CN101421534A - 具有锁定装置的可液压致动的车辆制动器 - Google Patents

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CN101421534A CNA2007800126224A CN200780012622A CN101421534A CN 101421534 A CN101421534 A CN 101421534A CN A2007800126224 A CNA2007800126224 A CN A2007800126224A CN 200780012622 A CN200780012622 A CN 200780012622A CN 101421534 A CN101421534 A CN 101421534A
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Abstract

本发明涉及车辆制动器(10)，其包括：外壳(12)；容纳在外壳(12)中并联接至制动衬块(20)的制动活塞(16)；用于将制动活塞(16)锁定在外壳(12)内的阻挡装置(26)；以及用于在驻车制动状态下致动阻挡装置(26)的机电致动装置(42)，其中制动活塞(16)与外壳(12)一起限定可填充液压流体的流体室(68)，使得制动活塞(16)可在外壳(12)内沿活塞纵向轴线(A)液压移动以致动车辆制动器(10)。在这种车辆制动器中设置为阻挡装置(26)分配有锁定装置(125)，其在驻车制动状态下机械作用在阻挡装置(26)的部件(36)上并阻挡所述部件(36)的回复运动。

Description

具有锁定装置的可液压致动的车辆制动器
技术领域
本发明涉及可液压致动的车辆制动器，其包括外壳、容纳在外壳中且联接至制动衬块的制动活塞、将制动活塞阻止在外壳内的阻挡装置、以及在驻车制动状态下激活阻挡装置的机电致动装置，其中制动活塞与外壳一起限定可填充液压流体的流体室，使得致动车辆制动器的制动活塞可在外壳内沿活塞纵向轴线液压移动。
背景技术
此类车辆制动器是已知的。因此，例如类型定义(genre-defining)文献DE 10 2004 040 261 A1公开了这种车辆制动器。通过该车辆制动器，在行车制动状态下通过用液压流体填充流体室使制动活塞在外壳内移动且制动衬块因此压在旋转的制动盘上以此来制动该制动盘。为了终止制动操作，液压流体从流体室排出使得制动活塞与附于其上的制动衬块一起移回其正常位置。在驻车制动状态下，其中例如装备此类车辆制动器的车辆驻车并防止无意中驶走，通过机电致动装置致动阻挡装置。操纵杆的旋转结果是：设置在车辆制动器中的斜坡装置在外壳内扩张，因此在活塞纵向轴线方向上进行提升运动。该提升运动被传递到阻挡装置的阻挡元件上，阻挡元件于是压到制动活塞上并抵抗复位弹簧的作用而轴向移动制动活塞。为了取消驻车制动状态，沿相反方向再次致动流体室和致动装置，于是斜坡装置从其扩张位置移返回其正常位置。在复位弹簧的作用下，阻挡元件与制动活塞一起也移动到其正常位置，使得制动衬块释放制动盘。通过该背景技术，显示了在驻车制动状态下其对于提高个体组件的机械阻止很有帮助，从而能消除不需要的设置操作。
为了克服特别是用手施加高致动力的问题，例如根据EP 0 551 397D1的背景技术也公开了一种可液压致动的车辆制动器，其中为了致动驻车致动功能，首先使制动活塞液压移动，然后电动驱动阻挡杆直到其接触制动活塞。阻挡杆设有外螺纹，其与设在外壳中的内螺纹接合。相互接合的螺纹为自锁设计，因此防止了在阻挡杆上施加轴向力的情况下阻挡杆和外壳之间的相互旋转。一旦阻挡杆接触制动活塞，液压流体就从流体室中排出。在这种情况下，制动活塞试图移回其正常位置，不过由于受到阻挡杆的阻止而无法这样做。因此制动器处于其驻车制动位置。为了取消驻车制动效果，流体室再次填充液压流体使得阻挡杆从制动活塞释放。阻挡杆然后可通过电机移回到其正常位置，于是液压流体可再次从流体室排出。通过该公知布置，驻车制动效果的电机致动显然是可能的。然而，这需要相对复杂庞大的机构和相应强力的电动部件。设置强力部件的再一原因尤其在于：推杆已被引入增压流体室并因此不得不克服流体室中存在的液压压力移动。
作为另一背景技术，引用文献DE 103 20 884 A1，其中描述的车辆制动器是纯粹的可液压致动的制动器。
发明内容
本发明的一个问题是提供一种最初所述类型的车辆制动器，其仅需要低致动力来激活驻车制动功能并确保在驻车制动状态下部件的稳定位置。
该问题由最初所述类型的车辆制动器解决，其中与阻挡装置关联有锁定装置，在驻车制动状态下该锁定装置机械作用在阻挡装置的部件上并锁定阻挡装置防止其复位运动。
通过设置以下锁定装置，与最初所述的类型定义背景技术相比可更好地防止无意中取消驻车制动功能，该锁定装置在驻车制动状态下直接机械作用在阻挡装置的部件上并因此将整个阻挡装置锁定在与驻车制动状态相关的位置中。通过该方法，还可进一步减小会导致不期望的夹紧力减小的机械设置操作。
本发明的改进设置成：所述阻挡装置包括传输元件，该传输元件可相对于外壳移动并在其相对于流体室内的流体压力致动时释放阻挡装置。通过设置可在外壳中移动、至少局部容纳在流体室中并被流体室内的流体压力加载的传输元件，借助于本发明的该改进来利用流体室中的流体压力实现与压力有关的反作用力(该反作用力抵抗阻挡装置的运动)，流体室中的压力可至少部分得以补偿。特别地，在根据本发明的该连接中，可设置成传输元件具有至少一个液压有效释压表面，其由来自流体室的液压流体加压。液压有效释压表面在这种情况下优选地布置成在流体室加压时，以传输元件与阻挡装置的对应部件一起沿阻挡装置的阻止位置方向移动或至少有利于这样的移动来释放其它部件的方式加载压力。因此，为了阻止外壳内的制动活塞，致动装置仅需要以低致动力来移动阻挡装置。释压表面优选形成在活塞头上。例如由于传输元件通过来自流体室的液压流体在其就流体室的变容而言的液压激活表面的两侧上至少间接被加压，可大体上实现完全释压。因此，传输元件并因此阻挡装置以压力中性方式起作用，使得仅需要设计相关摩擦力来将阻挡装置移动到制动活塞被锁定的状态。
为了激活阻挡装置，可设置成致动装置为可电机驱动或由旋转驱动器电机驱动。例如如果驱动器呈旋转电磁体的形式，可获取该旋转电磁体的致动位置或/和功耗在驻车制动状态下作为车辆制动器的功能状态的信息，那么就可形成特别简单且经济的根据本发明的变型。这种传统的旋转电磁体能以低成本获得但能仅以低致动力激活。然而，因为(上面已经描述)本发明允许阻挡装置的释压致动并因此甚至低致动力也足以致动阻挡装置，所以使用这种具有传统设计的旋转电磁体是实现根据本发明的车辆制动器的有利选择。结果，车辆制动器的制造成本可明显降低且制动器总体上可为紧凑设计。
通过获取实际位置或/和功耗，可以可靠地确定实际上是否达到了符合要求的驻车制动位置。因此能够例如通过相关的电子监控功能来检测最小功耗或/和最小位移，即为了能够确保指定的最小驻车制动力而至少要符合的条件。最小定位位移例如可由确定最小旋转角来获得，其中为此目的可在旋转磁体装置上装配限制开关。但是，原则上，也可仅以电子方式获得旋转磁体的实际角位置。如果实际上两个参数(即实际位置和功耗)都被监控，这对于达到期望的驻车制动效果提供了双重保护，因此进一步提高了系统的运行可靠性。
本发明的改进提供了一种阻挡元件，其作用在制动活塞上以阻止该制动活塞。阻挡元件然后可相对于制动活塞通过阻挡装置的其他部件尤其是借助于传输元件移动。
为了使致动装置驱动下行进的距离保持最小，本发明的改进设置成阻挡元件被驱动连接至制动活塞。这意味着阻挡元件在制动活塞的液压移动过程中，例如通过锁定环同时由制动活塞驱动。仅为了阻止制动活塞，然后需要通过致动装置在传输元件的协助下积极地致动阻挡元件。结果，车辆制动器响应激活驻车制动效果的命令的时间可明显缩短。而且，这在磨损修正以保持车辆制动器的提升间隙恒定的过程中提供优点。
本发明的改进设置成承载释压表面的前述活塞头在阻挡元件中以液密方式被引导。为此，可设置成在阻挡元件中插入有引导套筒，在该引导套筒中活塞头通过密封元件尤其是唇形密封件，以液密方式被引导。例如，可使用也可装配在ABS泵中的类型的唇形密封件以密封200巴以上的压力。
根据本发明的实施方式，设置成所述阻挡装置包括斜坡装置。斜坡装置的使用大体上在背景技术中已知。其优点在于，阻挡元件可由致动装置的简单的低摩擦旋转运动阻止，而且由高夹紧力导致的反作用力被可靠地移进外壳中，并且车辆制动器能以相对小的作用力容易地从驻车制动位置转移回中性位置。斜坡装置的使用的进一步有利方面是由于斜坡相关机械效益，待产生的旋转力可保持相对较小。其对于作为旋转电磁体的驱动器的前述设计也是有利的，如已说明的，该旋转电磁体能够仅产生导致例如2Nm扭矩的低致动力。
该结构变型的改进设置成所述斜坡装置具有：至少一个第一斜坡表面，其设置在外壳上或以旋转固定方式联接到外壳上；以及至少一个第二斜坡表面，其形成在斜坡部件上，该斜坡部件可相对于外壳轴向移动并联接至阻挡元件，其中在致动装置致动时，这两个斜坡表面彼此滑离以移动阻挡元件。为了进一步降低致动力，尤其是要被克服的摩擦力，根据本发明可设置成在所述至少一个第一斜坡表面和所述至少一个第二斜坡表面之间设置滚动体，所述至少一个第一斜坡表面通过该滚动体与所述至少一个第二斜坡表面相接触。
假设根据本发明的车辆制动器的构造具有斜坡装置，可以有利地设置成斜坡部件联接至传输元件且通过传输元件在流体室内以释压方式移动。因此，具有液压有效表面的传输元件可以是有效的，使得由于流体室中的液压压力而试图移动斜坡部件，从而使斜坡部件将阻挡元件推动到阻止制动活塞的位置。因此可减小、补偿或过补偿作用在斜坡部件上的任何液压导致的反作用力。在所提到的第二种和最后一种情况下，于是不管怎样仍有需要克服的摩擦力。以有利的方式，传输元件的液压有效表面的横截面精确地转换为在相反方向上液压有效的斜坡部件的表面的横截面，从而理想的是可实现液压引起的反作用力的完全补偿。换言之，通过根据本发明的该解决方案，作用在传输元件和斜坡部件上的反液压反作用力以及由流体室的流体压力导致的液压反作用力相互抵消。斜坡部件和传输元件之间的联接可为固定的机械联接。然而，同样地，该联接可以可选地仅提供这两个部件的共轴运动，其中这两个部件可相对于彼此扭转。
本发明的改进设置成锁定装置设计有锁定机构，该锁定机构可与斜坡部件相互作用。在这种情况下，可例如设置成锁定机构被偏压弹簧朝向斜坡部件偏压至流体室中处于锁定位置，并且由于流体室填充液压流体时的充分增压，所述锁定机构可在超过最小压力值时移出锁定位置至释放位置。锁定机构可因此被液压致动并反作用到流体室中的实际流体压力。锁定装置因此在达到指定最小压力时自动切换至释放位置并因此能够取消驻车制动功能。如果流体室中的液压流体压力下降至该最小压力以下，则在偏压弹簧的致动下锁定机构移动回到其锁定位置，这在驻车制动状态下导致阻挡装置的稳定保持，而且在行车制动状态下由于制动活塞不管怎样都是在纯液压下移动，所以是安全的。
作为纯液压致动的锁定装置的设计的选择，可进一步设置成锁定机构通过磁体装置被朝向斜坡部件偏压至流体室中处于锁定位置，并且由于磁体的致动而可移出锁定位置至释放位置。在该构造变型的情况下，在流体室中具有例如压力获取，其中根据实际获取压力适当考虑驾驶者的操作者输入请求，即依赖于驾驶者是否要激活驻车制动器，实现磁体装置的激活并因此实现锁定机构的致动。
根据一构造变型，设置成锁定机构呈摩擦元件的形式，该摩擦元件可通过摩擦表面与斜坡部件的互补摩擦表面摩擦抵接。在该构造形式中，斜坡部件仅通过足够高的摩擦力被保持在其实际位置。然而，作为其替代，本发明的构造的优选形式设置成锁定机构采用捕获元件的形式，该捕获元件可通过锁定轮廓与斜坡部件的互补锁定轮廓接合。在该构造变型中设置斜坡部件的键阻挡，以取代先前所述的斜坡部件的摩擦接合阻挡。这提供了对抗无意的滑移、磨损或污垢相关的滑移的更好防护。因此，例如其可设置成锁定轮廓包括至少一个棘齿，并且互补锁定轮廓包括相应的锯齿形式，该锯齿形式优选布置在斜坡部件的圆周表面上。为进行阻挡，所述至少一个棘齿于是可与所述锯齿形式接合。锯齿形式保证锁定轮廓和互补锁定轮廓的尤其可靠的接合。
就根据本发明的车辆制动器的操作模式而言，可设置成在行车制动状态下，制动活塞可通过用液压流体填充流体室和清空流体室而在外壳内移动，而在驻车制动状态下，首先制动活塞可通过以液压流体填充流体室而在外壳内移动，然后机电致动装置被致动以阻止制动活塞，其中传输元件向制动活塞运动，然后锁定装置被激活，并最终为了使流体室中的压力降低而从流体室排出液压流体。因此，为了激活驻车制动功能，通过液压致动和制动活塞的位移而引起的夹紧力可用于将制动衬块施加或夹紧到制动盘上。因此制动衬块不必须由根据本发明的车辆制动器的驱动器额外供给到制动盘上，因此如已在前面说明若干次那样允许驱动器为低性能且因此设计经济。当达到最大驻车制动力时，在流体室内的最大流体压力状态下锁定装置的激活确保阻挡装置被精确阻挡。随后出现的设置操作为最小，这尤其在键锁定装置的情况下在驻车制动状态期间(即在流体室中流体压力减小之后)导致非常高的保持力。
为了取消驻车制动状态，在前面描述的变型情况下，能够以液压流体重填充流体室以借此取消制动活塞和阻挡装置之间的机械联接。锁定装置因此转换至其释放阻挡装置的状态。致动装置于是可相应地被激活，并可以低致动力使阻挡元件回到其正常位置，在该正常位置阻挡元件则释放制动活塞。这以压力相关方式通过传输元件的动作而再次发生。液压流体于是可从流体室再次排出，使得制动活塞可移回到无制动效果的正常位置。
本发明还涉及致动前述类型的车辆制动器的方法，其中在行车制动状态下，由于向流体室供应液压流体或从流体室移除液压流体而使制动活塞在外壳内移动，而在驻车制动状态下，首先通过用液压流体填充流体室而使制动活塞在外壳内移动，然后致动机电致动装置以阻止制动活塞，其中传输元件朝向制动活塞移动，然后锁定装置被激活，并最终为了使流体室中的压力降低而从流体室排出液压流体。
在根据本发明的方法中，还可设置成为了取消驻车制动状态，用液压流体填充流体室，然后锁定装置和阻挡装置被释放，并且最终为了使流体室中的压力降低而从流体室排出液压流体。
在根据本发明的方法中，还可进一步提供设置成阻挡装置由旋转电磁体致动，获取该旋转电磁体的实际位置或/和功耗在驻车制动状态下作为关于车辆制动器的功能状态的信息。
附图说明
下面通过参照附图以实施例方式描述本发明。这些附图表示：
图1为根据本发明的车辆制动器的第一实施方式的纵剖面图；
图2为沿图1的线II-II切开的剖面图；
图3为根据本发明的车辆制动器的第二实施方式如图1中的剖面图；
图4为沿图3的线IV-IV切开的剖面图；
图5为涉及具有示意性示出的液压回路的第二实施方式的概要图；
图6为在驻车制动状态下根据本发明的车辆制动器的致动流程图。
具体实施方式
首先，下面根据图1和2描述第一实施方式。
在图1中，根据本发明的车辆制动器整体由附图标记10表示。其设计有外壳12，外壳12具有圆柱形开口14。在圆柱形开口14中以液密方式可移动地装有制动活塞16。制动活塞16在其端部(图1的左侧)可机械连接至制动衬块承载件(未示出)，制动衬块可固定到该致动衬块承载件上。该制动衬块对面设有另一制动衬块，该另一致动衬块固定到位于对面的外壳部件18。这些制动衬块根据浮动卡钳原理以传统方式装在外壳12中。
车辆制动器10还包括阻挡装置26，制动活塞16可被该阻挡装置26阻止在沿活塞纵向轴线A的各个轴向位置上。阻挡装置26在第一实施方式中包括具有斜坡盘30的斜坡装置28，斜坡盘30通过螺栓32固定到外壳12上。在外壳固定的斜坡盘30上形成有三个槽状斜坡，它们周向延伸且均容纳有球状扩张体34。每个扩张体34与斜坡部件36的相应斜坡相互作用。该斜坡部件36包括轴附件38，轴附件38以密封方式可旋转地安装在外壳12中。轴附件38被装在轴瓦39中，轴瓦39通过在其外周上的附加O型环密封件而密封地装在外壳12中。轴瓦39在其内周上还包括O型环密封件，该O型环密封件密封地容纳轴附件38。轴瓦39优选由铜锌锻造合金制成而具有非常好的滑动特性。齿轮40邻近轴附件38并以旋转固定方式与其联接，该齿轮40可通过齿带41设置成在旋转磁体装置42的作用下绕纵向轴线A旋转。因为齿轮40和轴附件38的旋转固定连接，斜坡部件36可因此设定成绕活塞纵向轴线A旋转。
对着斜坡部件36的面向制动活塞16的一侧，经由普通轴承44或者可选的角接触轴承，尤其是滚针组件支撑有支撑部件46。支撑部件46因此可关于活塞纵向轴线A以低摩擦相对于斜坡部件36扭转。支撑部件46被压缩弹簧48向斜坡部件36偏压。压缩弹簧48被其对着该偏压的一端支撑。压缩弹簧48一端支靠支撑部件46的大径凸缘，另一端支靠外壳固定杯50的基部。
支撑部件46设计有轴向通孔，传输元件52的杆身可移动地装在该通孔中，该杆身为了降低重量并获得额外的压力补偿表面而为相对薄的设计。传输元件52通过其制动活塞远端54连接到斜坡部件36，例如螺栓连接到斜坡部件(螺纹M4)或以一些其它方式连接用于结合轴向运动，不过是为了相互扭转。传输元件52在其面向制动活塞的端部具有活塞头56。活塞头56借助密封唇形元件密封地容纳在引导套筒57中，引导套筒57压配至阻挡元件58。引导套筒57的尺寸定为与阻挡元件58在图1左侧的端部平齐而终止并与支撑部件在图1左侧的端部接触。阻挡元件58则在制动活塞16中可移动地被引导。该阻挡元件具有径向孔59和59’，以允许与其中心流体连通从而对活塞头56加压。还在附图标记60处具有圆锥形凸缘，其可与在制动活塞16上的相应内锥部接合。
阻挡元件58在制动活塞16在图1中向左运动时可通过锁定环62和弹簧垫圈64驱动。应当进一步注意的是，阻挡元件58通过具有精确限定的螺纹齿隙的大导程角螺纹副66螺纹联接支撑部件46。该大导程角螺纹副66优选地设计成使得用于进行阻止的旋转磁体装置42转过指定旋转角。
应当额外注意的是活塞头56的表面A1设计为至少和在外壳中被密封地引导的轴附件38的表面A2一样大，表面A2不位于流体室68中并因此也不与液压流体接触。因此，在图中以附图标记68表示的流体室的填充中，由斜坡部件36和传输元件52构成的组件组被释压。换言之，施加至该组件组的液压压力引起的所有反作用力得以补偿，这尤其归因于面向流体室68的引导凸缘56的液压有效表面H的作用。
现在还参照图2，图2以垂直于轴线的剖面示出了根据图1的锁定装置。在图2中，明显的是斜坡部件36的外周上设有啮合件120。还明显的是外壳12中结合有具有内螺纹的定位孔124，管壳(cartridge)126旋至定位孔124中。管壳126为中空圆柱形设计。在该管壳126中，锁定机构128在垂直于纵向轴线A的横向轴线B的方向上可移动地被引导。该锁定机构包括凸缘130和杆身132。在杆身132的远离凸缘的一端设有相应于啮合件120的啮合件134。两个啮合件120和134呈锯齿状轮廓的形式。
在图1和2中进一步显示凸缘130被螺旋压缩弹簧136偏压至图1和2中所示的位置，在该处两个啮合件120和134相互啮合。在螺旋压缩弹簧136的远离凸缘的一端具有旋至管壳126中的保持元件138，螺旋压缩弹簧136抵靠该保持元件138被支撑。保持元件138具有中心开口140以在锁定机构128运动时允许管壳126内部通风。
如图1和图2所显示，杆身132作为一类活塞，其在流体室68增压时可抵抗螺旋压缩弹簧136的作用沿横向轴线B在图2中向下移动。弹簧136设计成使得在大的压力范围内承受这样的移动，但是从指定的最小压力开始允许相应的移动然后被压缩。该最小压力可以为160巴。
作为具有压缩弹簧的所示设计的替代，也可用致动磁体装置代替螺旋压缩弹簧136，例如在超过前述最小压力时，该致动磁体装置以压力相关方式移动锁定机构128。
根据图1和2的车辆制动器10如下操作：
在行车制动状态下，要制动设在制动衬块之间但图中未示出的旋转制动盘，流体室68填充液压流体，从而制动活塞16在外壳12内移动。只要该移动不大于存在于支撑部件46和阻挡元件58之间的大导程角螺纹副66中并对应于所设置的制动提升间隙的螺纹齿隙，阻挡元件58就与制动活塞16完全同步地运动。
然而，如果由于制动衬块的磨损，需要使制动活塞16超过所设置的制动提升间隙移动从而使未示出的制动衬块抵靠未示出的制动盘作用，压缩弹簧48就会防止支撑部件46在液压致动时参与制动活塞16朝向制动盘的整个移动。结果，阻挡元件58的圆锥形凸缘60克服弹簧垫圈64的阻力而略微抬离所述内锥部，所述阻力弱于压缩弹簧48的偏压。因此不再防止阻挡元件58绕轴线A旋转。
轴向力具有外围部件，该轴向力由大导程角螺纹副66传递，支撑部件46借助该轴向力而试图抵抗弹簧64的作用限制阻挡元件58。这产生了扭矩，阻挡元件58于是通过该扭矩旋转而从支撑部件46上旋松。锥形凸缘60因此再一次移动至与制动活塞16的内锥部抵接。由于由支撑部件46和阻挡元件58形成的组件组的有效长度因而增大，因此，制动活塞16在制动器致动之后无法完全回到其原始正常位置。制动提升间隙因此减小回其设定值。
如果在强力液压制动器致动的情况下，在流体室68内产生例如20巴或更大压力时，尤其在制动衬块和外壳10的区域中塑性变形是不可避免的。补偿该瞬时变形的修正是不期望的，因此要如下防止进行修正，即：流体室68中的压力也作用到阻挡元件58上。在强力液压致动情况下，由弹簧垫圈64和阻挡元件58上的液压压力施加的轴向力整体上大于由压缩弹簧48在支撑部件46的远离制动活塞的凸缘上施加的作用力。压缩弹簧48因此不再能够牢固保持支撑部件46。结果，锥形凸缘60不能提升离开内锥部。阻挡元件58因此被防止旋转，从而不需要修正而进行制动器致动。只有液压压力下降到可重获修正的所述阀值(例如20巴)以下，由于制动衬块的高度衬块磨损才有必要修正。
下列描述与根据本发明的车辆制动器10的驻车制动功能的激活有关，该功能的目的为锁定制动衬块之间的制动盘而防止其意外旋转。为了说明驻车制动功能，附加地参考图2和6。
为了响应于设在车辆内的致动开关而在驻车制动状态下致动车辆制动器10(图6中步骤S12)，ESP泵被激活并首先将液压流体供给到流体室68，从而流体室68中的流体压力从例如0巴的值增加到例如200巴的值。液压流体可由于操纵者致动制动踏板而供给，或者通过一泵以与自动制动操作类似的方式自动地独立于制动踏板致动或除制动踏板致动之外而供给，例如借助于例如由ECU 90控制的ESP。在这种情况下，由ECU操作控制阀(图6，步骤S14-S18)。结果为在制动衬块处的夹紧力。由于此类增压(前面已经描述过)阻挡元件58保持与制动活塞16抵接。阻挡元件58通过大导程角螺纹副拉动支撑部件46前行，使得斜坡部件36和止推轴承44之间产生小间隙。该小间隙例如为两到三毫米。止推轴承44在这种情况下仅仅保持在传输元件52的杆身上。
流体室68中的压力随后(如果忽视设置操作)大体上得以保持(步骤S22)。因为流体室68填充有压力范围明显高于先前指出的压缩螺旋压缩弹簧136的最小压力的液压流体，锁定机构128借助压力移出流体室68，同时压缩螺旋压缩弹簧136而移入管壳126内。这意味着在锁定机构128的径向内端上的啮合件134不再与在斜坡部件36的周向区域上的啮合件120啮合。
一旦达到这种状态，电子控制单元就激活旋转磁体装置42。该装置通过齿带41和已设置成旋转的齿轮40驱动斜坡部件36，使得斜坡部件36绕旋转轴线A旋转，并由于滚动体34和斜坡表面引起的沿轴向在图1中相对于斜坡盘30向左的扩张运动而移动。
本发明的一个方面为斜坡部件36的该运动可由非常低的致动力实现，这是因为永久联接至斜坡部件36的传输元件52的活塞头56的液压有效表面H补偿液压反作用力，该反作用力将阻碍斜坡部件36运动到流体室68。由于活塞头56的合适尺寸和杆身52的相应小直径尺寸，甚至能够实现液压反作用力的过补偿，从而可促进斜坡装置20的扩张运动。
如果轴附件38的液压无效(因此被补偿)表面A1大于或等于引导凸缘56的表面A2，尤其会出现反作用力补偿作用。为了更精确，传输元件52的杆身的小尺寸液压无效横截面积将仍需要从两个表面扣除。假定这样的表面等式A1≥A2，该关系式适用于由于流体室68中的液压压力而产生的反作用力F1和F2同样相等并因此相互抵消。
根据本发明，该原理用于设计尽可能低性能的旋转磁体装置42并因此在零件获取方面实现成本节约并实现安装空间的减小。由于在斜坡部件再次抵靠普通轴承之前在轴线A的方向上相对于斜坡盘30的扩张，非常低的致动力就足够在上述间隙中移动斜坡部件36。
然后，流体室68中的流体压力降低(步骤S30)。在该压力降低开始时，最初不发生任何情况。然而，一旦压力降至对于压缩螺旋压缩弹簧136来说至关重要的极限压力以下，该弹簧就可延伸并将锁定机构128推入流体室68直到其到达其终点位置。在该位置，锁定机构128使其啮合件134与斜坡部件36的圆周上的啮合件120接合并将斜坡部件36固定在其角位置。这在流体室68中的流体压力降低过程中自动发生。由于压力持续降低，制动活塞16试图向回移动(在图1中向右)，不过通过阻挡元件58支撑，支撑部件46和普通轴承44靠在斜坡部件36上，该斜坡部件36已在图1中向左移动，其又靠着被外壳固定的斜坡盘30被滚动体34支撑，并通过相互啮合的啮合件被锁定而不能旋转(步骤S32)。考虑到设置操作，最多具有最小复位运动，但是小到可以忽略，使得残余夹紧力仍很高，甚至在完成流体室68中的压力降低之后，仍能够保持适当的夹紧效果，该效果足以锁定制动盘使其不能意外旋转。最后，旋转磁体装置42可关闭(步骤S34)。锁定操作和释压应当有利地几乎同步发生，以排除夹紧力中的任何损失。
为了在开关96相应致动之后取消驻车制动功能，流体室68中的液压压力再次增加，直到其达到前述例如200巴的值。结果，夹紧力也稍微增加，直到其最终大致达到前述最大夹紧力的值，此时支撑部件46又由于斜坡部件36而在图1中向左略微移动。在流体室68中的流体压力增大过程中，当超过螺旋压缩弹簧136压缩的关键极限压力时，锁定机构128再次移动至管壳126中并释放斜坡部件36以进行旋转运动。然后激活旋转磁体装置42，使得斜坡部件36自身可通过旋转磁体装置42的低复位力移回其正常位置。接着，液压流体从流体室68排出，因此使得能清空流体室，制动活塞16因而回到图1所示的其正常位置。
通过本发明的第一实施方式，因此能够提供可靠的驻车制动功能，该功能由于锁定装置125的作用而防止无意中被取消，且由于利用流体室中液压压力并由于前述反作用力补偿或过补偿而仅需要旋转磁体装置42的低致动力。旋转磁体装置42可设计成具有相应的低性能。
应当进一步注意的是，可通过旋转磁体装置42的监控指定操作参数执行功能检查和/或功能监控。所述操作参数例如可为旋转磁体装置42的功耗和旋转角位置，这些参数容易监控且可靠地具有关于制动器实际状态的安全增强冗余提供信息。从该信息也能够确定是否两个啮合件120和134的闭锁没有在获得确保驻车制动效果的位置之前太早发生。
图3和4示出了本发明的第二实施方式。为了避免重复和简化说明，下列描述仅涉及根据图3和4的第二实施方式与根据图1和2的第一实施方式的不同之处。对于相同作用或相同类型的部件使用与第一实施方式的描述中相同的附图标记，但是附加小写字母“a”。
根据图3和4的第二实施方式与根据图1和2的第一实施方式的不同之处在于旋转磁体的设计。其采用推拉式电磁体的形式并具有球形斜坡平面，该斜坡平面将电磁体的整体线性运动转换为旋转运动。该旋转运动传递至轴附件38a，其中产生前述效果。沿纵向轴线A的线性移动因此通过磁体装置42a的提升运动而直接获得。
在其他方面，根据图3和4的布置如参照图1和2进行的以上描述一样精确操作。特别的是，锁定装置125a与关于锁定装置125的以上描述一样借助压力操作。
图5示出了联接至车辆制动器10a的液压系统和液压系统部件的示意图。
这尤其具有与制动助动器主缸单元74a相互作用的制动踏板72a。响应于施加到制动踏板上的致动力F，液压流体从容器76a经过压力线78a供给至液压系统80a，优选为ABS/ESP系统。这包括控制阀82a、84a、86a、88a，它们可通过电子控制单元90a控制。液压系统还包括电机驱动压力泵92a，其同样联接至电子控制单元90a。而且，可设置压力传感器94a以在控制阀86a的打开状态下获得引导至流体室68a中的液压压力。如果例如由于成本原因而未设置压力传感器，则可由数学模型确定引导至流体室68a的液压压力。电子控制单元90a可通过驻车制动致动开关96a激活，并根据图1由连接线98a连接至旋转磁体装置42，用于其激活且获取前述参数(即电磁体42a的实际旋转位置和功耗)以进行功能监控。

Claims (26)

1.一种车辆制动器(10；10a)，该车辆制动器包括：
-外壳(12；12a)；
-容纳在所述外壳(12；12a)中并联接至制动衬块(20；20a)的制动活塞(16；16a)；
-阻止所述外壳(12；12a)内的所述制动活塞(16；16a)的阻挡装置(26；26a)；以及
-在驻车制动状态下激活所述阻挡装置(26；26a)的机电致动装置(42；42a)；
其中，所述制动活塞(16；16a)与所述外壳(12；12a)一起限定可填充液压流体的流体室(68；68a)，使得致动所述车辆制动器(10；10a)的所述制动活塞(16；16a)可在所述外壳(12；12a)内沿活塞纵向轴线(A)液压移动，其特征在于，具有与所述阻挡装置(26；26a)有关的锁定装置(125；125a)，该锁定装置在驻车制动状态下机械作用到所述阻挡装置(26；26a)的部件(36；36a)上并锁定所述阻挡装置而防止其复位运动。
2.根据权利要求1所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述阻挡装置(26；26a)包括传输元件(52；52a)，该传输元件可相对于所述外壳(12；12a)移动并在其关于所述流体室(68；68a)内的流体压力致动时释放所述阻挡装置(26；26a)。
3.根据权利要求2所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述传输元件(52；52a)具有至少一个液压有效释压表面(H)，其由来自所述流体室(68；68a)的液压流体增压。
4.根据权利要求3所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述释压表面(H)形成在活塞头(56；56a)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述传输元件(52；52a)通过来自所述流体室(68；68a)的液压流体，在其就所述流体室(68；68a)的变容而言液压有效表面的两侧上至少间接加压。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述致动装置为可电机驱动或由旋转驱动器(42；42a)电机驱动。
7.根据权利要求6所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述驱动器呈旋转电磁体(42；42a)的形式，可获取该旋转电磁体的实际位置或/和功耗而在驻车制动状态下作为关于所述车辆制动器(10；10a)的功能状态的信息。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，一阻挡元件(58；58a)作用在所述制动活塞(16；16a)上以对其进行阻止。
9.根据权利要求8所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述阻挡元件(58；58a)驱动连接到所述制动活塞(16；16a)上。
10.根据权利要求4和9所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述活塞头(56；56a)在所述阻挡元件(58；58a)中以液密方式被引导。
11.根据权利要求10所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述阻挡元件(58；58a)中插有一引导套筒(57；57a)，在该引导套筒中所述活塞头(56；56a)通过唇形密封件以液密方式被引导。
12.根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述阻挡装置(26)包括斜坡装置(28)。
13.根据权利要求12所述的车辆制动器(10)，
其特征在于，所述斜坡装置(28)包括：至少一个第一斜坡表面(30)，其设置在所述外壳(12)上或以旋转固定方式联接到所述外壳(12)上；以及至少一个第二斜坡表面(36)，其形成在斜坡部件(36)上，该斜坡部件可相对于所述外壳(12)轴向移动并联接至所述阻挡元件(58)，其中在所述致动装置(42)致动时，这两个斜坡表面彼此滑离以移动所述阻挡元件(58)。
14.根据权利要求13所述的车辆制动器(10)，
其特征在于，所述至少一个第一斜坡表面和至少一个第二斜坡表面之间设有滚动体(34)，所述至少一个第一斜坡表面通过所述滚动体接触所述至少一个第二斜坡表面。
15.根据权利要求13或14所述的车辆制动器(10)，
其特征在于，所述斜坡部件(36)联接至所述传输元件(52)，并可通过所述传输元件(52)在所述流体室(68)内以释压方式移动。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述锁定装置(125；125a)设计有锁定机构(128；128a)，所述锁定机构可与所述斜坡部件(36；36a)相互作用。
17.根据权利要求16所述的车辆制动器(10)，
其特征在于，所述锁定机构(128；128a)被偏压弹簧(136；136a)朝向所述斜坡部件(36；36a)偏压至所述流体室(68；68a)处于锁定位置，并且由于所述流体室(68；68a)填充液压流体时的充分增压，所述锁定机构(128；128a)可在超过最小压力值时移出锁定位置至释放位置。
18.根据权利要求16所述的车辆制动器，
其特征在于，所述锁定机构通过磁体装置被朝向所述斜坡部件偏压至所述流体室中处于锁定位置，并且由于该磁体的致动而可移出锁定位置至释放位置。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的车辆制动器，
其特征在于，所述锁定机构采用摩擦元件的形式，该摩擦元件可通过摩擦表面与所述斜坡部件的互补摩擦表面摩擦抵接。
20.根据权利要求16至18中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述锁定机构(128；128a)采用捕获元件的形式，该捕获元件可通过锁定轮廓(134；134a)与所述斜坡部件(36；36a)的互补锁定轮廓(120；120a)接合。
21.根据权利要求20所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，所述锁定轮廓(134；134a)包括至少一个棘齿，并且所述互补锁定轮廓(120；120a)包括相应的锯齿形式，该锯齿形式优选布置在所述斜坡部件(36；36a)的圆周表面上。
22.根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，在行车制动状态下，所述制动活塞(16；16a)可通过用液压流体填充所述流体室(68；68a)和清空所述流体室(68；68a)而在所述外壳(12；12a)内移动，而在驻车制动状态下，首先所述制动活塞(16；16a)通过以液压流体填充所述流体室(68；68a)而在所述外壳(12；12a)内移动，然后所述机电致动装置(42；42a)被致动以阻止所述制动活塞(16；16a)，其中所述传输元件(52；52a)向所述制动活塞(16；16a)运动，然后所述锁定装置(125；125a)被激活，并最终为了使所述流体室(68；68a)中的压力降低而从所述流体室(68；68a)排出液压流体。
23.根据权利要求22的车辆制动器(10；10a)，
其特征在于，为了取消驻车制动状态，所述流体室(68；68a)填充液压流体，然后所述阻挡装置(58；58a)和所述锁定装置(125；125a)被释放，并最终为了使所述流体室(68；68a)中的压力降低而从所述流体室(68；68a)排出液压流体。
24.一种致动根据前述权利要求中任一项所述的车辆制动器(10；10a)的方法，
其特征在于，在行车制动状态下，由于向所述流体室(68；68a)供应液压流体或从所述流体室(68；68a)移除液压流体而使所述制动活塞(16；16a)在所述外壳(12；12a)内移动，而在驻车制动状态下，首先通过用液压流体填充所述流体室(68；68a)而使所述制动活塞(16；16a)在所述外壳(12；12a)内移动，然后致动所述机电致动装置(42；42a)以阻止所述制动活塞(16；16a)，其中所述传输元件(52；52a)朝向所述制动活塞(16；16a)移动，然后所述锁定装置(125；125a)被激活，并最终为了使所述流体室(68；68a)中的压力降低而从所述流体室(68；68a)排出液压流体。
25.根据权利要求24所述的方法，
其特征在于，为了取消驻车制动状态，用液压流体填充所述流体室(68；68a)，然后所述阻挡装置(58；58a)和所述锁定装置(125；125a)被释放，并且最终为了使所述流体室(68；68a)中的压力降低而将液压流体从所述流体室(68；68a)排出。
26.根据权利要求24或25所述的方法，
其特征在于，所述阻挡装置(58；58a)被旋转电磁体(42；42a)致动，获取该旋转电磁体的实际位置和功耗而在驻车制动状态下作为关于所述车辆制动器(10；10a)的功能状态的信息。
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