ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
BRAKE SYSTEM AND METHOD OF ITS CONTROL

Настоящее изобретение относится к тормозной системе автомобиля. Изобретение относится также к способу управления тормозной системой автомобиля.
Уровень техники
Автомобили с комбинированным приводом оснащены тормозной системой, которая выполнена с возможностью рекуперативного торможения. При рекуперативном торможении электродвигатель автомобиля с комбинированным приводом, обычно приводной электродвигатель, работает в генераторном режиме. Вырабатываемая при рекуперативном торможении электроэнергия после ее промежуточного аккумулирования расходуется преимущественно на ускорение автомобиля. Таким путем сокращаются потери мощности, характерные для обычного автомобиля при частом торможении в процессе движения. Благодаря этому по сравнению с обычным автомобилем уменьшается расход энергии и сокращается выброс вредных веществ с отработавшими газами автомобиля с комбинированным приводом.
Для сведения влияния рекуперативного торможения на тормозной путь автомобиля до минимально возможного тормозная система автомобиля должна адаптироваться к определенным ситуациям. Так, например, при полностью заряженном электрическом аккумуляторе тормозная система должна прикладывать к колесам весь тормозной момент через обычный тормоз, прежде всего через по меньшей мере один фрикционный тормоз, поскольку в подобной ситуации рекуперативное торможение чаще всего не сопровождается приложением тормозного момента к колесам.
Помимо этого работа электродвигателя в генераторном режиме обычно предполагает движение автомобиля с определенной минимальной скоростью. Поэтому рекуперативная тормозная система часто оказывается не способна прикладывать тормозной момент к колесам автомобиля до момента полной остановки двигавшегося до этого автомобиля. По этой причине при остановке автомобиля, движущегося с низкой скоростью, обычная тормозная система должна компенсировать отсутствие тормозного действия рекуперативного тормоза путем создания повышенного тормозного момента.
С другой стороны, во многих ситуациях к колесам целесообразно прикладывать минимально возможную гидравлическую тормозную силу для достижения высокой степени рекуперации. Так, например, по завершении переключательных процессов отключенный генератор включается в работу в качестве рекуперативного тормоза для смещения тормозного действия вновь в направлении рекуперативного торможения. При необходимости поддержания при этом суммарного тормозного момента постоянным участие обычного фрикционного тормоза в торможении должно быть соответственно уменьшено.
Процессы, в которых тормозной момент обычного фрикционного тормоза согласуется с фактическим тормозным моментом рекуперативного тормоза для сохранения неизменным требуемого суммарного тормозного момента, часто называют комбинированными согласующими процессами. Во многих автомобилях с рекуперативным тормозом подобное согласование осуществляется путем задействования водителем элемента для приведения в действие тормозной системы. Водитель в этом случае выполняет функцию регулятора интенсивности замедления. При отсутствии или добавлении рекуперативного тормозного момента водитель в этом случае, изменяя усилие на педали тормоза, регулирует обычный тормозной момент таким образом, чтобы обеспечивалось требуемое водителю общее замедление автомобиля. Однако подобный процесс требует от водителя затрат повышенных усилий.
Требующую затрат меньших усилий возможность регулирования суммарной интенсивности замедления автомобиля предлагают тормозные системы с электрическим приводом и электронным управлением (тормозные системы "Brake-by-Wire", в которых отсутствует механическая связь между педалью тормоза и исполнительными механизмами), например, тормозные системы с объемным гидроприводом и электронным управлением (ЕНВ-системы от англ. "Electrohydraulic Brake"). Благодаря отсутствию механической связи между педалью тормоза и исполнительными механизмами тормозной системы с электрическим приводом и электронным управлением согласование в ней тормозных моментов может происходить без необходимости дополнительного нажатия водителем на педаль тормоза или задействования водителем иного элемента для приведения в действие тормозной системы. Поэтому в автомобиле, оснащенном тормозной системой с электрическим приводом и электронным управлением, водитель практически не замечает протекание комбинированных согласующих процессов. Однако традиционные тормозные системы с электрическим приводом и электронным управлением из-за использования в них сложной электроники и механики/гидравлики имеют высокую стоимость.
Краткое изложение сущности изобретения
В изобретении предлагается тормозная система автомобиля, заявленная в п.1 формулы изобретения, и способ управления тормозной системой автомобиля, заявленный в п.12 формулы изобретения.
Под сигналом давления при этом подразумевается, например, передаваемая далее от главного тормозного цилиндра на по меньшей мере один первый колесный тормозной цилиндр мощность или передаваемое далее давление. Посредством такой передаваемой далее мощности первый колесный тормозной цилиндр приводится в состояние, в котором он должен приложить к относящемуся к нему колесу тормозной момент. По меньшей мере один первый колесный тормозной цилиндр находится при этом в первом контуре тормозной системы. Очевидно, что первый контур тормозной системы может иметь также по меньшей мере еще один колесной тормозной цилиндр, относящийся к по меньшей мере одному другому колесу.
Настоящее изобретение основано на том факте, что для согласования между собой рекуперативного тормоза и обычного фрикционного тормоза предпочтительно, чтобы первый контур тормозной системы допускал возможность его отсоединения от главного тормозного цилиндра. В этом случае водитель более не управляет первым контуром тормозной системы непосредственно через педаль тормоза и главный тормозной цилиндр. После отсоединения первого контура тормозной системы от главного тормозного цилиндра предпочтительно также располагать возможностью управлять по меньшей мере одним первым колесным тормозным цилиндром первого контура тормозной системы вторым способом, учитывающим согласование между собой рекуперативного тормоза и фрикционного тормоза. В изобретении предлагается, кроме того, подход, позволяющий экономичным путем реализовать описанные выше возможности. Для этого между главным тормозным цилиндром и первым колесным тормозным цилиндром располагают разобщительный клапан, который путем его закрытия препятствует дальнейшей передаче сигнала давления в первый колесный тормозной цилиндр и таким путем отсоединяет его от главного тормозного цилиндра. Помимо этого первый контур тормозной системы непосредственно подсоединяют к бачку с тормозной жидкостью, а управляющий клапан располагают настолько близко к месту присоединения первого контура к бачку с тормозной жидкостью, чтобы управляющий клапан мог управлять притоком тормозной жидкости из содержащего ее бачка в первый колесный тормозной цилиндр. Таким путем с помощью управляющего клапана можно регулировать тормозное давление в первом колесном тормозном цилиндре. В этом случае управляющий клапан регулирует также силу, прикладываемую первым колесным тормозным цилиндром к первому колесу. Тем самым с помощью управляющего клапана можно регулировать прикладываемый к первому колесу тормозной момент.
Тем самым существует возможность определять с помощью датчика или путем анализа, какой суммарный тормозной момент требуется водителю, какой фактический рекуперативный тормозной момент прикладывается рекуперативным тормозом, какой гидравлический тормозной момент создается обычной тормозной системой и какова остающаяся разность между требуемым суммарным тормозным моментом и фактическим рекуперативным тормозным моментом. Соответствующий выявленной разности тормозной момент может затем путем регулирования управляющим клапаном прикладываться к первому колесу. Таким путем обеспечивается согласование тормозных моментов без необходимости приложения для этого дополнительных усилий водителем. Достаточная эффективность рекуперации обеспечивается тем самым при приемлемых затратах.
Настоящее изобретение, однако, не ограничено его использованием только в автомобиле с комбинированным приводом. Так, например, настоящее изобретение позволяет также реализовать распределение тормозных сил в зависимости от поперечного ускорения. При распределении тормозных сил в зависимости от поперечного ускорения тормозная сила распределяется по некоторым колесам автомобиля, предпочтительно по обоим колесам заднего моста, в соответствии с действующей на опорную поверхность силой, возникающей при движении на повороте. Таким путем коэффициент сцепления колес с опорной поверхностью, прежде всего коэффициент сцепления обоих задних колес с опорной поверхностью, можно согласовывать с поперечным ускорением. Тем самым повышается устойчивость автомобиля в процессе торможения при движении на повороте. Для определения прикладываемого к колесу тормозного момента предпочтительно использовать определяемое измерительным устройством или датчиком поперечное ускорение.
Настоящее изобретение может дополнительно использоваться для динамического торможения на повороте. При динамическом торможении на повороте повышают тормозную силу на ближнем к центру поворота колесе по сравнению с тормозной силой на дальнем от центра поворота колесе. Таким путем обеспечивается динамическая управляемость автомобиля.
Помимо этого изобретение может также использоваться для повышения эффективности торможения при движении задним ходом. При этом прежде всего путем повышения тормозной силы на колесах заднего моста происходит лучшее для движения задним ходом распределение тормозных сил. При этом говорят также о распределении тормозных сил при движении задним ходом. Благодаря этому удается значительно повысить устойчивость автомобиля при торможении главным образом при медленном движении задним ходом под уклон.
Из сказанного выше следует, что настоящее изобретение, таким образом, не ограничено его использованием только в автомобилях с комбинированным приводом. Более того, настоящее изобретение равным образом позволяет улучшить тормозные свойства автомобилей иных типов. Для реализации описанных выше возможностей первый контур тормозной системы отсоединяют от главного тормозного цилиндра. После этого с помощью управляющего клапана управляют по меньшей мере одним первым колесным тормозным цилиндром первого контура тормозной системы таким образом, что к по меньшей мере одному первому колесу прикладывается согласованный с фактической дорожной ситуацией тормозной момент.
Помимо этого настоящее изобретение позволяет улучшить чувство педали благодаря отсоединению первого контура тормозной системы от главного тормозного цилиндра, вследствие чего водителю более не требуется непосредственно управлять первым контуром тормозной системы изменением прикладываемого к педали тормоза усилия. Благодаря этому появляется также возможность сократить полный ход педали тормоза. В настоящем изобретении предлагается простая в управлении и требующая меньших затрат тормозная система, которая является альтернативой обычной тормозной системе с электрическим приводом и электронным управлением и которая особенно предпочтительна для применения прежде всего на задне- и полноприводных автомобилях. Однако изобретение может использоваться и в переднеприводных автомобилях с управляемыми "по проводам" колесами переднего моста.
Управляющий клапан выполнен, например, с возможностью установки в закрытое положение, в открытое положение и в по меньшей мере одно промежуточное положение между закрытым и открытым положениями. Управляющий клапан прежде всего может представлять собой непрерывно перемещающийся клапан. Тем самым управляющий клапан в подобном его сравнительно недорогом исполнении обеспечивает управление первым колесным тормозным цилиндром для согласования рекуперативного тормозного момента, для зависящего от поперечного ускорения распределения тормозных сил, для динамического торможения на повороте и/или для повышения тормозной силы на колесах заднего моста.
В одном из предпочтительных вариантов между вторым входом первого контура тормозной системы и управляющим клапаном расположена первая точка разветвления, к которой подсоединен первый колесный тормозной цилиндр таким образом, что отток тормозной жидкости из первого колесного тормозного цилиндра в бачок с тормозной жидкостью происходит в обход управляющего клапана. Поскольку в бачке с тормозной жидкостью обычно преобладает лишь сравнительно низкое внутреннее давление, тормозной жидкости, втекающей в бачок, не противодействует практически никакая сила. Тем самым вышеописанный вариант обеспечивает возможность быстрого снижения тормозного давления в первом колесном тормозном цилиндре. При этом между первой точкой разветвления и первым колесным тормозным цилиндром предпочтительно располагать колесный выпускной клапан, предназначенный для управления оттоком тормозной жидкости из первого колесного тормозного цилиндра в бачок с тормозной жидкостью в обход управляющего клапана.
В следующем предпочтительном варианте выход управляющего клапана и выход разобщительного клапана соединяются во второй точке разветвления, между которой и первым колесным тормозным цилиндром расположен первый колесный впускной клапан, предназначенный для управления притоком тормозной жидкости от второй точки разветвления в первый колесный тормозной цилиндр. Таким путем можно надежно управлять повышением тормозного давления в первом колесном тормозном цилиндре.
В еще одном предпочтительном варианте между вторым входом первого контура тормозной системы и управляющим клапаном расположена третья точка разветвления, с которой со своей стороны всасывания соединен первый насос, который со своей напорной стороны соединен с первым колесным впускным клапаном. Подобный насос используется для повышения давления в тормозной системе с электрическим приводом и электронным управлением.
Предлагаемая в изобретении тормозная система может далее иметь второй контур, который третьим входом соединен с главным тормозным цилиндром и в котором имеются расположенный на втором колесе второй колесный тормозной цилиндр, соединенный с третьим входом таким образом, что возможна дальнейшая передача сигнала давления от главного тормозного цилиндра во второй колесный тормозной цилиндр, и предназначенный для приложения соответствующей сигналу давления силы ко второму колесу, и второй насос. Второй контур тормозной системы при этом в предпочтительном варианте выполнен не отсоединяемым от главного тормозного цилиндра. Тем самым водитель может, воздействуя на элемент для приведения в действие тормозной системы, тормозить путем непосредственного задействования второго контура тормозной системы. В предпочтительном варианте при этом ко второму контуру тормозной системы подсоединен рекуперативный тормоз. Для реакции на желание водителя начать торможение к тормозной системе могут быть подсоединены дополнительные датчики.
В еще одном варианте осуществления изобретения в предлагаемой в нем тормозной системе имеется (электро-)двигатель, который выполнен с возможностью вращения в первом направлении и во втором направлении и который при вращении в первом направлении приводит в действие первый насос и отсоединен от второго насоса, а при вращении во втором направлении приводит в действие первый и второй насосы. Таким путем удается воспрепятствовать автоматическому приведению в действие второго насоса совместно с первым насосом при необходимости его приведения в действие двигателем.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения второй контур тормозной системы выполнен с возможностью переключения между первым и вторым состояниями, в первом из которых приведение в действие второго насоса сопровождается изменением давления во втором колесном тормозном цилиндре и во втором из которых приведение в действие второго насоса сопровождается циркуляцией тормозной жидкости во втором контуре тормозной системы. С этой целью, например, во втором контуре тормозной системы можно предусмотреть обратный клапан между вторым клапаном двойного действия и вторым насосом и расположенный параллельно второму насосу клапан, при закрытии которого второй контур тормозной системы переключается в первое состояние и при открытии которого второй контур тормозной системы переключается во второе состояние. Таким путем обеспечивается еще одна возможность воспрепятствовать нежелательному приведению в действие второго насоса совместно с первым насосом при его приведении в действие двигателем.
Описанные выше преимущества обеспечиваются также соответствующим способом управления тормозной системой.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - схема выполненной по первому варианту тормозной системы,
на фиг.2 - схема выполненной по второму варианту тормозной системы и
на фиг.3 - схема выполненной по третьему варианту тормозной системы.
Описание вариантов осуществления изобретения
Описанная ниже тормозная система может использоваться не только в автомобилях с комбинированным приводом. Более того, такая тормозная система может использоваться и в обычных автомобилях для обеспечения, например, оптимального распределения тормозных сил по колесам автомобиля в процессе торможения при движении на повороте и/или при движении задним ходом.
На фиг.1 показана блок-схема выполненной по первому варианту тормозной системы.
Показанная на фиг.1 тормозная система имеет передний контур 10 для торможения передних колес 12а и 12b и задний контур 14 для торможения задних колес 16а и 16b. Однако тормозная система в показанном на чертеже примере ее выполнения не ограничена подобным группированием колес 12а, 12b, 16а и 16b. Очевидно, что тормозная система в показанном на чертеже примере ее выполнения может использоваться и применительно к варианту, в котором колеса 12а и 12b представляют собой задние колеса автомобиля, а колеса 16а и 16b представляют собой его передние колеса. Колеса 12а и 12b и колеса 16а и 16b могут также представлять собой 2 пары колес, расположенных с двух разных сторон автомобиля или расположенных на автомобиле по диагонали.
Необходимо особо отметить, что показанная на фиг.1 тормозная система не ограничена постоянным количеством колес 12а, 12b, 16а и 16b, равным четырем. Более того, такую тормозную систему можно расширить для управления большим количеством колес. В этом случае подобная тормозная система имеет, например, по меньшей мере два контура, которые соответствуют переднему контуру 10.
В качестве средства для приведения водителем в действие тормозной системы она имеет педаль 18 тормоза. На педали 18 тормоза может быть установлен датчик ее хода, датчик хода мембраны усилителя тормозного привода и/или датчик хода штока. Однако для реакции на желание водителя начать торможение тормозная система вместо педали 18 тормоза или дополнительно к ней может иметь и иной элемент для приведения в действие тормозной системы.
Педаль 18 тормоза через усилитель 20 тормозного привода соединена с главным тормозным цилиндром 22. На главном тормозном цилиндре 22 расположен бачок 24 с тормозной жидкостью, например, бачок с рабочей жидкостью тормозной системы с гидравлическим приводом. Бачок 24 можно заполнять тормозной жидкостью через наливную горловину 26.
Бачок 24 с тормозной жидкостью присоединен к главному тормозному цилиндру 22 таким образом, что тормозная жидкость из главного тормозного цилиндра 22 может перетекать в бачок 24. Равным образом при соответствующем соотношении давлений тормозная жидкость может перетекать из бачка 24 в главный тормозной цилиндр 22.
К главному тормозному цилиндру 22 подсоединены первый подводящий трубопровод 28 первого контура 10 и второй подводящий трубопровод 30 заднего контура 14. Первый подводящий трубопровод 28 проходит между главным тормозным цилиндром 22 и переключающим клапаном 32 высокого давления в переднем контуре 10. К подводящему трубопроводу 28 через точку 33 разветвления дополнительно подсоединен клапан 34 двойного действия. Тем самым выходящий из главного тормозного цилиндра 22 поток тормозной жидкости может по подводящему трубопроводу 28 проходить по выбору через переключающий клапан 32 высокого давления либо через клапан 34 двойного действия в направлении колесных тормозных цилиндров суппортов 36а и 36b дисковых тормозных механизмов колес 12а и 12b.
Параллельно клапану 34 двойного действия расположен обводной трубопровод с обратным клапаном 38. При сбое в работе клапана 34 двойного действия, при каковом сбое прервалось бы гидравлическое соединение между главным тормозным цилиндром 22 и колесными тормозными цилиндрами суппортов 36а и 36b дисковых тормозных механизмов через клапан 34 двойного действия, обратный клапан 38 обеспечивает сохранение гидравлического соединения между главным тормозным цилиндром 22 и колесными тормозными цилиндрами суппортов 36а и 36b дисковых тормозных механизмов. Тем самым управление суппортами 36а и 36b дисковых тормозных механизмов педалью 18 тормоза возможно даже при выходе клапана 34 двойного действия из строя.
К подводящему трубопроводу 28 через точку 39 разветвления подсоединен также датчик 40 давления. Такой датчик 40 давления предназначен для определения давления тормозной жидкости в переднем контуре 10 тормозной системы.
С обращенной от подводящего трубопровода 28 стороны клапана 34 двойного действия проходит трубопровод 42 к колесному впускному клапану 44а, который относится к колесному тормозному цилиндру суппорта 36а дискового тормозного механизма. К трубопроводу 42 через точку 43 разветвления подсоединен также колесный впускной клапан 44b, относящийся к колесному тормозному цилиндру суппорта 36b дискового тормозного механизма. Параллельно колесным впускным клапанам 44а и 44b расположены обводные трубопроводы с обратными клапанами 46а и 46b соответственно.
Помимо этого к трубопроводу 42 через точку 47 разветвления со своей напорной стороны подсоединен насос 48. В предпочтительном варианте насос 48 представляет собой однопоршневой насос. В качестве насоса 48, однако, можно использовать и насос с несколькими поршнями, асимметричный насос или шестеренный насос.
От насоса 48 с его стороны всасывания отходит трубопровод 50, ведущий через обратный клапан 52 к точке 53 разветвления, к которой подсоединены колесные выпускные клапаны 54а и 54b. К трубопроводу 50 через точку 55 разветвления подсоединен также трубопровод 56, ведущий к переключающему клапану 32 высокого давления. Помимо этого с трубопроводом 50 через точку 57 разветвления между обратным клапаном 52 и точкой 53 разветвления соединена аккумулирующая камера 58.
Каждый из колесных выпускных клапанов 54а и 54b относится к соответствующему колесному тормозному цилиндру суппорта 36а или 36b дискового тормозного механизма. Для этого каждый из колесных выпускных клапанов 54а и 54b соответствующим трубопроводом 59а или 59b соединен с одним из колесных тормозных цилиндров суппорта 36а или 36b дискового тормозного механизма. С соответствующим трубопроводом 59а или 59b через соответствующую точку разветвления также соединен каждый колесный впускной клапан 44а и 44b, относящийся к соответствующему суппорту 36а или 36b дискового тормозного механизма.
Клапаны 32, 34, 46а, 46b, 54a и 54b переднего контура 10 тормозной системы могут быть выполнены в виде гидроклапанов (гидроаппаратов). В предпочтительном варианте клапан 34 двойного действия и колесные впускные клапаны 44а и 44b выполнены в виде нормально открытых, т.е. открытых в обесточенном состоянии, клапанов, а переключающий клапан 32 высокого давления и колесные выпускные клапаны 54a и 54b выполнены в виде нормально закрытых, т.е. закрытых в обесточенном состоянии, клапанов. Тем самым при работе тормозной системы 10 в нормальном режиме торможения надежно обеспечивается требуемое водителю повышение давления в колесных тормозных цилиндрах суппортов 36а и 36b дисковых тормозных механизмов. Соответственно повышенное давление в колесных тормозных цилиндрах суппортов 36а и 36b дисковых тормозных механизмов может также быстро снижаться. В соответствии с этим передний контур 10 тормозной системы соответствует стандартной гидросистеме ESP-системы (электронной системы стабилизации курсовой устойчивости автомобиля).
Подводящий трубопровод 30 соединяет главный тормозной цилиндр 22 с разобщительным клапаном 60 заднего контура 14 тормозной системы. В отличие от клапана 34 двойного действия в переднем контуре 10 тормозной системы параллельно разобщительному клапану 60 в заднем контуре 14 отсутствует обводной трубопровод с обратным клапаном. Помимо этого подводящий трубопровод 30 не имеет точки разветвления, в которой другой компонент заднего контура 14 тормозной системы был бы соединен с подводящим трубопроводом 30. Тем самым задний контур 14 тормозной системы выполнен таким образом, что при закрытии разобщительного клапана 60 задний контур 14 тормозной системы отсоединяется от главного тормозного цилиндра 22. При закрытом разобщительном клапане 60 прохождение тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра 22 к суппортам 62а и 62b дисковых тормозных механизмов более невозможно. Тем самым наличие разобщительного клапана 60 позволяет в ситуации, в которой в этом возникает необходимость, отсоединять задний контур 14 с суппортами 62а и 62b дисковых тормозных механизмов колес 16а и 16b от главного тормозного цилиндра 22 (и педали 18 тормоза).
Задний контур 14 тормозной системы имеет регулирующий давление клапан 64 (модулятор давления), который помимо своих закрытого и открытого положений может также устанавливаться в находящееся между ними промежуточное положение. В этом своем промежуточном положении регулирующий давление клапан 64 открыт только частично. В предпочтительном варианте регулирующий давление клапан 64 представляет собой непрерывно перемещающийся (изменяющий свое положение), нормально закрытый клапан. Подобный клапан можно также назвать PCV-клапаном (от англ. "pressure control valve", клапан-регулятор давления). В отличие от этого в переднем контуре 10 тормозной системы можно использовать недорогой переключающий клапан 32 высокого давления, который может устанавливаться либо только в открытое, либо только в закрытое положение.
Помимо этого регулирующий давление клапан 64 через точку 65 разветвления подсоединен к трубопроводу 66, ведущему к бачку 24 с тормозной жидкостью. Благодаря непосредственному соединению регулирующего давление клапана 64 с бачком 24 с тормозной жидкостью может быстрее снижаться повышенное тормозное давление, созданное в заднем контуре 14 тормозной системы.
В переднем контуре 10 тормозной системы снижение повышенного тормозного давления может происходить в результате заполнения аккумулирующей камеры 58 тормозной жидкостью. При этом необходимо создание минимального усилия, которое по величине достаточно для вдавливания тормозной жидкости в аккумулирующую камеру 58 против преобладающего в ней давления. Таким путем замедляется снижение тормозного давления в переднем контуре 10 тормозной системы. При "нормальном" торможении снижение давления происходит через клапаны 44а/46а, соответственно 44b/46b. Снижение же давления через колесные выпускные клапаны 54а и 54b с перетеканием тормозной жидкости в аккумулирующую камеру 58 происходит лишь при регулировании тормозных сил, например, при срабатывании антиблокировочной системы (АБС-системы).
Давление, которое противодействует втеканию тормозной жидкости в бачок 24, ниже преобладающего в аккумулирующей камере 58 давления. По этой причине часть тормозной жидкости может сравнительно быстро перетекать из заднего контура 14 тормозной системы в бачок 24.
Трубопровод 66 соединяет бачок 24 также с точкой 67 разветвления, с которой соединены два колесных выпускных клапана 68а и 68b. Каждый из этих колесных выпускных клапанов 68а и 68b относится к соответствующему колесному тормозному цилиндру суппорта 62а или 62b дискового тормозного механизма.
Параллельно регулирующему давление клапану 64 расположен присоединенный через точку 69 разветвления насос 70. Такой насос 70 может представлять собой однопоршневой насос, насос с несколькими поршнями, асимметричный насос или шестеренный насос. К насосу 70 с его напорной стороны через точку 71а разветвления подсоединен трубопровод 72, который в точке 71b разветвления соединен с трубопроводом 74, ведущим от разобщительного клапана 60 к колесному впускному клапану 76b.
С трубопроводом 74 через точку 75 разветвления соединен второй колесный впускной клапан 76а заднего контура 14 тормозной системы. Параллельно колесным впускным клапанам 76а и 76b расположены обводные трубопроводы с обратными клапанами 78а и 78b. Каждый из колесных впускных клапанов 76а и 76b соответствующим трубопроводом 80а или 80b соединен с одним из колесных тормозных цилиндров одного из суппортов 62а и 62b дисковых тормозных механизмов. Каждый из колесных выпускных клапанов 68а и 68b через соответствующую точку 82а или 82b разветвления соединен с соответствующим трубопроводом 80а или 80b.
Оба насоса 48 и 70 имеют общий вал, приводимый во вращение двигателем 84. В одном из связанных с минимальными затратами варианте двигатель 84 может быть рассчитан на вращение только в одном направлении.
Резюмируя сказанное выше, можно констатировать, что регулирующий давление клапан 64 совместно с насосом 70 с его стороны всасывания (впускной стороны) и выпускными клапанами 68а и 68b с их напорной стороны (вторичной стороны) непосредственно соединен с бачком 24 с тормозной жидкостью. Тем самым через регулирующий давление клапан 64 возможна настройка требуемого тормозного давления в колесных тормозных цилиндрах суппортов 62а и 62b дисковых тормозных механизмов колес 16а и 16b.
Клапаны 60, 64, 68а, 68b, 76а и 76b представляют собой гидроклапаны. В одном из предпочтительных вариантов разобщительный клапан 60 и колесные впускные клапаны 76а и 76b представляют собой нормально открытые клапаны. В этом случае регулирующий давление клапан 64 и колесные выпускные клапаны 68а и 68b предпочтительно выполнять в виде нормально закрытых клапанов.
Ниже рассмотрен предпочтительный способ управления работой заднего контура 14 тормозной системы.
В отсутствие торможения клапаны 60, 64, 68а, 68b, 78а и 78b заднего контура 14 тормозной системы обесточены. В соответствии с этим разобщительный клапан 60 в обесточенном состоянии открыт и тем самым гидравлически соединяет между собой главный тормозной цилиндр 22 и задний контур 14 тормозной системы или главный тормозной цилиндр 22 и колесные тормозные цилиндры суппортов 62а и 62b дисковых тормозных механизмов.
Обычно токовый сигнал на клапаны 60, 64, 68а, 68b, 78а и 78b подается (не показанной на чертеже) системой управления тормозной системой только в ситуациях, когда водитель нажимает на педаль 18 тормоза или задействует иной элемент приведения в действие тормозной системы. По поступившему токовому сигналу запитанный разобщительный клапан 60 закрывается, в результате чего главный тормозной цилиндр 22 отсоединяется от заднего контура 14 тормозной системы. При наличии такой ситуации торможение нажимающим на педаль 18 тормоза водителем осуществляется лишь посредством переднего контура 10 тормозной системы.
Одновременно с этим существует возможность определять при нажатии водителем на педаль 18 тормоза с помощью пригодной для этой цели сенсорики, какой суммарный тормозной момент на колесах 12а, 12b, 16а и 16b оптимален с учетом фактической дорожной ситуации. После этого определяется тормозное давление, фактически преобладающее в контуре привода тормозных механизмов колес 12а и 12b. Затем блок обработки может вычислить разность между требуемым суммарным тормозным моментом и приложенным к колесам 12а и 12b тормозным моментом. Вычисленная разность между тормозными моментами может затем активно настраиваться на колесах 16а и 16b с помощью насоса 70 и регулирующего давление клапана 64 с тем, чтобы оптимально реализовать требуемую водителю интенсивность торможения.
При необходимости снизить повышенное тормозное давление, созданное в заднем контуре 14 тормозной системы, регулирующий давление клапан 64 открывается на величину, соответствующую снижающейся интенсивности торможения. При этом часть тормозной жидкости может через регулирующий давление клапан 64 быстро перетекать из заднего контура 14 тормозной системы обратно в бачок 24.
Ниже в качестве примера рассмотрена возможность использования показанной на фиг.1 тормозной системы для рекуперативного торможения. Для этого, например, задний контур 14 тормозной системы подсоединен к электродвигателю, который в процессе рекуперативного торможения работает в режиме генератора. Тем самым в процессе рекуперативного торможения на колеса 16а и 16b воздействует не постоянный тормозной момент генератора.
С помощью пригодной для этого сенсорики можно определять, какой суммарный тормозной момент требуется водителю. Равным образом можно определять и прикладываемые к колесам 12а и 12b со стороны обычного фрикционного тормоза и прикладываемые к колесам 16а и 16b со стороны рекуперативного тормоза тормозные моменты. Затем блок обработки может вычислить разность между требуемым водителю суммарным тормозным моментом и приложенными к колесам 12а, 12b, 16а и 16b тормозными моментами. После этого вычисленная разность между тормозными моментами настраивается на колесах 16а и 16b в соответствии с описанным выше способом. Рассмотренный в данном случае комбинированный согласующий процесс остается практически незаметным для водителя и поэтому не ухудшает также комфортабельность езды.
В одном из предпочтительных вариантов тормозное давление в заднем контуре тормозной системы может регулироваться путем управления регулирующим давление клапаном 64 по величине ΔР (по величине разности давлений). В другом варианте с этой целью можно также использовать регулирование тормозного давления в заднем контуре тормозной системы. Для этого в зоне по меньшей мере одного из колес 16а или 16b и/или в контуре привода тормозных механизмов задних колес расположен по меньшей мере один датчик давления.
В своем исходном состоянии все клапаны 60, 64, 68а, 68b, 78a и 78b обесточены. При неисправности по меньшей мере одного из обоих колесных выпускных клапанов 68а и 68b и/или регулирующего давление клапана 64 поток тормозной жидкости может непосредственно втекать в бачок 24. Во избежание полного отказа суппортов 62а и 62b дисковых тормозных механизмов существует возможность контролировать функцию возврата указанных клапанов в исходное состояние. При этом можно, например, контролировать градиент тормозного давления в контуре привода тормозных механизмов колес 16а и 16b. Соответственно можно также контролировать герметичность заднего контура 14 тормозной системы.
Выше рассмотрен процесс рекуперативного торможения с использованием тормозной системы с подсоединенным к ее заднему контуру 14 генератором. Очевидно, что аналогичный процесс можно также выполнять с подсоединенным к переднему контуру 10 тормозной системы генератором.
Описанный выше способ позволяет также настраивать оптимальное распределение тормозных сил по колесам автомобиля в процессе торможения при движении на повороте и/или при движении задним ходом. Примерами этого служат уже указанное выше зависящее от поперечного ускорения распределение тормозных сил, динамическое торможение на повороте и/или повышение тормозной силы на задних колесах в процессе торможения при движении задним ходом.
На фиг.2 показана схема выполненной по второму варианту тормозной системы.
Показанная на фиг.2 тормозная система имеет уже описанные выше компоненты 10-82 тормозной системы, показанной на фиг.1. Однако в отличие от показанной на фиг.1 тормозной системы тормозная система в показанном на фиг.2 варианте ее выполнения имеет двигатель 100, который может вращаться в первом и в противоположном ему втором направлениях. Тем самым цепь тока такого двигателя 100 выполнена таким образом, что он может вращаться в прямом и обратном направлениях. Между двигателем 100 и насосом 48 переднего контура 10 тормозной системы дополнительно установлена обгонная муфта. Такая обгонная муфта выключается сразу же после того, как двигатель 100 начинает вращаться в своем первом направлении.
В ситуации, в которой тормозное давление должно повышаться только в контуре привода тормозных механизмов колес 16а и 16b, двигатель 100 работает в режиме вращения в своем первом направлении, предпочтительно в обратном направлении. При вращении двигателя в этом направлении обгонная муфта выключается, разрывая механическую связь между двигателем 100 и насосом 48 переднего контура 10 тормозной системы. По этой причине при работе двигателя 100 в режиме вращения в своем первом направлении им приводится только насос 70 заднего контура 14 тормозной системы.
Таким путем предотвращается принудительная работа насоса 48 совместно с насосом 70 несмотря на то, что оба насоса 48 и 70 имеют общий вал и имеют привод от одного и того же двигателя 100. Тем самым исключается не нужная объемная подача тормозной жидкости в переднем контуре 10 тормозной системы вследствие принудительного совместного приведения в действие насоса 48. Обычно такая не нужная объемная подача тормозной жидкости в переднем контуре 10 тормозной системы сопровождается вибрацией педали тормоза и/или процессами выравнивания давления. Исключение принудительного совместного приведения в действие насоса 48 позволяет тем самым повысить комфортабельность езды.
При необходимости же приведения в действие обоих насосов 48 и 70 двигатель 100 приводиться во вращение в своем втором направлении, предпочтительно в прямом направлении. Тем самым при вращении двигателя 100 в его втором направлении оба насоса 48 и 70 приводятся во вращение с одинаковой частотой. Благодаря этому обеспечивается возможность 2-контурного повышения давления и/или, например, возможность регулирования тормозных сил АБС-системой.
На фиг.3 показана схема выполненной по третьему варианту тормозной системы. Выполненная по этому варианту тормозная система наиболее пригодна для регулирования тормозных сил АБС-системой.
Показанная на фиг.3 тормозная система имеет уже описанные выше компоненты 10-84 тормозной системы, показанной на фиг.1. В отличие от показанной на фиг.1 тормозной системы тормозная система в показанном на фиг.3 варианте ее выполнения имеет также клапан 110 и обратный клапан 112.
Клапан 110 через точку 111 разветвления подсоединен к трубопроводу 114, ведущему от трубопровода 42 ко входу насоса 48. Помимо этого клапан 110 через точку 113 разветвления подсоединен к трубопроводу 56. Благодаря дополнению переднего контура 10 тормозной системы клапаном 110 через него напорная сторона (выходная сторона) насоса 48 соединяется с его же стороной всасывания (входной стороной). Обратный клапан 112 встроен в трубопровод 114.
Клапан 110 открывается в ситуации, в которой требуется повысить тормозное давление только в контуре привода тормозных механизмов колес 16а и 16b. В результате насос 48, который приводится в действие двигателем 84 совместно с насосом 70, перекачивает тормозную жидкость только по кругу (замкнутому контуру) и не допускает тем самым повышение тормозного давления в контуре привода тормозных механизмов колес 12а и 12b. Обратный клапан 112 при этом не допускает вибрацию педали тормоза, каковая вибрация в противном случае ощущалась бы водителем. Таким путем удается минимизировать или полностью предотвратить вибрацию педали тормоза несмотря на принудительную одновременную работу насоса 48 совместно с насосом 70.
При необходимости же повышения тормозного давления в контурах привода тормозных механизмов всех колес 12а, 12b, 16а и 16b на клапан 110 не подается управляющий сигнал, и он остается закрытым. В этом случае работа двигателя 84 с приведением им в действие обоих насосов 48 и 70 сопровождается повышением давления в обоих контурах 10 и 14 тормозной системы.