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Die Erfindung betrifft eine Aktuatorvorrichtung für eine hydraulische Bremse eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug, insbesondere ein Zweirad, mit einer hydraulische Bremse sowie ein Verfahren zum Aktuieren einer hydraulischen Bremse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zweirads.
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Wenngleich die Erfindung bei Fahrzeugen verschiedener Art, insbesondere bei relativ leichten und kostengünstigen Fahrzeugen wie etwa einspurigen, verhältnismäßig langsam fahrenden Fahrzeugen mit hohem Schwerpunkt eingesetzt werden kann, soll die Erfindung nachfolgend am Beispiel eines als Fahrrad oder Pedelec ausgeführten Zweirades näher beschrieben werden. Das Fahrrad kann hierbei als ein Fahrrad mit einem motorischen Antrieb, insbesondere einem elektrischen Antrieb, der anstelle der Muskelkraft des Fahrers oder zusätzlich zu dieser wirken kann, ausgebildet sein.
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Stand der Technik
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Zweiräder werden prinzipiell mit Bremsen versehen, die an die Eigenschaften des jeweiligen Fahrzeugs angepasst sind. Beispielsweise können Bremsen für leichte, generell langsam fahrende Fahrzeuge wie zum Beispiel Fahrräder, Pedelecs oder Mofas entsprechend anders gestaltet sein als Bremsen für schwere, schnell fahrende Motorräder. Für leichte einspurige Zweiräder sind hydraulische Fahrradbremsen bekannt, die als Scheiben- oder Felgenbremsen ausgeführt sind. Im Allgemeinen besitzen dabei das Vorderrad und das Hinterrad unabhängige Druckleitungen, um möglichst viele Freiheitsgrade hinsichtlich der Abbremsung des Fahrzeugs bereitzustellen. Moderne Scheiben-, Trommel- und Felgenbremsen, die per Seilzug oder hydraulisch betätigt werden, können hohe Bremsverzögerungen erreichen, die die vorstehend geschilderte Problematik noch verschärfen. Erschwerend kommt hinzu, dass gerade elektrisch betreibbare Zweiräder immer höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten erreichen und das Unfallrisiko dadurch steigt.
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Die Bremskraft von Fahrradbremsen wird herkömmlich lediglich durch die Kraftschlussgrenze zwischen Reifen und Untergrund sowie die durch den Fahrer maximal aufbringbare manuelle Kraft begrenzt. Dadurch kann es bei Fahrrädern in kritischen Fahrsituationen zu blockierenden Rädern kommen. Ein blockierendes Hinterrad ist dabei aus Stabilitätsaspekten weitgehend unkritisch. Da eine hohe Bremskraft an einem Vorderrad jedoch zunächst meist zu einem Abheben des Hinterrades und erst später zu einem Blockieren des Vorderrades führt, droht bei einer Vollbremsung die Gefahr eines Überschlags. Ferner kann ein Blockieren des Vorderrades dazu führen, dass das Fahrrad unbeherrschbar wird und es zum Sturz kommen kann.
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Als Konsequenz bremsen ungeübte Fahrradfahrer meist zu schwach und nutzen das volle Verzögerungspotenzial der Fahrradbremse nicht aus. Dieses Verhalten kann den Bremsweg auch in Notsituationen verlängern. Die Druckschrift
DE 101 58 382 A1 offenbart ein Antiblockiersystem für Fahrräder, welches einen Sensor, ein durch einen Akku versorgtes Steuergerät und ein hydraulisches Stellgerät einsetzt. Bei dem hydraulischen Stellgerät wird auf eine Rückförderpumpe für die Hydraulikflüssigkeit in einer Speicherkammer verzichtet.
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In der Druckschrift
DE 10 2010 038 525 A1 wird eine hydraulische Bremsvorrichtung für leichte einspurige Fahrzeuge, wie Fahrräder und Pedelecs, mit einer aktiven Bremskraftbegrenzung beschrieben. In einem Hydrauliksystem der Bremsvorrichtung ist ein Piezostack angeordnet. Durch eine Volumenänderung des Piezostacks kann ein Fluiddruck in dem Hydrauliksystem variiert werden. Ein Blockieren eines Rades oder ein Überschlag soll durch gezieltes Ansteuern des Piezostacks verhindert werden.
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Die Druckschrift
US 2012/0305345 A1 offenbart ein portables Bremsunterstützungssystem, bei dem ein elektronisches Steuergerät ein Blockieren eines Rades erkennt und über einen externen Aktuator eine zusätzliche Bremskraftbegrenzung auf den Bremsmechanismus aufbringt.
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Es besteht jedoch ein Bedarf an verbesserten Systemen zur Bremskraftunterstützung mit hoher Zuverlässigkeit und einfachem Aufbau, insbesondere bei elektrisch betriebenen bzw. betreibbaren Zweirädern.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Aktuatorvorrichtung für eine hydraulische Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zweirads wie beispielsweise eines elektrisch betreibbaren Fahrrads, einen hydraulischen Bremszylinder, welcher eine erste Zylinderkammer und eine von der ersten Zylinderkammer fluidisch getrennte zweite Zylinderkammer aufweist, die jeweils mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind, eine in dem Bremszylinder zwischen der ersten Zylinderkammer und der zweiten Zylinderkammer angeordneten Kolbenvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, bei Beaufschlagung der Hydraulikflüssigkeit in der ersten Zylinderkammer mit Druck, also durch Druckbeaufschlagung, einen Druck auf die Hydraulikflüssigkeit in der zweiten Zylinderkammer zu übertragen, eine Steuereinrichtung, und einen dielektrischen Elastomeraktor, welcher durch die Steuereinrichtung mit einem elektrischen Feld beaufschlagbar ist, und welcher in Abhängigkeit von dem beaufschlagten elektrischen Feld dehnbar und/oder stauchbar ist, wobei der dielektrische Elastomeraktor dazu ausgelegt ist, bei einer Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld den Druck auf die Hydraulikflüssigkeit in der zweiten Zylinderkammer zu vermindern.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug zumindest ein Rad zum fahrbaren Abstützen des Fahrzeugs auf einem Untergrund, eine hydraulische Bremseinrichtung, welche an dem Rad angeordnet ist, und welche dazu ausgelegt ist, die Rotationsgeschwindigkeit des Rades zu vermindern, einer Bedieneinrichtung, eine Aktuatorvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eine erste Hydraulikleitung, welche die Bedieneinrichtung in hydraulische Wirkverbindung mit der ersten Zylinderkammer der Aktuatorvorrichtung setzt, und eine zweite Hydraulikleitung, welche die zweite Zylinderkammer der Aktuatorvorrichtung in hydraulische Wirkverbindung mit der Bremseinrichtung setzt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Aktuieren einer hydraulischen Bremse eines Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Schritte des Ermittelns eines eingeleiteten Bremsvorgangs mit der Bremse des Fahrzeugs, des Ermittelns von Bewegungsparametern des Fahrzeugs durch Auswerten von Drehraten des Fahrzeugs, Drehzahlen der Räder des Fahrzeugs und/oder Momentanbeschleunigung des Fahrzeugs, des Vergleichens der ermittelten Bewegungsparameter des Fahrzeugs mit einem vorbestimmbaren Bewegungsprofil, und des Ansteuerns der Aktuatorvorrichtung zum Vermindern des Drucks der Hydraulikflüssigkeit in der zweiten Zylinderkammer.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, eine elektrisch betreibbare Bremsunterstützung für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit der die Bremskraft des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Bewegungsparametern des Fahrzeugs reguliert werden kann. Hierfür sind in einer Aktuatorvorrichtung Aktoren auf der Basis elektroaktiver Polymere, und insbesondere dielektrischer Elastomere vorgesehen, welche neben der durch den Fahrer des Fahrzeugs über eine hydraulische Wirkverbindung auf eine hydraulische Bremseinrichtung aufgebrachten Bremskraft durch entsprechende Variation der Ansteuerspannung der dielektrischen Elastomere zusätzliche Bremskräfte auf die hydraulische Bremseinrichtung aufbringen können.
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Die Anordnung des Aktors bzw. der Aktoren in der Aktuatorvorrichtung kann dergestalt gewählt werden, dass eine Antiblockierfunktionalität (kurz, eine ABS-Funktion) erzielt werden kann. Aufgrund der mechanischen Ausführung eignet sich die Aktuatorvorrichtung besonders gut, um ein leichtes Fahrzeug, beispielsweise ein leichtes Zweirad wie etwa ein muskelkraftgetriebenes Fahrrad, ein E-Bike oder ein Pedelec mit elektrischem Antrieb oder elektrischem Hilfsantrieb, oder ein Mofa, mit einer einfach zu realisierenden, kostengünstigen, zuverlässig wirkenden und automatischen Antiblockierfunktionalität auszustatten.
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Die Realisierung einer ABS-Funktion ermöglicht es, ein Blockieren des Rades oder der Räder des Fahrzeugs und einen möglicherweise resultierenden Verlust der Kontrolle über das Fahrzeug zu vermeiden. Ist das Fahrzeug einspurig und wird das Vorderrad des Fahrzeugs als das zu unterstützende Rad gewählt, so kann mit der Aktuatorvorrichtung ein Überschlag des Fahrers über den Lenker bei übermäßig starkem Bremsen verhindert werden. Die Erfindung kann sich aber auch bei leichten mehrspurigen Fahrzeugen – wie etwa muskelkraftbetriebenen, rikschaartigen Gefährten mit mehr als zwei Rädern – als nützlich erweisen, um zum Beispiel ein Schleudern beim Blockieren der Räder zu verhindern.
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Die Aktoren mit dielektrischen Elastomeren können über eine ohnehin vorhandene elektrische Energieversorgung des Fahrzeugs mit Energie versorgt werden. Daher eignet sich die Aktuatorvorrichtung besonders für Fahrzeuge mit einer elektrischen Stromquelle wie etwa E-Bikes oder Pedelecs. Die Aktuatorvorrichtung trägt zur Verbesserung der Fahreigenschaften des Fahrzeugs bei und ermöglicht eine optimale Bremskraftverteilung, die sich günstig auf den Bremsweg auswirken kann. Die aktive Bremskraftbegrenzung durch die Aktuatorvorrichtung in dem Hydrauliksystem des Fahrzeugs wird über eine Volumenänderung in den Zylinderkammern bzw. den Hydraulikleitungen des Hydrauliksystems und eine damit einhergehend Fluiddruckänderung in dem Hydrauliksystem bewirkt. Dabei wird die aktive Bremskraftbegrenzung durch eine Steuerung in Abhängigkeit von der Erkennung eines kritischen Fahrzustandes des Fahrzeugs kontrolliert.
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Durch eine Sensierung von geeigneten Fahrzeugdaten wie zum Beispiel einer Raddrehzahl des Vorderrades und/oder des Hinterrades eines Zweirades oder der Radaufstandkraft beispielsweise des Hinterrades oder ähnlicher Fahrzeugdaten, die einen kritischen Fahrzustand des Fahrzeugs indizieren können, kann durch gezieltes Ansteuern des in der Aktuatorvorrichtung angeordneten Elastomeraktors ein geschlossener Regelkreis implementiert werden, mit dessen Hilfe beispielsweise ein Blockieren eines Rades des Fahrzeugs verhindert und/oder ein Überschlagschutz für das Fahrzeug realisiert werden kann.
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Bei der vorgeschlagenen hydraulischen Bremsvorrichtung wird eine Bremskraft beispielsweise von einem Bremshebel, der von einem Fahrzeugfahrer bedient werden kann und der auf einen als Geber dienenden Bremszylinderkolben drücken kann, auf eine mit einem Bremsbelag in Kontakt stehende Bremseinrichtung übertragen. Beim Bewirken der Bremskraft wird dabei der Bremsbelag beispielsweise gegen die Felge eines Rades oder eine mit dem Rad fest verbundene Bremsscheibe gepresst und somit eine Bremswirkung für das Fahrzeug erzielt. Eine zu hohe Bremskraft kann zu einem Blockieren des Rades führen. Ferner kann eine zu hohe Bremskraft, die auf ein Vorderrad beispielsweise eines Zweirades wirkt, dazu führen, dass das Hinterrad abhebt und es zu einem Überschlag des Fahrzeugs kommen kann.
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Beim Erkennen eines kritischen Fahrzustandes, beispielsweise ein Blockieren des Vorderrades oder ein Abheben des Hinterrades, kann durch die Steuerung regelnd in das Hydrauliksystem eingegriffen werden, indem durch Aktuierung des Elastomeraktors die Bremseinrichtung kurzzeitig und temporär entspannt wird. Der Elastomeraktor kann in Bezug auf aktive Fläche, Ausdehnung und Materialeigenschaften dergestalt ausgelegt werden, dass eine maximal zu erreichende Ausdehnung oder Stauchung des Elastomeraktors bei Anlegen einer vorbestimmten elektrischen Feldstärke einer Volumenänderung entspricht, die es ermöglicht, den Fluiddruck in den Hydraulikleitungen bzw. Zylinderkammern in einem vorbestimmten Bereich variieren zu können, der für typische Anwendungsfälle bei Bremsvorgängen des Fahrzeugs angemessen ist.
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Der Elastomeraktor kann beispielsweise auch mit einer Übersetzung versehen sein, die dazu ausgelegt ist, eine Ausdehnung bzw. Stauchung des Elastomeraktors in eine Änderung des Volumens, das innerhalb des Hydrauliksystems für eine Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung steht, zu übersetzen. Mit anderen Worten kann eine Übersetzungsvorrichtung vorgesehen sein, die eine durch den Elastomeraktor bewirkte Dehnung oder Stauchung in eine größere oder kleinere Volumenänderung innerhalb des Hydrauliksystems transformieren kann. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Mechanik erreicht werden, die auf ihrer einen Seite mit dem Elastomeraktor in Kontakt steht und auf ihrer anderen Seite mit dem zu verändernden Volumen des Hydrauliksystems innerhalb der zweiten Zylinderkammer bzw. der zweiten Hydraulikleitung.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Gemäß einer Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann die Aktuatorvorrichtung weiterhin ein Aktorgehäuse, einen in dem Aktorgehäuse beweglichen Aktorkolben, und eine Aktorhydraulikleitung aufweisen, welche mit der zweiten Zylinderkammer über ein Ventil gekoppelt ist. Dabei kann der dielektrische Elastomeraktor mit einer Rückwand des Aktorgehäuses und dem Aktorkolben verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, den dielektrischen Elastomeraktor mit einem elektrischen Feld zu beaufschlagen, so dass der dielektrische Elastomeraktor durch Stauchung den Aktorkolben in Richtung der Rückwand des Aktorgehäuses bewegt und dadurch Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Zylinderkammer in die Aktorhydraulikleitung ableitet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, den dielektrischen Elastomeraktor mit einem elektrischen Feld zu beaufschlagen und dadurch zu dehnen sowie das Ventil gleichzeitig geschlossen zu halten, und danach das Ventil zu öffnen und gleichzeitig das elektrische Feld von dem dielektrischen Elastomeraktor zu entfernen, so dass der dielektrische Elastomeraktor durch Entdehnung den Aktorkolben in Richtung der Rückwand des Aktorgehäuses bewegt und dadurch Hydraulikflüssigkeit aus der zweiten Zylinderkammer in die Aktorhydraulikleitung ableitet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann die Kolbenvorrichtung eine erste bewegliche Kolbenplatte, welche die erste Zylinderkammer fluidisch dicht abschließt, und eine zweite bewegliche Kolbenplatte aufweisen, welche mit der ersten Kolbenplatte mechanisch wirkverbunden ist, und welche die zweite Zylinderkammer fluidisch dicht abschließt. Dabei kann der dielektrische Elastomeraktor zwischen der ersten Kolbenplatte und der zweiten Kolbenplatte in dem hydraulischen Bremszylinder angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann der dielektrische Elastomeraktor jeweils mechanisch fest mit der ersten Kolbenplatte und der zweiten Kolbenplatte verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann in einer Ausführungsvariante dazu ausgelegt sein, den dielektrischen Elastomeraktor mit einem elektrischen Feld zu beaufschlagen und dadurch die zweite Kolbenplatte in Richtung der ersten Kolbenplatte zu ziehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Aktuatorvorrichtung kann die Kolbenvorrichtung weiterhin eine dritte fest in dem Bremszylinder verankerte Kolbenplatte, welche zwischen der ersten Kolbenplatte und der zweiten Kolbenplatte angeordnet ist, und eine Kolbenstange aufweisen, welche durch die dritte Kolbenplatte hindurch geführt ist, und welche die erste Kolbenplatte und die zweite Kolbenplatte mechanisch starr miteinander verbindet. Dabei kann in einer Variante der dielektrische Elastomeraktor jeweils mechanisch fest mit der ersten Kolbenplatte und der dritten Kolbenplatte verbunden sein, und die Steuereinrichtung kann dazu ausgelegt sein, den dielektrischen Elastomeraktor mit einem elektrischen Feld zu beaufschlagen und dadurch die erste Kolbenplatte von der dritten Kolbenplatte weg zu drücken.
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Gemäß einer Ausführungsform des Fahrzeugs kann das Fahrzeug mehrere Räder aufweisen, wobei jedes der Räder des Fahrzeugs mit einer Bremseinrichtung und einer erfindungsgemäßen Aktuatorvorrichtung ausgestattet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs kann das Fahrzeug weiterhin eine elektrischen Energieversorgungseinrichtung aufweisen, welche mit der Aktuatorvorrichtung und der Steuereinrichtung gekoppelt ist, und welche dazu ausgelegt ist, die Aktuatorvorrichtung und die Steuereinrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen. Dies ist insbesondere bei Pedelecs und elektrisch betreibbaren Fahrrädern von Vorteil, die ohnehin eine Batterie oder sonstige elektrische Speichereinheit zur Bereitstellung von elektrischer Energie für den Antrieb mit sich führen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs kann die Steuereinrichtung weiterhin einen Beschleunigungssensor, einen Drehratensensor, einen Drehzahlsensor und/oder einen Einfederwegsensor aufweisen. Über einen oder mehrere dieser Sensoren kann die Steuereinrichtung den Fahrzustand des Fahrzeugs überwachen und gegebenenfalls kritische Fahrsituationen wie ein Schlingern, ein Blockieren der Bremsen, ein unerwünschtes Kippen um eine Radachse oder ähnliches durch Plausibilisieren der Sensormesswerte erkennen. Dies ermöglicht das Einleiten von entsprechenden Gegenmaßnahmen über eine einprogrammierte Ansteuerung der Aktuatorvorrichtung(en).
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Aktuieren einer hydraulischen Bremse eines Fahrzeugs kann das Ansteuern der Aktuatorvorrichtung ein Verändern der elektrischen Feldstärke an dem dielektrischen Elastomeraktor durch die Steuereinrichtung umfassen.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen hierbei:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer hydraulischen Bremse mit einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine Detailansicht einer Aktuatorvorrichtung für eine hydraulische Bremse eines Fahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 eine Detailansicht einer weiteren Aktuatorvorrichtung für eine hydraulische Bremse eines Fahrzeugs gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 eine Detailansicht einer weiteren Aktuatorvorrichtung für eine hydraulische Bremse eines Fahrzeugs gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 eine schematische Illustration eines Fahrzeugs mit einer hydraulischen Bremse und einer Aktuatorvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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6 eine schematische Illustration eines Blockdiagramms für den Ablauf eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die beigefügten Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und illustrieren beispielhafte Ausführungsvarianten der Erfindung. Sie dienen zur Erläuterung von Prinzipien, Vorteilen, technischen Effekten und Variationsmöglichkeiten. Selbstverständlich sind andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile der Erfindung ebenso denkbar, insbesondere mit Blick auf die im Folgenden dargestellte ausführliche Beschreibung der Erfindung. Die Elemente in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt und aus Gründen der Übersichtlichkeit teils vereinfacht oder schematisiert dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder gleichartige Komponenten oder Elemente.
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Obschon hierin spezielle Ausführungsformen beschrieben und dargestellt sind, ist es für einen Fachmann klar, dass eine Fülle weiterer, alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen für die Ausführungsformen gewählt werden können, ohne im Wesentlichen vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Im Allgemeinen sollen alle Variationen, Modifikationen und Abwandlungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ebenfalls als von der Erfindung abgedeckt gelten.
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1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Bremse mit einer Aktuatorvorrichtung 23. Dargestellt ist ein als Vorderrad ausgeführtes erstes Rad 2 eines nur abschnittsweise gezeigten, als Fahrrad ausgebildeten einspurigen Fahrzeugs. Das erste Rad 2 dient dem fahrbaren Abstützen des Fahrzeugs auf einem Untergrund und ist um eine Drehachse 3 drehbar an einem Bauteil 4 des Fahrzeugs, hier einer Fahrradgabel, gelagert. Hierzu weist das erste Rad 2 eine Radnabe 5 auf.
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Die Rotationsgeschwindigkeit des ersten Rads 2 kann mittels einer Bremseinrichtung 22 verringert werden. Damit ein Fahrer des Fahrzeugs die Bremseinrichtung 22 betätigen kann, ist eine Bedieneinrichtung 11 vorgesehen, beispielsweise ein Bremshebel, der an einem Lenker des Fahrzeugs angeordnet sein kann. Die Bedieneinrichtung 11 ist über eine erste hydraulische Bremsleitung 21, eine Aktuatorvorrichtung 23 sowie eine zweite hydraulische Bremsleitung 24 mit der Bremseinrichtung 22 hydraulisch wirkverbunden, mittels dessen eine vom Fahrer auf die Bedieneinrichtung 11 aufgebrachte Kraft auf die Bremseinrichtung 22 übertragen werden kann. Die Bremseinrichtung 22 kann – wie in 1 beispielhaft dargestellt – eine Backenbremse oder Felgenbremse sein. Alternativ kann es auch möglich sein, die Bremseinrichtung 22 als Scheibenbremse oder Trommelbremse auszubilden.
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Gleichzeitig mit der Betätigung der Bremseinrichtung 22 können mittels der Bedieneinrichtung 11 auch weitere nicht dargestellte Bremseinrichtungen gemeinsam mit der Bremseinrichtung 22 betätigt werden, beispielsweise eine weitere Bremsenart an demselben Rad 2 oder eine weitere Bremseinrichtung an einem anderen nicht dargestellten Rad des Fahrzeugs. Diese weiteren Bremseinrichtungen können gegebenenfalls über weitere hydraulische Bremsleitungen 21 mit der Bedieneinrichtung 11 verbunden sein. Die Bremseinrichtung 22 ist in 1 nur schematisch angedeutet, ist aber derart eingerichtet, dass sie auf eine Felge des ersten Rades 2 einwirkt, wenn eine Betätigung mittels der Bedieneinrichtung 11 erfolgt, wodurch eine Bremskraft auf die Felge aufgebracht wird. Die mittels der Bremseinrichtung 22 auf die Felge und damit auf das erste Rad 2 aufbringbare Bremskraft – und somit auch das Bremsmoment, das das erste Rad 2 aufgrund der Betätigung der Bremseinrichtung 22 erfährt – kann durch die Aktuatorvorrichtung 23 in einer nachfolgend näher beschriebenen Weise begrenzt werden.
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Die 2, 3 und 4 zeigen schematische Illustrationen von Aktuatorvorrichtungen 23, welche für eine hydraulische Bremse gemäß 1 eingesetzt werden können. Gemein ist allen Aktuatorvorrichtungen 23 der 2, 3 und 4 ein hydraulischer Bremszylinder 31, welcher eine erste Zylinderkammer 37 und eine von der ersten Zylinderkammer 37 fluidisch getrennte zweite Zylinderkammer 38 aufweist, die jeweils mit Hydraulikflüssigkeit H gefüllt sind. Die erste Zylinderkammer 37 ist mit der ersten Hydraulikleitung 21 in hydraulischer Wirkverbindung, während die zweite Zylinderkammer 38 in hydraulischer Wirkverbindung mit der zweiten Hydraulikleitung 24 steht. In dem Bremszylinder 31 ist zwischen der ersten Zylinderkammer 37 und der zweiten Zylinderkammer 38 eine Kolbenvorrichtung angeordnet. Diese dient der Druckübertragung von Druck auf die Hydraulikflüssigkeit H in der ersten Zylinderkammer 37 auf Druck auf die Hydraulikflüssigkeit H in der zweiten Zylinderkammer 38.
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Der Bremszylinder 31 kann Teil eines übergreifenden (nicht explizit dargestellten) Hydrauliksystems sein, bei dem mit Hilfe eines Fluids wie zum Beispiel eines Öls als Hydraulikflüssigkeit H ein Fluiddruck innerhalb eines Leitungssystems übertragen werden kann. Durch Variation des Fluiddruckes können entsprechende Bremskolben in der Bremseinrichtung 22 Bremselemente zur Einleitung einer Bremsverzögerung an dem Rad 2 bewegt werden.
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Eine Steuereinrichtung 7 dient der Aktuierung eines Aktors mit elektroaktiven Polymeren, welcher Teil der Aktuatorvorrichtung 23 ist. Der Aktor ist dabei jeweils ein dielektrischer Elastomeraktor, der einen dielektrischen Elastomerkörper 34 umfasst, welcher in einer Raumrichtung mit einem elektrischen Feld beaufschlagt werden kann, beispielsweise durch das Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen zwei gegenüberliegenden und an den Seitenflächen des Elastomerkörpers 34 angeordneten Elektroden 32 und 33. Der Elastomerkörper 34 kann beispielsweise eine einige hundert Mikrometer bis wenige Millimeter dünne Elastomerfolie sein, deren Dicke durch das Anlegen des elektrischen Felds komprimiert wird. Dadurch dehnt sich der Elastomerkörper 34 in einer senkrecht zu der Feldrichtung gelegenen Raumrichtung aus.
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Die Steuereinrichtung 7 kann den dielektrischen Elastomeraktor mit einem elektrischen Feld beaufschlagen, so dass dieser in Abhängigkeit von dem beaufschlagten elektrischen Feld sich dehnen oder stauchen lässt. Generell ist der dielektrische Elastomeraktor in jeder der 2, 3 und 4 so ausgelegt, dass bei einer Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld die Bewegung des Aktors, beispielsweise eine Dehnung oder Stauchung, den Druck auf die Hydraulikflüssigkeit H in der zweiten Zylinderkammer 38 vermindern kann.
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2 zeigt eine detaillierte Darstellung einer beispielhaften Aktuatorvorrichtung 23. Die Aktuatorvorrichtung 23 umfasst eine Kolbenvorrichtung mit einer ersten, in dem Bremszylindergehäuse beweglich gelagerten Kolbenplatte 35, welche die erste Zylinderkammer 37 gegenüber der zweiten Zylinderkammer 38 fluidisch dicht abschließt. Zudem umfasst die Kolbenvorrichtung eine zweite, in dem Bremszylindergehäuse beweglich gelagerte Kolbenplatte 36, die mit der ersten Kolbenplatte 35 mechanisch wirkverbunden ist und zu dieser im Wesentlichen planparallel steht. Die zweite Kolbenplatte 36 schließt ihrerseits die zweite Zylinderkammer 38 gegenüber der ersten Zylinderkammer 37 fluidisch dicht ab. Die Kolbenbetätigungsrichtung der Kolbenplatten 35 und 36 erfolgt im Wesentlichen entlang der Erstreckungsrichtung des Bremszylinders 31 (x-Richtung) und in Ebenennormalenrichtung der Kolbenplatten 35, 36. Zwischen der ersten Kolbenplatte 35 und der zweiten Kolbenplatte 36 ist in dem hydraulischen Bremszylinder 31 ein dielektrischer Elastomeraktor angeordnet.
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Der Elastomerkörper 34 des dielektrischen Elastomeraktors ist mit den die Elektroden 32 und 33 aufweisenden Seitenflächen jeweils mechanisch fest mit der ersten Kolbenplatte 35 bzw. der zweiten Kolbenplatte 36 verbunden. Die Steuereinrichtung 7 kann bei Aktivierung des ABS-Systems eine Betriebsspannung an die Elektroden 32 und 33 anlegen, so dass sich der Elastomerkörper 34 in y-Richtung zusammenzieht und damit in x-Richtung ausdehnt. Bei Aufbringung eines Fluiddrucks auf die Hydraulikflüssigkeit H in der ersten Zylinderkammer 37 wird die Hydraulikflüssigkeit H die Kolbenvorrichtung in Richtung der zweiten Zylinderkammer 38 schieben, das heißt in positiver x-Richtung, um so den Fluiddruck an die zweite Zylinderkammer 38 zu übertragen. Dadurch wird über die Hydraulikleitung 24 ein Bremsvorgang, beispielsweise mit der Bremseinrichtung 22 der 1, eingeleitet. Durch die Bewegung der Kolbenvorrichtung in positiver x-Richtung wird auch der Elastomerkörper 34 des dielektrischen Elastomeraktors zwischen den Kolbenplatten 35 und 36 mit verschoben.
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Ist die dadurch verursachte Bremsverzögerung an dem gebremsten Rad, beispielsweise dem Vorderrad eines Fahrzeugs, zu groß, kann das Hinterrad von der Fahrbahn abheben und es droht ein Überschlag des Fahrzeugs. Wenn eine derartige Situation erkannt wird, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 7 mit entsprechender Sensorik, können über die Aktuatorvorrichtung 23 der 2 Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Ein drohender Überschlag kennzeichnet sich beispielsweise durch eine hohe Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrad, eine hohe Drehrate des gesamten Fahrzeugs oder eine Richtungsänderung des Beschleunigungsvektors des Fahrzeugs.
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Wenn nun eine kritische Fahrsituation erkannt wird, kann die erste Kolbenplatte 35 in dem Bremszylindergehäuse des Bremszylinders 31 verklemmt oder mechanisch arretiert werden. Die Steuereinrichtung 7 kann daraufhin dazu ausgelegt sein, die Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 zu verringern, so dass sich der Elastomerkörper in x-Richtung wieder zusammenzieht bzw. die Dehnung verringert. Dadurch wird die zweite Kolbenplatte 36 in Richtung der ersten (nun fest stehenden) Kolbenplatte 35 gezogen. Das bedeutet, dass sich der Fluiddruck in der zweiten Zylinderkammer 38 verringert und die Bremse gelöst wird.
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Wenn die kritische Fahrsituation beendet ist, kann die Arretierung der ersten Kolbenplatte 35 gelöst werden und die Steuereinrichtung 7 die Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 wieder erhöhen. Beim Lösen sollte darauf geachtet werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs mit der Aktuatorvorrichtung 23 wieder sanft in die Bremseinrichtung eingekuppelt wird, indem während des Lösens der Koblenplatte 35 der Fluiddruck in beiden Zylinderkammern 37 und 38 in etwa gleich sein sollte, damit kein ruckartiges Bremsen erfolgt und der Fahrer nicht erschrickt.
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3 zeigt eine detaillierte Darstellung einer weiteren beispielhaften Aktuatorvorrichtung 23. Die Aktuatorvorrichtung 23 umfasst eine Kolbenvorrichtung mit einer ersten, in dem Bremszylindergehäuse beweglich gelagerten Kolbenplatte 35, welche die erste Zylinderkammer 37 gegenüber der zweiten Zylinderkammer 38 fluidisch dicht abschließt. Zudem umfasst die Kolbenvorrichtung eine zweite, in dem Bremszylindergehäuse beweglich gelagerte Kolbenplatte 36, die mit der ersten Kolbenplatte 35 mechanisch wirkverbunden ist und zu dieser im Wesentlichen planparallel steht. Die zweite Kolbenplatte 36 schließt ihrerseits die zweite Zylinderkammer 38 gegenüber der ersten Zylinderkammer 37 fluidisch dicht ab. Die Kolbenbetätigungsrichtung der Kolbenplatten 35 und 36 erfolgt im Wesentlichen entlang der Erstreckungsrichtung des Bremszylinders 31 (x-Richtung) und in Ebenennormalenrichtung der Kolbenplatten 35, 36. Zwischen der ersten Kolbenplatte 35 und der zweiten Kolbenplatte 36 ist in dem hydraulischen Bremszylinder 31 ein dielektrischer Elastomeraktor angeordnet.
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Anders als im Beispiel der 2 ist in der Kolbenvorrichtung weiterhin eine dritte, fest in dem Bremszylinder 31 verankerte Kolbenplatte 39 umfasst. Diese ist zwischen der ersten Kolbenplatte 35 und der zweiten Kolbenplatte 36 angeordnet. Die mechanische Wirkverbindung wird in 3 durch eine Kolbenstange 30 vermittelt, welche durch die dritte Kolbenplatte 39 hindurch geführt ist, und welche die erste Kolbenplatte 35 und die zweite Kolbenplatte 36 mechanisch starr miteinander verbindet. Zudem wird im normalen Betriebsmodus keine Spannung zwischen die Elektroden 32 und 33 angelegt.
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Der Elastomerkörper 34 des dielektrischen Elastomeraktors ist mit den die Elektroden 32 und 33 aufweisenden Seitenflächen jeweils mechanisch fest mit der ersten Kolbenplatte 35 bzw. der dritten Kolbenplatte 39 verbunden. Bei Aufbringung eines Fluiddrucks auf die Hydraulikflüssigkeit H in der ersten Zylinderkammer 37 wird die Hydraulikflüssigkeit H die Kolbenvorrichtung in Richtung der zweiten Zylinderkammer 38 schieben, das heißt in positiver x-Richtung, um so den Fluiddruck an die zweite Zylinderkammer 38 zu übertragen. Dadurch wird über die Hydraulikleitung 24 ein Bremsvorgang, beispielsweise mit der Bremseinrichtung 22 der 1, eingeleitet. Durch die Bewegung der Kolbenvorrichtung in positiver x-Richtung wird auch der Elastomerkörper 34 des dielektrischen Elastomeraktors zwischen den Kolbenplatten 35 und 39 gestaucht.
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Ist die dadurch verursachte Bremsverzögerung an dem gebremsten Rad, beispielsweise dem Vorderrad eines Fahrzeugs, zu groß, kann das Hinterrad von der Fahrbahn abheben und es droht ein Überschlag des Fahrzeugs. Wenn eine derartige Situation erkannt wird, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 7 mit entsprechender Sensorik, können über die Aktuatorvorrichtung 23 der 3 Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Ein drohender Überschlag kennzeichnet sich beispielsweise durch eine hohe Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrad, eine hohe Drehrate des gesamten Fahrzeugs oder eine Richtungsänderung des Beschleunigungsvektors des Fahrzeugs.
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Wenn nun eine kritische Fahrsituation erkannt wird, kann die Steuereinrichtung 7 dazu ausgelegt sein, eine Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 anzulegen, so dass sich der Elastomerkörper in x-Richtung wieder ausdehnt bzw. die Stauchung verringert. Dadurch wird die erste Kolbenplatte 35 von der dritten (fest stehenden) Kolbenplatte 39 weg gedrückt. Das bedeutet, dass die zweite Kolbenplatte 36 aufgrund der starren Kolbenstange 30 ebenfalls in Richtung der dritten Kolbenplatte 39 gezogen wird und sich der Fluiddruck in der zweiten Zylinderkammer 38 verringert, was die Bremse löst. Wenn die kritische Fahrsituation beendet ist, kann die Steuereinrichtung 7 die Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 wieder verringern bzw. aus Null setzen.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Aktuatorvorrichtung 23. Die Aktuatorvorrichtung 23 umfasst eine Kolbenvorrichtung mit nur einer Kolbenplatte 35, welche die Druckübertragung zwischen den beiden Zylinderkammern 37 und 38 vermittelt. Die Aktuatorvorrichtung 23 umfasst jedoch ein Aktorgehäuse 40 mit einem in dem Aktorgehäuse 40 beweglich gelagerten Aktorkolben 41. Zwischen einer Rückwand des Aktorgehäuses 40 und dem Aktorkolben 41 ist ein dielektrischer Elastomeraktor mit Elastomerkörper 34 so angeordnet, dass die Seitenflächen mit Elektroden 32 und 33 jeweils an der Rückwand bzw. dem Aktorkolben 41 mechanisch fest verbunden sind. Auf der aktorfernen Seite des Aktorkolbens 41 befindet sich eine Aktorhydraulikleitung 42 mit Hydraulikflüssigkeit H, welche mit der zweiten Zylinderkammer 38 über ein Ventil 43 gekoppelt ist. Das Ventil 43 kann beispielsweise ein 2/2-Wege-Ventil sein.
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Bei Aufbringung eines Fluiddrucks auf die Hydraulikflüssigkeit H in der ersten Zylinderkammer 37 wird die Hydraulikflüssigkeit H die Kolbenplatte 35 in Richtung der zweiten Zylinderkammer 38 schieben, das heißt in positiver x-Richtung, um so den Fluiddruck an die zweite Zylinderkammer 38 zu übertragen. Dadurch wird über die Hydraulikleitung 24 ein Bremsvorgang, beispielsweise mit der Bremseinrichtung 22 der 1, eingeleitet.
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Ist die dadurch verursachte Bremsverzögerung an dem gebremsten Rad, beispielsweise dem Vorderrad eines Fahrzeugs, zu groß, kann das Hinterrad von der Fahrbahn abheben und es droht ein Überschlag des Fahrzeugs. Wenn eine derartige Situation erkannt wird, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 7 mit entsprechender Sensorik, können über die Aktuatorvorrichtung 23 der 4 Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Ein drohender Überschlag kennzeichnet sich beispielsweise durch eine hohe Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrad, eine hohe Drehrate des gesamten Fahrzeugs oder eine Richtungsänderung des Beschleunigungsvektors des Fahrzeugs.
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Wenn nun eine kritische Fahrsituation erkannt wird, kann zunächst die Kolbenplatte 35 mechanisch in dem Bremszylindergehäuse des Bremszylinders 31 arretiert oder verklemmt werden. Da Ventil 43 bleibt zunächst geschlossen, während die Steuereinrichtung 7, eine Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 anlegt, um den Elastomerkörper 34 in y-Richtung zu dehnen und den Aktorkolben 41 in positiver y-Richtung auszulenken. Wenn sich der Elastomeraktor stabilisiert hat, kann die Steuereinrichtung 7 das Ventil 43 öffnen und die Aktorhydraulikleitung 42 fluidisch mit der Hydraulikleitung 24 verbinden. Wenn die Steuereinrichtung 7 die Spannung an dem dielektrischen Elastomeraktor wieder reduziert, wird der Elastomerkörper 34 durch Stauchung bzw. Entdehnung den Aktorkolben 41 in Richtung der Rückwand des Aktorgehäuses 40 bewegen und dadurch Hydraulikflüssigkeit H aus der zweiten Zylinderkammer 38 bzw. der Hydraulikleitung 24 in die Aktorhydraulikleitung 42 ableiten.
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Wenn die kritische Fahrsituation beendet ist, kann die Arretierung der ersten Kolbenplatte 35 gelöst werden und die Steuereinrichtung 7 die Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 wieder erhöhen. Dadurch wird die Hydraulikflüssigkeit H aus der Aktorhydraulikleitung 42 wieder in die Hydraulikleitung 24 rückgespeist. Danach kann das Ventil 43 wieder geschlossen und die Spannung zwischen den Elektroden 32 und 33 wieder verringert bzw. auf Null reduziert werden. Beim Lösen sollte darauf geachtet werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs mit der Aktuatorvorrichtung 23 wieder sanft in die Bremseinrichtung eingekuppelt wird, indem während des Lösens der Koblenplatte 35 der Fluiddruck in beiden Zylinderkammern 37 und 38 in etwa gleich sein sollte, damit kein ruckartiges Bremsen erfolgt und der Fahrer nicht erschrickt.
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Mit den Aktuatorvorrichtungen 23 der 2, 3 und 4 kann jeweils eine ABS-Funktion realisiert werden: Wenn ein Blockieren eines oder mehrerer mit Aktuatorvorrichtungen 23 ausgestatteten Räder erkannt wird, kann der jeweilige dielektrische Elastomeraktor durch Anlegen entsprechender Spannungen gezielt gedehnt bzw. gestaucht werden, um die Blockade des Rades oder der Räder temporär zu unterbrechen. Beispielsweise kann in bekannter Weise ein „Stotterbremsen“ implementiert werden.
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5 zeigt ein als Fahrrad ausgebildetes einspuriges Fahrzeug 200 mit einem Rahmen 201, einem Vorderlenker 202 sowie einem ersten Rad 2 und einem zweiten Rad 203. Das Fahrzeug 200 der 5 bewegt sich in Pfeilrichtung F auf einem Untergrund fort, die Winkelgeschwindigkeiten der Räder 2, 203 sind mit W2 und W203 bezeichnet. Das Fahrzeug 200 weist beispielhaft mindestens eine Bremseinrichtung auf, beispielsweise eine Bremseinrichtung 13 an dem ersten Rad 2 des Fahrzeugs 200, in 5 dem Vorderrad, und/oder eine Bremseinrichtung 22 an dem zweiten Rad 203, in 5 dem Hinterrad. Bei dem Beispiel der 5 ist die Begrenzung von Bremskraft bzw. Bremsmoment der beiden Bremseinrichtungen 13 und 22 in gleicher Weise wie in Bezug auf die 2 bis 4 erläutert möglich. Dazu können zwei Aktuatorvorrichtungen 23 eingesetzt werden, die die als Felgenbremse eingerichtete Bremseinrichtung 22 und die als Scheibenbremse eingerichtete Bremseinrichtung 13 aktuieren können. Der Rahmen 201 des Fahrzeugs kann beispielsweise zumindest teilweise als Aktuatorgehäuse für die Aktuatorvorrichtungen 23 dienen, das heißt die Aktuatorvorrichtungen 23 können entweder als separate, an dem Rahmen 201 fixierte Komponenten vorgesehen werden, oder zumindest teilweise in dem Rahmen 201 ausgebildet werden.
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Das Fahrzeug 200 kann ferner eine Energieversorgungseinrichtung 6 aufweisen, beispielsweise einen Akkumulator oder eine Batterie. Die Energieversorgungseinrichtung 6 kann dazu eingesetzt werden, die Elastomeraktoren 32, 33, 34 der Aktuatorvorrichtung(en) 23 mit elektrischer Energie zur Beaufschlagung der Elastomeraktoren 32, 33, 34 mit elektrischer Spannung zu versorgen. Zudem kann das Fahrzeug die Steuereinrichtung 7 aufweisen, welche mit der Energieversorgungseinrichtung 6 verbunden und aus dieser mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Steuereinrichtung 7 kann dazu ausgelegt sein, den Betrieb der Aktuatorvorrichtung(en) 23 zu steuern, wie in Bezug auf die 1 bis 4 erläutert.
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Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 7 über einen oder mehrere Lageoder Bewegungssensoren verfügt, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Drehzahlsensoren oder Einfederwegsensoren.
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Beispielsweise kann mit Hilfe eines Drehratensensors oder eines Drehzahlsensors erkannt werden, wenn die Winkelgeschwindigkeit eines überwachten Rades 2, 203 unter einen Minimumschwellenwert sinkt, woraus geschlossen werden kann, dass das Rad 2, 203 zum Blockieren neigt. Ferner kann aus der Geschwindigkeit, mit der sich eine Winkelgeschwindigkeit ändert, geschlossen werden, ob es sich um einen regulären Bremsvorgang handelt oder um ein unerwünschtes Blockieren eines Rades 2, 203. Ferner kann durch Vergleichen von Winkelgeschwindigkeiten, die von zwei an verschiedenen Rädern des Fahrzeugs 200 angebrachten Drehraten- oder Raddrehzahlsensoren gemessen werden, auf eine Blockierneigung eines Rades 2, 203 geschlossen werden.
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Ein Beschleunigungssensor kann zur Detektion einer Beschleunigung des Fahrzeugs 200 eingesetzt werden, um einen kritischen Fahrzustand zu erkennen. Ein Beschleunigungssensor kann zum Beispiel eine Beschleunigung messen, indem eine auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmt wird. Weiterhin können piezokeramische Sensorplättchen verwendet werden, die dynamische Druckschwankungen in elektrische Signale umwandeln können, mikro-elektromechanische Sensoren (MEMS) auf Basis von Siliziumwafern, Dehnungsmessstreifen oder magnetische Induktionssensoren. Ein solcher Beschleunigungssensor kann beispielsweise zum Detektieren einer Vertikalbeschleunigung eingesetzt werden, das heißt eine Beschleunigung quer zur typischen Fortbewegungsrichtung des Fahrzeuges 200. Beispielsweise kann mit einem solchen Beschleunigungssensor bei einem Zweirad, das sich normalerweise horizontal bewegt, erkannt werden, wenn das Hinterrad in einer Vertikalrichtung beschleunigt wird. Hieraus kann geschlossen werden, dass das Zweirad zum Überschlagen neigt.
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Über die von den Sensoren bereitgestellten Positions-, Lage- und/oder Bewegungsparameter kann die Steuereinrichtung 7 eine Bewegungssituation des Fahrzeugs 200 ermitteln. Die Steuereinrichtung 7 kann einen eingeleiteten Bremsvorgang mit den Bremseinrichtungen 13 und/oder 22 des Fahrzeugs 200 detektieren, beispielsweise über Veränderungen in der Drehzahl der Räder 2 und 203 oder der Beschleunigungswerte des Fahrzeugs 200. Danach kann die Steuereinrichtung 7 Bewegungsparameter des Fahrzeugs 200 durch Auswerten von Drehraten des Fahrzeugs 200, Drehzahlen der Räder 2 und 203 des Fahrzeugs 200 und/oder Momentanbeschleunigungswerten des Fahrzeugs 200 ermitteln. Die ermittelten Bewegungsparameter des Fahrzeugs 200 können dann beispielsweise mit einem vorbestimmbaren Bewegungsprofil, welches in einem internen Speicher der Steuereinrichtung 7 gespeichert sein kann, abgeglichen werden. Die bereitgestellten Parameter der einzelnen Sensoren können dabei untereinander zur Plausibilisierung des erkannten Bewegungszustands des Fahrzeugs 200 herangezogen werden. Sollte sich nach dem Abgleich herausstellen, dass eine potentielle Gefahrensituation für den Fahrer des Fahrzeugs 200 vorherrscht oder droht, kann die Steuereinrichtung 7 die notwendigen Ansteuersignale an die Aktuatorvorrichtung(en) 23 zur temporären Verminderung der Kraftübertragung auf die hydraulische Bremseinrichtung 13 und/oder 22 übermitteln.
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6 zeigt ein Verfahren M zum zum Aktuieren einer hydraulischen Bremse (13; 22) eines Fahrzeugs, beispielsweise einer hydraulischen Bremse 13 oder 22 eines Fahrzeugs 200 wie in 5 dargestellt. Das Verfahren M kann dabei beispielsweise mithilfe einer Aktuatorvorrichtung 23 wie in Bezug auf die 2 bis 4 erläutert durchgeführt werden.
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In einem ersten Schritt M1 erfolgt ein Ermitteln eines eingeleiteten Bremsvorgangs mit der Bremse 13 bzw. 22 des Fahrzeugs 200. Danach folgt in Schritt M2 ein Ermitteln von Bewegungsparametern des Fahrzeugs 200 durch Auswerten von Drehraten des Fahrzeugs 200, Drehzahlen der Räder des Fahrzeugs 200 und/oder Momentanbeschleunigung des Fahrzeugs 200. Die ermittelten Bewegungsparameter des Fahrzeugs 200 werden in Schritt M3 mit einem vorbestimmbaren Bewegungsprofil verglichen, so dass in Schritt M4 eine Aktuatorvorrichtung 23 zum Vermindern des Drucks der Hydraulikflüssigkeit in einer zweiten Zylinderkammer 38 der Aktuatorvorrichtung 23 angesteuert werden kann, beispielsweise durch entsprechendes Verändern der elektrischen Feldstärke an einem in der Aktuatorvorrichtung 23 angeordneten dielektrischen Elastomeraktor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10158382 A1 [0005]
- DE 102010038525 A1 [0006]
- US 20120305345 A1 [0007]
