CN105008192A - 电动液压机动车制动系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动液压机动车制动系统。该制动系统包括：主缸；机电致动器，其用于在制动系统的线控制动(BBW)模式下致动容纳在主缸中的活塞；机械致动器，其可以通过制动踏板被致动，用于在制动系统的推动-通过(PT)模式下致动活塞。在BBW模式下，在制动踏板和活塞之间的传力路径中存在具有所限定间隙长度的间隙，以使制动踏板从活塞脱接。配置制动系统，使得在BBW模式下，间隙长度取决于制动踏板的踏板行程。

Description

电动液压机动车制动系统及其操作方法
技术领域
本公开总体涉及车辆制动系统的领域。具体来说，将描述具有用于致动制动系统的机电致动器的电动液压车辆制动系统。
背景技术
发现机电致动器在车辆制动系统中已经应用了一段时间，例如，用于实现电子驻车制动功能(EPB)的目的。在机电制动系统(EMB)中，它们取代了车轮制动器处的传统液压缸。
因为技术进步，机电致动器的性能不断提高。因此，还为了实现用于车辆动态控制的现代系统的目的，考虑利用这种类型的致动器。这样的控制系统被认为是防抱死制动系统(ABS)、防滑调节系统(ASR)和电子稳定程序(ESP)，电子稳定程序(ESP)还被称为为车辆稳定控制(VSC)。
WO 2006/111393A教导了一种电动液压制动系统，该电动液压制动系统具有在车辆动态控制模式下承担压力调制的高度动态机电致动器。WO 2006/111393A中描述的机电致动器被设置成直接作用于制动系统的主缸。因为机电致动器的高度动态，从WO 2006/111393A得知的制动系统的液压组件可以减少到每个车轮制动器单个二位二通阀。为了实现车轮特定压力调制的目的，在多路复用模式(multiplex mode)下单独地或成组地驱动阀。
然而，挑战还来自对每个车轮制动器仅一个阀的最小化，诸如，当阀被同时打开时不期望的压力均衡。在WO 2010/091883A中指出基于高度动态控制行为的针对该问题的解决方案。
WO 2010/091883A公开了一种电动液压制动系统，该电动液压制动系统具有主缸和容纳在主缸内的串联活塞。串联活塞能够通过机电致动器被致动。机电致动器包括关于串联活塞同心布置的电动机，并且还包括将电动机的旋转运动转换成活塞的平移运动的传动布置。该传动布置由滚珠丝杆驱动器组成，其中，滚珠丝杆螺母以抗扭方式与电动机的转子联接，并且滚珠丝杆螺杆作用于串联活塞。
从WO 2012/152352A得知具有作用于主缸的机电致动器的另一种电动液压制动系统。该系统可以在再生模式下操作(发生器操作)。
发明内容
将指出一种电动液压机动车制动系统以及用于操作这样的制动系统的方法，该制动系统呈现尤其从安全观点来说有利的功能。
根据一方面，指出一种电动液压机动车制动系统，该制动系统包括：主缸；机电致动器，该机电致动器用于在制动系统的线控制动(BBW)模式下致动容纳在主缸中的第一活塞；机械致动器，该机械制动器能够通过制动踏板被致动，用于在所述制动系统的推动-通过(push-through，PT)模式下致动第一活塞。在BBW模式下，在制动踏板和第一活塞之间的传力路径中存在具有一间隙长度的间隙，以使制动踏板从第一活塞脱接。以在BBW模式下，间隙长度呈现对制动踏板的踏板行程的依赖性(dependence)的方式，配置制动系统。
可以通过机电致动器直接或间接地致动容纳在主缸中的活塞。例如，为了直接作用于主缸的活塞，可以布置机电致动器。为此目的，所述致动器可以与活塞机械联接或者能够与活塞机械联接。然后，可以通过致动器直接致动活塞。作为其替代，机电致动器可以与制动系统的不同于主缸的气缸/活塞装置相互作用。此外，气缸/活塞装置可以在出口侧上与主缸的活塞流体联接。在该情况下，可以经由由气缸/活塞装置提供的液压力(并且在机电致动器的帮助下)液压致动主缸的活塞。
可以根据给定要求，不同地设计间隙长度对踏板行程的依赖性。根据一种实现，间隙长度随着制动踏板的降低而增大。该增大可以连续或不连续(例如，在多个阶段中)发生。此外，该增大可以相对于踏板行程成比例地(例如，线性地)或不成比例地发生。另外或作为其代替，间隙长度可以随着制动踏板上的回抬(easing back)而减小。当制动踏板降低和回抬时，间隙长度对踏板行程的依赖性可以是相同的或可变的。在可变依赖性的情况下，例如可以配置滞后。
通常，可以通过传动比(transmission ratio)限定间隙长度对踏板行程的依赖性。例如可以在由间隙的踏板侧边界行进的距离和由间隙的活塞侧边界行进的距离之间建立传动比。传动比可权宜地位于在约1:1.25至1:5之间(例如，在约1:1.5至1:4之间)的范围内。
制动踏板的未致动位置中的间隙的长度可以总计在约0.5mm至2mm之间(例如，约1mm)。通常，所述间隙可以被限制在在一侧上的第一活塞或能够随着第一活塞移动的第一致动元件的第一端面和在另一侧上的与制动踏板联接的第二致动元件的第二端面之间。在PT模式下，第一端面和第二端面能够变为毗邻，克服所述间隙，以此方式，可以通过制动踏板机械地致动第一活塞。
可以通过机电致动器的踏板行程依赖和/或踏板力依赖驱动能力，实现间隙长度对踏板行程的依赖性。为此目的，可以内置踏板行程传感器和/或踏板力传感器。通过驱动机电致动器的控制单元来估计相应输出信号。
根据变型例，机电致动器可以以在制动踏板降低的情况下，第一活塞通过机电致动器比落后于第一活塞的间隙的踏板侧边界更快横移(traverse)的方式被驱动。以此方式，间隙长度可以随着将被实现的制动踏板的降低而增大。
机电致动器能够被驱动，以在至少部分下降的制动踏板的情况下，产生第一气缸在朝向制动踏板的方向上的反冲程。为了不同目的，例如，为了将贮存器外部的液压流体抽吸到主缸中的目的，可能发生这种类型的反冲程。根据一种实现，如果检测到在主缸中仍然可用的液压流体的体积不再充足，则在车辆动态控制模式下执行这样的反冲程。第一气缸的反冲程可以伴随着车轮制动器从主缸的液压脱接。此外，为此目的，主缸和贮存器之间的阀可以被打开。
在制动系统的一种实现中，除了主缸之外，还提供在其中容纳第二活塞的又一液压缸。制动踏板可以与第二活塞联接，以在制动踏板降低的情况下，使液压流体排出到液压缸外部。在该情况下，第二活塞可以与致动元件刚性联接，形成间隙的踏板侧边界。该致动元件可以具有大体杆状形状。
此外，制动系统可以包括用于踏板反应响应的液压模拟装置。该液压模拟装置可以被设计成通过第二活塞的致动，接纳排出到液压缸外部的液压流体。
可以在液压缸和液压模拟装置之间设置截止阀。为了限制制动踏板的目的，液压缸可以被设计成通过截止阀与液压模拟装置可分离。踏板行程限制可以被设置用于不同目的。例如，可以在车辆动态控制模式下激活踏板行程限制。以此方式，根据踏板行程的缩短(与正常制动相比)，触觉反馈可以被输出给驾驶员。在该情况下，触觉反馈可以指示车辆动态控制的开始或结束。根据变型例，在车辆动态控制模式下，踏板行程被限制为路面的静态摩擦系数的函数。在该情况下，证明踏板行程越短(也就是说，踏板行程限制可以更快开始)，静态摩擦系数越低。
根据又一方面，指出一种用于操作电动液压机动车制动系统的方法，所述制动系统包括：主缸；机电致动器，该机电致动器用于在制动系统的BBW模式下致动容纳在主缸中的第一活塞；以及机械致动器，该机械制动器能够通过制动踏板被致动，用于在制动系统的PT模式下致动第一活塞，其中，在BBW模式下，在制动踏板和第一活塞之间的传力路径中存在具有一间隙长度的间隙，以使制动踏板从第一活塞脱接。该方法包括以下步骤：在BBW模式下，将间隙长度设定为制动踏板的踏板行程的函数。
同样提供一种计算机程序产品，具有用于当计算机程序产品正在至少一个处理器上运行时实现本文中提出的方法的计算机代码装置。该计算机程序产品可以被机动车控制单元或机动车控制单元系统包括。
根据车辆制动系统的构造，为了不同目的，可能发生通过间隙使制动踏板从主缸活塞脱接。在通常根据BBW原理设计的制动系统的情况下，除了PT模式已被激活的紧急制动操作之外，可以提供永久脱接。在再生制动系统的情况下，这种类型的脱接至少在关于至少一个车辆轮轴的再生制动操作(发生器操作)的范围内实现。
为了驱动机电致动器和车辆制动系统的可选其它组件的目的，制动系统可以呈现合适驱动装置。这些驱动装置可以包括电力、电子或程序控制组件和其组合。例如，驱动装置可以被设置在公共控制单元中或由单独电子控制单元(ECU)组成的系统中。
附图说明
本文中提出的液压车辆制动系统的其他优点、方面和特点由示例性实施方式的以下描述并且还由附图产生。示出：
图1电动液压车辆制动系统的第一实施方式；
图2电动液压车辆制动系统的第二实施方式；
图3电动液压车辆制动系统的第三实施方式；
图4电动液压车辆制动系统的第四实施方式；
图5A根据图1至图4中的一个的制动系统的未致动正常位置的示意图；
图5B根据图1至图4中的一个的制动系统的致动位置的示意图；
图6A和图6B以示例性方式示出间隙长度对制动踏板行程的依赖性的示意图。
具体实施方式
图1示出基于线控制动(BBW)原理的液压车辆制动系统100的第一实施方式。制动系统100可以可选地在再生模式下操作(例如，在混合动力车辆中)。为此目的，设置电机102，电机102提供发生器功能，并且可选地连接到车轮和能量存储装置(例如，电池(未示出))。
如图1中所示，制动系统100包括可以安装在车辆舱壁上的主缸组件104。制动系统100的液压控制单元(HCU)106在功能上布置在车辆的主缸组件104和四个车轮制动器FL、FR、RL和RR之间。HCU 106采取集成组件的形式，并且包括多个液压独立组件并且还包括许多流体入口和流体出口。此外，提供仅被示意性表示的模拟装置108，用于在行车制动模式下可以进行踏板反应响应。模拟装置108可以基于机械或液压原理。在最后提到的情况下，模拟装置108可以被连接直至HCU 106。
主缸组件104呈现在其中可重定位地容纳活塞的主缸110。在该实施方式中，活塞采取具有主活塞112并且具有辅助活塞114的串联活塞形式，并且在主缸110中限定相互分离的两个液压室116、118。为了经由相应端口供应液压流体，主缸110的两个液压室116、118连接到无压力液压流体贮存器120。两个液压室116、118中的每个此外与HCU 106联接，并且分别限定制动电路I.和II.。在该实施方式中，提供用于制动电路I.的液压力传感器122，液压力传感器122还可被集成到HCU 106中。
主缸组件104还包括机电致动器(即，机电调节元件)124以及机械致动器(即，机械调节元件)126。机电致动器124和机械致动器126能够致动主缸活塞，并且为此目的，作用于该活塞(更精确地为主活塞112)的输入侧端面。致动器124、126以它们能够相互独立地(且分别地或联合地)致动主缸活塞的方式被设计。
机械致动器126具有传力元件128，传力元件128为杆形的并且能够直接作用于主活塞112的输入侧端面。如图1中所示，传力元件128与制动踏板130联接。将理解，机械作动器126还可以包括在功能上布置在制动踏板130和主缸110之间的其它组件。这种类型的其它组件可以具有机械性质和液压性质。在最后提到的情况下，致动器126采取液压/机械致动器126的形式。
机电致动器124在输出侧上呈现电动机134并且还呈现跟随电动机134的传动机构136、138。在该实施方式中，传动机构是由可旋转支承螺母136和螺杆138组成的布置，螺杆138与螺母136接合(例如，经由滚动元件，诸如滚珠)并且在轴向上移动。在其它实施方式中，可以发现关于齿条与齿轮传动机构或其它类型的传动机构的应用。
在本实施方式中，电动机134具有圆柱结构形状，并且关于机械致动器126的传力元件128同心地延伸。更精确地，电动机134相对于传力元件128径向布置在外部。电动机134的转子(未示出)以抗扭方式与传动螺母136联接，以将传动螺母136设置成进行旋转。螺母136的旋转运动以螺杆138的轴向重定位产生的方式被传输到螺杆138。图1中的螺杆138左边的端面在该情况下(当合适时经由中间构件)变为紧靠图1中的主活塞112右边的端面，并且由于这样，可以将主活塞112(连同辅助活塞114)向图1中的左边重定位。此外，活塞布置112、114还可以通过延伸穿过螺杆138(采取空心体的形式)的机械致动器126的传力元件1128向图1中的左边重定位。活塞布置112、114向图1中的右边的重定位由液压室116、118中普遍存在的液压力导致(在释放制动踏板130时，并且当合适时，在将螺杆138向右机动重定位的情况下)。
在图1中所示的主缸组件104的变型例中，为了在车轮制动器处建立液压力的目的，以机电致动器124可直接作用于主缸110的活塞(更精确地为主活塞112)的方式，布置机电致动器124。换句话说，主缸110的活塞112被机电致动器124直接机械致动。在主缸组件104的另选构造中，可以在机电致动器124的帮助下液压(图1中未示出)致动主缸110的活塞。在该情况下，主缸110可以与同机电致动器124相互作用的其它气缸/活塞装置流体联接。具体来说，例如，以在与机电致动器124联接的气缸/活塞装置中生成的液压力直接作用于主活塞112并且因此导致主缸110中的主活塞112的致动的方式，气缸/活塞装置可以在出口侧上与主缸110的主活塞112流体联接。在一种实现中，至目前为止，因为作用于主缸110中的液压力，主活塞112然后被重定位(向图1中的左边的重定位)，直到在主缸液压室116、118中生成的液压力对应于在附加气缸/活塞装置中生成的液压力为止。
如图1中所示，脱接装置142在功能上设置在制动踏板130和传力元件128之间。脱接装置142使得制动踏板130能够从主缸110中的活塞布置112、114选择性地脱接。以下，将更详细地阐明脱接装置142和模拟装置108的操作模式。在该上下文中，应该指出，图1中表示的制动系统100基于线控制动(BBW)原理。这意味着，在正常行车制动的范围内，脱接装置142和模拟装置108二者都被激活。因此，经由图1中未表示的间隙，制动踏板130从传力元件128(并且因此与主缸110中的活塞布置112、114)脱接，并且可以经由机电致动器124专门实现活塞布置112、114的致动。通过与制动踏板130联接的模拟装置108，在该情况下提供惯常踏板反应响应。
在行车制动的范围内，机电致动器124因此承担制动力生成的功能。根据通过电动机134将螺杆138向图1中的左边重定位，并且由此还将主缸110的主活塞112和辅助活塞114向左移动的事实，在该情况下生成作为制动踏板130降低的结果要求的制动力。以此方式，液压流体被传送到液压室116、118外部，经由HCU 106到达车轮制动器FL、FR、RL和RR。
由此导致的车轮制动器FL、FR、RL和RR的制动力的水平被设置为由传感器装置记录的制动踏板的致动的函数。为此目的，设置距离传感器146和力传感器148，由驱动电动机134的电子控制单元(ECU)150估计距离传感器146和力传感器148的输出信号。距离传感器146记录与制动踏板130的致动相关联的致动距离，而力传感器148记录关联致动力。作为传感器146、148的(并且当合适时还有压力传感器122的)输出信号的函数，用于电动机134的驱动信号由控制单元150生成。
在本实施方式中，以用于使制动踏板130从主缸/活塞布置112、114脱接的上述间隙的长度呈现对制动踏板130的踏板行程的依赖性的方式，实现电动机134的(并且因此机电致动器124的)驱动。以间隙长度随着制动踏板130的降低(也就是说，随着踏板行程增加)而增大的方式，选择依赖性。为此目的，控制单元150估计距离传感器146的(并且另外或另选地力传感器148的)输出信号，并且以在制动踏板130降低的情况下，使活塞布置112、114比落后于活塞布置112、114的间隙的制动踏板侧边界向图1中的左边更快横移的方式，驱动机电致动器124。
既然已经更详细地阐述了在行车制动(BBW模式)的情况下的处理，现在将在紧急制动模式的情况下，简要地描述PT模式。紧急制动模式是例如机电致动器124的车辆电池或组件的故障的结果。在紧急制动模式下去激活脱接装置142(和模拟装置108)使得制动踏板130与主缸110直接联接(即，经由传力元件128)。
通过按压制动踏板130发起紧急制动。然后，制动踏板的致动经由传力元件128被传输到主缸，克服上述间隙。作为该结果，活塞布置112、114向图1中的左边重定位。结果，为了生成制动力的目的，液压流体被传送到主缸110的液压室116、118外部，经由HCU 106到达车轮制动器FL、FR、RL和RR。
根据第一实施方式，HCU 106具有相对于车辆动态控制模式(诸如ABS、ASR、ESP等制动控制功能)原理是常规的具有总计12个阀(除了例如与脱接装置142和模拟装置108的激活和去激活结合使用的阀之外)的结构。由于机电致动器124然后在生成制动力的范围内(并且当合适时，专门地)被驱动，因此通过HCU 106(并且当合适时，诸如液压泵的单独液压力发生器)以已知方式产生附加控制功能。但是在HCU 106中的液压力发生器还可以被省掉。然后，机电致动器124在控制模式的范围内另外承担压力调制。为此目的，在被设置用于机电致动器124的控制单元150中实现相应控制机制。
在根据图2的又一变型例中，在HCU 106中，除了四个阀152、154、156、158之外，可以省略用于车辆动态控制模式(例如，ASR模式和ESP模式)的专用阀。所以，在HCU 106的该又一变型例中，可以依靠仅具有四个阀152、154、156、158(和相应驱动件)的从WO 2010/091883A或WO 2011/141158A(参见图15)得知的阀布置。然后，还通过机电致动器124实现在控制模式下的液压力调制。换句话说，在该情况下，不仅考虑在行车制动的范围内生成制动力，而且例如为了车辆动态控制的目的(也就是说，例如，在ABS和/或ASR和/或ESP控制模式下)，驱动机电致动器124。连同机电致动器124的驱动，在多路复用模式下实现阀152、154、156、158的车轮专用或车轮组专用驱动。在图2中所示的实现中，在阀152、154、156、158和主缸之间不存在用于车辆动态控制的目的的其它阀。
多路复用模式可以是时分多路复用模式。在该情况下，通常可以预先确定各个时隙。阀152、154、156、158中的一个或更多个可以依次被分配给各个时隙，阀152、154、156、158在相应时隙期间被致动(例如，通过从打开到闭合和/或相反的切换状态的单次改变或重复改变)。根据一种实现，正好一个时隙被分配给阀152、154、156、158中的每个。一个或更多个其他时隙可以被分配给一个或更多个其他阀布置(图2中未示出)。
在多路复用模式下，首先，阀152、154、156、158中的多个或所有阀可以例如被打开，并且同时，通过机电致动器124，可以在所分配的车轮制动器FL、FR、RL和RR中的多个或所有车轮制动器处建立液压力。当获得车轮专用目标压力时，相应阀152、154、156、158然后以时隙同步方式闭合，而一个或更多个其他阀152、154、156、158继续保持打开，直到相应目标压力也被获得的时间为止。因此，四个阀152、154、156、158分别用于每个车轮或车轮组在多路复用模式下被打开和闭合，作为相应目标压力的函数。
根据一种实现，阀152、154、156、158被实现为二位二通阀，并且采取例如不可控截止阀的形式。因此，在该情况下，可以设置无孔横截面，诸如将是例如具有比例阀的情况。在另一种实现中，阀152、154、156、158被实现为具有可调节孔横截面的比例阀。
图3示出基于结合图1和图2中所示的示意性实施方式阐述的功能原理的车辆制动系统100的更详细实施方式。在该情况下，给相同或类似元件设置与图1和图2相同的参考符号，并且以下将省掉对其的阐述。为了清楚起见，未示出ECU、车轮制动器、分配给车轮制动器的HCU的阀单元、以及用于再生制动模式的发生器。
图3中所示的车辆制动系统100还包括两个制动电路I.和II.，由此，主缸110的两个液压室116、118依次分别被精确地分配给一个制动电路L,II.。主缸110具有每个制动电路I.、II.两个端口。在该情况下，这两个液压室116、118分别流入到第一端口160、162，液压流体经由第一端口160、162可以被传送到相应室116、118外部，进入所分配的制动电路I.、II.。此外，制动电路I.和II.中的每个都可以分别经由第二端口164、166连接到图3中未示出的无压液压流体贮存器(图1中的参考符号120)，第二端口164、166通向主缸110中的相应环形室110A、110B。
在主缸110的相应第一端口160、162和相应第二端口164、166之间，分别提供阀170、172，在本实施方式中，阀170、172被实现为二位二通阀。通过阀170、172，第一端口160、162和第二端口164、166可以选择性地相互连接。在一侧上，这对应于主缸110之间的“液压短路”，并且在另一侧上，这对应于无压液压流体贮存器(其然后经由环形室110A、110B连接到液压室116、118)。在该状态下，主缸110中的活塞112、114可以通过机电致动器124或通过机械致动器126在没有阻力的情况下被重定位(“自由行进使能”)。以此方式，两个阀170、172使能够处于例如再生制动模式(发生器操作)。这里，在主缸110中的传送移动的过程中排出到液压室116、118外部的液压流体然后不流到车轮制动器，而是流到无压液压流体贮存器，在车轮制动器处不发生液压力的建立(通常，这在再生制动模式下是不期望的)。然后，依靠发生器(参见图1和图2中的参考符号102)在再生制动模式下实现制动动作。
应该指出，可以以轴专用方式实现再生制动模式。因此，在在再生制动模式下的轴相关制动电路划分的情况下，两个阀170、172中的一个可以被闭合并且另一个打开。
两个阀170、172此外能够降低车轮制动器处的液压力。为了避免机电致动器124的反冲程(例如，为了避免对制动踏板的反应)，在机电致动器124故障(例如，堵塞)或者在车辆动态控制模式下，可能期望这样的压力降低。为了降低压力的目的，两个阀170、172还移动到它们的打开位置，作为其结果，液压流体能够从车轮制动器经由主缸110中的环形室110A、110B流回到液压流体贮存器中。
最终，阀170、172还能够使液压室116、118重新填充。这样的重新填充在不间断制动处理期间变得必要(例如，因为所谓的制动衰退)。为了重新填充的目的，车轮制动器经由HCU(图3中未示出)的所分配阀与液压室116、118可流体分离。在车轮制动器中普遍存在的液压力因此被“锁定”。因此，阀170、172被打开。在主缸110中设置的活塞110、112的随后反冲程(到图3中的右边)的过程中，液压流体然后被抽吸到无压贮存器外部，进入室116、118中。最后，阀170、172可以被再次闭合，并且到车轮制动器的液压连接可以再次被打开。在活塞112、114的随后输送冲程(到图3中的左边)的过程中，之前“锁定”的液压力然后可以进一步增大。
如图3中所示，在本实施方式中，模拟装置108和脱接装置142二者都基于液压原理。模拟装置108和脱接装置142二者分别包括气缸108A、142A，气缸108A、142A用于接纳液压流体和容纳在相应气缸108A、142A中的活塞108B、142B。脱接装置142的活塞142B与图3中未示出的制动踏板(参见图1和图2中的参考符号130)机械联接。此外，活塞142B具有在轴向上延伸穿过气缸142A的延伸件142C。活塞延伸件142C相对于用于主活塞112的传力元件128同轴延伸，并且在制动踏板的致动方向上设置在所述主活塞的上游。
两个活塞108B、142B中的每个都通过弹性元件108C、142D(这里，在每个示例中都是卷簧)被偏置到其初始位置。关于这一点，模拟装置108的弹性元件108C的特征曲线限定期望踏板反应响应。
如图3中进一步所示，本实施方式中的车辆制动系统100包括三个其他阀174、176、178，阀174、176、178在此被实现为二位二通阀。将理解，在不要求相应功能的其它变型例中，这三个阀174、176、178中的任一个或所有可以被省略。此外，将理解，所有这些阀都可以是单个HCU框(参见图1和图2中的参考符号106)的一部分。该HCU框可以包括其他阀(参见以下图4)。
第一阀174设置在在一侧上的脱接装置142(经由在气缸142A中设置的端口180)还有模拟装置108(经由在气缸108A中设置的端口182)和在另一侧上的无压液压流体贮存器(经由主缸110的端口166)之间。在其横移位置中呈现节流阀特性的第二阀176被插入气缸108A的端口182的上游。最后，第三阀178被设置在在一侧上的液压室116(经由端口166)和制动电路I.与在另一侧上的脱接装置142(经由端口180)的气缸142A之间。
第一阀174使得能够选择性地激活和去激活脱接装置142(并且还间接地选择性地激活和去激活模拟装置108)。如果阀174处于其打开位置，则脱接装置142的气缸142A液压连接到无压液压贮存器。在该位置，脱接装置142根据紧急制动模式被去激活。此外，还去激活模拟装置108。
阀174的打开产生以下情况：使得在活塞142B重定位(作为制动踏板致动的结果)时，容纳在气缸142A中的液压流体可以在没有阻力的情况下，被大量传送到无压液压流体贮存器。该处理基本上独立于阀176的位置，这是因为阀176在其打开位置也具有显著节流效果。因此，在阀174的打开位置，模拟装置108也被间接去激活。
在阀174的打开状态下致动制动踏板的情况下，活塞延伸件142C朝向传力元件128克服间隙190，并且结果变为紧靠传力元件128。在克服间隙190之后，传力元件128通过活塞延伸件142C的重定位被捕获，并且因此致动主制动气缸110中的主活塞112(并且还间接地致动辅助活塞114)。这对应于为了在紧急制动模式下在制动电路I.、II.中建立液压力的目的已经结合图1阐述的制动踏板和主缸活塞的直接联接。
在阀174闭合(并且阀178闭合)时，一方面，脱接装置142被激活。这对应于行车制动模式。在该情况下，在致动制动踏板的情况下，液压流体被传送到气缸142A外部，进入模拟装置108的气缸108A中。以此方式，模拟器活塞108B倚靠弹性元件108C提供的反作用力被重定位，使得产生惯常踏板反应响应。同时，活塞延伸件142C和传力元件128之间的间隙190继续保持。结果，制动踏板从主缸机械脱接。
在本实施方式中，根据通过机电致动器124，主活塞112至少与活塞142B因为制动踏板的致动向左移动那样快地向图3中的左边移动的事实，实现间隙190的保持。由于传力元件128与主活塞112机械地或以其它方式(例如，磁性)联接，因此当通过传动螺杆138致动主活塞112时，传力元件128与主活塞112一起移动。传力元件128的该传输允许间隙190的保持。
在行车制动模式下保持间隙190要求对活塞142B行进的距离的(并且因此踏板行程的)精确记录。为此目的，设置基于磁性原理的距离传感器146。距离传感器146包括与活塞142B刚性联接的挺杆146A，在挺杆146A的端部装配有磁性元件146B。通过霍尔效应(Hall-effect)传感器146C记录磁性元件146B的移动(即，挺杆146A或活塞148行进的距离)。通过图3中未示出的控制单元(参见图1和图2中的参考符号150)估计霍尔效应传感器146C的输出信号。基于该估计，然后可以驱动机电致动器124。
现在，参考第二阀176，第二阀176被插入模拟装置108的上游并且在许多变型例中可以被省略。该阀176具有预定或可调节节流阀功能。通过可调节节流阀功能，例如，可以实现用于踏板反应响应的滞后或其它特性。此外，通过阀176的选择性闭合，可以限制活塞142B的运动(阀174、178被闭合)，并且因此限制制动踏板行进的运动。
在其打开位置，第三阀178能够将液压流体传送到气缸142外部，进入制动电路I.，或者更准确地，进入主缸110的液压室116，并且反之亦然。将流体传送到气缸142A外部进入制动电路I.使得例如能够快速应用制动器(例如，在机电致动器124的传送动作开始之前)，由此阀178立即被再次闭合。此外，阀178被打开，可以经由活塞142B实现对制动踏板的液压反应(例如，通过机电致动器124生成的车辆动态控制模式下的压力调制)。
在通向气缸142A的端口180的液压管线中，提供压力传感器148，压力传感器148的输出信号允许关于制动踏板上的致动力的推断。通过图3中未示出的控制单元估计该压力传感器148的输出信号。基于该估计，为了实现上述功能的目的，然后可以实现阀170、172、174、176、178中的一个或更多个阀的驱动。此外，基于该估计，可以驱动机电致动器124。
在图3中所示的制动系统100的情况下，可以使用图1中所示的HCU 106。在图4中示出用于根据图3的制动系统100的该HCU 106的示例性实现。这里，提供了用于实现车辆动态控制功能的总计12个(附加)阀以及附加液压泵。在另选变型例中，对于图3中所示的制动系统100，还可以找到根据图2的多路复用布置(除了图3中所示的阀之外，具有总计4个阀)的应用。
另外，在根据图3和图4的实施方式中，存在在一侧上的传力元件128和在另一侧上的活塞延伸件142C之间的间隙190的踏板行程依赖性。以下，参考示意性图5A和图5B，将关于间隙190的长度d(“间隙长度d”)的行程依赖性更详细地阐述图3或图4中的制动系统100的致动过程中的处理。将理解，还可以在根据图1或图2的制动系统100的情况下，实现相应技术细节。
在图5A和图5B中，已经示出对于间隙长度d的行程依赖性的阐述很关键的根据图3或图4的制动系统100的组件。关于这一点，图5A示出在BBW模式下的制动系统100的未致动正常位置(也就是说，制动踏板未致动)，而图5B示出在BBW模式下的致动位置。
如图5A中所示，在一侧上的传力元件128和另一侧上的活塞延伸件142的相互面对端面之间形成间隙190。在根据图5A的未致动正常状态下，间隙长度d呈现约1mm的预定最小值dMIN。
在致动制动踏板的情况下，气缸142A中的活塞142B向图5A中的左边重定位并且行进距离sEIN。在BBW模式下，气缸142A和模拟装置108的气缸108A之间的阀176通常打开。在活塞142B重定位的情况下排出到室142A外部的液压流体可以随后排入到气缸108A中，并且在该处理中，与弹簧弹力(参见图3和图4中的元件108C)相反，将图5A中的活塞108B向下重定位。该弹簧弹力产生驾驶员熟悉的踏板反应响应。
在致动制动踏板的情况下，气缸142A中的活塞142B可以行进的距离sEIN限于通常10mm至20mm(例如，约16mm)的最大值sEIN,MAX。该限制还产生对制动踏板行程的限制。
在根据图5A的实施方式中，因为活塞108B在气缸108A中停止，导致最大值sEIN,MAX受到限制，这将活塞108A的行程sSIM限制到最大值sSIM,MAX。在最大值sEIN,MAX和sSIM,MAX之间，存在通过重定位在两个气缸142A、108和两个活塞142B、108B的液压活动工作表面之间的液压流体的体积预先确定的功能关系。
如上已经阐述的，可以将行程sEIN限制到比通过sSIM,MAX建立的最大值更低的最大值。通过在活塞108B达到其在气缸108A中的停止之前闭合阀176，产生该限制(这里将假设排出到气缸142A外部的液压流体不能另外溢出—也就是说，例如，图3和图4中的阀174、178被闭合)。
通过闭合阀176产生的行程sEIN的限制从而限制踏板行程。在本实施方式中，在部署ABS控制的情况下，承担这样的踏板行程限制。根据当阀176闭合时踏板行程缩短，由触觉装置将驾驶员的注意力吸引到路面的低静态摩擦系数和ABS控制的部署。在该情况下，踏板行程限制越快开始(即，最大踏板行程越短)，静态摩擦系数越低。该踏板反应响应被不基于BBW原理的传统制动系统的驾驶员知晓。
在BBW模式下致动制动踏板的情况下，机电致动器124被驱动，以通过螺杆138作用于主缸110中的主活塞112，并且因此还作用于辅助活塞114。因此，活塞布置112、114向图5A中的左边(或者在释放制动踏板时向右边)重定位距离sHBZ。距离sHBZ同样被限制到大致35mm至50mm(例如，约42mm)的最大值距离sHBZ,MAX。因为两个活塞112、114中的至少一个在主缸110中停止，导致该限制。
如上已经指出的，传力元件128与主活塞112固定地或可释放地(例如，通过磁力)并且机械地联接。因此，主缸110中的主活塞112(和辅助活塞114)的重定位产生传力元件128在方向和距离方面的相同重定位。
机电致动器124的驱动现在以特定传动比被限定在sEIN和sHBZ之间的方式被实现。在本实施方式中，传动比被选择为>1并且例如达到1:3(参见图6A)的量。因为传力元件128与主活塞112的刚性联接并且还有活塞延伸件142C与活塞142B的刚性联接，在面向传力元件128的活塞延伸件142C的端面行进的距离和分配给活塞延伸件142C的传力元件128的端面行进的距离之间产生相同传动比。
因此，以间隙长度d随着制动踏板的降低而连续增大的方式选择传动比。因此，确保传力元件128比跟随它的活塞延伸件142C向图5B中的左边更快地移动。因此，这里可以谈及活塞142B的行程sEIN和间隙长度d之间的传动，由此如图6B中所示的传动比总计约2(通常可以在1:1.5至1:4之间)。
间隙长度d随着制动踏板的降低而增大从安全观点来说是有利的，因为随着制动踏板行程增加，获得制动踏板从主缸110中的活塞布置112、114的更强机械脱接。
增大的间隙长度d从另一个观点来说也是有利的。如上已经阐述的，在根据图3或图4的制动系统100的情况下，在某些情形下，在行驶制动的范围内(例如，在车辆动态控制的部署之后)，可能变得必须将液压流体抽吸到贮存器外部，进入主缸110。为此目的，如已经阐述的，到车轮制动器的流体管线被闭合，重新填充阀170、172被打开。此外，通过机电致动器124发起活塞112、114的反冲程，以将液压流体抽吸到贮存器外部，进入液压室116、118。作为反冲程的结果，活塞布置112、114并且还有传力元件128向图3中的右边移动。
因为相对大间隙长度d＝sHBZ-sEIN+sMIN，可能发生显著反冲程(并且从而主缸110中的液压流体的显著体积吸入)，而传力元件128通过克服间隙190不撞击活塞延伸件142C。以此方式，可以避免制动踏板上的不期望触觉反馈。同时，确保在未致动正常位置处，仅存在小间隙长度dMIN。因此，必须实现到PT模式的切换，可以快速地克服为长度dMIN的间隙190，得到活塞延伸件142C与传力元件128的大部分瞬时联接。
在根据图3、图4、图5A和图5B的实施方式中，在传力元件128和活塞延伸件142C之间设置间隙190。应该指出，在其它变型例中，还可以在制动踏板130和主缸/活塞布置112、114之间的传力路径中的另一个位置处设置间隙。例如，可以想到将活塞延伸件142C和传力元件128形成为单个无间隙组件。在该情况下，然后可以在面向制动踏板的主活塞112的端面和面向主活塞113的集成元件128、142C的端面之间设置间隙。

Claims (18)

1.一种电动液压机动车制动系统(100)，所述制动系统(100)包括：
主缸(110)；
机电致动器(124)，所述机电致动器(124)用于在所述制动系统(100)的线控制动(BBW)模式下，致动容纳在所述主缸(110)中的第一活塞(112；114)；
机械致动器(126)，所述机械致动器能够通过制动踏板(130)被致动，用于在所述制动系统(100)的推动-通过(PT)模式下致动所述第一活塞(112；114)，
其中，在所述BBW模式下，在所述制动踏板(130)和所述第一活塞(112；114)之间的传力路径中存在具有一间隙长度(d)的间隙(190)，以使所述制动踏板(130)从所述第一活塞(112；114)脱接，并且其中，以在所述BBW模式下所述间隙长度(d)呈现对所述制动踏板(130)的踏板行程的依赖性的方式，配置所述制动系统(100)。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其中
所述间隙长度(d)随着所述制动踏板(130)的降低而增大。
3.根据权利要求1或2所述的制动系统，其中
通过所述间隙(190)的踏板侧边界行进的距离和所述间隙(190)的活塞侧边界行进的距离之间的传动比来限定所述间隙长度(d)对所述踏板行程的依赖性。
4.根据权利要求3所述的制动系统，其中
所述传动比在约1:1.25至1.6之间的范围内。
5.根据前述权利要求中的一项所述的制动系统，其中
所述间隙(190)被限制在在一侧上的所述第一活塞(112；114)或者能够随着所述第一活塞(112；114)移动的第一致动元件(128)的第一端面和在另一侧上的与所述制动踏板(130)联接的第二致动元件(142C)的第二端面之间。
6.根据权利要求5所述的制动系统，其中
在所述PT模式下，所述第一端面和所述第二端面能够变为毗邻，克服所述间隙(190)，以通过所述制动踏板(130)致动所述第一活塞。
7.根据前述权利要求中的一项所述的制动系统，其中
通过所述机电致动器(124)的踏板行程依赖和/或踏板力依赖驱动能力，实现所述间隙长度(d)对所述踏板行程的依赖性。
8.根据前述权利要求中的一项所述的制动系统，其中
所述机电致动器(124)能够以在所述制动踏板(130)降低的情况下，所述第一活塞(112；114)通过所述机电致动器(124)比落后于所述第一活塞(112；114)的所述间隙(190)的制动踏板侧边界更快横移的方式被驱动。
9.根据前述权利要求中的一项所述的制动系统，其中
所述机电致动器(124)能够被驱动，以当所述制动踏板(130)至少部分降低时，产生所述第一气缸(112；114)在朝向所述制动踏板(130)的方向上的反冲程。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其中
所述反冲程用于将贮存器(120)外部的液压流体抽吸到所述主缸(110)中。
11.根据前述权利要求中的一项所述的制动系统，其中
设置在其中容纳第二活塞(142B)的液压缸(142A)，其中，所述制动踏板(130)与所述第二活塞(142B)联接，以在所述制动踏板(130)降低的情况下，使液压流体排出到所述液压缸(142A)外部。
12.根据权利要求11所述的制动系统，其中
所述第二活塞(142B)与致动元件(142C)刚性联接，形成所述间隙(190)的踏板侧边界。
13.根据权利要求11或12所述的制动系统，其中
设置用于踏板反应响应的液压模拟装置(108)，所述液压模拟装置(108)被设计成接纳排出到所述液压缸(142A)外部的液压流体。
14.根据权利要求11至13中的一项所述的制动系统，其中
在所述液压缸(142A)和所述液压模拟装置(108)之间设置截止阀(176)。
15.根据权利要求14所述的制动系统，其中
为了通过所述截止阀(176)的踏板行程限制的目的，所述液压缸(142A)与所述液压模拟装置(108)可分离。
16.一种用于操作电动液压机动车制动系统(100)的方法，所述制动系统(100)具有：主缸(110)；机电致动器(124)，所述机电致动器(124)用于在所述制动系统(100)的线控制动(BBW)模式下致动容纳在所述主缸(110)中的第一活塞(112；114)；以及机械致动器(126)，所述机械制动器(126)能够通过制动踏板(130)被致动，用于在所述制动系统(100)的推动-通过(PT)模式下致动所述第一活塞(112；114)，其中，在所述BBW模式下，在所述制动踏板(130)和所述第一活塞(112；114)之间的传力路径中存在具有一间隙长度(d)的间隙(190)，以使所述制动踏板(130)从所述第一活塞(112；114)脱接，该方法包括以下步骤：
在所述BBW模式下，将所述间隙长度(d)设定为所述制动踏板(130)的踏板行程的函数。
17.一种计算机程序产品，具有用于当所述计算机程序产品正在至少一个处理器上运行时实现根据权利要求16所述的方法的计算机代码装置。
18.一种机动车控制单元或机动车控制单元系统，所述机动车控制单元或机动车控制单元系统包括根据权利要求18所述的计算机程序产品。
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