CN118144751A - 可电子滑转调节的助力制动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可电子滑转调节的助力制动设备，其在机动车的第一轴处有可用压力介质操纵的车轮制动器且在机动车的第二轴处有可机电操纵的车轮制动器。为了在制动压力下向可用压力介质操纵的车轮制动器供给压力介质，助力制动设备包括液压机组，其具有由驾驶员预先给定制动期望的主制动缸和与主制动缸耦联的给驾驶员发送触觉反馈的模拟器；助力制动设备包括利用助力对制动压力生成器的驱动马达电气操控的第一电子控制器和为每个可用压力介质操纵的车轮制动器设定车轮独有的车轮制动压力的压力调制机构。本发明的特征在于主制动缸与模拟器之间的可控的第一压力介质连接部及主制动缸与可用压力介质操纵的车轮制动器之一之间的可控的第二压力介质连接部。

Description

可电子滑转调节的助力制动设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征所述的可电子滑转调节的助力制动设备。
助力制动设备与常规的车辆制动设备的区别在于，在这些设备的正常运行中，驾驶员不参与制动压力构建，而是仅仅预先给定制动期望。这个制动期望由传感器单元来检测并且由电子控制器继续处理成用于驱动压力生成器的操控信号。这个压力生成器最后提供所期望的制动压力。
为了预先给定制动期望，驾驶员操纵与主制动缸的缸活塞耦联的制动操纵元件。所述缸活塞限定了缸室，该缸室的容积随后减小并且该缸室的室压力相应地增大。所构建的室压力以及由缸活塞所经过的行程由传感器或者说传感器单元以电气的方式来检测。相应的信号被输送给所述电子控制器。
作为本发明的基础的助力制动设备包括处于机动车的第一轴处的可用压力介质操纵的车轮制动器和处于所述机动车的第二轴处的可机电操纵的车轮制动器。在专业圈里，这种车辆制动设备由于其不同的制动执行器原理也被称为混合制动设备。
背景技术
自从将电子滑转调节引入到ABS/ASR/ESP制动设备中以来，用于对在车辆制动设备的可用压力介质操纵的车轮制动器处的制动压力进行设定和/或调节的液压机组就算作现有技术。
该液压机组包括方形的壳体块，该方形的壳体块具有压力生成器以及加装的可电气操控的驱动马达，所述驱动马达用于驱动所述压力生成器。对所述驱动马达的按需求的操控通过电子控制器来实现，所述电子控制器与所述驱动马达对置地固定在所述壳体块上。
助力制动设备的液压机组此外将可由驾驶员操纵的用于预先给定制动期望的主制动缸以及就制动期望检测或者说制动压力调节而言必需的传感器或者说传感器单元集成到这个壳体块中。已知一种行程检测装置，其由与主制动缸一起可操纵的信号发送器和所配属的信号接收器构成，所述信号接收器位置固定地布置在壳体块处。
根据权利要求1的前序部分的特征所述的液压机组例如在DE 102020216113A1的图1中借助于液压线路图被公开。该文献的图4此外还示出了最终装配后的该液压机组。
所述液压机组的按照规定的运行以电子控制器、传感器装置和可电气操控的用压力介质导引的组件的功能正常的电压供给为前提。但是因为相应的故障情况不能被可靠地排除，因此要采取预防措施，以便能够在当前的故障情况下可靠地对车辆进行制动。
不断地给所述车辆制动系统配备冗余的系统尤其在成本和结构空间方面是耗费的并且据此没有吸引力。
发明内容
优点
为了能够在电压供给的可能的故障情况下可靠地对配备有液压机组的车辆进行制动，所述助力制动设备拥有液压的备用级或者说液压的手段(Durchgriff)。在此涉及在所述主制动缸与模拟器之间的在故障情况下可切换的第一压力介质连接部以及在所述主制动缸与所述可用压力介质操纵的车轮制动器之间的可切换的第二压力介质连接部。所述电子控制器此外设立用于彼此相反地切换所述压力介质连接部，从而在所述第二压力介质连接部关闭时所述第一压力介质连接部是打开的，并且反之亦然。所述液压的备用级允许，驾驶员在电气设备或者说其组件的故障情况下借助于人力向用压力介质操纵的车轮制动器中构建制动压力并且由此将所述车辆制动至停止状态。
本发明的其他优点或者有利的改进方案从从属权利要求中并且/或者从以下说明中得出。
附图说明
本发明的一种实施例在附图中示出并且在以下说明中得以详细解释。
附图包括总共三幅图，在所述图中彼此相对应的构件或者说结构单元统一地设有相同的附图标记。
图1示意性地大为简化地以俯视图示出了配备有混合制动系统的机动车；
图2公开了按本发明的助力制动设备的液压线路图的第一实施例；并且
图3示出了刚好这种液压线路图的第二实施例。
具体实施方式
图1以俯视图示出了机动车的车身K。这辆机动车配备有可电子滑转调节的助力制动设备(10)，该助力制动设备(10)被实施为混合制动设备并且与此相应地包括在第一车轴(VA)处的可用压力介质操纵的车轮制动器(12)以及在第二车轴(HA)处的可机电操纵的车轮制动器(16)。装备有可用压力介质操纵的车轮制动器(12)的第一车轴(VA)优选是机动车的前轴，而所述机电的车轮制动器(16)则优选布置在机动车的后轴(HA)上。
尤其为了通过驾驶员来预先给定制动期望，所述助力制动设备(10)具有液压机组(20)，该液压机组(20)固定在处于机动车的乘客舱与马达舱之间的前围板处。这个液压机组(20)包括中央的壳体块(22)，该中央的壳体块(22)具有集成的并且可由驾驶员通过制动踏板(24)或者作为替代方案通过制动杆操纵的主制动缸(26；图2)。除了所提到的制动期望检测之外，所述液压机组(20)被设置用于提供与制动期望相对应的制动压力并且用于根据在机动车的相应的车轮处的起主导作用的滑转率来调节该制动压力。为此，第一电子控制器(28a)以及用于驱动制动压力生成器(32)的可电气操控的驱动马达(30)被加装在这个液压机组(20)的壳体块(22)的彼此对置的外表面处。
通过存在于机动车处的第一电源(34a)实现给所述第一电子控制器(28a)供给电能。与这个第一电源(34a)无关的第二电源(34b)对在机动车的后轴处的机电的车轮制动器(16)进行供给。
图2示出了作为本发明的基础的可电子滑转调节的助力制动设备(10)的液压线路图的第一实施例。
这个液压机组(20)的上面所提到的壳体块(22)在图2中借助于封闭的轮廓线勾画。在这个壳体块(22)的内部中布置了所述主制动缸(26)，该主制动缸(26)在所示出的实施例中被构造为单一主制动缸。这个主制动缸(26)包括用于共同限定唯一的主缸室(26b)的主缸活塞(26a)。在这个主缸室(26b)中安置有活塞复位弹簧(26c)，该活塞复位弹簧(26c)朝主缸活塞(26a)的初始位置的方向向主缸活塞(26a)加荷。所述主缸活塞(26a)在其背离活塞复位弹簧(26c)的侧面上与操纵杆(26d)耦联。所述操纵元件以铰接的方式被连接在这个操纵杆(26d)的远离活塞的端部处，所述操纵元件按照图2示例性地构造为制动踏板(24)。由此，克服所述活塞复位弹簧(26c)的力来实现由驾驶员对这个制动踏板(24)的操纵。
随着操纵行程的增大，所述主缸室(26b)的容积减小并且其内部中的压力升高。由被连接到所述主缸室(26b)处的第一压力传感器(38a)能够检测该压力变化。所述第一压力传感器(38a)将电传感器信号输出到所述第一电子控制器(28)处。
此外，存在由信号接收器和信号发送器构成的传感器单元(40)，该传感器单元(40)用于检测操纵杆(26d)的操纵行程。所述信号发送器为此被固定地锚固在操纵杆(38d)处并且相对于位置固定地锚固在壳体块(22)处的信号接收器(不可见)运动。
所述主制动缸(26)的唯一的主缸室(26b)通过可控制的第一压力介质连接部(60a)与模拟器(42)连接。后者(所述模拟器)被设置用于接纳压力介质，该压力介质在操纵主制动缸(26)时被从主缸室(26b)中挤出。所述模拟器(42)是具有模拟器活塞(42a)和模拟器弹簧(42b)的活塞/缸单元，该活塞/缸单元反向于流入到模拟器室(42c)的压力介质的力向模拟器活塞(42a)加荷。所述模拟器(42)在对其进行制动操纵的情况下能够实现操纵元件(制动踏板24)的操纵行程、通过操纵元件向驾驶员提供力反作用，所述力反作用允许富有感觉地设定制动期望并且允许在主缸室(26b)中构建制动压力。
所提到的在主制动缸(26)与模拟器(42)之间的第一压力介质连接部(60a)能够通过模拟器控制阀(44)来控制，该模拟器控制阀(44)布置在模拟器(42)的上游。这种模拟器控制阀(44)是可由第一电子控制器(28a)操控的切换阀，所述切换阀能够从其通常关闭的初始位置转换到通流位置中。在电压供给功能正常的情况下，所述助力制动设备(10)的模拟器控制阀(44)是打开的并且在制动过程中将由驾驶员从主制动缸(26)的主缸室(26b)中挤出的压力介质导送给模拟器(42)。相反，所述模拟器控制阀(44)在电压供给有故障的情况下是关闭的并且由此将所述模拟器(42)与主制动缸(26)隔离开。
所述模拟器(42)的其中接纳有模拟器弹簧(42b)的空间通过压力介质管路直接与压力介质储存器(46)连接。这个压力介质储存器包括在外部被安置在液压机组(20)的壳体块(22)处的容器，该容器为了压力介质交换通过多个压力介质接头、在本实施例中总共四个压力介质接头与壳体块(22)耦联。
所述压力介质接头中的另一个压力介质接头经由可控制地实施的压力介质连接部导引至布置在壳体块(22)处的制动压力生成器(32)。这个制动压力生成器(32)是柱塞(32a)，该柱塞(32a)可移动地接纳在柱塞缸(32b)中，并且该柱塞(32a)限定了构造在该柱塞(32a)与柱塞缸(32b)之间的柱塞工作腔室(32c)。所述柱塞(32a)能够由可电气操控的驱动马达(30)来驱动，以用于在柱塞缸(32b)的内部进行平移运动，平移运动导致所述柱塞工作腔室(32c)改变其容积。如果这个容积减小，则由所述柱塞(32a)在制动压力下将压力介质从柱塞工作腔室(32b)排挤到所连接的制动回路(48)中，该制动回路(48)具有两个被连接到其处的可用压力介质操纵的车轮制动器(12)。相反，如果所述柱塞工作腔室(32c)的容积增大，则压力介质从这个制动回路(48)流回到柱塞工作腔室(32c)中并且这些车轮制动器(12)中的制动压力下降。
如已经提到的一样，所述可用压力介质操纵的车轮制动器(12)配属于机动车的共同的第一轴(VA)，其中在本实施例中它是前轴。
如所阐释的一样，在按照图2的实施例中，所述制动压力生成器(32)与唯一的带有两个所接触的车轮制动器(12)的制动回路(48)连接。这种连接能够通过通常关闭的柱塞控制阀(50)来控制。在关闭状态(初始位置)中，这个柱塞控制阀(50)允许所述柱塞(32a)在对其进行驱动的情况下沿着压力降低方向将压力介质从压力介质储存器(46)吸入到柱塞工作腔室(32c)中，而在此没有引起在所接触的车轮制动器(12)中的制动压力变化。
在所述可液压操纵的车轮制动器(12)的前面连接有压力调制机构(52)。这个压力调制机构(52)对每个车轮制动器(12)来说示例性地分别由一对可电气操控的换向阀、也就是一个通常打开的进入阀(52a)和一个通常关闭的排出阀(52b)构成。借助于通过第一电子控制器(28)对这些换向阀进行的电气操控，能够以车轮独有的方式设定所述液压的车轮制动器(12)的制动压力，并且由此能够按需求地调节在各自所配属的车轮处可能出现的车轮滑转。
在进行着的滑转调节中，所述配属于车轮制动器(12)的进入阀(52a)关闭并且所述排出阀(52b)打开，使得压力介质从所述车轮制动器(12)中流出并且经由对两个车轮制动器(12)来说共有的回流管路(54)到达压力介质储存器(46)的另一液压接头处。这个回流管路(54)同样在直接的路径上、也就是在没有中间连接控制压力介质的机构的情况下流回至压力介质储存器(46)。
所述制动压力生成器(32)的上面已经提到的供给管路通入到柱塞工作腔室(32c)中并且通过中间连接的供给阀(56)间接地被连接到压力介质储存器(46)处。作为供给阀(56)，设置了可液压操纵的用弹簧加载的止回阀，该止回阀能够沿着从压力介质储存器(46)朝向制动压力生成器(32)的方向通流，或者说该止回阀沿着相反方向对此进行隔离地起作用。在所述供给阀(56)与所述制动压力生成器(32)之间，在所述供给管路中存在额外的第二压力传感器(38b)，该第二压力传感器(38b)用于检测由制动压力生成器(32)提供的制动压力。同样为了进行制动压力调节，由第一电子控制器(28a)对相应的电传感器信号进行测评并且例如用第一压力传感器(38a)的信号进行可信度测试。
按照本发明，在所述液压机组(22)的壳体块(22)处存在可控制的第二压力介质连接部(60b)，该第二压力介质连接部(60b)从主制动缸(26)的主缸室(26b)经由压力调制机构(52)导引至用压力介质操纵的车轮制动器(12)并且能够由可通过第一电子控制器(28a)电气操控的分离阀(62)来控制。这个分离阀(62)就像压力调制机构(52)的进入阀(52a)一样通常是打开的，从而在初始位置中、也就是在未被电气操控的状态中，在所述主制动缸(26)与所述用压力介质操纵的车轮制动器(12)之间，存在通流的压力介质连接部。在所述第一电源(34a)存在故障的情况下，驾驶员因此能够通过对主制动缸(26)的操纵通过人力在可用压力介质操纵的车轮制动器(12)中构建制动压力并且借此对车辆进行制动。
所述可由模拟器控制阀(44)控制的在主制动缸(26)与模拟器(42)之间的第一压力介质连接部(60a)以及所述可由分离阀(62)控制的在主制动缸(26)与可用压力介质操纵的车轮制动器(12)之间的第二压力介质连接部(60b)能够如所阐释的那样通过第一电子控制器(28a)来相反地控制。这意味着，在所述助力制动设备(10)的能量供给功能正常的情况下，相应的阀由第一电子控制器(28a)来操控，使得所述第一压力介质连接部(60a)打开并且所述第二压力介质连接部(60b)关闭，而相反的是，在所述第一电源(34a)存在故障的情况下(其中因此不再能够进行阀操控)，所述第一压力介质连接部(60a)被不通电时关闭的模拟器控制阀(44)关闭并且所述第二压力介质连接部(60b)通过不通电时打开的分离阀(62)通流。
最后，在所述液压机组(20)的壳体块(22)处还设置了转子位置传感器(64)，该转子位置传感器(64)用于检测用于制动压力生成器(32)的驱动马达(3)的转子的旋转运动。所述转子位置传感器(64)的电信号同样被输送给第一电子控制器(28a)，以用于进行测评。所述信号允许推断出柱塞(32a)的操纵行程以及通过柱塞运动来排挤的压力介质容积并且由此推断出制动回路(48)中的有待预料的压力水平。
在所述机动车的第二轴(HA)处的车轮制动器如所解释的那样是机电的车轮制动器(16)，所述机电的车轮制动器(16)能够分别由可电气操控的制动致动器、必要时经由中间连接的传动机构来预加载并且负责与操控信号或者说制动期望相对应的制动力矩。
此外，由图2可得知在所述助力制动设备(10)内部的电压供给以及信号传输的细节。为此示出了两个彼此分开地实施的第一和第二电源(34a、34b)。所述第一电源(34a)向在所述液压机组(14)处的第一电子控制器(28a)供给电能，而所述第二电源(34b)则被分配给在所述机动车的第二轴(18)的机电的车轮制动器(16)处的电子控制器(28b)。
在正常运行中、也就是在所解释的助力制动设备(10)的第一电源(34a)功能正常的情况下，在所述机动车的第一轴(14)处的可用压力介质操纵的车轮制动器(12)与在所述机动车的第二轴(18)处的机电的车轮制动器(16)共同作用，以用于产生总制动力矩。为此，根据所述操纵杆(26d)的操纵行程，由传感器单元(40)来检测可能预先给定了的制动期望并且将其传送给被固定在液压机组(20)处的第一电子控制器(28a)。这个第一控制设备(28a)将进入的传感器信号继续处理成用于液压的制动压力生成器(32)的驱动马达(30)的操控信号，所述液压的制动压力生成器(32)据此向在机动车的第一轴(VA)处的液压的车轮制动器(12)加载液压的制动压力。与此并行的是，所述制动期望信号由第一电子控制器(28a)经由信号线(66)被转发给机动车的第二轴(18)的可机电操纵的车轮制动器(16)的两个第二控制设备(28b)。这些第二控制设备(28b)将进入的制动期望信号换算为用于对制动致动器进行操控的操纵信号，借助于所述制动致动器来对所述可机电操纵的车轮制动器(16)进行压紧。
图3示出了本发明的第二实施例。
后者(第二实施例)与上述第一实施例的区别在于，现在两个彼此分开的制动回路(48a、48b)被连接到制动压力生成器(32)处，所述制动回路(48a、48b)分别具有所接触的车轮制动器(12)。这两个制动回路(48a、48b)中的每一个都不变地、可控制地与制动压力生成器(32)连接并且与此相对应地分别具有所配属的柱塞控制阀(50a、50b)，所述柱塞控制阀(50a、50b)布置在制动压力生成器(32)的下游和压力调制机构(52)的上游。总之，因此总共设置了两个柱塞控制阀(50a、50b)。
此外，在主制动缸(26)与可用压力介质操纵的车轮制动器(12)之间的可控制的第二压力介质连接部(60b)被双重地实施。与此相对应地，按照图3的助力制动设备(10)也配备有两个分离阀(62a、62b)，以用于分别控制这两个所谓的第二压力介质连接部(60b)中的一个。
各为两个的柱塞控制阀和分离阀提高了按照图3的助力制动设备(10)的制造开销，但是相比之下提供了在所述第一电源(34a)的故障情况下通过人力仅在一个制动管路(48a、48b)中或者说在可用压力介质操纵的车轮制动器(12)之一中实施制动压力构建的可行方案，而另一个制动回路(48b、48a)或者说所述可用压力介质操纵的车轮制动器(12)中的另一个车轮制动器则保持无压力。换言之，在第二实施例中，这两个制动回路(48a、48b)彼此分开，这例如在除了电压供给的故障以外在所述制动回路(48a、48b)之一中出现故障时进一步改进了所述助力制动设备(10)的可靠性。如果出现这种情况，则在第二实施例中，所述带有泄漏的制动回路(48a、48b)能够与压力介质的供给脱离，并且尽管如此车辆还是可以通过功能正常的第二制动回路被制动。
当然，能够设想在此处不偏离由权利要求预先给定的保护范围的情况下对所描述的实施例进一步进行改变或补充。
在这方面，例如要提到，这两种实施例将更加紧凑的并且更加廉价的单一缸用作主制动缸。不过，作为替代方案，同样能够设想，使用常规的串列缸。

Claims (11)

1.可电子滑转调节的助力制动设备(10)，其在机动车的第一轴(VA)处具有可用压力介质操纵的车轮制动器(12)并且在所述机动车的第二轴(HA)处具有可机电操纵的车轮制动器(16)并且具有用于在制动压力下向所述可用压力介质操纵的车轮制动器(12)供给压力介质的液压机组(20)，其中所述液压机组(20)配备有：
·主制动缸(26)，
所述主制动缸(26)为了通过驾驶员来预先给定制动期望而包括主缸活塞(26a)，所述主缸活塞(26a)是可移动地被接纳的并且与制动操纵元件(24)耦联；
·与所述主制动缸(26)耦联的模拟器(42)，所述模拟器(42)预先给定所述制动操纵元件(24)的操纵行程和操纵力，
·由第一电源(34a)用电能供给的第一电子控制器(28a)，所述第一电子控制器(28a)根据预先给定的制动期望来求得操控信号；
·可根据所述操控信号通过助力来驱动的制动压力生成器(32)，所述制动压力生成器(32)用于在制动压力下将压力介质输送至用压力介质操纵的车轮制动器(12)，以及
·可由所述第一电子控制器(28a)控制的压力调制机构(52)，所述压力调制机构(52)用于设定车轮所独有的车轮制动压力；
其中设置了在所述主制动缸(26)与所述模拟器(42)之间的可控制的第一压力介质连接部(60a)以及在所述主制动缸(26)与所述用压力介质操纵的车轮制动器(12)之间的可控制的第二压力介质连接部(60b)，并且其中所述第一电子控制器(28a)被设立用于彼此相反地控制所述压力介质连接部(60a、60b)，从而使得在所述第二压力介质连接部(60b)关闭时所述第一压力介质连接部(60a)是通流的，或者在所述第二压力介质连接部(60b)打开时所述第一压力介质连接部(60a)关闭。
2.根据权利要求1所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述用压力介质操纵的车轮制动器(12)中的每一个用压力介质操纵的车轮制动器分别通过可控制的第二压力介质连接部(60b)与所述主制动缸(26)的主缸室(26b)接触。
3.根据权利要求1或2所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
为了控制所述第一压力介质连接部(60a)而设置了可由所述第一电子控制器(28a)操控的模拟器控制阀(44)，所述模拟器控制阀(44)在不通电的状态中占据关闭位置并且在通电的状态中占据通流位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
为了控制所述第二压力介质连接部(60b)而设置了可由所述第一电子控制器(28a)操控的分离阀(62)，所述分离阀(62)在不通电的状态中占据通流位置并且在通电的状态中占据关闭位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述车辆制动设备(10)配备有第二电子控制器(28b)，所述第二电子控制器(28b)用于对所述可机电操纵的车轮制动器(16)进行车轮独有的操控。
6.根据权利要求5所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述第二电子控制器(28b)由第二电源(34b)来供给电能，其中所述第二电源(34b)与所述第一电源(34a)分开并且无关联。
7.根据权利要求5或6所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述制动期望的检测由所述第一电子控制器(28a)通过对传感器单元(40)的传感器信号的测评来实现，并且所述第一电子控制器(28a)将所述制动期望转发给所述第二电子控制器(28b)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述制动压力生成器(32)通过第三压力介质连接部与所述可用压力介质操纵的车轮制动器(12)相连接，并且
为所述车轮制动器(12)分配了可由所述第一电子控制器(28a)操控的柱塞控制阀(50)，所述柱塞控制阀(50)用于控制第三压力介质连接部。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述制动压力生成器(32)通过所述第三压力介质连接部分别与所述可用压力介质操纵的车轮制动器(12)中的一个可用压力介质操纵的车轮制动器相连接，并且
为每个可用压力介质操纵的车轮制动器(12)分配了可由所述第一电子控制器(28a)操控的柱塞控制阀(50a、50b)，所述柱塞控制阀(50a、50b)用于控制第三压力介质连接部。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
这个柱塞控制阀(50)或这些柱塞控制阀(50a、50b)在不通电的状态中占据关闭位置并且在通电的状态中占据通流位置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可电子滑转调节的助力制动设备，
其特征在于，
所述主制动缸(26)被构造为单一主制动缸，所述单一主制动缸具有刚好一个被主缸活塞(26a)限定的主缸室(26b)。
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