DE102013004550A1

DE102013004550A1 - Integriertes elektronisch-hydraulisches bremssystem

Info

Publication number: DE102013004550A1
Application number: DE102013004550A
Authority: DE
Inventors: Hyun Jun Kim; I Jin YANG; Seong Ho Choi
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: KR20130104159A; DE102013004550B4; CN103303292A; US20130241272A1; CN103303292B; KR101359341B1

Abstract

Es wird ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem offenbart, enthaltend ein Betätigungsteil mit einem Hauptzylinder und einem Pedalsimulator, eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) und eine hydraulische Energieeinheit (HPU), die als eine einzelne Einheit ausgebildet sind.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem enthaltend ein Betätigungsteil mit einem Hauptzylinder und einem Pedalsimulator, eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC), und eine hydraulische Energieeinheit (HPU), die als eine einzelne Einheit ausgebildet sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In letzter Zeit wurde die Entwicklung von Hybridfahrzeugen, Brennstoffzellen-Fahrzeugen und elektrischen Fahrzeugen verstärkt durchgeführt, um den Kraftstoff-Wirkungsgrad zu verbessern und die Abgase zu verringern. Eine Bremsvorrichtung, d. h., eine Bremsvorrichtung eines Bremssystems für Fahrzeuge, das in der Weise wirkt, dass ein fahrendes Fahrzeug verlangsamt wird oder anhält, ist als wesentliches Teil in derartigen Fahrzeugen installiert.
Im Allgemeinen enthalten Bremsvorrichtungen von Bremssystemen für Fahrzeuge eine Vakuumbremse zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung eines Saugdrucks einer Maschine und eine hydraulische Bremse zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung von hydraulischem Druck.
Die Vakuumbremse zeigt eine große Bremskraft bei einer kleinen Kraft durch einen Vakuumverstärker, der eine Differenz zwischen den Saugdruck einer Fahrzeugmaschine und atmosphärischem Druck verwendet. Das heißt, die Vakuumbremse erzeugt eine Ausgangskraft, die größer als die auf ein Bremspedal ausgeübte Kraft ist, wenn ein Fahrer auf das Bremspedal tritt.
In dem Fall einer derartigen herkömmlichen Vakuumbremse wird der Saugdruck der Fahrzeugmaschine zu dem Vakuumverstärker geliefert, um ein Vakuum zu bilden, und daher wird der Kraftstoff-Wirkungsgrad herabgesetzt. Weiterhin wird die Maschine ständig angetrieben, um das Vakuum zu bilden, selbst wenn das Fahrzeug angehalten ist.
Weiterhin haben ein Brennstoffzellen-Fahrzeug und ein elektrisches Fahrzeug keine Maschine, und somit kann die Anwendung der herkömmlichen Vakuumbremse, die die Pedalkraft des Fahrers während des Bremsens verstärkt, bei dem Brennstoffzellen-Fahrzeug und dem elektrischen Fahrzeug unmöglich sein, und ein Hybridfahrzeug implementiert eine Leerlauf-Anhaltefunktion während des Anhaltens, um den Kraftstoff-Wirkungsgrad zu verbessern, und erfordert die Einführung einer hydraulischen Bremse.
Das heißt, da die Implementierung einer regenerativen Bremsfunktion erforderlich ist, um bei allen Fahrzeugen den Kraftstoff-Wirkungsgrad zu verbessern, wird die regenerative Bremsfunktion durch Verwendung einer hydraulischen Bremse leicht implementiert.
In dem Fall eines elektronischen Bremssystems, das eine Art von hydraulischer Bremse ist, erfasst, wenn ein Fahrer auf ein Pedal tritt, eine elektronische Steuereinheit die Verschiebung des Pedals und liefert hydraulischen Druck zu einem Hauptzylinder, wodurch ein hydraulischer Druck zum Bremsen zu einem Radzylinder (nicht gezeigt) jedes Rads übertragen wird.
Um eine Bremskraft zu erzeugen, um den zu den Radzylindern 20 übertragenen hydraulischen Druck zu steuern, enthält das elektronisch-hydraulische Bremssystem, wie in 1 gezeigt ist, ein Betätigungsteil 1 enthaltend einen Hauptzylinder 1a, Verstärker 1b, Behälter 1c und Pedalsimulator 1d, eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) 2 zum unabhängigen Steuern der Bremskraft für jedes Rad, und eine hydraulische Energieeinheit (HPU) 3 enthaltend einen Motor, eine Pumpe, einen Akkumulator und ein Steuerventil, die jeweils als eine Einheit ausgebildet sind.
Die vorgenannten Einheiten 1, 2 und 3, die das elektronisch-hydraulische Bremssystem bilden, sind getrennt vorgesehen und installiert. Als eine Folge kann es erforderlich sein, einen Raum zum Installieren des elektronisch-hydraulischen Bremssystems sicherzustellen aufgrund des beschränkten Installationsraums eines Fahrzeugs. Zusätzlich wird das Gewicht des elektronisch-hydraulischen Bremssystems erhöht. Aus diesen Gründen wurde ein fortschrittliches elektronisch-hydraulisches Bremssystem, das die Sicherheit eines Fahrzeugs während des Bremsens gewährleistet, den Kraftstoff-Wirkungsgrad verbessert und ein ordnungsgemäßes Pedalgefühl vorsieht, erforderlich.
Daher finden gemäß den vorgenannten Anforderungen eine Forschung und eine Entwicklung für ein elektronisch-hydraulisches Bremssystem, das eine einfache Konfiguration hat, eine normale Bremskraft zeigt, selbst wenn ein Versagen auftritt, und leicht gesteuert wird, statt.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem vorzusehen, das eine einfache Konfiguration zum Verbessern der Bremssicherheit und des Installationswirkungsgrads in einem Fahrzeug hat, wodurch ein stabiles Pedalgefühl während des Bremsens erhalten wird, und das ein regeneratives Bremsen stützt, wodurch der Kraftstoff-Wirkungsgrad verbessert wird.
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.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem eine integrierte hydraulische Steuervorrichtung aufweisend einen Hauptzylinder zum Erzeugen von hydraulischem Druck auf der Grundlage der Pedalkraft eines Bremspedals, einen mit einem oberen Teil des Hauptzylinders gekoppelten Behälter zum Speichern von Öl, zwei hydraulische Kreise, wobei jeder der hydraulischen Kreise mit zwei Rädern des Fahrzeugs verbunden ist, einen Akkumulator zum Speichern eines vorbestimmten Druckpegels, ein Strömungssteuerventil und ein Druckherabsetzungsventil, die mit einem der beiden hydraulischen Kreise verbunden sind, um von dem Akkumulator zu an den Rädern installierten Radzylindern übertragenen Druck zu steuern, ein erstes Abschaltventil und ein zweites Abschaltventil, die zwischen dem Hauptzylinder und den beiden hydraulischen Kreisen installiert sind, um den auf der Grundlage der Pedalkraft von dem Fahrer erzeugten hydraulischen Druck abzuschalten, ein Ausgleichsventil zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreise, einen mit dem Hauptzylinder verbundenen Pedalsimulator, um eine Reaktionskraft des Bremspedals vorzusehen, und ein Simulationsventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Pedalsimulator, und eine Energiequelleneinheit aufweisend eine Pumpe zum Saugen von Öl aus dem Behälter durch eine hydraulische Leitung 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 über eine externe Leitung miteinander verbunden sind, wobei ein Absperrventil weiterhin in einem Kanal vorgesehen ist, 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.
Das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil können einzelne Ventile hoher Kapazität sein, wobei das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil Solenoidventile vom normalerweise geschlossenen Typ sind, die zu normalen Zeiten geschlossen bleiben.
Das Ausgleichventil kann ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ sein, das zu normalen Zeiten geschlossen ist und aufgrund von Druckinformationen geöffnet wird.
Der Akkumulator und die Pumpe können über die externe Leitung miteinander verbunden sein, und die externe Leitung kann ein darin installiertes Absperrventil haben, um einen Rückwärtsfluss des Drucks des Akkumulators zu verhindern.
Jeder der hydraulischen Kreise kann ein Solenoidventil vom normalerweise geöffneten Typ, das sich stromaufwärts der Radzylinder befindet, um die Übertragung des hydraulischen Drucks zu den Radzylindern zu steuern, ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ, das sich stromabwärts der Radzylinder befindet, um die Ausgabe des hydraulischen Drucks von den Radzylindern zu steuern, und einen Rückführungskanal zum Verbinden des Solenoidventils vom normalerweise geschlossenen Typ mit der hydraulischen Leitung enthalten.
Das erste Abschaltventil und das zweite Abschaltventil können Solenoidventile vom normalerweise geöffneten Typ sein, die zu normalen Zeiten geöffnet bleiben und während eines normalen Bremsvorgangs geschlossen sind.
Das Simulationsabsperrventil kann ein Leitungsabsperrventil ohne Feder sein, um den verbleibenden Druck des Pedalsimulators zurückzuführen, wenn die Pedalkraft des Bremspedals freigegeben wird.
Eine Impulsdämpfungsvorrichtung kann in einem Kanal vorgesehen sein, der das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil mit dem einen der hydraulischen Kreise verbindet, um Druckimpulse zu minimieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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:
1 eine Ansicht ist, die schematisch eine Konfiguration eines herkömmlichen, elektronisch-hydraulischen Bremssystems illustriert;
2 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht betätigt wird;
3 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung normal arbeitet; und
4 ein hydraulisches Kreisdiagramm ist, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anomal arbeitet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Einzelnen auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die in den begleitenden Zeichnung illustriert sind, wobei gleiche Bezugszahlen sich 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 Begriffe 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 somit ist darauf hinzuweisen, dass die Ausführungsbeispiele in verschiedener Weise modifiziert und geändert werden können.
2 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem ein integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht in Betrieb ist.
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 Behälter 115, der mit dem oberen Bereich des Hauptzylinders 110 gekoppelt ist, um Öl zu speichern, zwei hydraulische Kreise HC1 und HC2, die jeweils mit zwei Rädern RR, RL, FR und FL verbunden sind, ein erstes und ein zweites Abschaltventil 173 und 174, die zwischen den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 installiert sind, um den hydraulischen Druck gemäß einer Pedalkraft des Fahrers abzuschalten, einen Akkumulator 120 zum Speichern eines vorbestimmten Druckpegels, einen Pedalsimulator 180, der mit dem Hauptzylinder 110 verbunden ist, um eine Reaktionskraft des Bremspedals 30 vorzusehen, und ein Simulationsventil 186, das in einem den Pedalsimulator 180 mit dem Behälter 115 verbindenden Kanal 188 installiert ist, und eine Energiequelleneinheit 200 enthaltend eine Pumpe 210 zum Saugen von Öl durch eine hydraulische Leitung 116 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.
Auch kann die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 weiterhin ein Strömungssteuerventil 141 und ein Druckherabsetzungsventil 142, die mit einem der beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 verbunden sind, um den von dem Akkumulator 120 zu an den Rädern FL, FR, RL und RR eines Fahrzeugs installierten Radzylindern 20 übertragenen Druck zu steuern, ein Ausgleichventil 190 zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 miteinander und Drucksensoren 101, 102 und 103 zum Messen von Druck enthalten.
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 einer HPU sind in der integrierten hydraulischen Steuervorrichtung 100 enthalten, um das Gewicht des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems zu verringern und den Installationsraum des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems zu verbessern.
Nachfolgend werden Strukturen und Funktionen der das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem bildenden Komponenten im Einzelnen beschrieben. Zuerst hat der Hauptzylinder 110, der zumindest eine Kammer hat, um hydraulischen Druck zu erzeugen, zwei Kammern, die jeweils einen ersten Kolben 111 und einen zweiten Kolben 112 enthalten, wie in 2 gezeigt ist. Dadurch 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 über einen ersten und einen zweiten Ersatzkanal 171 und 172 zu den an den Rädern RR, RL, FR und FL installierten Radzylindern 20 übertragen wird.
Die beiden Kammern des Hauptzylinders 110 sind mit den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 verbunden, um Sicherheit zu gewährleisten, wenn ein Versagen auftritt. 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. Alternativ kann der erste hydraulische Kreis HC1 mit den beiden Vorderrädern FL und FR verbunden sein, und der zweite hydraulische Kreis HC2 kann mit den beiden Hinterrädern RL und RR verbunden sein. 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.
Die hydraulischen Kreise HC1 und HC2 enthalten jeweils einen mit den Radzylindern 20 verbundenen Kanal, wobei mehrere Ventile 151 und 161 in dem Kanal installiert sind. 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 Vorderrädern 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), die üblicherweise verwendet wird, gesteuert werden.
Auch enthält jeder der hydraulischen Kreise HC1 und HC2 einen Rückführungskanal 160, um das Solenoidventil 161 vom NC-Typ mit der hydraulischen Leitung 116 zu verbinden. Der Rückführungskanal 160 ermöglicht, dass der zu dem Radzylinder 20 übertragene hydraulische Druck durch Pumpen von der Pumpe 210 ausgegeben und zu dem Behälter 115 oder zu dem Akkumulator 120 übertragen wird.
Ein Ausgleichventil 190 ist zwischen den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 installiert, um die Verbindung zwischen den hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 zu steuern. Das Ausgleichventil 190 ist ein Solenoidventil vom NC-Typ, das zu normalen Zeiten geschlossen ist und auf der Grundlage von Druckinformationen geöffnet wird. Das Ausgleichventil 190 verbindet die hydraulischen Kreise HC1 und HC2 miteinander, um hydraulischen Druck zu den in den hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 vorgesehenen Radzylindern 20 zu liefern, und seine Betätigung wird später beschrieben.
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.
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 die Antriebskraft zu der Pumpe 210 zu liefern. Der Motor 220 kann angetrieben werden durch Empfangen der Absicht des Fahrers von dem ersten Drucksensor 101, der später beschrieben wird, oder von dem Pedalversetzungssensor, das Fahrzeug gemäß der Pedalkraft des Bremspedals 30 zu begrenzen.
Der Akkumulator 120 ist an dem Auslass der Pumpe 210 vorgesehen, um vorübergehend durch den Antrieb der Pumpe 210 erzeugtes Hochdrucköl zu speichern. Das heißt, wie vorstehend beschrieben ist, dass der Akkumulator 120 über die externe Leitung 10 mit der Pumpe 210 verbunden ist. In der externen Leitung 10 ist ein Absperrventil 135 installiert, um einen Rückwärtsfluss des in dem Akkumulator 120 gespeicherten Hochdrucköls zu verhindern.
An dem Auslass des Akkumulators 120 ist der zweite Drucksensor 102 vorgesehen, um den Öldruck des Akkumulators 120 zu messen. Der von dem zweiten Drucksensor 102 gemessene Öldruck wird mit einem von der elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) gesetzten Druck verglichen. Wenn der gemessene Öldruck niedrig ist, wird die Pumpe 210 angetrieben, um Öl aus dem Behälter 115 zu saugen und das angesaugte Öl zu dem Akkumulator 120 zu liefern.
Um in dem Akkumulator 120 gespeichertes 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 der beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 verbunden. In 2 ist der Verbindungskanal 130 mit dem ersten hydraulischen Kreis HC1 verbunden. In dem Verbindungskanal 130 sind das Strömungssteuerventil 141 und das Druckherabsetzungsventil 142 vorgesehen, um in dem Akkumulator 120 gespeichertes Bremsöl zu steuern.
Das Steuerventil 141 und das Druckherabsetzungsventil 142 sind Solenoidventile vom NC-Typ, die zu normalen Zeiten geschlossen bleiben. Somit wird, wenn der Fahrer eine Kraft auf das Bremspedal 30 ausübt, das Strömungssteuerventil 141 geöffnet, wodurch es das in dem Akkumulator 120 gespeicherte Bremsöl zu den Radzylindern 20 überträgt. Das über das Strömungssteuerventil 141 übertragene Bremsöl wird zu dem mit dem Verbindungskanal 130 verbundenen ersten hydraulischen Kreis HC1 übertragen, und zur gleichen Zeit wird das die beiden hydraulischen Kreise HC1 und HC2 verbindende Ausgleichventil 190 geöffnet, um dem Bremsöl zu ermöglichen, ebenfalls zu dem zweiten hydraulischen Kreis HC2 übertragen zu werden. Das heißt, das Bremsöl in dem Akkumulator 120 wird zu den Radzylindern 20 übertragen, da das Strömungssteuerventil 141 und das Ausgleichventil 190 geöffnet werden.
Da das Strömungssteuerventil 141 und das Druckherabsetzungsventil 142 als einzelne Ventile vorgesehen sind, um den hydraulischen Druck zum Bremsen zu erzeugen, können sie Ventile hoher Kapazität sein. Auch sind das Strömungssteuerventil 141 und das Druckherabsetzungsventil 142, die in 2 gezeigt sind, einzelne Ventile, aber Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nicht hierauf beschränkt. Wenn mehr Kapazität benötigt wird, können sie aus einer Kombination von zwei oder mehr Ventilen gebildet sein.
Zusätzlich kann die integrierte hydraulische Steuervorrichtung 100 weiterhin eine Impulsdämpfungsvorrichtung 145 enthalten, die in dem Verbindungskanal 130 vorgesehen ist, um Druckimpulse zu minimieren. Die Impulsdämpfungsvorrichtung 145 ist eine Vorrichtung, die vorübergehend Öl speichert, um zwischen dem Strömungssteuerventil 141 und dem Druckherabsetzungsventil 142 und dem Solenoidventil 151 vom NO-Typ erzeugte Impulse zu dämpfen. Die Impulsdämpfungsvorrichtung 145 ist im Stand der Technik, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, bekannt, und daher wird deren detaillierte Beschreibung weggelassen.
Zusätzlich kann der Verbindungskanal weiterhin einen dritten Drucksensor 103 enthalten, um zu dem hydraulischen Kreis HC1 übertragenen Druck zu erfassen. Dadurch steuert der dritte Drucksensor 103 die Impulsdämpfungsvorrichtung 145 in der Weise, dass Impulse gemäß dem erfassten Druck des Bremsöls gedämpft werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können ein erster Ersatzkanal 171 und ein zweiter Ersatzkanal 172 vorgesehen sein, um den Hauptzylinder 110 mit den hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 zu verbinden, wenn das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem versagt. In dem ersten Ersatzkanal 171 ist ein erstes Abschaltventil 173 vorgesehen, um den Öldruck des Hauptzylinders 110 gemäß der Pedalkraft des Fahrers abzuschalten. In dem zweiten Ersatzkanal 172 ist ein zweites Abschaltventil 174 vorgesehen. Das erste und das zweite Abschaltventil 173 und 174 sind Solenoidventile vom NC-Typ, die zu normalen Zeiten geöffnet sind und bei einem normalen Bremsvorgang geschlossen werden. Zusätzlich ist der erste Ersatzkanal 171 mit dem ersten hydraulischen Kreis HC1 und dem Verbindungskanal 130 über das erste Abschaltventil 173 verbunden. Der zweite Ersatzkanal 172 ist mit dem zweiten hydraulischen Kreis HC2 über das zweite Abschaltventil 174 verbunden. Insbesondere kann der erste Ersatzkanal 171 mit dem ersten Drucksensor 101 versehen sein, um den Öldruck des Hauptzylinders 110 zu messen. Wenn daher das Bremsen normal durchgeführt wird, sind die Ersatzkanäle 171 und 172 durch das erste Abschaltventil 173 und das zweite Abschaltventil 174 abgeschaltet, und die Bremsabsicht des Fahrers wird durch den ersten Drucksensor 101 bestimmt. Wenn das Bremsen anomal ist, wird dem durch den Hauptzylinder 110 erzeugten Bremsdruck ermöglicht, durch das jeweils geöffnete erste und zweite Abschaltventil 173 und 174 direkt zu den Radzylindern 20 übertragen zu werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Pedalsimulator 180 zum Erzeugen der Pedalkraft des Bremspedals zwischen dem ersten Drucksensor 101 und dem Hauptzylinder 110 vorgesehen.
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 der Simulationskammer 182 vorgesehen ist. Die Simulationskammer 182, die einen Kolben 183 und ein elastisches Teil 184 enthält, ist so ausgebildet, dass sie auf der Grundlage von in die Simulationskammer 182 eingeführtem Öl einen vorbestimmten Versetzungsbereich hat. Das Simulationsventil 186 ist ein Solenoidventil vom NC-Typ, das zu normalen Zeiten geschlossen bleibt. Wenn der Fahrer das Bremspedal 30 verschiebt, wird das Simulationsventil 186 geöffnet, um das Bremsöl zu der Simulationskammer 182 zu liefern.
Auch ist ein Simulationsabsperrventil 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 so ausgebildet, dass es durch die Pedalkraft des Bremspedals 30 erzeugten Druck nur durch das Simulationsventil 186 zu dem Pedalsimulator 180 überträgt. Das Simulationsabsperrventil 185 kann ein Leitungsabsperrventil ohne Feder sein, um den verbleibenden Druck des Pedalsimulators 180 zurückzuführen, wenn die Pedalkraft des Bremspedals 30 freigegeben wird.
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 ist dem integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystem ermöglicht, eine kompakte Struktur zu haben. 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 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 ist der Installationsraum des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems leicht gewährleistet, und das Gewicht des integrierten elektrisch-hydraulischen Bremssystems ist herabgesetzt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben.
3 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem normal arbeitet.
Gemäß 3 wird, wenn das Bremsen durch einen Fahrer beginnt, die von dem Fahrer geforderte Intensität des Bremsens erfasst auf der Grundlage von Informationen über den Druck auf das von dem Fahrer betätigte Bremspedal 30, gemessen durch den ersten Drucksensor 101 oder einen Pedalversetzungssensor. Die ECU (nicht gezeigt) kann die Intensität des regenerativen Bremsens erfassen, die Intensität des Reibungsbremsens auf der Grundlage der Differenz zwischen der Intensität des durch den Fahrer geforderten Bremsens und der Intensität des regenerativen Bremsens berechnen und hierdurch die Größe der Zunahme oder Abnahme des Drucks an den Rädern erfassen.
Insbesondere wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 30 in der Anfangsstufe des Bremsens verschiebt, das Fahrzeug ausreichend durch das regenerative Bremsen gebremst, und daher kann die Steuerung so durchgeführt werden, dass ein Reibungsbremsen nicht erzeugt wird. Folglich kann es erforderlich sein, den Druck des Bremsöls so zu verringern, dass der von dem Bremspedal 30 auf den Hauptzylinder 10 ausgeübte hydraulische Druck nicht zu den Radzylindern 20 übertragen wird. Zu dieser Zeit ist das Druckherabsetzungsventil 142 geöffnet, um den in dem Verbindungskanal 130 erzeugten hydraulischen Druck so zu dem Behälter 115 auszugeben, dass kein Druck an den Rädern RR, RL, FR und FL erzeugt wird, und der Druck des Bremspedals wird aufrechterhalten.
Danach kann ein Vorgang des Einstellens der Intensität des Reibungsbremsens auf der Grundlage der Änderung der Intensität des regenerativen Bremsens durchgeführt werden. Die Intensität des regenerativen Bremsens, die sich in Abhängigkeit von dem Batterieladungspegel oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert, wird drastisch verringert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein vorbestimmter Wert oder niedriger ist. Um zur Bewältigung einer derartigen Situation den hydraulischen Druck der Radzylinder 20 zu steuern, kann das Strömungssteuerventil 141 die Strömungsrate des von dem Akkumulator 120 zu dem Verbindungskanal 130 gelieferten Bremsöls steuern.
Danach findet kein regeneratives Bremsen statt, und somit kann das Bremsen auf der Grundlage einer normalen Bremsbedingung durchgeführt werden.
Da der Verbindungskanal 130 mit dem ersten hydraulischen Kreis HC1 verbunden ist, wird beim Bremsen Druck zu den beiden hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 übertragen, indem das Ausgleichventil 190 vom NC-Typ geöffnet wird, das zur Steuerung der Verbindung zwischen den hydraulischen Kreisen HC1 und HC2 ausgebildet ist.
Auch wird der von dem 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 stützenden Feder 184 wird in der Simulationskammer 182 erzeugt, wodurch ein ordnungsgemäßes Pedalgefühl für den Fahrer erhalten wird.
4 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm, das einen Zustand zeigt, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem anomal arbeitet.
Gemäß 4 wird für ein Ersatzbremsen in einem Fall, in welchem das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem nicht normal arbeitet, Bremsöl über den ersten und den zweiten Ersatzkanal 171 und 172 zu den Radzylindern 20 geliefert, um eine Bremskraft zu erzeugen. Hier wird, da das erste und das zweite Abschaltventil 173 und 174, die in den beiden Ersatzkanälen 171 und 172 installiert sind, und die Solenoidventile 151 der hydraulischen Kreise HC1 und HC2 Solenoidventile vom NO-Typ in einem geöffneten Zustand sind, und das Strömungssteuerventil 141, das Druckherabsetzungsventil 142 und das Ausgleichventil 190 Solenoidventile vom NC-Typ in einem geschlossenen Zustand sind, hydraulischer Druck direkt zu den Radzylindern 20 übertragen. Hierdurch kann ein stabiles Bremsen durchgeführt werden und die Bremsstabilität kann erhöht werden.
Der Hauptzylinder 110 kann einen kleineren inneren Durchmesser als ein herkömmlicher Hauptzylinder haben, um das mechanische Bremsvermögen auf der Grundlage der Pedalkraft des Bremspedals 30 zu maximieren. Das heißt, der Hauptzylinder kann eine ausreichende Bremskraft liefern durch in dem Hauptzylinder gespeichertes Bremsöl, obgleich der Hauptzylinder 110 einen kleineren inneren Durchmesser als der herkömmliche Hauptzylinder hat.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, hat das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen.
Zuerst wird 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 der Pedalkraft des Bremspedals, die als ein einzelner Block ausgebildet ist, geteilt. Folglich kann der Installationsraum für das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht gewährleistet werden, und das Gewicht des integrierten elektronisch-hydraulischen Bremssystems kann verringert werden. Auch kann das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht montiert werden.
Zweitens wird, da Druck zu den beiden hydraulischen Kreisen über das einzelne Strömungssteuerventil und Druckherabsetzungsventil, wobei die beiden hydraulischen Kreise durch das Ausgleichventil verbunden sind, geliefert und von diesen freigegeben wird, eine leichte und gute Steuerung gewährleistet.
Drittens wird das Bremsen eines Fahrzeugs erzielt, wenn das Bremssystem versagt, und daher wird das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht bei elektrischen Fahrzeugen, Brennstoffzellen-Fahrzeugen und Hybridfahrzeugen angewendet.
Viertens wird der verbleibende Druck durch das Simulationsabsperrventil ohne Feder minimiert, und ein zu einem Fahrer geliefertes Pedalgefühl kann stabil aufrecht erhalten werden, selbst wenn der Druck während des Bremsens beliebig eingestellt wird.
Fünftes erzeugt das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine von einem Benutzer geforderte Bremskraft ungeachtet dessen, ob eine Maschine vorhanden ist und ob die Maschine in Betrieb ist, wodurch zu einer Verbesserung des Kraftstoff-Wirkungsgrads beigetragen wird.
Sechstens hat das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem eine einfachere Konfiguration als ein herkömmlicher Verstärker vom negativen Drucktyp, und es verwendet, anders als eine Vakuumbremse, keinen Saugdruck einer Maschine, wodurch der Kraftstoff-Wirkungsgrad eines Fahrzeugs verbessert wird. Weiterhin kann aufgrund seiner einfachen Konfiguration das integrierte elektronisch-hydraulische Bremssystem leicht bei einem kleinen Fahrzeug verwendet werden.
Obgleich wenige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist 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.

Claims

Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem für ein Fahrzeug, welches aufweist: eine integrierte hydraulische Steuervorrichtung, aufweisend einen Hauptzylinder zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks auf der Grundlage der Pedalkraft eines Bremspedals, einen mit einem oberen Bereich des Hauptzylinders gekoppelten Behälter zum Speichern von Öl, zwei hydraulische Kreise, wobei jeder der hydraulischen Kreise mit zwei Rädern des Fahrzeugs verbunden ist, einen Akkumulator zum Speichern eines vorbestimmten Druckpegels, ein Strömungssteuerventil und ein Druckherabsetzungsventil, die mit einem der beiden hydraulischen Kreise verbunden sind, um von dem Akkumulator zu an den Rädern installierten Radzylindern übertragenen Druck zu steuern, ein erstes Abschaltventil und ein zweites Abschaltventil, die zwischen dem Hauptzylinder und den beiden hydraulischen Kreisen installiert sind, um den auf der Grundlage der Pedalkraft von dem Fahrer erzeugten hydraulischen Druck abzuschalten, ein Ausgleichventil zum Verbinden der beiden hydraulischen Kreise, einen mit dem Hauptzylinder verbundenen Pedalsimulator zum Vorsehen einer Reaktionskraft des Bremspedals, und ein Simulationsventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Pedalsimulator; und eine Energiequelleneinheit aufweisend eine Pumpe zum Saugen von Öl aus dem Behälter durch eine hydraulische Leitung 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 ausgebildet ist als eine separate Einheit zum Isolieren von von der Energiequelleneinheit erzeugten Geräuschen, und die integrierte hydraulische Steuervorrichtung und die Energiequelleneinheit über eine externe Leitung miteinander verbunden sind, wobei ein Absperrventil weiterhin in einem den Hauptzylinder mit dem Pedalsimulator verbindenden Kanal derart vorgesehen ist, dass der Druck gemäß der Pedalkraft des Bremspedals nur durch das Simulationsventil zu dem Pedalsimulator übertragen wird.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil einzelne Ventile hoher Kapazität sind, wobei das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil Solenoidventile vom normalerweise geschlossenen Typ sind, die zu normalen Zeiten geschlossen bleiben.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem das Ausgleichventil ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ ist, das zu normalen Zeiten geschlossen und auf der Grundlage von Druckinformationen geöffnet ist.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem der Akkumulator und die Pumpe über die externe Leitung miteinander verbunden sind und die externe Leitung ein darin installiertes Absperrventil hat, um einen Rückwärtsfluss des Drucks des Akkumulators zu verhindern.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem jeder der hydraulischen Kreise aufweist: ein Solenoidventil vom normalerweise geöffneten Typ, das sich stromaufwärts der Radzylinder befindet, um die Übertragung des hydraulischen Drucks zu den Radzylindern zu steuern; ein Solenoidventil vom normalerweise geschlossenen Typ, das sich stromabwärts der Radzylinder befindet, um die Ausgabe des hydraulischen Drucks von den Radzylindern zu steuern; und einen Rückführungskanal zum Verbinden des Solenoidventils vom normalerweise geschlossenen Typ mit der hydraulischen Leitung.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem das erste Abschaltventil und das zweite Abschaltventil Solenoidventile vom normalerweise geöffneten Typ sind, die zu normalen Zeiten geöffnet bleiben und während des normalen Bremsvorgangs geschlossen sind.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem das Simulationsabsperrventil ein Leitungsabsperrventil ohne Feder ist, um den verbleibenden Druck des Pedalsimulators zurückzuführen, wenn die Pedalkraft des Bremspedals freigegeben ist.
Integriertes elektronisch-hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem eine Impulsdämpfungsvorrichtung in einem das Strömungssteuerventil und das Druckherabsetzungsventil mit dem einen der hydraulischen Kreise verbindenden Kanal vorgesehen ist, um Druckimpulse zu minimieren.