CN104249722A - 设计为利于制动滞后的调整的用于车辆的制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及设计为利于制动滞后的调整的用于车辆的制动系统。在一个方面中,提供了一种用于车辆的制动装置,该制动装置包括伺服单元,该伺服单元工作为形成产生制动力的液压压力。伺服单元跟随可动构件的运动而被致动,以形成液压压力。可动构件响应于制动作用力移动。制动装置具有弹性构件,该弹性构件工作为对可动构件相对于外周构件的运动产生阻力,使得该阻力在当可动构件沿向前方向移动时与当可动构件沿向后方向移动时不同。这产生了制动作用力与可动构件的运动量的相关关系的滞后。
Description
技术领域
本公开总体上涉及用于车辆的制动系统,其工作为控制施加至例如汽车的制动力,并且设计为利于制动滞后的调整。
背景技术
EP2212170A2教示了一种设计为控制施加至车辆的制动力的汽车制动系统。该制动系统配备有制动模拟器和液压增压器,该制动模拟器用于模拟由车辆操作员或驾驶员在制动踏板处感受到的常规制动系统的特性,该液压增压器用于增大储集器中的压力,以产生主缸中的压力,根据制动踏板的操作,该压力被施加至摩擦制动器。日本专利第一公报No.2005-162127教示了一种用于机动车辆的线控制动系统。
该线控制动系统配备有主缸,该主缸配备有作为离散/分立零件的行程模拟器和压力调节器。行程模拟器工作为模仿在线控制动制动操作期间制动踏板的下压的感觉。压力调节器工作为调节储存有制动流体的储集器/蓄能器中的压力。依据线控制动系统的结构,主缸的其中致动流体的压力增大的操作模式与其中液压压力降低的操作模式在特性上几乎没有不同。因此,在由车辆的驾驶员进行的制动的可控性方面仍存在改进的空间。具体地,主缸通常通过操作杆与制动踏板连接。线控制动系统工作为响应于跟随制动踏板的下压的操作杆的行程产生制动流体的压力。在除了线控制动系统之外的常规制动系统中,主缸配备有密封件,密封件的表面受到压力,在当操作杆跟随制动踏板的下压而向前移动时该压力增大,由此导致对制动踏板的下压的阻力的增大。线控制动系统并非设计为响应于操作杆的运动而增大施加到密封件的表面的压力,因此导致与制动操作行程(即,制动踏板的行程)与制动操作作用力(即,由制动踏板的下压产生的压力)之间的相关关系的较小的滞后。这使得制动操作作用力中的小的变化被反映在车辆的减速中,由此导致在控制车辆的减速方面的增大的难度。
发明内容
因此,本发明的目的为提供一种用于车辆的制动装置,该制动装置设计为线控制动系统,并能够以高的自由度调整制动滞后的程度。
根据本公开的一个方面,提供了一种用于诸如汽车之类的车辆的制动装置。该致动装置包括:(a)液压压力产生器,其包括主缸,该主缸具有给定长度并具有前部和后部,在该主缸中设置有主活塞和输入活塞,在主缸中形成有主腔室,在主腔室中主活塞响应于对制动致动构件的操作而在主缸内移动以产生制动流体压力;(b)伺服单元,该伺服单元工作为根据对制动致动构件的操作而在伺服腔室内产生液压压力,并且根据伺服腔室内的液压压力将力施加在主活塞上;(c)轮缸,制动流体的压力从主腔室输送至该轮缸以产生用以制动车辆的摩擦制动力;(d)操作杆,该操作杆具有前部/前部部分和后部/后部部分,该前部比该后部更靠近主缸的前部,操作杆工作为将如施加至制动致动构件的制动作用力传送至设置在主缸中的输入活塞;(e)第一弹簧保持器,该第一弹簧保持器呈中空筒形形状,并且设置成围绕操作杆的前部并离开操作杆的外周;(f)第二弹簧保持器,该第二弹簧保持器呈中空筒形形状,并且设置成围绕操作杆的后部的外周;(g)复位弹簧,该复位弹簧设置在第一弹簧保持器与第二弹簧保持器之间,该复位弹簧沿主缸的向前方向迫压第一弹簧保持器,并且还沿主缸的向后方向迫压第二弹簧保持器;(h)可动构件,该可动构件随着对制动致动构件的操作而沿向前方向和向后方向中的一者移动,沿向前方向时可动构件接近主缸的前部,而沿向后方向时可动构件离开主缸的前面移行;(i)外周构件,该外周构件围绕可动构件的外周设置成相对于可动构件是固定的;以及(j)弹性构件,该弹性构件呈中空筒形形状,并且安装在可动构件与外周构件之间以在其间进行密封。
伺服单元随着可动构件的运动而被致动以在伺服腔室内产生液压压力。
弹性构件工作为对可动构件相对于外周构件的运动产生阻力,并随着可动构件的运动改变该阻力,使得该阻力在当可动构件沿向前方向移动时与当可动构件沿向后方向移动时不同。
如以上描述的,可动构件相对于外周构件的运动的阻力在当可动构件沿向前方向移动时与当可动构件沿向后方向移动时是不同的,由此产生如通过可动构件传送至伺服单元的制动操作作用力与制动操作行程(即,可动构件的运动量)的相关关系的滞后。通过改变例如弹性构件的弹性模数可以以高的自由度设定该滞后。
附图说明
将从以下给出的详细描述中以及从本发明的优选的实施方式的附图中更完全地理解本发明,然而这不应被当做将本发明限制于这些具体的实施方式,而仅是出于说明和理解的目的。
在附图中:
图1为示出安装有根据实施方式的制动装置的混合动力车辆的框图;
图2为示出图1的制动装置的局部纵向截面图;
图3(a)为安装在图2的制动装置的液压增压器中的支撑构件的正视图;
图3(b)为图3(a)的侧视图;
图4为减压模式下图2的制动装置的液压增压器的阀芯缸和阀芯活塞的放大图;
图5为表示作用于致动踏板的制动作用力与制动力之间的关系的图表;
图6为增压模式下图2的制动装置的液压增压器的阀芯缸和阀芯活塞的放大图;
图7为压力保持模式下图2的制动装置的液压增压器的阀芯缸和阀芯活塞的放大图;
图8为表示响应于制动踏板的下压而施加在制动踏板上的反作用力与制动踏板的行程量之间的关系的图表;
图9为图2的制动装置的液压增压器的后部的局部放大图;
图10为示出逐渐地增大对输入活塞的向前运动的机械阻力的密封构件的局部纵向截面图;
图11为示出工作为使安装在图2的制动装置的液压增压器中的操作杆居中的对中构件的局部纵向截面图;
图12为示出安装在图2的制动装置的液压增压器的后部上的防护罩盖的局部纵向截面图;
图13为图12的局部放大图;
图14为示出第二实施方式的逐渐地增大对液压增压器的输入活塞的向前运动的机械阻力的密封构件的局部纵向截面图;
图15为示出图14的密封构件的改型的局部纵向截面图;以及
图16为示出第三实施方式的逐渐地增大对液压增压器的输入活塞的向前运动的机械阻力的密封构件的局部纵向截面图。
具体实施方式
参照附图,其中,在系列视图中,相同的附图标记指代相同的零件,特别地对于图1,示出了根据实施方式的用于诸如汽车之类的车辆的制动系统B。附图仅为示意性视图,其并非必要地精确示出制动系统B的零件的尺寸。
混合动力车辆
如本文中所指的制动系统B被设计为安装在混合动力车辆中的摩擦制动单元。混合动力车辆配备有混合动力系统,以驱动轮,例如,左前轮Wfl和右前轮和Wfr。混合动力车辆还包括制动ECU(电子控制单元)6、发动机ECU(电子控制单元)8、混合动力ECU(电子控制单元)900、液压增压器10、压力调节器53、液压压力产生器60、制动踏板(即,制动致动构件)71、制动传感器72、内燃发动机501、电动马达502、动力分配装置503、动力传送装置504、变换器/逆变器506和蓄电池507。
发动机501的输出动力通过动力分配装置503和动力传送装置504传送至被驱动轮。马达502的输出动力也通过动力传送装置504传送至被驱动轮。
变换器506工作以实现马达502或发电机505与电池507之间的电压转换。发动机ECU8工作为/工作以接收来自混合动力ECU900的指令以控制如从发动机501输出的动力。混合动力ECU900用于通过变换器506控制马达502和发电机505的操作。混合动力ECU900连接至电池507,并监测充入电池507中的电流和电池507的电量状态(SOC)。
发电机505、变换器506和电池507的组合构成了再生制动系统A。再生制动系统A工作为使轮Wfl和Wfr根据实际可产生的再生制动力产生再生制动力,这一点随后将详细描述。马达502和发电机505在图1中示出为单独/分开的零件,但它们的操作可通过单个马达/发电机来实现。
摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr设置为靠近车辆的轮Wfl、Wfr、Wrl和Wrr。摩擦制动装置Bfl包括制动盘DRfl和制动片(未示出)。制动盘DRfl与轮Wfl一起旋转。制动片为通常的类型,并且被抵靠制动盘DRfl按压,以产生摩擦制动动力。类似地,摩擦制动装置Bfr、Brl和Brr分别由制动盘DRfl、DRfr、DRrl和DRrr和制动片(未示出)组成,并与摩擦制动装置Bfl在操作上和结构上相同。这里将省略对它们的详细说明。摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr还分别包括轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr,这些轮缸分别响应于主压力(该主压力也被称为主缸压力),该主压力为如通过液压增压器10产生的、抵靠制动盘DRfl、DRfr、DRrl和DRrr按压制动踏板所需的液压压力。
制动传感器72测量通过车辆操作员或驾驶员下压的制动踏板71的行程量或位置并将指示其的信号输出至制动ECU6。制动ECU6根据从制动传感器72输出的信号计算如由车辆驾驶员所要求的制动力。制动ECU6根据所需的制动力计算目标再生制动力并且向混合动力ECU900输出指示目标再生制动力的信号。混合动力ECU900根据目标再生制动力计算实际可产生的再生制动力,并将指示实际可产生的再生制动力的信号输出至制动ECU6。
液压压力产生器
将参照图2详细地描述液压压力产生器60的结构和操作。液压压力产生器60工作为产生储集器/蓄能器压力,并包括储集器61、液压压力泵62和压力传感器65。
储集器61在其内储存压力下的制动流体。具体地,储集器61储存为如由液压压力泵62产生的制动流体的液压压力的储集器压力。储集器61通过管66与压力传感器65和液压压力泵62连接。液压压力泵62与储蓄器19连接。液压压力泵62由电动马达63驱动,以将制动流体从储蓄器19输送至储集器61。
压力传感器65工作为测量为储集器61中的压力的储集器压力。当该储集器压力通过压力传感器65被确定为已下落至低于给定值时,制动ECU6输出控制信号以致动马达63。液压压力产生器60、液压增压器10的阀芯(滑阀)活塞23和阀芯(滑阀)缸24组成伺服单元,该伺服单元工作为根据制动踏板71上的制动作用力在伺服腔室10c(随后将详细描述该伺服腔室10c)内产生液压压力,以及根据伺服腔室10c内的液压压力将力施加在主活塞上(随后将详细描述该主活塞)。
液压增压器
下面将参照图2描述液压增压器10的结构和操作。液压增压器10充当液压压力产生器以根据制动踏板71(即,驾驶员作用于制动踏板71上的作用力)的行程调节如由液压压力产生器60产生的储集器压力,以产生伺服压力,该伺服压力又用于产生主压力。
液压增压器10包括主缸11、故障保险缸12、第一主活塞13、第二主活塞14、输入活塞15、操作杆16、第一复位弹簧17、第二复位弹簧18、储蓄器19、止挡件21、机械泄压阀22、阀芯活塞23、阀芯缸24、阀芯(滑阀)弹簧25、模拟器弹簧26、踏板复位弹簧27、可动构件28、第一弹簧保持器29、第二弹簧保持器30、连接构件31、可动构件32、保持活塞33、用作缓冲垫的模拟器橡胶34、弹簧保持器35、故障保险弹簧36、阻尼器37、第一阀芯弹簧保持器38、第二弹簧保持器39、推进构件40和密封构件41至49。
在下列论述中,液压增压器10的设置第一主活塞13的部分将被称为液压增压器10的前面/前部,而液压增压器10的设置操作杆16的部分将被称为液压增压器10的后面/后部。液压增压器10的轴向方向(即,长度方向)因而表示液压增压器10的前后方向。
主缸11为中空的筒形/圆筒形形状,其具有位于液压增压器10的前面的底部11a和限定液压增压器10后面的开口。主缸11具有与液压增压器10的长度对齐的给定长度、前端(即,底部11a)、和位于液压增压器10的后面的后端(即,该开口)。主缸11还具有沿其长度或纵向方向延伸的圆柱形/柱形腔体11p。主缸11安装在车辆中。主缸11具有第一端口11b、第二端口11c、第三端口11d、第四端口11e、第五端口11f(即,供给端口)、第六端口11g和第七端口11h,所有这些端口与圆柱形腔体11p连通,并且这些端口从主缸11的前部至后部以此顺序布置。第二端口11c、第四端口11e、第六端口11g和第七端口11h与其中储存有制动流体的储蓄器19连接。储蓄器19因而与主缸11的圆柱形腔体11p连通。
密封构件41和42跨第二端口11c(在第二端口两侧)设置在形成于主缸11的内周壁中的环形槽中。密封构件41和42与第一主活塞13的整个外圆周密闭地接触。类似地,密封构件43和44在第四端口11e两侧设置在形成于主缸11的内周壁中的环形槽中。密封构件43和44与第二主活塞14的整个外圆周密闭地接触。
密封构件45和46在第五端口11f两侧设置在形成于主缸11的内周壁中的环形槽中。密封构件45和46与故障保险缸12的第一筒形部12b和第二筒形部12c的整个外圆周密闭地接触,如随后将详细描述的。密封构件47设置在形成于主缸11的内周壁中的环形槽中、位于密封构件46之后、并与第二筒形部12c的整个外圆周密闭地接触。类似地,密封构件48和49在第七端口11h两侧设置在形成于主缸11的内周壁中的环形槽中。密封构件48和49与故障保险缸12的第二筒形部12c的整个外圆周密闭地接触。
支撑构件59设置在密封构件45的前表面上。密封构件45和支撑构件59安装在形成于主缸11的内壁中的公共保持槽11j中。如在图4中清楚地示出的,密封构件45和支撑构件59安置成以抵接的方式彼此接触。如图3(a)和图3(b)中示出的,支撑构件59为环形状,并在其内形成有狭槽59a。支撑构件59由诸如树脂之类的弹性材料制成,并具有与故障保险缸12的第一筒形部12b的外圆周表面接触的内周表面,随后将详细描述故障保险缸12。
参照回图2,第五端口11f充当建立主缸11的外周与圆柱形腔体11p之间的流体连通的供给端口。第五端口11f通过管67与储集器61连接。换言之,储集器61与主缸11的圆柱形腔体11p连通,使得储集器压力供给至第五端口11f。
第五端口11f和第六端口11g通过连接流体路径11k彼此连通,在该流体连接路径11k中安装有机械泄压阀22。机械泄压阀22工作为阻断制动流体从第六端口11g至第五端口11f的流动,并在第五端口11f中的压力上升至高于给定水平时允许制动流体从第五端口11f流动至第六端口11g。
第一主活塞13与第二主活塞14的组件用作制动系统B的主活塞。第一主活塞13设置在主缸11的圆柱形腔体11p的前部中,即,位于底部11a后方,使得其能够沿圆柱形腔体11p的纵向方向滑动。第一主活塞13呈带底的筒形形状,并由中空的筒形部13a和在该筒形部13a后方延伸的杯状保持部13b组成。保持部13b与筒形部13a流体隔离。筒形部13a在其中形成有流体孔13c。圆柱形腔体11p包括位于保持部13b的前方的第一主腔室10a。具体地,第一主缸10a由主缸11的内壁、筒形部13a和保持部13b限定。第一端口11b与第一主腔室10a连通。第一主腔室10a填充有供给至轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr的制动流体。
第一复位弹簧17设置在主缸11的底部11a与第一主活塞13的保持部之间。第一复位弹簧17向后迫压第一主活塞13以将第一主活塞13安置在如图2中所示的初始位置,除非制动踏板71被车辆驾驶员下压。
当第一主活塞13处于初始位置时,第二端口11c与流体孔13c重合或连通,使得储蓄器19与第一主腔室10a连通。这使得制动流体从储蓄器19输送至第一主腔室10a。第一主腔室10a中的制动流体的过量部分返回至储蓄器19。当第一主活塞13从初始位置向前移行时,其将引起第二端口11c通过筒形部13a而被阻断,使得第一主腔室10a密闭地封闭以在其内形成主压力。
第二主活塞14设置在主缸11的圆柱形腔体11p的后部中,即,位于第一主活塞13的后方,使得其能够沿圆柱形腔体11p的纵向方向滑动。第二主活塞14由第一筒形部14a、置于第一筒形部14a后方的第二筒形部14b和形成在第一筒形部14a与第二筒形部14b之间的保持部14c组成。保持部14c将第一筒形部14a和第二筒形部14b彼此流体隔离。第一筒形部14a在其中形成有流体孔14d。
圆柱形腔体11p包括位于保持部14b的前方的第二主腔室10b。具体地,第二主缸10b由主缸11的内壁、第一筒形部14a和保持部14c限定。第三端口11d与第二主腔室10b连通。第二主腔室10b填充有供给至轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr的制动流体。第二主腔室10b与第一主腔室10a一起在圆柱形腔体11p内限定主腔室。
第二复位弹簧18设置在第一主活塞13的保持部13与第二主活塞14的保持部14c之间。第二复位弹簧18在设定载荷方面大于第一复位弹簧17。第二复位弹簧18向后迫压第二主活塞14以将第二主活塞14安置在如图2中所示的初始位置,除非致动踏板71被车辆驾驶员下压。
当第二主活塞14处于初始位置时,第四端口11e与流体孔14d重合或连通,使得储蓄器19与第二主腔室10b连通。这引起制动流体从储蓄器19输送至第二主腔室10b。第二主腔室10b中的过量的制动流体返回至储蓄器19。当第二主活塞14从初始位置向前移行时,其将引起第四端口11e通过筒形部14a而被阻断,使得第二主腔室10b密闭地封闭以在其内形成主压力。
故障保险缸12在主缸11的圆柱形腔体11p内、第二主活塞14后方设置成能够沿圆柱形腔体11p的纵向方向滑动。故障保险缸12由沿其长度方向彼此对齐的前筒形部12a、第一筒形部12b和第二筒形部12c组成。前筒形部12a、第一筒形部12b和第二筒形部12c彼此一体地形成,并且均为中空的筒形形状。前筒形部12a具有外直径a,第一筒形部12b具有比前筒形部12a的外直径a更大的外直径b。第二筒形部12c具有比第一筒形部12b的外直径b更大的外直径c。故障保险缸12具有形成在前筒形部12a与第一筒形部12b之间的外肩部以限定按压表面12i。
第二筒形部12c具有从其后端向外延伸的凸缘12h。凸缘12h与止挡件21接触,以阻止故障保险缸12向主缸11外移动。第二筒形部12c具有形成为在内直径上比其另一部分更大的后端,以限定内肩部12j。
前筒形部12a设置在第二主活塞14的第二筒形部14b内。第一筒形部12b在其后部中形成有第一内端口12d。第一内端口12d在第一筒形部12b的外周表面与内周表面之间连通,换言之,第一内端口12d穿过第一筒形部12b的厚度。第二筒形部12c在其前部中形成有第二内端口12e和第三内端口12f,该第二内端口12e和第三内端口12f延伸穿过第二筒形部12c的厚度。第二筒形部12c在其中部中还形成有第四内端口12g。第四内端口12g延伸穿过第二筒形部12c的厚度,并朝向设置在故障保险缸12内的输入活塞15的前端(即,头部)敞开。
如图4中所示,第二筒形部12c在其前内周壁上形成有止挡件12m。止挡件12m在其中形成有流体流动路径12n,该流体流动路径12n沿第二筒形部12c的纵向方向延伸。
如在图2中清楚地示出的,输入活塞15位于随后将详细描述的阀芯缸24和阀芯活塞23后方,以能够其纵向方向在故障保险缸12的第二筒形部12c的后部(即,圆柱形腔体11p)内滑动。输入活塞15由圆柱形构件制成,并且其横截面大致为圆形的。输入活塞15在其后端中形成有杆保持腔室15a。杆保持腔室15a具有锥形底部。输入活塞15在其前端中还形成有弹簧保持腔室15b。输入活塞15具有外肩部15e,从而具有在外直径方面比其主部更小的小直径后部。
输入活塞15在其外周中形成有密封件保持槽(即,凹部)15c和15d。密封构件55和56设置在密封件保持槽15c和15d中、与故障保险缸12的第二筒形部12c的整个内圆周密闭地接触。密封件保持槽15c和15d可替代性地形成在故障保险缸12中。
输入活塞15通过操作杆16和连接构件31与制动踏板71联接,使得作用于制动踏板71上的作用力传送至输入活塞15。输入活塞15工作为将如施加在其上的作用力通过模拟器弹簧26、可动构件32、模拟器橡胶34、保持活塞33和阻尼器37传送至阀芯活塞23,使得阀芯活塞23沿其纵向方向行进/移行。随后将详细描述输入活塞15的结构。
液压增压器的后部的结构
参照图9,弹簧保持器35由中空筒体/圆筒体35a和从中空筒体35a的前边缘向内延伸的环形/环状支撑部35b组成。弹簧保持器35配合在第二筒形部12c的后端中,使得支撑部35b将其前表面安置成与输入活塞15的肩部15e接触。
止挡件21以可移动的方式附接至主缸11的后端的内壁。止挡件21设计成止挡板,并由环状基部21a、中空筒体/圆筒体21b和止挡环21c组成。中空筒体21b从基部21a的前端向前延伸。止挡环21c从中空筒体21b的前端向内延伸。
基部21a具有前表面21d,该前表面21d置于中空筒体21b内作为支撑表面,故障保险缸12的后端(即,凸缘12h)被安置为与该支撑表面接触。凸缘12h在下面也将被称为接触部。止挡件21还包括槽形状的在支撑表面21d内侧、在基部21a的前表面中形成的环状保持凹部21f。在保持凹部21f内,配合有弹簧保持器35的筒体35a的后端。止挡件21还包括环状突出部21g,该环状突出部21g在保持凹部21f内侧从基部21a的前部延伸。
基部21a具有形成在其后端的中央区域上的半球形的凹部21e。凹部21e用作底座,并且具有弧形或圆形形状的横截面。下面凹部21e也将被称为底座。主缸11具有C形环86,该C形环86配合在形成于主缸11的敞开的后端的内壁中的槽中。C形环86充当止挡件,以阻止止挡件21从主缸11中被移除。
可动构件28用作间隔件,并由环状构件制成。可动构件28具有朝向主缸11的前面定向、并限定凸状或圆顶状的按压表面28a的前表面。压力表面28a具有弧形或圆形形状的横截面。按压表面28a的轮廓被确定为与底座21e的形状一致。可动构件28设置在第一弹簧保持器29的面向主缸11的前面的前端上。可动构件28也布置在止挡件21后方,使得按压表面28a被安置成与底座21e可滑动地接触。可动构件28在止挡件21(即,底座21e)上可移动或可滑动。
故障保险弹簧36在弹簧保持器35的筒体35a内设置在弹簧保持器35的支撑部35b与止挡件21的突出部21g之间。故障保险弹簧36由多个隔膜弹簧组成,并且工作为抵靠主缸11向前迫压故障保险缸12。
第一弹簧保持器29(其在下面也将被称为第一保持器)由中空筒体29a和从该中空筒体29a的前端向内和向外延伸的凸缘29b组成。第一弹簧保持器29用作弹簧夹持器。第一弹簧29布置在可动构件28后方,使得凸缘29b安置成以抵接的方式与可动构件28的后端接触。
操作杆16具有给定的长度,操作杆16由前部和后部组成,第一弹簧保持器29围绕该前部设置,第二弹簧保持器30围绕该后部设置。前部比后部较靠近主缸11的前面。操作杆16具有形成在其前端上的按压球状部16a和形成在其后端上的螺纹16b。操作杆16结合至输入活塞15的后端使得按压球状部16a配合在杆保持腔室15a中。操作杆16具有沿液压增压器10的纵向方向延伸的给定的长度。具体地,操作杆16具有与液压增压器10的长度对齐的长度。操作杆16穿过可动构件28和第一弹簧保持器29。
第二弹簧保持器30(其在下面也将被称为第二保持器)设置在第一弹簧保持器29后方、与第一弹簧保持器29对齐、并固定至操作杆16的后部。第二弹簧保持器30具有中空的筒形形状,并且由环形底部30a和从底部30a向前延伸的筒体30b组成。底部30a具有螺纹孔30c,在该螺纹孔30c中紧固有操作杆16的螺纹16b。
踏板复位弹簧27设置在第一弹簧保持器29的凸缘29b与第二弹簧保持器30的底部30a之间,以沿主缸11(即,液压增压器10)的向前方向弹性地迫压第一弹簧保持器29,并且也沿主缸11的向后方向弹性地迫压第二弹簧保持器30。踏板复位弹簧27保持/夹持在第一弹簧保持器29的筒体29a与第二弹簧保持器30的筒体30b内。踏板复位弹簧27工作为通过第一弹簧保持器29将可动构件28的按压表面28a抵靠止挡件21的底座21e迫压。
连接构件31在其前端中形成有螺纹孔31a。操作杆16的螺纹16b紧固到螺纹孔31a中以将连接构件31结合至操作杆16的后端。第二弹簧保持器30的底部30a与连接构件31的前端接触。连接构件31具有在其沿液压增压器10的纵向方向的大致中央处形成的轴向通孔31b。第二弹簧保持器30的螺纹孔30c和连接构件31的螺纹孔31a与操作杆16的螺纹16b接合,由此使得能够沿操作杆16的纵向方向对连接构件31在其相对于操作杆16的位置方面进行调节。
制动踏板71由杠杆制成,由车辆的驾驶员将作用力施加在该杠杆上。制动踏板71在其中央处形成有轴向孔71a,在其上部中形成有安装孔71b。螺栓81被插入到安装孔71b中,以将制动踏板71固定至车辆的安装基座,如在图2中由虚线所指示的。制动踏板71能够绕螺栓81摆动。连接销82插入到制动踏板71的轴向孔71a中以及连接构件31的轴向孔31b中,使得致动踏板71的摆动动作转换成连接构件31的线性动作。
踏板复位弹簧27向后迫压第二弹簧保持器30和连接构件31,以将制动踏板保持在如图2中所示的初始位置。制动踏板71的下压将引起制动踏板71绕安装孔71b(即,螺栓81)摆动,并且也引起轴向孔71a和31b绕安装孔71b摆动。图2中的双点划线指示轴向孔71a和31b的行进的路径。具体地,当制动踏板71被下压时,轴向孔71a和31b沿着双点划线向上移动。该运动引起可动构件28和第一弹簧保持器29在止挡件21上摆动或滑动以防止过大的压力(即,剪切力)作用在踏板复位弹簧27上。
输入活塞15起到可动构件的作用,并且如图9和图10中所示,由下述两个离散/分立的零件的组件制成,即,第一输入活塞151(其也将被称为第一可动构件)和第二输入活塞152(其也将被称为第二可动构件)。第一输入活塞151由盘状基部151a、第一筒体151b和第二筒体151c组成。基部151a具有面向液压增压器10的前面的前端和面向液压增压器10的后面的后端。第一筒体151b具有中空的形状,并且从基部151a的前端的周缘向前延伸。第二筒体151c具有中空的形状,并且从基部151a的后端的周缘向后延伸。基部151a和第一筒体151b限定前凹部或腔室。模拟器弹簧26被安置成与前腔室的底部直接接触,即与基部151a的前端直接接触。类似地,基部151a和第二筒体151c限定后凹部或腔室。如随后详细描述地,第二输入活塞152具有配合在后腔室中的突出部152b。第二筒体151c在其外圆周中形成有密封件保持槽15c。
第二输入活塞152限定输入活塞15的后部。第二输入活塞152由盘状基部152a、突出部152b和中空筒体152c组成。基部152a具有面向液压增压器10的前面的前端和面向液压增压器10的后面的后端。突出部152b从基部152a的前端的中央区域向前延伸。筒体152c从基部152a的后端的与突出部152b对齐的中央区域向后延伸。突出部152b具有插入到第一输入活塞151的后腔室中的顶端部。突出部152b的前端与基部151a的后端之间存在有气隙C1。密封件保持槽15d形成在第一输入活塞151与第二输入活塞152之间。具体地,密封件保持槽15d由第一输入活塞151的第二筒体151c的后端和第二输入活塞152的基部152a的前端的周部(即,肩部)限定。杆保持腔室15a由基部152a和筒体152c形成。基部152a在其后端的周部上围绕筒体152c的圆周形成有肩部15e。
突出部152b具有由前表面15A和倾斜表面15B组成的外周表面。前表面15A平行于突出部152b的轴向方向(即,纵向中心线)延伸并且配合在第一输入活塞151的后腔室中。倾斜表面15B从前表面15A向后延伸,并且向前表面15A渐缩。换言之,倾斜表面15B的外直径朝向前表面15A减小。如从以上论述中可看到的,倾斜表面15B相对于输入活塞15行进所沿的路径以给定的角度定向,换言之,沿输入活塞15(即,主缸11或故障保险缸12)的纵向方向(即,轴向方向)以给定的角度定向。倾斜表面15B限定密封件保持槽15d的底表面。
密封构件56充当弹性构件,以在输入活塞15与故障保险缸12之间形成密闭密封,并且此外如随后将详细描述地产生输入活塞15与故障保险缸12之间的可变摩擦力。密封构件56为具有如沿密封构件56的轴向方向所截取的矩形或正方形横截面的环形状。密封构件56配合在具有倾斜底表面(即,倾斜表面15B)的密封件保持槽15d中。密封构件56具有安置成与第二筒体151c抵接的前表面,和安置成与基部152a的前端抵接的后表面。密封构件56具有与故障保险缸12的内周表面抵接的外周表面。故障保险缸12在下面也将被称为外周构件,其相对于输入活塞15(即,可动构件)是固定的。密封构件56具有内周表面,该内周表面具有后边缘和其余区域,该后边缘安置成与倾斜表面15B抵接,且该其余区域在制动踏板71处于初始位置时远离/离开倾斜表面15B定位。具体地,当制动踏板71未下压时,在密封构件56的内周表面的除了其后边缘之外的其他区域与倾斜表面15B之间存在气隙C2。密封构件56与倾斜表面15B之间的间隔(即,气隙C2)朝向密封构件56的前部增大。
密封构件56的操作和作用效果
当输入活塞15前进时,即,朝向主缸11的前面(液压增压器10的前面)移动时,第二输入活塞152向第一输入活塞151移动,同时弹性地按压密封构件56使得其弹性地变形,直到气隙C1消失。密封构件56工作为将如从第二输入活塞152输入至其的压力传送至第一输入活塞151以向前推压第一输入活塞151。密封构件56通过如由第二输入活塞152施加的压力而弹性地变形,使得其凸出至气隙C2中。这使得密封构件56与倾斜表面15B接触的面积增大。换言之,密封构件56与倾斜表面15B之间的接触面积随着第二输入活塞152前进而逐渐增大,即,车辆的驾驶员在制动踏板71上下压所需的制动作用力增大。密封构件56与倾斜表面15B的接触面积的增大将引起作用在倾斜表面15B(即,第二输入活塞152)上的总表面压力增大,由此导致通过密封构件56的外周表面施加在故障保险缸12的内周表面上的压力增大。这导致对第二活塞152的滑动动作(即,输入活塞15的向前运动)的阻力的增大。
当输入活塞15远离主缸11的前面(即,液压增压器10的前面)向后移动时,对其运动的阻力减小了下述量,该量相等于密封构件56的已弹性地凸出至气隙C2中的部分,即,密封构件56的内周表面与密封件保持槽15d的倾斜表面15B接触的面积的减小(即,通过密封构件56的外周表面施加在故障保险缸12的内周表面上的压力的下降)。因此,如通过密封构件56产生的对输入活塞15(即,第二活塞152)的向后运动的阻力将小于对输入活塞15的向前运动的阻力。换言之,存在制动操作作用力(即,通过制动踏板71的下压而产生的并从制动踏板71通过第二输入活塞152传送至第一输入活塞151(即,模拟器弹簧26)的压力),即作用于伺服单元以产生制动力的力,相对于制动操作行程(即,输入活塞15的行程量,换言之,操作杆16或制动踏板71的行程量)的滞后。
液压增压器的后面的内部结构
如在图9中所示,操作杆16在其前端上形成有按压球状部16a,该按压球状部16a在直径上大于操作杆16的中央主部。第一弹簧保持器29(即,凸缘29b)的内直径被设定为大于按压球状部16a的外直径。
如图11中所示,液压增压器10配备有中空的筒形形状的固定构件90和充当第二弹性构件的对中构件91。如可从图9中观察到的,固定构件90设置在第一弹簧保持器29的后端与踏板复位弹簧27的前端之间。固定构件90被用作围绕操作杆16的外周设置的外周构件。对中构件91被安装在操作杆16的外周与固定构件90(即,外周构件)之间。对中构件91(即,第二弹性构件)具有中空的筒形形状,并且由固定构件90的内周保持。固定构件90由第一构件901、第二构件902、第三构件903组成。第一构件901、第二构件902和第三构件903均为环形形状。第一构件901设置在第一弹簧保持器29的后端与踏板复位弹簧27之间。第二构件902从第一构件902的内周端向后延伸。第三构件903从第二构件902的后端沿固定构件91的径向方向向内延伸。第一构件901被踏板复位弹簧27向前迫压,以将固定构件90固定至第一弹簧保持器29。
对中构件91如上述由诸如橡胶之类的弹性材料制成、用作第二弹性构件。对中构件91由本体911和楔状环形突出部912组成。本体911由中空的筒体制成,并具有如沿着对中构件91的轴向方向截取的矩形或正方形横截面。本体911可具有弯曲的或倒角的角部。本体911配合在由第一弹簧保持器29的后端、固定构件90的第二构件902和第三构件903限定的环形槽中。
突出部912以中空的筒形唇状部的形式从本体911的内周边缘向前延伸。突出部912还如由图11中的虚线所指示的沿对中构件91的径向方向略微地向内倾斜。对中构件91配合在操作杆16的周边上,使得突出部912的内周表面安置成与操作杆16接触。在安装在操作杆16上之前,如以上描述的,突出部912略微地向内倾斜。因此,在安装在操作杆16上之后,如由虚线所表示的,突出部912弹性地向内按压操作杆16的整个圆周,由此形成向外施加在第一弹簧保持器29上的弹性反作用力,以使第一弹簧保持器29相对于操作杆16的纵向中心线对中。这建立了并维持了第一弹簧保持器29与操作杆16的中心轴线之间的重合。
如已经描述的,对中构件92的突出部912从基部911朝向操作杆16的前面延伸,即,沿操作杆16响应于制动踏板71的下压而前进的方向延伸,并且还沿操作杆16的径向方向略微地向内倾斜,由此允许操作杆16平滑地前进。突出部912从基部911延伸所沿的方向与操作杆16向后移动至其初始位置所沿的方向相反,并且突出部912的稍端比其基部更向内倾斜,因此对操作杆16的向后运动的妨碍比对其向前运动的妨碍更大,即,导致当操作杆16向后移动时由突出部912产生的并且作用于操作杆16的弹性压力的增大。换言之,由对中构件91产生的对操作杆16的向后运动的阻力大于对其向前运动的阻力。当需要形成与对下压致动踏板71相比更大的对释放制动踏板71的阻力时这是有用的。对中构件91可替代性地设计成具有从其后端向后延伸的突出部912。这导致比对操作杆16的向后运动的阻力更大的对操作杆16的向前运动的阻力。
如在图12和图13中示出的,液压增压器10还包括防护罩92,该防护罩92完全地覆盖操作杆16和主缸11的后开口。防护罩92由弹性材料制成并且由波纹部921、前固定部922和后固定部923组成。波纹部921由具有波浪形的壁的中空的筒体制成,并限定防护罩92的中央部分。波纹部921响应于操作杆16的运动沿防护罩92的纵向方向扩张或收缩。波纹部92完全地环绕操作杆16和主缸11的后开口。前固定部922沿防护罩92的径向方向从波纹部921的前端向内延伸,并用作环形紧固件,该环形紧固件卡装在如图9和图12所示的形成在主缸11的外周中的环形槽110中。
后固定部923具有中空筒形形状,并由弹性材料制成。后固定部923沿防护罩92的径向方向从波纹部921的后端向内延伸。如在图13中清楚地示出的,后固定部923包括本体9231和多个环形突出部或脊部9232。如可在图13中观察到的,本体9231在其内圆周中形成有环形槽。脊部9232被安置成与第二弹簧保持器30的外周弹性地接触。夹持器导引部301配合在第二弹簧保持器30的外周上。夹持器导引部301具有配合在本体9231的槽中的环形突出部。夹持器导引部301能够在第二弹簧保持器30的外周上滑动。防护罩盖93配合在本体9231的外周上,以将本体9231向内按压成将其固定至第二弹簧保持器30。脊部9232在本体9231的后部的整个内圆周上延伸,并且具有大致U形的横截面。脊部9232由防护罩盖93通过本体9231抵靠第二弹簧保持器30的外周按压,并且略微弹性地变形。
尽管未详细地示出,第二踏板复位弹簧94设置在第一弹簧保持器29与后固定部923之间。具体地,第二踏板复位弹簧94具有前端和后端。如可在图12和图13中观察到的,该后端由本体9231和夹持器导引部301的前端保持。第二踏板复位弹簧94的前端(未示出)由第一弹簧保持器29的凸缘29b的后表面保持。
当操作杆16向前移动时,其将引起第二弹簧保持器30以与防护罩92的脊部9232滑动地接触的方式向前移动,由此导致脊部9232的弹性变形。这种弹性变形形成对第二弹簧保持器30的运动的阻力以产生制动操作方面(即,制动踏板71的运动)的滞后。
如在图2中清楚地示出的,保持活塞33设置在故障保险缸12的第二筒形部12c的前部内(即,在主缸11的圆柱形腔体11P内)以能够沿其纵向方向滑动。保持活塞33由带底的筒形构件制成,并包括限定底部33a的前端和从底部33a向后延伸的筒体33b。底部33a在其前端中形成有凹形凹部33c,该凹形凹部33c用作保持腔体。底部33a在保持腔体33c的前部的整个内圆周中形成有C形环槽33e。底部33a在其外圆周上也形成有密封件保持槽33d。密封件75配合在该密封件保持槽33d中、与故障保险缸12的第二筒形部12c的整个内圆周接触。
如图2中所示,可动构件32设置在故障保险缸12的第二筒形部12c的后部内(即,在主缸11的圆柱形腔体11p内),以能够沿其纵向方向滑动。可动构件32由形成在其前端上的凸缘32a和沿液压增压器10的纵向方向从凸缘32a向后延伸的轴32b组成。
凸缘32a在其前端中形成有呈凹形凹部的形状的橡胶保持腔室32c。在该橡胶保持腔室32c中配合有圆柱形模拟器橡胶34,该模拟器橡胶34突出至橡胶保持腔室32c的前端外。当安置在如图2中所示的初始位置时,模拟器橡胶(即,可动构件32)远离/离开保持活塞33定位。
凸缘32a在其中形成有流体路径32h,该流体路径32h在如于凸缘32a的前端与保持活塞33的内壁之间限定的腔体与随后将详细描述的模拟器腔室10f的主部之间连通。当可动构件32相对于保持活塞33移动时,其会引起制动流体从该腔室至模拟器腔室10f流动,或相反,从模拟器腔室10f至该腔室流动,由此有助于可动构件32的朝向保持活塞33或远离保持活塞33的滑行运动。
模拟器腔室10f由故障保险缸12的第二筒形部12c的内壁、保持活塞33的后端和输入活塞15的前端限定。模拟器腔室10f填充有制动流体。如上所述,模拟器橡胶34与保持活塞33分开,由此允许模拟器橡胶34在模拟器腔室10f内经历行程L(也将被称为损失行程)。
模拟器弹簧26为制动模拟器构件,其设计为制动操作模拟器并且在模拟器腔室10f内设置在可动构件32的凸缘32a与输入活塞15的弹簧保持腔室15b之间。换言之,模拟器弹簧26在故障保险缸12的第二筒形部12c(即,主缸11的圆柱形腔体11p)内位于输入活塞15的前方。可动构件32的轴32b插入到模拟器弹簧26中,以保持模拟器弹簧26。模拟器弹簧26将前部压配合在可动构件32的轴32b上。通过这些布置,当输入活塞15从模拟器橡胶34(即,可动构件32)碰撞保持活塞33的状态进一步前进时,其将引起模拟器弹簧26向后迫压输入活塞15。
第一内端口12d在故障保险缸12的第一筒形部12b的外周处敞开。如上述,第二筒形部12c成形为具有比第一筒形部12b的外直径b更大的外直径c。因此,在第五端口11f上的储集器压力的施加(即,当制动流体从储集器61供给至第五端口11f时)将引起如由储集器压力(即,从储集器61输送的制动流体的压力)和在第一筒形部12b与第二筒形部12c之间的横截面上的差异所形成的力或者液压压力将故障保险缸12抵靠止挡件21向后按压,由此将故障保险缸12安置在上述的预选定的可允许范围中的最后部的位置(即,初始位置)。
当故障保险缸12处于初始位置时,第四内端口12g与主缸11的第七端口11h连通。具体地,模拟器腔室10f与储蓄器19之间的液压连通通过如由第四内端口12g和第七端口11h所限定的储蓄器流动路径而建立。模拟器腔室10f为圆柱形腔体11p的如在故障保险缸12内在输入活塞15前方限定的部分。由输入活塞15的纵向滑行运动所引起的模拟器腔室10f的容积上的改变引起模拟器腔室10f内的制动流体返回至储蓄器19或引起所述制动流体从储蓄器19供给至模拟器腔室10f,由此允许输入活塞15在不经受任何液压阻力的情况下沿其纵向方向向前或向后移动。
如图2和图4中所示,阀芯缸24在第二主活塞14后方固定在故障保险缸12的第一筒形部12b中(即,主缸11的圆柱形腔体11p中)。阀芯缸24具有大致中空的筒形形状。阀芯缸24在其外周中形成有呈凹形凹部形状的密封件保持槽24a和24b。密封构件57和58配合在密封件保持槽24a和24b中、与第一筒形部12b的内壁的整个圆周直接接触以形成其之间的密闭密封。密封构件57和58产生其自身与第一筒形部12b的内壁之间的机械摩擦以阻止阀芯缸24在第一筒形部12b中前进。阀芯缸24将后端安置成与止挡件12m接触,使得其被阻止向后移动。
阀芯缸24在其中形成有阀芯(滑阀)端口24c,该阀芯端口24c在阀芯缸24的内部与外部之间连通。阀芯端口24c与第一内端口12d连通。阀芯缸24在其内壁的位于阀芯端口24c后方的部分中形成有第一阀芯槽24d。第一阀芯槽24d沿着阀芯缸24的整个内圆周以凹形凹部形状延伸。阀芯缸24还在其内壁的位于第一阀芯槽24d后方的后端中形成有第二阀芯槽24f。第二阀芯槽24f沿着阀芯缸24的整个内圆周以凹形凹部形状延伸。
阀芯缸24还在其外壁的位于密封件保持槽24b后方的部分中形成有流体流动槽24e。流体流动槽24e沿着阀芯缸24的整个外圆周以凹形凹部形状延伸。第三内端口12f敞开至流体流动槽24e中。具体地,流体流动槽24e限定通过第三内端口12f和第六端口11g通往储蓄器19的流动路径。
阀芯活塞23由具有圆形的截面的圆柱形轴制成。阀芯活塞23被设置在阀芯缸24内部,从而能够沿其纵向方向滑动。阀芯活塞23具有限定固定部分23a的锥形后端,该固定部分23a在外直径方面大于其另一部分。固定部分23a设置在保持活塞33的保持腔体33c内。C形环85配合在保持活塞33的C形环槽33e中,以阻止阀芯活塞23从保持活塞33的保持腔体33c被向前移除,使得阀芯活塞23通过保持活塞33被保持为能够沿其纵向方向滑动。阀芯活塞23可替代性地设计成具有形成为不同于后端并且取代固定部分23a与保持腔体33c接合的部分。
阻尼器37安装在保持槽33c的底部与阀芯活塞23的后端之间。阻尼器37由圆柱形弹性橡胶制成,但可替代性地由诸如圈簧或隔膜之类的弹性可变形构件实施。
阀芯活塞23在其外壁的轴向中央部分中形成有第三阀芯槽23b。第三阀芯槽23b沿阀芯活塞23的整个外圆周以凹形凹部形状延伸。阀芯活塞23在其外壁的位于第三阀芯槽23b后方的部分中还形成有第四阀芯槽23c。第四阀芯槽23c沿着阀芯活塞23的整个外圆周以凹形凹部形状延伸。阀芯活塞23还具有长形的流体流动孔23e,该流体流动孔23e沿阀芯活塞23的纵向中心线从阀芯活塞23的前端延伸至阀芯活塞23的长度的中间的后方。阀芯活塞23还在其中形成有第一流体流动端口23d和第二流体流动端口23f,该第一流体流动端口23d与该第二流体流动端口23f在第四阀芯槽23c与流体流动孔23e之间连通。
参照回图2,液压增压器10也包括伺服腔室10c,该伺服腔室10c由第二主活塞14的后内壁、阀芯活塞23的前端部和阀芯缸24的前端限定在主缸11的圆柱形腔体11p内的第二主活塞14的保持部14c后方。
如在图2中清楚地示出的,第一阀芯弹簧保持器38由保持盘38a和筒形紧固件38b组成。保持盘38a配合在故障保险缸12的前筒形部12a的内前端壁中,并封闭前筒形部12a的前开口。筒形紧固件38b从保持盘38a的前中央向前延伸。筒形紧固件38b在其内周中形成有内螺纹。保持盘38a在其后端的中央区域上形成有接触部38c。保持盘38a还具有穿过其厚度的流体流动孔38d。
推进构件40由杆制成,并具有接合筒形紧固件38b的内螺纹的后端。
如图4中所示,第二阀芯弹簧保持器39由中空筒形本体39a和环状保持凸缘39b组成。筒形本体39a具有限定底部39c的前端。保持凸缘39b从筒形本体39a的后端径向地延伸。阀芯活塞23的前端配合在筒形本体39a中、与筒形本体39a的内周接合,使得第二阀芯弹簧保持器39固定至阀芯活塞23的前端。在底部39c中形成有通孔39d。如从图2中可观察到的,第二阀芯弹簧保持器39按以给定的间隔离开接触部38c的方式与第一阀芯弹簧保持器38对齐。
如图2和图4中所示,阀芯弹簧25设置在第一阀芯弹簧保持器38的保持盘38a与第二阀芯弹簧保持器39的保持凸缘39b之间。阀芯弹簧25工作为相对于故障保险缸12(即,主缸11)和阀芯缸24向后迫压阀芯活塞23。
模拟器弹簧26的弹簧常数被设置成大于阀芯弹簧25的弹簧常数。模拟器弹簧26的弹簧常数也设定成大于踏板复位弹簧27的弹簧常数。模拟器
下面将描述由模拟器弹簧26、踏板复位弹簧27和模拟器橡胶34组成的模拟器。该模拟器为设计成将反作用力施加至制动踏板71以模仿通常制动系统的操作,即,使车辆的驾驶员体验到制动踏板71的下压的感觉的制动模拟机构。
当制动踏板71被下压时,踏板复位弹簧27收缩,由此形成作用于制动踏板71的反作用压力(其也将被称为反作用力)。如通过图8的曲线图中的区段(1)所表示的,该反作用压力由踏板复位弹簧27的设定载荷和踏板复位弹簧27的弹簧常数与制动踏板71(即,连接构件31)的行程的乘积的和给出。
当致动踏板71被进一步下压、并且模拟器橡胶34碰撞保持活塞33时,踏板复位弹簧27与模拟器弹簧26收缩。如通过图8的曲线图中的区段(2)所表示的,作用在制动踏板上的反作用压力由通过模拟器弹簧26和踏板复位弹簧27产生的物理载荷的组合给出。具体地,在制动踏板71(即,制动踏板71的下压的单元)的行程期间,与模拟器橡胶34接触保持活塞33之前相比,在模拟器橡胶34接触保持活塞33之后,施加在制动踏板71上的反作用压力的增大率更大。
当模拟器橡胶34接触保持活塞33、并且制动踏板71进一步被下压时,这通常使得模拟器橡胶34收缩。模拟器橡胶34具有弹簧常数,该弹簧常数在其本质上随着模拟器橡胶34收缩而增大。因此,存在如通过图8中的区段(3)所指示的过渡时间,在该过渡时间,施加在制动踏板71上的反作用压力平缓地改变以最小化因施加在车辆的驾驶员的脚部上的反作用压力的突然变化而引起的驾驶员的不舒适感。
具体地,模拟器橡胶34用作缓冲垫以减小在制动踏板71下压期间作用在制动踏板71上的反作用压力的变化率。如上述,本实施方式的模拟器橡胶34被固定至可动构件32,但可仅安置在可动构件32与保持活塞33的相对的端表面之间。模拟器橡胶34可替代性地被附接至保持活塞33的后端。
如上述,在制动踏板71下压期间施加在制动踏板71上的反作用压力以较小的比率增大,直到模拟器橡胶34接触保持活塞(图(8)中的(1)),并且之后以更大的比率增大(图8中的(2)),由此向车辆的驾驶员提供制动踏板71的操作(即,下压)的通常感觉。
压力调节器
压力调节器53工作为增大或减小主压力,该主压力为用来产生待进给至轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr的轮缸压力的从主腔室10a和10b输送的制动流体的压力,并且该压力调节器53设计成实现已知的防抱死制动控制或已知的电子稳定控制以避免车辆的侧滑。轮缸WCfr和WCfl通过管52和压力调节器53连接至第一主缸10a的第一端口11b。类似地,轮缸WCrr和WCrl通过管51和压力调节器53连接至第二主缸10b的第三端口11d。
下面将描述用于将轮缸压力输送至作为示例的轮缸WCfr的压力调节器53的零部件。压力调节器53也具有用于其他轮缸WCfl、WCrl、和WCrr的相同的零部件,并且出于公开的简洁,这里将省略这些轮缸的详细说明。压力调节器53配备有压力保持阀531,减压阀532、压力控制储蓄器533、泵534、电动马达535和液压压力控制阀536。压力保持阀531通过常开的电磁阀(也称为螺线管阀)来实施,并且操作方面由制动ECU6来控制。压力保持阀531在其一端处连接至液压压力控制阀536,并且在另一端处连接至轮缸WCfr和减压阀532。
减压阀532通过常闭的电磁阀实施,并且操作方面由制动ECU6来控制。减压阀532在其一端处连接至轮缸WCfr和压力保持阀531,在另一端处通过第一流体流动路径157连接至压力控制储蓄器533的储蓄器腔室533e。当减压阀532打开时,其导致轮缸WCfr与压力控制储蓄器533的储蓄器腔室533e之间连通,使得轮缸WCfr中的压力下降。
液压压力控制阀536通过常开的电磁阀实施,并且操作方面由制动ECU6来控制。液压压力控制阀536在其一端处连接至第一主腔室10a,在另一端处连接至压力保持阀531。当被通电时,液压压力控制阀536进入差动压力控制模式,以仅当轮缸压力上升至大于主压力给定值时允许制动流体从轮缸WCfr流动至第一主腔室10a。
压力控制储蓄器533由缸533a、活塞533b、弹簧533c和流动路径调节器(即,流动控制阀)533d组成。活塞544b以可滑动的方式设置在缸533a中。储蓄器腔室533e在缸533a内由活塞533b限定。活塞533b的滑动将导致储蓄器腔室533e的容积的改变。储蓄器腔室533e填充有制动流体。弹簧533c设置在缸533a的底部与活塞533b之间,并且沿储蓄器腔室533e的容积减小所沿的方向迫压活塞533b。
管52也通过第二流体流动路径158通至储蓄器腔室533e和流动调节器533d。第二流体流动路径158从管52的位于液压压力控制阀536与第一主腔室10a之间的部分延伸至流动调节器533d。当储蓄器腔室533e中的压力上升时,换言之,当活塞533b移动成使储蓄器腔室533e的容积增大时,流动调节器533d工作为使在储蓄器腔室533e与第二流体流动路径158之间延伸的流动路径被限制。
泵534通过由马达535响应于来自制动ECU6的指令而输出的扭矩而被驱动。泵534具有通过第三流体流动路径159连接至储蓄器腔室533e的入口端口和通过止回阀z连接至管52的位于液压压力控制阀536与压力保持阀531之间的部分的出口端口。止回阀z工作为允许制动流体仅从泵534流动至管52(即,第一主腔室10a)。压力调节器53还可包括设置在泵534的上游的阻尼器(未示出)以吸收从泵534输出的制动流体的脉动。
当在第一主腔室10a中未产生主压力时,通过第二流体流动路径158通至第一主腔室10a的储蓄器腔室533e中的压力不高,使得流动调节器533d并不限制第二流体流动路径158与储蓄器腔室533e之间的连接,换言之,流动调节器533d维持第二流体流动路径与储蓄器腔室533e之间的流体连通。这允许泵534通过第二流体流动路径158和储蓄器腔室533e吸入来自第一主腔室10a的制动流体。
当主压力在第一主腔室10a中升起时,其通过第二流体流动路径158作用在活塞533b上,由此致动流动调节器533d。流动调节器533d然后限制或关闭储蓄器腔室533e与第二流体流动路径158之间的连接。
当在以上条件下致动时,泵534将制动流体从储蓄器腔室533e中排出。当从储蓄器腔室533e吸取至泵534的制动流体的量超过给定值时,储蓄器腔室533e与第二流体流动路径158之间的流动路径在流动调节器533d中略微地打开,使得制动流体通过第二流体流动路径158从第一主腔室10a输送至储蓄器腔室533e并然后至泵534。
当压力调节器53进入减压模式时,减压阀532打开,轮缸WCfr中的压力(即,轮缸压力)下降。液压压力控制阀536然后打开。泵534吸入来自轮缸WCfr或储蓄器腔室533e的制动流体,并将其返回至第一主缸10a。
当压力调节器53进入增压模式时,压力保持阀531打开。液压压力控制阀536然后被安置在差动压力控制模式。泵534将制动流体从第一主腔室10a和储蓄器腔室533e输送至轮缸WCfr以在其内产生轮缸压力。
当压力调节器53进入压力保持模式时,压力保持阀531关闭或液压压力控制阀536被安置处于差动压力控制模式,以将轮缸WCfr中的轮缸压力保持为其当下状态。
如从以上论述中明显的,压力调节器53能够在与制动踏板71的操作无关的情况下调节轮缸压力。制动ECU6分析主压力、轮Wfr、Wfl、Wrr和Wrl的速度、和作用于车辆的纵向加速度,从而通过控制压力保持阀531和减压阀532的开关操作以及在需要时致动马达534以调节待输送至轮缸WCfr的轮缸压力来执行防抱死制动控制或电子稳定控制。
液压增压器的操作
下面将详细描述液压增压器10的操作。液压增压器10配备有滑阀,该滑阀为阀芯缸24与阀芯活塞23的组件。当下压制动踏板71时,滑阀根据驾驶员的在制动踏板71上的作用力被移动。液压增压器10然后进入减压模式、增压模式和压力保持模式中的任一种模式。
减压模式
如在图5的图表中所示,当制动踏板71未被下压,或驾驶员的在制动踏板71上的作用力(其在下面也将被称为制动作用力)低于或等于摩擦制动力产生水平P2时进入减压模式。如图2中所示,当制动踏板被释放使得进入减压模式时,模拟器橡胶34(即,可动构件32)与保持活塞33的底部33a分离。
当模拟器橡胶34位于远离保持活塞33的底部33a时,阀芯活塞23通过阀芯弹簧25安置在其可移动范围中的最后面的位置(这在下面也将被称为减压位置)。如图4中所示,阀芯端口24c由阀芯活塞23的外周阻断,使得为储集器61中的压力的储集器压力未施加在伺服腔室10c上。
如在图4中示出的,阀芯活塞23的第四阀芯槽23c与阀芯缸24的第二阀芯槽24f连通。伺服腔室10c因而与储蓄器19通过如由流体流动孔23e、第一流体流动部23d、第四阀芯槽23c、第二阀芯槽24f、流体流动路径12n、流体流动槽24e、第三内端口12f和第六端口11g限定的减压流动路径连通。这使得伺服腔室10c内的压力等于大气压力,从而在第一主腔室10a与第二主腔室10b中不产生主压力。
当制动踏板71被下压,并且模拟器橡胶34触及保持活塞33的底部33a以产生通过保持活塞33向前迫压阀芯活塞23的压力(这在下面也将被称为输入压力)——但这种压力低于如由阀芯弹簧25产生的并施加在阀芯活塞23上的压力的水平——时,阀芯活塞23被防止在减压位置中向前移动。需注意的是,以上描述的通过保持活塞33施加在阀芯活塞23上的输入压力通过从当制动踏板71被下压时施加在连接构件31上的载荷中减去压缩踏板复位弹簧27所需的载荷而给出。当施加到制动踏板71上的载荷或作用力低于或等于摩擦制动力产生水平P2时,液压增压器10被防止进入增压模式,使得不产生伺服压力和主压力,从而导致在摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr中不产生摩擦制动力。
增压模式
当作用于制动踏板71上的作用力超过摩擦制动力产生水平P2时,液压增压器10进入增压模式。具体地,作用力至制动踏板71的施加使得模拟器橡胶34(即,可动构件32)推压保持活塞33以向前迫压阀芯活塞23。阀芯活塞23然后逆着如由阀芯弹簧25产生的压力前进至可动范围内的如在图6中所示的前部位置。这种前部位置在下面也将被称为增压位置。
如图6中所示,当阀芯活塞23处于增压位置中时,第一流体流动端口23d通过阀芯缸24的内周关闭以阻断第一流体流动部23d与第二阀芯槽24f之间的连通。这阻断了伺服腔室10c与储蓄器19之间的流体连通。
进一步地,阀芯端口24c与第三阀芯槽23b连通。第三阀芯槽23b、第一阀芯槽24d与第四阀芯槽23c彼此连通,使得储集器61中的压力(即,储集器压力)通过如由第一内端口12d、阀芯端口24c、第三阀芯槽23b、第一阀芯槽24d、第四阀芯槽23c、第二流体流动端口23f、流体流动孔23e和连接孔39d限定的增压流动路径输送至伺服腔室10c。这引起伺服压力的上升。
伺服压力的上升将引起第二主活塞14向前移动,由此使第一主活塞13通过第二复位弹簧18向前移动。这导致在第二主腔室10b与第一主腔室10a内产生主压力。主压力随着伺服压力的上升而增大。在本实施方式中,第二主活塞14的前密封件和后密封件(即,密封构件43和44)的直径与第一主活塞13的前密封件和后密封件(即,密封构件41和42)的直径相同,使得伺服压力将等于如在第二主腔室10b和第一主腔室10a中产生的主压力。
在第二主腔室10b和第一主腔室10a中的主压力的产生将使制动流体从第二主腔室10b和第一主腔室10a通过管51和52以及压力调节器53被输送至轮缸WCfr、WCfl、WCrr和WCrl,由此提升轮缸WCfr、WCfl、WCrr和WCrl中的压力(即,轮缸压力)以产生施加到轮Wfr、Wfl、Wrr和Wrl上的摩擦制动力。
压力保持模式
当阀芯活塞23处于增压位置中时,储集器压力施加至伺服腔室10c,使得伺服压力上升。这引起由伺服压力与阀芯活塞23的横截面面积(即,密封面积)的乘积给出的返回压力向后作用到阀芯活塞23上。当返回压力和如由阀芯弹簧25产生并施加在阀芯活塞23上的压力的和超过施加在阀芯活塞23上的输入压力时,阀芯活塞23向后移动,并被安置在如图7中所示的压力保持位置中,该压力保持位置位于减压位置与增压位置之间中间。
当阀芯活塞23处于如图7中所示的压力保持位置时,阀芯端口24c由阀芯活塞23的外周封闭。第四阀芯槽23c也由阀芯缸24的内周封闭。这阻断了阀芯端口24c与第二流体流动端口23f之间的流通,以阻断伺服腔室10c与储集器61之间的连通,使得储集器压力不施加在伺服腔室10c上。
进一步地,第四阀芯槽23c由阀芯缸24的内周封闭,由此阻断第一流体流动端口23d与第二阀芯槽24f之间的连通,以阻断伺服腔室10c与储蓄器19之间的连通,使得伺服腔室10c被完全地封闭。这使得如当从增压模式向压力保持模式变化时产生的伺服压力被保持在其当下状态。
当施加到阀芯活塞23上的返回压力与如由阀芯弹簧25产生的并施加到阀芯活塞23上的压力的和与施加在阀芯活塞23上的输入压力相平衡时,维持压力保持模式。当制动踏板71上的作用力下降,使得施加到阀芯活塞23的输入压力减小时,施加到阀芯活塞23的返回压力与如由阀芯弹簧25产生并施加到阀芯活塞23上的压力的和超过施加到阀芯活塞23上的输入压力,这将引起阀芯活塞23被向后移动,并被安置在如图4中所示的减压位置。然后进入减压模式,使得伺服腔室10c内的伺服压力下降。
替代性地,当阀芯活塞23处于压力保持位置中时,施加到阀芯活塞23的输入压力随着作用到制动踏板71上的制动作用力的增大而上升,使得作用在阀芯活塞23上的输入压力超过施加到阀芯活塞23上的返回压力与如由阀芯弹簧25产生的并施加到阀芯活塞23上的压力的和,这将引起芯活塞23向前移动,并被安置在如在图6中示出的增压位置。然后进入增压模式,使得伺服腔室10c内的伺服压力上升。
通常,阀芯活塞23的外周与阀芯缸24的内周之间的摩擦导致阀芯活塞23的运动的滞后,这阻碍阀芯活塞23的沿其纵向方向的运动,因此导致从压力保持模式至减压模式或者增压模式的切换较不频繁。
再生制动力与摩擦制动力之间的关系
下面将参照图5描述再生制动力与摩擦制动力之间的关系。当作用于制动踏板71的制动作用力低于或等于摩擦制动力产生水平P2时,液压增压器10保持在减压模式而未被切换至增压模式,使得未产生摩擦制动力。制动系统B具有指示施加到制动踏板71的制动作用力的再生制动力产生水平P1,该再生制动力产生水平P1被设定为低于摩擦制动力产生水平P2。
制动系统B配备有制动传感器72。制动传感器72为测量制动踏板71的行程量的踏板位置传感器。如在图8的图表中可观察到的,驾驶员的施加到制动踏板71的作用力(即,制动作用力)具有与制动踏板71的行程量的给定的相关性。从而,制动ECU6使用来自制动传感器72的输出来判定制动作用力是否已经超过再生制动力产生水平P1。
当制动踏板71已经被下压,并且制动ECU6判定作用在制动踏板71上的制动力已经超过如图5中指示的再生制动力产生水平P1时,制动ECU6如以上所描述地根据来自制动传感器72的输出计算目标再生制动力,并且输出指示该目标再生制动力的信号至混合动力ECU900。
混合动力ECU900利用车辆的速度V、电池507中的充电的状态、和目标再生制动力来计算实际可产生的再生制动力,该实际可产生的再生制动力为再生制动系统A能够实际产生的再生制动力。混合动力ECU900然后控制再生制动系统A的操作以产生实际可产生的再生制动力。
当判定实际可产生的再生制动力未抵达目标再生制动力时,混合动力ECU900从目标再生制动力中减去实际可产生的再生力,以得出附加的摩擦制动力。实际可产生的再生制动力未达到目标再生制动力的情况通常在当车辆的速度V低于给定值或者电池507被充满或几乎被充满时遇到。混合动力ECU900将指示附加摩擦制动力的信号输出至制动ECU6。
当接收到来自混合动力ECU900的信号时,制动ECU6控制压力调节器53的操作,以控制轮缸压力,来使摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr附加地产生附加再生制动力。具体地,当判定实际可产生的再生制动力小于目标再生制动力时,制动ECU6致动压力调节器53以在摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr中产生附加的再生制动力以补偿目标再生制动力与实际可产生的再生制动力之间的差异(即,缺额),由此实现目标再生制动力。
如以上所描述的,当混合动力ECU900已经确定再生制动系统A不能产生所要求的再生制动力(即,目标再生制动力)时,压力调节器53调节需在轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr中产生的压力,以通过摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr产生相等于再生制动力的缺额的一定程度的摩擦制动力。
在液压压力产生器故障的情况下液压增压器的操作
当液压压力产生器60已在操作中发生故障使得储集器压力消失时,故障保险弹簧36向前迫压或移动故障保险缸12,直到故障保险缸12的凸缘12h碰撞止档件21的止挡环21c。故障保险缸12的第二筒形部12c然后阻断主缸11的第七端口11h以将模拟器腔室10f液密地封闭。
当模拟器腔室10f密闭地封闭、并且制动踏板71被下压时,将引起施加至制动踏板71的制动作用力通过连接构件31和操作杆16从输入活塞15传送至保持活塞33,使得保持活塞33、阀芯活塞23和第二阀芯弹簧保持器39前进。
当保持活塞33碰撞到故障缸12中的止档件12m时,作用于制动踏板71上的制动作用力通过止挡件12m传送至故障保险缸12,使得故障保险缸12前进。这引起推进构件40接触第二主活塞14的保持部14c或者使得故障保险缸12的按压表面12i接触第二主活塞14的第二筒形部14b的后端,使得作用在制动踏板71上的制动作用力输入至第二主活塞14。以此方式,故障保险缸12推压第二主活塞14。
如从上面论述中明显的,在液压压力产生器60发生故障的情况下,施加到制动踏板71的制动作用力传送到第二主活塞14,由此在第二主腔室10b和第一主腔室10a中产生主压力。这在摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr中产生摩擦制动力以使车辆安全地减速或停止。
如上述,在液压压力产生器60发生故障的情况下制动踏板71的下压导致故障保险缸12向前运动,由此引起用于踏板复位弹簧27的第一弹簧保持器29向前移动。这使得作用在制动踏板71上的制动作用力不会作用在踏板复位弹簧27上。因此,制动作用力不会因踏板复位弹簧27的压缩而衰减,由此避免了起因于制动作用力的衰减而引起的主压力的下降。
在液压压力产生器60发生故障的情况下,故障保险缸12前进,使得第二筒形部12c——其具有大于第一筒形部12b的外直径b的外直径c——穿过密封构件45。主缸11设计为具有大于第二筒形部12c的外直径c的内直径,以允许第二筒形部12c向前移动。因此,当液压压力产生器60适当地操作时,如可在图2中观察到的,第一筒形部12b的外周通过气隙与主缸11的内周分离。
如在图4中清楚地示出的,密封构件45的前端的整个区域与支撑构件59直接地接触。支撑构件59的内周表面与故障保险缸12的第一筒形部12b的外周表面直接地接触。换言之,密封构件45在其前端处通过支撑构件59被牢固地保持而在密封构件45与支撑构件59之间无任何气隙,因此避免了在液压压力产生器60发生故障的情况下当故障保险缸12向前移动使得第一筒形部12b在密封构件45上滑动时密封构件45的损坏。
如在图3中所示,支撑构件59具有形成在其内的狭缝59a。该狭缝59a使得当故障保险缸12向前移动时支撑构件59向外伸展,由此允许第二筒形部12c穿过支撑构件59。如上述,密封构件45在其前端处通过支撑构件59保持,由此避免了当第二筒形部12c穿过支撑构件59时,对密封构件45的损坏。
如果储集器压力已过度地上升,使得第五端口11f中的压力已经超过特定水平时,机械释放阀22将打开,使得制动流体从第五端口11f流动至第六端口11g并流动至储蓄器19。这避免了对管67和液压增压器10的损坏。
本实施方式的制动系统B提供了以下优点。
密封构件56和输入活塞15的结构性组合工作为产生对于诸如操作杆16等之类的响应于制动踏板71的下压或释放而移动的构件的运动的可变机械阻力。该阻力具有在构件的向前运动与向后运动之间不同的值,由此产生制动操作作用力(即,通过制动踏板71的下压而产生并从制动踏板71通过第二输入活塞152传送至第一输入活塞151(即,模拟器弹簧26)的压力)的响应于制动操作行程(即,输入活塞15的行程量,换言之,操作杆16或制动踏板71的行程量)的大的滞后。另外,对中构件91和防护罩92的后固定构件923,如同密封构件56,形成制动操作作用力与制动操作行程的相关关系的滞后。因此,制动操作作用力与制动操作行程的相关关系的滞后的程度可通过以高的自由度改变上面的弹性构件的数目、结构、材料、尺寸或其组合来调节。
如上述,模拟器弹簧26向后迫压输入活塞15,以起到将反作用力施加到制动踏板71以模仿普通制动系统的操作的制动模拟器的作用。模拟器弹簧26设置在液压增压器10的主缸11的圆柱形腔体11p内部。换言之,主活塞13和14、滑阀(即,阀芯缸24和阀芯活塞23)、模拟器弹簧26和输入活塞15设置成在主缸11的圆柱形腔体11p内彼此对齐(即,彼此串接)。该布局有助于使制动系统B以摩擦制动单元的形式容易地安装在车辆中。
模拟器橡胶34远离支撑阀芯活塞23的保持活塞33设置。该布局防止了施加到制动踏板71的制动作用力被传送到阀芯活塞23,直到由可动构件32保持的模拟器橡胶34接触保持活塞33。换言之,摩擦制动力并未在制动踏板71的下压之后立即产生。如图5中的图表所示,在制动作用力超过再生制动力产生水平P1时,再生制动系统A开始产生再生制动力。这最小化了因摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr而引起的车辆的动能转化为的热能的消散,由此提升了通过再生制动系统A将车辆的动能用作再生制动力的效率。
设置在保持活塞33与输入活塞15之间的可动构件32用作止档件以限制当制动踏板71下压时输入活塞15的向前运动,由此避免了对模拟器弹簧26的损坏。
制动系统B被设计为根据阀芯活塞23的如响应于制动踏板71上的制动作用力在阀芯缸24中移动的纵向位置而在减压模式、增压模式和压力保持模式之间切换。换言之,摩擦制动力通过为由阀芯活塞23和阀芯缸24组成的机构的滑阀可变地产生。这使得与使用螺线管阀调节摩擦制动力情况相比,摩擦制动力能够更线性地被改变。
具体地,在使用螺线管阀的情况下,当螺线管阀打开时,制动流体的流动通常产生物理力以将阀远离阀座提升。这可导致制动流体从螺线管阀的过度流动,从而导致在对制动流体的压力进行调节中的误差和改变摩擦制动力的不稳定。为了减轻这种缺陷,制动系统B被设计成具有阀芯活塞23,驾驶员的在制动踏板71上的作用力被施加在该阀芯活塞23上,并且制动系统B被设计成根据驾驶员的作用力的变化在减压模式、增压模式和压力保持模式之间切换,由此根据驾驶员的意愿产生摩擦制动力。
如图4中所示,阻尼器37安装在保持活塞33的保持槽33c与阀芯活塞23的后端表面之间。阻尼器37可变形或可压缩成衰减或吸收源于伺服腔室10c内的压力的突然上升而产生并从阀芯活塞23传送至保持活塞33的冲击,由此减小抵达制动踏板71的冲击以减轻驾驶员的不舒适感。
下面将描述第二实施方式的制动系统B,其在密封构件56与输入活塞15的结构方面与第一实施方式不同。与在第一实施方式中使用的相同的附图标记将指代相同的零件,这里将省略对相同的零件的详细说明。
如在图14中所示,本实施方式的液压增压器10包括代替第一实施方式的密封构件56的筒形密封构件560。密封构件560由环形弹性材料制成,并且具有面向液压增压器10的前面的前端和面向液压增压器10的后面的后端。密封构件560具有如沿其轴向方向(即,液压增压器10的长度方向)截取的大致正方形横截面,并具有平行于其轴向方向延伸的内周表面。密封构件560还具有外周表面560A,该外周表面560A从其后端沿密封构件560的径向方向向外倾斜,换言之,朝向其后端略微地渐缩。外周表面560A在下面也将被称为倾斜表面。密封构件560的前端和后端具有如在第一实施方式中的垂直于密封构件560的轴向方向延伸的表面。密封构件560的前端具有安置成与故障保险缸12的内周表面直接地接触的外边缘(即,外角部)。如在第一实施方式中的,第二输入活塞152具有突出部152b,突出部152b的外周表面平行于第二输入活塞152的轴向方向(即,密封构件560的轴向方向)延伸。
当制动踏板71未被下压时,密封构件560的外周表面560A的非其前部的后部与故障保险缸12的内周表面之间存在楔形气隙C3。当输入活塞15的第二输入活塞152前进时,即,朝向液压增压器10的前面移动时,其按压密封构件560,使得气隙C3的尺寸或体积减小。这将导致倾斜表面560A与故障保险缸12的内周表面的接触面积的增大,即,如由密封构件560施加在故障安全缸12的内周表面上的压力增大,这导致对制动踏板71的下压的阻力的增大。
如从上面论述中明显的,根据密封构件560的沿其轴向方向的单位厚度的气隙C3的体积朝向密封构件560的后端增大。如在第一实施方式中的,这导致当第二输入活塞15向前移动时与当其向后移动时之间对第二输入活塞152的运动的阻力的差异,由此产生制动操作作用力的响应于制动操作行程的大的滞后。
密封构件560可替代性地成形为如在图15中所示。密封构件560具有局部地占用其外周的倾斜表面560B。具体地,倾斜表面560B占用密封构件560的外周的前半部分。密封构件560还具有平坦表面560C,该平坦表面560C占据密封构件560的外周的后半部分并大致平行于密封构件560的轴向方向延伸。平坦表面560C布置成与故障保险缸12的内周表面接触。密封构件560的这种几何形状在密封构件560的倾斜表面560B与故障保险缸12的内周表面之间形成气隙C4,由此产生制动操作作用力响应于制动操作行程的大的滞后。平坦表面560C用于形成与故障保险缸12的内周表面接触的增大的面积以提升密封构件560(即,输入活塞15)与故障保险缸12之间的密闭密封的程度。
倾斜表面560A可替代性地成形为从密封构件560的后部向内倾斜。该倾斜表面560B可替代性地由密封构件560的外周的后部形成,并朝向密封构件560的后部向内倾斜。密封构件560可替代性地被设计成具有形成在其内周上的倾斜表面560A或560B。
下面将描述第三实施方式的制动系统B,其在密封构件56和输入活塞15的结构方面与第一实施方式不同。如在第一实施方式中使用的相同的附图标记将指代相同的零件,并且这里将省略对相同的零件的说明。
本实施方式的液压增压器10具有由一体/单件构件形成的输入活塞150。换言之,输入活塞150不成形为具有第一输入活塞151和第二输入活塞152。输入活塞150具有形成在其外周中的密封件保持槽15d。密封件保持槽15d具有倾斜底表面15D,该倾斜底表面15D从密封件保持槽15d的后端至前端相对于输入活塞15的轴向方向向外倾斜。密封构件56由环形弹性材料制成,并具有如沿密封构件56的轴向方向截取的矩形横截面或正方形横截面。密封构件56配合在密封件保持槽15d中,使得前内周表面安置成与密封件保持槽15d的倾斜表面15D抵接。密封构件56的前内周表面弹性地按压于倾斜表面15D,使得其弹性地变形,以具有与倾斜表面15D密闭地接触的区域。这导致密封件保持槽15d的倾斜表面15D与密封构件56的后内周表面之间形成环形气隙C5。
当制动踏板71被下压使得输入活塞150前进时,输入活塞150在故障保险缸12的内周上滑动,从而引起密封构件56被弹性地变形并且突出到气隙C5中。具体地,当输入活塞150向前移动时,密封构件56受到其自身与故障保险缸12的内周表面之间的摩擦力,使得其弹性地变形至气隙C5中,由此导致密封构件56与倾斜表面15D的接触面积的增大,即,如由密封构件56施加在故障保险缸12上的压力的增大。这增加对输入活塞150的向前运动的阻力使其比对输入活塞150的向后运动的阻力更大。换言之,如在上面实施方式中的,对输入活塞150的运动的阻力随着输入活塞150向前移动而逐渐地增大。
密封构件56与密封件保持槽15d的组合因而形成响应于制动操作行程的制动操作作用力的大的滞后。然而,如在上面实施方式中使用的,由两个离散的零件——第一输入活塞151和第二输入活塞152——相对于彼此可移动地组成的输入活塞15能够提供密封构件56的更大程度的弹性变形,这建立起比在本实施方式中的更大的滞后。
密封件保持槽15d的倾斜表面15D可替代性地成形为从密封件保持槽15d的前端向后端向外地倾斜。如在上面实施方式中的,密封件保持槽15d的这种几何形状形成使得对输入活塞150的向后运动的阻力小于对输入活塞150的向前运动的阻力。
改型
上面实施方式的制动装置(即,制动系统B)配备有制动传感器72,该制动传感器72测量制动踏板71的行程量形式的施加到制动踏板71上的作用力的程度,但制动传感器72可被设计成下述行程传感器:测量如表示施加到制动踏板71上的作用力的程度的输入活塞15、连接构件31或操作杆16的行程量。制动传感器72可替代性地被设计成载荷传感器以检测作用在制动踏板71、输入活塞15、连接构件31或操作杆16上的物理载荷的程度。
液压增压器10可被设计成具有设置在可动构件32与保持活塞33之间的附加的模拟器弹簧。该附加的模拟器弹簧在弹簧常数方面优选地设定为小于模拟器弹簧26。
如上述,制动系统B(即,液压增压器10)安装在配备有再生制动系统A的混合动力车辆中,但也可以安装在不具有再生制动系统的其他类型的车辆中。
制动系统B使用制动踏板71作为将驾驶员的制动作用力输入或传送至输入活塞15的制动致动构件,但可替代性地代替制动踏板71而采用制动杆或制动手柄。制动系统B也可与摩托车或其他类型的车辆一起使用。
如上述,制动系统B在主缸11中安装有制动模拟器(即,模拟器弹簧26)和压力调节器53,然而,制动系统B可与其中制动模拟器和压力调节器53设置在主缸11外的车辆一起使用。换言之,制动系统B可被安装在液压增压器10、制动模拟器、和压力调节器53彼此分离/分开的车辆中。另外,故障保险缸12可在液压增压器10中省去。上述的实施方式采用故障保险缸12作为设置在可动构件(即,输入活塞15)的外周外的外周构件,但然而,主缸11可被用作外周构件。密封件保持槽15d在输入活塞15中制成,但可替代性地在外周构件(即,故障保险缸12或主缸11)中形成。
如上述,上面实施方式的制动系统B被设计成车辆制动装置,并且可通过上面描述的部件——主缸11、储集器61、储蓄器19、主活塞(即,第一主活塞13和第二主活塞14)、滑阀(即,阀芯活塞23和阀芯缸24)、制动致动构件(即,制动踏板71)、输入活塞15、和制动模拟构件(即,模拟器弹簧26)——的组合构造。
如上述,主缸11具有给定的长度,并沿其轴向具有前面和后面。主缸11具有沿主缸11的纵向方向延伸的圆柱形腔体11p。储集器61与主缸11的圆柱形腔体11p连接,并在压力下储存制动流体。储蓄器19与主缸11的圆柱形腔体11p连接,并在其内储存制动流体。主活塞在圆柱形腔体11p内设置成能够沿其纵向方向滑动。主活塞使前部朝向主缸11的前面定向,后部朝向主缸11的后面定向。主活塞限定主腔室(即,第一主腔室10a和第二主腔室10b)和位于圆柱形腔体11p内的伺服腔室10c。主腔室形成在主活塞的前侧上,并在其内储存待输送至制动装置(摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl或Brr)的制动流体,该制动装置工作为将摩擦制动力施加到轮(即,车辆的轮Wfl、Wfr、Wrl或Wrr)。伺服腔室10c形成在主活塞的后侧上。滑阀设置在主缸11的圆柱形腔体11p内的主活塞的后侧上。滑阀工作为在减压模式、增压模式和压力保持模式之间切换。减压模式为在伺服腔室10c与储蓄器腔室之间连通。增压模式为在伺服腔室10c与储集器61之间连通。压力保持模式为密闭地封闭伺服腔室10c。制动致动构件71设置在主缸后方。如由车辆的驾驶员产生的制动作用力传送至制动致动构件71。输入活塞15在滑阀的后方设置成能够在主缸11的圆柱形腔体11p内滑动。输入活塞15与制动致动构件71连接并且响应于从制动致动构件71传送的制动作用力移动,以驱动滑阀。制动模拟器构件(即,模拟器弹簧26)在主缸11的圆柱形腔体11p内设置在输入活塞15的前面。制动模拟器构件工作为向后迫压输入活塞15。
制动系统B还包括制动传感器72、再生制动系统A和可动构件32。制动传感器72工作为确定施加到制动致动构件71的制动作用力的程度。再生制动系统A用于使轮Wfl、Wfr、Wrl或Wrr基于如由制动传感器72确定的制动作用力产生再生力。可动构件32以远离滑阀的给定的距离设置在滑阀的后方、能够在主缸11的圆柱形腔体11p内移动。制动模拟器构件(即,模拟器弹簧26)设置在可动构件32与输入活塞15之间。
制动系统B还具有压力调节器53,该压力调节器53工作为根据如由制动传感器72所确定的制动作用力而增大或减小从主腔室10a和10b输送至摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl或Brr的制动流体的压力。
制动系统B还可包括故障保险缸12、故障保险弹簧36和操作杆16。
故障保险缸12在主活塞后方设置成能够在主缸的圆柱形腔体内滑动。故障保险缸12包括第一筒形部12b和设置在第一筒形部12b后方的第二筒形部12c。第二筒形部12c在外直径上大于第一筒形部12b。故障保险弹簧36工作为朝向主缸11的前方迫压故障保险缸12。操作杆16将制动作用力从制动致动构件71传送至输入活塞15。
输入活塞15在故障保险缸12中沿其纵向方向能够滑动。主缸具有供给端口(即,第五端口11f),该供给端口向第一筒形部12b的外周开放,且制动流体从储集器61供给至该供给端口。主缸11和故障保险缸12在其中形成有储蓄器流动路径(即,第七端口11h和第四内端口12g)。储蓄器流动路径在储蓄器19与流体腔室(即,模拟器腔室10f)之间建立起流体连通,该流体腔室为圆柱形腔体11p的一部分,并在故障保险缸12在给定的可允许范围内处于最后方位置时限定在故障保险缸12内、输入活塞15前方。
当制动流体从储集器61供给至供给端口(即,第五端口11f)时,如由制动流体的压力与第一筒形部21b与第二筒形部12c之间在横截面上的差异产生的力将故障保险缸12在主缸11中向后按压,以将故障保险缸12安置在最后位置处。
当制动流体未从储集器61供给至供给端口时,故障保险缸12由故障保险弹簧36向前迫压,以阻断储蓄器流动路径以密闭地封闭在故障保险缸12内限定在输入活塞前方的流体腔室,由此允许故障保险缸12响应于传送至输入活塞15的制动作用力按压主活塞。
尽管已经按照优选的实施方式公开了本发明,以便有助于本发明的更好的理解,但应当理解的是在不脱离本发明的原理的情况下能够以多种不同方式实施本发明。因此,本发明应当被理解为包括在不脱离如在所附权利要求中记载的本发明的原理的情况下可实施的所有可能的实施方式和对所示出的实施方式的改型。
Claims (9)
1.一种用于车辆的制动装置,包括:
液压压力产生器,所述液压压力产生器包括主缸,所述主缸具有给定长度并具有前部和后部,并且在所述主缸中设置有主活塞和输入活塞,在所述主缸中形成有主腔室,在所述主腔室中所述主活塞响应于对制动致动构件的操作而在所述主缸内移动以产生制动流体压力;
伺服单元,所述伺服单元工作以根据对所述制动致动构件的所述操作而在伺服腔室内产生液压压力、并且根据所述伺服腔室中的所述液压压力而将力施加在所述主活塞上;
轮缸,所述制动流体压力从所述主腔室输送至所述轮缸以产生用以制动车辆的摩擦制动力;
操作杆,所述操作杆具有前部部分和后部部分,所述前部部分比所述后部部分更靠近所述主缸的所述前部,所述操作杆工作以将施加至所述制动致动构件的制动作用力传送至设置在所述主缸中的所述输入活塞;
第一弹簧保持器,所述第一弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述前部部分且离开所述操作杆的外周;
第二弹簧保持器,所述第二弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述后部部分的外周;
复位弹簧,所述复位弹簧设置在所述第一弹簧保持器与所述第二弹簧保持器之间,所述复位弹簧沿所述主缸的向前方向迫压所述第一弹簧保持器、并且还沿所述主缸的向后方向迫压所述第二弹簧保持器;
可动构件,所述可动构件随着对所述制动致动构件的所述操作而沿所述可动构件接近所述主缸的所述前部的向前方向和所述可动构件离开所述主缸的所述前部移行的向后方向中的一者移动;
外周构件,所述外周构件围绕所述可动构件的外周设置成相对于所述可动构件是固定的;以及
弹性构件,所述弹性构件呈中空筒形形状、并且安装在所述可动构件与所述外周构件之间以在所述可动构件与所述外周构件之间进行密封,
其中,所述伺服单元随着所述可动构件的运动而被致动以在所述伺服腔室内产生所述液压压力,以及
所述弹性构件工作以对所述可动构件相对于所述外周构件的所述运动产生阻力,并且随着所述可动构件的所述运动而改变所述阻力,使得当所述可动构件沿所述向前方向移动时与当所述可动构件沿所述向后方向移动时所述阻力不同。
2.根据权利要求1所述的制动装置,其中,在所述可动构件的外周表面和所述外周构件的内周表面中的一者中形成有凹部,在所述凹部中设置有所述弹性构件,以及,所述凹部的底表面、所述可动构件的所述外周表面和所述外周构件的所述内周表面中的一者具有倾斜表面。
3.根据权利要求2所述的制动装置,其中,所述倾斜表面朝向所述主缸的所述前部沿所述可动构件和所述外周构件中的对应一者的径向方向向外或向内倾斜。
4.根据权利要求2所述的制动装置,其中,所述可动构件包括第一可动构件和第二可动构件,所述第一可动构件由所述可动构件的更靠近所述主缸的所述前部的前部部分限定,所述第二可动构件由所述可动构件的更远离所述主缸的所述前部的后部部分限定,以及,所述弹性构件设置在所述第一可动构件与所述第二可动构件之间从而在所述第一可动构件与所述第二可动构件之间形成气隙。
5.根据权利要求1所述的制动装置,还包括第二弹性构件,所述第二弹性构件设置在所述操作杆与所述外周构件之间,所述第二弹性构件呈中空筒形形状并具有更靠近所述主缸的所述前部的前端和与第一端相对的后端,其中,所述第二弹性构件具有突出部,所述突出部从所述第二弹性构件的所述前端向前且沿所述外周构件的径向方向向内延伸、或者向后且沿所述外周构件的所述径向方向向内延伸,以及,所述第二弹性构件工作以沿所述操作杆的径向方向向内按压所述操作杆的外周,以实现所述操作杆与所述第一弹簧保持器的中心轴线之间的重合。
6.根据权利要求1所述的制动装置,还包括防护罩,所述防护罩覆盖所述主缸的后开口和所述操作杆,所述防护罩包括后固定部,所述后固定部由弹性材料制成并按压所述第二弹簧保持器的外周,所述后固定部具有安置成与所述第二弹簧保持器的所述外周接触的多个突出部。
7.一种用于车辆的制动装置,包括:
液压压力产生器,所述液压压力产生器包括主缸,所述主缸具有给定长度并具有前部和后部,并且在所述主缸中设置有主活塞和输入活塞,在所述主缸中形成有主腔室,在所述主腔室中所述主活塞响应于对制动致动构件的操作而在所述主缸内移动以产生制动流体压力;
伺服单元,所述伺服单元工作以根据对所述制动致动构件的所述操作而在伺服腔室内产生液压压力、并且根据所述伺服腔室中的所述液压压力而将力施加在所述主活塞上;
轮缸,所述制动流体压力从所述主腔室输送至所述轮缸以产生用以制动车辆的摩擦制动力;
操作杆,所述操作杆具有前部部分和后部部分,所述前部部分比所述后部部分更靠近所述主缸的所述前部,所述操作杆工作以将施加至所述制动致动构件的制动作用力传送至设置在所述主缸中的所述输入活塞;
第一弹簧保持器,所述第一弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述前部部分且离开所述操作杆的外周;
第二弹簧保持器,所述第二弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述后部部分的外周;
复位弹簧,所述复位弹簧设置在所述第一弹簧保持器与所述第二弹簧保持器之间,所述复位弹簧沿所述主缸的向前方向迫压所述第一弹簧保持器、并且还沿所述主缸的向后方向迫压所述第二弹簧保持器;
外周构件,所述外周构件围绕所述操作杆的外周设置成相对于所述操作杆是固定的;以及
中空筒形的弹性构件,所述弹性构件设置在所述操作杆与所述外周构件之间,所述弹性构件具有更靠近所述主缸的所述前部的前端和与第一端相对的后端,所述弹性构件具有突出部,所述突出部从所述弹性构件的前端向前且沿所述外周构件的径向方向向内延伸、或者向后且沿所述外周构件的所述径向方向向内延伸,所述弹性构件工作以沿所述操作杆的径向方向向内按压所述操作杆的所述外周,以实现所述操作杆与所述第一弹簧保持器的中心轴线之间的重合。
8.根据权利要求7所述的制动装置,还包括防护罩,所述防护罩覆盖所述主缸的后开口和所述操作杆,所述防护罩包括后固定部,所述后固定部由弹性材料制成并按压所述第二弹簧保持器的外周,所述后固定部具有安置成与所述第二弹簧保持器的所述外周接触的多个突出部。
9.一种用于车辆的制动装置,包括:
液压压力产生器,所述液压压力产生器包括主缸,所述主缸具有给定长度并具有前部和后部,并且在所述主缸中设置有主活塞和输入活塞,在所述主缸中形成有主腔室,在所述主腔室中所述主活塞响应于对制动致动构件的操作而在所述主缸内移动以产生制动流体压力;
伺服单元,所述伺服单元工作以根据对所述制动致动构件的所述操作而在伺服腔室内产生液压压力、并且根据所述伺服腔室中的所述液压压力而将力施加在所述主活塞上;
轮缸,所述制动流体压力从所述主腔室输送至所述轮缸以产生用以制动车辆的摩擦制动力;
操作杆,所述操作杆具有前部部分和后部部分,所述前部部分比所述后部部分更靠近所述主缸的所述前部,所述操作杆工作以将施加至所述制动致动构件的制动作用力传送至设置在所述主缸中的所述输入活塞;
第一弹簧保持器,所述第一弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述前部部分且离开所述操作杆的外周;
第二弹簧保持器,所述第二弹簧保持器呈中空筒形形状、并且设置成围绕所述操作杆的所述后部部分的外周;
复位弹簧,所述复位弹簧设置在所述第一弹簧保持器与所述第二弹簧保持器之间,所述复位弹簧沿所述主缸的向前方向迫压所述第一弹簧保持器、并且还沿所述主缸的向后方向迫压所述第二弹簧保持器;以及
防护罩,所述防护罩覆盖所述主缸的后开口和所述操作杆,所述防护罩包括后固定部,所述后固定部由弹性材料制成并按压所述第二弹簧保持器的外周,所述后固定部具有安置成与所述第二弹簧保持器的所述外周接触的多个突出部。
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