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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem enthaltend eine Betätigungsvorrichtung mit einem Hauptzylinder und einem Pedalsimulator, eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) und eine hydraulische Energieeinheit (HPU), die als eine einzelne Einheit ausgebildet sind.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngerer Zeit wurde die Entwicklung von Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellen-Fahrzeugen und elektrischen Fahrzeugen mit Nachdruck durchgeführt, um den Kraftstoff-Wirkungsgrad zu verbessern und Abgase zu verringern. Eine Bremsvorrichtung, d. h., eine Bremsvorrichtung eines Bremssystems für Fahrzeuge, das zum Verlangsamen oder Anhalten eines Fahrzeugs wirksam ist, ist im Wesentlichen in derartigen Fahrzeugen installiert.
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Im Allgemeinen enthalten Bremsvorrichtungen von Bremssystemen für Fahrzeuge eine Vakuumbremse zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung des Saugdrucks einer Maschine, und eine hydraulische Bremse zum Erzeugen von Bremskraft unter Verwendung von hydraulischem Druck.
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Die Vakuumbremse erzeugt eine große Bremskraft mit einer kleinen Kraft durch einen Vakuumverstärker, der eine Differenz zwischen dem Saugdruck einer Fahrzeugmaschine und atmosphärischem Druck verwendet. Das heißt, die Vakuumbremse erzeugt einen Ausgangswert, der größer als die auf ein Bremspedal ausgeübte Kraft, wenn ein Fahrer auf das Bremspedal tritt, ist.
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In dem Fall einer derartigen herkömmlichen Vakuumbremse wird Saugdruck der Fahrzeugmaschine zu dem Vakuumverstärker geliefert, um ein Vakuum zu bilden, und daher wird der Kraftstoff-Wirkungsgrad herabgesetzt. Weiterhin wird die Maschine zu allen Zeiten angetrieben, um das Vakuum zu bilden, selbst wenn das Fahrzeug angehalten ist.
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Weiterhin haben ein Brennstoffzellen-Fahrzeug und ein elektrisches Fahrzeug keine Maschine, und somit ist die Anwendung der herkömmlichen Vakuumbremsenverstärkung der Pedalkraft des Fahrers während des Bremsens bei dem Brennstoffzellen-Fahrzeug und dem elektrischen Fahrzeug nicht möglich, und ein Hybridfahrzeug implementiert die Leerlauf-Anhaltefunktion während des Anhaltens, um den Kraftstoff-Wirkungsgrad zu verbessern, und erfordert die Einführung einer hydraulischen Bremse.
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Das heißt, da die Implementierung einer regenerativen Bremsfunktion erforderlich ist, um den Kraftstoff-Wirkungsgrad in allen Fahrzeug zu verbessern, wird die regenerative Bremsfunktion leicht implementiert durch Anwendung einer hydraulischen Bremse.
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In dem Fall eines elektronisch-hydraulischen Bremssystems, das eine Art von hydraulischer Bremse ist, erfasst, wenn ein Fahrer gegen ein Pedal drückt, eine elektronische Steuereinheit das Drücken des Pedals und liefert hydraulischen Druck zu einem Hauptzylinder, wodurch hydraulischer Druck zum Bremsen zu einem Radzylinder (nicht gezeigt) jedes Rads übertragen wird, um eine Bremskraft zu erzeugen.
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Um zu Radzylindern 20 übertragenen hydraulischen Druck zu steuern, enthält das elektronisch-hydraulische Bremssystem, wie in 1 gezeigt ist, eine Betätigungsvorrichtung 1 enthaltend einen Hauptzylinder 1a, einen Verstärker 1b, einen Behälter 1c und einen Pedalsimulator 1d, eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) 2 zum unabhängigen Steuern der Bremskraft zu jedem Rad, und eine hydraulische Energieeinheit (HPU) 3 enthaltend einen Motor, eine Pumpe, einen Akkumulator und ein Steuerventil, die jeweils als eine Einheit ausgebildet sind.
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Die vorgenannten, das elektronisch-hydraulische Bremssystem bildenden Einheiten 1, 2 und 3 sind getrennt vorgesehen und installiert. Als eine Folge kann es erforderlich sein, einen Raum zum Installieren des elektronisch-hydraulischen Bremssystems zu gewährleisten. Zusätzlich wird das Gewicht des elektronisch-hydraulischen Bremssystems erhöht. Aus diesen Gründen wurde ein fortgeschrittenes elektronisch-hydraulisches Bremssystem, das die Sicherheit eines Fahrzeugs während des Bremsens gewährleistet, den Kraftstoff-Wirkungsgrad verbessert und ein ordnungsgemäßes Pedalgefühl liefert, erforderlich.
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Daher werden gemäß den vorstehenden Anforderungen die Forschung und Entwicklung für ein elektronisch-hydraulisches Bremssystem, das eine einfache Konfiguration hat, eine normale Bremskraft zeigt, selbst wenn ein Versagen auftritt, und leicht gesteuert wird, vorangetrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem vorzusehen, das eine einfache Konfiguration hat, um die Bremssicherheit und den Installationswirkungsgrad in einem Fahrzeug zu verbessern, wodurch ein stabiles Pedalgefühl während des Bremsens erhalten wird, und das ein regeneratives Bremsen unterstützt, wodurch der Kraftstoff-Wirkungsgrad verbessert wird.
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Zusätzliche Aspekte der Erfindung sind teilweise in der folgenden Beschreibung wiedergegeben und ergeben sich teilweise als offensichtlich aus der Beschreibung oder sie können durch Ausüben der Erfindung erfahren werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug eine integrierte hydraulische Steuervorrichtung enthaltend einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks auf der Grundlage der Pedalkraft eines Bremspedals, einen Behälter, der mit einem oberen Bereich des Hauptzylinders gekoppelt ist, um Öl zu speichern, zwei hydraulische Kreise, wobei jeder der hydraulischen Kreise mit zwei Rädern des Fahrzeugs verbunden ist, einen Akkumulator zum Speichern eines vorbestimmten Druckpegels, Strömungssteuerventile und Druckherabsetzungsventile, die mit den beiden hydraulischen Kreisen verbunden sind, um von dem Akkumulator zu an den Rädern installierten Radzylindern übertragenen Druck zu steuern, ein Ausgleichventil zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreise und zum Steuern der Druckdifferenz zwischen den beiden hydraulischen Kreisen, einen Pedalsimulator, der mit dem Hauptzylinder verbunden ist, um eine Reaktionskraft des Bremspedals vorzusehen, und ein Simulationsventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Pedalsimulator, und eine Energiequelleneinheit enthaltend eine Pumpe zum Saugen von Öl aus dem Reservoir und zum Ausgeben des angesaugten Öls zu dem Akkumulator, um Druck in dem Akkumulator zu erzeugen, und einen Motor zum Antreiben der Pumpe, wobei die Energiequelleneinheit als eine separate Einheit ausgebildet ist, um von der Energiequelleneinheit erzeugte Geräusche zu isolieren, und die integrierte hydraulische Steuervorrichtung und die Energiequelleneinheit sind über eine externe Leitung miteinander verbunden.
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Die beiden hydraulischen Kreise können einen ersten hydraulischen Kreis, der mit einem rechten Vorderrad und einem linken Hinterrad verbunden ist, und einen zweiten hydraulischen Kreis, der mit einem linken Vorderrad und einem rechten Hinterrad verbunden ist, enthalten.
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Das Ausgleichventil kann ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ sein, welches Ausgleichventil zu normalen Zeiten geschlossen ist und auf der Grundlage von Druckinformationen geöffnet wird, wenn die Druckdifferenz zwischen den beiden hydraulischen Kreisen auftritt.
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Der Akkumulator und die Pumpe können über die externe Leitung miteinander verbunden sein, und die externe Leitung kann ein Absperrventil enthalten, das darin installiert ist, um einen Rückwärtsfluss des Drucks des Akkumulators zu verhindern.
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Jeder der hydraulischen Kreise kann ein Solenoidventil vom normalerweise geöffneten Typ, das stromaufwärts der Radzylinder angeordnet ist, um die Übertragung des hydraulischen Drucks zu den Radzylindern zu steuern, ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ, das stromabwärts der Radzylinder angeordnet ist, um die Ausgabe des hydraulischen Drucks von den Radzylindern zu steuern, und einen Rückführungskanal zum Verbinden des Solenoidventils vom normalerweise geschlossenen Typ mit dem Behälter enthalten.
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Die integrierte hydraulische Steuervorrichtung kann weiterhin einen ersten und einen zweiten Ersatzkanal zum Verbinden des Hauptzylinders mit den beiden hydraulischen Kreisen, um Bremsöl zu steuern, wenn das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem anomal arbeitet, ein erstes Absperrventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Ersatzkanal und dem Hauptzylinder und ein zweites Absperrventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem zweiten Ersatzkanal und dem Hauptzylinder enthalten.
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Das erste und das zweite Absperrventil können Ventile vom normalerweise geöffneten Typ sein, die ausgebildet sind, zu normalen Zeiten geöffnet zu bleiben, und während des normalen Bremsvorgangs geschlossen sind.
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Ein Simulationsabsperrventil kann weiterhin in einem Kanal vorgesehen sein, der den Hauptzylinder mit dem Pedalsimulator in der Weise verbindet, dass der Druck gemäß der Pedalkraft des Bremspedals nur durch das Simulationsventil zu dem Pedalsimulator übertragen wird.
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Das Simulationsabsperrventil kann ein Rohrabsperrventil ohne Feder zum Zurückführen des verbleibenden Drucks des Pedalsimulators, wenn die Pedalkraft des Bremspedals freigegeben wird, sein.
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Mehrere Impulsdämpfer können in Kanälen vorgesehen sein, die die Strömungssteuerventile und Druckherabsetzungsventile mit den beiden hydraulischen Kreisen verbinden, um Druckimpulse zu minimieren.
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Die Strömungssteuerventile und die Druckherabsetzungsventile können Ventile vom normalerweise geschlossenen Typ sein, die ausgebildet sind, zu normalen Zeiten geschlossen zu bleiben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter verständlich anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, von denen:
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1 eine Ansicht ist, die schematisch eine Konfiguration eines herkömmlichen elektronisch-hydraulischen Bremssystems illustriert;
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2 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht betrieben wird;
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3 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung normal betrieben wird; und
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4 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anomal betrieben wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Einzelnen auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, wobei sich gleiche Bezugszahlen durchgehend auf gleiche Elemente beziehen. Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe sind unter Berücksichtigung der gemäß den Ausführungsbeispielen erhaltenen Funktionen definiert, und die Definitionen dieser Ausdrücke sollten auf der Grundlage des Gesamtinhalts dieser Beschreibung bestimmt werden. Daher sind die in den Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen der vorliegenden Erfindung offenbarten Konfigurationen nur beispielhaft und umfassen nicht den gesamten technischen Geist der Erfindung, und es ist darauf hinzuweisen, dass die Ausführungsbeispiele in verschiedener Weise modifiziert und geändert werden können.
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2 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht betrieben wird.
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Das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem kann zwei Einheiten enthalten. Gemäß 2 kann das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 enthaltend ein durch einen Fahrer während des Bremsens betätigtes Bremspedal 30, einen Hauptzylinder 110, zu dem die Kraft von dem Bremspedal 30 übertragen wird, einen mit dem oberen Bereich des Hauptzylinders 110 gekoppelten Behälter 115 zum Speichern von Öl, zwei hydraulische Kreise HC1 und HC2, die jeweils mit zwei Rädern RR, RL, FR und FL verbunden sind, einen Akkumulator 120 zum Speichern eines vorbestimmten Druckpegels, einen mit dem Hauptzylinder 110 verbundenen Pedalsimulator 180 zum Vorsehen einer Reaktionskraft des Bremspedals 30, ein in einem Kanal 188, der den Pedalsimulator 180 mit dem Reservoir 115 verbindet, installiertes Simulationsventil 186, und ein Ausgleichsventil 190 zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreis HC1 und HC2, um die Druckdifferenz zwischen den hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 zu steuern, und eine Energiequelleneinheit 200 enthaltend eine Pumpe 210 zum Saugen von Öl aus dem Behälter 115 und zum Ausgeben des angesaugten Öls zu dem Akkumulator 120, um Druck in dem Akkumulator 120 zu erzeugen, und einen Motor 220 zum Antreiben der Pumpe 210 enthalten.
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Die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 kann weiterhin Strömungssteuerventile 141 und 142, die jeweils mit den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 verbunden sind, Druckherabsetzungsventile 143 und 144, und Drucksensoren 101, 102 und 103 enthalten, um den von dem Akkumulator 120 zu an den Rädern FL, FR, RL und RR eines Fahrzeugs installierten Radzylindern 20 übertragenen Druck zu steuern, enthalten.
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Die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 und die Energiequelleneinheit 200 sind über eine externe Leitung 10 miteinander verbunden. Das heißt, die Pumpe 210 der Energiequelleneinheit 200 und der Akkumulator 120 der integrierten hydraulischen Steuervorrichtung 100 sind über die externe Leitung 10 miteinander verbunden. Die Energiequelleneinheit 200 enthaltend die Pumpe 210 und den Motor 220 ist von der integrierten hydraulischen Steuervorrichtung 100 getrennt, um Betriebsgeräusche zu isolieren. Auch sind der Hauptzylinder 110, der Behälter 115 und der Pedalsimulator 180 in der integrierten hydraulischen Steuervorrichtung 100 als eine einzelne Einheit aufgenommen, und Funktionen einer ESC und HPU sind in der integrierten hydraulischen Steuervorrichtung 100 enthalten, um das Gewicht des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems zu verringern und den Installationsraum für das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem zu verbessern.
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Nachfolgend werden Strukturen und Funktionen der Komponenten, die das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem bilden, im Einzelnen erläutert. Zuerst hat der Hauptzylinder 110, der zumindest eine Kammer haben kann, um hydraulischen Druck zu erzeugen, zwei Kammern, die jeweils einen ersten Kolben 111 und einen zweiten Kolben 112 enthalten, wie in 2 gezeigt ist. Hierdurch erzeugt der Hauptzylinder 110 hydraulischen Druck gemäß der Pedalkraft des Bremspedals 30 und ist mit den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 verbunden. Der Öl enthaltende Behälter 115 ist an der oberen Seite des Hauptzylinders 110 installiert, und der Hauptzylinder 110 ist mit einem Auslass in seinem unteren Bereich versehen, um zu ermöglichen, dass von dem Auslass ausgegebenes Öl zu den an den Rädern RR, RL, FR und FL installierten Radzylindern 20 übertragen wird.
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Die beiden Kammern des Hauptzylinders 110 sind mit den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 verbunden, um Sicherheit zu gewährleisten, wenn ein Versagen auftritt.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das elektronisch-hydraulische Bremssystem in einem X-Split-Fahrzeug installiert. Hier bezieht sich das X-Split-Fahrzeug auf ein Fahrzeug, bei dem das Bremsen durch Steuern der beiden Vorderräder FL und Fr und der beiden Hinterräder RL und RR in einer Weise, die eines der Vorderräder auf einer Seite mit einem der Hinterräder auf der anderen Seite paart, durchgeführt wird. Wie in 2 gezeigt ist, ist der erste hydraulische Kreis HC1 mit dem rechten Vorderrad FR und dem linken Hinterrad RL verbunden, und der zweite hydraulische Kreis HC2 ist mit dem linken Vorderrad FL und dem rechten Hinterrad RR verbunden. Die beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 sind wie vorstehend unabhängig vorgesehen, damit das Bremsen des Fahrzeugs selbst dann durchgeführt wird, wenn einer der Kreise versagt. Bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb führt das Versagen des hydraulischen Kreises zum Steuern der Vorderräder zu einem Rutschen des Fahrzeugs. Ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb kann ähnliche Schwierigkeiten erfahren. Andererseits kann das X-Split-Fahrzeug ein Bremsen selbst dann stabil durchführen, wenn einer der hydraulischen Kreise versagt.
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Jeder der hydraulischen Kreise HC1 und HC2 enthält einen mit den Radzylindern 20 verbundenen Kanal, mehrere Ventile 151 und 161 sind in dem Kanal installiert. In 2 sind die Ventile 151 und 161 in ein Solenoidventil 151 vom normalerweise geöffneten Typ (nachfolgend ”NO-Typ”), das sich stromaufwärts der Radzylinder 20 befindet, um die Übertragung von hydraulischem Druck zu den Radzylindern 20 zu steuern, und ein Solenoidventil 161 vom normalerweise geschlossenen Typ (nachfolgend ”NC-Typ”), das sich stromabwärts der Radzylinder 20 befindet, um den die Radzylinder 20 verlassenden hydraulischen Druck zu steuern, geteilt. Das Öffnen und Schließen der Solenoidventile 151 und 161 kann durch eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) gesteuert werden, die allgemein verwendet wird.
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Auch enthält jeder der hydraulischen Kreise HC1 und HC2 einen Rückführungskanal 160, um das Solenoidventil 161 vom NC-Typ mit dem Behälter 115 zu verbinden. Der Rückführungskanal 160 ermöglicht dem zu den Radzylindern 20 übertragenen hydraulischen Druck, ausgegeben und zu dem Behälter 15 übertragen zu werden.
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Die nicht erläuterte Bezugszahl 31 zeigt einen Eingangsstab an, der an dem Bremspedal 30 installiert ist, um die Pedalkraft zu dem Hauptzylinder 110 zu übertragen.
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Zumindest eine Pumpe 210 ist vorgesehen, um das von dem Behälter 115 eingeführte Öl mit hohem Druck zu pumpen, um einen Bremsdruck zu erzeugen. Auf einer Seite der Pumpe 210 ist der Motor 220 vorgesehen, um eine Antriebskraft zu der Pumpe 210 zu liefern. Der Motor 220 kann angetrieben werden durch Empfang der Absicht des Fahrers, das Fahrzeug zu bremsen, gemäß der Pedalkraft des Bremspedals 30 von dem zweiten Drucksensor 102, wie später beschrieben wird, oder einem Pedalversetzungssensor.
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Der Akkumulator 120 ist an dem Auslass der Pumpe 210 vorgesehen, um durch das Antreiben der Pumpe 210 erzeugtes Hochdrucköl vorübergehend zu speichern. Das heißt, dass, wie vorstehend beschrieben ist, der Akkumulator 120 über die externe Leitung 10 mit der Pumpe 210 verbunden ist. In der externen Leitung 10 ist ein Rückschlagventil 135 installiert, um einen Rückwärtsfluss des in dem Akkumulator 120 gespeicherten Hochdrucköls zu verhindern.
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An dem Auslass des Akkumulators 120 ist der erste Drucksensor 101 vorgesehen, um Öldruck des Akkumulators 120 zu messen. Der durch den ersten Drucksensor 101 gemessene Öldruck wird mit einem durch die elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt) gesetzten Druck verglichen, wird die Pumpe 210 angetrieben, um Öl aus dem Behälter 115 zu saugen und das angesaugte Öl zu dem Akkumulator 120 zu liefern.
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Um das in dem Akkumulator 120 gespeicherte Bremsöl durch die Pumpe 210 und den Motor 220 zu den Radzylindern 20 zu liefern, ist ein mit der externen Leitung 10 verbundener Verbindungskanal 130 vorgesehen. Der Verbindungskanal 130 ist mit einem ersten Einströmungskanal 131, der mit dem ersten hydraulischen Kreis HC1 verbunden ist, und mit einem zweiten Einströmungskanal 132, der mit dem zweiten hydraulischen Kreis HC2 verbunden ist, verbunden. In dem mit dem Verbindungskanal 130 verbundenen ersten Einströmungskanal sind ein erstes Strömungssteuerventil 141 und das erste Druckherabsetzungsventil 143 vorgesehen, um das in dem Akkumulator 120 gespeicherte Bremsöl zu steuern. In dem mit dem Verbindungskanal 130 verbundenen zweiten Einströmungskanal 132 sind das zweite Strömungssteuerventil 142 und das zweite Druckherabsetzungsventil 144 vorgesehen, um in dem Akkumulator 120 gespeichertes Bremsöl zu steuern. Das heißt, Bremsöl in dem Akkumulator 120 kann über den ersten Einströmungskanal 131 und den zweiten Einströmungskanal 132 zu den jeweiligen Radzylindern 20 geliefert werden.
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Das erste und das zweite Strömungssteuerventil 141 und 142 sowie das erste und das zweite Druckherabsetzungsventil 143 und 144 sind Solenoidventile vom NC-Typ, die zu normalen Zeiten geschlossen bleiben. Wenn somit der Fahrer eine Kraft auf das Bremspedal 30 ausübt, öffnet das Strömungssteuerventil 141 und überträgt das in dem Akkumulator 120 gespeicherte Bremsöl zu den Radzylindern 20.
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Zusätzlich kann die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 weiterhin Impulsdämpfer 145 enthalten, die in dem ersten Einströmungskanal 131 und dem zweiten Einströmungskanal 143 vorgesehen sind, um Druckimpulse zu minimieren. Die Impulsdämpfer 145 sind Vorrichtungen, die vorübergehend Öl speichern, um zwischen den Strömungssteuerventile 141 und 142 und den Druckherabsetzungsventilen 143 und 144 und den Solenoidventilen 151 vom NO-Typ erzeugte Impulse zu dämpfen. Die Impulsdämpfer 145 sind im auf die vorliegende Erfindung bezogenen Stand der Technik bekannt, und daher wird ihre detaillierte Beschreibung weggelassen.
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Die nicht erläuterte Bezugszahl 103 zeigt Drucksensoren an, die in dem ersten und dem zweiten Einströmungskanal 131 und 132 installiert sind, um den Druck des zu den Einströmungskanälen 131 und 132 gelieferten Bremsöls zu erfassen. Hierdurch können die Impulsdämpfer 145 so gesteuert werden, dass Impulse gemäß dem durch die Drucksensoren 103 erfassten Druck des Bremsöls gedämpft werden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können ein erster Ersatzkanal 171 und ein zweiter Ersatzkanal 172 vorgesehen sein, um den Hauptzylinder 110 mit den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 zu verbinden, wenn das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem versagt. In dem ersten Ersatzkanal 171 kann ein erstes Absperrventil 173 vorgesehen sein, um den ersten Ersatzkanal 171 zu öffnen und zu schließen. In dem zweiten Ersatzkanal 172 kann ein zweites Absperrventil 174 vorgesehen sein, um den zweiten Ersatzkanal 172 zu öffnen und zu schließen. Der erste Ersatzkanal 171 ist über das erste Absperrventil 173 mit dem ersten Einströmungskanal 131 verbunden. Der zweite Ersatzkanal 172 ist über das zweite Absperrventil 174 mit dem zweiten Einströmungskanal 132 verbunden. Insbesondere kann der zweite Drucksensor 102 zum Messen des Öldrucks des Hauptzylinders 110 zwischen dem ersten Absperrventil 173 und dem Hauptzylinder 110 vorgesehen sein. Wenn das Bremsen normal durchgeführt wird, sind daher die Ersatzkanäle 171 und 172 durch das erste Absperrventil 173 und das zweite Absperrventil 174 gesperrt, und die Bremsabsicht des Fahrers wird durch den zweiten Drucksensor 102 bestimmt. Das erste und das zweite Absperrventil 173 und 174 sind Solenoidventile vom NC-Typ, die zu normalen Zeiten geöffnet bleiben und geschlossen sind, wenn das Bremsen normal durchgeführt wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Pedalsimulator 180 zum Erzeugen der Pedalkraft des Bremspedals 30 zwischen dem zweiten Drucksensor 102 und dem Hauptzylinder 110 vorgesehen.
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Der Pedalsimulator 180 enthält eine Simulationskammer 182 zum Speichern von von dem Auslass des Hauptzylinders 110 ausgegebenem Öl und ein Simulationsventil 186, das an dem Einlass des Simulationskammer 182 vorgesehen ist. Die Simulationskammer 182, die einen Kolben 183 und ein elastisches Teil 184 enthält, ist so ausgebildet, dass sie einen vorbestimmten Versetzungsbereich auf der Grundlage von in die Simulationskammer 182 eingeführtem Öl hat. Das Simulationsventil 186 ist ein Solenoidventil NC-Typ, das zu normalen Zeiten geschlossen bleibt. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 30 tritt, wird das Simulationsventil 186 geöffnet, um das Bremsöl zu der Simulationskammer 182 zu liefern.
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Auch ist ein Simulationsrückschlagventil 185 zwischen dem Pedalsimulator 180 und dem Hauptzylinder 110 vorgesehen, d. h., zwischen dem Pedalsimulator 180 und dem Simulationsventil 186. Das Simulationsabsperrventil 185 ist mit dem Hauptzylinder 110 verbunden. Das Simulationsabsperrventil 185 ist ausgebildet, durch Pedalkraft des Bremspedals 30 erzeugten Druck nur durch das Simulationsventil 186 zu dem Pedalsimulator 180 zu übertragen. Das Simulationsrückschlagventil 185 kann ein Rohrrückschlagventil sein, das keine Feder hat, um den verbleibenden Druck des Pedalsimulators 180, wenn die Pedalkraft des Bremspedals 30 freigegeben wird, zurückzuführen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbindet das Ausgleichsventil 190 die beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 und steuert die Druckdifferenz zwischen den beiden hydraulischen Kreis HC1 und HC2. Das Ausgleichsventil 190 ist ein Solenoidventil vom NC-Typ, das zu normalen Zeiten geschlossen bleibt und geöffnet ist, wenn eine Druckdifferenz zwischen den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 auf der Grundlage von Druckinformationen auftritt. Das heißt, da das Ausgleichsventil 190, das zwischen den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 angeordnet ist, ein Solenoidventil vom NC-Typ ist, sind die beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 unabhängig steuerbar, und weiterhin kann die Stabilität verbessert werden, da das Auftreten einer Druckdifferenz zwischen den beiden hydraulischen Kreisen durch Öffnen des Ausgleichsventils 190 unterdrückt wird, wenn die Druckdifferenz auftritt.
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Die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 ist als ein Block enthaltend eine elektronische Steuereinheit (ECU) (nicht gezeigt), die elektrisch mit den Ventilen und den Sensoren verbunden ist, um die Ventile und die Sensoren zu steuern, vorgesehen, und daher hat das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine kompakte Struktur. Das heißt, das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in die Energiequelleneinheit 200 enthaltend den Motor 220 und die Pumpe 210 und in die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 enthaltend den Akkumulator 120, die Ventile, die Sensoren und den Pedalsimulator 180 zum Erzeugen der Pedalkraft des Bremspedals 30, die als ein einzelner Block ausgebildet ist, geteilt. Folglich wird der Installationsraum für das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht sichergestellt, und das Gewicht des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems wird herabgesetzt.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen erläutert.
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3 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem normal arbeitet.
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Gemäß 3 wird, wenn das Bremsen durch einen Fahrer begonnen wird, die durch den Fahrer geforderte Intensität des Bremsens erfasst auf der Grundlage von Informationen über den Druck auf das durch den Fahrer betätigte Bremspedal 30, gemessen durch den zweiten Drucksensor 102 oder den Pedalversetzungssensor. Die ECU (nicht gezeigt) kann die Intensität des regenerativen Bremsen empfangen, die Intensität des Reibbremsens auf der Grundlage der Differenz zwischen der durch den Fahrer geforderten Intensität des Bremsens und der Intensität des regenerativen Bremsens berechnen, und hierdurch die Größe der Zunahme oder Abnahme des Drucks an den Rädern erfassen.
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Insbesondere wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 30 in der Anfangsstufe des Bremsens betätigt, das Fahrzeug durch das regenerative Bremsen ausreichend abgebremst und daher kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass ein Reibbremsen nicht erzeugt wird. Folglich kann es erforderlich sein, den Druck des Bremsöls so herabzusetzen, dass von dem Bremspedal 30 auf den Hauptzylinder 10 ausgeübter hydraulischer Druck nicht zu den Radzylindern 20 übertragen wird. Zu dieser Zeit sind die Druckherabsetzungsventile 143 und 144 geöffnet, um in den Einströmungskanälen 131 und 132 erzeugten hydraulischen Druck zu dem Behälter 115 auszugeben. Als eine Folge wird kein Druck an den Rädern RR, RL, FR und FL erzeugt, und der Druck des Bremspedals wird aufrechterhalten.
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Danach kann ein Vorgang des Einstellens der Intensität des Reibbremsens auf der Grundlage der Änderung der Intensität des regenerativen Bremsens durchgeführt werden. Die Intensität des regernativen Bremsens, die abhängig von dem Batterieladungspegel oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs variiert, wird drastisch verringert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmter Wert oder geringer ist. Um den hydraulischen Druck der Radzylinder 20 zu steuern, um eine derartige Situation zu bewältigen, kann das erste Strömungssteuerventil 141 die Strömungsrate des von dem Akkumulator 120 zu dem ersten Einströmungskanal 131 gelieferten Bremsöls steuern. In derselben Weise kann das zweite Strömungssteuerventil 142 die Strömungsrate des von dem Akkumulator 120 zu dem zweiten Einströmungskanal 132 gelieferten Bremsöls steuern.
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Danach findet kein regeneratives Bremsen statt, und somit kann das Bremsen gemäß einer üblichen Bremsbedingung durchgeführt werden.
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Wenn eine Differenz zwischen zu den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 übertragenen Drücken beim Bremsen besteht, wird das Ausgleichsventil 190 vom NC-Typ geöffnet, um die Druckdifferenz in den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 zu steuern. Das heißt, da das Ausgleichsventil 190, das zwischen den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 angeordnet ist, ein Solenoidventil vom NC-Typ ist, sind die beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 unabhängig steuerbar, und weitere Bremsstabilität kann verbessert werden, da die Druckdifferenz in den zwei hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 durch Öffnen des Ausgleichsventils 190 unterdrückt wird, wenn eine Druckdifferenz auftritt.
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Auch wird der durch den Hauptzylinder 110 gemäß der Pedalkraft des Bremspedals 30 erzeugte Druck zu dem mit dem Hauptzylinder 110 verbundenen Pedalsimulator 180 übertragen. Zu dieser Zeit ist das zwischen dem Hauptzylinder 110 und der Simulationskammer 182 angeordnete Simulationsventil 186 geöffnet, um hydraulischen Druck zu der Simulationskammer 182 zu liefern, und hierdurch bewegt sich der Kolben 183 und Druck entsprechend dem Gewicht der den Kolben 183 unterstützenden Feder 184 wird in der Simulationskammer 182 erzeugt, wodurch ein ordnungsgemäßes Pedalgefühl bei dem Fahrer erhalten wird.
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4 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem anomal arbeitet.
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Gemäß 4 wird für ein Ersatzbremsen in einem Fall, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem nicht normal arbeitet, Bremsöl zu den Radzylindern 20 über den ersten und den zweiten Ersatzkanal 171 und 172 geliefert, um das Ersatzbremsen durchzuführen. Hier wird, da das erste und das zweite Absperrventil 173 und 174, die in dem ersten und dem zweiten Ersatzkanal 171 und 172 installiert sind, und die Solenoidventile 151 der zwei hydraulischen Kreise HC1 und HC2 Solenoidventile vom NO-Typ im geöffneten Zustand sind, und das erste und das zweite Strömungssteuerventil 141 und 142 und das erste und das zweite Druckherabsetzungsventil 143 und 144 Solenoidventile vom NC-Typ im geschlossenen Zustand sind, hydraulischer Druck direkt zu den Radzylindern 20 übertragen. Hierdurch kann ein stabiles Bremsen durchgeführt werden und die Bremsstabilität kann erhöht werden.
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Der Hauptzylinder 110 kann einen kleineren inneren Durchmesser als ein herkömmlicher Hauptzylinder haben, um das Leistungsvermögen des mechanischen Bremsens auf der Grundlage der Pedalkraft des Bremspedals 30 zu maximieren. Das heißt, der Hauptzylinder kann eine ausreichende Bremskraft durch in dem Hauptzylinder gespeichertes Bremsöl liefern, obgleich der Hauptzylinder 110 einen kleineren inneren Durchmesser als der herkömmliche Hauptzylinder hat.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, hat das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen.
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Zuerst ist das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem in die Energiequelleneinheit enthaltend die Pumpe und den Motor und die integrierte hydraulische Steuervorrichtung enthaltend den Akkumulator, die Ventile, die Sensoren und den Pedalsimulator zum Erzeugen einer Pedalkraft des Bremspedals, die als ein einzelner Block ausgebildet ist, geteilt. Folglich kann der Installationsraum des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems leicht gewährleistet werden, und das Gewicht des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems kann herabgesetzt werden. Auch kann das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht montiert werden.
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Zweitens sind, da das zwischen den beiden hydraulischen Kreisen angeordnete Ausgleichsventil ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ ist, die beiden hydraulischen Kreise unabhängig steuerbar, und weiterhin kann die Bremsstabilität verbessert werden, da das Auftreten einer Druckdifferenz in den beiden hydraulischen Kreisen durch Öffnen des Ausgleichsventils unterdrückt wird, wenn die Druckdifferenz auftritt.
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Drittens wird das Bremsen eines Fahrzeugs ermöglicht, wenn das Bremssystem versagt, und daher wird das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht bei elektrischen Fahrzeugen, Brennstoffzellen-Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen angewendet.
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Viertens wird der verbleibende Druck durch das Simulationsrückschlagventil ohne Feder minimiert, und ein zu einem Fahrer geliefertes Pedalgefühl kann stabil aufrechterhalten werden, selbst wenn der Druck während des Bremsens beliebig eingestellt wird.
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Fünftes erzeugt das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine durch einen Benutzer geforderte Bremskraft ungeachtet dessen, ob eine Maschine vorhanden ist und ob die Maschine betrieben wird, wodurch zu einer Verbesserung des Kraftstoff-Wirkungsgrades beigetragen wird.
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Sechstens hat das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine einfachere Konfiguration als ein herkömmlicher Verstärker vom negativen Drucktyp, und verwendet keinen Saugdruck einer Maschine anders als eine Vakuumbremse, wodurch der Kraftstoff-Wirkungsgrad eines Fahrzeugs verbessert wird. Weiterhin kann das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem aufgrund seiner einfachen Ausbildung leicht für ein kleines Fahrzeug verwendet werden.
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Obgleich wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen bei diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne die Prinzipien und den Geist der Erfindung zu verlassen, deren Bereich in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
