DE112020001134B4

DE112020001134B4 - Hauptzylinder und elektronisches bremssystem mit demselben

Info

Publication number: DE112020001134B4
Application number: DE112020001134.8T
Authority: DE
Inventors: Jin Seok Kim; Seong Ho Choi
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: US20220176927A1; CN113597387A; WO2020184925A1; DE112020001134T5; KR102560236B1; CN113597387B; KR20210129216A

Abstract

Hauptzylinder (100), umfassend:einen Zylinderblock (101) mit einer mehrstufigen Bohrung in Längsrichtung;eine erste Hauptkammer (102) und eine zweite Hauptkammer (103), die in der Bohrung hintereinander angeordnet sind;einen ersten Hauptkolben (130), der vorgesehen ist, sich in Verbindung mit einer Betätigung eines Bremspedals (20) zu bewegen und die erste Hauptkammer (102) mit Druck zu beaufschlagen;einen zweiten Hauptkolben (120), der vorgesehen ist, durch eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens (130) oder einen hydraulischen Druck in der ersten Hauptkammer (102) verschiebbar zu sein und die zweite Hauptkammer (103) unter Druck zu setzen; undeinen Pedalsimulator (110), der zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben (120) angeordnet ist, um eine Reaktionskraft auf das Bremspedal (20) auszuüben,wobei eine Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) vorgesehen ist, relativ größer als eine Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) zu sein, dadurch gekennzeichnet, dassdie Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) vorgesehen ist, 50 % von der Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) zu betragen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Hauptzylinder und ein elektronisches Bremssystem mit demselben, und insbesondere auf einen Hauptzylinder zur Erzeugung einer Bremskraft unter Verwendung eines elektrischen Signals, das einer Bewegung eines Bremspedals entspricht, und ein elektronisches Bremssystem mit demselben.
Stand der Technik
Im Allgemeinen sind Fahrzeuge im Wesentlichen mit einem Bremssystem ausgestattet, um die Bremsen zu betätigen, und es wurden verschiedene Arten von Bremssystemen für die Sicherheit von Fahrern und Passagieren vorgeschlagen.
In einem herkömmlichen Bremssystem wird der zum Bremsen erforderliche hydraulische Druck über einen mechanisch angeschlossenen Bremskraftverstärker in die Radzylinder geleitet, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Da jedoch die Marktnachfrage nach verschiedenen Bremsfunktionen in einer detaillierten Reaktion auf Betriebsumgebungen von Fahrzeugen zunimmt, wurden in den letzten Jahren ein elektronisches Bremssystem und ein Betriebsverfahren dafür weithin verwendet, das eine hydraulische Druckversorgungsvorrichtung umfasst, die ein elektrisches Signal entsprechend einer Druckkraft eines Fahrers von einem Pedalwegsensor empfängt, der eine Bewegung eines Bremspedals erfasst, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, und einen zum Bremsen erforderlichen Hydraulikdruck an Radzylinder liefert.
In einem solchen elektronischen Bremssystem und einem Betriebsverfahren dafür wird ein elektrisches Signal erzeugt und geliefert, wenn ein Fahrer das Bremspedal in einem normalen Betriebsmodus betätigt, und auf dieser Grundlage wird die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung elektrisch betrieben und gesteuert, um einen zum Bremsen erforderlichen Hydraulikdruck zu erzeugen und den Hydraulikdruck an die Radzylinder zu übertragen.
Obwohl ein solches elektronisches Bremssystem und ein Betriebsverfahren elektrisch betrieben und gesteuert werden, so dass komplexe und verschiedene Bremsvorgänge durchgeführt werden können, kann bei einem technischen Problem in einem elektrischen Bauteil der zum Bremsen erforderliche hydraulische Druck nicht stabil erzeugt werden, so dass die Sicherheit der Fahrgäste möglicherweise nicht gewährleistet ist. Daher treten das elektronische Bremssystem und sein Betriebsverfahren in einen abnormalen Betriebsmodus ein, wenn eine Komponente ausfällt oder außer Kontrolle gerät, und in diesem Fall ist ein Mechanismus erforderlich, bei dem die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer direkt mit den Radzylindern verbunden wird. Das heißt, dass im anormalen Betriebsmodus des elektronischen Bremssystems und seines Betriebsverfahrens, sofort ein zum Bremsen erforderlicher Druck erzeugt und direkt auf die Radzylinder übertragen werden muss, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt.
Ein Hydraulikdruckgenerator für eine Kraftfahrzeugbremse ist aus der Druckschrift DE 103 08 863 A1 bekannt. Die Druckschrift beschreibt einen Hauptzylinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs.
Offenbarung
Technische Aufgabe
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, einen Hauptzylinder vorzusehen, der in der Lage ist, die Anzahl von Teilen zu reduzieren, eine Miniaturisierung und ein geringes Gewicht eines Produkts zu erreichen und einen stabilen Bremsdruck auch in einem Rückfallmodus zu liefern, sowie ein elektronisches Bremssystem vorzusehen, das diesen Zylinder aufweist.
Technische Lösung
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht einen Hauptzylinder vor, der umfasst einen Zylinderblock mit einer mehrstufigen Bohrung in Längsrichtung, eine erste Hauptkammer und eine zweite Hauptkammer, die in der Bohrung hintereinander angeordnet sind, einen ersten Hauptkolben, der vorgesehen ist, sich in Verbindung mit einer Betätigung eines Bremspedals zu bewegen und die erste Hauptkammer mit Druck zu beaufschlagen, einen zweiten Hauptkolben, der vorgesehen ist, durch eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens oder einen hydraulischen Druck in der ersten Hauptkammer verschiebbar zu sein und die zweite Hauptkammer mit Druck zu beaufschlagen, und einen Pedalsimulator, der zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben angeordnet ist, um eine Reaktionskraft auf das Bremspedal auszuüben, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens vorgesehen ist, relativ größer zu sein als eine Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens.
Die Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens beträgt 50% der Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens.
Die Bohrung kann derart vorgesehen sein, dass ein Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer 70 % oder mehr und 90 % oder weniger eines Innendurchmessers der ersten Hauptkammer beträgt.
Der Pedalsimulator kann ein Gummielement enthalten, das zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben in der ersten Hauptkammer angeordnet ist.
Der Hauptzylinder kann ferner eine Simulatorfeder enthalten, deren eines Ende am Zylinderblock und deren anderes Ende am ersten Hauptkolben abgestützt ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein elektronisches Bremssystem vor, das einen Hauptzylinder mit einem Zylinderblock, der eine mehrstufige Bohrung in Längsrichtung aufweist, einer ersten Hauptkammer und einer zweiten Hauptkammer, die in der Bohrung hintereinander angeordnet sind, einem ersten Hauptkolben, der vorgesehen ist, sich in Verbindung mit einer Betätigung eines Bremspedals zu bewegt und die erste Hauptkammer mit Druck zu beaufschlagen, einem zweiten Hauptkolben, der vorgesehen ist, durch eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens oder einen hydraulischen Druck in der ersten Hauptkammer verschiebbar zu sein und die zweite Hauptkammer mit Druck zu beaufschlagen, und einem Pedalsimulator, der zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben angeordnet ist, um eine Reaktionskraft auf das Bremspedal zu erzeugen, eine hydraulische Steuereinheit umfasst, die einen ersten Hydraulikkreis, der vorgesehen ist, einen hydraulischen Druck zu empfangen und zu steuern, der auf zwei Radzylinder übertragen werden soll, und einen zweiten Hydraulikkreis, der vorgesehen ist, den hydraulischen Druck zu steuern, der auf die beiden Radzylinder übertragen werden soll, einen ersten Backupströmungspfad, der vorgesehen ist, die erste Hauptkammer und den ersten Hydraulikkreis zu verbinden und einen zweiten Backupströmungspfad, der vorgesehen ist, die zweite Hauptkammer und den zweiten Hydraulikkreis zu verbinden, enthält, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens vorgesehen ist, relativ größer zu sein als eine Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens.
Die Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens beträgt 50% der Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens.
Die Bohrung kann derart vorgesehen sein, dass ein Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer 70 % oder mehr und 90 % oder weniger eines Innendurchmessers der ersten Hauptkammer beträgt.
Der Pedalsimulator kann ein Gummielement enthalten, das zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben in der ersten Hauptkammer angeordnet ist.
Der Hauptzylinder kann ferner eine Simulatorfeder enthalten, deren eines Ende am Zylinderblock und deren anderes Ende am ersten Hauptkolben abgestützt ist.
Das elektronische Bremssystem kann ferner eine hydraulische Druckversorgungsvorrichtung einschließen, die vorgesehen ist, einen hydraulischen Druck als Reaktion auf ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Verschiebung des Bremspedals entspricht, und den hydraulischen Druck an die hydraulische Steuereinheit zu liefern.
Das elektronische Bremssystem kann ferner einen Behälter, in dem ein unter Druck stehendes Medium gespeichert ist, und einen Simulationsströmungspfad umfassen, der den Behälter und die erste Hauptkammer verbindet und mit einem Simulationsventil zur Steuerung einer Strömung des unter Druck stehenden Mediums versehen ist.
Das elektronische Bremssystem kann ferner einen ersten Behälterströmungspfad, der vorgesehen ist, den Behälter und die erste Hauptkammer zu verbinden, und einen zweiten Behälterströmungspfad, der vorgesehen ist, den Behälter und die zweite Hauptkammer zu verbinden, umfassen.
Vorteilhafte Wirkungen
Ein Hauptzylinder und ein elektronisches Bremssystem mit demselben gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung können eine Miniaturisierung und ein geringes Gewicht eines Produkts erreichen und einen stabilen Bremsdruck in einem Rückfallmodus des elektronischen Bremssystems vorsehen, indem ein Pedalsimulator in den Hauptzylinder eingebettet wird.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein elektronisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptzylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein Querschnitt entlang der Linie C-C' in 1.
4 ist eine Ansicht, die einen Vorgang zeigt, bei dem das elektronische Bremssystem eine Bremsung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchführt.
5 ist eine Ansicht, die den Betrieb des elektronischen Bremssystems in einem Rückfallmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Art der Offenbarung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Die folgende Darstellung dient dazu, einer Person, die über normale Kenntnisse auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung verfügt, den Geist der vorliegenden Offenbarung vollständig zu vermitteln. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das hier gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch in anderen Formen verwirklicht werden. Die Zeichnungen sollen den Bereich der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken, und Komponenten können übertrieben groß dargestellt sein, um die Darstellung zu verdeutlichen. In der gesamten Anmeldung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
1 zeigt schematisch ein elektronisches Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, 2 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptzylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, und 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' in 1.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 umfasst ein elektronisches Bremssystem 1 gemäß einem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen Behälter 10, in dem ein Druckmedium gespeichert ist, einen Hauptzylinder 100, der vorgesehen ist, um das darin aufgenommene Druckmedium durch eine Druckkraft eines Bremspedals 20 mit Druck zu beaufschlagen und abzulassen, Radzylinder 30, die vorgesehen sind, eine Bremsung der jeweiligen Räder RR, RL, FR und FL durch Aufnahme eines hydraulischen Drucks des Druckmediums durchzuführen, eine hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40, die vorgesehen ist, ein elektrisches Signal, das einer Druckkraft eines Fahrers entspricht, von einem Pedalwegsensor 21 zu empfangen, der eine Bewegung des Bremspedals 10 erfasst, und einen hydraulischen Druck des unter Druck stehenden Mediums durch einen mechanischen Vorgang zu erzeugen, eine hydraulische Steuereinheit 50, die vorgesehen ist, den zu den Radzylindern 30 zu übertragenden hydraulischen Druck zu steuern, und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die vorgesehen ist, die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 und verschiedene Ventile auf der Grundlage von hydraulischen Druckinformationen und Pedalweginformationen zu steuern.
Der Hauptzylinder 100 enthält einen darin integrierten Pedalsimulator 110, der, wenn der Fahrer das Bremspedal 20 für einen Bremsvorgang betätigt, eine Reaktionskraft gegen das Betätigen des Fahrers erzeugt, um ein stabiles Pedalgefühl zu vermitteln, und gleichzeitig das darin untergebrachte Druckmedium mit Druck zu beaufschlagen und abzugeben.
Der Hauptzylinder 100 umfasst einen Zylinderblock 101, der darin eine Kammer bildet, einen ersten Hauptkolben 130 und einen zweiten Hauptkolben 120, die so angeordnet sind, dass sie in einer Linie innerhalb des Zylinderblocks 101 beabstandet sind, und den Pedalsimulator 110, der zwischen dem ersten Hauptkolben 130 und dem zweiten Hauptkolben 120 angeordnet ist.
Der Zylinderblock 101 weist eine mehrstufig ausgebildete Bohrung auf und die im Zylinderblock 101 ausgebildete Bohrung umfasst eine erste Hauptkammer 102, in der das Druckmedium durch den ersten Hauptkolben 130 verdichtet wird, und eine zweite Hauptkammer 103, in der das Druckmedium durch den zweiten Hauptkolben 120 verdichtet wird.
Die erste Hauptkammer 102 ist so geformt, dass sie einen relativ größeren Durchmesser hat als die zweite Hauptkammer 103, und der Pedalsimulator 110 ist in die erste Hauptkammer 102 integriert.
Der Pedalsimulator 110 befindet sich zwischen dem ersten Hauptkolben 130 und dem zweiten Hauptkolben 120, um dem Fahrer ein Pedalgefühl durch eine elastische Rückstellkraft zu vermitteln, die beim Zusammendrücken erzeugt wird.
Der Pedalsimulator 110 umfasst ein Gummielement 111, das zwischen dem ersten Hauptkolben 130 und dem zweiten Hauptkolben 120 angeordnet ist, und eine Simulatorfeder 112, deren beide Enden jeweils vom ersten Hauptkolben 130 und vom Zylinderblock 101 getragen werden.
Die Simulationsfeder 112 bringt den ersten Hauptkolben 130 in seine ursprüngliche Position zurück, wenn ein Vorgang wie das Bremsen ausgelöst wird, und vermittelt dem Fahrer zusammen mit dem Gummielement 111 das Pedalgefühl. Der Pedalsimulator 110 kann nur mit dem Gummielement 111 ohne die Simulationsfeder 112 ausgebildet werden.
Das unter Druck stehende Medium kann durch einen ersten Backupanschluss 104 in die erste Hauptkammer 102 eingeleitet und aus dieser abgeleitet werden, und es kann durch einen zweiten Backupanschluss 105 in die zweite Hauptkammer 103 eingeleitet und aus dieser abgeleitet werden.
Der erste Backupanschluss 104 und der zweite Backupanschluss 105 sind mit den Backupströmungspfaden 60 und 61 verbunden, um den vom Hauptzylinder 100 abgegebenen Hydraulikdruck direkt an die Hydrauliksteuereinheit 50 zu liefern, wenn die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 nicht in de Lage ist, normal zu arbeiten.
Eine Hauptfeder 115 ist in der zweiten Hauptkammer 103 angeordnet, um eine elastische Kraft zu speichern, indem sie zusammengedrückt wird, wenn eine Verschiebung im zweiten Hauptkolben 120 durch einen Vorgang wie das Bremsen auftritt, und dann den zweiten Hauptkolben 120 durch die gespeicherte elastische Kraft in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, wenn der Vorgang wie das Bremsen aufgehoben wird.
Das unter Druck stehende Medium kann durch einen ersten Hydraulikanschluss 106 und einen zweiten Hydraulikanschluss 107, die im Zylinderblock 101 ausgebildet sind, in die erste Hauptkammer 102 und die zweite Hauptkammer 103 eingeleitet und aus ihnen abgeleitet werden.
Der erste Hydraulikanschluss 106 ist mit einem ersten Behälterströmungspfad 11 verbunden, um einen Strom des unter Druck stehenden Mediums zwischen der ersten Hauptkammer 102 und dem Behälter 10 zu ermöglichen, und der zweite Hydraulikanschluss 107 ist mit einem zweiten Behälterströmungspfad 12 verbunden, um einen Strom des unter Druck stehenden Mediums zwischen der zweiten Hauptkammer 103 und dem Behälter 10 zu ermöglichen.
Die erste Hauptkammer 102 und die zweite Hauptkammer 103 stehen mit dem Behälter 10 in Verbindung, wenn sich das Bremspedal in einem Ruhezustand befindet, in dem es nicht betätigt wird.
Die erste Hauptkammer 102 steht im Ruhezustand durch ein im ersten Hauptkolben 130 ausgebildetes Loch 131 mit dem Behälter 10 in Verbindung, und wenn sich der erste Hauptkolben 130 nach vorne bewegt, stehen die erste Hauptkammer 102 und der erste Hydraulikanschluss 106 durch Dichtungselemente 132 und 133, die am ersten Hauptkolben 130 und an der Vorder- und Rückseite des ersten Hydraulikanschlusses 106 angebracht sind, nicht in Verbindung zueinander.
Die zweite Hauptkammer 103 steht im Ruhezustand durch ein im zweiten Hauptkolben 120 ausgebildetes Loch 121 mit dem Behälter 10 in Verbindung, und wenn sich der zweite Hauptkolben 120 nach vorne bewegt, stehen die zweite Hauptkammer 103 und der zweite Hydraulikanschluss 107 durch die am zweiten Hauptkolben 120 und an der Vorder- und Rückseite des zweiten Hydraulikanschlusses 107 angebrachten Dichtungselemente 122 und 123 nicht miteinander in Verbindung.
Das unter Druck stehende Medium kann durch einen dritten, im Zylinderblock 101 ausgebildeten Hydraulikanschluss 108 in die erste Hauptkammer 102 eingeleitet und aus ihr abgeleitet werden.
Der dritte Hydraulikanschluss 108 ist mit einem Simulationsströmungspfad 15 verbunden, der von dem ersten Behälterströmungspfad 11 abzweigt, so dass das unter Druck stehende Medium aus dem Behälter 10 in die erste Hauptkammer 102 eingeleitet oder umgekehrt aus der ersten Hauptkammer 102 in das Behälter 10 abgeleitet werden kann.
Im Simulationsströmungspfad 15 können ein Simulator-Rückschlagventil 13, das nur den Strom des Druckmediums vom Behälter 10 zur ersten Hauptkammer 102 zulässt, und ein Simulatorventil 14, das die Ströme des durch den Simulationsströmungspfad 15 übertragenen Druckmediums in beide Richtungen steuert, parallel angeordnet sein. Das Simulatorventil 14 kann als normalerweise geschlossenes Magnetventil ausgeführt werden, das bei Empfang eines elektrischen Signals in dem normalerweise geschlossenen Zustand von der elektronischen Steuereinheit geöffnet wird.
Um in dem Hauptzylinder 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Problem zu lösen, dass der Hydraulikdruck, der von der ersten Hauptkammer 102 in den ersten Backupströmungspfad 60 geliefert wird, aufgrund einer Reaktionskraft des Pedalsimulators 110, der in der ersten Hauptkammer 102 in einem Rückfallmodus zum Betrieb angeordnet ist, wenn ein normaler Betrieb des elektronischen Bremssystems nicht möglich ist, gesenkt wird, ist eine Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 relativ größer als eine Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 ausgebildet. Außerdem kann der Durchmesser a des ersten Hauptkolbens 130 relativ größer sein als der Durchmesser b des zweiten Hauptkolbens 120.
In diesem Fall sind die Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 und die Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 kreisförmig ausgebildet, so dass A=π*(a/2)^2 bzw. B=π*(b/2)^2 erfüllt werden kann. Aufgrund der Reaktionskraft, die erzeugt wird, während der Pedalsimulator 110 durch die Konfiguration zusammengedrückt wird, in der der Pedalsimulator 110 in der ersten Hauptkammer 102 im Rückfallmodus eingebettet ist, ist der hydraulische Druck, der von der ersten Hauptkammer 102 zu einem ersten Hydraulikkreis 51 durch den ersten Backupströmungspfad 60 geliefert wird, relativ reduziert im Vergleich zu dem hydraulischen Druck, der von der zweiten Hauptkammer 103 zu einem zweiten Hydraulikkreis 52 durch den zweiten Backupströmungspfad 61 geliefert wird.
Daher werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die relativen Verschiebungen x und y der beiden Hauptkolben 120 und 130 reduziert, indem der Durchmesser des ersten Hauptkolbens 130 und der Durchmesser des zweiten Hauptkolbens 120 unterschiedlich ausgeführt werden, so dass ein Kompressionsbetrag des Gummielements 111 des Pedalsimulators 110 reduziert wird, wodurch die Reaktionskraft des Pedalsimulators 110 reduziert wird.
Unter der Annahme, dass die Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 halb so groß ist wie die Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130, werden beispielsweise die Flüssigkeitsmengen Q1 und Q2 des unter Druck stehenden Mediums, die von der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 jeweils durch den ersten Backupströmungspfad 60 und den zweiten Backupströmungspfad 61 zugeführt werden, wie in Gleichung 1 unten dargestellt. $\begin{array}{l} Q 1 = x * A - y * B = x * A - y * A / 2 \\ Q 2 = y * B = y * A/2 \end{array}$
Dabei ist x eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens 130 und y eine Verschiebung des zweiten Hauptkolbens 120.
Wenn also in Gleichung 1 die Mengen an Versorgungsflüssigkeit, die dem ersten Hydraulikkreis 51 und dem zweiten Hydraulikkreis 52 zugeführt werden, gleich sind (Q1= Q2), werden die Verschiebung x des ersten Hauptkolbens 130 und die Verschiebung y des zweiten Hauptkolbens 120 gleich.
Gleichung 2 unten ist eine Gleichung, die die Beziehung zwischen dem Kräftegleichgewicht in der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 zeigt. $Psec * B = Ppri * B+k * (x - y)$
Dabei ist Psec ein Druck der zweiten Hauptkammer, Ppri ein Druck der ersten Hauptkammer und k ein Elastizitätsmodul des Pedalsimulators.
Da der Druck Ppri der ersten Hauptkammer 102 und der Druck Psec der zweiten Hauptkammer 103 gleich werden, wenn die Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 die Hälfte der Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 beträgt, wird der Pedalsimulator 110 nicht komprimiert, so dass die Drücke in der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 gleich werden, wenn x = y aus Gleichung 1 in Gleichung 2 eingesetzt wird.
Mit anderen Worten, wie in 3 dargestellt, wird eine innere Querschnittsfläche der ersten Hauptkammer 102 durch eine Fläche B-A gebildet, die durch Subtraktion der Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 von der Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 erhalten wird, und eine innere Querschnittsfläche der zweiten Hauptkammer 103 wird zur Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120. In diesem Fall werden, wenn die innere Querschnittsfläche B-A der ersten Hauptkammer 102 und die innere Querschnittsfläche B der zweiten Hauptkammer 103 gleich sind, d.h. wenn A=0,5B erfüllt ist, die Mengen an Versorgungsflüssigkeit Q1 und Q2 des Druckmediums, das von der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 jeweils durch den ersten Backupströmungspfad 60 und den zweiten Backupströmungspfad 61 zugeführt wird, gleich, die Verschiebungen des ersten Hauptkolbens 130 und des zweiten Hauptkolbens 120 werden gleich (x = y), und die Drücke in der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 werden gleich.
Da die Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 relativ größer ist als die Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120, wird daher im Rückfallmodus ein Kompressionsbetrag des zwischen dem ersten Hauptkolben 130 und dem zweiten Hauptkolben 120 angeordneten Pedalsimulators 110 reduziert, so dass die durch den Pedalsimulator 110 verursachte Reaktionskraft reduziert werden kann, und somit wird eine Differenz zwischen den von der ersten Hauptkammer 102 und der zweiten Hauptkammer 103 gelieferten Hydraulikdrücken reduziert, so dass eine Differenz zwischen den dem ersten Hydraulikkreis 51 und dem zweiten Hydraulikkreis 52 im Rückfallmodus gelieferten Hydraulikdrücken reduziert werden kann.
In der Struktur, in der der Pedalsimulator 110 wie oben beschrieben in die erste Hauptkammer 102 eingebettet ist, beträgt die Querschnittsfläche B des zweiten Hauptkolbens 120 50 % der Querschnittsfläche A des ersten Hauptkolbens 130 betragen.
Der Durchmesser b des zweiten Hauptkolbens 120 kann etwa 70% oder mehr und 90% oder weniger vom Durchmessers a des ersten Hauptkolbens 130 betragen.
Die im Zylinderblock 101 in Längsrichtung mehrstufig ausgebildete Bohrung ist so gestaltet, dass ein Innendurchmesser der ersten Hauptkammer 102 größer ist als ein Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer 103. Insbesondere kann der Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer 103 so gewählt werden, dass er 70% oder mehr und 90% oder weniger vom Innendurchmessers der ersten Hauptkammer 102 beträgt. Außerdem kann die innere Querschnittsfläche der zweiten Hauptkammer 103 50 % oder mehr und 80 % oder weniger von der inneren Querschnittsfläche der ersten Hauptkammer 102 betragen.
Die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 kann als Vorrichtung mit verschiedenen Formen und Strukturen ausgeführt sein. Zum Beispiel kann ein Kolben, der sich durch die Antriebskraft eines Motors bewegt, einen hydraulischen Druck auf die hydraulische Steuereinheit 50 übertragen, indem er das unter Druck stehende Medium in die Kammer drückt. Die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 kann auch als Motorpumpe oder als Hochdruckspeicher ausgeführt sein.
Wenn der Fahrer eine Druckkraft auf das Bremspedal 20 ausübt, wird ein elektrisches Signal vom Pedalwegsensor 21 übertragen, wenn sich die Verschiebung des Bremspedals 20 ändert, und der Motor arbeitet in Reaktion auf dieses Signal. Zwischen dem Motor und dem Kolben kann auch eine Leistungswandlereinheit zur Umwandlung einer Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung vorgesehen sein. Die Leistungswandlereinheit kann eine Schnecke, ein Schneckengetriebe und/oder ein Zahnstangengetriebe umfassen.
Die hydraulische Steuereinheit 50 kann den ersten Hydraulikkreis 51 umfassen, der ausgebildet ist, einen Hydraulikdruck zu empfangen und den auf die beiden Radzylinder zu übertragenden Hydraulikdruck zu steuern, sowie den zweiten Hydraulikkreis 52, der ausgebildet ist, den auf die beiden anderen Radzylinder zu übertragenden Hydraulikdruck zu steuern. Beispielsweise kann der erste Hydraulikkreis 51 das linke Vorderrad FL und das rechte Hinterrad RR steuern, und der zweite Hydraulikkreis 52 kann das rechte Vorderrad FR und das linke Hinterrad RL steuern, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, und die Positionen der an den ersten Hydraulikkreis 51 und den zweiten Hydraulikkreis 52 angeschlossenen Räder können auf verschiedene Weise verändert werden.
Die hydraulische Steuereinheit 50 kann ein Einlassventil an einem vorderen Ende jedes der Radzylinder 30 zur Steuerung des Hydraulikdrucks und ein Auslassventil umfassen, das zwischen dem Einlassventil und jedem der Radzylinder 30 abgezweigt ist, um mit dem Behälter 10 verbunden zu werden. Die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 und ein vorderes Ende des Einlassventils des ersten Hydraulikkreises 51 können durch einen ersten hydraulischen Strömungspfad 70 verbunden sein, die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 und ein vorderes Ende des Einlassventils des zweiten Hydraulikkreises 52 können durch einen zweiten hydraulischen Strömungspfad 71 verbunden sein, und der hydraulische Druck der in der hydraulischen Druckversorgungsvorrichtung 40 erzeugten Druckflüssigkeit kann dem ersten und zweiten Hydraulikkreis 51 und 52 durch die ersten und zweiten hydraulischen Strömungspfade 70 und 71 zugeführt werden.
Die Backupströmungspfade 60 und 61 sind Strömungspfade, die im Rückfallmodus verwendet werden, in dem das Bremsen der Radzylinder 30 durch direkte Zuführung des hydraulischen Drucks des vom Hauptzylinder 100 abgegebenen Druckmediums zur hydraulischen Steuereinheit 50 erfolgen kann, wenn das elektronische Bremssystem aufgrund eines Ausfalls der hydraulischen Druckversorgungsvorrichtung 40 oder dergleichen nicht normal funktioniert.
Die Backupströmungspfade 60 und 61 umfassen den ersten Backupströmungspfad 60, der die erste Hauptkammer 102 und den ersten Hydraulikkreis 51 verbindet, und den zweiten Backupströmungspfad 61, der die zweite Hauptkammer 103 und den zweiten Hydraulikkreis 52 verbindet.
Ein Absperrventil (nicht dargestellt) kann in den zweiten Backupströmungspfad 61 eingebaut werden, um den Durchfluss des unter Druck stehenden Mediums zu steuern. Das Absperrventil (nicht abgebildet) kann als normal offenes Magnetventil ausgeführt sein, das geschlossen wird, wenn ein Schließsignal von der elektronischen Steuereinheit in einem normal offenen Zustand empfangen wird.
Ein Absperrventil (nicht abgebildet) kann im ersten Backupströmungspfad 60 wie im zweiten Backupströmungspfad 61 installiert sein. Alternativ, ohne das separate Absperrventil (nicht dargestellt) im ersten Backupströmungspfad 60 zu installieren, um die Struktur der Vorrichtung durch Verringerung der Anzahl der Ventile zu vereinfachen, können der erste Backupströmungspfad 60 und ein Auslassventil (nicht dargestellt) so verbunden werden, dass das im ersten Hydraulikkreis 51 vorgesehene Auslassventil (nicht dargestellt) die Funktion eines Absperrventils übernimmt.
Ein Bezugszeichen PS1 ist ein Drucksensor für den Backupströmungspfad, der zur Messung des Hydraulikdrucks im Hauptzylinder 20 vorgesehen ist, und ein Bezugszeichen PS2 ist ein Drucksensor für den Hydraulikstrompfad, der zur Erfassung des Hydraulikdrucks im Hydraulikkreis vorgesehen ist.
4 ist eine Ansicht, die einen Vorgang zeigt, bei dem das elektronische Bremssystem eine Bremsung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchführt.
Zur Beschreibung eines Pedalsimulationsvorgangs durch den Hauptzylinder 100 wird auf 4 verwiesen, wobei im Normalbetrieb der Fahrer das Bremspedal 20 betätigt und gleichzeitig werden das Absperrventil (nicht gezeigt) und das Absperrventil (nicht gezeigt) oder das Auslassventil (nicht gezeigt), die im ersten Hydraulikkreis 51 vorgesehen sind, geschlossen und das Simulatorventil 14 des Simulationsströmungspfads 15 wird geöffnet.
Wenn die Betätigung des Bremspedals 20 fortschreitet, bewegt sich der erste Hauptkolben 130 nach vorne, aber die zweite Hauptkammer 103 wird durch einen Schließvorgang des Absperrventils (nicht dargestellt), das im zweiten Backupströmungspfad 61 vorgesehen ist, geschlossen, so dass die Verschiebung des zweiten Hauptkolbens 120 nicht stattfindet. Dementsprechend wird durch die Verschiebung des ersten Hauptkolbens 130 das Gummielement 111 zusammengedrückt, und eine elastische Rückstellkraft aufgrund der Kompression des Gummielements 111 kann dem Fahrer als Pedalgefühl vermittelt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das in der ersten Hauptkammer 102 unter Druck stehende Medium durch den Simulationsströmungspfad 15 in den Behälter 10 geleitet.
Wenn sich die Verschiebung des Bremspedals 20 ändert, arbeitet die hydraulische Druckversorgungsvorrichtung 40 auf der Grundlage eines vom Pedalwegsensor 21 erfassten Signals, und der in der hydraulischen Druckversorgungsvorrichtung 40 erzeugte hydraulische Druck wird über die hydraulische Steuereinheit 50 an die Radzylinder 30 übertragen, um eine Bremskraft zu erzeugen.
Danach, wenn der Fahrer die Druckkraft des Bremspedals 20 aufhebt, dehnen sich die Simulatorfeder 112 und das Gummielement 111 durch ihre elastischen Kräfte aus, der erste Hauptkolben 130 kehrt in seine ursprüngliche Position zurück, und die erste Hauptkammer 102 wird mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt, das durch das Simulatorventil 14, das im Simulationsströmungspfad 15 installiert ist, und das Simulatorrückschlagventil 13 zugeführt wird.
5 ist eine Ansicht, die den Betrieb des elektronischen Bremssystems in einem Rückfallmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Wenn das elektronische Bremssystem nicht ordnungsgemäß funktioniert, d. h., wie in 5 dargestellt, wenn der Fahrer im Betriebszustand des Rückfallmodus eine Druckkraft auf das Bremspedal 20 ausübt, bewegt sich der mit dem Bremspedal 20 verbundene erste Hauptkolben 130 nach vorne.
Wenn sich der erste Hauptkolben 130 nach vorne bewegt, bewegt sich der zweite Hauptkolben 120 durch das Gummielement 111 nach vorne.
Da im Ruhezustand die im ersten und zweiten Backupströmungspfad 60 und 61 vorgesehenen Absperrventile (nicht dargestellt) in einem offenen Zustand gehalten werden, wird das in der ersten Hauptkammer 102 unter Druck stehende Medium durch die Vorwärtsbewegung des ersten Hauptkolbens 130 entlang des ersten Backupströmungspfades 60 in den ersten Hydraulikkreis 51 übertragen, und das in der zweiten Hauptkammer 103 unter Druck stehende Medium wird durch die Vorwärtsbewegung des zweiten Hauptkolbens 120 entlang des zweiten Backupströmungspfades 61 in den zweiten Hydraulikkreislauf 52 übertragen, wodurch die Bremsung der Radzylinder 30 erfolgt.
Da der Pedalsimulator 110 in die erste Hauptkammer 102 integriert ist, kann das in der ersten Hauptkammer 102 aufgenommene Druckmedium, das durch die Vorwärtsbewegung des ersten Hauptkolbens 130 unter Druck gesetzt wird, zu diesem Zeitpunkt dem ersten Backupströmungspfad 60 in einem Zustand zugeführt werden, in dem der hydraulische Druck niedriger ist als der des Druckmediums, das in der zweiten Hauptkammer 103 durch die Reaktionskraft des Pedalsimulators 110 unter Druck gesetzt wird, aber aufgrund der Konfiguration des ersten Hauptkolbens 130 und des zweiten Hauptkolbens 120, die unterschiedliche Durchmesser haben, ist die relative Verschiebung zwischen den beiden Kolben 120 und 130 reduziert, so dass der Kompressionsbetrag des Pedalsimulators 110 reduziert wird, wodurch eine Differenz der in den beiden Hauptkammern 102 und 103 vorhandenen Drücke reduziert wird. Daher wird das Gleichgewicht der hydraulischen Drücke, die dem ersten Backupströmungspfad 60 und dem zweiten Backupströmungspfad 61 von der ersten Hauptkammer 102 bzw. der zweiten Hauptkammer 103 zugeführt werden, aufrechterhalten, so dass eine stabile Bremsung erreicht werden kann.
Im Vorangegangenen wurden bestimmte Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben. Es sollte jedoch von den Fachleuten verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der technischen Idee der Offenbarung, die in den folgenden Ansprüchen beschrieben wird, abzuweichen.

Claims

Hauptzylinder (100), umfassend: einen Zylinderblock (101) mit einer mehrstufigen Bohrung in Längsrichtung; eine erste Hauptkammer (102) und eine zweite Hauptkammer (103), die in der Bohrung hintereinander angeordnet sind; einen ersten Hauptkolben (130), der vorgesehen ist, sich in Verbindung mit einer Betätigung eines Bremspedals (20) zu bewegen und die erste Hauptkammer (102) mit Druck zu beaufschlagen; einen zweiten Hauptkolben (120), der vorgesehen ist, durch eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens (130) oder einen hydraulischen Druck in der ersten Hauptkammer (102) verschiebbar zu sein und die zweite Hauptkammer (103) unter Druck zu setzen; und einen Pedalsimulator (110), der zwischen dem ersten Hauptkolben und dem zweiten Hauptkolben (120) angeordnet ist, um eine Reaktionskraft auf das Bremspedal (20) auszuüben, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) vorgesehen ist, relativ größer als eine Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) zu sein, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) vorgesehen ist, 50 % von der Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) zu betragen.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, wobei die Bohrung derart vorgesehen ist, dass ein Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer (103) 70 % oder mehr und 90 % oder weniger eines Innendurchmessers der ersten Hauptkammer (102) beträgt.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, wobei der Pedalsimulator (110) ein Gummielement (111) umfasst, das zwischen dem ersten Hauptkolben (130) und dem zweiten Hauptkolben (120) in der ersten Hauptkammer (102) angeordnet ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Simulatorfeder (112), die mit einem Ende am Zylinderblock (101) und mit dem anderen Ende am ersten Hauptkolben (130) abgestützt ist.
Elektronisches Bremssystem (1), umfassend: einen Hauptzylinder (100), umfassend einen Zylinderblock (101) mit einer mehrstufigen Bohrung in Längsrichtung, eine erste Hauptkammer (102) und eine zweite Hauptkammer (103), die in der Bohrung hintereinander angeordnet sind, einen ersten Hauptkolben (130), der vorgesehen ist, sich in Verbindung mit einer Betätigung eines Bremspedals (20) zu bewegen und die erste Hauptkammer (102) mit Druck zu beaufschlagen, einen zweiten Hauptkolben (120), der vorgesehen ist, durch eine Verschiebung des ersten Hauptkolbens (130) oder einen hydraulischen Druck in der ersten Hauptkammer (102) verschiebbar zu sein und die zweite Hauptkammer (103) mit Druck zu beaufschlagen, und einen Pedalsimulator (110), der zwischen dem ersten Hauptkolben (130) und dem zweiten Hauptkolben (120) angeordnet ist, um eine Reaktionskraft auf das Bremspedal (20) zu erzeugen; eine hydraulische Steuereinheit (50) mit einem ersten Hydraulikkreis (51), der zur Aufnahme und Steuerung eines auf zwei Radzylinder (30) zu übertragenden Hydraulikdrucks vorgesehen ist, und einem zweiten Hydraulikkreis (52), der zur Steuerung des auf die beiden anderen Radzylinder (30) zu übertragenden Hydraulikdrucks vorgesehen ist; einen ersten Backupströmungspfad (60), der die erste Hauptkammer (102) und den ersten Hydraulikkreis (51) verbindet; und einen zweiten Backupströmungspfad (61), der die zweite Hauptkammer (103) und den zweiten Hydraulikkreis (52) verbindet, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) vorgesehen ist, relativ größer als eine Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) zu sein, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des zweiten Hauptkolbens (120) vorgesehen ist, 50 % von der Querschnittsfläche des ersten Hauptkolbens (130) zu betragen.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, wobei die Bohrung derart vorgesehen ist, dass ein Innendurchmesser der zweiten Hauptkammer (103) 70 % oder mehr und 90 % oder weniger eines Innendurchmessers der ersten Hauptkammer (102) beträgt.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, wobei der Pedalsimulator (110) ein Gummielement (111) umfasst, das zwischen dem ersten Hauptkolben (130) und dem zweiten Hauptkolben (120) in der ersten Hauptkammer (102) angeordnet ist.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 7, wobei der Hauptzylinder (100) außerdem eine Simulatorfeder (112) umfasst, deren eines Ende am Zylinderblock (101) und deren anderes Ende am ersten Hauptkolben (130) abgestützt ist.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, ferner umfassend eine hydraulische Druckversorgungsvorrichtung (40), die vorgesehen ist, einen hydraulischen Druck als Reaktion auf ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Verschiebung des Bremspedals (20) entspricht, und den hydraulischen Druck an die hydraulische Steuereinheit (50) zu liefern.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, ferner umfassend: einen Behälter (10), in dem ein unter Druck stehendes Medium gespeichert ist; und einen Simulationsströmungspfad (15), der vorgesehen ist, den Behälter (10) und die erste Hauptkammer (102) zu verbinden, und der mit einem Simulatorventil (14) zum Steuern einer Strömung des unter Druck stehenden Mediums versehen ist.
Elektronisches Bremssystem nach Anspruch 10, ferner umfassend: einen ersten Behälterströmungspfad (11), der vorgesehen ist, den Behälter (10) und die erste Hauptkammer (102) zu verbinden; und einen zweiten Behälterströmungspfad (12), der vorgesehen ist, den Behälter und die zweite Hauptkammer (103) zu verbinden.