CN107660188A - 电动液压机动车辆制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动液压机动车辆制动系统以及用于操作电动液压机动车辆制动系统的方法。所述电动液压制动系统包括：具有至少一个车轮制动器的第一制动回路；具有至少一个车轮制动器的第二制动回路；被设计成流体地联接至第一制动回路或第二制动回路中的至少一个并用于在第一制动回路或第二制动回路中的至少一个中产生液压压力的第一汽缸活塞组件，该第一汽缸活塞组件包括至少一个第一活塞；包括至少一个第二活塞的第二活塞汽缸组件；以及作用在第二汽缸活塞组件的第二活塞上的机电致动器，第二气缸活塞组件被设计成流体地联接至第一气缸活塞组件，以便在致动机电致动器时提供用于致动第一活塞气缸组件并在第二活塞气缸组件中产生的液压压力，并且第二活塞汽缸组件被设计成流体地联接至第一制动回路和/或第二制动回路，使得当致动第二活塞汽缸组件中的机电致动器时，第一制动回路和/或第二制动回路可受到第二活塞气缸组件中产生的液压压力的冲击。

Description

电动液压机动车辆制动系统
技术领域
本公开总体上涉及制动系统的领域。具体地，描述了一种电动液压机动车辆制动系统。现代机动车辆制动系统通过“线控制动”原理操作。这意味着经由液压压力发生器(与脚踏力无关地)在车轮制动器上形成液压压力。线控制动制动系统有许多优点。例如，它们非常适合安装能量回收系统。此外，这样的制动系统允许更好地控制每个单个车轮处的制动压力的形成，并且更好地整合车辆动态管理程序(例如，ABS、ASR、ESP程序)。
背景技术
从WO2012/062393A1和WO2012/152352A1已知实现线控制动制动系统的示例。其中教导的电动液压制动系统具有不同的制动回路，该制动回路可借助液压流体或液压流体压力进行控制。已知的液压压力发生器还包括用于产生液压压力的气缸活塞装置和作用在该气缸活塞装置的活塞上的机电致动器。机电致动器布置在气缸活塞装置的下游并且直接与气气缸活塞装置的活塞联接。活塞因此可以经由致动器直接操作，从而可以与脚踏力无关地在车轮制动器处形成液压压力。气缸活塞装置还可以经由力传递装置与踏板接口联接。在制动系统的紧急操作的情况下(例如在机电致动器或其控制器发生故障的情况下)，力传递装置允许气缸活塞装置与制动踏板接口机械联接，以便允许气缸活塞装置的活塞借助于踏板接口处的脚踏力进行操作(推进操作)。
在DE102011086986A1、DE102011086258A1和DE102012212836A1中可以找到电动液压制动系统的其它示例。
根本问题
电动液压制动系统的制动回路将以廉价且空间最优化的方式彼此完全流体分离。由此可以确保的是，在制动回路中彼此完全流体分离地存在(或者可以保持)相同的液压压力。
提出的解决方案
电动液压机动车辆制动系统包括具有至少一个车轮制动器的第一制动回路和具有至少一个车轮制动器的第二制动回路。用于在第一制动回路或第二制动回路中的至少一个中产生液压压力的第一气缸活塞装置将与第一制动回路和第二制动回路中的至少一个流体地联接。
第一气缸活塞装置包括至少一个第一活塞。第二气缸活塞装置包括至少一个第二活塞。机电致动器作用在第二气缸活塞装置的第二活塞上。第二气缸活塞装置将与第一气缸活塞装置流体地联接，以便提供在机电致动器操作时在第二气缸活塞装置中产生的液压压力，用于第一气缸活塞装置的操作。另外，第二气缸活塞装置以如下这样的方式与第一制动回路和/或第二制动回路流体地联接，即，使得在机电致动器操作时第一制动回路和/或第二制动回路将直接被施加在第二气缸活塞装置中产生的液压压力。
第二气缸活塞装置可以为制动系统提供用于第一气缸活塞装置的第一活塞的液压操作的液压压力。所提供的操作压力的范围指定了第一活塞的操作程度或运动范围，并因此指定了在两个制动回路的车轮制动器处产生的液压压力。
第二气缸活塞装置也可以将其中产生的液压压力直接施加到第一制动回路和第二制动回路，并因此不需要插入第一气缸活塞装置。第二气缸活塞装置因此被构造成将预定体积的液压流体以及因此液压压力直接施加到两个流体分离的制动回路。两个制动回路的流体分离在安全性方面是有利的。如果制动回路中的一个中出现故障或失灵，则另一制动回路的功能不会受到影响。当两个制动回路中的一个借助第二气缸活塞装置直接作用时，从第二气缸活塞装置输送的液压流体体积的至少一部分可以被供应到第一气缸活塞装置，以便确保在两个制动回路中存在至少大致相同的液压压力。
检测到的驾驶员的制动意图或车辆动态管理程序确定由第二气缸活塞装置提供的液压压力。在制动系统的线控制动操作中，第一活塞的操作借助于操作第二气缸活塞装置的第二活塞的机电致动器与脚踏力无关地发生。
第二气缸活塞装置的第二活塞可以将第二气缸活塞装置的汽缸分成第一液压室和第二液压室。根据制动系统的结构并且根据第二气缸活塞装置的构造，可以将第二气缸活塞装置的第一液压室和第二液压室在不同情况下分别与制动回路中的一个或与第一气缸活塞装置流体地联接。因此，第一液压室可以与第一气缸活塞装置流体地联接。另选地，第一液压室可以与第一制动回路和/或第二制动回路流体地联接。第二液压室可以与第一气缸活塞装置流体地。第二液压室还可以与第一制动回路和/或第二制动回路流体地联接。
为了改变第一液压室和第二液压室的容积，第二气缸活塞装置的第二活塞能够沿第一操作方向和第二操作方向移位。例如，第一操作方向可以与第一制动回路相关联，并且第二操作方向可以与第二制动回路相关联。然而，第一操作方向也可以与第一气缸活塞装置相关联。在这种情况下，例如，第二操作方向则可以与第一制动回路和第二制动回路相关联。液压流体的流动可以经由阀装置来控制。
至少一个传感器单元可以与电动液压制动系统相关联。所述至少一个传感器单元可以用于检测机电致动器的位置。例如，传感器单元可以检测致动器的角位置。利用由所述至少一个传感器单元检测到的位置，可以确定第二气缸活塞装置的汽缸内的第二活塞的位置。由此可以确定第一液压室和第二液压室的容积或者这些容积的变化。例如，传感器单元可以具有编码器。传感器单元还可以包括霍尔(Hall)传感器和至少一个磁体，由此磁体可以被设置在致动器的可旋转元件上。霍尔传感器然后可以在磁体的磁场作用在霍尔传感器上时产生输出信号。以这种方式，同样可以确定机电致动器的位置。
电动液压制动系统还可以具有至少一个控制单元。该控制单元可以用于电控制机电致动器。控制单元可以被构造成评估指示驾驶员的制动意图和/或机动车辆的行驶状态的测量的变量，并且传递用于致动器的相应控制命令。基于评估的传感器信号，控制单元可以相应地控制机电致动器以便在第二气缸活塞装置中产生操作压力。制动的意图可以通过制动踏板处的传感器单元或踏板接口来检测，并且由制动系统的电子控制单元转换成用于机电致动器的相应操作信号。制动的意图可以例如通过检测制动踏板路径和/或作用在制动踏板上的操作力来确定。诸如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(ASR)、电子稳定程序(ESP)(也被称为车辆稳定控制(VSP))或者自适应巡航控制系统(ACC)的车辆动态管理程序可以装在电子控制单元中。能够基于检测到的指示车辆的行驶状态的传感器数据来传递用于机电致动器的命令。在推进操作中，第一气缸活塞装置的至少一个第一活塞的操作根据脚踏力发生。
所述至少一个控制单元可以被构造成基于所述至少一个传感器单元的信号来确定第二气缸活塞装置的第二活塞的位置。特别是在车辆动态管理(诸如ABS控制的操作和/或ASR控制的操作和/或ESP控制的操作)期间，必须能够确定第二活塞的位置，因为在车辆动态管理的情况下，液压流体经由相应的制动回路以受控的方式排放到液压流体储存器中。因此，必须能够确定制动回路中的液压流体的体积。借助于传感器单元可以检测致动器的位置并由此检测第二气缸活塞装置的汽缸中的第二活塞的位置。利用第二活塞的位置，可以经由控制单元确定第二气缸活塞装置的第一液压室和第二液压室的容积。基于液压室的容积或者基于第二活塞的位置，能够知道在第一制动回路中和在第二制动回路中当前有多少液压流体的体积。
在车辆动态管理(ABS、ESR、ASR)范围内的制动回路的一个中的车轮制动器中的一个的操作中，如已经提到的那样，具有被操作的车轮制动器的制动回路中的液压流体的体积可以改变，因为在车辆动态管理的情况下，液压流体可以以受控的方式排放到液压流体储存器中。如果基于第二活塞的位置与机电致动器的位置相结合检测到制动回路的一个中的液压流体的体积变化，则可以通过致动器来操作第二活塞并使该体积变化与制动回路之间相关联的液压压力差相等。如果例如在第二制动回路中的液压流体太少，或者如果在该制动回路中的液压压力太低，那么可以借助前进冲程或返回冲程经由第二活塞将缺少的液压流体体积供应至第一气缸活塞装置。第一制动回路与第二制动回路之间的液压压力差也可以在上述示例中通过借助第二活塞在第一制动回路中形成压力来实现。
在这方面，还可以如此构造控制单元，使得从第二气缸活塞装置输送的液压流体的体积在第一制动回路、第二制动回路和/或第一气缸活塞装置之间的分布可以基于至少一个传感器单元的信号来指定。换句话说，能够对通过由控制单元指定的第二活塞的活塞冲程产生的体积流量进行分配。由活塞冲程产生的体积流例如可以与部分体积流一起用于在制动回路中的车轮制动器中的一个上形成压力。该部分体积流可以经由由控制单元控制的阀可变地调节成更大或更小，或者增加或减少。另一部分体积流可以被供应至第一气缸活塞装置。换句话说，该部分体积流可以用于将液压流体供应至第一气缸活塞装置。例如，从第二汽缸活塞装置的汽缸排出的体积的分布可以经由阀装置来控制。
所述至少一个控制单元还可以被构造成基于所述至少一个传感器单元的信号来检测第一气缸活塞装置的第一活塞和第二活塞相对于彼此的相对位置。所检测到的第一气缸活塞装置的第一活塞和第二活塞的相对位置尤其需要在第一制动回路和第二制动回路的每一个中保持相同的液压压力。可以以浮动方式容纳在第一汽缸活塞装置的汽缸中的第二活塞的位置可以指示两个制动回路之间的压力比。换句话说，第二活塞相对于第一活塞的位置可以根据车辆动态管理(ABS、ESR、ASR)范围内各个制动回路中的压力形成或降低的频率而改变。第一活塞和第二活塞的相对位置可以例如借助由至少一个传感器单元检测到的机电致动器的位置来检测。如果例如在车辆动态管理(ABS、ESR、ASR)的范围内在第二制动回路中已经更频繁地形成压力，那么第二活塞的位置可相对于第一活塞移位，因为第二制动回路现在包含较少的液压流体体积。必须将这个缺少的液压流体体积供应至第二制动回路。这种供应可以例如经由第一制动回路中的压力形成操作来进行。第二活塞相对于第一活塞的位置由此改变，也就是说第二活塞可以再次移回到其初始位置。用于制动回路的液压流体体积的供应顺序地进行，也就是说首先将一定体积供应至第一制动回路。随后，将一定体积供应至第二制动电路。制动电路的供应顺序并不重要。也可以在供应第一制动回路之前首先供应第二制动回路。
第一气缸活塞装置的第一活塞和第二气缸活塞装置可以经由制动系统的流体路径彼此流体地联接。第一活塞和第二活塞可以经由流体路径流体地串联连接。在操作第二活塞时从第二气缸活塞装置排出的液压流体可以经由流体路径流到第一气缸活塞装置的第一活塞，由此操作第一活塞。第二活塞的机械操作因此可以被转换成第一活塞的液压操作。因为位于流体路径中和第二气缸活塞装置中的液压流体是不可压缩的，所以第二活塞的任何机电操作都被无损地转换成第一活塞的相应的液压操作。具体地，存在于被操作的第二活塞上的操作压力可以对应于存在于第一活塞上的操作压力。
第二气缸活塞装置可以经由流体路径直接连接到第一制动回路并且经由另外的流体路径直接连接到第二制动回路。流体路径可以各自包含至少一个可控制的阀。该阀可以由控制单元控制。例如，也可以在每个流体路径中设置由例如止回阀和电动操作阀或可控阀组成的阀装置。在第二活塞操作时从第二气缸活塞装置排出的液压流体可以经由相应的流体路径直接供应至第一制动回路或者直接供应至第二制动回路，以使得例如可以操作相应的制动回路的车轮制动器中的一个。
第二气缸活塞装置的第二活塞可以形成有第一作用表面和第二作用表面，作用表面的每一个都被设置用于从第二气缸活塞装置的汽缸排出液压流体。第二活塞的第一作用表面和第二作用表面在其表面积方面可以彼此成预定比例。该比例可以取决于相应的作用表面是与制动回路中的一个相关联还是与第一气缸活塞装置相关联。例如，第二活塞的第一作用表面可以与第一气缸活塞装置相关联。在这种情况下，第一气缸活塞装置的第一活塞和第二活塞的第一作用表面可以具有相同的尺寸。然而，第二活塞也可以具有比第一活塞更小或更大的作用表面。作用在第一活塞和第二活塞上的操作力的转换可以经由第一活塞和第二活塞的作用表面的尺寸来指定，因为(通过将至少一个第一活塞与第二活塞串联联接)由第二活塞的位移在第二气缸活塞装置中产生的液压压力可以作用在两个活塞上。然后，有效地存在于或将要施加到第一活塞和第二活塞处的操作力可以通过所产生的操作压力与操作压力作用在其上的特定活塞表面的积来给出。
根据前面的示例，第二活塞的作用表面可以比第一活塞的作用表面小。在这种情况下，在产生的液压压力的情况下存在于第一气缸处的操作力可以比存在于或将要施加到第二活塞处的操作力大一个因数，该因数可以由第一活塞和第二活塞的两个作用表面的比来计算。例如，通过将较大的第一活塞与较小的第二活塞串联连接，可以实现液压力的增强。为了在车轮制动器处形成特定的液压压力，只需要将比将要施加到第一活塞的操作力小作用表面比的因数的操作力施加到第二活塞。由于液压力增强，因此与未加强的系统相比，为了产生给定的液压压力，电动机扭矩以及机电致动器的主轴和轴承力可以保持较小。
电动液压制动系统还可以包括可与制动踏板联接的踏板接口，该踏板接口具有第三气缸活塞装置，该第三气缸活塞装置可选地与第一气缸活塞装置联接以产生液压压力。在制动系统的推进操作中，第三气缸活塞装置可以与第一气缸活塞装置联接。另一方面，在制动系统的线控制动操作中，第三气缸活塞装置可以与第一气缸活塞装置分离。由此可以机械地实现联接。例如，制动系统可以包括机械联接装置(或力传递装置)，该机械联接装置被机械地设计成将第一气缸活塞装置的第一活塞与第三气缸活塞装置的第三活塞联接。
第三气缸活塞装置的第三活塞可以与制动踏板联接。以这种方式，施加到制动踏板的操作力可以被直接传递到第一活塞。因此，在制动系统的推进操作中，可以直接经由存在于制动踏板处的脚踏力在与第一气缸活塞装置流体地联接的车轮制动器处形成液压压力。
根据操作信号或命令，机电致动器可以移动第二活塞并因此产生用于至少一个第一活塞的液压操作压力。操作压力的产生在此可以不仅仅被限制为产生期望的压力值以便指定第一活塞的操作强度。相反，通过相应地控制机电致动器，还可以指定第二活塞的操作的持续时间和/或速度。因此，至少一个第一活塞的操作的速度和/或持续时间也可以仅经由所提供的操作压力(并因此与脚踏力无关地)来指定。通过相应地在时间上调节在第二气缸活塞装置中提供的操作压力，可以在时间上控制第一活塞的液压操作。因此可以实现任何期望的液压压力形成阶段、液压压力保持阶段和/或液压压力减小阶段。
在安装状态下，制动系统的第一气缸活塞装置和第三气缸活塞装置可以在空间上相继地(串联地)布置，并且例如形成可以单独处理的组件组。因此，可以与制动踏板相关联的第三气缸活塞装置可以布置(当从制动踏板看时)在第一气缸活塞装置的前方。第三气缸活塞装置和第一气缸活塞装置可以彼此同轴地布置。
此外，第一气缸活塞装置和第二气缸活塞装置可以在空间上彼此大致平行地布置，并且例如形成可以单独处理的组件组。换句话说，相继布置的第一气缸活塞装置和第三气缸活塞装置可以大致平行于第二气缸活塞装置布置。以这种方式，可以进一步减小液压压力发生器部件(也就是说第一、第二和第三汽缸活塞装置)的轴向长度。
通过用于操作电动液压机动车辆制动系统的方法进一步解决了上述问题。该机动车辆制动系统包括：至少一个第一气缸活塞装置，该第一气缸活塞装置与制动系统的至少一个车轮制动器流体地联接，其中，第一气缸活塞装置包括至少一个活塞；以及第二气缸活塞装置，该第二气缸活塞装置具有第二活塞并且具有作用在该第二气缸活塞装置的第二活塞上的机电致动器，其中，第二气缸活塞装置将与第一气缸活塞装置流体地联接，并且其中，第二气缸活塞装置将与第一制动回路和/或第二制动回路流体地联接。该方法包括以下步骤：检测指示驾驶员的制动意图的至少一个参数或车辆动态管理系统的介入的必要性；以及根据检测到的参数借助机电致动器来操作第二汽缸活塞装置的第二活塞，以便产生用于操作第一气缸活塞装置或者将液压压力直接施加到第一制动回路或第二制动回路的液压压力。
指示驾驶员的制动意图的参数例如可以是制动踏板的操作路径和/或作用在制动踏板上的操作力。
指示车辆动态管理系统的介入的必要性的参数例如可以是车辆绕车辆轴线的角速度(例如偏航率)、机动车辆的至少一个车轮处的滑动值、加速度值和/或速度值。然而，指示车辆动态管理系统的介入的必要性的参数也可以是距另一车辆的距离值。电动车辆动态管理程序然后可以根据所检测到的参数来发出用于机电致动器的操作的相应的命令。机电致动器的操作在这种情况下发生，以便调整特定的(例如稳定的)行驶状态。机电致动器的操作也可以在驾驶员制动的意图未被检测到的情况下发生(例如，当调整距前方车辆的距离时)。
机电致动器的操作可以与所检测到的参数值成比例或取决于所检测到的参数值。在再生制动系统的范围内以及在制动操作期间连接用于能量恢复的发电机的可能性中，机电致动器的操作进一步取决于是否可以或者应该由发电机执行制动意图或制动命令。在再生制动系统中或在再生制动操作的范围内，例如，当制动意图或制动命令不能由发电机单独实现时，机电致动器被操作。
该方法还可以包括检测机电致动器的位置以及与机电致动器相联接的第二气缸活塞装置的第二活塞的位置的步骤。
第一气缸活塞装置的第一活塞和第二活塞相对于彼此的相对位置可以基于检测到的机电致动器的位置来确定。
基于检测到的机电致动器的位置，可以确定要供应至第一制动回路和/或第二制动回路的液压流体体积。
基于检测到的机电致动器的位置，从第二气缸活塞装置输送的液压流体体积在第一制动回路或第二制动回路和/或第一气缸活塞装置之间的分布可以基于检测到的机电致动器的位置来确定。
所确定的要供应至第一制动回路和/或第二制动回路的液压流体体积可以被供应至相应的制动回路。所确定的液压流体体积的供应依次针对第一制动回路和第二制动回路发生，也就是说液压流体相继被供应至制动回路。
附图说明
根据下面参照附图对示例性实施方式的描述(其不应被解释为限制)，其它目的、特征、优点和可能的应用将变得显而易见。在附图中，所描述和/或描绘的所有特征单独地或以任何期望的组合(也独立于它们在权利要求或其参考文献中的分组)显示本文所公开的主题。图中所示部件的尺寸和比例不一定是按比例的；它们可以不同于实施方式中所示的尺寸和比例。
唯一的附图示出了电动液压机动车辆制动系统的示例性实施方式。
具体实施方式
唯一的附图示出了电动液压机动车辆制动系统1000的示例性实施方式。图中所示的变型是具有第一制动回路300和第二制动回路400的双回路制动系统。本发明不依赖于制动系统1000的制动回路的数量。
制动系统1000包括：液压压力发生器组件组100；模拟器回路200；与液压压力发生器组件组100流体地联接的两个制动回路300、400，车轮制动器302、304、402、404流体地联接在制动回路300、400的每一个的端部处；以及中央液压流体储存器(未示出)。制动系统1000还包括用于控制组件组100和制动系统1000的阀的电子控制单元或简称为ECU(未示出)。
下面将参照所示的制动系统1000更详细地说明液压压力发生器组件组100的结构和功能。
液压压力发生器组件组100包括第一气缸活塞装置102、具有作用在第二气缸活塞装置104上的机电致动器106的第二气缸活塞装置104、以及传感器单元108、110。组件组100还包括用于将第二气缸活塞装置104与第一气缸活塞装置102流体地联接的流体路径112以及用于可选地与第一气缸活塞装置102联接的力传递装置114。传感器单元108、110用于定量地检测驾驶员的意图和制动回路300、400中存在的液压压力。传感器单元108、110与ECU(未示出)联接。
如在下文中更详细地讨论的，组件组100被设计成通过第一气缸活塞装置102的第一活塞116的操作来形成车轮制动器302、304、402、404处所需的液压压力。第一活塞116的操作在制动系统1000的推进操作中根据脚踏力发生，并且在制动系统1000的正常操作(或线控制动操作)中通过第一气缸活塞装置102与第二气缸活塞装置104的液压联接与脚踏力无关地发生。制动系统1000或组件组100通常处于正常操作中，并且仅在第一气缸活塞装置102不能经由第二气缸活塞装置104进行液压操作时切换到推进操作。例如，如果机电致动器106或其电子控制器不能正常工作或发生故障(例如在车辆电源发生故障的情况下)，则可能是这种情况。
首先将描述第一气缸活塞装置102和与该第一气缸活塞装置102流体地联接的第二气缸活塞装置104。
第一气缸活塞装置102包括可移动地容纳在第一汽缸118中的第一活塞116(下文中称为主活塞)和可移动地容纳在第一汽缸118中的第二活塞120(下文中称为次活塞或浮动活塞)。两个活塞116、120可各自与弹簧装置联接，该弹簧装置被设计成使两个活塞116、120返回到未操作状态下的其起始位置。
主活塞116和次活塞120相继布置在第一气缸118中(串联原理)并且限定三个液压室122、124、126。第一液压室122由主活塞116的背离用于产生液压压力的操作方向的端面(在图中右侧的端面，在下文中称为后侧)和面向主活塞116的后侧的第一气缸底部限定。第二液压室124由主活塞116的面向用于产生液压压力的操作方向的端面(图中的主活塞的左侧的端面)和次活塞120的与用于产生液压压力的操作方向相反的端面限定。此外，第三液压室126由次活塞120的面向用于产生液压压力的操作方向的端面(图中的次活塞120的左侧的端面)和第二气缸底部限定。第一液压室122和第二液压室124因此通过可移动地容纳的主活塞116彼此分离。类似地，第二液压室124和第三液压室126通过可移动地容纳的第二活塞120彼此分离。
第二液压室124与第一制动回路300流体地联接，并且第三液压室126与第二制动回路400流体地联接。此外，第二液压室124和第三液压室126以已知的方式流体地连接到非受压的液压流体储存器。
第一液压室122经由流体路径112与第二气缸活塞装置104流体地联接。然而，第一液压室122不与制动回路300、400中的任何一个流体地联接。第一液压室122用于线控制动操作，以在压力形成阶段或压力保持阶段的范围内接收从第二气缸活塞装置104输送的液压流体体积，或者将所接收的液压流体再次在压力减小阶段的范围内输送到第二气缸活塞装置104。
第二气缸活塞装置104包括第二活塞130、该第二活塞130可移动地容纳在第二气缸128中。第二活塞130经由联接部分132与机电致动器106联接。第二活塞130在气缸128中限定第一液压室134和第二液压室136。第一液压室134被限定在第二活塞130的面向致动器106的作用表面138和气缸底部140之间。第二液压室136由远离机电致动器106的作用表面142和气缸底部144限定。第一液压室134还经由流体路径112与第一气缸活塞装置102的第一液压室122直接流体接触。
第二气缸活塞装置104另外还具有到制动系统1000的两个制动回路200、300的直接流体连接。第二液压流体室136可以经由流体路径146和148与第一制动回路300的流体路径150直接流体地联接。另外，第二液压流体室136可以经由流体路径146和152与第二制动回路400的流体路径154直接流体地联接。为了第二液压室136与第一制动回路300的流体地联接，在第一制动回路300的流体路径148中布置阀装置156。此外，为了与第二制动回路400流体联接，在第二制动回路400的流体路径152中设置阀装置158。阀装置156和158例如可以由电动操作阀和止回阀形成。止回阀旨在防止液压流体能够经由流体路径146、148、152从制动回路300、400回流到液压室136。经由流体路径146和具有阀装置162的流体路径160，液压流体可以附加地从第二液压室136排出到液压储存器(未示出)中。具有阀装置162的流体路径可以用于减小已经在制动系统1000中形成的液压压力。
第二活塞130经由机电致动器106来操作。具体地，机电致动器106被设置用于根据从ECU接收到的控制信号在第二汽缸128中向前或向后移动第二活塞130。在活塞130的前进冲程的情况下(活塞130向图中的右方移动)，由致动器106施加的操作力被传递到液压室134中的液压流体。结果，在液压室134中产生与由致动器106施加的操作力与作用力作用在其上的第二活塞130的作用表面138之间的比相对应的液压压力。因为第一液压室134经由流体路径112与第一气缸活塞装置102的第一室122流体地联接，所以形成在第一液压室134中的液压压力被传递到第一室122。因此，第二气缸活塞装置104的液压室134中产生的液压压力作为用于主活塞116的操作压力出现在主活塞116的后侧。所形成的操作压力导致主活塞116和与其联接的次活塞120的移位。由于主活塞116朝向第二液压室124的移位，第一液压室122的容积增大，同时第一气缸活塞装置102的第二液压室124和第三液压室128的容积减小。由于第二活塞130的操作，第一液压室122的增大的容积被连续地供应有从第二气缸活塞装置104的液压室134排出的液压流体，使得在主活塞116的后侧的操作压力被恒定地保持。
主活塞116的移位使得第二室124和第三室126中以及在与其联接的制动回路300、400和车轮制动器302、304和402、404中的液压压力稳定地增加。活塞116的移位继续，直到在经由流体路径150、154与车轮制动器302、304和402、404流体地联接的液压室124、126中已经形成液压压力，该液压压力与第一气缸活塞装置102的液压室122(或第二气缸活塞装置104的第一液压室134)中的操作压力相对应。通过主活塞116的液压操作在车轮制动器302、304和402、404处产生的液压压力因此与在第二气缸活塞装置104中产生的操作压力相对应。
相反地，在第二活塞130的返回冲程的情况下，第一液压室134中的操作压力下降，使得液压流体能够从第一气缸活塞装置102的第一液压室122经由流体路径112再次流回到第二气缸活塞装置104的第一液压室134中。然而，在第二活塞130的返回冲程的情况下，来自第二气缸活塞装置104的第二液压室136的液压流体也可以直接施加到制动回路300和400中的一个。在活塞130的返回冲程的情况下(活塞130向图中的左方移动)，由致动器106施加的操作力被传递到液压室136中的液压流体。结果，在液压室136中产生与由致动器106施加的操作力与作用力作用在其上的第二活塞130的作用表面138之间的比相对应的液压压力。因为第一液压室136可以经由流体路径146、148、150、152和154与第一制动回路300或第二制动回路400流体地联接，所以在活塞130的返回冲程的情况下由第二气缸活塞装置104产生的液压压力可以直接传递到制动回路300、400中的一个。第二液压室136要与制动回路300、400中的哪一个联接取决于由ECU控制的阀装置156和158的位置。
在第二活塞130的返回冲程的情况下，液压流体的体积流量可以在流体路径148、150之间的分支点164处和流体路径152、154之间的分支点166处分开。例如，在控制车轮制动器302的情况下，从第二液压室136输送的液压流体的体积流量可以经由路径146、148、分支点166和路径部分150a以可变的体积流量比例供应至车轮制动器302。该体积流量比例的大小可以经由与车轮制动器302和304相关联的阀306和308可变地控制或调节。另一体积流量比例可以经由路径146、148、分支点166和路径150b供应至第一气缸活塞装置102的第二液压室124。该体积流量比例用于将液压流体供应至第二液压室124，以便使得能够保持制动回路300、400中的流体压力。
在第二制动回路400中也一样能够实现。体积流量可以在第二制动回路400中在流体路径152与流体路径154之间的分支点166处分开，并且经由路径154b部分地供应至液压室126，并且经由路径154a部分地供应至车轮制动器402或404。
由于第二汽缸活塞装置104的液压室134、136总是被液压流体完全填充并且液压流体不可压缩，所以在室134、136中形成的操作压力被传递到主活塞116或两个制动回路300和400，而不存在压力下降，并且没有时间延迟(阻滞)。换句话说，液压室134、136中的操作压力在没有损失的情况下被传递到主活塞116或制动回路300、400中的一个，从而相应地进行操作。如果例如通过活塞130的前进冲程形成操作压力，则作为操作压力的结果，主活塞116将发生相应的移位，并且在车轮制动器302、304或402、404处形成相应的液压压力。如果例如通过活塞130的返回冲程减小了形成的操作压力，则主活塞116相应地向后移动，并且车轮制动器302、304或402、404处的液压压力相应地降低或减小。如已经提到的，用于操作车轮制动器302、304或402、404中的一个的操作压力也可以经由活塞130在液压室136中的返回冲程直接施加到两个制动回路300、400中的一个。然而在这种情况下，液压流体同时也被传送到第一汽缸活塞装置102中，使得第一汽缸活塞装置102的活塞116和120被移位并且可以处于其预定位置。操作压力的强度取决于机电致动器106和第二活塞130。由于第一气缸活塞装置102与第二气缸活塞装置104的当前串联液压联接，可以在车轮制动器302、304或402、404处产生或形成液压压力而没有损失，并且像机电致动器106与第一主活塞116直接联接一样快速，并且主活塞116的操作直接由机电致动器106进行。
机电致动器106与与第一气缸活塞装置102流体地联接的第二气缸活塞装置104的联接代替机电致动器106与第一气缸活塞装置102的直接联接还允许转换要提供在主活塞116处的操作力，因为对于车轮制动器302、304或402、404处的每个希望的液压压力，必须向主活塞116或次活塞120施加特定的操作力，该操作力与要产生的液压压力与液压压力作用在其上的主活塞116的有效活塞表面(作用表面)的积相对应。主活塞116的作用表面越大，所施加的操作力越大。
机电致动器106包括电动机168和与该电动机168联接的滚珠螺杆170，该滚珠螺杆用作齿轮机构。滚珠螺杆170具有经由滚珠装置联接在一起的主轴172和螺母174。为了使螺母174旋转，电动机168的转子(未示出)与螺母174联接以便共同旋转。螺母174的旋转运动以主轴172轴向移位的方式传递到主轴172。主轴172的在图中左侧的端面与第二活塞130机械联接。主轴172的轴向移位因此被直接传递到第二活塞130，由此第二活塞在第二气缸128中沿着气缸128移位。第二活塞130具有带有联接部分132的活塞杆部分176，该联接部分132与主轴172联接。在第二汽缸128中，第一液压室134被限定在作用表面138与汽缸壁140之间的活塞杆176周围。活塞杆174终止于活塞130的作用表面134处。
电动机168设置有传感器单元176，利用该传感器单元176可以检测电动机168的位置。传感器单元176可以包括例如能够检测电动机168的旋转角度的编码器。第二活塞130的位置可以基于电动机168的位置来确定。第二活塞130的位置还提供关于制动回路300、400中的容积已经扩展的信息以及关于第一活塞116和第二活塞120在第一缸118中已经处于的位置的信息。传感器单元176可以连接到ECU。
将在下文中更详细地描述具有第三气缸活塞装置502的踏板接口500以及借助于踏板接口500的第一气缸活塞装置102的活塞116、120的脚踏力相关操作。
踏板接口500包括第三液压缸504，第三活塞506可移动地容纳在该第三液压缸504中。汽缸504和活塞506又限定液压室508，该液压室508与制动系统1000的模拟器回路200流体地联接。液压室508进一步流体地经由流体路径510和容纳在其中的阀装置512与中央液压流体储存器(未示出)、液压室122或第一制动回路300相联接。
第三活塞506还设置有第一柱塞514和第二柱塞516。第一柱塞514的第一端被固定到第三活塞506的面向制动踏板516的端面。第一柱塞514的第二端与制动踏板518机械地联接。以这种方式，踏板的操作(即制动踏板518的下压)可以传递到第三活塞506，然后第三活塞506沿行进方向(在图中向左)移位。第二柱塞516被固定到第三活塞506的面向行进方向的端面。
第一气缸活塞装置102的第一汽缸118具有用于容纳从第三气缸活塞装置502突出的柱塞516的管状轴520。在安装状态下，柱塞516伸入到第一气缸活塞装置102的轴520中，并且与主活塞116在空间上间隔开仅狭窄的间隙522。在所示的构造中，主活塞116在其后侧具有U形轮廓，轴520伸入到主活塞116的U形凹部中。液压室122由活塞的后侧和第一气缸118的内壁以及轴520的内壁限定。
柱塞516用作力传递装置，用于在推进操作中将脚踏力传递至主活塞116。在推进操作中，不存在主活塞116的电动液压操作。当踏板518被压下时，柱塞516与主活塞116的后侧之间的间隙522可快速地闭合。第二柱塞516与主活塞116接触并且将踏板518的任何进一步的运动直接传递到主活塞116，由此可以在第一气缸活塞装置102中形成液压压力。在线控制动操作中，主活塞116通过在第二气缸活塞装置104中形成的操作压力而操作。主活塞116的液压操作具有如下效果：主活塞116充分地提前于柱塞516，使得在线控制动操作中间隙522不能通过压下制动踏板518而闭合。以这种方式可以确保的是，在线控制动操作中，仅借助于第二气缸活塞装置104形成或建立液压压力。
流体路径510将阀512的下游分成三个分支524、526、528。第一分支524经由阀530导入第一气缸活塞装置102的液压室122中。第二分支526经由阀532导入液压储存器。第三分支528通向第一制动回路的流体路径150。过压阀534布置在第三分支528中。在制动系统1000的正常操作中，阀512切换到关闭状态，使得布置在其下游的阀530、532、534变得无关紧要。
在推进制动操作中，阀512保持未操作并因此处于打开的阀位置。然后在推进操作中从液压缸504排出的液压流体可以经由打开的阀512流到布置在下游的阀530、532、534，并且经由这些阀(依赖于第一制动回路300中的液压压力)流入第一制动回路300，进入液压室122中或液压流体储存器中。
在推进制动操作中，液压流体可以在阀530打开的状态下经由该阀530被引导到液压室122中，以便在推进制动操作中协助活塞116沿操作方向移位。
当在第一气缸活塞装置102或第一制动回路300中达到给定压力时，阀532从关闭状态切换到打开状态。为了控制目的，阀532与第一制动回路300流体地联接(参见图中的阀532处的虚线)。当在第一制动回路300中达到给定的压力时，阀532切换到打开的阀位置。在流体路径510中的推进操作期间以及在阀532、534的阀入口处累积的液压流体然后可以经由第二部分路径526非受压地流入非受压液压流体储存器中。第二阀532因此指定从第三气缸活塞装置502向制动回路300、400供应多长时间的液压流体。具体地，如果例如在推进阶段期间，在第一气缸活塞装置102中产生的压力接近或甚至超过在第三气缸504中产生的压力，则阀532防止在阀534处的液压流体的不必要的积聚。
阀534为止回阀的形式。止回阀534被布置成在打开的阀位置中仅允许液压流体从液压缸504流入第一制动回路300中，但是完全阻止相反方向的流动。第一止回阀134为弹簧加载式止回阀的形式。因此，在推进操作中，每当通过第三气缸504中的第三活塞506的移位产生的液压压力高于阀门溢流压力和存在于止回阀534的阀门出口处的液压压力时，液压流体可以经由阀512(该阀在推进操作中打开)和下游止回阀534从第三液压缸504供应到第一制动回路300(并且经由第一气缸活塞装置102也流体地联接到第二制动回路400)。
将在下文中描述模拟器电路200。模拟器回路200与第三气缸活塞装置502流体地联接。模拟器回路200包括经由流体路径204(和布置在其中的节流阀或节流止回阀)与室508流体地联接的液压蓄压器202。液压蓄压器202为活塞汽缸装置的形式，活塞208可移动地容纳在汽缸206中并被弹簧偏置。在正常操作中操作制动踏板518时(第三活塞506未与主活塞116联接以致没有反作用力作用在制动踏板518上)，从室508输送的液压流体经由流体路径204被引导到液压蓄压器202中。流入液压蓄压器202中的流体由此使由弹簧偏置的活塞208移位。要施加以移位活塞208的力作为踏板恢复力而作用在制动踏板516上。换句话说，液压蓄压器202产生作用于第三活塞506和制动踏板518上的反作用压力。以这种方式，在线控制动操作中，产生了作用在制动踏板518上的反作用力，该反作用力不是来自第一气缸活塞装置102中的压力形成，这是因为第三气缸活塞装置502与第一气缸活塞装置102分离。阀装置210和传感器单元212设置在流体路径204中。
在推进操作中，第三活塞506与主活塞116联接。踏板反作用行为由主活塞116产生的液压压力决定。在这种情况下，反作用行为不需要被模拟。从室508排出的液压流体可以经由阀装置512传送到液压流体储存器(未示出)、液压室122或第一制动回路300中。
制动系统1000包括第一组四个电操作阀306、308、406、408，正好一个阀306、308、406、408与一个车轮制动器302、304、402、404相关联。与车轮制动器302、304、402、404相关联的阀306、308、406、408被液压地设计成根据阀306、308、406、408的切换状态将车轮制动器302、304、402、404与第一气缸活塞装置102或与第二气缸活塞装置104液压地联接或液压地分离。各个阀306、308、406、408的时间控制经由ECU执行。
例如，阀306、308、406、408可以由ECU通过时间复用来操作。因此，用于阀操作的至少一个时隙可以与每个阀306、308、406、408(并因此与每个车轮制动器302、304、402、404)相关联。这种关联不排除各个阀306、308、406、408在多个时隙上保持打开或关闭的可能性，或者同时打开多于两个的阀。以这种方式，在行车制动的情况下(当组件组100处于正常操作中时)，由致动器组件组100形成的液压压力出于车辆动态管理的目的(也就是说，例如在ABS控制的操作和/或ASR控制的操作和/或ESP控制的操作中)可以在各个车轮制动器302、304、402、404处或在各个车轮制动器组处进行调整。
制动系统1000还包括第二组四个阀310、312、410、412，正好一个阀310、312、410、412与一个车轮制动器302、304、402、404相关联。阀310、312、410、412布置在车轮制动器302、304、402、404的返回线314、414中。返回线314、414通向液压流体储存器(未示出)。两个阀310、312、410、412在未操作状态下均处于关闭的阀位置，使得没有液压流体能够从相应的车轮制动器302、304、402、404流入非受压的液压流体储存器(未示出)。这些阀可以在车辆动态管理操作(例如，ABS控制的操作和/或ASR控制的操作和/或ESP控制的操作)的过程中通过ECU的电控制而切换到打开的阀位置，以便允许液压流体以受控的方式经由相应的制动回路流入非受压的液压流体储存器中。
总之，本文所描述的具有液压压力发生器组件组100的制动系统1000被设计成执行线控制动操作和推进制动操作。制动系统1000具有完全流体分离的制动回路300、400。制动系统1000被构造成使得在两个流体分离的制动回路1000中的每一个中保持预定的液压压力。

Claims (19)

1.一种电动液压机动车辆制动系统(1000)，该电动液压机动车辆制动系统(1000)包括：
第一制动回路(300)，所述第一制动回路(300)具有至少一个车轮制动器(302、304)，
第二制动回路(400)，所述第二制动回路(400)具有至少一个车轮制动器(402、404)，
第一气缸活塞装置(102)，所述第一气缸活塞装置(102)将与所述第一制动回路(300)或所述第二制动回路(400)中的至少一个制动回路流体地联接，用于在所述第一制动回路(300)或所述第二制动回路(400)中的至少一个制动回路中产生液压压力，其中，所述第一气缸活塞装置(102)包括至少一个第一活塞(116)，
第二气缸活塞装置(104)，所述第二气缸活塞装置(104)包括至少一个第二活塞(130)，以及
机电致动器(106)，所述机电致动器(106)作用在所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞(130)上，
其中，所述第二气缸活塞装置(104)将与所述第一气缸活塞装置(102)流体地联接，以便提供液压压力，所述液压压力在所述机电致动器(106)操作时在所述第二气缸活塞装置(104)中产生，用于所述第一气缸活塞装置(102)的操作，并且其中，所述第二气缸活塞装置(104)将以如下方式与所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)流体地联接，即，使得在所述第二气缸活塞装置(104)的所述机电致动器(106)操作时，所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)将被直接施加有在所述第二气缸活塞装置(104)中产生的液压压力。
2.根据权利要求1所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞将所述第二气缸活塞装置(104)的所述汽缸(118)分成第一液压室(134)和第二液压室(136)。
3.根据权利要求2所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第一液压室(134)将与所述第一气缸活塞装置(102)流体地联接。
4.根据权利要求2或3所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第二液压室(136)将与所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)流体地联接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第一液压室(134)将与所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)流体地联接。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第二液压室(136)将与所述第一气缸活塞装置(102)流体地联接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，为了改变所述第一液压室(134)和所述第二液压室(136)的容积，所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞(130)能够沿第一操作方向和第二操作方向移位。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，提供至少一个传感器单元(108、110、76)，所述传感器单元检测所述机电致动器(106)的位置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，至少一个控制单元(ECU)被构造成基于所述至少一个传感器单元(108、110、176)的信号确定所述第一气缸活塞装置(102)的所述第一活塞(116)和次活塞(120)相对于彼此的相对位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述至少一个控制单元(ECU)被构造成基于所述至少一个传感器单元(108、110、176)的所述信号来确定所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞(130)的位置。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述控制单元被构造成基于所述至少一个传感器单元(ECU)的所述信号由所述至少一个控制单元(ECU)指定从所述第二气缸活塞装置(104)输送的所述液压流体体积在所述第一制动回路(300)或所述第二制动回路(400)和/或所述第一汽缸活塞装置(102)之间的分布。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第一气缸活塞装置(102)和所述第二气缸活塞装置(104)经由流体路径(112)串联地流体连接。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电动液压制动系统(1000)，
其中，所述第二气缸活塞装置(102)经由流体路径(146、148)直接连接至所述第一制动回路(300)，并经由另外的流体路径(146、152)直接连接至所述第二制动回路(400)，其中所述流体路径(148、152)中的每一个具有至少一个可控阀(156、158)。
14.一种用于操作电动液压机动车辆制动系统(1000)的方法，所述电动液压机动车辆制动系统(1000)具有第一气缸活塞装置(102)和第二气缸活塞装置(104)，所述第一气缸活塞装置(102)将与第一制动回路(300)和第二制动回路(400)流体地联接，用于在所述两个制动回路(300、400)的至少一个制动回路中产生液压压力，其中，所述第一气缸活塞装置(102)包括至少一个第一活塞(116)，所述第二气缸活塞装置(104)具有第二活塞(130)并且具有作用在所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞(130)上的机电致动器(106)，其中，所述第二气缸活塞装置(104)将与所述第一气缸活塞装置(102)的所述第一活塞(116)流体地联接，并且其中，所述第二气缸活塞装置(104)将与所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)直接流体地联接，其中，所述方法包括以下步骤：
-检测指示驾驶员的制动意图或车辆动态管理系统介入的必要性的至少一个参数；
-借助所述机电致动器(106)根据检测到的参数操作所述第二气缸活塞装置(104)的所述第二活塞(130)，以便产生液压压力，所述液压压力用于操作所述第一气缸活塞装置(102)或者将液压压力直接施加到所述第一制动回路(300)或所述第二制动回路(400)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括：
-检测所述机电致动器(106)的位置以及所述第二气缸活塞装置(104)的要与所述机电致动器(106)联接的所述第二活塞(130)的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括：
-基于检测到的所述机电致动器(106)的位置确定所述第一活塞装置(102)的所述第一活塞(116)和所述第二活塞(120)相对于彼此的相对位置。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述方法还包括：
-基于检测到的机电致动器(106)的位置确定将被供应至所述第一制动回路(300)和/或第二制动回路(400)的液压流体的体积。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
-基于检测到的机电致动器(106)的位置确定从所述第二气缸活塞装置(104)输送的液压流体的体积在所述第一制动回路(300)所述第二制动回路(400)和/或所述第一气缸活塞装置(102)之间的分布。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述方法还包括：
-供应所确定的要供应到所述第一制动回路(300)和/或所述第二制动回路(400)的液压流体的体积，其中，将所确定的液压流体的体积供应到所述第一制动回路(300)和所述第二制动回路(400)依次进行。
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