DE102016102124A1

DE102016102124A1 - Aktive Aufhebung der Bremsdrehmomentvariation

Info

Publication number: DE102016102124A1
Application number: DE102016102124.5A
Authority: DE
Inventors: Bradley J. JOHNSON; Dale Scott Crombez; John P. Joyce; Eric M. Gamberg
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2016-08-25
Also published as: US20160245351A1; MX2016002470A; CN105905091A; CN105905091B; US10647305B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug offenbart. An einem Controller werden Signale, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, empfangen. Basierend auf den Signalen wird eine der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordnete Frequenz bestimmt. Basierend auf der Frequenz werden ein Ausgabezeitraum und/oder ein Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Bremsfluids eingestellt, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf die Aufhebung der Bremsdrehmomentvariation, die durch Schwingungen in den Bremssystemkomponenten eines Fahrzeugs, z. B. den Bremssystemkomponenten, die wellig werden oder in denen sich Riefen bilden, verursacht wird. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Systeme und Verfahren zum aktiven Aufheben des Bremsenrubbelns oder der Bremsenrauheit in Kraftfahrzeug-Bremssystemen.
Hintergrund
Die Kraftfahrzeug-Bremssysteme hemmen die Drehung der Räder des Fahrzeugs, um die Fahrzeuge zu verzögern und zu stoppen. Fahrzeugbremssysteme enthalten typischerweise ein hydraulisches Bremssystem, das Scheibenbremsen und/oder Trommelbremsen aufweist. Die Scheibenbremsen enthalten einen Bremsbelag, der mit einem Rotor in Eingriff gelangt, der mit dem Reifen des Fahrzeugs verbunden ist, um das Fahrzeug zu verzögern. Die Trommelbremsen enthalten Bremsschuhe, die mit einer Trommel in Eingriff gelangen, die mit dem Reifen des Fahrzeugs verbunden ist, um das Fahrzeug zu verzögern.
Unter leichten Bremsdrücken (d. h., die verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern) können jedoch die Bremsbeläge aufgrund der Umfangsvariation der Scheibendicke des Scheibenbremsenrotors nur einen teilweisen Kontakt mit den Rotoroberflächen herstellen oder nur eine ungleichmäßige Kraft auf die Rotoroberflächen ausüben. Die Umfangsvariation der Scheibendicke tritt auf, wenn der Scheibenbremsenrotor verschleißt, was zu instabilen Reibungskräften zwischen dem Rotor und den Bremsbelägen führt. Dieses instabile Verhalten des Reibungspaars Scheibenbremsenrotor/Bremsbelag kann eine hohe dynamische Kontaktkraft erzeugen, die z. B. eine starke Schwingung der Bremsbeläge anregen kann und eine entsprechende Variation der Drehmomentausgabe des Scheibenbremsensystems erzeugen kann. Ähnlich können sich die Bremsschuhe aufgrund der Form der Trommel (z. B. weniger zylinderförmig) ungleichmäßig mit der Bremstrommel in Kontakt befinden.
Das Bremsenrubbeln oder die Bremsdrehmomentvariation "BTV" in Fahrzeugen mit einem Hydraulikbremssystem ist auf eine Kette von Ereignissen zurückzuführen, an deren Anfang es einen ungleichmäßigen Verschleiß der Bremsscheiben gibt, der zu einer Dickenvariation der Bremsscheibe (einer Scheibendickenvariation (DTV)) oder zu einer unzureichenden Zylindrizität der Trommel in Trommelbremsen führt. Die durch die Bremsdrehmomentvariation erzeugten Kräfte werden zum Reifen des Fahrzeugs übertragen und verursachen, dass die Reifen des Fahrzeugs in der Längsrichtung des Reifens schwingen. Diese Schwingung wird danach zum Bremssystem und zum Chassis des Fahrzeugs übertragen und führt zur Bremsenrauheit. Die Bremsenrauheit ist als die unerwartete Schwingung definiert, die der Fahrer des Fahrzeugs durch das Lenkrad, das Bremspedal und die Sitzführung wahrnimmt. Die der Bremsenrauheit zugeordnete Schwingung kann zum Fahrer des Fahrzeugs übertragen werden, was verursacht, dass der Fahrer die Schwingungen wahrnimmt.
Um eine starke Schwingung des Bremssystems zu verhindern, regeln gekoppelte Bremsbetätigungssysteme (d. h., Bremsbetätigungssysteme, die mit einem Bremspedal des Kraftfahrzeugs direkt verbunden sind) die Reaktionszeit und die Drucksteuerung der Bremsbeläge, wenn sie sich zueinander und in Kontakt mit den beiden Reibungsflächen bewegen, um die Resonanzschwingung des Rotors zu unterdrücken. In einem gekoppelten Bremsbetätigungssystem kann z. B. eine durch das Bremspedal gesteuerte Schubstange die Strömung des Hydraulikfluids von einer Bremsleitung zu den Bremsbelägen durch das Ausüben einer Kraft auf einen Kolben eines Hauptzylinders regeln, der das Hydraulikfluid aus einem Behälter zu einer Druckkammer schiebt. Dies erhöht den Druck des gekoppelten Bremsbetätigungssystems und zwingt das Hydraulikfluid durch die Bremsleitungen und zu den Bremssattelkolben, die auf den Satz von Bremssätteln wirken und folglich verursachen, dass die Bremsbeläge eine Kraft auf den Scheibenbremsenrotor ausüben. Die Zunahmen und die Abnahmen des Drucks des Hydraulikfluids, das durch die Bremssättel geleitet wird, verursachen, dass sich das Bremspedal für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs äußerst hart oder weich anfühlt.
Es kann deshalb vorteilhaft sein, ein Scheibenbremsensystem bereitzustellen, das als ein entkoppeltes elektromechanisches Bremsbetätigungssystem konfiguriert ist, das die Drucksteuerung und die Reaktionszeit der Bremsbeläge (unabhängig von dem Bremspedal) regelt, um die durch die Umfangsvariation der Scheibendicke des Scheibenbremsenrotors oder durch die Variation der Zylindrizität der Trommel verursachte Schwingung zu unterdrücken.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen werden Systeme und Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält ein Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug das Empfangen von Signalen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, an einem Controller. Basierend auf den Signalen wird eine der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordnete Frequenz bestimmt. Es werden ein Ausgabezeitraum und/oder ein Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Bremsfluids basierend auf der Frequenz eingestellt, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein System zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das System umfasst einen Controller, der konfiguriert ist, Signale zu empfangen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben. Der Controller ist konfiguriert, eine Frequenz und eine Phase, die der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordnet sind, basierend auf den Signalen zu bestimmen. Der Controller ist konfiguriert, einen Ausgabezeitraum und/oder ein Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Bremsfluids basierend auf der Frequenz und der Phase einzustellen, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Signalen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, an einem Controller. Basierend auf den Signalen wird eine der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordnete Frequenz bestimmt. Eine Variation einer Klemmkraft, die die Bremsbeläge auf einen Rotor des Bremssystems ausüben, wird basierend auf der Frequenz verringert.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch die Praxis der Offenbarung in Erfahrung gebracht werden. Die Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden mittels der Elemente und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüchen besonders dargelegt sind, verwirklicht und erreicht.
Es ist selbstverständlich, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung lediglich beispielhaft und erklärend sind und nicht die Offenbarung, wie sie beansprucht ist, einschränkend sind.
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Offenbarung zu erklären.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Wenigstens einige Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, die damit konsistent sind, offensichtlich, wobei die Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet werden sollte, wobei:
1 eine schematische graphische Darstellung ist, die einige strukturelle Elemente eines beispielhaften Fahrzeugs, das ein elektrohydraulisches Bremssystem zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit der Bremsbeläge aufweist, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2A, 2B und 2C schematische graphische Darstellungen sind, die einen Abschnitt des beispielhaften elektrohydraulischen Bremssystems nach 1 veranschaulichen; und
3 ein beispielhaftes Verfahren zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit der Bremsbeläge als Reaktion auf eine detektierte Bremsdrehmomentvariation in einem Fahrzeug gemäß den vorliegenden Lehren ist.
Obwohl die folgende ausführliche Beschreibung auf veranschaulichende Ausführungsformen Bezug nimmt, werden viele Alternativen, Modifikationen und Variationen davon für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein. Entsprechend ist vorgesehen, dass der beanspruchte Gegenstand umfassend betrachtet wird.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, ausführlich Bezug genommen. Die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen sind nicht vorgesehen, die Offenbarung einzuschränken. Die Offenbarung ist im Gegenteil vorgesehen, die Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken.
Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen befasst sich die vorliegende Offenbarung die Aufhebung der Bremsdrehmomentvariation in Fahrzeugbremssystemen. Die Bremsdrehmomentvariation (BTV) tritt aufgrund einer Umfangsvariation der Dicke des Scheibenbremsenrotors (der Schreibendickenvariation (DTV)) in Scheibenbremsensystemen oder aufgrund einer unzureichenden Zylindrizität der Trommel in Trommelbremsen auf. Diese Scheibendickenvariation erzeugt eine harmonische Modulation der Bremskraft während des Bremsens. Die Oszillationen der Bremskraft regen wiederum verschiedene Moden der Radaufhängung an, wobei die Schwingungen durch den Fahrer im Fahrzeugchassis wahrgenommen werden können oder über andere Fahrzeugkomponenten, wie z. B. das Lenksystem, zum Fahrer übertragen werden können. Die Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die hier beschriebenen Konzepte gleichermaßen auf Trommelbremsensysteme anwendbar sind, obwohl sie im Folgenden bezüglich Scheibenbremsensystemen erörtert werden.
Die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen verwenden Signalverarbeitungstechniken, die jenen zur aktiven Aufhebung der Lenkraddrehschwingungen ähnlich sind, um die Phase und die Frequenz des Bremsenrubbelns oder der Bremsenrauheit in den Scheibenbremsenrotoren eines Fahrzeugs zu bestimmen. Die Techniken zum aktiven Aufheben des Nibbelns verwenden ein abgestimmtes Resonatorfilter, um die Entwicklung der Lenkraddrehschwingungen aufgrund der BTV über ein elektronisches Servolenkungssystem (EPAS-System) zu eliminieren, um die Schwingung im Lenksystem zu eliminieren. Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, eine BTV zu eliminieren, wo sie auftritt – am Rotor – anstatt nachgelagert im Lenksystem. In anderen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, werden z. B. isolierte oder entkoppelte Bremsbetätigungssysteme zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit der Bremsbeläge betrachtet, um die detektierte Resonanzschwingung der Scheibenbremsenrotoren zu unterdrücken.
Insbesondere ist es in wenigstens einigen beispielhaften Ausführungsformen möglich, die Frequenz der Drehung des Scheibenbremsenrotors zu bestimmen und zu bestimmen, wann die Variation der Dicke durch die Bremssättel hindurchgeht (z. B. wann ein relativ dünner oder relativ dicker Abschnitt des Rotors durch den Bremssattel hindurchgeht), und die Variationen der Dicke, wenn sich der Rotor dreht, durch ein entsprechendes Modulieren z. B. eines Volumens und/oder eines Drucks des Bremsfluids, das durch die Bremssättel auf die Scheibenbremsenrotoren angewendet wird, bei der gleichen Frequenz wie einer detektierten Resonanzschwingung während der Bremsereignisse zu kompensieren. Folglich betrachtet die vorliegende Offenbarung das Ausüben einer entgegenwirkenden Druckvariation auf den Bremssattel des Bremssystems, um die BTV aufgrund der Dickenvariation der Bremsrotorscheibe aufzuheben.
Außerdem können die Bremsbetätigungssysteme gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgrund ihrer entkoppelten Struktur (z. B. ein Bremsbetätigungssystem, das von dem Bremspedal isoliert ist) die Bremsdrehmomentvariation durch das Kompensieren des Hydraulikfluids, das sich in die und aus den Bremssätteln bewegt, wenn der Umfangsverschleiß des Scheibenbremsenrotors detektiert wird, ohne eine merkliche Änderung der Wahrnehmung des Pedals des Fahrzeugs für eine Bedienungsperson abschwächen. Insbesondere kann der Druck des Hydraulikfluids mit der gleichen Frequenz moduliert werden, mit der sich die Räder drehen, indem Fluid bei "hohen" Stellen auf dem Rotor aus einem Bremssattel abgelassen wird und Fluid bei "niedrigen" Stellen auf dem Rotor zu einem Bremssattel hinzugefügt wird. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Druck während Abtastzeiträumen, z. B. in Zeitintervallen von 10 Millisekunden (ms), gemessen werden. Für hydraulisch betätigte Bremssättel basiert die BTV-Kompensation gemäß den vorliegenden Lehren auf der Fähigkeit, während des Bremsens Fluid aus den Bremssätteln abzulassen und zu den Bremssätteln hinzuzufügen. Insbesondere bleiben während des Bremsens die Bremsbeläge im Allgemeinen mit dem Rotor in Kontakt, wobei sich aber die Klemmkraft, die die Beläge in Kontakt mit den Rotoren hält, ändert, was die Bremsdrehmomentvariation verursacht. Durch das Beeinflussen des Fluidvolumens am Bremssattel ist es möglich, die Variation der Klemmkraft, die durch die Scheibendickenvariation verursacht wird, zu verringern, und folglich die Bremsdrehmomentvariation zu verringern oder aufzuheben.
1 ist eine schematische graphische Darstellung, die einige strukturelle Elemente einer beispielhaften Ausführungsform eines elektrohydraulischen Bremssystems 100 zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit der Bremsbeläge gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt ist, kann ein Fahrzeug 102 ein Paar von Vorderrädern 104, 106, die durch eine Achse 128 und ein Differential 130 miteinander gekoppelt sind, aufweisen. Die Vorderräder 104, 106 können mit jeweiligen Vorderradbremsanordnungen 112, 114 ausgerüstet sein, die verschiedene (nicht gezeigte) Sensoren enthalten. Das Vorderrad 104 und die Vorderradbremsanordnung 112 sind auf der linken Seite (LF) der Vorderachse 128 angebracht. Das Vorderrad 106 und die Vorderradbremsanordnung 114 sind auf der rechten Seite (RF) der Vorderachse 128 angebracht. Ähnlich kann das Fahrzeug 102 ein Paar von Hinterrädern 108, 110 aufweisen, die durch eine Achse 132 und ein hinteres Differential 134 miteinander gekoppelt sind. Die Hinterräder 108, 110 können mit entsprechenden Hinterradbremsanordnungen 116, 118 ausgerüstet sein. Das Hinterrad 108 und die Hinterradbremsanordnung 116 sind auf der linken Seite (LR) der Hinterachse 132 angebracht. Das Hinterrad 110 und die Hinterradbremsanordnung 118 sind auf der rechten Seite (RR) der Hinterachse 132 angebracht.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Fahrzeug 102 ein Antiblockiersystem (ABS) 140 aufweisen, das in 2A ausführlicher erörtert ist, das ein von der Bedienungsperson betätigtes Bremspedal, das an einen Hauptzylinder 136 gekoppelt ist, und wenigstens einen Controller 142, der die Steuermodulatoren 144, 146, 148, 149 umfasst, die den entsprechenden Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 zugeordnet sind, enthält. Die Steuermodulatoren 144, 146, 148, 149 lassen Bremsfluid-Hydraulikdruck von den Bremssätteln der Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 ab und üben erneut Bremsfluid-Hydraulikdruck auf die Bremssättel der Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 aus. Der Controller 142 ist konfiguriert, Signale von (nicht gezeigten) Sensoren, die sich an den Rädern 104, 106, 108, 110 und an den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 befinden, zu empfangen, und verwendet die empfangenen Signale um die Bremsdrehmomentvariation des Fahrzeugs 102 zu überwachen. Wenn z. B. eine Bremsdrehmomentvariation detektiert wird, bestimmt der Controller 142 die Frequenz der Variation, wobei er basierend auf der Frequenz die Variation unter Verwendung der Drucksteuerung und der Reaktionszeit des Hydraulikfluids, wenn es in die und aus den (nicht gezeigten) Bremssätteln der jeweiligen Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 bewegt wird, kompensiert, um die Wirkungen des Umfangsverschleißes der (nicht gezeigten) Scheibenbremsenrotoren in dem Fahrzeug 102 abzuschwächen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das System 100 ferner ein Benachrichtigungssystem 150 enthalten. Das Benachrichtigungssystem 150 kann konfiguriert sein, Signale von dem Controller 142 zu empfangen und z. B. einer Bedienungsperson des Fahrzeugs 102 anzugeben, dass die (nicht gezeigten) Scheibenbremsenrotoren einen Umfangsverschleiß aufweisen, der eine Bremsdrehmomentvariation verursacht, und dass das Fahrzeug (das Bremssystem) gewartet werden sollte. Dieser Typ der Benachrichtigung kann z. B. ausgeführt werden, wenn das System 100 die Bremsdrehmomentvariation nicht durch das Einspeisen von mehr oder weniger Hydraulikfluid auf die (nicht gezeigten) Bremssättel abschwächen kann.
Die 2A und 2B sind schematische graphische Darstellungen, die einen Abschnitt des beispielhaften elektrohydraulischen Bremssystems nach 1 veranschaulichen. Der Abschnitt des beispielhaften elektrohydraulischen Bremssystems, der in den 2A und 2B gezeigt ist, kann in dem in 1 gezeigten Fahrzeug 102 implementiert sein. Obwohl die 2A und 2B einen beispielhaften Abschnitt eines elektrohydraulischen Bremssystems zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit für die Anwendung auf die Bremsbeläge darstellen, erkennt ein Fachmann auf diesem Gebiet unter Verwendung der hier bereitgestellten Offenbarungen, dass verschiedene Elemente des Systems in verschiedenen Weisen weggelassen, umgeordnet, kombiniert und/oder angepasst werden können.
In den 1, 2A, 2B und 2C kann das Fahrzeug 102 ein ABS 140 aufweisen, das ein von der Bedienungsperson betätigtes Bremspedal 210, das an den Hauptzylinder 136 gekoppelt ist, wenigstens einen Controller 142, der ein (nicht gezeigtes) ECM enthalten kann, und eine Hydrauliksteuereinheit 212, die konfiguriert ist, Bremsfluid-Hydraulikdruck von den in 2B gezeigten Bremssätteln 285 der Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118, die in 1 gezeigt sind, abzulassen und erneut auf die in 2B gezeigten Bremssättel 285 der Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118, die in 1 gezeigt sind, auszuüben. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 142 mit den Raddrehzahlsensoren 214, 216, 218, 220, die einen Teil der jeweiligen Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 der Räder 104, 106, 108, 110 des Fahrzeugs 102 bilden, und dem Bremspedalsensor 222, der dem Bremspedal 210 zugeordnet ist, verbunden sein. Die Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 sind betriebstechnisch mit dem Bremspedal 210 verbunden und können z. B. ein (nicht gezeigtes) Vorbelastungselement und die Bremspedalventile 224, 226 enthalten. Die Bremspedalventile 224, 226 können z. B. Proportionalsteuerventile sein, die durch die Hydrauliksteuereinheit 212 konfiguriert werden, um eine Strömung des Fluids von dem Hauptzylinder 136 zu den Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 zu proportionieren. Die Bremspedalventile 224, 226 enthalten einen Ventileinlass, einen Ventilauslass und einen Schnellentleerungs-Ventilauslass, der mit einem Rücklaufbehälter 228 in Verbindung steht. Wenn in einer beispielhaften Ausführungsform das Bremspedal 210 niedergedrückt wird, sendet der Bremspedalsensor 222 Signale an den Controller 142, wobei die Signale die durch die Bedienungsperson des Fahrzeugs auf das Bremspedal 210 ausgeübte Kraft angeben. In Betrieb kann die Hydrauliksteuereinheit 212 z. B. das Hydraulikfluid vom Hauptzylinder 136 zwischen den Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 unter Verwendung der Bremspedalventile 224, 226 und eines (nicht gezeigten) Druckspeichers in einer herkömmlichen Weise proportionieren, um den Kontakt der in 2B gezeigten Bremsbeläge 287, 288 mit den Rotoroberflächen zu steuern.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 142 ein Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids in dem Hauptzylinder 136 oder dem (nicht gezeigten) Druckspeicher bestimmen, um es basierend auf dem detektierten Bremsenrubbeln und/oder der detektierten Bremsdrehmomentvariation im Fahrzeug 102 aus den Bremssätteln 285 der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abzulassen oder es in die Bremssättel 285 der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 erneut einzuspeisen. Das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das durch die Hydrauliksteuereinheit 212 zwischen den Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 zu proportionieren ist, wird z. B. durch das Einstellen einer Amplitude der Modulation des Fahrzeugs 102, der Drehzahl der Räder 104, 106, 108, 110 und der Phase der Modulation des unter Druck gesetzten Fluids, das aus den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abgelassen wird oder erneut in die Bremssättel 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 eingespeist wird, proportioniert, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
In einem ABS-System 140 ist das Bremspedal 210 mechanisch an den Hauptzylinder 136 gekoppelt, wobei der Hauptzylinder 136 einen Hydraulikdruck proportional zu der durch eine Bedienungsperson auf das Bremspedal 210 ausgeübten Kraft erzeugt. Die Hydrauliksteuereinheit 212 lässt nach einem Verzögerungsintervall ständig unter Druck gesetztes Fluid aus den Bremssätteln 285 über die Bremspedalventile 224, 226 ab und speist nach einem Verzögerungsintervall ständig unter Druck gesetztes Fluid in die Bremssättel 285 über die Bremspedalventile 224, 226 erneut ein, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation zu kompensieren. Das Verzögerungsintervall kann eine geplante Funktion der Fahrzeugverzögerung sein. Der gekoppelte Zustand des ABS-Systems verursacht, dass die Bedienungsperson des Fahrzeugs 102 die Zunahmen und die Abnahmen der Steifigkeit oder des Pulsierens des Bremspedals 210 wahrnimmt. Dies tritt auf, wenn das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids von dem Hauptzylinder 136 durch die Bremspedalventile 224, 226 und einen Druckspeicher zu den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 zunimmt oder abnimmt, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
Unter leichten Bremsdrücken (d. h., die verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu regeln) können die Bremsbeläge 287, 288 aufgrund der Umfangsvariation der Scheibendicke des in 2B gezeigten Scheibenbremsenrotors 290 z. B. nur einen teilweisen Kontakt mit den Rotoroberflächen herstellen oder eine ungleichmäßige Kraft auf die Rotoroberflächen ausüben. Die Umfangsvariationen der Scheibendicke tritt auf, wenn der Scheibenbremsenrotor 290 verschleißt, was zu instabilen Reibungskräften zwischen dem Rotor 290 und den Bremsbelägen 287, 288 führt. Dieses instabile Verhalten des Reibungspaars Scheibenbremsenrotor 290/Bremsbelag 287, 288 kann eine hohe dynamische Kontaktkraft erzeugen, die z. B. eine starke Schwingung der Bremsbeläge 287, 288 anregen kann und eine entsprechende Variation der Drehmomentausgabe des Scheibenbremsensystems (d. h., eine Bremsdrehmomentvariation oder ein Bremsenrubbeln) erzeugen kann. Unter diesen Umständen detektiert der Controller 142 die Bremsdrehmomentvariation unter Verwendung der (nicht gezeigten) Sensoren und der von den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 empfangenen Diagnosesignale, wobei er die Strömung des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids zu den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 über die Hydrauliksteuereinheit 212 regelt.
In einem entkoppelten System ist die Menge des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, die aus den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abgelassen wird oder erneut in die Bremssättel 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 eingespeist wird, durch eine durch einen Motor 250 angetriebene Pumpe 252 gesteuert. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 142 z. B. die Hydrauliksteuereinheit 212 umgehen und ein Signal direkt an ein Solenoid eines drucklos geschlossenen Wegeventils, z. B. eines Bremsventils 236, senden, um das durch die (nicht gezeigten) Sensoren detektierte Bremsenrubbeln und/oder die durch die (nicht gezeigten) Sensoren detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben. Das (nicht gezeigte) Solenoid des Bremsventils 236 verschiebt die Position des Bremsventils 236 von einer geschlossenen Position zu einer offenen Position. Das Bremsventil 236 überträgt das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid über die Hydraulikfluidleitungen 230, 232 und/oder die Hydraulikfluidleitungen 242, 244, 246, 248 zu dem Drucksteuerventil 238. Das (nicht gezeigte) Solenoid des Drucksteuerventils 238 verschiebt die Position des Drucksteuerventils 238 von einer geschlossenen Position zu einer offenen Position, so dass das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid zum Hydraulikdruckspeicher 240 strömen kann. Der Hydraulikdruckspeicher 240 ist durch den Controller 142 und die durch den Motor 250 angetriebene Pumpe 252 gesteuert. Die durch den Motor 250 angetriebene Pumpe 252 regelt unter Verwendung des Drucksteuerventils 238 und des Bremsventils 236 die Strömung des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids in den und aus dem Druckspeicher 240 und durch die Hydraulikfluidleitungen 242, 244, 246, 248 zu den Bremssätteln 285. Die durch den Motor 250 angetriebene Pumpe 252 ist von dem Hauptzylinder 136 isoliert und regelt die Strömung des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids zu den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 basierend auf den vom Controller 142 gesendeten Signalen.
In einer beispielhaften Ausführungsform sind das Bremsventil 236 und das Drucksteuerventil 238 z. B. drucklos geschlossene, solenoidgesteuerte Ventile, die Auslasskanäle aufweisen, die mit einem Einlass der Pumpe 252 verbunden sind. Der Controller 142 führt dem Motor 250 Energie zu und steuert das Ausgabevolumen der Pumpe 252. Wenn sich das Drucksteuerventil 238 in einer offenen Position befindet, kann das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid durch den Motor 250 aus dem Druckspeicher 240 und dem elektrohydraulischen Bremssystem 200 gepumpt oder entfernt werden. Der Controller 142 kann die Pumpe 252 über den Motor 250 anweisen, das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das zu den Bremssätteln 285 und den Bremsbelägen 287, 288 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, zu vergrößern oder zu verkleinern, wenn ein Bremsenrubbeln und/oder eine Bremsdrehmomentvariation detektiert werden. Weil das Bremspedal 210 von dem elektrohydraulischen Bremssystem 200 entkoppelt ist, wird eine Zunahme oder eine Abnahme des Volumens des unter Druck gesetzten Fluids, das zu den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben, von der Bedienungsperson des Fahrzeugs 102 nicht wahrgenommen.
In einer nicht veranschaulichten weiteren beispielhaften Ausführungsform sind die Druckspeicher 240 des entkoppelten Systems durch lineare Hydraulikkolben ersetzt, die üblicherweise in einem ABS-System verwendet werden. Der Controller 142 kann dem Motor 250 Energie zuführen und das Ausgabevolumen der Pumpe 252 steuern. Wenn sich das Drucksteuerventil 238 in einer offenen Position befindet, kann unter Druck gesetztes Hydraulikfluid durch den Motor 250 aus den (nicht gezeigten) linearen Hydraulikkolben und dem elektrohydraulischen Bremssystem 200 gepumpt oder entfernt werden (z. B. ein elektrisches Bremskraftverstärkungssystem). Der Controller 142 kann die Pumpe 252 über den Motor anweisen, das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das zu den Bremssätteln 285 und den Bremsbelägen 287, 288 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, zu vergrößern oder zu verkleinern, wenn ein Bremsenrubbeln und/oder eine Bremsdrehmomentvariation detektiert werden. Weil das Bremspedal von dem elektrohydraulischen Bremssystem 200 entkoppelt ist, wird eine Zunahme oder eine Abnahme des Volumens des unter Druck gesetzten Fluids, das zu den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben, von der Bedienungsperson des Fahrzeugs 102 nicht wahrgenommen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Controller 142 mit (nicht gezeigten) Wechselventilen in Verbindung stehen und können die Leitungen 230, 232 für das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid an (nicht gezeigte) Gestängesteller gekoppelt sein. Die Strömung des unter Druck gesetzten Fluids durch die Bremsleitungen 230, 232 kann zwischen zusätzlichen Bremsfluidleitungen, z. B. den Bremsfluidleitungen 242, 244, 246, 248, aufgeteilt werden, die das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid den Vorder- und Hinterradbremsanordnungen 112, 114, 116, 118 zuführen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Controller 142 die Frequenz des Bremsenrubbelns und/oder der Bremsdrehmomentvariation durch das Erhalten eines Bremssatteldrucks, eines Hauptzylinderdrucks, eines Bremspedalwegs oder der Beschleunigungseingabe(n) 254 von (nicht gezeigten) Sensoren, die dem Bremspedal 210 und den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 zugeordnet sind, und der Raddrehzahl- oder Fahrzeuggeschwindigkeitseingaben 256, die den Rädern 104, 106, 108, 110 des Fahrzeugs 102 zugeordnet sind, wie in 2C gezeigt ist. Basierend auf diesen Eingaben 254, 256 detektiert der Controller 142 die BTV und verwendet ein abgestimmtes Resonator-Software-Filter 258, um das BTV-Signal zu erzeugen. Das abgestimmte Resonator-Software-Filter 258 wird unter Verwendung der Vorderrad-Drehzahleingaben 256 dynamisch angepasst, wobei eine Bremsdrehmomentvariationssteuerung 266 angewendet wird. Der in 2A gezeigte Motor 250 wird z. B. verwendet, um das BTV durch das Anwenden eines 180 Grad phasenverschobenen Aufhebungsdrehmoments 260 auf die BTV aktiv aufzuheben. Der Controller 142 berechnet eine Fluidvolumenänderungs- oder Bremsdruckänderungs-Ausgabe 262, um die BTV bis zu einem Niveau aufzuheben, das durch die Bedienungsperson 264 nicht detektierbar ist.
In einem ABS-System weist der Controller 142 den Hauptzylinder 136 basierend auf der berechneten Fluidvolumenänderungs- und/oder Bremsdruckänderungs-Ausgabe über die Hydrauliksteuereinheit 212 an, das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das zu den Bremssätteln 285 und den Bremsbelägen 287, 288 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, zu vergrößern oder zu verkleinern. In einem entkoppelten System weist der Controller 142 die Pumpe 252 basierend auf der berechneten Fluidvolumenänderungs- und/oder Bremsdruckänderungs-Ausgabe über den Motor 250 an, das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das zu den Bremssätteln 285 und den Bremsbelägen 287, 288 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömt, zu vergrößern oder zu verkleinern.
Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet erkennt, dass die in 2B gezeigten Bremssättel 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 einen Bremssattel 285 und einen Bremssattelträger enthalten, die konfiguriert sind, einen Bremsbelag 287, 288 an dem Bremssattel 285 anzubringen. Die beiden Bremsbeläge 287, 288 können innerhalb des Bremssattels 285 (d. h., der über einem Wangenabschnitt eines Rotors der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnung 112, 114, 116, 118 positioniert ist) enthalten sein, wobei ihre Reibungsflächen dem Rotor 290 zugewandt sind. In dieser Weise klemmt oder presst der Bremssattel 285 die beiden Beläge 287, 288 gemeinsam auf den rotierenden Rotor 290, wenn die Bremsen angewendet werden, um das Fahrzeug zu verlangsamen und/oder zu stoppen. Der Umfangsverschleiß an dem Scheibenbremsenrotor 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 verursacht, dass der Scheibenbremsenrotor 290 eine variierende Dicke aufweist. Wenn sich der Scheibenbremsenrotor 290 dreht, versuchen folglich die Bremssättel 285, den Scheibenbremsenrotor 290 mit einem konstanten Betrag des Drucks festzuklemmen. Dies führt zu einem Ergreifen und einem Lösen des Scheibenbremsenrotors 290, wenn sich ein dicker Abschnitt des Scheibenbremsenrotors 290 durch den Bremssattel 285 bewegt, und zu einem erhöhten und verringerten Druck des Hydraulikfluids, z. B. zu einem Bremsenrubbeln und/oder einer Bremsdrehmomentvariation. Wie einem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, manifestiert sich ein Bremsenrubbeln und/oder eine Bremsdrehmomentvariation für eine Bedienungsperson des Fahrzeugs 102 z. B. als ein Schaukeln der Karosserie des Fahrzeugs 102 und ein Verdrehen des Lenkrads oder der Lenksäule des Fahrzeugs 102.
Die Anordnung des Bremssattels 285 enthält außerdem wenigstens ein Kabel/eine Fluidleitung, das/die innerhalb des Bremssattels 285 eingebettet sein kann. In verschiedenen zusätzlichen Ausführungsformen kann ein Kabel/eine Fluidleitung innerhalb eines Bremssattelträgers eingebettet sein. Das Modulieren des Drucks des Hydraulikfluids, das sich durch das Kabel/die Fluidleitungen der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 in die Bremssättel 285 bewegt, hebt das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation durch das Ausüben eines erhöhten Drucks, wenn sich ein dünner Abschnitt des Bremsscheibenrotors 290 durch den Bremssattel 285 bewegt, und das Ausüben eines verringerten Drucks, wenn sich ein dicker Abschnitt des Bremsscheibenrotors 290 durch den Bremssattel 285 bewegt, auf. Die Bremssattelanordnungen gemäß der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Konfigurationen aufweisen, einschließlich verschiedener Konfigurationen der Bremssättel und der Bremssattelträger, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung und der Ansprüche abzuweichen, wobei sie nicht durch irgendwelche spezifischen Bauformen, Geometrien und/oder Orientierungen gebunden sind.
3 ist ein beispielhaftes Verfahren zum Regeln der Drucksteuerung und der Reaktionszeit der Bremsbeläge als Reaktion auf eine detektierte Bremsdrehmomentvariation in einem Fahrzeug. Das Verfahren wird bezüglich des in 1 gezeigten beispielhaften Fahrzeugs 102 und des in den 2A und 2B gezeigten beispielhaften elektrohydraulischen Bremssystems 200 erörtert. Das Verfahren kann jedoch mit irgendeinem geeigneten elektrohydraulischen Bremssystem in irgendeinem Fahrzeug implementiert sein. Außerdem sind die hier erörterten Verfahren nicht auf irgendeine spezielle Reihenfolge oder Anordnung eingeschränkt, obwohl 3 Schritte, die in einer speziellen Reihenfolge ausgeführt werden, für die Zwecke der Veranschaulichung und Erörterung darstellt. Ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt unter Verwendung der hier bereitgestellten Offenbarungen, dass verschiedene Schritte der Verfahren in verschiedenen Weisen weggelassen, umgeordnet, kombiniert und/oder angepasst werden können.
In 3 empfängt im Schritt 302 der Controller 142 Signale von dem Bremspedalsensor 222, der dem Bremspedal 210 zugeordnet ist, den Raddrehzahlsensoren 214, 216, 218, 220, und den Sensoren, die den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 zugeordnet sind, die die Bremsdrehmomentvariation aufgrund des Umfangsverschleißes an den Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 angeben. Eine Bedienungsperson kann z. B. eine Kraft auf das Bremspedal 210 (das mechanisch an den Hauptzylinder 136 gekoppelt ist) ausüben und einen Hydraulikdruck in dem elektrohydraulischen Bremssystem 200 erzeugen. Der Hauptzylinder 136 proportioniert den Hydraulikdruck zwischen den Fluidleitungen 230, 232 und/oder 242, 244, 246, 248 in einer herkömmlichen Weise, wobei die nicht gezeigten Sensoren (d. h., die Drehungssensoren, die Drucksensoren, die Beschleunigungsmesser, die Trägheitssensoren, die Stabilitätssteuersignale usw.) Diagnoseinformationssignale an den Controller 142 senden. Der Controller 142 kann die gesendeten Diagnoseinformationssignale verwenden, um ein Bremsenrubbeln und/oder eine Bremsdrehmomentvariation in dem Fahrzeug 102 zu detektieren, die durch den Umfangsverschleiß an den Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 verursacht werden. In einem ABS-System kann der Controller 142 nach einem Verzögerungsintervall die in 1 gezeigten Modulatoren 144, 146, 148, 149 anweisen, das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid mit einer speziellen Frequenz aus den Bremssätteln 285 wiederholt abzulassen und wiederholt erneut in die Bremssättel 285 einzuspeisen. In einem ABS-System erzeugt die auf das Bremspedal 210 (das mechanisch an den Hauptzylinder 136 gekoppelt ist) ausgeübte Kraft einen Hydraulikdruck in dem Hauptzylinder 136, der größer als der Druck im Druckspeicher 240 ist. Wenn die Bedienungsperson das Bremspedal 210 freigibt, fällt der Hydraulikdruck im Hauptzylinder 136 unter den Druck des Druckspeichers 240, wobei sich der Druckspeicher über ein (nicht gezeigtes) Rückschlagventil in den Hauptzylinder entleert. Auf diese Weise kann eine Bedienungsperson die Zunahmen und die Abnahmen des Hydraulikdrucks wahrnehmen, was notwendig ist, um dem detektierten Bremsenrubbeln und/oder der detektierten Bremsdrehmomentvariation entgegenzuwirken.
In einem entkoppelten System ist das (nicht gezeigte) Rückschlagventil durch eine durch einen Motor 250 angetriebene Pumpe 252 ersetzt, die den Druckspeicher 240 jederzeit entleeren kann. Der Controller 142 weist den Motor 250 über einen (nicht gezeigten) Wegsensor, der mit dem Bremspedal 210 verbunden ist, an, das Ausgabevolumen der Pumpe 252 zu dem Drucksteuerventil 238 und den Bremssätteln 285 zu steuern. Die Pumpe 252 kavitiert, falls sich kein Fluid in dem Druckspeicher 240 befindet, was das Fluidvolumen des Hauptzylinders 136 und die Position des Bremspedal 210 automatisch regelt. Es sind Solenoidventile hinzugefügt, um es zu ermöglichen, dass der Druck der Pumpe 252 an den Rädern 104, 106, 108, 110 und an den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 aufrechterhalten wird. Die Ventile auf einer Seite der Pumpe 252 erlauben es der Pumpe, Fluid aus dem Hauptzylinder 136 zu saugen, wobei Überdruckventile die Pumpe 252 davon abhalten, die Hydrauliksteuereinheit 212 zu zerstören. Die Einlassventile der nicht angetriebenen Räder, z. B. der Räder 108, 110, bleiben offen und erlauben es einer Bedienungsperson, das Bremspedal 210 anzuwenden.
Im Schritt 304 bestimmt der Controller 142 das Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das aus den Bremssätteln 285 der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abzulassen ist oder in die Bremssättel 285 der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 erneut einzuspeisen ist. Der Controller 142 kann konfiguriert sein, eine Amplitude der Modulation des Fahrzeugs 102, die Drehzahl der Räder 104, 106, 108, 110 und die Phase der Modulation des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das aus den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abgelassen wird oder erneut in die Bremssättel 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 eingespeist wird, einzustellen, um das detektierte Bremsenrubbeln und/oder die detektierte Bremsdrehmomentvariation aufzuheben. Der Controller 142 kann z. B. die detektierte Raddrehzahl, die über die Raddrehzahlsensoren 214, 216, 218, 220 detektiert wird, in eine Frequenz umsetzen, eine Ordnung der Bremsdrehmomentvariation auswählen, die Bremsdrehmomentvariation-Freigabefrequenzen für die Aufhebung des Bremsenrubbelns bestimmen und ein Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, das aus den Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 abzulassen oder erneut in die Bremssättel 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 einzuspeisen ist, auswählen.
Das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation treten am häufigsten bei 1× oder 2× die Drehzahlen der Räder 104, 106, 108, 110 auf. Das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation sind meistens vorherrschend, wenn die Frequenzen der Vorderräder 104, 106 und die Bremsdrehmomentvariation auf die Aufhängungsresonanzfrequenz des Fahrzeugs 102, typischerweise 10 bis 15 Hz, abgeglichen sind. Der Controller 142 kann eine Software-Funktion verwenden, die bei der Frequenz der Drehzahlen der Vorderräder 104, 106 in Resonanz tritt. Falls die Drehzahl der Vorderräder 104, 106 nicht detektiert wird, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 verwendet werden. Die genaue Abstimmung des Resonators erlaubt es dem Controller 142, auf eine spezifische Frequenz des Scheibenbremsenrotors abzuzielen, ohne die anderen Frequenzen des Fahrzeugs 102 zu stören. In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet der Controller 142 ein abgestimmtes Resonator-Software-Filter, um die Größe der Störung (z. B. der Bremsdruckvariation, der Bremspedalvariation, der Fahrzeugschwingung) zu detektieren und zu identifizieren, die für das durch die Dickenvariation an den Scheibenbremsenrotoren 290 verursachte BTV symptomatisch ist. Der Algorithmus berechnet die Frequenzen der Vorderräder 104, 106, berechnet die abgestimmten Resonatorkoeffizienten und das BTV-Signal und berechnet das Bremsdrehmomentvariations-Aufhebungsdrehmoment.
Um die Frequenzen der Vorderräder 104, 106 zu berechnen, verwendet der Algorithmus die Raddrehzahlsignale, die von den Raddrehzahlsensoren 214, 216, 218, 220 an dem Controller 142 empfangen werden. Die empfangenen Raddrehzahlsignale können gefiltert werden, um das Hochfrequenzrauschen zu verwerfen und irgendwelche Verzögerungen, die der Filterung zugeordnet sind, zu kompensieren. Die resultierende gefilterte Drehzahl kann verwendet werden, um die Frequenzen der Vorderräder 104, 106 unter Verwendung eines Umsetzungsfaktors der Räder 104, 106 zu berechnen. Der Algorithmus kann ein abgestimmtes Resonator-Software-Filter implementieren, das auf das Drehmomentsignal angewendet wird, um ein BTV-Signal zu erzeugen. Das berechnete BTV-Signal wird durch den Controller 142 verwendet, um die momentane Drehmomentgröße, Drehmomentfrequenz und Drehmomentphase der Bremsdrehmomentvariation, die von einer Bedienungsperson erfahren wird, zu identifizieren. Im Allgemeinen weist das BTV-Signal eine Phasenverzögerung von 0° und eine Verstärkung von 1 bei der Frequenz der Vorderräder 104, 106 auf.
Das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation sind im allgemeinen Phänomene erster Ordnung oder zweiter Ordnung. Die Schwingungen treten bei einer Frequenz von einmal oder zweimal die Drehzahlen der Vorderräder 104, 106 auf. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das abgestimmte Resonator-Software-Filter implementiert sein, um das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation durch das dynamische Anpassen an einen Faktor der Frequenz der Frequenz der Vorderräder 104, 106 aufzuheben. Das Bremsenrubbeln- und/oder Bremsdrehmomentvariations-Signal, eine Bremsdrehmomentvariation zweiter Ordnung, tritt bei einmal der Frequenz der Raddrehzahl oder zweimal der Frequenz der Raddrehzahl auf, was bei der Hälfte der Drehzahl einer BTV erster Ordnung geschieht.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Aufhebung der Bremsdrehmomentvariation verwendet, um den Druck des Hydraulikfluids zu modulieren, das sich durch das Kabel/die Fluidleitungen der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 in die Bremssättel 285 bewegt, und das Bremsenrubbeln und/oder die Bremsdrehmomentvariation durch das Ausüben eines erhöhten Drucks, wenn sich ein dünner Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch den Bremssattel bewegt, aufzuheben. Ein verringerter Druck wird ausgeübt, wenn sich ein dicker Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch den Bremssattel 285 bewegt. Dies kann durch das kontinuierliche Überwachen des Fahrzeugs 102 auf Bremsenrubbeln und/oder eine Bremsdrehmomentvariation, das und/oder die durch den Umfangsverschleiß an den Scheibenbremsenrotoren 290 verursacht werden, und durch das Ablassen oder das erneute Einspeisen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids aus den Bremssätteln 285 bzw. in die Bremssättel 285 gleichphasig und mit der richtigen Amplitude und Frequenz der Scheibenbremsenrotoren 290 erreicht werden. Der Controller 142 kann die Phase basierend auf der Geschwindigkeit, mit der sich das Fahrzeug 102 fortbewegt, ständig einstellen.
Im Schritt 306 detektiert der Controller 142 die Bremsdrehmomentvariation des Fahrzeugs 102, wobei er dem Drucksteuerventil 238 signalisiert, das bestimmte Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids zu den Bremssätteln 285 zu übertragen. In einer beispielhaften Ausführungsform wird z. B., wenn ein Umfangsverschleiß der Scheibenbremsenrotoren 290 detektiert wird, ein Signal von dem Controller 142 zu dem Solenoid des Drucksteuerventils 238 zugeführt, wobei sich das Drucksteuerventil 238 zu einer offenen Position verschiebt. Der Controller 142 weist den Motor 250 über einen (nicht gezeigten) Wegsensor, der mit dem Bremspedal 210 verbunden ist, an, das Ausgabevolumen der Pumpe 252 zu dem Bremsventil 236 und den Bremssätteln 285 zu steuern. Das Ausgabevolumen der Pumpe 252 kann bestimmt werden, wie oben im Schritt 304 angegeben worden ist. Das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid kann durch die Fluidleitungen 242, 244, 246, 248 zu den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 strömen. Das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid, das durch das offene Drucksteuerventil 238 zugeführt wird, geht durch das Bremsventil 236 zum Hydraulikdruckspeicher 240, um das Bremsventil 236 zu öffnen und die Modulation der Strömung des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids zu den (nicht gezeigten) Bremssätteln 285 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 zu erlauben.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann, wenn durch den Controller 142 kein Umfangsverschleiß der Scheibenbremsenrotoren 290 der Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 detektiert wird, ein Signal von dem Controller 142 an das Solenoid des Drucksteuerventils 238 gesendet werden, um das Drucksteuerventil 238 zu schließen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können in einem ABS-System 140 die Ventile 224, 226 geöffnet oder geschlossen werden, um es zu erlauben, dass ein (im Schritt 402 bestimmtes) vorgegebenes Volumen des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids durch die Fluidleitungen 242, 244, 246, 248 zu den Bremssätteln 285 strömt. In einem ABS-System sind die Druckspeicher, wie z. B. der Druckspeicher 240, so dimensioniert, dass, falls die drucklos geschlossenen Ventile undicht sind, der Hauptzylinder 136 ausreichend Volumen aufweist, um den Druckspeicher 240 mit unter Druck gesetztem Hydraulikfluid zu füllen und immer noch ausreichend Druck in den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 für eine signifikante Verzögerung des Fahrzeugs 102 zu entwickeln. Die Fähigkeit des unter Druck gesetzten Hydraulikfluids, sich in die und aus den Öffnungen in den Solenoiden der Bremsventile 224, 226, 236 zu bewegen, ist durch ein Einlassventil der Pumpe 252 oder ein hinzugefügtes Rückschlagventil geregelt, um sicherzustellen, dass der Druckabfall von den Bremsenanordnungen 112, 114, 116, 118 bis zum Einlass der Pumpe 252 größer als eine Atmosphäre oder etwa 14,7 PSI oder 1,01 Bar ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können die Ventile 224, 226, 236, 238 des elektrohydraulischen Bremssystems 200 verwendet werden, um das unter Druck gesetzte Hydraulikfluid von der Vorderachse 128 zur Hinterachse 132 oder von der Hinterachse 132 zu der Vorderachse 128 umzuleiten, um die Wirkungen der Bremsdrehmomentvariation abzuschwächen. Der Controller 142 kann z. B. eine erhöhte Bremsdrehmomentvariation an der Vorderachse 128 detektieren. Wenn das Fahrzeug 102 verzögert, kann der Controller 142 die Bremsdrehmomentvariation aufgrund des Umfangsverschleißes an den Scheibenbremsenrotoren 290 der Vorderradbremsanordnungen 112, 114 von der Vorderachse 128 zu der Hinterachse 132 übertragen, um die Bremsdrehmomentvariation auszugleichen. Alternativ können die Variationen des Bremsdrehmoments an jedem Rad 104, 106, 108, 110 in einer ähnlichen Weise abgeschwächt werden.
Während die vorliegende Offenbarung hinsichtlich beispielhafter Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis der Offenbarung zu fördern, sollte erkannt werden, dass die Offenbarung in verschiedenen Weisen verkörpert sein kann, ohne vom Prinzip der Offenbarung abzuweichen. Deshalb sollte erkannt werden, dass die Offenbarung alle möglichen Ausführungsformen enthält, die verkörpert sein können, ohne vom Prinzip der Offenbarung abzuweichen, das in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist. Außerdem würden die Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die vorliegenden Lehren, wie sie offenbart sind, gleichermaßen gut für irgendeinen Fahrzeugtyp funktionieren würden, der ein Bremssystem aufweist, das Bremsrotoren verwendet, obwohl die vorliegende Offenbarung in Bezug auf Kraftfahrzeuge erörtert worden ist.
Wenn es nicht anders angegeben ist, sind für die Zwecke dieser Beschreibung und der beigefügten Ansprüche alle Zahlen, die Größen, Prozentsätze oder Anteile ausdrücken, und andere numerische Werte, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, zu verstehen, dass sie in allen Fällen durch den Begriff "etwa" modifiziert sind. Wenn nicht das Gegenteil angegeben ist, sind entsprechend die in der geschriebenen Beschreibung und den Ansprüchen dargelegten numerischen Parameter Approximationen, die sich in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften variieren können, die gesucht sind, um durch die vorliegende Offenbarung erhalten zu werden. Als allerletztes und nicht als ein Versuch, die Anwendung der Lehre der Äquivalente auf den Schutzumfang der Ansprüche zu begrenzen, sollte jeder numerische Parameter wenigstens in Anbetracht der Anzahl der angegebenen signifikanten Stellen und durch das Anwenden gewöhnlicher Rundungstechniken ausgelegt werden.
Es ist anzumerken, dass die Einzahlformen "ein", "eine" und "der/die/das", wie sie in dieser Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, die Mehrzahlreferenten enthalten, wenn sie nicht ausdrücklich und eindeutig auf einen Referenten eingeschränkt sind. Eine Bezugnahme auf "einen Sensor" enthält folglich z. B. zwei oder mehr verschiedene Sensoren. Es ist vorgesehen, dass der Begriff "enthalten" und seine grammatischen Varianten, wie sie hier verwendet werden, nicht einschränkend sind, so dass der Vortrag der Elemente in einer Liste nicht unter Ausschluss anderer ähnlicher Elemente geschieht, die für die aufgelisteten Elemente ersetzt oder zu den aufgelisteten Elementen hinzugefügt werden können.
Es wird durch die Fachleute auf dem Gebiet erkannt, dass an dem System und dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang ihrer Lehren abzuweichen. Aus der Betrachtung der Beschreibung und der Praxis der hier offenbarten Lehren sind andere Ausführungsformen der Offenbarung für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich. Es ist vorgesehen, dass die Beschreibung und die hier beschriebene Ausführungsform lediglich als beispielhaft betrachtet werden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Signalen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, an einem Controller; Bestimmen, basierend auf den Signalen, einer der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordneten Frequenz; und Einstellen eines Ausgabezeitraums und/oder eines Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Bremsfluids basierend auf der Frequenz, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
B. Verfahren nach A, das ferner Folgendes umfasst: Berechnen eines Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids, das in die Bremssättel einzuspeisen ist; und Bereitstellen des berechneten Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids an die Bremssättel über ein isoliertes Steuerventil.
C. Verfahren nach B, das ferner das Identifizieren eines Musters der axialen Dicke an einem Scheibenbremsenrotor, das die Bremsdrehmomentvariation verursacht, umfasst.
D. Verfahren nach B, das ferner das Vergrößern des Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids umfasst, wenn ein dünner Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
E. Verfahren nach D, das ferner das Verringern des Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids umfasst, wenn ein dicker Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
F. Verfahren nach D, wobei die Frequenz und die Phase der Bremsdrehmomentvariation unter Verwendung eines abgestimmten Resonators detektiert werden, dessen Resonanzfrequenz auf der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
G. Verfahren nach A, das ferner das Kompensieren der Bremsdrehmomentvariation an jedem Rad des Kraftfahrzeugs umfasst.
H. System zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug, wobei das System Folgendes umfasst: einen Controller, der konfiguriert ist: Signale zu empfangen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben; eine Frequenz und eine Phase, die der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordnet sind, basierend auf den Signalen zu bestimmen; und einen Ausgabezeitraum und/oder ein Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Bremsfluids basierend auf der Frequenz und der Phase einzustellen, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
I. System nach H, wobei der Controller ferner konfiguriert ist: ein Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Fluids, das in die Bremssättel einzuspeisen ist, zu berechnen; das berechnete Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Fluids den Bremssätteln über ein isoliertes Steuerventil bereitzustellen; und die Bremsbeläge mit einem Scheibenbremsenrotor in Kontakt zu bewegen.
J. System nach I, wobei der Controller ferner konfiguriert ist, ein Muster des axialen Verschleißes an dem Scheibenbremsenrotor, das die Bremsdrehmomentvariation verursacht, zu identifizieren.
K. System nach I, wobei das Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Fluids vergrößert wird, wenn ein dünner Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
L. System nach K, wobei das Ausgabevolumen des unter Druck gesetzten Fluids verringert wird, wenn ein dicker Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
M. System nach I, wobei die Bremsdrehmomentvariation an jedem Rad des Kraftfahrzeugs abgeschwächt wird.
N. Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Signalen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, an einem Controller; Bestimmen, basierend auf den Signalen, einer der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordneten Frequenz; und Verringern einer Variation einer Klemmkraft, die die Bremsbeläge auf einen Rotor des Bremssystems anwendet, basierend auf der Frequenz.
O. Verfahren nach N, wobei das Verringern einer Variation einer Klemmkraft das Steuern eines in die Bremssättel des Bremssystems eingespeisten Hydraulikfluidvolumens enthält.
P. Verfahren nach O, wobei das Steuern eines Hydraulikfluidvolumens das Hinzufügen von Fluid zu den Bremssätteln basierend auf der Frequenz oder das Ablassen von Fluid aus den Bremssätteln basierend auf der Frequenz enthält.

Claims

Verfahren zum Aufheben der Bremsdrehmomentvariation in einem Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Signalen, die eine Bremsdrehmomentvariation angeben, an einem Controller; Bestimmen, basierend auf den Signalen, einer der angegebenen Bremsdrehmomentvariation zugeordneten Frequenz; und Einstellen eines Ausgabezeitraums und/oder eines Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Bremsfluids basierend auf der Frequenz, um die angegebene Bremsdrehmomentvariation aufzuheben.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Berechnen eines Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids, das in die Bremssättel einzuspeisen ist; und Bereitstellen des berechneten Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids an die Bremssättel über ein isoliertes Steuerventil.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Identifizieren eines Musters der axialen Dicke an einem Scheibenbremsenrotor, das die Bremsdrehmomentvariation verursacht, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Vergrößern des Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids umfasst, wenn ein dünner Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Verringern des Ausgabevolumens des unter Druck gesetzten Fluids umfasst, wenn ein dicker Abschnitt des Scheibenbremsenrotors durch die Bremssättel hindurchgeht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Frequenz und die Phase der Bremsdrehmomentvariation unter Verwendung eines abgestimmten Resonators detektiert werden, dessen Resonanzfrequenz auf der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Kompensieren der Bremsdrehmomentvariation an jedem Rad des Kraftfahrzeugs umfasst.