CN101945787A - 具有可自适应控制的制动衬带间隙的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压作用的制动系统，其具有主制动缸(4)，所述主制动缸(4)的至少一个工作室通过至少一个液压管路与机动车的车轮制动器相连接，其中借助于在所述液压管路中的负压能够调节至少一个车轮制动器(RBi)的制动活塞(12a至12d)，以用于产生间隙(BLS)。

Description

具有可自适应控制的制动衬带间隙的制动系统
技术领域
本发明涉及一种液压作用的制动系统，其具有主制动缸，所述主制动缸的至少一个工作室通过至少一个液压管路与机动车的车轮制动器相连接。
背景技术
在制动后，尤其是在具有盘式制动器的制动系统中，出现剩余制动作用，因为在制动活塞上的复位力不足以使得制动衬带足够远地从制动盘抬起。为了解决所述问题，此外研制出一种回滚密封件，所述回滚密封件移动制动活塞，并且在制动过程结束后，借助于制动活塞使制动衬带离开制动盘。但是，密封环的回滚性能局限于制动活塞，并且不足以完全补偿在制动钳和摩擦衬片中的污染、老化和弹性变形。在DE 44 18701和DE 196 01 134中描述了借助于在制动衬带和制动盘/制动活塞之间的空气隙的补救办法。根据前述的内容所建议的解决方案目前不能引入，因为相对于效果的额外的费用不令人满意，并且此外在随后的制动中，由于被调节的间隙，出现踏板行程损失，从而在完全制动的情况下的制动行程不利地变得更长。
根据制动器的当前的发展状况，在用于测定NEFZ(新欧洲行使循环)损耗的试验台上，中级机动车具有由于上述的剩余制动作用产生的约0.251＝6g CO2/km的附加损耗。所述值适用于在没有老化影响的情况下的新机动车，并且明显考虑到未来的CO2目标。
发明内容
因此，本发明的目的是，如下进一步改进一种液压作用的制动系统，以使得可靠地避免剩余制动作用。
根据本发明，所述目的如下得以实现，即借助于在车轮制动器的液压输送管路中的负压能够产生或者调节间隙。通过从属权利要求的特征获得如权利要求1的根据本发明的制动系统的另外的有利的实施方式。
本发明基于以下想法，即借助于负压使车轮制动器的制动活塞主动复位，其中尤其是通过负压的大小和负压的持续时间能够调节活塞的限定的调节，并且借助于所述活塞能够调节单个制动衬带或者多个制动衬带，以用于调节限定的制动间隙。
在本发明的第一实施形式中，负压能够借助于主制动缸。只要主制动缸的驱动装置没有足够快地工作，那么根据本发明的第二实施形式，能够设有用于产生负压附加的动力总成，所述动力总成与相应的车轮制动器的液压输送管路相连接。
有利的是，对于两个前述的实施形式而言，能够设有至少一个阀，所述阀设置在用于液压介质的存储容器与主制动缸和/或用于产生负压的动力总成与主制动缸之间。借助于所述至少一个阀阻止了，在产生负压时液压介质从存储容器流入输送管路或者主制动缸或者动力总成中。
有利的是，通过本发明可以得到用于液压制动系统的简单的解决方案，所述解决方案允许限定的间隙，并且还具有诊断能力，并且此外为自适应的。有利的是，根据本发明的解决方案应用于电动气动制动系统和电动液压制动系统。
在根据本发明的制动系统中，有利的是，能够与机动车的行驶状态有关地以自适应的方式控制间隙。
根据第一实施形式，为了调节必要的间隙，在制动结束后通过串联式主制动缸(THZ)的确定的控制，在车轮制动器的制动活塞后面产生负压，从而制动活塞相应地移动并且产生间隙。为了以限定的方式调节车轮制动器的制动活塞，能够评估调节行程，并且能够可选地评估THZ的压力，因为在相对慢地调节THZ时，制动活塞行程遵照THZ的活塞，并且从制动活塞和THZ活塞的活塞面积的比例中能够通过THZ行程确定间隙。因此能够确保，由于约0.1mm的相应的间隙仅存在小的剩余制动作用，尤其是由于在将制动衬带引导到浮动式制动钳中和浮动式制动钳支座中时的摩擦。
无论如何省去了制动活塞的主要部件。在一些制动钳结构中，制动衬带通过弹簧耦联在制动活塞上，以使得在这里，在引导浮动式制动钳时仅小的摩擦起作用。
为了在带有浮动式制动钳的制动系统中确保在制动衬带中还能够调节间隙，所述制动衬带设置在制动盘的远离制动活塞的一侧上，在本发明的另一个实施方式中产生小的制动钳间隙，以使得不再发生剩余制动作用。为此，在第一替代方案中，浮动式制动钳借助于被动的回滚元件返回，所述回滚元件以类似于如由现有技术已知的回滚元件的方式作用，以用于产生用于在制动过程结束后固定在浮动式制动钳上的制动衬带的间隙。在此，回滚元件能够有利地在制动固定器与浮动式制动钳引导栓之间起作用。在第二可代替的实施方式中，浮动式制动钳主动地通过致动器来移动，以用于调节间隙。有利的是，致动器能够为电磁的驱动装置，例如磁体或者伺服马达。
显然可能的是，在所有的车轮制动器中同时地、依次地或者分组地调节间隙。只要负压能够足够快地产生，那么有利的是，对每个车轮制动器单独地，也就是说依次地控制或者调节间隙。这在电动液压的制动系统中尤其是可能的。
在机动车运行期间，不应当并且不能够持续地存在间隙。因此，在下雨时，必须轻微地接触制动衬带，或者甚至在开始制动前，在油门踏板复位后加大地接触制动衬带。在长时间行驶后，在不制动的情况下，也必须在干燥的路面上短时间地应用制动衬带，以用于清洁盘片，这在根据本发明的制动系统中还能够通过限定的小的制动力进行。由于所述原因，可自适应地调节间隙。还有利的是，在机动车静止时，例如停车时，没有间隙被调节。
只要间隙被调节，那么这在制动时能够意味着额外的损失行程或者更长的响应时间，这与制动的操纵速度有关地导致制动行程延长。在为了避免碰撞事故而进行全制动的情况下，这能够以决定性的米数为代价，并且能够导致事故。为了避免制动行程延长，本发明提出，在开始制动操纵前，使得制动块紧贴在制动盘上，也就是说消除间隙。因此，必须搞清楚制动系统什么时候并且是否即将进行制动操纵。为此有利的是，在油门踏板快速地回复时，借助小的制动力控制制动块，或者可替代地通过从脚到制动踏板的距离传感器控制所述制动块。还能够使用距离测量系统的信号或者数据来测定即将进行的制动过程，所述距离测量系统确定与前面行驶的机动车或者障碍物的距离。同样能够在评估时考虑机动车速度。
在制动系统中，尤其在电动液压系统中，通过主制动缸在使用制动衬带后返回到正常位置并且经由主制动缸的自动放气孔来补偿容积，为了紧贴制动衬带并且为了消除间隙由主制动缸，尤其是THZ提供的容积再次被充满。所述过程仅需要不到50ms，并且在驾驶机动车的人的脚接触制动踏板之前结束。
有利的是，根据本发明的制动系统的所有功能为完全能够诊断的。因此，例如能够通过相应的主制动缸控制，在制动活塞紧贴在制动衬带上时，尤其是在机动车静止时测试间隙。
有利的是，通过本发明能够节省制动衬带磨损传感器。为此，在机动车静止时，最好在停车状态下，通过上述的控制使得制动活塞复位到止挡上，并且随后再次前移，以用于紧贴制动盘。所述调节行程与衬带磨损成比例。附加的优点是，能够在相应的诊断间隔中推测出磨损，并且记录在机动车诊断系统中。因此，省去了在例如通过拆卸车轮来确定衬带磨损的机动车检测时的额外费用。
有利的是，建议的解决方案允许限定的间隙并且因此显著地减少CO2，所述间隙，如果有的话，具有仅非常小的剩余制动作用。此外，根据本发明的制动系统具有全面诊断能力，并且节省了以及改善了作为重要的安全功能的制动衬带磨损指示。此外，该解决方案的成本非常低。
上述的第二实施形式适合于快速地投放市场，因为所述实施形式为预先存在的具有真空增力器的ABS(防抱死制动系统)/ESP(电子稳定程序)设想的附加解决方案，其中带有转换阀的电动的吸压单元能够附加于预先存在的带有真空制动增力器的串联式主制动缸上，并且借助于ABS进气阀通过各个车轮制动器的相同的分配器附加地允许间隙控制。在将电动的制动增力器投放市场时，根据DE 10 2005 018 649，除了转换阀外，省去了所述额外费用。
在DE1020070628392中描述了再输送室，在如衰退和高压以及容积要求的极端情况下，所述再输送室根据需要将附加的容积引入制动回路中。
再输送室还能够用于另一个功能，即用于调节制动衬带间隙。如果活塞不能够从初始位置返回，那么在前述的解决方案中，活塞和阀间隙的控制是非常复杂的，因为这在电动的制动增力器中，意味着在设计上的更多的费用。与此相反，通过相应的容积，在短时间内从HZ活塞返回，以便最好在轮缸中产生负压，借助于再输送室是简单的。连续地操纵其余的轮缸。在此，当通过压力指示器和压杆活塞的相应的行程控制测量负压时，能够在轮缸中产生间隙。所述制动间隙能够在制动时或者在制动前随时再次被消除。因此，由于外部的信号，在开始制动前制动衬带已经能够再次紧贴制动盘。可能的是，通过所谓的预填充缩短制动行程，尤其是当预填充压力已经达到5bar的压力水平时。
附图说明
接下来根据附图详细叙述本发明的两个可能的实施方式以及控制构想。
附图示出：
图1示出本发明的第一实施形式；
图1a示出本发明的带有附加的活塞缸单元的可替代的第二实施形式；
图2示出用于调节间隙的控制过程；
图3示出用于在制动过程开始之前消除间隙的控制过程；
图4示出用于测定制动衬带磨损的控制过程；
图5示出在最小的和最大的制动衬带磨损的情况下的控制过程；
图6示出具有用于浮动式制动钳的回滚元件的第一替代方案；
图7示出具有致动器的第二替代方案，所述致动器用于调节浮动式制动钳，以用于调节用于制动衬带的制动间隙，所述制动衬带设置在制动盘的远离制动活塞的一侧上；
图8示出具有再输送装置的第三可替代的实施形式。
具体实施方式
图1示出具有控制阀18、18a、18b、18c的制动系统，如基本上在DE 10 2005 018 649中所描述，并且此外参照其公开内容。此外，制动系统包括：电动的制动增力器(BKV)2、8，所述制动增力器(BKV)2、8具有串联式主制动缸(THZ)4以及该串联主制动缸(THZ)4的压杆活塞(DK)3和浮式活塞(SK)3a；制动踏板1；踏板行程指示器5；控制阀18至18c；转换阀16、16a和17；压力指示器15；车轮制动器RBa至RBd和存储容器(ECU)19。如在DE 10 2005 018 649中所述，制动系统结合了具有压力调制单元ABS和ESP的制动增力。
本发明以有效地调节各个车轮制动器中的间隙的方式扩展了DE 102005 018 649的制动系统。
如果机动车在完成制动后通过未示出的油门踏板或者速度控制设备加速，或者以恒定的速度行驶，那么在本发明的最简单的实施方式或者其控制中，关闭转换阀16和16a，以使得THZ 4与存储容器6分离。随后，THZ 4的DK活塞3借助于电动的驱动装置从正常位置返回，这造成在工作室和液压管路中产生负压。如果现在例如通过负压移动车轮制动器RBc的制动活塞12c，那么必须打开控制阀18b，并且关闭与其余的车轮制动器相关联的控制阀18、18a、18c。只要DK活塞3继续移动，那么在打开阀18b的情况下，车轮制动器RBc的制动活塞12c返回。如果相对于用于ABS的压力调制缓慢地进行运动并且没有动力的影响因素起作用，那么由制动活塞12c和DK活塞3的面积关系，在例如0.1mm的待调节的间隙的情况下得出DK活塞3的必要的调节运动。
还能够根据压力曲线借助于传感器15监控DK活塞3的运动。±40％的精度足够用于间隙的控制。由于取消了制动活塞的压紧力，因此在制动衬带上产生的力或者制动衬带的作用在未示出的制动固定器上的支承力减小。在多个制动钳实施方式中，制动衬带通过卡紧弹簧与制动活塞或者还有浮动式制动钳相连接，以使得制动活塞的回复自动地消除制动衬带的剩余制动作用。在浮动式制动钳中的未示出的引导栓中的支承力也变小，使得最终仅保留极其小的剩余制动作用。在图2至5中详细地示出间隙控制的时间过程。
在THZ的DK活塞3和SK活塞4的所示位置中，打开所谓的自动放气孔，以用于从存储容器6中抽吸制动液。所述位置称为正常位置。DK活塞3从所述正常位置反向于正常的操纵方向返回意味着一些设计耗费。为此可替代地存在以下可能性，即通过DK活塞3的相应的向前运动，用小的压力加载制动回路的两个制动活塞，随后通过负压仅使得第一制动活塞返回，其中将间隙调节为大于所需间隙。与此同时，另一个第二制动活塞由于与其相关联的闭合的控制阀保持在其位置中。随后，通过相应的DK活塞运动，第一制动活塞移动到更小的间隙，并且紧接着再次通过DK活塞返回运动到相应的间隙来控制第二制动活塞。在压力加载期间，也就是说，借助于小的压力脱离正常位置的阀运动期间，例如由DK活塞3提供的制动回路的控制阀18b和18c打开。同样转换阀16和16a打开。在DK活塞3返回期间，转换阀16和控制阀，例如18c，闭合，其中制动活塞12c移动到双倍的间隙。随后，当转换阀16打开并且同样控制阀18b打开时，DK活塞3保持在“正常的位置”中。在这种情况下，制动活塞12d在没有间隙的情况下移动到其初始位置中。在下一步骤中，在打开阀16和18b的情况下，制动活塞12c通过相应的DK活塞运动处于正常的间隙。在这种情况下，控制阀18c闭合。随后关闭转换阀16和控制阀18b，并且在控制阀18c打开时激活DK活塞运动。在这种情况下，在第二制动活塞12d中调节间隙。然后，在控制阀18c关闭并且转换阀16打开的情况下，活塞运动到正常位置。在正常位置中，所有阀为打开的。
用于避免从正常位置的返回运动的另一个控制可能性在于，类似于上述情形，借助于两个制动活塞12c和12d的在阀打开的情况下的小的压力加载，DK活塞3从正常位置移开。随后，DK活塞3在转换阀16关闭和控制阀18b打开的情况下返回，直到在活塞12c中达到间隙。随后关闭控制阀18b并且打开控制阀18c，并且DK活塞3继续移动，直到在制动活塞12d中同样达到间隙。然后，同样关闭控制阀18c，并且在转换阀16打开的情况下，DK活塞3返回到正常位置中。在到达正常位置后，所有还未打开的阀再次打开。要强调的是，最简单地实现所述控制。
对于制动活塞的间隙控制有不同的控制可能性。另一个控制可能性在于，使得在主回路中将转换阀17设置为THZ 4与车轮制动器的连接。为了间隙控制，在两个车轮制动器中的相应制动回路中产生小的压力。在控制阀18打开并且例如18a、18b和18c的控制阀关闭的情况下，DK活塞3和SK活塞3a的返回在制动器RBa的制动活塞12a中造成负压。所述负压能够通过压力指示器15确定。DK活塞3的相应活塞运动以类似于上述实施例的方式产生在车轮制动器RBa中期望的间隙，所树活塞运动能够借助于传感器14测定。行程传感器14能够通过BKV 8的电动马达的常见的且未示出的转角传感器来代替。以显著的额外费用能够直接通过设置在车轮制动器上的传感器37来测量或者控制在制动活塞上的间隙。
在所有四个车轮制动器上产生限定的间隙在制动操纵时意味着额外容积，也就是说额外的踏板行程，这再次使时间的响应特性变差，并且在全制动的情况下意味着更长的制动行程。所述容积补偿能够通过借助于带有THZ 4的快速制动增力器BKV 2的相应的控制在制动操纵前实现。借助于图4描述了所述过程。能够在油门踏板快速复位的情况下启动所述容积补偿控制。然而所述解决方案在具有速度控制设备的机动车中不起作用，在所述速度控制设备中脚不必放在油门踏板上。在这里，例如能够在制动踏板1上设有简单的距离传感器7，所述距离传感器7在脚接近制动踏板时测量响应距离。那么在低于某一距离时，例如能够使用于容积补偿的启动开始。
尤其是在下雨的情况下间隙应当不起作用。降雨或者潮湿的路面能够例如通过雨刷的控制信号向制动系统发出信号，所述控制信号通过总线供给ECU 19。例如使用雨水传感器的信号似乎是可能的。在这里，除了上述的标准外，在制动前不久以小于5bar的增加的压强自由地使制动盘制动，在干燥的路面的情况下且在没有制动操纵的情况下更久地行驶时，能够短时间内通过制动衬带的紧贴来清洁圆盘。
还在停车状态中或者在小的速度的情况下能够消除间隙。同样能够适用于低温，所述低温由ECU 19借助于在马达舱内的或者在现有的外部温度感应器中的温度感应器来提供。
作为优选的电动的制动增力器的替代方案，还能够使用真空的或者液压的制动增力器，从而需要附加的转换阀9和压力供应管路10。但是根据目前的现有技术，所述增力器的动力不足以实现间隙的足够快的控制和容积补偿。对于所述制动增力器而言，在图1a中提出附加解决方案。所述附加解决方案由所述转换阀16和16a以及吸压控制器38组成，所述吸压控制器38由活塞49、带有电动的驱动装置40的螺杆41以及行程传感器14组成。代替所述行程传感器14，还能够在使用电动机的情况下还能够使用集成在所述电动机内的转角指示器。作为电动机的替代方案，还能够使用线性磁体，因为用于获得所需的负压的必要的功率不是非常高。如果现在应当调节例如在车轮制动器11a中的间隙，那么关闭所有未示出的具有ABS/ESP HCU(液压计算单元)42的电动机44和泵45的电动阀。同样关闭转换阀16和16a。活塞39返回一定的行程，如已经在串联式主制动缸中所述，其中电动阀43打开。在这里还能够通过压力指示器14监控过程。在间隙被调节后，电动阀43关闭。活塞继续返回，并且连续地调节在其余的车轮制动器11b至11d中的必要的间隙。然后活塞39停止，转换阀和所有的电动阀打开。如果现在打算消除间隙或者启动制动过程，那么活塞39快速调节到初始位置中。在这种情况下，转换阀16和16a关闭。因此在制动前实现了容积补偿，并且在制动器的响应特性方面不存在缺点。压强水平处于小于2bar的范围，因此调节性能和设计成本以及重量是低的。压力指示器15存在于每个ESP系统中，并且需要时必须在用于负压的测量范围内扩展。
图2示出相应于简单控制的用于间隙调节的随时间变化的控制过程。在图表中示出活塞的行程和在制动活塞后面的压力。SK表示相应的制动活塞的行程时间分布，SDK表示DK活塞3的行程时间分布，p表示在制动活塞后面的压力，以及BLS表示间隙的大小。V16和V18表示阀16和18的位置。曲线M示出DK活塞3的调节的运动方向。在时间点t0实现了转换阀16/16a的控制，并且在t1实现了马达的控制以用于使得DK活塞3从正常位置复位，在所述正常位置，自动放气孔打开。两个切换点t0和t1还能够重合。借助于DK活塞3的返回，负压p增加，这在超过一定的值后导致制动活塞SK的运动。在DK活塞3和制动活塞SK运动期间，压力几乎保持恒定，并且远远低于表明活塞运动的临界值-1bar。为此，完全的或者最大的负压表明活塞不运动或者被卡住。在时间点t2，有关活塞表面和相应的行程的所述相互关系的理论值BLS由SK和SDK实现。在SK运动结束后负压减小。直到t3没有进行另外的运动。然后，DK活塞3运动到正常位置中，到时间点t4到达所述正常位置。在DK活塞运动期间，控制阀18保持关闭，并且转换阀16和16a打开，以用于压力补偿。
在t4时控制阀18打开，以使得在制动活塞的两侧存在大气压。在t4后，能够通过压力升高来消除间隙。在DK活塞3从正常位置继续运动时，能够从压力分布和SDK行程中测定用于再次应用的间隙，以使得借此进行间隙的诊断。重要的是，负压的持续时间短并且其水平低，以便避免带入的空气漏入制动液中。因此，在时间点t4，如果压力没有升高，那么DK活塞3必须在正常位置中，并且转换阀打开，因此完全的压力补偿作用在制动活塞上，并且所述制动活塞保持在间隙位置中。回滚密封件的摩擦力相对高。在所述限定的间隙控制的情况下，还能够使用另外的密封件，这在小的制动延迟的情况下改善制动性能。
图3描述了容积补偿控制的过程。在时间点t5实现了油门踏板的快速的回撤，这在时间点t6导致马达控制和DK活塞3的运动，并且制动衬带在相应的SK行程后再次紧贴。这在时间点t7发生，这导致马达的换极并且导致转换阀16和16a的打开。在所述返回运动中，控制阀18至18c关闭，并且经由HZ活塞的套环，通过负压将相应缺少的容积吸入HZ室中。在时间点t8再次恢复压力补偿。在时间点t9则能够正常地操纵制动器，而不存在用于压力形成的容积损失或者踏板行程损失。在这里还重要的是，非常快地完成所述过程，例如小于50ms。
图4示出用于测定制动衬带磨损的控制。在纵坐标上示出用于SK1(最小)和SK2(最大)磨损的活塞行程SK。锯齿状的分布示出用于使活塞返回到初始位置中或用于止挡的负压区间。根据图5详细描述用于制动活塞止挡的所述控制过程。在制动活塞位于止挡上以后，再次沿接触制动盘的方向进行运动。在最小磨损的情况下，这在控制活塞的ΔSK1或者ΔS1之后进行。在大的磨损的情况下，HZ全行程不足够使得能够在多个阶段ΔS2+ΔS2′中测定总的活塞运动，所述活塞运动为与磨损成比例。所述测试能够在更大的间距内进行，例如每10.000km。磨损值的外插法是有利的，以使得能够省去在维修时的昂贵的检测。
图5示出在制动活塞止挡前不久的控制过程。在t1后的第一部分相应于已经在图3中所述的部分。一旦活塞运动到止挡上，那么在时间点t10负压升高，这用作用于测量制动衬带磨损的基础。在t11时切断马达，并且关闭转换阀16、16a。在t12时DK活塞返回到初始位置中。
图6示出由浮动式制动钳支座的剖视图，所述浮动式制动钳支座具有制动固定器33、制动钳11a和引导栓31。在这里提出，对于制动钳的间隙而言，使用回滚元件30，所述回滚元件在压力加载结束后，除了产生在制动活塞中的间隙外，还产生在制动钳侧面的间隙。因此剩余制动力矩接近零，因为制动活塞借助于扩张弹簧耦联制动衬带，并且因此产生相对于制动盘的距离。
根据图7的解决方案同样具有产生在制动钳侧面的间隙的目的。在这里，在引导栓31中带有轴承销32的磁性衔铁设有扩张元件34，所述扩张元件34的摩擦力大于制动钳的两个引导销的摩擦力。在开始制动时，磁体通过线圈通电，并且吸引带有制动钳11的衔铁。在背侧上，通过制动活塞的反作用力使制动钳11经由制动衬带52压紧在制动盘上，并且因此众所周知地产生制动作用。在制动结束后切断磁体46，并且复位栓35连同压力弹簧36产生限定的间隙BLS2，并且因此产生制动钳的复位。由于在制动开始时，类似于图1，通过用于制动踏板的距离指示器激活磁体，所述间隙BLS2没有造成踏板行程延长。
以上描述了众多可行的解决方案，所述解决方案允许间隙的自适应的控制，为此保持制动作用非常小，由此大大地减少CO2和燃料消耗。根据本发明的构想不仅能够在制动活塞侧，而且还在制动钳侧通过根据本发明的解决方案有针对性地调节间隙，以使得剩余制动作用几乎为零。
图8示出如在DE 102005018649.19、DE 102006059840.7和DE102005003648中所述的电动的BKV的原理构造，其中它们的全部公开内容通过引用并入本申请中。在功能正常的BKV中，踏板与主制动缸Hz脱离耦联。踏板力由未示出的行程模拟器测得，所述行程模拟器产生习惯的踏板感觉。踏板行程传感器113检测踏板行程，所述踏板行程在特性曲线上能够与期望的制动压力相关联的。因此，通过操纵制动踏板101激活制动增力器102，所述制动增力器作用在主制动缸105的压杆活塞103上。浮式活塞104通过容积挤压和压力移动。两个活塞103和104造成在相应的制动回路中的压力产生。在存储容器中提供相应的制动液。有关已知的主制动缸的构造的细节参照DE 102005018649.19、DE 102006059840.7和DE 102005003648。已知的是，踏板行程和活塞行程在行程模拟器系统中是不同的。在以高摩擦系数制动时，活塞位于踏板之前。如果现在活塞103、104到达行程端部的区域内，那么发生再输送过程。在此，首先关闭控制阀107，并且达到的压力被限定在车轮制动器内。随后打开再输送阀108。同时通过电动的BKV使得压杆活塞103返回，从而在主制动缸中的压力几乎降低到零(0)。借助于弹簧110和活塞109将存储的制动液输从再输送装置F的已经填充的在再输送室120中送到主制动缸的工作室A1、A2中。在再输送室120中最好存在例如5bar的正压，以使得主动地将制动液输送到主制动缸中。随后关闭再输送阀108并且打开控制阀107。现在，通过相应的马达驱动装置，将制动液挤压到制动回路122中，从而根据阀107的位置，在相应的制动回路122中的压力继续增大。因此，在活塞3和4没有到达端部区域中(左边的位置)的情况下，进一步的压力增大是可能的。可选择地，还能够仅再输送到制动回路122中。通过活塞面积和活塞行程的相应的设计，在Hz中损失的容积能够预先保留在再输送室120中，以用于适用所有极端情况。由于弹簧110的预载，在相应的弹簧设计中，填充压强为例如5至10bar。因此，结合带有大的开口横截面的再输送阀108，允许快速地再输送到工作室A1、A2中，在例如50ms内，由此避免了压力增大的显著延迟。
再输送阀108应当在流过时间和切换时间方面是优化的。最好构成为在不通电时关闭的阀108能够具有大的阀座横截面。因此，通过使用常用的线圈能够仅在例如50bar的中等的压强下打开阀108。这对于再输送而言没有缺点，因为在约10bar时发生再输送阀的接通。因此，对于再输送而言，不需要昂贵的压力补偿阀。由于时间的原因也能够有意义的是，在再输送时，没有将所有容积不间断地再输送到再输送室120或者工作室中。如果例如在140bar的情况下，活塞103、104接近端部位置，那么首先能够将用于形成到170bar的压力的容积再输送。如果压力进一步增大，那么在170bar时，在新的再输送步骤中能够再输送用于例如200bar的最大压力的剩余容积。因为第一再输送步骤足够用于大部分情况，因此对于所述制动而言，能够减少在再输送期间在压力增大时的无效时间。
再输送室120能够在带状端部上填充后或者在服务时，在每次机动车启动时或者还在加速阶段中填充和诊断。为此通过马达驱动装置，最好以压力调节的方式将在再输送室中的最大压力控制为例如10bar。如果现在打开再输送阀108，那么禁止压杆活塞103移动。但是假如是所述情况，那么这预示着在活塞密封件中的泄漏或者未密封的再输送阀108。通过活塞行程sK能够确定容积差。通过容积差和诊断间隔能够确定泄漏以什么程度发生。为此在主制动缸中控制最大的再输送压力。此外，现在能够诊断，是否再输送阀108或者活塞109卡住。一旦再次填充再输送块20，那么活塞103返回。在压力容积特性曲线的分布上则能够确定，再输送活塞109是否一起移动，并且再输送阀108是否被接通。
可替代的是，通过关闭控制阀107的方式，能够检测再输送室20的填充状态，在Hz中再输送室20的最大填充压力调节为例如10bar，活塞位置作为调节量被控制，打开再输送阀108并且通过压力传感器112监测在Hz中的压力是否降低。
因此，通过再输送容积的匹配可能的是，使用用于多个机动车等级的同样的基本系统。在由Hz和真空BKV组成的传统的解决方案中，对于每种机动车等级而言，必须使用单独的几何尺寸，这意味着在生产和维修时的用于物流的额外费用。
此外，在缺乏制动力增强的情况下，通过更小的活塞直径产生明显更小的踏板力。
因为在行程模拟器系统中，制动设备的通风状态通常能够通过压力容积特性曲线检验，所以制动操纵的由主制动缸容积和再输送块挤压容积组成的总容积总体上相比较于传统的系统减小。不必再设有用于通风不佳的容积的附加的安全容积，如其在传统的系统中的情况。
用于监控再输送室20的填充状态的另一个可能性是使用可选的传感器24。所述传感器24获取活塞9的位置。传感器24能够构造为行程分辨的传感器或者转换开关，所述传感器或者转换开关获取活塞9的位置。所述传感器能够用于诊断或者用于限定的活塞控制，以便能够提供足够用于产生负压的功能的容积。
为了调节在制动盘与制动衬带之间的衬带间隙，在THZ 103、104、105中短时间产生负压。因此，制动活塞主动地退回车轮制动器中，由此来调节在制动衬带与制动盘之间的距离。这导致能够消除在制动衬带和制动盘之间的剩余摩擦作用。再输送室120能够用于产生负压。
在正常工作时，再输送室120没有被完全填充。所述再输送室120包含足够多的容积，以便能够提供用于高的压力要求的制动液，然而还能够容纳附加的容积。
在开始调节衬片衬带间隙时，活塞103通过马达驱动装置102向前移动。为此活塞104以类似的方式移动。因此在再输送阀108打开时，制动液挤入仅部分填充的再输送室120中。随后关闭再输送室108。现在关闭磁阀118并且打开控制阀107中的一个。始终位于伸展的位置上的活塞103通过马达螺杆传动装置朝着初始位置的方向略微缩回。由此产生负压，所述负压通过制动管路122传递到车轮制动器RB上，并且打开所述车轮制动器RB的控制阀107。现在，剩余的三个车轮制动器通过连续地打开相应的控制阀的方式缩回。活塞103的行程通过与制动活塞的面积比例而与制动活塞的行程成比例。在所述阶段中评估负压，以使得直到低于压力水平或者低于随时间变化的压力曲线，才评估活塞运动。随时间变化的压力曲线是指，如果通过活塞摩擦的负压是恒定的，那么这同样相当于制动活塞的运动。随后再次打开磁阀118。因此消除在THZ 105中的负压。磁阀118的作用是，阻止在THZ中的负压阶段期间制动液从容器通过THZ密封件进入THZ的工作室A1和A2中。还可能的是，通过在负压阶段时打开所有控制阀107的方式，同时拉回车轮制动器RB的所有制动活塞。
如前面所述，在正常工作时再输送室120没有被完全填充，因此所述再输送室能够容纳用于衬带间隙调节的制动液的容积。通过传感器124能够监控填充状态。可替代地还可能的是，首先完全填充再输送室，并且在活塞103返回时，关闭的控制阀107和打开的磁阀118短时间内打开再输送阀108，以便允许限定的容积从再输送室中漏出。另一个可能性是，完全清空再输送室，并且通过活塞行程103引入限定的容积。在此有利的是，两个再输送室120以彼此相互分开的方式填充，以使得一个室始终为满的，并且提供用于高压力要求的容积。
由于被调节的衬带间隙，在制动衬带和制动盘之间存在增大的距离。在制动时，所述距离受到妨碍，因为这造成附加的容积容纳，并且因此造成活塞103的损失行程。因此重要的是，在可能的制动前使得制动衬带再次紧贴制动盘。在这种情况下，称为预填充。
为此能够利用来自再输送室120的制动液。首先关闭磁阀118，打开控制阀107并且随后打开再输送阀108。因此，弹簧110通过活塞109将来自再输送室120的制动液挤压到车轮制动器RB中。经由活塞109的由传感器124提供的位置，能够控制需要的容积。可替代的是，基于再输送阀的打开时间和再输送室120的填充压力，能够调节预填充容积。如果衬带间隙被消除，那么还能够通过压力传感器112检测到。一旦制动衬带紧靠着制动盘，那么在制动回路中的压力增大。在制动行程缩短方面更有效的是预填充到约5bar，这需要外部的传感器。
一种当在被调节的衬带间隙中例如由于泄漏而清空再输送室120时可应用的方法，其设有以下步骤：再输送阀108首先保持关闭，打开控制阀107。由马达驱动装置操纵活塞103，以使得将容积输送到制动回路中，直到制动衬带紧贴。随后关闭控制阀107并且活塞103再次返回。因此，在工作室A1和A2中产生负压。一旦活塞到达初始位置，那么由于负压的原因从存储容器中抽吸出相应的容积差。
附图标记列表
1   制动踏板
2   制动增力器(BKV)
3   DK活塞(压杆活塞)
3a  SK活塞(浮式活塞)
4   THZ，串联式主制动缸
5   踏板行程指示器
6   存储容器
7   距离传感器
8   制动增力器(BKV)的电动的驱动装置
9   转换阀
10  压力供应管路
11a至d制动钳
12a至d制动活塞
14  DK行程传感器
15  在DK回路中的压力指示器
16  转换阀
16a 转换阀
17  转换阀
18  控制阀
18a 控制阀
18b 控制阀
18c 控制阀
19  存储容器ECU
20  在液压计算单元(HCU)上的温度指示器
21  脚
29  制动活塞密封件
30  回滚元件
31  引导栓
32  带有轴承销的磁性衔铁
33  制动固定器
34  扩张元件
35  复位栓
36  复位弹簧
37  制动活塞传感器
38  吸压控制单元
39  辅助活塞
40  电动机
41  螺杆
42  HCU(ABS，ESP)
43  带有ABS/ESP的止回阀的电动阀
44  HCU马达
45  HCU泵
46  带有线圈的磁回路
52  制动钳侧的制动衬带
59  制动盘
BLS 间隙
RBa至RBd车轮制动器
101 制动踏板
102 带有行程模拟器的马达驱动装置
103 压杆活塞DK
104 浮式活塞
105 主制动缸Hz
106 存储容器
107 控制阀
108 再输送阀
109 活塞
110 弹簧
111 踏板行程传感器
112 压力传感器
118 磁阀
120 再输送室
121 入口孔
122 制动回路
124 传感器
A1、A2主制动缸(HZ)的工作室
BL  制动管路
ZL  输送管路

Claims (41)

1.一种液压作用的制动系统，具有主制动缸(4)，所述主制动缸(4)的至少一个工作室通过至少一个液压管路与机动车的至少一个车轮制动器连接，其特征在于，借助于在至少一个液压管路中的负压能够调节至少一个车轮制动器(RBa至RBb)的制动活塞(12a至12d)，以用于产生间隙(BLS)。
2.根据权利要求1所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述制动系统为电动液压制动系统，其中所述主制动缸(4)的活塞(3、3a)能够借助于电驱动装置调节。
3.根据权利要求1所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述制动系统为气动液压制动系统，其中所述主制动缸(4)能够以气动的方式调节。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，控制器根据行驶状况来调节或者控制所述间隙(BLS)。
5.根据权利要求4所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述控制器在下雨和/或潮湿的路面的情况下，不控制在所述车轮制动器中的间隙(BLS)。
6.根据权利要求4或者5所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述控制器在干燥的路面的情况下，在一定的行驶时间和/或行驶路径之后，消除所述间隙(BLS)，并且对于能够预先确定的时间，朝着所述制动盘压力加载所述车轮制动器的制动衬带，以用于获得制动作用。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述控制器在正常行驶时，在没有通过驾驶员操纵所述制动器的情况下，调节间隙(BLS)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述负压能够通过调节所述主制动缸(4)的活塞(3、3a)产生。
9.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，转换阀(16、16a；118)设置在位于存储容器(6、106)与所述主制动缸(4、105)的工作室之间的连接管路中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述负压能够借助于动力总成(14、38、49、40、41)，尤其是借助于被驱动的活塞缸系统或者泵系统产生，其中所述动力总成(14、38、49、40、41)与通向至少一个，尤其是所有车轮制动器的输送管路连接，或者至少与所述主制动缸(4)的输送管路连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，转换阀(16、16a)设置在位于存储容器(6)与动力总成(14、38、49、40、41)之间的所述连接管路中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，每个车轮制动器与受控制的控制阀(18、18a、18b、18c)相关联，所述控制阀(18、18a、18b、18c)设置在所述液压管路中，所述液压管路将所述车轮制动器的制动活塞缸系统的所述工作室与所述主制动缸(4)或者所述动力总成(14、38、49、40、41)连接，其中在控制阀(18、18a、18b、18c)关闭时，所述制动活塞(12a、12b、12c、12d)通过包含的液压量保持在位置中，并且所述间隙(BLS)因此保持在所述车轮制动器中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，装置(30；32、35、36、46)在所述制动钳(11)上，尤其在所述浮动式制动钳上，施加力以用于调节所述制动钳(11)，使得在所述制动过程结束后，在所述制动衬带(52)上产生间隙(BLS2)，所述制动衬带(52)接合在所述制动盘(59)的远离所述制动活塞的一侧上。
14.根据权利要求13所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述装置(30)为回滚元件，尤其是回滚密封件，所述回滚密封件将调节力从车轮架(33)导入所述制动钳(11)的所述引导栓(31)中。
15.根据权利要求13所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述装置具有致动器(32、35、36、46)，尤其是电磁体(46)，借助于所述电磁体(46)能够将调节力导入所述浮动式制动钳(11)中，尤其是所述浮动式制动钳(11)的引导栓(31)中，其中所述致动器或者电磁体支撑在所述车轮架或者制动器架(33)上。
16.根据前述权利要求中任一项所述的液压作用的制动系统，其特征在于，再输送装置(F)能够通过输送管路(ZL)借助于阀(108)与制动管路(BL)连接。
17.根据权利要求16所述的液压作用的制动系统，其特征在于，在所述连接管路(L)中设置有截止阀(118)，所述连接管路(L)将所述制动增力器的工作室(A1、A2)与所述存储容器(106)连接。
18.根据权利要求16或者17所述的液压作用的制动系统，其特征在于，所述再输送装置(F)为带有弹簧负载的活塞(109)、弹簧(110)和工作室(120)的活塞缸系统，其中所述工作室(110)用作存储容器，并且所述弹簧(110)在所述工作室(120)变小的方向上在所述活塞(109)上施加力。
19.根据权利要求18所述的液压作用的制动系统，其特征在于，传感器测定所述活塞(109)的位置。
20.一种用于驱动根据前述权利要求中任一项所述的制动系统的方法，其特征在于，在所述主制动缸(105)中的所述容积的一部分借助于所述主制动缸(105)，在所述再输送阀(108)打开的情况下，挤压到一个或者多个再输送室(120)中，其中因此在所述再输送阀(108)闭合并且控制阀(107)打开的情况下，在所述车轮制动器(RB)中的所述制动活塞通过所述主制动缸(105)的所述活塞(103、104)的返回而从所述制动盘提升，以用于获得衬带间隙。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述车轮制动器(RB)中的所述衬带间隙被依次地或者同时地或者成对地调节。
22.根据权利要求20或者21中任一项所述的方法，其特征在于，阀(118)在产生负压期间通过缩回所述主制动缸(105)的所述活塞(103、104)而闭合，所述阀(118)设置在将所述存储容器(106)与所述主制动缸(105)连接的管路(L)中。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其特征在于，所述活塞(103、104)的限定的行程按照借助于传感器(120)测定的在所述制动管路(BL)中或者在所述主制动缸(105)中的压力实现。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其特征在于，所述再输送室(120)的所述活塞(109)位于中间位置，以使得所述再输送室(120)能够容纳用于所述衬带间隙的负压控制或者调节的另外的容积。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述中间位置通过所述磁阀(108)的有针对性的打开时间和所述容积的在所述主制动缸(105)的所述工作室(A1、A2)中的恢复来实现，而在所述期间没有发生制动。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，其特征在于，再输送室(120)的所述活塞(109)的所述中间位置的调节借助于所述位置指示器(124)进行。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的方法，其特征在于，在制动开始前，通过外部信号提供存储在再输送室(120)中的所述制动液容积，所述外部信号用于通过打开所述再输送阀(108)并且可选地通过打开一个或者所有的控制阀(107)预填充所述制动器。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述容积在产生负压时尺寸设计为，使得在预填充所述制动器时产生约5bar的压力。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的方法，其特征在于，为了借助于所述活塞(103、104)调节在车轮制动器(RB)的制动盘和制动衬带之间的制动间隙，在所述制动增力器的所述工作室(A1、A2)中产生负压，其中相应的阀或者所述阀(107)同时打开，并且所述管路(L)借助于所述阀或者阀(118)关闭，所述管路(L)将所述制动增力器的相应的工作室(A1、A2)与所述存储容器(106)连接。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的方法，其特征在于，为了消除所述衬带间隙，所述阀(118)关闭，并且因此所述阀(7)以及所述相应的阀(108)打开。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，在压力在所述相应的制动管路(122)中造成制动力的情况下，所述制动管路通过打开所述相应的阀(118)与所述存储容器(106)连接。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的方法，其特征在于，为了消除所述制动间隙，所述阀(108)关闭并且所述阀(107)打开，此后借助于所述活塞(103、104)通过所述制动管路(122)将液压介质输送到所述车轮制动器中。
33.一种在使用根据权利要求1至19中任一项所述的液压作用的制动系统的情况下的方法，其特征在于，为了产生在车轮制动器中的间隙，在主制动缸(4)与存储容器(6、106)之间的连接借助于转换阀(16、16a)闭合，并且通过调节所述主制动缸(4)的所述活塞(3、3a)和/或借助于所述动力总成(14、38、49、40、41)，在通向所述车轮制动器的所述液压管路(BL)中产生负压，或者从所述车轮制动器(RB)的所述制动活塞缸系统的工作室中输送出一定量的所述液压介质。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在获得所述期望的间隙(BLS)后，与所述车轮制动器相关联的所述控制阀(18、18a、18b、18c)关闭，以用于保持所述间隙(BLS)。
35.根据权利要求33或者34所述的方法，其特征在于，在所述各个车轮制动器中，依次地借助于所述主制动缸或者所述动力总成调节限定的间隙(BLS)。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的方法，其特征在于，在调节所述间隙后，所述主制动缸(4)的活塞(3、3a)移动到正常位置中，并且所有阀切换到所述打开位置中。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其特征在于，在所述各个车轮制动器中的所述间隙(BLS)被消除，其中通过在所述液压管路中产生正压来调节所述制动活塞，使得通过所述制动衬带紧靠在所述制动盘上来产生轻微的制动力。
38.根据权利要求33至37中任一项所述的方法，其特征在于，一旦所述制动系统根据所述行驶状态检测到，即将发生制动过程，那么消除在所述各个车轮制动器中的所述间隙(BLS)。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，根据所述油门踏板的运动，尤其是所述油门踏板的速度、操纵所述制动器的脚的速度、操纵所述制动踏板的脚相对于所述制动踏板的距离和/或距离警告系统的所述信号，所述制动系统检测到制动过程的即将发生的启动。
40.根据权利要求38或者39所述的方法，其特征在于，至少一个距离传感器(7)在至少一个方向上，最好在三个方向上测定所述脚到制动踏板的距离。
41.根据权利要求33至40中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置从所述压力信号的随时间变化的曲线中测定所述制动活塞的移动。
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