EP4392688A1

EP4392688A1 - Verfahren zur ermittlung von betriebsgrössen einer trommelbremse, zugehörige trommelbremsanordnung, auswertevorrichtung und speichermedium

Info

Publication number: EP4392688A1
Application number: EP21824285.7A
Authority: EP
Inventors: Christian Vey; Jens Hoffmann; Martin Kruse; Mathias Haag; Martin GÄDKE
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Aumovio Germany GmbH
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2024-07-03
Also published as: WO2023025337A1; US20240367634A1; DE102021213428A1; CN117881906A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Betriebsgrößen einer Trommelbremse, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Aufnehmen zumindest einer Abstützkraft einer Bremsbacke (12, 14) der Trommelbremse mittels eines Sensors, und b) Ermitteln der Betriebsgröße basierend auf der Abstützkraft, wobei die Betriebsgröße ausgewählt ist aus dem Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Ermittlung von Betriebsgrößen einer Trommelbremse, zugehörige Trommelbremsanordnung, Auswertevorrichtung und Speichermedium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Betriebsgrößen einer Trommelbremse, wobei die Betriebsgrößen insbesondere den

Bremsbelagreibwert und/oder die Spreizkraft umfassen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine zugehörige Trommelbremsanordnung, eine zugehörige Auswertevorrichtung sowie ein zugehöriges Speichermedium.

Trommelbremsen werden häufig als Betriebsbremsen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie können auch eine Feststellbremsfunktion realisieren. Bei bekannten Trommelbremsen werden diese typischerweise hydraulisch durch einen Bremszylinder betätigt, welcher wiederum direkt von einem Bremspedal betätigt wird. Somit kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Drücken des Bremspedals eine Bremswirkung erzielen.

Trommelbremsen können auch elektromechanisch ausgeführt werden, so dass diese unabhängig von einem hydraulischen Bremssystem wirken können. Dies kann beispielsweise für eine Bremsfunktion sinnvoll sein, welche von einer Fahrzeugelektronik direkt ausgelöst wird.

Aus DE 10 2017 217 413 A1 geht exemplarisch ein Verfahren zum Ermitteln einer Betriebsgröße einer Simplex-Trommelbremse mit elektrischer Radbremsstellvorrichtung anhand einer elektronischen Steuereinheit hervor, das folgende Schritte aufweist: a) Aufnehmen zumindest einer Lagerkraft eines Bremsschuhs der Trommelbremse mittels eines Sensors, und b) Berechnen der Betriebsgröße basierend auf der Lagerkraft. Weiterhin empfiehlt die DE 10 2017 217 413 A1 der Fachwelt eine Trommelbremsanordnung, aufweisend zumindest eine Bremsschuh, zumindest ein Abstützlager, zumindest einen Kraftsensor am Abstützlager zur Messung einer von dem Bremsschuh im Abstützlager erzeugten Lagerkraft, und eine Auswertevorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, das dort beschriebene Verfahren auszuführen.

Die EP 1 095 834 B1 bezieht sich auf ein Bremsmomentsteuergerät eines elektrischen Kraftfahrzeugbremssystems. Das Fahrzeugbremssystem beinhaltet elektrische Scheibenbremsen einer Fahrzeugvorderachse und elektrisch betätigbare Duo-Servo-Trommelradbremsen einer Fahrzeughinterachse, ohne dass ein gesondertes, rekuperatives Fahrzeugbremssystem beschrieben ist. Ein Fahrzeugachsantrieb ist nicht dokumentiert. Eine konstruktive Besonderheit dieser sehr speziell implementierten Duo-Servo-Trommelradbremse ist deren Sensorzapfenintegration bei schwimmend arrangierter Spreizvorrichtung sowie mit schwimmend in einer Bremstrommel platzierten Bremsschuhen, ohne dass den Bremsschuhen ein fahrzeugfestes Widerlager (Abstützbock) zugeordnet ist.

Die vorstehenden Lösungen können jedoch noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich einer Ermittlung weiterer Betriebsgrößen von Trommelbremsen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenigstens einen Nachteil des Stands der Technik zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf einfache und verlässliche Weise weitere Betriebsgrößen von Trommelbremsen zu ermitteln.

Die Lösung der vorliegenden Erfindung erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die Lösung der vorliegenden Erfindung erfolgt ferner durch eine Trommelbremsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch eine Auswertevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie durch ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln von Betriebsgrößen einer Trommelbremse, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Aufnehmen zumindest einer Abstützkraft einer Bremsbacke der Trommelbremse mittels eines Sensors, und b) Ermitteln der Betriebsgröße basierend auf der Abstützkraft, wobei die Betriebsgröße ausgewählt ist aus dem Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft.

Durch das vorbeschriebene Verfahren wird es auf einfache und verlässliche Weise möglich, den Bremsbelagreibwert und/oder die Spreizkraft als Betriebsgrößen von Trommelbremsen zu ermitteln.

Zwecks zutreffendem Verständnis wird explizit erwähnt, dass als Ausführung einer Trommelbremse als Bestandteil eines elektrischen beziehungsweise elektromechanischem und/oder hydraulischen Trommelradbremssystems (Reibungsbremssystem) im Kontext der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle elektrischen oder hydraulischen Kraftfahrzeugradbremssysteme anzusehen sind, und dabei insbesondere solche, welche über zumindest eine Kraftfahrzeugachse verfügen, die ihrerseits mindestens zwei Trommelradbremsen als Betriebsbremse aufweist. Eine andere Kraftfahrzeugachse darf entweder scheibengebremst vorliegen, oder aber in einem Kraftfahrzeug sind sämtliche Betriebsbremsen als Trommelbremsen ausgebildet. Bei zumindest einer der genannten Fahrzeugachsen des Kraftfahrzeugbremssystems handelt es sich weiterhin um eine angetriebene Fahrzeugachse, die eine besondere Antriebsstrangbremse aufweisen darf. Bei einer Antriebsstrangbremse darf es sich dabei um ein individuell und/oder im Verbund mit der Reibungsbremse zusammenschaltbares Zusatzbremssystem, insbesondere rekuperatives Bremssystem, Motorbremse, Retarder etc., handeln, welches einerseits Radschlupf ermöglicht und auch in der Lage oder dazu bestimmt ist, der jeweiligen Fahrzeugachse nach Bedarf eine, beispielsweise rekuperative, Zusatzbremswirkung aufzuprägen. Daher ist es in besonders robuster Ausgestaltung der Erfindung prinzipiell möglich, dass sämtliche Kraftfahrzeugradbremsen als Trommelbremstyp ausgebildet sind. Grundsätzlich kann das oder die Trommelradbremssystem(e) noch Feststellradbremsen aufweisen. Dies ist kombinatorische im Sinne einer kombinierten Betriebs- und Feststellbremse möglich, wobei es sich um Feststellradbremsen, um Betriebsradbremsen und/oder um kombinierte Radbremsen vom Trommelbremstyp handeln kann, welche sowohl eine Betriebsbremsfunktion wie auch eine Feststellbremsfunktion übernehmen könnten. Im Kontext der Erfindung verfügen die elektrischen und/oder hydraulischen Betriebsradbremsen vom Trommelbremstyp stets über radbremsindividuell vorgesehene, elektromotorische, Stellvorrichtungen sowie über zugeordnete, radbremsindividuelle Sensorik, wie insbesondere Bremskraftsensorik, Raddrehsensorik, und/oder Betätigungsstrommessung an der Bremsaktuatorik beziehungsweise Trommelbremsstellvorrichtung.

Grundsätzlich kann die Trommelbremse bevorzugt eine elektromechanische Trommelbremse sein.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eine flexibel verbesserte Weiterentwicklung des einschlägigen Standes der Technik zu schaffen, ohne zwingend auf eine Duo-Servo-Trommelbremse in Verbindung mit Zielbremsmomentregelung angewiesen zu sein. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung, eine funktionale Fahrzeugsicherheit universell d.h. für verschiedene Plattformen adaptierbar vorzusehen, wie insbesondere auch eine Stellvorrichtungspräzision einer elektrischen und/oder hydraulischen Simplex-Kraftfahrzeugtrommelradbremse - ergo Bremsqualitätsanmutung bekannter Trommelradbremssysteme - zu verbessern. Diese Aufgabestellung versteht sich dabei übergreifend, sowohl auf die einschlägigen Trommelbremsstellvorrichtungen- und/oder Regelverfahren sowie Trommelradbremsvorrichtungen, Kraftfahrzeuge die diese einsetzen sowie die damit involvierten Komponenten, Software, Datenträger etc. gleichermaßen bezogen. Die Erfindung beruht auf einer Ermittlung wie insbesondere auf einer Abschätzung eines radindividuellen Radbremsreibwertes und/oder einer radindividuellen Spreizkraft, so dass radindividuell eine qualitative Aussage über die Bremsqualität einer einzelnen Radbremse getroffen werden kann. Es versteht sich, wie nachfolgend in größerem Detail ausgeführt, dass das gewonnene Ergebnis ganz genauso zur Weiterentwicklung oder Verbesserung der Feststellbremse bzw. Feststellbremsfunktion zur Verfügung gestellt sowie ausgenutzt werden kann, ohne den Kerngedanken der Erfindung zu verlassen.

Um die Betriebsgrößen ausgewählt aus dem Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft zu ermitteln, umfasst das hier beschriebene Verfahren zunächst gemäß Verfahrensschritt a) das Aufnehmen zumindest einer Abstützkraft einer Bremsbacke der Trommelbremse mittels eines Sensors.

Die Abstützkraft beziehungsweise die Lagerkraft im Abstützlager wird bevorzugt an einem Abstützlager der Bremsbacke gemessen. Eine weitere Abstützkraft wird ebenso bevorzugt an einem weiteren Abstützlager der weiteren Bremsbacke gemessen. Dadurch kann die Abstützkraft bzw. die weitere Abstützkraft unmittelbar an jeweiligen Abstützlagern gemessen werden, wobei sich die Bremsbacken in den Abstützlagern an weiteren Teilen der Trommelbremse abstützen können.

Die Abstützkräfte (FAbutment) weisen eine Abhängigkeit von variablen Randbedingungen, wie insbesondere Bremsbelagreibwert, Spreizkraft, etc. der Bremse auf. Zur Ermittlung des Bremsbelagreibwerts (puning) und der Spreizkraft (Fspread unit), im Betriebsfall einer Bremsung mit drehender Trommel, zeigt sich die Verrechnung der Abstützkräfte als ein geeignetes Kriterium. Dabei beschreiben die Beträge insbesondere beider Abstützkräfte beziehungsweise der Abstützkräfte beider Bremsbacken einer Trommelbremse eindeutig einen Bremsbelagreibwert und eine Spreizkraft. Diese Betriebsgrößen lassen sich somit aus der oder den Abstützkräften ermitteln. Dies erfolgt erfindungsgemäß gemäß Verfahrensschritt b), dem Ermitteln der Betriebsgröße basierend auf der Abstützkraft, wobei die Betriebsgröße ausgewählt ist aus dem Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft.

Im Detail lassen sich der Bremsbelagreibwert beziehungsweise die Spreizkraft wie folgt ermitteln.

Als Grundlage der Betrachtung wird ein resultierendes Bremsmoment, insbesondere die Differenz der Auflagerkräfte an einem Abstützbock der Bremsschuhe angesehen, wobei erfindungsgemäß die Spreizkraft und der Bremsbelagreibwert in Abhängigkeit von den Abstützkräften ermittelt wird. Basierend auf Abstützkraftmessung wird durch die Kraftm esswerte in Bezug auf einen auflaufenden Bremsschuh sowie in Bezug auf einen ablaufenden Bremsschuh ein passender Bremsenreibwert ermittelt (abgeschätzt). Mit dieser Information ist alternativ beziehungsweise zusätzlich zu dem Bremsenreibwert die resultierende Spreizkraft der Stellvorrichtung konkretisiert abgeschätzt, ohne dass weitere Sensorik in einer Spreizvorrichtung notwendig wäre. Hierzu sind bevorzugt beide diametral entgegengesetzt gerichteten Kräfte (von auflaufender und ablaufender Seite) am Abstützlager zu messen.

Obwohl sich die Erfindung ganz grundsätzlich für verschiedene Trommelbremsbauformen eignet, ergeht eine bevorzugte Applikation in Verbindung mit den Trommelradbremsen vom Simplextyp, die über jeweils einen auflaufend an einem Widerlager abgestützt Bremsschuh und einen ablaufend an einem Widerlager abgestützt Bremsschuh verfügen, und wobei dies Widerlager einen und/oder mehrere Brems-Abstützkraft/Lager-Sensoren trägt. Es versteht sich, dass die Begriffe „ablaufend“ und „auflaufend“ hierbei stets in Bezug auf eine Vorzugsraddrehrichtung („Vorwärtsfahrt“) definiert sind. Ein Bremssystem inkludiert Betätigungsmittel und/oder Sensoren zur Erkennung eines Bremswunsches.

Im Prinzip beruht die vorliegende Erfindung daher ganz grundsätzlich auf dem Grundgedanken, dass automatisch oder während einer Betriebsbremsung eine automatisierte Reibkraftermittlung ausgeführt wird, und dass das Ergebnis dieser Reibkraftermittlung zur Ermittlung einer resultierenden Bremszuspannkraft verwendet wird, und wobei in einem nachfolgenden Prozessschritt auf der Grundlage dessen weiterhin eine Ermittlung, eine Berechnung und/oder Abschätzung von einem Trommelbremskennwert und/oder Trommelbremsbetriebswert in Bezug auf die jeweilig untersuchte Trommelradbremse radindividuell vorgenommen werden kann, wie dies nachstehend in größerem Detail beschrieben ist.

In diesem Zusammenhang ermöglicht die vorliegende Erfindung demzufolge erstmals eine gleichermaßen ökonomische sowie automatisierbare und auch radindividuelle Kontrolle und/oder Beobachtung der Bremsfunktionsqualität. Das Verfahren wird bevorzugt in-situ gestartet, also zeitgleich und anlässlich bzw. parallel mit einem laufenden Radbremsbetrieb (Betriebsbremse).

Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Ermittlung der Betriebsgrößen kann es bevorzugt sein, dass aus der Betriebsgröße wenigstens ein weiterer Parameter der Bremse ermittelt wird. Unter einem weiteren Parameter der Bremse kann insbesondere ein Parameter der Bremse selbst oder auch einer Bremsenfunktion gemeint sein. Dies ermöglicht eine ausführlichere Kontrolle des Bremsverhaltens und damit ein weiter verbessertes und besonders sicheres Betreiben der Bremse.

Insbesondere bei hybridisierter Fahrzeugbremssystemausbildung die sowohl hydraulische Radbremsaktuatoren als auch elektromechanische Radbremsaktuatoren aufweisen, die für die Interpretation der verschiedenen Bremsfunktionen (Betriebsbremsfunktion, Feststellbremsfunktion) in unterschiedlichen oder gemeinsamen Bremskreisen organisiert sein können, und wobei die Steuerung und/oder Regelung der betreffenden Radbremsen gleichzeitig erfolgen soll, gilt als eine weitere sowie zusätzlich in der Steuereinheit parallel zu verarbeitende Betriebsgröße ein sensorisch sowie radindividuell gemessener hydraulischer Radbremsdruck.

Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise in dieser Ausgestaltung in besonders vorteilhafter Weise dazu geeignet und gegebenenfalls bestimmt, zwecks verfeinerter Steuerung und/oder Regelung eines Trommelbremssystems respektive zur Verbesserung einer elektromechanischen Trommelbremse ganz besondere Kenngrößen bereitzustellen, welche beispielhaft als weiterentwickelt verwertbare Rückführungsgrößen zur Verfügung stehen.

Ein Beispiel für einen derartigen Parameter der Bremse kann insbesondere der Bremsenkennwert C* sein. Insbesondere unter Kenntnis des dem Fachmann grundsätzlich bekannten Bremsenkennwerts C* kann die Bremse optimiert werden hin zu einer besonders vorteilhaften Funktionalität.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Verfahren weiterhin das Durchführen einer Bremsendiagnose umfasst beziehungsweise im Rahmen einer Bremsendiagnose verwendet wird. Dadurch kann die Funktion der Bremse anhand der ermittelten Bremskennwerte und/oder Betriebsgrößen überwacht und so eine verlässliche Funktion sichergestellt werden. Eine Bremsendiagnose beziehungsweise Radbremsdiagnose kann beispielsweise periodisch oder bei jedem Bremsvorgang ausgeführt werden.

In dieser Ausgestaltung können somit in vorteilhafter Weise weitere vorteilhafte Optionen zwecks Fahrzeugbremssystemerweiterung und/oder Fahrzeugbremssystemverbesserung ermöglicht werden.

Beispielsweise kann eine Bremsendiagnose beziehungsweise Radbremsdiagnose auf einer entsprechenden Kennwertgenerierung basieren. Der Kennwert kann beispielsweise eine der vorgenannten Betriebsgrößen und/oder Bremsenkennwerte sein. Als nicht beschränkendes Beispiel kann eine Bremsendiagnose auf einer radindividuelle Ermittlung eines Bremsbelagreibwerts basieren.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Radbremsdiagnose basieren auf der Bestimmung einer inneren Übersetzung der Bremse, auch als C*-Bestimmung bekannt. Auch die Ermittlung der AktuatorSpreizkraft kann für eine Bremsendiagnose und/oder für eine präzisierte Stellkraftbemessung herangezogen werden.

Basierend auf der Bremsendiagnose kann folgend ferner unter Ermittlung und/oder Verifikation von Kraft-Weg-Kennlinie(n) eine verbesserte Positionierung der Stellvorrichtung ermöglicht werden, also eine verbesserte Aktuatorpositionssteuerung im Stillstand. Dies erlaubt eine präzisierte Stellkraft beziehungsweise eine verbesserte Feststellbremsfunktion.

Beispielsweise im Sinne einer Bremsendiagnose kann es bevorzugt sein, dass die ermittelte Betriebsgröße und/oder ein insbesondere radindividuell ermittelter Bremsenkennwert mit einem in einem Speicher gespeicherten Sollwertbereich verglichen wird. Der Sollwertbereich kann ein konkret hinterlegter Bereich oder auch ein spezifischer Wert unter Betrachtung entsprechender Toleranzen sein. Entsprechend kann insbesondere im Rahmen einer Bremsendiagnose ermittelt werden, ob die Bremse zumindest anhand der überprüften Parameter wie gewünscht arbeitet.

Wenn der ermittelte Kennwert jenseits des gespeicherten Sollwertbereiches belegen ist, kann bevorzugt eine automatische Gegenmaßnahme gestartet und/oder eine automatische Fehlermeldung aus- bzw. abgegeben werden. In anderen Worten ist es bevorzugt vorgesehen, dass, wenn der Bremskennwert nicht dem gespeicherten Sollwertbereich entspricht, wenigstens eines von einer Gegenmaßnahme und einer Fehlermeldung initiiert wird.

Auf ein beispielsweise elektronisches Bremssystem bezogen ermöglicht die Erfindung somit eine weiterentwickelt präzisierte verbesserte Stellvorrichtungssteuerung bzw. Stellvorrichtungsregelung und demzufolge eine radindividuell präzisiert verkörperte Bremsmomentenverteilung zwischen einzelnen Radbremsen eines Kraftfahrzeugs. Infolgedessen erlaubt die Erfindung zudem auch eine situativ gesteuert/geregelt verbesserte elektronische Bremsmomentenverteilung (EBD) zwischen den Radbremsen von unterschiedlichen Kraftfahrzeugachsen, ohne die Fahrstabilität zu gefährden. Mit Bezug auf weitere Vorteile und technische Merkmale des Verfahrens wird auf die Beschreibung der Trommelbremsanordnung, der Auswertevorrichtung, auf das Speichermedium und auf die Figuren wie auf die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.

Beschrieben wird ferner eine Trommelbremsanordnung, aufweisend zumindest eine Bremsbacke, zumindest ein Abstützlager, zumindest einen Kraftsensor am Abstützlager zur Messung einer von der Bremsbacke im Abstützlager erzeugten Abstützkraft, und eine Auswertevorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren auszuführen, wie dies vorstehend beschrieben ist.

Eine derartige Trommelbremsanordnung kann somit grundsätzlich wie an sich bekannt ausgestaltet sein und insbesondere einen Kraftsensor am Abstützlager zur Messung einer von der Bremsbacke im Abstützlager erzeugten Abstützkraft aufweisen. Ein derartiger Sensor ist dem Fachmann auf dem Gebiet grundsätzlich bekannt. Zusätzlich weist das Trommelbremssystem eine entsprechende Auswertevorrichtung auf. Dies kann beispielsweise ein Steuersystem des Fahrzeugs oder Teil dessen sein und mit einer Software versehen sein, welche ein Verfahren auslöst, wodurch die Daten des Sensors zum Ermitteln der Abstützkraft aufgenommen werden und entsprechend die Betriebsgrößen wie vorstehend mit Bezug auf das Verfahren im Detail erklärt, ermittelt werden.

Bevorzugt kann die Trommelbremsanordnung ferner zumindest eine weitere Bremsbacke, zumindest ein weiteres Abstützlager, und zumindest einen weiteren Kraftsensor am weiteren Abstützlager zur Messung einer von der weiteren Bremsbacke im weiteren Abstützlager erzeugten weiteren Abstützkraft aufweisen. Wie vorstehend im Detail ausgeführt ist die Auswerteeinheit dazu konfiguriert, ein Verfahren wie vorstehend beschrieben auszuführen.

Mittels der hierin beschriebenen Trommelbremsanordnung kann das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise durchgeführt werden und es können die damit beschriebenen Vorteile erreicht werden. Die Erfindung ist gleichermaßen in Verbindung mit elektromechanischen Trommelradbremsen als auch für konventionell hydraulisch betätigte Trommelradbremsen anwendbar.

Ausgangsbedingung/Ausgangsgegenstand der Erfindung ist somit beispielsweise eine elektromechanisch betriebene Trommelbremse als Betriebsbremse, wobei eine Feststellbremsfunktion von der Trommelbremse ausgeführt werden kann oder auch nicht. Die Erfindung liefert in diesem Kontext einen wesentlichen Beitrag, dass die beispielsweise elektromechanische Trommelbremse als Betriebs- und/oder Feststellbremse serienertüchtigt ist, indem wirkende Bremskräfte und/oder Bremsmomente, mit oder ohne Zusatzbremsmomente einer rekuperativen Zusatzbremse (Antriebsstrangbremse) radindividuell erfasst, bewertet sowie auf der Grundlage der Bewertung zielführend ausgeregelt werden können. In diesem Zusammenhang wird der Bremsreibwert und/oder die Spreizkraft ermittelt wie insbesondere abgeschätzt und kann bewertet werden. Das Ergebnis der Bewertung kann automatisiert ausgegeben werden, beispielsweise um eine Bremsfehlfunktion an einen Fahrzeugführer oder an ein elektronisches Bremsfunktionsüberwachungssystem auszugeben.

Die Bestimmung des Bremsmoments auf Basis der gemessenen Kräfte ist für die Regelung einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Bremse, d.h. für eine Fahrzeugverzögerungsfunktion, aber gleichermaßen auch für eine Fahrzeugfeststellfunktion von großem Nutzen. Denn auch für die Funktion der Feststellbremse ist die Bestimmung von der herrschenden, resultierenden Spreizkraft zwecks Steuerung und oder Regelung der elektromechanischen Bremse im Sinne des Stillstandsmanagements von Nutzen. Mit der Ermittlung des Bremsbelagreibwertes, ist eine präzisierte Ermittlung, Bestimmung und oder Berechnung einer notwendigen Spreizkraft möglich, und umgekehrt, etwa für die Feststellbremsfunktion.

Jedem Kraftfahrzeugrad, d.h. jeder Kraftfahrzeugradbremse ist bevorzugt zusätzlich wenigstens ein Raddrehsensor zugeordnet, welcher jeweils radindividuell mit Signalen zur Gewinnung von Information über Raddrehzahl und/oder Raddrehrichtung beiträgt. Zumindest die Raddrehsensorsignale der betrachteten Radbremse, respektive alternativ die Raddrehsensorsignale der betrachteten Kraftfahrzeugradachse und/oder die Raddrehsensorsignale sämtlicher Räder, gehen bevorzugt in ein Verfahren zur Trommelbremssteuerung/Trommelbremsregelung beziehungsweise einer Bremsendiagnose ein und ermöglichen der Erfindung eine konkretisierte Unterscheidung bzw. Vorgabe über einen Bremsbetriebsmodus nämlich für a) einerseits die Feststellbremsfunktion - im Falle einer erkannten Raddrehzahl von im Wesentlichen gleich 0, das heißt Stillstand bzw. in einem Stillstandsbereich, b) reguläre Betriebsbremsfunktion im Falle von einer festgestellten Raddrehzahl von im Wesentlichen ungleich 0, d.h. jenseits eines Stillstandsbereiches, c) regulärer (fahrerinitiierter) Fahrdynamikbremsregelbetrieb, wie etwa ABS/EBD/ESP-Bremsregelungsbetrieb, d) Fremdsteuerungsbetrieb, wie etwa Kollisionserkennung, autonomes bzw. teil-automatisiertes Fahren, sowie e) Trommelradbremssystem mit erkannter Störung - Störungsbetrieb, vorzugsweise für alle vorgenannten Modi bzw. Steuerungsfälle laut a - d.

Dies ermöglicht als Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine möglichst umfassende Bremssteuerung.

Grundsätzlich ist es von Vorteil, weitere Informationen zu erfassen, wie etwa die Raddrehinformation, respektive die Raddrehsensorsignale und/oder Bremswunscherkennung, oder auch eine noch darüber hinausgehend arrangierte Kommunikation einer elektronischen Steuerungseinheit, etwa anhand Vernetzung, wie insbesondere Anbindung an Sensorik und/oder Kommunikation wie insbesondere Umfelderkennung, etwa Optik, also Kamera, Ultraschall, Radar, Lidarsensorik, Car2X-Kommunikation. Derartige Informationen können es in einer Ausbaustufe einem erfindungsgemäß vorzugsweise elektrisch vorgelegten Trommelradbremssystem demzufolge ermöglichen, in dem jeweils notwendigen Umfang als eine Betriebsradbremse oder wie geschildert anderweitig im Rahmen der für notwendig erachteten Radbremsregelfunktion vorzutragen, um dadurch für einen elektronisch abgesicherten sowie zuverlässigeren Trommelbremsregelbetrieb zu sorgen.

Mit Bezug auf weitere Vorteile und technische Merkmale der Trommelbremsanordnung wird auf die Beschreibung des Verfahrens, der Auswertevorrichtung, auf das Speichermedium und auf die Figuren wie auf die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.

Beschrieben wird ferner eine Auswertevorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren auszuführen, wie dies vorstehend beschrieben ist.

Die Auswertevorrichtung kann beispielsweise ein Steuersystem des Fahrzeugs sein oder Teil dieses sein und mit einer Software versehen, welche die Daten des Sensors zum Ermitteln der Abstützkraft aufnimmt und entsprechend die Betriebsgrößen wie vorstehend mit Bezug auf das Verfahren im Detail erklärt ermittelt. Die Software kann in einem Festplattenspeicher gespeichert sein oder über ein computerlesbares mobiles Speichermedium auslesbar sein. Ferner kann die Auswertevorrichtung einen Prozessor aufweisen, welcher die Software lesen und ausführen kann.

Mit Bezug auf weitere Vorteile und technische Merkmale der Auswertevorrichtung wird auf die Beschreibung des Verfahrens, der Trommelbremsanordnung, auf das Speichermedium und auf die Figuren wie auf die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.

Beschrieben wird ferner ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, welches Programmcodes enthält, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein Verfahren ausführt, wie dies vorstehend beschrieben ist. Das Speichermedium kann beispielsweise ein mobiles Speichermedium, wie eine Speicherkarte, eine CD oder ein ähnliches Medium sein, oder auch ein immobil verbautes Speichermedium, wie etwa eine Festplatte. Das Speichermedium ist mit einer Software versehen, welche die Programmcodes enthält und entsprechend Anweisungen für einen Prozessor zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit Bezug auf weitere Vorteile und technische Merkmale des Computermediums wird auf die Beschreibung des Verfahrens, der Trommelbremsanordnung, der Auswertevorrichtung und auf die Figuren wie auf die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Figuren weiter erläutert, wobei einzelne oder mehrere Merkmale der Figuren für sich oder in Kombination ein Merkmal der Erfindung sein können. Ferner sind die Figuren nur exemplarisch aber in keiner Weise beschränkend zu sehen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Komponente einer elektromechanischen Trommelbremse;

Fig. 2 zeigt schematisch ein Diagramm darstellend die Abstützkräfte in Abhängigkeit der Spreizkraft;

Fig. 3 zeigt schematisch ein Diagramm darstellend die Abstützkräfte in Abhängigkeit des Bremsbelagreibwerts;

Fig. 4 zeigt schematisch ein Diagramm darstellend die Abstützkräfte in Abhängigkeit der Spreizkraft und des Bremsbelagreibwerts;

Fig. 5 zeigt schematisch ein Blockschaltbild für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 zeigt schematisch ermittelte Parameter zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Trommelbremsanordnung 10 mit einer elektromechanischen Trommelbremse in einer schematischen Darstellung, wobei die Trommel nicht dargestellt ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Trommelbremsanordnung 10 weist eine erste Bremsbacke 12 und eine zweite Bremsbacke 14 auf. Die nicht dargestellte Trommel einer Trommelbremse umgibt typischerweise die Bremsbacken 12, 14. Die erste Bremsbacke 12 ist in einem ersten Abstützlager 16 abgestützt. Dieses enthält einen nicht separat dargestellten ersten Kraftsensor. Die zweite Bremsbacke 14 ist in einem zweiten Abstützlager 18 abgestützt. Dieses enthält einen nicht separat dargestellten zweiten Kraftsensor. Die Abstützlager 16, 18 können an einer Rückenplatte der nicht dargestellten Trommel angeordnet sein.

Zwischen den beiden Bremsbacken 12, 14 ist an der oberen Seite der Trommelbremse eine Spreizeinheit 20 angeordnet. Dabei handelt es sich vorliegend um eine elektromechanische Spreizeinheit 20. Diese kann die beiden Bremsbacken 12, 14 auseinanderdrücken, so dass diese an eine umgebende Trommel anstoßen und die Trommel, sofern sie sich dreht, abbremsen. Sofern sich die Trommel nicht dreht, können die Bremsbacken 12, 14 eine Haltekraft ausüben. Somit kann die Trommelbremse 10 sowohl als Betriebsbremse wie auch als Feststellbremse verwendet werden.

Wenn die Spreizeinheit 20 die beiden Bremsbacken 12, 14 gegen die Trommelinnenseite drückt, stützen diese sich mit Reaktionskräften an den Abstützlagern 16, 20 ab. Dort werden die dadurch entstehenden Kräfte gemessen.

Die Trommelbremsanordnung 10 weist eine Auswertevorrichtung 22 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf. Diese ist zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert. Dabei werden die eben erwähnten gemessenen Kräfte weiterverarbeitet. Die Messung der Kräfte am Abstützlager bildet eine Voraussetzung für ein Verfahren, eine Vorrichtung, Komponenten und für eine Software zur Bestimmung der erfindungsgemäß ermittelten Kenngrößen, nämlich insbesondere des Bremsbelagreibwerts und der Spreizkraft.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 2 bis Fig. 5 beschrieben, wie die gemessenen Abstützkräfte im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden können. Somit zeigen die Figuren 2 bis 5 ein Verfahren zur Bestimmung des Bremsbelagreibwerts und der Spreizkraft.

Die gemessenen Abstützkräfte ( Abutment) weisen eine Abhängigkeit von variablen Randbedingungen, wie insbesondere Temperatur, Drehzahl, Bremsbelagreibwert, Spreizkraft, etc. der Bremse auf. Zur Ermittlung des Bremsbelagreibwerts (tuning) und der Spreizkraft (Fspread unit), im Betriebsfall einer Bremsung mit drehender Trommel, zeigt sich die Verrechnung der Abstützkräfte als ein geeignetes Kriterium.

Dabei beschreiben die Beträge beider Abstützkräfte eindeutig einen Bremsbelagreibwert und eine Spreizkraft. Figuren 2 und 3 zeigen die Abhängigkeiten der Abstützkräfte, gezeigt jeweils an der Y-Achse, von der Spreizkraft, gezeigt in der Figur 2 an der X-Achse und dem Bremsbelagreibwert, gezeigt in Figur 3 an der X-Achse, wobei jeweils die durchgezogene Linie die auflaufende Seite und die gestrichelte Linie die ablaufende Seite der Bremsbacken 12, 14, zeigt.

Durch die Überlagerung der beiden Diagramme ergibt sich ein dreidimensionales Kennfeld, in dem die eindeutige Abhängigkeit von Kräftepaaren im Abstützlager zum Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft zu erkennen ist. Dies ist in der Figur 4 gezeigt.

Figur 5 betrifft ein Blockschaltbild zur Prozessverdeutlichung.

Im Detail zeigt der Block 24 den Sensor zum Messen der Abstützkraft der ersten Bremsbacke 12, zeigt der Block 26 den Sensor zum Messen der Abstützkraft der zweiten Bremsbacke 14 und zeigt der Block 28 weitere Parameter, welche sich auf den Bremsbelagreibwert und die Spreizkraft auswirken, wie etwa die Temperatur an den Bremsbacken sowie die Raddrehzahl. Diese gehen als weitere Eingangsparameter bevorzugt in die Berechnung mit ein, welche als Block 30 dargestellt sein soll. Als Ausgangsgrößen werden anschließend der Bremsbelagreibwert gemäß Block 32 und die Spreizkraft gemäß Block 34 erhalten.

Die Figuren zeigen, dass zur zuverlässigen Abschätzung, Ermittlung, Berechnung der Spreizkraft und des Bremsbelagreibwertes als Eingangsinformation lediglich eine Messinformation anhand der Messergebnisse von Sensoren betreffend Bremsschuhabstützkräfte sowie geometrische Parameter der Bremse benötigt werden. Die konkrete Berechnung von Bremsbelagreibwert beziehungsweise Spreizkraft ist in der Figur 6 angedeutet, welche eine Bremse wie in Figur 1 beschrieben zeigt, und kann wie folgt ausgeführt werden.

Im Detail werden in der Figur 6 die Kräfte (Fspread unit) an der Spreizeinheit 20, die Umfangskräfte (FT), und die Kräfte (FAbutment) an den Abstützlagern 16, 18, jeweils dargestellt durch die entsprechend positionierten Pfeile, gezeigt. Dies stellt die Grundlage der Berechnung dar. Die weiteren Parameter beschreiben, bezogen auf eine Kreisform basierend auf den Bremsbacken 12, 14, den Abstand (c) des Mittelpunkts der Trommelbremse zu der Spreizeinheit 20, den Abstand (d) des Mittelpunkts der Trommelbremse zu den Abstützlagern 16, 18 sowie den Radius (r) der Kreisform der Trommelbremse an den äußeren Punkten der Bremsbeläge 12, 14 im Funktionszustand und damit auch der Innenradius der Trommel.

Hieraus ergibt sich die grundsätzlich dem Fachmann bekannte Gleichung (1 ), welche das Momentengleichgewicht um den Mittelpunkt für die jeweilige Bremsbacke 12, 14 darstellt und den Ausgangspunkt der Berechnung bildet, wobei bei dem Zeichen +/- das obere Zeichen (in Gleichung (1 ) +) für die auflaufende Bremsbacke gültig ist und der untere Wert (in Gleichung (1 ) -) für die ablaufende Bremsbacke gültig ist:

Mit folgend dargestellten Gleichungen (2) und (3) wird die Ermittlung der Spreizkraft und des Bremsbelagreibwerts basierend auf der Information der Abstützkräfte und den geometrischen Größen der Trommelbremse umgesetzt. Dabei stellt Gleichung (2) die Ermittlung des Bremsenkennwerts auf Grundlage der Umfangskraft und der Spreizkraft dar und Gleichung (3) die Abhängigkeit des Bremsenkennwerts von dem Belagreibwert und den Parametern Hi - Hs die auf Grundlage von geometrischen Größen ermittelt werden:

Erfindungsgemäß wird es nun möglich, unter Verwendung der dem Fachmann zur Bestimmung des Bremsenkennwerts C* grundsätzlich bekannten Gleichungen (2) und (3) und der Gleichung 1 die Spreizkraft beziehungsweise den Bremsbelagreibwert zu bestimmen. Dabei bezeichnen in den Gleichungen (2) und (3) pu den Bremsbelagreibwert und wie oben beschrieben Fspread unit die Spreizkraft. H1 bis H5 sind dem Fachmann für diese Gleichungen bekannte geometrische Hilfsvariablen, welche sich auf die konkrete Bremse beziehen.

Durch Einsetzen von Gleichung (2) und (3) in Gleichung (1 ) und einer entsprechenden Auflösung hin zu den gewünschten Parametern ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Berechnung der entsprechenden Zielgrößen möglich.

Nachdem unterschiedliche Kraftfahrzeughersteller ganz unterschiedliche Kraftfahrzeugsystem und/oder Kraftfahrzeugkonzepte mit unterschiedlichen Bremssysteminterpretationen nachfragen können, wird teilweise erweiterte Flexibilität gefordert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es dazu ganz grundsätzlich zusätzlich ermöglicht sein, dass eine entsprechend hybridisiert weitergebildete Bremssystemregelung definiert ist. Dabei liegen sowohl hydraulische Radbremsaktuatoren als auch elektromechanische Radbremsaktuatoren und ggf. wenigstens eine rekuperative Bremse nebeneinander in einem Kraftfahrzeugsystem vor und die Radbremsaktuatoren können entsprechend unterschiedliche Betriebsgrößen und/oder Stellgrößen erfordern. Um also auch dazu ein gemeinsam ausführbares Verfahren wie auch eine gemeinsame Auswertevorrichtung 22 zu ermöglichen, ist dieser Auswertevorrichtung 22 als zusätzliche Betriebsgröße parallel wenigstens ein sensorisch, sowie radindividuell gemessener, hydraulischer Radbremsdruck p zuzuführen, und wobei die gemeinsame Auswertevorrichtung 22 auf der Grundlage dieser zusätzlichen Betriebsgröße zeitgleich radindividuelle Radbremssollwerte ermittelt sowie den Radbremsen derart koordiniert aufprägt, so dass eine gleichzeitig parallele Steuerung und/oder Regelung aller Bremsen in dem hybridisierten Kraftfahrzeugsystem ermöglicht ist. Demzufolge kann der gemeinsamen Auswertevorrichtung 22 wenigstens ein Bremsdrucksensor S für wenigstens eine hydraulisch betätigte Radbremse zugeordnet sein, und wobei der Bremsdrucksensor S mit der gemeinsamen Auswertevorrichtung 22 elektrisch verbunden ist, und wobei der gemeinsamen Auswertevorrichtung 22 weiterhin wenigstens ein Bremsdruckregelventil zur hydraulischen Bremsdruckregelung der hydraulisch betätigten Radbremse zugeordnet sein kann, so dass die gemeinsame Auswertevorrichtung 22 hiermit ganz grundsätzlich sowie systematisch dazu ertüchtigt ist, beispielhaft weise gesondert oder gemeinsam mit allen anderen Bremsen (incl. rekuperative Bremse) im hybridisierten System zusätzlich auch einen Radbremsdruck p von hydraulisch betätigten Radbremse(n) zu steuern und/oder zu regeln.

Bezugszeichen

10 Trommelbremsanordnung

12 Bremsbacke

14 Bremsbacke

16 Abstützlager

18 Abstützlager

20 Spreizeinheit

22 (gemeinsame) Auswertevorrichtung

24 Block

26 Block

28 Block

30 Block

32 Block

34 Block

36 Pfeil p hydraulischer (Rad)Bremsdruck

S (Druck)Sensor

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Ermitteln von Betriebsgrößen einer Trommelbremse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Verfahren die folgende Schritte aufweist: a) Aufnehmen zumindest einer Abstützkraft einer Bremsbacke (12, 14) der Trommelbremse mittels eines Sensors, und b) Ermitteln der Betriebsgröße basierend auf der Abstützkraft, wobei die Betriebsgröße ausgewählt ist aus dem Bremsbelagreibwert und der Spreizkraft.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützkräfte zweier Bremsbacken (12, 14) einer Trommelbremse gemessen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Betriebsgröße wenigstens ein weiterer Parameter der Bremse ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Parameter der Bremse der Bremsenkennwert C* ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin das Durchführen einer Bremsendiagnose umfasst oder im Rahmen einer Bremsendiagnose verwendet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine ermittelte Betriebsgröße und/oder ein ermittelter Bremsenkennwert mit einem in einem Speicher gespeicherten Sollwertbereich verglichen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die ermittelte Betriebsgröße und/oder der ermittelte Bremsenkennwert nicht dem gespeicherten Sollwertbereich entspricht, wenigstens eines von einer Gegenmaßnahme und einer Fehlermeldung initiiert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Trommelbremse eine elektromechanische Trommelbremse verwendet wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine hybridisierte Bremssystemregelung vorliegt, indem sowohl hydraulische Radbremsaktuatoren als auch elektromechanische Radbremsaktuatoren und/oder wenigstens eine rekuperative Bremse nebeneinander in einem Kraftfahrzeugsystem vorliegen, wobei zumindest die Radbremsaktuatoren unterschiedliche Betriebsgrößen und/oder Stellgrößen erfordern, und wobei einer gemeinsamen Auswertevorrichtung (22) als zusätzliche Betriebsgröße parallel wenigstens ein sensorisch, sowie radindividuell gemessener, hydraulischer Radbremsdruck p zugeführt wird, und wobei die gemeinsame Auswertevorrichtung (22) auf der Grundlage dieser zusätzlichen Betriebsgröße zeitgleich radindividuelle Radbremssollwerte ermittelt sowie den Radbremsen derart koordiniert aufprägt, so dass die parallele Steuerung und/oder Regelung aller Bremsen in diesem hybridisierten Kraftfahrzeugsystem ermöglicht ist.

10. Trommelbremsanordnung (10), aufweisend

- zumindest eine Bremsbacke (12),

- zumindest ein Abstützlager (16),

- zumindest einen Kraftsensor am Abstützlager (16) zur Messung einer von der Bremsbacke (12) im Abstützlager (16) erzeugten Abstützkraft, und

- eine Auswertevorrichtung (22), welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.

11. Trommelbremsanordnung (10) nach Anspruch 10, ferner aufweisend

- zumindest eine weitere Bremsbacke (14),

- zumindest ein weiteres Abstützlager (18),

- zumindest einen weiteren Kraftsensor am weiteren Abstützlager (18) zur Messung einer von der weiteren Bremsbacke (14) im weiteren Abstützlager (18) erzeugten weiteren Abstützkraft,

- wobei die Auswertevorrichtung (22) dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9 auszuführen.

12. Trommelbremsanordnung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Auswertevorrichtung (22) vorliegt, der wenigstens ein Bremsdrucksensor S für wenigstens eine hydraulisch betätigte Radbremse zugeordnet ist, und wobei der Bremsdrucksensor S mit der gemeinsamen Auswertevorrichtung (22) elektrisch verbunden ist, und wobei der gemeinsamen Auswertevorrichtung (22) wenigstens ein Bremsdruckregelventil zur hydraulischen Bremsdruckregelung der hydraulisch betätigten Radbremse betätigt, so dass die gemeinsame Auswertevorrichtung (22) dazu geeignet und bestimmt ist, zusätzlich einen Radbremsdruck p einer hydraulisch betätigten Radbremse zu steuern und/oder zu regeln.

13. Auswertevorrichtung (22), welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.

14. Nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium, welches Programmcodes enthält, bei dessen Ausführung ein Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.