技术领域
[0001] 本
发明涉及根据
权利要求1的前序部分的制动系统。
背景技术
[0002] 随着自动驾驶技术的发展(AD),对制动系统的要求也变得很高。一方面,需要该系统有高的故障安全性,另一方面,要具有冗余功能,例如:制动压
力产生、
电压供应、计算机功能(ECU)。受到青睐的是单箱或者双箱系统。后者由一个电力制动力
放大器(BKV)、一个所谓的智能
刹车系统(以下简称E-booster)和一个
电子稳定控制系统(英文全称:Eletronic Stability Control System,以下简称ESP系统或ESP)组成,通过它,在E-booster和带
电机以及
电子控制单元的回流
泵上,通过电机和电子控制单元以及电机控制设备(英文Electronic Control Unit或ECU)产生制动压力。
[0003] 现有的解决方法,具有较大的构造长度和较重的
质量。
[0004] WO2011/098178(下文中的
变形A,尤其是作为跟随放大器或E-booster)描述了利用
电动机的同轴驱动的解决方案,其中,电机通过变速箱和
活塞作用在主缸活塞上。作为所谓的跟随放大器,所述制动力放大器控制通过电子元件和反作用盘来实现,
踏板行程是制动压力和制动系统吸入体积的函数,在制动衰减或制动回路故障的情况下,需要长的踏板行程。
[0005] WO2009/065709(下文中的变形B,尤其是作为跟随放大器或E-booster)展示了一个同样作为跟随制动力放大器的E-booster。此处,所述制动力放大器控制通过踏板行程和压力来实现。一个单独的,带电机和
柱塞的压力供给通过放大器活塞作用在主缸活塞上。
[0006] WO2012/19802(下文中的变型C)展示了和WO2011/098178类似的带有同轴
驱动器的布置,其中,电机通过一个变速箱和活塞作用在主缸活塞上。此处还采用了一个附加的活塞
气缸单元,该活塞气缸单元作用在一个行程模拟活塞(WS)上。因此,踏板行程不受制动衰减或者制动回路故障的影响。然而,这种布置对成本和对构造长度有很高的要求。
[0007] DE 10 2009 033499(下文中的变型D)展示了一个带有附加ESP单元的制动力放大器(BKV)和处于外部的压力供给,该附加的ESP单元带有一个放大器活塞的液压操纵。这个具有四个特别是五个活塞和六个电磁
阀(MV)的装置成本高,对构造长度也不利。所述非液压作用的行程
模拟器(WS)位于预先组装到主缸的活塞气缸单元内,既不能被减震也不能通过
电磁阀(MV)进行切换。
[0008] 以上所述的解决方案都具有冗余制动力放大器的功能,在制动力放大器电机出现故障时,带泵的ESP单元具有类似于自动驾驶中的带有
真空制动力放大器的辅助功能,确保制动功能。
[0009] 如WO2010/088920的
申请者所述,在ESP电机发生故障的情况下,防
锁死刹车系统(以下称为ABS)有通过制动力放大器电机进行压力调节的可能性。然而,这仅允许对四个
车轮进行共同的压力控制,这种方法无法提供最佳的
制动距离。
[0010] 由于先进的踏板行程特性,所有目前为止已知的单箱系统都具有一个所谓的行程模拟器(尤其是用于
线控制动)。
发明内容
[0011] 从
现有技术出发,本发明的目的是提供一种改进的制动系统。
[0012] 特别地,本发明的目的是提供一种用于自动驾驶(下文称为AD)和/或电动
汽车/混合动力汽车的制动系统,其具有更强的
能量回收能力(通过发电机工作中的发电机/尤其是
驱动电机的制动的能量回收)。优选地,该系统具有较小的尺寸、较轻的重量和较高的可靠性。
[0013] 优选地,该低成本的制动系统能用于自动驾驶,具有所有所需的冗余,和满足非常高的安全性要求。
[0014] 创造性的解决方案
[0015] 所述任务将通过权利要求1的特征来实现。
[0016] 该改进的特征尤其在于,所述制动力放大器的构造具有非常少且低公差要求的简单的部件(例如:阀
门只在开或关工作),因此成本低,很短且窄小,并且在强烈能量回收的时候具有恒定的踏板行程特性。
[0017] 本发明的有利
实施例尤其是本发明的设计包含在其他权利要求、
附图和附图的描述中,此处将被参考。
[0018] 利用根据本发明的解决方案,尤其是它的实施例,尤其是布置,提供了一种制动系统,其具有非常短的结构和有利的踏板特性。
[0019] 特别地,根据本发明提供了一种双箱系统,其具有一个电子制动力放大器,其通过两条液压管路连接到一个标准ESP单元上(以下称做X-booster和ESP/ABS单元,合称双箱系统),其中,所述制动力放大器具有踏板特性,该踏板特性独立于制动系统的吸入体积和能量回收的程度。
[0020] 此外,通过本发明,实现了具有低
箱体积的制动力放大器的紧凑设计,其很短且窄小,并且具有多个冗余,例如,为压力供给、电源供给、ESP单元的泵电机故障设计的冗余,甚至在ESP单元发生故障的情况下,还包含降低的但是有有效功率的ABS功能。在没有ESP的紧急操作中,该ABS功能应包括至少一个轴专用的单独控制,以改善制动距离(“选择-低”压力控制)。
[0021] 随着机组空间里装配的空间越来越小,制动构件的尺寸,尤其是长和宽,都应尽可能地小。这种紧凑的设计一方面可以通过将主缸活塞与电机驱动解耦,另一方面通过文中提到的根据
申请人在WO2016/023994中描述的特殊短构造主缸来实现,所述主缸带有与之平行的,由带活塞驱动的电机构成的压力供给(以下称DV)。
[0022] 所述压力供给(DV)仅在车轮锁定范围内,即80至100巴,起效。对于需要更高的压力的时候(例如:在驾驶员辅助功能中),ESP单元的泵会被打开。因为制动踏板是解耦的,所以ESP泵功能不会对踏板触觉产生影响。因此与,上述的现有技术变型A相比,通过本发明的解决方案可以解决此问题。
[0023] 在踏板特性中,体积吸入的反作用应该被排除在外,例如:在制动回路故障发生的时候。另一方面,应该有产生所需的踏板反应的可能性,例如:当使用ABS功能时有微小的踏板移动,有必要的话还能间歇地移动。另外遇到错误的时候,比如制动回路故障时,可以通过踏板的移动和警告灯一起被显示。
[0024] 关于踏板行程模拟有各种解决方案。在整个压力范围(150—200巴)内,所述踏板行程模拟应该能够提供一个良好的踏板行程特性,例如:在30巴之前应该有一个平坦的特性曲线,紧接着就是连续上升,不管X-booster或ESP单元是否提供了压力,都不受影响。在采用E-booster作为跟随放大器(变形A的现有技术)的实施方案中,踏板力特性曲线从E-booster到ESP的过渡变化非常明显,因此,此处必须的阀门的PWM操作需要大量
软件来实现。本发明的解决方案不属于这种情况,原因是踏板通过踏板模拟器被解耦了,所以ESP泵的操作对踏板特性没有影响。
[0025] 为了减小构造体积,可以在踏板行程特性曲线的平坦部分使用复位
弹簧(18),使得活塞位移模拟器中的体积更小,并且仅对应于特征曲线的渐进部分,如文中提到的WO2013/072198的申请人描述的那样。
[0026] 另一种实现踏板行程模拟器的可能性,是通过没有
活塞行程模拟器的带挺杆的主缸,如文中提到的WO2016/023994的申请者描述的那样。在这种情况下,与踏板行程相关的控制压力通过挺杆作用在制动力放大器上,从而,从而产生踏板反作用力。
[0027] 和所述踏板
位置相关的压力供给的活塞会对主
制动缸的SK活塞施加压力,从而产生制动压力。压力供给由一个电机组成,所述电机通过
主轴驱动活塞。作为传动机制,既可以使用滚珠
丝杠也可以使用带
螺母的梯形主轴。后者更便宜,更安静,但效率低,并且是自锁的。后者具有的优点是,在压力供给(例如电机)故障的情况下,活塞保持在该位置上,从而在制动压力的影响下不会出现制动回路的体积增加。
[0028] 对于滚珠丝杠来说,在所述的故障下,必须使用一个额外的
截止阀。像主缸一样,通过一个吸入阀或者带泄气孔的
活塞裙密封来实现从从储存容器中抽吸液体。
[0029] 对活塞行程模拟器的
访问可以通过一个电磁阀来关闭,因为在压力供给故障时,踏板力将作用在主缸上,因此制动压力在所谓的备用级(RFE)中产生。如果没有该电磁阀,备用级(RFE)中的踏板行程将通过活塞行程模拟器的体积吸收而被延长。
[0030] 由于通过共同
开关X-boost和ESP单元会存在两个产生压力的带冗余电压供给的冗余系统,因此备用级(RFE)仅在牵引时起作用,实际上,仅在低负载的情况下起作用,例如:车辆的传动被锁住的情况。所述事实允许系统和活塞设计具有更大的
自由度,例如省去电磁阀。
[0031] 在一个实施例中,X-boost和ESP单元具有单独的电源,例如:ESP连接到一个12V
电池上,X-boost连接到一个多电压电气系统的DC/DC转换器上。或者,X-boost和ESP都可以连接到12V电池和DC/DC转换器上。这样就可以使得双箱制动系统的两个模
块都具有冗余
电流供给。
[0032] 与现有技术变型A相比,本发明的一些解决方案具有进一步的优点:
[0033] I.制动回路发生故障不会踏板失灵;
[0034] II.在ESP电机发生故障时可以通过轴控制压力,使得制动行程大大减短;
[0035] III.许多驾驶辅助功能可以在X-boost中实现,并且实现起来有比ESP单元更高的
精度;和/或
[0036] IV.通过压力供给,而不是吸入阀和出气阀以及ESP单元的泵来控制,使得能量回收控制更简单,更安静,更精确。
[0037] 踏板失灵,I)可以因此被避免,因为系统中的
泄漏对踏板感觉没有影响,原因是行程模拟器是解耦的。与发明的解决方案相反,例如在变型A和B中,系统中的泄漏直接作用在踏板感觉上,因此在最坏的情况下,由于踏板行程突然延长,驾驶员会无法控制变化,从而导致事故发生。
[0038] 通过本发明的解决方案可以实现轴的单独压力控制II)因为在ESP电机故障的情况下,X-boost的压力供给的E-电机接管了所述压力控制,并且该压力控制对踏板没有影响。因此与采用跟随放大器的解决方案(变形A和B)相比,具有更多的自由度。此外,由于因为通过ESP单元的阀门的脉冲宽度调制无法实现,为了实现精确压力控制,本发明的压力控制通过根据(DE 10 2005 018649申请人)所述的活塞行程和电机电流和(DE 10 2005 055751申请人)所述的压力梯度控制来实现。
[0039] 系统解耦(踏板从系统)在应用的时候还具有III)非常重要的驾驶员辅助功能,如下将做详细描述。
[0040] 由于电动汽车的混合和推广,能量回收控制(IV)变得越来越重要。根据可能的发电机制动效果和驾驶员所需的总制动效果,制动压力会发生变化。这称为制动压力混合。
[0041] 根据本发明的解决方案之一,能量回收控制(IV),例如在四轮混合的情况下,仅通过压力供给的活塞行程控制被执行。相应地,汽车发电机的延迟效应或者发电机模式操作的电动汽车的驱动电机将通过调节活塞来调节相应的制动压力,使得液压制动力和驱动电机的制动效果之和达到期望的总延迟能力。
[0042] 上述情况完全可变,因为X-boost的压力供给的压力设定对踏板感觉没有影响。和现有技术变型A或者变型B相比,这具有相当大的优势。在A或B中,为了实现在相同踏板感觉的情况下延迟减少,必须通过位于踏板和在ESP单元的存储室中的
制动主缸体积之间的离合放气来实现。这就需要对ESP进行干预,并且需要对ESP单元的出气阀进行非常复杂的控制。此外,在根据本发明的一些解决方案中,可以避免用于不同制动回路分布的不同ESP变型(对
角线和并联/轴制动回路,后部和前部驱动器),因为无论制动回路分布和驱动如何,控制仅通过活塞完成。特别是,X-boost在能量回收中也具有以下优点。
[0043] 本发明的一些方法在踏板感觉方面具有优于现有技术的以下优点:
[0044] ·通过混合使得踏板感觉没有变化
[0045] ·通过制动系统的变化使得踏板感觉没有变化(例如,制动间隙的变化,PV特性曲线的变化)
[0046] 总结起来,通过混合具有以下优点:
[0047] ·精确调节制动压力,即使在发电机
扭矩发生快速变化的情况下=>简单的点制动;
[0048] ·没有明显的噪音,例如:通过切换ESP装置中的阀门;
[0049] ·整个车辆减速区域都有混合;
[0050] ·比传统的智能刹车系统具有更简单的混合软件;
[0051] ·可根据需要显示
制动力分配,直至达到车轮锁定限制。因此,可以避免ESP对于车辆
稳定性的干预,特别是在光滑和不平坦的路面上,以及带有复杂切换的能量回收到纯液压制动的能量回收中断,反之亦然;
[0052] ·非
驱动轴上的车轮制动器的变化(例如,压力-体积特性曲线或p-V特性曲线)对液压制动没有影响;
[0053] ·不需要额外的部件来吸收液压
流体(例如,没有“智能触发器”);
[0054] ·踏板不需要更硬的
复位弹簧(对备用级中的Pmax很重要);和/或
[0055] ·制动系统的PV特性曲线的变化会被诊断。
[0056] 在根据变形A的具有跟随放大器的已知系统中,踏板行程是体积吸收的函数。为了使踏板行程在正常操作中不会变大,要求带有不同直径的活塞的制动主缸具有不同的尺寸,以针对不同的
机动车辆类型。这将会导致的问题是,在具有相同踏板行程的备用级中发生系统故障时,在制动装置有更高的吸收体积的情况下,踏板力更大。根据ECE13H的要求,当最大脚力为500
牛时,车辆减速度至少为0.24-0.3克。
[0057] 根据本发明的一些解决方案,和SK活塞相比,本解决方案使得使用小直径的辅助活塞成为可能,因此在500牛的脚力下备用级的制动压力更高。此外,在制动衰减时,通过额外要求压力供给,可以让制动回路的体积继续升高。所述附加的体积必须要能,要么通过SK活塞的一个更大的直径作为辅助活塞,要么通过SK活塞的更大的行程,通过SK活塞传递给随动回路。
[0058] 如DE 10 200518649和DE102005055751的申请人描述的实施例那样,通过一个制动力放大器特性曲线作为踏板行程的函数,一个压力在制动回路中被引发,所述制动力放大器的控制通过压力供给DV的活塞来执行。所述压力由ESP设备来测量,通过压力供给的一个相应的活塞被准备好。如果压力
传感器发生故障,则此压力
信号不可用。通过评估压力容积特性(p-V特性曲线),
压力传感器故障可被压力供给检测到。此处活塞行程缺少相应的压力值。
[0059] 在此处,压力供给电机的电流测量也可以用作压力测量的替代。通常来说,仅使用电流测量也是可以的。针对压力的增加和减少对应的精度来说,驱动器中的
摩擦力导致的
迟滞必须在压力供给(活塞行程和压力交流电)的特性曲线中被考虑进去,有必要的话需要加入校正值,例如通过电流与车辆减速的相关性。
附图说明
[0060] 本发明的其它特征和优点将在以下对本发明实施例及其实施例的描述中在展现出来。
[0061] 图1:带ESP的X-boost完整系统;
[0062] 图1a:带有压力供给DV和活塞行程模拟器KS的制动主缸THZ;
[0063] 图1b:第一活塞-气缸单元的示例性细节;
[0064] 图2:踏板特性;
[0065] 图3:系统的主要组件。
具体实施方式
[0066] 图1示出了一个第一活塞-气缸单元的具有操纵装置的制动系统的基本
电路图,特别是制动踏板1,其通过操纵装置来被操纵,以及一个
第二活塞-气缸单元的具有一个电机驱动器和一个
变速器(以下也称X-boost尤其是放大器)的ABS/ESP装置。所述ABS/ESP单元与主部件泵P和电动机M,阀HSV1和HSV2,UPS1和USV2,相关联的吸气阀和出气阀EV和AV,和储存腔(SpK)一起都是已知的。在许多专业文献和
专利申请描述中都提到了该系统。它已经作为E-booster进入了市场,主要应用于电动和混合动力的汽车,因为,此处制动系统和发电机的制动力矩一起协调作用产生控制,也就是能量回收功能。众所周知,这种情况下E-booster和ESP的组件一起共同作用,尤其是针对踏板特性。另一个应用领域是具有自动驾驶功能的汽车,此处,错误安全性和冗余性这两个功能尤为重要,例如:压力供给和ABS功能。系统结构的主要区别在于X-booster的概念,包括带有行程模拟器的主缸和压力供给,其被设置平行或垂直于主缸,以实现短长度的特殊主缸,也参见图3。
[0067] 所述主缸基本上由辅助活塞16和带有复位弹簧12a的随动活塞12组成。所述辅助活塞16连接到柱塞16a,柱塞16a通过带密封的气道隔板14在压力腔12d中作用。从柱塞端到随动活塞的距离约为辅助活塞16的行程的50%。柱塞(16a)的横截面积明显小于第一活塞气缸单元的活塞的横截面积(缩小因子至少是5),它对压力建立的贡献微不足道并且用于制动回路中的压力感测,并将该力传递到制动踏板,因此产生对制动踏板的
触觉反馈,特别是在ABS操作和/或制动衰减时。
[0068] 通常情况下,隔离阀FV在制动开始时被关闭,并且辅助活塞HiKo作用在行程模拟器WS上,它的功能和变形将在后面描述。辅助活塞HiKo具有两个功能:用于正常操作和用于在压力供给DV故障时的备用级。在第一种情况下,正常模式,辅助活塞在隔离阀FV关闭的情况下向行程模拟器WS供给,并且踏板行程是压力供给DV的
输入信号。在备用级模式中,在压力供给DV失效的情况下,辅助活塞在关闭隔离阀门的情况下也向行程模拟器WS供给,但是踏板行程是ESP-booster的输入信号。
[0069] 在通过踏板柱塞3操纵制动踏板1时,踏板行程传感器2a/2b也同时被激活。所述操纵也可以通过一个弹性构件动力行程传感器解耦,如文中提到的DE112011103274的申请人描述的那样。这种方法的优点是,一方面,辅助活塞(Hiko)16的阻塞能被知晓,另一方面,辅助活塞(HiKo)16被阻塞的时候,传感器的差动行程为辅助制动提供
控制信号。所述弹性构件也可以是行程模拟器WS的弹簧特性的一部分。所述辅助活塞(HiKo)16具有正常的连接到储存容器VB的制动主缸THZ活塞的泄气孔。众所周知,在主
密封件失效的情况下,制动回路会发生故障。这可以通过使用其用于排气和在
连接线到储存容器节气门上的一个止回阀RV来避免。所述节气门的尺寸被设计成具有小的流量,这样在密封件故障的情况下行程特性也不会有显著变化(10秒内3毫米的踏板行程),并且可以仍然被诊断到。相同的布置也可以用到随动活塞(SK)12里(未示出),从而在两个密封件失效的情况下不会产生严重后果。或者,可以在返回管路中使用一个无电流打开的电磁阀,其在踏板操作或诊断之后被关闭。这种情况适用于的两个活塞(辅助活塞HiKo和第二活塞SK)。
[0070] 所述行程模拟器WS可以有不同的构造。在各种专利申请中已描述了现有技术,即由一个带有弹簧组合的WS活塞构成,它作为踏板冲程的函数,能给出踏板特性曲线。所述止回阀在踏板被迅速松开的情况下,用于行程模拟器WS,从而快速降低压力Pab,
节流阀D被用于建立期望的具有相应的踏板特性的节流压力Pauf。此外,行程模拟器WS可以通过电磁阀WA被关闭。在备用级的非冗余系统里,这是必需的,这样才能使得到行程模拟器WS的吸入体积不损害辅助活塞(Hiko)到制动回路和BK1压力腔12d的传送体积。在该系统中(图1)发生故障的时候,X-boost的ESP冗余起效,经由所述主缸(THZ)和所述压力供给(DV)的ESP泵从储存容器吸入体积。因此,电磁阀(WA)可以被省去。图1a里将描述另外一个版本的行程模拟器。所述带踏板挺杆16a的辅助活塞(HiKo)16被从踏板回位弹簧18到制动操纵在初始位置被操纵。
[0071] 为了获得制动力放大器的功能,就需要压力供给(DV)。所述压力供给由EC电动机8组成,所述EC电动机8通过主轴7和活塞10的螺母被操纵,在制动回路BK1和压力腔12d中,需要压力介质。所述体积的尺寸由制动力放大器的控制(BKV)来导出,其制动力放大器的通过来自踏板行程2a/2b的制动力放大器特性曲线来产生一个压力,该压力由ESP中的压力传感器(DG)来测量。或者,也可以使用通过分流器测量的电机电流来代替压力。为了通过电流测量来提高压力控制的精度,需要在特性图像中检测Pauf和Pab的摩擦损失,有必要的话还要通过校正因子来进一步做改进,例如:与车辆减速进行比较。在主轴驱动不是通过滚珠丝杠(KGT),而是带有塑料螺母的梯形主轴的情况下,这一点尤为重要。
[0072] 所述活塞10在起始位置具有与制动主缸(THZ)一样的泄气孔27。体积的吸入可以通过
套管或通过吸入阀(SV)28来完成,该吸入阀需要一个较小的
负压来打开,并且与
温度无关。
[0073] 当使用梯形主轴时,由于自锁,活塞停在一个使得电机驱动不再工作的位置。
[0074] 所述压力供应(DV)的尺寸可以如此设计,使得压力供给活塞的全冲程对应于制动回路BK2的体积吸收或SK活塞2的冲程。对于更大的体积吸入,SK活塞可以制成更大的直径和冲程。反过来,压力供应DV的体积可以设计成对应的或者减小(活塞和冲程),缺失的体积可以通过吸入阀连同活塞返回行程事后要求。此处,需要一个无电流的关闭电磁阀PD1,图1中未示出(见图1a)。对于带减压Pab的全量补偿,活塞在带有泄气孔的起始位置被操纵。吸入阀28和泄气孔27通过返回被连接到储存容器上。压力供应(DV)的所有部件都被组合在一个壳体25中。
[0075] 制动回路(BK1)和制动回路(BK2)中的
增压Pauf和减压Pab通过制动力放大器的控制和踏板行程传感器来实现,相应地,压力供给的活塞也会致动。通常情况下,截至阻塞极限,制动回路(BK)中的X-boost体积需要80-120巴。在较高的压力下,ESP泵开启并产生约200巴的压力,并相应地降低功率,因此比X-Boost产生的压力慢。这种情况是允许的,因为高达200巴的增压仅与制动衰减的情况有关,并且不必像阻塞极限的增压那样快(例如用于实施紧急制动功能)。ESP泵因此被放置在200巴上,X-boost则是80-120巴。
[0076] 如果压力供给(DV)在制动过程中故障,则压力供给活塞在制动回路(BK1)中的压力下被推回,从而可以完全减小制动压力。如果压力供给活塞(带塑料螺母的梯形主轴)带有自锁
齿轮,则无法进行减压。对于这种情况,会提供一个连接到储存容器(未示出)的,或者在从辅助活塞的泄气孔到储存容器的连接中的,在制动回路(BK1)中的无电流常闭电磁阀(AV)。
[0077] 如果X-boost和ESP的两个电子控制,尤其是控制单元(ECU)同时发生故障,当然这种情况少之又少,则辅助活塞(HiKo)16体积中的备用级(RFE)被需求,制动压力被升高,此举措可以通过在SK活塞背后的制动回路(BK1)和制动主缸(HZ)中的打开的阀(FV)来实现。为了使该体积不会通过压力供给的泄气孔泄漏,需要一个常闭电磁阀(PD1)(图1中未示出,参见图1a)。
[0078] 制动电路(BK)故障下的功能
[0079] 通过比较制动系统的p-V特性曲线,可以通过压力供给DV检测制动回路的故障,该制动系统的p-V特性曲线以一定间隔的诊断周期被保存。例如:当活塞冲程/体积大于标准值的时候,则表明制动回路(BK)中有空气或泄漏。这种情况可以通过p-V特性曲线来识别。泄漏的情况可以通过按照顺序来关闭四个阀(EV)来
鉴别,只要这些阀不位于轮缸中。这种情况如果发生在在制动回路BK1中,制动回路BK1的阀门EV将被关闭。然后压力供给DV将作用于制动回路BK2的SK-活塞(在专利申请DE 10 2015 106 089.2和10 112 2016 971.2有相对应的诊断逻辑的描述)。如果也不起作用,压力供给DV和制动力放大器BKV将会停止工作。在这种情况下,ESP泵将会在制动回路BK2中充当制动力放大器BKV。
[0080] 制动回路BK2的失效不会导致压力供给DV的失效,因为随动活塞SK充当了一个隔离制动回路BK1和BK2的重要安全门。
[0081] 在这两种情况下,踏板特性都将保持,不会发生踏板失灵。
[0082] 泵/电机故障时在ESP的ABS功能
[0083] 当ABS信号在减压Pab过程中产生,压力供给的
控制器会校正制动压力,以防车轮锁死发生。两个制动回路中的相应的减压Pab都是必要的,以防止车轮在两个制动回路中的一个中发生锁死。这就意味着没有一个最佳制动效果,但这种情况可以被改善。
[0084] 例如,当车轮在一个制动回路中被相应的减压Pab锁死时,另一个制动回路不能通过关闭阀门USVs来减压Pab。这可以通过在没有并联止回阀RV的情况下
修改阀门EV来优化单独的车轮控制,如在此参考的专利申请DE 11 2009 004636(E112)中所述的那样。
[0085] 图1a展示了图1的制动主缸(HZ)布置,其中,行程模拟器-阀门电路发生了变化。所述行程模拟器WS具有所述的无电流
常闭阀门作为
旁通阀。活塞WS在图2中示出了与踏板特性曲线相对应的任务,即一个体积在辅助活塞(Hiko)16上施加相应的反作用力(压力),这种方法会增加成本和构造体积。踏板和WS特性曲线在负压范围内是平坦的。所以可以使用复位弹簧18,该复位弹簧18占WS体积的约40%,因此相应地,WS活塞会更小。所述阀门WA在制动开始时将被打开。这样做的结果是,在区域A结束之后的某个踏板行程(见图2)之后,阀门被WA关闭,从而打开渐进部分B+C。
[0086] 所述压力供应DV在此具有附加的常闭电磁阀PD1。在备用级(RFE)时压力供给活塞会被推回,并且相应的制动回路BK1和BK2会有体积损失,在这种情况下,所述压力供应DV具有附加的常闭电磁阀PD1是必要的。虽然这可以通过大量的辅助活塞HiKo体积来补偿,但是对踏板特性有负面影响。所述DV活塞的装置处于起始位置,然后打开泄气孔,
制动液流入储存容器中。在备用级RFE中,阀门PD1将被关闭。通过ESP干预或ESP增压,阀门PD1可以再次被打开。
[0087] 在区域A(图2)中,在制动期间无法检测到阀门WA是否泄漏。因此,会提供常规诊断,例如,在制动结束时,通过打开阀门PD1和FV,压力供给DV对辅助活塞的腔加压。如果压力在DV活塞处于恒
定位置时没有减小,则阀门没有泄漏。
[0088] 如果在制动期间,X-Boost的控制单元ECU发生故障,则ESP-booster必须要接管制动力放大器的功能。因此,ESP必须要能从储存容器中吸入体积,并且在制动结束后能把体积返回给储存容器。在控制单元ECU发生故障时,阀门PD1是关闭的,因此,ESP和储存容器之间的连接被压力供给的泄气阀中断了。通过控制单元的冗余电流供给,这种情况发生的概率很低。如果依然需要ESP-booster,则可以在制动回路BK1和储存容器VB之间安置一个无电流关闭的电磁阀(未显示,参见图1的详述)。
[0089] 在一个实施例中,随动活塞SK12的缸体中被布置了一个密封件D4。
[0090] 图1b示出了气缸的另一实施例,其中在随动活塞SK12上,另一密封件D4r被设置为密封件D4的冗余。如果该密封件失效,则制动回路BK1和压力供给DV将失效。在这种情况下,ESP单元承担提供压力的任务,即压力放大。这种情况可以通过另一个密封件D4r来避免,该密封件D4r到储存容器的连接与带节流阀的助力活塞(HiKo)16一样。通过节流阀,在少量泄漏下,该密封件的失效不会导致制动回路BK1或压力供应DV的失效。此外,这种不止的优点是使诊断成为可能。
[0091] 图2是所述踏板行程上的踏板特性Sp。在区域A中,曲线1的制动力增加相对平坦,直到到达约30巴的制动压力,这相当于大约所有制动的85%。该过程也可以通过踏板复位弹簧完成。随后,渐进部分B起效,直到达到阻塞极限,然后达到较高的压力区域,比如:在制动衰减的情况下。在这种情况下,驾驶员应该也能感觉到制动系统发生了变化。
[0092] 曲线1对应于具有行程模拟器WS的X-boost。没有行程模拟器的话,也就是在有跟随放大器时,会得到曲线2,此情况下,踏板行程取决于放气状态和制动衰减。因此,相应地有一个未示出的变化2a存在,在制动回路(BK)故障的情况下更严重。对于传统的E-booster来说,在x处,有一个从E-booster的制动力放大器到ESP-booster的切换。此过程改变了踏板特性。在不影响制动力放大器控制的情况下,在相同的压力和踏板力时,带有制动主缸(HZ)活塞的踏板将向ESP泵输送更多的体积,直到轮缸中的压力达到其目标值,并且体积通过阀门USVv溢出返回制动主缸HZ。
[0093] 通过减小X-boost的放大系数,在更大的踏板行程中被改进的踏板特性可以被实现,从而产生所示的分散带。此外,可以调节阀门HSV1和HSV2。
[0094] 此处,根据本发明的带行程模拟器WS的X-booster像曲线A展示的那样工作,其具有对应的渐进的力增加,是踏板冲程的函数的。
[0095] ABS中的踏板反馈
[0096] 在ABS功能中,压力供给提供的前压力在不断变化。如许多制动专业人士要求的那样,这种变化作为柱塞16a上的力的小变化,可以在连接到它的踏板柱塞3上被察觉。这可以通过短暂的更高的前压力变化在ABS开始时或减速中间歇地被改变。
[0097] 如果想要特别明显地感觉到这种反馈,可以打开FV阀,并且压力供给的控制压力直接作用于辅助活塞HiKo上。
[0098] 带行程模拟器的能量回收
[0099] 踏板特性由行程模拟器WS确定。具有发电机的制动管理在此确定所需的车辆减速度,发电机制动扭矩(
电制动扭矩)和制动压力(液压制动扭矩)的对应比例。在减速期间,两者大小都可以任意改变。
[0100] 在能量回收期间,制动压力的计算优选地基于车轮力。通过踏板行程,在车轮处所需的总制动力可以被确定(目标制动力)。如果所述目标制动力可以通过电施加,则液压制动力为开(轮缸中的制动压力为0巴)。当目标制动力超过最大可能电制动力时,目标制动力和电制动力之间的差值是目标液压制动力。所述液压目标制动力可以通过压力供给DV在轮缸中产生压力来实现。为此,为了计算目标制动压力,车轮制动器的各个Cp值会被采用,其中车轮制动器的Cp值表示制动力与制动压力的正比。所述目标压力可以通过压力供给活塞的相应运动产生,其中,ESP的压力传感器用于活塞运动的反馈。通过这种方式,压力供应DV可以在增压和减压过程中被调整。由于压力供给活塞的精确位置控制,压力设置非常准确。此外,通过压力供给的压力控制非常安静,因为不需要控制Pauf和Pab的阀门。在ESP上产生噪音的阀门和泵控制装置也不需要。此外,该能量回收控制可以统一用于前轮,后轮和
四轮驱动车辆,以及X和II制动回路分配。所述踏板特性保持不变。
[0101] 驾驶员辅助功能
[0102] 自动制动干预需要的驾驶员辅助功能很多。例如,
[0103] ·ACC(
自适应巡航控制),通过它,期望的车辆减速通过主动制动干预被设定[0104] ·AWB(自动警告刹车),通过它,能用一个制动脉冲能唤醒睡着的司机[0105] ·BDW(刹车盘擦拭),通过它,在下雨的情况下擦拭刹车盘上的
水膜可以被轮缸中的非常小的制动压力擦拭掉,以便在随后的制动中立即实现最大制动效果
[0106] 利用这些辅助功能,压力供给DV可以在轮缸中产生必要的制动压力。所述目标制动压力由各种不同的驾驶员辅助系统来
指定。在ACC中,目标制动压力是可变的并且取决于所需的车辆减速,而在BDW中,目标制动力具有较小的值(例如,1-3巴)。如在能量回收时,所述制动压力通过压力供给活塞的相应运动产生,其中,ESP的压力传感器此处也用于活塞运动的反馈。与能量回收一样,由于压力供给活塞的精确位置控制,制动压力控制也非常准确。其次,在驾驶员辅助系统中,使用压力供给DV的压力控制也非常安静。
[0107] 特别地,在图2的描述展示了本发明的除了构造长度以外的决定性优点。
[0108] 图3是x-boost主要组件的立体图:
[0109] ·踏板挺杆3
[0111] ·第一活塞缸单元,尤其是具有踏板
接口的主缸
[0112] ·有利地平行于主缸布置的带壳体的压力供给25的电机8,(也可以垂直于主缸轴线)
[0113] ·液压控制单元HCU
[0114] ·电子控制单元ECU
[0115] ·储存容器VB
[0116] ·连接器ST,其位于储液器VB下方且在HZ和HCU上方,并且朝向装置的中心向内指向,以允许横向移除相关联的连接器。
[0117] 从以上描述可以得出,通过详细描述的措施可以对根据本发明的制动系统进行进一步的修改,这些措施也属于本发明要求保护的范围。
[0118] 附图编号
[0119] 1 制动踏板
[0120] 2a 主踏板行程传感器
[0121] 2b 副踏板行程传感器
[0122] 3 踏板挺柱
[0123] 7 螺杆(KGT),梯形螺杆
[0124] 8 电子换向电机
[0125] 10 活塞(DV)
[0126] 11 压力供给的压力腔,特别是
工作腔[0127] 12 第二活塞
[0128] 12a 第二活塞的复位弹簧
[0129] 12d 随动活塞上的压力腔,特别是工作腔
[0130] 14 气道隔板
[0131] 16 辅助活塞
[0132] 16a 挺杆
[0133] 18 踏板回位弹簧
[0135] 27 泄气孔
[0136] 28 进气阀
[0137] 28a 回位弹簧
[0138] 28c 气门阀盘
[0139] 28b 气门阀盘的T型挺柱
[0140] 30 锚
[0141] 31 线圈
[0143] BF 前挡板上的固定法兰
[0144] D 节流孔径
[0146] R 到储存容器VB的回流
[0147] KWS 动力路径传感器
[0148] WA (无电流的关闭的)电磁阀
[0149] TTL 计时锁
[0150] BK 制动回路
[0151] DG 施加设备
[0152] VF (无电流常开)电磁阀VB储备容器
[0153] AV ABS的放气阀
[0154] EV 进气阀
[0156] ST 连接器
[0157] WS 行程模拟器
[0158] HZ 制动主缸
[0159] PD1 到压力供给的工作腔的无电流关闭电磁阀