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EINLEITUNG
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Brake-by-Wire-System (BBW-System) und insbesondere eine hydraulische Unterstützungsanordnung des BBW-Systems.
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Konventionelle KFZ-Bremsanlagen sind normalerweise auf Hydrauliköl basierte Systeme, die aktiviert werden, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, das im Allgemeinen einen Hauptzylinder betätigt. Der Hauptzylinder wiederum beaufschlagt das Hydrauliköl in verschiedenen Hydraulikölleitungen mit Druck, die zu entsprechenden Stellgliedern an den jeweils neben den Rädern angebrachten Bremsen führen. Eine Hydraulikbremsanlage dieser Art kann durch eine Hydraulik-Modulatoranlage ergänzt werden, die Antiblockiersystem, Antischlupfregelung und Systeme für eine verbesserte Fahrzeugstabilität unterstützt. Die Radbremsen können hauptsächlich durch den manuell betätigten Hauptbremszylinder mit ergänzenden Ansprechdruckgradienten betrieben werden, die durch die Hydraulik-Modulatoranlage während des Antischlupfs, der Antischlupfregelung und der Stabilitätsverbesserungs-Betriebsmodi zugeführt werden.
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Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, wodurch wiederum ein Kolben des Hauptzylinders betätigt wird, um die Radbremsen zu aktivieren, stößt er auf Pedalwiderstand. Ursache für diesen Widerstand ist eine Kombination verschiedener Faktoren, wie der tatsächlichen Bremskräfte an den Rädern, Hydrauliköldruck, mechanischer Widerstände im Bremskraftverstärker/Hauptbremszylinder, der Kraft einer Rückstellfeder, die auf das Bremspedal einwirkt und anderer. Somit ist ein Fahrer an dieses Gefühl des Widerstands als einem normalen Vorkommnis beim Fahren gewöhnt.
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Jüngere Fortschritte in der Bremstechnik beinhalten BBW-Systeme, die die Fahrzeugbremsanlage über ein elektrisches Signal betätigen, das üblicherweise mittels einer eingebauten Steuerung ausgelöst wird. Bremsmoment kann ohne direkte hydraulische Verbindung zum Bremspedal auf die Radbremsen angewendet werden. Das BBW-System kann als zusätzliches System verwendet werden (d. h. einen Teil der konventionelleren hydraulischen Bremssysteme ersetzen) oder eine hydraulische Bremsanlage vollständig ersetzen (d. h. ein reines BBW-System). In beiden Arten von BBW-System kann das „Bremspedalgefühl“, an das der Fahrer gewöhnt ist, emuliert werden.
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Derzeitige Implementierungen von BBW-Systemen beinhalten möglicherweise keine Systemredundanzen, um die Toleranz gegenüber unerwarteten Betriebsbedingungen oder unerwünschten Ereignissen zu verbessern. Dementsprechend sind Verbesserungen der Systemtoleranz und/oder -robustheit wünschenswert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einer exemplarischen Anzahl an der Erfindung beinhaltet ein Brake-by-Wire-System (BBW-System) eines Fahrzeugs eine Steuerung, eine Bremsanordnung, eine Bremspedalanordnung und eine hydraulische Unterstützungsanordnung. Die Bremsenanordnung beinhaltet eine Bremse und ein Stellglied, das operativ mit der Bremse verbunden ist, wenn sich das BBW-System in zumindest einem normalen Betriebsmodus befindet. Die Bremspedalanordnung ist operativ mit der Bremse verbunden, wenn sich das BBW-System in einem Sicherungsbetriebsmodus befindet, und ist im normalen Betriebsmodus operativ mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung ist konfiguriert, um Bremsabsichtssignale von der Bremspedalanordnung zu empfangen und ein Befehlssignal an das Stellglied auszugeben. Das Stellglied ist zum Ansteuern der Bremse konstruiert und angeordnet, was das Befehlssignal anzeigt, wenn sich das BBW-System im normalen Betriebsmodus befindet. Die hydraulische Unterstützungsanordnung beinhaltet eine Hydraulikleitung in gesteuerter Fluidverbindung mit und zwischen der Bremse und der Bremspedalanordnung und ein mit der Hydraulikleitung verbundenes Ventil, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es sich in einer normalen Position befindet, die Bremspedalanordnung hydraulisch von der Bremse isoliert, was den normalen Betriebsmodus anzeigt, und in einer Sicherungsposition, die eine Fluidverbindung zwischen der Bremspedalanordnung und der Bremse bereitstellt, die den Sicherungsbetriebsmodus anzeigt.
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In einer anderen exemplarischen Anzahl an der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines BBW-Systems das Betreiben einer Bremspedalanordnung mit einem Umlenkventil in einer normalen Position während eines normalen Betriebsmodus des Systems. Während des normalen Betriebs ist eine Fluidverbindung zwischen einem Hydraulikzylinder und einem Hydraulikemulator der Bremspedalanordnung vorgesehen. Wenn das Umlenkventil entregt ist, bewegt sich das Umlenkventil von der normalen Position in eine Sicherungsposition, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und einer Bremse bereitgestellt wird.
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Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
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Figurenliste
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht und in denen Folgendes gilt:
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem BBW-System als ein nicht-beschränkendes Beispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine schematische Darstellung des BBW-Systems mit einem hydraulischen Sicherungssystem; und
- 3 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben des BBW-Systems.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen. Die hier verwendeten Begriffe „Modul“ und „Steuerung“ beziehen sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
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Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20, das einen Antriebsstrang 22, mehrere rotierende Räder (d. h. zwei dargestellte Vorderräder 24, 26 und zwei dargestellte Hinterräder 28, 30), ein BBW-System 32 und eine elektrische Leistungsquelle 33 beinhalten kann. Der Antriebsstrang 22 kann einen Motor 34, ein Getriebe 36 und ein Verteilergetriebe 38 beinhalten. Der Motor 34 erzeugt ein Antriebsmoment, das über eine rotierende Kurbelwelle (nicht dargestellt) auf das Getriebe 36 übertragen werden kann. Das Getriebe 36 stellt im Allgemeinen das Antriebsmoment ein, das über das Verteilergetriebe 38 und andere Antriebsstrangkomponenten an eines oder alle der Räder 24, 26, 28, 30 geliefert wird. Verschiedene Arten von Motoren 34 können in dem Fahrzeug 20 verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und einen Hybridmotor, der sowohl den Elektromotor als auch den Verbrennungsmotor kombinieren kann. Das Fahrzeug 20 kann ein PKW, ein LKW, ein Transporter, ein Geländewagen oder ein beliebiges anders selbstfahrendes oder geschlepptes Fördermittel sein, das geeignet ist, eine Last zu transportieren.
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Das BBW-System 32 ist konfiguriert, um im Allgemeinen die Geschwindigkeit zu verlangsamen und/oder die Bewegung des Fahrzeugs 20 zu stoppen, und kann mehrere Bremsanordnungen (d. h. zwei vordere Bremsanordnungen 42, 44 und zwei hintere Bremsanordnungen 46, 48), eine Bremspedalanordnung 50, mindestens eine hydraulische Unterstützungsanordnung (d. h. zwei als 52, 54 dargestellt) und eine Steuerung 56 beinhalten. Jede Bremsanordnung 42, 44, 46, 48 kann den jeweiligen Rädern 24, 26, 28, 30 zugeordnet sein, um die gesonderte Verzögerung des zugeordneten Rades zu erleichtern. Jede hydraulische Unterstützungsanordnung 52, 54 kann jeweiligen vorderen Bremsanordnungen 42, 44 zugeordnet sein. Wie dargestellt ist, können die hinteren Bremsanordnungen 46, 48 nicht mit einer hydraulischen Unterstützungsanordnung verbunden sein. Es wird in Betracht gezogen und verstanden, dass eine beliebige Anzahl und/oder Kombination von Rädern, Bremsanordnungen und Sicherungsanordnungen in einem Fahrzeug mit mehreren Rädern verwendet werden kann.
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Die Leistungsquelle 33 kann konfiguriert sein, um Bremsanordnungen 42, 44, 46, 48 und der Steuerung 56 über jeweilige Leistungsleiter 58, 60, 62, 64, 66 elektrische Leistung getrennt bereitzustellen. Diese Trennung der Leistung kann ein robusteres und zuverlässigeres Leistungsverteilungsnetzwerk für das BBW-System 32 ermöglichen. Das heißt, wenn elektrische Leistung zum Beispiel an einer Bremsanordnung versagen sollte, kann die Leistung an den verbleibenden drei Bremsanordnungen immer noch verfügbar sein. Es wird in Betracht gezogen und verstanden, dass jede Konfiguration eines Leistungsverteilungsnetzwerkes plausibel ist und im Allgemeinen von verschiedenen Attributen und Designs des BBW-Systems 32 und/oder dem gewünschten Grad an verbesserter Robustheit und BBW-Systemzuverlässigkeit abhängt.
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Die Steuerung 56 kann einen Prozessor (z. B. einen Mikroprozessor) und einen computerbeschreibbaren und lesbaren Speicher beinhalten. Die Steuerung 56 ist zum Empfangen verschiedener Eingangssignale konfiguriert, die von den Bremsanordnungen 42, 44, 46, 48 und der Bremspedalanordnung 50 vorgenommene sensorische Messungen anzeigen. Die Sensordaten können der Steuerung 56 nach Bedarf zur Verwendung mit einem oder mehreren Bremsalgorithmen übertragen werden, die in dem Speicher der Steuerung 56 gespeichert sind. Die Sensordaten können auch verwendet werden, um eine entsprechende Bremsanforderung oder ein entsprechendes Bremsereignis in Reaktion auf die erfassten und aufgezeichneten Messungen oder sensorischen Messwerte zu berechnen, auszuwählen und/oder anderweitig zu bestimmen. Basierend auf der bestimmten Bremsanforderung oder dem bestimmten Bremsereignis kann die Steuerung 56 verschiedene Bremsalgorithmen, Geschwindigkeitsberechnungen, Bremsentfernungsberechnungen und andere Funktionen ausführen. Zusätzlich kann die Steuerung 56 verschiedene Bremsmechanismen oder -systeme steuern, wie beispielsweise eine elektronische Notbremse. Die Steuerung 56 kann die für jedes Rad 24, 26, 28, 30 angewendeten Bremsmomente koordinieren, die variieren können, um die Stabilität des Fahrzeugs 20 aufrechtzuerhalten (d. h. Funktionen in der Art von Stabilitätskontrolle), Radschlupf zu handhaben (d. h. Antiblockierbremsung und Traktionskontrolle) und/oder einen anderen Grund, aufgrund dessen ein Differentialbremsmoment erforderlich ist. In der Ausführungsform eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs kann die Steuerung 56 das gewünschte Bremsmoment auch zwischen den reibungsbetätigten Bremsen über die Bremsanordnungen 42, 44, 46, 48, und das regenerative Bremsen über den elektrischen Antriebsstrang verteilen.
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Nichtbeschränkende Beispiele für die Steuerung 56 können eine arithmetische Recheneinheit und logische Operationen beinhalten, ein elektronisches Steuermodul, das Anweisungen aus einem Speicher abfragt, dekodiert und ausführt, und eine Baugruppeneinheit, die mehrere parallele Rechenelemente verwendet. Andere Beispiele für die Steuerung 56 können ein Motorsteuergerät und eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung beinhalten. Es ist weiterhin vorgesehen und davon auszugehen, dass die Steuerung 56 redundante Steuerungen beinhalten kann, und/oder dass das System andere Redundanzen beinhalten kann, um die Zuverlässigkeit des BBW-Systems 22 zu verbessern.
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Unter Bezugnahme auf 2 und zur Vereinfachung der Erläuterung wird die vordere Bremsenanordnung 42 mit dem Verständnis beschrieben, dass die verbleibenden Bremsanordnungen 44, 46, 48 im Allgemeinen gleich sein können. Die Bremsanordnung 42 kann eine Bremse 68, eine Hydraulikleitung 70 und ein Stellglied 72 beinhalten, das angepasst sein kann, um die Bremse 68 über die Hydraulikleitung 70 hydraulisch zu betätigen. Die Bremse 68 ist als eine Sattel- oder Scheibenbremse dargestellt; die Bremse 68 kann jedoch jegliche Art von Bremse sein, die Trommelbremsen und andere einschließt. Das Stellglied 72 kann ein elektrohydraulischer Bremsantrieb (EHBA) oder ein anderer Stellgliedtyp sein, der in der Lage ist, die Bremse 68 anhand eines elektrischen Eingangssignals zu betätigen, das von der Steuerung 56 empfangen werden kann. Genauer gesagt kann das Stellglied 72 ein beliebiger Motortyp sein oder diesen beinhalten, der in der Lage ist, auf ein empfangenes elektrisches Signal zu handeln, und als Konsequenz Energie in eine Bewegung umwandelt, die die Bewegung der Bremse 68 steuert. Somit kann das Stellglied 72 ein Gleichstrommotor sein, der konfiguriert ist, um elektrohydraulischen Druck zu erzeugen, der beispielsweise über die Hydraulikleitung 70 an die Bremssättel der Bremse 68 geleitet wird. Es wird in Betracht gezogen und verstanden, dass der Begriff „Hydraulikleitung“ eine Leitung, eine Röhre, eine Öffnung, einen in einem Gehäuse oder einem Flügel definierten Kanal und ein beliebiges anderes strukturdefiniertes Element beinhalten kann, das Fluid strömen kann.
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Die Stellglieder 72 der Bremsanordnungen 42, 44, 46, 48 können „intelligente“ Stellglieder sein, die jeweils eine zweckbestimmte Steuerung, einen Treiber (d. h. einen oder mehrere elektronische Stromkreise) und einen mit einer Hydraulikpumpe zum Antreiben der Bremsen 68 verbundenen Elektromotor beinhalten. Die Stellgliedsteuerung, der Treiber, der Elektromotor, die Hydraulikpumpe und die Bremse 68 können als eine einzelne Komponente kombiniert werden, die eine schnelle, robuste und diagnostizierbare Kommunikation innerhalb jeder Bremsanordnung 42, 44, 46, 48 ermöglicht, während die Datenlatenz verringert wird.
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Die Systemsteuerung 56 kann konfiguriert sein, um selektiv ein Befehlssignal (siehe Pfeil 73, z. B. ein digitales Signal mit geringer Leistung) in Reaktion auf ein oder mehrere Bremsereignisse, wie beispielsweise eine Fahreranforderung zum Bremsen des Fahrzeugs 20, über einen Pfad 75 und an die Stellgliedsteuerung auszugeben. Beispiele für Pfade 75 zum Liefern des Befehlssignals 73 können FlexRay™, Ethernet und eine niederleistungsfähige Nachrichten-basierte Schnittstelle oder einen Übertragungskanal, wie beispielsweise einen Controller Area Network (CAN)-Bus, beinhalten, sind aber nicht auf dieses beschränkt. FlexRay™ ist ein schnelles, fehlertolerantes, zeitgesteuertes Protokoll mit jeweils statischen und dynamischen Rahmen. FlexRay™ kann hohe Datenraten von bis zu zehn (10) Mbit/s unterstützen. In einer Ausführungsform kann das System mit analogen Steuerspannungen oder -strömen implementiert werden.
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Das Datenbefehlssignal 73 initiiert den Stellgliedtreiber und den Motor, um die Pumpe anzutreiben und die Bremssättel oder Bremsen 68 hydraulisch zu betätigen. Auf diese Weise können die verbesserten intelligenten Stellglieder 72 die Gesamtanzahl der Komponenten und die Verbindungskomplexität des BBW-Systems 22 im Vergleich zu konventionellen BBW-Systemen verringern. Darüber hinaus unterstützt die Verwendung von einem oder mehreren verbesserten intelligenten Stellgliedern 72 die Beseitigung von Langstrecken-Hochstrom-Schaltdrähten, wodurch EMI-Emissionen, die typischerweise in konventionellen BBW-Systemen auftreten, verringert oder sogar eliminiert werden.
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Jede Stellgliedsteuerung des intelligenten Stellglieds 72 kann einen programmierbaren Speicher und einen Mikroprozessor beinhalten. Der programmierbare Speicher kann Flash-Software speichern, um Flexibilität für die Produktionsumsetzung bereitzustellen. Auf diese Weise können die Stellgliedsteuerungen in der Lage sein, die notwendige Steuerlogik zum Implementieren und Steuern der Stellgliedtreiber unter Verwendung eines Bremspedalübergangslogikverfahrens oder -algorithmus, der programmiert oder im Speicher gespeichert ist, schnell auszuführen. In mindestens einer Ausführungsform können die Stellgliedsteuerungen Betriebsdaten erzeugen, die dem Fahrzeug 20 zugeordnet sind. Die Betriebsdaten beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf Daten, die eine Drehmomentkraft anzeigen, die auf ein entsprechendes Fahrzeugrad angewendet wird, die Radgeschwindigkeit des Rades, das mit der entsprechenden Bremse verbunden ist, die Bremsmoment-Radgeschwindigkeit, den Motorstrom, den Bremsdruck und die Bremsanordnungstemperatur.
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Die Stellgliedsteuerungen (z. B. der Speicher) können auch mit einer oder mehreren Bremsmoment-Nachschlagetabellen (LUTs) oder Bremsmoment-Datentabellen, die für den Mikroprozessor leicht zugänglich sind, um einen Bremsalgorithmus durchzuführen oder auszuführen, vorgeladen oder vorprogrammiert sein. In mindestens einer Ausführungsform speichert die Bremsmoment-LUT aufgezeichnete Messungen oder Messwerte der Bremspedalanordnung 50 und enthält eine zugeordnete angewiesene Bremsanforderung für jede der erfassten Kraftmessungen. In ähnlicher Weise können die Stellgliedsteuerungen eine Pedalstellungs-LUT speichern, die den durch verschiedene Sensoren überwachten Messungen oder Messwerten entspricht (später zu erörtern) und eine für die erfasste Geschwindigkeit und/oder Position der Bremspedalanordnung 50 geeignete befohlene Bremsanforderung enthalten. Die Stellgliedsteuerung(en) kann/können auch ESC-Funktionen, ABS-Funktionen und Stabilitätsfunktionen ausführen.
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Die Bremspedalanordnung 50 kann ein Bremspedal 74, ein mechanisches Gestänge 76 (z. B. Druckstange), eine Zylindervorrichtung 78, mindestens eine Hydraulikleitung (d. h. zwei als 80, 82 dargestellt) und eine Emulatorvorrichtung 84 beinhalten. um ein Bremspedalgefühl zu simulieren, das einem herkömmlicheren, hydraulischen Bremssystem ähnelt. In einem Beispiel kann die Zylindervorrichtung 78 eine Duplexzylindervorrichtung 78 mit zwei Zylindern 86, 88 sein, wobei der erste Zylinder 86 in hydraulischer Verbindung mit der ersten Hydraulikleitung 80 steht und der zweite Zylinder 88 in hydraulischer Verbindung mit der zweiten Hydraulikleitung 82 steht. Die Emulatorvorrichtung 84 kann eine Duplexemulatorvorrichtung sein, die einen ersten Emulator 90 in hydraulischer Verbindung mit der ersten Leitung 80 und einen zweiten Emulator 92 in hydraulischer Verbindung mit der zweiten Leitung 82 aufweist. Die Bremspedalanordnung 50 ist dadurch konfiguriert, um gemeinsam zwei Zylinder 86, 88 und zwei jeweilige Emulatoren 90, 92 über einen einzelnen Hub des Bremspedals 74 zu betreiben. Diese Redundanz bei der Betätigung sorgt für eine Redundanz in der Hydraulik, sodass ein unerwünschtes Ereignis (z. B. ein hydraulisches Leck) in einer hydraulischen Unterstützungsanordnung 52, 54 (siehe auch 1) die andere hydraulische Unterstützungsanordnung nicht negativ beeinflusst.
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Die hydraulischen Unterstützungsanordnungen 52, 54 können jeweilige Hydraulikleitungen 94, 96 und entsprechende Ventile 98, 100 beinhalten. Die erste Hydraulikleitung 94 steht in gesteuerter Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikleitung 80 der Bremspedalanordnung 50 und der Hydraulikleitung 70 der vorderen Bremsanordnung 42. Die zweite Hydraulikleitung 96 steht in gesteuerter Fluidverbindung zwischen der zweiten Hydraulikleitung 82 und der Hydraulikleitung 70 der anderen vorderen Bremsanordnung 44. Die Ventile 98, 100 können jeweils Umlenkventile sein, die einen Solenoid beinhalten können, der das Ventil 98, 100 bei Erregung in einer Normalposition und bei Entregung in einer Sicherungsposition hält. Die Ventile 98, 100 können mit den jeweiligen Hydraulikleitungen 80, 82 und den jeweiligen Hydraulikleitungen 94, 96 in Fluidverbindung stehen (d. h. in diesen und/oder im Allgemeinen zwischen diesen angeordnet sein). Genauer gesagt kann jedes Umlenkventil 98, 100 allgemein eine Einlassöffnung in kontinuierlicher Fluidverbindung mit den jeweiligen Zylindern 86, 88 und zwei Auslassöffnungen haben. Die ersten Auslassöffnungen jedes Ventils 98, 100 stehen in Fluidverbindung mit den jeweiligen Emulatoren 90, 92, und die zweiten Auslassöffnungen stehen in Fluidverbindung mit den jeweiligen Hydraulikleitungen 94, 96 und/oder jeweiligen Hydraulikleitungen 70.
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Wenn sich das BBW-System 20 in einem normalen Betriebsmodus befindet, wird der Solenoid der Umlenkventile 98, 100 erregt, die Hydraulikleitungen 94, 96 sind von den jeweiligen Hydraulikleitungen 80, 82 der Bremspedalanordnung 50 isoliert, und die Hydraulikleitungen 80, 82 stellen eine Fluidverbindung zwischen den jeweiligen Zylindern 86, 88 und den Emulatoren 90, 92 über die jeweiligen Ventile 98, 100 bereit. Wenn sich das BBW-System 20 in einem Sicherungsmodus befindet (z. B. Stromausfall), werden die Solenoide der Umleitventile 98, 100 entregt, die Emulatoren 90, 92 sind isoliert (d. h. nicht in Fluidkommunikation mit dem jeweiligen der Zylinder 86, 88 und die Zylinder 86, 88 stehen in Fluidverbindung mit den Bremsen 68 der jeweiligen Bremsanordnungen 42, 44. Das heißt, wenn der Bediener das Fahrzeug in dem Sicherungsmodus durch Niederdrücken des Bremspedals 74 verzögern kann, was wiederum die Zylinder 86, 88 betätigt, strömt Hydraulikfluid durch die entregten Umlenkventile 98, 100, durch die Hydraulikleitungen 94, 96 und allgemein in die Bremsen 68 der jeweiligen Bremsanordnungen 42, 44. Es wird in Betracht gezogen und verstanden, dass das inhärente Design des Stellglieds 72 während des Sicherungsmodus einen Rückfluss von Hydraulikfluid in die Stellglieder 72 verhindern kann, was ansonsten die Bremsleistung verschlechtern könnte. Es wird ferner in Betracht gezogen, dass das BBW-System 20 in einem Teilsicherungsmodus arbeiten kann, in dem beispielsweise elektrischer Strom an die Bremsanordnung 42, aber nicht notwendigerweise an die Bremsanordnung 44 verloren geht. In diesem Szenario kann die Bremsanordnung 42 in dem zuvor beschriebenen Sicherungsmodus arbeiten, und die Bremsanordnung 44 kann unter dem normalen Betriebsmodus arbeiten.
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Das BBW-System 22 kann ferner eine Vielzahl von Sensoren und elektrischen Pfaden beinhalten, die festverdrahtet oder drahtlos sein können. So kann beispielsweise die Bremspedalanordnung 50 ferner mindestens einen Wegsensor (d. h. zwei als 102, 104 dargestellte) und zwei Pedalkraft- oder Drucksensoren 106, 108 beinhalten. Alle vier Sensoren 102, 104, 106, 108 können konfiguriert sein, um mit der Steuerung 56 über jeweilige Pfade 110, 112, 114, 116 zu kommunizieren. Jede Bremsanordnung 42, 44, 46, 48 kann einen Raddrehzahlsensor 118 und einen Hydraulikdrucksensor 120 aufweisen (d. h. nur für vordere Bremsanordnungen 42, 44 dargestellt). Der Raddrehzahlsensor 118 kann konfiguriert sein, um mit dem intelligenten Stellglied 72 über den Pfad 122 zu kommunizieren, und der Drucksensor 120 kann konfiguriert sein, um mit der Steuerung 56 über den Pfad 124 zu kommunizieren.
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Die zwei Wegsensoren 102, 104 stellen in der Bremspedalanordnung 50 eine Redundanz bereit, die die Systemrobustheit erleichtert. Die Kraftsensoren 106, 108 können zum Messen des Hydraulikdrucks in den jeweiligen Hydraulikleitungen 80, 82 konfiguriert und zwischen den jeweiligen Zylindern 86, 88 und jeweiligen Ventilen 80, 82 angeordnet sein. Wie die Wegsensoren 102, 104 können auch die zwei Kraftsensoren 106, 108 zur Systemredundanz beitragen, die die Systemrobustheit erleichtert.
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Während des normalen Betriebs des BBW-Systems 22 können der Bremspedalweg und/oder die Bremskraft, der/die an das Bremspedal 74 angelegt werden, über die Sensoren 102, 104, 106, 108 bestimmt und entsprechende Bremsabsichtssignale (siehe Pfeile 122, 124, 126, 128) an die Steuerung 56 ausgegeben werden. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform können die Kraftsensoren 106, 108 als ein Fluiddruckwandler oder ein anderer geeigneter Drucksensor implementiert sein, der konfiguriert oder angepasst ist, einen durch einen Bediener des Fahrzeugs 20 an das Bremspedal 74 angelegten Druck oder eine angelegte Kraft präzise zu erfassen, zu messen oder anderweitig zu bestimmen. Die Pedalwegsensoren 102, 104 können als ein Pedalpositions- und ein Bereichssensor implementiert sein, die konfiguriert oder angepasst sind, um die relative Position und die Richtung der Bewegung des Bremspedals 74 entlang eines festgelegten Bewegungsbereichs zu präzise erfassen, messen oder anderweitig zu bestimmen, wenn das Bremspedal 74 durch den Bediener gedrückt oder betätigt wird.
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Die durch die Pedalkraftsensoren 106, 108 und die Pedalwegsensoren 102, 104 erhaltenen Messungen oder Messwerte sind übertragbar oder kommunizierbar, wie es für die Verwendung mit einem oder mehreren Bremsalgorithmen erforderlich ist, die in dem Speicher der elektronischen Steuerung 56 gespeichert werden können. Die Daten von den Pedalkraftsensoren 106, 108 und/oder Pedalwegsensoren 102, 104 können auch verwendet werden, um eine entsprechende Bremsanforderung oder ein Bremsereignis in Reaktion auf die als Signale 122 von den Raddrehzahlsensoren 118 ausgegebenen erfassten und aufgezeichneten Messungen oder Messwerte zu berechnen, auszuwählen oder anderweitig zu bestimmen. Die Signale 122 oder Daten werden von dem intelligenten Stellglied 72 und über den Bus 75 an die Steuerung 56 geliefert, die bidirektional sein kann. Basierend auf der bestimmten Bremsanforderung oder dem bestimmten Bremsereignis kann die Steuerung 56 verschiedene Bremsalgorithmen, Geschwindigkeitsberechnungen, Bremsentfernungsberechnungen und andere durchführen.
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Der Drucksensor 120 kann konfiguriert sein, um einen Hydraulikfluiddruck in der Hydraulikleitung 70 zum Beispiel der Bremsanordnung 44 zu messen. Dieser Druck kann die Kraftmenge (z. B. der Klemmkraft) anzeigen, die die Bremsen 68 auf die jeweiligen Räder ausüben. Im Allgemeinen ist die Steuerung 56 der Master über das intelligente Stellglied 72. Die Steuerung 56 kann die Drucksignale verwenden, um die Schleife zu schließen und zu bestätigen, dass das intelligente Stellglied 72 die befohlene Bremsmomentmenge aufbringt. In einem fehlerhaften System (d. h. Fluidleck zwischen dem Stellglied und dem Bremssattel oder einem anderen Fehler) kann der Drucksensor 120 ein Mittel für die Steuerung 56 bereitstellen, um den Fehlerzustand zu erfassen.
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In einer Ausführungsform kann die Verwendung der Hydraulikdrucksensoren 120 auf die vorderen Bremsanordnungen 42, 44 eingeschränkt sein. Der Motorstrom in den hinteren Bremsanordnungen 46, 48 kann analog zu dem Hydraulikdruck sein. Darüber hinaus können die Raddrehzahlsensoren 118 der Steuerung 56 erlauben, die „Schlupfmenge“ eines jeden Rades 24, 26 zu bestimmen. Die Einhaltung eines erwarteten Radschlupfes ist auch ein Indikator dafür, dass die Bremsen betätigt werden.
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Während des normalen Betriebs der Bremspedalanordnung
50 kann ein Bediener des Fahrzeugs
20 das Bremspedal
74 niederdrücken oder betätigen, was bewirkt, dass die Schubstange
76 allgemein in beiden Zylindern
86,
88 der Zylindervorrichtung
78 gegen das Hydraulikfluid drückt. Die nachfolgende Erhöhung des Hydraulikfluiddrucks bewirkt, dass das Fluid durch die Hydraulikleitungen
80,
82 und in die jeweiligen Emulatoren
90,
92 der Emulatorvorrichtung
84 fließt. Die Emulatoren
90,
92 können passive Emulatoren sein, was bedeutet, dass sie nicht direkt durch die Steuerung
56 gesteuert werden und stattdessen ausgelegt sind, um den Fluss von Hydraulikfluid durch verschiedene innere Öffnungen einzuschränken, um ein Bremspedalgefühl eines traditionellen hydraulischen Bremssystems zu simulieren. Ein Beispiel eines hydraulischen Emulators ist in der
US-Patentanmeldung 15/282,145 gelehrt, mit dem Titel: Ein Bremspedalemulator eines Brake-by-Wire-Systems, eingereicht am 30. September
2016, und ist hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen.
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Die Steuerung 56 kann die Signale 122, 124, 126, 128 der jeweiligen Weg- und Kraftsensoren 102, 104, 106, 108, die eine Bremsabsicht des Bedieners anzeigen, auch während des Normalbetriebs empfangen und wenn der Bediener das Bremspedal 74 niederdrückt. Die Steuerung 56 kann wiederum solche Signale verarbeiten und das Befehlssignal 73, zumindest teilweise basierend auf diesen Signalen, über die jeweiligen Busse 75 an die Stellglieder 72 ausgeben. Je nach unterschiedlichen Fahrzeugbedingungen können die Befehlssignale 73 für jedes Rad 24, 26, 28, 30 die gleichen sein, oder es können für jedes Rad unterschiedliche Signale ausgegeben werden. Sobald die Stellgliedsteuerung der intelligenten Stellglieder 72 das Befehlssignal 73 empfängt, arbeiten die Stellglieder 72, wie zuvor beschrieben. Es wird in Betracht gezogen und verstanden, dass der Bremsbetrieb nicht durch die Bremspedaleingabe eingeleitet werden muss. Stattdessen können andere Merkmale des Fahrzeugs (z. B. eine adaptive Vollbereichs-Geschwindigkeitsregelung, eine Gefahrbremsung vor einer Kollision und/oder eine Einparkhilfe) ein Bremsen befehlen und die Steuerung 56 kann diese Anforderungen übernehmen und den Druck an jedem Rad steuern.
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In Bezug auf die Umlenkventile 98, 100 und während des normalen Betriebs des BBW-Systems 22 können die intelligenten Stellglieder 72 der Bremsanordnungen 42, 44 elektrische Energie an die Solenoide der jeweiligen Ventile 98, 100 über entsprechende elektrische Leiter oder Pfade senden 130, 132, wodurch die Ventile in der normalen Position gehalten werden, wie dies zuvor beschrieben wurde. In dem Fall, dass das BBW-System 20 die gesamte elektrische Leistung verliert, oder im Falle einer beliebigen Anzahl an anormalen Betriebsereignissen, die bewirken können, dass die intelligenten Stellglieder 72 die Stromzufuhr zu den Ventilen 98, 100 einstellen, werden die entregten Ventile neu in die Sicherungsposition ausgerichtet und leiten den Hydraulikfluidstrom, wie zuvor beschrieben, um.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Verfahren zum Betreiben des BBW-Systems 22 dargestellt. In Block 200 kann ein Umlenkventil 98 erregt und somit während eines normalen Betriebsmodus des Systems 22 in einer normalen Position gehalten werden. In der normalen Position wird eine Fluidverbindung durch das Ventil 98 und zwischen dem Hydraulikzylinder 86 und dem Hydraulikemulator 90 der Bremspedalanordnung 50 hergestellt. Bei Block 202 kann das Umlenkventil 98 beispielsweise infolge eines Leistungsverlustes entregt werden. Die Entregung des Ventils 98 kann bewirken, dass sich das Ventil aus der Normalposition in eine Sicherungsposition bewegt oder verschiebt. In der Sicherungsposition wird eine Fluidverbindung durch das Ventil 98 und zwischen dem Hydraulikzylinder 86 und der Bremse 68 hergestellt.
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Vorteile und Vorzüge der vorliegenden Offenbarung beinhalten einen hydraulischen Unterstützungsmodus für ein BBW-System, das keinen Vakuumverstärker und keine elektrische Energie zum Betrieb benötigt. Andere Vorteile können individuell arbeitende und über einen seriellen Bus gesteuerte Eckbremsenanordnungen, die Verwendung von normalerweise geschlossenen hydraulischen Umlenkventilen und eine kleine, nicht verstärkte Hauptzylindervorrichtung beinhalten.
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Während die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen, und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt wird, sondern dass sie außerdem alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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