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电液式机动车辆制动系统以及对该系统的模拟器电路进行通风的方法、用于测试另一个电液式机动车辆制动系统的功能性的方法以及用于这些方法的计算机程序产品

摘要

提供了一种电液式机动车辆制动系统(1000),该电液式机动车辆制动系统具有:用于产生踏板反馈力的液压模拟器回路(145);缸‑活塞装置(110,112,114);以及机电致动器(160),该机电致动器作用在所述缸‑活塞装置(110,112,114)上,并用来在至少一个制动回路(10,20)中产生液压压力;第一流体路径(340),该第一流体路径中布置有第一阀单元(330),用于将所述缸‑活塞装置(110,112,114)选择性地流体连接至所述模拟器回路(145);以及第二流体路径(140),该第二流体路径中布置有第二阀单元(130;132,136),用于将所述模拟器回路(145)选择性地流体连接至未加压液压流体贮存器(170)。还详细说明了用于所述类型的制动系统的通风方法、用于仅具有第一阀装置(330)的另一个电液式机动车辆制动系统的测试方法以及相应的计算机程序产品,该计算机程序产品具有程序代码装置,该程序代码装置用于在所述计算机程序在处理单元上运行时执行所述两个方法中的一个方法。

著录项

  • 公开/公告号CN105934381A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-09-07

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 卢卡斯汽车股份有限公司;

    申请/专利号CN201480074148.8

  • 发明设计人 尼古拉斯·阿尔弗德;

    申请日2014-10-17

  • 分类号B60T17/22(20060101);B60T8/40(20060101);

  • 代理机构11127 北京三友知识产权代理有限公司;

  • 代理人王小东

  • 地址 德国科布伦茨

  • 入库时间 2023-06-19 00:26:11

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-11-22

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):B60T17/22 变更前: 变更后: 申请日:20141017

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2019-01-15

    授权

    授权

  • 2016-11-16

    实质审查的生效 IPC(主分类):B60T17/22 申请日:20141017

    实质审查的生效

  • 2016-09-07

    公开

    公开

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及制动系统的领域。具体地说,描述了一种电液式机动车辆制动系统。

背景技术

现代的车辆制动系统根据“线控制动”原理来操作。这意味着借助于液压压力发生器(例如,活塞-缸装置,该活塞缸装置具有作用在该活塞上的机电致动器)独立于脚踏力在车轮制动器处积累液压压力。除了液压压力发生器以外,这种类型的制动系统还包括具有用于检测制动踏板的致动的传感器系统的制动踏板接口、连接至该制动踏板接口用于模拟真实踏板响应力的模拟器回路以及用于调控压力的多个阀。这些阀经常容纳在块状液压控制单元中。例如,从WO 2006/111393A1、WO 2012/062393A1和WO 2012/152352A1已知这种制动系统。

线控制动的制动系统具有若干优点。例如,它们理想地适合于安装能量回收系统。此外,通过这种制动系统能够更好地控制用于各个车轮的制动压力的积累,并且能够更好地集成车辆动态控制程序(ABS、ASR、ESP程序)。

另一方面,线控制动的制动系统包括多个电致动液压阀,这些电致动液压阀布置在相互连接的复杂的流体路径网络中。这些流体路径又经常仅仅借助于中央液压流体贮存器供应有液压流体。

由于多个阀和流体引导路径,这种制动系统的维修比较复杂。例如,制动系统的通风是复杂的,这是因为车轮制动器、模拟器回路和液压控制单元彼此分开地进行通风。无论是否使用通风设备(例如过压或真空设备),时间花费都相对较大。同样,检测缺陷阀或制动系统中的泄漏要花费许多时间,因为通常在进行故障定位的情况下必须逐个地检查模拟器回路和制动回路的所有部件。

发明内容

目的是详述一种车辆制动系统,其中除了别的以外还使得制动系统的通风和检查更容易。另一个目的是详述一种通风方法和一种用于检查制动系统的部件的测试方法。

根据第一方面,提供了一种电液式车辆制动系统,该电液式车辆制动系统包括:用于产生踏板响应力的液压模拟器回路;第一缸-活塞装置和机电致动器,该机电致动器作用在所述第一缸-活塞装置上,用于在至少一个制动回路中产生液压压力;第一流体路径,该第一流体路径中布置有第一阀单元,用于将所述第一缸-活塞装置选择性地流体连接至所述模拟器回路;以及第二流体路径,该第二流体路径中布置有第二阀单元,用于将所述模拟器回路选择性地流体连接至未加压液压流体贮存器。

所述液压系统可以包括至少一个液压制动回路,该至少一个液压制动回路能够流体连接至所述第一缸-活塞装置。此外,所述第一流体路径的第一端可以通向所述模拟器回路,而第二端可以通向所述至少一个制动回路。在这种情况下,所述模拟器回路经由所述第一流体路径和所述至少一个制动回路流体连接至所述第一缸-活塞装置。根据另选的变型,所述第一流体路径可以还直接(即独立于所述至少一个制动回路)通向所述第一缸-活塞装置。在这种情况下,所述模拟器回路可以经由所述第一流体路径直接流体连接至可机电致动的第一缸-活塞装置。

所述第一缸-活塞装置和作用在所述第一缸-活塞装置上的所述机电致动器可以形成自发液压压力发生器,该自发液压压力发生器能够独立于脚踏力在制动系统中积累液压压力。根据一个实现方式,所述第一缸-活塞装置可以形成为所述制动系统的主制动缸,如果所述致动器失效,则该主制动缸能够仍然附加地由脚踏力来致动。根据另选构造,除了所述制动系统的主制动缸,还可以设置所述第一缸-活塞装置来独立于脚踏力而在制动系统中产生液压压力。

根据进一步的构造,所述第一缸-活塞装置可以流体连接至所述制动系统的第二缸-活塞装置,以便在该制动系统的车轮制动器处积累液压压力。在这种情况下,所述第一缸-活塞可以被设置成供应液压压力以便对所述第二缸-活塞装置的活塞进行液压致动。通过对第二缸-活塞装置的活塞的液压致动,于是在车轮制动器处积累液压压力。例如,所述第二缸-活塞装置可以形成为所述制动系统的主制动缸。

所述第一阀单元可以平行于所述第二阀单元布置。对应地,所述第一流体路径和所述第二流体路径也可以彼此不同地形成。具体而言,所述第一流体路径的第一端可以通向模拟器回路,而其第二端可以通向所述至少一个制动回路或直接通向所述第一缸-活塞装置。对应地,所述第二流体路径的第一端可以通向所述未加压液压流体贮存器,而其第二端可以通向所述模拟器回路。所述第一液压路径和所述第二液压路径因而可以经由所述模拟器回路而流体相连接。所述第一流体路径、所述模拟器回路和所述第二流体路径可以一起形成所述制动系统的流体回路,该流体回路便于根据所述第一阀单元和所述第二阀单元的切换而将所述第一缸-活塞装置流体连接至所述模拟器回路和/或所述未加压液压流体贮存器。通过适当地致动所述第一阀单元、所述第二阀单元和所述致动器,能够利用该流体回路对所述制动系统进行通风。然而,该流体回路也可以用来测试制动系统部件,如下面更详细地描述的那样。

所述模拟器回路可以包括液压压力蓄能器,该液压压力蓄能器流体连接至制动踏板接口。在这种情况下,该液压压力蓄能器可以经由流体路径流体连接至所述踏板接口。所述液压压力蓄能器可以实现为采取被弹簧力作用的活塞-缸装置的形式的压力容器,其中可移位地容纳在该缸中的活塞由弹簧预加张紧。

所述第一阀单元可以形成为在未致动状态下处于关闭状态。换言之,所述第一阀单元在未致动状态下可以阻塞所述第一流体路径。因而,所述模拟器回路可以与所述第一缸-活塞装置流体断开。所述第一阀单元可以被电致动。所述第一阀单元可以通过电致动而从关闭状态切换到打开状态。所述阀单元可以包括一个或多个可电致动的阀。

所述第二阀单元可以形成为在未致动状态下处于打开状态。在该未致动状态下,所述第二阀单元可以采取打开阀位置,由此将所述模拟器回路流体连接至所述液压流体贮存器。所述第二阀可以包括至少一个电致动阀。所述第二阀单元可以通过所述第二阀单元的至少一个阀的电致动而切换到关闭状态。因而,所述模拟器回路能够以这种方式与所述液压流体贮存器流体断开。

所述电液式制动系统还可以包括:用于所述第一阀单元的电致动和所述机电致动器的电致动的控制设备或控制设备系统。所述控制设备或控制设备系统可以被形成为(通过电致动)执行如下步骤:将所述第一阀单元从关闭状态切换到打开状态,以便将所述模拟器回路流体连接至所述至少一个制动回路;以及操作所述机电致动器以将液压流体从所述第一缸-活塞装置经由所述第一流体路径排到所述模拟器回路中。

所述控制设备或控制设备系统还可以被设计成用于所述第二阀单元的电致动。所述控制设备可以被设计成在液压流体被排到所述模拟器回路中之前通过电致动将所述第二阀单元从打开状态切换到关闭状态。经由所述第一流体路径和所述第一阀单元排到所述模拟器回路中的液压流体因而不能经由所述第二流体路径和布置在其中的所述阀单元流到所述液压流体贮存器中。相反,由所述致动器排出的流体体积被存储在所述模拟器回路的液压压力蓄能器中。

所述控制设备或控制设备系统还可以被形成为在通过电致动将预定体积的液压流体排到所述模拟器回路中之后将所述第二阀单元切换回到打开状态。这样,暂时存储在所述模拟器回路的液压压力蓄能器中的该流体体积可以经由所述第二流体路径和布置在其中的第二阀单元流出到所述液压流体贮存器。所述第二阀单元允许存储在所述液压压力蓄能器中的该体积的液压流体流经所述第二流体路径的速度可以用来确定所述第二阀单元的流动特性。

对于所述第二阀单元的上述关闭来说,另选的是,所述第二阀单元可以在所述机电致动器的操作过程中保持在打开状态。如果所述第二阀单元应该在所述机电致动器操作时初始处于关闭状态,则所述控制设备可以将所述第二阀单元切换到打开状态。从所述第一缸-活塞装置传送的液压流体因而可以经由所述第一流体路径初始进入所述模拟器回路中。从该模拟器回路,所传送的液压流体可以经由所述第二流体路径传导到所述液压流体贮存器中。所述模拟器回路和流体连接至该模拟器回路的所述踏板接口因而能够以这种方式独立于驾驶员进行通风。液压流体经由所述第一流体路径到所述模拟器回路内的传送以及从该模拟器回路经由所述第二流体路径回到所述液压流体贮存器的传送还可以用于测试连接在所述第二阀单元下游的其他阀。

该电液式制动系统可以进一步包括至少第一检测装置。该至少第一检测装置可以被设计成检测在所述机电致动器的操作过程中在所述制动回路和/或所述模拟器回路中积累的液压压力。所述检测装置可以包括至少一个压力传感器。该至少压力传感器检测在所述液压流体的传送过程中在所述制动回路和/或所述模拟器回路中的压力。对此附加地或另选地,所述第一检测装置可以包括检测表示压力的测量变量(间接压力测量)的传感器。

该电液式制动系统可以进一步包括至少一个第二检测装置,该至少第二检测装置被形成为检测由于所述机电致动器的操作而从所述第一缸-活塞装置排出的液压流体的体积。在这种情况下,所述第二检测装置可以检测致动器参数,该致动器参数标识致动器操作因而标识致动器所作用的活塞的致动。所传送的流体的体积因而能够以从所检测的活塞致动以及所述第一缸-活塞装置的缸腔室的半径以已知方式确定。

该电液式制动系统可以进一步包括比较装置,该比较装置被形成为将所检测到的液压压力和所检测到的所传送的流体的体积与设定的压力-体积特征进行比较。该设定的压力-体积特征能够再现压力上升,以根据通风的完全发挥功能的模拟器回路的排出的流体体积进行预测。通过将测量的压力-体积特征与存储的压力-体积特征进行比较,能够测试所述模拟器回路中的液压压力蓄能器的力响应。具体地说,可以根据检测的压力-体积特征与存储的压力-体积特征的比较来确定所述模拟器回路的通风水平。该设定的压力-体积特征可以存储在所述比较装置的存储器中。具体地说,该比较装置可以以软件模块形式集成在控制设备中。

该电液式制动系统可以进一步包括至少一个第三阀单元,该至少一个第三阀单元布置在所述至少一个制动回路中,用于将车轮制动器选择性地流体连接至所述第一缸-活塞装置或所述第二缸-活塞装置。所述至少一个第三阀单元可以通过所述控制设备电致动,以便按照需要将所述制动系统的每个车轮制动器流体连接至所述第一缸-活塞装置或所述第二缸-活塞装置,或者将所述制动系统的每个车轮制动器流体与所述第一缸-活塞装置或所述第二缸-活塞装置断开。例如,所述控制设备或控制设备系统可以以如下方式(例如,根据时分复用方法)在所述制动系统的制动操作中致动所述第三阀单元,即:能够在所述制动系统的车轮制动器中设定非常精确的液压压力。

然而,所述控制设备或控制设备系统还可以作为用于所述制动系统的测试方法的一部分或作为自动致动系统通风方法的一部分来致动所述第三阀单元,以便在需要时将车轮制动器与所述第一缸-活塞装置或者在所述第一和第二缸-活塞装置的串联布置中与所述第二缸-活塞装置流体断开,或者将车轮制动器流体连接至所述第一缸-活塞装置或者在所述第一和第二缸-活塞装置的串联布置中流体连接至所述第二缸-活塞装置。例如,所述控制设备或所述控制设备系统可以被进一步形成为作为制动系统测试方法或通风方法的一部分在所述机电致动器操作之前将所述至少一个第三阀单元从打开状态切换到关闭状态。这样可以确保从所述液压压力发生器传送的液压流体不会在所述制动系统的测试功能期间到达所述车轮制动器。从所述第一缸-活塞装置传送的液压流体因而可以在所述第三阀单元关闭并且所述第一阀单元打开时直接传送到所述模拟器回路。对此另选的是,所述第三阀单元也可以作为通风方法的一部分而保持在打开状态下。如果所述第三阀单元之前处于关闭状态,则其可以通过所述控制设备而切换到打开状态。

根据第二方面,提供了一种用于检查电液式车辆制动系统的功能性的方法。该电液式车辆制动系统包括:用于产生踏板响应力的液压模拟器回路;第一缸-活塞装置;和机电致动器,该机电致动器与所述第一缸-活塞装置相互作用,用于在至少一个液压制动回路中产生液压压力;以及第一流体路径,该第一流体路径中布置有第一阀单元,用于将所述第一缸-活塞装置选择性地流体连接至所述模拟器回路。所述方法包括如下步骤:将所述第一阀单元从关闭状态切换到打开状态,以便将所述模拟器回路流体连接至所述第一缸-活塞装置;操作所述机电致动器以将液压流体从所述第一缸-活塞装置经由所述第一流体路径排出到所述模拟器回路中;检测由于排出的液压流体而存在的液压压力;并且基于所检测的液压压力来检查所述电液式制动系统的功能性。

在这种情况下,可以检测在所述第一缸-活塞装置和/或在所述制动回路中和/或在所述模拟器回路中所产生的液压压力。可以在所述致动器的操作过程中检测该液压压力,以便检测例如在所述制动回路中或模拟器回路中积累的压力。另外,如果所述致动器的操作(暂时)停止并且活塞位于在所述缸中向前移动的位置,也能够检测到该压力。这样可以检测到由活塞致动产生的压力以及可能的暂时压力变化(例如,由于所述模拟器回路中的泄漏引起的暂时压力下降)。可以连续地或以预定间隔(例如以0.1秒的间隔)来检测该压力。

该方法还包括在所述机电致动器的操作过程中检测所排出的液压流体的体积的步骤。像压力检测一样,所传送的液压流体的体积的检测可以连续地或以设定间隔(例如以0.1秒的间隔)进行。此外,液压流体的体积的检测可以与压力检测基本同步地进行。这样,可以在活塞致动过程中获得一系列基本同时记录的压力值和流体体积值。

检查步骤可以还包括将检测到的液压压力和检测到的液压流体的体积与设定的体积-压力特征进行比较。该设定的压力-体积特征,可以从基本同时检测的压力值和流体体积值推导出明确的压力-体积关系。可以将压力和所传送的体积之间的这种检测到的函数关系与存储的特征进行比较。这样,可以确定所测量的压力-体积特征与设定的压力-体积特征之间是否发生偏差。从所测量的压力-体积特征与设定的压力-体积特征之间的检测偏差可以得出关于通风程度或模拟器回路磨损的结论。

所述车辆制动系统可以进一步包括第二液压流体路径,该第二液压流体路径中布置有第二阀单元,用于将所述模拟器回路选择性地流体连接至未加压液压流体贮存器。该第二阀单元可以是可电致动的阀单元。当未被致动(即断电)时,该第二阀单元可以采取打开阀位置,而在上电状态下采取关闭阀位置。在这种情况下,该方法可以附加地包括如下步骤:在将液压流体排出到所述模拟器回路中之前将所述第二阀单元从打开状态切换到关闭状态,以便将排出的液压流体阻挡在所述模拟器回路中。这样,从所述缸-活塞装置传送的液压流体初始存储在所述模拟器回路的液压压力蓄能器中。如上面已经描述的,在这种情况下产生的压力可以根据所排出的液压流体的体积来检测并且可以用于检测模拟器回路。

该方法可以还包括如下步骤:在一定体积的液压流体已经被排到所述模拟器回路中之后打开所述第二阀单元。因而,阻挡在所述模拟器回路中的液压流体可以经由第二流体路径和第二阀单元排出到所述液压流体贮存器中。可以检测到所述模拟器回路中以及所述至少一个制动回路中(或所述压力发生器的缸中)的(暂时)压力降低。基于检测到的液压压力的暂时下降可以测试所述第二阀装置(和所述第二流体路径)的流动特性。

所述车辆制动系统可以进一步包括第二液压流体路径,该第二液压流体路径中布置有第二阀单元,用于将所述模拟器回路选择性地流体连接至液压流体贮存器,其中在第二阀单元的情况下,压力控制的阀单元连接在下游。为了确定所述压力控制的阀单元的切换压力,例如,根据一个测试变型,该方法可以设置成在所述致动器操作时所述第二阀单元不切换因而保持在打开状态。从所述缸传送的液压流体因而能够经由第一流体路径、经由制动回路并经由第二流体路径而到达所述压力控制的阀单元的阀入口。液压流体因而可以被阻挡在所述测试回路中,直到压力控制的阀单元由于已经积累的压力而切换到打开状态。只有这时,液压流体才能从测试回路流入液压流体贮存器,并且压力不再进一步升高。可以从测量的压力上升以及压力上升的突然中断来确定压力控制阀的切换压力。

此外,所述制动系统包括可以流体地连接至所述第一缸-活塞装置或连接至所述第二缸-活塞装置的至少一个制动回路和布置在该至少一个制动回路中的至少第三阀单元,以便将车轮制动器选择性地流体连接至第一或第二缸-活塞装置。在这种情况下,该方法可以另外包括如下步骤:在所述致动器操作之前将所述第三阀单元从打开状态切换到关闭状态。这样,在测试方法过程中没有液压流体能够到达制动系统的车轮制动器。由此可以防止在该测试方法过程中车轮制动器操作并因而压力检测失真。

根据另一个方面,提供了一种用于对电液式车辆制动系统的液压模拟器回路进行通风的方法。该制动系统包括:用于产生踏板响应力的液压模拟器回路;第一缸-活塞装置和机电致动器,该机电致动器作用在所述第一缸-活塞装置上,用于在至少一个制动回路中产生液压压力;第一流体路径,该第一流体路径中布置有第一阀单元,用于将所述第一缸-活塞装置选择性地流体连接至所述液压模拟器回路;以及第二流体路径,该第二流体路径中布置有第二阀单元,用于将所述液压模拟器回路选择性地流体连接至未加压液压流体贮存器。该方法包括如下步骤:打开所述第一阀装置,以便将所述第一缸-活塞装置流体连接至所述液压模拟器回路;如果所述第二阀单元处于关闭状态,则打开所述第二阀装置,以便将所述液压模拟器回路流体连接至所述液压流体贮存器;以及操作所述机电致动器以将液压流体经由所述液压模拟器回路排出到所述液压流体贮存器中。

所述车辆制动系统可以进一步包括能够流体连接至所述第一缸-活塞装置或所述第二缸-活塞装置的至少一个制动回路和布置在该至少一个制动回路中的至少一个第三阀单元,用于将车轮制动器选择性地流体连接至所述第一缸-活塞装置或所述第二缸-活塞装置。在这种情况下,根据一个变型,该方法括在所述机电致动器操作之前将所述第三阀单元从打开状态切换到关闭状态。

根据一个另选变型,所述第三阀单元可以在所述机电致动器操作时保持切换到打开状态,并且所述第一阀单元保持切换到关闭状态。液压流体初始时因而传送到所述至少一个制动回路的车轮制动器。可以随后打开所述第一阀单元,以便让存储在所述车轮制动器和/或制动回路中的液压流体经由所述模拟器回路排放到所述流体贮存器中。

上述的测试方法和通风方法可以在无制动操作阶段期间执行。此外,所有方法都可以自动地执行并且因此完全独立于驾驶员执行。

根据另一个方面,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品具有程序代码装置,该程序代码装置用于在所述计算机程序产品在处理器上运行时执行这里给出的方法。该计算机程序产品可以存储在计算机可读数据载体上。

附图说明

这里提供的电液式车辆制动系统的其他优点、方面和细节从实施方式的如下描述和附图得出。这些附图示出了:

图1A是电液式车辆制动系统的一个实施方式;

图1B是电液式车辆制动系统的另一个实施方式;

图2是电液式车辆制动系统的另一个实施方式;

图3A/图3B是电液式车辆制动系统的压力控制阀单元的一个实施方式;

图4是用于表示用于根据图1和图2的车辆制动系统的测试方法的流程图;

图5是根据图2的车辆制动系统,用于举例说明根据图4的测试方法;

图6是用于举例说明用于根据图1和图2的车辆制动系统的另一个测试方法的流程图;

图7是用于举例说明用于根据图2的车辆制动系统的另一个测试方法的流程图;

图8是根据图2的车辆制动系统,用于举例说明根据图7的测试方法;

图9是用于举例说明用于根据图1和图2的车辆制动系统的通风方法的流程图;

图10是根据图2的电液式车辆制动系统,用于举例说明根据图8的通风方法;

图11是用于举例说明用于根据图1和图2的车辆制动系统的另一个通风方法的流程图;以及

图12A/图12B是根据图2的电动液压车辆制动系统,用于举例说明根据图11的通风方法。

具体实施方式

图1A示出了具有两个制动回路10、20的电液式车辆制动系统1000。车辆制动系统1000包括液压压力发生器组件100、第一流体路径340、布置在第一流体路径340中的阀单元330、第二流体路径140、140a、140b、布置在第二流体路径140、140a、140b中的第二阀单元130、模拟器回路145、电子控制设备或电子控制单元200(下面称为ECU)、液压控制单元300(下面称为HCU)以及分别流体地连接至第一制动回路10和第二制动回路20的车轮制动器401-404。制动系统1000还包括两个返回管路30、40,这两个返回管路30、40在第一端均流体地连接至对应的制动回路10、20,并在第二端通向未加压的液压流体贮存器170。

除此之外可选的是,该制动系统可以包括用于能量回收的发生器单元500。发生器单元500被设计成在制动操作中将动能转换成电能。为此,发生器单元500连接至至少一个车轮400,以便将旋转运动转换成电能。发生器单元500还可以连接至存储所获得的电能的储能器(例如,未在图1中示出的蓄电池)。

HCU 300包括用于在两个制动回路10、20中进行液压压力调控的多个阀组。与HCU 300、第一阀单元330和第二阀单元130在图1中所示的分开形成不同,第一阀单元330和第二阀单元130也可以集成在HCU 300中。下面参照图2进一步更详细地描述HCU 300的阀和阀组的实现的示例。

ECU 200被设计成至少致动HCU 300的可电致动的阀。ECU 200还被设计成致动组件100。为此目的,ECU 200包括用于HCU 300和组件100的控制功能件。与此另选的是,还可以想到用于组件100和HCU 300的致动功能件均安排在分开的电子控制子单元中,并且这些子单元在制动操作中相应地交互。

下面更详细地说明液压压力发生器组件100的结构和操作模式。首先,参照图1A更详细地描述用于组件100的实现选项。液压压力发生器组件100包括主制动缸110、具有液压缸120的踏板接口115、动力传输装置150和机电致动器160。根据一个变型,可以将用于存储液压流体的未加压的液压流体贮存器170集成在组件100中。

在该实施方式中,主制动缸110被形成为串联主制动缸110。可移位地占据在主制动缸110中的活塞装置112、114包括第一活塞112(下面称为主活塞)和第二活塞114(下面称为副活塞或浮动活塞)。这里,第一液压腔室116由第一活塞112的指向行进方向的端面(左端面)和第二活塞114的与行进方向相反地指向的端面限定。此外,第二液压腔室118由副活塞114的指向行进方向的端面和缸基部限定。两个液压腔室116、118分别流体地连接至制动系统1000的制动回路10、20(即,连接至第一制动回路10或第二制动回路20)。液压腔室116、118还具有通向未加压的液压流体贮存器170的采取公知方式的流体连接。

通过主活塞112和副活塞114的致动,能够将液压流体从两个腔室116、118传送到相应的制动回路10、20内,并因而在车轮制动器401-404处产生液压压力。该致动能够由驾驶员借助于制动踏板126或借助于机电致动器160进行,如下面进一步更详细地描述的那样。如果独自借助于致动器160进行活塞装置112、114的致动,则组件100处于正常操作中。制动过程于是根据线控制动原理而发生。另一方面,如果活塞装置112、114的致动借助于制动踏板126通过脚踏力进行,则组件100处于紧急操作中(推进(push-through)操作)。

在正常操作或推进操作的情况下在车轮制动器401-404处积累的液压压力能够借助于返回管路(流体路径30、40)再次减轻。这些返回管路直接通向未加压的液压流体贮存器170,并且使得液压流体能够从车轮制动器401-404经由流体路径30、40向回流动到未加压的液压流体贮存器170中。

应该理解,本公开内容并不依赖于主制动缸110的设计细节。除了以上描述的串联主制动缸110之外,主制动缸还可以形成为“双联”布置,其中被分配给两个制动回路10、20的液压腔室116、118彼此平行地布置。此外,主制动缸110可以具有多于两个的液压腔室116、118,并且制动系统1000可以包括多于两个的制动回路10、20。

踏板接口115包括液压缸120、可移位地占据在液压缸120中的活塞122、第一柱塞123和第二柱塞125。第一柱塞123附装至活塞122的面向行进方向的端面。在这种情况下,第一柱塞123与活塞122同轴地布置。第一柱塞123被设置成将制动踏板126的致动传输至动力传输装置150。

第二柱塞125在第一端附装至活塞122的面对制动踏板126的端面(因而该端面背离行进方向)。第二柱塞125同样与活塞122同轴地布置。第二柱塞125的第二端机械地连接至制动踏板126。这样,踏板致动(即向下按压制动踏板126)能够被传输至活塞122,活塞122于是在行进方向上(在图1A中向左)移位。踏板致动(运动以及为了运动而施加的力)能够通过第一柱塞123传输至动力传输装置150。

与液压缸120一起,活塞122的指向行进方向的端面还限定了液压腔室124,该液压腔室124填充有液压流体。在致动制动踏板126时,活塞122在行进方向上移位,由此从腔室124排出液压流体。排出的液压流体在这种情况下能够被排到模拟器回路145内或(至少部分地)排到至少一个制动回路10、20和主制动缸110内,如下面更详细地描述的那样。

动力传输装置150布置在主制动缸110和液压缸120之间。动力传输装置150包括至少一个活塞杆151。活塞杆151与主制动缸110的活塞装置112、114和液压缸120的活塞122同轴地布置。活塞杆151延伸穿过机电致动器160的心轴162(形成为空心体),并且能够使活塞杆151在第一端(图1A中的左端)抵靠在活塞装置112、114中的至少主活塞112上。也可以使活塞杆151的第二端抵靠在踏板接口115的第一柱塞123上。

另如图1A中所示,活塞杆151的第二端与第一柱塞123空间上分开一空隙(或间隙)152。即使在压下制动踏板126时,由于由主活塞112的致动器160和活塞杆151在行进方向上进行的移位,在组件100的正常操作中也能够维持空隙152。因而在组件100的正常操作过程中第一柱塞123不与活塞杆151接触,并且作用在制动踏板126上的致动力不能被传输至活塞杆151。

在组件100的紧急操作中,致动器160保持不被致动。因而活塞151不会被致动器160移位。在压下制动踏板126时,能够快速地克服第一柱塞123和活塞杆151的第二端之间的(小)空隙152。第一柱塞123与活塞杆151进行接触。活塞杆151于是将按压制动踏板126时引起的活塞122在活塞杆151的方向上的位移直接传输至主制动缸110的主活塞112(推进原理)。主活塞112又将该运动传输至副活塞114。通过主活塞112和副活塞114的致动,于是可以在车轮制动器401-404处积累液压压力。总的来说,这里描述的机械动力传输装置150便于将主活塞112直接机械连接至踏板接口115的活塞122和制动踏板126,以在紧急操作过程中(即,在不能借助于制动器160积累液压压力的情况下)积累液压液压。

根据图1A所示的变型,机电致动器160同样布置在主制动缸110和液压缸120之间。主制动缸110、机电致动器160和液压缸120串联地布置,并且与由主制动缸110预定的缸轴线同轴。机电致动器160被设置成作用在主制动缸110的活塞装置112、114上,以便能够独立于脚踏力在制动系统1000中积累液压压力。在组件100的正常操作中,该液压压力唯一借助于机电致动器160来积累。

机电致动器160包括电动机161以及连接至电动机161以将电动机运动传输至主制动缸110的活塞装置112、114的传动单元162、163。在实践的示例中,该传动单元是由被可旋转地支撑的螺母163和(例如借助于滚动元件如滚珠)与螺母163接合的心轴162构成的装置,并且可在轴向方向上移动。在其他实现中,可使用齿条或其他传动类型。

在当前实施方式中,电动机161具有圆柱形并且与传输装置150同心地延伸。更精确地说,电动机161相对于传输装置150的活塞杆151布置在径向外部。电动机161的转子(未示出)不可旋转地连接至传动螺母163,以使传动螺母163旋转。螺母163的旋转运动传输至心轴162,以使得实现心轴162的轴向移位。心轴162的左端面(在图1A中)可以与主活塞122的右端面(在图1A中)(如果合适的话,经由中间元件)进行接触,并且由此使主活塞112(与副活塞114一起)向左移位,因而将液压流体传送到制动回路10、20内。相反,当心轴162向回行进(因而与行进方向相反地向右移动)时,能够借助于腔室116、118中存在的液压压力和/或布置在腔室116、118中的复位弹簧使活塞装置112、114进入未被致动状态(起始位置)。

机电致动器160因而适合于使主制动缸110的主活塞112自主地(即独立于脚踏力)移位,以便根据线控制动原理在车轮制动器401-404处积累液压压力。压力积累程度可以通过ECU 200的至少一个致动值来确定,该致动值包含应该多么强烈地致动致动器160(以及在行进方向多么强烈地使心轴162移位)的信息。该致动值可以基于连接至制动踏板126或踏板接口115的传感器系统(例如,通过路径和/或力传感器)来确定。

在图1A所示的组件100的变型中,液压压力可以借助于主制动缸110和可移位地占据在该主制动缸110中的活塞装置112、114积累在至少一个制动回路10、20中,这是因为活塞装置112、114借助于由机电致动器160施加的致动力来致动,或者通过由驾驶员施加至制动踏板126的制动力和经由踏板接口115的活塞-柱塞装置122、123、125以及经由动力传输装置150传输的致动力来致动。在活塞装置112、114的前一操作模式中,组件100处于正常操作中,而在后一操作模式中,组件100处于推进操作中。

根据另选的变型,组件100的机电致动器160能够作用在与主制动缸100不同的缸-活塞装置上以独立于脚踏力在车轮制动器401-404处积累液压压力。在这种情况下,另外布置该缸-活塞装置,举例来说,如从出版公报WO 2011/141158A2已知的那样,与主制动缸110平行地布置该缸-活塞装置,特此包括该文献的教导。作为该布置的另选方案,还可以想到使用电液式致动器(例如,液压泵),以便(遵循线控制动原理)将液压流体传送到第一和第二制动回路10、20内。本公开内容并不依赖于用来实现线控制动操作的致动器160的形式和布置。

已经提到的模拟器回路145包括液压压力蓄能器144,该液压压力蓄能器经由流体路径141(以及布置在该流体路径141中的节流阀或单向节流阀)流体地连接至液压缸120。液压压力蓄能器144被实现为活塞-缸装置,其中可移位地占据在该缸中的活塞由弹簧预加张力。在正常操作中致动制动踏板126时,从液压缸120传送的液压流体经由流体路径141引导到液压压力蓄能器144。流入液压压力蓄能器144的流体使被弹簧预加张力的活塞移位。为了活塞移位而施加的力作为踏板复位力反作用在制动踏板126上。换言之,液压压力蓄能器144产生了反作用在活塞122上和制动踏板126上的反压力。这样,产生了作用在制动踏板126上的反作用力,这在线控制动操作中防止制动踏板126松弛并给予驾驶员真实制动踏板感觉。

如在图1A中示意性所示,制动系统1000包括第一流体路径340,其中第一阀单元330布置在第一流体路径340中。流体路径340和布置在流体路径340中的阀单元330被形成为将主制动缸110选择性地流体连接至模拟器回路145。为此,第一流体路径340的第一端可以通向模拟器回路145内(更精确地说,通向流体路径141内),而第一流体路径340的第二端可以通向至少一个制动回路10、20内(例如,通向第一制动回路10内,如图1A所示)。根据另选实现方案,流体路径340的第二端还可以直接通向主制动缸110。唯一关键的是可在组件100的液压压力发生器和模拟器回路145之间经由第一流体路径340实现流体连接。在这方面,应该指出,根据图1A中所示的电液式制动系统1000的变型,液压压力发生器通过主制动缸110、布置在主制动缸110中的活塞装置112、114以及作用在活塞装置112、114上的机电致动器160实现。应该理解,在出版公报WO 2011/141158A2中描述的制动系统中,液压压力发生器以与主制动缸和作用在该缸-活塞装置上的机电致动器不同的缸-活塞装置的形式实现。

第一阀单元330被形成为根据致动而采取打开或关闭状态,以便将模拟器回路145流体地连接至第一制动回路10和/或主制动缸110,或者将模拟器回路145与第一制动回路10和/或主制动缸110流体地断开。在未致动状态下,第一阀单元330采取关闭状态,从而没有液压流体能够从第一制动回路10流入到模拟器回路145内。具体而言,第一阀单元在组件100的推进操作中保持关闭,这防止了从主制动缸100排出的液压流体能够流入到模拟器回路145中。

第一阀单元330能够借助于ECU 200通过电致动而切换到打开状态,以便将模拟器回路145流体地连接至第一制动回路10、20和/或主制动缸110。然而,在正常制动操作过程中并不发生第一阀单元330到打开状态的切换。如下面参照图4至图12B进一步描述的那样,第一阀单元330的打开作为自动通风方法的一部分或作为用于制动系统1000的测试方法的一部分来发生,但不在制动过程期间发生。换言之,在组件100的正常操作中,在制动过程期间,第一阀单元300也保持未被致动而关闭。

在未致动状态下,第二阀单元130处于打开状态。例如,在组件100的推进操作中,该阀单元打开。在这种情况下,液压流体能够从液压缸120排到未加压的液压流体贮存器170内。在组件100的正常操作中,阀单元130能够经由ECU 200通过电致动而切换到关闭状态。模拟器回路145借此与液压流体贮存器170液压地断开。通过活塞122的致动而从液压缸120排出的液压流体于是经由流体路径141引导到液压压力蓄能器144,该液压压力蓄能器144因而如以上讨论的那样产生真实踏板响应。然而,如下面参照图4至图12B进一步描述的那样,阀单元130也可以作为制动系统测试方法的一部分或作为制动系统100的自动通风方法的一部分而被致动。

总的来说,这里描述的第一流体路径340(第一阀单元330布置在第一流体路径340中)以及第二流体路径140(第二阀单元130布置在第二流体路径140中)便于流体回路(下面称为测试回路)的实现,根据两个阀单元130和330的切换,该流体回路便于主制动缸110与模拟器回路145的流体连接以及模拟器回路145与未加压的液压流体贮存器170的流体连接。这样,在打开第一阀单元330和第二阀单元130时,由液压压力发生器组件100传送的液压流体能够经由第一制动回路10并经由流体地连接至第一制动回路10的第一流体路径340流动到模拟器回路145内。从模拟器回路145,液压流体能够经由第二流体路径140流回到未加压的液压流体贮存器170内和主制动缸110内(未加压的液压流体贮存器170以公知方式流体连接至主制动缸110)。如下面将更详细地描述的那样,通过由第一流体路径340、模拟器回路145、第二流体路径140实现的流体回路能够执行制动系统1000(或该制动系统的一部分)的自动通风或执行用于测试制动系统1000的模拟器回路和/或其他部件的不同的自动测试方法。

图1B示出了具有另选构造的液压压力发生器组件100a的制动系统1000a。组件100a与图1A所示的组件100的基本不同在于,除了主制动缸110’之外,还设置了缸-活塞装置701、702来产生液压压力,该缸-活塞装置701、702在出口侧经由流体路径704流体连接至主控制缸110,并且在入口侧经由流体路径703流体连接至液压流体贮存器170。组件100a的所有其他组件,诸如例如机电致动器160、踏板接口115和动力传输装置150,在它们的设计和功能上与图1A所示的组件100基本相同。因此用相同的附图标记对它们进行标记并且不再进行描述。这同样适合于图1B中所示的制动系统的其他部件,诸如模拟器回路145、ECU 300、HCU 300(其中制动回路10、20流体连接至主制动缸110)、返回管路30、40和液压流体贮存器170。这些部件的结构、布置和功能与参照图1A描述的制动系统1000中的对应部件的结构、布置和功能相对应。此处对图1A的对应说明文本段落进行参考。

下面简要描述缸-活塞装置701、702与主制动缸110’的流体连接。缸-活塞装置701、702在出口侧经由流体路径704流体连接至由主活塞112’的后侧(在图1B中主活塞112’的右端面)以及缸壁限定的液压腔室111。流体管路704被设计成将在缸-活塞装置701、702中产生的液压压力传输到主活塞112’。主活塞112(因而还有布置在主活塞112’后面的副活塞114’)于是由于在缸-活塞装置701、702中产生并且存在于主活塞112后侧的液压压力而(向图1B中的左侧)移位。可以借助于缸-活塞装置701、702经由主制动缸110’以这种方式在制动系统1000a的车轮制动器401-404处积累液压压力。在这种情况下,在车轮制动器401-404积累的液压压力相当于在缸-活塞装置701、702中产生的液压压力。

仍要说明的是,在当前布置中,在制动系统1000a的正常操作中,主制动缸110’的主活塞112’通过分开的压力发生器(缸-活塞装置700、701)被液压地致动。另一方面,在图1A所示的构造中,在制动系统1000的正常操作中,主活塞112通过直接连接至主活塞112的机电致动器160致动。此外,在图1B所示的布置中,附加的缸-活塞装置701、702不与制动系统1000a的两个制动回路10、20中的一个具有任何流体连接。因而,在正常操作中,在缸-活塞701、702中产生的液压压力专门用于主制动缸110的活塞112、114的致动。

关于第一流体路径340中的第一阀单元330的布置和致动以及另一个流体路径140中的第二阀单元130的布置和致动,参照对图1A中所示的制动系统的第一阀单元330和第二阀单元130的描述。与图1A中所示的布置的唯一不同在于:第二流体路径340通过其背离模拟器回路145的一端没有流体连接至制动系统的制动回路10、20,而是直接连接至缸-活塞装置701、702或者直接连接至主制动缸111’的液压腔室111(如图1B所示)。两种布置的共同之处在于:第一流体路径340便于模拟器回路145和产生压力的缸-活塞装置701、702、110、112、114的直接流体连接。

现在参照图2中所示的制动系统1000b。参照图2描述了第一阀单元330和第二阀单元130以及布置在制动回路10、20中和返回管路30、40中的阀的构造和功能模式。组件100的构造和功能模式与图1A中对应,因此不再进行描述。具体而言,图2中所示的液压车辆制动系统1000b的与图1A中所示的部件对应或在功能上与这些部件类似的部件设置有相同的附图标记。在这方面参考图1A的描述。

如图2中所示,制动系统1000b(和HCU 300)包括第一组四个电致动阀301-304(下面称为第三阀单元),其中每个车轮制动器401-404仅仅分配有第三阀单元中的一个阀301-304。分配给每个车轮制动器401-404的阀301-304被设计成根据阀301-304的切换状态将车轮制动器401-404与主制动缸110液压断开或将车轮制动器401-404液压地连接至主制动缸110。在这种情况下,各个阀301-304的时间致动通过ECU 200进行。

例如,阀301-304可以通过ECU 200以时分复用操作方式致动。每个阀301-304(并且因而每个车轮制动器401-404)能够被分配至少一个时槽(time slot)来进行阀致动。这种分配并不会排除各个阀301-304在若干时槽上保持打开或关闭或者不会排除多于两个的阀同时打开。这样,由组件100在车轮制动器401-404处进行的液压压力积累可以针对车轮被单独调节或针对一组车轮被单独调节,以为了操作制动(如果组件100处于正常操作中的话)中的车辆动态控制(因而,例如在ABS和/或ASR和/或ESP控制模式中)之目的。

制动系统1000b还包括第二组四个电致动阀311-314,其中每个车轮制动器被分配仅仅一个阀311-314。在这种情况下,这些阀311-314布置在车辆制动器401-404的返回管路中,其中制动回路10、20的车轮制动器401-404的返回管路在阀311-314的阀出口处通到分配给制动回路10、20的返回管路30、40内。返回管路30、40通到液压流体贮存器170内。两个阀311-314在未致动状态下均采取关闭阀位置,从而没有液压流体能够从相应的车轮制动器401-404流到未加压液压流体贮存器170内。作为车辆动态控制的一部分(例如,ABS和/或ASR和/或ESP控制模式),它们能够通过ECU 200的电致动而切换到打开阀位置,以便允许液压流体以受控方式经由相应的制动回路10、20排放到未加压液压流体贮存器170。

两个制动回路10、20以及分配给这两个制动回路10、20的返回管路30、40都可以经由单向阀31、41相互流体连接。这里,从主制动缸110看,单向阀31、41在阀301-304、311-314前面布置在将第一制动回路10连接至第一返回管路40的流体路径中和将第二制动回路20连接至第二返回管路30的流体路径中。两个单向阀31、41以如下方式布置:它们不会让任何液压流体从相应的制动回路10、20流动到相应的返回管路30、40内。然而,另一方面,液压流体能够经由这些单向阀直接从液压流体贮存器170流到主制动缸110的两个腔室116、118内。例如,如果活塞装置112、114处于反向行程并且在腔室116、118产生了真空,则就是这种情况。这样能够确保主制动缸110的腔室116、118即使在致动之后也能够被供应足够的液压流体。

在描述阀31、41、301-304、311-314之后,现在描述布置在第一流体路径340和第二流体路径140中的阀。

根据图2中所示的制动系统1000b的实施方式,第一流体路径340的第一端通向第一制动回路10,而第二端通向模拟器回路145的液压压力蓄能器144。此外,第二流体路径140的第一端通向液压流体贮存器170(液压流体贮存器170在图2中未示出,并且第二流体路径的开口仅仅示意性示出),而第二端通向踏板接口115的液压缸120。根据另选构造,第一流体路径340和/或第二流体路径140能够利用其相应的第二端也通向模拟器回路145的流体路径141。

布置在第一流体路径340中的第一阀单元330在图2所示的制动系统1000b的实施方式中实现为电致动阀330。阀330在未致动状态下采取关闭阀位置,因此阻断第一流体路径340,从而没有液压流体能够从主制动缸110或从第一制动回路10经由第一路径路径340进入模拟器回路145。阀330在组件100的正常操作期间以及在推进操作期间保持关闭。如参照图4至图12所述的那样,阀330作为自动测试方法的一部分或作为自动通风方法的一部分来致动。

布置在第二流体路径140中的第二阀单元130在图2所示的制动系统1000b的实施方式中被实现为电致动阀132。在图2所示的制动系统1000b中的第二流体路径140中在电致动阀132的下游还连接有第一泄压阀134和第二泄压阀136。更准确地说,第二流体路径140在电致动阀132之后分成第一分支140a和第二分支140b,其中第一分支140a通向第一制动回路10,并且第二分支140b通向未加压液压流体贮存器170或通向返回管路40,该返回管路40通向未加压液压流体贮存器170。第一泄压阀134布置在第二流体路径140的第一分支140a中。第二泄压阀136布置在第二流体路径140的第二分支140b中。第三泄压阀138与电致动阀132和第二单向阀136并联布置在制动系统1000b中。

下面更详细描述布置在第二流体路径中的阀132、134、136、138的功能。

布置在第二流体路径140中的电致动阀132被形成为用于将液压缸120和模拟器回路145与未加压液压流体贮存器170流体断开或者将液压缸120和模拟器回路145流体连接至未加压液压流体贮存器170。根据制动系统的操作模式(制动系统的推进操作、线控制动正常操作、测试操作或通风),可以将电致动阀132切换到打开或关闭阀位置。在未致动状态(断电状态)下,电致动阀132采取打开阀位置。在推进制动操作中,阀132保持不被致动,因而不发挥功能。在推进操作中从液压缸120排出的液压流体因而能够经由打开的阀132流到布置在下游的第一和第二泄压阀134、136,并且(根据第一制动回路10中的液压压力)经由这些阀流入第一制动回路10或排出到液压流体贮存器170。

另一方面,在组件100的正常操作中的制动过程中,阀132在电流控制作用下切换到关闭阀位置。没有任何功能被分配给第一泄压阀134和第二泄压阀136,因为它们通过阀132完全与液压缸120流体断开。第一流体路径140被电致动阀132阻断,并且液压流体既不能从踏板接口115的液压缸120流到主制动缸110和/或未加压液压流体贮存器170中,也不能在相反方向上从主制动缸110和/或未加压液压流体贮存器170流到液压缸120中。相反,从液压缸120的腔室124排出的液压流体经由节流阀143传送到液压压力蓄能器144中,其中该液压压力蓄能器144模拟以上描述的反馈。在制动踏板126进行返回运动时,因为中断了用于阀132的电力供应,所以阀132能够再次进入打开阀位置。

参照图4至图12B描述作为制动系统测试方法的一部分或制动系统1000b的自动通风的一部分的阀132的致动。

设置第一泄压阀134和第二泄压阀136是为了在组件100的推进操作中将附加的液压流体从液压缸120以压力控制的方式供送到制动系统1000b的至少一个制动回路10、20中。

第一泄压阀134以单向阀的形状形成。单向阀134被布置成使得在打开阀位置,该单向阀仅仅允许液压流体从液压缸120流到第一制动回路10,但是在相反方向上绝对阻止液压流体。第一单向阀134被形成为弹簧加载的单向阀,该弹簧加载的单向阀限制于0.3巴的溢流压力。因而,在推进操作中,如果因活塞122在液压缸120中的位移所产生的液压压力(该液压压力因而也存在于第一单向阀134的阀入口处)比主制动缸110中产生的液压压力(该液压压力也存在于第一单向阀134的阀出口处)高至少0.3巴,则来自液压缸120的液压流体能够总是经由阀132(在推进操作中该阀132打开)和串联连接的单向阀134供送到第一制动回路内(并且经由流体地连接至该第一制动回路的主制动缸110也供送到第二制动回路内)。此外,不仅在推进阶段开始时,而且还在压力积累阶段期间,液压流体都被泵送到主制动缸110内并且被泵送到两个制动回路10、20内(只要主制动缸120中产生的液压压力仍然较小)。总体来说,在推进操作中从液压缸120排出的液压流体因而在压力作用下被供送到两个制动回路10、20内。

供送到制动回路10、20内的附加的液压流体帮助快速克服车轮制动器401-404的间隙,而无需为此将更多液压流体从主制动缸110传送到两个制动回路10、20内。由于所供应的附加液压流体,特别是在初始推进阶段,显著缩短活塞装置112、114(并因此制动踏板126的)致动路径。这是因为活塞装置112、114的初始致动路径(填充路径)可以由来自液压缸120的附加流体供送部分或全部补偿,该初始致动路径对于为了克服车轮制动器401-404处的间隙而从主制动缸110排出液压流体来说是非常必要的。

在推进操作中,活塞122和活塞装置112、114只通过施加至踏板126的致动力经由动力传输装置150来致动。因而,在第一泄压阀134处存在的供送压力和由于活塞装置112、114的致动而产生的液压压力直接经由动力传输装置150直接反作用在活塞122上以及连接至活塞122的踏板126上。具体而言,为了防止施加至致动踏板126的致动力的大部分由于产生供送压力而被消耗并而因此不再能用于主制动缸1110中的压力积累,设置了第二泄压阀136。第二泄压阀136布置在第二分支140b中,第二分支140b通向未加压液压流体贮存器170。第二泄压阀136被布置成使得第二泄压阀136的阀入口流体连接至第一泄压阀134的阀入口,而第二泄压阀136的阀出口流体连接至未加压液压流体贮存器170。

根据图2所示的变型,第二泄压阀136被形成为压力控制的泄压阀136,在主制动缸110中获得预定压力(例如10巴)时,泄压阀136从关闭状态切换到打开状态。在主制动缸110中获得预定压力时,泄压阀136切换到打开阀位置。在推进操作中被阻止在流体路径140中以及阀134、136的阀入口处的液压流体于是能够经由第二部分路径140b没有压力地流出到未加压液压流体贮存器170。

参照图3a和图3b更详细地描述了压力控制的第二泄压阀136b的构造和功能模式。

泄压阀136具有阀入口601、阀出口609和压力入口602。阀入口601流体连接至液压缸120。阀出口609流体连接至未加压液压流体贮存器170。此外,压力入口602与主制动缸110具有流体连接。压力入口602通向第一阀孔604,第一阀孔604以可移位的方式容纳第一弹簧元件606和具有密封元件605的活塞603。弹簧元件606被设计成在压力入口602的方向上向活塞603预加张力。阀入口601在其背离压力入口602的一端通向第一孔604。活塞603在阀入口601的区域中具有对应的第一流体通道615,以便在活塞致动时不阻塞阀入口601。第一密封元件604侧向地布置在活塞603和阀内壁607之间,以使得第一密封元件604总是(因而在未致动和致动的阀状态下)将压力入口602与阀入口601流体分离。

在第一孔604的位于压力入口602相反侧的一端,第一孔604通向第二孔608。第二孔608容纳止动件状阀元件613,阀元件613具有第二流体通道614和供阀挺杆611贯穿的孔。阀挺杆611在其面对阀出口609的一端连接至关闭元件612,关闭元件612能够与止动件613面对阀出口的端面进行接触。阀挺杆611还在其背离阀出口601的一端设置有承载弹簧元件610。固定在承载弹簧元件610和止动件613的后侧之间的第二弹簧元件616使挺杆611与活塞602进行接触。同时,关闭元件612被挤压在止动件613上,由此将第二流体通道614阻断。

在未致动状态(图3A)下,没有液压流体能够从阀入口601流到阀出口609,这是因为第二流体通道614被与止动件613接触的关闭元件612阻断。被阻挡在阀入口601处以及第二通道609处的液压流体不能使关闭元件612抬起而将该通道释放。相反,该流体经由第一单向阀134流到主制动缸110内以及制动回路10内。

在主制动缸110中产生的压力直接作用在活塞603,这是因为活塞603经由压力入口602流体连接至主制动缸110(以及第一制动回路10)。如果在主制动缸110中产生的压力足够大,使得作用在活塞603上的力(这与所存在的压力以及暴露于该压力的活塞面积成比例)超过第一和第二弹簧装置606、615的弹簧力,则活塞602和与该活塞接触的阀挺杆611在阀出口的方向(向图3B中的左侧)移位。第二流体通道614因而被释放,并且液压流体现在能够经由第一流体通道615和第二流体通道614没有压力地流动到未加压液压流体贮存器170中(参见图3B中的箭头,该箭头表示流体路径)。阀136b只通过在制动回路10中产生的压力而从关闭阀位置切换到打开阀位置。

总体来说,压力控制阀136在推进操作中用作控制阀,该控制阀确定液压流体从液压缸120向制动回路10内供送多长时间。换言之,可以借助于压力控制阀136来确定制动系统的推进操作中的填充阶段。例如,如果在推进阶段期间在主制动缸110中产生的压力接近或甚至超过液压缸120中产生的压力时,阀136还防止液压流体不必要地阻挡在第一单向阀134处。

返回图2。与第二泄压阀136和电致动阀132并联布置的第三单向阀138以如下方式方式布置,即第三单向阀138的阀入口流体连接至第二单向阀136的阀出口,并且第三单向阀138的阀出口流体连接至电致动阀132的阀入口。

第三单向阀138限于大约0.4巴的过压。第三单向阀138被形成为使得液压流体能够在制动踏板126进行返回运动时(因而在活塞122进行返回行程时)从未加压液压流体贮存器170流回到液压缸120。在活塞120进行返回行程时,能够相对于未加压液压流体贮存器170在流体路径140中以及在模拟器回路145中产生负压。由于布置第三单向阀138,因此液压流体在返回行程中能够经过电动阀132直接流到流体路径140内。由于与电致动阀132相比,第三单向阀138具有相对较大的阀横截面,因此在返回行程过程中液压流体能够迅速地返回到液压缸120,以便再次用液压流体填充液压缸120。具体而言,在推进操作中因此能够避免在一个随着另一个快速进行若干个短制动操作的情况下对液压压力蓄能器144进行泵送。在制动系统1000的正常操作过程中,未加压液压流体贮存器170、液压缸120和流体连接至液压缸120的模拟器回路145之间的液压流体交换也能够借助于第三单向阀138进行。

通过第一流体路径340和布置在其中的阀330以及第二流体路径140和布置在其中的电致动阀132(该阀132仅通过模拟器回路流体连接至阀330),能够独立于布置在第二流体路径140中的压力控制阀134、136、138实现一流体回路,该流体回路开始于主制动缸110,经过第一流体路径340、经过模拟器回路145并经过第二流体路径130延伸到液压流体贮存器170。该流体回路形成了用于制动系统1000的“测试回路”,该测试回路可以用于自动检查模拟器回路145和/或用于检查布置在测试回路中的压力阀。该测试回路还可以用于制动系统1000b的自动通风或至少用于制动系统1000b的一些部件的自动通风,如参照如下附图4至图12B更详细地描述的那样。

图2所示的制动系统1000b还包括布置在主制动缸110中或布置在第一制动回路10中用于检测主制动缸110中或制动回路10中的压力的传感器2000、布置在模拟器回路145中用于确定模拟器回路145中的压力的传感器2002、布置在踏板接口115中用于在制动操作中确定制动踏板致动的路径和/或力传感器2004以及布置在致动器160上用于确定致动器操作的至少一个传感器2006。传感器2006能够检测电动机参数,诸如操作过程中的电动机位置。主活塞112的致动(因而位移)能够从电动机位置和串联连接至电动机161的螺母-心轴装置162、163的已知传输比来检测。作为该方案的另选方案,还可以存在路径传感器,用于在致动器操作的情况下直接测量心轴位移,以便由此检测由致动器160引发的主活塞112和副活塞114的位移。从主制动缸110排出的液压流体的体积162可以从活塞装置112、114的位移来计算出。

现在参照图4和图5描述用于检查图1A、图1B和图2中所示的电液式车辆制动系统1000、1000a和1000b的功能性的自动测试方法。具体地说,描述用于检查模拟器回路145的测试方法。图4示出了流程图,该流程图阐明了该方法的顺序。参照图2所示的制动系统1000b,图5示出了在制动系统1000b中的阀位置和液压流体的流动状态。

该自动测试方法借助于以上描述的测试回路实现。该测试方法可以参照控制例程存放在ECU 200中,该测试方法包括对阀进行致动和对机电致动器160进行操作的顺序步骤。

该方法在制动系统1000、1000a、1000b的非制动操作阶段期间执行。在该构造中初始仍然不致动第一、第二和第三阀单元的阀130、301-304、330。具体而言,第一阀单元的阀330位于关闭阀位置,第二阀单元的阀130位于打开阀位置,第三阀单元的阀301-304均位于打开阀位置,如图2中所示。

在第一步骤S10中,首先电致动布置在第一流体路径340中的阀330,并因此将阀330从关闭阀状态切换到打开阀状态。这样,踏板模拟器回路145和踏板接口115流体连接至制动系统(1000、1000a、1000b)的液压压力发生器。在这里描述的图1A和图1B的实施方式中,该液压压力发生器由主制动缸110、被容纳在主制动缸110中的活塞装置112、114以及由作用在主活塞112上的致动器160(图1A)或由缸-活塞装置701、702和作用在缸-活塞装置701、702上的致动器160(图1B)实现。另选地,该液压压力发生器也可以通过诸如例如在WO2011/141158A2中描述的缸-活塞系统实现。

在第二步骤S20中,也将布置在第二流体路径130中的电致动阀130从打开阀位置切换到关闭阀位置。模拟器回路145和踏板接口150由此与液压流体贮存器170流体断开。

如果第三阀单元的阀301-304位于打开状态,则这些阀在第三步骤S30中分别从打开阀位置切换到关闭阀位置。车轮制动器401-404因而与主制动缸110流体断开,从而在操作致动器160时,没有液压流体能够流入到车轮制动器401-404。车轮制动器401-404在该测试方法过程中保持从主制动缸110流体断开。

这里描述的致动步骤S10至S30可以同时发生或者以以上描述的顺序连续地发生,或者可以以另一种顺序执行。在图5中也示出了所描述的阀130、301-304、330的致动。

在随后的第四步骤S40中,现在操作机电致动器160以将液压流体从液压压力发生器排到模拟器回路145中。

在图1A和图2所示的制动系统中,机电致动器160使主活塞112和连接至该主活塞112的副活塞114在行进方向上在主制动缸110中移动(参照图5中向左的位移),由此能够将液压流体从两个腔室116、118中排到制动回路10、20中。从制动系统1000b中的主制动缸110排出的液压流体的流动在图5中由较粗地标记的流体路径表示。在致动器操作过程中从主制动缸110排出的液压流体由于关闭的阀301-304而不能到达车轮制动器401-404。液压流体转而经由第一制动回路10和经由第一流体路径340流到液压压力蓄能器144内,由此该液压压力蓄能器被填充从主制动缸110传送的液压流体。由于第二流体路径140中的阀130关闭,也没有任何流体能够经由第二流体路径140流入液压流体贮存170内。

在机电致动器160的操作同时,主制动缸110中或缸701中存在的液压压力在主制动缸110处经由传感器2000检测(第五步骤S50)。在理想情况下,如果模拟器回路145不包含任何可压缩空气,则在致动器操作过程中在液压压力发生器中积累的液压压力相当于由液压压力蓄能器144中的预张紧活塞的位移产生的反压力。因而能够检查液压压力蓄能器144的压力特征。如果在模拟器回路145中存在空气,则由于空气的可压缩性,压力上升会偏离于预期的压力上升。在这种情况下,该偏离是对模拟器回路145的通风水平的测量。

为了能够测试模拟器回路145,还在第六步骤S60中由传感器2006检测在活塞112、114、702的致动过程中从液压压力发生器排出的液压流体。在这种情况下,流体体积的检测与液压压力的检测基本同时进行。排出的流体体积的检测能够从所检测的电动机位置、从螺母-心轴传动装置的传输比以及从液压压力发生器的缸径来确定。另选地,液压压力发生器的活塞112、702的致动路径直接通过液压压力发生器中的路径传感器或通过安装在螺母心轴齿轮中的路径传感器来测量,并且所排出的流体体积能够从该致动路径和液压压力发生器的缸径来确定(由此可以以已知方式确定液压压力发生器的缸基部)。压力和排出体积的检测可以连续地或以设定时间间隔递增地进行。压力上升可以从所检测到的测量值元组“压力”和“流体体积”作为模拟器回路145中传送的流体体积的函数来确定。

然后,可以在最后的第七步骤S70中将如此获得压力-体积特征与所存储的压力-体积特征进行比较。可以参照所检测到的压力-体积特征与所存储的特征的可能偏离来确定模拟器回路145的通风程度。如果在测试过程中排出液压流体体积时的压力上升例如低于预期压力上升,则能够由此确定模拟器回路中的空气比例并因而确定模拟器回路的通风程度。根据该结果,然后可以执行模拟器回路的通风。下面参照图9和图12B描述通风方法。

一确定模拟器回路145已经充分地通风,也就能够自身测试液压流体蓄能器144中的活塞-弹簧装置。在液压压力发生器中检测到的反压力与弹簧力和弹簧-活塞装置的位移路径成比例。压力-体积特征中的偏离可以指向减少的弹簧力,并因此指向液压压力蓄能器144的磨损迹象。

如果所检测到的流体体积已经首先作为以上描述的模拟器回路测试的一部分传送到模拟器回路145,则可以在进一步测试中测试布置在第二流体路径140中的电致动阀132的流动特性。图6中示出了对应的流程图。

用于测试阀132的流动特性的方法可以在模拟器回路测试之后进行。在这方面,在第八步骤S80中将阀132切换到打开阀位置。被阻挡在模拟器回路145中的液压流体于是能够经由流体连接至模拟器回路145的未致动踏板接口115的液压缸120、第二流体路径140并经由打开的阀132流到未加压液压流体贮存器170内。由于为了完全填充液压力蓄能器144而在液压压力发生器中积累的液压压力基本高于释放压力控制的泄压阀136所需的10巴的切换压力,因此布置在电致动阀132的下游的压力控制的泄压阀136处于打开位置,从而使得流体流入到液压流体贮存器170中。

在流体反流到液压流体贮存器170的过程中,检测模拟器回路145中或液压压力发生器中的下降的液压压力(步骤S90)。由于排到模拟器回路145中的液压流体体积是已知的,因此能够从主制动缸110中的压力降低在时间上的检测确定每单位时间多少流体流过阀132。换言之,所测量的压力在时间上的下降(压力下降率)为每单位时间多大体积的流体流过阀132的阀横截面。可以以这种方式检查第一流体路径140中的阀132的功能性。

还可以独立于模拟器回路测试来执行用于确定阀132的流动特性的测试方法。在这种情况下,第一、第二和第三阀单元的阀130、301-304、340如在步骤S10、S20、S30中描述的那样被致动。然后,致动器160操作,以便将流体体积传送到模拟器回路145中(步骤S40)。根据步骤S60确定被传送的流体体积。然后,阀132打开并且检测液压压力发生器中的压力降低(步骤S80和S90)。

现在借助于图7和图8说明用于确定压力控制的泄压阀136的切换压力的另一个测试方法。图7示出了流程图,该流程图示出了该测试方法的方法步骤。参照图2所示的制动系统1000b,图8示出了阀130、301-304、330的切换和流动路径。

如已经参照图2描述的,压力控制的泄压阀136和单向阀134布置在第二流体路径140中,以在推进操作过程中方便将液压流体从液压缸120以受压力控制的方式供送到制动系统1000b的制动回路10、20内。

为了确定压力控制的泄压阀136的切换压力,在第一步骤S110中将阀330从关闭阀位置切换到打开阀位置。阀132保持不被致动,因而处于打开阀位置。如果阀132应该在测试执行之前位于关闭阀位置,则将阀切换到打开阀位置。

在随后的第二步骤S120中,第三阀单元的阀301-304也被致动并且被切换到关闭阀位置。因而,在测试过程中将车轮制动器401-404与主制动缸110流体断开。在测试期间必须将车轮制动器401-404断开,以便没有液压流体能够到达车轮制动器401-404。如果在测试过程中还有液压流体到达车轮制动器401-404,则不能由于随后发生的车轮制动器401-404的制动来可靠地确定泄压阀136的压力。步骤S110、S120可以同时地执行或根据设定时间顺序来执行。

在接下来的第三步骤S130中,然后操作机电致动器160,这使主制动缸110中的活塞装置112、114或缸701中的活塞701在行进方向上移动,以便将液压流体从液压压力发生器传送到液压流体贮存器。

在图2所示的制动系统中,操作机电致动器160时传送的液压流体首先进入制动回路10、20中。由于阀301-304关闭,因此从腔室116、118排出的液压流体只能经由第一流体路径340和打开的阀330移动到液压压力蓄能器144。从液压压力蓄能器144,液压流体能够经由踏板接口115进入第二液压流体路径140。第二液压路径140中传送的液压流体也能够经由第二阀132到达阀134、136的入口。在当前测试方法中,在单向阀134处存在与主制动缸110中近似相同的液压压力。该单向阀134因而保持关闭。压力控制的泄压阀136初始时也同样关闭。从主制动缸110传送的流体因而阻挡在测试回路(第一流体路径340、模拟器回路145、第二流体路径140)中。

随着致动器操作的增加,主制动缸和测试回路中的压力持续上升。在另一个步骤S140中由传感器2000在主制动缸处(或由传感器2002在测试回路中)检测压力的临时上升。

当主制动缸110中存在的液压压力达到阀136的切换压力(因而为10巴)时,阀136精确地切换到打开阀位置(参照图8)。泄压阀136一从关闭阀位置进入打开阀位置,在阀134、136的入口处堵塞的液压流体就能够经由打开阀136和部分路径140b流入流体贮存器170。在阀136打开之后,在活塞装置112、114进一步移位时,主制动缸110中和模拟器回路145中的液压压力仅不明显地增加。在主制动缸中达到一定压力水平时的这种压力趋于平稳能够通过传感器2000检测到。这是对压力控制的泄压阀136的切换压力的测量。

通过记录机电致动器160的操作过程中的压力(参见图8,其中圈出了压力检测装置2000),因而能够确定压力控制的泄压阀136从关闭阀位置切换到打开阀位置的切换压力。具体而言,通过上述的测试也能够测试压力控制的泄压阀136的紧密性。例如,在阀136发生泄漏的情况下,液压流体能够从第一制动回路10或主制动缸110经由经由控制通道(图8中的阀136处的虚线)并经由阀136直接流入液压流体贮存器170,由此将显著地阻碍制动回路10中的压力积累。

这里描述的测试方法都在没有制动操作阶段过程中执行。根据一个实现方式,这里描述的测试方法能够在车辆静止时执行。例如,如果车辆停止或者如果旅行过程中车辆位于静止位置(例如,红绿灯),就可能是这种情况。如果在这方面检测到车辆运动并且如果正在执行测试方法,则将该测试方法中断或抛弃,以便不影响制动系统1000b的可操作性。所描述的测试方法还完全自动地运行。所述测试方法可以以规则间隔重复,或者也可以应驾驶员的要求而重复。

参照图1A、图1B和图2描述的测试回路也可以用来对制动系统1000、1000a、1000b通风或对制动系统1000、1000a、1000b的部件通风。下面将参照两个示例来描述在图1A和图2中示出的制动系统1000、1000a、1000b或模拟器回路145的自动通风,该自动通风能够独立于驾驶员借助于液压压力发生器组件100执行,因而完全是自动化的。

图9和图10中示出了模拟器回路145的通风的第一实施方式。在图9中,示出了自动通风方法的对应流程图。在图10中,示出了在通风方法中参照图2所示的制动系统1000b的阀切换和液压流体的流动路线。

在第一步骤S210中,首先将第三阀单元301-302切换到关闭阀位置,以便将分配给阀单元301-304的车轮制动器401-404与主制动缸110(或者在根据WO2011/141158A2的液压压力发生器组件的情况下与用于液压压力产生的缸-活塞装置)液压地断开。

在随后的第二步骤S220中,布置在第一液压流体路径340中的阀330打开以将主制动缸110流体连接至模拟器回路145。此外,布置第二液压流体路径140中的阀132移动到打开阀位置,除非该阀已经位于打开阀位置。阀301-304、340以及可选地阀132的切换能够通过ECU 200在时间上同时地或顺序地发生。

在接下来的第三步骤S230中,现在操作机电致动器160以从液压压力发生器传送液压流体。在图2所示的制动系统的变型中,致动器160致动主制动缸110的活塞装置112、114。通过使主制动缸110的活塞装置112、114移位,液压流体只能从主制动缸110的第一腔室116经由第一制动回路10和经由第一流体路径340以及经由打开的阀330流到模拟器回路145。随着活塞装置112、114的位移增加,测试回路和主制动缸110中的压力继续上升。一旦达到压力控制的泄压阀136的切换压力(10巴),则阀136切换到打开阀位置136。在模拟器回路145中传送的液压流体因而能够经由模拟器回路145的流体路径141、经由未致动的制动踏板接口115的液压缸120和经由第二流体路径中的打开的阀132和136流回到液压流体贮存器170内(并因而流入与液压流体贮存器170连接的主制动缸110)。新的液压流体能够以这种方式传送到模拟器回路145内和踏板接口115内,而无需为此操作致动踏板126。

根据图11、图12A和图12B中示出的另选的通风变型,液压流体在制动系统1000b中采取如下流动路线。

首先将第三阀单元的阀301-304切换到打开阀位置,除非它们已经位于打开阀位置(第一步骤S310)。布置在第一液压流体路径340中的阀320初始也保持未被致动,因而处于阻挡位置。

然后,操作致动器160(步骤S320),以将液压流体从主制动缸110传送到两个制动回路10、20的车轮制动器401-404(参见图12A,其中被排出的液压流体的路线由流体路径的粗标记表示)。从主制动缸110排出的液压流体初始只能到达车轮制动器401-404,这些车轮制动器由于所传送的液压流体而被致动。阀136由于主制动缸110中存在的压力而已经被切换到打开位置。然而,排到车轮制动器401-404中的液压流体还不能流到液压流体贮存器170,这是因为第一流体路径340中的阀330仍然关闭。

阀330然后被切换到打开阀位置(步骤S330)以允许液压流体从车轮制动器401-404经由两个制动回路10、20和经由第一流体路径340流到液压压力蓄能器144(参见图12B,液压压力蓄能器144被填充)。从该液压压力蓄能器144,液压流体经由流体路径141和未致动的踏板接口115的液压缸120流到第二流体路径140。从主制动缸110排出的液压流体能够经由第二流体路径140和经由打开的阀132和136而流回到流体贮存器170内。

总体来说,通过这里描述的制动系统1000、1000a、1000b实现了一种测试回路,该测试回路是为了对制动系统1000进行自动通风和对制动系统1000中的阀进行测试而提供的。该测试回路基本由两个彼此不同的液压流体路径(第一流体路径340和第二流体路径140)构成,所述不同的液压流体路径一方面将模拟器回路145连接至液压流体贮存器170,另一方面连接至液压压力发生器(在这里描述的实施方式中,该液压压力发生器具有主制动缸110)。本测试回路设计能够容易地集成到根据线控制动原理操作的现代制动系统中,因为这些制动系统经常已经具有液压模拟器回路和到液压流体贮存器170的流体连接。在制动系统1000、1000a、1000b中只需要实现具有阀单元的另一个流体路径,以便将制动系统1000、1000a、1000b的液压压力发生器流体连接至模拟器回路。

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