摘要
本发明涉及一种液压制动系统，包括一个主制动缸（4），其至少一个工作腔通过至少一根液压管路与车辆的车轮制动器相连，至少一个车轮制动器（RBi）的制动活塞（12a-12d）可通过液压管路中的负压进行调节，以产生制动间隙（BLS）。
索赔
1. Hydraulic braking system, with a master brake cylinder (4) having
a reservoir (6), wherein the master brake cylinder (4) has at least one working space and a master cylinder piston (3) and the working space is connected by at least one hydraulic line (BL), in which a regulating valve (18) is arranged, to at least one wheel brake (11a-11d) of a vehicle, wherein by adjusting the master cylinder piston (3) a negative pressure can be generated in the master brake cylinder and the hydraulic line (BL), wherein the pressure in the hydraulic line (BL) or in the master brake cylinder (4) can be determined by means of a pressure sensor (15, 112) and the position of the master cylinder piston (3) can be determined by means of a path sensor (14), and wherein a controller (ECU) controls the master cylinder piston by taking into account the determined pressure and position of the master cylinder piston (3), characterised in that for the purpose of a defined clearance adjustment at the brake piston (12a-12d) or the brake pads, the controller (ECU) evaluates the pressure of the pressure sensor (15) and the adjustment path of the master cylinder piston (3) determined by means of the path sensor (14), and controls the master cylinder piston (3) and the regulating valve (18) in such a way that due to the negative pressure resulting therefrom a defined adjustment of the brake piston or brake pads is made.
2. Hydraulic braking system according to claim 1, characterised in that the braking system is an electrohydraulic braking system in which
the piston(s) (3, 3a) of the master brake cylinder (4) can be adjusted by means of an electric drive.
3. Hydraulic braking system according to claim 1, characterised in that the braking system is a pneumatic-hydraulic braking system in which
the master brake cylinder (4) can be pneumatically adjusted.
4. Hydraulic braking system according to any one of claims 1 to 3, characterised in that a controller adjusts or sets the clearance (BLS) as a function of the travel situation and/or the road conditions, and in particular in the case of rain and/or a wet road does not set any clearance in the wheel brakes.
5. Hydraulic braking system according to any one of the preceding claims, characterised in that switching valves (16, 16a; 118) are arranged in the connecting lines between reservoirs (6, 106) and working space or working spaces of the master brake cylinder (4, 105).
6. Hydraulic braking system according to any one of the preceding claims, characterised in that the negative pressure can be generated by means of a unit (14, 38, 49, 40, 41), in particular a driven piston-cylinder system or a pump system, wherein
the unit (14, 38, 49, 40, 41) is connected to the feed line to at least one, in particular all wheel brake(s) or at least to a feed line of the master brake cylinder (4), wherein the switching valves (16, 16a) are arranged in the connecting lines between reservoir (6) and unit (14, 38, 49, 40, 41) and a controlled regulating valve (18, 18a, 18b, 18c) is associated with each wheel brake, and this is arranged in the hydraulic line which connects the working space of the brake piston cylinder system of the wheel brake to the master brake cylinder (4) or the unit (14, 38, 49, 40, 41), wherein, when the regulating valve (18, 18a, 18b, 18c) is closed, the brake piston (12a, 12b, 12c, 12d) is held in position by the enclosed amount of hydraulic and the clearance (BLS) is therefore maintained in the wheel brake.
7. Hydraulic braking system according to any one of the preceding claims, characterised in that a device (30; 32, 35, 36, 46) exerts a force on the brake calliper (11), in particular the floating calliper, to adjust the brake calliper (11) in such a way that at the end of the braking process a clearance (BLS2) is adjusted at the brake pad (52) acting on the side of the brake disc (59) remote from the brake piston.
8. Hydraulic braking system according to any one of the preceding claims, characterised in that a supply device (F) can be connected by a feed line (ZL) to a brake line (BL) by means of a valve (108).
9. Hydraulic braking system according to claim 8, characterised in that a shut-off valve (118) is arranged in the connecting line (L) which connects a working space (A1, A2) of the brake booster to the reservoir (106).
10. Hydraulic braking system according to claim 8 or 9, characterised in that the supply device (F) is a piston-cylinder system with a spring-loaded piston (109), a spring (110) and a working space (120), wherein
the working space (120) serves as a reservoir and the spring (110) force-actuates the piston (109) in the direction of reduction of the working space (120).
11. Method for operating a hydraulic braking system according to any one of the preceding claims, characterised in that some of the volume in the master brake cylinder (105) is displaced into one or more supply chamber(s) (120) by means of the master brake cylinder (105) when the supply valve (108) is open, wherein
thereafter, when the supply valve (108) is closed and the regulating valve is open (107), the brake pistons in the wheel brakes (RB) are raised by withdrawal of the pistons (103, 104) of the master brake cylinder (105) from the brake discs to achieve brake pad clearance.
12. Method according to claim 11, characterised in that the pad clearance in the wheel brakes (RB) is adjusted successively or simultaneously or in pairs.
13. Method according to either of claims 11 or 12, characterised in that a defined stroke of the piston (103, 104) is carried out with the aid of the pressure, determined by means of a sensor (112), in the brake line (BL) or the master brake cylinder (105).
14. Method according to any one of claims 11 to 13, characterised in that the piston (109) of the supply chamber (120) is in an intermediate position, so this chamber can receive additional volume for the negative pressure control or adjustment of the pad clearance.
15. Method according to any one of claims 11 to 14, characterised in that to cancel the brake clearance, the valves (108) are closed and the valve(s) (107) are opened, after which hydraulic medium is conveyed into the wheel brake by means of the piston (103, 104) and by way of the brake line (122).
16. Method for operating a hydraulic braking system according to any one of claims 1 to 10, characterised in that to generate a clearance in a wheel brake the connection between master brake cylinder (4) and reservoir (6, 106) is closed by means of a switching valve (16, 16a) and by adjusting the piston (3, 3a) of the master brake cylinder (4) and/or by means of the unit (14, 38, 49, 40, 41) a negative pressure is generated in the hydraulic line (BL) to the wheel brake or a certain amount of the hydraulic medium is conveyed from the working space of the brake piston-cylinder system of the wheel brake (RB).
17. Method according to claim 16, characterised in that after achieving the desired clearance (BLS) the regulating valve (18, 18a, 18b, 18c) associated with the wheel brake is closed to maintain the clearance (BLS).
18. Method according to claim 16 or 17, characterised in that a defined clearance (BLS) is successively adjusted in the individual wheel brakes by means of the master brake cylinder or the unit.
19. Method according to any one of claims 16 to 18, characterised in that after adjusting the clearance the piston (3, 3a) of the master brake cylinder (4) is moved into the normal position and all valves are switched into the OPEN position.
20. Method according to any one of claims 16 to 19, characterised in that the clearance (BLS) in the individual wheel brakes is cancelled in that by generating a negative pressure in the hydraulic lines the brake pistons are adjusted in such a way that a slight braking force is adjusted by the abutment of the brake pad on the brake disc.
21. Method according to any one of claims 16 to 20, characterised in that the clearance (BLS) in the individual wheel brakes is cancelled as soon as the braking system detects with reference to the travel situation that a brake application is imminent.
22. Method according to claim 21, characterised in that the braking system detects the imminent initiation of a brake application with the aid of the movement of the accelerator pedal, in particular its speed, the speed of the foot actuating the brake, the distance of the foot actuating the brake pedal relative to the brake pedal and/or the signal of a distance warning system.
23. Method according to claim 21 or 22, characterised in that at least one distance sensor (7) determines the distance of the foot from the brake pedal in at least one, and preferably in three direction(s).
24. Method according to any one of claims 16 to 23, characterised in that the controller determines the movement of the brake piston from the course over time of the pressure signal.
说明
[0001] 根据权利要求 1 的前言，本发明涉及一种带有制动总泵的液压制动系统，其中至少 一个工作腔通过至少一根液压管路与车辆的车轮制动器相连。
[0002] WO-2006/111393-A1 中已知有这种类型的制动系统。
[0003] 制动后，特别是在盘式制动器的制动系统中，由于制动活塞上的恢复力不足以将制动片从制动盘上提升到足够远的位置，因此会出现残余制动效果。解决这一问题的方法之一是开发回滚密封装置，在制动过程结束后，将制动活塞和制动片从制动盘上移开。然而，密封环的回滚能力仅限于制动活塞，不足以完全补偿制动钳和摩擦片的污染、老化和弹性变形。DE 44 18 701 和 DE 196 01 434 号文件介绍了在制动片和制动盘/制动活塞之间设置气隙的补救措施。上述文件中提出的解决方案尚未付诸实施，因为所需的额外努力与效果不成正比，此外，在随后的制动过程中设置的空气间隙会导致踏板行程的损失，其缺点是会增加紧急制动时的制动距离。
[0004]根据制动器的发展现状，在确定 NEDC 消耗量时，由于上述试验台上的残余制动效应，中型车辆的额外消耗量约为 0.251 = 6g CO 2 /km。这一数值适用于未受老化影响的新车，考虑到未来的二氧化碳排放目标，这一数值相当可观。
[0005] 因此，本发明的目的是进一步开发液压制动系统，从而可靠地避免残余制动效应。
[0006] 本发明解决了这一问题，因为可以通过车轮制动器液压供应管路中的真空来产生或调节间隙。根据权利要求 1 所述制动系统的进一步有利设计源于各子权利要求的特征。
[0007] 本发明的基本思想是通过真空主动复位车轮制动器的制动活塞，其中可以对活塞以及制动衬片进行确定的调整，以设置确定的气隙，特别是通过真空度的大小及其持续时间。
[0008] 在本发明的第一个实施例中，可通过主制动缸施加真空。如果主制动缸的驱动装置不能快速工作，则可根据本发明的第二种实施方式提供一个用于产生真空的附加装置，该装置与各车轮制动器的液压供油管相连。
[0009] 在上述两个实施例中，在液压介质储液器与主制动缸和/或产生真空的装置与主制 动缸之间设置至少一个阀门是有利的。该至少一个阀门用于防止液压介质在产生真空时从储液器流入供油管或主制动缸或装置。
[0010] 本发明为液压制动系统提供了一种简单的解决方案，它允许确定的空气间隙，并可 诊断和自适应。根据本发明的解决方案，可在电-气动和电-液压制动系统中使用。
[0011] 在本发明的制动系统中，空气间隙可以根据车辆的行驶状态进行自适应控制。
[0012]为了设置所需的气隙，根据第一个实施例，在制动结束后，通过对串联制动主缸（THZ）的一定控制，在车轮制动器的制动活塞后面产生真空，从而制动活塞相应移动并产生气隙。为了以确定的方式调整车轮制动器的制动活塞，可以对串联主缸的调整路径和压力进行评估，因为当串联主缸的调整速度相对较慢时，制动活塞的路径会跟随串联主缸的活塞，气隙可以通过制动活塞和串联主缸活塞的活塞面积比，通过串联主缸的路径来确定。这就确保了在约 0.1 毫米的适当气隙下，仅残留少量制动效果，这主要是由于浮动卡钳中制动片的导轨与浮动卡钳轴承之间的摩擦造成的。
[0013] 在任何情况下，制动活塞的主要部件都不再存在。在某些制动钳设计中，制动片通过弹簧与制动活塞连接，因此浮动制动钳导向装置中只保留了少量摩擦力。
[0014]为了确保在带有浮动卡钳的制动系统中，制动盘上远离制动活塞一侧的制动片也有间隙，本发明的另一个实施例中产生了一个较小的制动卡钳间隙，从而不会产生残余制动效果。为此，第一种选择是通过一个被动回滚元件将浮动卡钳向后移动，该元件的作用与现有技术中已知的回滚密封件类似，以便在制动过程结束后为连接到浮动卡钳上的制动片创造一个间隙。回卷元件可在制动支架和浮动卡钳导向螺栓之间发挥有利作用。在第二种备选设计中，浮动卡钳由一个致动器主动移动，以调整气隙。制动器可以是电磁驱动装置，例如磁铁或伺服电机。
[0015] 当然也可以同时、连续或分组调整所有车轮制动器的间隙。如果真空能足够快地产生，则对每个车轮制动器单独调整或设置间隙是有利的，即一个接一个地调整或设置。电子液压制动系统尤其可以做到这一点。
[0016] 在车辆运行期间，空气间隙不应也不能保持不变。例如，下雨时，在松开加速踏板开始制动之前，制动片必须轻微接触甚至牢固接触。此外，在干燥的路面上长时间不制动行驶后，必须短暂踩下制动片以清洁挡风玻璃，这也可以通过本发明制动系统中规定的小制动力来完成。因此，间隙必须可以自适应调节。当车辆静止时，例如停车时，不设置间隙也是有利的。
[0017] 如果设置了间隙，这可能意味着额外的损失路径或制动时更长的响应时间，这取决于制动器的启动速度，将导致制动距离的增加。在为防止追尾而紧急制动时，这可能会损失关键的仪表并导致事故。为了避免制动距离的增加，本发明规定制动蹄在制动器制动之前就必须贴到制动盘上，即消除间隙。因此，制动系统必须能识别何时以及是否需要制动。为此，可以在快速松开油门踏板时用一个很小的制动力来控制制动蹄片，或者通过脚到制动踏板之间的距离传感器来控制。距离测量系统可确定与前方车辆或障碍物的距离，其信号或数据也可用于确定即将进行的制动过程。同样，在评估过程中也可将车速考虑在内。
[0018] In the braking system, in particular an electro-hydraulic system, the volume supplied by the master brake cylinder, in particular THZ, for applying the brake pads and for eliminating the air gap, fed in by the master brake cylinder after the brake pads have been applied, and the volume is equalized via the snifting holes of the master brake cylinder. This process takes only <50 ms and is completed before the foot of the person driving the vehicle touches the brake pedal.
[0019] 本发明的优点在于制动系统的所有功能均可完全诊断。因此，例如，当制动活塞作用于制动片时，特别是当车辆静止时，可以通过适当的主制动缸控制来测试间隙。
[0020] 本发明可以省去制动片磨损传感器。为此，当车辆静止时，最好是在停车位置，制动活塞向后移动到停止位置，然后利用上述控制装置再次向前移动，与制动盘接触。这种调整与刹车片的磨损程度成正比。另一个优点是，可在适当的诊断时间间隔内推断出磨损情况，并记录在车辆诊断系统中。这样就不需要在车辆检查时进行额外的工作，例如拆下车轮来检查刹车片的磨损情况。
[0021] 所提出的解决方案的优点是，在确定气隙的情况下，即使有残余制动效果，残余效果也非常小，从而显著减少二氧化碳排放量。此外，本发明的制动系统可完全诊断，取代并改进了作为基本安全功能的制动片磨损指示器。该解决方案的成本效益也非常高。
[0022] 上述第二个实施例适合快速投放市场，因为它是现有带真空助力器的 ABS/ESP 概念的 附加解决方案，其中带切换阀的电动吸压装置可连接到现有带真空制动助力器的串联制动主缸 上，此外，还可使用单个车轮制动器的相同分配器通过 ABS 入口阀实现间隙控制。当电动制动助力器根据 DE 10 2005 018 649 投放市场后，除切换阀外，不再需要额外的工作。
[0023] DE1020070628392描述了补充室，该补充室可根据衰减、高压力和高容积要求等边缘情况的需要向制动回路引入额外容积。
[0024]附加供气室还可用于另一个功能，即调节制动衬片间隙。在上述解决方案中，如果活塞不能从初始位置向后移动，活塞和阀门间隙的控制就会非常复杂，因为这意味着电动制动助力器需要额外的设计工作。相比之下，补气室的操作就简单多了，只需通过 HZ 活塞短暂后移相应的容积，即可在一个轮缸中产生真空。其余车轮气缸依次工作。这样，在通过压力传感器测量真空度并相应控制压力杆活塞时，就能在轮缸中产生间隙。在制动过程中，甚至在制动前的任何时候，都可以再次消除制动提升间隙。因此，在制动开始前，可根据外部信号将制动片再次贴到制动盘上。这种所谓的预填充可以缩短制动距离，尤其是在预填充压力已经达到 5 巴的情况下。
[0025] 下面将借助附图更详细地解释本发明的两种可能的实施方式和控制概念。
[0026] 展示：
图 1：本发明的第一种实施方式； 图 1a：本发明的第二种实施方式，带有一个额外的活塞-气缸单元； 图 2：用于设置间隙的控制过程； 图 3：用于在启动制动过程之前消除间隙的控制过程； 图 4：用于确定制动片磨损的控制过程； 图 5：用于确定制动片最小和最大磨损的控制过程； 图 6：第一种实施方式，带有用于浮动制动钳的回滚元件； 图 7：第二种实施方式，带有用于调节浮动制动钳以设置制动间隙的致动器。图 5：制动片磨损最小和最大的控制过程； 图 6：第一种备选方案，带有用于浮动卡钳的回滚元件； 图 7：第二种备选方案，带有用于调节浮动卡钳以设定制动片间隙的执行器，该执行器安装在制动盘远离制动活塞的一侧； 图 8：第三种备选方案，带有后交付装置。
[0027]图 1 显示了一个带有控制阀 18、18a、18b、18c 的制动系统，其基本描述见 DE 10 2005 018 649，并参考了后者的公开内容。制动系统包括电动制动助力器 (BKV) 2、8（带串联制动主缸 (THZ) 4 及其压力杆活塞 (DK) 3 和浮动活塞 (SK) 3a）、制动踏板 1、踏板行程传感器 5、控制阀 18 至 18 c、切换阀 16、16a 和 17、压力发生器 15、车轮制动器 RBa 至 RBd 和储液器 (ECU) 19。如 DE 10 2005 018 649 所述，制动系统将制动力增强与压力调节防抱死制动系统（ABS）和电子稳定程序（ESP）相结合。
[0028] 本发明扩展了 DE 10 2005 018 649 的制动系统，包括主动调节单个车轮制动器的间隙。
[0029] 如果在制动后，车辆通过（未显示）加速踏板或巡航控制系统加速或匀速行驶，则本发明最简单的实施例或其控制系统关闭转换阀 16 和 16a，使 THZ 4 与储液器 6 断开。然后通过电动驱动装置将 THZ 4 的 DK 活塞 3 从正常位置移回，从而在工作腔和液压管路中形成真空。例如，如果车轮制动器 RBc 的制动活塞 12c 通过真空移动，则必须打开控制阀 18b，并关闭分配给其他车轮制动器的控制阀 18、18a、18c。只要直流活塞 3 继续移动，当阀门 18b 打开时，车轮制动器 RBc 的制动活塞 12c 就会缩回。从制动活塞 12c 和双回路活塞 3 的面积比来看，双回路活塞 3 的必要调整运动可导致例如 0.1 mm 的气隙设置，如果该运动相对于防抱死制动系统（ABS）的压力调节缓慢发生，且无动态影响因素作用的话。
[0030] 直流活塞 3 的运动也可通过压力曲线和传感器 15 进行监测。± 40% 的精度足以控制气隙。由于消除了制动活塞的接触力，制动片上产生的力或其与制动支架（未显示）的接触力也随之减小。在许多制动钳设计中，制动片通过制动弹簧与制动活塞或浮动制动钳连接，因此制动活塞的复位可自动消除制动片的残余制动效果。浮动卡钳的非拉伸导向销中的轴承力也会减小，因此最终只剩下很小的残余制动效果。图 2 至图 5 详细解释了释放间隙控制的时间。
[0031] 在图示的 THZ DK 活塞 3 和 SK 活塞 4 的位置上，用于从储液器 6 吸入制动液的所谓 "嗅孔 "是打开的。这个位置被称为正常位置。将 DK 活塞 3 从这个正常位置逆着正常的驱动方向向后移动需要一定的设计工作。另外，也可以通过向前移动 DK 活塞 3，对制动回路中的两个制动活塞施加低压，然后利用负压仅将第一个制动活塞向后移动，从而设置一个大于必要的气隙。与此同时，另一个第二制动活塞因控制阀关闭而保持原位。随后，第一制动活塞通过相应的 DK 活塞运动移动到较小的气隙，然后第二制动活塞通过 DK 活塞返回运动再次被控制到相应的气隙。例如，在加压期间，即阀门从低压的正常位置移动时，由 DK 活塞 3 提供制动回路的控制阀 18b 和 18c 是打开的。转换阀 16 和 16a 也处于打开状态。在双作用活塞 3 返回过程中，转换阀 16 和一个控制阀，例如 18c 关闭，制动活塞 12c 因此移动到双倍气隙。然后，双作用活塞 3 保持在 "正常位置"，转换阀 16 打开，控制阀 18b 也打开。在这种情况下，制动活塞 12d 无间隙地移动到初始位置。下一步，阀门 16 和 18b 打开，制动活塞 12c 通过相应的 DK 活塞运动移动到正常间隙。在此过程中，控制阀 18c 关闭。然后关闭切换阀 16 和控制阀 18b，并在控制阀 18c 打开的情况下启动 DK 活塞的返回运动。这样就设定了第二制动活塞 12d 的间隙。然后，在控制阀 18c 关闭和切换阀 16 打开的情况下，活塞移动到正常位置。在正常位置，所有阀门都打开。
[0032] 另一种避免从正常位置返回的控制方案是，在阀门打开的情况下，向制动活塞 12c 和 12d 施加低压，将 DK 活塞 3 从正常位置移出，与上述方案类似。然后，在切换阀 16 关闭和控制阀 18b 打开的情况下，将 DK 活塞 3 向后移动，直至达到活塞 12c 的间隙。然后，控制阀 18b 关闭，控制阀 18c 打开，DK 活塞 3 进一步移动，直到制动活塞 12d 也达到间隙为止。之后，控制阀 18c 也关闭，DK 活塞 3 返回正常位置，转换阀 16 打开。到达正常位置后，所有尚未打开的阀门重新打开。我们发现这种控制方式最容易实现。
[0033]控制制动活塞间隙有多种控制方案。另一种方案是在从 THZ 4 到车轮制动器的主回路中安装转换阀 17。为了控制间隙，在两个车轮制动器的相应制动回路中会产生一个很小的压力。当控制阀 18 打开，控制阀 18a、18b 和 18c 关闭时，DK 活塞 3 和 SK 活塞 3a 的回位运动会在 RBa 制动器的制动活塞 12a 中产生真空。这可以通过压力传感器 15 来确定。可通过传感器 14 确定 DK 活塞 3 的相应活塞运动，从而在车轮制动器 RBa 中产生所需的气隙，与上述示例类似。冲程传感器 14 可以用 BKV 8 EC 电机的常规旋转角度传感器代替。通过额外的努力，制动活塞上的气隙可以通过安装在车轮制动器上的传感器 37 直接测量和控制。
[0034] 制动时，在所有四个车轮制动器上形成一个确定的空气间隙意味着额外的体积，即额外的踏板行程，这反过来又会损害时间响应特性，并意味着在紧急制动时制动距离的增加。在踩下制动器之前，可通过带有 THZ 4 的快速制动助力器 BKV 2 进行容积补偿。该过程如图 4 所示。当加速踏板迅速恢复到静止位置时，就可以开始进行容积补偿控制。但是，这种解决方案不适用于带有巡航控制系统的车辆，因为在这种情况下，脚不必踩在加速踏板上。在这种情况下，可以在制动踏板 1 上安装一个简单的距离传感器 7，当脚接近制动踏板时，它可以测量接近距离 a。如果该距离低于某一水平，就可以启动音量补偿等功能。
[0035] The air gap should not be effective when it is raining. Rain or a wet road surface can be signaled to the braking system, e.g. by the control signal of the windshield wiper, which is supplied to the ECU 19 via the bus. At the same time, it is possible to use the signal of a rain sensor, for example. In addition to the aforementioned criteria, the brake disc can be cleaned by briefly braking with increased pressure of < 5 bar. If the vehicle is driven for a long period on a dry road without the brakes being applied, the disc can be cleaned by applying the brake pads for a short time.
[0036] 在停车位置或低速行驶时也可以消除空气间隙。在低温情况下也可以这样做，通过发动机舱内的温度传感器或现有的外部温度传感器向 ECU 19 提供温度。
[0037] As an alternative to the preferred electromotive brake booster, a vacuum or hydraulic brake booster can also be used, which requires additional switchover valves 9 and the pressure supply line 10. However, the current state of the art is that the dynamics of these boosters are insufficient to control the clearance and volume compensation quickly enough. An add-on solution for these brake boosters is proposed in Fig. 1a. This consists of the already described switching valves 16 and 16a and a suction-pressure control 38, consisting of piston 49, spindle 41 with electric motor drive 40, as well as a distance sensor 14. Instead of this distance sensor 14, when using an electric motor, its integrated angle of rotation sensor can also be used. As an alternative to the electric motor, a linear solenoid can also be used, since the power required to achieve the necessary vacuum is not very high. If the clearance is to be adjusted, e.g. in the wheel brake 11a, all solenoid valves not shown, with electric motor 44 and pump 45 of the ABS/ESP HCU (Hydr. Computing Unit) 42 are closed. The switchover valves 16 and 16a are also closed. Piston 39 moves back a certain distance, as already described for the tandem master brake cylinder, with solenoid valve 43 being open. Here, too, the process can be monitored via pressure transducer 14. After the air gap has been set, the E-valve 43 closes. The piston 39 moves back further and sets the required air gap in the remaining wheel brakes 11b to 11d one after the other. After that, the piston 39 stops, the switchover valves and all E-valves are opened. If the clearance is now to be switched off or the braking process is initiated, the piston 39 is quickly adjusted to the initial position. In this case, the switchover valves 16 and 16a are closed. This means that the volume is equalized before braking, and there is no disadvantage in the response characteristics of the brake. The pressure level is in the range < 2 bar, so the adjustment power and the design effort as well as the weight are low. The pressure transducer 15 is present in every ESP system and may need to be extended in the measuring range for the vacuum.
[0038] 图 2 显示了根据简单控制设置间隙的计时过程。图中显示了活塞的路径和制动活塞后的压力。S k 是各制动活塞的路径时间进程，S DK 是双作用活塞 3 的路径时间进程，p 是制动活塞后的压力，BLS 是气隙的大小。V16 和 V18 表示阀门 16 和 18 的位置。M 曲线表示 DK 活塞 3 的运动方向。在 t 0 时，切换阀 16/16a 启动，在 t 1 时，电机启动，将 DK 活塞 3 从正常位置复位，此时戽斗孔打开。两个切换点 t 0 和 t 1 也可以合并。当 DC 活塞 3 向后移动时，真空度 p 增加，超过一定值后，制动活塞 SK 开始移动。在直流活塞 3 和制动活塞 SK 的移动过程中，压力几乎保持恒定，远低于极限值 -1 巴，表明活塞正在移动。全真空或最大真空表明活塞没有移动或被卡住。在 t 2 时，通过所述活塞面积与 S K 和 S DK 的相应路径的相关性，达到 BLS 的设定点。S K 运动结束后，真空度下降。在 t 3 之前没有进一步的运动。之后，DK 活塞 3 移动到正常位置，在 t 4 时达到正常位置。在 DK 活塞移动期间，控制阀 18 保持关闭，切换阀 16 和 16a 打开以平衡压力。
[0039] 在 t 4 时，控制阀 18 打开，使制动活塞两侧的大气压力占主导地位。在 t 4 之后，可以通过增加压力来消除气隙。如果双作用活塞 3 进一步偏离正常位置，则可根据压力曲线和 S DK -Weg 确定重新施加的气隙，从而诊断气隙。真空持续时间和真空度必须较低，以避免制动液中的残留空气排出。因此，在 t 4 时，当压力没有增加时，DK 活塞 3 必须处于正常位置，切换阀必须打开，以便制动活塞上的压力完全平衡，并保持在间隙位置。回卷密封件的摩擦力相对较大。有了这种明确的间隙控制，也可以使用其他密封件，这有利于低制动减速时的制动性能。
[0040] Fig. 3 describes the process of the volume compensation control. At time t 5, the accelerator pedal is quickly released, which at time t 6 leads to the activation of the motor and movement of the DC piston 3, and the brake pads are applied again after the corresponding S k travel. At time t 7 this has occurred, which leads to a pole reversal of the motor and to the opening of the switchover valves 16 and 16a. In this return movement, the control valves 18-18c are closed and the corresponding missing volume is sucked into the control chambers via the sleeves of the control piston due to the vacuum. At time t 8, the pressure is equalized again. At time t 9, the brake can then be applied normally, without a loss of volume or pedal travel to build up the pressure. Again, it is crucial that this process is completed very quickly, e.g. < 50 ms.
[0041]图 4 显示了用于确定制动片磨损的控制装置。S K1（最小）和 S K2（最大）磨损时的活塞行程 S K 显示在纵座标上。阶梯形曲线表示活塞返回初始位置或停止时的真空间隔。制动活塞停止的控制过程详见图 5。制动活塞到达停止点后，再次向制动盘接触点运动。在磨损极小的情况下，这发生在控制活塞的 ΔS K1 或 ΔS 1 之后。如果磨损严重，单个 HZ 全行程是不够的，因此整个活塞运动（与磨损成正比）可以分几个阶段 Δ S2+ Δ S2′来确定。这种测试可以在更长的时间间隔内进行，例如每 10,000 公里一次。这样做的好处是可以推断磨损值，从而省去维修时耗时的检查。
[0042]图 5 显示了制动活塞到达停止点前不久的控制过程。t 1 之后的第一部分与图 3 中已经描述的部分相对应。在 t 10 时，当活塞到达止点时，真空度立即增加，这被用作测量制动衬片磨损的起点。t 11 时，电机关闭，换向阀 16、16a 关闭。t 12 时，DK 活塞回到初始位置。
[0043]图 6 显示了带有制动支架 33、制动钳 11a 和导向螺栓 31 的浮动制动钳轴承的剖面图。在此，建议使用回滚元件 30 作为制动钳的间隙，在加压结束后，除了制动活塞处的间隙外，还在制动钳一侧产生间隙。这意味着残余制动扭矩几乎为零，因为制动活塞通过拉伸弹簧与制动衬片耦合，从而与制动盘产生间隙。
[0044] 图 7 所示的解决方案还负责在卡钳侧产生间隙。在这里，带有轴承轴颈 32 的磁铁衔铁被安装在带有膨胀元件 34 的导向螺栓 31 中，膨胀元件 34 的摩擦力大于制动钳两个导向轴颈的摩擦力。当制动开始时，磁铁通过线圈通电，并与制动钳 11 一起拉动衔铁。在另一侧，制动活塞的反作用力通过制动片 52 将制动钳 11 压向制动盘，从而产生制动效果。制动结束后，磁铁 46 关闭，带有压力弹簧 36 的回位螺栓 35 产生一个确定的气隙 BLS 2，从而使制动钳回位。如图 1 所示，当制动开始时，磁铁通过制动踏板的距离传感器被激活，因此气隙 BLS 2 不会导致踏板行程的增加。
[0045] 以上介绍了许多可实现的解决方案，这些解决方案能够对间隙进行自适应控制，目的是将制动效果保持在非常低的水平，从而大幅降低二氧化碳排放量和燃油消耗量。根据本发明的概念，不仅在制动活塞一侧，而且在制动钳一侧，都可以通过本发明的解决方案专门设置间隙，从而使残余制动效果几乎为零。
[0046]图8显示了DE 102005018649.19、DE 102006059840.7和DE 102005003648中描述的电动机BKV的基本结构，本申请完全采用了公开的内容。当 BKV 完好无损时，踏板与主制动缸 Hz 脱钩。踏板力由非再现路径模拟器吸收，从而产生熟悉的踏板感觉。踏板行程传感器 113 可检测踏板行程，并通过特性曲线将其分配到所需的制动压力。因此，当踩下制动踏板 101 时，制动助力器 102 启动，作用于主制动缸 105 的压力杆活塞 103。浮动活塞 104 在体积位移和压力的作用下移动。两个活塞 103 和 104 在各自的制动回路中产生压力。相应的制动液由储液器提供。关于已知制动总泵的设计详情，请参阅 DE 102005018649.19、DE 102006059840.7 和 DE 102005003648。众所周知，在行走模拟系统中，踏板行程和活塞行程可能不同。在高摩擦值制动时，活塞领先于踏板。当活塞 103、104 到达行程末端时，将进行后续供油过程。首先，控制阀 107 关闭，所达到的压力被锁定在车轮制动器上。然后，打开补油阀 108。同时，推杆活塞 103 在电动 BKV 的作用下缩回，使主制动缸中的压力降至零 (0)。通过弹簧 110 和活塞 109，储存的制动液从补充装置 F 的补充腔 120 被输送到主制动缸的工作腔 A1 和 A2 中。增压室 120 最好加压，例如 5 巴，以便将制动液主动泵入制动主缸。然后关闭助力阀 108，打开控制阀 107。此时，制动液通过相应的电机控制进入制动回路 122，使各制动回路 122 中的压力进一步升高，具体取决于阀门 107 的位置。这意味着，在活塞 103 和 104 没有到达终点位置（左侧位置）的情况下，压力有可能进一步升高。另外，也可以只对一个制动回路 122 进行补充。通过适当设计活塞面积和活塞行程，Hz 中缺少的容积可以储存在补充腔 120 中，以应对所有极端情况。弹簧 110 的预紧力使充气压力达到 5 至 10 巴，例如，采用相应的弹簧设计。与具有大开口截面的补气阀 108 配合使用，可在 50 毫秒内快速向工作腔 A 1、A 2 补气，从而避免了压力上升的显著延迟。
[0047]补油阀 108 应在流量和切换时间方面进行优化。阀 108 最好设计成在断电时关闭，其阀座横截面可以很大。因此，通过使用传统线圈，阀门 108 只能在中等压力（如 50 巴）下打开。这对补油阀来说并不是一个缺点，因为补油阀的切换是在大约 10 巴的压力下进行的。因此，补油阀不需要昂贵的压力补偿阀。由于时间限制，在补油过程中，补油腔 120 或工作腔中的全部油量并非一次性加满，这也是合理的。例如，如果活塞 103、104 在 140 巴的压力下接近末端位置，则可以在压力升至 170 巴时提供初始容积。如果压力继续升高，则可在 170 巴的新的后供气步骤中提供最大压力为 200 巴的剩余容积。由于在大多数情况下，第一个后供气步骤已经足够，因此在这些制动操作中，可以减少后供气过程中的增压死区时间。
[0048]可以在生产线末端或维修期间、每次启动车辆或在加速阶段对补气室 120 进行充气和充气后诊断。为此，最好通过电机驱动装置以压力控制方式引入补油腔中的最大压力，例如 10 巴。如果补油阀 108 现在打开，压力杆活塞 103 不得移动。如果活塞103移动，则表明活塞密封泄漏或补油阀108泄漏。可通过活塞位移 sK 确定容积差。泄漏的程度可通过容积差和诊断间隔来确定。为此，在主制动缸中设置了最大后续压力。此外，现在还可以诊断出后续阀 108 或活塞 109 是否被卡住。一旦后续阀块 20 重新充气，活塞 103 就会缩回。现在可以利用压力-容积特性曲线的变化过程来确定后送活塞 109 是否移动以及后送阀 108 是否切换。
[0049]或者，可以通过关闭控制阀 107 来检查后输送腔 20 的充气水平，设定后输送腔 20 的最大充气压力，例如 10 巴，将活塞位置作为控制变量进行调整，打开后输送阀 108，并使用压力传感器 112 来监测 Hz 中的压力是否下降。
[0050] 因此，通过调整交付后的体积，可以将相同的基本系统用于多个车辆级别。而在由 BKV 和真空系统组成的传统解决方案中，必须为每一类车辆定制尺寸，这意味着生产和维修的物流成本会增加。
[0051] 此外，较小的活塞直径可在制动助力器发生故障时大大降低踏板力。
[0052] 由于可以通过路径模拟系统中的压力-容积特性曲线定期检查制动系统的通气状 态，因此与传统系统相比，由主制动缸容积和补气块位移容积组成的制动执行器的总 容积总体上可以减小。与传统系统相比，不再需要为通风不良的容积提供额外的安全容积。
[0053] 另一种监测补给室 20 填充状态的方法是使用可选的传感器 24。该传感器可检测活塞 9 的位置。传感器 24 可以设计为位置解析传感器，也可以设计为检测活塞 9 位置的开关。该传感器可用于诊断或确定的活塞控制，以便为真空产生功能提供足够的容积。
[0054]为了调整制动盘和制动衬片之间的间隙，THZ 103、104、105 中会短暂产生真空。这使得车轮制动器中的制动活塞主动缩回，在制动片和制动盘之间形成间隙。因此，可以消除制动片和制动盘之间的残余摩擦力。进料室 120 可用于产生真空。
[0055] 在正常操作过程中，补充室 120 不会被完全填满。它们有足够的容积为高压要求提供制动液，但仍会占用额外的容积。
[0056] 在衬垫间隙调整开始时，活塞 103 由电机驱动 102 推进。活塞 104 做类似的运动。在补油阀 108 打开的情况下，制动液进入仅部分填充的补油腔 120。然后，补油阀 108 关闭。此时电磁阀 118 关闭，控制阀 107 打开。仍处于伸出位置的活塞 103 通过电动主轴驱动装置向初始位置稍稍缩回。这就产生了真空，真空通过制动管路 122 传到控制阀 107 处于打开状态的车轮制动器 RB。现在，其余三个车轮制动器通过依次打开各自的控制阀来缩回。通过与制动活塞的面积比，活塞 103 的行程与制动活塞的行程成正比。在这一阶段，对真空度进行评估，因此活塞的运动仅在压力水平或随时间变化的情况下进行评估。所谓随时间变化的压力，是指如果真空度在活塞摩擦过程中保持恒定，则相当于制动活塞的运动。最后，电磁阀 118 重新打开。这将消除 THZ 105 中的真空。电磁阀 118 的作用是防止在 THZ 真空阶段，储液器中的制动液通过 THZ 密封件进入 THZ 的工作腔 A 1 和 A 2。通过在真空阶段打开所有控制阀 107，还可以同时缩回车轮制动器 RB 的所有制动活塞。
[0057]如开头所述，在正常运行期间，补充室 120 不会完全充满，因此这些制动液量可用于调整刹车片间隙。填充状态可通过传感器 124 进行监测。另外，也可以先将补给室完全注满，然后在活塞 103 缩回、控制阀 107 关闭、电磁阀 118 打开的情况下，短暂打开补给阀 108，让一定量的制动液从补给室中流出。另一种可能性是完全清空后补给室，并通过活塞冲程 103 引入确定的容积。在这种情况下，最好是将两个补给室 120 分开填充，这样一个补给室始终是满的，而另一个补给室的容积可以满足高压要求。
[0058] 设定的刹车片间隙导致刹车片与制动盘之间的距离增加。这会干扰制动，因为这会导致吸收额外的体积，从而损失活塞 103 的路径。因此，在制动前再次将制动片贴在制动盘上非常重要。这就是所谓的预填充。
[0059]补充室 120 的制动液可用于此目的。首先，关闭电磁阀 118，打开控制阀 107，然后打开补充阀 108。弹簧 110 通过活塞 109 将制动液从补液室 120 排入车轮制动器 RB。可通过传感器 124 提供的活塞 109 位置来控制所需流量。另外，也可以根据补油阀的开启时间和补油腔 120 的补油压力来设定预充油量。压力传感器 112 还可用于检测制动片间隙何时消除。一旦制动片与制动盘接触，制动回路中的压力就会增加。外部传感器要求预充气至约 5 巴，这对缩短制动距离更为有效。
[0060] 在设定衬垫间隙时，如果次级腔 120 已排空（例如由于泄漏），则可采用以下步骤：补油阀 108 最初保持关闭，而控制阀 107 打开。活塞 103 由电机驱动，向制动回路中注入油量，直至制动片接触。然后控制阀 107 关闭，活塞 103 再次缩回。这就在工作腔 A1 和 A2 中形成真空。一旦活塞 103 到达初始位置，相应的差动容积就会被真空吸出储液器。
参考标志清单
[0061]1 制动踏板 2 BKV 3 DK 活塞 3a SK 活塞 4 THZ、串联制动主缸 5踏板行程传感器 6储液器 7距离传感器 8电机驱动制动助力器 (BKV) 9切换阀 10压力供应管路 11a-制动钳 12a-制动活塞 14直流通路传感器 15直流回路中的压力传感器 16a 切换阀 17切换阀 18控制阀 18a 控制阀 18b 控制阀 18c 控制阀 19储液器 ECU 20 HCU 上的温度传感器 21脚踏 29制动活塞密封件 30滚轮回位元件 31 导向螺栓 32 带轴承螺栓的磁衔铁 33 制动器支架 34 膨胀元件 35 回位螺栓 36 回位弹簧 37 制动器活塞传感器 38 吸气压力控制单元 39 辅助活塞 40 电动机 41 主轴 42 HCU （ABS、43 带 ABS/ESP 止回阀的 E 阀 44HCU 电机 45HCU 泵 46 带线圈的磁路 52 卡钳侧的制动片 59 制动盘 BLSA 空气间隙 RB a -RB d 轮式制动器 101 制动踏板 102 带 、路径模拟器 103压力杆活塞 DK 104浮动活塞 105主制动缸 Hz 106储液器 107控制阀 108后出力阀 109活塞 110弹簧 111踏板行程传感器 112压力传感器 118电磁阀 120后出力腔 121进气口 122制动回路 124124传感器 A 1 , A 2 HZ工作腔 BLA制动管路 ZL供给管路
