CN111511614A - 用于车辆的液压制动系统以及相应的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的液压制动系统(1)，所述液压制动系统具有主制动缸(5)、液压单元(9)和多个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)，其中，所述液压单元(9)包括至少一个用于所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力调制的制动回路(BC1、BC2)，并且本发明涉及一种用于这种制动系统(1)的相应的运行方法。在此，至少一个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)配备有双稳态电磁阀(10)，该电磁阀直接在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)上游接入到相应的流体通道中，并且在无电流打开位置中实现在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力调制，并且在无电流闭合位置中将当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力(FH)以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀(10)中起作用。

Description

用于车辆的液压制动系统以及相应的运行方法
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1所述类型的、用于车辆的液压制动系统。一种用于这种制动系统的相应的运行方法也是本发明的主题。
背景技术
由现有技术公开了用于车辆的液压制动系统，其具有主制动缸、液压单元以及多个车轮制动器，所述液压制动系统包括不同的安全系统，比如防抱死系统(ABS)、电子稳定程序(ESP)等等，并且可以实施不同的安全功能，比如防抱死功能、驱动防滑调节(ASR)等等。通过液压单元可以在防抱死系统(ABS)中或者在驱动防滑调节系统(ASR系统)中或者在电子稳定程序系统(ESP系统)中执行控制和/或调节过程，以用于在相应的车轮制动器中形成压力或者降低压力。为了执行控制和/或调节过程，液压单元包括电磁阀，所述电磁阀由于相反作用的力，比如“磁力”、“弹力”和“液压力”，大多保持在明确的位置中。相应地，存在“无电流打开”和“无电流闭合”的阀类型。此外，已知双稳态电磁阀，其在每次通电时改变其状态并且即使没有保持电流也保持在该状态中直至下一次通电。
发明内容
具有独立权利要求1的特征的用于车辆的液压制动系统和具有独立权利要求6的特征的用于液压制动系统的相应的运行方法具有以下优点，即使用在通电时在稳定的状态“打开”和“闭合”之间变换的双稳态电磁阀，以便将当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器中。因为相应的制动液的体积强烈地取决于温度，所以由于温度变化可以产生锁定在相应的车轮制动器中的制动压力的大的压力变化。在本发明的实施方式中，能够以有利的方式补偿锁定在车轮制动器中的制动压力的压力变化，所述压力变化例如可能由于这样的温度变化而产生。
本发明的实施方式提供了一种用于车辆的液压制动系统，液压制动系统具有主制动缸、液压单元和多个车轮制动器，其中，所述液压单元包括至少一个用于在所述车轮制动器中的制动压力调制的制动回路。在此，至少一个车轮制动器配备有双稳态电磁阀，该电磁阀直接在所配属的车轮制动器上游接入相应的流体通道中，并且在无电流打开位置中实现在所配属的车轮制动器中的制动压力调制，并且在无电流闭合位置中将当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器中。此外，通过锁定的制动压力引起的液压力以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀中起作用。
此外，提出一种用于这种液压制动系统的运行方法，该液压制动系统在压力保持功能中将配属于至少一个车轮制动器的双稳态电磁阀切换到无电流闭合位置中并且将当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀中起作用。
通过双稳态电磁阀能够利用较小的附加耗费在大多存在的、具有ESP功能的液压单元上实现附加功能，该附加功能能够将当前的制动压力电动液压地锁定在相应的车轮制动器中并且在较小的能量需求的情况下在更长的时间间隔内得到保持。这意味着，现有的压力供应部、从液压单元直至车轮制动器的管路以及传感器信号和通信信号不仅可以用于ESP功能和/或ABS功能和/或ASR功能，而且也可以用于车轮制动器中的电动液压的压力保持功能。由此能够以有利的方式伴随积极的效果节省成本、结构空间、重量和布线，从而降低制动系统的复杂性。
通过电磁阀的所说明的连接，锁定在车轮制动器中的压力以打开阀座的方式起作用。这意味着，由锁定的压力作用在密封直径的投影面上而产生的液压力克服反作用力而将密封元件从密封元件的密封座的压出。因此，在打开双稳态电磁阀时，液压力辅助由磁体结构组件产生的磁力。因此，在本发明的实施方式中，与双稳态电磁阀的连接不同(在该连接中锁定在车轮制动器中的压力以闭合阀座的方式起作用)，不必通过流体泵产生对应压力，以便当双稳态电磁阀应当被打开时，这样实现压力平衡。因为双稳态电磁阀直接在所配属的车轮制动器上游被接入到相应的流体通道中，所以能够以有利的方式减少可能的泄漏位置。
通过在从属权利要求中所列举的措施和改进方案，可以有利地改进在独立权利要求1中所说明的、用于车辆的液压制动系统以及在独立权利要求6中所说明的、用于液压制动系统的运行方法。
特别有利的是，双稳态电磁阀可以具有过压功能，当锁定在相应的车轮制动器中的制动压力超过预设的第一阈值时，所述过压功能够打开在无电流闭合位置中的双稳态电磁阀并且引起压力平衡。如果锁定的制动压力由于温度变化而上升，那么在达到例如90bar的预设的第一阈值时过压泄漏。因此，在没有昂贵的附加措施的情况下保护系统免受由于过压引起的损坏。因为液压力不再是以闭合阀座的方式而是以打开阀座的方式起作用，所以为了打开双稳态电磁阀不必首先利用流体泵产生对应压力。
在液压制动系统的有利的设计方案中，可预设的弹力可以在双稳态电磁阀的无电流闭合位置中以闭合阀座的方式克服液压力起作用。由此可以简单地通过可预设的弹力设定用于锁定的制动压力的过压功能的第一阈值。此外，例如由于泄漏或温度下降而引起的降低的制动压力会导致弹力的起闭合作用的过剩力相对于随着制动压力减小的液压力而提高。
在液压制动系统的另一有利的设计方案中，双稳态电磁阀可以具有负压功能，当锁定在相应的车轮制动器中的制动压力低于预设的第二阈值时，该负压功能可以在无电流闭合位置中打开双稳态电磁阀并且可以通过流体泵引起在相应的车轮制动器中形成压力。这意味着，当锁定的制动压力低于例如30bar的第二阈值时，在相应的车轮制动器中的制动压力被再次提高。
在液压运行方法的另一有利的设计方案中，双稳态电磁阀在无电流闭合位置中可以被打开以实施过压功能，并且当锁定在相应的车轮制动器中的制动压力超过预设的第一阈值时可以引起压力平衡。第一阈值可以相当于锁定在相应的车轮制动器中的最大允许的制动压力。在此，第一阈值可以通过克服液压力作用的、预设的闭合阀座的弹力设定，所述闭合阀座的弹力相当于在最大允许锁定的制动压力下起作用的液压力，所述液压力由锁定的制动压力和双稳态电磁阀的相应的阀座的密封直径计算。这意味着，选择双稳态电磁阀的在闭合方向上起作用的压力弹簧，从而使得压力弹簧的弹簧特性提供期望的弹力。
在运行方法的另一有利的设计方案中，可以测量锁定在车轮制动器中的制动压力。由此可以激活流体泵并且打开双稳态电磁阀，以便执行负压功能，并且当锁定在车轮制动器中的制动压力降至低于预设的第二阈值时，在相应的车轮制动器中建立制动压力。
在附图中示出了本发明的实施例并且在下文的说明中进行具体阐释。在附图中，相同的附图标记表示实施相同的或类似的功能的组件或元件。
附图说明
图1示出了根据本发明的用于车辆的液压制动系统的第一实施例的示意性的液压线路图；
图2示出了图1所示的根据本发明的用于车辆的液压制动系统的双稳态电磁阀的截取区段的示意性的剖面图。
具体实施方式
如从图1和图2中可以看出的那样，所示出的根据本发明的用于车辆的液压制动系统1的实施例包括主制动缸5、液压单元9和多个车轮制动器RR、FL、FR、RL。为了在车轮制动器RR、FL、FR、RL中进行制动压力调制，所述液压单元9包括至少一个制动回路BC1、BC2。在此，至少一个车轮制动器RR、FL、FR、RL配备有双稳态电磁阀，该双稳态电磁阀直接在所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL上游接入到相应的流体通道中，并且在无电流打开位置中实现在所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力调制，并且在无电流闭合位置中将当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力FH以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀10中起作用。
如由图1进一步可见，所示出的根据本发明的、用于车辆的液压制动系统1的实施例包括两个制动回路BC1、BC2，四个车轮制动器RR、FL、FR、RL中的两个车轮制动器分别配属于所述两个制动回路。于是，例如在右侧布置在车辆前桥上的第一车轮制动器FR和例如在左侧布置在车辆后桥上的第二车轮制动器RL配属于第一制动回路BCl。例如在右侧布置在车辆后桥上的第三车轮制动器RR和例如在左侧布置在车辆前桥上的第四车轮制动器FL配属于第二制动回路BC2。输入阀EV11、EV21、EV12、EV22和排出阀AV11、AV21、AV12、AV22配属于每个车轮制动器RR、FL、FR、RL，其中，通过所述输入阀EV11、EV21、EV12、EV22可以分别在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中建立压力，并且其中，通过所述排出阀AV11、AV21、AV12、AV22可以分别在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中降低压力。为了在各个车轮制动器RR、FL、FR、RL中形成压力，打开相应的输入阀EV11、EV12、EV21、EV22并且闭合相应的排出阀AV11、AV12、AV21、AV22。为了在各个车轮制动器RR、FL、FR、RL中降低压力，闭合相应的输入阀EV11、EV21、EV12、EV22，并且打开相应的排出阀AV11、AV21、AV12、AV22。
如图1进一步所示，第一输入阀EV11和第一排出阀AV11配属于第一车轮制动器FR，第二输入阀EV21和第二排出阀AV21配属于第二车轮制动器RL，第三输入阀EV12和第三排出阀AV12配属于第三车轮制动器RR，并且第四输入阀EV22和第四排出阀AV22配属于第四车轮制动器FL。经由输入阀EVll、EV21、EV12、EV22和排出阀AV11、AV21、AV12、AV22可以执行用于实施ABS功能的控制过程和/或调节过程。
此外，第一制动回路BC1包括第一抽吸阀HSV1、第一系统压力调节阀USV1、带有第一止回阀RSV1的第一平衡容器A1和第一流体泵PE1。第二制动回路BC2包括第二抽吸阀HSV2、第二系统压力调节阀USV2、带有第二止回阀RSV2的第二平衡容器A2和第二流体泵PE2，其中，所述第一和第二流体泵PE1、PE2由共同的电动马达M驱动。此外，液压单元9为了确定当前的系统压力或制动压力而包括传感器单元9.1。液压单元9为了制动压力调制和为了在第一制动回路BC1中实施ASR功能和/或ESP功能而使用第一系统压力调节阀USV1、第一抽吸阀HSV1和第一回供泵PEl，并且在第二制动回路BC2中使用第二系统压力调节阀USV2、第二抽吸阀HSV2和第二回供泵PE2。如从图1中还可看到的那样，每个制动回路BC1、BC2与主制动缸5连接，主制动缸可以通过制动踏板3操纵。此外，流体容器7与主制动缸5连接。在不存在驾驶员请求的情况下，所述抽吸阀HSVl、HSV2能够实现对制动系统的干预。为此，通过所述抽吸阀HSV1、HSV2打开用于相应的流体泵PE1、PE2的、通向主制动缸5的相应抽吸路径，从而该流体泵可以代替驾驶员提供用于调节所需的压力。系统压力调节阀USV1、USV2布置在主制动缸5和至少一个所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL之间并且调节所属的制动回路BC1、BC2中的系统压力或制动压力。如从图1中还可以看出的那样，第一系统压力调节阀USV1调节第一制动回路BC1中的系统压力或制动压力，并且第二系统压力调节阀USV2调节第二制动回路BC2中的系统压力或制动压力。
如从图1中还可以看出的那样，在所示出的实施例中，四个双稳态电磁阀10分别直接在所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL之前接入到各个流体通道中。如从图2中还可以看出的那样，各个双稳态电磁阀10分别包括可轴向运动的挺杆12，该挺杆具有在所示实施例中实施为球体的密封元件14，该密封元件在闭合状态下与密封座18配合作用，该密封座构造在阀体14的通孔的边缘上。在所示的实施例中，阀体14实施为帽形的衬套。为了实施液压力FH的打开阀座的作用，双稳态电磁阀10的阀座侧的接头实施为车轮接头并且与相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL连接。双稳态电磁阀10的密封元件侧的接头实施为泵接头并且与相应的流体泵PE1、PE2连接。
如从图2中还可以看出的那样，在双稳态电磁阀10的所示出的无电流闭合位置中，可预设的弹力FF以闭合阀座的方式克服液压力FH起作用。由此可以简单地提供用于双稳态电磁阀10的过压功能，当锁定在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力超过预设的第一阈值时，所述过压功能够打开在无电流闭合位置中的双稳态电磁阀10并且引起压力平衡。用于锁定的制动压力的过压功能的第一阈值可以通过可预设的弹力FF来设定。双稳态电磁阀10使得弹力FF保持双稳态电磁阀10闭合直至期望的例如90bar的制动压力。如果制动压力例如由于温度升高而提升，则过压泄漏并且通过相应的输入阀EV11、EV21、EV12、EV22、EV和相应的系统压力调节阀USV1、USV2流入到流体容器7中直至又低于通过弹力FF限定的90bar的第一阈值。因此，在没有昂贵的附加措施的情况下保护系统免受由于过压引起的损坏。
在所示的实施例中，双稳态电磁阀10具有负压功能，当锁定在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力低于预设的第二阈值时，所述负压功能够打开在无电流闭合位置中的双稳态电磁阀10并且通过相应的流体泵PE1、PE2引起在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中形成压力。如果锁定在车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力例如由于密封座18处的泄漏而下降，则作用的液压力FH也下降，从而弹力FF的起闭合作用的且减小泄漏的过量上升。如果锁定在车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力降到例如30bar的第二阈值以下，则可以通过相应的流体泵PE1、PE2提高相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力，并且接着再次闭合双稳态电磁阀10，以便再次将所建立的制动压力锁定在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中。
通过所述的措施可以在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中在30bar和90bar之间设定压力保持功能所需的制动压力。
根据本发明的运行方法的实施方式，在压力保持功能中，配属于至少一个车轮制动器RR、FL、FR、RL的双稳态电磁阀10被切换到无电流闭合位置中，并且当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器RR、FL、FR、RL中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力FH以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀10中起作用。为了实施过压功能，当锁定在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力超过预设的第一阈值时，双稳态电磁阀10在无电流闭合位置中打开并且引起压力平衡。在此，所述第一阈值相当于锁定在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的最大允许的制动压力。第一阈值通过克服液压力FH作用的预设的闭合阀座的弹力FF设定，该弹力相当于在最大允许锁定的制动压力下起作用的液压力FH。该起作用的液压力由锁定的制动压力和双稳态电磁阀10的相应的阀座18的密封直径DD计算出来。
为了改进运行方法，测量锁定在车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力。由此也可以实现负压功能，当锁定在车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力降至低于预设的第二阈值时，该负压功能激活流体泵PE1、PE2并且打开双稳态电磁阀10以在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中建立制动压力。
本发明的实施方式提供了一种用于车辆的液压制动系统，该液压制动系统利用在液压单元上的很小的附加耗费包括以下附加功能：在车轮制动器中电动液压地保持压力。在此，以有利的方式在没有昂贵的附加措施的情况下保护液压制动系统的实施方式免受由于过压而造成的损坏。

Claims (10)

1.一种用于车辆的液压制动系统(1)，所述液压制动系统具有主制动缸(5)、液压单元(9)和多个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)，其中，所述液压单元(9)包括至少一个制动回路(BC1、BC2)，所述制动回路用于所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力调制，其特征在于，至少一个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)配备有双稳态电磁阀(10)，所述双稳态电磁阀直接在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)上游接入到相应的流体通道中，并且在无电流打开位置中实现在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力调制，并且在无电流闭合位置中将当前的制动压力锁定在所配属的所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力(FH)以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀(10)中起作用。
2.根据权利要求1所述的液压制动系统(1)，其特征在于，所述双稳态电磁阀(10)具有过压功能，当锁定在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力超过预设的第一阈值时，所述过压功能打开在所述无电流闭合位置中的所述双稳态电磁阀(10)并且引起压力平衡。
3.根据权利要求1或2所述的液压制动系统(1)，其特征在于，在所述双稳态电磁阀(10)的所述无电流闭合位置中，可预设的弹力(FF)以闭合阀座的方式克服液压力(FH)起作用。
4.根据权利要求3所述的液压制动系统(1)，其特征在于，用于锁定的制动压力的过压功能的第一阈值能通过可预设的弹力(FF)设定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压制动系统(1)，其特征在于，所述双稳态电磁阀(10)具有负压功能，当锁定在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力低于预设的第二阈值时，所述负压功能打开在所述无电流闭合位置中的所述双稳态电磁阀(10)并且通过流体泵引起在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中形成压力。
6.一种用于液压制动系统(1)的运行方法，所述液压制动系统根据权利要求1至5中至少任一项实施，其特征在于，在压力保持功能中，配属于所述至少一个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)的双稳态电磁阀(10)被切换到无电流闭合位置中，并且当前的制动压力锁定在所配属的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中，其中，通过锁定的制动压力引起的液压力(FH)以打开阀座的方式在相应的双稳态电磁阀(10)中起作用。
7.根据权利要求6所述的运行方法，其特征在于，当锁定在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力超过预设的第一阈值时，打开在所述无电流闭合位置中的所述双稳态电磁阀(10)以实施过压功能，并且引起压力平衡。
8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，所述第一阈值相当于锁定在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的最大允许的制动压力，其中，通过克服所述液压力(FH)起作用的预设的闭合阀座的弹力(FF)设定所述第一阈值，所述弹力相当于在最大允许锁定的制动压力下起作用的液压力(FH)，由锁定的制动压力和所述双稳态电磁阀(10)的相应的阀座(18)的密封直径(DD)计算出所述液压力。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的运行方法，其特征在于，测量锁定在所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力。
10.根据权利要求9所述的运行方法，其特征在于，当锁定在所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力下降到预设的第二阈值以下时，激活流体泵(PE1、PE2)并且打开所述双稳态电磁阀(10)，以便在相应的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中建立制动压力。
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