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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugbremssystem, das einen Betriebsmodus für kompetitives Fahren aufweist.
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Eine Bremse ist typischerweise eine mechanische Vorrichtung zur Hemmung einer Bewegung. Bremsen verwenden üblicherweise Reibung zur Umwandlung von kinetischer Energie in Wärme, obwohl auch andere Wege der Energieumwandlung eingesetzt werden können. In Fahrzeugen werden Bremssysteme zum Aufbringen einer Verzögerungskraft für die Hemmung der Fahrzeugbewegung eingesetzt, typischerweise mit Reibungselementen an rotierenden Fahrzeugachsen oder Rädern. Reibungsbremsen haben oft feststehende Bremsbacken bzw. -klötze, die mit einem Reibungsmaterial belegt sind und mit einer rotierenden Verschleißfläche in Kontakt treten, z. B. einer Bremsscheibe oder einer Trommel. Zu den gebräuchlichsten Konfigurationen gehören Bremsbacken, die den Reibkontakt zur Außenseite einer Drehtrommel halten, allgemein „Bandbremse“ genannt, oder Bremsbacken, die sich an der Innenseite einer Trommel reiben, allgemein „Trommelbremse“ genannt und Bremsklötze, die eine rotierende Scheibe einklemmen, im Allgemeinen „Scheibenbremse“ genannt.
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Ein typisches Kraftfahrzeug verfügt auch über eine Feststellbremse, um das Fahrzeug im Ruhezustand zu halten. Die meistverwendete Feststellbremse ist eine mechanisch einrastende Bremse, die bis zum Deaktivieren über einen speziellen Freigabemechanismus eingerastet bleibt. Einige moderne Fahrzeuge nutzen einen Elektromotor anstelle eines Hebels, um die Feststellbremse in Reaktion auf Druck oder Zug auf eine Taste zu betätigen. In einem Großteil der Fahrzeuge wirkt die Feststellbremse auf die Hinterräder, obwohl einige Fahrzeuge Feststellbremsen genutzt haben, die auf die Vorderräder wirken. Obgleich die meistverbreitete Verwendung für eine Feststellbremse darin besteht, das Fahrzeug im geparkten Zustand bewegungslos zu halten, können Feststellbremsen auch zur Unterstützung des Fahrzeugführers beim Anfahren am Berg eingesetzt werden, insbesondere bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe. Durch die Verwendung der Feststellbremse werden beide Füße des Fahrers zur Verwendung auf dem Gaspedal und den Kupplungspedalen frei, sodass das Fahrzeug ohne Zurückrollen aus der Stillstandsposition fahren kann.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Bremssystem wird für ein Fahrzeug mit einer ersten Achse, die ein erstes Straßenrad nahe einem ersten Fahrzeugende und eine zweite Achse mit einem zweiten Straßenrad nahe einem zweiten Fahrzeugende aufweist, offenbart. Das Bremssystem beinhaltet eine erste Bremsbaugruppe, das funktionsfähig mit dem ersten Straßenrad verbunden ist und dazu konfiguriert ist, eine Bremskraft auf das erste Straßenrad aufzubringen. Das Bremssystem beinhaltet auch eine zweite Bremsbaugruppe, die funktionsfähig mit dem zweiten Straßenrad verbunden und dazu konfiguriert ist, eine Bremskraft auf das zweite Straßenrad aufzubringen. Das Bremssystem beinhaltet zusätzlich eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, das Aufbringen der Bremskraft über jede der ersten und zweiten Bremsbaugruppen zu regeln. Darüber hinaus beinhaltet das Bremssystem einen Schalter, der dazu konfiguriert ist, der Steuerung mitzuteilen, dass die Bremskraft auf das erste Straßenrad über das erste Bremssystem übertragen werden soll, wenn sich das Fahrzeug in Bezug auf eine Fahrbahnoberfläche in Bewegung befindet, nicht aber auf das zweite Straßenrad über das zweite Bremssystem. Die Anforderung des Schalters ist vorgesehen, die Drehung zu stoppen und eine Verschiebung des ersten Straßenrades in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche zu erzeugen.
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Das Bremssystem kann auch eine Flüssigkeitsquelle beinhalten, die dazu konfiguriert ist, jedem der ersten und zweiten Bremsbaugruppen eine druckbeaufschlagte Flüssigkeit zuzuführen und dadurch die Bremskraft auf die jeweiligen ersten und zweiten Straßenräder aufzubringen. Die Steuerung kann dann funktionsfähig mit der Flüssigkeitsquelle verbunden und dazu konfiguriert sein, eine Freigabe der druckbeaufschlagten Flüssigkeit von der Flüssigkeitsquelle zu den ersten und zweiten Bremssystemen zu regeln.
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Die Anforderung an die Steuerung, die erste Bremskraft über den Schalter auf das erste Straßenrad aufzubringen, kann eine Aufforderung sein, das druckbeaufschlagte Fluid an die erste Bremsbaugruppe, nicht aber an die zweite Bremsbaugruppe freizugeben.
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Das Bremssystem kann zusätzlich einen ersten Hydraulikkanal beinhalten, der die Flüssigkeitsquelle mit der ersten Bremsbaugruppe verbindet, und einen zweiten Hydraulikkanal, der die Flüssigkeitsquelle mit der zweiten Bremsbaugruppe verbindet.
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Die Flüssigkeitsquelle kann eine Flüssigkeitspumpe sein, die mit der ersten Bremsbaugruppe über den ersten Hydraulikdurchgang verbunden ist. Die Steuerung kann dann konfiguriert werden, um die Flüssigkeitspumpe so zu betreiben, dass sie die erste Bremskraft über die erste Bremsbaugruppe auf die Anforderung des Schalters, die Drehung zu stoppen und einen Schieber des ersten Straßenrades relativ zur Fahrbahnoberfläche zu erzeugen, aufbringt.
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Das Bremssystem kann auch mit einem Antiblockiersystem (ABS) ausgestattet sein, das funktionsfähig mit der Steuerung verbunden ist. In diesem Fall kann die Flüssigkeitspumpe als ABS-Pumpe konfiguriert werden, die in das ABS-Modul integriert ist. Das Bremssystem kann ferner einen Hauptbremszylinder beinhalten, der über ein Bremspedal betätigt wird und mit dem ABS-Modul fluidisiert verbunden und dazu konfiguriert ist, die Flüssigkeit dem ABS-Modul zuzuführen.
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Das ABS-Modul kann ein erstes Ventil beinhalten, das dazu konfiguriert ist, einen Durchfluss der unter druckbeaufschlagten Flüssigkeit durch den ersten Hydraulikkanal zu steuern, um die erste Bremskraft über die erste Bremsbaugruppe aufzubringen, und ein zweites Ventil, das dazu konfiguriert ist, einen Durchfluss der druckbeaufschlagten Flüssigkeit durch den zweiten Hydraulikkanal zu steuern, um die zweite Bremskraft über die zweite Bremsbaugruppe aufzubringen. In einem derartigen Fall kann die Steuerung konfiguriert werden, um das erste Ventil zum Aufbringen der ersten Bremskraft über die erste Bremsbaugruppe zu öffnen, aber nicht das zweite Ventil zum Aufbringen der zweiten Bremskraft über die zweite Bremsbaugruppe zu öffnen, in Reaktion auf die Anforderung des Schalters, die Drehung zu stoppen und eine Verschiebung des ersten Straßenrades in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche zu erzeugen.
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Das Bremssystem kann auch ein Stellglied, wie beispielsweise ein Linear- oder Drehstellglied, und/oder einen Elektro-/Spindelmotor, beinhalten. Das erste Stellglied kann dazu konfiguriert sein, die erste Bremsbaugruppe zum Aufbringen der Bremskraft am ersten Straßenrad zu aktivieren. Die Steuerung kann auch dazu konfiguriert sein, das erste Stellglied zu betätigen, um die erste Bremsbaugruppe in Reaktion auf die Anforderung des Schalters zu betätigen, die Drehung zu stoppen und einen Schieber des ersten Straßenrades relativ zur Fahrbahnoberfläche zu erzeugen.
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Der Schalter kann ein elektronischer Feststellbremsenschalter sein, der konfiguriert ist, d. h. angeordnet und konstruiert, und von einem Fahrer des Fahrzeugs ausgelöst wird, um über die erste Bremsbaugruppe eine Feststellbremsfunktion zu aktivieren.
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Das erste Fahrzeugende kann ein Fahrzeugheck und das erste Straßenrad ein Hinterrad des Fahrzeugs sein. Zusätzlich kann das Fahrzeug zwei erste Straßenräder beinhalten. Das Bremssystem kann zwei erste Bremsbaugruppen beinhalten, die funktionsfähig mit den jeweiligen ersten Straßenrädern verbunden sind. In diesem Fall kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass die Bremskraft auf die beiden ersten Straßenräder gleichzeitig über die jeweiligen ersten Bremsbaugruppen aufgebracht wird, wenn sich das Fahrzeug auf Anforderung des Schalters in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche bewegt.
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Es wird auch ein Fahrzeug mit Anwendung des zuvor beschriebenen Bremssystems offenbart.
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Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der besten Art(en) zur Umsetzung der beschriebenen Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und hinzugefügten Ansprüchen ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Draufsicht eines Kraftfahrzeugs, das Vorder- und Hinterachsen mit entsprechenden Vorder- und Hinterrädern, ein Fahrzeugbremssystem und einen Schalter zum Betätigen durch einen Fahrer des Fahrzeugs zum Stoppen der Drehung der Hinterräder gemäß der Offenbarung aufweist. (GM3424)
- 2 ist ein schematischer Querschnitt einer Bremsunterbaugruppe, die als Teil des Bremssystems in 1 dargestellt ist, worin die Bremsunterbaugruppe als Scheibenbremse ausgebildet ist.
- 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Bremsbaugruppe, die Teil des in 1 dargestellten Bremssystems ist, worin die Bremsbaugruppe als Trommelbremse ausgebildet ist und einen Bremsbacken mit einem Reibsegment beinhaltet.
- 4 ist eine schematische Nahaufnahme einer Ausführungsform des Fahrzeugbremssystems in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Schalter.
- 5 ist eine schematische Nahaufnahme einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugbremssystems in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Schalter.
- 6 ist eine schematische Nahaufnahme noch einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugbremssystems in Verbindung mit dem in 1 dargestellten Schalter.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, stellt 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 10 dar, das eine Fahrzeugkarosserie 12 beinhaltet. Die Fahrzeugkarosserie 12 beinhaltet ein erstes Karosserieende oder ein erstes Heckende 12-1 und ein zweites Karosserieende oder Frontende 12-2 gegenüber dem ersten Karosserieende. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch einen Antriebsstrang 14, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug antreibt. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet der Antriebsstrang 14 einen Motor 16 und ein Getriebe 18. Der Antriebsstrang 14 kann auch einen oder mehrere Motoren/Generatoren sowie eine Brennstoffzelle beinhalten, die beide nicht dargestellt sind, aber eine Antriebsstrangkonfiguration, die derartige Vorrichtungen verwendet, wird von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt. Im Allgemeinen beinhaltet das Fahrzeug 10 auch eine Energiespeichervorrichtung (nicht dargestellt), wie zum Beispiel eine oder mehrere Batterien, die so konfiguriert sind, dass sie eine elektrische Ladung aufnehmen und elektrischen Strom zum Betreiben verschiedener Fahrzeugsysteme, einschließlich des Antriebsstrangs 14, liefern.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch eine erste Antriebsachse 20 mit einer Vielzahl oder einem Satz erster oder hinterer Straßenräder 20A, die benachbart zum hinteren Ende 12-1 angeordnet sind, und eine zweite Antriebsachse 22 mit einer Vielzahl oder einem Satz zweiter oder vorderer Straßenräder 22A, die benachbart zum vorderen Ende 12-2 angeordnet sind. Obwohl in 1 vier Räder, d. h. ein Paar erste oder hintere Räder 20A und ein Paar zweite oder vordere Räder 22A, dargestellt sind, ist auch ein Fahrzeug mit weniger oder mehr Vorder- oder Hinterrädern vorgesehen. Wie dargestellt, verbindet ein Fahrzeugaufhängungssystem 24 die Karosserie 12 funktionsfähig mit den Hinter- und Vorderrädern 20A, 22A, um den Kontakt zwischen den Rädern und einer Fahrbahnoberfläche 26 aufrechtzuerhalten sowie zur Aufrechterhaltung der Handhabung des Fahrzeugs. Obwohl in 1 das Aufhängungssystem 24 mit Ober- und Unterlenkern sowie entsprechenden Federn und Dämpfern dargestellt ist, sind andere Konfigurationen des Aufhängungssystems 24 ebenfalls vorgesehen.
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Wie in 1 dargestellt, ist eine Fahrzeuglenkung 28 funktionsfähig mit den Vorderrädern 22A verbunden, um das Fahrzeug 10 zu steuern. Das Lenksystem 28 beinhaltet ein Lenkrad 30, das mit den Vorderrädern 22A über eine Zahnstange 32 funktionsfähig verbunden ist. Das Lenkrad 30 ist im Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 angeordnet, sodass ein Fahrzeugführer das Fahrzeug anweisen kann, eine bestimmte Richtung in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche 26 einzuschlagen. Zusätzlich sind jeweils ein Gaspedal 34 und ein Bremspedal 36 innerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs 10 angeordnet. Das Gaspedal 34 ist funktionsfähig mit dem Antriebsstrang 14 verbunden, um den Vortrieb des Fahrzeugs 10 zu steuern, während das Bremspedal 36 funktionsfähig mit einem Fahrzeugbremssystem 38 verbunden ist, und beide sind jeweils so angepasst, dass sie vom Fahrer des Fahrzeugs gesteuert werden können.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Bremssystem 38 funktionsfähig mit den Rädern 20A, 22A zum Abbremsen des Fahrzeugs 10 verbunden. Das Bremssystem 38 beinhaltet zwei erste oder hintere Bremsbaugruppen 40-1, wobei jede erste Bremsbaugruppe funktionsfähig mit einem entsprechenden Hinterrad 20A verbunden und so konfiguriert ist, dass sie eine erste Bremskraft F1 auf das entsprechende Hinterrad 20A aufbringt, um dessen Drehung zu verzögern. Das Bremssystem 38 beinhaltet auch zwei zweite oder vordere Bremsbaugruppen 40-2, wobei jede zweite Bremsbaugruppe funktionsfähig mit einem entsprechenden Vorderrad 20B verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie eine zweite Bremskraft F2 auf das entsprechende Vorderrad 22A aufbringt, um dessen Drehung zu verzögern. Wie in 2 dargestellt, ist jede Bremsbaugruppe 40-1, 40-2 an einer sogenannten Aufhängungs- und Brems-„Kurve“ des Fahrzeugs angeordnet. Jede Bremsbaugruppe 40-1, 40-2 kann entweder als Scheibenbremse (dargestellt in 2) oder als Trommelbremse (dargestellt in 3) ausgelegt sein. Wie in jeder der 2 und 3 dargestellt, beinhaltet jede Bremsbaugruppe 40-1, 40-2 einen Rotor 42, der zur synchronen Drehung mit dem jeweiligen Rad 20A, 22A konfiguriert ist.
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Mit weiterem Bezug auf die 2 und 3, beinhaltet jede Bremsbaugruppe 40-1, 40-2 auch Reibungselemente 44, die dazu konfiguriert sind, selektiv mit dem Rotor 42 in Eingriff zu kommen, um die jeweilige Bremskraft F1, F2 aufzubringen und dadurch die Drehung des entsprechenden Rades 20A, 22A zu verzögern. Das Reibungselement 44 wird typischerweise als „Bremsbelag“ oder „Bremsbacke“ bezeichnet. Wie in 2 dargestellt, ist, wenn eine der Bremsbaugruppen 40-1, 40-2 als Scheibenbremse ausgeführt ist, der jeweilige Rotor 42 als Scheibenrotor und die Reibungselemente 44 entsprechend als Scheibenbremsbeläge konfiguriert, die in einem Bremssattel 45 beweglich gehalten werden. Im Falle, dass eine der beiden Bremsbaugruppen 40-1, 40-2 als Trommelbremse ausgeführt ist, wie in 3 dargestellt, ist der jeweilige Rotor 42 als Bremstrommel und die Reibungselemente 44 entsprechend als Trommelbremsbacken ausgeführt, die in einer Nabenbaugruppe untergebracht sind. Obwohl sich der Rest der Offenbarung speziell auf die Scheibenbremsenkonfiguration der Bremsbaugruppen 40-1, 40-2 bezieht, werden Fachleute erkennen, dass die Offenbarung gleichermaßen für Trommelbremsen anwendbar ist.
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Das Bremssystem 38 beinhaltet auch eine Steuerung 46, die funktionsfähig mit der ersten und zweiten Bremsbaugruppe 40-1, 40-2 verbunden ist und dazu konfiguriert ist, das selektive Ein- und Ausrücken jeder der ersten und zweiten Bremsbaugruppen zu regeln. Die Steuerung 46 kann als eine elektronische Steuereinheit (ECU) oder ein spezielles elektronisches Bremssteuerungsmodul (EBCM) zum Steuern des Betriebs des Bremssystems 38 konfiguriert werden oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) beinhalten, die zusätzlich zum Bremssystem verschiedene Funktionen und/oder Systeme des Fahrzeugs 10 regelt. Um den Betrieb des Bremssystems 38 ordnungsgemäß zu steuern, beinhaltet die Steuerung 46 einen Speicher, von dem zumindest ein Teil greifbar und nicht flüchtig ist. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessanweisungen beteiligt ist. Dieses Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht einschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
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Nichtflüchtige Medien für die Steuerung 46 können beispielsweise Bild- oder Magnetplatten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht. Der Speicher der Steuerung 46 kann auch ein anderes geeignetes Medium, eine Diskette, eine Festplatte, ein Magnetband, ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein anderes optisches Medium usw. beinhalten. Die Steuerung 46 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware konfiguriert oder ausgestattet sein, wie etwa mit einem Hochgeschwindigkeitstakt, erforderlichen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltungen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und - vorrichtungen (I/O), sowie geeigneten Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltungen. Algorithmen, die für die Steuerung 46 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität bereitzustellen.
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Das Bremssystem 38 beinhaltet auch einen Schalter 48, der dazu konfiguriert ist, der Steuerung 46 eine Anforderung 50 zu übermitteln, die erste Bremskraft F1 auf die hinteren Straßenräder 20A über die ersten Bremsbaugruppen 40-1 aufzubringen, wenn das Fahrzeug 10 relativ zur Fahrbahnoberfläche 26 in Bewegung ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Steuerung 46 im Fahrzeug 10 mit zwei hinteren Straßenrädern 20A konfiguriert, um die Bremskraft F2 in Reaktion auf die Anforderung 50 vom Schalter 48 gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig über die jeweiligen ersten Bremsbaugruppen 40-1 auf beide hinteren Straßenräder aufzubringen. Die Anforderung 50 wird durch die Steuerung 46 jedoch nicht verwendet, um die zweite Bremskraft F2 über die zweite Bremsbaugruppe 40-2 auf die Vorderräder 22A aufzubringen. Infolgedessen stoppt die Anwendung der zweiten Bremskraft F2 in Reaktion auf die Anforderung 50 die Drehung und erzeugt eine Verschiebung von nur den hinteren Straßenrädern 20A relativ zur Fahrbahnoberfläche 26. Insbesondere kann es sich bei dem Schalter 48 um einen elektronischen Feststellbremsschalter handeln, der dazu konfiguriert ist, von einem Bediener des Fahrzeugs 10 aktiviert oder ausgelöst zu werden, um eine Feststellbremsfunktion über die ersten Bremsbaugruppen 40-1 zu aktivieren, die im Allgemeinen dazu bestimmt sind, das Fahrzeug im Stillstand zu halten.
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Eine herkömmliche Feststellbremse ist ein vollmechanisches System mit einem Kabel, das an einem Ende mit dem Bremsmechanismus verbunden ist und an einem anderen Ende direkt von einem handbetätigten Hebel oder einem fußbetätigten Pedal in einer Fahrzeugkabine gezogen wird. Eine mechanische Feststellbremse beinhaltet typischerweise auch eine Verriegelung mit Sperrklinke, welche die Feststellbremse bis zum Deaktivieren über einen speziellen Freigabemechanismus aktiviert hält. Eine mechanische Feststellbremse, insbesondere der Handbremshebel oder die Handbremse, kann beim kompetitiven Fahren eingesetzt werden, zum Beispiel um ein Driften des Fahrzeugs auszulösen oder um schnell eine sehr enge Kurve zu bewältigen, wie zum Beispiel beim Rallyefahren, indem das Fahrzeug innerhalb des fahrzeugeigenen Wendekreises gedreht wird. Eine neuere Variante der Feststellbremsen ist eine elektrisch betätigte oder elektronische Feststellbremse. Bei einem herkömmlicheren Seilzugtyp der elektrischen Feststellbremse ist ein Elektromotor so konfiguriert, dass er ein Bremsseil durch Drücken oder Ziehen eines Tasters, wie beispielsweise des Schalters 48, zieht und nicht über einen handbetätigten mechanischen Hebel oder ein Fußpedal. In noch weiter entwickelter Form der elektronischen Feststellbremse kann ein einzelner computergesteuerter Motor zum Betätigen an einen entsprechenden hinteren Bremssattel montiert werden. Ein elektrisches Feststellbremssystem verfügt teilweise über eine Hill-Hold-Funktion, die ein Zurückrollen des Fahrzeugs beim Anhalten und Anfahren an einem Berg verhindert.
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Wie in BILD 1 dargestellt, beinhaltet das Bremssystem 38 auch eine Flüssigkeitsquelle, die dazu konfiguriert ist, zu jeder der ersten Bremsbaugruppen 40-1 eine druckbeaufschlagte Bremsflüssigkeit 54 zuzuführen und dadurch die ersten Bremskräfte F1 aufzubringen. Die spezifische Flüssigkeitsquelle kann ein Hydraulikbehälter und/oder Booster 52, auch bekannt als Hauptbremszylinder, sein. Die Flüssigkeitsquelle kann auch die Flüssigkeitspumpen 56-1 und 56-2, wie in 1 dargestellt, und die Flüssigkeitspumpen 56-3 und 56-4, wie in 4 dargestellt, jeweils in Fluidverbindung mit dem Hauptbremszylinder 52 beinhalten. Der Hauptbremszylinder 52 wird typischerweise vom Bediener über das Bremspedal 36 betätigt, während die jeweilige(n) Flüssigkeitspumpe(n) die Bremsflüssigkeit 54 aus dem Hauptbremszylinder ansaugt(en) und die Flüssigkeit weiter mit Druck beaufschlagt. Der Hauptbremszylinder 52 mit den entsprechenden Flüssigkeitspumpen ist zusätzlich so konfiguriert, dass er die druckbeaufschlagte Flüssigkeit 54 jedem der zweiten Bremsbaugruppen 40-2 zuführt und damit die zweite Bremskraft F2 aufbringt. Wie in den 1 und 4 dargestellt ist, kann das Bremssystem 38 hydraulische Durchgänge 58 und 60 beinhalten, die den Hauptbremszylinder 52 und die entsprechenden Flüssigkeitspumpen mit den jeweiligen ersten und zweiten Bremsbaugruppen 40-1, 40-2 fluidisch verbinden.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Steuerung 46 mit dem Hauptbremszylinder 52 funktionsfähig verbunden sein und so konfiguriert sein, dass sie eine Freigabe der druckbeaufschlagten Flüssigkeit 54 vom Hauptbremszylinder zu den ersten und zweiten Bremsgruppenbau 40-1, 40-2 durch Betätigen der Flüssigkeitspumpen 56-1 und 56-2 regelt, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Bremspedal 36 betätigt. Wie in 4 dargestellt, kann die Steuerung 46 dazu konfiguriert sein, eine Freigabe der druckbeaufschlagten Flüssigkeit 54 vom Hauptbremszylinder zu den ersten und zweiten Bremsgruppenbau 40-1, 40-2 durch Betätigen der Flüssigkeitspumpen 56-3 und 56-4 regelt, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 10 das Bremspedal 36 betätigt. Gemäß der Offenbarung kann die Anforderung 50 an die Steuerung 46, die erste Bremskraft F1 über den Schalter 48 auf die hinteren Straßenräder 20A aufzubringen, eine Anforderung sein, die druckbeaufschlagte Flüssigkeit 54 an jede der ersten Bremsbaugruppen 40-1 von der Flüssigkeitspumpe 56-1, nicht aber an die zweiten Bremsbaugruppen 40-2 abzugeben.
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Wie in 1 dargestellt, kann das Bremssystem 38 eine Flüssigkeitspumpe 56-1 aufweisen, die den Hauptbremszylinder 52 mit den beiden ersten Bremsbaugruppen 40-1, z.B. über die Hydraulikkanäle 58, fluidisch verbindet, und eine weitere Flüssigkeitspumpe 56-2, die den Hauptbremszylinder 52 mit den beiden zweiten Bremsbaugruppen 40-2 über die Hydraulikkanäle 60 fluidisch verbindet. Eine derartige Ausführungsform des Bremssystems 38 wird typischerweise als hydraulisches Split-System zwischen Vorder- und Hinterachse bezeichnet. Wie in 4 dargestellt, verbindet eine Flüssigkeitspumpe 56-3 den Hauptbremszylinder 52 mit einer der ersten Bremsbaugruppen 40-1 und einer der zweiten Bremsbaugruppen 40-2 über die Hydraulikkanäle 58. Wie in 4 dargestellt, verbindet eine weitere Flüssigkeitspumpe 56-4 den Hauptbremszylinder 52 mit einer weiteren der ersten Bremsbaugruppen 40-1 und der zweiten Bremsbaugruppe 40-2 über die Hydraulikkanäle 60. Die Ausführungsform des in 4 dargestellten Bremssystems 38 wird typischerweise als diagonales Split-System bezeichnet.
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In entweder 1 oder 4 ist mindestens eine Flüssigkeitspumpe, entweder Pumpe 56-1 oder Pumpe 56-3 mit mindestens einer ersten Bremsbaugruppe 40-1 über den jeweiligen ersten Hydraulikkanal 58 fluidgeführt verbunden. Während in 1 das System nur die Pumpe 56-1 zum Betreiben benötigt, wenn nur die ersten Bremsbaugruppen 40-1 einrasten müssen, benötigt das System in 4 beide Pumpen 56-3 und 56-4 zum Betreiben, um nur die ersten Bremsbaugruppen 40-1 einzurasten. Dementsprechend ist die Steuerung 46 konfiguriert, um die Flüssigkeitspumpe 56-1 in der Ausführungsform von 1 und die beiden Flüssigkeitspumpen 56-3, 56-4 in der Ausführungsform von 4 zu betreiben, um die erste Bremskraft F1 über die ersten Bremsbaugruppen 40-1 in Reaktion auf die Anforderung 50 des Schalters 48, die Drehung zu stoppen und eine Verschiebung der hinteren Straßenräder 20A in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche 26 zu erzeugen.
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Der strukturelle Unterschied zwischen den Ausführungsformen von 1 und 4 des Bremssystems 38 kann eine getrennte Anordnung von Ventilen erforderlich machen, um eine angemessene Betätigung der ersten Bremsbaugruppen 40-1 zu gewährleisten, nicht aber der zweiten Bremsbaugruppen 40-2 in Reaktion auf die Betätigung des Schalters 48. Wie beispielsweise in 4 dargestellt, kann das Bremssystem 38 eine Vielzahl von Auf-Zu-Ventilen 66A beinhalten, um den Durchfluss der Bremsflüssigkeit 54 durch einen entsprechenden Flüssigkeitskanal 58 oder 60 der jeweiligen Flüssigkeitspumpe 56-3, 56-4 und eine Vielzahl von Einwegventilen 66B zu steuern, um den Rücklauf der Bremsflüssigkeit zu verhindern. Jedes der Auf-Zu-Ventile 66A kann über die Steuerung 46 geregelt werden, um die gewünschte Betätigung der ersten und zweiten Bremsbaugruppen 40-1, 40-2 während des regulären Systembetriebs und die Betätigung nur der ersten Bremsbaugruppen 40-1 in Reaktion auf das Betätigen des Schalters 48 zu erreichen. Die Einwegeventile 66B können entweder durch die Steuerung 46 geregelt oder als passive Rückschlagventile konfiguriert sein.
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Wie in 5 dargestellt, kann das Bremssystem 38 zusätzlich ein Antiblockiersystem (ABS)-Modul 67 ausgestattet sein, das funktionsfähig mit der Steuerung 46 verbunden ist. In der Ausführungsform des Bremssystems 38 mit dem ABS-Modul 67 kann eine Flüssigkeitspumpe 56-5, die als ABS-Pumpe konfiguriert und in das ABS-Modul integriert ist, verwendet werden, um druckbeaufschlagte Bremsflüssigkeit für jede der ersten Bremsbaugruppen 40-1 und die zweiten Bremsbaugruppen 40-2 über die entsprechenden Hydraulikkanäle 58 und 60 bereitzustellen. In einem derartigen Bremssystem 38 kann der Hauptbremszylinder 52 in fließender Verbindung mit und dazu konfiguriert sein, die Bremsflüssigkeit 54 dem ABS-Modul 67 zuzuführen. Das ABS-Modul 67 kann einen Ventilblock 68 mit einer Vielzahl von ersten Ventilen 68-1 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, einen Durchfluss der druckbeaufschlagten Bremsflüssigkeit 54 durch die ersten Hydraulikkanäle 58 zum Aufbringen der ersten Bremskraft F1 über die ersten Bremsbaugruppen 40-1 zu steuern. Zusätzlich beinhaltet der Ventilblock 68 eine Vielzahl von zweiten Ventilen 68-2, die dazu konfiguriert sind, einen Durchfluss der druckbeaufschlagten Flüssigkeit durch den zweiten Hydraulikkanal 60 zu steuern, um die zweite Bremskraft F2 über die zweite Bremsbaugruppe 40-2 aufzubringen. Bei einer derartigen Konstruktion des Bremssystems 38 kann die Steuerung 46 konfiguriert werden, um die ersten Ventile 68-1 zum Aufbringen der ersten Bremskraft F1 über die ersten Bremsbaugruppen 40-1 zu öffnen, aber nicht das zweite Ventil 68-2 zum Aufbringen der zweiten Bremskraft F2 über die zweiten Bremsbaugruppen 40-2 zu öffnen, in Reaktion auf die Anforderung des Schalters 48, die Drehung zu stoppen und eine Verschiebung des ersten Straßenrads 20A relativ zur Fahrbahnoberfläche 26 zu erzeugen.
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Alternativ kann das Bremssystem 38 in einer separaten in 6 dargestellten Ausführungsform ein einzelnes Stellglied 70 an jeder ersten Bremsbaugruppe 40-1 beinhalten. Bei einer derartigen Ausführungsform sind die Stellglieder 70 konfiguriert, um die jeweiligen ersten Bremsbaugruppen 40-1 in Eingriff zu nehmen und damit die erste Bremskraft F1 auf jedes der hinteren Straßenräder 20A aufzubringen. Jedes Stellglied 70 kann ein direkt wirkendes lineares oder drehendes Stellglied, ein elektrischer Schraubenmotor oder ein anderer Mechanismus sein, der dazu konfiguriert ist, die jeweilige erste Bremskraft F1 auf eine einzelne erste Bremsbaugruppe 40-1 zu übertragen. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Bremssystem 38 ein einzelnes Stellglied 70 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die jeweilige erste Bremskraft F1 gleichzeitig auf alle ersten Bremsbaugruppen 40-1 zu übertragen, z. B. über ein Kabelsystem (nicht dargestellt). In einer dieser Ausführungsformen kann die Steuerung 46 dazu konfiguriert sein, die Stellglieder 70 zu betätigen, um die ersten Bremsbaugruppen 40-1 in Reaktion auf die Anforderung 50 des Schalters 48, die Drehung zu stoppen und eine Verschiebung des ersten Straßenrades 20A relativ zur Fahrbahnoberfläche26 zu erzeugen.
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Wie zusätzlich in den 1 und 6 dargestellt, wenn die Hinterräder 20A so konfiguriert sind, dass sie das Antriebsmoment T vom Antriebsstrang 14 empfangen, kann das Fahrzeug 10 auch ein elektronisches, d.h. elektronisch gesteuertes Sperrdifferenzial (eLSD) 72 beinhalten. Wie dargestellt, ist das eLSD 72 an der ersten Antriebsachse 20 angeordnet und so konfiguriert, dass es das Antriebsmoment T auf die erste Antriebsachse zwischen den Hinterrädern 20A verteilt. Das eLSD 72 ist konfiguriert, um den Unterschied in der Winkelgeschwindigkeit zwischen den Hinterrädern 20A zu begrenzen, wenn eines der Hinterräder entlastet wird oder anderweitig die Traktion verliert. Dementsprechend kann das Nutzdrehmoment T auf die Fahrbahnoberfläche 26 übertragen werden, solange mindestens eines der Hinterräder 20A eine entsprechende Traktion erzeugt. Das eLSD 72 kann eine Reibscheibenkupplung (nicht dargestellt) beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie das Antriebsmoment T in Reaktion auf Zugkraft und Relativgeschwindigkeit der Hinterräder 20A auf die Hinterräder 20A verteilt.
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Der Betrieb des eLSD 72 wird durch die Steuerung 46 in Reaktion auf den Betrieb des Antriebsstrangs 14 und die Zugkraft der Hinterräder 20A geregelt. Die Steuerung 46 kann auch dazu konfiguriert sein, das eLSD 72 vor der oder parallel zur Einleitung der ersten Bremskraft F1 über die Stellglieder 70 bei Betätigen des Schalters 48 vollständig zu koppeln, sodass die Hinterräder die Bremskräfte im Wesentlichen synchron und gleichmäßig auf die Fahrbahnoberfläche 26 aufbringen können. Ist das Fahrzeug 10 zusätzlich mit einer elektronischen Stabilitätskontrolle (ESP) ausgestattet, kann die ESP auch für die Betätigungsdauer des Schalters 48 abgeschaltet werden. Die Steuerung 46 kann auch den Fahrer des Fahrzeugs 10 informieren, z.B. über eine optische Anzeige auf einem Kombiinstrument (nicht dargestellt), wenn die eLSD 72-Kupplung und/oder die ESC-Abschaltung aktiviert ist.
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Mit weiterem Bezug auf die 1 und 6 kann das Bremssystem 38 zusätzlich einen oder mehrere Fahrzeugsensoren 74 in elektronischer Verbindung mit der Steuerung 46 beinhalten. Gemäß der Offenbarung ist jeder Fahrzeugsensor 74 konfiguriert, einen Betriebsparameter des Fahrzeugs zu erfassen, beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit eines bestimmten Straßenrades 20A, 22B. In diesem Fall kann die Steuerung 46 zusätzlich konfiguriert werden, um die ersten Bremsbaugruppen 40-1 individuell zu regeln und das dynamische Verhalten des Fahrzeugs 10 in Reaktion auf die Anforderung 50 des Schalters 48 unter Berücksichtigung der ermittelten Betriebsparameter des Fahrzeugs, wie zum Beispiel die Drehgeschwindigkeit(en) der Straßenräder 20A, 22A, einzustellen. So kann beispielsweise die Steuerung 46 so programmiert werden, dass sie die erste Bremskraft F1 über eines oder beide Stellglieder 70 aufbringt, wenn die erfasste Drehgeschwindigkeit der Hinterräder 20A größer ist als die erfasste Drehgeschwindigkeit der Vorderräder 22A. Zusätzlich kann die Steuerung 46 die Stellglieder 70 so regeln, dass sie die erste Bremskraft F1 aufbringen und damit die Drehung des (der) hinteren Straßenrad(e) 20A stoppen, damit das Fahrzeug 10 das Anziehen der Handbremse ausführen oder ein Driften einleiten kann - Techniken, die im Motorsport eingesetzt werden können, wie z.B. beim Rallyesport und Driften. Dementsprechend kann die Reaktion auf das Betätigen des Schalters 48 so konfiguriert werden, dass der Betrieb einer mechanischen Handbremse simuliert wird.
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Herkömmlicherweise beginnt der Fahrer des Fahrzeugs bei einer Handbremsung damit, dass er mithilfe der Lenkeingabe das Gewicht auf die Reifen an der Außenseite der Kurve überträgt. Mit der Handbremse werden dann die Hinterräder blockiert, wodurch die Haftung zwischen Reifen und Fahrbahn beeinträchtigt wird. In der Praxis kann das Fahrzeug durch Lösen der Handbremse und Beschleunigen des Fahrzeugs exakt platziert werden. Auch das Ziehen der Handbremse ist der einfachste Weg, um ein Driften einzuleiten, verursacht jedoch gleichzeitig einen erheblichen Geschwindigkeitsverlust am Kurvenausgang. Daher wird diese Technik im Rahmen des Autorennsports, hauptsächlich im Rallyesport eingesetzt. Im Rallyesport verwenden Rennfahrer oft Handbremsen, um schnell enge Kurven zu bewältigen, die ansonsten ein Drei-Punkte-Manöver erfordern würden. Obgleich die Handbremse zuweilen im Motorsport verwendet wird, kann die Technik wiederum auch für bestimmte andere Anwendungen, wie zum Beispiel Stunt- oder Verfolgungsfahrten, verwendet werden. Bei Verfolgungsfahrten kann die Technik genutzt werden, um das Fahrzeug innerhalb von zwei Fahrspuren ohne Dreipunktmanöver zu wenden, z. B. um einen Verfolger zu irritieren. Für Stuntzwecke kann das Parallelparken in einer einzigen Bewegung mit der Handbremse durchgeführt werden, um die Kontrolle des Fahrers über das Fahrzeug und/oder die Agilität des Fahrzeugs zu demonstrieren.
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Bei einer normalen Wendung folgen die Hinterräder 20A den Vorderrädern 22A, weil der Reibungswiderstand in Vorwärtsrichtung, d. h. dort, wo die Räder sich drehen, deutlich geringer ist als in Seitwärtsrichtung, so dass der Seitwärtswiderstand die Zentripetalkraft liefert, die das Hinterrad 12-1 des Fahrzeugs 10 nach der Wendung zum Mitlaufen veranlasst. Wenn der Fahrer jedoch die Hinterräder 20A mit den ersten Bremsbaugruppen 40-1 blockiert, bieten sowohl die Vorwärts- als auch die Seitwärtsrichtung den gleichen Reibungswiderstand. Infolgedessen neigt die Trägheit des Fahrzeugs dazu, das hintere Ende 12-1 des Fahrzeugs 10 in die ursprüngliche Richtung zu bewegen, was dazu führt, dass das hintere Ende nach außen rutscht. Dementsprechend kann das dynamische Verhalten des Fahrzeugs 10 auf Verlangen des Fahrzeugführers durch die Steuerung 46 mit der ersten Bremskraft F1 an den hinteren Straßenrädern 20A geändert werden, um eine Verschiebung am hinteren Ende 12-1 einzuleiten.
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Die Steuerung 46 kann auch weiterhin die Stellglieder 70 regeln, um die erste Bremskraft F1 aufzubringen, während sie die Drehgeschwindigkeiten der Straßenräder 20A, 22A überwacht und den Schalter 48 dauerhaft aktiviert. Zu diesem Zweck kann die Steuerung 46 mit einer Nachschlagetabelle 76 der Drehgeschwindigkeiten der Straßenräder 20A, 22A und/oder der Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder und der ersten Bremskraft F1 programmiert werden, um dadurch das Aufbringen der ersten Bremskraft entsprechend dem bewerteten Schlupf an jedem der Straßenräder 20A, 22A und/oder der Differenz zwischen diesen Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Steuerung 46 kann auch das Aufbringen der ersten Bremskraft F1 über die Stellglieder 70 regeln, indem sie das dynamische Verhalten des Fahrzeugs 10 überwacht, das durch Signale von Gier-Sensoren und Beschleunigungssensoren (nicht dargestellt) wiedergegeben wird, die so konfiguriert sind, dass sie die jeweilige Gier-, Quer- und/oder Längsbeschleunigung des Fahrzeugs erfassen. Die Steuerung 46 kann auch die erste Bremskraft F1 über die Stellglieder 70 aussetzen, wenn ein Signal des Schalters 48 unterbrochen oder ausgesetzt wurde.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konzepte und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den hinzugefügten Ansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.
