emner:
- introduktion
- Kør med ledning
- Kombination af elektrisk og hydraulisk bremsning
- Bremseblanding
Forord:
Køretøjer med elektrificeret fremdrift (hybrid, fuldt elbil, brændselscelle) har mulighed for elektrisk bremsning. Når du slipper gaspedalen eller bremser let, fungerer elmotoren som en generator. Køretøjets kinetiske energi omdannes til elektrisk energi til HV-batteriet. Det rækkevidde stiger, når du bremser meget stille og roligt, og bremsesystemet får mulighed for at anvende en del regenerativ bremsning. Det kan du læse mere om på siden: Inverter.
I 2023 er elektrisk bremsning stadig i kombination med det konventionelle hydrauliske bremsekredsløb. I tilfælde af en elektrisk fejl, eller i ældre køretøjer under et nødstop, aktiveres det hydrauliske bremsekredsløb (delvis). Dette fungerer som backup. De følgende afsnit viser, hvordan producenter kombinerer elektrisk og hydraulisk bremsning for at sikre god komfort og garantere sikkerhed i tilfælde af fejl i det elektriske system.
Kør med ledning:
Formålet med "drive by wire" bremsesystemet er at bremse hydraulisk med elektrisk assistance. Der er ingen direkte hydraulisk forbindelse mellem bremsepedalen og bremsestemplerne i bremsekaliprene. Bremsepedalen anvender bremsetryk til en såkaldt bremsekraftsimulator. Bremsetrykket måles. En elmotor opbygger det ønskede tryk i det hydrauliske bremsekredsløb. Drive by wire-bremsesystemet giver følgende fordele sammenlignet med det konventionelle bremsesystem:
- En vakuumbremseforstærker bruges ikke længere, da elmotoren giver det nødvendige væsketryk;
- Væskelækage kan registreres og lukkes pr. bremse. Af denne grund er en hovedbremsecylinder ikke længere nødvendig for to separate bremsekredsløb;
- Føreren bemærker ikke en overgang mellem elektrisk og hydraulisk bremsning, når han skifter fra regenerativ bremsning på elmotorerne til bremsning ved at trykke bremseklodsen mod skiven;
- Vibrationer fra ABS-systemet kan ikke længere mærkes i bremsepedalen;
- Det (simulerede) modtryk i bremsepedalen kan justeres til indstillingerne (komfort / sport).
Hydraulikdiagrammet nedenfor viser det system, der bruges af BMW (DSCi). Operationen er som følger:
Når føreren betjener bremsepedalen, udøves der kraft på hovedbremsecylinderen (7). Denne hovedbremsecylinder har to udgange: til bremsepedalkraftsimulatoren (8) og til en udløsningsventil. Simuleringstrykket overføres til bremsepedalkraftsimulatoren via den blå linje. Der skabes et modtryk i denne komponent, som kan genkendes af føreren som modtryk i bremsecylindrene. Der er ingen fysisk forbindelse fra hovedbremsecylinderen til hjulbremsecylindrene. Simuleringstrykket måles af en tryksensor (5). Afhængigt af simuleringstrykket styrer ECU'en den elektriske motor (10). Dette udøver et arbejdstryk i bremsetrykcylinderen (9). En tryksensor i arbejdstryksiden fører det opbyggede tryk tilbage til ECU'en. De røde tilslutninger i diagrammet viser, hvordan arbejdstrykket når frem til hjulbremsecylindrene (1) via ventilerne. Trykvedligeholdelsesventilerne (3) er åbne i hvile, således at bremsetrykket kan opbygges direkte fra bremsetrykcylinderen. Trykreduktionsventilerne (2) er lukkede i hvile.
Undertekst:
- Remmen
- Trykreduktionsventiler
- Trykholdeventiler
- Frakobl ventiler
- Trykmålere til bremsetryks arbejdskredsløb og simulatorkredsløb
- Bremsevæskebeholder
- Hovedbremsecylinder
- Bremsepedal kraft simulator
- Bremsetrykcylinder
- Elmotor
- Diagnostisk ventil
- Gule forbindelser: tilførsel og retur bremsevæskebeholder;
- Blå forbindelser: simuleringstryk;
- Røde forbindelser: arbejdstryk (bremsetryk).
I tilfælde af at der er en utæthed i nærheden af bremsetrykcylinderen, eller der er en elektrisk fejl, der forhindrer elmotoren i at opbygge tilstrækkeligt arbejdstryk, aktiveres udløsningsventilerne (4) for at garantere sikkerheden. Forbindelsen mellem hovedbremsecylinderen og hjulbremsecylindrene åbnes, og forbindelsen til bremsetrykcylinderen lukkes. Fordi bremseforstærkeren mangler, er du nødt til at træde kraftigere på bremsepedalen for at bremse.
Kombination af elektrisk og hydraulisk bremsning:
Fuldt elektriske og hybride køretøjer har altid en kombination af et elektrisk og hydraulisk bremsesystem. Bremsesystemet "bremse for wire" i det foregående afsnit bruges endnu ikke ofte. I det system er der ingen direkte forbindelse mellem bremsepedalen og hjulbremsecylindrene. En stærk elmotor giver al bremsekraften, selv under et nødstop. I så fald er en bremseforstærker ikke nødvendig.
I de fleste el- og hybridkøretøjer opnås en kombination af elektrisk og hydraulisk bremsning som følger: med blød (målt) bremsning sker regenerativ (elektrisk) bremsning, fordi elmotorerne fungerer som en dynamo. Ved hård opbremsning og/eller ved funktionsfejl tænder hydrauliksystemet øjeblikkeligt. Her bruges en bremseforstærker til at øge bremsetrykket. Der er derfor et samspil mellem elmotoren og de mekaniske bremser under bremsning. Dette system kaldes nogle gange også "drive by wire", selvom dette koncept er bedre egnet til systemet fra forrige afsnit.
Nedenstående diagram er baseret på Toyota Prius 3. Bremsepedalen (1) opbygger bremsetrykket i hovedbremsecylinderen (3). Ved blød opbremsning er det kun de elektriske motorer, der bremses. Bremsetryksimulatoren (4) giver modtryk, når bremsepedalen trædes ned. Bremsetryksimulatorventilen åbner i normal driftstilstand. Ved hård opbremsning åbnes låseventilerne (5), og ventilen til simulatoren lukkes. Forhjulenes bremsekalipre er forsynet med bremsetryk. Ved åbning og lukning af hydraulikventilerne (6) kan bremsetrykket også nå baghjulene. Bremsetryksensorerne (fra venstre mod højre: p lv til mp rv) måler trykket og overfører det til ECU'en. De hydrauliske ventiler (5, 6 og 7) reguleres ud fra det ønskede bremsetryk ved hjælp af et PWM-signal.
Systemet er konstrueret således, at ved strømsvigt frigives bremsetrykket på baghjulene helt og trykket på forhjulene styres af føreren med bremsepedalen.
Undertekst:
- Bremse
- Bremsevæskebeholder
- Tandem hovedcylinder
- Bremsetryk simulator
- Låseventiler
- Hydrauliske ventiler (fra venstre mod højre lukket)
- Hydraulikventiler, foran lukket, bagpå åben
- Trykakkumulator
- Hydropumpe drevet af elmotor
- Trykbegrænsende ventil
- Gule forbindelser: tilførsel og retur bremsevæskebeholder;
- Blå forbindelser: bremsetryk fra hydropumpe;
- Røde forbindelser: bremsetryk fra hovedbremsecylinder (med åbne ventiler).
Toyota Prius 3s hydrauliske bremsning sker via forhjulene. Baghjulene er ikke forbundet til hovedbremsecylinderen. Dette er tilfældet med moderne køretøjer, inklusive Kia Niro: alle fire bremsecylindre aktiveres af hovedbremsecylinderen gennem to kredsløb.
Ved bremsning af køretøjer med et lignende bremsesystem sker der under visse omstændigheder et skifte fra elektrisk til hydraulisk bremsning. For at sikre at bremsedecelerationen og fornemmelsen i bremsepedalen forløber gnidningsløst, anvendes "bremseblanding" i dette bremsesystem. Dette er beskrevet i næste afsnit.
Bremseblanding:
Når gaspedalen slippes eller den måles opbremsning, bremser mange elbiler udelukkende på elmotorerne. Den kinetiske energi omdannes til elektrisk energi, hvilket øger køretøjets rækkevidde. Det hydrauliske bremsesystem bruges næsten ikke. Når en høj bremsedeceleration er påkrævet, arbejder den elektriske bremse og den hydrauliske driftsbremse sammen. Vi kalder samarbejdet mellem de to bremsesystemer for "bremseblanding". I tidligere generationer af hybrid- og fuldelektriske køretøjer gik dette ikke glat, og køretøjets hastighedsfald ændrede sig, når den hydrauliske bremse blev aktiveret. Med nuværende teknologier bemærker føreren ikke længere overgangen mellem de to bremsesystemer. Bemærk venligst: dette er ikke den teknologi, der bruges med drive by wire.
Grafen viser overgangen mellem de to bremsesystemer, hvor bremsedecelerationen forbliver konstant. Førerens pedalkraft (a) forbliver den samme i 10 sekunder. Når bremsningen starter, arbejder den hydrauliske driftsbremse og den regenerative bremsning på elmotorerne sammen. I løbet af de første seks sekunder ser vi, at decelerationen på grund af regenerativ bremsning øges. Elmotoren fungerer som generator og forsyner HV-batteriet med den genererede energi. Bremsekraften af den hydrauliske driftsbremse fortsætter med at falde, indtil den ikke længere virker. Efter cirka 7,5 sekunder nærmer vi os bilens stilstand, og den elektriske bremsekraft forsvinder. Den hydrauliske bremsekraft øges igen. Efter 8,5 sekunder standser køretøjet. Føreren fortsætter med at trykke på bremsepedalen et øjeblik.
a: førerens pedalkraft
b: deceleration på grund af regenerativ bremsning (ved hjælp af elektrisk motor)
c: deceleration på grund af hydraulisk driftsbremse
d: forsinkelse ønsket af chaufføren
e: hastighedsnedsættelse
d = c + b
Relaterede sider:
