CN106536238A - 具有三个或更多个倾斜轮子的交通工具倾斜系统的电子制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明领域涉及具有至少三个轮子并且由于存在所谓的轮子倾斜系统而可侧向倾斜的交通工具的倾斜系统的制动装置。该装置的特征在于，其包括适合于接收和处理来自能够检测与交通工具的瞬时动态行为相关的参数的装置的多个信号并且选择性地启动所述制动设备的电子控制单元。

Description

具有三个或更多个倾斜轮子的交通工具倾斜系统的电子制动 装置
发明领域
本发明涉及一种交通工具倾斜系统的电子制动装置。
更具体地，本发明涉及具有至少三个轮子并且可以借助所谓的轮子倾斜系统的存在而侧向倾斜的交通工具。
倾斜的轮子可以沿着同一个轴有利地布置，但也可以偏移。
现有技术的状态
如在现有技术中已知的，上述类型的交通工具通常具有三个轮子，其中两个，即前轮，根据最公知的结构，在车轴上对齐并且视情况而定通过机械倾斜系统或液压倾斜系统而倾斜。
因此，本发明特别涉及三轮交通工具，然而，该同一发明也可以有效地应用于其中至少两个轮子在同一轴上彼此对齐的三轮交通工具。实际上，交通工具轮子可以相互偏移，或联接成没有沿着同一轴完全地对齐。
根据本发明的倾斜制动控制系统的工作原理实际上也可以有效地应用于偏移轮的情况，并且还可以应用于四轮倾斜交通工具。
这里参考的具有多于两个轮子的交通工具的特点在于，能够在转弯时朝向弯道的内侧以给定角度侧向倾斜，正如常规的两轮交通工具，摩托车或自行车一样。
在当今最常见的三轮交通工具(这里将通过示例的方式考虑现有技术的已知解决方案)的情况下，倾斜轮子是联接在同一轴上的两个前轮。
可以通过使用倾斜机构在已知类型的交通工具上实现倾斜功能，该倾斜机构通常包括杠杆系统，该杠杆系统连接沿着同一轴成对的轮子的轮毂，这允许交通工具的一侧的轮子相对于交通工具向上移动并且还允许另一侧的轮子以相同的程度相对于交通工具向下移动。
在典型的构造中，该机构包括减震器，减震器包括弹簧和阻尼器，以吸收地面的不规则性并控制整个交通工具的纵向载荷传递。
在当前的形式中，所述倾斜机构是机械的，具有在汽车或摩托车设计领域中已知的纵向臂或横向臂以及各种布局。
一个机构引导两个轮子的竖直运动，第二机构将右轮联接到左轮，以使一个轮的下降运动对应于相对轮的同等上升运动，第三机构将两个轮连接到减震器，第四机构(在前轮的情况下)允许转向以引导交通工具。
各种倾斜系统在现有技术中是已知的。专利申请WO-0244008-A2公开了一种具有在左轮和右轮之间联接系统的四轮摩托车，该连接系统包括在每个轮子和一对双缸中央阻尼器之间的连杆连接件。
在交通工具的一对或两对轮子上，EP-1362779-A2示出了直接在所述轮子之间或者在所述连杆系统和交通工具底盘的固定点之间的一个或多个阻尼器。
DE-9414724-U1示出了通过管道在两端部处独立地连接的两个液压缸。油存在于缸中并且可以通过管道在缸之间流动。缸活塞将缸的腔室分成两个不连通的部分，使得两个上部缸中的油的运动对应于下部腔室中的相反运动。
WO-97127071和WO-0244008-A2示出了两个液压缸，该两个液压缸在上端部处通过管道连接，具有或不具有连接到管道的蓄能器。缸中的活塞下方的下部腔室是空的，并且活塞根据摩托车平衡自由移动。
最后，申请人是欧洲专利EP 2 046 589的所有者，该专利涉及一种液压气动系统，其包括一对缸，每个缸用于一个倾斜轮，其中缸的上部部分容纳油，而下部部分容纳气体。
在这种类型的交通工具中，为倾斜系统配备允许制动倾斜的装置是有用的，以便允许平衡交通工具，从而当站立在在城市街道上的交通灯处时避免驾驶员将他或她的脚放置在地面上的需要，和/或在长时间交通工具停止的情况下不需要使用传统支架。
倾斜系统的锁定装置和系统在现有技术中是已知的，其采用机械锁(例如，与制动钳相关联的盘)，其在交通工具停止时可以被启动，而且当交通工具移动时也可以被启动，只要其低于给定速度，并且当超过给定的发动机转速时，在CVT离合器允许重新起动交通工具之前的短暂瞬间，该机械锁自动停用。
该锁定系统也可以通过按钮或其它手动控制装置在驾驶员的决定下被停用。
然而，现有技术中已知类型的这些倾斜锁定系统并不是没有问题和缺点的。
现有技术中已知类型的倾斜锁定系统的第一个缺点涉及在站在交通灯处时的制动系统的启动。当交通工具由于其接近红灯而减速时，如上所述，驾驶员可以在交通工具完全停止之前接合倾斜锁定系统。在这种情况下，交通工具还没有停止，并且可能遇到坑洞或不平的路面情况，即存在检修井或水平高度差，而倾斜系统被锁定，从而导致交工工具相对于竖直方向的右侧或左侧不平衡。
锁定系统的自动释放在恢复行进时操作，并且如上所述，当达到给定的发动机转速时释放倾斜锁定系统，因此当加速时，驾驶员必须校正例如因存在水平高度差或检修井而引起的交通工具的不平衡。为了校正这种不平衡，驾驶员必须以移动来操作转向，该移动意味着改变直线轨迹，具有侧面碰撞旁边的交通工具的相关风险或在所有情况下具有侵入相邻马路或车道的相关风险。
已知类型的系统的另一个缺点是锁定系统的手动启动。实际上，步进启动器(stepper actuator)通常设置在机械的已知类型的机械锁定系统的手动启动按钮之间，并且在系统开始操作之前，会经过短暂瞬间。这是几十分之一秒的延迟，然而这在驾驶时可能导致缺点。
最后，已知类型的倾斜锁定系统仅可以在插入钥匙和电池有效的情况下手动释放；因此如果电池的电用完，则交通工具的倾斜系统保持锁定。
发明概述
因此，本发明的主要任务在于提供一种具有三个或更多个轮子的交通工具的倾斜系统的制动装置，其解决了上述缺点。
特别地，在这样的任务中，本发明的目的是提供一种具有三个或更多个轮子的倾斜系统交通工具的制动装置，该制动装置可以根据交通工具的动态和/或静态条件自动地启用，或者通过使用者的干预来手动地启用。
本发明的另一个目的是提供一种具有三个或更多个轮子的交通工具倾斜系统的制动装置，其消除了启动延迟。
本发明的另一个目的是提供一种具有三个或更多个轮子的交通工具倾斜系统的制动装置，其允许适合于交通工具的失去抓地力的情况的逐渐制动，以便总体上增加交通工具稳定性并使使用者避免跌倒或危险情况。
该任务和其它目的通过根据所附权利要求1的液压气动系统实现。
其它特征在从属权利要求中描述。
附图简述
在图1中的通过非限制性示例示出的实施例的详细描述中，本发明的其它目的和优点将是明显的，图1示出了根据本发明的具有多于两个轮子的交通工具的倾斜系统的锁定装置的机械部分的概况；
图2示出了根据本发明的具有多于两个轮子的交通工具的倾斜系统的锁定装置的机械部分和电子控制部分的概况。
优选实施方案的描述
发明的范围涉及的具有多于两个轮子的交通工具的倾斜系统包括至少第一液压缸10和第二液压缸20，第一液压缸10和第二液压缸20通过液压连接装置23设置为彼此流体连通。
所述液压连接装置23可有利地包括导管，更优选地，管道，其特别地使所述第一液压缸10和第二液压缸20的分别的其中容纳油的第一上部腔室10a和第二上部腔室20a液压连通，如由欧洲专利EP 2 046 589中的根据同一申请人和目的开发的液压倾斜系统(HTS)所已知的。
所述第一液压缸10和第二液压缸20的分别的第一下部腔室和第二下部腔室可有利地容纳加压气体，如EP 2 046 589中的相同申请人所申请的专利一样，然而本倾斜锁定装置也可应用于全液压倾斜系统。
当交通工具倾斜时，对应于弯道内侧的轮子的活塞，例如与所述第一缸10相关联的第一活塞100，将容纳在缸本身的第一上部腔室10a中的油通过连接管道23推动到相对的缸(在该例子中是第二缸20)的第二上部腔室20a中，从而使连接到第一活塞100和第二活塞200的两个轮子沿相反的方向移动。
可以存在阻尼器24，该阻尼器具有液压地连接到连接管道23的端部部分。在阻尼器24中存在旋转活塞(或隔膜或挡板)，其形成腔室，该腔室容纳加压气体，具有弹簧功能。在可能引起单个轮的突然运动的不平地形的情况下，流体的运动被蓄能器部分地阻尼，而不立即流向另一个轮，导致其立即运动。
根据本发明的上述倾斜系统锁定装置包括锁定设备30，其适合于在活塞100和200的移动后切断所述液压连接设备23中的油的流动。
此外，所述锁定装置包括至少一个中央控制单元40，其适合于接收来自多个检测装置41，42，43，44的多个信号，该多个检测装置41，42，43，44适合于检测和/或测量与交通工具的瞬时液压行为相关的参数并将它们转换为用于中央控制单元40的信号，中央控制单元40优选地包括具有程序和由各种参数界定的阈值的可编程的电子控制单元，配置成接收和处理来自所述装置41，42，43的一个或多个信号，并选择性地启动所述制动设备30。
通过本发明的非限制性示例，所述中央控制单元40与下列装置接口：适合于测量轮子的(旋转)速度的第一装置41、适合于控制轮子(ABS)的制动的第二装置42、适合于检测交通工具的倾斜和加速度的陀螺仪43、适合于在功率、转速增加或减少等方面管理发动机的第三装置44或仪表，诸如此类。
借助上述装置可以检测轮子在地面上的抓地情况。
特别地，离心加速度的降低表示弯道上失去抓地力。
因此，所述中央控制单元40通过检测交通工具的动态状况接收来自上述装置41，42，43和44的信号，并向所述倾斜系统制动设备30发送控制信号，从而调节其操作。
更具体地，所述制动设备可以有利地但非限制性地包括设置在所述液压连接设备23上的至少一个电磁阀，优选地包括设置在所述液压连接设备23上的两个电磁阀31，32。
有利地，在设置有阻尼器24的构造中设置两个电磁阀，每个电磁阀设置在所述阻尼器24和液压缸10，20之间。
除了由中央控制单元通过电信号电控制之外，所述至少一个电磁阀还可以有利地被手动启用，以用于驻车，例如，通过可由驾驶员直接启动的杠杆控制件。
当交通工具移动时，在由驾驶员控制或以全自动方式控制时，中央控制单元40可以操作所述锁定装置30，即通过部分地或完全关闭阀(即制动从缸100和/或缸200中的一个到另一个的油的流动)来操作所述至少一个电磁阀，优选两个电磁阀31，32。
控制单元40可通过处理来自装置41，42，43，44的信号来确定交通工具是否正在减速以停止、加速、在给定值阈值速度下行驶、平衡、失去抓地力，以及所有发动机条件(转速，节气门开度等)。
如果满足这些条件，则控制单元40可有利地启用灯信号，例如，在仪表板上的警告灯，以警告使用者，如果需要的话，因为例如交通工具正在接近在此它将需要停下的交通灯，他或她可以接合倾斜锁定系统。
在全自动操作模式中，控制单元可以在记录到交通工具停止时，在停止之前的瞬间，自动地将信号发送到倾斜锁定系统，而不需要驾驶员的启用。
有利地，在停车期间指示由驾驶员手动启用锁定装置的第一视觉设备46(例如、第一警示灯)、可以由驾驶员启用的手动启用设备45(例如按钮，杠杆)、指示激活的系统状态的第二视觉设备47(例如第二警示灯)、听觉警示设备48(例如交通工具自身的喇叭)可以连接到所述中央控制单元40。
借助这些另外的系统，当锁定系统一般来说因为交通工具的速度、倾斜度和动态条件允许启动倾斜锁而可以被插入时，驾驶员被第一视觉设备46警告；驾驶员通过所述视觉装置47至少可视地被进一步警告倾斜锁定装置被接合。
例如，在通过杠杆手动启动锁定装置30的情况下，例如当交通工具停放时，可以有利地通过听觉警告设备48或者通过喇叭发出的听觉信号来警告使用者。
借助中央控制单元40，其处理来自适合于测量与交通工具的动态行为相关的参数的传感器设备的信号，可以通过根据本发明的装置仅在给定条件下，以用已知类型的机械系统不能实现的方式来锁定倾斜，并且危险情况被避免。
特别地，如果控制单元检测到驾驶员使手动锁定装置插入按钮正在保持被按下因而如果驾驶员突然加速则会阻止自动释放的情况，则控制单元可以利用装置44通过从发动机去除功率来补偿。
或者，如果检测到危险情况，则控制单元可以停用倾斜锁定手动启动按钮，并且如果锁定已经接合，则释放系统。
因此，根据本发明的具有三个或更多个轮子的交通工具的倾斜系统的制动装置实现了预定的任务和目的。
特别地，该装置可以作为用于交通工具稳定性控制的动态装置来工作，从而以及时的方式解决潜在的危险情况，例如在崎岖的地形上站立在交通灯处时，或者在驾驶员想要加速交通工具但是锁定装置插入按钮被按下的状况中，以及例如在转弯时或在直线延伸时失去抓地力的情况下操作已知的制动装置。
此外，根据本发明的倾斜系统制动装置在用于停车时具有许多优点。实际上，借助于手动启动，如果电池的电用完或在电气系统断电的条件下，系统可以被启用或被停用，并且该装置可以借助电子控制单元以及视觉和听觉警告设备警告使用者锁的每次启用。
根据本发明的锁定装置可以实现的一个重要优点在于锁定系统的接合速度，该接合速度借助作为锁定设备的电磁阀相对于用已知类型的锁定装置所需要的十分之几秒而减小到百分之几秒。
借助作为制动设备的电磁阀的快速启动，根据本发明的装置可以根据现有技术的已知类型的锁定装置中完全未知的控制逻辑来使用。特别地，控制单元可以及时的方式来干预以调整倾斜并且改善在交通工具失去抓地力状况中的交通工具稳定性控制，以便增加稳定性和避免翻倒，并且当控制单元检测到交通工具的恢复抓地力的动态条件时，控制单元可以同样快速地恢复倾斜。
在已经考虑了说明本发明的优选实施方案的描述和附图之后，本发明的许多变化、修改、改变和其它用途和应用对于本领域技术人员将是明显的。本发明涵盖不偏离所附权利要求书中界定的本发明的范围并且形成本文的组成部分的这样的变化、修改、改变和其它用途和应用。

Claims (9)

1.一种具有多于两个轮子的交通工具的倾斜系统的制动装置，所述交通工具具有通过所述倾斜系统倾斜的至少两个轮子，所述系统包括至少第一液压缸(10)和第二液压缸(20)，各自与所述交通工具的相应倾斜轮子相关联，所述第一液压缸(10)和第二液压缸(20)分别包括容纳油的第一上部腔室(10a)和第二上部腔室(20a)，所述第一腔室(10a)和所述第二腔室(20a)通过液压连接设备(23)彼此液压连接，其特征在于，它还包括适合于选择性地防止或允许所述液压连接装置(23)中的油的流动的制动设备(30)，以及至少一个中央控制单元(40)和一个或多个装置(41，42，43和44)，所述中央控制单元(40)连接到所述制动设备(30)，并且被配置为接收和处理来自所述装置(41，42，43和44)的一个或多个信号并且选择性地启动所述制动设备(30)。
2.根据前一权利要求所述的制动装置，其特征在于，所述制动设备(30)包括设置在所述液压连接设备(23)上的至少一个电磁阀。
3.根据前一权利要求所述的制动装置，其特征在于，所述制动设备(30)包括设置在所述液压连接设备(23)上的至少两个电磁阀(31，32)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述传感器设备包括适合于测量轮子速度的第一装置(41)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述传感器设备包括适合于调节所述轮子的制动(ABS)的第二装置(42)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述装置包括适合于检测交通工具的倾斜和加速度的陀螺仪(43)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述传感器设备包括适合于管理发动机的第三装置(44)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置还包括第一视觉设备(46)和手动启用设备(45)，所述第一视觉设备(46)适合于显示通过驾驶员的手动驻车锁定装置的启动，所述手动启用设备(45)用于例如当站在交通灯处时由使用者手动启用锁定装置，所述手动启用设备(45)连接到所述中央控制单元(40)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置还包括适合于向使用者表示所述锁定装置的启用状态的第二视觉设备(47)和/或听觉警告设备(48)。
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