用于电动液压制动器组件的附加模块及制动器组件系统的制作方法

文档序号:15732116发布日期:2018-10-23 20:51阅读:148来源:国知局
用于电动液压制动器组件的附加模块及制动器组件系统的制作方法

在机动车辆工程中,“线控制动”制动器组件正在被更广泛地使用。这种制动器组件通常不仅具有可以由车辆驾驶员致动的主制动缸,而且还具有可电启用的压力提供装置(“线控”可启用的),借助于这种制动器组件来以“线控制动”操作模式实施车轮制动器的致动。

在这些现代制动器系统中,尤其在具有“线控制动”操作模式的电动液压制动系统中,驾驶员并不直接触及制动器。当踏板被致动时,通常踏板分离单元和模拟器被致动,并且传感器系统检测驾驶员的制动需求。踏板模拟器(通常形成为主制动缸)用于给驾驶员提供尽可能熟悉且舒适的制动踏板感觉。检测到的制动需求导致确定设定点制动转矩,然后由此确定制动器的设定点制动压力。接着通过压力提供装置在制动器中主动建立制动压力。

因此,实际制动是藉由借助于通过开环与闭环控制单元来启用的压力提供装置在制动回路中建立的主动压力来实现的。由于制动踏板致动与压力建立是液压分离的,因此可以以方便的方式为这种制动器系统中的驾驶员实现大量功能,例如ABS、ESC、TCS、坡起动辅助等。

在这种制动器系统中,通常提供了液压后备(Rückfallebene)级,通过液压后备级驾驶员可以在“线控”操作模式失效或被中断时通过肌肉力量致动制动踏板来制动或停下车辆。而在正常模式中,通过踏板分离单元来在制动踏板致动与制动压力建立之间实现上述液压分离,这种分离在后备级中被消除,从而因此使驾驶员能够直接将制动介质移入制动回路中。如果借助于压力提供装置不再可以建立压力,则切换成后备级。如果将压力提供装置连接至储器的止回阀不再可靠地关掉使得压力建立不再可靠地实现就尤其是这种情况。

上述制动系统中的压力提供装置还称为致动器或液压致动器。具体地,致动器被设计为线性致动器或线性单元,其中,为了建立压力,将活塞轴向地移位到液压压力空间中,该液压压力空间被构造成与旋转-平移机构串联。电动马达的马达轴通过旋转-平移机构转换成活塞的轴向移位。

DE 10 2013 204 778 A1公开了一种用于机动车辆的“线控制动”制动器组件,该制动器组件包括:串联式主制动缸,该串联式主制动缸可以由制动踏板致动,并且其压力空间在各自情况下分别通过可电致动的隔离阀连接至具有两个车轮制动器的制动回路;可启用且可停用的模拟装置,该模拟装置液压地连接至该主制动缸液压;以及可电控压力提供装置,该压力提供装置由具有液压压力空间的活塞-缸安排形成,其活塞可通过机电致动器移位,其中该压力提供装置经由两个可电致动的启动阀连接至车轮制动器的入口阀。

在正常操作期间,驾驶员通过切换驾驶员隔离阀与车轮制动器分开,并且通过切换致动器启用阀使得线性致动器液压地连接至车轮制动器。线性致动器在向前方向上移出其闲置位置实现了车轮制动器中的压力建立,并且在反向方向上移动产生了压力消散。

这样的线控制动制动器组件适用于自动化驾驶,在这种情况下车辆控制是部分地或基本上完全自动化的,使得驾驶员可以进行其他活动。在制动器组件的正常级失效的事件中,让驾驶员注意到此失效并且通过肌肉力来他或她自行致动制动踏板可能要花相对长的时间。

因此,对于自动化驾驶,需要备用模块,该备用模块在主制动系统发生失效的事件中可以确保基本的制动功能直到驾驶员接管为止。因此,确切地,以此方式跨越了在发生失效与驾驶员准备好行动之间的时间段。

关于这点,已经存在多种不同提出的解决方案。在这些技术方案中的一些的情况下,提供的是使得专用制动流体储箱安装在辅助模块上,该专用制动流体储箱经由软管管线连接至主制动器组件的储箱。

然而,这样的安排具有许多缺点。首先,它在两个制动流体储箱之间具有不安全的软管连接,其可能被容易地损坏并导致泄漏。为了监测,另外的储箱警告装置是必须的。此外,所述类型的辅助模块的包装被证明是不利且困难的。

因此,本发明所基于的目的在于,提供一种辅助模块,在该辅助模块的情况下,试图避免所描述的缺点。具体地,试图准许实现增大的安全性和可靠性并准许实现良好的包装。此外,试图提供一种对应的制动器组件系统。

关于该辅助模块,根据本发明实现所述目的是在于将用于致动器流体的至少一个储器集成到液压单元中。

多项从属权利要求涉及本发明的有利改进。

本发明所基于的考虑是该辅助模块执行与安全高度相关的功能,因为它必须确切地在制动器组件不起作用但驾驶员尚未接管对致动器的完全控制的关键时间段内有效。尤其在高度自动化驾驶中,在这种情况下,驾驶员依赖于所涉及系统的功能并将他或她的注意力转向其他活动,让驾驶员准备好行动并获得对致动踏板的完全控制可能需要相对长的时间。

因此,必须确保,该模块在使用时完全准备好操作并起作用。这尤其意味着,它应该可靠地继续或启动制动过程并且因此必须建立制动压力。因此,应确保致动器流体的可用性。

如现在已经确定的那样,通过将所需要的制动流体保持在辅助模块的液压单元中,或者在所述液压单元中集成对应的储器中,可以满足这些严格的要求。以此方式,可以避免在需要时由于制动器组件的制动流体储箱的泄漏或到其的液压管线受损而导致的可用压力介质不足。

将相应储器集成到液压单元中的这种阐述具体是指,该储器被安排在与例如像阀和压力传感器等液压部件相同的壳体中、并且不构成外部零件。具体地,在所述壳体中还安排了储器与相应泵之间的液压管线。

该压力提供装置有利地包括至少一个泵,该至少一个泵由电动马达驱动,并且其吸入侧液压地连接至相应的储器。

在优选的实施例中,提供了用于制动流体的两个储器以及确切地两个泵,其中这两个泵中的每一个泵在吸入侧处经由吸入管线液压地连接至确切地一个储器。优选的是使得在各自情况下一个储器为一个制动器提供制动流体。

优选的是,这两个泵由共用的电动马达驱动,该电动马达同时驱动这两个泵。通过打开指派给车轮制动器的入口阀,可以以有针对性的方式独立触发每个泵以输送制动流体。

每个泵有利地以压力侧连接至车轮制动器给送管线,该车轮制动器给送管线被设计成连接至液压车轮制动器。以此方式,该泵可以将制动流体输送到该液压车轮制动器中,由此建立制动压力。

相应的车轮制动器给送管线有利地连接至压力传感器,该压力传感器测量该车轮制动器给送管线中的压力,从而使得还可以在该辅助模块中执行压力控制。

有利的是,使得在断电时关闭的阀连接至相应的吸入管线中以用于对泵进行控制的目的。

优选的是,从该相应的车轮制动器给送管线分支出液压返回管线,该液压返回管线在各自情况下液压地连接至一个储器。以此方式,制动流体可以以有针对性的方式从对应的车轮制动器排出。这准许在液压地连接至该辅助模块的车轮制动器中设定不同的制动压力。

在断电时关闭的回流阀有利地连接到相应的返回管线中。该回流阀优选在压力建立期间切换到其隔离位置、并且在需要时切换到其通过位置,以耗散相应的车轮制动器中的压力。

该辅助模块有利地被配置成使得相应的泵从该储器的底部抽吸介质。这防止从该储器中吸入可能仍然残留的任何残余空气。为此目的,有利的是,在该储器中安排管道,泵通过该管道抽吸制动流体。

额外的模块优选地包括用于液压单元的壳体、马达壳体、以及电子器件壳体。该用于液压单元的壳体具体是阀块、尤其是铝阀块。

该用于液压单元的壳体优选地被安排在该电子器件壳体与马达壳体之间。以此方式,实现了特别紧凑的设计,这准许实现节省空间地安装到车辆中。这产生便于处理的包装。

该相应的储器优选地连接至液压均衡管线,该液压均衡管线被提供用于形成与大气的连接。

关于制动器组件系统,上述目的根据本发明通过制动器组件实现,该制动器组件包括:可液压制动的车轮制动器;用于每个车轮制动器的至少一个可电致动的车轮阀,以用于设定车轮特异性制动压力的目的;压力介质储箱,该压力介质储箱处于大气压力下;主制动缸,该主制动缸被连接和/或可连接至这些车轮制动器;以及用于致动这些车轮制动器的、具有压力空间的可电控的压力提供装置,其中相应的车轮制动器通过车轮制动器管线连接至该压力空间;还包括如上文所描述的辅助模块。

该均衡管线优选地连接至该制动器组件的该压力介质储箱。

该压力提供装置有利地由具有液压压力空间的缸-活塞安排形成,该安排的压力活塞可通过电动马达移位并且其下游连接了旋转平移机构,其中该压力空间经由用于补给压力介质的液压补给管线连接至该压力介质储箱。

该辅助模块可连接至具有压力提供装置的可外部启用的制动器组件,该压力提供装置可以主动地在这些车轮制动器中产生压力。在有利的实施例中,该制动器组件例如是ESC制动器组件。

该均衡管线有利地至少部分地形成为钢管线。该均衡管线优选直接连接至该压力介质储箱,为此目的该储箱优选地具有单独的端口。以此方式实现了有利的包装。在替代性改进方案中,均衡管线至少部分地、尤其基本上完全地被引导穿过该制动器组件或穿过该制动器组件的壳体。

在优选实施例中,该制动器组件的第一车轮制动器管线通入该辅助模块的第一车轮制动器给送管线,其中该制动器组件的第二车轮制动器管线通入该辅助模块的第二车轮制动器给送管线,并且其中,在断电时打开的隔离阀连接到相应的车轮制动器给送管线中。

这两个车轮制动器给送管线优选地连接至前车轮制动器。

该制动器组件有利地具有模拟器,驾驶员在其中确定了驾驶员的制动需求的线控制动的正常操作模式中将制动流体输送到该模拟器中。由于驾驶员的制动需求,该制动器组件的开环与闭环控制单元于是启用压力提供装置,该压力提供装置在车轮制动器中建立对应的压力。

本发明的优点具体在于以下事实,通过在辅助模块中提供制动流体,显著地增大了配备有辅助模块的制动器组件的可用性和可靠性。能够方便地进行包装和安装。这样的构造准许在常规制动器组件的生产线上进行制造。

将基于附图更详细地讨论本发明的示例性实施例。在附图中,在高度示意性展示中:

图1示出了优选实施例中的制动器组件系统的液压回路图,该制动器组件系统具有制动器组件并且具有辅助模块;

图2以透视图示出了优选实施例中、根据图1的处于组装好状态下的辅助模块,该辅助模块具有电子器件壳体、用于液压单元的液压壳体、以及马达壳体;

图3以另一透视图示出了根据图2的辅助模块,其中电子器件壳体已经被移除;

图4从侧等高视图示出了穿过根据图2的辅助模块的截面;

图5是根据图2的辅助模块的透视图,其中省略了壳体;

图6是辅助模块的另一个透视图,其中省略了壳体;

图7以透视图示出了另外的优选实施例中、根据图1的处于组装好状态的辅助模块,该辅助模块具有电子器件壳体、用于液压单元的液压壳体、以及马达壳体;

图8以透视图示出了根据图7的辅助模块的液压壳体;

图9是根据图7的辅助模块的透视图,其中省略了壳体;并且

图10是辅助模块的另一个透视图,其中省略了壳体。

在所有附图中,相同的部件由相同的附图标记表示。

图1展示了根据本发明的制动器组件1的优选示例性实施例。制动器组件1包括:主制动缸2,该主制动缸可由致动或制动踏板1a致动;与制动主缸2相互作用的模拟装置3;压力介质储箱4,该压力介质储箱被指派给主制动缸2并且处于大气压力下;可电控压力提供装置5,该压力提供装置由具有液压压力空间37的缸-活塞安排形成,该安排的活塞36可由包括电动马达和旋转/平移机构的机电致动器移位;用于设定车轮特异性制动压力的可电控压力调节装置;以及电子开环与闭环控制单元12。

在该实例中,压力调节装置(未具体指定)针对每个可液压致动的车轮制动器8、9、10、11并且针对机动车辆(未示出)的每个可致动的车轮制动器8、9、10、11包括入口阀6a-6d和出口阀7a-7d,所述阀通过中心端口成对地液压地互连并且连接至车轮制动器8、9、10、11。入口阀6a-6d的入口端口经由制动回路供应管线13a、13b被供有压力,所述压力在“线控制动”操作模式中来自存在于系统压力管线38中的系统压力,该系统压力管线连接至压力提供装置5的压力空间37。在此,制动器8、9液压地连接至第一制动回路27,并且制动器10、11液压地连接至第二制动回路33。

与每一个入口阀6a-6d并联连接沿制动回路供应管线13a、13b的方向打开的止回阀50a-50d。在后备操作模式中,制动回路供应管线13a、13b经由液压管线22a、22b被供有主制动缸2的压力空间17、18的压力。出口阀7a-7d的出口端口经由返回管线14b连接至压力介质储箱4。

主制动缸2在壳体21中具有两个活塞15、16,这两个活塞被串联安排并且界定了液压压力空间17、18。一方面,压力空间17、18通过在活塞15、16中形成的径向孔和对应的压力平衡管线41a、41b连接至压力介质储箱4,其中所述连接可以通过活塞15、16在壳体21中的相对移动而关闭。另一方面,压力空间17、18通过液压管线22a、22b连接至上述制动回路供应管线13a、13b。

在断电时打开的阀28被包含在压力平衡管线41a中。压力空间17、18容纳了复位弹簧(未具体指定),当主制动缸2未被致动时,该复位弹簧将活塞15、16定位在初始位置。活塞杆24将由踏板致动引起的制动踏板1a的枢转运动耦合到第一主制动缸活塞15的平移运动,其致动行程由行程传感器25检测,该行程传感器优选地具有冗余设计。以此方式,对应的活塞行程信号是制动踏板致动角度的测量值。它代表了车辆驾驶员的制动需求。

在连接至压力空间17、18的管线区段22a、22b中安排了相应的隔离阀23a、23b,该隔离阀被设计为电可致动的2位/2通阀、优选在断电时打开。借助于隔离阀23a、23b,可以关断主制动缸的压力空间17、18与制动回路供应管线13a、13b之间的液压连接。连接至管线区段22b的压力传感器20检测由于第二活塞16的位移而在压力空间18中建立的压力。

模拟装置3可液压地联接至主制动缸2、并且在该实例中基本上由以下构成:模拟器室29、模拟器弹簧室30以及模拟器活塞31,该模拟器活塞将这两个室29、30彼此分开。模拟器活塞31通过弹性元件(例如弹簧)支撑在壳体21上,该弹性元件被安排在模拟器弹簧室30中并且被有利地预加载。模拟器室29可通过可电致动的模拟器阀32连接至主制动缸2的第一压力空间17。当输入了踏板力并且模拟器阀32打开时,压力介质从主制动缸压力空间17流入模拟器室29中。相对于模拟器阀32液压地反并联安排的止回阀34允许压力介质很大程度上不受阻碍地从模拟器室29流回到主制动缸压力空间17,而不管模拟器阀32的切换状态如何。可设想模拟装置与主制动缸2的其他实施例和连接。

可电控的压力提供装置5被设计为液压缸-活塞安排、或单回路电动液压致动器,其压力活塞36(界定了压力空间37)可由示意性指示的电动马达35经由同样示意性展示的旋转/平移机构来致动。用于检测电动马达35的转子位置的仅示意性指示的转子位置传感器由附图标记44表示。额外地,还可以使用温度传感器来感测马达绕组的温度。

由活塞36的力作用在封闭在压力空间37中的压力介质上产生的致动器压力被给送到系统压力管线38中并且被压力传感器19检测到,该压力传感器优选地具有冗余设计。当启动阀26a、26b打开时,压力介质进入车轮制动器8、9、10、11中以将其致动。因此,当启动阀26a、26b打开时,在“线控制动”操作模式的正常制动操作期间,通过活塞36的向前和向后移动发生所有车轮制动器8、9、10、11的车轮制动压力建立和消散。在压力消散期间,先前已经从压力空间37移出到车轮制动器8、9、10、11中的压力介质在相同的路径上流回到压力空间37中。相反,在以车轮制动压力(在各个车轮之间不同并且借助于入口阀6a-6d和出口阀7a-7d而受控制)的制动操作期间(例如,在防抱死控制操作(ABS控制)期间),经由出口阀7a-7d排出的压力介质组分流入压力介质储箱4中、并且因此初始地对于压力提供装置5而言不再可用于致动车轮制动器8、9、10、11。通过在关闭启动阀26a、26b时缩回活塞36,可以穿过补给管线58将额外的压力介质吸入压力空间37中。

制动器组件1液压地连接至辅助模块70,该辅助模块可以在制动器组件1的压力建立能力失效的事件中执行制动动作。以此方式,可以跨越直至驾驶员可以接管车辆制动的时间段。制动器组件1和辅助模块70形成系统或制动器组件系统72。

辅助模块70具有被安排在壳体或液压壳体76中的液压单元80。压力提供装置86包括电动马达92,通过所述电动马达(如果需要)可以操作两个泵96、98。泵96在压力侧处经由液压管线或车轮制动器给送管线102连接至车轮制动器8。泵98在压力侧处经由管线或车轮制动器给送管线108连接至车轮制动器10。

辅助模块70被设计成能够在需要时可靠地接管制动功能。为此目的,提供了两个用于制动流体的储器120、130,它们被集成在液压单元80中并且被安排在液压壳体76中。制动流体储器120经由液压管线136液压地连接至泵96的吸入侧,该液压管线中连接了储器阀142,该储器阀在断电时关闭。储器130经由液压管线148液压地在吸入侧处连接至泵98,该液压管线中连接了储器阀152,该储器阀在断电时关闭。压力传感器160(优选地具有冗余设计)测量管线102中的压力。优选地具有冗余设计的压力传感器162测量管线108中的压力。开环与闭环控制单元182以信号输入侧连接到压力传感器160、162。

从管线102分支出液压返回管线170,该液压返回管线将管线102液压地连接至储器120,其中在断电时关闭的回流阀176连接到返回管线中。从管线108分支出液压返回管线180,在断电时关闭的回流阀186连接到该液压返回管线中。

下文中,将描述辅助模块70与制动器组件1的液压连接。共用的液压均衡管线190(由图1中的虚线示出并且部分地穿过制动器组件1的壳体21)将这两个储器120、130连接至制动介质储箱4。在优选的变体中,被引导在壳体21外部的均衡管线192在位于壳体21外部的单独的制动介质储箱端口196处连接至制动介质储箱4。均衡管线190、192优选地至少部分地形成为钢管线。

车轮制动器9(在当前情况下对应于右侧后车轮制动器)经由制动器管线202连接至压力提供装置。对应于左侧后车轮制动器的车轮制动器11经由制动器管线206连接至压力提供装置5。对应于左侧前车轮制动器的车轮制动器8通过制动器管线200连接至压力提供装置5。对应于右侧前车轮制动器的车轮制动器10经由制动器管线204连接至压力提供装置。

辅助模块70液压地连接到制动器管线200、204中,使得所述制动器管线的区段(在此还称为车轮制动器给送管线102、108)在辅助模块70中延伸。以此方式,辅助模块可以根据需要在制动器8、10中建立制动压力。制动器管线200的管线区段210在辅助模块70内延伸。在此,管线区段210将在制动器组件1内延伸的区段216连接至液压管线102。在断电时打开的隔离阀220被连接到管线区段210中,止回阀226与隔离阀并联连接,该止回阀在隔离阀220关掉时阻止从车轮制动器8流出的制动流体回流。压力传感器194测量制动器管线200中的压力。压力传感器的信号优选地用于检测驾驶员在后备级中的制动需求,其中制动压力设定由该辅助模块执行。

制动器管线204的管线区段234在辅助模块70内延伸。在此,管线区段234将在制动器组件1内延伸的区段238液压地连接至液压管线108。在断电时打开的隔离阀240被连接到管线区段234中,止回阀246与隔离阀并联连接,该止回阀在隔离阀240关掉时阻止从车轮制动器10流出的制动流体回流。

如果制动器组件1出现故障或完全失效,使得它不能在车轮制动器8-11中设定所需的制动压力,则辅助模块70可以在两个前车轮制动器8、10中建立压力。为此,这两个隔离阀220、240切换到它们的隔离位置,使得车轮制动器8、10与压力提供装置5和主制动缸2液压地隔离。开环与闭环控制单元182启用电动马达92,该电动马达启用泵96、98。接着,相应的泵96、98从相应的储器120、130抽吸制动流体,并且将所述制动流体通穿过对应的车轮制动器给送管线102、108输送到车轮制动器8、10中。在压力建立期间,只要在这两个车轮制动器8、10中建立相同的制动压力,返回阀176、186就切换到它们的隔离位置。为了建立不同的压力,如果需要,一个或两个回流阀176、186打开并且用作出口阀,制动流体可以通过所述出口阀流入相应的储器120、130中。

在液压后备级下当驾驶员通过肌肉力致动制动踏板1a来建立制动力时辅助模块70优选地保持起作用,并且因此它仍然可以提供制动力加力功能。因此,还可以(至少对于前桥)实现ABS功能,并且通过针对性压力减小,还对后桥实现EBD功能。在后备级下,在后桥处,EPB(电子驻车制动器)优选地通过辅助模块70启用。当驾驶员执行制动输入时,该启用被撤销,以避免后桥的过度制动(锁定)。

图2是根据图1的辅助模块70的透视图。实际上,液压单元80的液压壳体76夹在被安排在马达壳体94中的马达92与电子器件壳体250之间,开环与闭环控制单元182被安排在该电子器件壳体中、并且该电子器件壳体具有电连接器插头252。换句话说,马达92被安排在壳体76的与电子器件壳体250相反的这侧上。在附图中,在壳体76的左侧上可见两个泵96之一,而另一个泵98被安排在相反侧上。还示出了阀接收座256。端口270用于将辅助模块连接到制动器组件的制动介质储箱、具体地制动器组件1的制动介质储箱4。还可见的是到车轮制动器(图1中的车轮制动器8、10)的液压出口272、274以及用于ECU的紧固螺栓262。为了连接到制动器组件1(例如图1中的区段216和238),提供了液压入口272a、274a。

在图2中还可见两个管道280、282和两个包封覆盖件286、288。管道280被安排在储器120中,该储器由包封覆盖件286封闭。管道282被安排在储器148中,该储器由包封覆盖件288封闭。

图3示出了壳体76的面朝电子器件壳体250的这侧。在断电时打开的隔离阀220、240被安排成第一排。在此下方,安排了两排组四个阀142、152、176、186,它们在断电时关闭,其中,在各自情况下,两个储器阀142、152被安排成一排,并且两个回流阀178、186被安排成一排两个。同样可见的是被安排成一排的三个压力传感器160、162、194。

图4从侧视图示出了穿过被包封覆盖件286封闭的储器120并且穿过管道280的截面,该管道被安排在储器120中并且防止泵96抽吸空气。

图5是被安排在壳体76中的部件的展示,其中该壳体在该展示中不可见。因此,可以清楚地看到辅助模块70的阀位置和传感器位置。

图6示出了辅助模块70的从马达侧看的视图,其中壳体76不可见。在所述图中,可以看到用于马达插头的孔300,该马达插头用于将马达90电连接至开环与闭环控制单元182或ECU。孔306、310、312接纳用于紧固ECU的螺栓的紧固螺栓。马达孔320包含马达90的A轴承或马达的偏心轴端,并且因此形成了偏心轴承。在该图中还可见用于来自泵96、98的泄漏流体的储器340。

图7中展示了另一个优选实施例中的辅助模块70。这与图3中所展示的辅助模块70的实施例的不同之处在于阀152、142、186、176的安排,这些阀现在已经重新定位成更靠近压力传感器194、160、162。图8、9和10再次以进一步的透视图示出了辅助模块的这个实施例。

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