CN103260971A - 用于车辆的压力传递装置、助力制动系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的助力制动系统（1、1’）的压力传递装置（5、5’），所述压力传递装置在其入口（6、6’）处能够与所述助力制动系统（1、1’）的主制动缸（4、4’）液压地有效连接，并且在其出口（7、7’）处能够与所述助力制动系统（1、1’）的车轮制动缸（8、8’、13、13’）液压地有效连接，其中所述压力传递装置（5、5’）包括蓄能器（15）和连杆（16），所述连杆将在所述入口（6、6’）与所述出口（7、7’）之间的压力差传递到所述蓄能器（15）上并且存储在所述蓄能器中。

Description

用于车辆的压力传递装置、助力制动系统以及方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的压力传递装置、助力制动系统以及方法。

背景技术

在文献DE 10 2007 016 864 A1中描述了用于车辆的制动系统，所述制动系统包括机电放大的制动装置和踏板模拟器（Pedalsimulator），所述踏板模拟器用于使驾驶员以习惯的方式获得制动触感。所述制动系统构造为线控制动系统（Brake-by-Wire-System），在所述线控制动系统中感应地获取制动踏板的移动并且通过控制器产生调节信号以操纵在制动装置中的电动制动执行器。机械穿透件（Durchgriff）存在于制动踏板和制动装置之间，然而由于设计为线控制动系统，所述穿透件在正常情况下是脱耦的，并且仅在紧急情况下、例如在机电的制动力放大器故障时起作用，在所述紧急情况下所述由驾驶员施加到制动踏板上的力用作对于制动装置的调节力。反之在正常情况下，所述由驾驶员产生的踏板力未机械地转化成制动力。

发明内容

所述在权利要求1中定义的压力传递装置、在权利要求9中定义的助力制动系统、在权利要求14中定义的车辆、在权利要求15中定义的方法以及在权利要求21中定义的方法相对于常规的技术方案提供了以下优点：由于驾驶员脚踏力在制动时被完全考虑进去，所以比例如在线控制动系统中的这种情况损失的能量消耗更少。此外，压力传递装置定位在制动回路中、也就是说并非定位在踏板（Pedallerie）或者制动力放大器的区域中，进而不依赖于所使用的制动力放大器技术。由此能够将压力传递装置简单地集成到具有例如真空制动力放大器或者机电制动力放大器的惯常的制动系统中。此外，在助力制动系统中能够将所述由驾驶员借助其脚踏力以及由制动力放大器产生的制动力可变地在车轮制动缸和蓄能器之间分配。

所述助力制动系统或者说压力传递装置原则上能够为此使用，即对于再生制动来说减小在车辆的一个或者所有车轴上的制动压力。

目前，“再生制动”意味着在车辆的车轮制动期间将车辆的动能以电能的形式回收。

所述在各个从属权利要求中提及的特征涉及本发明的主题的有利的设计方案和改进方案。

附图说明

在附图的图示中示出了并且在接下来的说明中详细地阐述了本发明的实施例。附图示出：

图1是根据本发明的第一实施例的助力制动系统的示意图；

图2是图1所示的压力传递装置的放大视图；

图3是相对于图1的变型方案；

图4是根据本发明的第二实施例的助力制动系统；并且

图5是相对于图4的变型方案。

在附图中，除非另有说明，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件。液压管路在附图中以实线或者虚线示出，并且只在相关处设置附图标记。

具体实施方式

接下来根据图1和图2详细地阐述本发明的第一实施例。

助力制动系统1优选是混合动力车辆或者电动车辆的组成部分。

所述助力制动系统1具有踏板2，所述踏板借助制动力放大器3操纵主制动缸4。所述制动力放大器3例如能够构造为真空制动力放大器或者机电制动力放大器。所述主制动缸4尤其是串联制动缸（Tandembremszylinder）。

所述助力制动系统1此外具有压力传递装置5。所述压力传递装置5在其入口6处与未进一步示出的主制动缸4的腔室液压地连接。压力传递装置5在其出口7处借助制动压力调制装置11与两个车轮制动缸8液压地连接。所述制动压力调制装置11例如具有驾驶员辅助系统，比如防抱死制动系统ABS、驱动防滑装置ASR或者电子稳定程序ESP。

主制动缸4的第一腔室、压力传递装置5、制动压力调制装置11和车轮制动缸8构成第一制动回路12。

此外，所述助力制动系统1具有两个车轮制动缸13，所述车轮制动缸与制动压力调制装置11以及主制动缸4的未示出的第二腔室构成第二制动回路14。

压力传递装置5将在其入口6和其出口7之间的压力差传递到蓄能器15上、尤其借助连杆16传递到弹簧蓄能器上，其中所述压力差以势能（当前作为弹簧能）的形式存储在蓄能器15中。

此外，所述助力制动系统1具有控制装置17。所述控制装置17如此控制由压力传递装置5在其入口6和其出口7之间传递的压力，从而在压力传递装置5的出口7处由于配属于车轮制动缸8的车轮的再生制动而发生压力改变时，在制动踏板2处作用到车辆驾驶员上的反作用保持不变。对于所述再生制动来说，未进一步示出的发电机能够与配属于车轮制动缸8的车轴耦接，于是产生存储在蓄电池中的电流。

接下来根据图2详细地阐述所述压力传递装置5。

所述压力传递装置5的入口6具有缸体21，所述缸体具有在其中沿调节方向28导向的活塞22。缸体21与活塞22形成腔室23，在所述腔室中，来自主制动缸4的压力作用在活塞22上。

同样，出口7具有缸体24，所述缸体具有在其中沿调节方向29导向的活塞25。活塞25与缸体24形成腔室26，车轮制动缸8的制动压力作用在腔室26中，所述制动压力必要时还由制动压力调制装置11修改。

在分别作用在活塞22和25上的压力的作用下，沿着共同的中间轴线27可移动地设置活塞22和25，也就是说，调节方向28和29同轴地布置。相对于所述压力传递装置5的壳体31位置固定地设置缸体21、24，其中活塞22和25分别伸入到壳体31的内腔32中。

活塞22在其壳体侧的端部上具有法兰33，设置所述法兰，以便沿着中间轴线27或者说平行于中间轴线27调节两个传递元件34、35。

在图2中传递元件34、35依次布置在中间轴线27上，因此仅能够看到所述传递元件其中之一，更确切地说仅能够看到以实线表示的传递元件。这对应于传递元件34、35的第一调节位置。此外，图2以虚线示出了两个传递元件34、35，正如传递元件能够由中间轴线27隔开并且关于中间轴线27对称地布置在第二调节位置中。为了在其第一调节位置与第二调节位置之间调节传递元件34、35，设有丝杠36。所述丝杠36可转动地支承在壳体31上并且像法兰33一样横向于中间轴线27延伸。传递元件34、35与滑块37、38相连接，所述滑块与丝杠36的螺纹啮合。当丝杠36转动时，传递元件34和35连同其滑块37以及38以相反的方向从其第一调节位置移动到其第二调节位置中。借助尤其形式为电动机的驱动装置42实现丝杠36的转动，所述电动机由控制装置17控制。

与活塞22的法兰33对置地，所述传递元件34、35与在例如分别构造为大约矩形的板的摇臂（Kipphebel）45、46中的切槽43、44啮合。也就是说，传递元件34与摇臂45啮合，并且传递元件35与摇臂46啮合。

摇臂45在其一个端部上借助铰接点51铰接在蓄能器15的钵体48的一个部段47上。摇臂45在其另一个端部上铰接在位于活塞25上的铰接点52上。所述铰接点52位于中间轴线27上。

摇臂46在其一个端部上铰接在位于钵体48的与部段47对置的部段54上的铰接点53上。摇臂46在其另一个端部上同样铰接在铰接点52上。

在蓄能器15的钵体48中容纳弹簧55、尤其是螺旋弹簧，所述弹簧在其一个端部处贴靠到壳体31上并且在其另一个端部处贴靠到钵体底部56上。

出口7、尤其是腔室26能够借助通气管路57（Schnueffelleitung）与储箱58相连，也参见图1，其中一旦活塞25由其在图2中示出的初始位置移出、也就是在制动时，通气管路57的连通就被活塞25封闭。

在制动系统1的正常运行中，也就是当驾驶员未操纵制动踏板2时，通气管路57将腔室26进而将制动压力调节装置11以及车轮制动缸8与储箱58相连，从而用于水平均衡的液压液能够流动或者说第一（或者第二）制动回路12能够抽真空（Evakuierung）和排气。

如果现在驾驶员操纵制动踏板2，则制动系统1首先处于不具有再生回收的制动运行中。传递元件34、35处于其在图中以实线示出的第一调节位置中。因此，所述由制动踏板2、制动力放大器3和主制动缸4建立的压力作用到活塞22上，并且沿着中间轴线27穿过传递元件34、35直接作用到活塞25上，所述活塞再对车轮制动缸8施加压力。在该第一调节位置中，作用在入口6处的压力的近似100%传递到车轮制动缸8上。由于摇臂45、46在该第一调节位置中能够自由地围绕其铰接点51、53转动（由于相应的长孔），所以蓄能器15不会移动，也就是说弹簧55不被压缩进而蓄能器15不被加载。

现在例如控制装置17决定应该从不具有再生回收的制动运行转换到具有再生回收的制动运行，那么控制装置17如此触发电动机42，从而使得传递元件34、35沿着心轴36调节到其第二调节位置或者中间位置中。由此，现在从存在于腔室26中的液压液进而从车轮制动缸8提取用于操纵车轮制动缸8的操纵能量的一部分（中间位置）或者所述操纵能量的全部（第二调节位置）并且传送到蓄能器15中，其中所述蓄能器的弹簧55在此压缩。在入口6处或者说在腔室23中的压力在此保持不变，从而驾驶员丝毫觉察不到在制动踏板2上的反作用。在所述具有再生回收的制动运行中，现在由未示出的发电机施加作用到车轮上的制动力矩的至少一部分。

接下来，如果结束再生制动，例如因为蓄电池已充满，则控制装置17再次触发电动机42，从而传递元件34、35再次由其第二调节位置或者其中间位置移动到其第一调节位置中。在此，储存在蓄能器15中的操纵能量再次输出到在出口7处的或者说在腔室26中的液压液上。在此，钵体48再次移回到其在图2中示出的初始位置中。传递元件34、35在此作为用于起到摇摆功能的摇臂45、46的转动点起作用。在蓄能器15与作用在出口7处的液压液之间的能量传送是相对有效的，从而能够低功率地并且因此小型地并且价格低廉地设计电动机42。

在将传递元件34、35由其第二调节位置或者说其中间位置调节到其第一调节位置中时，与控制装置17相连的位移传感器61监控活塞22的位置。一旦活塞只是最微小地移动，控制装置17能够停止电动机42或者降低移动速度，以便保持在制动踏板2上的反作用不变。活塞22的这种移动能够通过以下方式实现，即压力传递装置5的不同的组件、例如活塞25和摇臂45、46受到摩擦。如果传递元件34、35到其第一调节位置中的调节提前停止，则在制动间隔结束时、也就是说在制动系统1的正常运行中释放出还存留在蓄能器15中的操纵能量。因此驾驶员同样觉察不到什么。代替位移传感器61也能够使用压力传感器。

助力制动系统1的特征尤其在于，在正常运行中、尤其对于紧急制动来说，驾驶员直接与车轮制动缸8相连，从而制动系统1的压力建立延迟为最小。在能量供给故障时，传递元件34、35借助未示出的、可能是弹簧的装置返回到其第一调节位置中，只要所述传递元件之前不在其第一调节位置中。在该状态中保证了，在活塞28处的压力直接转送到活塞29处。

图3示出了相对于图1的变型方案，其中压力传递装置5的出口7不借助通气管路57与储箱58相连，如在根据图1和图2的实施例中那样，而是借助分隔阀62与压力加载装置5的入口6相连。正如在图3中示出的那样，分隔阀62是常开的，并且一旦感应到驾驶员制动期望，则通电进而关闭。

图4示出了根据本发明的第二实施例的助力制动系统1’。接下来仅研究相对于根据图1和图2的实施例的不同点。在助力制动系统1’中，由压力传递装置5’确定在两个制动回路12’、14’中的压力。压力传递装置5’的入口6’为此具有浮子活塞63’，所述浮子活塞将入口6’的缸体21’划分成接近活塞的腔室64’和远离活塞的腔室65’。出口7’也相应地具有浮子活塞66’，所述浮子活塞将出口7’的缸体24’划分成接近活塞的腔室67’和远离活塞的腔室68’。

腔室65’与主制动缸4的未示出的第一腔室液压地连接，腔室67’与车轮制动缸8’液压地连接。腔室64’与主制动缸4的第二腔室液压地连接，腔室68’与车轮制动缸13’液压地连接。因此得出两个制动回路12’和14’。相同的制动压力分别作用在车轮制动缸8’、13’上并且另外由压力传递装置5’控制。因此例如配备有车轮制动缸8’、13’的所有四个车轮能够再生制动，而驾驶员不会觉察到在制动踏板2’上的反作用。

腔室67’、68’能够通过通气管路57’分别与储箱58’相连，正如已经结合根据图1和2的实施例所阐述的那样。

图5示出了相对于图4的变型方案，其中代替通气管路57’设有分隔阀62’，所述分隔阀将腔室65’和67’以及腔室68’和64’彼此相连。分隔阀62’的功能在此相当于分隔阀62的功能，所述分隔阀62已经结合图3进行了阐述。

尽管目前根据优选的实施例描述本发明，但是本发明绝不局限于此，而是能够以各种方法修改本发明。尤其应指出的是，当前“一个”不排除多个。

Claims (21)

1.一种用于车辆的助力制动系统（1、1’）的压力传递装置（5、5’），所述压力传递装置（5、5’）在其入口（6、6’）处能够与所述助力制动系统（1、1’）的主制动缸（4、4’）液压地有效连接，并且在其出口（7、7’）处能够与所述助力制动系统（1、1’）的车轮制动缸（8、8’、13、13’）液压地有效连接，其中所述压力传递装置（5、5’）包括蓄能器（15）和连杆（16），所述连杆将在所述入口（6、6’）与所述出口（7、7’）之间的压力差传递到所述蓄能器（15）上并且存储在所述蓄能器中。

2.按权利要求1所述的压力传递装置，其中所述入口（6、6’）具有第一缸体（21），所述第一缸体（21）具有在所述第一缸体中导向的、能够沿第一调节方向（28）调节的第一活塞（22），第一压力作用在所述第二活塞（22）上，和/或所述出口（7、7’）具有第二缸体（24），所述第二缸体（24）具有在所述第二缸体中导向的、能够沿第二调节方向（29）调节的第二活塞（25），第二压力作用在所述第二活塞（25）上。

3.按权利要求2所述的压力传递装置，其中所示连杆（16）具有位置固定的、横向于所述第一活塞（22）的第一调节方向（28）延伸的调节心轴（36）和至少一个保持在所述调节心轴（36）上的、借助所述第一活塞（22）能够沿第一调节方向（28）并且此外沿所述调节心轴（36）的轴向调节的传递杆（34、35）。

4.按权利要求4所述的压力传递装置，其中所述调节心轴（36）是丝杠，所述传递杆（34、35）支承在所述丝杠上。

5.按权利要求3或4所述的压力传递装置，其中设有用于沿所述调节心轴（36）的轴向调节所述传递杆（34、35）的驱动装置（42）、尤其是电动机。

6.按权利要求3至5中任一项所述的压力传递装置，其中所述传递杆（34、35）与摇臂（45、46）处于有效连接，所述摇臂在其一个端部上铰接在所述蓄能器（15）的操纵部段（47、54）上，并且在其另一个端部上铰接在所述第二活塞（25）上。

7.按权利要求6所述的压力传递装置，其中设有两个传递杆（34、35），所述传递杆在第一调节位置中同样地位于中间轴线（27）上，所述中间轴线与所述第一活塞和第二活塞（22、25）的第一调节方向和第二调节方向（28、29）同轴，并且在第二调节位置中由中间轴线（27）对称地隔开，其中两个传递杆（34、35）在第一调节位置中通过分别配属于其摇臂（45、46）的铰接点或者共同的铰接点（52）作用在所述第二活塞（25）上，并且两个传递杆（34、35）在第二调节位置中通过分别配属于其摇臂（45、46）的铰接点（51、53）作用在蓄能器（15）的操纵部段（47、54）上。

8.按权利要求6或7所述的压力传递装置，其中所述蓄能器（15）构造为弹簧蓄能器，并且所述操纵部段（47、54）同样地由钵体（48）构成，所述钵体容纳弹簧（55），其中所述钵体（48）能够沿着所述中间轴线（27）移动以操纵所述弹簧（55）进而加载所述蓄能器（15）。

9.用于车辆的助力制动系统（1、1’），所述助力制动系统具有：

- 主制动缸（4、4’）；

- 用于制动车辆车轮的车轮制动缸（8、8’、13’、13’）；

- 按前述权利要求中任一项所述的压力传递装置（5、5’），所述压力传递装置在其入口（6、6’）处与所述主制动缸（4、4’）液压地有效连接，并且在其出口（7、7’）处与所述车轮制动缸（8、8’、13、13’）液压地有效连接；

- 控制装置（17），所述控制装置在车轮的再生制动时调节由所述压力传递装置（5、5’）在其入口（6、6’）与其出口（7、7’）之间传递的压力。

10.按权利要求9所述的助力制动系统，其中所述控制装置（17）如此控制所传递的压力，从而在所述压力传递装置（5、5’）的出口（7、7’）处由于车轮的再生制动而发生压力改变时，在制动踏板（2、2’）处作用到车辆驾驶员上的反作用保持不变。

11.按权利要求9或10所述的助力制动系统，其中所述压力传递装置（5、5’）的出口（7、7’）借助通气管路（57、57’）与储箱（58、58’）连接，或者借助分隔阀（62、62’）与所述压力传递装置（5、5’）的入口（6、6’）连接。

12.按权利要求9至11中任一项所述的助力制动系统，其中所述压力传递装置（5’）的入口（6’）与所述主制动缸（4’）的腔室液压地有效连接，并且所述压力传递装置（5’）的出口（7’）与所述车轮制动缸（8’、13’）液压地有效连接，其中所述腔室和所述车轮制动缸（8’、13’）配属于不同的制动回路（12’、14’）。

13.按权利要求12所述的助力制动系统，其中第一缸体和第二缸体（21’、24’）分别设有浮子活塞（63’、66’），所述浮子活塞将相应的缸体（21’、24’）分别划分成接近活塞的腔室（64’、67’）和远离活塞的腔室（64’、65’），其中所述接近活塞的腔室（64’、67’）和所述远离活塞的腔室（65’、68’）配属于不同的制动回路（12’、14’）。

14.一种具有按权利要求9至13中任一项所述的助力制动系统（1、1’）的车辆。

15.一种方法，其用于控制按权利要求1至8中任一项所述的、车辆的助力制动系统（1、1’）用的压力传递装置（5、5’），其中调节由所述压力传递装置（5、5’）在其入口（6、6’）与其出口（7、7’）之间传递的压力。

16.按权利要求15所述的方法，其中如此调节所传递的压力，从而在所述压力传递装置（5、5’）的出口（7、7’）处由于车轮的再生制动而发生压力改变时，在制动踏板（2、2’）处作用到车辆驾驶员上的反作用保持不变。

17.按权利要求16所述的方法，其中在不具有再生回收的车轮制动时，所述压力传递装置（5、5’）的至少一个传递元件（34、35）沿着所述中间轴线（27）位于第一调节位置中，其中由所述制动踏板（2）和所述主制动缸（4）建立的压力传递到配属于所述压力传递装置（5、5’）的入口（6、6’）的活塞（22）上，并且沿着中间轴线（27）通过所述至少一个传递元件（34、35）传递到配属于出口（7、7’）的活塞（25）上，所述活塞（25）对所述车轮的车轮制动缸（8）施加压力。

18.按权利要求17所述的方法，其中当从不具有再生回收的制动转换到再生制动时，所述至少一个传递元件（34、35）沿着连杆（16）的调节心轴（36）从其第一调节位置调节到由所述中间轴线（27）隔开的第二调节位置中，其中用于操纵车轮制动缸（8）的操纵能量至少部分地由所述车轮制动缸（8）传送到蓄能器（15）中。

19.按权利要求18所述的方法，其中当从再生制动转换到不具有再生回收的制动时，所述至少一个传递元件（34、35）从其第二调节位置调节到其第一调节位置中，其中监控配属于入口（6、6’）的活塞（22）的移动，并且当检测到所述活塞（22）的移动时，则减缓或者停止对所述至少一个传递元件（34、35）从第二调节位置到第一调节位置中的调节，以便调节在所述制动踏板（2、2’）上的反作用。

20.按权利要求19所述的方法，其中在所述制动踏板（2、2’）上的反作用保持不变。

21.一种方法，其用于控制按权利要求9至13中任一项所述的、用于车辆的助力制动系统（1、1’），所述助力制动系统具有：

- 主制动缸（4、4’）;

- 用于制动车辆车轮的车轮制动缸（8、8’、13’、13’）；以及

- 按权利要求1至8中任一项所述的压力传递装置（5、5’），所述压力传递装置在其入口（6、6’）处与所述主制动缸（4、4’）液压地有效连接，并且在其出口（7、7’）处与所述车轮制动缸（8、8’、13、13’）液压地有效连接；

其中调节由所述压力传递装置（5、5’）在其入口（6、6’）与其出口（7、7’）之间传递的压力。

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