WO2008071577A1

WO2008071577A1 - Schwingungs- und geräuschminimierende bremssteuerung

Info

Publication number: WO2008071577A1
Application number: PCT/EP2007/063169
Authority: WO
Inventors: Joachim Fox
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-06-19
Also published as: DE102006058566A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Zuspannens einer elektrisch ansteuerbaren Bremse mit einer Bremssteuereinrichtung (4) zum Erzeugen eines Bremsvorgabesignals, einer Sensoreinrichtung (5, 7) zum Wandeln einer oder mehrerer physikalischer Messgrößen in ein oder mehrere, der jeweiligen Messgröße entsprechende elektrische Messsignale, einem Signalverarbeitungsnetzwerk (8) zum Erzeugen eines oder mehrerer Ausgangssignale auf der Grundlage mehrerer Eingangssignale, und einer Modifikationseinrichtung (16) zum Modifizieren des Bremsvorgabesignals in Abhängigkeit des einen oder der mehreren Ausgangssignale des Signalverarbeitungsnetzwerks. Das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) ist hierbei zur Signalverarbeitung auf der Grundlage eines Verfahrens der Computational Intelligence, beispielsweise als künstliches neuronales Netzwerk oder als Radial-Basis-Funktions-Netzwerk ausgebildet.

Description

Beschreibung

Schwingungs- und geräuschminimierende Bremssteuerung

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Bremse, deren Zu- spannung mittels elektrischer Signale geregelt werden kann, wobei sich die Erfindung insbesondere auf eine selbstständige Optimierung der Bremscharakteristik infolge von Veränderungen multisensorisch erfasster Zustandsdaten der Bremse bezieht.

Die Verzögerung eines Fahrzeugs wird üblicherweise mittels Bremsen realisiert, bei denen ein oder mehrere Reibbeläge mit einer bestimmten Normalkraft auf eine Bremsscheibe gedrückt werden. Meist liegen sich jeweils zwei Reibbeläge so gegen- über, dass die Bremsscheibe zwischen ihnen gefasst werden kann. Die Reibbeläge sind im Allgemeinen in einer Halterung, beispielsweise einem Bremssattel aufgenommen, worin sie gegenüber der Bremsscheibe mittels eines hydraulischen, pneumatischen, elektrohydraulischen, -pneumatischen oder elektrome- chanischen Systems verstellt werden können. Das Andrücken der Reibbeläge (Bremsbeläge) gegen die Bremsscheibe wird als Zu- spannen bezeichnet, die beim Andrücken erzielte Normalkraft als Zuspannkraft .

Die gewünschte Verzögerung eines Kraftfahrzeugs wird von dessen Fahrzeugführer mittels einer geeigneten Eingabeeinrichtung, in der Regel eine Art elektromechanischer Bremspedalsimulator, vorgegeben. Die elektrischen Ausgangssignale der entsprechenden Eingabeeinrichtung können sowohl eine Vorgabe der direkt mit der Fahrzeugverzögerung verknüpften Bremskraft als auch eine Zuspannkraftvorgabe für die Bremsen der Fahrzeugbremsanlage repräsentieren.

Sofern die Reibung zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahnbelag aufrechterhalten bleibt, ergibt sich die Fahrzeugverzögerung aus den einzelnen Bremsmomenten der jeweiligen Fahrzeugbremsen. Das an einer Bremse erzielte Bremsmoment ist mit der der als Zuspannkraft bezeichneten Normalkraft verknüpft, mit der die Reibbeläge auf die Bremsscheibe drücken. Das erzielte Bremsmoment wird vom aktuellen Wert der Reibungszahl für das von der Bremsscheibe und den Reibbelägen gebildete Werkstoffpaar beeinflusst. Eine höhere Reibzahl führt bei gleicher Zu- Spannkraft zu einem höheren Bremsmoment, eine niedrigere Reibzahl entsprechend zu einem geringeren. Die zum Bremsen eingesetzte Reibung zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe setzt die in die Bremsscheibe eingebrachte kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärme um, die insbesondere eine Erhöhung der Temperatur von Bremsscheibe und Reibbelag bewirkt. Dies bedingt wiederum eine Erniedrigung der zwischen den Komponenten der Bremse wirksamen Reibzahl und damit eine Verringerung des für eine konstant gehaltene Zuspannung erzielten Bremsmoments .

In der Praxis ergeben sich daraus jedoch keine Probleme, da ein Fahrzeugführer das Bremspedal bzw. einen entsprechenden Bremspedalsimulator in Abhängigkeit seiner Wahrnehmung einer aktuellen Verkehrssituation betätigt und nicht ähnlich einer numerischen Apparatur theoretisch berechnete Vorgaben bezüglich einer angemessenen Bremskraft vorgibt. Da der Fahrzeugführer hiermit selbst Teil der Bremsenregelung ist, erhält man in der Regel die vom Fahrzeugführer gewünschte Fahrzeugverzögerung sowohl bei einem Bremswunschsignal das als Zu- spannkraftvorgabe als auch bei einem Bremswunschsignal das als Bremsmomentvorgabe ausgebildet ist.

Beim Pressen der Reibbeläge gegen die Bremsscheibe entstehen jedoch häufig Geräusche (akustische Schwingungen) und fühlba- re Schwingungen, die von den Insassen des Fahrzeugs oder Passanten als störend empfunden werden und den Fahrkomfort negativ beeinflussen. Die Ursachen derartiger Geräusch- und Schwingungsentwicklungen sind vielfältig und häufig sporadischer Natur. Mögliche Einflüsse bilden beispielsweise Struk- turschwingungen oder Stick-Slip-Effekte (Übergänge zwischen Haft- und Gleitreibung) . Die Geräusch- bzw. Schwingungsentwicklung hängt dabei stark von Umgebungseinflüssen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Abnutzung der Reibbeläge und Bremsschei- be und ein damit verändertes Lüftspiel (Verschiebeweg des Reibbelags von der Lösestellung bis zum Kontakt mit der Bremsscheibe) , Strukturveränderung der Bremse durch Alterung, Veränderung der Oberflächenrauhigkeit an der Reibfläche der Bremsscheibe durch Rost oder Salzablagerung, ungleichmäßige Abnutzung oder dergleichen ab. Alle relevanten Einflussmöglichkeiten zu bestimmen und die Bremskonstruktion derart auszulegen, dass störende Geräusche und Schwingungen über die projektierte Lebensdauer eines Bremssystem nicht auftreten, ist nur mit großen Schwierigkeiten möglich.

Bisher werden Bremsen mechanisch so ausgelegt, dass möglichst keine ausgeprägten Eigenfrequenzen im hörbaren Bereich auftreten. Dies führt einerseits zu einer komplizierten Kon- struktion der Bremsenmechanik und andererseits generell zu einer gegenüber den eigentlichen Kraftübertragungserfordernissen deutlichen Überdimensionierung der Komponenten des Bremssystems. In der Folge besitzen derartig ausgelegte Bremsen ein hohes Gewicht und nehmen einen größeren Bauraum in- nerhalb der Fahrzeugkarosserie ein.

Eine andere Strategie zur Vermeidung von Bremsgeräuschen wird in der Patentschrift DE 103 35 616 B4 vorgeschlagen. Zum Unterdrücken oder Verhindern von Geräuschentwicklungen an den Bremsen einer Fahrzeugbremsanlage wird hierbei auf der Grundlage sensorisch erfasster oder vorbekannter Parameter die Bremskraft an den Bremse unterhalb eines geräuschkritischen Schwellwerts gehalten. Ist die Bremskraftvorgabe für eine Bremse der Anlage höher als der Schwellwert, so wird die Dif- ferenz als Zusatzvorgabe auf eine oder mehrere der anderen

Bremsen der Anlage so aufgeteilt, dass die erwünschte Gesamtbremskraft erhalten bleibt.

Zur Charakterisierung von 'Schlechtsituationen', d.h. Situa- tionen, bei denen eine Bremse zur Geräusch- bzw. Schwingungsentwicklung neigt, werden üblicherweise Sensoren eingesetzt, die situationsspezifische Parameter erfassen können. Unter anderem eignen sich hierfür Sensoren, die eine Erfassung von Raddrehzahl, Temperatur, Schalldruck, Beschleunigung usw. ermöglichen. Welche Sensoren verwendet werden, bestimmt sich einerseits nach der jeweiligen Bauart der Bremse, andererseits nach dem zur Verfügung stehenden Kostenrahmen. Neben sensorisch erfassten Parametern können auch betriebstechnische Parameter, wie beispielsweise die Stromaufnahme eines Aktuators zum Erzeugen eines Bremsdrucks oder dergleichen, zur Charakterisierung von Schlechtsituation mit einer gewissen Schwingungsneigung herangezogen werden.

Aufgrund der Vielzahl der Einflüsse wäre eine Bremsensteuerung, die alle möglichen Einflüsse zur Vermeidung von Schlechtsituationen berücksichtigt, einerseits technisch sehr aufwändig und andererseits aufgrund der damit verbundenen Komplexität in der Regel zu langsam, um die erforderliche Regelgeschwindigkeit zu erreichen. An dieser Stelle sei darauf verwiesen, dass in dieser Schrift und abweichend vom üblichen deutschen Sprachgebrauch nicht zwischen den Begriffen Steuern und Regeln, Steuerung und Regelung, sowie deren jeweiligen grammatikalischen Abwandlungen unterschieden wird. Stattdessen werden diese Begriffe, sofern im Einzelfall nicht explizit anders angegeben, synonym verwendet, da die in der Praxis äußerst komplexe Ansteuerung von Bremsen meist klassische Steuerungs- und Regelungstechniken kombiniert und somit in der Regel eine sinnvolle Trennung dieser Begriffe nicht mehr zulassen .

Neben der Vielzahl der auf das Schwingungsverhalten einer Bremse einwirkenden Einflüsse besteht oftmals auch keine Mög- lichkeit, die jeweiligen Einflüsse und ihr kombinatorisches

Wirken mithilfe von Sensoren und/oder betriebstechnischen Parametern zu identifizieren. Mit anderen Worten besteht damit zwischen den als Eingangssignalen einer Bremsensteuerung dienenden Parametern und den von dieser zur schwingungsvermei- denden Steuerung der Bremsen erzeugten Ausgangssignalen oftmals kein feststehender analytischer Zusammenhang. Eine Bremsensteuerung, die sich auf einen feststehenden Prozess zur Umsetzung der Parameterwerte bzw. -signale in Steuersignale für die Bremsen stützt, ist daher oftmals nicht in der Lage, das Auftreten von Schwingungen beim Zuspannen der Bremse zu verhindern .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine

Bremse, deren Zuspannung mittels elektrischer Signale geregelt werden kann, eine Ansteuerung anzugeben, die zur Schwingungsentwicklung neigende Situationen erkennt, und das Zuspannen einer Bremse schwingungsminimiert steuert.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche der Erfindung gelöst.

Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Steuerung des Zu- spannens einer elektrisch ansteuerbaren Bremse mit einer

Bremssteuereinrichtung zum Erzeugen eines Bremsvorgabesignals, einer Sensoreinrichtung zum Wandeln einer oder mehrerer physikalischer Messgrößen in ein oder mehrere, der jeweiligen Messgröße entsprechende elektrische Messsignale, einem Sig- nalverarbeitungsnetzwerk zum Erzeugen eines oder mehrerer

Ausgangssignale auf der Grundlage mehrerer Eingangssignale, und einer Modifikationseinrichtung zum Modifizieren des Bremsvorgabesignals in Abhängigkeit des einen oder der mehreren Ausgangssignale des Signalverarbeitungsnetzwerks. Das Signalverarbeitungsnetzwerk ist hierbei zur Signalverarbeitung auf der Grundlage eines Verfahrens der Computational In- telligence ausgebildet.

Die Erfindung umfasst ferner eine Bremsanlage, die wenigstens eine elektrisch ansteuerbare Bremse mit einer der oben angegeben Vorrichtung zur Steuerung des Zuspannens der elektrisch ansteuerbaren Bremse aufweist.

Die Erfindung gestattet auf vorteilhafte Weise die Ausführung leiser und vibrationsarmer Bremssysteme bei geringem Gewicht und Bauraumerfordernis. Die Modifizierung des Bremsvorgabesignals mithilfe eines auf Computational Intelligence beruhenden Signalverarbeitungsnetzwerks ermöglicht einerseits die Lösung einer komplexen nichtanalytischen Steuerungsaufgabe mit geringem technischen Aufwand, andererseits kann hierüber eine dynamische Anpassung der Steuerung an Veränderungen der Bremse, wie sie z.B. durch Verschleiß- und Alterungsprozesse hervorgerufen werden, realisiert werden.

Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weitergebildet.

Das Signalverarbeitungsnetzwerk kann vorteilhaft als künstliches neuronales Netzwerk ausgebildet sein, das eine Kalibrierung der Bremssteuerung mithilfe eines Training oder eines Lernprozesses anhand von Trainingsdaten gestattet. Alternativ kann das Signalverarbeitungsnetzwerk auch als Radial-Basis- Funktions-Netzwerk ausgebildet sein, wodurch insbesondere Anpassungen einzelner Abbildungswerte keine Nachkalibrierung anderer Abbildungswerte erfordern.

In einer günstigen Ausführungsform ist das Signalverarbei- tungsnetzwerk dazu ausgebildet, das Bremsvorgabesignal der

Bremssteuereinrichtung als Einganssignal zu verarbeiten, womit ein für die Charakterisierung einer Fahr- bzw. Bremssituation entscheidendes Kriterium zur Bremssignalmodifikation herangezogen wird.

Um aktuelle Zustände von Fahrzeug und Bremse für die Ermittlung der Bremssignalmodifikation zu nutzen, ist das Signalverarbeitungsnetzwerk in einer zweckmäßigen Weiterentwicklung dazu ausgebildet, elektrische Messsignale der Sensoreinrich- tung als Einganssignale zu verarbeiten. Eine bessere Charakterisierung von Fahr- und Bremszustand kann häufig über vorverarbeitete Sensorsignale, beispielsweise fouriertransfor- mierte Sensorsignale oder dergleichen erreicht werden, sodass das Signalverarbeitungsnetzwerk vorteilhaft dazu ausgebildet sein kann, vorverarbeitete elektrische Messsignale der Sensoreinrichtung als Einganssignale zu verarbeiten. Zur Berücksichtigung besonderer Vorgaben kann das Signalverarbeitungsnetzwerk ferner zweckmäßig dazu ausgebildet sein, zumindest ein weiteres von der Bremssteuereinrichtung erzeugtes und von dem Bremsvorgabesignal verschiedenes Signal als Eingangssignal zu verarbeiten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen

Figur 1 ein Fahrzeug mit einer elektronisch gesteuerten

Bremsanlage in einer schematischen Darstellung veranschaulicht,

Figur 2 ein Blockschaltbild einer Bremsensteuerung für eine schwingungsminimierte Ansteuerung einer elektrome- chanische Keilbremse zeigt, und

Figur 3 eine mögliche Modifikation einer Vorgabe für die Zuspannkraft zur Vermeidung von Schwingungen an der

Bremse veranschaulicht.

Figur 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines vierrädrigen Kraftfahrzeugs 1 mit den Grundkomponenten einer elekt- ronisch gesteuerten Bremsanlage 10. Das Kraftfahrzeug 1 weist (in der Darstellung vier) Räder 2 mit jeweils einer elektrisch ansteuerbaren Bremse 3 auf. Jeder der Bremsen 3 wird über eine ihr zugeordnete Radbremssteuerung 6 betrieben. Den einzelnen Bremsen ist weiterhin eine Radsensoreinrichtung (7) zugeordnet, die einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen von physikalischen Messwerten an der Bremse oder anderen Orten, die Relevanz für die Bremse besitzen, umfasst. Hierzu zählen bevorzugt Sensoren, die zur Messung der an der Bremse wirksa- men Zuspannkraft, der Temperatur an einer oder mehreren Komponenten der Bremse, der Raddrehzahl, aber auch von Kennwerten des Bremsaktors 17 (siehe Figur 2) wie z.B. dessen Stromaufnahme i, Drehzahl ω oder Feldstellung θ geeignet sind. Zur Ermittlung von Schwingungen im hörbaren oder fühlbaren Bereich finden bevorzugt Mikrofone bzw. Beschleunigungssensoren Verwendung. Aufgabe einer Radbremssteuerung 6 ist es, die ihr zugeordnete Bremse 3 so zu steuern, dass die Zuspannkraft der Bremse der Bremsvorgabe entspricht, die die Radbremssteue- rung 6 in Form eines Bremsvorgabesignals von der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 der Bremsanlage 10 erhält .

Die zentrale Bremssteuereinrichtung 4 muss dabei nicht in Form einer physikalischen Zentraleinheit ausgebildet sein. Aus Gründen der Redundanz und damit der Funktionssicherheit können in der Bremsanlage 10 auch mehrere Zentraleinheiten vorgesehen sein, die z.B. innerhalb der Radbremssteuereinrichtungen 6 angeordnet sein können. Unter einer zentralen Bremssteuereinrichtung 4 oder allgemein einer Bremssteuereinrichtung 4 wird eine logisch definierte Einrichtung verstanden, bei der ein Bremswunsch eines Fahrzeugführers unter Berücksichtigung anderer Vorgaben, wie z.B. von Sensorwerten und Eingriffen von Fahrdynamik oder Fahrassistenzsystemen, in ein individuell für jede Radbremse gestaltetes Bremsvorgabesignal umgesetzt wird.

Die zentrale elektronische Bremssteuereinrichtung 4 erhält von einem Pedalsimulator oder einer anderen geeigneten Brems- Wunscheingabeeinrichtung für den Fahrzeugführer ein Bremswunschsignal, das unter Berücksichtigung der jeweils aktuellen Fahrsituation in ein für jede der Radbremssteuerungen 6 individuelles Bremsvorgabesignal umgesetzt wird. Die Bremssteuereinrichtungen 4 eines Großteils der gegenwärtig herge- stellten Kraftfahrzeuge enthalten auch Einrichtungen, die die dynamische Stabilität des Fahrzeugs und damit dessen Kontrollierbarkeit sicherstellen. Solche Einrichtungen sind unter verschiedenen Bezeichnungen, wie beispielsweise unter den Markennamen ABS (Antiblockiers_ystem) , ESP (elektronisches Stabiltätsprogramm) oder TCS (Traction Control System für Antriebsschlupfregelung) bekannt. Aufgrund der Vorgaben durch diese Systeme erhalten die einzelnen Radbremssteuerungen 6 zur Anpassung an die jeweils aktuelle Fahrsituation in der Regel meist unterschiedliche Bremsvorgabesignale. Doch auch unabhängig von der Beeinflussung durch diese Systeme ist das Bremsvorgabesignal im Allgemeinen nicht für alle Radbremssteuereinrichtungen 6 gleich, denn üblicherweise werden die Vorderräder eines Fahrzeugs stärker abgebremst als dessen Hinterräder .

Zur Verteilung des Bremswunsches auf die einzelnen Bremsvorgabesignale kann die Bremssteuereinrichtung 4 ferner Daten bzw. Signale nutzen, die die Bewegung des Fahrzeugs charakterisieren. Hierzu zählen die Beschleunigungskomponenten des Fahrzeugs entlang seiner Achsen (Längs-, Quer- und Hoch- bzw. Gierachse), sowie die Fahrzeugrotation um diese Achsen. Aus Kostengründen beschränkt man sich meist auf die Beschleuni- gungen in Richtung der Längs- und Querachse, sowie dem Gieren des Fahrzeugs um die Hochachse. Die Bewegungsdaten bzw. - signale werden regelmäßig mithilfe von Sensoren erfasst, die Teil eines Sensorensystems 5 des Fahrzeugs sind.

Neben einem Erzeugen der Bremsvorgabesignale auf der Grundlage eines Fahrerbremswunsches, kann die Bremssteuereinrichtung 4 auch Bremsanweisungen einer Feststellbremseinrichtung oder von Fahrassistenzsystemen (ADAS, von Advanced Driver As- sistance S_ystem) aufnehmen und diesen entsprechende Bremsvor- gabesignale erzeugen.

Im Folgenden wird unterstellt, dass ein Bremsvorgabesignal üblicherweise die an der Radbremse 3 einzustellende Zuspann- kraft repräsentiert. Diese Vorgabe ist jedoch nicht ein- schränkend zu verstehen. Vielmehr kann das Bremsvorgabesignal auch andere für die Radbremsung charakteristische Größen, wie beispielsweise das an der Bremse zu erzeugende Bremsmoment repräsentieren . Das Auftreten einer durch störende Geräusche und/oder fühlbare Schwingungen charakterisierten Schlechtsituation an einer Bremse wird mit allen oder einem Teil der messtechnisch am Fahrzeug erfassbaren physikalischen Größen bestimmt. Beispielsweise können die Stromaufnahme des Bremsaktors, die an ihm anliegende Spannung, Drehzahl und Drehwinkel des Aktors, die Bordspannung des Fahrzeugs, Temperaturen in bestimmten Bereichen oder an bestimmten Komponenten der Bremse, Zuspann- kraft, Bremsdruck oder erzeugtes Bremsmoment, Raddrehzahl, Beschleunigungen an der Radbremse, Schalldruck an der Radbremse, Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeugdrehraten und dergleichen mehr zur Bestimmung von Schlechtsituationen genutzt werden .

Die Bestimmung einer Schlechtsituation kann dabei einerseits direkt über das Feststellen von störenden Geräuschen (beispielsweise mittels eines Mikrophons zur Messung des Schalldrucks) und/oder fühlbaren Schwingungen (beispielsweise mit- tels eines Beschleunigungssensors zur Messung von mit den

Schwingungen verknüpften Beschleunigungen an der Radbremse) erfolgen. Neben der direkten Feststellung einer Schlechtsituation können mittels geeignet gewählter Messwerte jedoch auch bestimmte Fahr- bzw. Bremssituationen identifiziert werden, bei denen eine Neigung zur Bildung akustischer oder fühlbarer Schwingungen vorliegt. Entsprechend können mit geeigneten Messungen auch die Fahr- bzw. Bremssituationen identifiziert werden, bei denen keine Neigung zur Bildung akustischer oder fühlbarer Schwingungen vorliegt. Somit können Fahr- bzw. Bremssituationen mit einer Neigung zu Schlechtsituation identifiziert werden, die bei geeigneter Modifikation des Bremsvorgabesignals in eine 'Gutsituation' ohne störende Geräusche und/oder Schwingungen überführt werden könnten.

Zur Bestimmung von 'Gut-' und 'Schlechtsituationen' werden die, unterschiedlichste Fahr- und Bremssituation charakterisierenden, unterschiedlichen Kombinationen von Bremsvorgabesignalen und messtechnisch erfassten Größen bewertet. Für je- de dieser Kombinationen wird entsprechend der mit der jeweiligen Kombination verbundenen Geräusch- und/oder Schwingungsentwicklung ein Gütewert festgelegt. Aufgabe der Bremsensteuerung ist es nun, bei Gefahr einer Schlechtsituation geeigne- te Gegenmaßnahmen einzuleiten, um die Bremsung im Rahmen einer Gutsituation durchzuführen.

Hierzu wird ein Signalverarbeitungsnetzwerk 8 verwendet, das einen Eingangssignalvektor auf einen Ausgangssignalvektor ab- bildet. Das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 ist, wie in der Figur 2 dargestellt ist, in dem Signalpfad zwischen der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 und der jeweiligen Radbremssteuereinrichtung 6 angeordnet. Die Ausgestaltung des Signalverarbeitungsnetzwerks beruht auf Techniken der Computational Intelligence . Unter dem Begriff der Computatio- nal Intelligence werden biologisch motivierte Techniken der Informationsverarbeitung zusammengefasst, die eine lernfähige Signalverarbeitung ermöglichen. Hierzu zählen in erster Linie künstliche neuronale Netzwerke, Radial-Basis-Funktions- Netzwerke, evolutionäre Algorithmen, wie z.B. genetische Algorithmen und Fuzzy-Systeme .

In der Figur 2 ist ein Blockschaltbild einer Bremsensteuerung 20 für eine schwingungsminimierte Ansteuerung einer e- lektromechanischen Keilbremse 3 gezeigt. Die Bremsensteuerung 20 weist eine zentrale elektronische Bremssteuereinrichtung 4, ein Signalverarbeitungsnetzwerk 8 und eine Radbremssteuereinrichtung 6 auf.

Die zentrale elektronische Bremssteuereinrichtung 4 besitzt eine Einrichtung 11 zur Eingangssignalverarbeitung, die zum Erzeugen eines Bremsempfehlungssignals auf der Grundlage mehrerer Eingangssignale ausgebildet ist. Die Signaleingänge der Eingangssignalverarbeitung 11 werden von verschiedenen Ein- richtungen des Kraftfahrzeugs gespeist. In der Figur 2 sind vier Signaleingänge dargestellt, die zur Speisung der Eingangssignalverarbeitung 11 mit Bremswunschsignalen, Feststellbremssignalen, Sensorsignalen und Signalen von Fahras- sistenzsystemen verwendet werden können. Die Ausführung der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 ist jedoch weder auf eine Eingangssignalverarbeitung mit vier Signaleingängen noch auf deren beschriebene Belegung beschränkt.

Zusätzlich zur Eingangssignalverarbeitung können in der Bremssteuereinrichtung 4 weitere Systeme, wie z.B. die oben erwähnten ESP, ABS und TCS, integriert sein. Das Bremsvorgabesignal kann schließlich von einer Schiedsstelleneinrichtung 15 der Bremssteuereinrichtung 4 auf der Grundlage des Brems- empfehlungssignals und den eventuellen Vorgaben der erwähnten zusätzlichen Systemen erzeugt werden.

Die konkrete Ausführung der Radbremssteuereinrichtung 6 hängt von der Art der mit dieser zu steuernden Bremse ab. In der

Figur 2 ist beispielhaft eine Steuerung einer elektromechani- schen Keilbremse 3 dargestellt.

Bei elektromechanischen Keilbremsen wird der Bremsbelag mit- tels eines elektrisch steuerbaren Aktors entlang einer Keilfläche schräg auf einen meist als Bremsscheibe ausgeführten Gegenstand geführt. Weist die Neigung der Keilfläche in die Bewegungsrichtung der Bremsscheibe, so führt das Mitnehmen des Bremsbelags zu einem weiteren Heranführen des Bremsbelags an die Bremsscheibe. Hierdurch verstärkt sich der Druck des Bremsbelags auf die Bremsscheibe, wodurch eine Erhöhung der die Bremsscheibe abbremsenden Reibkraft erreicht wird. Die Bremskraft verstärkt sich somit selbständig mithilfe der über die Bremsscheibe eingebrachten Bewegungsenergie, ohne dass der Bremsbelag aktiv über den Aktor weiter zum Gegenstand verlagert werden müsste. Dieser Effekt ist allgemein als Selbstverstärkung bekannt. Da der beschriebene Selbstverstärkungseffekt voraussetzt, dass sich die Keilfläche zur Bremsscheibe in deren Drehrichtung neigt, sind Keilbremsen in der Regel mit gegeneinander orientierten Keilflächen versehen, um auch für die entgegengesetzte Fahrtrichtung des Fahrzeugs einen Selbstverstärkungseffekt sicherzustellen. Denn das Vorsehen zueinander geneigter Keilflächenpaare ermöglicht ein Hin- führen des Bremsbelags an die Bremsscheibe in jede deren beiden Drehrichtungen. Die Neutralstellung, bei der Bremsbelag von der Bremsscheibe gelöst ist, befindet sich dann zwischen diesen beiden Bremspositionen.

Die Zuspannkraft der Keilbremse wird über den Aktor gesteuert. Eine zuverlässige Regelung des Aktors 17 und damit der erwünschten Zuspannkraft kann über eine kombinierte Kraft- Positionsregelung realisiert werden. Ein Beispiel für eine entsprechende Regelung ist innerhalb der Radbremssteuereinrichtung 6 von Figur 2 angedeutet. Die Regelung umfasst eine Kraftregelungseinrichtung 21 und eine Positionsregelungsein- richtung 22, zwischen denen mithilfe der Umschalteinrichtung 23 umgeschaltet werden kann. Die Positionsregeleinrich- tung 2 dient in erster Linie zur Überbrückung der Neutralstellung der Keilbremse und zur Führung des Keils in die Selbstverstärkungsposition; die Kraftregelungseinrichtung 21 dient dem Einstellen der gewünschten Zuspannkraft.

Die aktuelle Zuspannkraft F_N wird mithilfe der Radsensoreinrichtung erfasst und das der aktuellen Zuspannkraft entsprechende Signal an die Kraftregelungseinrichtung 21 zurückgeführt. Ein die Differenz zwischen der aktuellen und der dem Bremsvorgabesignal entsprechenden Zuspannkraft repräsentie- rendes Signal wird von der Kraftregelungseinrichtung 21 an den Drehzahlregler 24 des Bremsaktors 17 weitergeleitet. Der Drehzahlregler 24 verwendet zur Regelung den rückgeführten Wert der aktuellen Aktorendrehzahl ω. Da im veranschaulichten Fall die Drehzahl des Aktors über dessen Speisestrom beein- flusst wird, gibt der Drehzahlregler 24 ein dem gewünschten Speisestrom i entsprechendes Signal an den Stromregler 25 aus, der in der Regel als Field-Oriented-Control (FOC) - Regler ausgebildet ist und die Stromregelung des Aktors auf der Grundlage des rückgeführten Werts des aktuellen Aktorspei- sestroms i durchführt. Die Betriebswerte des Aktors 17 können anders als in der Zeichnung von Figur 2 dargestellt über die Radsensoreinrichtung 7 erfasst und in Form geeigneter Mess- Signale an die entsprechenden Komponenten der Radbremssteuereinheit 6 weitergeleitet werden.

In der Bremsensteuerung 20 der elektronisch gesteuerten Bremsanlage 10 ist das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 so zwischen der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 und den jeweiligen Radbremssteuereinrichtungen 6 angeordnet, dass es eine automatische Modifikation des für die jeweilige Radbremssteuereinrichtung 6 vorgesehenen Bremsvorgabesignals vornehmen kann, wenn das Bremsvorgabesignal in der jeweiligen Fahr- bzw. Bremssituation zu einer Schlechtsituation führt oder führen würde.

Die Beurteilung der Fahr- bzw. Bremssituation erfolgt auf der Grundlage des jeweiligen Eingangssignalvektors des Signalverarbeitungsnetzwerks 8. Dieser umfasst neben dem von der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 ausgegebenen Bremsvorgabesignal auch Messsignale der verschiedenen Sensoreinrichtungen des Fahrzeugs, insbesondere der Fahrzeugsensor- einrichtung 5 und der Radsensoreinrichtung 7, vorverarbeitete Sensormessdaten, sowie sonstige Vorgaben, beispielsweise von ADAS. Die sonstigen Vorgaben sowie die vorverarbeiteten Sensormessdaten können dabei über die Bremssteuereinrichtung 4 verfügbar sein. Die Vorverarbeitung von Sensorsignalen kann in einer Filterung der Sensormesssignale aber auch in einer Weiterverarbeitung wie beispielsweise einer Fouriertransfor- mation bestehen, um z.B. das Frequenzspektrum der Signale o- der charakteristische Teile davon zu erhalten. Die Vorverarbeitung kann darüber hinaus auch das Bereitstellen von histo- rischen Signalen bzw. Werten (z.B. interne Rechengrößen anderer Fahrzeugsysteme oder aus den Sensordaten ermittelte abgeleitete Werte, beispielsweise Schätzwerte von Reibkoeffizienten) umfassen, die beispielsweise in einem geeigneten Speicher zwischengespeichert oder mittels einer Verzögerungsein- richtung in einem zeitlich versetzt bereitgestellt werden.

In der Summe bilden die Eingangssignale zu jedem Zeitpunkt einen Eingangsvektor, der jeweils für einen aus Bremsvorgabe, Fahrsituation und Situation an der Bremse selbst gebildeten Gesamtzustand charakteristisch ist.

Dieser Gesamtzustand stellt nun entweder eine Gutsituation oder eine (potentielle) Schlechtsituation dar. Bei einer

Schlechtsituation oder einer potentiell mit dem Gesamtzustand verknüpften Schlechtsituation erzeugt das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 ein oder mehrere Ausgangssignale, das bzw. die entweder eine ein modifiziertes Bremsvorgabesignal oder, wie es in der Figur 2 dargestellt ist, nur die Modifikationsvorgabe für das Bremsvorgabesignal darstellen.

Die Entwicklung der Abbildungsvorschrift für die Abbildung der Eingangsvektoren auf die Ausgangsvektoren erfolgt im Rah- men eines Trainings des Signalverarbeitungsnetzwerks 8. Das

Training kann auf Prüfständen, beispielsweise Rollenprüfständen, Schwungmassenprüfständen oder dergleichen mehr, aber auch im realen Einsatz, z.B. bei Testfahrten durchgeführt werden. Im Rahmen des Trainings wird die Radbremse in unter- schiedlichen ' Fahr- ' Situationen bei unterschiedlichen Umgebungen bzw. Umwelteinflüssen auf unterschiedliche Weise betätigt, um Musterdaten für Gesamtzustände zu erhalten, die anhand bestimmter Messdaten einer 'Gut-' bzw. 'Schlechtsituation' zugeordnet werden.

Die Einteilung in 'Gut-' bzw. 'Schlechtsituation' erfolgt zweckmäßig anhand einer Auswertung von Sensordaten, die Messwerte über die an der Bremse auftretenden akustischen und fühlbaren Schwingungen liefern. Anhand dieser Daten wird, e- ventuell unter Einbeziehung weiterer Mess- oder Rechendaten, ein Gütewert für jede der getesteten Gesamtsituation bestimmt, der bewertet, inwieweit die Gesamtsituation einer Schlecht- oder Gutsituation entspricht. Der Gütewert stellt keine digitale Klassifizierung im Sinne von ausschließlich gut oder schlecht dar, sondern bewegt sich in der Regel innerhalb eines Werteintervalls, das eine abgestufte Bewertung zwischen diesen beiden Extremen zulässt. In dieser Phase des Trainings wird noch keine Modifizierung des Bremsvorgabesig- nals vorgenommen. Im Gegenteil bilden die im Training erhaltenen Gesamtsituationen und deren Gütebewertung die Ausgangsbasis für die Entwicklung der Abbildungsvorschrift für das Signalverarbeitungsnetzwerk 8.

Die Modifikation des Bremsvorgabesignals darf in der Praxis nicht dazu führen, dass dem Fahrerwunsch bezüglich einer Verzögerung des Fahrzeugs nur in ungenügendem Maße entsprochen wird. Dies trifft insbesondere auf Fahrsituationen mit gerin- ger Bremskraft und geringer Fahrzeuggeschwindigkeit zu, bei denen eine Änderung der Fahrzeugverzögerung eine deutliche Verschlechterung des Fahrkomforts zur Folge haben würde. Denn gerade bei niedrigeren Geschwindigkeiten sind die allgemeinen Fahrzeuggeräusche und die über die Fahrbahn vermittelten Stö- ße noch so gering, dass von der Bremse erzeugte akustische und fühlbare Schwingungen hier als besonders störend empfunden werden. Bei höheren Geschwindigkeiten stehen dagegen mehr sicherheitstechnische Aspekte im Vordergrund, d.h. die vom Fahrer vorgegebene Fahrzeugverzögerung sollte nicht verrin- gert werden.

Daher wird das Bremsvorgabesignal so verändert, dass die gewünschte Fahrzeugverzögerung weitgehend beibehalten wird, schwingungsträchtige Gesamtsituationen jedoch vermieden wer- den. Dies kann erreicht werden, indem das Trainieren des Signalverarbeitungsnetzwerks 8 so vorgenommen wird, dass bei Auftreten eines mit einem schlechten Gütewert bewerteten Gesamtzustand bzw. -Situation das Netzwerk eine Modifikation des Bremsvorgabesignals so vornimmt, dass eine neue Gesamtsi- tuation mit einem besseren Gütewert geschaffen wird, die die effektive Bremswirkung aber im Wesentlichen aber nicht verändert.

Diese für den Fahrzeugführer unmerkliche Änderung des vom ihm vorgegebenen Bremswunsches kann durch die Definition eines Toleranzbandes realisiert werden, das die Abweichungen von dem, dem Bremswunsch entsprechenden, Bremsvorgabesignal fest- legt, innerhalb dessen das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 das Bremsvorgabesignal modifizieren kann.

In dem Diagramm 30 der Figur 3 sind ein Bremsvorgabesignal 31 sowie die Grenzen 33 und 34 eines bezüglich des Bremsvorgabesignals 31 definierten Toleranzbandes dargestellt. Das in der Figur veranschaulichte Toleranzband ist ohne Einschränkung der Allgemeinheit symmetrisch zum Bremsvorgabesignal verlaufend dargestellt. In der Praxis ist es jedoch vielfach zweck- mäßig, andere als den dargestellten Toleranzbandverlauf zu verwenden. Insbesondere kann das Toleranzband unsymmetrisch um das Bremsvorgabesignal gelegt werden, sodass beispielsweise eine Tendenz der Bremssignalmodifikation hin zu, gegenüber dem Bremswunsch, eher schwächeren Bremsungen gefördert wird, um ein unerwünschtes Blockieren eines Rades zu verhindern.

Ferner muss die Breite des Toleranzbands nicht proportional der Höhe des Bremsvorgabesignals definiert sein, sondern kann anderen Kriterien genügen, beispielsweise über Parameter be- stimmt werden, die die jeweilige Fahrsituation kennzeichnen. So kann z.B. das Toleranzband bei niedrigen Geschwindigkeiten und geringem Bremswunsch unsymmetrisch zu niedrigeren Zu- spannkräften positioniert sein, bei hohen Geschwindigkeiten oder hohen Bremswünschen dagegen zu höheren Zuspannkräften, um sicherzugehen, dass der Bremsweg gegenüber dem Fahrerwunsch nicht verlängert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht das Ausgangssignal einem Schwankungssignal oder (wie in Figur 2 darge- stellt) dessen Definitionsparametern, das dem von der zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung 4 ausgegebenen Bremsvorgabesignal mithilfe einer Überlagerungseinrichtung 16 überlagert wird. Das Schwankungssignal kann z.B. als harmonische Schwingung mit veränderbarer Frequenz und Amplitude aus- gestaltet sein. Augenblicksfrequenz und -amplitude des

Schwankungssignals sind dabei über die Abbildungsvorschrift des Signalverarbeitungsnetzwerks 8 direkt mit dem Eingangssignalvektor verknüpft. In dem in der Figur 2 dargestellten Beispiel bilden die beiden Parameter, d.h. Schwankungsfrequenz und -amplitude, den Ausgangssignalvektor des Signalverarbeitungsnetzwerks 8. Über den Funktionsgenerator 9 werden die beiden Ausgangsparameter in ein entsprechendes Schwan- kungssignal umgesetzt, das als Bremsvorgabe-Modifikationssignal an die Überlagerungseinrichtung 9 übertragen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform nur eine von vielen Möglichkeiten der Bremsvorgabemodifikation mithilfe eines zwischen zentraler elektroni- scher Bremssteuereinrichtung 4 und individueller Radbremssteuereinrichtung 6 darstellt. In einer anderen Ausführungsform ist das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 zum Erzeugen eines Ausgangssignalvektors ausgestaltet, der Steuerdaten zur direkten Steuerung von Komponenten der Radbremssteuereinrich- tung 6, beispielsweise des Drehzahl- und/oder Stromreglers für den Aktor, repräsentiert. Weiterhin kann das Signalnetzwerk so ausgestaltet sein, dass es nicht nur eine dem Bremsvorgabesignal zu überlagerndes Modifikationssignal, sondern ein neues, gegenüber dem am Eingang des Netzwerks 8 anliegen- den, modifiziertes Bremsvorgabesignal erzeugt.

Bisher wurde davon ausgegangen, dass die Abbildung der Eingangssignalvektoren auf die Ausgangssignalvektoren des Signalverarbeitungsnetzwerks 8 allein über ein Trainieren des Netzwerks 8 im Rahmen von Testfahrten oder an Prüfständen festgelegt wird. Diese 'statisch' festgelegte Abbildungsvorschrift kann mittels eines überwachten Lernvorgangs während des Normalbetriebs der Bremse 'dynamisiert' werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Alterung und der Ver- schleiß der Bremse und ihrer Komponenten mitberücksichtigt werden sollen. Beispielsweise ist das Lüftspiel der Bremse in der Neutralstellung bei stark verschlissenen Bremsbelägen wesentlich größer als bei fabrikneuen. Dadurch verlängert sich der Weg des Bremsbelags entlang der Keilfläche bis zur Brems- Scheibe. Entsprechend muss der Positionsregler diese Wegverlängerung berücksichtigen, um z.B. ein Klacken der Bremse beim Aufsetzen des Bremsbelags an die Bremsscheibe zu vermeiden . Die Dynamisierung der Abbildungsvorschrift kann im einfachsten Fall mittels einer Aktualisierung der Gesamtzustand- Datenbank erreicht werden. Die in einer dem Signalverarbei- tungsnetzwerk 8 zugänglichen Speichereinrichtung der Bremssteuerung 20 gespeicherte Gesamtzustand-Datenbank enthält sämtliche aufgezeichneten Gesamtzustände, d.h. die zuvor bestimmten Eingangssignalvektoren des Signalverarbeitungsnetzwerks 8 mit den ihr beigeordneten Gütewerten. Während des Be- triebs der Bremse können nun die Gütewerte jedes Einganssig- nalvektors überprüft und gegebenenfalls, beispielsweise, wenn der aktuelle Gütewert vom gespeicherten um einem bestimmten Betrag oder Prozentsatz abweicht, aktualisiert werden. So ergibt sich mit zunehmender Veränderung der Bremse eine neue Klassifizierung der Parameter, die eine Fahr- bzw. Bremssituation definieren. Die Vorgabe für die Abbildung, eine Modifikation des Eingangssignalvektors zu ermitteln, bei der ein besserer Gütewert erzielt wird, führt so im Laufe der Zeit zu einer Veränderung und damit 'Dynamisierung' der Abbildungs- Vorschrift.

Um zu vermeiden, dass neue Gesamtzustände beim dynamischen Lernen kaum mehr berücksichtigt werden, weil eventuell alte Gesamtzustände das 'Gedächtnis' des Signalverarbeitungsnetz- werks 8 nahezu vollständig belegt haben, ein Effekt der unter dem Begriff des ' Overfitting ' bekannt ist, kann die gespeicherte Information bezüglich der Gesamtzustände (einschließlich der zugeordneten Gütewerte, falls diese nicht bereits als Bestandteil der Gesamtzustände behandelt werden) in re- gelmäßigen Abständen oder in bestimmten Situationen, beispielsweise beim Wechseln der Bremsbeläge oder der Bremsscheibe) wieder in den Ausgangszustand zurückgesetzt werden, der z.B. die Daten des oben erläuterten, werkseitigen Trainings enthält.

In gewissen Fahrsituationen, wie z.B. bei einem Eingriff eines Fahrassistenzsystems in die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs (beispielsweise bei einer von einem Abstandswarnsystem veranlassten Notbremsung auf eisglatter Strasse) sind Bremsstörgeräusche und dergleichen den Sicherheitsaspekten des Eingriffs untergeordnet. In diesem Fall kann die Modifikation des Bremsvorgabesignals von diesem System entweder direkt o- der über die zentrale elektronische Bremssteuereinrichtung 4 mittels einer, in der Figur 2 als Schalter 18 dargestellten Einrichtung überbrückt werden. Die Überbrückung kann 'manuell', d.h. willentlich von einer Person, einrichtbar ausgestaltet sein, damit z.B. die Bremsfunktion in der Werkstatt direkt geprüft werden kann.

Bevorzugt wird das Signalverarbeitungsnetzwerk 8 von einem künstlichen neuronalen Netzwerk oder einem Radial-Basis- Funktions-Netzwerk gebildet.

Bei künstlichen neuronalen Netzwerken wird die Abbildungsvorschrift für die Abbildung der Eingangssignalvektoren auf die Ausgangssignalvektoren durch Anpassen der Gewichtungen der Signaleingänge und der Schwellwertfunktion eines jeden künst- liehen Neurons des Netzwerks erreicht. Die Anpassung erfolgt im Rahmen eines oben erläuterten Trainings, dessen Ziel es ist, die Gewichtungen und Schwellwerte der einzelnen Neuronen solange zu verändern, bis für einen vorgegebenen Satz von Eingangssignalvektoren ein erwünschter Satz von Ausgangsvek- toren erzeugt wird. Das Training erfolgt dabei im Allgemeinen nach bestimmten Lernregeln, bei denen der für einen jeweiligen Eingangssignalvektor erzeugte Ausgangssignalvektor verglichen und die Neuronengewichte und -schwellwerte so verändert werden, dass sich die Unterschiede zwischen erzeugten und erwünschten Ausgangsvektoren minimieren. Künstliche neuronale Netzwerke eignen sich besonders für Kalibrierungsaufgaben, bei denen die möglichen Werte im von den Ausgangssignalen über den Eingangssignalen aufgespannten Raum nahe beieinander liegen. Eine Änderung für eine Ausgangs-/Eingangs- signalvektorkombination führt somit nur zu minimalen Fehlanpassungen für die zuvor bestimmten Kombinationen. Liegen die Verarbeitungswerte im Ausgangs-/Einganssignal- vektorraum jedoch weiter auseinander, kann eine Anpassung des künstlichen neuronalen Netzwerks an eine konkrete Ein-/Aus- gangssignalvektorkombination zu erheblichen Fehlanpassungen für eine zuvor bestimmte, weiter davon entfernt liegende Kombination führen. Für diesen Fall bieten sich Radial-Basis- Funktions-Netzwerke zur Lösung des nichtlinearen Parameter- Schätzproblems an. Die Abbildungsvorschrift wird über eine Reihe radialer Basisfunktionen approximiert, die jeweils eine euklidische Distanz zwischen dem Eingangssignalvektor und einem Zentrum definieren. Beispiele hierfür sind Gaussfunktio- nen. Jede der radialen Basisfunktionen wirkt somit nur in der lokalen Umgebung um das definierte Zentrum. Liegen zwei der Basisfunktion genügend weit auseinander, so führt die Anpas- sung der einen Funktion an die konkreten Verarbeitungswerte zu keiner nennenswerten Beeinflussung der Anpassung der Abbildung an den anderen Verarbeitungswert, die über die zweite radiale Basisfunktion bestimmt wurde.

Aufgrund der Trainierbarkeit der auf Techniken der Computati- onal Intelligence beruhenden Signalverarbeitungsnetzwerke 8, ermöglichen darauf aufbauende Bremssteuerungssysteme 20 eine komplexe Steuerung zum schwingungsminimierten Betrieb elektrisch steuerbarer Bremsen. Ein zuverlässiger geräusch- und vibrationsarme Bremsbetrieb ist im Gegensatz zu "klassischen" Steuerungen hierbei auch bei einem nichtvorhandenen oder nicht mit vertretbarem Aufwand erforschbaren analytischen Zusammenhang zwischen den Bremssteuersignalen und dem Bremsenverhalten möglich. Der Einsatz des Signalverarbeitungsnetz- werks 8 zur Modifikation der Bremssignalvorgabe einer zentralen elektronischen Bremssteuereinrichtung ermöglicht darüber hinaus eine gezielte Minimalbeeinflussung eines Bremswunsches, so dass ein geräusch- und vibrationsfreier Bremsbetrieb ohne oder nur mit unmerklicher Veränderung der er- wünschten Bremskraftwirkung erreicht werden kann. Die Anpassung des Bremssignals an eine als Gutsituation klassifizierte Gesamtschau von Bremsanforderung und Brems- bzw. Fahrsituation macht die gegenwärtig übliche Überdimensionierung der Fahrzeugbremsen überflüssig, wodurch einerseits das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs vorteilhaft reduziert werden kann, und andererseits die Bremse in dem üblicherweise sehr engen Radbereich einen geringeren Bauraum einnimmt.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2 Rad 3 elektromechanische Keilbremse

4 zentrale elektronische Bremssteuereinrichtung

5 Fahrdynamiksensoreinrichtung

6 Radbremssteuereinrichtung

7 Radsensoreinrichtung 8 Signalverarbeitungsnetzwerk

9 Funktionsgenerator

10 elektronisch gesteuerte Bremsanlage

11 Eingangssignalverarbeitung

12 ESP 13 ABS

14 TCS

15 Schiedsstellenschaltung

16 Überlagerungseinrichtung

17 Bremsaktuator 18 Überbrückungsschalter

20 Schwingungsvermeidende Bremsensteuerung

21 Kraftregler

22 Positionsregler

23 Umschalter 24 Drehzahlregler

25 FOC-Stromregler

30 Modifizierungsdiagramm

31 zeitlicher Verlauf der Bremsvorgabe

32 modifizierter Verlauf der Bremsvorgabe 33 Obergrenze des Toleranzbands

34 Untergrenze des Toleranzbands

F_N Zuspannkraft ω Aktordrehzahl θ Aktordrehwinkel i Aktorstrom

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung des Zuspannens einer elektrisch ansteuerbaren Bremse mit - einer Bremssteuereinrichtung (4) zum Erzeugen eines Bremsvorgabesignals,

- einer Sensoreinrichtung (5, 7) zum Wandeln einer oder mehrerer physikalischer Messgrößen in ein oder mehrere, der jeweiligen Messgröße entsprechende elektrische Messsignale, - einem Signalverarbeitungsnetzwerk (8) zum Erzeugen eines oder mehrerer Ausgangssignale auf der Grundlage mehrerer Eingangssignale, und

- einer Modifikationseinrichtung (16) zum Modifizieren des Bremsvorgabesignals in Abhängigkeit des einen oder der meh- reren Ausgangssignale des Signalverarbeitungsnetzwerks, worin das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) zur Signalverarbeitung auf der Grundlage eines Verfahrens der Computational Intelli- gence ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) als künstliches neuronales Netzwerk ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) als Radial-Basis- Funktions-Netzwerk ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) ausgebildet ist, das Bremsvorgabesignal der Bremssteuereinrichtung (4) als Ein- ganssignal zu verarbeiten.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) ausgebildet ist, e- lektrische Messsignale der Sensoreinrichtung (5, 7) als Einganssignale zu verarbeiten.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) ausgebildet ist, vorverarbeitete elektrische Messsignale der Sensoreinrichtung (5, 7) als Einganssignale zu verarbeiten.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalverarbeitungsnetzwerk (8) ausgebildet ist, zumindest ein weiteres von der Bremssteuereinrichtung (4) er- zeugtes und von dem Bremsvorgabesignal verschiedenes Signal als Eingangssignal zu verarbeiten.

8. Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanlage (10) wenigstens eine elektrisch ansteuerbare Bremse (3) mit einer Vorrichtung (20) zur Steuerung des Zuspannens der elektrisch ansteuerbaren Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.