БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ
BRAKING SYSTEM CONTROL UNIT

Изобретение относится к блоку управления тормозной системой согласно ограничительной части п.1 формулы, а также к тормозной системе, имеющей такой блок управления тормозной системой.
Из патента DE 102010040097 А1 известна тормозная система для автомобилей, включающая педаль тормоза для приведения в действие устройства разъединения педали с главным тормозным цилиндром, электрогидравлическое устройство обеспечения давления, выполненное в виде гидравлической системы цилиндра с поршнем, в которой поршень приводится в действие от электромотора с промежуточным включением вращательно-передаточного механизма, и модулятор давления, который имеет для каждого колесного тормозного механизма по впускному клапану, а также выпускному клапану для регулирования давления в системе тормозного привода для каждого колеса. При этом тормозная система имеет блочное построение, т.е. в первом блоке расположен главный тормозной цилиндр, во втором блоке - устройство обеспечения давления, а в третьем блоке - клапаны для регулирования давления в системе тормозного привода, а также клапаны для разъединения или соединения колесных тормозных механизмов с главным тормозным цилиндром или устройством обеспечения давления. При этом все блоки выполнены как самостоятельные узлы. В тормозной системе ось электромотора, продольная ось устройства обеспечения давления и продольная ось главного тормозного цилиндра проходят параллельно друг другу.
Задачей предложенного изобретения является создание для автомобилей компактного блока управления для тормозной системы с электрическим управлением по типу «торможение по проводам».
Эта задача решается согласно изобретению с помощью блока управления тормозной системой по п.1 формулы.
Замысел изобретения заключается в том, чтобы первую систему цилиндра с поршнем, приводимую в действие водителем автомобиля, устройство обеспечения давления и клапанную систему разместить в одном корпусе, причем ось электромотора устройства обеспечения давления проходит по существу перпендикулярно продольной оси первой системы цилиндра с поршнем.
Преимущество изобретения заключается в компактном размещении управления тормозом и регулирования давления в системе тормозного привода в одном блоке. Тем самым возможны экономия за счет уменьшения шасси, простое изготовление и хорошее подключение электрических и гидравлических связей. Кроме того, за счет ортогонального расположения получается в целом ограниченная длина блока управления тормозной системой, которая выгодна для хороших качеств в ситуации аварийного отказа системы, так что снижается риск травмирования водителя транспортного средства. Компактное, сведенное воедино расположение способствует также лучшим возможностям адаптации блока управления тормозной системой к различным конструктивным оформлениям автомобилей.
Предпочтительно продольная ось второй системы цилиндра с поршнем устройства обеспечения давления так же проходит по существу перпендикулярно продольной оси первой системы цилиндра с поршнем. Благодаря этому можно добиться того, чтобы удлинение корпуса в направлении движения (направление продольной оси первой системы цилиндра с поршнем) определялось, по существу, за счет наименьшей длины первой системы цилиндра с поршнем и существенно ее не превышала. Особенно предпочтительно, если оси электромотора и второй системы цилиндра с поршнем находятся на одной прямой. В таком случае не нужен еще один передаточный механизм помимо вращательно-передаточного механизма устройства обеспечения давления.
Согласно усовершенствованному варианту изобретения блок управления тормозной системой имеет моделирующий прибор, который в режиме электрического управления тормозной системой «сообщает» водителю о благоприятном ощущении педали тормоза, причем этот моделирующий прибор расположен, по меньшей мере, частично в корпусе. Продольная ось прибора моделирования ощущения педали тормоза проходит, по существу, перпендикулярно продольной оси второй системы цилиндра с поршнем для сохранения компактной конструкции. Особенно предпочтительно, если прибор моделирования ощущения педали тормоза выполнен гидравлическим и имеет третью систему цилиндра с поршнем, по меньшей мере, с одним поршнем для моделирования. Выгодным образом прибор моделирования ощущения педали тормоза можно подключить или отключить с помощью деблокирующего клапана.
Гидравлические присоединительные элементы блока управления тормозной системой расположены предпочтительно на той же боковой стороне корпуса блока управления тормозной системой, на которой находится электромотор. Благодаря расположению гидравлических присоединений и электромотора перпендикулярно продольной оси первой системы цилиндра с поршнем требуется меньше места для блока управления тормозной системой в направлении движения.
Согласно предпочтительной форме выполнения заявленного блока управления тормозной системой он содержит устройство определения хода педали тормоза, которое размещено так же, по меньшей мере, частично в корпусе. Особенно предпочтительно это устройство определения хода педали тормоза выполнено в виде датчика перемещения, регистрирующего ход исполнительного поршня.
Предпочтительно блок управления тормозной системой содержит датчик давления, регистрирующий давление первой системы цилиндра с поршнем, а также другой датчик давления, регистрирующий давление в устройстве обеспечения давления, причем датчики давления размещены в корпусе так же, по меньшей мере, частично.
Электромотор укреплен предпочтительно на первой боковой стороне корпуса, причем ось электромотора проходит по существу перпендикулярно первой боковой стороне. Первая боковая сторона расположена, следовательно, почти параллельно продольной оси первой системы цилиндра с поршнем. Величина первой боковой стороны предпочтительно такова, что электромотор или его сторона крепления может быть полностью изолирована на первой боковой стороне корпуса. Так как гидравлические присоединительные элементы блока управления тормозной системой для минимизации необходимой потребности в площади для блока управления тормозной системой расположены предпочтительно на той же боковой стороне корпуса блока управления тормозной системой, что и электромотор, то гидравлические присоединительные элементы, например, для подключения колесных тормозных механизмов находятся преимущественно на первой боковой стороне.
Согласно предпочтительной форме выполнения заявленного блока управления тормозной системой система клапанов расположена на второй боковой стороне корпуса напротив электромотора.
Предпочтительно на второй боковой стороне находится и устройство определения хода педали тормоза и/или датчики давления.
Предпочтительно предусмотрен электронный блок управления и регулирования с корпусом прибора управления, который расположен на второй боковой стороне напротив электромотора, для обеспечения простого электрического или магнитного соединения между системой клапанов и/или устройством определения хода педали тормоза и/или датчиками давления и электронным блоком управления и регулирования. Поэтому корпус прибора управления закрывает особенно предпочтительно, по меньшей мере, одну часть системы клапанов и/или устройства определения хода педали тормоза и/или датчиков давления. Корпус прибора управления выходит предпочтительно, по меньшей мере, в одном направлении за пределы второй боковой стороны корпуса для возможности экономного размещения электрического присоединительного элемента.
Электронный блок управления и регулирования служит предпочтительно для управления устройством обеспечения давления и системой клапанов, для чего в электронный блок управления и регулирования поступают особенно предпочтительно выходные сигналы датчиков давления и устройства определения хода педали тормоза.
Электрические соединения между устройством обеспечения давления, в частности электромотором, и электронным блоком управления и регулирования проходят предпочтительно через корпус.
Согласно предпочтительной форме выполнения заявленного блока управления тормозной системой на корпусе прибора управления расположен, преимущественно отлит под давлением, по меньшей мере, один электрический присоединительный элемент, который находится рядом с третьей боковой стороной корпуса, находящейся напротив толкающей штанги. Такое расположение присоединительного элемента экономит место и дает возможность электрического подключения, например, через штекерный разъем, параллельно третьей боковой стороне, т.е. в направлении движения перед корпусом. Особенно предпочтительно электрический присоединительный элемент проходит параллельно оси электромотора, так как в этом направлении благодаря электромотору имеется достаточно хороший доступ к блоку управления тормозной системой.
Предпочтительно непосредственно на четвертой боковой стороне корпуса закреплена емкость с запасом рабочей среды, находящаяся под давлением атмосферы. Альтернативно на четвертой боковой стороне корпуса предусмотрено гидравлическое присоединение для емкости с запасом рабочей среды, находящейся под давлением атмосферы.
Согласно следующему усовершенствованному варианту выполнения изобретения на корпусе прибора управления расположен другой электрический присоединительный элемент, который предназначен особенно предпочтительно для обеспечения электроэнергией электронного блока управления и регулирования, причем этот присоединительный элемент проходит между корпусом и емкостью с запасом рабочей среды. Присоединительный элемент проходит таким образом, преимущественно рядом с четвертой боковой стороной корпуса. Такое расположение присоединительного элемента экономит место, и он защищен корпусом и емкостью с запасом рабочей среды. Чтобы получить еще меньший по размеру блок управления тормозной системой, в корпусе и/или емкости с запасом рабочей среды предусмотрена выемка для проведения присоединительного элемента. Особенно предпочтительно, если другой электрический присоединительный элемент проходит также параллельно оси электромотора. Альтернативно может быть предпочтительным, если другой присоединительный элемент проходит через корпус или через емкость с запасом рабочей среды.
Для того чтобы размер блока управления тормозной системой в направлении перпендикулярно продольной оси первой системы цилиндра с поршнем сохранить как можно меньшим, по меньшей мере, часть второй системы цилиндра с поршнем устройства обеспечения давления выступает из корпуса. Особенно предпочтительно, если выступающая часть второй системы цилиндра с поршнем укрыта корпусом прибора управления или проходит через корпус прибора управления, за счет чего снова сокращается необходимое общее установочное пространство.
Для простой установки блока управления тормозной системой на автомобиле корпус блока управления тормозной системой имеет предпочтительно на своей боковой поверхности на стороне толкающей штанги крепежный элемент, преимущественно фиксирующую пластину, с помощью которой корпус можно крепить механическим способом на щитке передка автомобиля.
Изобретение относится также к тормозной системе, имеющей заявленный блок управления тормозной системой. Предпочтительно блок управления тормозной системой применяется в тормозной системе для автомобилей, управляемых в режиме «торможения по проводам» как самим водителем, так и независимо от водителя, преимущественно эксплуатируемых в режиме электрического управления тормозной системой и, по меньшей мере, в режиме отжима, когда возможно приведение в действие только водителем автомобиля.
Другие предпочтительные формы выполнения изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и представлены в последующем описании со ссылками на чертежи.
Фиг.1 - первый пример выполнения заявленного блока управления тормозной системой в первом изображении.
Фиг.2 - первый пример выполнения фиг.1 во втором изображении ортогонально первому изображению
Фиг.3 - второй пример выполнения заявленного блока управления тормозной системой из первого изображения.
Фиг.4 - второй пример выполнения фиг.3 из второго изображения ортогонально первому изображению.
На фиг.1 и 2 схематично представлен первый пример выполнения заявленного блока управления тормозной системой для тормозной системы автомобиля типа «торможения по проводам». Блок управления тормозной системой 1 имеет гидравлическую систему цилиндра с поршнем 3, приводимую в действие водителем автомобиля с помощью толкающей штанги (педальной штанги) 2 и имеющую исполнительный поршень (не представлен), установленный в корпусе 10 блока управления тормозной системой с возможностью перемещения вдоль продольной оси 30 первой системы цилиндра с поршнем и ограничивающий гидравлическую камеру сжатия, к которой с помощью гидравлических соединений подключаются не представленные здесь колесные тормозные механизмы тормозной системы автомобиля. Система цилиндра с поршнем 3 представляет собой, например, двухполостный главный цилиндр. Система цилиндра с поршнем 3 служит, например, для нагружения давлением колесных тормозных механизмов с помощью водителя в режиме отжима тормозной системы, когда колесные тормозные механизмы имеют гидравлическое соединение с камерой сжатия системы цилиндра с поршнем 3. Продольная ось 30 проходит, по существу, параллельно направлению движения X автомобиля.
По меньшей мере, частично внутри корпуса 10 расположено электрически управляемое устройство обеспечения давления 6, которое выполнено в виде второй гидравлической системы цилиндра с поршнем 12, в которой поршень может перемещаться при помощи электромотора 7 посредством вращательно-передаточного механизма 9 вдоль продольной оси 31 второй системы цилиндра с поршнем 12. В режиме «торможения по проводам» тормозной системы колесные тормозные механизмы можно приводить в действие за счет давления в устройстве обеспечения давления 6. Для этого электромотором 7 можно управлять в соответствии с приведением в действие педали тормоза. Электромеханический исполнительный орган, состоящий из электромотора 7 и вращательно-передаточного механизма 9, обеспечивает линейное движение поршня второй системы цилиндра с поршнем 12. Механизм 9 выполнен, например, в виде шарико-винтовой передачи или ролико-винтовой передачи.
Кроме того, в корпусе 10 расположена, по меньшей мере, частично система клапанов 4, которая содержит несколько клапанов 41, 42, 43 и с помощью которой можно регулировать давление в тормозной системе индивидуально для каждого колеса, а колесные тормозные механизмы выполнены с возможностью разъединения с первой системой цилиндра с поршнем 3 или с возможностью соединения с ней или с возможностью разъединения с устройством обеспечения давления 6 или соединения с ним.
Первая система цилиндра с поршнем 3, система клапанов 4 и устройство обеспечения давления 6 находятся полностью или, по меньшей мере, частично внутри единственного общего корпуса 10, причем ось 33 электромотора 7 устройства обеспечения давления 6 расположена перпендикулярно или примерно перпендикулярно продольной оси 30 первой системы цилиндра с поршнем 3.
Электромотор 7 укреплен прямо на боковой стороне 20 корпуса 10 на корпусе 10. Минимальная величина боковой стороны 20 такова, что крепежная торцевая сторона электромотора 7 может быть полностью изолирована на корпусе 10.
Ось 31 второй системы цилиндра с поршнем 12 также проходит ортогонально или примерно ортогонально продольной оси 30 первой системы цилиндра с поршнем 3, т.е. в направлении Y. Например, ось 33 электромотора 7 и ось 31 второй системы цилиндра с поршнем находятся на одной прямой.
Блок управления тормозной системой 1 содержит, кроме того, электронный блок управления и регулирования 5 (ECU) с корпусом прибора управления 11 и емкость с запасом рабочей среды (емкость с тормозной жидкостью для гидравлических тормозов) 8.
Емкость с запасом рабочей среды 8 можно укрепить непосредственно на корпусе 10. Альтернативно на корпусе 10 можно расположить, по меньшей мере, одно присоединение для емкости с запасом рабочей среды 8. Емкость с запасом рабочей среды 8 или присоединения для емкости с запасом рабочей среды 8 расположены преимущественно на верхней боковой стороне 24 (в направлении Z над боковыми сторонами 20, 21, 22, 23) корпуса 10.
Электронный блок управления и регулирования 5 служит для управления устройством обеспечения давления 6 и системой клапанов 4 и расположено на боковой стороне 21 корпуса 10 напротив электромотора 7. Электрические соединения между электромотором 7 и блоком управления и регулирования 5, например, для управления электромотором или для передачи (сенсорных) сигналов, проходят для защиты электрических соединений преимущественно через корпус 10.
Система клапанов 4 расположена преимущественно так же на противоположной относительно электромотора 7 стороне 21 корпуса 10, так что между системой клапанов 4 и блоком управления и регулирования 5 возможно простое электрическое или магнитное соединение. Вся система клапанов 4 или, по меньшей мере, только часть ее закрыта корпусом прибора управления 11.
Для определения срабатывания педали тормоза блок управления тормозной системой 1 имеет датчик скорости (устройство определения хода педали тормоза) 15 (например, датчик скорости или датчик положения) для определения срабатывания педали тормоза или толкающей штанги 2 или первой системы цилиндра с поршнем 3. Датчик скорости 15 размещен полностью и частично в корпусе 10 и находится на боковой стороне 21 корпуса 10. Таким образом, возможно простое электрическое или магнитное соединение между датчиком скорости 15 и блоком управления и регулирования 5. Датчик скорости 15 закрыт, например, корпусом прибора управления 11.
Кроме того, в корпусе 10 находится группа датчиков давления (не представлено). Она имеет, например, по меньшей мере, один датчик давления для регистрации давления в первой системе цилиндра с поршнем 3, а также датчик давления для регистрации давления в устройстве обеспечения давления 6. Дополнительно могут присутствовать и другие датчики давления для регистрации давления в контуре тормозного привода или в колесных тормозных механизмах. Преимущественно датчики давления расположены параллельно между клапанами 41, 42, 43 системы клапанов 4. Кроме того, датчики давления закрыты преимущественно корпусом прибора управления 11.
Блок управления тормозной системой 1 содержит, кроме того, датчики скорости (например, датчик скорости или датчик положения или датчик углового положения - не представлено) для регистрации положения/позиции электромотора 7 или поршня второй системы цилиндра с поршнем 12. Например, предусмотрен датчик положения вращения, служащий для определения положения вращения электромотора 7. Эти датчики полностью или частично находятся в корпусе 10 и расположены на боковой стороне 21 корпуса 10. Преимущественно датчики закрыты корпусом прибора управления 11.
В блок управления и регулирования 5 поступают выходные сигналы датчиков давления, устройства определения хода педали тормоза 15 и датчика положения вращения.
Корпус 10 имеет для механического крепления на щитке передка, например, на боковой поверхности 22 корпуса 10, находящейся на стороне толкающей штанги, адаптерную пластину (здесь не представлена). Первая система цилиндра с поршнем 3, проходящая внутри корпуса 10 в направлении движения X, проходит, таким образом, в собранном состоянии блока управления тормозной системой 1 ортогонально или примерно ортогонально к щитку передка автомобиля.
Например, часть системы цилиндра с поршнем 12 устройства обеспечения давления 6 выступает из корпуса 10 и закрыта корпусом прибора управления 11, благодаря чему получается еще меньшее установочное пространство. Система цилиндра с поршнем 12 может проходить также сквозь корпус прибора управления 11.
Гидравлические присоединения 14 блока управления тормозной системой 1, например, для соединения с колесными тормозными механизмами, находятся на боковой стороне 20 корпуса, на которой также находится электромотор 7. Гидравлические присоединения 14 не требуют, таким образом, увеличения пространства для установки блока управления тормозной системой в направлении Y.
Электронный блок управления и регулирования 5 с его корпусом прибора управления 11 находится на боковой стороне 21 корпуса 10. При этом корпус прибора управления 11 выходит, например, в направлении X за боковую сторону 21.
На блоке управления и регулирования 5 или на его корпусе 11 расположены, например, отлиты под давлением, один или несколько электрических присоединительных элементов 17, 18. Присоединительные элементы выполнены, например, в виде гнезд подключения 17, 18 для приема соответствующих штепсельных элементов. Электрические присоединительные элементы 17, 18 находятся, например, в области корпуса прибора управления 11, возвышающейся над боковой стороной 21. Электрический штекер 17 служит, например, для подключения канала передачи данных или соединения шин для передачи сигналов в другой прибор управления или для соединения с CAN-шиной. Присоединительный элемент 18 подходит, например, для снабжения электрическим током блока управления и регулирования 5.
Присоединительные элементы 17, 18 можно, например, вставить (в направлении движения X) перед корпусом 10 сбоку в соответствующий выступающий корпус 11 блока управления 5. Вставление присоединительных элементов 17, 18 происходит в направлении параллельно оси электромотора 33 (направление Y). Присоединительные элементы 17, 18 расположены, таким образом, рядом с боковой стороной 23 и под емкостью с тормозной жидкостью 8, а направление вставления параллельно боковой стороне 23 (в направлении наблюдателя на фиг.2).
Блок управления тормозной системой 1 содержит преимущественно прибор моделирования ощущения педали тормоза 16, который в режиме «торможения по проводам» «сообщает» водителю о благоприятном ощущении педали тормоза. Моделирующий прибор 16 расположен полностью или частично внутри корпуса 10. Альтернативно моделирующий прибор 16 может быть выполнен в виде самостоятельного блока, насаживаемого на корпус 10. Продольная ось 32 прибора моделирования ощущения педали тормоза 16 проходит, например, по существу перпендикулярно продольной оси 31 второй системы цилиндра с поршнем 12 и параллельно продольной оси 30 первой системы цилиндра с поршнем 3.
Преимущественно прибор моделирования ощущения педали тормоза 16 гидравлический и имеет, по меньшей мере, один поршень для моделирования, перемещающийся в цилиндре. Например, прибор моделирования ощущения педали тормоза 16 имеет, по меньшей мере, один поршень для моделирования, одну гидравлическую камеру для моделирования, соединенную или соединяемую с камерой сжатия первой системы цилиндра с поршнем 3, и один упругий элемент (например, пружину).
Выгодным образом прибор моделирования ощущения педали тормоза 16 можно подключать или отключать с помощью моделирующего деблокирующего клапана.
В результате размещения системы цилиндра с поршнем 3, устройства обеспечения давления 6, системы клапанов 4, блока управления и регулирования 5, гидравлических присоединений 14 и электрических присоединительных элементов 17, 18 определена максимальная протяженность корпуса 10 в направлении движения (направление X) по существу за счет минимальной длины системы цилиндра с поршнем 3.
/
На фиг.3 и 4 представлены схемы второго примера выполнения заявленного блока управления тормозной системой. Второй пример выполнения соответствует, в основном, первому примеру выполнения. Так, блок управления тормозной системой 1 содержит первую систему цилиндра с поршнем 3, например, двухполостный главный цилиндр, приводимый в действие от толкающей штанги 2, систему клапанов 4, включающую в себя несколько клапанов 41, 42, 43, электрически управляемое устройство обеспечения давления 6, имеющее вторую систему цилиндра с поршнем 12, электромотор 7 и вращательно-передаточный механизм 9, электронный блок управления и регулирования 5, прибор моделирования ощущения педали тормоза 16, а также емкость с запасом рабочей среды 8. Система цилиндра с поршнем 3, система клапанов 4 и устройство обеспечения давления 6 находятся полностью или, по меньшей мере, частично внутри единственного общего корпуса 10. Ось 33 электромотора 7 устройства обеспечения давления 6 проходит по существу перпендикулярно продольной оси 30 первой системы цилиндра с поршнем 3.
Также и относительное расположение/ориентирование первой системы цилиндра с поршнем 3, системы клапанов 4, устройства подготовки давления 6 (вторая система цилиндра с поршнем 12 и электромотор 7), электронного блока управления и регулирования 5, прибора моделирования ощущения педали тормоза 16, гидравлических присоединений 14, устройства определения хода педали тормоза 15 и емкости с запасом рабочей среды 8 второго примера выполнения по существу соответствует расположению/ориентированию согласно первому примеру выполнения. Так, например, электромотор 7 расположен на боковой стороне 20 корпуса 10, а блок управления и регулирования 5 - на противоположной боковой стороне 21.
/
/
/
/
В отличие от первого примера выполнения корпус прибора управления 11, например, в направлении X и Z, выходит за боковую сторону 21. На блоке управления и регулирования 5 или его корпусе 11 расположены, например, отлиты под давлением, электрические присоединительные элементы 17 и 18. Расположение электрического присоединительного элемента 17, который служит, например, для подключения канала передачи данных или соединения шин для передачи сигналов в другой блок управления или для соединения с CAN-шиной, соответствует расположению, представленному в первом примере выполнения. Присоединительный элемент 18, подходящий для обеспечения электроэнергией блока управления и регулирования 5, расположен, например, в области корпуса прибора управления 11, возвышающейся над боковой стороной 21 в направлении Z, и находится между емкостью с запасом рабочей среды 8 и корпусом 10 или проходит между емкостью с запасом рабочей среды 8 и корпусом 10 (в направлении наблюдателя на фиг.4, параллельно оси электромотора 33). Присоединительный элемент 18 вставляют в направлении параллельно оси электромотора 33 (направление Y). Таким образом, присоединительный элемент 18 находится между боковой стороной 24 и емкостью с тормозной жидкостью 8, а направление установки проходит параллельно боковой стороне 24.
/
Для установки присоединительного элемента 18 имеется, например, выемка в корпусе 10 и выемка в емкости с запасом рабочей среды 8.
Протяженность блока управления и регулирования 5 или его корпуса 11 на плоскости, например, несколько больше, чем соответствующая боковая сторона 21 корпуса 10, так что на фиг.4 можно видеть корпус прибора управления 11, расположенный за корпусом 10, в просвете в области выемки в корпусе 10, между корпусом 10 и емкостью с запасом рабочей среды 8, а также перед корпусом 10.
Согласно примеру выполнения, не представленному здесь, присоединительный элемент, закрепленный на блоке управления или регулирования 5 или на его корпусе 11, проходит сквозь корпус или входит в корпус 10 или проходит сквозь емкость с запасом рабочей жидкости 8 параллельно оси электромотора 33 для обеспечения электропитанием. Для выполнения штекерного соединения в корпусе 10 или в емкости 8 предусмотрена выемка.