Автомобиль с гибридным приводом
Изобретение относится к гибридным автомобилям. Автомобиль с гибридным приводом содержит колесо, приводимое в движение электромашиной, устройство рекуперации энергии торможения, тормозную систему с педалью, главным тормозным цилиндром и колесным тормозом, редукционное клапанное устройство, понижающее тормозное давление на стадии рекуперации, и компенсатор гидравлического эффекта редукционного клапанного устройства. Также имеется дополнительный главный тормозной цилиндр, содержащий поршни, которые спарены друг с другом посредством первого соединительного элемента и разделяют главный тормозной цилиндр на три камеры. Первая и вторая камеры - гидравлические, а третья содержит компенсирующий элемент и выполнена в виде компенсатора с функцией сброса. Первый поршень содержит сквозное отверстие для гидравлического соединения первой камеры со второй камерой. Первый поршень в направлении, противоположном направлению торможения, спарен посредством второго соединительного элемента с поршнем гидропривода редукционного клапанного устройства и выполнен с возможностью закрывания. Предусмотрен стопор для первого или второго поршня. Главный тормозной цилиндр также выполняет функцию узла регулирования давления. Тормозная система регулируется на стадии рекуперации. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Изобретение относится к автомобилю с гибридным приводом, который содержит по меньшей мере одно колесо, которое может приводиться в движение электромашиной, при этом предусматривается рекуперативное устройство, которое обеспечивает возможность рекуперации энергии на стадии рекуперации во время процесса торможения, при этом предусмотрена тормозная система, содержащая педаль, по меньшей мере один главный тормозной цилиндр и по меньшей мере один колесный тормоз, которая посредством тормозного давления гидравлическим образом активирует колесный тормоз на основе движения педали и движения по меньшей мере одного поршня в направлении торможения в главном тормозном цилиндре, при этом предусмотрено редукционное клапанное устройство, которое снижает тормозное давление на стадии рекуперации и при этом предусмотрен компенсатор для компенсации гидравлического эффекта редукционного клапанного устройства.
Уровень техники
В документе DE 102010008018 A1 раскрыт такой автомобиль. В данном контексте передняя ось приводится в движение электромашиной, а задняя ось - двигателем внутреннего сгорания. Настоящее изобретение также допускает подобный вариант осуществления автомобиля, но не ограничено такой приводной системой. В случае процесса торможения электромашина, которая действует на переднюю ось, также может быть использована в качестве генератора, в результате чего энергия торможения преобразуется в электроэнергию и ослабляется нагрузка на гидравлическую тормозную систему. В данном контексте известно обеспечение редукционного клапанного устройства для того, чтобы можно было регулировать гидравлическую тормозную систему на стадии рекуперации. Здесь было признано невыгодным, что водитель воспринимает этот процесс регулировки как аварийный из-за реакции педали тормоза. В целях преодоления этого недостатка в документе DE 102010008018 A1 раскрыто использование так называемого компенсатора, который противодействует гидравлическому эффекту редукционного клапанного устройства. Однако недостаток этого известного решения состоит в том, что оно применимо только к тормозной системе с балансирной системой, и в том, что из-за чисто гидравлического метода действия задержка в действии редукционного клапанного устройства, пусть и минимальная, все равно случается.
Раскрытие изобретения
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в предоставлении автомобиля, который содержит гибридный привод и преодолевает указанные выше недостатки экономным и простым образом.
Эта задача решена за счет того, что предусмотрен по меньшей мере один дополнительный главный тормозной цилиндр, который содержит по меньшей мере первый и второй поршни, которые спарены друг с другом посредством первого соединительного элемента и разделяют главный тормозной цилиндр по меньшей мере на три камеры, из которых по меньшей мере первая и вторая камеры выполнены как гидравлические камеры, а третья камера содержит компенсирующий элемент и выполнена как компенсатор с функцией сброса, при этом второй поршень содержит сквозное отверстие для гидравлического соединения первой камеры со второй камерой, при этом второй поршень в направлении, противоположном направлению торможения, спарен посредством второго соединительного элемента с поршнем гидропривода редукционного клапанного устройства и выполнен с возможностью закрывания, и для первого или второго поршня предусмотрен стопор, таким образом, что главный тормозной цилиндр также выполняет функцию узла регулирования давления.
В первом варианте осуществления предусмотрен балансир, который функционально связан с педалью и к которому примыкают соответственные главные тормозные цилиндры. Во втором варианте осуществления, который особенно выгоден для легковых автомобилей, предназначенных для передвижения по дорогам, в качестве первого главного тормозного цилиндра предусмотрен главный цилиндр тандемного типа.
Первый соединительный элемент предпочтительным образом действует на сквозное отверстие и выполнен полым, по меньшей мере, в этой области, и содержит по меньшей мере одно отверстие.
Чтобы обеспечить функцию сброса, компенсатор содержит стальной пружинный элемент, газовую пружину, пневматическую пружину, гидравлическую пружину или тому подобное.
Предпочтительным образом компенсирующий элемент выполнен в виде компенсирующего отверстия. Однако альтернативно также может быть предусмотрено, чтобы компенсирующий элемент был выполнен в виде линии гидравлического соединения между третьей камерой и гидроприводом или чтобы компенсирующий элемент был выполнен в виде линии гидравлического соединения между третьей камерой и гидроприводом.
Особенно компактный вариант осуществления предусматривается за счет цельного выполнения гидропривода и главного тормозного цилиндра.
В этом случае гидропривод может быть предпочтительным образом гидравлически соединен с отдельным гидравлическим узлом посредством 4-ходового 3-позиционного сервоклапана. Альтернативно, также допускается, чтобы гидроприводом можно было управлять посредством центрального гидравлического узла.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет более подробно объяснено со ссылкой на графические материалы, на которых:
на фиг. 1 изображена гидравлическая схема автомобиля, включающая первый вариант осуществления тормозной системы,
на фиг. 2 изображена гидравлическая схема автомобиля, включающая второй вариант осуществления тормозной системы, и
на фиг. 3 показан главный тормозной цилиндр, изображенный на фиг. 1 и 2, в несколько измененном варианте осуществления.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 автомобиль 2 изображен в виде гидравлической схемы. На передней оси (дополнительно не показано) предусмотрено два передних колеса 4, 6. На задней оси (дополнительно не показано) соответственно расположены задние колеса 8, 10. Автомобиль 2 также может называться гибридным транспортным средством и содержит электромашину (дополнительно не показано), которая функционально связана с передней осью, а также содержит двигатель внутреннего сгорания (дополнительно не показано), который функционально связан с осью заднего колеса. Следует понимать, что гибридными приводами называют большое количество устройств, все из которых попадают в пределы объема правовой охраны изобретения.
В данном контексте электромашина, с одной стороны, выполняет функцию электродвигателя, когда колеса 4, 6 передней оси приводятся в движение электромашиной. Далее, на стадии рекуперации, на которой электромашина выполняет функцию генератора, указанная электромашина может во время торможения автомобиля преобразовывать два генерируемых количества энергии торможения в электроэнергию. Восстановление энергии во время торможения автомобиля 2 также называют рекуперацией. Энергию, которую восстанавливают во время торможения, можно хранить в батареях или конденсаторах.
В дополнение к рекуперации как функции торможения автомобиль 2 содержит гидравлическую тормозную систему 12. В данном контексте предусмотрена педаль 14, которая действует на так называемый балансир 16. Этот балансир 16 нужен для того, чтобы задавать распределение тормозного давления между передней осью и, следовательно, между передними колесами 4 и 6 и задней осью, или задними колесами 8 и 10. В отношении распределения тормозного давления по передним колесам 4, 6 к балансиру 16 примыкают первый и второй главные тормозные цилиндры 18, 20, при этом второй главный тормозной цилиндр 20 гидравлическим образом соединен с колесными тормозами 22, 24, расположенными на передних колесах 4, 6. К противоположной стороне балансира 16 примыкает третий главный тормозной цилиндр 26, который известным путем гидравлическим образом соединен с колесными тормозами 28, 30 задних колес 8, 10. Как тормозное давление, действующее на передние колеса 4, 6, так и тормозное давление, действующее на задние колеса 8, 10, известным путем отслеживают при помощи датчиков 32, 34.
Как уже было описано, электромашина функционально связана с передней осью автомобиля 2 и на стадии рекуперации выполняет функцию генератора, который во время торможения преобразует генерируемую энергию торможения в электроэнергию. Чтобы понизить тормозное давление тормозной системы 12 на стадии рекуперации, предусмотрено редукционное клапанное устройство 36, соответствующим образом понижающее тормозное давление, которое действует на колесные тормоза 22, 24 передних колес 4, 6. В настоящем примерном варианте осуществления редукционное клапанное устройство 36 состоит из отдельного гидравлического узла 38, который нагнетает давление. Гидравлический узел 38 соединен с гидроприводом 42 посредством 4-ходового 3-позиционного сервоклапана 40. При помощи этого гидропривода 42 можно повышать или понижать тормозное давление, благодаря чему тормозное давление на стадии рекуперации можно настраивать в рабочей области редукционного клапанного устройства 36, в данном случае передней оси.
Для этой цели главный тормозной цилиндр 20 содержит первый и второй поршни 44, 46, которые жестко соединены друг с другом посредством первого соединительного элемента 48. Поршни 44, 46 разделяют главный тормозной цилиндр 20 на три камеры 50, 52, 54. Первая камера 50 и вторая камера 52 выполнены как гидравлические камеры, при этом у второй камеры 52 постоянный объем, обусловленный первым соединительным элементом 48. В данном случае, третья камера 54 наполнена воздухом и содержит компенсирующий элемент, который здесь реализован в виде компенсирующего отверстия 56 и, таким образом, образует компенсатор 18, который при использовании редукционного клапанного устройства 36 препятствует движению педали 14 тормоза, которое воспринимается как аварийное. Кроме того, в настоящем примерном варианте осуществления предусмотрен стальной пружинный элемент 58 с жесткостью пружины более 120 бар, который смещает первый поршень 44 относительно стопора 60. Более того, первый поршень 44 в направлении, противоположном направлению торможения, спарен вторым соединительным элементом 62 с поршнем 64 гидропривода 42 редукционного клапанного устройства 36. Далее, первый поршень 44 содержит сквозное отверстие 66, которое в первой камере 50 взаимодействует с областью 70 первого соединительного элемента 48, выполненной так, чтобы быть полой, и содержащей отверстие 68, таким образом, что становится возможным гидравлическое соединение первой и второй камер 50, 52. В первой камере 50 часть второго соединительного элемента 62, которая проходит в камеру, содержит закрывающий элемент 72, который при нажиме закрывает сквозное отверстие 66 в первом поршне 44. В настоящем примерном варианте осуществления гидропривод 42 и главный тормозной цилиндр 20 выполнены как одно целое, но они также могут быть выполнены отдельно.
Дальнейшее описание тормозной системы 12 ограничивается объяснением устройства рабочей области редукционного клапанного устройства, то есть передней оси. Пока не происходит рекуперация электромашины, тормозная система 12 выполняет функцию обычной тормозной системы, при этом процесс торможения инициируется при помощи педали 14, и тормозное давление передается посредством балансира 16 и первого главного тормозного цилиндра 18 на вторую камеру 52 и посредством сквозного отверстия 66 в первом поршне 44 действует на стопор 60, при этом первая камера 50 известным путем гидравлическим образом соединена с колесными тормозами 22, 24. Колесные тормоза 28, 30 гидравлическим образом соединены с главным тормозным цилиндром 26.
Если затем инициируют стадию рекуперации, это должно неизбежно вызвать понижение тормозного давления в области передней оси. В данном контексте поршень 64 гидропривода 42 сдвигается вправо, вследствие чего закрывающий элемент 72 второго соединительного элемента 62, в первую очередь, закрывает сквозное отверстие 66 (см. в связи с этим положение закрывающего элемента 72 на фиг. 2), и затем первый поршень 44 также сдвигается вправо, что приводит к снижению давления в первой гидравлической камере 50 и, следовательно, также в колесных тормозах 22, 24. Второй поршень 46 также сдвигается вправо, преодолевая сопротивление пружины пружинного элемента 58 при помощи первого соединительного элемента 48, и вытесняет воздух из компенсирующего отверстия 56. Объем и, следовательно, давление во второй камере 52 остаются постоянными, вследствие чего исключается эффект аварийной реакции.
На фиг. 2 показана гидравлическая схема второго варианта осуществления такой тормозной системы 12, какую обычно используют в предназначенных для передвижения по дорогам легковых автомобилях. Вместо балансира 16 (см. в связи с этим фиг. 1) здесь применяется простой рычажный механизм 17, который функционально связан с первым главным тормозным цилиндром 18'. В данном контексте первый главный тормозной цилиндр 18' выполнен в виде главного цилиндра тандемного типа, который содержит два поршня 74, 76, образующих две гидравлические камеры 78, 80. В данном контексте гидравлическая камера 78 находится в гидравлическом сообщении с колесными тормозами 28, 30 оси заднего колеса. Гидравлическая камера 78 сравнима с гидравлической камерой первого главного тормозного цилиндра 18 на фиг. 1 и, вместе с гидравлической камерой 50 главных тормозных цилиндров 20, отвечает здесь за тормозное давление, которое действует на колесные тормоза 22, 24. Понижение тормозного давления на стадии рекуперации происходит, как описано на фиг. 1.
Далее, на фиг. 3 показан несколько измененный вариант осуществления главного тормозного цилиндра 20. Компенсирующий элемент выполнен здесь не в виде компенсирующего отверстия 56, но в виде линии 57 гидравлического соединения между третьей камерой 54 и гидроприводом 42. Однако альтернативно камера 54 также может быть соединена посредством линии гидравлического соединения с компенсирующим резервуаром (дополнительно не показано).
Остается отметить, что главный тормозной цилиндр 20 и гидропривод 42, разумеется, также могут быть расположены в кожухах, которые отделены друг от друга.
1. Автомобиль с гибридным приводом, содержащий по меньшей мере одно колесо (4, 6, 8, 10), которое может быть приведено в движение электромашиной, причем предусмотрено рекуперативное устройство, которое обеспечивает возможность рекуперации энергии на стадии рекуперации во время процесса торможения, при этом предусмотрена тормозная система (12), содержащая педаль (14), по меньшей мере один главный тормозной цилиндр (18, 20, 26) и по меньшей мере один колесный тормоз (22, 24, 28, 30), которая выполнена с возможностью активации колесного тормоза (22, 24, 28, 30) посредством тормозного давления гидравлическим образом на основании движения педали (14) и движения по меньшей мере одного поршня в направлении торможения в главном тормозном цилиндре (18, 18'), причем предусмотрено редукционное клапанное устройство (36), которое понижает тормозное давление на стадии рекуперации, и предусмотрен компенсатор (18) для компенсации гидравлического эффекта редукционного клапанного устройства (36), отличающийся тем, что предусмотрен по меньшей мере один дополнительный главный тормозной цилиндр (20), содержащий по меньшей мере первый и второй поршни (44, 46), которые спарены друг с другом посредством первого соединительного элемента (48) и разделяют главный тормозной цилиндр (20) по меньшей мере на три камеры (50, 52, 54), из которых по меньшей мере первая и вторая камеры (50, 52) выполнены как гидравлические камеры, а третья камера (54) содержит компенсирующий элемент (56, 57) и выполнена в виде компенсатора с функцией сброса, при этом первый поршень (44) содержит сквозное отверстие (66) для гидравлического соединения первой камеры со второй камерой (50, 52), причем первый поршень (44) в направлении, противоположном направлению торможения, спарен посредством второго соединительного элемента (62) с поршнем (64) гидропривода (42) редукционного клапанного устройства (36) и выполнен с возможностью закрывания, и предусмотрен стопор (60) для первого или второго поршня (44, 46), таким образом, что главный тормозной цилиндр (20) также выполняет функцию узла регулирования давления.
2. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрен балансир (16), который функционально связан с педалью (14) и к которому примыкают соответствующие главные тормозные цилиндры (18, 26).
3. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что в качестве первого главного тормозного цилиндра (18') предусмотрен главный цилиндр тандемного типа.
4. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что первый соединительный элемент (48) действует на сквозное отверстие (66), и выполнен полым, по меньшей мере, в этой области, и содержит по меньшей мере одно отверстие (68).
5. Автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что компенсатор (18) содержит стальной пружинный элемент (58), газовую пружину, пневматическую пружину, гидравлическую пружину или тому подобное.
6. Автомобиль по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что компенсирующий элемент выполнен в виде компенсирующего отверстия (56).
7. Автомобиль по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что компенсирующий элемент выполнен в виде линии (57) гидравлического соединения между третьей камерой (54) и гидроприводом (42).
8. Автомобиль по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что компенсирующий элемент выполнен в виде линии гидравлического соединения между третьей камерой (54) и компенсирующим резервуаром.
9. Автомобиль по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что гидропривод (42) и главный тормозной цилиндр (20) выполнены как одно целое.
10. Автомобиль по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что гидропривод (42) гидравлически соединен с отдельным гидравлическим узлом (38) посредством 4-ходового 3-позиционного сервоклапана (40).
11. Автомобиль по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что обеспечена возможность управления гидроприводом (42) посредством центрального гидравлического узла.
