CN103702873B - 用于车辆的制动系统以及用于运行车辆的制动系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的制动系统，该制动系统具有与至少一个车轮制动钳（20）液压连接的主制动缸（10）以及流体输送装置（22），借助所述流体输送装置能够将制动流体运输到所述至少一个车轮制动钳（20）中并且能够从所述至少一个车轮制动钳（20）中运输出来，其中所述流体输送装置（22）包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达（23），能够如此操控该泵马达，使得制动流体能够借助所述流体输送装置（22）可选地要么从流体存储装置（24）抽吸到所述至少一个车轮制动钳（20）中要么从所述至少一个车轮制动钳（20）抽吸到所述流体存储装置（24）中。此外，本发明涉及一种用于运行车辆的制动系统的方法。

Description

用于车辆的制动系统以及用于运行车辆的制动系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动系统。此外，本发明涉及一种用于运行车辆的制动系统的方法。

背景技术

在EP 0 565 153 A1中说明了一种构造为防打滑调节装置的柱塞装置。借助所述防打滑调节装置能够将制动流体容积从车轮制动钳吸入到所述防打滑调节装置的流体存储容积中，以降低所述车轮制动钳中的制动压力。同样能够将制动流体容积从所述防打滑调节装置的流体存储容积压入到所述车轮制动钳中，以提高制动压力。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的制动系统以及一种用于运行车辆的制动系统的方法。

本发明实现了一种具有流体输送装置的制动系统，所述流体输送装置用于独立于液压缸中存在的内压提高和降低所述至少一个车轮制动钳中存在的制动压力，其中所述流体输送装置具有较小的结构尺寸、能够借助低的安装花费进行安装并且能够以极低的成本来制造。所述具有能够朝两个旋转方向控制的泵马达的流体输送装置因此是一种有利的再生单元/修整单元（Verblendeinheit）。

相对于柱塞，所述流体输送装置不需要昂贵的传动机构、例如主轴传动机构。所述具有能够朝两个旋转方向控制的泵马达的流体输送装置的能耗由于消除了例如在柱塞中出现的摩擦损耗而比较低。本发明由此也保证降低设有所述制动系统的车辆的能耗和燃料排放。此外，所述流体输送装置不需要柱塞相对较大的传动比。

通过将所述流体输送装置构造用于可选地将制动流体从所述流体存储装置抽吸到所述至少一个车轮制动钳中或者从所述至少一个车轮制动钳抽吸到所述流体存储装置中，能够不仅有利地提高所述至少一个车轮制动钳中的制动压力，而且也（几乎）完全卸载所述至少一个车轮制动钳中的制动压力。由此，本发明提供了一种用于完全卸载所述至少一个车轮制动钳中的制动压力的有利的方案。在改变所述制动压力时没有必要使所述制动系统的其他组件、例如至少一个止回阀与所述流体输送装置共同作用。因此，借助所述具有能够朝两个旋转方向控制的泵马达的流体输送装置能够节省其他组件、例如止回阀。

在一种有利的实施方式中，所述包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达的流体输送装置构造为齿轮泵。所述齿轮泵是一种用于所述有利的流体输送装置的特别节省能量的实施方案。

所述包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达的流体输送装置尤其能够构造为内齿轮泵。在这种情况下，能够可靠地将制动流体可选地从所述流体存储装置输送到所述至少一个车轮制动钳中或者从所述至少一个车轮制动钳输送到所述流体存储装置中。但是，也能够取代内齿轮泵而为此使用外齿轮泵。

优选所述流体输送装置通过输入及输出控制阀与所述至少一个车轮制动钳或者与所述流体存储装置液压连接。在这种情况下，通过所述输入及输出阀的关闭能够可靠地阻止制动流体非期望地渗流穿过所述未运行的流体输送装置。

在另一种有利的实施方式中，所述流体输送装置是无弹簧的存储室。所述无弹簧的存储室例如能够理解为一种存储室，该存储室没有受到弹簧负载。通过所述存储室的无弹簧的结构能够节省存储活塞上额外的复位弹簧。

同样，所述流体输送装置能够通过连接管路与制动流体容器相连接。通过这种方式，所述流体存储装置能够无反作用压力地构造，这降低了要由所述用于将制动流体运输到所述流体存储装置中的流体输送装置施加的能量。

优选流体存储装置是非气体预加应力的（nicht-gasvorgespannt）膜式存储器。通过这种方式能够防止以下情况，即在将此前所接纳的制动流体泵吸到所述至少一个车轮制动钳中时，在所述流体输送装置的吸入侧上产生负压，所述负压会将存储室活塞往前拉直至最终止挡。

在一种有利的改进方案中，所述制动系统能够包括控制装置，该控制装置设计用于，在考虑到所提供的关于随时间变化的非液压的附加制动力矩的信息的情况下，确定所述流体输送装置的泵马达的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间并且将与所确定的目标旋转方向、所确定的目标转速和/或所确定的目标旋转持续时间相对应的泵控制信号输出给所述泵马达。在这种情况下，借助所述流体输送装置和所述控制装置能够如此调整所述至少一个车轮制动钳中的制动压力，从而尽管在所述非液压的附加制动力矩变化的情况下也能够可靠地得到遵循由驾驶员预先给定的总制动力矩。尤其能够通过这种方式如此修整随时间变化的发电机制动力矩，使得驾驶员觉察不到发电机的运行的激活或者解除激活。

上述段落中所描述的优点也在一种相应的用于运行车辆的制动系统的方法中得到保证。

有利的是，能够在考虑到随时间变化的非液压的附加制动力矩的情况下，确定所述流体输送装置的泵马达的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间并且根据所确定的目标旋转方向、所确定的目标转速和/或所确定的目标旋转持续时间运行所述流体输送装置的泵马达。按本发明的方法由此也能够用于对非液压的附加制动力矩、尤其例如发电机制动力矩进行修整。

附图说明

下面借助附图对本发明的其他特征和优点进行解释。附图示出：

图1是所述制动系统的一种实施方式的示意图；并且

图2是用于示出用来运行车辆的制动系统的方法的一种实施方式的流程图。

具体实施方式

图1示出了所述制动系统的第一实施方式的示意图。

在图1中示意性地示出的制动系统包括主制动缸10，该主制动缸例如构造为串联主制动缸。但是，接下来所说明的用于车辆的制动系统不局限于具有构造为串联主制动缸的主制动缸10的设计方案。

优选制动操纵元件12如此布置所述主制动缸10上，使得设有所述制动系统的车辆的驾驶员能够借助施加到所述制动操纵元件12上的驾驶员制动力Ff使所述主制动缸10的至少一个能够移置的活塞、例如杆式活塞和/或浮式活塞至少部分地向内移置到所述主制动缸中。所述制动操纵元件12尤其能够构造为制动踏板。但是，所述接下来所说明的制动系统不局限于具有构造为制动踏板的制动操纵元件12的设计方案或者具有所述制动操纵元件12的设计方案。

可选地，所述制动系统也具有制动力放大器14，该制动力放大器设计用于，在操纵所述制动操纵元件12时将（相对于驾驶员制动力Ff）附加的辅助力施加到所述主制动缸10的至少一个能够移置的活塞上。通过这种方式，能够在使车辆制动时在力方面减轻驾驶员的负荷。所述制动力放大器14例如能够是液压的制动力放大器和/或机电的制动力放大器。所述制动力放大器14有利地构造为能够连续地控制/控制的制动力放大器。但是所述制动力放大器14的可构造性不局限于这里所列举的实施例。

所述制动系统也能够包括至少一个传感器16，所述传感器设计用于，求取通过驾驶员对所述制动操纵元件12进行的操纵的操纵强度并且输出相应的传感器信号。所述至少一个传感器16例如能够设计用于，求取所述驾驶员制动力Ff、所述制动操纵元件12的移置位移和/或制动压力。所述至少一个传感器16尤其能够是杆式位移传感器或者制动压力传感器。但是，所述至少一个传感器16的可构造性不局限于上面所描述的实施例。

在所述主制动缸10上也能够布置制动流体容器18（储备容器）。所述制动流体容器18尤其能够通过至少一个流体交换口、例如通气孔与所述主制动缸10进行（液压的）连接。优选所述制动流体容器18如此构造，即所述制动流体容器18中独立于所述主制动缸10中的内压（恒定地）存在着大气压。

所述主制动缸10与至少一个车轮制动钳20液压连接。液压连接能够理解为，在两个彼此液压连接的组件之间（至少在至少一个可能布置在其之间的阀处于确定的状态中时）保证了制动流体运输。所述主制动缸10与所述至少一个车轮制动钳20的液压连接尤其能够理解为，驾驶员能够借助至少部分地将所述至少一个能够移置的活塞向内移置到所述主制动缸10中将制动流体从所述主制动缸10运输到所述至少一个车轮制动钳中。由此驾驶员能够通过对于所述制动操纵元件12的操纵在所述至少一个车轮制动钳20中形成制动压力以将液压制动力矩施加到所述至少一个所配属的车轮上。

所述制动系统尤其能够具有四个被分别分配给车辆的车轮的车轮制动钳20。但是要指出，这里所说明的制动系统不局限于具有确定数目的车轮制动钳的设计方案。所述制动系统由此也能够构造用于使具有四个以上的车轮的车辆制动。

所述制动系统也具有流体输送装置22，借助该流体输送装置能够将制动流体运输到所述至少一个车轮制动钳20中并且能够从所述至少一个车轮制动钳20中运输出来。所述流体输送装置22包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达23，该泵马达能够如此操控，使得制动流体能够借助所述流体输送装置22可选地要么从流体存储装置24抽吸到所述至少一个车轮制动钳20中要么从所述至少一个车轮制动钳20抽吸到所述流体存储装置24中。为此，所述流体输送装置22在一侧与所述流体存储装置24液压连接并且在另一侧与所述至少一个车轮制动钳20液压连接。

由此除了从所述主制动缸10中运输出的制动流体，还能够借助所述流体输送装置22将更多的制动流体泵吸到所述至少一个车轮制动钳20中。因此，通过给所述制动系统配设所述流体输送装置22能够使所述至少一个车轮制动钳中的制动压力上升超过借助所述驾驶员制动力Ff形成的制动压力。这例如能够用于使所述车辆更快地制动。同样，所述至少一个车轮制动钳20中的制动压力能够借助所述流体输送装置22来降低。

通过有利地给所述制动系统配设所述流体输送装置能够可选地使得所述至少一个车轮制动钳20中的制动压力（独立于所述主制动缸10中存在的内压）保持恒定、降低或者提高。也可以换句话说，能够独立于施加到所述制动操纵元件12上的驾驶员制动力Ff调整所述至少一个车轮制动钳20中的制动压力。所述流体输送装置22由此也能够用作修整装置，借助所述修整装置所述至少一个车轮制动钳20的液压制动力矩能够与非液压的附加制动力矩、例如发电机制动力矩相匹配。如下面还要更详细地解释的那样，所述流体输送装置22尤其适合于对随时间变化的发电机制动力矩进行修整。但是要指出，所述流体输送装置22的可用性不局限于对于发电机制动力矩的修整。

所述设有能够朝两个旋转方向控制的泵马达23的流体输送装置22相对于柱塞具有明显减小的结构尺寸。此外，所述流体输送装置22能够在没有摩擦损耗的情况下运行，由此能够降低设有所述制动系统的车辆的能耗以及有害物质排放。此外，所述流体输送装置22不需要昂贵的传动机构，由此一般来说其能够以比柱塞低的成本来制造。

所述包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达23的流体输送装置22例如能够构造为齿轮泵。通过将所述流体输送装置22构造为齿轮泵能够将在将制动流体从所述流体存储装置24运输到所述至少一个车轮制动钳20中时或者在将制动流体从所述至少一个车轮制动钳20运输到所述流体输送装置24中时的脉动保持较低/较小的程度。通过这种方式能够防止，驾驶员在操纵所述制动操纵元件12时感觉到所述制动操纵元件12的由较大的脉动引起的振动或者颤动。由于减少/防止了所述脉动，由此对于驾驶员来说能够实现舒适的制动操纵感觉。此外，使用所述构造为齿轮泵的流体输送装置22能够明显降低力矩的不均匀度，由此能够减少固体传声。

所述具有能够朝两个旋转方向控制的泵马达23的流体输送装置22优选构造为内齿轮泵。所述构造为内齿轮泵的流体输送装置22能够借助成本低廉的并且要求小的结构空间的泵马达23来运行。但是要指出，所述制动系统的可构造性不局限于使用具有能够朝两个旋转方向控制的泵马达23的作为流体输送装置22的确定的泵类型。例如也能够取代用于进流和回流运转的内齿轮泵而使用用于进流和回流运行的外齿轮泵。

可选地，所述流体输送装置22能够通过输入及输出控制阀26与所述至少一个车轮制动钳20（或者与所述流体存储装置24）液压连接。通过给所述制动系统配设所述输入及输出控制阀26能够可靠地防止制动流体非期望地渗流穿过未被操纵的流体输送装置22。在一种成本低廉的实施方式中，所述输入及输出控制阀26能够是分配阀。作为替代方案，也能够将能够连续地调整/调节/控制的阀用作输入及输出控制阀26。优选所述输入及输出控制阀26构造为常闭阀。因为所述输入及输出控制阀26的通电在这种情况下仅对于将所述输入及输出控制阀26控制到所述至少部分打开的状态中来说是有必要的，所以通过所述输入及输出控制阀26的常闭的结构能够节省能量。

但是这里所说明的制动系统不局限于具有所述输入及输出阀26的设计方案。尤其在构造所述防止制动流体非期望地渗流穿过未被操纵的流体输送装置22时能够放弃所述输入及输出控制阀26。

这里所说明的制动系统尤其能够有利地用在车辆中，所述车辆除了燃烧发动机28还具有（未示出的）用于对车辆电池30进行充电的发电机。但是，所述制动系统的可用性不局限于设有发电机的车辆。

所述制动系统也能够设有ESP装置32，该ESP装置设计用于操控所述至少一个制动回路的（未示出的）高压分配阀、转换阀、车轮输入阀和/或车轮输出阀。同样，所述制动系统能够设计用于执行ABS功能。所述ESP装置32能够包括马达34以及液压单元36。但是，因为所述制动系统的可设计性不局限于所述ESP装置32的或者所述至少一个制动回路的确定的类型，所以在这里不更加详细地对此进行探讨。

在一种有利的改进方案中，所述制动系统具有控制装置38，该控制装置设计用于操控所述流体输送装置22和/或所述用于对随时间变化的非液压的附加制动力矩、例如发电机的发电机制动力矩进行修整的能够连续调节的输出阀26。所述控制装置38能够通过管路44与所述至少一个传感器16、泵马达23、能够连续调节的阀26、发电机、车辆电池30和/或ESP装置32相连接。

在一种有利的实施方式中，所述控制装置38设计用于，在考虑到所提供的关于随时间变化的非液压的附加制动力矩的信息的情况下，确定所述流体输送装置22的泵马达23的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间并且将与所确定的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间相对应的泵制动控制信号输出给所述泵马达23。尤其在所述非液压的附加制动力矩随时间增加时、特别是发电机制动力矩随时间增加时，能够如此确定所述泵马达23的目标旋转方向，从而借助所述流体输送装置22能够将制动流体从所述至少一个车轮制动钳20抽吸到所述流体存储装置24中。相应地，在所述非液压的附加制动力矩随时间减小时、尤其在发电机制动力矩随时间减小时，能够如此确定所述泵马达23的旋转方向，从而借助所述流体输送装置22能够将制动流体从所述流体存储装置24抽吸到所述至少一个车轮制动钳20中。所述目标转速和/或所述目标旋转持续时间能够根据所述非液压的附加制动力矩的时间差来确定。通过这种方式能够保证，由驾驶员预先给定的总制动力矩尽管在所述非液压的附加制动力矩变化时也例如能够通过所述发电机的激活或者解除激活可靠地得到遵循。

此外，所述控制装置38能够设计用于执行下面要更详细地说明的方法步骤。因此，关于所述控制装置38以及能够借助其执行的方法步骤的设计方案参照下面的附图。

所述流体存储装置24能够是存储室、尤其是无弹簧的存储室。通过所述存储室的无弹簧的结构能够省去存储活塞上额外的复位弹簧。但是要指出，通过所述流体输送装置22的有利的可使用性也能够克服在所述流体存储装置24中存在的压力将制动流体从所述至少一个车轮制动钳20运输到所述流体存储装置24中。因此，将所述流体存储装置24构造为无弹簧的存储室或者构造为低压存储装置仅仅是可选的。

此外，所述流体存储装置24能够通过（未示出的）连接管路例如从其背侧与所述制动流体容器18相连接。通过将所述流体存储装置24有利地连接到所述制动流体容器18上在接纳（来自所述至少一个车轮制动钳20的）制动流体时，通过所述流体存储装置24的存储活塞的移动来将制动流体从所述存储活塞的背侧挤压到所述制动流体容器18中。所述与制动流体容器18相连接的流体存储装置24因此能够无反压力地构造。这降低了要由所述用于将制动流体从所述至少一个车轮制动钳20运输到所述流体存储装置24中的流体输送装置22施加的压力并且由此降低了所述流体输送装置22的能耗。同样，通过这种方式能够降低对于所述流体输送装置22的制造方面的要求。

此外，在将所述流体存储装置24有利地连接到所述制动流体容器18上时，从两侧向所述存储活塞中的密封件加载制动流体。所述密封件由此能够具有很小的摩擦。由此能够降低用于所述流体存储装置24的、例如能够由PTFE（聚四氟乙烯）构成的密封件的成本。

在一种优选的实施方式中，所述流体存储装置24是非气体预加应力的膜式存储器。通过这种方式能够防止，在借助所述流体输送装置22将此前所接纳的制动流体抽吸到所述至少一个车轮制动缸20中时，在所述流体输送装置22的吸入侧处产生负压并且由此将所述存储活塞/存储室活塞往前拉直至最终止挡。使用膜片由此是一种有利的用于降低/避免所述连接到制动流体容器18上的流体存储装置24中的预加压力的方案。优选如此设计所述膜片，使得其在出现较高的压力时抵靠在所述存储室的壳体上，而同时不受到损坏/破坏。在此要指出，将所述流体存储装置24构造为膜式存储器即使在没有在背侧与所述制动流体容器18相连接的情况下也是有利的，因为通过这种方式不再需要进行润滑以降低运动的密封件的摩擦。

当然，所述制动系统不局限于构造为非气体预加应力的膜式存储器的流体存储装置24。作为所述流体存储装置24的这种结构的替代方案，也能够在吸入所述存储活塞时降低所述密封件的摩擦，其方式为，替代对活塞运动的辅助而安装弹性较弱的弹簧。

所述流体存储装置24尤其能够为处于2到5cm³、尤其处于3到3.5cm³之间的存储容积而设计。对于所述流体存储装置24来说，由此也能够使用节省空间的组件。

在此要指出，在上面所解释的实施例中，排除了在所述流体存储装置24的密封件处的泄漏。

图2示出了流程图，该流程图用于示出用来运行车辆的制动系统的方法的一种实施方式。

在图2中示意性地示出的方法例如能够借助上面所说明的制动系统来执行。但是要指出，所述方法的可执行性不局限于使用这种制动系统。

在方法步骤S1中，提高至少一个与液压缸液压连接的车轮制动钳中的制动压力。这通过对流体输送装置的泵马达的操控来进行，所述流体输送装置在一侧与所述至少一个车轮制动钳相连接并且另一侧与流体存储装置相连接。在此朝第一旋转方向控制所述流体输送装置的泵马达，由此将流体从所述流体存储装置抽吸到所述至少一个车轮制动钳中。

在方法步骤S2中，降低所述至少一个车轮制动钳中的制动压力。这通过朝向与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向控制所述流体输送装置的泵马达进行。通过朝第二旋转方向运行所述泵马达将制动流体从所述至少一个车轮制动钳抽吸到所述流体存储装置中。

所述方法步骤S1和S2的名称没有规定用于执行这些方法步骤的时间顺序。换而言之，所述方法步骤S1和S2能够以不同的顺序在任意多次重复的情况下来执行。

可选地，在方法步骤S3中，能够在考虑到随时间变化的非液压的附加制动力矩的情况下确定所述流体输送装置的泵马达的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间。随后根据所确定的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间来运行所述泵马达。也可以换句话说，即在方法步骤S3中确定，是否应该执行方法步骤S1或者S2并且在此应该遵守何种目标转速和/或目标旋转持续时间。

Claims (9)

1.用于车辆的制动系统，具有：

主制动缸（10），其与至少一个车轮制动钳（20）液压连接；以及

流体输送装置（22），借助所述流体输送装置能够将制动流体运输到所述至少一个车轮制动钳（20）中并且能够从所述至少一个车轮制动钳（20）中运输出来，其中所述流体输送装置（22）包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达（23），能够如此操控所述泵马达，使得制动流体能够借助于所述流体输送装置（22）可选地要么从流体存储装置（24）抽吸到所述至少一个车轮制动钳（20）中要么从所述至少一个车轮制动钳（20）抽吸到所述流体存储装置（24）中；

其特征在于，

所述流体输送装置（22）附加于ESP装置（32）构造在所述制动系统上，所述ESP装置包括附加的液压单元（36）和马达（34），并且所述流体输送装置（22）在一侧与所述流体存储装置（24）液压连接并且在另一侧通过输入及输出控制阀（26）与所述ESP装置（32）和所述至少一个车轮制动钳（20）液压连接。

2.按权利要求1所述的制动系统，其中所述包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达（23）的流体输送装置（22）构造为齿轮泵。

3.按权利要求2所述的制动系统，其中所述包括能够朝两个旋转方向控制的泵马达（23）的流体输送装置（22）构造为内齿轮泵。

4.按前述权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其中所述流体存储装置（24）是无弹簧的存储室。

5.按前述权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其中所述流体存储装置（24）通过连接管路与制动流体容器（18）相连接。

6.按前述权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其中所述流体存储装置（24）是非气体预加应力的膜式存储器。

7.按前述权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其中所述制动系统包括控制装置（38），所述控制装置设计用于，在考虑到所提供的关于随时间变化的非液压的附加制动力矩的信息的情况下确定所述流体输送装置（22）的泵马达（23）的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间并且将与所确定的目标旋转方向、所确定的目标转速和/或所确定的目标旋转持续时间相对应的泵控制信号输出给所述泵马达（23）。

8.用于运行车辆的制动系统的方法，具有以下步骤：

通过朝第一旋转方向控制流体输送装置（22）的泵马达（23）提高至少一个与主制动缸（10）液压连接的车轮制动钳（20）中的制动压力，所述流体输送装置附加于包括附加的液压单元（36）和马达（34）的ESP装置（32）构造在所述制动系统中，并且所述流体输送装置在一侧通过输入及输出控制阀（26）与所述ESP装置（32）和所述至少一个车轮制动钳（20）相连接并且在另一侧与流体存储装置（24）相连接，由此将制动流体从所述流体存储装置（24）抽吸到所述至少一个车轮制动钳（20）中（S1）；并且

通过朝第二旋转方向控制所述流体输送装置（22）的泵马达（23）降低所述至少一个车轮制动钳（20）中的制动压力，由此将制动流体从所述至少一个车轮制动钳（20）抽吸到所述流体存储装置（24）中（S2）。

9.按权利要求8所述的方法，其中在考虑到随时间变化的非液压的附加制动力矩的情况下，确定所述流体输送装置（22）的泵马达（23）的目标旋转方向、目标转速和/或目标旋转持续时间并且根据所确定的目标旋转方向、所确定的目标转速和/或所确定的目标旋转持续时间运行所述流体输送装置（22）的泵马达（23）。