DE102023122794A1

DE102023122794A1 - Systeme und verfahren zum beurteilen des funktionszustandes von bremsrotoren

Info

Publication number: DE102023122794A1
Application number: DE102023122794.7A
Authority: DE
Inventors: Alaeddin Bani Milhim
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2023-08-24
Publication date: 2024-06-13
Also published as: US20240190408A1; CN118163776A

Abstract

Ein System, das konfiguriert ist, den Funktionszustand eines Rotors einer Reibungsbremse, die konfiguriert ist, ein Rad eines Fahrzeugs zu bremsen, zu beurteilen. Das System enthält ein Bremssteuermodul, das konfiguriert ist, die Reibungsbremse bei einem Zieldruck zu betätigen, der ausreichend ist, das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Diagnosemodul ist, während das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit ist und die Reibungsbremse bei dem Zieldruck ist, konfiguriert zum: Aufzeichnen der Drehzahl des Rads; Identifizieren einer Änderung der Drehzahl des Rads und Bestimmen, ob die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet; Erzeugen einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, gesund ist; und Erzeugen einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor Aufmerksamkeit erfordert.

Description

EINFÜHRUNG
Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Sowohl die Arbeit der gegenwärtig benannten Erfinder, in dem Ausmaß, in dem sie in diesem Abschnitt beschrieben ist, als auch die Aspekte der Beschreibung, die sich zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik qualifizieren können, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Beurteilen des Funktionszustands von Bremsrotoren.
Scheibenbremssysteme enthalten typischerweise Scheibenbremsen an allen Rädern eines Fahrzeugs und einen Hydraulikzylinder wie z. B. einen Hauptzylinder. Jede Scheibenbremse enthält einen Bremsrotor und einen Bremssattel. Jeder Bremsrotor ist an einem der Räder angebracht und dreht sich mit diesem Rad. Jeder Bremssattel ist an einer Achse oder einem Aufhängungsachsschenkel angebracht. Wenn die Scheibenbremsen eingesetzt werden, drücken die Bremssättel Bremsbeläge gegen gegenüberliegende ebene Oberflächen von Scheibenabschnitten der Bremsrotoren, um Reibung zu erzeugen und dadurch die Drehzahlen der Räder zu verringern. Der Hydraulikzylinder steuert den Druck eines Bremsfluids, das den Scheibenbremsen zugeführt wird, um die Scheibenbremsen einzusetzen oder zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Merkmal enthält die vorliegende Offenbarung ein System, das konfiguriert ist, den Funktionszustand eines Rotors einer Reibungsbremse, die konfiguriert ist, ein Rad eines Fahrzeugs zu bremsen, zu beurteilen. Das System weist ein Bremssteuermodul auf, das konfiguriert ist, die Reibungsbremse bei einem Zieldruck zu betätigen, der ausreichend ist, das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Diagnosemodul ist, während das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit ist und die Reibungsbremse bei dem Zieldruck ist, konfiguriert zum: Aufzeichnen der Drehzahl des Rads; Identifizieren einer Änderung der Drehzahl des Rads und Bestimmen, ob die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet; Erzeugen einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, gesund ist; und Erzeugen einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor Aufmerksamkeit erfordert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der vorgegebene Schwellenwert ein erster vorgegebener Schwellenwert und ist die Mitteilung eine erste Mitteilung und ist das Diagnosemodul konfiguriert, dann, wenn die Änderung der Drehzahl des Rads einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Schwellenwert ist, eine zweite Mitteilung zu erzeugen, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, einen Austausch erfordert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist die Änderung der Drehzahl des Rads beim zweiten vorgegebenen Schwellenwert das Dreifache der Änderung der Drehzahl des Rads beim ersten vorgegebenen Schwellenwert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist das Diagnosemodul konfiguriert, die Drehzahl des Rads aufzuzeichnen und die Änderung der Drehzahl des Rads lediglich zu identifizieren, wenn das Fahrzeug geradlinig auf einer glatten Oberfläche fährt.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der Zieldruck 20 psi und liegt bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads im Bereich von 0 bis 1 Umdrehungen/Sekunde.
Gemäß einem Merkmal enthält die vorliegende Offenbarung ein System, das konfiguriert ist, den Funktionszustand eines Rotors einer Reibungsbremse, die konfiguriert ist, ein Rad eines Fahrzeugs zu bremsen, zu beurteilen. Das System enthält ein Bremssteuermodul, das konfiguriert ist, ein Bremssteuersignal zu erzeugen, das einen Zieldruck des Bremsfluids angibt, das zum Betätigen der Reibungsbremse zur Reibungsbremse geleitet werden soll, um Bremsbeläge auf gegenüberliegende Seiten des Rotors zu klemmen, wobei der Zieldruck ausreicht, um das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Haupthydraulikzylinder ist konfiguriert, das Bremssteuersignal zu empfangen und einen Bremsfluiddruck zur Reibungsbremse auf der Grundlage des Bremssteuersignals zu steuern, um den Zieldruck des Bremsfluids bei der Reibungsbremse zu erreichen und das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Diagnosemodul ist, während das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit ist, das Bremsfluid der Reibungsbremse bei dem Zieldruck ist und das Fahrzeug geradlinig fährt, konfiguriert zum: Aufzeichnen der Drehzahl des Rads; Identifizieren einer Änderung der Drehzahl des Rads; Bestimmen, ob die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet; und Erzeugen dann, wenn die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, Aufmerksamkeit erfordert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der Zieldruck 20 psi.
Gemäß weiteren Merkmalen ist bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads im Bereich von 0 Umdrehungen/Sekunde bis 1 Umdrehungen/Sekunde.
Gemäß weiteren Merkmalen ist bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads 0,4 Umdrehungen/Sekunde.
Gemäß weiteren Merkmalen liegt bei der Kriechgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Bereich von 0 km/h bis 0,01 km/h.
Gemäß weiteren Merkmalen ist bei der Kriechgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 0,005 km/h.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der vorgegebene Schwellenwert ein erster vorgegebener Schwellenwert und ist die Mitteilung eine erste Mitteilung und ist das Diagnosemodul konfiguriert, dann, wenn die Änderung der Drehzahl des Rads einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Schwellenwert ist, eine zweite Mitteilung zu erzeugen, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, einen Austausch erfordert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist die Änderung der Drehzahl des Rads beim zweiten vorgegebenen Schwellenwert das Dreifache der Änderung der Drehzahl des Rads beim ersten vorgegebenen Schwellenwert.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der erste vorgegebene Schwellenwert 0,4 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² und ist der zweite vorgegebene Schwellenwert 1,2 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde².
Gemäß einem Merkmal enthält die vorliegende Offenbarung ein System, das konfiguriert ist, den Funktionszustand eines Rotors einer Reibungsbremse, die konfiguriert ist, ein Rad eines Fahrzeugs zu bremsen, zu beurteilen. Das System enthält ein Bremssteuermodul, das konfiguriert ist, ein Bremssteuersignal zu erzeugen, das einen Zieldruck des Bremsfluids angibt, das zum Betätigen der Reibungsbremse durch Klemmen von Bremsbelägen auf gegenüberliegende Seiten des Rotors zur Reibungsbremse geleitet werden soll, wobei der Zieldruck ausreicht, um das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Haupthydraulikzylinder ist konfiguriert, das Bremssteuersignal zu empfangen und einen Bremsfluiddruck zur Reibungsbremse auf der Grundlage des Bremssteuersignals zu steuern, um den Zieldruck des Bremsfluids bei der Reibungsbremse zu erreichen und das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit zu halten. Ein Diagnosemodul ist, während das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit ist, das Bremsfluid der Reibungsbremse bei dem Zieldruck ist und das Fahrzeug geradlinig fährt, konfiguriert zum: Aufzeichnen der Winkelgeschwindigkeit des Rads; Bestimmen einer Winkelbeschleunigung des Rads auf der Grundlage der Winkelgeschwindigkeit des Rads, wenn der Zieldruck des Bremsfluids erreicht ist; und Erzeugen einer Rotorfunktionszustandsmitteilung auf der Grundlage eines Betrags der Winkelbeschleunigung.
Gemäß weiteren Merkmalen enthält die Rotorfunktionszustandsmitteilung eine Rotorgesund-Mitteilung, die angibt, dass der Rotor gesund ist, wenn ein Betrag der Winkelbeschleunigung bei oder unter einem Funktionszustandsschwellenwert ist; eine Rotorprüfen-Mitteilung, die angibt, dass der Rotor eine Prüfung benötigt, wenn der Betrag der Winkelbeschleunigung über dem Funktionszustandsschwellenwert und unter einem Austauschschwellenwert ist; und eine Rotoraustausch-Mitteilung, die angibt, dass der Rotor einen Austausch benötigt, wenn der Betrag der Winkelbeschleunigung über dem Austauschschwellenwert ist.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der Austauschschwellenwert das Dreifache des Funktionszustandsschwellenwerts.
Gemäß weiteren Merkmalen ist der Zieldruck 20 psi.
Gemäß weiteren Merkmalen liegt bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads im Bereich von 0 bis 1 Umdrehungen/Sekunde.
Gemäß weiteren Merkmalen liegt bei der Kriechgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Bereich von 0 km/h bis 0,01 km/h.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der Offenbarung zu beschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden; es zeigen:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung, das konfiguriert ist, den Funktionszustand von Bremsrotoren zu beurteilen;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsteuermoduls des Systems von 1;
3 einen Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren zum Beurteilen des Funktionszustands eines Bremsrotors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4A einen Ablaufplan, der ein weiteres beispielhaftes Verfahren zum Beurteilen des Funktionszustands eines Bremsrotors gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4B eine Fortführung des Ablaufplans von 4A;
5A Graphen, die beispielhaft eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelbeschleunigung und eine absolute Radwinkelbeschleunigung für ein erstes Rad eines Fahrzeugs, das das Fahrzeugsystem von 1 enthält, veranschaulichen;
5B Graphen, die beispielhaft eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelbeschleunigung und eine absolute Radwinkelbeschleunigung für ein zweites Rad des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsystem von 1 enthält, veranschaulichen; und
5C Graphen, die beispielhaft eine Winkelgeschwindigkeit, eine Winkelbeschleunigung und eine absolute Radwinkelbeschleunigung für ein drittes Rad des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsystem von 1 enthält, veranschaulichen.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen mehrfach verwendet werden, um ähnliche und/oder gleiche Elemente zu bezeichnen.
GENAUE BESCHREIBUNG
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das System 10 kann mit einem beliebigen geeigneten Fahrzeug 110 wie z. B. einem Vierradfahrzeug, wie veranschaulicht ist, oder einem sonstigen Fahrzeug verwendet werden. Im veranschaulichten Beispiel enthält das Fahrzeugsystem 10 ein linkes Vorderrad 12, ein rechtes Vorderrad 14, ein linkes Hinterrad 16 und ein rechtes Hinterrad 18. Das System 10 enthält ferner Reibungsbremsen 20, einen Haupthydraulikzylinder 22, ein Bremspedal 24, ein Fahrzeugsteuermodul 26 und eine Anwenderschnittstellenvorrichtung 28. Jede Reibungsbremse 20 ist an eines der Räder 12, 14, 16 oder 18 gekoppelt. Jede Reibungsbremse 20 verringert die Drehzahl des Rads 12, 14, 16 oder 18, an das die bestimmte Reibungsbremse 20 gekoppelt ist.
Die Reibungsbremsen 20 sind Scheibenbremsen. Somit enthält jede Reibungsbremse 20 einen Bremsrotor 30 und einen Bremssattel 32. Der Bremsrotor 30 ist an einem der Räder 12, 14, 16 oder 18 angebracht und dreht sich mit ihm. Jeder Bremssattel 32 ist an einer Achse (die nicht gezeigt ist) oder einem Aufhängungsachsschenkel (der nicht gezeigt ist) angebracht. Wenn die Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden, drücken die Bremssättel 32 Bremsbeläge (die nicht gezeigt sind) gegen gegenüberliegende ebene Oberflächen der Bremsrotoren 30, um Reibung zu erzeugen und dadurch die Drehzahlen der Räder 12, 14, 16, 18 zu verringern.
Der Haupthydraulikzylinder 22 steuert den Druck des Bremsfluids in Bremsleitungen 34, die von dem Haupthydraulikzylinder 22 zu den Reibungsbremsen 20 verlaufen. Zum Beispiel erhöht der Haupthydraulikzylinder 22 den Druck des Bremsfluids in der Bremsleitung 34, die zur Reibungsbremse 20 am linken Vorderrad 12 verläuft, um diese Reibungsbremse 20 einzusetzen. Umgekehrt verringert der Haupthydraulikzylinder 22 den Druck des Bremsfluids in der Bremsleitung 34, die zur Reibungsbremse 20 am linken Vorderrad 12 verläuft, um die Reibungsbremse 20 zu lösen.
Das Fahrzeugsteuermodul 26 steuert den Haupthydraulikzylinder 22, um die Reibungsbremsen 20 einzusetzen und zu lösen. In einem Beispiel setzt das Fahrzeugsteuermodul 26 die Reibungsbremsen 20 ein, wenn ein Fahrer das Bremspedal 24 niederdrückt, und das Fahrzeugsteuermodul 26 löst die Reibungsbremsen 20, wenn der Fahrer aufhört, das Bremspedal 24 niederzudrücken. In einem weiteren Beispiel setzt das Fahrzeugsteuermodul 26 die Reibungsbremsen 20 ein und löst sie, wenn Funktionen wie z. B. Antiblockierung, Stabilitätssteuerung und Zugkraftsteuerung durchgeführt werden. Wenn das Fahrzeug 110 mit automatischem Bremsen ausgestattet ist, steuert das Fahrzeugsteuermodul 26 den Haupthydraulikzylinder 22, um die Reibungsbremsen 20 einzusetzen, wenn verschiedene vorgegebene Bedingungen vorliegen, wie z. B., um einem Hindernis auszuweichen. Wenn das Fahrzeug 110 ein autonomes Fahrzeug ist, steuert das Fahrzeugsteuermodul 26 den Haupthydraulikzylinder 22, die Reibungsbremsen 20 einzusetzen und zu lösen, auf der Grundlage von Anweisungen von einem Steuermodul für autonome Fahrzeuge.
Das Fahrzeugsteuermodul 26 steuert den Haupthydraulikzylinder 22 durch Ausgeben eines Bremssteuersignals (BCS) 36 zum Haupthydraulikzylinder 22. Das Bremssteuersignal 36 gibt an, welche der Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden sollen und mit welchem Betrag die Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden sollen. In einem Beispiel gibt das Bremssteuersignal 36 einen Zieldruck des Bremsfluids in jeder Bremsleitung 34 oder ein Sollbremsmoment an und steuert der Haupthydraulikzylinder 22 den Druck des Bremsfluids in den Bremsleitungen 34, um den Zieldruck oder das Sollbremsmoment zu erreichen.
Das Fahrzeugsteuermodul 26 steuert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28, um Nachrichten zu erzeugen. Die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 ist betreibbar, eine optische Nachricht (z. B. Text, ein Licht und/oder ein Symbol), eine hörbare Nachricht (z. B. einen Glockenton) und/oder eine taktile Nachricht (z. B. eine Schwingung) zu erzeugen. Die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 kann eine elektronische Anzeigevorrichtung (z. B. einen Berührungsbildschirm), einen Lautsprecher und/oder einen schwingenden Motor enthalten. Das Fahrzeugsteuermodul 26 steuert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 durch Ausgeben eines Anwenderschnittstellenvorrichtungs-Steuersignals (UID-Steuersignal) 38 zur Anwenderschnittstellenvorrichtung 28. Das UID-Steuersignal 38 gibt die Nachrichten an, die durch die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 erzeugt werden sollen.
Das Fahrzeugsteuermodul 26 steuert die Reibungsbremsen 20 und die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 auf der Grundlage von Eingaben von Sensoren. Die Sensoren enthalten einen Bremspedalstellungssensor (BPP-Sensor) 40, einen Bremskreisdrucksensor (BCP-Sensor) 44, einen linken vorderen Raddrehzahlsensor (WS-Sensor) 46, einen rechten vorderen WS-Sensor 48, einen linken hinteren WS-Sensor 50 und einen rechten hinteren WS-Sensor 52. Der BPP-Sensor 40 misst die Stellung des Bremspedals 24 und erzeugt ein BPP-Signal 54, das die Bremspedalstellung (z. B. einen Niederdrückungsprozentsatz) angibt. Der BCP-Sensor 44 misst den Druck des Bremsfluids im Haupthydraulikzylinder 22, der hier als Bremskreisdruck bezeichnet wird, und erzeugt ein BCP-Signal 58, das den Bremskreisdruck angibt.
Wenn das Fahrzeugsystem 10 Teil eines selbstfahrenden oder autonomen Fahrzeugs ist, kann das Bremspedal 24 aus dem Fahrzeugsystem 10 ausgelassen sein und kann eine Druckerhöhungskolbenstellung anstelle der Bremspedalstellung im Verlauf dieser Anmeldung verwendet werden. Wenn das Bremspedal 24 nicht aus dem Fahrzeugsystem 10 ausgelassen ist, kann die Druckerhöhungskolbenstellung zusätzlich zur Bremspedalstellung verwendet werden. Die Druckerhöhungskolbenstellung ist die Stellung eines Druckerhöhungskolbens (der nicht gezeigt ist), der mit dem Bremspedal 24 verbunden sein oder, im Falle eines autonomen Fahrzeugs, durch eine Vorrichtung (die nicht gezeigt ist) betätigt werden kann. Somit gibt die Druckerhöhungskolbenstellung ähnlich der Bremspedalstellung einen Bremsbetrag an, der durch den Fahrer gefordert wird, obwohl der Fahrer ein Modul in einem autonomen Fahrzeug ist.
Der linke vordere WS-Sensor 46 misst die Drehzahl des linken Vorderrads 12 und erzeugt ein WS-Signal 60, das die Drehzahl des linken Vorderrads angibt. Der rechte vordere WS-Sensor 48 misst die Drehzahl des rechten Vorderrads 14 und erzeugt ein WS-Signal 62, das die Drehzahl des rechten Vorderrads angibt. Der linke hintere WS-Sensor 50 misst die Drehzahl des linken Hinterrads 16 und erzeugt ein WS-Signal 64, das die Drehzahl des linken Hinterrads angibt. Der rechte hintere WS-Sensor 52 misst die Drehzahl des rechten Hinterrads 18 und erzeugt ein WS-Signal 66, das die Drehzahl des rechten Hinterrads angibt.
Die Bremssättel 32 drücken die Bremsbeläge gegen die gegenüberliegenden ebenen Oberflächen der Bremsrotoren 30, um Reibung zu erzeugen und dadurch die Drehzahlen der Räder 12, 14, 16, 18 zu verringern. Im Zeitablauf kann dies eine inkonsistente Abnutzung auf gegenüberliegenden ebenen Oberflächen der Bremsrotoren 30 verursachen, was in Schwankungen der Dicken der Bremsrotoren 30 resultieren kann. Wenn die Dickenschwankung der Bremsrotoren 30 zunimmt, müssen die Reibungsbremsen 20 nicht so gut arbeiten, als wenn sie neu wären.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 und zusätzlicher Bezugnahme auf 2 enthält das Fahrzeugsteuermodul 26 ein Bremsmomentanforderungsmodul 70, ein Bremssteuermodul 72 und ein Diagnosemodul 74. Das Bremsmomentanforderungsmodul 70 erzeugt eine Bremsmomentanforderung auf der Grundlage der Bremspedalstellung, die durch das BPP-Signal 54 angegeben wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Bremsmomentanforderungsmodul 70 die Bremsmomentanforderung auf der Grundlage der Druckerhöhungskolbenstellung erzeugen. Zusätzlich oder alternativ kann das Bremsmomentanforderungsmodul 70 die Bremsmomentanforderung auf der Grundlage einer Eingabe von einem Antiblockierbremssystem, einem Stabilitätssteuersystem, einem Zugkraftsteuersystem, einem automatischen Bremssystem und/oder einem System für autonome Fahrzeuge erzeugen. Das Bremsmomentanforderungsmodul 70 gibt die Bremsmomentanforderung aus.
Das Bremssteuermodul 72 setzt eine oder mehrere (z. B. alle) der Reibungsbremsen 20 ein, um die Bremsmomentanforderung während eines Bremsereignisses zu erfüllen. Das Bremssteuermodul 72 setzt die Reibungsbremsen 20 durch Ausgeben des Bremssteuersignals 36 zum Haupthydraulikzylinder 22 ein. Wie oben diskutiert wurde, kann das Bremssteuersignal 36 einen Zieldruck oder ein Sollbremsmoment für jede Reibungsbremse 20 angeben. Somit kann das Bremssteuermodul 72 die Reibungsbremsen 20 steuern, verschiedene Bremsmomente auf verschiedene der Räder 12, 14, 16, 18 gleichzeitig auszuüben. Das Bremssteuermodul 72 kann ein Signal zum Diagnosemodul 74 ausgegeben, das angibt, wann die Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden und welche der Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden.
Das Diagnosemodul 74 beurteilt den Funktionszustand der Bremsrotoren 30 auf der Grundlage der Eingaben von den Sensoren während des Bremsereignisses. Die Eingaben enthalten das BCP-Signal 58 und die WS-Signale 60, 62, 64 und 66. Zusätzliche Eingaben enthalten ein Fahrmodussignal 80, das durch einen Fahrmodussensor 82 erzeugt wird, der den Modus, in dem die Fahrmodusauswahlvorrichtung 84 ist, wie z. B. Parken, vorwärts, rückwärts oder neutral überwacht. Das Diagnosemodul 74 empfängt auch ein Lenkwinkelsignal 86 von einem Lenksensor 88, der den Lenkwinkel eines Lenkrads 90 überwacht.
Eine weitere Eingabe in das Diagnosemodul 74 kann ein Fahrbahnzustandssignal 92 sein, das durch einen Fahrbahnzustandssensor 94 erzeugt wird. Der Fahrbahnzustandssensor 94 kann ein beliebiger Sensor oder eine beliebige Sensorgruppe sein, die konfiguriert sind, den Zustand der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 110 fährt, wie z. B., ob die Fahrbahn glatt und im Allgemeinen gleichförmig ist, zu identifizieren. Zum Beispiel kann der Fahrbahnzustandssensor 94 beliebige geeignete einer Kamera, eines Radars, eines Lidars usw. enthalten, die konfiguriert sind, den Zustand der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 110 fährt, z. B., ob die Fahrbahnoberfläche glatt und gleichförmig ist, zu überwachen und zu identifizieren. Der Fahrbahnzustandssensor 94 kann alternativ ein GPS-Empfänger sein oder ihn enthalten, der konfiguriert ist, GPS-Signale zu empfangen, die den Ort des Fahrzeugs 110 angeben, der gegen Kartendaten graphisch dargestellt werden kann, um den Ort des Fahrzeugs 110 und den Typ einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug 110 sich befindet, wie z. B., ob die Fahrbahn befestigt und glatt oder unbefestigt ist, zu identifizieren. Der Fahrbahnzustandssensor 94 kann außerdem einen Fahrzeug-zu-Allem-Sensor (V2X-Sensor) enthalten, der konfiguriert ist, Signale von Fahrbahnrandsendern zu empfangen, die einen Fahrbahnzustand und einen Fahrbahnoberflächentyp identifizieren.
Das Diagnosemodul 74 steuert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28, um eine Nachricht zu erzeugen, die den Funktionszustand der Bremsrotoren 30 angibt. Das Diagnosemodul 74 steuert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 durch Ausgeben des UID-Steuersignals 38 zur Anwenderschnittstellenvorrichtung 28. Das Diagnosemodul 74 kann ein Signal zum Bremssteuermodul 72 ausgegeben, das angibt, welche der Reibungsbremsen 20 eingesetzt werden sollen, um die Bremsmomentanforderung zu erfüllen.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 150 gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beurteilen des Funktionszustands der Bremsrotoren 30. Das Verfahren 150 wird hier als durch das Fahrzeugsteuermodul 26 durchgeführt beschrieben. Allerdings kann das Verfahren 150 durch ein sonstiges geeignetes Modul durchgeführt werden. Somit können die bestimmten Module, die das Verfahren 150 durchführen, sich von der Beschreibung unten unterscheiden. Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere Schritte des Verfahrens 150 unabhängig von einem Modul durchgeführt werden. Im Allgemeinen beurteilt das Fahrzeugsteuermodul 26 den Funktionszustand der Bremsrotoren 30 durch Aufzeichnen von Fahrzeugdaten unter vordefinierten Bremsbedingungen, wie hier ferner erläutert wird und in 3 veranschaulicht ist. Die aufgezeichneten Fahrzeugdaten enthalten z. B. Folgendes: eine Radwinkelgeschwindigkeit, die durch die Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 aufgezeichnet wurde; und einen Bremsdruck, der durch den Bremskreisdrucksensor 44 aufgezeichnet wurde.
Das Verfahren 150 zum Beurteilen des Funktionszustands der Bremsrotoren 30 beginnt in Block 152. In Block 152 kann das Verfahren 150 z. B. durch einen Fahrer oder einen Techniker manuell gestartet werden. Das Verfahren 150 kann unter Verwendung der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 oder einer sonstigen geeigneten Schnittstelle wie z. B. einer Schnittstelle, die in drahtloser oder drahtgebundener Kommunikation mit dem Diagnosemodul 74 ist, manuell gestartet werden. Alternativ kann das Verfahren 150 durch das Diagnosemodul 74 automatisch initiiert werden, wenn vordefinierte Bedingungen vorliegen. Zum Beispiel kann das Diagnosemodul 74 konfiguriert sein, das Verfahren 150 in beliebigen geeigneten Laufleistungsintervallen, Zeitintervallen usw. auszuführen. Von Block 152 schreitet das Verfahren fort zu Block 154.
In Block 154 erzeugt das Bremssteuermodul 72 das Bremssteuersignal 36, das einen Zieldruck des Bremsfluids angibt, das zum Betätigen der Reibungsbremsen durch Klemmen von Bremsbelägen zu den Reibungsbremsen 20 geleitet werden soll, die durch die Bremssättel 32 auf gegenüberliegenden Seiten der Rotoren 30 gehalten werden. Der Zieldruck ist ausreichend, um das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten. Die Drehzahl der Räder 12, 14, 16, 18 bei der Kriechgeschwindigkeit kann z. B. im Bereich von 0 Umdrehungen/Sekunde bis 1 Umdrehungen/Sekunde liegen. Bei der Kriechgeschwindigkeit kann die Drehzahl der Räder 12, 14, 16, 18 z. B. 0,4 Umdrehungen/Sekunde sein. Bei der Kriechgeschwindigkeit kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 110 z. B. im Bereich von 0 km/h bis 0,01 km/h liegen. Die Kriechgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann z. B. 0,005 km/h sein. Der Zieldruck des Bremsfluids kann z. B. 20 psi sein.
Der Haupthydraulikzylinder 22 ist konfiguriert, das Bremssteuersignal 36 zu empfangen und den Bremsdruck zu den Reibungsbremsen 20 auf der Grundlage des Bremssteuersignals 36 zu steuern, um den Zieldruck des Bremsfluids bei den Reibungsbremsen 20 zu erreichen und das Fahrzeug 110 bei der Kriechgeschwindigkeit zu halten. Von Block 154 schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 156.
In Block 156 überwacht das Diagnosemodul 74 eine Drehzahl der Räder 12, 14, 16 und 18 bei der Kriechgeschwindigkeit und dem Sollbremsdruck. Von Block 156 schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 158. In Block 158 bestimmt das Diagnosemodul 74 auf der Grundlage der WS-Signale 60, 62, 64, 66, ob sich die Drehzahl eines der Räder 12, 14, 16 und 18 während der konstanten Kriechgeschwindigkeit und bei einem konstanten Zielbremsdruck geändert hat. Die Drehzahl wird typischerweise verringert, wenn sich die Bremsbeläge an den Bremssätteln 32 über eine Unebenheit an den Bremsrotoren 30 bewegen, die aus Abnutzung in der Nähe der Unebenheit resultiert. Die Drehzahl wird typischerweise zunehmen, wenn die Bremsbeläge an den Bremssätteln 32 sich über Punkte an den Bremsrotoren 30 bewegen, die aufgrund von Abnutzung weniger dick geworden sind.
Wenn sich die Drehzahl keines der Räder 12, 14, 16, 18 geändert hat, dann weist in Block 160 das Diagnosemodul 74 die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 an, eine Mitteilung zu erzeugen, dass die Rotoren 30 gesund sind. Die Mitteilung kann auf eine sonstige geeignete Weise (z. B. E-Mail, Smartphone-Mitteilung usw.) zum Anwender gesendet werden. Die Mitteilung kann ebenfalls zu einem sonstigen geeigneten Ort wie z. B. zu einem Händler, einem Flottenbetreiber, einem Hersteller usw. gesendet werden.
Wenn das Diagnosemodul 74 in Block 158 bestimmt, dass die Drehzahl von einem oder mehreren der Räder 12, 14, 16, 18 sich geändert hat, dann schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 162. In Block 162 bestimmt das Diagnosemodul 74, ob die Änderung der Drehzahl größer als ein erster vorgegebener Schwellenwert ist. Wenn nicht, dann schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 164, wobei die Rotorgesund-Mitteilung erzeugt wird. Wenn die Änderung größer als der erste vorgegebene Schwellenwert ist, dann schreitet das Verfahren fort zu Block 166.
In Block 166 bestimmt das Diagnosemodul 74, ob die Änderung der Drehzahl größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Schwellenwert, jedoch kleiner als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert ist. Wenn ja, dann schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 168. In Block 168 weist das Diagnosemodul 74 die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 an, eine Mitteilung zu erzeugen, dass der Rotor 30, der dem Rad 12, 14, 16, 18 zugeordnet ist, das die Änderung der Drehzahl erfahren hat, Aufmerksamkeit erfordert. Wenn das Diagnosemodul 74 in Block 166 bestimmt, dass die Änderung der Drehzahl größer oder gleich dem ersten Schwellenwert, jedoch nicht kleiner als der zweite Schwellenwert ist, schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 170.
In Block 170 bestätigt das Diagnosemodul 74, dass die Änderung der Drehzahl größer oder gleich dem zweiten vorgegebenen Schwellenwert ist. Von Block 170 schreitet das Verfahren 150 fort zu Block 172. In Block 172 weist das Diagnosemodul 74 die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 an, eine Mitteilung zu erzeugen, dass der Rotor 30, der dem Rad 12, 14, 16, 18 zugeordnet ist, das die Änderung der Drehzahl erfahren hat, die größer als der zweite vorgegebene Schwellenwert ist, einen Austausch benötigt.
Der zweite vorgegebene Schwellenwert ist größer als der erste vorgegebene Schwellenwert. Der zweite vorgegebene Schwellenwert kann eine dreimal so große Änderung der Drehzahl im Vergleich zum ersten vorgegebenen Schwellenwert sein. Zum Beispiel kann der erste vorgegebene Schwellenwert eine Änderung von 0,4 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² sein und kann der zweite vorgegebene Schwellenwert eine Änderung von 1,2 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² sein.
4A und 4B veranschaulichen ein weiteres beispielhaftes Verfahren 210 gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beurteilen des Funktionszustands des Bremsrotors 30. Das Verfahren 210 wird hier als durch das Fahrzeugsteuermodul 26 durchgeführt beschrieben. Allerdings kann das Verfahren 210 durch ein sonstiges geeignetes Modul durchgeführt werden. Somit können die bestimmten Module, die das Verfahren 210 durchführen, sich von der Beschreibung unten unterscheiden. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Schritte des Verfahrens 210 unabhängig von einem Modul durchgeführt werden.
Im Allgemeinen beurteilt das Fahrzeugsteuermodul 26 den Funktionszustand der Bremsrotoren 30 durch Aufzeichnen von Fahrzeugdaten unter vordefinierten Bremsbedingungen, wie hier ferner erläutert wird und in 4A und 4B veranschaulicht ist. Die aufgezeichneten Fahrzeugdaten enthalten z. B. Folgendes: eine Radwinkelgeschwindigkeit, die durch die Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 aufgezeichnet wurde, und einen Bremsdruck, der durch den Bremskreisdrucksensor 44 aufgezeichnet wurde. Von der Radwinkelgeschwindigkeit wird eine Winkelbeschleunigungsableitung genommen und der Betrag der Winkelbeschleunigung wird als ein Funktionszustandsindikator der Bremsrotoren 30 verwendet. Auf der Grundlage des Funktionszustandsindikatorpegels wird geschätzt, dass der Bremsrotor gesund ist, Aufmerksamkeit benötigt oder einen Austausch benötigt. Dann wird eine Mitteilung in Form der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 zum Fahrer gesendet, die den Fahrer über die Bremsenfunktionszustandsbeurteilung informiert.
Das Verfahren 210 zum Beurteilen des Funktionszustands der Bremsrotoren 30 beginnt in Block 212. In Block 212 kann das Verfahren 210 z. B. durch einen Fahrer oder einen Techniker manuell gestartet werden. Das Verfahren 210 kann unter Verwendung der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 oder einer sonstigen geeigneten Schnittstelle wie z. B. einer Schnittstelle, die in drahtloser oder drahtgebundener Kommunikation mit dem Diagnosemodul 74 ist, manuell gestartet werden. Alternativ kann das Verfahren 210 durch das Diagnosemodul 74 automatisch initiiert werden, wenn vordefinierte Bedingungen vorliegen. Zum Beispiel kann das Diagnosemodul 74 konfiguriert sein, das Verfahren 210 bei beliebigen geeigneten Laufleistungsintervallen, Zeitintervalle usw. durchzuführen. Von Block 212 schreitet das Verfahren fort zu Block 214.
In Block 214 bestimmt das Diagnosemodul 74, ob verschiedene Fahrzeugbetriebsbedingungen, die für das Verfahren 210 erforderlich sind, erfüllt wurden, z. B. die Folgenden: 1) das Fahrzeug 110 ist im Vorwärtsfahrmodus; 2) das Fahrzeug 110 fährt geradlinig und 3) das Fahrzeug 110 befindet sich im Allgemeinen auf einer glatten und gleichförmigen Fahrbahnoberfläche. Das Diagnosemodul 74 bestimmt, ob das Fahrzeug 110 im Vorwärtsfahrmodus ist, auf der Grundlage des Fahrmodussignals 80. Das Diagnosemodul 74 bestimmt, ob das Fahrzeug 110 geradlinig fährt, auf der Grundlage des Lenkwinkelsignals 86. Das Diagnosemodul 74 bestimmt, ob das Fahrzeug 110 auf einer im Allgemeinen glatten und gleichförmigen Fahrbahnoberfläche ist, auf der Grundlage des Fahrbahnzustandssignals 92. Wenn das Diagnosemodul 74 auf der Grundlage der Sensorsignale 80, 86 und 92 bestimmt, dass das Fahrzeug 110 im Vorwärtsfahrmodus auf einer im Allgemeinen glatten und gleichförmigen Oberfläche geradlinig fährt und dass dies sicher ist, schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 216. Ein Fortfahren wird als sicher betrachtet, wenn z. B. keine Hindernisse vor dem Fahrzeug detektiert werden. Andernfalls kehrt das Verfahren 210 zurück zu den Blöcken 212 und 214 und das Verfahren 210 schreitet nicht fort, bis die Fahrzeugbedingungen in Block 214 erfüllt sind.
In Block 216 bestimmt das Fahrzeugsteuermodul 26, ob das Fahrzeug 110 mit automatischem Bremsen ausgestattet ist. Automatisches Bremsen ist ein Merkmal, wodurch das Fahrzeugsteuermodul 26 das Bremssteuermodul 72 betätigt, um die Bremssättel 32 auf die Bremsrotoren 30 zu klemmen, um das Fahrzeug 110 wie jeweils anwendbar ist, z. B. in Reaktion auf den Verkehr, eine Ampel, ein Hindernis usw. zu verlangsamen und zu stoppen. Autonome Fahrzeuge sind mit automatischem Bremsen ausgestattet, ebenso wie viele selbstfahrende Fahrzeuge als ein Sicherheitsmerkmal. Automatisches Bremsen kann auch konfiguriert sein, die Ausführung des Verfahrens 210, das hier erläutert wird, zu ermöglichen.
Wenn das Fahrzeug 110 mit automatischem Bremsen ausgestattet ist, schreitet das Verfahren 210 von Block 216 fort zu Block 218. In Block 218 sendet das Bremssteuermodul 72 in Reaktion auf eine Anweisung vom Diagnosemodul 74, den Funktionszustand der Bremsrotoren 30 zu prüfen, das Bremssteuersignal 36 zum Haupthydraulikzylinder 22, um den Haupthydraulikzylinderdruck zu einem vorgegebenen Schwellenwert zu setzen. Der vorgegebene Schwellenwert kann 20 psi oder ein sonstiger geeigneter Schwellenwertdruck sein. Ein Setzen des Haupthydraulikzylinderdrucks zum vorgegebenen Schwellenwert hält außerdem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit, über der das Verfahren 210 nicht durchgeführt wird. Nachdem der Haupthydraulikzylinder 22 zum vorgegebenen Schwellenwertdruck gesetzt worden ist, schreitet das Verfahren 210 von Block 218 zu Block 250 von 4B fort.
Wenn das Fahrzeug 110 nicht mit automatischem Bremsen ausgestattet ist, schreitet das Verfahren 210 von Block 216 fort zu Block 220. In Block 220 prüft das Fahrzeugsteuermodul 26, ob das Diagnosemodul 74 mit einem Fahrzeugdatenrekorder 96 ausgestattet ist. Der Fahrzeugdatenrekorder 96 ist derart konfiguriert, dass er während des regulären Fahrzeugbetriebs die Radwinkelgeschwindigkeit die durch die Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 gemessen wurde, aufzeichnet und den Bremskreisdruck auf der Grundlage von Eingaben vom Bremskreisdrucksensor 44 aufzeichnet.
Wenn in Block 220 das Fahrzeugsteuermodul 26 bestimmt, dass das Fahrzeug 110 mit dem Fahrzeugdatenrekorder 96 ausgestattet ist, schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 222. In Block 222 überwacht das Diagnosemodul 74 kontinuierlich den Druck des Haupthydraulikzylinders 22 auf der Grundlage des BCP-Signals 58. Wenn das Diagnosemodul 74 den Druck des Haupthydraulikzylinders 22 als bei dem vorgegebenen Hauptzylinderdruckwert wie z. B. 20 psi identifiziert, schreitet z. B. das Verfahren 210 von Block 222 zu Block 250 von 4B fort. Als eine Alternative zum Überwachen des Drucks des Haupthydraulikzylinders 22 in Block 222 kann das Diagnosemodul 74 die Bremspedalstellung auf der Grundlage des BPP-Signals 54 und/oder des Drucks der Bremssättel 32 auf die Rotoren 30 überwachen. Wenn das Bremspedal 24 bei einer vorgegebenen Stellung ist und/- oder der Druck der Bremssättel 32 auf die Rotoren 30 bei einem vorgegebenen Druck ist, schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 250 von 4B.
Wenn in Block 220 das Fahrzeugsteuermodul 26 bestimmt, dass das Fahrzeug 110 nicht mit dem Fahrzeugdatenrekorder 96 ausgestattet ist, schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 224. In Block 224 weist das Diagnosemodul 74 den Fahrer an mittels der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 an, das Bremspedal 24 langsam zu lösen. Der Fahrer wird angewiesen, das Bremspedal 24 langsam zu lösen, bis in Block 226 die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich von 0 km/h bis zu einem vorgegebenen Maximalschwellenwert ist. Der vorgegebene Schwellenwert kann z. B. 0,005 km/h sein. Im Allgemeinen ist das Verfahren 210 beim Beurteilen eines Bremsrotorfunktionszustands umso genauer, je kleiner der vorgegebene Maximalschwellenwert ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht im Bereich von 0 km/h bis zum vorgegebenen Maximalschwellenwert ist, dann kehrt das Verfahren 210 zurück zu Block 224. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich von 0 km/h bis zum vorgegebenen Maximum ist, schreitet das Verfahren 210 von Block 226 fort zu Block 228. In Block 228 weist das Diagnosemodul 74 den Fahrer z. B. mittels der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 an, die Stellung des Bremspedals 24 zu halten, derart, dass der Bremsdruck konstant bleibt. Von Block 228 schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 250.
In Block 250 von 4B identifiziert das Diagnosemodul 74 die Winkelgeschwindigkeit jedes der Räder 12, 14, 16 und 18. Die Winkelgeschwindigkeit jedes der Räder 12, 14, 16 und 18 wird durch die Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 bzw. 52 gemessen. Die Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 können in einigen Anwendungen die Raddrehzahl in Umdrehungen pro Minute messen, wobei das Diagnosemodul 74 konfiguriert ist, diese in Umdrehungen pro Sekunde umwandeln. Wenn das Fahrzeug 110 nicht mit Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 ausgestattet ist, bestimmt das Diagnosemodul 74 die Radwinkelgeschwindigkeit wie folgt: Radwinkelgeschwindigkeit = Fahrzeuggeschwindigkeit/(π * Raddurchmesser).
Von Block 250 schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 252. In Block 252 identifiziert das Diagnosemodul 74 die Zeit, die jedes der Räder 12, 14, 16 und 18 benötigt, um sich eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen (z. B. zweimal) zu drehen, auf der Grundlage der Raddrehzahlsignale 60, 62, 64 und 66 von den Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 bzw. 52. Wenn das Fahrzeug 110 nicht mit den Raddrehzahlsensoren 46, 48, 50 und 52 ausgestattet ist, berechnet das Diagnosemodul 74 die Zeit, die jedes der Räder 12, 14, 16 und 18 benötigt, um sich zu drehen, wie folgt: Radumdrehung/Sekunde = Fahrzeuggeschwindigkeit / (π * Raddurchmesser). Die Drehzahl wird verwendet, um Unregelmäßigkeiten der Bremsrotordicke zu bestätigen und jegliches Rauschen wie z. B. mögliche Bremsdruckmissdeutung zu isolieren. Die Anzahl von Umdrehungen kann z. B. zwei-, drei- oder viermal oder mehr sein.
Von Block 252 schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 254, wobei das Diagnosemodul 74 die Radwinkelgeschwindigkeit jedes der Räder 12, 14, 16 und 18 aufzeichnet. Das Diagnosemodul 74 zeichnet auch den Bremsdruck auf der Grundlage des Bremskreisdrucksignals 58 auf. 5A, 5B und 5C veranschaulichen beispielhafte Graphen 310A, 310B und 310C der Radwinkelgeschwindigkeit im Zeitablauf und des Radbremsdrucks im Zeitablauf für eine festgelegte Anzahl von Bremszyklen (z. B. zwei) von vier verschiedenen Rädern des Fahrzeugs 110. Zum Beispiel zeigt Graph 310A von 5A zwei Radzyklen des linken Vorderrads 12, zeigt Graph 310B von 5B zwei Radzyklen des rechten Vorderrads 14 und zeigt Graph 310C von 5C zwei Radzyklen des linken Hinterrads 16. Ein ähnlicher Graph kann für das rechte Hinterrad 18 aufgenommen werden.
Von Block 254 schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 256. In Block 256 bestimmt das Diagnosemodul 74 die Änderung der Radwinkelgeschwindigkeit wie z. B. die Ableitung der Radwinkelgeschwindigkeit, die Radwinkelbeschleunigung (Umd./s²) oder den Ruck (Umd./s³) und verwendet den Wert als einen Funktionszustandsindikator der Bremsrotoren 30. In Bezug auf die Radwinkelbeschleunigung erfolgt die Berechnung wie folgt: Radwinkelbeschleunigung (Umd./s²) = (rps (zur Zeit = t2) - rps (zur Zeit = t1))/(Zeit t2 - Zeit t1). 5A, 5B und 5C veranschaulichen beispielhafte Graphen 312A, 312B und 312C einer Radwinkelbeschleunigung für die Räder 12, 14 bzw. 16 über zwei Radzyklen. Ein ähnlicher Graph kann für die Winkelbeschleunigung des rechten Hinterrads 18 aufgenommen werden.
Das Diagnosemodul 74 vergleicht dann die Beträge der Radwinkelbeschleunigung jedes Rads mit vorgegebenen Schwellenwerten, um zu bestimmen, ob der Bremsrotor 30 jedes Rads gesund ist, Aufmerksamkeit erfordert oder ein Austauschen erfordert. 5A veranschaulicht ein Beispiel des Betrags der Winkelbeschleunigung für das Rad 12 bei 314A. 5B veranschaulicht ein Beispiel des Betrags der Winkelbeschleunigung für das Rad 14 bei 314B. 5C veranschaulicht ein Beispiel des Betrags der Winkelbeschleunigung für das Rad 16 bei 314C.
In Block 258 bestimmt das Diagnosemodul 74, ob der Betrag der Winkelbeschleunigung für jedes der verschiedenen Räder 12, 14, 16 und 18 kleiner als ein vorgegebener Funktionszustandsschwellenwert ist. Wenn der Betrag eines bestimmten Rads kleiner als der vorgegebene Funktionszustandsschwellenwert ist, dann schreitet das Verfahren 210 von Block 258 fort zu Block 260, wobei das Diagnosemodul 74 bestimmt, dass der Bremsrotor 30, der dem bestimmten Rad zugeordnet ist, gesund ist. In Block 262 informiert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 den Fahrer, dass der Bremsrotor gesund ist.
Wenn in Block 258 der Betrag der Winkelbeschleunigung eines bestimmten Rads größer als der vorgegebene Funktionszustandsschwellenwert ist, schreitet das Verfahren von Block 258 fort zu Block 264. In Block 264 bestimmt das Diagnosemodul 74, ob der Betrag der Winkelbeschleunigung eines bestimmten Rads kleiner als ein vorgegebener Austauschschwellenwert ist. Wenn der Betrag kleiner als der vorgegebene Austauschschwellenwert ist, schreitet das Verfahren 210 fort zu Block 266. In Block 266 bestimmt das Diagnosemodul 74, dass der Bremsrotor 30, der dem bestimmten Rad zugeordnet ist, Aufmerksamkeit erfordert, und in Block 262 informiert die Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 den Fahrer, dass der Bremsrotor Aufmerksamkeit erfordert (d. h. untersucht werden sollte). Wenn das Diagnosemodul 74 in Block 264 bestimmt, dass der Betrag der Winkelbeschleunigung nicht kleiner als der Austauschschwellenwert ist, dann muss der Betrag der Winkelbeschleunigung größer als der Austauschschwellenwert sein und das Verfahren 210 schreitet fort zu Block 268. In Block 268 bestimmt das Diagnosemodul 74, dass der Bremsrotor des bestimmten Rads einen Austausch benötigt, und in Block 262 wird der Fahrer informiert, dass der Bremsrotor einen Austausch erfordert.
5A, 5B und 5C veranschaulichen drei beispielhafte Bremsrotorfunktionszustandsszenarien für die Rotoren 30, die den Rädern 12, 14 und 16 zugeordnet sind. In Bezug auf 5A wird durch das Diagnosemodul 74 bestimmt, dass der Rotor, der dem linken Vorderrad 12 zugeordnet ist, „gesund“ ist, weil keine Änderung der Radwinkelgeschwindigkeit während des Prüfzeitraums vorliegt, und somit verbleibt der Betrag der Beschleunigung des Rads 12 in Graph 314A bei 0. Somit weist der Rotor 30, der dem Rad 12 zugeordnet ist, sehr wahrscheinlich keine messbare Abnutzung und keine Verminderung der Leistungsfähigkeit auf.
In Bezug auf 5B wird durch das Diagnosemodul 74 bestimmt, dass der Rotor, der dem rechten Vorderrad 14 zugeordnet ist, Aufmerksamkeit erfordert, jedoch noch kein Austauschen erfordert. Die Änderung der Radwinkelgeschwindigkeit und der Beschleunigung während des Prüfzeitraums ist wesentlich genug, dass der Betrag der Beschleunigung des Rads 14 größer als der Funktionszustandsschwellenwert 320 im Graphen 314B, jedoch kleiner als der Austauschschwellenwert 330 ist. Somit weist der Rotor 30, der dem Rad 14 zugeordnet ist, eine messbare Abnutzung und eine geringe Verminderung der Leistungsfähigkeit auf, erfordert jedoch noch kein Austauschen. Die Verminderung der Leistungsfähigkeit kann durch einen Bereich einer erhöhten oder verringerten Dicke am Rotor 30 verursacht werden. Der Funktionszustandsschwellenwert 320 (d. h. erster vorgegebener Schwellenwert) kann ein beliebiger geeigneter Schwellenwert wie z. B. 0,4 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² sein.
In Bezug auf 5C wird durch das Diagnosemodul 74 bestimmt, dass der Rotor, der dem linken Hinterrad 16 zugeordnet ist, einen Austausch erfordert. Die Änderung der Radwinkelgeschwindigkeit und der Beschleunigung während des Prüfzeitraums ist wesentlich genug, dass der Betrag der Beschleunigung des Rads 16 größer als der Austauschschwellenwert 330 im Graphen 314C ist. Somit kann der Rotor 30, der dem Rad 16 zugeordnet ist, eine messbare Abnutzung und eine Verminderung der Leistungsfähigkeit aufweisen, die wesentlich genug sind, ein Austauschen zu erfordern. Die Verminderung der Leistungsfähigkeit kann durch einen Bereich einer erhöhten oder verringerten Dicke am Rotor 30, die größer als die erhöhte oder die verringerte Dicke des Rotors 30 ist, der dem rechten Vorderrad 14 zugeordnet ist, verursacht werden. Der Austauschschwellenwert 330 (d. h. zweiter vorgegebener Schwellenwert) kann ein beliebiger geeigneter Schwellenwert wie z. B. 1,2 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² sein.
Die vorliegende Offenbarung ermöglicht somit vorteilhafterweise, dass der Funktionszustand der Bremsrotoren 30 beurteilt wird, ohne die Rotoren 30 optisch zu untersuchen. Der Funktionszustand der Rotoren 30 kann nach Bedarf oder in regelmäßig geplanten Zeit- oder Laufleistungsintervallen durchgeführt werden. Die Funktionszustandsbestimmung kann dem Fahrer in Form der Anwenderschnittstellenvorrichtung 28 angezeigt werden. Außerdem kann einem Kunden, einem Flottenbetreiber, einem Händler, einem Hersteller usw. die Funktionszustandsbestimmung in Form einer beliebigen geeigneten Anwendung, Internet-Schnittstelle, monatlicher Status-E-Mail usw. mitgeteilt werden. Als ein Ergebnis können die Bremsrotoren 30 regelmäßig überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie bei annehmbaren Leistungsfähigkeitspegeln arbeiten.
Die vorhergehende Beschreibung ist lediglich veranschaulichender Art und ist in keiner Weise dazu vorgesehen, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in verschiedenen Formen implementiert sein. Während diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, sollte deshalb der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so eingeschränkt werden, weil andere Modifikationen bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche ersichtlich werden. Es ist zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder zeitlich überlappend) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Obwohl jede der Ausführungsformen oben mit bestimmten Merkmalen beschrieben worden ist, können ferner eines oder mehrere dieser Merkmale, die bezüglich irgendeiner Ausführungsform der Offenbarung beschrieben worden sind, in irgendeiner der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit ihren Merkmalen kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten schließen die beschriebenen Ausführungsformen einander nicht aus und Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen miteinander bleiben im Schutzumfang dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung verschiedener Begriffe, z. B. „verbunden“, „im Eingriff, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf”, „über“, „unter“ und „angeordnet“, beschrieben. Sofern sie nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann dann, wenn in der oben beschriebenen Offenbarung eine Beziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Element beschrieben wird, diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine weiteren dazwischenliegenden Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorliegen, sie kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorliegen. Wie der Ausdruck wenigstens eines von A, B und C hier verwendet wird, sollte er derart ausgelegt werden, dass er ein logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER bedeutet, und nicht ausgelegt werden, dass er „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
In den Figuren demonstriert die Richtung eines Pfeils, die durch die Pfeilspitze angegeben ist, im Allgemeinen den Informationsfluss (wie z. B. Daten oder Befehle), der zur Veranschaulichung von Interesse ist. Wenn z. B. das Element A und das Element B verschiedene Informationen austauschen, aber die vom Element A zum Element B übertragenen Informationen für die Veranschaulichung relevant sind, kann der Pfeil vom Element A zum Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil impliziert nicht, dass keine weiteren Informationen von Element B zu Element A gesendet werden. Ferner kann das Element B für die vom Element A zum Element B gesendeten Informationen Anforderungen für die oder Empfangsquittungen der Informationen an das Element A senden.
In dieser Anmeldung einschließlich der Definitionen unten kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuereinheit“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich auf Folgendes beziehen, Teil davon sein oder es enthalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam verwendet, fest zugeordnet oder Gruppe), die einen Code ausführt; eine Arbeitsspeicherschaltung (gemeinsam verwendet, fest zugeordnet oder Gruppe), die einen Code speichert, der durch die Prozessorschaltung ausgeführt wird; weitere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination aus einigen oder allen der Obigen, wie z. B. in einem System auf einem Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen enthalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen enthalten, die mit einem lokalen Netz (LAN), dem Internet, einem Großraumnetz (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität eines beliebigen gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann unter mehreren Modulen verteilt sein, die mittels Schnittstellenschaltungen verbunden sind. Zum Beispiel können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Servermodul (das außerdem als ein entferntes oder Cloud-Modul bekannt ist) einige Funktionalität im Auftrag eines Client-Moduls ausführen.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam verwendete Prozessorschaltung umfasst eine Einzelprozessorschaltung, die einen Teil des oder den gesamten Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einen Teil des oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Bezüge zu Mehrprozessorschaltungen umfassen Mehrprozessorschaltungen auf diskreten Chips, Mehrprozessorschaltungen auf einem einzelnen Chip, mehrere Kerne einer Einzelprozessorschaltung, mehrere Threads einer Einzelprozessorschaltung oder eine Kombination aus den Obigen. Der Begriff gemeinsam verwendete Speicherschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen Teil des oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil des oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hier verwendet wird, umfasst keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium (wie z. B. auf einer Trägerwelle) ausbreiten; der Begriff computerlesbares Medium kann deshalb als greifbar und nicht transitorisch betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht transitorischen, greifbaren computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie z. B. eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare programmierbare Festwertspeicherschaltung oder eine Maskenfestwertspeicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (z. B. eine statische Schreib-Lese-Speicher-Schaltung oder eine dynamische Schreib-Lese-Speicher-Schaltung), magnetische Speichermedien (wie z. B. ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie z. B. eine CD, eine DVD oder eine Blu-Ray-Disc).
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Computer für einen besonderen Zweck implementiert sein, der durch das Konfigurieren eines allgemein verwendbaren Computers erzeugt wird, um eine oder mehrere spezielle in Computerprogrammen verkörperte Funktionen auszuführen. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Ablaufplankomponenten und anderen Elemente dienen als Software-Spezifikationen, die durch die Routinearbeit eines ausgebildeten Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme enthalten prozessorausführbare Befehle, die in mindestens einem nicht transitorischen materiellen computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können außerdem gespeicherte Daten enthalten oder darauf zurückgreifen. Die Computerprogramme können ein System zur grundlegenden Eingabe/Ausgabe (BIOS), das mit der Hardware des Computers für einen besonderen Zweck interagiert, Vorrichtungstreiber, die mit bestimmten Vorrichtungen des Computers für einen besonderen Zweck interagieren, ein oder mehrere Betriebssysteme, Anwenderanwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. umfassen.
Die Computerprogramme können Folgendes enthalten: (i) beschreibenden Text, der zu parsen ist, wie z. B. HTML (Hypertext-Auszeichnungssprache), XML (erweiterbare Auszeichnungssprache) oder JSON (JavaScript-Objektbezeichnung), (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der durch einen Kompilierer aus Quellcode erzeugt wird, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpretierer, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Kompilierer während der Laufzeit usw. Lediglich als Beispiele kann der Quellcode unter Verwendung der Syntax von Sprachen einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext-Auszeichnungssprache, 5. Überarbeitung), Ada, ASP (Aktive Server-Seiten), PHP (PHP: Hypertext-Vorprozessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® geschrieben sein.

Claims

System, das konfiguriert ist, den Funktionszustand eines Rotors einer Reibungsbremse, die konfiguriert ist, ein Rad eines Fahrzeugs zu bremsen, zu beurteilen, wobei das System umfasst: ein Bremssteuermodul, das konfiguriert ist, ein Bremssteuersignal zu erzeugen, das einen Zieldruck des Bremsfluids angibt, das zum Betätigen der Reibungsbremse zur Reibungsbremse geleitet werden soll, um Bremsbeläge auf gegenüberliegende Seiten des Rotors zu klemmen, wobei der Zieldruck ausreicht, um das Fahrzeug bei einer Kriechgeschwindigkeit zu halten; einen Haupthydraulikzylinder, der konfiguriert ist, das Bremssteuersignal zu empfangen und einen Bremsfluiddruck zur Reibungsbremse auf der Grundlage des Bremssteuersignals zu steuern, um den Zieldruck des Bremsfluids bei der Reibungsbremse zu erreichen und das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit zu halten; und ein Diagnosemodul, das, während das Fahrzeug bei der Kriechgeschwindigkeit ist, das Bremsfluid der Reibungsbremse beim Zieldruck ist und das Fahrzeug geradlinig fährt, konfiguriert ist zum: Aufzeichnen der Drehzahl des Rads; Identifizieren einer Änderung der Drehzahl des Rads Bestimmen, ob die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet; und Erzeugen dann, wenn die Änderung der Drehzahl des Rads einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, einer Mitteilung, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, Aufmerksamkeit erfordert.
System nach Anspruch 1, wobei der Zieldruck 20 psi ist.
System nach Anspruch 1, wobei bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads im Bereich von 0 Umdrehungen/Sekunde bis 1 Umdrehungen/Sekunde ist.
System nach Anspruch 1, wobei bei der Kriechgeschwindigkeit die Drehzahl des Rads 0,4 Umdrehungen/Sekunde ist.
System nach Anspruch 1, wobei bei der Kriechgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Bereich von 0 km/h bis 0,01 km/h liegt.
System nach Anspruch 1, wobei bei der Kriechgeschwindigkeit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 0,005 km/h liegt.
System nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Schwellenwert ein erster vorgegebener Schwellenwert ist und die Mitteilung eine erste Mitteilung ist und das Diagnosemodul konfiguriert ist, dann, wenn die Änderung der Drehzahl des Rads einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Schwellenwert ist, eine zweite Mitteilung zu erzeugen, die angibt, dass der Rotor der Reibungsbremse, die konfiguriert ist, das Rad zu bremsen, einen Austausch erfordert.
System nach Anspruch 7, wobei die Änderung der Drehzahl des Rads beim zweiten vorgegebenen Schwellenwert das Dreifache der Änderung der Drehzahl des Rads beim ersten vorgegebenen Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 7, wobei der erste vorgegebene Schwellenwert 0,4 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² ist, und der zweite vorgegebene Schwellenwert 1,2 x 10^-3 Umdrehungen/Sekunde² ist.