BRPI0911643B1

BRPI0911643B1 - Sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidráulico de vários circuitos e método para operação do mesmo

Info

Publication number: BRPI0911643B1
Application number: BRPI0911643-5A
Authority: BR
Inventors: Heinz-Anton Schneider; Bernhard Schmittner
Original assignee: Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2020-01-07
Also published as: EP2271530A2; US8645039B2; KR20100135305A; KR101477328B1; EP2271530B2; DE102009016638A1; US20110144878A1; EP2271530B1; JP2011518715A; CN102015396B; CN102015396A; WO2009130283A2; WO2009130283A3; BRPI0911643A2; JP5518843B2

Abstract

sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidráulico de vários circuitos e método para operação do mesmo a invenção refere-se a um sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidráulico de vários circuitos (1), que compreende uma pluralidade de pinças (2-5) tendo atuadores hidraulicamente acionados que são hidraulicamente conectados em uma unidade eletronicamente controlada (6), a dita unidade compreendendo uma unidade eletrônica ecu e uma unidade hidráulica hcu, pelo menos algumas das pinças (2-5) adicional ou separadamente compreendendo atuadores eletromecânicos (10, 11) para acionar ou liberar o efeito do freio de estacionamento. a fim de reduzir interfaces elétricas e unidades eletrônicas em um veículo motorizado, a unidade eletrônica epb+esc-ecu é conectada nos atuadores eletromecânicos (10, 11) através de duas linhas de abastecimento elétrico separadas respectivas (12, 13) e a unidade eletrônica epb+esc-ecu tem pelo menos um meio de comutação elétrica para abastecer os atuadores eletromecanicamente atuados (10, 11) com força.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE FREIO DE VEÍCULO MOTORIZADO ELETRO-HIDRÁULICO DE VÁRIOS CIRCUITOS E MÉTODO PARA OPERAÇÃO DO MESMO. [001] A invenção refere-se a um sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidráulico de vários circuitos compreendendo uma pluralidade de pinças de freio com atuadores hidraulicamente operáveis que são organizados em uma pluralidade de circuitos de freio hidráulico e são conectados hidraulicamente a uma unidade eletronicamente controlada compreendendo uma unidade eletrônica e uma unidade hidráulica tendo uma unidade de bomba de motor para o abastecimento hidráulico de força e sendo que os atuadores hidraulicamente operáveis podem ser operados por meio de operação hidráulico sob a iniciação de um acionador e/ou podem ser operados pela unidade hidráulica independentemente do acionador, particularmente por um programa de estabilidade eletrônica (ESC) e sendo que pelo menos algumas das pinças do freio, particularmente com as finalidades de operação ou liberação do efeito do freio de estacionamento, adicional ou separadamente têm atuadores eletromecânicos, sendo que pelo menos uma fonte de corrente elétrica é eletricamente conectada na unidade eletrônica, que é usada para abastecer eletricidade para o agregado motor-bomba.

[002] Um sistema de freio previamente conhecido já produzido em massa com atuadores eletromecânicos é fornecido não somente com o programa de estabilidade eletrônica - e com o controlador de ESC associado (ESC-ECU), mas também com eletrônica de controle de EPB separada (EPB-ECU) para abastecer corrente para e controlar os atuadores eletromecânicos. As eletrônicas de controle de EPB são posicionadas separadamente em um alojamento em uma localização separada do veículo motorizado. Cada uma das duas eletrônicas de controle é conectada em uma fonte de corrente elétrica. Para comuni

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2/8 cação, uma interligação de topologia de rede (geralmente um sistema de barramento CAN) é usada que tem o ESC-ECU incorporado nela. Além disso, existe uma pluralidade de linhas de abastecimento ou conexão elétrica entre as eletrônicas de controle de EPB e os atuadores eletromecânicos. Para a operação iniciada pelo acionador, uma interface de homem-máquina é usada que é conectada no EPB-ECU.

[003] A operação é geralmente tal que o controlador de EPB lê a solicitação em uma operação de freio de estacionamento e fornece corrente para os atuadores eletromecânicos (atuadores de EPB) - que são geralmente na forma de motores de acionamento elétrico reversíveis - independentemente um do outro com base na solicitação do motorista, isto quer dizer, os opera ou os libera para o efeito do freio de estacionamento.

[004] O sistema de freio conhecido resulta em um alto nível de complexidade tanto para o fabricante do sistema de freio quanto para o fabricante do veículo motorizado. A razão para isso é particularmente que ferragens separadas precisam ser fabricadas, montadas e finalmente instaladas em um veículo motorizado. Isso resulta em complexidade significativa da fiação para o fabricante do veículo.

[005] É um objetivo de a presente invenção reduzir a complexidade para a função do freio de estacionamento eletromecânico e, ao mesmo tempo, permitir a atuação confiável dos atuadores eletromecânicos.

[006] Atinge-se o objetivo por meio de todos os aspectos da invenção. Em princípio, a invenção envolve aperfeiçoar a unidade eletrônica de EPB separada em virtude de uma unidade eletrônica de ESC, que está presente de qualquer forma, sendo conectada nos atuadores eletromecânicos por meio de pelo menos duas linhas de abastecimento elétrico separadas respectivas e em virtude da dita unidade eletrônica de ESC ter pelo menos um meio de comutação eletrônica a

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3/8 fim de abastecer eletricidade para os atuadores eletromecanicamente operáveis. A invenção reduz a complexidade geral para a fabricação do sistema de freio e reduz a complexidade da fiação. Uma vantagem particular da invenção é atingida particularmente nos casos nos quais a fonte de corrente elétrica proporciona uma tensão comparativamente baixa, em cujo caso o aperfeiçoamento de um controlador de EPB separado ajuda a produzir os efeitos vantajosos.

[007] Nos desenvolvimentos da invenção, também é feita a provisão para que atuadores eletromecânicos tenham um nível de eficiência extremamente alto sejam usados, de modo que eles também exijam corrente comparativamente baixa para atingir as forças de tensão necessárias.

[008] Vantajosamente, a estrutura de custo inventivo melhorada da invenção até mesmo permite que o sistema de freio proposto seja usado na classe de pequenos carros ou em veículos motorizados em uma classe menor de faixa média.

[009] Os detalhes adicionais da invenção podem ser encontrados nas concretizações em conjunto com a descrição com referência ao desenho. No desenho, em cada caso, em forma altamente esquemática:

[0010] a figura 1 mostra um sistema de freio previamente conhecido, [0011] a figura 2 mostra um sistema de freio de acordo com a invenção e [0012] a figura 3 mostra detalhes do sistema de freio mostrado na figura 2 com a finalidade de comparação com o sistema conhecido mostrado na figura 1.

[0013] A figura 2 revela um sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidraulicamente operável, de vários circuitos 1. Esse compreende uma pluralidade de pinças de freio 2-5 com atuadores hidraulicamente

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4/8 operáveis que são organizados em uma pluralidade de circuitos de freio hidráulico e são conectados hidraulicamente em uma unidade eletronicamente controlada 6 compreendendo uma unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) e uma unidade hidráulica (HCU) contendo um agregado motor-bomba e também válvulas eletro-hidráulicas para o abastecimento hidráulico de força. Nesse caso, os atuadores hidraulicamente operáveis podem ser operados por um meio de operação hidráulico 7 através de linhas hidráulicas contínuas 8, 9 sob a iniciação de um acionador e a unidade 6 fundamentalmente proporciona um sistema de distribuição de força de freio eletronicamente controlado (EBD) para as pinças de freio 2-5 em relação a isso. Uma função adicional é que as pinças de freio 2-5 podem ser operados independentemente do acionador pela unidade 6, particularmente por um programa de estabilidade eletrônica (ESC). A fim de permitir uma função de assistência eletrônica adicional, pelo menos algumas das pinças de freio 2-5 adicional ou separadamente têm atuadores eletromecânicos 10, 11 com um alto nível de eficiência, particularmente com a finalidade de operação ou liberação do efeito de freio de estacionamento com base em uma solicitação do freio de estacionamento. Os atuadores eletromecânicos 10, 11 podem ser fornecidos em conjunto com um freio de disco ou podem agir em um freio de tambor, esses respectivamente sendo dispostos de preferência em um eixo traseiro. A invenção pode também ser aplicada em outros mecanismos de atrito ou engate que são usados para travar as rodas do veículo. Com a finalidade de fornecer eletricidade, pelo menos uma fonte de corrente elétrica 14 é eletricamente conectada na unidade eletrônica ECU. A mesma conexão é usada para o abastecimento fundamental de eletricidade para a unidade 6 e as cargas conectadas nela. A unidade eletrônica EPB+ESC-ECU é conectada nos atuadores eletromecânicos 10, 11 por meio de pelo menos duas linhas de abastecimento elétrico separadas respectivas 12, 13. Além disso, a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU tem

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5/8 pelo menos um meio de comutação elétrica com a finalidade de fornecer corrente em um modo eletricamente reversível para os atuadores eletromecanicamente operáveis 10, 11. É evidente que o uso de acionamentos trifásicos na região dos atuadores 10, 11 pode envolver a provisão de três linhas de abastecimento sem se afastar do âmago da invenção.

[0014] O dito meio de comutação pode adicionalmente ter meio integrado para reverter pelo menos um dos atuadores eletromecânicos 10, 11 a fim de liberar a função de freio de estacionamento operada. O refinamento específico de tal meio de reversão pode ser em formas diferentes. Quando um motor de acionamento DC é usado na região dos atuadores 10, 11, chaves semicondutoras agindo na maneira de um relé podem ser suficientes para simplesmente comutar a corrente nas duas linhas de abastecimento 12, 13. Particularmente quando motores DC polifásicos, em particular sem escova, são usados, é preferível, em contraste, integrar o meio de comutação que contém o meio de comutação semicondutor no que é conhecido como uma disposição de circuito de ponte MOSFET H a fim de permitir a operação em vários quadrantes.

[0015] A fim de conectar a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU nos seus periféricos, tal como particularmente os atuadores 10, 12, pelo menos uma interface elétrica adicional S é usada, por exemplo, com pelo menos um elemento de encaixe elétrico adicional, para a conexão elétrica em pelo menos duas linhas de abastecimento elétrico 12, 13; 12', 13'. Uma conexão de barra COM é fornecida com a finalidade de integração e comunicação da ESC+EPB-ECU dentro de uma topologia de rede do veículo. Portas ou conexões adicionais dos sensores de operação 18, 19, sensores de rotação da roda, sensores de pressão semelhantes não são esclarecidos.

[0016] Em um refinamento preferido adicional da invenção, uma interface de homem-máquina 15 na forma de uma chave ou botão de pressão e meio de comutação - não explicitamente mostrado - integra

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6/8 do na ECU é conectada em série com os atuadores 10, 11. Para a conexão elétrica, uma linha de conexão elétrica 16 é usada entre a interface de homem-máquina 15 e a ECU.

[0017] Embora não seja evidente nos detalhes nessa forma da figura esquemática 2, é vantajoso no caso de uma modalidade vantajosa minimizar os comprimentos de linha e as resistências de linha elétrica resultantes se a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU e a fonte de corrente 14 forem dispostas relativamente próximas entre si em um espaço de instalação comum, tal como particularmente em um compartimento do motor ou porta-malas de um veículo motorizado, de modo que a conexão 17 possa ser mantida relativamente curta. Considerado no geral, a orientação fundamental usada para tornar proporcional todos os comprimentos de linha elétrica no sistema pode ser que o quociente para o comprimento de uma linha de abastecimento mais longa 12, 13, por um lado, e o comprimento de uma conexão elétrica 17 entre a fonte de corrente elétrica 14 e a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU, por outro lado, seja pelo menos aproximadamente dois ou mais. Com preferência particular, o quociente entre aproximadamente 3 e 10 é buscado, com um comprimento de fio único curto também sendo buscado, em princípio, a fim de reduzir fundamentalmente as resistências elétricas. Os termos comprimento de linha ou comprimento de fio são geralmente definidos tal que eles podem ser entendidos, em princípio, como significando os componentes de transporte da corrente, tal como particularmente o que são conhecidos como barras coletoras ou senão outros componentes de chassi ou veículo fixos com uma função de transporte de corrente para os atuadores 10, 11.

[0018] As figuras mostram as diferenças nos detalhes de um sistema de freio inventivo como mostrado nas figuras 2 e 3 em comparação com um sistema de freio previamente conhecido como mostrado

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7/8 na figura 1.

[0019] Para a operação do sistema de freio, a seguinte funcionalidade é adicionalmente proposta. Em princípio, a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU armazena pelo menos um valor de corrente alvo prescrito que se correlaciona com uma força de aperto prescrita para os atuadores eletromecânicos 10, 11. Além disso, a unidade eletrônica EPB+ESC-ECU é usada para medir ou verificar uma corrente real máxima, demandada por um atuador eletromecânico 10, 11, sempre que o freio de estacionamento é operado. Em uma etapa do método subsequente, a corrente real máxima é comparada com o valor da corrente alvo prescrita e, dessa maneira, um déficit de força de tensão possível é averiguado se é verificado que a corrente real é menor do que o valor da corrente alvo. Com essa base, a ECU é usada para decidir se e em qual extensão a unidade 6 executa um abastecimento de força eletro-hidráulica adicional.

[0020] A diferença formada entre o valor da corrente alvo e o valor da corrente real máxima pode ser usada, até alguma extensão, como um parâmetro para quantizar a diferença da força de tensão a fim de permitir a partida graduada ou controlada da unidade 6 com base nessa informação. Isso permite que a unidade 6 seja iniciada com base no parâmetro como requerido. Em uma modalidade adicionalmente preferida dessa função, pode ser feita a provisão para que o déficit da força de tensão seja efetuado pelo controle de saída pela unidade 6 e/ou pela regulação de pressão usando válvulas eletro-hidráulicas eletronicamente controláveis que são associadas com os atuadores hidráulicos 2-5.

[0021] A operação de liberação da função do freio de estacionamento é executada geralmente sem ativar a unidade da bomba do motor 6, isto quer dizer, por meio da operação invertida do atuador eletromecânico.

Lista dos símbolos de referência

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8/8 sistema de freio do veículo motorizado pinça do freio pinça do freio pinça do freio pinça do freio unidade meio de operação hidráulica linha hidráulica linha hidráulica atuador eletromecânico atuador eletromecânico linha de abastecimento linha de abastecimento fonte de corrente interface homem-máquina linha de conexão conexão

18, 19 sensor

ECU unidade eletrônica

HCU unidade hidráulica

S interface

VR frente direita

VL frente esquerda

HR traseira direita

HL traseira esquerda

COM conexão de barra

ESC programa de estabilidade eletrônica

EPB freio de estacionamento elétrico

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de freio de veículo motorizado eletro-hidráulico de vários circuitos compreendendo uma pluralidade de pinças de freio (2-5) com atuadores hidraulicamente operáveis, que são organizados em uma pluralidade de circuitos de freio hidráulico e são hidraulicamente conectados a uma unidade eletronicamente controlada (6) que compreende uma unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) e uma unidade hidráulica (HCU) apresentando um agregado motor-bomba para o abastecimento hidráulico de energia, e sendo que os atuadores hidraulicamente operáveis podem ser operados por meio de operação hidráulico (7) inicializado por um motorista e/ou podem ser operados pela unidade (6) independentemente do motorista, e sendo que pelo menos algumas das pinças de freio (2-5), particularmente para a operação ou liberação de um efeito do freio de estacionamento, adicional ou separadamente apresentam atuadores eletromecânicos (10, 11), sendo que pelo menos uma fonte de corrente elétrica (14) é eletricamente conectada à unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU), que serve para fornecer eletricidade para a unidade (6), caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) é conectada aos atuadores eletromecânicos (10, 11) por meio de pelo menos duas linhas de abastecimento elétrico separadas (12, 13) e sendo que a unidade eletrônica (ECU) apresenta pelo menos um meio de comutação elétrica, a fim de fornecer eletricidade para os atuadores eletromecanicamente operáveis (10, 11).
2. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circuitos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de comutação elétrica adicionalmente apresenta pelo menos um meio integrado para reverter os atuadores eletromecânicos (10, 11), a fim de liberar a função de freio de estacionamento.
3. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circui

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2/4 tos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada meio de comutação é fornecido integrado na unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) e contém pelo menos uma chave semicondutora e/ou um circuito de ponte MOSFET.
4. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circuitos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) apresenta pelo menos uma interface elétrica adicional (S), tal como particularmente pelo menos um elemento de encaixe elétrico adicional, para a conexão elétrica às linhas de abastecimento elétrico (12, 13).
5. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circuitos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) apresenta uma interface adicional para uma interface de homem-máquina (15), particularmente em uma chave separada e/ou botão para operar ou liberar um efeito do freio de estacionamento, de modo que a interface homem-máquina (15) e o meio de comutação sejam conectados em série.
6. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circuitos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) e a fonte de corrente (14) são dispostas juntas em um espaço de instalação comum, tal como particularmente em um compartimento do motor ou porta-malas de um veículo motorizado.
7. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circuitos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o quociente do comprimento de uma linha de abastecimento mais longo (12, 13), por um lado, e do comprimento da conexão elétrica (17) entre a fonte da corrente elétrica (14) e a unidade eletrônica (EPB+ESCECU), por outro lado, é pelo menos aproximadamente dois ou mais.
8. Sistema de freio de veículo motorizado de vários circui

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3/4 tos, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato em que o quociente fica entre aproximadamente 3 e 10.
9. Método de operação para um sistema de freio de veículo, como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) é armazenado pelo menos um valor de corrente alvo prescrito, que se correlaciona com uma força de aperto prescrita, sendo que a unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) é usada para medir ou verificar uma corrente real máxima, demandada por um atuador eletromecânico (10, 11) para cada operação do freio de estacionamento, sendo que a corrente real máxima é comparada com o valor da corrente alvo prescrita a fim de verificar um déficit da força de tensão, e sendo que a unidade (6) para um abastecimento hidráulico adicional de energia é adicionalmente colocada em operação pela unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) quando o déficit da força de tensão tiver sido averiguado.
10. Método de operação para um sistema de freio de veículo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que na unidade eletrônica (EPB+ESC-ECU) é formada uma diferença entre o valor prescrito da corrente alvo e o valor máximo da corrente real, sendo que diferença é fornecida como parâmetro para quantizar o déficit da força de tensão, e sendo que a unidade (6) é colocada em operação na dependência do parâmetro conforme necessário.
11. Método de operação para um sistema de freio de veículo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o déficit da força de tensão é reduzido por controle de potência pela unidade (6) e/ou pela regulação de pressão usando válvulas eletro-hidráulicas eletronicamente controláveis da unidade (6).
12. Método de operação para um sistema de freio de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que uma operação de liberação depois de uma fun

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4/4 ção do freio de estacionamento, sem o abastecimento hidráulico de energia pela unidade (6), é efetuada por meio da operação reversa do atuador eletromecânico (10, 11).