Die vorliegende Erfindung betrifft im Kern eine elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse mit neuartig verbesserter Geräuscheventüberwachung, wobei die Applikation der Erfindung ganz grundsätzlich auch bei vergleichbaren Applikationen prinzipiell technisch möglich wie auch sinnhaft erscheint.

Für dauerbeanspruchte und/oder sicherheitskritische, beispielhaft systemrelevante, Bauwerke, Industriemaschinen, Turbinen, Gebäude etc. ist es ganz grundsätzlich sinnvoll bzw. durchgesetzt, eine maschinenakustische Betriebsüberwachung anhand der sensorisch-messtechnisch gestützten Schwingungsanalyse, wie beispielhaft anhand besonderer Laufgeräuschüberwachung, darzustellen.

Die DE 10 2006 055 768 A1 der Anmelderin bezieht sich beispielhaft auf eine Maßnahme zur Funktionsüberprüfung für ein Kraftfahrzeugsteuergerät umfassend einen Messaufnehmer für Beschleunigungs- und/oder Körperschallsignale sowie mit Eignung und Bestimmung für variable Zwecke.

Die DE 10 2019 113 004 A1 bezieht sich auf ein zentralisiertes, sowie satellitengestütztes Fahrzeugsystem, einschließlich Cloud-IT-Peripherie mit Einbindung von hydraulisch druckgeregelt betätigbaren Radbremsbaugruppen. Die Architektur ermöglicht ein neuartiges Verfahren zum Identifizieren eines Fehlers in einer oder in mehreren hydraulischen Radbremsbaugruppen anhand eines systemisch übergreifend konfektionierten Fahrzeugsystems umfassend ein zentrales elektronisches Steuergerät (ECU) mit Speicher, welches dazu geeignet und bestimmt ist, die Variation des Bremsdrucks P und eine Vielzahl von zusätzlichen Sensoren zu empfangen, die anhand einer zellularen neuronalen Fahrzeugnetzwerkstruktur über das ganze Kraftfahrzeug verstreut platziert sind. In diesem Kontext (vgl. ebenda [0034]) dient ein einzelner akustischer Sensor, der als Mikrofon mit Platzierung im Fahrzeuginnenraum dargestellt ist, der Beurteilung und Überwachung des Geräuschverhaltens sämtlicher Radbremsbaugruppen. Der Stand der Technik erscheint verbesserungsfähig und insbesondere in Bezug auf die by-wire Kraftfahrzeugradbremssysteme (insb.

Elektro-Mechanische-Kraftfahrzeugradbremse) für besonders geräuscharm dargestellte Kraftfahrzeuge (insb. die FEV/Elektromobilität bzw. Robotik betreffend) besteht eine aktuelle Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Bremskomfort, d.h. insbesondere systemgegebenes, jedoch bremskomfortbeeinträchtigendes Bremsenrubbeln, Vibrieren bzw. schlicht störende Bremsgeräusche oder sonstige NVH-Nachteile einer Reibungsbremse anhand verbesserter Vorrichtung und/oder Verfahren einfach, effizient, sicher sowie praxisgerecht zu erkennen und ggf. durch eine oder mehrere passende Gegenmaßnahmen, bei verbesserter Resilienz, prozesssicher zu eliminieren.

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems schlägt demzufolge vor, dass jede elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse mit Zielrichtung auf deren weitestgehend unabhängige, selbständige Geräuscheventüberwachung gewissermaßen individuell autark derart weiterentwickelt ausgebildet ist, dass jede elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse in wenigstens einer Ihrer Komponenten mindestens ein Mittel zur Geräuschüberwachung integriert. Die vorliegende Erfindung ermöglicht demzufolge vorteilhafterweise eine unmittelbar individualisierte und bei kurzen Wegen mithin rationalisierte, schnelle lokale Signalverarbeitung sowie Überwachung und deren Applikation bei passender elektrischer oder elektronisch gestützter Geräuschanalysemöglichkeit für die verschiedensten bremsentypische Fehlerbilder in einer elektromechanischen Kraftfahrzeugradbremse. Ein ganz besonderer Vorteil eines derart dezentralisiert konfektionierten Systems besteht darin, dass ein funktionaler Ausfall irgendeiner (Radbrems-)komponente im Wesentlichen keine zwangsläufige Auswirkung auf eine benachbarte Radbremskomponente aufweisen muss.

Es versteht sich dass die erfindungsgemäß ganz oder teilweise unmittelbar d.h. lokal gewonnenen und verarbeiteten Daten, Messwerte und oder Bewertungen betreffend die Bremsgeräuschüberwachung bzw. Peripheriedaten nach Bedarf auch mit weiteren, peripheren, Komponenten, Steuergeräten oder Systemen eines elektronischen Fahrzeugnetzwerks - wie insbesondere über ein Fahrzeugbussystem - intern ausgetauscht, geteilt, d.h. kommuniziert sowie über eine Ausgabeschnittstelle an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgegeben und/oder in einem Datenspeicher (in einem Fahrzeugspeicher und/oder überörtlich, drahtlos kommuniziert auf einem zentralen Servicedatenserver) nach extern gerichtet und abgespeichert bzw. archiviert werden können, ohne den primär auf eine EMB respektive auf eine Fahrzeugbremsarchitektur lokal gebunden bezogenen Erfindungsgegenstand zwanghaft zu verlassen.

Die Erfindung kann und darf es insbesondere vorteilhaft ermöglichen, eine lokale Körperschallmessung bzw. Körperschallüberwachung in einer EMB (elektromechanische Bremse) integriert vorzusehen. Eine derartig lokal (dezentralisiert) organisierte Auswertung der erfassten Geräuschmesswerte bzw. Geräuschsignale d.h. Körperschallsignale ist variabel und erfolgt beschleunigt, effizient lokal ohne langwierige Signallaufzeiten, und kann sich in vorteilhafter Weiterbildung weiterhin erfindungsgemäß auf eine gemeinsam zusammengefasste Auswertung und / oder Bewertung von mehreren Radbremsen einer Fahrzeugachse erstrecken, welche die der jeweiligen Kraftfahrzeugradbremse zuzuordnenden Geräuschmesswerte /Signale betreffend Raddrehzahl und/oder Zuspannkraft zusätzlich einbeziehen. Weitere sensorisch erfasste Daten anderer peripherer Komponenten und Systeme, die im engeren Sinne eine eigentliche Fahrzeugbremsenregelung nicht angehören (Antriebsmomente und/oder Bremsrekuperation, Feder- und/oder Dämpfer, bzw. Niveau- kurz Fahrwerkregelung) könnte nach Bedarf zwecks fusioniert verbessert weiterentwickelter Abhilfe zwar applikationsabhängig nach Bedarf einbezogen sein, muss aber keineswegs als zwingende Information Eingang finden. Dabei ist es weiterhin genauso sinnvoll wie auch denkbar, dass lokal bezogen auf die jeweilig prinzipiell individuell betrachtete EMB-Kraftfahrzeugradbremse ein Soll-Istwert-Vergleich erfolgt und wobei für den Fall von Problemen, d.h. Abweichungen eine passende Abhilfemaßnahme zur abgeänderten Ansteuerung der jeweiligen Kraftfahrzeugradbremse alleine, oder alternativ noch abgestimmt für mehrere Radbremsen des betreffenden Kraftfahrzeugs abgegeben wird. Die Abhilfemassnahme wir unter der Prämisse von der Steuereinheit ECU erarbeitet, dass sämtliche berücksichtigten peripheren Begleitumstände, physikalischen Erfordernisse, die Fahrstabilität, wie auch der Bremskomfort unter graduellem Einbezug des Bremsgeräuschzustands wirkungsmäßig derart einbezogen werden, dass die Wirkung so nahe wie möglich an die ursprünglich (fremdgesteuert oder per Fahrzeugführerwunsch) angestrebte bzw. eingesteuerte Wirkung angenähert ist (Konsensbildung), soweit kein kritischer lokaler Fahrzeugdefekt, Fehler oder unsicherer Fahrzeugstatus wie beispielsweise Bremssystembrakedown (Ganz oder in Teilen), Energieknappheit bzw. Stromausfall, Notbremssituation, Systemdegradationsmaßnahme vorliegt oder irgendwo verfügbar gemeldet ist.

In Weiterbildung der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Mittel zur Geräuschüberwachung zumindest einen integrierten geräuschempfindlichen Sensor, wie insbesondere beispielhaft ein akustisches Mikrofon.

In weiterer zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung umfasst das Mittel zur Geräuschüberwachung zumindest einen A/D- und/oder D/A-Signalwandlerbaustein zwecks elektronischer Geräuschsignalverarbeitung anhand einer Radbrems-Steuereinheit. Der Signalwandlerbaustein ist dabei bevorzugt an oder in eine Radbremsaktuatorik integriert.

In noch weiterhin vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung ist zumindest ein erfindungsgemäßes Mittel zur Geräuschüberwachung an oder in eine eigenständig handhabbare elektronische Radbremssteuerungseinheit jeder Radbremsaktuatorik austauschbar zugeordnet integriert.

Aus Sicherheitsgründen versteht es sich, dass eine besonders abgesicherte bzw. verschlüsselte Kommunikationsschnittstelle nach Extern vorgesehen sein kann.

Noch weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. Die Zeichnung zeigt dazu im Wesentlichen skizzenhaft-vereinfacht, teils schematisch oder ggf. in abgeändertem Maßstab: Figur 1 exemplarisch verkleinert, in Perspektive, sowie aufgebrochen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Kraftfahrzeugradbremse mit integrierter Komponente zur Geräuschüberwachung, und

Figur 2 schematisches Blockschaltbild betreffend eine exemplarische Geräuschsignalverarbeitung in einer elektronischen Radbrems-Steuereinheit.

Die Prinzipien der exemplarischen Ausführung einer erfindungsgemäßen EMB-Kraftfahrzeugradbremse, respektive Geräuschsignalverarbeitung, welche auch anhand der Zeichnung erhellen, sind nachstehend wie folgt erläutert.

Mit Hilfe eines Körperschallsensors (alternativ Mikrophon), der in eine radbremseigene EMB-Steuerungselektronik integriert ist, und dadurch vergleichsweise unmittelbar, nahe, an den Geräuschquellen einer Fahrzeugradbremse - elektromechanische Trommel- oder Scheibenbremse - platziert ist, wird Körperschall (alternativ Luftschall) gemessen und die betreffenden Messwerte werden anhand A/D, respektive D/A - Baustein in elektrisch digital durch eine elektronische Steuereinheit weiterverarbeitbare Sensorsignale umgewandelt. Die Signalbehandlung kann eine Filterung, Glättung oder ähnliche Signalbehandlungsroutine erfassen. Im Rahmen der dann in Zyklen (Millisekundenbereich) ausgeführten Datenverarbeitung wird in den vorgegebenen Abständen der definierten Duty-Cycles der jeweils gemessene Körperschall mit modellhaften Referenzwerten bzw. Wertebereichen, die in einem Speicher als Vergleichswerte oder -bereiche abgelegt sein dürfen, verglichen. Dabei können die Referenzwerte bzw. -bereiche aus Referenzmessungen stammen und entsprechend und abgespeichert, d.h. historischer Art gemessen und gespeichert sein, oder die Grundlage ist ein abgelegtes Referenzmodell und wobei die passenden Referenzwerte jeweils in situ aktuell berechnet werden. Differenzen d.h. Abweichungen zwischen Geräuschsignal und Referenzwert werden ermittelt und bei nennenswerter, fehlerbehafteter Überschreitung werden die Ergebnisse einem konkreten Fehlerbild zugeordnet. Üblicherweise werden die Körperschallsignale über eine Fouriertransformation in den so genannten Frequenzbereich übertragen und die Abweichungen in den einzelnen Frequenzbereichen werden erkannt und/oder bewertet. Weiterhin kann das transformierte Frequenzspektrum anhand der Radrehzahl normalisiert werden um ein drehzahlunabhängige Signalreferenz zu erhalten. In weiterhin vorteilhafter Ergänzung kann auch eine Information über die Zuspannkraft beigezogen sofern diese Erweiterung aus Kundensicht notwendig bzw. gewünscht erscheint.

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

1 .) Korrodierte Bremsrotoren bzw. Wartungsrückstand routiniert automatisch diagnostizieren und vermeiden helfen

2.) Bremsgeräusche routiniert automatisch dokumentieren (ggf. für

FZG-Entwicklungsphase und/oder für Werkstattbesuch): Bremsenklappern, Bremsenquietschen, Bremsenknarzen etc.

3.) Unerwünschtes Schleifen von Bremsreibbelägen oder

Reibbelagrückenplatten an einem Bremsrotor (Bremsscheibe/Bremstrommel) routiniert automatisiert feststellen (sog. Drag) sowie per Gegenmaßnahme vermeiden -> CO2-Vermeidung + Effizienz erhöhen

4.) Fehler, Fehlfunktion, Schädigung zwischen bewegten

Antriebsstrangkomponenten, d.h. Getriebe/Lager/Spindel einer EMB und/oder Radnabe und/oder Fahrwerkdämpfungskomponente methodisch routiniert vermeiden bzw. möglichst frühzeitig automatisch routiniert diagnostizieren

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

1 .) Anlagepunkt zwischen Bremsbelägen und Scheibe automatisch detektieren bzw. automatisch synchronisieren 2.) Erfassung einer (Brems-)Beschleunigung einer

Brems-Achsen-, Corner“-Baugruppe in einer Vertikalrichtung

3.) (Wartungs-) Zustand einer Brems-Achsen-, Corner“-Baugruppe zu diagnostizieren: bspw. Rütteln infolge mangelnder oder lockerer Radsicherungsschrauben, ausgeschlagene Radlager + ....

4.) eine Crashsituation detektieren und Kritikalität bewerten

5.) Reifen-ZFahrbahn-Abrollgeräuche lokal erfassen + auszuwerten z.B. hinsichtlich Fahrbahnbeschaffenheit/Reifenzustand etc.

Das erzielte (Brems-Geräusch-)Diagnoseergebnis kann unmittelbar direkt per Mensch-Maschine-Schnittstelle an einen Fahrzeugführer signalisiert, d.h. mitgeteilt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Verbesserung im Sinne einer abgeänderten d.h. angepassten Regelstrategie für eine oder mehrere EMB-Kraftfahrzeugradbremse(n) automatisch entwickelt bzw. abgearbeitet werden (automatisiertes, autonomes Fahren). Weiterhin Alternativ oder Ergänzend besteht die Möglichkeit einer Geräuschevent-Datenarchivierung (lokal oder extern) indem beispielhaft eine ermittelte „auffällige Sequenz“ in dem jeweiligen lokalen oder überörtlichen Speicher abgelegt zu werden, so dass diese Daten beispielhaft bei einer Fahrzeugwartung/ Inspektion/Revision automatisch initiiert durch entsprechend autorisiertes und fachkundiges Fachpersonal geprüft werden können, infolgedessen -> Option zur Klärung von Verantwortlichkeiten, Wartungsrückstand. Die Erfindung kann weiterhin für ein automatisiertes Fuhrparkmanagement, Flottengeschäft bzw. für die mit der Fahrzeugindustrie kooperierenden Rück- und Sachversicherer von Interesse sein, weil die Erfindung und die diesbezüglich nutzungsrelevant erarbeitete Fahrzeuginformation unter freigeschalteter bzw. offen gestalteter Schnittstellenkonfiguration begleitend in die Rekonstruktion eines Unfallhergangs einbezogen werden kann (d.h. eine dauerhafte Event-Daten-Speicherung d.h. Verknüpfung mit einer i Event-Data-Logger-Funktion und schnittstellenkonforme Datenaustauschoption). Es versteht sich, dass dabei jegliche einseitig oder wechselweise gerichtet und nach fahrzeugextern gerichtete Kommunikationsoption über die gewonnen bremsenrelevanten Informationen, Daten bzw. Abhilfemaßnahmen sowie die Kraftfahrzeugbremsenregelung über die jeweils involvierte, abgesicherte Schnittstelle geschützt ist. Insbesondere ist die Kommunikation mit Extern verschlüsselt anhand einer sicheren Verbindung durchzuführen.

Für sämtliche erfindungsrelevante externe Kommunikation eignet sich besonders bevorzugt ein besonderes, nämlich Event- bzw. applikationsgetriggertes Codeschloss (das beispielsweise nur ein Fahrzeughersteller oder/oder Bremsenzulieferer vorzugsweise softwartechnisch abgesichert fahrzeuggebunden administrieren und vergeben darf) zwecks besonderer Freigabe mit Zugriff auf sämtliche relevanten gespeicherten und gewonnenen Events, Daten, Informationen etc. anhand der besondere EMB-Bremsenschnittstelle. Dabei erfolgt jegliche externe Kommunikation bzw. wechselweise Kooperation im Endergebnis beispielhaft unter zusätzlichem Einbezug einer übergeordneten OBD-Kraftfahrzeugschnittstelle (Kabelgebunden, Drahtlos, Telematik), so dass im Ergebnis diese vorhandene und zertifizierte OBD-Kraftfahrzeugschnittstelle besonders abgesichert und dennoch effizient zweckgebunden für die erfindungsrelevanten Daten, Informationen, Anweisungen mitgenutzt werden könnte.

Bezugszeichenliste:

1 elektromechanische Kraftfahrzeugradbremse - EMB (Scheibenbremse, Trommelbremse)

2 Bremsgehäusemodul

3 Steuereinheit(modul) - ECU

4 Stellmotor(modul) - MGU

5 Stellmittel (bspw. Spindel-Mutterwandlergetriebe)

6 Übertragungsmittel (Bremskolben)

7 Kraftfahrzeugreibbelag

8 Bremsrotor (Bremsscheibe, Bremstrommel)

9 Geräuschüberwachungsmittel

10 Geräuschüberwachungsschnittstelle

11 Platine

12 Signalwandlerbaustein (AD/DA)

Ax Axialrichtung

T Tangentialrichtung

R Radialrichtung