DE102015009443A1 - Method for reducing the brake noise occurring during braking of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern des beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs (1) auftretenden Bremsgeräuschs, umfassend die folgenden Schritte: a) Detektieren von Bremsgeräuschen mittels wenigstens eines im Kraftfahrzeug vorhandenen akustischen Sensors (4), b) Feststellen, ob sich das Kraftfahrzeug beim Abbremsen in einem sicherheitskritischen Zustand befindet, c) Falls kein sicherheitskritischer Zustand festgestellt wird: Reduzieren der von der Bremsanlage auf die Räder ausgeübten Bremskraft.The invention relates to a method for reducing the braking noise occurring during braking of a motor vehicle (1), comprising the following steps: a) detecting brake noises by means of at least one acoustic sensor (4) present in the motor vehicle. B) determining whether the motor vehicle is braking is in a safety-critical condition, c) If no safety-critical condition is detected: Reduce the braking force applied to the wheels by the brake system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern des beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs auftretenden Bremsgeräuschs. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.The invention relates to a method for reducing the brake noise occurring during braking of a motor vehicle. The invention further relates to a motor vehicle with a control / regulating device, which is set up / programmed for carrying out this method.
Moderne Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen erzeugen beim Abbremsen der Räder des Kraftfahrzeugs oftmals ein Bremsgeräusch in Form eines ”Quietschens”, welches von den Insassen des Kraftfahrzeugs im Fahrzeuginnenraum auf störende Art und Weise wahrgenommen werden kann und den Fahrkomfort im Innenraum des Kraftfahrzeugs in erheblichem Maße mindern kann. Darüber hinaus werden die Geräusche auch von Außenstehenden als qualitativ schlecht, beziehungsweise störend empfunden.Modern braking systems of motor vehicles often generate a braking noise in the form of a "squeaking" when braking the wheels of the motor vehicle, which can be perceived by the occupants of the motor vehicle in the vehicle interior in a disturbing manner and can significantly reduce the ride comfort in the interior of the motor vehicle. In addition, the noise is perceived by outsiders as poor quality, or disturbing.
Um derartige, unerwünschte Bremsgeräusche im Betrieb der Bremsanlage zu reduzieren oder sogar vollständig zu unterdrücken, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, gezielte Modifikationen an den Achsteilen bzw. allgemein Bauteilen der Bremsanlage, insbesondere an der Bremsscheibe, dem Bremssattel oder dem Bremsbelag vorzunehmen. Bekannt ist auch eine aktive Geräuschunterdrückung mit Hilfe von sogenannten Piezo-Aktoren, die eine Gegenschwingung z. B. in den Bremsbelag induzieren, oder eine Art Mikrofon, das ein mit dem Bremsgeräusch destruktiv interferierendes ”Gegengeräusch” erzeugen kann, so dass im Ergebnis durch Überlagerung der beiden Geräusche das tatsächlich wahrnehmbare Geräusch reduziert oder sogar vollständig unterdrückt werden kann. Alle diese Maßnahmen sind jedoch mit erheblichen zusätzlichen Fertigungskosten der Bremsanlage verbunden und daher für die Serienfertigung des Kraftfahrzeugs relativ unattraktiv.In order to reduce such unwanted brake noise during operation of the brake system or even completely suppress it is known from the prior art to make targeted modifications to the axle parts or general components of the brake system, in particular on the brake disc, the brake caliper or the brake pad. Also known is an active noise cancellation with the help of so-called piezo actuators, the counter vibration z. B. induce in the brake pad, or a kind of microphone that can produce a destructive with the brake noise interfering "counter noise", so that the result can be reduced by superimposing the two sounds actually perceptible noise or even completely suppressed. However, all these measures are associated with significant additional manufacturing costs of the brake system and therefore relatively unattractive for mass production of the motor vehicle.
Vor diesem Hintergrund offenbart die
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verringern des beim Abbremsen eines Kraftfahrzeugs auftretenden Bremsgeräuschs umfasst die folgenden Schritte: In einem ersten Schritt a) wird das Auftreten von Bremsgeräuschen mittels wenigstens eines im Kraftfahrzeug vorhandenen akustischen Sensors detektiert. Ein solcher akustischer Sensor ist vorzugsweise im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, da auf diese Weise das von den im Innenraum befindlichen Fahrzeuginsassen wahrgenommene Bremsgeräusch erkannt werden kann. In einem nachfolgenden Schritt b) wird festgestellt, ob sich das Kraftfahrzeug während des Abbremsens in einem sicherheitskritischen Zustand befindet. Unter „sicherheitskritischer Zustand” ist vorliegend zu verstehen, dass eine – auch geringfügige – Herabsetzung der von der Bremsanlage auf die Räder des Kraftfahrzeugs ausgeübten Bremsleistung als sicherheitskritisch einzustufen wäre, etwa weil eine Kollision mit in der Umgebung vorhandenen Hindernissen drohen würde, oder z. B. die Fahrdynamik durch ein zusätzliches Giermoment instabil werden könnte. Daher wird in einem nachfolgenden Schritt c) nur dann die von der Bremsanlage auf die Räder ausgeübte Bremskraft verringert, wenn vorher in Schritt b) festgestellt wurde, dass kein solcher sicherheitskritischer Zustand vorliegt. Wird hingegen in Schritt b) festgestellt, dass ein sicherheitskritischer Zustand auftritt, so kann unter Inkaufnahme der Ausbildung von Bremsgeräuschen aus Sicherheitsgründen auf eine Bremskraft-Verringerung verzichtet werden. Die Verringerung bzw. Modellierung des Bremsdruckes an der jeweiligen Bremsanlage kann dabei pro Rad gesteuert werden.The method according to the invention for reducing the braking noise occurring during the braking of a motor vehicle comprises the following steps: In a first step a), the occurrence of brake noises is detected by means of at least one acoustic sensor present in the motor vehicle. Such an acoustic sensor is preferably arranged in the interior of the motor vehicle, since in this way the brake noise perceived by the vehicle occupants located in the interior can be detected. In a subsequent step b), it is determined whether the motor vehicle is in a safety-critical state during deceleration. Under "safety-critical condition" is to be understood in the present case that a - even minor - reduction of the force exerted by the brake system on the wheels of the motor vehicle braking power would be classified as safety critical, such as a collision with existing obstacles in the environment would threaten, or z. B. the driving dynamics could become unstable by an additional yaw moment. Therefore, in a subsequent step c), the braking force exerted by the brake system on the wheels is reduced only if it has previously been determined in step b) that there is no such safety-critical condition. If, on the other hand, it is determined in step b) that a safety-critical condition occurs, it is possible, for safety reasons, to dispense with a reduction in braking force, at the expense of the formation of brake noises. The reduction or modeling of the brake pressure at the respective brake system can be controlled per wheel.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das vorangehend beschriebene Verfahren unter kontinuierlicher Reduzierung bzw. Modellierung der Bremskraft in Schritt c) iterativ durchgeführt. Bei dieser Variante werden die Verfahrensschritte solange wiederholt, bis vom akustischen Sensor kein Bremsgeräusch mehr erkannt wird oder das erkannte Bremsgeräusch einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Es versteht sich, dass das Verfahren auch abgebrochen werden kann, sobald der Bremsvorgang aktiv vom Fahrer beendet wird.In a preferred embodiment, the method described above is carried out iteratively, with continuous reduction or modeling of the braking force in step c). In this variant, the process steps are repeated until the acoustic sensor no brake noise is detected or the detected brake noise falls below a predetermined threshold. It is understood that the method can also be canceled as soon as the braking process is actively terminated by the driver.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Reduzierung der auf die Räder wirkenden Bremskraft abgebrochen und die momentan festgestellte Bremskraft beibehalten werden, sobald mittels des akustischen Sensors erkannt wurde, dass kein Bremsgeräusch mehr vorhanden ist bzw. dessen Lautstärke den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.According to an advantageous embodiment of the invention, the reduction of the braking force acting on the wheels can be stopped and the currently detected braking force can be maintained as soon as it was detected by the acoustic sensor that no brake noise is present or whose volume falls below the predetermined threshold.
Besonders bevorzugt kann die Absenkung der Bremskraft zur Geräuschreduzierung bei einem oder mehreren der Räder mit einer entsprechenden Zunahme der Bremskraft bei den verbleibenden Rädern verbunden werden, so dass der Verlust an erzeugter Bremskraft auf diese Weise zumindest teilweise wieder ausgeglichen werden kann.Particularly preferably, the reduction of the braking force for noise reduction in one or more of the wheels can be associated with a corresponding increase in the braking force in the remaining wheels, so that the loss of generated braking force in this way can be at least partially compensated again.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Reduzierung der Bremskraft im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einzelne Räder, beispielsweise auf die Hinterräder, beschränkt werden. Gerade bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit führt dies in der Regel nicht zu einer sicherheitskritischen Situation. According to another advantageous development, the reduction of the braking force in the course of the method according to the invention can be limited to individual wheels, for example to the rear wheels. Especially at low vehicle speed, this usually does not lead to a safety-critical situation.
Besonders zweckmäßig kann das Feststellen gemäß Schritt b), ob ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt oder nicht, durch Auswertung wenigstens eines Sensors zur Umfeld-Erkennung des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Radarsensors und/oder optischen Sensors, erfolgen. Mittels eines solchen Sensors können etwaige Hindernisse erkannt werden, mit welchen das Kraftfahrzeug im Falle einer Herabsetzung der von der Bremsanlage erzeugten, auf die Räder wirkenden Bremskraft kollidieren würde.Particularly suitably, the determination according to step b), whether a safety-critical condition exists or not, by evaluating at least one sensor for environment detection of the motor vehicle, in particular a radar sensor and / or optical sensor done. By means of such a sensor, any obstacles can be detected with which the motor vehicle would collide in the event of a reduction of the braking force generated by the brake system acting on the wheels.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren als selbstlernendes Verfahren bzw. selbstlernender Algorithmus ausgebildet sein, derart, dass gespeichert wird, bei welchen Reduzierungswerten der von der Bremsanlage erzeugten und auf die Räder Bremskraft eine besonders wirksame Reduzierung des Bremsgeräuschs erreicht werden kann.In a further preferred embodiment, the method can be embodied as a self-learning method or self-learning algorithm such that it is stored at which reduction values the brake noise generated by the brake system and a particularly effective reduction of the brake noise can be achieved.
Besonders genau lässt sich das Vorliegen von Bremsgeräuschen, insbesondere gegenüber anderen, im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs in dessen Innenraum wahrnehmbaren Geräuschen identifizieren, wenn in Schritt a) ein vom wenigstens einen akustischen Sensor aufgezeichnetes akustisches Signal spektral ausgewertet wird. Eine solche spektrale Auswertung kann beispielsweise eine dem Fachmann unter dem Begriff „Fast-Fourier-Transform” bekannte Transformation eines zeitabhängigen akustischen Signals in den Frequenzraum umfassen. In dem sich ergebenden Frequenzspektrum lassen sich dem Bremsgeräusch zugeordnete, also für das Bremsgeräusch spezifische spektrale Signaturen besonders leicht erkennen.The presence of brake noises, in particular with respect to other noises perceptible in the passenger compartment of the motor vehicle, can be identified particularly accurately if, in step a), an acoustic signal recorded by the at least one acoustic sensor is spectrally evaluated. Such a spectral evaluation may comprise, for example, a transformation of a time-dependent acoustic signal known in the art under the term "Fast Fourier Transform" into the frequency domain. In the resulting frequency spectrum, the spectral signatures assigned to the brake noise, ie specific to the brake noise, can be detected particularly easily.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer mit den Rädern des Kraftfahrzeugs zusammenwirkenden Bremsanlage zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug besitzt wenigstens einen akustischen Sensor, mittels welchem das von der Bremsanalage beim Abbremsen erzeugte Bremsgeräusch detektierbar ist. Im Kraftfahrzeug ist eine mit der Bremsanlage und dem wenigsten einen akustischen Sensor zusammenwirkende Steuerungs-/Regelungseinrichtung vorgesehen, welche zur Durchführung des vorangehend erläuterten Verfahrens eingerichtet/programmiert ist.The invention further relates to a motor vehicle with a cooperating with the wheels of the motor vehicle brake system for braking the motor vehicle. The motor vehicle has at least one acoustic sensor by means of which the brake noise generated by the brake system during braking can be detected. In the motor vehicle cooperating with the brake system and the least one acoustic sensor control / regulating device is provided, which is set up / programmed for carrying out the method explained above.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
Die einzige
In einem ersten Schritt a) dieses Verfahren wird das Auftreten von Bremsgeräuschen mittels des akustischen Sensors
In einem weiteren Schritt b) wird festgestellt, ob sich das Kraftfahrzeug
Wird in Schritt b) festgestellt, dass ein sicherheitskritischer Zustand vorliegt, so kann unter Inkaufnahme der Ausbildung von Bremsgeräuschen aus Sicherheitsgründen auf eine Bremskraft-Verringerung gemäß Schritt c) verzichtet werden. Andernfalls wird von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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