Emner:
- introduksjon
- Kjør med wire
- Kombinasjon av elektrisk og hydraulisk bremsing
- Bremsblanding
Forord:
Kjøretøy med elektrifisert fremdrift (hybrid, full EV, brenselcelle) har mulighet for elektrisk bremsing. Når du slipper gasspedalen eller bremser lett, fungerer den elektriske motoren som en generator. Den kinetiske energien til kjøretøyet omdannes til elektrisk energi for HV-batteriet. De område øker når du bremser mye stille og bremsesystemet gis mulighet til å bruke mye regenerativ bremsing. Du kan lese mer om dette på siden: Omformer.
I 2023 er elektrisk bremsing fortsatt i kombinasjon med den konvensjonelle hydrauliske bremsekretsen. Ved elektrisk feil, eller i eldre kjøretøy ved nødstopp, aktiveres den hydrauliske bremsekretsen (delvis). Dette fungerer som en sikkerhetskopi. Følgende avsnitt viser hvordan produsenter kombinerer elektrisk og hydraulisk bremsing for å sikre god komfort og garantere sikkerhet ved svikt i det elektriske systemet.
Kjør med ledning:
Hensikten med "drive by wire" bremsesystemet er å bremse hydraulisk med elektrisk assistanse. Det er ingen direkte hydraulisk forbindelse mellom bremsepedalen og bremsestemplene i bremsekaliperne. Bremsepedalen påfører bremsetrykk til en såkalt bremsekraftsimulator. Bremsetrykket måles. En elektrisk motor bygger opp ønsket trykk i den hydrauliske bremsekretsen. Drive by wire-bremsesystemet gir følgende fordeler sammenlignet med det konvensjonelle bremsesystemet:
- En vakuumbremseforsterker brukes ikke lenger, da den elektriske motoren gir det nødvendige væsketrykket;
- Væskelekkasje kan oppdages og lukkes per brems. Av denne grunn er det ikke lenger nødvendig med en hovedbremsesylinder for to separate bremsekretser;
- Føreren merker ikke en overgang mellom elektrisk og hydraulisk bremsing når han bytter fra regenerativ bremsing på elmotorene til bremsing ved å trykke bremseklossen mot skiven;
- Vibrasjoner fra ABS-systemet kan ikke lenger merkes i bremsepedalen;
- Det (simulerte) mottrykket i bremsepedalen kan justeres til innstillingene (komfort / sport).
Hydraulikkdiagrammet nedenfor viser systemet som brukes av BMW (DSCi). Operasjonen er som følger:
Når føreren betjener bremsepedalen, utøves kraft på hovedbremsesylinderen (7). Denne hovedbremsesylinderen har to utganger: til bremsepedalkraftsimulatoren (8) og til en utløserventil. Simuleringstrykket overføres til bremsepedalkraftsimulatoren via den blå linjen. Det skapes et mottrykk i denne komponenten, som kan kjennes igjen av føreren som mottrykk i bremsesylindrene. Det er ingen fysisk forbindelse fra hovedbremsesylinderen til hjulbremsesylinderen. Simuleringstrykket måles av en trykksensor (5). Avhengig av simuleringstrykket styrer ECU den elektriske motoren (10). Dette gir et arbeidstrykk i bremsetrykksylinderen (9). En trykksensor på arbeidstrykksiden mater tilbake det oppbygde trykket til ECU. De røde koblingene i diagrammet viser hvordan arbeidstrykket når hjulbremsesylinderen (1) via ventilene. Trykkvedlikeholdsventilene (3) er åpne i hvile, slik at bremsetrykket kan bygges opp direkte fra bremsetrykksylinderen. Trykkreduksjonsventilene (2) er stengt i hvile.
Teksting:
- bremser
- Trykkreduserende ventiler
- Trykkholdeventiler
- Koble fra ventiler
- Trykkmålere for bremsetrykks arbeidskrets og simulatorkrets
- Bremsevæskebeholder
- Hovedbremsesylinder
- Bremsepedalkraftsimulator
- Bremsetrykksylinder
- Elektrisk motor
- Diagnostisk ventil
- Gule koblinger: tilførsel og retur av bremsevæskebeholder;
- Blå koblinger: simuleringstrykk;
- Røde koblinger: arbeidstrykk (bremsetrykk).
I tilfelle det er en lekkasje i nærheten av bremsetrykksylinderen, eller det er en elektrisk feil som hindrer den elektriske motoren i å bygge opp tilstrekkelig arbeidstrykk, aktiveres utløserventilene (4) for å garantere sikkerheten. Forbindelsen mellom hovedbremsesylinderen og hjulbremsesylinderen åpnes og forbindelsen til bremsetrykksylinderen lukkes. Fordi bremseforsterkeren mangler, må du trykke kraftigere på bremsepedalen for å bremse.
Kombinasjon av elektrisk og hydraulisk bremsing:
Helelektriske og hybridbiler har alltid en kombinasjon av et elektrisk og hydraulisk bremsesystem. Bremsesystemet "brems for wire" i forrige avsnitt er ennå ikke ofte brukt. I det systemet er det ingen direkte forbindelse mellom bremsepedalen og hjulbremsesylinderen. En sterk elektrisk motor gir all bremsekraft, selv under en nødstopp. I så fall er det ikke nødvendig med bremseforsterker.
I de fleste elektriske og hybridbiler oppnås en kombinasjon av elektrisk og hydraulisk bremsing som følger: med myk (målt) bremsing skjer regenerativ (elektrisk) bremsing fordi de elektriske motorene fungerer som en dynamo. Ved hard oppbremsing og/eller ved funksjonsfeil slås hydraulikksystemet på umiddelbart. Her brukes en bremseforsterker for å øke bremsetrykket. Det er derfor et samspill mellom den elektriske motoren og de mekaniske bremsene under bremsing. Dette systemet kalles noen ganger også "drive by wire", selv om dette konseptet passer bedre til systemet fra forrige avsnitt.
Diagrammet nedenfor er basert på Toyota Prius 3. Bremsepedalen (1) bygger opp bremsetrykket i hovedbremsesylinderen (3). Ved myk bremsing er det kun de elektriske motorene som bremses. Bremsetrykksimulatoren (4) gir mottrykk når du trykker på bremsepedalen. Bremsetrykksimulatorventilen åpner i normal driftstilstand. Ved hard oppbremsing åpnes låseventilene (5) og ventilen til simulatoren lukkes. Bremsekaliprene til forhjulene er forsynt med bremsetrykk. Åpning og lukking av hydraulikkventilene (6) gjør at bremsetrykket også når bakhjulene. Bremsetrykksensorene (fra venstre til høyre: p lv til mp rv) måler trykket og overfører det til ECU. De hydrauliske ventilene (5, 6 og 7) reguleres ut fra ønsket bremsetrykk ved hjelp av et PWM-signal.
Systemet er konstruert slik at ved strømbrudd frigjøres bremsetrykket på bakhjulene helt og trykket på forhjulene styres av føreren med bremsepedalen.
Teksting:
- Bremsepedal
- Bremsevæskebeholder
- Tandem hovedsylinder
- Bremsetrykksimulator
- Låseventiler
- Hydrauliske ventiler (fra venstre til høyre lukket)
- Hydraulikkventiler, foran lukket, bak åpen
- Trykkakkumulator
- Hydropumpe drevet av elektrisk motor
- Trykkbegrensningsventil
- Gule koblinger: tilførsel og retur av bremsevæskebeholder;
- Blå tilkoblinger: bremsetrykk fra hydropumpe;
- Røde koblinger: bremsetrykk fra hovedbremsesylinder (med åpne ventiler).
Toyota Prius 3s hydrauliske bremsing skjer via forhjulene. Bakhjulene er ikke koblet til hovedbremsesylinderen. Dette er tilfellet med moderne kjøretøy, inkludert Kia Niro: alle fire bremsesylindere aktiveres av hovedbremsesylinderen gjennom to kretser.
Ved bremsing av kjøretøy med lignende bremsesystem, skjer det under visse omstendigheter en overgang fra elektrisk til hydraulisk bremsing. For å sikre at bremseretardasjonen og følelsen i bremsepedalen går jevnt, brukes «brake blending» i dette bremsesystemet. Dette er beskrevet i neste avsnitt.
Bremseblanding:
Når du slipper gasspedalen eller målebremsen, bremser mange elektriske kjøretøy utelukkende på de elektriske motorene. Den kinetiske energien omdannes til elektrisk energi, og øker kjøretøyets rekkevidde. Det hydrauliske bremsesystemet brukes nesten ikke. Når en høy bremseretardasjon er nødvendig, fungerer den elektriske bremsen og den hydrauliske driftsbremsen sammen. Vi kaller samarbeidet mellom de to bremsesystemene "bremsblanding". I tidligere generasjoner hybrid- og helelektriske kjøretøy gikk ikke dette knirkefritt og hastighetsreduksjonen på kjøretøyet endret seg når den hydrauliske bremsen ble trukket på. Med dagens teknologier merker ikke sjåføren lenger overgangen mellom de to bremsesystemene. Vennligst merk: dette er ikke teknologien som brukes med drive by wire.
Grafen viser overgangen til de to bremsesystemene der bremseretardasjonen forblir konstant. Førerens pedalkraft (a) forblir den samme i 10 sekunder. Når bremsingen starter, fungerer den hydrauliske driftsbremsen og den regenerative bremsen på de elektriske motorene sammen. I løpet av de første seks sekundene ser vi at retardasjonen på grunn av regenerativ bremsing øker. Den elektriske motoren fungerer som en generator og forsyner HV-batteriet med energien som genereres. Bremsekraften til den hydrauliske driftsbremsen fortsetter å avta til den ikke lenger fungerer. Etter omtrent 7,5 sekunder nærmer vi oss bilens stillstand og den elektriske bremsekraften forsvinner. Den hydrauliske bremsekraften øker igjen. Etter 8,5 sekunder stopper kjøretøyet. Føreren fortsetter å trykke på bremsepedalen et øyeblikk.
a: førerens pedalkraft
b: retardasjon på grunn av regenerativ bremsing (ved bruk av elektrisk motor)
c: retardasjon på grunn av hydraulisk driftsbrems
d: forsinkelse ønsket av sjåføren
e: hastighetsreduksjon
d = c + b
Relaterte sider:
