CN102036867A - 车辆液压制动***的压力发生器和该压力发生器的操作方法 - Google Patents

车辆液压制动***的压力发生器和该压力发生器的操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆液压制动***(10)的压力发生器(18)，该压力发生器(18)用于调节制动回路(A，B)中液压制动压力(HP)的产生，该压力发生器(18)具有：用于运送制动液的多活塞泵(22)，该多活塞泵(22)具有至少两个泵活塞和相关联的压力室(24)，所述泵活塞作用于所述压力室(24)；致动器(20)，该致动器(20)用于致动所述多活塞泵(22)；以及流体供给管线(32)，该流体供给管线(32)延伸至所述压力室(24)并且构造成连接至存储容器(14)，制动液被存储在所述存储容器(14)中。此处，至少一个阀(30)被布置在所述流体供给管线(32)中，并且将后者分成布置在所述阀(30)的上游的第一部分和布置在该阀(30)的下游的第二部分，其中所述阀(30)构造成可选地至少部分地切断或打开所述流体供给管线(32)的所述第二部分，并且因此控制至少一个压力室(24)的流体供应。

Description

车辆液压制动***的压力发生器和该压力发生器的操作方法
技术领域
本发明一般涉及车辆制动***中的液压发生。本发明特别涉及具有多活塞泵的压力发生器。
背景技术
现代液压或电动液压车辆制动***需要可靠的压力发生器以便能执行安全相关的功能，诸如防止制动器锁定或防止车轮空转。为此，驾驶辅助***(诸如防抱死控制(ABS)、防滑控制(ASR)或动态驾驶控制以及自适应速度控制(ACC))与车辆制动***的压力发生器合作。
已知的这种类型的制动***与作为制动液的液压流体合作，该液压流体被部分地存储在为此设置的存储容器中。为产生制动压力，制动液在压力下被放在制动回路中，并且这样起作用以致动一个或更多个车轮制动器。在由驾驶员发动的制动过程(在下文中称为驾驶员制动)的情况下，通过驾驶员压脚踏板致动的主制动缸用于此目的。与此形成对比，在不由驾驶员而是由驾驶辅助***请求的制动(在下文中称为***制动)的情况下，所需的制动压力由压力发生器产生。这种类型的车辆制动***的第三种可能的操作状态是混合操作，即，由驾驶员和***两者发动的制动(在下文中称为混合制动)。
为了更好地理解，在下面描述来自现有技术的车辆制动***。根据图1，该***具有基本上相同结构的两个制动回路A和B。因此，仅更加详细地描述向两个车轮制动器50和60供应的第一制动回路A。
在驾驶员制动的情况下，主缸12将制动液从存储容器14运送到两个制动回路A和B。在主缸12和车轮制动器50、60之间存在由阀51、52、61、62、71以及72控制的液压连接。在纯驾驶员制动的情况下，阀51、61以及71均采取它们的流过位置，然而阀52、62以及72停留在切断位置。这里通常使用的阀是所谓的2/2端口方向控制阀，即，具有两个端口和两个切换位置(打开和关闭)的阀。在纯驾驶员制动的情况下，仅由主缸12和可选的附加制动助力器16以已知方式产生的制动压力FBD(驾驶员制动压力)在车轮制动器50和60中起作用。
相比之下，在***制动的情况下，如在上已经说明的，制动压力SBD(***制动压力)由压力发生器18产生。为此，压力发生器18具有驱动活塞泵，特别是多活塞泵22的致动器20。如图1所示，多活塞泵22可以具有例如三个分别用于每个制动回路A和B的压力室241、242、243(通常由附图标记24表示)，和相关联的泵活塞，该泵活塞对压力室起作用并且经公共偏心连接至致动器20。多活塞泵22在入口侧连接至制动***10的存储容器14，并且在致动状态下从该存储容器14吸收制动液，该制动液通过压力室241、242、243上泵活塞的作用由该泵活塞沿车轮制动器50和60的方向运送。
在防抱死控制(ABS)的情况下，防止了在制动期间车轮的锁定。为此，作用于车轮制动器50和60的制动压力GBD(总制动压力)由压力形成、压力维持以及减压阶段的时间顺序设定。这通过致动分别与车轮制动器50和60相关联的阀51、52以及61、62而发生。这些阀被以已知方式设定，使得在已经达到希望的制动压力GBD之后，制动压力GBD在压力维持阶段期间(关闭阀位置)维持，然而在压力形成或减压阶段液压流体可以流入车轮制动器50和60或远离车轮制动器50和60(打开阀位置)。对于液压流体的中间存储器，使用低压贮罐26，液压流体被多活塞泵22从该低压贮罐26运送回到制动回路A和B。
在ABS控制的操作状态中，通常存在制动***10的混合操作，因为，除通过压力发生器18产生***发动的压力之外，驾驶员另外通过脚踏板28致动主缸12。
在正常驾驶员制动的情况下，经常产生大约80巴的范围内的制动压力，这取决于制动助力器16的使用和/或由驾驶员经脚踏板28引进的制动力。然而，在与ABS控制结合的上述混合操作中，可以在特殊的驾驶情况中产生大约200巴的压力。具体地，假如例如因为地面的摩擦系数低(μ低)，ABS控制持续相当长的时间，那么可能产生200巴的压力。在这种情况下，低压贮罐26被完全充满，使得泵活塞必须抵抗制动压力GBD进行运送并且这样一来进一步增大GBD。然而，在大约200巴的压力下，如在实践中所示，由于通过液压抵抗泵活塞的运送方向起作用而造成的载荷，驱动泵活塞的致动器20可能停止。这导致整个ABS控制失效并且因此不能再执行其安全相关功能。
为了防止这种故障，从现有技术已知解决方案，其中通过减小泵活塞的有效面积来降低作用于泵活塞的反作用负荷。然而，减小泵活塞的有效面积也对多活塞泵22关于其运送容积和动力学的性能有有害影响。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种压力发生器，该压力发生器即使在上述制动情况下也可以确保安全和可靠的功能，而在正常操作时(即，当不出现制动压力的峰值时)其性能不会降低。
本目的通过具有权利要求1中详细说明的特征的压力发生器实现。为此，根据本发明的所述压力发生器具有：用于运送制动液的多活塞泵，所述多活塞泵具有至少两个泵活塞和相关联的压力室，所述泵活塞对所述压力室起作用；致动器，该致动器用于致动所述多活塞泵；以及流体供给管线，所述流体供给管线延伸至所述压力室，并且构造成连接至储存容器，液压流体被存储在所述存储容器中。至少一个阀布置在所述流体供给管线中，并且将所述流体供给管线分成布置在所述阀的上游的第一部分和布置在该阀的下游的第二部分。所述阀构造成可选地至少部分地切断或打开所述供给管线的所述第二部分，并且因此控制至少一个所述压力室的流体供应。
这样，在出现大约200巴的压力峰值时，可以降低由所述压力发生器或所述多活塞泵运送的制动液的流速，并且因此减小作用于所述泵活塞的反作用负荷。在这种情况下，所述致动器仅将所述泵活塞驱动到使得所述相关联的压力室被供给制动液(有限的排量)的程度。同时，在正常操作时，即在大约80巴左右的压力下，可以以全排量操作所述多活塞泵。
此外，可以设置成所述流体供给管线在泵侧具有用于每个压力室的单独的连接部分，所述阀布置在所述单独的连接部分中的至少一个中。这样，每个压力室均可以以阀控制方式被供给流体而不依赖于其他压力室。在本发明的一个改进中，可以设置成至少两个连接部分沿所述流体的流向串联连接，并且所述阀布置在串联的所述连接部分的一个连接部分中，以便至少部分地切断或打开顺着流向的所述连接部分。
所述连接部分的这种串联连接(即，所述连接部分相互连接并且所述制动液必须首先经过第一连接部分以便到达顺着流向的部分)具有以下优点，即，通过单个阀可以控制所述相关联的压力室的顺着流向的多个连接部分的流体供应。这里，可以想见所述阀布置在第一连接部分中，并且因此控制所有后面的压力室的流体供应。可替代地，所述阀可布置在最后的连接部分中，并且因此仅控制所述最后的压力室的流体供给。最后，所述阀可以布置在中间的连接部分中。
此外，也可以串联连接所述连接部分中的多个阀。因此，例如，相应的阀可以布置在所述第一连接部分和所述最后的连接部分中。除流体供应控制之外，这可选地使各个连接部分能够断开。因此，布置在第一连接部分中的阀可以减少后面的压力室的流体供应，并且布置在最后的连接部分中的另一个阀可选地可以完全切断后面的压力室的流体供应。
根据本发明的优选改进，所述阀是可启动的。在本发明的改进中，所述阀可以是可电启动的。然而可替代地，也可以想到设置所述阀的其他方法，例如它也可以被气动地、液动地、机械地或手动地启动。
可替代地，可以设置成所述阀根据在所述制动回路中的制动压力改变其阀位置，使得所述阀的流过容积被自动控制，即，没有外部致动或启动。
根据本发明的另一方面，所述目的借助于用于操作车辆液压制动***中具有上述特征的压力发生器的方法来实现。该方法包括：致动所述多活塞泵的步骤，检测在所述制动回路中的制动压力的步骤，以及与压力有关地启动布置在所述流体供给管线中的至少一个所述阀以调节所述多活塞泵的至少一个压力室的流体供应的步骤。
附图说明
参照所附的示意图通过实施例在下面更加详细地说明本发明，附图中：
图1示出了根据现有技术的车辆制动***的示意图；
图2示出了制动回路中根据本发明的阀的可能安装情况的示意图；
图3示出了用于示出在具有和不具有根据本发明的阀的情况下压力分布图和电流消耗分布图的曲线图。
具体实施方式
如开始已更详细地说明的，图1示出了包括两个制动回路A和B的来自现有技术的车辆制动***。在车辆的驾驶员致动脚踏板28时，主缸12将制动液从存储容器14运送到两个相同的制动回路A和B。这样，各自的车轮制动器50和60经制动回路A和B被供应制动液，并且在车轮制动器50和60中形成驾驶员制动压力FBD。
根据制动***的信号，压力发生器18通过借助于致动器20驱动多活塞泵22来产生车轮制动器50和60中的***制动压力SBD。在图1所示的实施例中，多活塞泵22包括六个压力室241、242、243、244、245、246(总体用附图标记24表示)，压力室241、242、243与制动回路A相关联。而且多活塞泵22经延伸至该多活塞泵22的压力室24的流体供给管线32连接至存储容器14，并且通过与泵活塞相关联的其压力室24将制动液运送到制动回路A和B。
图2示出了根据图1以简化方式示出的制动回路A中的根据本发明的阀30的示例性安装情况。制动回路A具有阀72和流体供给管线32，该流体供给管线32将多活塞泵的三个压力室241、242、243和制动***的存储容器14连接。在泵侧区域中，即面向泵的部分中，流体供给管线具有三个单独的连接部分381、382、383，该连接部分381、382、383均与压力室241、242、243相关联。
阀30布置在流体供给管线32的两个连接部分381、382之间，该连接部分381、382串联并且因此控制相关联的压力室242和243的流体供应，该压力室242和243在阀的打开位置通过顺着流体的流向的连接部分382和283被供给制动液。
在图2的所示实施例中，压力室242和243的流体供应被阀30完全停止，使得相关联的泵活塞实际上没有阻力地空载，即，未将制动液如虚线箭头F’所示运送至车轮制动器。在图2所示的制动回路A中，***制动压力SBD仅由与压力室241相关联的第一泵活塞产生。
另外，在图2所示的驱动情况下，制动主缸12通过驾驶员压脚踏板28而致动，使得相应的驾驶员制动压力FBD被加入***制动压力SBD。上游阀72在其打开位置使压力发生器18能够将来自存储容器14的制动液供给整个流体供给管线32。如现代制动***中习惯的那样，驾驶员制动压力FBD可以通过制动助力器16进一步增大。
假如阀30例如通过阀的与压力有关的自动控制或电致动而被移入打开位置，则连接部分382和383被再次供给制动液，并且在致动驱动多活塞泵的泵活塞(图2中未示出)的致动器时，产生相应的更高的***制动压力SBD。
图3通过实施例示出了在沿闭合方向致动根据本发明的阀之后，即当泵22的至少一个压力室24的流体供应被减少时，或在根据本发明的阀的打开位置中(由虚线P’所示)，用于示出随时间流逝所预期的压力分布图P的曲线图。也示出了在沿闭合方向致动根据本发明的阀之后，或在根据本发明的阀的打开位置中(由虚线I’所示)，随时间流逝用于致动多活塞泵所预期的电动机的电流消耗I。
在压力增大的阶段中，流体压力一达到某一区域(在所示的实施例中大约150至170巴)，阀30就被驱动。这样，沿流体的流向布置在阀的下游的连接部分被完全或至少部分地切断，并且因此，如上已经说明的，连接至这些连接部分的压力室的流体供应被减少。因此，它们的相关联的压力活塞仅运送减少的流体量或根本不再运送制动液。从这一刻，流体压力P不再上升到和以前一样的程度。这在沿流体供给管线连接根据本发明的阀之后，从压力曲线的减小梯度看，在图3的曲线图中是明显的。
图3同样示出了阀的连接影响由消耗曲线I所示的电动机的电流消耗，该电动机驱动多活塞泵。通过沿闭合方向致动阀并且因此减少由多活塞泵运送的流体量，电流消耗I显著下降。因为，在进一步的过程中，流体压力P仍然继续形成，所以消耗I也再次上升，但是由于减少的排量而上升到较低水平。
图3因此清楚地示出了如何通过根据本发明的压力发生器来满足提供压力发生器的目的，该压力发生器即使在其中达到压力峰值的制动情况下也可以确保安全且可靠的功能，而不降低其在正常操作中的性能。

Claims (7)

1.一种用于车辆液压制动***(10)的压力发生器(18)，该压力发生器(18)用于调节制动回路(A，B)中的液压制动压力(HP)的产生，该压力发生器(18)具有：
-用于运送制动液的多活塞泵(22)，该多活塞泵(22)具有至少两个泵活塞和相关联的压力室(24)，所述泵活塞作用于所述压力室(24)，
-致动器(20)，该致动器(20)用于致动所述多活塞泵(22)，以及
-流体供给管线(32)，该流体供给管线(32)延伸至所述压力室(24)并且构造成连接至存储容器(14)，在所述存储容器(14)中存储制动液，
至少一个阀(30)被布置在所述流体供给管线(32)中，并且将所述流体供给管线(32)分成布置在所述阀(30)的上游的第一部分和布置在所述阀(30)的下游的第二部分，所述阀(30)构造成可选地至少部分地切断或打开所述流体供给管线(32)的所述第二部分，并且因此控制至少一个压力室(24)的流体供应。
2.根据权利要求1所述的压力发生器，其特征在于，所述流体供给管线(32)在泵侧具有用于每个压力室(241，242，243，244，245，246)的单独的连接部分(381，382，383，384，385，386)，所述阀(30)布置在所述单独的连接部分(381，382，383，384，385，386)中的至少一个中。
3.根据权利要求2所述的压力发生器，其特征在于，至少两个连接部分(381，382，383，384，385，386)沿流体的流向串联连接，并且所述阀(30)布置在串联连接的所述连接部分(381，382，383，384，385，386)中的一个连接部分(381，382，383，384，385，386)中，以便至少部分地切断或打开顺着所述流向的所述连接部分(381，382，383，384，385，386)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的压力发生器，其特征在于，所述阀(30)是可启动的。
5.根据权利要求4所述的压力发生器，其特征在于，所述阀(30)是可电启动的。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的压力发生器，其特征在于，所述阀(30)构造成根据在所述制动回路(A，B)中的制动压力(HP)改变其阀位置。
7.一种用于操作车辆液压制动***(10)中的根据前述权利要求中的任一项所述的压力发生器(18)的方法，该方法包括下列步骤：
-致动所述多活塞泵(22)；
-检测在所述制动回路(A，B)中的制动压力(HP)；以及
-与压力有关地启动布置在所述流体供给管线(32)中的所述至少一个阀(30)，以调节至少一个压力室(24)的流体供应。
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