DE102015224618B4

DE102015224618B4 - Elektrisches Bremssystem

Info

Publication number: DE102015224618B4
Application number: DE102015224618.3A
Authority: DE
Inventors: I-Jin Yang
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: CN105691372B; DE102015224618A1; KR101622152B1; CN105691372A; US9643581B2; US20160159332A1

Abstract

Elektrisches Bremssystem, welches aufweist:einen Behälter (30), der zum Speichern von Öl konfiguriert ist;einen Hauptzylinder (20) mit einer ersten und einer zweiten Hydrauliköffnung, der mit dem Behälter (30) verbunden ist, um Öl von dem Behälter zu empfangen;eine Simulationsvorrichtung (50), die nicht nur mit einem Pedalversetzungssensor (11) zum Erfassen einer Versetzung eines Bremspedals (10) verbunden ist, sondern auch mit dem Hauptzylinder (20), und die konfiguriert ist zum Liefern einer Reaktionskraft als Antwort auf die auf das Bremspedal (10) ausgeübte Fußkraft;eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung (100), die konfiguriert ist zum Umwandeln der Drehkraft eines Motors (140) in eine geradlinige Bewegung bei Empfang eines elektrischen Signals von dem Pedalversetzungssensor (11) gemäß der Betätigung des Bremspedals (10), und zum Bewegen eines doppelt wirkenden Kolbens (120), der ausgestaltet ist, eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb eines Hydraulikzylinders (110) durchzuführen,wobei sich der doppelt wirkende Kolben (120) in einer Richtung bewegt, um Hydraulikdruck durch Drücken auf eine erste Hydraulikkammer (110), die in einem Ende hiervon vorgesehen ist, zu erzeugen, und sich in einer anderen Richtung bewegt, um Hydraulikdruck durch Drücken auf eine zweite Hydraulikkammer (112), die in dem anderen Ende hiervon vorgesehen ist, zu erzeugen;eine Hydraulikdruck-Steuereinheit (200) enthaltend einen ersten Hydraulikkreis (201), der mit der ersten Hydraulikkammer (111) über einen ersten Hydraulikdurchgang (211) verbunden ist, und einen zweiten Hydraulikkreis (202), der mit der zweiten Hydraulikkammer (112) über einen zweiten Hydraulikdurchgang (212) verbunden ist, die konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck, der über mehrere in dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis (202, 212) angeordnete Ventile auf eine in jedem Rad installierte Sattelbremse (40) ausgeübt wird;einen ersten Ersatzdurchgang (251), der die erste Hydrauliköffnung (24a) mit der ersten Hydraulikkammer (111) verbindet;einen zweiten Ersatzdurchgang (252), der die zweite Hydrauliköffnung (24b) mit der zweiten Hydraulikkammer (112) verbindet;ein erstes Schneidventil (261), das in dem ersten Ersatzdurchgang (251) angeordnet und konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck;ein zweites Schneidventil (262), das in dem zweiten Ersatzdurchgang (252) angeordnet und konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck; undeine elektronische Steuereinheit (ECU), die konfiguriert ist zum Steuern eines Motors (140) und eines oder mehrerer Ventile auf der Grundlage von Hydraulikdruckinformationen und Pedalversetzungsinformationen.

Description

HINTERGRUND
Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektrisches Bremssystem, das eine vereinfachte Struktur hat und eine genaue Drucksteuerung ermöglicht.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Bremssystem zum Bremsen eines Fahrzeugs ist im Wesentlichen an einem Fahrzeug angebracht, und verschiedene Systeme wurden in jüngerer Zeit vorgeschlagen, um eine stärkere und stabilere Bremskraft zu erhalten. Beispiele für Bremssysteme enthalten Antiblockier-Bremssysteme (ABSe) zum Verhindern eines Rutschens von Rädern während des Bremsens, Bremsreibungs-Steuersysteme (BTCSe) zum Verhindern des Rutschens von Antriebsrädern während schneller Beschleunigung aus einem Anhalten heraus oder bei plötzlicher Beschleunigung eines Fahrzeugs, und dynamische Fahrzeug-Steuersysteme (VDCe) zum stabilen Aufrechterhalten eines Fahrzustands von Fahrzeugen durch Steuern eines hydraulischen Bremsdrucks durch eine Kombination eines Antiblockier-Bremssystems mit einem Bremsreibungs-Steuersystem.
Das elektronisch gesteuerte Bremssystem enthält mehrere Solenoidventile zum Steuern eines Bremsöldrucks, der zu einer an einem Rad eines Fahrzeugs angebrachten Sattelbremse übertragen wird (auch als hydraulische Brems oder Scheibenbremse bezeichnet), ein Paar aus einem Niederdruckakkumulator und einem Hochdruckakkumulator zum vorübergehenden Speichern von aus dem Radzylinder herausströmendem Öl, einen Motor und eine Pumpe zum zwangsweisen Pumpen des Öls in den Niederdruckakkumulator, mehrere Absperrventile zum Verhindern einer Rückwärtsströmung des Öls, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Steuern der Betätigungen der Solenoidventile und des Motors. Diese Bestandteile sind kompakt in einem aus Aluminium gebildeten Hydraulikblock installiert. Zusätzlich erfasst, wenn ein Fahrer auf ein Bremspedal tritt, eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung die Versetzung des Pedals durch einen Pedalversetzungssensor und empfängt ein elektrisches Signal, das die Bremsabsicht des Fahrers anzeigt, von dem Pedalversetzungssensor, so dass Druck zu dem Radzylinder geliefert wird.
Ein repräsentatives Beispiel für das elektronisch gesteuerte Bremssystem enthaltend die vorgenannte Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung wurde in der US 2012/0091787 A1 offenbart. In dem genannten Dokument ist die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung konfiguriert zum Betätigen des Motors als Antwort auf die auf das Bremspedal ausgeübte Fußkraft, so dass Bremsdruck erzeugt wird. In diesem Fall wandelt der Bremsdruck eine Drehkraft des Motors in eine geradlinige Bewegung um und drückt auf einen Kolben, was zu dem Auftreten von Bremsdruck führt.
Jedoch muss das vorbeschriebene elektronisch gesteuerte Bremssystem mit einer einzeln wirkenden Struktur den unter Druck gesetzten Kolben entweder während der Regenerierung von Druck oder während der Verstärkung des erzeugten Drucks steuern, damit dieser in einer solchen Weise in seine Ausgangsposition zurückkehrt, dass der Kolben in seiner Ausgangsposition wieder betätigt wird, derart, dass es schwierig ist, eine schnelle Druckerzeugung und eine genaue Steuerung durchzuführen.
Zusätzlich werden, um das Bremssystem elektronisch zu steuern sowie verschiedene Funktionen durchzuführen, mehrere Ventile und Strömungsdurchgänge benötigt, so dass das gesamte System enthaltend derartige Ventile und Strömungsdurchgänge eine komplizierte Struktur erhält.
Dokument DE 10 2011 080 312 A1 schlägt zum Ermöglichen eines unterbrechungsfreien Druckaufbaus durch die Druckbereitstellungseinrichtung eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung vor.
ZITIERTES DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
US 2012/0091787 A1 (veröffentlicht am 19. April 2012, Hitachi Co., Ltd.) DE 10 2011 080 312 A1
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bremssystem anzugeben, bei dem von einer Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung erzeugter Hydraulikdruck in einer doppelt wirkenden Weise tätig ist, derart, dass das elektrische Bremssystem während der Druckregenerierung schnell Druck erzeugen und den erzeugten Druck verstärken kann, wodurch eine genaue Drucksteuerung implementiert wird.
Es ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Bremssystem anzugeben, das eine minimale Anzahl von die Strömung von Hydraulikdruck steuernden Ventilen hat, so dass eine vereinfachte Struktur zum Durchführen des Bremsens durch die Fußkraft eines Fahrers implementiert werden kann.
Zusätzliche Aspekte der Erfindung sind teilweise in der folgenden Beschreibung wiedergegeben oder ergeben sich als offensichtlich aus der Beschreibung, oder sie können durch Ausüben der Erfindung erfahren werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein elektrisches Bremssystem: einen Behälter, der zum Speichern von Öl konfiguriert ist; einen Hauptzylinder mit einer ersten und einer zweiten Hydrauliköffnung, die mit dem Behälter verbunden sind, um Öl von dem Behälter zum empfangen; eine Simulationsvorrichtung, die nicht nur mit einem Pedalversetzungssensor, der eine Versetzung eines Bremspedals erfasst, verbunden ist, sondern auch mit dem Hauptzylinder, und die konfiguriert ist zum Liefern einer Reaktionskraft als Antwort auf die auf das Bremspedal ausgeübte Fußkraft; eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung, die konfiguriert ist zum Umwandeln der Drehkraft eines Motors in eine geradlinige Bewegung bei Empfang eines elektrischen Signals von dem Pedalversetzungssensor gemäß der Betätigung des Bremspedals und zum Bewegen eines doppelt wirkenden Kolbens, der gestaltet ist zum Durchführen einer hin- und hergehenden Bewegung innerhalb eines Hydraulikzylinders, wobei der doppelt wirkende Kolben sich in einer Richtung bewegt, um Hydraulikdruck durch Unterdrucksetzen einer ersten Hydraulikkammer, die in einem Ende hiervon vorgesehen ist, zu erzeugen, und sich in einer anderen Richtung bewegt, um Hydraulikdruck zu erzeugen durch Unterdrucksetzen einer zweiten Hydraulikkammer, die in dem anderen Ende hiervon vorgesehen ist; eine Hydraulikdruck-Steuereinheit enthaltend einen ersten Hydraulikkreis, der über einen ersten Hydraulikdurchgang mit der ersten Hydraulikkammer verbunden ist, und einen zweiten Hydraulikkreis, der über einen zweiten Hydraulikdurchgang mit der zweiten Hydraulikkammer verbunden ist, die konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck, der auf eine in jedem Rad installierte Sattelbremse über mehrere in dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis angeordnete Ventile ausgeübt wird; einen ersten Ersatzdurchgang, der konfiguriert ist zum Verbinden der ersten Hydrauliköffnung mit der ersten Hydraulikkammer; einen zweiten Ersatzdurchgang, der konfiguriert ist zum Verbinden der zweiten Hydrauliköffnung mit der zweiten Hydraulikkammer; ein erstes Schneidventil, das in dem ersten Ersatzdurchgang angeordnet und konfiguriert ist, die Strömung von Hydraulikdruck zu steuern; ein zweites Schneidventil, das in dem zweiten Ersatzdurchgang angeordnet und konfiguriert ist, die Strömung von Hydraulikdruck zu steuern; und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die konfiguriert ist zum Steuern eines Motors und eines oder mehrerer Ventile auf der Grundlage von Hydraulikdruckinformationen und Pedalversetzungsinformationen.
Der erste Hydraulikkreis kann ein erstes Schaltventil, das in dem ersten Hydraulikdurchgang angeordnet ist, und ein erstes Entleerungsventil, das in einem Durchgang, durch den der erste Hydraulikdurchgang mit einem Behälter verbunden ist, angeordnet ist, enthalten; und der zweite Hydraulikkreis kann ein zweites Schaltventil, das in dem zweiten Hydraulikdurchgang angeordnet ist, und ein zweites Entleerungsventil, das in einem Durchgang, durch den der zweiten Hydraulikdurchgang mit einem Behälter verbunden ist, angeordnet ist, enthalten.
Das erste und das zweite Entleerungsventil können jeweils mit der ersten und der zweiten Hydraulikkammer verbunden sein, können selektiv geöffnet oder geschlossen werden gemäß der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des doppelt wirkenden Kolbens, können Öls aus dem Behälter saugen, der ersten Hydraulikkammer oder der zweiten Hydraulikkammer ermöglichen, mit dem angesaugten Öl gefüllt zu werden, und können das Öl der ersten Hydraulikkammer oder der zweiten Hydraulikkammer zu einem Behälter ausgeben.
Das erste und das zweite Schaltventil können als normalerweise geöffnete (NO) Solenoidventile implementiert sein, die in einem normalen Zustand geöffnet bleiben und dann bei Empfang eines Schließsignals geschlossen werden.
Das erste und das zweite Entleerungsventil können als normalerweise geschlossene (NC) Solenoidventile implementiert werden, die in einem normalen Zustand geschlossen bleiben und bei Empfang eines Schließsignals geöffnet werden.
Die Hydraulikdruck-Steuereinheit kann weiterhin ein Ausgleichsventil enthalten, das zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis derart angeordnet ist, dass die beiden Hydraulikkreise miteinander verbunden oder voneinander getrennt sind; und ein Ende eines Durchgangs in welchem das Ausgleichsventil angeordnet ist, kann mit der Stromabwärtsseite des ersten Schaltventils und dem ersten Entleerungsventil verbunden sein, und das andere Ende des Durchgangs kann mit der Stromabwärtsseite des zweiten Entleerungsventils verbunden sein.
Das Ausgleichsventil kann als ein normalerweise geschlossenes (NC) Solenoidventil implementiert sein, das in einem normalen Zustand geschlossen bleibt und dann bei Empfang eines Öffnungssignals geöffnet wird.
Die hydraulische Steuereinheit kann weiterhin enthalten: ein normalerweise geöffnetes (NO) Einlassventil, das stromaufwärts der Sattelbremse derart angeordnet ist, dass eine Hydraulikdruckübertragung zu der Sattelbremse gesteuert wird.
Das erste und das zweite Schneidventil können als normalerweise geöffnet (NO) Solenoidventile implementiert sein, die in einem normalen Zustand geöffnet bleiben und dann bei Empfang eines Schließsignals von der elektronischen Steuereinheit (ECU) geschlossen werden.
Die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer können Hydraulikbereiche unterschiedlicher Größe haben, und ein elastisches Teil kann konfiguriert sein zum elastischen Stützen eines doppelt wirkenden Kolbens in einer Hydraulikkammer mit einem Hydraulikbereich von relativ kleinerer Größe.
Figurenliste
Diese und/oder andere Aspekte der Erfindung werden ersichtlich und leichter verständlich anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, von denen:

1 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die einen Nichtbremszustand eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
2 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die eine normale Operation eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die einen normalen Bremsfreigabezustand eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
4 und 5 Ansichten eines hydraulischen Kreises sind, die einen ABS-Operationszustand des elektrischen Bremssystems gemäß einem, Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustrieren.
6 die Ansicht eines hydraulischen Kreises ist, die einen anomalen Operationszustand des elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Einzelnen auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, wobei gleiche Bezugszahlen sich durchgehend auf gleiche Elemente beziehen.
1 ist die Ansicht eines hydraulischen Kreises, die einen Nichtbremszustand eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Gemäß 1 enthält ein elektrisches Bremssystem im Allgemeinen einen Hauptzylinder 20 zum Erzeugen von Hydraulikdruck, einen Behälter 30, der mit dem oberen Bereich des Hauptzylinders 20 gekoppelt ist, um Öl zu speichern, eine Eingangsstange 12 zum Ausüben von Druck auf den Hauptzylinder 20 gemäß einer auf ein Bremspedal 10 ausgeübten Fußkraft, eine Sattelbremse 40 zum Durchführen des Bremsens der jeweiligen Räder RR, RL, FR, FL, wenn das Öl in dem Behälter 20 zu dieser übertragen wird, und einen Pedalversetzungssensor 11 zum Erfassen der Versetzung des Bremspedals 10.
Hier kann der Hauptzylinder 20 mit zumindest einer Kammer zum Erzeugen von Hydraulikdruck versehen sein. Gemäß FiG. 1 ist der Hauptzylinder 20 mit einem ersten Kolben 21a und einem zweiten Kolben 22a versehen, um zwei Hydraulikkammern zu haben, und ist in Kontakt mit der Eingangsstange 12. Das Versehen des Hauptzylinders 20 mit zwei Kammern soll die Sicherheit in dem Fall einer Fehlfunktion gewährleisten. Beispielsweise ist die erste der beiden Kammern mit dem vorderen rechten Rad FR und dem hinteren linken Rad RL des Fahrzeugs verbunden, und die andere der beiden Kammern ist mit dem vorderen linken Rad FL und dem hinteren rechten Rad RR verbunden. Typischerweise ist die erste der beiden Kammern mit den beiden vorderen Rädern FR, FL verbunden, und die andere der beiden Kammern ist mit den beiden hinteren Rädern RR, RL verbunden. Indem die beiden Kammern als unabhängig voneinander konfiguriert sind, bleibt ein Bremsen des Fahrzeugs selbst dann möglich, wenn eine der beiden Kammern versagt. Zusätzlich enthält der Hauptzylinder eine erste und eine zweite Hydrauliköffnung 24a, 24b, durch die Hydraulikdruck nach außerhalb der beiden Kammern ausgegeben wird.
Eine erste Feder 21b ist zwischen dem ersten Kolben 21a und dem zweiten Kolben 22a des Hauptzylinders 20 angeordnet, und eine zweite Feder 22b ist zwischen dem zweiten Kolben 22a und dem Ende des Hauptzylinders 20 angeordnet.
Die erste Feder 21b und die zweite Feder 22b speichern eine elastische Kraft, wenn Druck auf den ersten Zylinder 21a und den zweiten Zylinder 22a ausgeübt wird. Wenn die den ersten Zylinder 21a schiebende Kraft kleiner als die elastische Kraft wird, schiebt die elastische Kraft den ersten und den zweiten Kolben 21a und 22a zurück in ihre Ausgangspositionen. Genauer gesagt, die erste Feder 21b und die zweite Feder 22b sind jeweils in zwei Kammern eingebettet und speichern eine elastische Kraft, wenn Druck auf den ersten Kolben 21a und den zweiten Kolben 22a ausgeübt wird. Wenn die den ersten Kolben 21a schiebende Kraft kleiner als die elastische Kraft wird, schiebt die elastische Kraft den ersten und den zweiten Kolben 21a, 22a zurück in ihre Ausga ngspositionen.
Die Eingangsstange 12 zum Ausüben von Druck auf den ersten Kolben 21a des Hauptzylinders 20 ist in engem Kontakt mit dem ersten Kolben 21a und ein Spalt zwischen dem Hauptzylinder 20 und der Eingangsstange 12 ist somit nicht vorhanden. Das heißt, das Bremspedal 10 drückt direkt auf den Hauptzylinder 20 ohne einen pedalfreien Hubbereich, wenn auf das Bremspedal 10 gedrückt wird.
Das elektrische Bremssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100, die betätigt wird durch Empfang der Absicht eines Fahrers, das Bremsen durchzuführen, in der Form eines elektrischen Signals von dem Pedalversetzungssensor 11, der eine Versetzung des Bremspedals 10 erfasst; eine Hydraulikdruck-Steuereinheit 200, die aus einem ersten und einem zweiten Hydraulikkreis 201, 202 zusammengesetzt und konfiguriert ist, die Strömung von Hydraulikdruck, der zu der in jedem Rad RR, RL, FR, FL angeordneten Sattelbremse 40 geliefert wird, zu steuern; ein erstes und ein zweites Schneidventil 261, 262, die in einem ersten und zweiten Ersatzströmungsdurchgang 251, 252 angeordnet sind, die konfiguriert sind zum Verbinden der ersten und der zweiten Hydrauliköffnung 24a, 24b und der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100, um die Strömung von Hydraulikdruck zu steuern; eine Simulationsvorrichtung 50, die mit dem Hauptzylinder 20 verbunden ist, um eine Reaktionskraft zu dem Bremspedal 10 zu liefern; und eine elektronische Steuereinheit ECU (nicht gezeigt) zum Steuern der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 und von Ventilen 54, 204, 221, 222, 231, 232, 240, 261, 262 auf der Grundlage von Hydraulikdruckinformationen und Pedalversetzungsinformationen.
Die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 enthält einen Hydraulikzylinder 110 mit einem vorbestimmten Raum in diesem, um zugeführtes Öl zu speichern; einen doppelt wirkenden Kolben 120, der in dem Hydraulikzylinder 110 angeordnet ist, um eine geradlinige Bewegung durchzuführen; einen Motor 140 zum Erzeugen einer Drehkraft gemäß einem elektrischen Signal von dem Pedalversetzungssensor 11; und eine Energieschalteinheit 130 zum Umwandeln der Drehbewegung des Motors 140 in eine geradlinige Bewegung derart, dass der doppelt wirkende Kolben 120 geradlinig bewegt wird. In diesem Fall sind die Hydraulikkammern 111, 112 klassifiziert in eine erste Hydraulikkammer 111 und eine zweite Hydraulikkammer 112 auf der Grundlage des zwischen ihnen angeordneten, doppelt wirkenden Kolbens 120. Das heißt, ein Abdichtteil 124 ist auf einer äußeren Oberfläche des doppelt wirkenden Kolbens 120 installiert und in engem Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Hydraulikzylinders 112, so dass der innere Raum des Hydraulikzylinders 110 in zwei Hydraulikkammern 111, 112 klassifiziert ist. Die beiden Hydraulikkammern 111, 112 können so gebildet sein, dass sie die gleiche oder unterschiedlichen Größen haben.
Der von der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 erzeugte Hydraulikdruck kann zu jeweiligen Rädern RR, RL, FR, FL der später beschriebenen Hydraulikdruck-Steuereinheit 200 geliefert werden. Das heißt, die erste Hydraulikkammer 111 ist durch einen ersten Hydraulikdurchgang 211 mit dem ersten Hydraulikkreis 201 verbunden, und die zweite Hydraulikkammer 112 ist durch einen zweiten Hydraulikdurchgang 212 mit einem zweiten Hydraulikkreis 202 verbunden.
Zusätzlich kann die erste Hydraulikkammer 111 mit einem ersten Ersatzdurchgang 251, der mit der ersten Hydrauliköffnung 24a verbunden ist, gekoppelt sein, und die zweite Hydraulikkammer 112 kann mit einem zweiten Ersatzdurchgang 252, der mit der zweiten Hydrauliköffnung 24b verbunden ist, gekoppelt sein. In diesem Fall befinden sich die Schneidventile 261, 262 in dem ersten und dem zweiten Ersatzdurchgang 251, 252, derart, dass die Durchgänge gesperrt sind, wenn das System normal arbeitet, und somit ist der Raum zwischen der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 und dem Hauptzylinder 20 geschlossen.
Der doppelt wirkende Kolben 120 zum Ausüben von Druck auf die erste und die zweite Hydraulikkammer 111, 112 ist mit der Energieschalteinheit 130 verbunden, die konfiguriert ist zum Umwandeln der Drehkraft des Motors 140 in eine geradlinige Bewegung innerhalb des Hydraulikzylinders 110, so dass der doppelt wirkende Kolben 120 einen Gleitvorgang durchführt.
Der Motor 140 ist ein elektrischer Motor, der eine Drehkraft auf der Grundlage eines von einer elektronischen Steuereinheit (ECU: nicht gezeigt) ausgegebenen Signals erzeugt. Der Motor 140 enthält einen Stator 141, einen Rotor 142 und eine mit dem Rotor 142 gekoppelte Drehachse 143, derart, dass er eine Drehkraft in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung durch die ECU erzeugt. Der Motor 140 ist im Stand der Technik bekannt, und daher wird eine detaillierte Beschreibung von diesem hier aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
Die Energieschalteinheit 130 wandelt die Drehkraft in eine geradlinige Bewegung um. Beispielsweise kann die Energieschalteinheit 130 aus einer Kugelumlaufspindelanordnung gebildet sein. Die Energieschalteinheit 130 kann eine mit der Drehachse 143 integrierte Spindel 133 und eine Kugelmutter 132, die mit der Spindel 133 in einem Drehbegrenzungszustand schraubgekoppelt ist, enthalten, um eine geradlinige Bewegung durchzuführen. In diesem Fall kann die Drehachse 143 so gebildet sein, dass sie als die Spindel 133 wirkt.
Obgleich dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann die Energieschalteinheit 130 eine Kugelmutter, die sich bei Empfang einer Drehkraft von der Drehachse des Motors dreht, und eine Spindel, die mit der Kugelmutter in einem begrenzten Drehzustand gemäß der Drehung der Kugelmutter schraubgekoppelt ist, enthalten. Die vorgenannte Kugel-Spindel-Mutter-Anordnung zum Umwandeln einer Drehkraft eine geradlinige Bewegung ist im Stand der Technik bekannt, und daher wird eine detaillierte Beschreibung von dieser hier weggelassen. Zusätzlich kann die Energieschalteinheit 130 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur als die Kugel-Spindel-Mutter-Anordnung implementiert sein, sondern auch als jede Struktur, die in der Lage ist, eine Drehkraft in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln, ohne den Bereich oder den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann sich der doppelt wirkende Kolben 120 der Hydraulik-Druckzuführungsvorrichtung 100 mit einer doppelt wirkenden Struktur gemäß der Drehrichtung des Motors 140 geradlinig bewegen, kann Hydraulikdruck durch Ausüben von Druck auf die erste Hydraulikkammer 111, und die zweite Hydraulikkammer 112 erzeugen, und kann genauer gesteuert werden gemäß einem Drehwinkel oder der Geschwindigkeit des Motors 140.
Zwei in dem Hydraulikzylinder 110 der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 gebildeten Hydraulikkammern 111, 112 können unterschiedliche Größen haben. Hierdurch kann ein elastisches Teil 115, das den doppelt wirkenden Kolben 120 stützt, in einer Hydraulikkammer mit einem relativ kleineren Hydraulikbereich von der ersten Hydraulikkammer 111 und der zweiten Hydraulikkammer 112 angeordnet sein. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, kann das elastische Teil 115 in der ersten Hydraulikkammer 111 angeordnet sein. Wenn der erste Ersatzdurchgang 251 und der zweite Ersatzdurchgang 252 jeweils mit den Hydraulikkammern 111, 112 gekoppelt sind und Hydraulikdruck übertragen wird, kann das elastische Teil 115 den doppelt wirkenden Kolben 120 stützen. Das heißt, wenn der doppelt wirkende Kolben 120 durch eine Druckdifferenz zwischen den beiden Hydraulikkammern 111, 112 bewegt wird, kann der doppelt wirkende Kolben 120 in seiner Ausgangsposition durch das elastische Teil 115 gehalten werden.
Die Hydraulikdruck-Steuereinheit 200 kann einen ersten Hydraulikkreis 201 und einen zweiten Hydraulikkreis 202 enthalten, um jeweils zwei Räder bei Empfang von Hydraulikdruck zu steuern. Hier können durch den ersten Hydraulikkreis 201 gesteuerte Räder ein rechtes vorderes Rad FR und ein linkes hinteres Rad RL enthalten, und durch den zweiten Hydraulikkreis 202 gesteuerte Räder können ein linkes vorderes Rad FL und ein rechtes hinteres Rad RR enthalten. Jedes der Räder FR, FL, RR, RL ist mit einer Sattelbremse 40 versehen, um eine Bremsung durchzuführen, wenn Hydraulikdruck zu diesem geliefert wird. Das heißt, die Hydraulikdruck-Steuereinheit 200 kann Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 über den ersten und den zweiten Hydraulikdurchgang 211, 212, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 201, 2020 verbunden sind, empfangen, und jeder der Hydraulikkreise 201, 202 kann mehrere Ventile 204, 221, 222, 231, 232 enthalten, um die Strömung von Hydraulikdruck zu steuern.
Der erste Hydraulikkreis 201 kann ein erstes Schaltventil 221, ein erstes Entleerungsventil 222 und ein Einlassventil 204 enthalten. Das erste Schaltventil 221 befindet sich in dem ersten Hydraulikdurchgang 211, um zu der Sattelbremse 40 gelieferten Hydraulikdruck zu steuern. Das erste Entleerungsventil 222 befindet sich in einem Strömungsdurchgang, der zum Verbinden des ersten Hydraulikdurchgangs 211 und des Behälters 30 konfiguriert ist. Das Einlassventil 204 ist stromaufwärts der Sattelbremse 40, die in jedem von zwei Rädern FR, RL installiert ist, derart angeordnet, dass zu der Sattelbremse 40 gelieferter Hydraulikdruck gesteuert werden kann.
Der zweite Hydraulikkreis 202 kann ein zweites Schaltventil 231, ein zweites Entleerungsventil 232 und ein Einlassventil 204 enthalten. Das zweite Schaltventil 231 ist in dem zweiten Hydraulikdurchgang 212 angeordnet, um zu der Sattelbremse 40 gelieferten Hydraulikdruck zu steuern. Das zweite Entleerungsventil 232 ist in einem Strömungsdurchgang angeordnet, der zum Verbinden des zweiten Hydraulikdurchgangs 212 und des Behälters 30 konfiguriert ist. Das Einlassventil 204 ist stromaufwärts der Sattelbremse 40, die in jedem von zwei Rädern FL, RR installiert ist, derart angeordnet, dass der zu der Sattelbremse 40 gelieferte Hydraulikdruck gesteuert werden kann.
Die Öffnungs-/Schließ-Betätigungen des ersten und des zweiten Schaltventils 221, 231 können unabhängig durch die ECU gesteuert werden, und von der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 erzeugter Hydraulikdruck kann während des Öffnungs- oder Schließvorgangs zu der Sattelbremse 40 übertragen werden. Das heißt, das erste Schaltventil 221 kann zu dem ersten Hydraulikkreis 201 gelieferten Hydraulikdruck steuern, und das zweite Schaltventil 231 kann zu dem zweiten Hydraulikkreis 202 gelieferten Hydraulikdruck steuern.
Zusätzlich können das erste und das zweite Entleerungsventil 222, 232 gemäß der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung des doppelt wirkenden Kolbens 120 geöffnet oder geschlossen werden, können die Strömung von in der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 enthaltenem Hydraulikdruck steuern, können Öl aus dem Behälter 30 saugen, um die erste Hydraulikkammer 111 oder die zweite Hydraulikkammer 112 mit dem angesaugten Öl zu füllen, und können das Öl der ersten oder der zweiten Hydraulikkammer 111 oder 112 zu dem Behälter 30 ausgeben. Die detaillierten Operationen und Funktionen des ersten und des zweiten Entleerungsventils 222, 232 werden später beschrieben.
Das erste und das zweite Schaltventil 221, 231 sind als normalerweise geöffnete (NO) Solenoidventile implementiert, die in einem normalen Zustand geöffnet bleiben und dann bei Empfang des Schließsignals geschlossen werden.
Das erste und das zweite Entleerungsventil 222, 232 sind als normalerweise geschlossene (NC) Solenoidventile implementiert, die in einem normalen Zustand geschlossen bleiben und dann bei Empfang des Öffnungssignals geöffnet werden.
Das stromaufwärts der Sattelbremse 40 angeordnete Einlassventil 204 ist als ein normalerweise geöffnetes (NO) Solenoidventil implementiert, um die Operation des Übertragens von Hydraulikdruck zu der Sattelbremse 40 zu steuern. Durch den Öffnungs- oder Schließvorgang kann das Einlassventil 204 Hydraulikdruck zu der Sattelbremse 40 übertragen oder die Übertragung von Hydraulikdruck zu der Sattelbremse 40 stoppen, oder den Hydraulikdruck ausgeben.
Zusätzlich kann die Hydraulikdruck-Steuereinheit 200 weiterhin ein Auslassventil (nicht gezeigt) enthalten, das mit dem Behälter 30 verbunden ist, um das Leistungsvermögen oder den Durchsatz zu verbessern. Obgleich dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann das Auslassventil zumindest ein Rad RR, RL, FR oder FL des ersten und des zweiten Hydraulikkreises 201, 202 mit dem Behälter 30 verbinden, und kann die Ausgabe von Hydraulikdruck aus den Rädern RR, RL, FR, FL steuern. Jedes Auslassventil kann als ein normalerweise geschlossenes (NC) Solenoidventil implementiert sein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 201, 202 angeordnetes Ausgleichsventil die Verbindung der beiden Hydraulikkreise 201, 202 steuern. Genauer gesagt, kann das Ausgleichsventil 240 zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis 201, 202 angeordnet sein, und es kann stromabwärts des ersten Schaltventils 221, des ersten Entleerungsventils 222, des zweiten Schaltventils 231 und des zweiten Entleerungsventils 232 so angeordnet sein, dass das Ausgleichsventil 240 mit jeweiligen Hydraulikdurchgängen 211, 212 verbunden ist. Das Ausgleichsventil 240 kann die Strömung von Hydraulikdruck, der von der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 erzeugt wurde, zu dem ersten und dem zweiten Hydraulikdruck 201, 202 so liefern, dass der Hydraulikdruck zu der in jedem der Hydraulikkreise 201, 202 angeordneten Sattelbremse 40 geliefert wird. Die Operationsstruktur des Ausgleichsventils 240 wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Das Ausgleichsventil 240 kann als ein normalerweise geschlossenes (NC) Solenoidventil implementiert sein, das in einem normalen Zustand geschlossen bleibt und dann als Antwort auf Druckinformationen geöffnet wird.
Der erste Ersatzdurchgang 241 und der zweite Ersatzdurchgang 252 sind mit der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 in einer solchen Weise verbunden, dass von dem Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck zu der Sattelbremse 40 übertragen werden kann.
Das Ausgleichsventil 240 kann mit dem ersten und dem zweiten Ersatzdurchgang 251, 252, die mit jeweiligen Hydrauliköffnungen 24a, 24b verbunden sind, verbunden sein. Der erste Ersatzdurchgang 251 und der zweite Ersatzdurchgang 252 können einen Strömungsdurchgang zwischen dem Hauptzylinder 20 und der Sattelbremse 40 bilden. Das heißt, der erste und der zweite Ersatzdurchgang 251, 252 können von dem Hauptzylinder 20 erzeugten Hydraulikdruck zu jeder Sattelbremse 40 übertragen, wenn das elektrische Bremssystem versagt. Genauer gesagt, ein erstes Schneidventil 261 zum Steuern der Strömung von Öl ist in dem ersten Ersatzdurchgang 251 angeordnet, und ein zweites Schneidventil 262 zum Steuern der Strömung von Öl ist in dem zweiten Ersatzdurchgang 252 angeordnet. Zusätzlich kann der erste Ersatzdurchgang 251 die erste Hydrauliköffnung 24a mit dem ersten Hydraulikkreis 201 verbinden, und der zweite Ersatzdurchgang 252 kann die zweite Hydrauliköffnung 24b mit dem zweiten Hydraulikkreis 202 verbinden.
Jeweils das erste und das zweite Schneidventil 261, 262 können als ein Solenoidventil vom normalerweise geöffneten Typ implementiert sein, das in einem normalen Zustand geöffnet bleibt und bei Empfang eines Signals für die Schließoperation von der elektronischen Steuereinheit (ECU) geschlossen wird.
Eine Simulationsvorrichtung 50, die mit dem Hauptzylinder 20 verbunden ist, ist vorgesehen, um eine Reaktionskraft gemäß der auf das Bremspedal 10 ausgeübten Fußkraft zu liefern. Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der den Hauptzylinder 20 mit der Simulationsvorrichtung 50 verbindende Strömungsdurchgang mit dem ersten Ersatzdurchgang 251 verbunden. Die Simulationsvorrichtung 50 enthält eine Simulationskammer 51, die zum Speichern von durch die erste Hydrauliköffnung 24a des Hauptzylinders 20 ausgegebenem Öl ausgestaltet ist, einem Reaktionskolben 52, der in der Simulationskammer 51 angeordnet ist, eine Pedalsimulationsvorrichtung mit einer Reaktionsfeder 53, die zum elastischen Stützen des Reaktionskolbens 52 konfiguriert ist, und ein Simulationsventil 54, das mit dem hinteren Ende der Simulationskammer verbunden ist. Der Reaktionskolben 52 und die Reaktionsfeder 53 führen durch das in die Simulationskammer 151 eingeführte Öl eine Versetzung innerhalb eines bestimmten Bereichs durch.
Das Simulationsventil 54 kann das hintere Ende der Simulationskammer 51 mit dem Behälter 30 verbinden. Das heißt, der Einlass der Simulationskammer 51 ist mit dem Hauptzylinder 20 verbunden, und das hintere Ende der Simulationskammer 51 ist mit dem Simulationsventil 54 verbunden. Das Simulationsventil 54 ist mit dem Behälter 30 verbunden, derart, dass die Pedalsimulationsvorrichtung (das heißt, der Innenraum der Simulationskammer 51) vollständig mit Öl gefüllt ist.
Das Simulationsventil 54 ist ein normalerweise geschlossenes (NC) Solenoidventil, das in einem normalerweise geschlossenen Zustand ist. Hierdurch wird, wenn der Fahrer das Bremspedal 10 herunterdrückt, das Simulationsventil 54 geöffnet, um zu ermöglichen, dass das Bremsöl zu der Simulationskammer 51 übertragen wird.
Zusätzlich kann das Simulationsabsperrventil 55 zwischen der Simulationskammer 51 und dem Simulationsventil 54 angeordnet sein. Das Simulationsabsperrventil 55 kann in einer solchen Weise ausgestaltet sein, dass Öl von dem Behälter 30 nur zu der Simulationskammer 51 fließen kann. Das heißt, der Reaktionskolben 52 der Pedalsimulationsvorrichtung drückt die Reaktionsfeder 53 zusammen, und das in der Simulationskammer 51 gespeicherte Öl kann durch das Simulationsventil 54 zu dem Behälter 30 übertragen werden. Da die Simulationskammer 51 mit Öl gefüllt ist, wird die Reibung des Reaktionskolbens 52 während der Betätigung der Simulationsvorrichtung 50 minimiert, so dass die Simulationsvorrichtung 50 eine hohe Dauerhaftigkeit haben kann und eine Absperrstruktur haben kann, die das Einführen von Fremdmaterial von einem externen Teil verhindert.
Wenn ein Fahrer den Fuß von dem Bremspedal 10 nimmt, um den auf das Bremspedal 10 ausgeübten Druck freizugeben, wird das Öl über das Simulationsabsperrventil 55 zu der Simulationskammer 51 geliefert, derart, dass der Druck des Pedalsimulators schnell zurückkehren kann.
Zusätzlich kann das elektrische Bremssystem ein drittes Entleerungsventil 271, das in einem Durchgang angeordnet ist, der zum gegenseitigen Verbinden des ersten Ersatzdurchgangs 251 und des Behälters 30 konfiguriert ist und ein viertes Entleerungsventil 272, das in einem Durchgang angeordnet ist, der zum gegenseitigen Verbinden des zweiten Ersatzdurchgangs 252 und des Behälters 30 konfiguriert ist, enthalten.
Das dritte Entleerungsventil 271 kann in einem Durchgang angeordnet sein, der von einem zwischen dem ersten Schneidventil 261 und der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 angeordneten Abschnitt abzweigt, und es kann als ein Absperrventil implementiert sein, das konfiguriert ist, nur die Strömung von dem Behälter 30 zu dem ersten Ersatzdurchgang 251 zuzulassen. Wenn der Hydraulikzylinder 110 einen ungenügenden oder niedrigen Hydraulikdruck hat, kann das dritte Entleerungsventil 271 ermöglichen, dass die Hydraulikkammer 111 mit dem Öl des Behälters 30 gefüllt wird.
Das vierte Entleerungsventil 272 kann in einem Durchgang angeordnet sein, der von einem zwischen dem zweiten Schneidventil 262 und dem Hydraulikzylinder der Hydraulikdruckzuführungsvorrichtung 100 angeordneten Abschnitt abzweigt, und es kann als ein Absperrventil implementiert sein, das konfiguriert ist, nur die Strömung von dem Behälter 30 zu dem zweiten Ersatzdurchgang 252 zuzulassen. Wenn der Hydraulikzylinder 110 einen ungenügenden oder niedrigen Hydraulikdruck hat, kann das vierte Entleerungsventil 272 ermöglichen, dass die zweite Hydraulikkammer 112 mit dem Öl des Behälters 30 gefüllt wird.
Eine Bezugszahl „PS1“, die nicht illustriert ist, ist ein erster Drucksensor zum Erfassen eines Hydraulikdrucks des ersten Hydraulikkreises 201, eine Bezugszahl „PS2“, die nicht illustriert ist, ist ein zweiter Drucksensor zum Erfassen eines Hydraulikdrucks des zweiten Hydraulikkreises 202, eine Bezugszahl „PS3“, die nicht illustriert ist, ist ein dritter Drucksensor zum Erfassen eines Öldrucks des Hauptzylinders 20, und eine Bezugszahl „MCS“, die nicht illustriert ist, ist ein Drehwinkel des Motors oder ein Motorsteuersensor, der konfiguriert ist, einen Strom des Motors zu steuern.
2 ist die Ansicht eines hydraulischen Kreises, die einen normalen Operationszustand eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
Gemäß 2 kann, wenn das Bremsen durch den Fahrer gestartet wird, die von dem Fahrer gewünschte Intensität des Bremsens durch den Pedalversetzungssensor 11 auf der Grundlage der Informationen über den von dem Fahrer auf das Bremspedal 10 ausgeübten Druck erfasst werden. Die ECU (nicht gezeigt) empfängt ein von dem Pedalversetzungssensor 11 ausgegebenes elektrisches Signal und treibt den Motor 140 an. Zusätzlich kann die ECU die Größe des regenerativen Bremsens durch den dritten Drucksensor PS3, der an dem Auslass des Hauptzylinders 20 angeordnet ist, und des ersten und zweiten Drucksensors PS1, PS2, die an dem ersten und zweiten Hydraulikkreis 201, 202 angeordnet sind, empfangen und die Größe des Reibungsbremsens gemäß der Differenz zwischen dem von dem Fahrer gewünschten Bremsen und dem regenerativen Bremsen berechnen. Hierdurch kann die ECU die Größe der Zunahme oder Abnahme des Drucks an der Radseite erkennen.
Genauer gesagt, wenn der Fahrer in der Anfangsstufe des Bremsens auf das Bremspedal 10 tritt, wird der Motor 140 betätigt und die Drehkraft des Motors 140 wird durch die Energieschalteinheit 130 in eine geradlinige Bewegung umgewandelt derart, dass sich der doppelt wirkende Kolben 120 vorwärts bewegt und die zweite Hydraulikkammer 112 unter Druck setzt, was zu dem Auftreten von Hydraulikdruck führt. In diesem Fall sind das erste und das zweite Schneidventil 261, 262, die in dem ersten und zweiten Ersatzdurchgang 251, 252, die mit der ersten und der zweiten Hydrauliköffnung 24a, 24b verbunden sind, installiert sind, geschlossen, um zu verhindern, dass in dem Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck zu der Sattelbremse 40 übertragen wird.
Zusätzlich wird von der zweiten Druckkammer 112 erzeugter Hydraulikdruck zu jeder Sattelbremse 40 übertragen, da das zweite Schaltventil 231 und das Ausgleichsventil 240 geöffnet sind, was zu einem Auftreten von Bremskraft führt.
Zusätzlich bleibt das zweite Entleerungsventil 232 geschlossen, so dass von der zweiten Hydraulikkammer 112 erzeugter Hydraulikdruck ohne Verlust zu der Sattelbremse 40 übertragen werden kann. In diesem Fall wird der innere Bereich der ersten Hydraulikkammer 11 durch die Vorwärtsbewegung des doppelt wirkenden Kolbens 120 vergrößert, das erste Entleerungsventil 222 ist geöffnet, um Öl aus dem Behälter 30 zu saugen, derart, dass die erste Hydraulikkammer 111 mit dem Öl gefüllt wird. Hier ist das erste Schaltventil 221 in einer Weise geschlossen, dass das von dem ersten Entleerungsventil 222 angesaugte Öl sich zu der ersten Hydraulikkammer 111 bewegt.
Der von dem Hauptzylinder 20, der als Antwort auf die durch das Bremspedal 10 ausgeübte Fußkraft unter Druck gesetzt wird, erzeugte Druck kann zu der mit dem Hauptzylinder 20 verbundenen Simulationsvorrichtung 50 übertragen werden. In diesem Fall wird das normalerweise geschlossene (NC) Simulationsventil 54, das an dem hinteren Ende der Simulationskammer 51 angeordnet ist, derart geöffnet, dass in die Simulationskammer 51 gefülltes Öl durch das Simulationsventil 54 zu dem Behälter 30 übertragen wird. Zusätzlich bewegt sich der Reaktionskolben 52, und Druck entsprechend einem Gewicht der den Reaktionskolben 52 stützenden Reaktionsfeder wird in der Simulationskammer 51 gebildet, was zu der Bildung eines angemessenen Pedalgefühls für den Fahrer führt.
3 ist die Ansicht eines hydraulischen Kreises, die einen normalen Bremsfreigabezustand eines elektrischen Bremssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert. Wenn die Bremskraft aus einem normalen Bremszustand, der durch eine normale Operation des vorbeschriebenen elektrischen Bremssystems erzielt wird, freigegeben wird, kann das elektrische Bremssystem wie folgt betätigt werden. Gemäß 3 erzeugt, wenn die auf das Bremspedal 10 ausgeübte Kraft freigegeben wird, der Motor 40 eine Drehkraft in der zu der Vorwärtsrichtung des doppelt wirkenden Kolbens 120 entgegengesetzten Richtung, derart, dass der doppelt wirkende Kolben 120 in seine ursprüngliche Position zurückkehrt. Hier behalten die jeweiligen Ventile 54, 204, 221, 222, 231, 232, 240, 261, 262, die die Strömung von Hydraulikdruck steuern, dieselben Öffnungs-/Schließ-Zustände, wie in dem Bremsvorgang bei, derart, dass die zweite Hydraulikkammer 112 mit dem Öl gefüllt werden kann. Das heißt, Hydraulikdruck, der von der Sattelbremse 40 des ersten Hydraulikkreises 201 ausgegeben wird, wird auf den zweiten Hydraulikdurchgang 212 zusammen mit Hydraulikdruck, der von der Sattelbremse 40 des zweiten Hydraulikkreises 202 über das Ausgleichsventil 240 ausgegeben wird, ausgeübt, und wird schließlich in die zweite Hydraulikkammer 112 eingeführt. Zusätzlich wird das Öl der ersten Hydraulikkammer 111, das durch die Rückwärtsbewegung des doppelt wirkenden Kolbens 120 unter Druck gesetzt ist, über das erste Entleerungsventil 222 zu dem Behälter 30 übertragen und dann in dem Behälter 30 gespeichert.
In der Simulationsvorrichtung 50 wird das in der Simulationskammer 51 gespeicherte Öl zu dem Hauptzylinder 20 übertragen, da der Reaktionskolben 52 durch die Reaktionsfeder 52 in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Die Simulationskammer 51 kann durch das Simulationsventil 54 und das mit dem Behälter 30 verbundene Simulationsabsperrventil 55 wieder mit dem Öl gefüllt werden, so dass der Druck des Pedalsimulators schnell zurückkehren kann.
Das elektrische Bremssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel steuert Ventile 204, 221, 222, 231, 232, 240, die in der Hydraulikdruck-Steuereinheit 200 angeordnet sind, gemäß dem für die auf jedem Rad RR, RL, FR, FL der beiden Hydraulikkreise 201, 202 angeordnete Sattelbremse 40 erforderlichen Druck, so dass ein Steuerbereich bestimmt und dann gesteuert werden kann. Beispielsweise wird, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, nach dem ein Rad FL von den beiden Rädern RR, FL des zweiten Hydraulikkreises 202 während der Betätigung des Antiblockier-Bremssystems (ABS) gebremst wurde, dann das andere Rad RR desselben Hydraulikkreises 202 gebremst.
Gemäß 4 beginnt der Motor 140 seine Operation als Antwort auf die auf das Bremspedal 10 ausgeübte Fußkraft, die Drehkraft des Motors 140 wird in eine geradlinige Bewegung umgewandelt, der doppelt wirkende Kolben 120 bewegt sich vorwärts, um die zweite Hydraulikkammer 112 unter Druck zu setzen, was zu dem Auftreten von Hydraulikdruck führt. In diesem Fall sind das erste und das zweite Schneidventil 261, 262 geschlossen, derart, dass von dem Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck nicht zu der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 übertragen wird. Zusätzlich ist das Einlassventil 204 geschlossen, das stromaufwärts des rechten hinteren Rads (RR) des ersten Schaltventils 221, des zweiten Entleerungsventils 232, des Ausgleichsventils 240 und des zweiten Hydraulikkreises 202 angeordnet ist. Hierdurch wird von der zweiten Hydraulikkammer 112 erzeugter Hydraulikdruck durch das zweite Schaltventil 231 zu dem zweiten Hydraulikkreis 202 übertragen, und Hydraulikdruck wird nur zu dem linken vorderen Rad FL von den beiden Rädern RR, FL übertragen. In diesem Fall ist das erste Schaltventil 221 geschlossen und das erste Entleerungsventil 222 ist geöffnet, um das Öl aus dem Behälter 30 zu saugen, derart, dass das angesaugte Öl zu der ersten Hydraulikkammer 111 übertragen werden kann.
Gemäß 5 bewegt sich der doppelt wirkende Kolben 120 zum Umwandeln der Drehkraft des Motors 140 in eine geradlinige Bewegung rückwärts, derart, dass der doppelt wirkende Kolben 120 auf die erste Hydraulikkammer 111 drückt, was zu dem Auftreten von Hydraulikdruck führt.
In diesem Fall sind das erste und das zweite Schneidventil 261, 262 geschlossen, so dass von dem Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck nicht zu der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 übertragen wird.
Zusätzlich sind das erste Entleerungsventil 222 und das zweite Schaltventil 231 geschlossen, und das verbleibende Einlassventil 204, das ein anderes als das stromaufwärts des rechten hinteren Rads RR von den jeweiligen Rädern RR, RL, FR, FL angeordnete Einlassventile 204 ist, ist geschlossen. Daher wird von der ersten Hydraulikkammer 111 erzeugter Hydraulikdruck durch das erste Schaltventil 221 und das Ausgleichsventil 240 zu dem zweiten Hydraulikkreis 202 übertragen, und Hydraulikdruck kann nur zu dem rechten hinteren Rad RR von den beiden Rädern RR, FL übertragen werden. In diesem Fall ist das zweite Entleerungsventil 232 geöffnet, um das Öl aus dem Behälter 30 zu saugen, derart, dass das angesaugte Öl zu der zweiten Hydraulikkammer 112 übertragen wird.
Da das elektrische Bremssystem gemäß den Ausführungsbeispielen eine doppelt wirkende Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 enthält, erzeugt das elektrische Bremssystem Hydraulikdruck selbst in dem Fall, in welchem der doppelt wirkende Kolben 120 sich rückwärts bewegt, derart, dass der Hydraulikdruck zu Rädern RR, RL, FR, FL übertragen werden kann, in denen Hydraulikdruck benötigt wird. Das heißt, das elektrische Bremssystem gemäß den Ausführungsbeispielen kann Druck schneller regenerieren und verstärken im Vergleich zu der herkömmlichen Kolbenstruktur mit Einzelwirkung, was zu einer Verbesserung des Ansprechens führt.
Wenn das vorbeschriebene elektrische Bremssystem anomal arbeitet, können die folgenden Operationen durchgeführt werden, und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird nachfolgend mit Bezug auf 6 gegeben. Gemäß 6 sind, wenn das elektrische Bremssystem anomal arbeitet, jeweilige Ventile 54, 204, 221, 222, 231, 232, 240, 261, 262 in der Anfangsstufe des Bremsens vorgesehen. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal 10 tritt oder dieses herunterdrückt, bewegt sich die mit dem Bremspedal 10 verbundene Eingangsstange 12 nach links, und gleichzeitig bewegen sich der erste Kolben 21a, der in Kontakt mit der Eingangsstange 12 ist, und der zweite Kolben 22a auch nach links. In diesem Fall besteht kein Spalt zwischen der Eingangsstange 12 und dem ersten Kolben 21a, so dass ein schnelles Bremsens durchgeführt werden kann. Das heißt, von dem unter Druck stehenden Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck wird durch den ersten und den zweiten Ersatzdurchgang 251, 252, die für ein Ersatzbremsen verbunden sind, zu der Sattelbremse 40 übertragen, wodurch sich die Bildung einer Bremskraft ergibt. In diesem Fall können das erste und das zweite Schneidventil 261, 262, die in dem ersten und dem zweiten Ersatzdurchgang 251, 252 angeordnet sind, das erste und das zweite Schaltventil 221, 231, die in dem ersten und dem zweiten Hydraulikdurchgang 211, 212 angeordnet sind, und das Einlassventil 204, das stromaufwärts jedes Rads RR, RL, FR, FL angeordnet ist, als die normalerweise geöffneten (NO) Solenoidventile implementiert sein. Das Simulationsventil 54, das erste und das zweite Entleerungsventil 222, 232, und das Ausgleichsventil 240 sind als das normalerweise geschlossene (NC) Solenoidventil implementiert, so dass Hydraulikdruck auf die Sattelbremse 40 ausgeübt werden kann. Das heißt, von dem Hauptzylinder 20 erzeugter Hydraulikdruck wird durch die erste und die zweite Hydraulikkammer 111, 112 zu der in den jeweiligen Hydraulikkreisen 201, 202 angeordneten Sattelbremse 40 übertragen. Als eine Folge kann, obgleich das System anomal arbeitet, ein stabiles Bremsen durchgeführt werden, was zu einer erhöhten Bremsstabilität führt.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind der erste und der zweite Ersatzdurchgang 251, 252 mit der ersten und der zweiten Hydraulikkammer 111, 112 der Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung 100 verbunden, so dass Durchgänge zum Implementieren des elektrischen Bremssystems in der Gestaltung vereinfacht werden können, was zu einer Vereinfachung der Systemstruktur führt.
Die erste und die zweite Hydraulikkammer 111, 112 haben unterschiedliche Bereiche. Bei Empfang von Hydraulikdruck von dem ersten Ersatzdurchgang 251 und dem zweiten Ersatzdurchgang 252 kann eine Druckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer 111 und der zweiten Hydraulikkammer 112 auftreten. Das heißt, der doppelt wirkende Kolben 120, der n der Hydraulikkammer 111 angeordnet ist, beginnt die Bewegung durch eine Druckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer 111 und der zweiten Hydraulikkammer 112. Hierdurch ist das elastische Teil 115 in der ersten Hydraulikkammer 111 angeordnet, um den doppelt wirkenden Kolben 120 elastisch zu stützen, derart, dass der doppelt wirkende Kolben 120 in seine Ausgangsposition zurückkehren kann.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ermöglicht das elektrische Bremssystem gemäß den Ausführungsbeispielen, dass von einer Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung erzeugter Hydraulikdruck in einer doppelt wirkenden Weise tätig wird, derart, dass sie Hydraulikdruck erzeugen kann, wenn sich ein Kolben vorwärts und rückwärts bewegt. Als eine Folge kann das elektrische Bremssystem, wenn Druck regeneriert und verstärkt wird, Druck schnell regenerieren und verstärken im Vergleich zum Stand der Technik, in welchem der unter Druck gesetzte Kolben zu einer Ausgangsposition zurückkehrt und dann wieder unter Druck gesetzt wird.
Zusätzlich enthält das elektrische Bremssystem gemäß den Ausführungsbeispielen eine minimale Anzahl von Ventilen, die konfiguriert sind, die Strömung von Hydraulikdruck zu steuern, so dass es einfacher als im Stand der Technik ausgestaltet ist. Als eine Folge kann die Größe des Bremssystems (d.h., die Größe eines Modulatorblocks, in welchem Ventile installiert sind) verringert werden, was zu einer Herabsetzung der Herstellungskosten führt.
Zusätzlich steuert das elektrische Bremssystem gemäß den Ausführungsbeispielen einen Motor, um mit mehreren Ventilen zusammenzuwirken, was zu der Implementierung einer genauen Drucksteuerung führt. Zusätzlich sind zwei Hydraulikkreise des elektrischen Bremssystems so konfiguriert, dass sie jeweils mit zwei Rädern in der Weise verbunden, dass jeder Hydraulikkreis unabhängig gesteuert wird, und die Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung wird gemäß der Logik zum Bestimmen des Drucks und der Priorität, die für jedes Rad benötigt werden, gesteuert, was zu einem vergrößerten Steuerbereich führt.
Darüber hinaus ermöglicht das elektrische Bremssystem während eines Versagens von diesem, dass die Fußkraft eines Fahrers des Fahrzeugs direkt auf einen Hauptzylinder ausgeübt wird, um das Bremsen eines Fahrzeugs durchzuführen, wodurch eine stabile Bremskraft erhalten wird.

Claims

Elektrisches Bremssystem, welches aufweist: einen Behälter (30), der zum Speichern von Öl konfiguriert ist; einen Hauptzylinder (20) mit einer ersten und einer zweiten Hydrauliköffnung, der mit dem Behälter (30) verbunden ist, um Öl von dem Behälter zu empfangen; eine Simulationsvorrichtung (50), die nicht nur mit einem Pedalversetzungssensor (11) zum Erfassen einer Versetzung eines Bremspedals (10) verbunden ist, sondern auch mit dem Hauptzylinder (20), und die konfiguriert ist zum Liefern einer Reaktionskraft als Antwort auf die auf das Bremspedal (10) ausgeübte Fußkraft; eine Hydraulikdruck-Zuführungsvorrichtung (100), die konfiguriert ist zum Umwandeln der Drehkraft eines Motors (140) in eine geradlinige Bewegung bei Empfang eines elektrischen Signals von dem Pedalversetzungssensor (11) gemäß der Betätigung des Bremspedals (10), und zum Bewegen eines doppelt wirkenden Kolbens (120), der ausgestaltet ist, eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb eines Hydraulikzylinders (110) durchzuführen, wobei sich der doppelt wirkende Kolben (120) in einer Richtung bewegt, um Hydraulikdruck durch Drücken auf eine erste Hydraulikkammer (110), die in einem Ende hiervon vorgesehen ist, zu erzeugen, und sich in einer anderen Richtung bewegt, um Hydraulikdruck durch Drücken auf eine zweite Hydraulikkammer (112), die in dem anderen Ende hiervon vorgesehen ist, zu erzeugen; eine Hydraulikdruck-Steuereinheit (200) enthaltend einen ersten Hydraulikkreis (201), der mit der ersten Hydraulikkammer (111) über einen ersten Hydraulikdurchgang (211) verbunden ist, und einen zweiten Hydraulikkreis (202), der mit der zweiten Hydraulikkammer (112) über einen zweiten Hydraulikdurchgang (212) verbunden ist, die konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck, der über mehrere in dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis (202, 212) angeordnete Ventile auf eine in jedem Rad installierte Sattelbremse (40) ausgeübt wird; einen ersten Ersatzdurchgang (251), der die erste Hydrauliköffnung (24a) mit der ersten Hydraulikkammer (111) verbindet; einen zweiten Ersatzdurchgang (252), der die zweite Hydrauliköffnung (24b) mit der zweiten Hydraulikkammer (112) verbindet; ein erstes Schneidventil (261), das in dem ersten Ersatzdurchgang (251) angeordnet und konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck; ein zweites Schneidventil (262), das in dem zweiten Ersatzdurchgang (252) angeordnet und konfiguriert ist zum Steuern der Strömung von Hydraulikdruck; und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die konfiguriert ist zum Steuern eines Motors (140) und eines oder mehrerer Ventile auf der Grundlage von Hydraulikdruckinformationen und Pedalversetzungsinformationen.
Elektrisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei dem: der erste Hydraulikkreis (201) ein erstes Schaltventil (221), das in dem ersten Hydraulikkreis (211) angeordnet ist, und ein erstes Entleerungsventil (222), das in einem Durchgang, durch den der erste Hydraulikdurchgang (211) mit einem Behälter (30) verbunden ist, angeordnet ist, enthält; und der zweite Hydraulikkreis (202) ein zweites Schaltventil (231), das in dem zweiten Hydraulikdurchgang (212) angeordnet ist, und ein zweites Entleerungsventil (232), das in einem Durchgang, durch den der zweite Hydraulikdurchgang (212) mit einem Behälter (30) verbunden ist, angeordnet ist, enthält.
Elektrisches Bremssystem nach Anspruch 2, bei dem: das erste und das zweite Entleerungsventil (222, 232) jeweils mit der ersten und der zweiten Hydraulikkammer (111, 112) verbunden sind, selektiv geöffnet oder geschlossen sind gemäß der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des doppelt wirkenden Kolbens (120), Öl aus dem Behälter (30) saugen, der ersten Hydraulikkammer (111) oder der zweiten Hydraulikkammer (112) ermöglichen, mit dem angesaugten Öl gefüllt zu werden, und das Öl der ersten Hydraulikkammer oder der zweiten Hydraulikkammer zu einem Behälter ausgeben.
Elektrisches Bremssystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das erste und das zweite Schaltventil (221, 231) als normalerweise geöffnete (NO) Solenoidventile implementiert sind, die in einem normalen Zustand geöffnet bleiben und dann bei Empfang eines Schließsignals geschlossen werden.
Elektrisches Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem das erste und das zweite Entleerungsventil (222, 232) als normalerweise geschlossene (NC) Solenoidventile implementiert sind, die in einem normalen Zustand geschlossen bleiben und dann bei Empfang eines Öffnungssignals geöffnet werden.
Elektrisches Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem: die Hydraulikdruck-Steuereinheit (200) weiterhin ein Ausgleichsventil (240) enthält, das zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikkreis (201, 202) derart angeordnet ist, dass die beiden Hydraulikkreise miteinander verbunden oder voneinander getrennt sind; und ein Ende eines Durchgangs, in welchem das Ausgleichsventil angeordnet ist, mit der Stromabwärtsseite des ersten Schaltventils (221) und des ersten Entleerungsventils (222) verbunden ist, und das andere Ende des Durchgangs mit der Stromabwärtsseite des zweiten Entleerungsventils (232) verbunden ist.
Elektrisches Bremssystem nach Anspruch 6, bei dem das Ausgleichsventil (240) als ein normalerweise geschlossenes (NC) Solenoidventil implementiert ist, das in einem normalen Zustand geschlossen bleibt und dann bei Empfang eines Öffnungssignals geöffnet wird.
Elektrisches Bremssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Hydrauliksteuereinheit weiterhin enthält: ein normalerweise geöffnetes (NO) Einlassventil (204), das stromaufwärts der Sattelbremse (40) derart angeordnet ist, dass die Übertragung von Hydraulikdruck zu der Sattelbremse gesteuert wird.
Elektrisches Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das erste und das zweite Schneidventil (261, 262) als normalerweise geöffnete (NO) Solenoidventile implementiert sind, die in einem normalen Zustand geöffnet bleiben und dann bei Empfang eines Schließsignals von der elektronischen Steuereinheit (ECU) geschlossen werden.
Elektrisches Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem: die erste Hydraulikkammer (111) und die zweite Hydraulikkammer (112) hydraulische Bereiche unterschiedlicher Größe haben, und ein elastisches Teil (115) konfiguriert ist zum elastischen Stützen eines doppelt wirkenden Kolbens (120) in einer Hydraulikkammer mit einem relativ kleineren Hydraulikbereich.