CN102470830A - 优化控制的混合制动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制动设备，其包括消耗型制动系统(1)、电动制动系统(2)以及与所述消耗型制动系统组合的第一促动器(11)。根据本发明的制动设备还包括与所述电动制动系统(2)组合的第二促动器(21)以及与所述第二促动器(21)组合的位置传感器(3)，所述第二促动器(21)被设计成在从其非激活的位置具有非零的行程之后驱动所述第一促动器(11)，并且所述传感器(3)被设计成根据所述第二促动器(21)从其非激活的位置的行程而驱动所述电动制动系统。

Description

优化控制的混合制动设备
技术领域
本发明基本上涉及制动技术。
更加具体而言，本发明涉及这样一种制动设备，其包括具有液压控制回路的消耗型的制动装置、再生型的电动制动装置、以及至少一个第一促动设备，该第一促动设备从非激活的位置克服由至少一个第一回复元件施加的第一弹性力而选择性地位移，从而激活消耗型的制动装置的液压控制回路。
背景技术
这样类型的设备在例如US2008/0173490和FR2909957的专利文献中进行了描述。
在同一车辆(最常见为混合动力车辆)上共存有消耗型的制动系统和再生型的电动制动系统引起了很多问题，尤其是选择应用于调整并分配这两个系统施加的制动力的原理的问题，以及实施所述原理的装置的设计的问题。
上面引用的第一个专利文献US2008/0173490描述了通过传统的制动踏板而激活所述两种系统，同时通过利用粘滞摩擦的传动设备而延缓消耗型制动系统的激活。
这样的粘滞摩擦设备的效果是使施加到制动踏板的力部分地传动到消耗型的制动系统，所传递的力的比例随着踏板的促动速度而变化。
上面引用的第二个专利文献FR2909957也描述了通过传统的制动踏板而激活两种系统，然而，电动制动系统基于表示所述制动踏板的促动的数据而进行自动地控制。
从上面引用的专利可知，这两种解决方案要使用相对复杂的装置。
此外，无论是随着时间的流逝还是在出现电动制动系统故障的情况下，所提出的解决方案的可靠性很难得到保证。
发明内容
在这样的背景下，本发明的目的是提供一种制动设备，其包括消耗型制动装置以及不受至少一个上述缺陷的影响的再生型电动制动装置。
为了实现上述目的，除了以下的本质特征之外，根据本发明的制动设备在其它方面符合前文描述中所包含的一般定义，该本质特征在于：所述制动设备额外地包括第二促动设备、第二回复元件以及位置传感器；其中，所述第二促动设备克服由所述第二回复元件施加的第二弹性力而从非激活的位置选择性地进行位移，从而激活所述电动制动装置；其中，所述第一促动设备和第二促动设备的非激活的位置间隔非零的距离；其中，所述第一促动设备和第二促动设备具有各自的位移轨迹，从而在到达了与其非激活的位置间隔所述非零的距离的驱动位置之后，使得所述第二促动设备机械地驱动所述第一促动设备；其中，所述第二回复力小于所述第一回复力；并且其中，所述位置传感器提供输出信号，该输出信号用于激活所述电动制动装置，并且该输出信号作为在所述非激活的位置和所述驱动位置之间的所述第二促动设备的位置的函数而进行变化。
这样安排的结果使得，即使在消耗型制动被置于负载下之前，电动制动的使用就能达到其100％的能力。
此外，根据本发明的制动设备能够被驾驶员简单地并且直观地控制，驾驶员可以根据其实际希望达到的减速效果而本能地并且自然地对制动踏板施加力。
在本发明的第一实施方式中，其提供了第一促动设备，所述第一促动设备包括第一踏板，该第一踏板包括枢接至支撑装置的第一杆以及固定至该第一杆的第一压力蹄；其还提供了第二促动设备，所述第二促动设备包括第二踏板，该第二踏板包括第二杆以及固定至该第二杆的第二压力蹄；其中，所述第二杆枢接至所述第一杆；并且其中，所述第二蹄至少在所述第二促动设备的驱动位置覆盖所述第一蹄。
在这样的情况下，所述传感器例如包括旋转传感器，其感测所述第二杆相对于所述第一杆的角位移。
另外，该设备可以包括电动的制动灯开关，该电动的制动灯开关安装在所述第一杆和第二杆的一个上，并且感测这些杆的相对的旋转移动。
在本发明的第二实施方式中，其提供了第一促动设备，所述第一促动设备包括活塞，该活塞可滑动地安装在所述消耗型制动装置的所述液压控制回路的主油缸中，所述活塞通过所述第一回复元件而返回到其非激活的位置；其中，该活塞具有接触面以及与所述接触面具有间隔的第一止挡件；其还提供了第二促动设备，所述第二促动设备包括推杆，该推杆具有自由端、第二止挡件以及连接端；其中，该推杆通过枢接至支撑装置的制动踏板而被其连接端选择性地驱动，并且上述制动踏板的促动使得所述推杆的自由端相对于所述第一止挡件滑动；其中，在所述第二促动设备的非激活的位置处，所述推杆的自由端与所述活塞的接触面间隔所述非零的距离；并且其中，所述第二回复元件布置在所述第一止挡件和第二止挡件之间。
在这样的情况下，所述传感器例如包括旋转传感器，其感测所述制动踏板相对于所述支撑装置的角位移。
然而，该传感器也可以包括线性位置传感器，其提供的输出信号根据所述第二止挡件相对于所述第一止挡件的位置而进行变化。
另外，使所述推杆的自由端至少部分地为球形是有利的，从而所述推杆通过其自由端在所述主油缸中被引导。
附图说明
参考所附附图，通过随后的指示性的而非限制性的描述，本发明的其它的特征和优点将清晰的呈现，其中：
图1是显示了本发明的第一可行实施方式的示意性的视图，并且
图2是显示了本发明的第二可行实施方式的示意性的视图。
具体实施方式
如先前所述，本发明涉及用于陆地车辆的制动设备，该设备包括两个类型的制动系统1和2、以及至少一个促动设备(例如图1中的11或图2中的12)，该促动设备被设计成从车辆驾驶员接收制动命令，以使得所述车辆的减速能够被控制。
制动系统1包括能量消耗制动装置，其通过例如利用制动盘上的制动垫的摩擦或利用制动鼓上的闸皮的摩擦，而使车辆的动能转化为热量。
制动系统2包括电动的能量回收制动装置，该装置使用了公知方式的电动机构，该电动机构将车辆的动能转化为电能，并且通常将该电能立即用于重新充电到车载电池中。
所述制动设备还包括液压控制回路10，该液压控制回路10设计成将驾驶员发出的制动命令传递到促动设备11或12，所述促动设备按照驾驶员的要求从非激活的位置克服弹性力而位移，所述弹性力具体是通过一个或多个回复元件(例如图1中的113和/或图2中的123)而施加的。
在实际操作中，为了简化表示，图1中并没有直接原样地画出回复元件113，而是仅画出了由该元件具体施加的弹性回复扭矩。
根据本发明的设备还包括诸如21(图1)或22(图2)的第二促动设备、诸如213(图1)或223(图2)的第二回复元件、以及位置传感器3。
在实际操作中，同样为了简化表示，图1中并没有直接原样地画出回复元件213，而是仅画出了由该元件施加的弹性回复扭矩。
第二促动设备21或22设计成接收车辆驾驶员发出的制动命令。
结果，驾驶员发出的命令克服由第二回复元件212或223产生的弹性力，并且该弹性力的大小小于在第一促动设备11或12上所施加的弹性回复力，第二促动设备21或22从所处的默认非激活位置进行位移并激活电动的制动装置2。
如图1和图2所示，所述两个促动设备(一方面为11和12，另一方面为12和22)的非激活的位置之间被隔开了距离D，该距离D不等于零。
此外，促动设备11、21和12、22具有各自的位移轨迹，从而在到达了与其非激活的位置相距距离D(该距离D不等于零)的驱动位置之后，使得第二促动设备21或22机械地传动第一促动设备11或12。
位置传感器3设计成提供输出信号S3，该输出信号S3用于激活电动的制动装置2，并且该输出信号S3表示第二促动设备21或22从其非激活的位置进行位移的幅度。
输出信号S3可以通过模拟信号来形成，或者通过若干位编码的数字信号来形成，分辨率主要是由电路来进行决定的。
在图1中所示的本发明的第一实施方式中，第一促动设备包括有踏板11。
该踏板11本身包括绕着轴线X1而枢接至支撑装置4的杆111，以及固定至该杆111的自由端的压力蹄112。
由附图标记113指定的回复元件包括有在支撑装置4和踏板11之间起作用的弹簧，该回复元件用于在该踏板11上施加绕着轴线X1的扭矩，该扭矩永远地向着止挡件B预紧所述踏板11，该止挡件B相对于支撑装置4是固定的。
第二促动设备也包括踏板21，该第二踏板包括杆211和固定至该杆211的自由端的压力蹄212。
第二踏板21的杆211绕着轴线X2而枢接至第一踏板11的杆111，该轴线X2由该杆111所承载。
由附图标记213指代的回复元件包括有在踏板11和21的杆111和211之间起作用的弹簧，该回复元件在杆211上施加绕着轴线X2的扭矩，该扭矩永远按照与回复元件113预紧踏板11相同的方向对该杆211进行预紧。
另一方面，通过回复扭矩(该扭矩绕着轴线X2推动杆211)而施加在蹄212上的回复力小于通过回复扭矩(该扭矩绕着轴线X1而推动第一踏板11的杆111)而施加在蹄112上的回复力。
如图1所示，第二踏板21的蹄212至少在该第二踏板21的驱动位置覆盖第一踏板11的蹄112，但也可以在其非激活的位置覆盖第一踏板11的蹄112。
因此，传感器3基本上由例如旋转传感器形成，该旋转传感器感测相对于第一踏板11的杆111而绕第二踏板21的杆211的轴线X2的角位移。
当通过压力蹄212的位移经过的行程小于距离D(该距离D是在空闲状态时该压力蹄212与踏板11的压力蹄112之间的间距)而发出制动命令的时候，仅有电动的制动系统2被激活，从而产生由传感器3的输出信号S3的值所限定并且随着压力蹄212的促动行程的增加而增加的制动扭矩。
另一方面，当制动命令使得踏板21的压力蹄212到达踏板11的压力蹄112并且克服由回复元件113施加的回复力而使踏板11发生位移时，液压控制回路10中的压力增加，并且另外促使消耗型制动系统1激活。
如图1所示，根据本发明的第一实施方式的设备还可以包括电动的制动灯开关5，其例如被安装在杆211上，并且可以感测到所述杆211相对于杆111的相对的旋转运动，该电动的制动灯开关5还可以执行止挡件的功能，从而限制在由回复元件213所施加的扭矩的作用下所述杆111和211绕着轴线X2相对于彼此的旋转运动的程度。
如图2所示，在本发明的第二实施方式中，第一促动元件包括有活塞12，该活塞12具有接触面121以及与所述接触面121具有间隔的止挡件122。
该活塞12滑动地安装在主油缸101中，该主油缸101形成消耗型制动系统1的液压控制回路10的一部分，活塞12通过回复元件123而返回到其非激活的位置，该回复元件123可以由预应力的螺旋弹簧形成。
第二促动元件包括：具有自由端221a的推杆22、第二止挡件222以及连接端221b。
制动系统1进一步包括有踏板102，该踏板102枢接至支撑装置4，其被设计成由车辆驾驶员来操作，并且推杆22的连接端221b被铰接到踏板102。
第二回复元件包括螺旋弹簧223，螺旋弹簧223布置在推杆22的止挡件222和活塞12的止挡件122之间，回复元件223施加的弹性回复力小于具体由第一回复元件123施加在活塞12上的弹性回复力。
在这样的情况下，制动踏板102的操作具有驱动推杆22的效果，然后使推杆22的自由端221a相对于止挡件122滑动并且接近接触面121。
同样在这样的情况下，传感器3可以基本上由旋转传感器形成，其感测制动踏板102相对于支撑装置4的角位移。
然而，传感器3也可以由线性位置传感器形成，该线性位置传感器的输出信号S3根据第二止挡件222相对于第一止挡件122的位置而进行变化，也就是说，该线性位置传感器的输出信号S3作为螺旋弹簧223的长度的函数而进行变化。
如图2所示，推杆22的自由端221a至少部分地具有球形的形状，从而使得推杆22能够在主油缸101中通过其自由端221a而被引导。
当通过推杆22的自由端221a滑动经过的行程小于距离D(该距离D是在空闲状态时所述自由端221a与活塞12的接触面121之间的间距)而发出制动命令的时候，仅有电动的制动系统2被激活，从而产生由传感器3的输出信号的值进行限定并且随着推杆22的促动行程而增加的制动扭矩。
另一方面，当制动命令使得推杆22的自由端221a到达活塞12的接触面121并且克服由弹簧123施加的回复力而使所述活塞位移时，液压控制回路10中的压力增加，并且另外促使消耗型制动系统1被激活。

Claims (8)

1.一种制动设备，其包括具有液压控制回路(10)的消耗型制动装置(1)、再生型电动制动装置(2)以及至少第一促动设备(11、12)，该第一促动设备克服由至少第一回复元件(113、123)施加的第一弹性力而从非激活的位置选择性地进行位移，从而激活消耗型制动装置(1)的液压控制回路，其特征在于：所述制动设备额外包括第二促动设备(21、22)、第二回复元件(213、223)以及位置传感器(3)；其中，所述第二促动设备(21、22)克服由所述第二回复元件(213、223)施加的第二弹性力而从非激活的位置选择性地进行位移，从而激活所述电动制动装置(2)；其中，所述第一促动设备和第二促动设备(11、12；21、22)的非激活的位置间隔非零的距离(D)；其中，所述第一促动设备和第二促动设备(11、12；21、22)具有各自的位移轨迹，从而在到达了与其非激活的位置间隔所述非零的距离(D)的驱动位置之后，使得所述第二促动设备(21、22)机械地驱动所述第一促动设备(11、12)；其中，所述第二回复力小于所述第一回复力；并且其中，所述位置传感器(3)提供输出信号(S3)，该输出信号(S3)用于激活所述电动制动装置(2)，并且该输出信号(S3)作为所述第二促动设备(21、22)在其非激活的位置和其驱动位置之间的位置的函数而进行变化。
2.根据权利要求1所述的制动设备，其特征在于：所述第一促动设备(11、12)包括第一踏板(11)，该第一踏板(11)包括枢接至支撑装置(4)的第一杆(111)以及固定至该第一杆(111)的第一压力蹄(112)；并且，所述第二促动设备(21、22)包括第二踏板(21)，该第二踏板(21)包括第二杆(211)以及固定至该第二杆(211)的第二压力蹄(212)；其中，所述第二杆(211)枢接至所述第一杆(111)；并且其中，所述第二蹄(212)至少在所述第二促动设备(21)的驱动位置覆盖所述第一蹄(112)。
3.根据权利要求2所述的制动设备，其特征在于：所述传感器(3)包括旋转传感器(3)，其感测所述第二杆(211)相对于所述第一杆(111)的角位移。
4.根据权利要求2或3所述的制动设备，其特征在于：其进一步包括电动的制动灯开关(5)，该电动的制动灯开关(5)安装在所述第一杆和第二杆(111、211)之一上，并且感测这些杆(111、211)的相对的旋转移动。
5.根据权利要求1所述的制动设备，其特征在于：所述第一促动设备(11、12)包括活塞(12)，该活塞(12)滑动地安装在所述消耗型制动装置(1)的所述液压控制回路(10)的主油缸(101)中，该活塞(12)通过所述第一回复元件(123)而返回到其非激活的位置；其中，所述活塞(12)具有接触面(121)以及与所述接触面(121)具有间隔的第一止挡件(122)；其中，所述第二促动设备(21、22)包括推杆(22)，该推杆(22)具有自由端(221a)、第二止挡件(222)以及连接端(221b)；其中，所述推杆(22)通过枢接至支撑装置(4)的制动踏板(102)而被其连接端(221b)选择性地驱动，并且所述制动踏板(102)的促动使得所述推杆(22)的自由端(221a)相对于所述第一止挡件(122)滑动；其中，在所述第二促动设备(22)的非激活的位置处，所述推杆(22)的自由端(221a)与所述活塞(12)的接触面(121)间隔所述非零的距离(D)；并且其中，所述第二回复元件(223)布置在所述第一止挡件和第二止挡件(122、222)之间。
6.根据权利要求5所述的制动设备，其特征在于：所述传感器(3)包括旋转传感器(3)，其感测所述制动踏板(102)相对于所述支撑装置(4)的角位移。
7.根据权利要求5所述的制动设备，其特征在于：所述传感器(3)包括线性位置传感器，其提供输出信号(S3)，该输出信号(S3)根据所述第二止挡件(222)相对于所述第一止挡件(122)的位置而进行变化。
8.根据权利要求5至7任一权利要求所述的制动设备，其特征在于：所述推杆(22)的自由端(221a)至少部分地为球形，其中，所述推杆(22)通过其自由端(221a)在所述主油缸(101)中被引导。
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