BR112020007131A2

BR112020007131A2 - arquitetura de redundância para sistemas de automatização de alto nível

Info

Publication number: BR112020007131A2
Application number: BR112020007131-5A
Authority: BR
Inventors: Falk Hecker; Adnan Mustapha; Oliver Jundt
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2020-09-24
Also published as: BR112020006730A2; EP3697655B1; US11572044B2; EP3697655A1; US20200238961A1; JP2020536798A; CN111295314A; DE102017218488A1; CN111225842B; JP6997332B2; JP2020536802A; WO2019076487A1; WO2019076861A1; CN111295314B; EP3697654A1; EP3697654B1; US20210206374A1; US11938912B2; CN111225842A; JP6956888B2

Abstract

Arquitetura de redundância para sistemas de automatização de alto nível é um módulo (62) para fornecer sinais de controle para um sistema de freio (80) de um veículo, que possui uma fonte de alimentação (52): - pelo menos uma interface (63), projetada para ser conectada a uma fonte de ar comprimido (10, 12), - pelo menos uma interface (64, 65), projetada para transmitir os sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32) para gerar pressões de freio, em que o módulo (62) é projetado para ser alimentado através de uma fonte de alimentação adicional (58). Além disso, são divulgados um sistema de redundância (56) para suplementar um sistema de freio eletrônico (44) para um veículo, um sistema de frenagem controlado eletronicamente (80) para um veículo e um método para operar um sistema de frenagem controlado eletronicamente (80).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARQUITETURA DE REDUNDÂNCIA PARA SISTEMAS DE AUTOMATIZAÇÃO DE ALTO NÍVEL".

[0001] A presente invenção refere-se a um módulo para fornecer sinais de controle para um sistema de redundância para complementação de um sistema de freio eletrônico para veículo, um sistema de freio controlado eletronicamente para um veículo, assim como um método para operação deste sistema de freio.

[0002] Os veículos, em particular veículos comerciais, com funções de direção altamente automatizadas que isentam o motorista da tarefa de direção e da responsabilidade de direção por pelo menos um tempo limitado, devem continuar a dirigir o veículo em caso de falha, até que o motorista tenha retomado o controle do veículo. Uma propriedade do sistema "Fail-Operational" (operacional mesmo em caso de falhas) pode ser derivada desse fato, o que exige que as funções básicas do veículo, em particular no nível de execução, continuem sendo garantidas. Isso significa que deve ser previsto um nível de retorno no veículo, que, por exemplo, controla os freios das rodas de maneira semelhante a de um sistema primário faria.

[0003] Os veículos, especialmente veículos utilitários, geralmente são equipados com um sistema de freio eletrônico (EBS). Esses sistemas possuem módulos, os assim chamados módulos de freio de pé, que geram sinais de controle eletrônico a partir de um comando de freio, que é introduzido, por exemplo, pelo motorista por meio de uma interface projetada adequadamente ou por uma unidade de controle. Esses sinais de controle são usados, por exemplo, para controlar módulos reguladores de pressão regulados eletronicamente (moduladores eletropneumáticos, EPM) ou outros módulos EBS que geram pressões de freio diretamente ou com a ajuda de outros dispositivos. O EBS é conectado eletronicamente a um dispositivo de controle que controla ou monitora todos os elementos do EBS. As informações sobre a operação do EBS são encaminhadas, por exemplo, para o veículo ou a outros dispositivos do veículo através de um barramento CAN, com o qual o dispositivo de controle se comunica, por exemplo, e informações e comandos são transmitidos ao EBS. Além disso, geralmente é prevista uma fonte de alimentação, por exemplo, um circuito de bateria elétrica, que fornece energia ao EBS. O EBS é geralmente controlado eletronicamente.

[0004] Se a fonte de alimentação falhar, o dispositivo de controle não poderá mais assumir o controle eletrônico do EBS. Outro caso de falha deve ser observado em uma falha do EBS, o que significa que o EBS não pode mais fornecer pressões de freio.

[0005] Normalmente, um nível de retorno pneumático é previsto em um EBS, que assume a operação do sistema de freio nos casos de falha descritos. Isso significa que o módulo do freio de pé agora não envia mais sinais de controle eletrônico, mas geralmente sinais de controle pneumáticos para os módulos reguladores de pressão. Os módulos reguladores de pressão geralmente são projetados com um nível de retorno, estando aptos a converter os sinais de controle alternativos, ou seja, os sinais de controle pneumáticos, em pressões de freio. Assim sendo, uma funcionalidade básica do EBS também é garantida e o veículo pode ser também controlado. No entanto, isso só se aplica se o motorista aplicar as pressões pneumáticas no EBS.

[0006] No sentido da propriedade de sistema "Fail-Operational" (operacional mesmo em caso de falhas) exigida acima, no entanto, ainda é necessário que o veículo, em caso de falha, continue a ser controlado eletronicamente, mesmo em operação de condução autônoma, ou seja, se nenhuma intervenção de motorista for esperada no módulo de freio de pé, embora possivelmente com restrições funcionais possa ser travado.

[0007] Um nível de retorno pneumático garante a propriedade "Fail-Operational" quando uma força é aplicada externamente, por exemplo, por um motorista no sistema pela pressão sobre o pedal de freio. Se o sistema for desenvolvido em relação à operação de direção autônoma, é necessário um nível de retorno eletrônico, pois os comandos de controle devem ser determinados pelo menos eletronicamente.

[0008] Portanto, é um objetivo da presente invenção estender um sistema de freio convencional controlado eletronicamente, de modo que o veículo possa continuar a ser freado eletronicamente no caso de uma falha.

[0009] Esta tarefa é resolvida pelas reivindicações independentes. Outros desenvolvimentos vantajosos são objeto das reivindicações dependentes.

[00010] De acordo com a invenção, um módulo para fornecer sinais de controle, em particular sinais de controle pneumáticos, é fornecido para um sistema de freio de um veículo, em que o sistema de freio apresenta uma fonte de alimentação. O módulo possui pelo menos uma interface projetada para ser conectada a um reservatório de pressão, preferivelmente a outro módulo, em particular, preferivelmente a uma fonte de ar comprimido, em que o módulo é provido de pressão operacional. A fonte de ar comprimido também serve para fornecer ar comprimido para gerar sinais de controle pneumáticos para o sistema de freio.

[00011] Além disso, pelo menos uma interface é prevista, projetada para transmitir os sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento. No caso das unidades de processamento são, preferivelmente, módulos reguladores de pressão pneumáticos, em particular, preferivelmente válvulas eletropneumáticas ou módulos reguladores de pressão com um nível de retorno pneumático.

[00012] Estes módulos são, preferivelmente, projetados para fornecer pressões de freio, preferivelmente para um eixo do veículo, em particular preferivelmente individualmente para a roda.

[00013] O módulo também foi projetado para ser provido de outra fonte de alimentação. Isso garante, vantajosamente, que o módulo não seja alimentado pela fonte de alimentação do restante do sistema de freio. A fonte de alimentação, preferivelmente um segundo circuito da bateria, representa uma fonte de alimentação redundante.

[00014] Preferivelmente, também são previstos meios de processamento, que também são alimentados por outra fonte de alimentação e são projetados para executar o controle do módulo.

[00015] Estes meios de processamento são projetados, preferivelmente para controlar eletronicamente o módulo. Isso é garantido pela fonte de alimentação adicional.

[00016] Os meios de processamento apresentam, preferivelmente um dispositivo de controle eletrônico, em particular preferivelmente um dispositivo de controle eletrônico, que é conectado a outros dispositivos, preferivelmente através de um barramento CAN do veículo.

[00017] Além disso, é prevista pelo menos uma interface, que é projetada para receber uma entrada de freio, através da qual as entradas de freio, por exemplo de um motorista ou de dispositivo de controle, podem ser recebidas.

[00018] Os meios de processamento são, preferivelmente projetados em peça única com o módulo. Por exemplo, uma unidade compacta composta por módulo e meios de processamento pode ser criada, a qual pode ser integrada a um sistema de freio existente.

[00019] Pelo menos uma interface é preferivelmente prevista no módulo, que é projetado para receber sinais de controle de um primeiro módulo, em particular de um módulo de freio de pé, em que pelo menos uma interface adicional é preferivelmente prevista, a qual é projetada para transmitir os sinais de controle do primeiro módulo para pelo menos uma unidade de processamento.

[00020] Os sinais de controle do primeiro módulo podem, neste caso, ser preferivelmente eletrônicos e/ou elétricos e/ou mecânicos e/ou hidráulicos e/ou pneumáticos.

[00021] O módulo de acordo com a invenção é, preferivelmente projetado para detectar entradas de motorista, em particular preferivelmente eletronicamente. Para esse fim, o módulo do freio de pé geralmente é projetado em que, por exemplo, dados de entrada do motorista, por exemplo, são apurados eletronicamente pela averiguação do deslocamento de pedal aplicado.

[00022] Como o módulo de acordo com a invenção não é alimentado pela fonte de alimentação do restante do sistema de freio, mas é alimentado separadamente por outra fonte de alimentação, uma verificação eletrônica da entrada de motorista, agora pelo módulo de acordo com a invenção, é vantajosamente possível, mesmo que a primeira fonte de alimentação falhe.

[00023] Além disso, pelo menos uma interface é preferivelmente prevista, que é projetada para receber entradas de um motorista, a fim de determinar em seguida os sinais de controle dos mesmos.

[00024] Para esse propósito, a interface é projetada, preferivelmente de forma que ela possa receber, preferivelmente, eletronicamente a entrada do motorista, em particular através de um pedal de freio.

[00025] Alternativamente, a entrada do motorista também pode ser recebida pelo módulo do freio de pé, que é disponibilizado na forma de pressões de controle pneumático.

[00026] Assim, no caso de uma falha na qual apenas a fonte de alimentação do módulo de freio de pé falhou, as entradas do motorista ainda podem ser transmitidas para o módulo de acordo com a invenção, o que garante que a solicitação do motorista ainda seja implementada em um acionamento dos freios do veículo. Além disso, pode ser vantajosamente possível, que os sinais de controle do módulo de freio de pé, que são gerados pelo módulo de freio de pé no caso de uma falha, em que ambas as fontes de alimentação falharam e, portanto, nenhum controle eletrônico do sistema de freio mais será possível, sejam gerados através do módulo de freio de pé, sejam conduzidos através do módulo de acordo com a invenção.

[00027] O módulo é, preferivelmente, projetado para bloquear os sinais de controle do módulo de freio de pé e liberá-los apenas quando o fornecimento do módulo de acordo com a invenção também falhar.

[00028] Isso pode ser feito, preferivelmente, por válvulas ativamente energizadas que se abrem em caso de falha, ou seja, quando a energização é perdida.

[00029] Pelo menos uma interface que é projetada para transmitir os sinais de controle do primeiro módulo para pelo menos uma unidade de processamento, com a qual pelo menos uma interface, que é projetada para transmitir os sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento, é igual. Isso significa vantajosamente que o módulo pode ser inserido em um EBS existente, preferivelmente em seu nível de retorno, sem linhas adicionais, em particular linhas de controle, que precisam ser previstas.

[00030] O módulo é, preferivelmente, projetado para bloquear sinais de controle do primeiro módulo, em particular do módulo de freio de pé, em um primeiro caso de falha e transmitir seus próprios sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento e para bloquear seus próprios sinais de controle em um segundo caso de falha e para transmitir os sinais de controle do primeiro módulo para pelo menos uma unidade de processamento. Estes são, preferivelmente, sinais de controle não eletrônicos, em particular preferivelmente sinais de controle pneumáticos.

[00031] Vantajosamente, o módulo é projetado para selecionar através da sua própria lógica se os sinais de controle do módulo do freio de pé devem ser encaminhados ou se os próprios sinais de controle devem ser gerados.

[00032] Essa decisão também pode, preferivelmente, ser alcançada usando um sinal de disparo, por exemplo, em que o EBS, em particular o módulo de freio de pé, não é mais alimentado pela fonte de alimentação.

[00033] O primeiro caso de falha é caracterizado, preferivelmente, por uma falha na alimentação do sistema de freio pela primeira fonte de alimentação, e o segundo caso de falha é caracterizado por uma falha na alimentação do sistema de freio pela fonte adicional de alimentação.

[00034] Desse modo, vários níveis de retorno são criados pela invenção dentro do sistema de freio, através dos quais o sistema de freio pode continuar a ser operado no caso de uma falha: Operação Normal

[00035] Em um primeiro nível operacional, o sistema de freio é controlado eletronicamente pelo módulo de freio de pé. Isso gera sinais de controle eletrônico que fazem com que as unidades de processamento, em particular os módulos de controle de pressão, gerem pressões de freio pneumáticas. Primeiro Caso de Falha

[00036] Em um primeiro caso de falha, que é caracterizado pela falha da primeira fonte de alimentação, um controle eletrônico do sistema de freio pelo módulo de freio de pé não é mais possível. As outras unidades de processamento não podem mais processar sinais de controle eletrônico, já que eles também não são mais fornecidos pela primeira fonte de alimentação. Em vez disso, estes são capazes de gerar pressões de freio em um nível de retorno, preferivelmente a partir de sinais de controle pneumático. Estes sinais de controle podem ser disponibilizados eletronicamente controlados pelo módulo de acordo com a invenção. Este ainda é alimentado por outra fonte de alimentação e pode fornecer sinais de controle pneumático eletronicamente. Desse modo, existe a possibilidade de continuar a implementar um controle eletrônico do sistema de freio em um primeiro nível de retorno e, assim, vantajosamente continuar a implementar funções de controle, como um controle ABS. Segundo Caso de Falha

[00037] Em um segundo caso de falha, a segunda fonte de alimentação também falhou, o que significa que o controle eletrônico do sistema de freio pelo módulo de freio de pé ou pelo módulo de acordo com a invenção não é, portanto, possível. Neste caso, o módulo do freio de pé é normalmente projetado para gerar sinais de controle pneumático, que podem ser transmitidos, por exemplo, diretamente para as unidades de processamento ou para as unidades de processamento através do módulo de acordo com a invenção, que geram pressões de freio a partir da maneira descrita acima.

[00038] O EBS é, preferivelmente, alimentado eletricamente através da fonte de alimentação e do módulo de acordo com a invenção através da fonte de alimentação adicional.

[00039] No caso de uma falha, os sinais de controle são preferivelmente não de controle eletrônico, mas preferivelmente mecânico e/ou pneumático e/ou hidráulico.

[00040] Desse modo, vantajosamente é possível que sinais de controle, em particular para os módulos reguladores de pressão, sejam gerados em uma base alternativa.

[00041] Além disso, pelo menos é prevista preferivelmente uma interface para receber sinais de velocidade de roda, em que o módulo é projetado para processar os sinais de velocidade de roda quando os sinais de controle são fornecidos.

[00042] O módulo, de acordo com a invenção é, portanto, vantajosamente capaz de fornecer sinais de controle para o sistema de freio, levando em consideração os sinais de velocidade de roda e, portanto, em particular, levando em consideração a potência de tração, preferivelmente as rodas de eixos individuais, em particular preferivelmente as rodas individuais, e, assim, preferivelmente, para impedir que bloqueiem.

[00043] O módulo é, preferivelmente, projetado para usar os sinais de velocidade de roda para fornecer sinais de controle, a fim de impedir o bloqueio de pelo menos uma roda do veículo. Por exemplo, isso pode ser feito por um sinal de controle de interrupção.

[00044] Assim, o módulo de acordo com a invenção também pode ser usado para estabilizar um veículo assim equipado na primeira falha.

[00045] Pelo menos uma interface do módulo, que é projetada para receber uma entrada de freio, é preferivelmente projetada para receber a entrada de freio através do primeiro módulo, em particular o módulo de freio de pé e/ou através de uma rede de veículos, preferivelmente através de um barramento CAN.

[00046] Como resultado, o módulo pode vantajosamente se comunicar com outros dispositivos, em particular dispositivos de controle do veículo, e receber seus comandos de controle.

[00047] Em uma outra forma de concretização vantajosa da invenção, um sistema de redundância é previsto para complementar um sistema eletrônico de freio (EBS) para um veículo. Em um sistema de redundância desse tipo, é previsto um módulo de acordo com a invenção e pelo menos uma unidade de processamento, que é projetada para gerar pelo menos uma pressão de freio por controle não elétrico, em particular não eletrônico, a partir de um sinal de controle.

[00048] Além disso, é prevista uma segunda fonte de alimentação,

que garante o suprimento de energia do sistema de redundância independentemente do restante do EBS.

[00049] O sistema de redundância, neste caso, foi projetado para ser operado em substituição do sistema eletrônico de freio,

[00050] Preferivelmente no caso de uma falha, em particular preferivelmente no primeiro caso de falha descrito acima.

[00051] O sistema de redundância de acordo com a invenção representa, portanto, um nível de retorno de um EBS e, assim, permite ainda a freio controlada eletronicamente do veículo.

[00052] Pelo menos uma unidade de processamento é, preferivelmente projetada para gerar pelo menos uma pressão de freio mecanicamente e/ou pneumaticamente e/ou hidraulicamente.

[00053] Isso garante, com vantagem, que a pressão do freio não seja gerada em função da primeira fonte de alimentação, que não poderia assumir a alimentação na primeira falha.

[00054] O sistema de redundância é, preferivelmente projetado para determinar uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meio de detecção, em particular por sensores de velocidade de roda, e levar esse dado em consideração ao gerar o sinal de controle.

[00055] Além disso, o sistema de redundância é, preferivelmente, projetado para transmitir as velocidades determinadas das rodas para um sistema de freio eletrônico ou a outros sistemas e componentes no veículo, preferivelmente eletronicamente através de um barramento CAN existente.

[00056] O sistema de redundância também é vantajosamente capaz de receber pelo menos algumas das velocidades das rodas do veículo e levá-las em consideração na geração adicional de sinais de controle.

[00057] Em uma outra forma de concretização vantajosa da invenção, um sistema de freio controlado eletronicamente é previsto para um veículo. Este possui um sistema de freio eletrônico (EBS) com uma fonte de alimentação e pelo menos uma unidade de processamento, projetada para gerar eletronicamente pelo menos uma pressão de freio. Além disso, este sistema de freio possui um sistema de redundância, em que o sistema de freio projetado para fornecer pressões de freio pelo sistema de redundância, em particular controlado eletronicamente, no caso de falha da primeira fonte de alimentação.

[00058] Um sistema de freio redundante é, portanto, disponibilizado vantajosamente, o que também permite frenagem controlada eletronicamente em caso de falha.

[00059] Pelo menos uma unidade de processamento do sistema de redundância e pelo menos uma unidade de processamento do sistema de freio eletrônico são preferivelmente idênticas.

[00060] Isso tem a vantagem de que níveis de redundância podem ser criados, por exemplo, dentro das unidades de processamento, para que o sistema de redundância possa usar unidades de processamento existentes.

[00061] O sistema de freio controlado eletronicamente é, preferivelmente, projetado para determinar uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meio de detecção, em particular sensores de velocidade de roda, através do sistema de freio eletrônico e de uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meio de detecção por meio do sistema de redundância.

[00062] O sistema de redundância recebe preferivelmente uma velocidade de roda por eixo

[00063] A metade das velocidades determinadas das rodas é determinada preferivelmente pelo sistema de freio eletrônico e a outra metade das velocidades determinadas pelas rodas é determinada pelo sistema de redundância.

[00064] Portanto, se os dois sistemas funcionarem sem falhas, estarão vantajosamente disponíveis sinais de velocidade das rodas de todos os meios de detecção, por exemplo, para poder transmitir sinais de controle para intervenções ideais de frenagem aos módulos de controle de pressão individuais. O sistema foi projetado para implementar funcionalidades por meio da avaliação de sinais de velocidade de rodas, por exemplo, funcionalidades ABS.

[00065] Pelo fato de uma parte dos sinais de velocidade da roda ser detectada pelo sistema de redundância, o projeto redundante dos sensores de velocidade da roda, em particular a provisão de um segundo sensor em uma roda, pode ser dispensado. Em caso de falha, ou seja, quando o sistema de freio eletrônico não estiver mais ativo, as velocidades das rodas, preferivelmente, pelo menos uma roda por eixo do veículo, ainda estarão disponíveis através do sistema de redundância alimentado separadamente. Isso garante que, mesmo em caso de falha, as funcionalidades possam ser implementadas por meio da avaliação de sinais de velocidade de rodas, embora de forma limitada, por exemplo, tal como a funcionalidade ABS de eixo a eixo.

[00066] Em uma outra forma de concretização vantajosa da invenção, é previsto um método para operar um sistema de freio controlado eletronicamente, de acordo com a invenção, com as etapas de fornecimento de pressões de freio para operar o sistema de freio por um sistema de freio eletrônico e mudança para um sistema de redundância e fornecimento das pressões de freio pelo sistema de redundância, no caso em que ocorra uma falha no sistema de freio eletrônico.

[00067] A falha é preferivelmente a falha da fonte de alimentação.

[00068] Em uma outra forma de concretização vantajosa da invenção, um veículo, em particular um veículo utilitário, é previsto com um módulo de acordo com a invenção ou com um sistema de redundância de acordo com a invenção ou com um sistema de freio controlado eletronicamente de acordo com a invenção.

[00069] A invenção é descrita abaixo com base em exemplos de concretização preferidos com referência aos desenhos anexos.

[00070] Onde detalhadamente:

[00071] A Figura 1 é uma vista de um sistema de freio eletrônico (EBS) de acordo com o estado da técnica.

[00072] A Figura 2 é uma representação simplificada de um sistema de freio eletrônico (EBS) de acordo com o estado da técnica.

[00073] A Figura 3 é uma representação simplificada de um sistema de freio de acordo com a invenção.

[00074] A Figura 4 é uma vista de um sistema de freio de acordo com a invenção.

[00075] A Figura 5 é uma vista de uma segunda forma de concretização do sistema de freio de acordo com a invenção.

[00076] A Figura 1 mostra uma vista de um sistema de freio eletrônico (EBS) de acordo com o estado da técnica. Um eixo dianteiro VA e um eixo traseiro HA são mostrados, os quais respectivamente possuem rodas 1, que são rotativamente fixadas a um eixo 2. A cada uma das rodas 1 é atribuído um dispositivo de freio, que é projetado como freio de fricção no exemplo mostrado. Para esse fim, é previsto um disco de freio 3 em cada roda 1, que é projetado para entrar em contato de atrito com uma superfície de atrito, neste caso, uma pastilha de freio 4. O disco de freio 3 é conectado de maneira não rotativa à respectiva roda 1 e, portanto, gira com a roda 1 durante a condução.

[00077] Para a concretização de uma frenagem, a respectiva pastilha de freio 4 é colocada em contato com o disco de freio correspondente 3 por uma pressão de freio aplicada, em que uma força de fricção é ajustada no disco de freio 3, que resulta em um momento de frenagem que neutraliza o movimento rotativo do disco de freio 3 e, em particular, da roda 1 neutraliza.

[00078] Por uma questão de clareza, não foram mostrados nesta ilustração outros componentes do veículo e, em particular, a estrutura do eixo ou a estrutura do freio.

[00079] Além disso, essa estrutura de freio não deve ser considerada uma limitação do objeto da invenção. Ela serve apenas como exemplo para ilustrar o modo de operação do objeto de acordo com a invenção. Em vez disso, também são possíveis opções alternativas de projeto para um freio, como, por exemplo, um freio a tambor em vez do freio a disco mostrado.

[00080] Além disso, são mostrados vários componentes de um sistema de freio eletrônico, como é usado em veículos, em particular veículos utilitários, para realizar a frenagem do veículo.

[00081] A seguir é feita a descrição do modo de funcionamento do EBS em caso normal.

[00082] Um primeiro acumulador de pressão 10 e um segundo acumulador de pressão 12 são mostrados, os quais são previstos para armazenar ar comprimido. Eles ficam em conexão com os módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 através das linhas de alimentação 36, 38 e os pressurizam. No caso dos módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 trata-se, por exemplo, um modulador eletropneumático de canal único 22, de um modulador eletropneumático de dois canais 32 e de um módulo de reboque 24 para possível operação do reboque. Além disso, as válvulas reguladoras de pressão 28 são previstas no eixo dianteiro VA e ficam em conexão com o módulo regulador de pressão 22 através de uma linha 26. As pressões de frenagem são geradas pelo módulo regulador de pressão 22 através da linha 26 para o eixo dianteiro VA e em seguida, individualmente pelas válvulas de controle de pressão 28 através das linhas 29 e pelo módulo regulador de pressão 32 individualmente através das linhas 34 para o eixo traseiro HA. O módulo de reboque 24 gera pressões de frenagem para um reboque possivelmente existente e as transmite via linha 50. Além disso, é previsto um módulo de freio de pé 18 que, por exemplo, possui uma interface (não mostrada) para um motorista, a fim de receber suas entradas.

[00083] Além disso, é previsto um dispositivo de controle 40, por exemplo, um aparelho de controle eletrônico, que fica em conexão eletronicamente com os elementos do EBS. As conexões eletrônicas não foram mostradas em todos os desenhos por motivos de clareza.

[00084] O EBS mostrado possui uma fonte de alimentação 52, que assume o suprimento de energia, por exemplo, como um circuito de bateria, de toda a parte controlada eletronicamente do EBS.

[00085] Em caso normal, a entrada do motorista é recebida pelo módulo de freio de pé 18 e processada eletronicamente pelo dispositivo de controle 40. O dispositivo de controle 40 determina a partir daí pressões de freio para os eixos individuais VA, HA e, opcionalmente, para um reboque acoplado. Essas pressões de freio são transmitidas eletronicamente aos módulos reguladores de pressão 22, 24, 32, a partir dos quais essas pressões de freio são geradas, conforme descrito acima, em que o ar comprimido é alimentado nos módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 para esse fim através das linhas de alimentação 36, 38.

[00086] Além disso, o nível de retorno pneumático do EBS será discutido aqui.

[00087] Se, por exemplo, a alimentação elétrica da fonte de alimentação 52 falhar, o controle eletrônico do EBS, conforme descrito acima, não será mais possível. Portanto, um EBS de acordo com o estado da técnica geralmente possui um nível de retorno pneumático.

[00088] Os acumuladores de pressão 10, 12 ficam em contato com as entradas 15 do módulo de freio de pé 18 através das linhas de alimentação 14. O módulo de freio de pé 18 é projetado para gerar sinais de controle pneumáticos, além de sinais de controle eletrônicos, no caso normal, a partir das entradas do motorista. Estes são através de uma saída 16 ou é fornecida uma saída 17, para a qual é utilizado ar comprimido dos acumuladores de pressão 10, 12. Esses sinais de controle pneumáticos são usados para controlar os módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 do EBS, para acionar os freios do veículo.

[00089] Para esse fim, os módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 e também as válvulas de controle de pressão 28 têm um nível de retorno pneumático que é projetado para gerar pressões de freio a partir dos sinais de controle pneumáticos. As válvulas de controle de pressão 28, que não podem mais ser energizadas ou controladas ativamente, mudam para uma posição de passagem. Ou seja, eles conduzem a pressão do freio a partir da linha 26 para as linhas 29. Os módulos reguladores de pressão 22, 24, 32 também são projetados para gerar uma pressão de freio a partir de um sinal de controle pneumático, com o qual eles subsequentemente ativam as linhas 29, 34, 50.

[00090] O EBS mostrado é tipicamente projetado com dois circuitos. Um primeiro circuito é mostrado como um circuito de eixo dianteiro. Este é alimentado com sinais de controle através da saída 16 do módulo de freio de pé 18, que são transmitidos ao módulo regulador de pressão 22 e ao módulo de reboque 24 através de uma linha de controle de ramificação 20.

[00091] Em resumo, o primeiro circuito é formado a partir do primeiro acumulador de pressão 10 de uma linha de alimentação 14, o módulo de freio de pé 18, a linha de controle 20, o módulo regulador de pressão 22, o módulo de reboque 24, a linha 26, as válvulas de controle de pressão 28, as linhas 29 e a linha de alimentação 36.

[00092] Um segundo circuito é mostrado como o circuito do eixo traseiro. A saída 17 do módulo de freio de pé 18 é conectada ao módulo regulador de pressão 32 através de uma linha de controle 30. Este módulo regulador de pressão 32 é projetado com dois canais. O módulo de freio de pé 18 transmite sinais de controle para o módulo regulador de pressão 32 através da saída 17 e da linha de controle 30.

[00093] O segundo circuito é assim conjuntamente formado a partir do segundo acumulador de pressão 12, de uma linha de alimentação 14, de uma entrada 15 do módulo de freio de pé 18, do módulo de freio de pé 18, de uma saída 17 da linha de controle 30, do módulo regulador de pressão 32, das linhas 34 e da linha de alimentação 38.

[00094] Os circuitos mostrados representam o nível de retorno pneumático do sistema de freio controlado eletronicamente.

[00095] Os sinais de controle disponibilizados pelo módulo de freio de pé 18, que são transmitidos aos módulos reguladores de pressão 22, 32 e ao módulo de reboque 24, não são formados eletronicamente no nível de retorno, mas sim, por exemplo, pneumaticamente.

[00096] No caso de falha no eixo dianteiro VA, a configuração mostrada permite o controle eixo a eixo da pressão do freio. Como as válvulas de controle de pressão 28 estão na posição de passagem, uma pressão de freio do módulo regulador de pressão 22 é passada diretamente através das linhas 26, 29 para ambos os freios do eixo dianteiro VA.

[00097] Se o módulo regulador de pressão 32 no eixo traseiro HA no nível de retorno não for projetado para ajustar a pressão do freio individualmente para a roda, então também será possível apenas uma regulação em ambos os eixos, da pressão do freio com base no sinal de controle pneumático da linha de controle 30.

[00098] A Figura 2 resume o sistema mostrado na Figura 1 como um sistema de freio eletrônico (EBS) 44. Somente a primeira fonte de alimentação 52 foi mostrada separadamente aqui. Além disso, um cabo de alimentação 54 é mostrado a título de exemplo, que alimenta o EBS

44 com corrente elétrica ou energia. O EBS fica em conexão com as linhas 29, 34, 50, através das quais as pressões do freio são transmitidas aos freios individuais ou a um possível reboque, como mostrado na Figura 1. Por uma questão de simplicidade, as linhas de ramificação 29, 34 para os eixos dianteiro e traseiro VA, HA foram mostradas aqui. No entanto, também podem ser formadas concretizações com uma segunda linha 29, 34, por meio das quais a frenagem das rodas individualmente é possível.

[00099] A extensão do EBS 44 de acordo com a invenção é agora mostrada na Figura 3.

[000100] De acordo com a invenção, é previsto um sistema de freio 80, que é formado a partir do EBS 44 correspondente ao estado da técnica com sua fonte de alimentação 52, que é complementada por um sistema de redundância controlado eletronicamente 56, que é projetado para gerar também pressões de freio nas linhas 29, 34,50. O sistema de redundância 56 não está conectado à primeira fonte de alimentação 52, mas possui seu próprio cabo de alimentação 60, através do qual fica em conexão com uma segunda fonte de alimentação 58, por exemplo, um segundo circuito de bateria.

[000101] Devido à fonte de alimentação separada 52, 58 de ambos os sistemas 44, 56, o sistema de freio 80 possui uma configuração redundante.

[000102] Se a primeira fonte de alimentação 52 falhar, então será possível também uma frenagem controlada eletronicamente do veículo ou um fornecimento de pressões de freio necessárias para as linhas 29, 34, 50 através do sistema de redundância 56, uma vez que este pode ser operado independentemente da primeira fonte de alimentação 52, pela primeira fonte de alimentação 58.

[000103] A Figura 4 agora aborda a representação do sistema de freio eletrônico de acordo com o estado da técnica da Figura 1 e mostra em um exemplo de concretização a expansão deste sistema para formar um sistema de freio 80 que é construído de acordo com o princípio da Figura 3. A explicação dos elementos conhecidos e seus modos de ação será omitida neste ponto e será feita referência à descrição da Figura 1.

[000104] Um módulo de redundância 62 é mostrado, o qual é conectado ao primeiro acumulador de pressão 10 e ao segundo acumulador de pressão 12 via linhas de alimentação 61 e entradas correspondentes 63.

[000105] O módulo de redundância 62, semelhante ao módulo do freio de pé 18, tem uma saída 64, que serve como uma interface para o eixo dianteiro VA, através do qual os sinais de controle pneumáticos podem ser transmitidos ao eixo dianteiro VA ou ao módulo de reboque 24. Para este propósito, a saída 64 é conectada a uma válvula de mudança 68 através de uma linha de controle 70. A válvula de mudança 68 é integrada na linha de controle 20, especificamente antes da ramificação para o módulo de controle de pressão 22 do eixo dianteiro VA e o módulo de reboque 24. A válvula de mudança 68 é projetada para encaminhar sinais de controle do módulo do freio de pé 18 ou do módulo de redundância 62.

[000106] Além disso, o módulo de redundância 62 possui uma saída adicional 65, que fornece sinais de controle pneumáticos para o eixo traseiro HA. Para este propósito, uma segunda válvula de mudança 69 é prevista na linha 30 e na saída 65 do módulo de redundância 62 fica em conexão com esta válvula de mudança 69 através de uma linha de controle 72.

[000107] A válvula de mudança 69 é projetada para transmitir sinais de controle da saída 17 do módulo de freio de pé 18 ou sinais de controle da saída 65 do módulo de redundância 62 para o módulo regulador de pressão 32 do eixo traseiro HA.

[000108] O módulo de redundância 62 está, portanto, em contato com o nível de retorno (como descrito acima), isto é, com os dois circuitos do sistema de frenagem existente 44.

[000109] Além disso, a segunda fonte de alimentação 58 é mostrada nesta ilustração abaixo. A primeira fonte de alimentação 52 alimenta os componentes do sistema como descrito na Figura 1. A segunda fonte de suprimento 58 assume a alimentação elétrica do módulo de redundância 62.

[000110] Os elementos do sistema de freio 80 descritos até agora são alimentados eletricamente pela primeira fonte de alimentação 52 em operação normal e controlados eletronicamente pelo dispositivo de controle 40. Em um primeiro caso de falha, por exemplo, quando a primeira fonte de alimentação 52 falha, não é mais possível fornecer os módulos correspondentes e controlá-los eletronicamente. Para esse fim, todos os módulos, em particular o módulo regulador de pressão 22, o módulo de reboque 24, o módulo de controle de pressão 32 e as válvulas de controle de pressão 28, são projetados com um nível de redundância, conforme descrito na Figura 1. Nesse nível de redundância, a pressão do freio não é mais gerada eletricamente, mas apenas pneumaticamente.

[000111] No caso da falha descrita, o controle eletrônico é reduzido meramente ao módulo de redundância 62, que fornece sinais de controle pneumáticos através das saídas 64, 65.

[000112] As válvulas de mudança 68, 69 são projetadas, por exemplo, como válvulas que são energizadas ativamente pela fonte de alimentação adicional 58 e, nesse estado, apenas encaminham sinais de controle do módulo de redundância 62.

[000113] Se eles não forem mais alimentados pela fonte de alimentação adicional 58, que corresponde a uma segunda falha, eles fecharão as entradas que estão conectadas ao módulo de redundância 62 e, em vez disso, abrirão as entradas que estão conectadas ao módulo de freio a pé 18 e conduzirão os sinais de controle pneumáticos do módulo de freio a pé 18 em um segundo nível de retorno, que é pronunciado meramente por via pneumática, aos elementos correspondentes do sistema de frenagem, que os processam pneumaticamente como descrito acima.

[000114] Existe, portanto, a possibilidade de manter a funcionalidade do EBS 44 através de um segundo sistema de freio redundante 56, que também é controlado eletronicamente.

[000115] Na Figura 5 é mostrada uma forma de concretização adicional do sistema de freio 80 de acordo com a invenção. Os elementos correspondem amplamente à representação da Figura 4. O módulo de redundância 62 agora tem duas conexões adicionais 64a, 65a, que são conectadas às saídas 16, 17 do módulo de freio de pé 18 através das linhas de controle 76, 78. As saídas 64, 65 do módulo de redundância 62 estão agora conectadas diretamente às linhas de controle 20, 30.

[000116] As válvulas de mudança 68, 69 da Figura 4 são integradas no módulo 62 nesta forma de concretização. Isso significa em um segundo erro, ou seja, se ambas as fontes de alimentação 52, 58 falharam e o controle eletrônico de todo o sistema de freio 80 não for mais possível, os sinais de controle pneumáticos do módulo de freio de pé 18 serão transmitidos diretamente para o módulo de redundância 62. Dentro do módulo de redundância 62, estes são encaminhados para as saídas 64, 65. Neste caso, o módulo de redundância 62 atua apenas como um componente das linhas de controle 20, 30 e, assim, entra na posição de passagem.

[000117] No primeiro caso de falha, isto é, quando a primeira fonte de alimentação 52 não alimenta mais o sistema de freio 44, o módulo de redundância 62 gera independentemente sinais de controle e os envia para as saídas correspondentes 64 e 65. O módulo de redundância 62 é projetado para reconhecer a primeira falha e bloquear os sinais de controle pneumáticos correspondentes que vêm do módulo de freio de pé 18 pelas válvulas de mudança integradas.

[000118] O funcionamento adicional da forma de concretização da Figura 5 corresponde ao da Figura 4.

[000119] O módulo de redundância 62 de acordo com a invenção das Figuras 4 e 5 está, portanto, em contato com o primeiro e o segundo circuitos. Os circuitos pneumáticos são integrados separadamente no módulo de redundância 62, para que os requisitos correspondentes da ECE R13 também sejam atendidos.

[000120] As formas de concretização do módulo de redundância 62 mostradas podem ser integradas nos níveis de retorno existentes, ou seja, nos círculos descritos, graças ao seu projeto.

[000121] Existe também a possibilidade de conectar sensores de velocidade, que já estão presentes no veículo, por exemplo, e que medem as velocidades de cada roda individual, ao módulo de redundância 62. O módulo de redundância controlado eletronicamente 62 pode usar as informações dos sensores de velocidade para fornecer uma pressão de freio axialmente, a qual é projetada de tal maneira que as rodas 1 são impedidas de travar devido à frenagem excessiva. Dessa maneira, uma função antibloqueio pode ser implementada, pelo menos axialmente.

[000122] Além disso, é possível um terceiro caso de falha, que consiste na falha da segunda fonte de alimentação 58, em que a primeira fonte de alimentação 52 ainda está ativa. Se for esse o caso, o controle eletrônico do EBS é fundamentalmente possível, embora os dados, em particular as velocidades das rodas, que foram determinados pelo sistema de redundância 56, possam não estar mais disponíveis. Nesse caso, o EBS 44 pode continuar operando com os valores restantes e, por exemplo, pode executar uma regulação ABS eixo a eixo ou uma regulação eixo a eixo da pressão do freio.

[000123] As formas de concretização descritas mostram sistemas de freios controlados eletronicamente ou Módulos, que fornecem controle pneumático e pressões de frenagem em um nível de retorno. Essas formas de concretização não limitam o objeto da invenção. Em vez disso, outras formas de concretização são concebíveis nas quais os sinais de controle e / ou as pressões do freio são pronunciados hidraulicamente. Em uma forma de concretização adicional, também são previstos acionamentos de freio mecanicamente pronunciados e / ou sinais de controle. Outras formas de concretização adicionais podem ser formadas pela combinação das formas de concretização descritas acima.

[000124] Estruturas adicionais de um EBS também são concebíveis. Por exemplo, a estrutura dos dispositivos de controle pneumáticos do eixo dianteiro VA também pode ser prevista no eixo traseiro HA, de modo que um módulo regulador de pressão de canal único 22 em combinação com as válvulas de controle de pressão 28 também seja agora previsto aqui em vez do módulo regulador de pressão de dois canais 32.

[000125] Da mesma forma, um outro módulo regulador de pressão de dois canais 32 pode ser previsto no eixo dianteiro VA em vez do módulo regulador de pressão de canal único 22 em combinação com as válvulas de controle de pressão 28.

[000126] Uma divisão da alimentação de ambos os circuitos por dois acumuladores de pressão 10, 12 também não é absolutamente necessária. Também pode ser previsto por um ou mais de dois acumuladores de pressão.

[000127] Além disso, é concebível uma integração do módulo de redundância 62 no módulo de freio de pé 18 ou uma combinação de ambos os módulos formando um.

LISTA DE SINAL DE REFERÊNCIA 1 roda 2 eixo 3 disco de freio 4 pastilha de freio 10 primeiro acumulador de pressão (fonte de ar comprimido) 12 segundo acumulador de pressão (fonte de ar comprimido) 14 linha de alimentação 15 entrada - módulo de freio de pé (interface) 16 saída - módulo de freio de pé (interface VA) 17 saída - módulo de freio de pé (interface HA) 18 módulo de freio de pé (primeiro módulo) 20 linha de controle 22 módulo regulador de pressão (unidade de processamento, de um canal) 24 módulo de reboque (unidade de processamento) 26 linha 28 válvula de controle de pressão 29 linha 30 linha de controle 32 módulo regulador de pressão (unidade de processamento, de dois canais) 34 linha 36 linha de alimentação 38 linha de alimentação 40 dispositivo de controle EBS (dispositivo de controle) 44 sistema de freio eletrônico (EBS, sistema primário) 50 linha 52 fonte de alimentação EBS (fornecimento de energia, primeira fonte de alimentação)

54 cabo de alimentação 56 sistema de redundância 58 fonte de alimentação sistema de redundância (fornecimento de energia, segunda Fonte de alimentação) 60 cabo de alimentação 61 linha de alimentação 62 módulo de redundância (módulo) 63 entrada/interface 64 saída/interface 64a interface/conexão 65 saída/interface 65a interface/conexão 68 válvula de mudança 69 válvula de mudança 70 linha de controle 72 linha de controle 76 linha de controle 78 linha de controle 80 Sistema de frenagem HA eixo traseiro VA eixo dianteiro

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Módulo (62) para fornecimento de sinais de controle para um sistema de frenagem (80) de veículo, caracterizado pelo fato de que ele apresenta uma fonte de alimentação (52), compreendendo: - pelo menos uma interface (63) que é projetada para ser conectada a uma fonte de ar comprimido (10, 12), - pelo menos uma interface (64, 65), projetada para transmitir os sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32) para gerar pressões de freio, em que o módulo (62) é projetado para ser alimentado por uma fonte de alimentação adicional (58) .

2. Módulo (62) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda: - meios de processamento que também são alimentados por outra fonte de alimentação (58) e que são projetados para executar o controle do módulo (62), e/ou - pelo menos uma interface, que é projetada para receber uma entrada de freio.

3. Módulo (62) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os meios de processamento são formados integralmente com o módulo (62).

4. Módulo (62), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda: - pelo menos uma interface (64a, 65a), que é projetada para receber sinais de controle de um primeiro módulo (18) e/ou - pelo menos uma interface, que é projetada para receber entrada de um motorista, - pelo menos uma interface, que é projetada para transmitir os sinais de controle do primeiro módulo (18) para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32).

5. Módulo (62), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma interface, que é projetada para transmitir os sinais de controle do primeiro módulo (18) para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32), é idêntica a pelo menos uma interface (64, 65), que é projetada para transmitir os sinais de controle para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32).

6. Módulo (62), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o módulo (62) é projetado para bloquear sinais de controle do primeiro módulo (18) no caso de uma primeira falha e transmitir sinais de controle próprios para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32), e em um segundo caso de falha para bloquear sinais de controle próprios e transmitir os sinais de controle do primeiro módulo (18) para pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32).

7. Módulo (62), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira falha é caracterizada por uma interrupção de alimentação do sistema de frenagem (80) através da fonte de alimentação (52) ou por uma falha de um sistema primário (44) e a segunda falha é caracterizada por uma interrupção da alimentação do sistema de frenagem (80) através da fonte de alimentação adicional (58) ou por uma falha de um sistema de redundância (56).

8. Módulo (62), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a alimentação através da fonte de alimentação (52) e através da fonte de alimentação (58) é feita eletricamente.

9. Módulo (62), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os sinais de controle não são pronunciados eletronicamente, em particular mecanicamente e/ou pneumaticamente e/ou hidraulicamente.

10. Módulo (62), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ele compreende ainda: - pelo menos uma interface para receber sinais de velocidade da roda, em que o módulo (62) é projetado para processar os sinais de velocidade da roda quando os sinais de controle são fornecidos.

11. Módulo (62), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o módulo (62) é projetado para fornecer sinais de controle com o auxílio dos sinais de velocidade da roda de modo a impedir um bloqueio de pelo menos uma roda (1) como resultado da frenagem por uma pressão de frenagem gerada do veículo.

12. Módulo (62), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma interface, que é projetada para receber uma entrada de freio, é projetada para receber a entrada de freio pelo primeiro módulo (18) e/ou por uma rede de veículo.

13. Sistema de redundância (56) para suplementar um sistema de freio eletrônico (44) para um veículo, caracterizado pelo fato de que ele apresenta: - um módulo (62) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, - pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32), que é projetada para gerar pelo menos uma pressão de freio não controlada eletronicamente a partir de um sinal de controle, - uma segunda fonte de alimentação (58), em que o sistema de redundância (56) é projetado para ser operado em vez do sistema de freio eletrônico (44).

14. Sistema de redundância (56), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32) é projetada para gerar pelo menos uma pressão de freio mecanicamente e/ou pneumaticamente e/ou hidraulicamente, e/ou o sistema de redundância (56) é projetado para determinar uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meios de detecção e considerá-la no caso de fornecimento do sinal de controle.

15. Sistema de frenagem controlado eletronicamente (80) para um veículo, caracterizado pelo fato de que ele apresenta: - um sistema de freio eletrônico (44) com uma fonte de alimentação (52) e pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32), projetada para, gerar pelo menos uma pressão de freio eletronicamente, - sistema de redundância (56), como definido na reivindicação 13 ou 14, em que o sistema de frenagem (80) é projetado para fornecer pressões de frenagem através do sistema de redundância (56) no caso de falha da primeira fonte de alimentação (52) ou falha do sistema de freio eletrônico (44).

16. Sistema de frenagem controlado eletronicamente (80) para um veículo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32) do sistema de redundância (56) e pelo menos uma unidade de processamento (22, 24, 32) do sistema de freio eletrônico (44) são idênticas, e/ou o sistema de freio controlado eletronicamente (80) é projetado para determinar uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meio de detecção através do sistema de freio eletrônico (44) e uma velocidade de roda de pelo menos uma roda de um eixo por meio de detecção através do sistema de redundância (56).

17. Método para operar um sistema de freio controlado eletronicamente (80) como definido na reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de ele apresenta as seguintes etapas: - fornecimento de pressões de frenagem para operar o sistema de frenagem (80) através de um sistema de frenagem controlado eletronicamente (44), - mudança para um sistema de redundância (56) e fornecimento das pressões de frenagem através do sistema de redundância (56) no caso de uma falha no sistema de freio eletrônico (44).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o caso de falha é a falha do sistema de freio eletrônico (44) ou de sua fonte de alimentação (52).