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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der Koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2020-0142896 , eingereicht am 30. Oktober 2020, deren Offenbarung durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegenden Anmeldung einbezogen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich in einigen Ausführungsformen auf ein Bremssystem für ein Fahrzeug und ein Bremsverfahren dafür.
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HINTERGRUND
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Die Darlegungen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen, und sind nicht unbedingt Teil des Stands der Technik.
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International gibt es strenge Vorschriften bezüglich des Ausstoßes von Kohlendioxid, insbesondere bei Fahrzeugabgasen. Dementsprechend wird zur Verringerung der Kohlendioxidmenge auch zunehmend eine verbesserte Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen gefordert. Zusammen mit diesen beliebten Forderungen sind in den letzten Jahren das Angebot und die Nachfrage nach Hybridfahrzeugen, bei denen ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor kombiniert sind, sowie nach Elektrofahrzeugen, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, gestiegen.
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Der Bedarf an regenerativem Bremsen steigt aufgrund der Zunahme von Elektro- und Hybridfahrzeugen, und um diesen Bedarf zu decken, gibt es eine steigende Nachfrage nach integrierten Bremssystemen für Fahrzeuge, bei denen das Bremspedal von den Bremshydraulikleitungen oder Strömungswegen zu den Rädern getrennt ist. Das integrierte Bremssystem ist eine Integration eines mechanischen Bremssystems, als herkömmliches Bremssystem (CBS - Conventional Brake System) bezeichnet, und eines elektronischen Bremssystems, als elektronische Stabilitätskontrolle (ESC - Electronic Stability Control) bezeichnet. Regeneratives Bremsen bedeutet hier, einen Motor als Generator mit der Antriebsträgheit eines Fahrzeugs anzutreiben und einen durch den Antrieb des Motors erzeugten Widerstand als Bremskraft zu nutzen. Ein solches integriertes Fahrzeugbremssystem kann eine stabile Bremskraft durch koordinierte Steuerung von regenerativem Bremsen und hydraulischem Bremsen liefern.
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Ein solches integriertes Fahrzeugbremssystem ist jedoch nachteilig teuer und unerwünscht groß in Volumen und Gewicht. Insbesondere hat eine herkömmliche Hydraulikpumpe bei den Konfigurationen eines integrierten Fahrzeugbremssystems eine Kugelumlaufspindel und einen Zylinder für den Pumpvorgang verwendet, was zu einer nachteilig sperrigen und schweren Vorrichtung und unerwünscht hohen Produktionskosten führt.
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Zusätzlich leiden die bisher entwickelten integrierten Fahrzeugbremssysteme unter einem Haltbarkeitsproblem, da sie beim Erhöhen/Absenken des Bremsdrucks häufig bestimmte Ventile verwenden (vgl.
1, die ein erstes und ein zweites Antriebsschlupfregelventil zeigt), was die Bemühungen zur Minderung unerwünschter Geräusche, Vibrationen und Rauheit (NVH - Noise, Vibration, Harshness) beeinträchtigt.
US 2016 / 0 214 591 A1 offenbart eine integrierte Bremsvorrichtung mit der Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
US 2016 / 0 049 449 A1 offenbart eine weitere integrierte Bremsvorrichtung.
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ÜBERBLICK
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Die erfindungsgemäße integrierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug ist definiert mit durch die Merkmale des Anspruch 1. Gemäß mindestens einer Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung eine integrierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug vor, das mit Radbremsen zur Bremsung des Fahrzeugs ausgestattet ist, die ein Reservoir, einen Bremszylinder, bidirektionale Pumpen, einen Hydraulikmotor, Einlassventile, Antriebsschlupfregelventile und eine Bremssteuereinheit aufweist. Die bidirektionalen Pumpen sind jeweils so angeordnet, dass sie das aus dem Reservoir zugeführte Hydraulikdrucköl verwenden, um Hydraulikdruck in einer ersten Richtung zu erzeugen, um eine Bremskraft auf die Radbremsen aufzubringen, oder um Hydraulikdruck in einer zweiten Richtung zu erzeugen, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, um das Strömen des Hydraulikdrucköls zum Reservoir zu steuern. Der Hydraulikmotor ist so angeordnet, dass er die bidirektionalen Pumpen antreibt. Die Einlassventile sind so angeordnet, dass sie das Strömen des Hydraulikdrucks von den bidirektionalen Pumpen zu den Radbremsen steuern. Die Antriebsschlupfregelventile sind jeweils zwischen dem Bremszylinder und jeder der bidirektionalen Pumpen angeordnet, um eine Strömung des Hydraulikdrucköls im Hauptbremszylinder zu steuern. Die Bremssteuereinheit ist so ausgebildet, dass sie die Bremsung des Fahrzeugs durchführt, indem sie ein Antriebssignal an Magnetventile sendet, die in der integrierten Bremsvorrichtung, den bidirektionalen Pumpen und dem Hydraulikmotor enthalten sind, und dadurch eine Strömung des Hydraulikdrucks steuert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 3. Gemäß dieser anderen Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug vor, das mit Radbremsen zur Bremsung des Fahrzeugs ausgestattet ist und bidirektionale Pumpen aufweist, die Hydraulikdrucköl bidirektional abführen können, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Feststellen, ob das Fahrzeug gestartet wurde, und Schließen von Antriebsschlupfregelventilen, die jeweils zwischen einem Bremszylinder und jeder der bidirektionalen Pumpen angeordnet sind, bei Feststellung, dass das Fahrzeug gestartet wurde, und Feststellen, ob das Fahrzeug aufgrund einer Betätigung eines Bremspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs oder einer Detektion einer Bremsung während der Fahrt des Fahrzeugs gebremst werden muss, und bei Feststellung, dass das Fahrzeug gebremst werden muss, Ansteuern der bidirektionalen Pumpen in einer ersten Richtung, um den Radbremsen eine Bremskraft zuzuführen, und bei Feststellung, dass das Fahrzeug nicht mehr gebremst werden muss, Verringern der den Radbremsen zugeführten Bremskraft durch Ansteuern der bidirektionalen Pumpen in einer zweiten Richtung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Blockdiagramm einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Aufbringen einer Bremskraft auf die Radbremsen unter Verwendung bidirektionaler Pumpen gemäß mindestens einer Ausführungsform.
- 3 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Verringern einer auf die Radbremsen aufgebrachten Bremskraft unter Verwendung der bidirektionalen Pumpen gemäß mindestens einer Ausführungsform.
- 4 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Verringern einer auf die Radbremsen aufgebrachten Bremskraft unter Verwendung eines Antriebsschlupfregelventils gemäß mindestens einer Ausführungsform.
- 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Bremsvorrichtung
- 101
- erster Zuführströmungsweg
- 102
- zweiter Zuführströmungsweg
- 103
- erster Bremsflüssigkeitsweg
- 104
- zweiter Bremsflüssigkeitsweg
- 105
- Mischflüssigkeitsweg
- 110
- Reservoir
- 120
- Bremszylinder
- 121
- Bremspedal
- 123
- Hubsensor
- 131
- Rücklaufventil
- 132
- erstes Antriebsschlupfregelventil
- 133
- zweites Antriebsschlupfregelventil
- 140
- Hydraulikmotor
- 141a
- erste bidirektionale Pumpe
- 141b
- zweite bidirektionale Pumpe
- 151
- erstes Einlassventil
- 152
- zweites Einlassventil
- 153
- drittes Einlassventil
- 154
- viertes Einlassventil
- 160
- Mischventil
- 181
- erste Ölkammer
- 182
- zweite Ölkammer
- 200
- Bremssteuereinheit
- w1, w2, w3, w4
- erste bis vierte Radbremse
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Mindestens eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Magnetventile zu minimieren, aus denen eine integrierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug besteht, um die Herstellungskosten zu senken und das Volumen und Gewicht der integrierten Bremsvorrichtung zu reduzieren.
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Außerdem ersetzt die vorliegende Offenbarung die Hydraulikpumpen in der Konfiguration einer integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung durch eine bidirektionale Pumpe anstelle einer eindirektionalen Pumpe und ermöglicht dadurch eine schnelle Druckerhöhung/-absenkung nicht nur beim Hydraulikdruckerhöhungsprozess, sondern sogar bei Druckabsenkungsprozess, um bei Bedarf eine präzise Steuerung der Fahrzeugbremsung durchzuführen.
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Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen vorzugsweise gleiche Elemente, obwohl die Elemente in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Zudem wird in der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen der Klarheit und Knappheit halber auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen verzichtet, die in die vorliegende Anmeldung einbezogen sind.
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Alphanumerische Codes wie erster, zweiter, i), ii), (a), (b) etc. bei der Nummerierung von Komponenten werden lediglich verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden, jedoch nicht, um die Substanzen, die Reihenfolge oder Sequenz der Komponenten zu implizieren oder vorzuschlagen. Wenn innerhalb dieser Spezifikation ein Teil eine Komponente „aufweist“ oder „beinhaltet“, ist damit gemeint, dass das Teil auch andere Komponenten einschließt und nicht ausschließt, sofern keine bestimmte gegenteilige Beschreibung vorliegt.
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Bei dieser Spezifikation werden die Ausdrücke „links“ und „rechts“ nur verwendet, um Richtungen anzugeben, in denen bestimmte Komponenten in den Zeichnungen dargestellt sind, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die dargestellten Orientierung und Position der Komponenten beschränkt.
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Aufbringen einer Bremskraft auf die Radbremsen unter Verwendung bidirektionaler Pumpen gemäß mindestens einer Ausführungsform. 3 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Verringern einer auf die Radbremsen aufgebrachten Bremskraft unter Verwendung der bidirektionalen Pumpen gemäß mindestens einer Ausführungsform. 4 zeigt ein Blockdiagramm der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung mit Darstellung einer Strömung von Hydraulikdrucköl beim Verringern einer auf die Radbremsen aufgebrachten Bremskraft unter Verwendung eines Antriebsschlupfregelventils gemäß mindestens einer Ausführungsform.
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Wie in 1 gezeigt, weist die integrierte Fahrzeugbremsvorrichtung alles oder einiges aus Folgendem auf: ein Reservoir 110, ein Bremszylinder 120, erste und zweite Antriebsschlupfregelventile 132, 133, ein Rücklaufventil 131, erste bis vierte Einlassventile 151, 152, 153, 154, einen Hydraulikmotor 140, erste und zweite bidirektionale Pumpen 141a, 141b, ein Mischventil 160, erste und zweite Ölkammern 181, 182 und eine Bremssteuereinheit 200.
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Das Reservoir 110 ist ein Öltank zum Speichern von Hydraulikdrucköl. Das Reservoir 110 speichert Hydraulikdrucköl, das dem Bremszylinder 120 und der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b zugeführt werden soll.
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Das erste und das zweite Antriebsschlupfregelventil 132, 133 sind Magnetventile, die zwischen dem Bremszylinder 120 und der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b angeordnet sind, um die Strömung des Hydraulikdrucks zu steuern. Das erste und zweite Antriebsschlupfregelventil 132, 133 können als ein Typ ausgebildet sein, der normal geöffnet ist, wenn kein Steuersignal von der Bremssteuereinheit 200 eingegeben wird. Wenn ein Fahrzeug gestartet oder eingeschaltet wird, sendet die Bremssteuereinheit 200 ein Steuersignal an das erste und das zweite Antriebsschlupfregelventil 132, 133, um diese zu schließen und dadurch die Hydraulikströmung zwischen dem Bremszylinder 120 und der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b zu blockieren. Durch Schließen des ersten und des zweiten Antriebsschlupfregelventils 132, 133 bei Betätigung eines Bremspedals 121, kann der Fahrer aufgrund des Hydraulikdrucks im Bremszylinder 120 ein Pedalgefühl erhalten. Das erste Antriebsschlupfregelventil 132 und das zweite Antriebsschlupfregelventil 133 agieren unabhängig voneinander und das Öffnen und Schließen eines der Antriebsschlupfregelventile hat keine Auswirkung auf das Öffnen und Schließen des jeweils anderen.
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Die Pedalbetätigung des Fahrers mit dem Bremspedal 121 wird von einem im Bremspedal 121 vorgesehenen Hubsensor 122 erfasst, der ein Tritt- bzw. Niederdrücksignal an die Bremssteuereinheit 200 sendet. Die Bremssteuereinheit 200 berechnet dann den erforderlichen Hydraulikdruck für das Bremsen basierend auf dem Niederdrücksignal, um die verantwortlichen Komponenten zu steuern, darunter der Hydraulikmotor 140, die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b und verschiedenen Ventile, um den zur Bremsung des Fahrzeugs erforderlichen Hydraulikdruck einer darin installierten ersten bis vierten Radbremse w1, w2, w3 und w4 zuzuführen.
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Das Rücklaufventil 131 ist so ausgebildet, dass es beim Starten des Fahrzeugs geöffnet wird. Das Rücklaufventil 131 führt einen Teil des Drucks im Bremszylinder 120, der durch Betätigung des Bremspedals 121 durch den Fahrer erzeugt wird, zum Reservoir 110 zurück, um unnötigen Druckaufbau zu verhindern. Mit anderen Worten kann das Rücklaufventil 131 eine unnötige Druckerzeugung im Bremszylinder 120 verhindern, um dem Fahrer bei Betätigung des Bremspedals 121 ein angemessenes Pedalgefühl bereitzustellen. Zudem kann das Hydraulikdrucköl bei der Rückführung zum Reservoir 110 durch das geöffnete Rücklaufventil 131 strömen. Das Rücklaufventil 131 kann so ausgebildet sein, dass es normal geschlossen ist, wenn kein Steuersignal von der Bremssteuereinheit 200 eingegeben wird.
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Die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b sind jeweils auf der linken und der rechten Seiten des Hydraulikmotors 140 angeordnet. Die erste und die zweiten bidirektionale Pumpe 141a, 141b können aus Rotationspumpen bestehen. Die erste und die zweite bidirektionalen Pumpe 141a, 141b sind mit der Rotorwelle des Hydraulikmotors 140 verbunden und werden durch die Rotation des Hydraulikmotors 140 zur Steuerung der Strömung des Hydraulikdrucks betätigt. Die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b können Hydraulikdruck in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung ausüben. Hierbei strömt das Hydraulikdrucköl in der ersten Richtung aus der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b durch die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 zu den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4. Das Hydraulikdrucköl strömt in der zweiten Richtung von der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpen 141a, 141b zum Reservoir 110 entlang dem ersten und dem zweiten Zuführströmungsweg 101, 102. Hierbei können die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 so ausgebildet sein, dass sie normal geöffnet sind, wenn kein Steuersignal von der Bremssteuereinheit 200 eingegeben wird.
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Die erste und die zweite Ölkammer 181, 182 sind jeweils an dem ersten bzw. dem zweiten Zuführströmungsweg 101, 102 angeordnet, um die Druckerhöhungsleistung derselben Zuführströmungswege 101, 102 zu verbessern, die so angeordnet sind, dass sie das Hydraulikdrucköl aus dem Reservoir 110 zu der ersten und der zweiten bidirektionale Pumpe 141a, 141b leiten. Die erste und die zweite Ölkammer 181 und 182 speichern Hydraulikdrucköl, das direkt aus dem Reservoir 110 oder durch die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b zugeführt werden kann, wenn es in der zweiten Richtung angetrieben wird.
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Die erste und die zweite Ölkammer 181, 182 sind als zusätzliche Vorrichtungen ausgebildet, um die Druckerhöhungseffizienz in einer Bremssituation zu erhöhen, indem der Rückgang der Pumpeffizienz im Saugbetrieb der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b aufgrund ihrer Entfernung zum Reservoir 110 verhindert wird. Dementsprechend können die erste und die zweite Ölkammer 181, 182 aus der Konfiguration von mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgelassen werden.
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Die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 sind an dem ersten und dem zweiten Bremsströmungsweg 103, 104 angeordnet, die sich von der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b zu den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 entlang der Strecke des dort hindurchströmenden Hydraulikdrucks erstrecken, um diesen zu steuern. Das erste und das zweite Einlassventil 151, 152 steuern die Strömung des Hydraulikdrucköls, das von der ersten bidirektionalen Pumpe 141a zugeführt wird, während das dritte und das vierte Einlassventil 153, 154 die Strömung des Hydraulikdrucköls steuern, der von der zweiten bidirektionalen Pumpe 141b zugeführt wird.
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Die Einlassventile gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weisen im Gegensatz zu Einlassventilen gemäß einem herkömmlichen integrierten Fahrzeugbremssystem kein separates Rückschlagventil auf. Die Einlassventile gemäß dem herkömmlichen integrierten Fahrzeugbremssystem dienen im Allgemeinen dazu, die den Radbremsen zugeführte Bremskraft zuzuführen oder beizubehalten, während die Einlassventile gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner dazu dienen, die den Radbremsen zugeführte Bremskraft zu verringern, was dem Absenken des Bremsdrucks durch die herkömmlichen Auslassventile gleichkommt. Daher erfordern die herkömmlichen integrierten Fahrzeugbremssysteme die Anordnung von vier zusätzlichen Auslassventilen, aber die integrierte Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schließt die Auslassventile aus, um den vollständigen Prozess des Erhöhens, Aufrechterhaltens und Verringerns des Bremsdrucks allein durch Verwendung der ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 durchzuführen. Durch Verringerung der Anzahl an Magnetventilen in der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung können die Produktionskosten sowie die Größe und das Gewicht des Systems reduziert werden. Hierbei können die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 so ausgebildet sind, dass sie normal geöffnet sind, wenn kein Steuersignal von der Bremssteuereinheit 200 eingegeben wird.
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Zwischen dem ersten Bremsströmungsweg 103 und dem zweiten Bremsströmungsweg 104 ist ein Mischströmungsweg 105 angeordnet, an dem ein Mischventil 160 installiert ist. Das Mischventil 160 ist installiert, um die Strömung des Hydraulikdrucköls zwischen dem ersten Bremsströmungsweg 103 und dem zweiten Bremsströmungsweg 104 zu steuern.
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Die Bremssteuereinheit 200 sendet ein Antriebssignal an verschiedenen Ventile, die erste und die zweite bidirektionalen Pumpe 141a, 141b und den Hydraulikmotor 140, die in dem integrierten Fahrzeugbremssystem enthalten sind, um die Hydraulikströmung zu steuern, und führt dadurch die Bremsung des Fahrzeugs durch. Die Bremssteuereinheit 200 kann als ein Teil einer im Fahrzeug installierten elektronischen Steuereinheit (ECU) enthalten sein oder kann physisch von der im Fahrzeug installierten ECU getrennt sein, um eine separate Steuerung der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung durchzuführen. Die Bremssteuereinheit 200 kann einen Hardware-Prozessor und einen Speicher aufweisen, der mindestens einen Befehl zum Ausführung der Bremssteuereinheit 200 und einen für die Fahrzeugbremsung erforderlichen Befehl speichert.
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Wenn das Fahrzeug eingeschaltet ist, sendet die Bremssteuereinheit 200 ein Steuersignal an das erste und das zweite Antriebsschlupfregelventile 132, 133, um diese zu schließen, und stoppt dadurch die Hydraulikströmung zwischen dem Zylinder 120 und der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b. Gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das integrierten Fahrzeugbremssystem so ausgebildet, dass es bei Betätigung des Bremspedals 121 durch den Fahrer den Pedalhub nicht dazu veranlasst, den Hydraulikdruck direkt an die ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 weiterzuleiten, sondern dass es die Pedalbetätigung auf dem Bremspedal 121 aufnimmt und den Hydraulikmotor 140 dazu verwendet, eine der Pedalbetätigung entsprechende Bremskraft zu erzeugen und als Hydraulikdruck an die ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 abzugeben.
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Das geschlossenen erste und zweite Antriebsschlupfregelventil 132, 133 bewirken die Blockierung der Strömung des Hydraulikdrucköls im Bremszylinder 120, so dass der Fahrer das Pedalgefühl erhalten kann, wenn er das Bremspedal 121 betätigt, aufgrund des Widerstands des Hydraulikdrucköls oder anderer Faktoren. Das durch Betätigung des Bremspedals 121 erzeugte Pedalgefühl kann durch die Bremssteuereinheit 200 eingestellt werden, die das Öffnen und Schließen des Rücklaufventils 131 steuert.
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Die Bremssteuereinheit 200 kann in einer Bremssituation das Öffnen und Schließen der ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 und die Antriebsrichtungen der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b richtig einstellen, um das Fahrzeug ohne das Auftreten der Radblockierung zu bremsen. Da das Öffnen und Schließen jedes Einlassventils unabhängig gesteuert werden, müssen die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 hier nicht zusammen geöffnet und geschlossen werden.
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2 zeigt einen Weg für Hydraulikdrucköl, der vom Reservoir 110 aus beginnt, um die Bremskraft an die ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zuzuführen.
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Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die Bremskraft den Radbremsen zugeführt werden muss, öffnet diese die Einlassventile der entsprechenden Radbremsen und treibt die erste und/oder die zweite bidirektionale Pumpe 141a und/oder 141b in der ersten Richtung an, um die Bremskraft den entsprechenden Radbremsen zuzuführen. Unter anderem, wenn der Fahrer das Bremspedal 121 betätigt oder wenn das Fahrzeug feststellt, dass eine Verzögerung oder ein Bremsung des Fahrzeugs während des autonomen Fahrens ohne Fahrereingriff erforderlich ist, stellt die Bremssteuereinheit 200 fest, dass den entsprechenden Radbremsen Bremskraft zugeführt werden muss.
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Das Hydraulikdrucköl wird aus dem Reservoir 110 zugeführt und entlang dem ersten und dem zweiten Zuführströmungsweg 101 und 102 an die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b abgegeben. Während sich das Hydraulikdrucköl entlang dem ersten und dem zweiten Zuführströmungsweg 101 und 102 bewegt, kann es die erste und die zweite Ölkammern 181, 182 auffüllen. Zudem können die erste und die zweite Ölkammer 181, 182, wenn sie ausreichend mit dem Hydraulikdrucköl gefüllt sind, darauf reagieren, wenn eine Bremssituation auftritt und ein erhöhter Druck erforderlich ist, um das Hydraulikdrucköl schneller zu den Pumpen 141a, 141b zu leiten, um die Druckerhöhungsleistung zu verbessern. Die ersten und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b können von dem Hydraulikdruckmotor 140 in eine erste Richtung angetrieben werden, wodurch das Hydraulikdrucköl entlang dem ersten und dem zweiten Bremsströmungsweg 103, 104 zu den ersten bis vierten Einlassventilen 151, 152, 153, 154 abgegeben wird. Das Hydraulikdrucköl verläuft nur zu den geöffneten Einlassventilen unter den ersten bis vierten Einlassventilen 151, 152, 153, 154, so dass die Bremskraft den entsprechenden Radbremsen zugeführt werden kann.
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3 zeigt einen Weg, der gleich dem in 2 gezeigten Weg ist, um Hydraulikdrucköl in eine andere Richtung abzugeben, damit die Bremskraft verringert wird, die den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zugeführt wird.
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Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die den Radbremsen zugeführte Bremskraft reduziert werden muss, öffnet diese die Einlassventile der entsprechenden Radbremsen und treibt die erste und/oder die zweite bidirektionale Pumpe 141a und/oder 141b in der zweiten Richtung an, um das Hydraulikdrucköl aus den entsprechenden Radbremsen nach deren Bremsung zu entnehmen. Die Bremssteuereinheit 200 stellt fest, dass sie die Bremskraft der entsprechenden Radbremsen reduzieren muss, wenn der Fahrer das Bremspedal 121 nicht mehr betätigt, wenn das Fahrzeug feststellt, dass eine Verzögerung des Fahrzeugs während des autonomen Fahrens ohne Fahrereingriff nicht mehr erforderlich ist, oder wenn ein Radblockierungsphänomen an einem Rad auftritt.
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Die Bremssteuereinheit 200 treibt die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b in der zweiten Richtung an, während sie die Einlassventile öffnet, die den Rädern entsprechen, die eine Verringerung der Bremskraft erfordern, um das Hydraulikdrucköl von den entsprechenden Radbremsen zurück zum Reservoir 110 zu übertragen. An der Stelle, an der die erste und die zweite Ölkammer 181, 182 in dem ersten und dem zweiten Zuführströmungsweg 101 und 102 angeordnet sind, wenn das Hydraulikdrucköl zum Reservoir 110 strömt, füllt das Hydraulikdrucköl auch die erste und die zweite Ölkammer 181, 182. Bei dem herkömmlichen integrierten Bremssystem für Fahrzeuge wurden zusätzlich separate Auslassventile vorgesehen und verwendet, um die Verringerung der den Radbremsen zugeführten Bremskraft zu bewirken, aber gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die integrierte Bremsvorrichtung für Fahrzeuge die oben beschriebene Druckentlastung allein mit den Einlassventilen und ohne Auslassventile durchführen.
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4 zeigt nicht nur den in 3 gezeigten Druckabsenkungsweg des Hydraulikdrucköls, sondern auch einen anderen Weg für das den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zugeführte Hydraulikdrucköl zur Rückführung zum Reservoir 110. Der in 4 gezeigte Druckabsenkungsweg ist ein Weg zur Verringerung der den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zugeführten Hydraulikbremskraft ohne Antreiben der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b.
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Die Bremssteuereinheit 200 kann eine Druckabsenkung durch den Rückführungsströmungsweg 106 durchführen, indem die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 und das Mischventil 160 geöffnet werden und das erste Antriebsschlupfregelventil 132 und das Rücklaufventil 131 geöffnet werden.
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Das integrierte Fahrzeugbremsvorrichtung gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Hydraulikbremskraft der Radbremsen bei Bedarf durch die zwei Wege schnell verringern. Diese Druckabsenkungsleistung verhindert effektiver das Auftreten einer Radblockierung im Fahrzeug.
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2 bis 4 zeigen, dass die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 alle geöffnet sind, obwohl sie nicht darauf beschränkt sind, und nur eines oder mehrere der Einlassventile geöffnet sein können, um Bremskraft für einige der ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3 und w4 bereitzustellen. Ferner werden die erste und die zweite bidirektionale Pumpen 141a, 141b nicht unbedingt zusammen angetrieben und wenn diese zusammen angetrieben werden, werden sie nicht unbedingt in die gleiche Richtung angetrieben. Hierbei bezieht sich die gleiche Richtung auf die erste Richtung oder die zweite Richtung. Beispielsweise wird die erste bidirektionale Pumpe 141 in die erste Richtung angetrieben und nur das erste Einlassventil 151 aus dem ersten Einlassventil 151 und dem zweiten Einlassventil 152 werden geöffnet, um die Bremskraft teilweise nur der ersten Radbremse w1 zuzuführen.
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5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Die Bremssteuereinheit 200 stellt fest, ob das Fahrzeug eingeschaltet ist (in Schritt S51). Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass das Fahrzeug nicht eingeschaltet ist, bleibt sie in einem Standby-Zustand und führt keinen weiteren Prozess aus, bis das Fahrzeug eingeschaltet ist.
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Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass das Fahrzeug eingeschaltet ist, schließt sie das erste und das zweite Antriebsschlupfregelventil 132, 133 (S52). Durch Schließen des ersten und des zweiten Antriebsschlupfregelventils 132, 133 wird der Hydraulikweg zwischen dem Bremszylinder 120 und dem Bremssystem 100 getrennt. Wenn Fahrer das Bremspedal 121 betätigt, bewirkt der Pedalhub daher nicht direkt, dass der Hydraulikdruck an die Radbremsen übertragen wird, sondern die Betätigung des Bremspedals 121 durch den Fahrer wird von dem Hubsensor 123 detektiert, der das Detektionssignal erzeugt und an die Bremssteuereinheit 200 sendet. Die Bremssteuereinheit 200 verwendet die empfangene Information als Basis zur Berechnung der erforderlichen Bremskraft proportional zur Pedalbetätigung und treibt dementsprechend die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b an, wodurch die Bremskraft den ersten bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zugeführt wird.
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Die Bremssteuereinheit 200 detektiert konstant, ob der Fahrer das Bremspedal 121 während der Fahrt betätigt (S53). Wenn die Bremssteuereinheit 200 die Betätigung des Bremspedals 121 detektiert, während das Fahrzeug fährt, berechnet sie eine erforderliche Bremskraft proportional zur Bremsbetätigung und führt Hydraulikdruck den ersten bis vierten Radbremsen zu (S54). Insbesondere treibt die Bremssteuereinheit 200 die erste und die zweite bidirektionale Pumpe 141a, 141b in der ersten Richtung an und öffnet die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154, um die Bremskraft den erste bis vierten Radbremsen w1, w2, w3, w4 zuzuführen. Das Antreiben der ersten und der zweiten bidirektionalen Pumpe 141a, 141b kann in Abhängigkeit von der erforderlichen Bremskraft gesteuert werden. Nachdem die erforderliche Bremskraft zugeführt wurde, werden die ersten bis vierten Einlassventile 151, 152, 153, 154 geschlossen, um die gleiche Bremskraft beizubehalten.
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Die Bremssteuereinheit 200 stellt fest, ob die Betätigung des Bremspedals 121 durch den Fahrer abgeschlossen ist (S55). Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die Betätigung des Bremspedals 121 nicht abgeschlossen ist, kehrt sie zu Schritt S54 zurück. Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die Betätigung des Bremspedals 121 abgeschlossen ist, führt sie die Steuerung durch, um den Hydraulikdruck abzusenken, der auf die Radbremsen ausgeübt wird (S56). Zur Absenkung des auf die Radbremsen ausgeübten Hydraulikdrucks kann das gleiche Verfahren verwendet werden, wie das was in der Beschreibung der 3 und 4 genau beschrieben wurden, und wird daher nicht wiederholt.
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Da die Bremssteuereinheit 200 solch eine Bremsdruckerhöhung, Bremsdruckhaltung oder Bremsdruckabsenkung während der Fahrt des Fahrzeugs konstant durchführen muss, führt sie wiederholt einen Algorithmus aus, der äquivalent zu dem vorliegenden Verfahren zur Steuerung der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung ist, sofern das Fahrzeug nicht ausgeschaltet ist. Solange das Fahrzeug nicht abgeschaltet ist, kehrt die Bremssteuereinheit 200 daher zu Schritt S53 zurück. Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass das Fahrzeug abgeschaltet ist, beendet es diesen Algorithmus.
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6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer integrierten Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Prozess des Flussdiagramms ist größtenteils derselbe wie in 5. Während 5 ein Flussdiagramm zeigt, bei dem der Fahrer direkt in die Bremsung eingreift, zeigt 6 wie das Fahrzeug die Bremssituation während des autonomen Fahrens ohne Eingriff des Fahrers steuert. Eine Beschreibung eines Teils des in 6 gezeigten Prozesses, der sich mit dem in 5 gezeigten Prozess überschneidet, wird weggelassen. Nur die Schritte S63 und S65 des Flussdiagramms von 6 unterscheiden sich von dem Flussdiagramm von 5.
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Die Bremssteuereinheit 200 stellt fest, ob eine Bremssituation während des autonomen Fahrens des Fahrzeugs detektiert wird, ohne dass der Fahrer das Bremspedal 121 betätigt (S63). In dem Fahrzeug ist zumindest eines aus einem Kamerasensor, einem Radarsensor, einem LiDAR-Sensor und einem Ultraschallsensor installiert, um eine Situation um das Fahrzeug herum zu detektieren. Mit diesen Sensoren kann das Fahrzeug während der Fahrt die vor ihm liegende Situation detektieren und die Bremssituation des Fahrzeugs detektieren. Zudem kann die Bremssteuereinheit 200 auch dann, wenn sie die Bremssituation nicht mit Hilfe der vorderen Detektionssensoren detektiert, detektieren, wenn das Bremspedal 121 aufgrund des Eingriffs des Fahrers betätigt wird. Wenn diese Bremssituationen auftreten, wird Schritt S64 ausgeführt, der dem Schritt S54 in 5 entspricht, um die Radbremsen mit Hydraulikdruck zu versorgen oder die Bremskraft an den Radbremsen aufrechtzuerhalten.
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Nach Durchführung von Schritt S64 stellt die Bremssteuereinheit 200 fest, ob die Bremssituation abgeschlossen ist (S65). Ob die Bremssituation abgeschlossen ist, wird ebenfalls mittels der im Fahrzeug detektierten Sensoren zur Detektion der Umgebung detektiert. In diesem Fall, auch wenn der Fahrer in die Bremsung eingegriffen hat und anschließend die Betätigung des Bremspedals 121 gestoppt hat, wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die Bremsung weiterhin notwendig ist, bestimmt sie nicht, dass die Bremssituation abgeschlossen ist und kehrt zu Schritt S64 zurück. Wenn die Bremssteuereinheit 200 feststellt, dass die Bremssituation abgeschlossen ist, führt sie Schritt S66 durch, der äquivalent zu Schritt S56 in 5 ist, um die Absenkung des auf die Radbremsen ausgeübten Hydraulikdrucks zu steuern.
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Obwohl die Schritte in den 5 und 6 so beschrieben sind, dass sie nacheinander ausgeführt werden, veranschaulichen sie lediglich die technische Idee einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Mit anderen Worten sind verschiedenen Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich, indem die in den jeweiligen Zeichnungen beschriebene Reihenfolge geändert wird oder indem zwei oder mehr der Schritte parallel ausgeführt werden, und somit sind die Schritte in den 5 und 6 nicht auf die dargestellte chronologische Reihenfolge beschränkt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine bidirektionale Pumpe verwendet, um das zu tun, was das vorhandene Magnetventil tun musste, und um dieses zu ersetzen, um die Anzahl der Magnetventile in der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung zu reduzieren, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und das Volumen und Gewicht der integrierten Fahrzeugbremsvorrichtung verringert werden.
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Ferner wird bei Betätigung der bidirektionalen Pumpen in der ersten Richtung eine Bremskraft durch die Einlassventile an die Radbremsen zugeführt oder es wird eine schnelle Druckabsenkung veranlasst, um eine präzise gesteuerte Bremsung des Fahrzeugs zu bewirken.
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Ferner kann die bidirektionale Pumpe bei Betätigung in der zweiten Richtung bewirken, dass das Hydraulikdrucköl zu der Ölkammer strömt, um diese zu füllen und das Hydraulikdrucköl schnell zum Reservoir zurückzuleiten, wodurch die den Radbremsen durch das Einlassventil zugeführte Bremskraft verringert werden kann und der Bedarf an einem separaten Ventil entfällt.
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Obwohl Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zur Darstellungszwecken beschrieben wurden, ist für Fachleute ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von der Idee und dem Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Daher wurden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung der Knappheit und Klarheit halber beschrieben. Der Umfang der technischen Idee der vorliegenden Ausführungsformen ist nicht durch die Darstellungen eingeschränkt. Dementsprechend würde ein gewöhnlicher Fachmann verstehen, dass der Umfang der beanspruchten Erfindung nicht durch die oben ausführlich beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt wird, sondern durch deren Ansprüche und Äquivalenten.
