车辆的液压制动系统和所述车辆的无效行程的缩减

摘要

本发明涉及液压制动系统（1），其具有制动辅助伺服电动机（2）、主缸（3）、供给主缸的第一室（16）的液压流体第一储存器（19）、以及供给伺服电动机的加力室的液压流体第二储存器（24）。根据本发明，液压制动系统具有第三导道（26），第三导道始于第二储存器并通到主缸的第一室中。在制动踏板上有踩压时并在加力室的充填之前，第一室中液压流体的充填通过第二储存器和通过第三导道进行控制。

权利要求

1.液压制动系统(1)，液压制动系统具有：

－制动辅助伺服电动机(2)，其具有主体(9)和触杆活塞(6)，触杆活塞在穿过主体而形成的一镗孔(12)中滑动并通过第一端部连接至制动踏板，触杆活塞与主体的镗孔一起限定加力室(13)，－主缸(3)，其具有第一室(16)和第一活塞(11)，第一室内部地连接至一液压制动管路，第一活塞连接至与触杆活塞的第一端部相对的触杆活塞的第二端部，－液压流体的第一储存器(19)，其通过第一导道(20)供给第一室(16)，－液压流体，其经由第三导道(23)和通过第一液压泵(25)供给密封的加力室(13)，其特征在于，所述液压制动系统具有：－第四导道(26)，其接纳液压流体并通到主缸的第一室(16)中，以及

－第二液压泵(27)与第四导道(26)相关，液压流体通过第四导道(26)在第一室(16)中的充填由传感器(30)控制，在踩压制动踏板时并在加力室(13)由第三导道(23)充填之前，所述传感器启动第二液压泵(27)。

2.根据权利要求1所述的液压制动系统，其特征在于，液压制动系统具有液压流体的第二储存器(24)，第三导道(23)和第四导道(26)始于该第二储存器(24)。

3.根据权利要求1所述的液压制动系统，其特征在于，液压制动系统具有液压流体的第二储存器(24)，第三导道(23)始于该第二储存器(24)，而第四导道(26)始于第一储存器(19)。

4.根据权利要求1所述的液压制动系统，其特征在于，第四导道(26)始于第三导道(23)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压制动系统，其特征在于，液压制动系统具有第一阀门件(28)，第一阀门件布置在第一导道(20)上，第一阀门件允许一旦检测到制动踏板上的踩压和一旦经由第四导道(26)充填第一室(16)时，就关闭第一导道(20)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的液压制动系统，其特征在于，液压制动系统具有第二阀门件(29)，第二阀门件布置在第四导道(26)上，第二阀门件控制在制动踏板返回不工作位置时应该通过第四导道(26)返回的液压流体量。

7.根据权利要求6所述的液压制动系统，其特征在于，第一阀门件(28)和第二阀门件(29)每个形成一电动阀。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的液压制动系统，其特征在于，主缸(3)在第一室(16)后面具有第二室(17)和第二活塞(18)，第二室(17)内部地连接至第二液压制动管路并由第一储存器通过第二导道(22)供给。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的液压制动系统在车辆制动时的液压流体供给方法，所述液压流体供给方法具有以下步骤：－检测制动踏板上的踩压，

－通过第四导道(26)向主缸(3)的第一室(16)充填液压流体，同时关闭第一导道(20)。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的液压制动系统在车辆制动时的液压流体供给方法，所述液压流体供给方法具有以下步骤：－起动车辆，

－通过第四导道(26)向主缸(3)的第一室(16)充填液压流体，同时关闭第一导道(20)。

说明书

车辆的液压制动系统和所述车辆的无效行程的缩减

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆的液压制动系统，其实施例在DE 3502474、US 5123712和EP0225212中描述。本发明旨在减少车辆在制动时的无效行程。

[0002] 本发明涉及汽车领域，但可以涉及其它领域。现有技术

[0003] 已知的液压制动系统具有制动辅助伺服电动机、主缸和至少一个液压制动管路系统。

[0004] 伺服电动机具有操纵杆、柱塞、触杆活塞、推杆和穿过伺服电动机的主体形成的镗孔。在踩压在制动踏板上之后，操纵杆被移动并驱动柱塞穿过触杆活塞的滑动，这样触杆活塞被带动在伺服电动机的镗孔中朝主缸方向滑动。

[0005] 主缸具有第一室和第一活塞。推杆连接于第一活塞。第一室由第一液压流体储存器通过第一导道供给液压流体。该第一导道穿过主缸的主体形成。

[0006] 制动的液压管路由第一室的输出端部接通并通过相对的端部连接至车辆的至少一个制动装置。制动装置可为盘式制动类型的或鼓式制动类型的，并被安装在车辆的一给定的车轮上。制动装置具有制动摩擦片和摩擦表面。制动摩擦片可相对于车轮固定地安装，而摩擦表面与车轮旋转连接安装。制动摩擦片用于贴靠在摩擦表面上，以趋使旋转减速，甚至使车辆的其上安装有该制动装置的车轮停止旋转。

[0007] 液压流体充填第一室，也充填液压制动管路的导道，直至制动装置。不工作时，此流体处在大气压下。

[0008] 当驾驶员踩压在制动踏板上时，在车辆制动发生之前，产生间隙补偿，间隙存在于操纵杆和每个制动装置之间。为了补偿所有这些间隙，制动踏板必须足够深地被踩入车辆中。

[0009] 为使驾驶员不必在过长的距离上踩下制动踏板，已知地，尤其是，采用一个辅助步骤，该辅助步骤产生在驾驶员踩压在制动踏板上的同时。该辅助步骤可缩短为获得车辆严格意义上的制动而必须踩下制动踏板的距离。

[0010] 该辅助步骤包括加力室的液压流体的充填。该加力室由主缸形成并由触杆活塞和主缸的镗孔限定。液压流体通过一条穿过主缸主体形成的第二导道被输送到加力室中。一旦驾驶员踩压在制动踏板上，该加力室的充填被起动。

[0011] 不工作时，容纳在加力室、主缸的第一室和液压制动管路中的液压流体处于大气压下。

[0012] 在制动时，制动踏板位移的检测引起加力室的液压流体充填。加力室的容积随着制动踏板朝主缸方向被踩下而增大。因此，由于操纵杆的移动而且还由于注入到加力室中的流体在触杆活塞上施加的压力，触杆活塞朝主缸方向被驱动。

[0013] 因此，触杆活塞朝主缸方向的移动引起第一活塞移动。第一活塞被驱动，使得第一储存器向第一室的液压流体的供给被中断。因此，第一室中产生超压，并且在液压制动管路的导道中也产生超压。由此制动摩擦片靠近其摩擦表面，引起车辆的制动，甚至停止。

[0014] 加力室的这种充填可使第一活塞移动，而驾驶员不必太深地踩下制动踏板。

[0015] 制动时使加力室介入的这个辅助步骤是一个令人满意的解决办法，因为驾驶员踩压在制动踏板上无需实施特别的辅助行程。

[0016] 但是，汽车生产厂家越来越受到环保要求的制约。这些制约要求减少车辆产生的碳的排放数量。

[0017] 为了减少车辆产生的碳排量，考虑在制动装置处进行改进。尤其是，设置使制动摩擦片与其摩擦表面分开，直至在不工作位置时制动摩擦片和摩擦表面之间不形成任何摩擦副。不工作位置是指车辆不在制动阶段时制动摩擦片相对于其摩擦表面的位置。

[0018] 由这类型措施提出的问题在于，在车辆的制动时刻，增加车辆的无效行程的补偿时间，因为给定的制动摩擦片的接触表面与摩擦表面之间的距离被增大。不过，在某些情况下，无效行程时间的增加以被认为不可接受的方式延误制动。

[0019] 可改变伺服电动机的镗孔截面和改变推杆的尺寸，以增大加力室的体积。但是，该解决办法成本高和需要对伺服电动机的很大的改造。

[0020] 另外，绝对必要的是在辅助失效的情况下回应制动要求。

发明内容

[0021] 本发明的目的之一是提出一种不需要对伺服电动机进行很大改造的解决办法。

[0022] 本发明的另一个目的是提出一种解决办法，以缩短该无效行程的时间，而不妨碍强制制动摩擦片与其摩擦表面分开以减少碳排放的约束。

[0023] 根据本发明，设置成，为起初朝加力室输送的液压流体所产生的压力创建分流，使之直接输送到主缸的第一室中。

[0024] 根据本发明，设置成在加力室充填的同时，主缸的第一室内部的压力上升。如此，在踩压制动踏板的同时，首先进行第一室的充填。因此，第一室和液压制动管路的导道的内部的压力增大。

[0025] 为此，设条第三导道。该第三导道可从第一储存器向第一室内部延伸。或者，该第三导道可从第二储存器向第一室内部延伸。第二导道也可从第一储存器或从第二储存器延伸。

[0026] 一旦第一室内部的压力达到一临界压力，加力室的充填可被控制。

[0027] 接着是柱塞活塞的移动和因此第一活塞的移动。因此，第一活塞的移动可使制动摩擦片与其摩擦表面立即靠近，因为间隙已经被填满。

[0028] 根据本发明，第一室可由与供给加力室的储存器相同的储存器供给，或由与第一储存器不同的储存器供给。

[0029] 有利地，根据本发明的系统具有计算机，计算机的输入端连接至少一个或优选为一组传感器，如压力传感器、控制杆的传感器或类似的。计算机的输出端连接第一液压供给控制装置如高压泵和液压电动阀。计算机产生液压流体向主缸优选向第一缸供给的命令和/或相反的排出的命令。这样，无需借助于使活塞推进或后退的模拟器，确保制动踏板的位置相对于主缸中的压力大致上完全解离。这样，尤其确保无效行程的缩减。

[0030] 另外，与使用制动模拟器相反，避免在没有制动辅助的故障方式时的性能降低。

[0031] 因此，本发明的目标是一种液压制动系统，其具有：

[0032] －制动辅助伺服电动机，其具有主体和触杆活塞，触杆活塞在穿过主体而形成的一镗孔中滑动并通过第一端部连接至制动踏板，触杆活塞与主体的镗孔一起限定加力室，[0033] －主缸，其具有第一室和第一活塞，第一室内部地连接至一液压制动管路，第一活塞连接至与触杆活塞的第一端部相对的触杆活塞的第二端部，

[0034] －液压流体的第一储存器，其通过第一导道供给第一室，

[0035] －液压流体，其经由第三导道和通过第一液压泵供给密封的加力室，[0036] 其特征在于，所述液压制动系统具有：

[0037] －第四导道，其接纳液压流体并通到主缸的第一室中，以及

[0038] －第二液压泵与第四导道相关，液压流体通过第四导道到第一室中的充填由传感器控制，在踩压制动踏板时并在加力室由第三导道充填之前，所述传感器启动第二液压泵。

[0039] 本发明可避免制动踏板的前进的感觉。

[0040] 可设定，根据制动踏板相对于触杆活塞移动的速度，置于分流状态。当制动踏板的移动速度很快时，即当驾驶员突然踩压在制动踏板上以突然或快速制动时，置于分流状态。

[0041] 当制动踏板的移动速度相当于制动时的平均移动速度时，可设置成不置于分流状态。

[0042] 或者可设置成，不管制动踏板在制动时的移动速度怎样，都置于分流状态。

[0043] 本发明的目标还为了提出当车辆制动时前述液压制动系统的液压流体的供给方法，所述方法包括以下步骤：

[0044] －检测制动踏板上的踩压，

[0045] －通过第四导道向主缸的第一室充填液压流体，同时关闭第一导道。

[0046] 一旦车辆起动，不管驾驶员踩压或不踩压在制动踏板上，可在第一室中进行第一次充填并保持第一室的压力。一旦检测到制动踏板的移动，就充填加力室。

[0047] 因此，本发明最后涉及当车辆制动时前述液压制动系统的液压流体的供给方法，所述方法包括以下步骤：

[0048] －车辆的起动，

[0049] －通过第四导道向主缸的第一室充填液压流体，同时关闭第一导道。

[0050] 本发明还涉及这种系统，其特征在于，第四导道始于第三导道。

附图说明

[0051] 通过阅读下面的描述和对附图的研究，将更好地理解本发明。附图仅象征性地和非限制性地示出本发明。附图示出：

[0052] －图1是根据本发明的液压制动系统在不工作时的示意图；

[0053] －图2是根据本发明的液压制动系统在车辆制动时刻制动踏板的移动开始时的示意图；

[0054] －图3是根据本发明的液压制动系统在车辆制动时刻制动踏板的移动结束时的示意图。

具体实施方式

[0055] 图1示出根据本发明的处于不工作位置的车辆液压制动系统1。不工作位置是指，车辆具有液压制动系统1，液压制动系统未受制动踏板(未示出)激励，制动踏板处于不被致动的位置，不管发动机起动还是未起动。

[0056] 液压制动系统1具有制动辅助伺服电动机2、主缸3和至少一液压制动管路(未示出)。伺服电动机2可以是气动式辅助伺服电动机或者是电动式辅助伺服电动机。该伺服电动机2从制动踏板向主缸3具有操纵杆4、柱塞5、触杆活塞6、反作用盘7、推杆8和主体9。操纵杆4由一端部连接至制动踏板和由一相对的端部连接至柱塞5。触杆活塞6由一端部连接至柱塞5和由一相对的端部连接至推杆8。反作用盘7被接纳在触杆活塞6的一凹处中，在柱塞5和推杆8之间。不工作时，柱塞5和反作用盘7之间形成空间10。推杆8通过一端部连接至触杆活塞6和反作用盘7，以及通过一相对的端部连接至主缸3的第一活塞11。

[0057] 主体9形成一镗孔12，触杆活塞6在镗孔内部滑动。触杆活塞6和主体9限定密封的加力室13。加力室13的密封由第一环形密封垫圈14和第二环形密封垫圈15保证。这些环形密封垫圈每一个被布置为承靠伺服电动机2的主体9和承靠触杆活塞6。

[0058] 操纵杆4和柱塞5彼此连接并沿着制动踏板的移动方向朝主缸3的方向平移移动。操纵杆4和柱塞5移动至不再存在空间10。触杆活塞6、反作用盘7和推杆8彼此连接。第一活塞11连接于推杆8。

[0059] 主缸3可以是串列式主缸即双室主缸，或可以是具有单一室的主缸。在所示的实例中，涉及具有第一室16和第二室17的串列式主缸。第一活塞11和第二活塞18分别在第一室16和第二室17内部滑动。

[0060] 触杆活塞6、推杆8、第一活塞11和第二活塞18彼此同轴布置。

[0061] 第一室16由液压流体的第一储存器19通过第一导道20供给液压流体。该第一导道20穿过主缸3的主体21从第一储存器19向第一室16的内部延伸。第二室17由第一储存器19通过第二导道22供给液压流体。第二导道22穿过主体21从第一储存器19向第二室17内部延伸。

[0062] 在主缸3的输出端，和特别是在第一室16的输出端和在第二室17的输出端，分别接通第一液压制动管路(未示出)和第二液压制动管路(未示出)。这些液压制动管路的每一个使主缸的一个室内部地连接至第一制动装置和连接第二制动装置。第一制动装置安装在车辆的第一车轮上，而第二制动装置安装在车辆的第二车轮上。第一车轮和第二车轮可沿对角线安装或沿着与车辆行驶路线垂直的轴线进行安装。如前所述，每个制动装置可以是盘式制动类型的或者鼓式制动类型的。

[0063] 不工作时，存在于第一室16中、第二室17中、每个液压制动管路的导道中的液压流体处于大气压下。

[0064] 加力室13可经由第三导道23被供给液压流体。在所示的实例中，该第三导道23穿过伺服电动机2的主体9而形成并从液压流体的第二储存器24的内部向加力室13的内部延伸。第二储存器24可以是例如ESP：Electronic Stability Program(电子稳定程序)类型的外部液压机组的一部分。或者，第二储存器24可以是内部的，即为伺服电动机的一部分。

[0065] 在未示出的一实例中，该第三导道23可始于第一储存器19。

[0066] 液压流体经由布置在第三导道23上的第一液压泵25被输送到加力室13中。不工作时，存在于加力室13中的液压流体处于大气压下且其体积尽量小。

[0067] 根据本发明，液压制动系统1具有第四导道26，第四导道接纳液压流体和通到主缸的第一室16中。该第四导道26可在加力室13的供给之前供给第一室16。

[0068] 在所示的实例中，该第四导道26始于第三导道23，延伸穿过伺服电动机的主体9和穿过主缸的主体21，以通到第一室16中。

[0069] 该第四导道26可由内导道形成，在优选实例中，内导道穿过伺服电动机2的主体9和穿过主缸3的主体21而行成。因此，第四导道26防止可来自外部的偶然的撞击。在所示实例中，该第四导道26始于第三导道23上。更确切地说，第四导道26由第一部分和第二部分形成。第一部分从第三导道23的一端部开始延伸，同时穿过伺服电动机2的主体9和主缸3的主体21。第二部分穿过主缸的主体21延伸并通到主缸3的第一室16中。

[0070] 在图1中用虚线示出的另一实例中，该第四导道26可由始于第二储存器24的导道形成并通到第一室16中。

[0071] 在图1中也用虚线示出的另一实例中，该第四导道26也可始于第一储存器19，以通到第一室16中。

[0072] 根据本发明，是第一室16和第一液压制动管路在加力室13的液压流体充填之前被置于超压。这种预先充填是可能的，因为液压流体的第二泵27被起动。液压流体的第二泵27被布置在第四导道26上。

[0073] 作为变型，根据本发明的系统具有唯一液压泵25或27。

[0074] 如此，液压流体被输送到第一室16中，直至主缸和第一液压制动管路被填充至液压流体进到液压制动管路系统的导道中。这种充填进行到在第一室16内部获得临界压力。该临界压力相应于液压流体填满第一室16中和第一液压管路的导道中存在所有间隙时的一压力。该临界压力也相应于比位于制动摩擦片及其摩擦表面之间的回位弹簧施加的作用力大的一作用力，所述回位弹簧在不工作位置时使制动摩擦片与其摩擦表面保持间隔。当达到临界压力时，弹簧被压缩，以使制动摩擦片靠近其摩擦表面但没有接触。

[0075] 然后，液压流体可流入到加力室13中。加力室13的体积因此随着制动踏板被踩下而增大。

[0076] 第二室17和第二液压管路的导道也可置于超压，因为存在于第一室16中的液压流体可在第二活塞18上施加压力。第二室17中的超压可以略小于存在于第一室16中的超压。

[0077] 液压制动系统1还具有第一阀门件28，第一阀门件布置在第一导道20上。当第一室16的充填通过第四导道26控制时，该第一阀门件28能够阻止来自第一室16的液压流体朝第一储存器19的方向回流。当通过第四导道26的液压流体流入到第一室16中时，该第一阀门件28还能够允许第一室16内部的压力增大。

[0078] 一旦检测到制动踏板的移动或一旦车辆起动，执行第一阀门件28的打开。

[0079] 有利地，系统1还具有第二阀门件29，第二阀门件可在增压(gavage)阶段使压力升高。在制动踏板回到不工作位置时，第二阀门件29能够控制合理的液压流体体积返回通过第四导道26。该第二阀门件29阻止过多的液压流体体积返回通过第四导道26。该第二阀门件29可将预定体积的液压流体分配到液压流体的每个储蓄器中。当第四导道26始于第二储存器24时，该第二阀门件29是有用的。第二阀门件29布置在第四导道26上并使第一部分连接至第二部分。

[0080] 伺服电动机2还具有制动踏板的移动的传感器30。该传感器30向中央计算机(未示出)发警示。中央计算机收集和处理来自车辆的不同传感器的信息。一旦检测到制动踏板的移动，传感器30受激励。如此，中央计算机作用于第一阀门件28上。因此，中央计算机通过激励第一泵25和/或第二泵27，控制第一室16通过第二储存器24和通过第四导道26的液压流体的供给。

[0081] 在一个优选实例中，第一阀门件28和第二阀门件29可由电动阀形成，即它们被电动控制。

[0082] 根据本发明的第一实施方式，在图1所示的不工作位置，两个阀门件28和29打开。加力室13的体积尽量小。存在于第一室16中、第二室17中、第一液压制动管路的导道中以及第二液压制动管路的导道中的液压流体处于大气压下。

[0083] 在图2所示的制动开始的位置，第一阀门件28关闭。关闭指令例如可由计算机给出。如此，来自第二储存器24的液压流体流经第四导道26，以流入第一室16中直至在第一5
室16内部达到至少一临界压力水平。在一实例中，临界压力水平为3×10Pa。该临界压力水平相应于制动摩擦片相对于其摩擦表面的一预制动位置。该预制动位置相应于制动摩擦片相对于其摩擦表面从所述制动摩擦片的不工作位置起的一给定定位，该给定的位置使制动摩擦片不触及所述摩擦表面。

[0084] 然后，如图3所示，液压流体接着流入到加力室13中，加力室的体积随着驾驶员踩压在制动踏板上而增加。如此，第一活塞11朝第一液压制动管路的方向移动。第一室16内部的压力已经被升高，由此车辆被制动。

[0085] 根据本发明的第二实施方式，在如图1所示的不工作位置，发动机熄火，两个阀门件28和29打开。在如图2所示的不工作位置，发动机点火，第一阀门件28关闭，液压流体通过第二储存器24注入第一室16中直至达到临界压力。然后如图3所示，液压流体因此被转至加力室13中。

[0086] 制动之后，容纳在第一室16中和加力室13中的液压流体返回第二储存器24中。第一泵25和第二泵27可设置为便于液压流体的这种返回。第二泵27可被控制用于抽出一预定的液压流体数量。所述预定的液压流体数量使得不需要在第一室16中、第一液压管路的导道中和加力室13中产生负压。剩余的液压流体应到保持在大气压下。

[0087] 主缸具有第一密封件31和第二密封件32。，第一密封件31布置为由制动踏板向第一液压制动管路，在第一室16中第一导道20的出口孔33的上游。第二密封件32布置为从制动踏板向第一液压制动管路，位于第一导道20的所述出口孔33的下游。该第二密封件32也位于穿过第一活塞11的主体而形成的孔34的下游，来自第一储存器19的液压流体经所述孔流入。穿过该孔34，液压流体可从第一导道20流向第一室16。每个密封件31和32形成一个布置在由主缸3的主体21形成的一凹槽中的圆形弹性件。每个所述弹性件形成有承靠第一活塞11的主体布置的柔性内唇部和承靠主缸3的主体21的凹槽底部布置的外唇部。

[0088] 孔34在第一活塞11的主体上的定位实施成，当第一活塞11被驱动朝第一液压制动管路的方向移动时，第二密封件32布置在该孔34的上游因而封闭来自第一储存器19的液压流体的通道。第一室16变成密封的。如此，第一室16内部的压力可上升。

[0089] 与第一活塞11一样的方式，第二活塞18也具有第一密封件35和第二密封件36，在不工作位置，第一密封件和第二密封件之间有第二导道22的出口孔37和由第二活塞18的主体形成的孔38。出口孔37和孔38按照与前述的孔33和34相同的布置进行定位。

[0090] 这样，即使第一阀门件28有故障，即不管有无关闭指令其都保持打开，车辆的制动可以进行。密封件允许主缸的室的内部的压力增加，该压力增加可引起车辆的制动，即使这是效能较低的方式。

[0091] 在图1至3上所示的实例中，数字计算机50，有利地，汽车工业中称为“CAN(控制器局域网)”的总线上的计算机，接收主缸中的压力传感器的信号51和传感器30的踏板位置的信号54和/或操纵杆4与触杆活塞6之间的相对位置的信号，以及发出阀门件29和28各自的打开和/或关闭的分别的命令52和53。