CN102834307B - 机动车制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种“线控制动”类型的机动车的制动系统，该制动系统具有致动单元，该致动单元具有可借助制动踏板致动的制动主缸(1)，该制动主缸具有壳体(2)和可移动地设置在壳体(2)中的活塞(3)，该活塞与壳体(2)一起限定了压力室(4)。根据本发明，制动主缸(1)的活塞(3)设计为具有至少两个不同大小的液压工作面的多级活塞，其中小的第一液压工作面分配给压力室(4)，大的第二液压工作面分配给填充室(6)，且填充室(6)在“线控制动”工作模式中通过压力介质管路(27)与行程模拟器(22)连接，使得在“线控制动”工作模式中小的第一液压工作面起作用，而在低效运行中在克服闭合行程后大的第二液压工作面起作用，并且根据压力室(4)中的液压压力或根据踏板力而进行液压工作面的转换。

Description

机动车制动系统
技术领域
本发明涉及一种“线控制动”类型的机动车的制动系统。
背景技术
“线控制动”的制动系统在机动车技术中越来越普及。例如由DE 10235 288 A1已知这种“线控制动”类型的机动车的电液式制动系统。
在“线控制动”的制动系统中，在没有车辆驾驶员直接参与的情况下由气动的、电的或电液式的致动单元提供在行车制动时所需的制动压力。通过所谓的行程模拟器使车辆驾驶员获得由常规的制动系统已知的踏板感觉。
在线控单元或电器装置/电子装置失效时，车辆通过在液压的制动主缸中车辆驾驶员仅借助于人力产生的液压压力进行制动(非放大的低效运行)。此外，例如当制动系统由于失去外力而变换为人力驱动的低效运行时，行程模拟器必须与踏板致动断开，因为否则耗费体积的“行程模拟器”将会导致明显延长的踏板行程，并会导致不充分的车辆减速度。出于这个原因，系统本身必须能够监控模拟器的断开。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种“线控制动”类型的机动车的制动系统，尽管行程模拟器不能断开且存在法定的500N的踏板力限制，这种制动系统在非放大的低效运行中也能以在人体工程学方面优化的踏板行程对大且重的车辆进行制动直至法律规定的最大减速度。
根据本发明，该目的这样来实现：制动系统具有：致动单元，所述致动单元包括可借助制动踏板致动的制动主缸，该制动主缸具有壳体和可移动地设置在壳体内的活塞，该活塞与该壳体一起限定了压力室，车轮制动器与该压力室相连接；处于大气压力下的压力介质贮存器；与制动主缸共同作用的、可液压致动的、具有借助于弹簧定位的模拟器活塞的行程模拟器，该模拟器活塞一方面限定了容纳弹簧的模拟器空间且另一方面限定了与制动主缸的压力室连接的模拟器腔室，其中，尤其在“线控制动”的工作模式中，行程模拟器使车辆驾驶员获得舒适的踏板感觉，且在低效运行中制动主缸通过车辆驾驶员纯人力驱动地致动；用于对车轮制动器加载压力的、可电控的、气动的、电的或电液式的压力提供单元；用于调节和/或控制在车轮制动器处施加的车轮制动压力的调压阀组件；以及控制或调节所述致动单元和/或所述调压阀组件的电子控制和调节单元；制动主缸的活塞设计为具有至少两个不同大小的液压工作面的多级活塞，其中小的第一液压工作面分配给压力室，大的第二液压工作面分配给填充室，且其中填充室在“线控制动”工作模式中通过压力介质管路与压力介质贮存器连接，使得在“线控制动”工作模式中小的第一液压工作面起作用，而在低效运行中在克服/越过闭合行程后大的第二液压工作面起作用，并且根据压力室中的液压压力或根据踏板力进行液压工作面的转换。
在正常运行中，亦即在“线控制动”工作模式中，具有较大的液压工作面的活塞级始终与压力介质贮存器连接，且因此在制动系统的正常运行中不起作用。在每次踏板致动时，可以由系统对这种对安全性重要的连接进行功能完备性方面的检查。
在低效运行中，该连接被中断且制动主缸以较大的液压工作面工作，直到结构上事先确定的转换点。在该转换点，当达到转换压力时，大的液压工作面再次与压力介质贮存器连接，且仅通过制动主缸的较小的液压工作面继续随后的压力建立。
因此，在克服了正常运行(“线控制动”工作模式)中存在的、活塞上的闭合行程后，在车轮制动回路中立即并持续地建立制动压力。由车辆驾驶员施加的致动力被直接且毫无损失地用于在制动回路中建立压力。
附图说明
本发明的其他特征、优点和可能的应用方式由随后对实施例的说明以及附图得出。
附图示意性示出：
图1示出根据发明的制动系统的实施例的致动单元；
图2示例性示出根据发明的制动系统的体积-压力特征曲线；以及
图3示例性示出在根据发明的制动系统的低效运行中踏板行程-踏板力特征曲线和踏板行程-车辆减速度特征曲线。
具体实施方式
根据发明的“线控制动”类型的机动车的制动系统包括致动单元，该致动单元具有可借助未示出的制动踏板致动的制动主缸1，该制动主缸具有壳体2和可移动地设置在壳体2中的活塞3，该活塞与壳体2一起限定了压力室4。未示出的车轮制动器以已知的方式连接到制动主缸1或压力室4。
此外，致动单元还包括处于大气压力下的压力介质贮存器5以及与制动主缸1共同作用的可液压致动的行程模拟器22，该行程模拟器尤其在“线控制动”工作模式中使驾驶员获得舒适的踏板感觉。
行程模拟器基本上由借助于弹簧23定位的模拟器活塞24组成，模拟器活塞一方面限定了容纳弹簧23的模拟器空间25且另一方面限定了与制动主缸1的压力室4连接的模拟器腔室26。
未示出的电子控制和调节单元控制或调节气动的、电的或电液式的压力提供单元以用于对车轮制动器加载压力，并控制或调节调压阀组件以用于调节和/或控制在车轮制动器处施加的车轮制动压力。
“线控制动”类型的机动车的制动系统的基本作用和基本构造是已知的，所以对此不再详细描述。因此，下面仅描述本发明的本质的特征。
在线控单元或电器装置/电子装置失效时，车辆通过在液压的制动主缸1中驾驶员仅借助于人力产生的液压压力进行制动(非放大的低效运行)。此外，例如当制动系统由于失去外力而变换为人力驱动的低效运行时，行程模拟器23必须与踏板致动断开，因为否则耗费体积的“行程模拟器”23将会导致明显延长的踏板行程，并会导致不充分的车辆减速度。出于这个原因，系统本身必须能够监控行程模拟器23的断开。
因此本发明的目的是，提供一种“线控制动”类型的机动车的制动系统，在非放大的低效运行中，尽管行程模拟器不能断开且存在法定的500N的踏板力限制，该制动系统也能以在人体工程学方面优化的踏板行程制动大且重的机动车直至法律规定的最大减速度。
因此根据本发明，制动主缸1的活塞3设计为具有两个不同大小的液压工作面的多级活塞。小的第一液压工作面分配给压力室4，大的第二液压工作面分配给填充室6。
在本发明的范围内可以设想，在活塞3上设置三级或更多级，从而构成三个或更多的不同大小的液压工作面，这些液压工作面以对准的方式相继连接。
在“线控制动”工作模式中，填充室6还通过压力介质管路27和贮存器连接线28与压力介质贮存器5连接。
如从图1可见，在“线控制动”工作模式中，压力介质管路27设计为可借助于阀29关闭/截断，阀29例如可设计为可电磁致动的、无电流状态下关闭的(常闭的)2/2(二位二通)方向阀。在非放大的低效运行中，阀29关闭填充室6和压力介质贮存器5之间的压力介质管路27。
在正常运行中，亦即在“线控制动”工作模式中，具有较大的液压工作面的活塞级始终与压力介质贮存器5连接，且因此在制动系统的正常运行中不起作用，从而在“线控制动”工作模式中仅小的第一液压工作面起作用。在每次踏板致动时，可以由系统对这种对安全性重要的连接进行功能完备性方面的检查。
像下面将描述的那样，在低效运行中，该连接被中断且制动主缸1以较大的液压工作面工作，直到结构上事先确定的转换点。在该转换点，当达到转换压力时，大的液压工作面再次与压力介质贮存器5连接，且仅通过较小的液压工作面继续随后的压力建立。
图1示出在低效运行中处于非致动位置中的制动主缸1，其中阀29关闭。两个室4、6与处于大气压力下的压力介质贮存器5连接。如从图1清楚可见，活塞3在小的第一液压工作面的区域中具有一个(或多个)第一连接孔7，该连接孔在非致动位置中将压力室4与填充室6连接。同时填充室6通过连接管路8与压力介质贮存器5连接。如果活塞3通过制动踏板的致动而沿致动方向B移动，则连接孔7和连接管路8由于越过密封圈9、10而断开，且可以在压力室4内建立液压压力。因此在克服闭合行程后，大的第二液压工作面起作用。因此能以短的踏板行程填充制动系统并能达到约0.3g的车辆减速度，并且由车辆驾驶员施加的致动力被直接且毫无损失地用于在制动回路中建立压力。
根据压力室4中的液压压力或根据踏板力进行从大的第二液压工作面到小的第一液压工作面的转换。
为此设置了阀组件21，其布置在活塞3的中央孔11中。如从图1可见，阀组件21包括具有开关活塞13的中央阀12，其中开关活塞13在其端面14上被加载压力室4的压力。此外，开关活塞13限定了开关室15，该开关室通过在活塞3内形成的第二连接孔16与填充室6连接。
如果开关活塞13由于压力室4内的压力克服开关弹簧18的压力而逆着附图中向左的致动方向B移动，则中央阀12打开并且使开关室15通过在活塞3内形成的第三连接孔17与压力介质贮存器5连接，因此只有活塞3的小的第一液压工作面还起作用。
因此在达到约0.3g的车辆减速度后，制动主缸1的液压工作面转换至较小的液压工作面。这使得车辆驾驶员可以通过该活塞3的小的液压工作面，根据制动系统和车辆的质量，以法定的500N的踏板力进行制动直至抱死极限。在此踏板行程能保持在直至100mm的在人体工程学方面最佳的范围内。
因此，在克服了活塞3处的闭合行程后，在车轮制动回路中立即并持续地建立制动压力。由车辆驾驶员施加的致动力被直接且毫无损失地用于在制动回路中建立压力。
如果在活塞3处设有三个或更多的液压工作面，则也可以设想将阀组件设置在与中央孔11平行的孔中，并分别与最小的压力室4和压力介质贮存器5连接。
为检测制动主缸1的致动行程，设有用于检测活塞3的运动和位置的传感装置，该传感装置可与电子控制和调节单元连接。如从图1可见，在活塞3处设有例如磁体形式的信号发生器19，并且传感元件20位置不变地安装在壳体2上。借助传感装置可以探测活塞3的行程，并检测驾驶员意愿或产生额定值。
压力介质贮存器5可以有利地内置在制动主缸1的壳体2中。
图2还示例性示出根据发明的制动系统的体积-压力特征曲线D。
此外，由图3可得到在根据发明的制动系统的低效运行中踏板行程-踏板力特征曲线K和踏板行程-车辆减速度特征曲线V的示例性图示。特征曲线K1示出在没有行程模拟器22情况下的踏板特性，而特征曲线K2示出在具有行程模拟器22情况下的踏板特性。
附图标记列表
1   制动主缸
2   壳体
3   活塞
4   压力室
5   压力介质贮存器
6   填充室
7   连接孔
8   连接管路
9   密封圈
10  密封圈
11  中央孔
12  中央阀
13  开关活塞
14  端面
15  开关室
16  连接孔
17  连接孔
18  开关弹簧
19  信号发生器
20  传感元件
21  阀组件
22  行程模拟器
23  弹簧
24  模拟器活塞
25  模拟器空间
26  模拟器腔室
27  压力介质管路
28  贮存器连接线
29  阀
B  致动方向
D  体积-压力特征曲线
K  踏板行程-踏板力特征曲线
V  踏板行程-车辆减速度特征曲线

Claims (7)

1.一种“线控制动”类型的机动车的制动系统，所述制动系统具有：
致动单元，所述致动单元包括：能够借助制动踏板致动的制动主缸(1)，所述制动主缸具有壳体(2)和可移动地设置在壳体(2)中的活塞(3)，所述活塞与所述壳体(2)一起限定了压力室(4)，车轮制动器与所述压力室(4)连接；处于大气压力下的压力介质贮存器(5)；可液压致动的行程模拟器(22)，所述行程模拟器与所述制动主缸(1)共同作用并且具有借助于弹簧(23)定位的模拟器活塞(24)，所述模拟器活塞一方面限定了容纳所述弹簧(23)的模拟器空间(25)且另一方面限定了与所述制动主缸(1)的所述压力室(4)连接的模拟器腔室(26)，其中，在“线控制动”工作模式中，所述行程模拟器(22)使车辆驾驶员获得舒适的踏板感觉，其中，所述制动主缸(1)在低效运行中通过车辆驾驶员纯人力驱动地被致动；
用于对车轮制动器加载压力的、可电控的、气动的、电的或电液式的压力提供单元；用于调节和/或控制在车轮制动器处施加的车轮制动压力的调压阀组件；
以及电子控制和调节单元，所述电子控制和调节单元控制或调节所述致动单元和/或所述调压阀组件，
其特征在于，所述制动主缸(1)的所述活塞(3)设计为具有至少两个不同大小的液压工作面的多级活塞，其中，小的第一液压工作面分配给所述压力室(4)，大的第二液压工作面分配给填充室(6)，且所述填充室(6)在“线控制动”工作模式中通过压力介质管路(27)与所述压力介质贮存器(5)连接，使得在“线控制动”工作模式中小的第一液压工作面起作用，而在低效运行中在克服闭合行程后大的第二液压工作面起作用，且根据所述压力室(4)中的液压压力或根据踏板力而进行所述液压工作面的转换。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述填充室(6)和所述压力介质贮存器(5)之间的所述压力介质管路(27)设计为可关闭的。
3.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，为了在所述“线控制动”工作模式中关闭所述压力介质管路(27)，在所述压力介质管路(27)中设置有阀(29)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动系统，其特征在于，在所述低效运行中借助于阀组件(21)进行所述液压工作面的转换。
5.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，所述阀组件(21)具有设置在所述制动主缸(1)的所述活塞(3)的中央孔(11)中的、具有开关活塞(13)的中央阀(12)，其中所述开关活塞(13)被加载所述压力室(4)的压力并且所述开关活塞(13)限定了与所述填充室(6)相连接的开关室(15)，所述开关室(15)在所述中央阀(12)的打开位置中与所述压力介质贮存器(5)相连接。
6.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于，所述制动主缸(1)具有用于检测所述制动主缸(1)的所述活塞(3)的运动和位置的传感装置，其中信号发生器(19)设置在所述制动主缸(1)的所述活塞(3)上，且传感元件(20)安装在所述壳体上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述压力介质贮存器(5)内置在所述制动主缸(1)的所述壳体(2)中。
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