CN101223065A - 用于机动车辆的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的制动系统(10)，该制动系统(10)具有用于产生制动力的液压回路(12)，该液压回路(12)具有用于产生液压压力的压力源(50)和压力存储器(58)，在需要时可以从所述压力源(50)的压力侧向所述液压回路(12)的所述压力存储器(58)供应液压流体。在所述制动系统中，所述压力存储器(58)设置成可以通过连接在该压力存储器与所述压力源(50)的吸入侧之间并且可主动致动的多向阀(64)，尤其是双向阀而流体接合至所述吸入侧以及与该吸入侧分离。

Description

用于机动车辆的制动系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的制动系统，该制动系统具有用于产生制动力的液压回路，该液压回路具有压力存储器和用于产生液压压力的压力源，能够在必要时从所述压力源的输出侧向所述液压回路的所述压力存储器供应液压流体。

背景技术

从现有技术已经公知这种类型的制动系统。例如，文献DE 103 18850 A1公开了一种制动系统，其中可以根据伺服压力回路中存在的伺服压力向压力存储器供应液压流体。该压力存储器用于补偿制动操作中的压力波动。该现有技术设置成基本只在由压力源提供的液压压力可自由利用并且不必以其它方式(例如，在制动操作的情况下)使用时才向压力存储器供应液压流体。然而，该结构的缺点在于，由于泵存在的压差相对较大而必须将泵构造成功率相对较大。泵必须将液压流体从无压的流体容器泵送到处于相对较高压力状态下的伺服压力回路中。而且，由于输入侧与输出侧之间的相对高的压差(尤其是在制动操作开始时)，因此泵必须以完全动态的方式反应。必须构造成功率对应较大的泵导致制动系统的成本增加。而且，当泵被驱动时，车载电力网也被置于相对较高的负载下。

在文献GB 2 132 294A中进一步公开了类似结构。在该文献中，必须构造成功率相对较大的泵也将液压流体从无压压力存储器输送到处于相对高压状态下的流体系统。这会出现与以上针对根据DE 103 18 850 A1的制动系统所描述的相同的缺点。

对于其它现有技术，通常参考文献DE 195 42 656 A1、DE 103 37 511A1和DE 103 11 060 A1，它们都公开了其中压力存储器单独可以与压力源的输出侧接合或与该输出侧接合的制动系统。

最后，文献DE 38 14 045 A1公开了具有中间流体存储器的制动系统，在基本无压状态下暂时存储在该中间流体存储器中的液压流体在所述泵的输入侧处始终可用。

发明内容

本发明的目的是提供一种在以上介绍中所描述类型的制动系统，该制动系统能够通过压力源而在制动操作开始时就已经提供相对较高的液压流体压力，所述压力源构造成功率水平相对较低因而节省成本。

根据本发明，所述目的通过一种在以上介绍中所描述类型的制动系统来实现，在该制动系统中，所述压力存储器设置成在流体方面能够通过插设的可主动控制的多向阀(尤其是双向电磁阀)与压力源的输入侧接合，并且能够与所述压力源的输入侧分离。

根据本发明，由于所述压力存储器可以通过可主动控制的多向阀接合至所述压力源(尤其是被马达驱动的泵)的输入侧，或者所述压力存储器可以与所述压力源的输入侧分离，因此，存储在所述压力存储器中的流体压力可用于降低所述泵处的压差。由此，与所述压力存储器的负载压力对应的液压主压力以基本无压力损失的方式作用在所述压力源的输入侧上，从而使得在制动操作的情况下在所述压力源处产生的压差显著降低。因此总的来说，可以更容易地致动压力泵，使得所述压力泵也可以更迅速地反应并且在相对较短的时间内达到相对较高的压力水平。而且，可以使用构造有功率较低的机动驱动器的压力源或泵，与根据现有技术的构造相比，该压力源或泵更节省成本并且对车载电力网的负担更小。

在本发明的改进中，关于制动系统的构造，将该制动系统设置成具有主制动缸，在该主制动缸中，主活塞可以根据制动踏板的致动量在所述液压回路的作用下移位，以在液压制动回路中产生制动压力。例如，可以这样设置，即，所述主活塞在不与力输入构件直接接合的情况下通过与所述液压回路相互作用而以纯液压方式移位，所述液压回路用作伺服压力回路。然而，也可以设想可选构造，其中以另一方式使用所述液压回路以产生制动力或至少加强制动力。

在本发明的改进中这样设置，即，所述压力存储器能够通过供应管路连接或在流体方面连接至所述压力源的输出侧，并且能够通过排放管路连接或在流体方面连接至所述主制动缸。所述供应管路允许对所述压力存储器进行有选择地填充，同时单独的排放管路允许对所述压力存储器进行排放从而提供其负载压力以在所述主制动缸处产生制动力。这说明所述压力存储器的负载压力既可以在所述泵的输入侧得以利用，又可以用于产生所述主制动缸处的制动力。

而且，根据本发明可以这样设置，即，所述供应管路具有流体供应控制装置，尤其是可主动控制的多向阀，以控制液压流体到所述压力存储器的供应。该措施只有在来自所述压力源的流体压力不能以其它方式用于制动操作时才允许从所述压力源向所述压力存储器供应液压流体。否则，所述流体供应控制装置在流体方面将所述压力存储器与所述压力源分开。也可以设想在制动操作期间暂时打开所述流体供应控制装置以同时对所述压力存储器进行再次填充。

可以利用多个参数对所述制动系统进行控制。优选的是，设置至少一个压力传感器，该压力传感器设置在所述液压回路中并检测所述液压回路中的液压压力。在本发明的改进中，可以设置多个压力传感器，例如可以在所述压力存储器的输入侧以及通向所述主制动缸的所述液压流体供应管路上设置附加的压力传感器。在这种情况下，还可以进一步这样设置，即，可以根据由所述至少一个压力传感器检测到的液压压力的大小来控制所述流体供应控制装置。

在本发明的改进中这样设置，即，所述排放管路构造有在排放方向上打开的单向阀。这确保一旦需要来自所述压力存储器的液压压力来进行制动操作，都可以无延迟地提供液压压力。

而且，根据本发明可以这样设置，即，从所述压力源的输出侧引出的液压流体供应管路构造有阻止液压流体回流到所述压力源的输出侧的单向阀。该措施防止来自所述压力源的液压压力(用作反压力)削弱所述压力源(尤其是被马达驱动的泵)的功能。

而且，根据本发明可以这样设置，即，所述液压回路具有附加的可主动控制的多向阀(尤其是双向电磁阀)，该多向阀插设在所述主制动缸和所述液压流体容器之间。通过这些布置在相应旁路通道中的可主动控制的多向阀，可以特定地将液压流体从所述主制动缸排放到所述液压流体容器。

而且，所述液压回路还可以具有附加的可主动控制的多向阀(尤其是双向电磁阀)，该多向阀插设在所述主制动缸和通向所述压力存储器的供应管路之间。这允许对从所述压力源或压力存储器到所述主制动缸的液压流体供应进行控制。

因此，上述两个附加的可主动控制的多向阀允许通过主动控制并且有选择性地在其相应的打开和关闭位置之间进行切换而以特定方式对所述主制动缸中的压力的积累和降低进行控制。

在本发明的改进中这样设置，即，所述主活塞与所述制动踏板机械分离。

附图说明

下面参照附图以实施例的方式说明本发明，附图为根据本发明的制动系统的示意图。

具体实施方式

附图示出了根据本发明的总体上以附图标记10表示的制动系统。该系统包括制动缸组件14和提供伺服压力的液压回路12。

制动缸组件14包括主制动缸16，主活塞18在该主制动缸16中被引导从而能够移位。副活塞20也在主制动缸16中被引导从而能够移位并且通过弹簧结构与主活塞18机械接合。主活塞18与主制动缸16和副活塞20一起构成了主压力腔室22。副活塞20与主制动缸16一起构成副压力腔室24。主压力腔室22和副压力腔室24通过相应的供应通道在流体方面接合至用于在图1所示的空载状态下供应液压流体的液压流体容器26。另外，主压力腔室22和副压力腔室24在流体方面接合至制动系统28，该制动系统28能够以本身公知的方式对机动车的车轮进行制动。

制动缸组件14还包括踏板模拟装置30。详细地说，该踏板模拟装置30具有机械地接合至制动踏板并与操作活塞34相连从而传递力的力输入构件32。该操作活塞34可以在活塞腔室36内移位，从而在活塞腔室36内的两侧限定操作腔室。由于操作活塞34在活塞腔室36内的移位而使包含在操作活塞34两侧处的操作腔室中的流体(尤其是气体)在各种情况下都通过节流门装置38而从一个操作腔室移位到另一操作腔室，由此产生相对于力输入构件32的运动的阻力。除了气动产生的阻力外，由模拟弹簧结构40产生的阻力也作用在力输入构件32上。该模拟弹簧结构40由多级构成，也就是说，其具有弹簧硬度较小的弹簧和弹簧硬度较大的弹簧，可以以渐进方式压缩即具有渐进的弹簧特性曲线。

通过位置传感器42来检测每次踏板致动，即力输入构件32的每次移位，该位置传感器42将位置信号发送至电子控制单元44，通过该电子控制单元44可以确定存在踏板致动。

根据图1的制动系统10以这样的方式构成，即，踏板制动以及产生的力输入构件32的移位并未机械传递到主活塞18，而是在制动系统10中使踏板致动过程中产生的能量消散。为了进行制动操作，根据检测到的制动踏板致动量通过液压回路12在致动压力腔室46中产生液压压力，该液压压力使主活塞18移位因而使副活塞20移位，由此在主压力腔室22和副压力腔室24中产生压力积累。主活塞18因而在制动系统10的正常操作期间与力输入构件32完全机械分离。

下面将描述液压回路12的构造。从液压流体存储器26向液压回路12供应液压流体。通过由马达52驱动的泵50经由供应管路48从液压流体存储器26输送液压流体。泵50通过液压流体供应管路54在流体方面接合至致动压力腔室46。一些支路从自泵50开始的液压流体供应管路54延伸。第一支路56是接合至压力存储器58的排放管路。在排放管路56中，设置有允许流动从压力存储器58经由排放管路56进入液压流体供应管路54的单向阀60。而且，排放管路56具有将压力存储器58连接至泵50的输入侧的返回支路62。

在返回支路62中设置有可电磁控制的双向阀64，该双向阀64可以通过电子控制单元44来致动。压力存储器58还可以通过附加的双向电磁阀66经由供应管路68连接至液压流体供应管路54。在排放管路56和泵50之间的液压流体供应管路54中设置有附加的单向阀70，该单向阀70阻止液压流体回流到泵50的输出侧。

在供应管路68的下游，在液压流体供应管路54中还设有附加的可电磁控制的双向阀72，该双向阀72在其空载位置将液压流体供应管路54完全阻断。在致动压力腔室46和双向阀72之间还设有旁路通道74，该旁路通道74将液压流体供应管路54连接至供应管路48。在旁路通道74中还设有双向阀76，该双向阀76在其空载位置中打开并且可以通过电子控制单元44而对其进行电磁控制。

为了完整性的原因，应注意的是在供应管路48中也设有单向阀78，该单向阀78防止液压流体从压力存储器58和泵50的输入侧回流到液压流体存储器26。而且，在液压流体供应管路54中设有压力传感器80，该压力传感器80也接合至电子控制单元44，从而也可以基于检测到的压力对各个可主动控制的双向阀和泵52进行控制。

液压回路12按如下进行操作：首先，通过致动泵50并将控制阀66打开来填充压力存储器58，使其置于“准备就绪状态”。例如，压力存储器58在被填充状态下提供60巴的压力。如果在该准备就绪状态，驾驶员通过致动制动踏板而开始制动动作，则根据电子控制单元44的控制量对马达52进行控制，并且马达52以机动方式驱动泵50。这将液压流体从液压流体存储器26输送到液压流体供应管路54中。通过液压流体供应管路54向致动压力腔室46供应液压流体，使得在制动压力腔室46中积累压力，从而在力输入构件32和主活塞18没有机械接合的情况下导致主活塞18在致动腔室56中已经积累的液压压力的作用下朝向图中的左手侧移位。因而在主压力腔室22中液压压力增大，从而使副活塞20在副压力腔室24中移位。

压力存储器58与返回支路62、布置在返回支路62中的双向阀64、以及单向阀78组合的结构具有的作用在于，当制动踏板被致动时，双向阀64可以从其关闭静止位置打开，从而使得存储于压力存储器58中的液压压力一方面经由打开的双向阀64和返回支路62而出现在泵50的输入侧，另一方面经由排放管路56和单向阀60而在液压流体供应管路54中也可用。这导致主压力作用在泵50的输入侧，并且来自压力存储器58的液压压力也同时出现在液压流体供应管路54中。在其中双向阀72切换到图中所示的其流通位置的制动致动的情况下，泵50必定只积累差压，该差压由在致动压力腔室46中实现要求的制动致动所需的期望主动压力与存储在压力存储器58中的填充压力之间的差而产生。因此，存储在压力存储器58中的填充压力可以没有时间延迟地用来作用在致动压力腔室46上。然而，其同时还用作泵50的输入侧的主压力，使得泵能够以相对较少的额外驱动功率而在致动压力腔室46中积累相对较高的总主动压力。也就是说，通过利用泵50的输入侧处的在压力存储器58中的填充压力，可以以相对较低的功率水平构造泵的马达52，并且为了在致动压力腔室46中积累所需的期望主动压力需要的电能也相对较少。

当制动操作结束时，双向阀72切换到其关闭位置(空载位置)，并且双向阀76切换到其打开位置(空载位置)。因而在致动压力腔室46中积累的压力可以经由液压流体供应管路54和旁路通道74而下降，从而液压流体最终经由供应管路48流入流体容器26。

在制动系统10的非作用状态下，双向阀64和72可以保持在其空载位置，从而保持关闭。在其空载位置关闭的阀66可以暂时打开，以通过随后被进一步致动或暂时致动的泵50对压力存储器58进行再次填充。填充操作可以通过压力传感器80进行监测并在正确的时间中止。

而且，应注意的是，在制动操作期间，可以通过有选择地打开和关闭双向阀72和76而有选择地增加和降低致动压力腔室46中的压力。所有双向阀的全面控制都由电子控制单元44基于通过压力传感器80监测到的压力来进行。

由于根据本发明的压力存储器58的结构，具有相对较低功率水平的马达52可以用于泵50。由于根据关系式P_pump＝V*ΔP(其中P_pump为泵功率，V为输送的流体体积，而ΔP为输入侧和输出侧之间的差压)的泵功率直接取决于泵的压差，因此通过利用在泵的输入侧处的在压力存储器中存在的填充压力，确实地降低了所需的泵功率。

在制动操作期间，可以在泵50持续运行的情况下通过将阀72切换到其关闭位置并将阀66打开而对压力存储器反复地进行暂时填充。而且，由于压力存储器58的结构，可以改善在制动操作开始时的动态压力梯度，这是由于存储在压力存储器58中的压力可以在双向阀64打开的情况下经由返回管路62而施加在泵的输入侧，因而制动系统由于泵的输入侧和输出侧之间的所需的压差较小而可以更快速地反应。这在制动操作开始时特别显著，此时必须达到压力峰值。

如果不需要增加主动压力或动态压力梯度，则本发明在任何情况下均具有可以使用功率较低从而更节省成本的小型驱动马达的优点。而且，对车载电力系统的负载也由于马达所需的电功率水平较低而较小。

应注意的是，上述各个单向阀也可以由可主动控制的多向阀替换。

Claims (13)

1.用于机动车辆的制动系统(10)，该制动系统(10)具有用于产生制动力的液压回路(12)，该液压回路(12)具有用于产生液压压力的压力源(50)和压力存储器(58)，在需要时能够从所述压力源(50)的输出侧向所述液压回路(12)的所述压力存储器(58)供应液压流体，

所述制动系统(10)的特征在于，所述压力存储器(58)可以通过插设的可主动控制的多向阀(64)，尤其是双向电磁阀而在流体方面接合至所述压力源(50)的输入侧以及与该输入侧分离。

2.根据权利要求1所述的制动系统(10)，其特征在于主制动缸(16)，在该主制动缸(16)中，主活塞(18)可以根据制动踏板的致动量而在所述液压回路(12)的作用下移位，从而在液压制动回路中产生制动压力。

3.根据权利要求2所述的制动系统(10)，其特征在于，所述压力存储器(58)可通过供应管路(68)连接或在流体方面连接至所述压力源(50)的输出侧，并且可通过排放管路(56)连接或在流体方面连接至所述主制动缸(16)。

4.根据权利要求3所述的制动系统(10)，其特征在于，所述供应管路(68)具有流体供应控制装置(66)，尤其是可主动控制的多向阀(66)，用于控制液压流体向所述压力存储器(58)的供应。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于布置在所述液压回路(12)中的用于检测液压压力的至少一个压力传感器(80)。

6.根据权利要求4和5所述的制动系统(10)，其特征在于，可以根据由所述至少一个压力传感器(80)检测到的液压压力的大小来控制所述流体供应控制装置(66)。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述排放管路(56)构造有在排放方向上打开的单向阀(60)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，从所述压力源(50)的输出侧引出的液压流体供应管路(54)构造有阻止液压流体回流到所述压力源(50)的输出侧的单向阀(70)。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述液压回路(12)具有附加的可主动控制的多向阀(76)，尤其是双向电磁阀，该多向阀(76)插设在所述主制动缸(16)和液压流体容器(26)之间。

10.根据权利要求3以及前述权利要求中另一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述液压回路(12)具有附加的可主动控制的多向阀(72)，尤其是双向电磁阀，该多向阀(72)插设在所述主制动缸(16)和所述供应管路(68)之间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述压力源具有由马达(52)驱动的泵(50)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于用于评价检测到的液压压力和用于主动地控制可控部件的控制装置(44)。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的制动系统(10)，其特征在于，所述主活塞(18)与所述制动踏板机械分离。

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