuators 5 can also be actuated by means of compressed air or electromechanically, which is accordingly covered by the invention.
  • the actuators 5 are further connected by signal technology to an electronic control and regulation unit 6 and can be actuated by means of this, in accordance with the braking request signaled by the vehicle driver by actuating a brake pedal or triggered by a control function.
  • corresponding signals 9 are generated, which are then supplied to the electronic control and regulation unit 6 for further evaluation, electrically or non-contact, for example by radio.
  • the actually acting braking force can then be determined, which serves to generate control signals 10 for the activation of the actuators 5.
  • ABS antilock braking system
  • ASR traction control
  • ESP Electronic Stability Program
  • the actuators 5 of wheel brake systems can then be controlled more precisely with ABS, ASR and / or ESP, since such wheel brake systems now no longer depend solely on the above wheel speed information for the detection of the road conditions.
  • the interventions of the individual wheel brakes 1 of a vehicle can be scaled more accurately and matched to one another.
  • sensors 8 these can be formed, for example, by spring bodies known per se, with the aid of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined with length or displacement sensors.
  • piezoelectric force transducers or other known and suitable force transducer can be used (not shown in detail).
  • FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially in that the wheel brake 1 is formed by a drum brake in the form of a simplex brake, wherein only the bearings 11 of the brake elements 2 sensors 8 are assigned, which in turn on the Bearings 11 of the brake elements 2 detect acting forces and generate corresponding signals 9 and perform for further evaluation of the control and regulation unit 6.
  • bearing points 7 of the actuators 5 and bearing points 11 of the brake elements 2 with suitable sensors 8 for detecting the forces acting thereon as a result of the actuation of the actuators 5, whereby optionally an even more precise control of the actuators. 5 is to be expected (not shown in detail).
  • the above embodiments are exclusively based on drum brakes.
  • vehicle brake systems with disc brakes known per se or a combination of drum and disc brakes, which also be fitted to disc brakes, the bearings of actuators and / or brake organs with corresponding sensors can (not shown).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and device for controlling a motor vehicle braking system, comprising at least one wheel brake (1) with at least one actuator (5) for actuating at least one brake element (2), the at least one actuator (5) being controllable by an electronic open-loop and closed-loop control unit (6). In order to increase the reliability of the motor vehicle braking system and improve driving comfort, it is proposed that the forces acting on the mounting point (7, 11) of the at least one actuator (5) or brake element (2) be detected by a sensor (8) and converted into measurement signals (9), which are then fed to the open-loop and closed-loop control unit (6) where they are used to generate control signals (10) for open-loop or closed-loop control of the at least one actuator (5).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeuαbremssvstems Method and device for controlling a vehicle brake system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 beziehungsweise 7.The invention relates to a method and a device for controlling a vehicle brake system according to the preamble of patent claims 1 and 7, respectively.
Verfahren und Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind dem Fachmann seit geraumer Zeit in vielen Ausführungsformen bekannt. So offenbart die DE 42 03 541 A1 eine so genannte Anfahrhilfe für eine fluidbetätigte Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs, mit einem Betriebsbremsventil, mit einem Sperrventil, mit einem Radbremszylinder und mit einem Bremshalteventil, bei der zum wenigstens annähernden Konstanthalten des bei Fahrzeugstillstand eingestellten Bremsdrucks im Bremskreis Drucküberwachungs- und/oder Druckmittelnachfüllglieder vorgesehen sind.Methods and devices of the generic type are known in the art for some time in many embodiments. Thus, DE 42 03 541 A1 discloses a so-called traction help for a fluid-operated brake device of a vehicle, with a service brake valve, with a check valve, with a wheel brake cylinder and with a brake holding valve, in which at least approximately keeping constant the set during vehicle standstill brake pressure in the brake circuit pressure monitoring and / or Druckmediumachfüllglieder are provided.
Des Weiteren ist durch die DE 101 35 744 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verhinderung des Zurückrollens eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugbremssystem bekannt, welche eine Einrichtung zur Beeinflussung des Fahrzeugbremsdrucks, eine Einrichtung, die geeignet ist, eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs zu erkennen, und eine Steuerungseinrichtung, die mit den besagten Einrichtungen verbunden ist, umfasst. In der Steuereinrichtung soll ein Signal erzeugt werden, welches bei einem Stillstand oder nahezu Stillstand des Fahrzeugs eine auf ein Getriebe desselben einwirkende Bremse zusätzlich zu den Bremsen des Fahrzeugbremssystems betätigt, wobei bei Erkennen einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs die Steuereinrichtung den Bremsdruck in der Einrichtung zur Beeinflussung des Fahrzeugbremsdruckes reduziert und die auf das Getriebe einwirkende Bremse löst.Furthermore, DE 101 35 744 A1 discloses a device and a method for preventing the rolling back of a vehicle with a vehicle brake system, which device comprises a device for influencing the vehicle brake pressure, a device which is capable of detecting a forward movement of the vehicle, and a vehicle Control device, which is connected to said devices, comprises. In the control device, a signal is to be generated, which actuates at a standstill or near standstill of the vehicle acting on a transmission brake in addition to the brakes of the vehicle braking system, wherein upon detection of a forward movement of the vehicle, the control device, the brake pressure in the device for influencing the Reduced vehicle brake pressure and releases the brake acting on the transmission.
Ferner ist es hinlänglich bekannt, dass bei verschleißbehafteten Fahrzeugbremsen im Allgemeinen der Bremseffekt durch ein Anpressen eines Bremsbelages auf das Rad, insbesondere bei Schienenfahrzeugen, oder auf eine mit dem Rad umlaufende Bremstrommel, Bremsscheibe oder dergleichen bewerkstelligt wird.Furthermore, it is well known that with wear-prone vehicle brakes in general the braking effect by pressing a Brake pads on the wheel, especially in rail vehicles, or on a rotating with the wheel brake drum, brake disc or the like is accomplished.
Die Bremskraft, die aus dem Anlegen und Anpressen des Bremsbelages resultiert, hängt im Wesentlichen von der aufgebrachten Anpresskraft, dem Zustand der umlaufenden Reibfläche (verschlissen, nass, trocken, rauh, glatt, kalt, heiß usw.) sowie von dem Zustand des Bremsbelages ab. Demgemäß lässt sich aus der Kraft, mit welcher der Bremsbelag auf die Reibfläche gedrückt wird, nur ungenau ableiten, welche Bremskraft tatsächlich an dem Fahrzeug wirkt.The braking force resulting from the application and pressing of the brake pad depends mainly on the applied contact pressure, the state of the rotating friction surface (worn, wet, dry, rough, smooth, cold, hot, etc.) and the condition of the brake pad , Accordingly, from the force with which the brake pad is pressed onto the friction surface, only inaccurately deduce which braking force actually acts on the vehicle.
Während der Fahrt wird bekanntermaßen über die Stellgröße der oben genannten Anpresskraft eine bestimmte Verzögerung des Fahrzeugs eingestellt. Der Fahrzeugführer oder ein automatisches Bremssystem variieren demnach die Bremskraft, bis die gewünschte Fahrzeugverzögerung erreicht ist. Beim Stillstand des Fahrzeugs wird dabei üblicherweise erheblich mehr Bremskraft eingestellt als eigentlich nötig wäre, um das Fahrzeug in der gewünschten Position zu halten.During the journey, a certain deceleration of the vehicle is known to be set via the manipulated variable of the abovementioned contact pressure. The driver or an automatic braking system thus vary the braking force until the desired vehicle deceleration is achieved. At standstill of the vehicle while much more braking force is usually set than would actually be necessary to keep the vehicle in the desired position.
Will man beispielsweise eine Anfahrhilfe realisieren, die ein automatisches Lösen der Bremse bewirkt, sobald der Antriebsstrang genügend Drehmoment überträgt um das Fahrzeug in seiner Position zu halten, stört diese hohe Bremskraft bzw. die Unkenntnis darüber, welche Kraft tatsächlich benötigt wird, um das Fahrzeug in seiner Position zu halten. Löst nämlich die Bremse zu früh, so rollt das Fahrzeug in Richtung eines etwaig vorhandenen Gefälles los. Löst die Bremse dagegen zu spät, wird der Antriebsstrang zunächst verspannt und beim Lösen der Bremse rollt das Fahrzeug mit einem unangenehmen und für den Antriebsstrang schädlichen Ruck los. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems anzugeben, welches die genannten Nachteile mit einfachen Maßnahmen wirkungsvoll vermeidet und im Ergebnis insbesondere die Betriebssicherheit desselben sowie den Fahrkomfort weiter verbessert. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.If you want to realize, for example, a traction that causes an automatic release of the brake as soon as the powertrain transmits enough torque to keep the vehicle in position, this high braking force or the ignorance about which force is actually required to the vehicle in to hold his position. If the brake loosens too early, the vehicle rolls off in the direction of any existing gradient. On the other hand, if the brake releases too late, the drive train is initially braced and when the brake is released, the vehicle rolls off with an unpleasant jolt that is harmful to the drive train. Against this background, the invention has for its object to provide a method for controlling a vehicle brake system, which effectively avoids the disadvantages mentioned with simple measures and in the result, in particular, the reliability of the same and the ride comfort further improved. Another object is to provide a suitable apparatus for carrying out this method.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 7, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution to this problem arises from the features of the independent claims 1 and 7, while advantageous embodiments and modifications of the invention, the respective subordinate claims are removable.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems mit wenigstens einer Radbremse mit zumindest einem Aktuator zur Betätigung wenigstens eines Bremsorgans, wobei der zumindest eine Aktuator mittels einer elektronischen Steuerungs- und Regelungseinheit ansteuerbar ist. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass mittels zumindest eines Sensors die auf die Lagerstelle des zumindest einen Aktuators oder Bremsorgans wirkenden Kräfte erfasst und in Messsignale umgewandelt werden, und dass diese Messsignale der Steuerungs- und Regelungseinheit zugeleitet und dort zur Erzeugung von Steuerungssignalen zur Steuerung bzw. Regelung der Betätigung des zumindest einen Aktuators genutzt werden.The invention therefore relates to a method for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake with at least one actuator for actuating at least one brake element, wherein the at least one actuator can be controlled by means of an electronic control and regulation unit. In this method, it is provided that the forces acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are detected by means of at least one sensor and converted into measurement signals, and that these measurement signals are fed to the control and regulation unit and there to generate control signals for controlling or Control of the operation of the at least one actuator can be used.
Durch diese Maßnahme wird besonders einfach und kostengünstig der Steuerungs- und Regelungseinheit eine Regelgröße zur Verfügung gestellt, die geeignet ist, die Betriebssicherheit des Fahrzeugbremssystems und den Fahrkomfort weiter zu verbessern.By this measure, a control variable is provided in a particularly simple and cost-effective manner to the control and regulation unit, which is suitable for further improving the operational safety of the vehicle brake system and the ride comfort.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Steuerung und Regelung einer Anfahrhilfe die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstelle des zumindest einen Aktuators oder Bremsorgans wirkenden Kräfte derart verwendet werden, dass ein automatisches Lösen der Radbremse durchgeführt wird, sobald der Antriebsstrang des Fahrzeugs genügend Drehmoment überträgt, um dasselbe in seiner augenblicklichen Position zu halten.In one embodiment of the invention, it is provided that the detected measured values of the forces currently acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are used for controlling and regulating a traction aid in such a way that an automatic release of the wheel brake performed as soon as the driveline of the vehicle transmits sufficient torque to hold the same in its current position.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Steuerung und Regelung von mit ABS, ASR und/oder ESP versehenen Radbremssystemen neben herkömmlich verwendeten Raddrehzahlinformationen auch die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstelle des zumindest einen Aktuators oder Bremsorgans wirkenden Kräfte verwendet werden.In accordance with a further embodiment of the invention, in addition to conventionally used wheel speed information, the detected measured values of the forces currently acting on the bearing point of the at least one actuator or brake element are used to control and regulate wheel brake systems provided with ABS, ASR and / or ESP.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die mittels des zumindest einen Sensors generierten Signale der aktuell auf die Lagerstelle des zumindest einen Aktuators oder Bremsorgans wirkenden Kräfte elektrisch oder berührungslos der Steuerungs- und Regelungseinheit zugeführt werden.It is further proposed that the signals generated by means of the at least one sensor of the forces currently acting on the bearing of the at least one actuator or brake member are electrically or non-contact fed to the control and regulation unit.
Ferner wird vorgeschlagen, dass als Sensor ein Federkörper, mit dessen Hilfe zu messende Kräfte auf Längen- oder Wegänderungen zurückgeführt und mit Längen- oder Wegaufnehmern bestimmt werden, ein piezoelektrischer Kraftaufnehmer oder jedweder andere geeignete Kraftaufnehmer verwendet wird.It is also proposed that a piezoelectric force transducer or any other suitable force transducer is used as the sensor, a spring body, with the help of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined by length or displacement sensors.
Schließlich wird bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass die auf eine Mehrzahl von Lagerstellen eines Aktuators und/oder Bremsorgans und/oder auf eine oder mehrere Lagerstellen einer Mehrzahl von Aktuatoren und/oder Bremsorganen wirkenden Kräfte erfasst werden, und dass aus der Summe der Einzelkräfte die tatsächlich wirkende Bremskraft des Fahrzeugs ermittelt wird und in Auswertung der Bremskraft ein Steuerungssignal für den bzw. die Aktuatoren erstellt wird.Finally, with respect to the method according to the invention, it is proposed that the forces acting on a plurality of bearing points of an actuator and / or brake element and / or on one or more bearing points of a plurality of actuators and / or brake elements are detected, and that the sum of the individual forces is used to determine the forces actually acting braking force of the vehicle is determined and in evaluation of the braking force, a control signal for the actuator (s) is created.
Die Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems mit wenigstens einer Radbremse mit zumindest einem Aktuator zur Betätigung wenigstens eines Bremsorgans, wobei der zumindest eine Aktuator mittels einer elektroni- sehen Steuerungs- und Regelungseinheit ansteuerbar ist, zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass zumindest einer Lagerstelle des Aktuators oder Bremsorgans wenigstens ein Sensor zur Erfassung der auf die Lagerstelle aktuell wirkenden Kräfte zugeordnet ist, der seinerseits mit der Steuerungs- und Regelungseinheit in Signalverbindung steht.The device for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake with at least one actuator for actuating at least one brake element, wherein the at least one actuator by means of an electronic see control and control unit is controlled, is characterized essentially by the fact that at least one bearing point of the actuator or brake member is assigned at least one sensor for detecting the current acting on the bearing forces, which in turn is in signal communication with the control unit.
Die wenigstens eine Radbremse kann dabei sowohl durch eine Trommel- als auch durch eine Scheibenbremse gebildet sein.The at least one wheel brake can be formed both by a drum brake and by a disk brake.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann der Sensor elektrisch oder berührungslos mit der Steuerungs- und Regelungseinheit signaltechnisch verbunden sein.As the invention further provides, the sensor may be electrically or contactlessly connected to the control and regulation unit signal technology.
Fernerhin kann der Sensor einen Federkörper umfassen, mit dessen Hilfe zu messende Kräfte auf Längen- oder Wegänderungen zurückgeführt und mit Längen- oder Wegaufnehmern bestimmt werden, durch einen piezoelektrischen Kraftaufnehmer oder jedweden anderen geeigneten Kraftaufnehmer gebildet sein.Furthermore, the sensor may comprise a spring body, with the aid of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined with length or displacement sensors, be formed by a piezoelectric force transducer or any other suitable force transducer.
Schließlich ist vorgesehen, dass einer Mehrzahl von Lagerstellen eines Aktuators und/oder Bremsorgans und/oder einer oder mehreren Lagerstellen einer Mehrzahl von Aktuatoren und/oder Bremsorganen je ein Sensor zur Erfassung der auf die jeweilige Lagerstelle wirkenden Kräfte zugeordnet ist und sämtliche Sensoren mit der Steuerungs- und Regelungseinheit verbunden sind, wobei aus der Summe der Einzelkräfte die tatsächlich wirkende Bremskraft des Fahrzeugs ermittelbar und in Auswertung der Bremskraft ein Steuerungssignal für den/die Aktuator/en erstellbar ist.Finally, it is provided that a plurality of bearing points of an actuator and / or brake member and / or one or more bearing points of a plurality of actuators and / or brake organs each sensor is assigned to detect the forces acting on the respective bearing and all sensors with the controller - And control unit are connected, wherein from the sum of the individual forces, the actually acting braking force of the vehicle can be determined and in evaluation of the braking force, a control signal for the / the actuator / s can be created.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Fahrzeugbremssystem in einer ersten Ausführungsform, und Fig. 2 ein solches Fahrzeugbremssystem in einer weiteren Variante.To clarify the invention, the description is accompanied by a drawing. In this show 1 shows an inventively designed vehicle brake system in a first embodiment, and FIG. 2 shows such a vehicle brake system in a further variant.
Demnach zeigt Fig. 1 schematisch ein Fahrzeugbremssystem mit einer an sich bekannten Radbremse 1 in Form einer Trommelbremse, vorliegend eine so genannte Duplexbremse, welche zwei Bremsorgane 2 mit Bremsbacken aufweist, die jeweils mit einem Bremsbelag 3 belegt sind.1 schematically shows a vehicle brake system with a known wheel brake 1 in the form of a drum brake, in this case a so-called duplex brake, which has two brake elements 2 with brake shoes, which are each covered with a brake pad 3.
Die Bremsorgane 2 beziehungsweise Bremsbacken sind ihrerseits gegen die Innenkontur einer mit einem nicht näher gezeigten Rad eines Fahrzeugs umlaufenden Bremstrommel 4 anlegbar und mittels je eines Aktuators 5 in Form eines fluidbetriebenen Radbremszylinders betätigbar. Die Aktuatoren 5 können jedoch auch mittels Druckluft oder elektromechanisch betätigbar sein, welches durch die Erfindung demgemäß mit erfasst ist.The brake members 2 and brake shoes are in turn against the inner contour of a circulating with a not-shown wheel of a vehicle brake drum 4 can be applied and actuated by means of an actuator 5 in the form of a fluid-operated wheel brake cylinder. However, the actuators 5 can also be actuated by means of compressed air or electromechanically, which is accordingly covered by the invention.
Der Einfachheit halber ist vorliegend lediglich eine Radbremse 1 gezeigt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass eine solche Ausbildung der Fahrzeugbremse für mehrere oder gar sämtliche Räder eines Fahrzeugs sinnvoll ist.For the sake of simplicity, in the present case only one wheel brake 1 is shown. However, it goes without saying that such a design of the vehicle brake for several or even all the wheels of a vehicle makes sense.
Die Aktuatoren 5 sind des Weiteren mit einer elektronischen Steue- rungs- und Regelungseinheit 6 signaltechnisch verbunden und mittels dieser, entsprechend dem vom Fahrzeugführer durch Betätigen eines Bremspedals signalisierten Bremswunsch oder ausgelöst durch eine Steuerungsfunktion, betätigbar.The actuators 5 are further connected by signal technology to an electronic control and regulation unit 6 and can be actuated by means of this, in accordance with the braking request signaled by the vehicle driver by actuating a brake pedal or triggered by a control function.
Um die Betriebssicherheit des Fahrzeugbremssystems und den Fahrkomfort weiter zu verbessern, etwa um das Anfahrverhalten des Fahrzeugs bzw. eine an sich bekannte Anfahrhilfesteuerung und Regelung zu optimieren, ist zumindest einer Lagerstelle 7 eines Aktuators 5, vorliegend der Lagerstelle 7 beider Aktuatoren 5, ein Sensor 8 zugeordnet, der die aktuell auf die Lagerstelle 7 wirkenden Kräfte infolge der Betätigung der Aktuatoren 5 erfasst.In order to further improve the operational safety of the vehicle brake system and the ride comfort, for example, in order to optimize the starting behavior of the vehicle or a known Anfahrhilfesteuerung and control is at least one bearing 7 of an actuator 5, in this case the bearing 7th Both actuators 5, a sensor 8 associated with the currently acting on the bearing 7 forces due to the actuation of the actuators 5 detected.
Bezüglich der erfassten Messwerte werden entsprechende Signale 9 generiert, die dann zur weiteren Auswertung elektrisch oder berührungslos, beispielsweise mittels Funk, der elektronischen Steuerungs- und Regelungseinheit 6 zugeführt werden.With regard to the detected measured values, corresponding signals 9 are generated, which are then supplied to the electronic control and regulation unit 6 for further evaluation, electrically or non-contact, for example by radio.
Aus der Summe der Einzelkräfte kann dann die tatsächlich wirkende Bremskraft ermittelt werden, die dazu dient, Steuerungssignale 10 für die Ansteuerung der Aktuatoren 5 zu erstellen.From the sum of the individual forces, the actually acting braking force can then be determined, which serves to generate control signals 10 for the activation of the actuators 5.
So kann es beispielsweise angezeigt sein, im Hinblick auf die oben bereits erwähnte Anfahrhilfe, sowie zur Steuerung und Regelung derselben, die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstellen 7 wirkenden Kräfte derart zu verwenden, dass ein automatisches Lösen der Radbremse 1 durchgeführt wird, sobald der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs genügend Drehmoment überträgt, um dasselbe in seiner augenblicklichen Position zu halten. Ein Zurückrollen des Fahrzeugs auf einem etwaig vorhandenen Gefälle oder ein nachteiliges starkes Anrucken des Fahrzeugs bei Anfahren wird somit wirkungsvoll vermieden.Thus, it may be indicated, for example, with regard to the traction aid already mentioned above, as well as the control and regulation thereof, to use the acquired measured values of the forces currently acting on the bearings 7 such that an automatic release of the wheel brake 1 is carried out as soon as the Driveline of the motor vehicle transmits enough torque to hold the same in its current position. A rolling back of the vehicle on a possible existing gradient or a disadvantageous strong pressure of the vehicle when starting is thus effectively avoided.
Ebenso ist es möglich, die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstellen 7 der Aktuatoren 5 wirkenden Kräfte in die Steuerungs- und Regelungstätigkeit von an sich bekannten fahrwerksbezogenen Steuerungs- und Regelungssystemen wie ABS (= Antiblockiersystem), ASR (= Antriebsschlupfregelung) und/oder ESP (= Elektronisches Stabilitäts-Programm) neben herkömmlich zu berücksichtigenden Raddrehzahlinformationen zu verwenden.It is likewise possible for the measured values of the forces currently acting on the bearing points 7 of the actuators 5 to be incorporated into the control and regulating action of known chassis-related control and regulating systems such as ABS (= antilock braking system), ASR (= traction control) and / or ESP (= Electronic Stability Program) to use in addition to conventionally considered wheel speed information.
Im Ergebnis lassen sich die Aktuatoren 5 von Radbremssystemen dann mit ABS, ASR und/oder ESP präziser steuern, da derartige Radbremssysteme nun nicht mehr allein von den genannten Raddrehzahlinformationen für die Erkennung der Fahrbahnverhältnisse abhängig sind. Mittels eines entsprechenden Bremsenmanagements können die Eingriffe der einzelnen Radbremsen 1 eines Fahrzeugs genauer skaliert und aufeinander abgestimmt werden.As a result, the actuators 5 of wheel brake systems can then be controlled more precisely with ABS, ASR and / or ESP, since such wheel brake systems now no longer depend solely on the above wheel speed information for the detection of the road conditions. By means of a corresponding brake management, the interventions of the individual wheel brakes 1 of a vehicle can be scaled more accurately and matched to one another.
Als besonders vorteilhaft wird des Weiteren beurteilt, dass sich mittels vorstehender Maßnahmen das ineffektive Arbeiten von Radbremsen 1 schnell erkennen lässt. Demnach ist auch eine laufende Analyse der einzelnen Radbremsen 1 beziehungsweise deren Bremsverhaltens möglich.Furthermore, it is judged to be particularly advantageous that the ineffective work of wheel brakes 1 can be detected quickly by means of the above measures. Accordingly, an ongoing analysis of the individual wheel brakes 1 or their braking behavior is possible.
Hinsichtlich der Sensoren 8 können diese beispielsweise durch an sich bekannte Federkörper gebildet sein, mit deren Hilfe zu messende Kräfte auf Längen- oder Wegänderungen zurückgeführt und mit Längen- oder Wegaufnehmern bestimmt werden. Ebenso sind auch piezoelektrische Kraftaufnehmer oder andere an sich bekannte und geeignete Kraftaufnehmer nutzbar (nicht näher gezeigt).With regard to the sensors 8, these can be formed, for example, by spring bodies known per se, with the aid of which forces to be measured are traced back to length or path changes and determined with length or displacement sensors. Likewise, piezoelectric force transducers or other known and suitable force transducer can be used (not shown in detail).
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, dass die Radbremse 1 durch eine Trommelbremse in Form einer Simplexbremse gebildet ist, wobei ausschließlich den Lagerstellen 11 der Bremsorgane 2 Sensoren 8 zugeordnet sind, die ihrerseits die auf die Lagerstellen 11 der Bremsorgane 2 einwirkenden Kräfte erfassen sowie entsprechende Signale 9 generieren und zur weiteren Auswertung der Steuerungs- und Regelungseinheit 6 zuführen.The embodiment of FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially in that the wheel brake 1 is formed by a drum brake in the form of a simplex brake, wherein only the bearings 11 of the brake elements 2 sensors 8 are assigned, which in turn on the Bearings 11 of the brake elements 2 detect acting forces and generate corresponding signals 9 and perform for further evaluation of the control and regulation unit 6.
Ferner kann es zweckmäßig sein, in Kombination sowohl Lagerstellen 7 der Aktuatoren 5 als auch Lagerstellen 11 der Bremsorgane 2 mit geeigneten Sensoren 8 zur Erfassung der auf dieselben einwirkenden Kräfte infolge der Betätigung der Aktuatoren 5 zu versehen, wodurch gegebenenfalls eine noch präzisere Ansteuerung der Aktuatoren 5 zu erwarten ist (nicht näher dargestellt). Vorstehende Ausführungsbeispiele stellen ausschließlich auf Trommelbremsen ab. Für den Fachmann in Kenntnis der Erfindung leicht nachvollziehbar und durch die Erfindung mit erfasst sind jedoch auch Fahrzeugbremssysteme mit an sich bekannten Scheibenbremsen oder einer Kombination aus Trommel- und Scheibebremsen, wobei auch an Scheibenbremsen die Lagerstellen von Aktuatoren und/oder Bremsorganen mit entsprechenden Sensoren bestückt sein können (nicht näher gezeigt). Furthermore, it may be expedient to provide in combination both bearing points 7 of the actuators 5 and bearing points 11 of the brake elements 2 with suitable sensors 8 for detecting the forces acting thereon as a result of the actuation of the actuators 5, whereby optionally an even more precise control of the actuators. 5 is to be expected (not shown in detail). The above embodiments are exclusively based on drum brakes. However, for the expert in the knowledge of the invention easily understandable and covered by the invention are also vehicle brake systems with disc brakes known per se or a combination of drum and disc brakes, which also be fitted to disc brakes, the bearings of actuators and / or brake organs with corresponding sensors can (not shown).
BezuαszeichenBezuαszeichen
1 Radbremse1 wheel brake
2 Bremsorgan2 brake element
3 Bremsbelag3 brake pad
4 Bremstrommel4 brake drum
5 Aktuator5 actuator
6 Elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit6 Electronic control unit
7 Lagerstelle (Aktuator 5)7 bearing point (actuator 5)
8 Sensor8 sensor
9 Messsignal9 measuring signal
10 Steuerungssignal10 control signal
11 Lagerstelle (Bremsorgan 2) 11 bearing point (brake element 2)

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems mit wenigstens einer Radbremse (1) mit zumindest einem Aktuator (5) zur Betätigung wenigstens eines Bremsorgans (2), wobei der zumindest eine Aktuator (5) mittels einer elektronischen Steuerungs- und Regelungseinheit (6) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest eines Sensors (8) die auf die Lagerstelle (7, 11 ) des zumindest einen Aktuators (5) oder Bremsorgans (2) wirkenden Kräfte erfasst und in Messsignale (9) umgewandelt werden, und dass diese Messsignale (9) der Steuerungs- und Regelungseinheit (6) zugeleitet und dort zur Erzeugung von Steuerungssignalen (10) zur Steuerung bzw. Regelung der Betätigung des zumindest einen Aktuators (5) genutzt werden.1. A method for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake (1) with at least one actuator (5) for actuating at least one brake member (2), wherein the at least one actuator (5) by means of an electronic control and regulation unit (6) is controllable , characterized in that by means of at least one sensor (8) acting on the bearing point (7, 11) of the at least one actuator (5) or brake member (2) forces detected and converted into measurement signals (9), and that these measurement signals ( 9) of the control and regulating unit (6) and used there to generate control signals (10) for controlling or regulating the actuation of the at least one actuator (5).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung und Regelung einer Anfahrhilfe die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstelle (7, 11) des zumindest einen Aktuators (5) oder Bremsorgans (2) wirkenden Kräfte derart verwendet werden, dass ein automatisches Lösen der Radbremse (1) durchgeführt wird, sobald der Antriebsstrang des Fahrzeugs genügend Drehmoment überträgt, um dasselbe in seiner augenblicklichen Position zu halten.2. Method according to claim 1, characterized in that the detected measured values of the forces currently acting on the bearing point (7, 11) of the at least one actuator (5) or brake element (2) are used for controlling and regulating a traction aid such that a automatic release of the wheel brake (1) is performed as soon as the driveline of the vehicle transmits sufficient torque to hold it in its current position.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung und Regelung von mit ABS, ASR und/oder ESP gesteuerten oder geregelten Radbremssystemen neben herkömmlich verwendeten Raddrehzahlinformationen auch die erfassten Messwerte der aktuell auf die Lagerstelle (7, 11) des zumindest einen Aktuators (5) oder Bremsorgans (2) wirkenden Kräfte verwendet werden.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that for the control and regulation of ABS, ASR and / or ESP controlled or controlled wheel brake systems in addition to conventionally used wheel speed information and the measured values of the currently on the bearing (7, 11) the forces acting on at least one actuator (5) or brake element (2) are used.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mittels des zumindest einen Sensors (8) generierten Signale (9) der aktuell auf die Lagerstelle (7, 11) des zumindest einen Aktuators (5) oder Bremsorgans (2) wirkenden Kräfte elektrisch oder berührungslos der Steuerungs- und Regelungseinheit (6) zugeführt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized shows that the signals (9) of the forces currently acting on the bearing point (7, 11) of the at least one actuator (5) or brake element (2) are electrically or non-contactly transmitted to the control and regulation unit (FIG. 6) are supplied.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (8) ein Federkörper, mit dessen Hilfe zu messende Kräfte auf Längen- oder Wegänderungen zurückgeführt und mit Längenoder Wegaufnehmern bestimmt werden, ein piezoelektrischer Kraftaufnehmer oder ein anderer geeigneter Kraftaufnehmer verwendet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that as a sensor (8) a spring body, with the aid of forces to be returned to length or path changes and determined by length or displacement sensors, a piezoelectric force transducer or other suitable force transducer is used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf eine Mehrzahl von Lagerstellen (7, 11) eines Aktuators (5) und/oder Bremsorgans (2) und/oder auf eine oder mehrere Lagerstellen (7, 11) einer Mehrzahl von Aktuatoren (5) und/oder Bremsorganen (2) wirkenden Kräfte erfasst werden, dass aus der Summe der Einzelkräfte die tatsächlich wirkende Bremskraft des Fahrzeugs ermittelt wird, und dass in Auswertung der genannten Bremskraft ein Steuerungssignal (10) für den/die Aktua- tor/en (5) erzeugt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that on a plurality of bearing points (7, 11) of an actuator (5) and / or brake member (2) and / or on one or more bearings (7, 11 ) a plurality of actuators (5) and / or braking elements (2) acting forces are detected that the actual effective braking force of the vehicle is determined from the sum of the individual forces, and that in evaluation of said braking force, a control signal (10) for the / the actuator (s) (5) is generated.
7. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugbremssystems mit wenigstens einer Radbremse (1) mit zumindest einem Aktuator (5) zur Betätigung wenigstens eines Bremsorgans (2), wobei der zumindest eine Aktuator (5) mittels einer elektronischen Steuerungs- und Regelungseinheit (6) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Lagerstelle (7, 11) des Aktuators (5) oder Bremsorgans (2) zumindest ein Sensor (8) zur Erfassung der auf die Lagerstelle (7, 11) wirkenden Kräfte zugeordnet ist, der seinerseits mit der Steuerungs- und Regelungseinheit (6) in Signalverbindung steht. 7. An apparatus for controlling a vehicle brake system having at least one wheel brake (1) with at least one actuator (5) for actuating at least one brake member (2), wherein the at least one actuator (5) by means of an electronic control and regulation unit (6) is controllable , characterized in that at least one bearing point (7, 11) of the actuator (5) or brake member (2) at least one sensor (8) for detecting the forces acting on the bearing point (7, 11) forces is assigned, in turn, with the controller - And control unit (6) is in signal communication.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Radbremse (1 ) als Trommel- oder Scheibenbremse ausgebildet ist.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the at least one wheel brake (1) is designed as a drum or disc brake.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch g e - kennzeichnet, dass der Sensor (8) elektrisch oder berührungslos mit der Steuerungs- und Regelungseinheit (6) in Signalverbindung steht.9. Device according to one of claims 7 and 8, characterized g e - indicates that the sensor (8) is electrically or non-contact with the control and regulating unit (6) in signal communication.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e - kennzeichnet, dass der Sensor (8) durch einen Federkörper, mit dessen Hilfe zu messende Kräfte auf Längen- oder Wegänderungen zurückgeführt und mit Längen- oder Wegaufnehmern bestimmt werden, durch einen piezoelektrischen Kraftaufnehmer oder einen anderen geeigneten Kraftaufnehmer gebildet ist.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized - characterized in that the sensor (8) by a spring body, with the aid of which forces to be measured are returned to length or path changes and determined by length or displacement sensors, by a piezoelectric Force transducer or other suitable force transducer is formed.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch g e - kennzeichnet, dass einer Mehrzahl von Lagerstellen (7, 11) eines Aktuators (5) und/oder Bremsorgans (2) und/oder einer oder mehreren Lagerstellen (7, 11) einer Mehrzahl von Aktuatoren (5) und/oder Bremsorganen (2) je ein Sensor (8) zur Erfassung der auf die Lagerstelle (7, 11) wirkenden Kräfte zugeordnet ist, und dass sämtliche Sensoren (8) mit der Steuerungs- und Re- gelungseinheit(6) in Signalverbindung stehen, wobei aus der Summe der Einzelkräfte die tatsächlich wirkende Bremskraft des Fahrzeugs ermittelbar und in Auswertung dieser Bremskraft ein Steuerungssignal (10) für den/die Aktua- tor/en (5) erstellbar ist. 11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized - characterized in that a plurality of bearing points (7, 11) of an actuator (5) and / or braking member (2) and / or one or more bearings (7, 11) a plurality of actuators (5) and / or brake members (2) each having a sensor (8) for detecting the forces acting on the bearing (7, 11) forces is assigned, and that all sensors (8) with the control and Re- Gelung unit (6) are in signal communication, wherein from the sum of the individual forces the actually acting braking force of the vehicle can be determined and in evaluation of this braking force, a control signal (10) for the / the actuator (s) (5) can be created.
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