CN101903226A - 汽车制动系统的包括输送装置的液压流体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车制动系统的液压流体泵(80)，其包括用于克服在所述汽车制动系统(140，150)的一部分中存在的液压背压而输送液压流体的输送装置(110，120)，在所述液压流体泵中，设有用于根据所述液压背压的大小改变所述输送装置(110，120)的输送量的装置(180，190，200)。

Description

汽车制动系统的包括输送装置的液压流体泵
技术领域
本发明涉及一种汽车制动系统的液压流体泵，其包括用于克服在汽车制动系统的一部分中存在的液压背压而输送液压流体的输送装置。此外，本发明还涉及一种包括这样的液压流体泵的汽车制动系统。
背景技术
已公开了汽车制动系统的液压流体泵，在这些液压流体泵中，为了在汽车制动系统中输送液压流体或制动液，特别是用于从汽车制动器中回输制动液和/或为了主动地增加制动压力，使用多个往复活塞泵作为输送装置。这些往复活塞泵也被称作泵元件。
这些泵元件通常利用安装在驱动轴上的偏心轮通过电动机驱动。作为替代方案，也可以使用凸轮传动装置或者类似装置。在此，根据偏心轮的偏心距和在泵元件或者说往复活塞泵中使用的泵活塞的直径，可得到电动机每转一周的恒定输送量。
假设在泵元件或者说往复活塞泵上的压缩室完全充满并且忽略效率，由此得到在液压流体泵的所有工作范围内液压负载力矩(压力p)与电功率(电流强度I，当电压U恒定时)之间的线性关系。由于这种线性关系，虽然在已知的液压流体泵上的液压负载力矩可通过简单地调节电流强度很好地进行设定，但是这样的液压流体泵不是在所有部分工作范围内都最优地工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种包括液压流体泵的汽车制动系统，在该液压流体泵中，在大多数的部分工作范围内保证了相应汽车制动系统在很大程度上最优的压力供给。
根据本发明，该目的是通过一种按照权利要求1所述的液压流体泵和一种按照权利要求9所述的汽车制动系统得到解决。本发明的有利改进方案在从属权利要求中进行描述。
根据本发明，提供一种汽车制动系统的液压流体泵，该液压流体泵包括用于克服在汽车制动系统的一部分中存在的液压背压而输送液压流体的输送装置，在该液压流体泵中设有用于根据液压背压的大小改变输送装置的输送量的装置。此外，根据本发明，该目的还通过一种包括这样按照本发明设计的液压流体泵的汽车制动系统得到解决。
本发明的解决方案基于这样的认识：在已知的汽车制动系统中的常规调节情况中，特别是在借助于液压流体泵回输液压流体时，对于液压流体供给来说主要有两个设计点是重要的：
按照第一设计点，应当在低的压力水平下或者在0bar的压力水平下提供尽可能大的液压输送功率。利用这样大的液压输送功率，增压动力应当达到最大，或者说，汽车制动系统的制动片与相应的制动盘之间的气隙消除的时间应当达到最小。常规汽车制动系统的这个功能也被称作在稳定功能中的性能最优化。
按照第二设计点，在防抱死控制(ABS)中，即使在汽车制动系统的主制动缸上的压力最大的情况下，也应当保证在回油工作中驱动电动机的可靠起动。这是指，相应汽车的驾驶员很重地踩在相应的制动踏板上并由此在主制动缸上产生最大的制动压力，但是同时液压流体泵的驱动电动机还是应当在汽车制动器中吸走液压流体，以确保防抱死功能。
上面提到的汽车制动系统的汽车制动器的液压流体供给的两个设计点也不是相互独立的。在本发明的认识中，第一和第二设计点都可通过泵元件的几何尺寸和/或相应传动装置的偏心距进行影响。
这样，在低的压力水平下朝第一设计点的方向并由此朝最大液压输送功率的方向最优化时，同时为在防抱死功能中的回油工作产生必需的相对较高的电功率或者说高的电动机起动力矩。换句话说，在高的压力水平下高的输送功率也与在低的压力水平下原理上要设计的高的泵元件输送功率有关。
为了说明这种关系，在此附上了图1。图1示出了在X轴上标出的由泵元件产生的压力与在相应的Y轴上表示的输送功率之间的关系作为图表。
上面的关系，即泵元件在低的压力水平下具有高的输送功率的同时在高的压力水平下也具有相对较高的输送功率，显示在图1的直线10中。直线10示出了液压负载力矩(压力)与相应的驱动电动机的电功率(输送功率)之间存在线性关系。根据直线10，在低压下在第一设计点20处朝着高输送功率的方向优化的泵元件以增加的压力进行输送直到一个点30，在该点30处还可获得相对较高的输送功率并由此获得用于驱动电动机的相对较高的电流强度。
在图1中，泵元件在高压下朝很小的电动机功率或者说很小的电动机起动力矩的方向的优化得到设计点40。但是根据直线60，这样的泵元件在很小的压力下也会导致很小的输送功率直到点50。
如果相反地想要更好地满足汽车制动系统的功能要求并参照两个设计点20和40来设计液压流体泵，则相反地(在本发明的认识中)需要力求一种在图1中用曲线70示出的关系。
本发明的解决方案通过如下方式实现了该最优的设计曲线：在本发明的液体流体泵中设有用于根据液压背压的大小改变输送装置的输送量的装置。作为输送装置，在这里特别地设有泵元件或者说往复活塞泵，其中，输送量被定义为这样的液压流体量，即液压流体泵通过它的驱动电动机旋转一周输送到相应汽车制动系统中或从该汽车制动系统中吸走的液压流体量。
本发明的解决方案实现了符合需要地使液压输送功率适应相应控制系统的功能要求。这些要求包括：特别是如已说明，在低的背压下的高输送功率以快速使汽车稳定以及在高的背压下的低输送功率以可靠地产生防抱死功能。
此外，通过本发明的解决方案，也可以使液压流体泵的驱动电动机必需的电功率达到最小。
根据本发明，用于输送液压流体的输送装置优选被设计成包括至少一个输送活塞，该输送活塞可移动地支承在一缸体中并且与该缸体一起限定压缩室，该压缩室的容积可通过移动输送活塞进行改变。在这里，用于改变输送量的装置优选被设计成用于根据液压背压(额外地)改变压缩室容积的装置。换句话说，输送活塞在一压缩室中以保持不变的往复运动进行输送，该压缩室的容积同时发生改变。在这种有利的解决方案中，特别地，随着背压的升高，与常规情况相比产生的压缩室容积增大，由此输送活塞虽然往复运动保持不变但是仍可以从正在增大的容积中排出只是较小量的液压流体。特别地，当输送活塞进行增压且同时存在高的液压背压时，压缩室的容积增大。相反地，如果存在很小的液压背压，在将液压流体排出压缩室时，压缩室容积以较小的程度增大或者根本不增大，从而相应地将较大量的液压流体排出压缩室。
此外，根据本发明，用于根据液压背压改变压缩室容积的装置优选被设计成用于液压背压改变输送活塞的冲程长度的装置。根据本发明，以这种方式，随着背压的增大，有利地使产生的输送活塞的排量减小，由此与常规情况相比，压缩室容积增大并因此液压输送功率较小。
在这里，优选的是，用于改变输送活塞的冲程长度的装置通过两个活塞部件构成，这两个活塞部件能够彼此相对运动。
在这里，用于改变输送装置的输送量的装置优选被设计成包括弹性元件，该弹性元件能够克服液压流体的背压而被夹紧。这种弹性元件特别优选地被安装在输送活塞的两个所述的活塞部件之间。通过适当地设计该弹性元件，该弹性元件优选被设计成机械弹簧、弹性体部件和/或储气器，可以实现：在规定的背压下不再发生通过液压流体泵的输送，由此即使在背压进一步升高时在相应的传动装置上不会出现负载力矩的升高。这直接使得相应电动机必需的最大起动力矩较小，从而也可以相应地设置较小的电功率。
在此，特别优选的是，对于相应汽车制动系统的每个液压制动回路使用至少两个泵元件或者说往复活塞泵。在这里，至少一个往复活塞泵被设计成常规工作泵，通过该常规工作泵，在工作中即使在高的背压下也可以产生功能上必需的体积流量。因此，一方面可以在相应汽车车载电网的电流负载总体上明显减小之后仍符合汽车调节器的要求，而同时可以符合需要地产生液压输送功率。
附图说明
下面借助于示意性的附图详细地说明本发明解决方案的实施例。在附图中：
图1示出了在常规液压流体泵中和在本发明的解决方案中的输送功率与背压的关系图，以及
图2示出了本发明的液压流体泵的一个实施例的极度简化的纵向剖视图。
具体实施方式
在图1中，如上面已经说明，示出了如何通过本发明的解决方案符合需要地提供在汽车制动系统上的液压流体泵的输送装置的根据液压背压大小而改变的输送量。在这一点上，关于如图1的描述可参见上面的说明。
在图2中示出了液压流体泵80，它的主要部件包括入口阀90、入口管道100、带有位于其内的活塞120的缸体110、相应的偏心轮传动装置130、出口管道140以及出口阀150。在这里，入口阀90、入口管道100和出口管道140与出口阀150共同与由缸体110和活塞120构成的压缩室160以输送流体的方式连接，使得(未示出的)液压流体通过活塞120的运动被吸入压缩室160中并且从该压缩室中输出。活塞120为此可轴向移动地支承在缸体110中，其中，在活塞120的外侧与缸体110的内侧之间设有高压密封件170。
活塞120两件式地由第一活塞部件180和第二活塞部件190构成，这两个活塞部件能够沿着偏心轮传动装置130的作用方向或者说活塞120的轴向运动方向彼此相对移动，并且通过形式为螺旋弹簧的弹性元件200相互抵靠且克服在压缩室160中的背压地朝着偏心轮传动装置130的方向被夹紧。活塞部件190在此可以相对于活塞部件180越过回弹行程210。
在偏心轮传动装置130工作时，使活塞120沿轴向运动并相对于缸体110移动(也如在常规液压流体泵中那样)。在这里，在压缩室160中的容积交替地增大和减小，由此将液压流体通过入口管道110吸入压缩室160中并随后通过出口管道140又从压缩室160中输出。
因此，活塞120与缸体110和偏心轮传动装置130共同构成用于克服在汽车制动系统的一部分中(在这里是在出口管道140和出口阀150中)存在的液压背压而输送液压流体的装置。在这里，活塞120如上述被设计成两件式，其中，活塞部件180和190与弹性元件200共同提供了用于根据液压背压的大小改变该输送装置的输送量的装置。
设在活塞120中的弹性元件200根据在压缩室160中存在的背压改变活塞部件180的冲程长度，从而在背压升高时，对于整个活塞120产生的排量进而液压输送功率减小。通过相应地设计该弹性元件200以及回弹行程210，可实现从达到规定的回弹行程起，不再发生通过活塞部件180的液压流体输送，并且由此即使在背压进一步升高时也不会出现负载力矩的进一步升高。这直接使得与常规的解决方案相比能够减小偏心轮传动装置130必需的最大起动力矩和为此所需的电功率。
在汽车制造系统或者说液压流体泵80所属的制动回路中的功能上必需的体积流量通过另一个(未示出的)常规类型的液压流体泵来确保。因此，优选的是，相应的汽车制动系统的每个制动回路包括至少两个液压流体泵，也就是说每个总液压装置总共包括至少四个液压流体泵。

Claims (9)

1.汽车制动系统的液压流体泵(80)，其包括用于克服在所述汽车制动系统(140，150)的一部分中存在的液压背压而输送液压流体的输送装置(110，120)，在所述液压流体泵中，设有根据所述液压背压的大小改变所述输送装置(110，120)的输送量的装置(180，190，200)。
2.如权利要求1所述的液压流体泵，其特征在于，所述输送装置(110，120)包括至少一个输送活塞(120)，该活塞可移动地支承在缸体(110)中并且与该缸体(110)共同限定压缩室(160)，该压缩室的容积能够通过移动所述输送活塞(120)来改变；此外，所述改变所述输送装置(110，120)的输送量的装置(180，190，200)是根据所述液压背压改变所述压缩室(160)容积的装置(180)。
3.如权利要求2所述的液压流体泵，其特征在于，所述根据所述液压背压改变所述压缩室(160)容积的装置(180，190，200)是根据所述液压背压改变所述输送活塞(120)的冲程长度的装置(180，190，200)。
4.如权利要求3所述的液压流体泵，其特征在于，所述改变所述输送活塞(120)的冲程长度的装置(180，190，200)是通过两个活塞部件(180，190)构成，这两个活塞部件能够彼此相对运动。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液压装置，其特征在于，所述改变所述输送装置(110，120)容积的装置(180，190，200)包括弹性元件(200)，该弹性元件能够克服液压流体背压而被夹紧。
6.如权利要求5所述的液压装置，其特征在于，所述弹性元件(200)通过机械弹簧构成。
7.如权利要求5所述的液压装置，其特征在于，所述弹性元件(200)通过弹性体部件构成。
8.如权利要求5所述的液压装置，其特征在于，所述弹性元件(200)通过储气器构成。
9.汽车制动系统，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的液压流体泵(80)。
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