CN108082166A - 用于机动车的制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的制动系统(1)，所述制动系统具有制动压力源(4)和至少一个车轮制动器(5，6，7，8)，所述车轮制动器可被加载以借助于所述制动压力源(4)提供的制动压力，其中，所述制动压力源(4)具有至少一个可直线移动地布置在压力缸(35)中的压力活塞(34)和用于使所述压力活塞(34)在所述压力缸(35)内部移动的马达(17)，其中，所述马达(17)的驱动轴(37)通过传动机构(38)与所述压力活塞(34)耦合。在此提出，所述传动机构(38)在所述马达(17)与所述压力活塞(34)之间的作用连接中具有至少局部地彼此并行的力传输路径(40，41)。

Description

用于机动车的制动系统
技术领域
本发明涉及一种制动系统，用于机动车，所述制动系统具有制动压力源和至少一个车轮制动器，所述车轮制动器可被加载以借助于制动压力源提供的制动压力，其中，制动压力源具有至少一个可直线移动地布置在压力缸中的压力活塞和用于使压力活塞在压力缸内部移动的马达，其中，马达的驱动轴通过传动机构与压力活塞耦合。
背景技术
制动系统用于使机动车减速，就此而言即用于提供作用在机动车的至少一个车轮上的制动力。该制动力借助于车轮制动器施加在车轮上。如果机动车具有多个车轮，则制动系统优选对于这些车轮中的多个或这些车轮中的全部分别具有车轮制动器，在该车轮制动器上可以施加制动压力或实际制动压力。制动系统就此而言作为机动车的行车制动器存在或形成行车制动器的至少一个组成部分。
制动系统例如具有主制动缸，主制动活塞可移动地布置在该主制动缸中。该主制动活塞与主制动缸一起限定可变的制动流体容积，其中，该制动流体容积的大小依赖于主制动活塞的位置。主制动活塞与操作元件耦合，该操作元件例如作为制动踏板存在。机动车的驾驶员可以通过操作元件调整期望的制动力，该制动力在下文中被称为预给定制动力并优选与预给定制动压力处于固定关系中。
制动系统优选作为电液式制动系统存在。就是说，在制动系统的至少一个运行方式中，当操纵操作元件时，在制动流体容积中存在的制动流体不直接提供施加在车轮制动器上的实际制动压力或最多提供所述实际制动压力的一部分。而是提出，在操纵操作元件时求得给定制动压力，其中，这可以借助于至少一个传感器来设置，该传感器配置给操作元件和/或主制动活塞和/或主制动缸和/或模拟器缸，模拟器活塞可移动地布置在该模拟器缸上。
传感器例如可构造成位移传感器或压力传感器。在第一种情况下借助于传感器求得操作元件的在操纵操作元件时该操作元件所移动的操纵距离。附加或另选地，不言而喻可以借助于传感器求得在主制动缸中存在的压力。接着由借助于传感器测定的参量、即例如位移和/或压力求得给定制动压力。然后在车轮制动器上施加或调整与给定制动压力相应的实际制动压力。
在此由制动压力源提供实际制动压力，该制动压力源例如呈泵、特别是以电方式运行的泵的形式存在。在制动系统的上述运行方式中，就此而言制动流体容积不或至少不直接与车轮制动器连接或流动连接。然而为了在操纵操作元件时向机动车的驾驶员给出触觉反馈，优选主制动缸配置有可选的制动力模拟器。该制动力模拟器具有模拟器活塞，该模拟器活塞可移动地布置在模拟器缸中并通过弹簧元件支承在模拟器缸的壁上并就此而言被施加弹簧力。
模拟器活塞与模拟器缸一起限定模拟器流体容积，该模拟器流体容积类似于制动流体容积是可变的，其中，模拟器流体容积的大小依赖于模拟器活塞的位置。模拟器流体容积与制动流体容积流动连接。在操纵操作元件时，制动流体容积减小，在制动流体容积中存在的制动流体输送给模拟器流体容积。模拟器流体容积相应增大，由此，模拟器活塞抵抗弹簧力偏移。
根据可以与模拟器活塞的偏移相关的弹簧力，在所述的运行方式中由于在模拟器流体容积与制动流体容积之间的流动连接而在操作元件上作用一反作用力，该反作用力相对于由机动车的驾驶员在操作元件上施加的操作力相反地指向。驾驶员通过操作元件相应地获得触觉反馈，该触觉反馈基本上与操作元件从其起始位置或静止位置的偏移相关。
为了在制动系统故障时、例如在制动压力源失效时提供备用级，优选在主制动缸与车轮制动器之间存在直接的流动连接。也可以在制动系统故障时以这种方式在操纵操作元件时在车轮制动器上建立实际制动压力。但为此驾驶员必须在操作元件上施加比平时显著更大的操作力。
制动压力源具有压力缸和压力活塞，其中，压力活塞可直线移动地布置在压力缸中。压力活塞在压力缸内部的移动借助于马达实现，该马达优选作为电动机存在。但不言而喻，也可以实现马达的其它设计方案。马达或马达的驱动轴通过传动机构与压力活塞耦合。该传动机构在此用于使驱动轴的转动运动转换为压力活塞的直线移动。该传动机构就此而言也可以被称为平移式传动机构。
特别是在机动车的自主的、即半自主的或全自主的行驶运行中可保证，借助于制动压力源可以在车轮制动器上建立实际制动压力，这是因为驾驶员可能不再准备通过上述的备用级提供这种实际制动力，例如由于该驾驶员不是位于机动车的车内，而是位于机动车外部，或即使位于车内，但不位于其能操纵操作元件的位置上。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于机动车的制动系统，该制动系统相对于已知的制动系统具有如下优点，特别是保证制动压力源的特别高的失效可靠性。
上述目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的制动系统实现。在此提出，传动机构在马达与压力活塞之间的作用连接中具有至少局部地彼此并行的力传输路径。
马达以上文描述的方式通过传动机构与压力活塞连接，从而马达或者说其驱动轴的转动运动转换为压力活塞的平移或直线移动。马达就此而言与压力活塞通过传动机构作用连接。在传动机构损坏时就此而言失去作用连接，从而不再保证制动压力源的功能性。损坏例如可以以传动机构的元件的机械损坏的形式出现，例如以传动机构的齿轮的齿断裂的形式出现。
为了预防作用连接的这种失效，传动机构应具有至少局部地彼此并行的力传输路径。通过所述力传输路径中的每个可以分别相对于力传输路径中的另外那个力传输路径或分别相对于力传输路径中的另外那些力传输路径并行地实现转矩传输，并因此在马达与压力活塞之间保持作用连接。
优选通过力传输路径中的每个都在马达与压力活塞之间实现独立的作用连接。但力传输路径可以另选地仅跨过传动机构的一部分、优选机械负载强的区域。力传输路径中的每个优选分别一方面与马达或马达的驱动轴耦合，另一方面与压力活塞耦合，从而在力传输路径之一失效时仍提供力传输路径中的至少一个另外的力传输路径以保持马达与压力活塞之间的作用连接。
在本发明的优选的设计方案的范围中提出，力传输路径中的第一力传输路径在第一传输轴上延伸，力传输路径中的第二力传输路径在第二传输轴上延伸。两个传输轴、即第一传输轴和第二传输轴彼此独立地并在经由这两个传输轴传输转矩方面彼此并行地布置。传输轴中的每个可围绕相应转动轴线转动地支承着。转动轴线可以、但不必强制性地彼此平行地布置。例如也可以实现转动轴线成角度地或斜交地取向。传输轴中的每个优选一方面作用在马达或马达的驱动轴上，另一方面作用在压力活塞或压力活塞的推杆上。
本发明的改进方案提出，第一传输轴和第二传输轴彼此平行地布置。对此上文已经做出说明。两个传输轴一方面在经由这两个传输轴传输转矩方面并行地存在，即形成彼此并行的力传输路径。另一方面，两个传输轴的转动轴线优选彼此平行间隔开地布置。
本发明的优选实施形式提出，第一传输轴和第二传输轴分别通过耦合传动机构、特别是通过蜗轮蜗杆传动机构与驱动轴耦合。就此而言对于第一传输轴存在第一耦合传动机构并且对于第二传输轴存在第二耦合传动机构，其中，两个耦合传动机构可以分占各个元件。因此例如提出，马达或者说驱动轴配置有公共的传动元件、例如蜗轮蜗杆传动机构的齿轮或蜗杆。传输轴中的每个现在配置有另外的传动元件、即例如齿轮，所述另外的传动元件与之前提到的传动元件共同作用，特别是与其配合或者说啮合。
在将耦合传动机构设计为蜗轮蜗杆传动机构的情况下优选提出，第一传输轴和第二传输轴的所述另外的传动元件从不同的侧、特别是彼此对置的侧与配置给马达的传动元件共同作用。在此，优选传输轴的所述另外的传动元件构造成圆柱齿轮，所述圆柱齿轮具有外齿部，所述外齿部与蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆的蜗杆传动齿部啮合，其中，蜗杆刚性地与马达的驱动轴连接或者说构造在所述驱动轴上。就此而言，由马达提供的转矩借助于蜗轮蜗杆传动机构彼此独立地传输到第一传输轴和第二传输轴上。
本发明的改进方案提出，第一传输轴通过第一平移式传动机构并且第二传输轴通过第二平移式传动机构与压力活塞、特别是作用在压力活塞上的推杆耦合。这两个平移式传动机构、即第一平移式传动机构和第二平移式传动机构形成并行的力传输路径的组成部分。因此第一传输轴独立于第二传输轴与压力活塞耦合，反之亦然。传输轴优选通过相应的平移式传动机构作用在推杆上，该推杆优选形成压力活塞的组成部分。
本发明的优选的设计方案提出，第一平移式传动机构具有与第一传输轴连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第一齿条，第二平移式传动机构具有与第二传输轴连接的第二齿轮和与第二齿轮啮合的第二齿条。平移式传动机构中的每个都具有齿轮和与该齿轮啮合的齿条。齿条直接与压力活塞或推杆连接或耦合，从而相应的传输轴的以及进而相应的齿轮的转动运动引起压力活塞的直线移动。齿轮、即第一齿轮或第二齿轮优选与相应的传输轴构造成一体。例如齿轮构造在相应的传输轴上，特别是通过切削加工。
在本发明的另外的实施形式的范围中提出，第一齿条和第二齿条设计为公共的齿条，其中，第一齿条的齿部布置在公共的齿条的第一侧上，第二齿条的齿部布置在公共的齿条的与第一侧不同的第二侧上。两个齿条、即第一齿条和第二齿条构造成公共的齿条并且在此例如材料统一地和/或一体地存在。但不言而喻，两个齿条也可以彼此分开地分别固定在基体、例如推杆上。
重要的仅在于，两个齿条的齿部位于不同的侧上，从而平移式传动机构的对应于齿条的齿轮从不同的侧作用在齿条上。齿条的齿部优选布置在彼此对置的侧上。换句话说，齿部布置在假想平面的不同侧上。公共的齿条可以以推杆的形式存在或者说构造在所述推杆上。但在每个情况下，公共的齿条刚性地与压力活塞连接。
本发明的另外的优选的设计方案提出，本发明具有行星轮传动机构，所述行星轮传动机构具有齿圈、太阳轮以及承载多个行星轮的行星轮架，其中，行星轮中的每个一方面与齿圈啮合并且另一方面与太阳轮啮合。行星轮传动机构作为通常组成部分具有齿圈、太阳轮和行星轮架。多个行星轮可转动地支承在行星轮架上，其中，行星轮中的每个不仅与齿圈而且与太阳轮啮合。通过行星轮在齿圈与太阳轮之间相应地建立独立的、并行的力传输路径。
齿圈或太阳轮、优选齿圈与马达或者说马达的驱动轴耦合，优选刚性和/或永久地耦合。通过相应另外的轮、优选通过太阳轮建立与压力活塞的作用连接，例如其方式是太阳轮或者说构造在该太阳轮上的齿部作用在压力活塞或者说推杆上。
本发明的另外的实施形式提出，太阳轮通过平移式传动机构与压力活塞、特别是作用在压力活塞上的推杆耦合。对此上文已经做出说明。平移式传动机构用于将太阳轮的转动运动转换为压力活塞的直线运动。通过平移传动机构在太阳轮与压力活塞之间建立作用连接，优选刚性地和/或永久地。
最后，在本发明的另外的设计方案的范围中可以提出，平移式传动机构具有太阳轮的内齿部和与内齿部啮合的、特别是构造在推杆上的外齿部。内齿部和与其啮合的外齿部如此构造，使得太阳轮的转动运动引起压力活塞或者说推杆的直线移动。例如内齿部、外齿部或两者在此设计为斜齿部。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，而不对本发明加以限制。在此示出：
图1用于机动车的制动系统的示意图，以及
图2制动系统的制动压力源的一个区域的示意图。
具体实施方式
图1示出用于机动车的制动系统1的示意图，该制动系统具有主制动缸2、制动力模拟器3、制动压力源4以及车轮制动器5、6、7和8。车轮制动器的数量不言而喻是任意的。在此示出的实施例中设置有四个车轮制动器5、6、7和8，但也可以存在更多或较少数量的车轮制动器。在示出的实施例中，车轮制动器5和7配置给机动车的第一车轮桥、特别是前桥的车轮；车轮制动器6和8配置给机动车的第二车轮桥、特别是后桥的车轮。
主制动缸2配置有操作元件9，该操作元件在此实施为制动踏板。操作元件9与主制动活塞10耦合，例如通过杆连接方式。主制动活塞10可移动地布置在主制动缸2上。在此示出的实施例中，除了主制动活塞10外，在主制动缸2中布置有另外的制动活塞11。但所述另外的制动活塞是可选的。
主制动活塞10与主制动缸2一起包围制动流体容积12。该制动流体容积与制动力模拟器3的模拟器流体容积13流动连接。模拟器流体容积13由模拟器活塞14与模拟器缸15共同限定，模拟器活塞14可移动地布置在所述模拟器缸中。优选借助于至少一个弹簧元件16对模拟器活塞14加载弹簧力。该弹簧元件在模拟器活塞14上作用弹簧力，该弹簧力相对于模拟器流体容积13的增大相反地指向。
主制动缸2和/或操作元件9配置有在此未示出的传感器，在操纵操作元件9时借助于该传感器求得给定制动压力。接下来在至少一个车轮制动器5、6、7和8上施加借助于制动压力源4产生的实际制动压力，该实际制动压力相应于给定制动压力。该制动压力源4在此优选构造成泵，借助于电动机17来驱动或可以驱动该泵。
在制动流体容积12与模拟器流体容积13之间在流动技术方面布置有转换阀18。在流动技术方面与该转换阀18并联布置有止回阀19。该止回阀如此构造，使得所述止回阀朝车轮制动器5、6、7或者说8的方向打开，即允许从模拟器流体容积13中流出，但是禁止流入模拟器流体容积13中。
借助于制动系统1实现机动车的行车制动器。车轮制动器5、6、7和8中的每个分别配置有进入阀20、21、22或者说23以及排出阀24、25、26或者说27。借助于进入阀20、21、22和23可以给相应的车轮制动器5、6、7或者说8输送由制动压力源4提供的制动流体。而排出阀24、25、26和27用于将制动流体从相应的车轮制动器5、6、7或者说8特别是朝储备容器28和/或制动流体容积12的方向排出。
制动系统1还具有分离阀28、29、30和31。分离阀28和29配置给车轮制动器5和6，分离阀30和31配置给车轮制动器7和8。一方面在分离阀28和29的下游以及另一方面在分离阀30和31的下游分别存在横向连接部分32或者说33，通过该横向连接部分使分离阀28和29或者说分离阀30和31的朝向车轮制动器5和6或者说7和8的侧在流动技术方面彼此连接。明确的是，车轮制动器5和6可通过分离阀29与制动压力源4流动连接，车轮制动器7和8可通过分离阀30与制动压力源4流动连接。此外，通过分离阀28可以使车轮制动器5和6与主制动缸2流动连接，通过分离阀31可以使车轮制动器7和8与主制动缸2流动连接。
可以看到，电动机7与压力活塞34作用连接，该压力活塞可直线移动地布置在制动压力源4的压力缸35中。在压力活塞34与电动机17之间的作用连接在此优选通过推杆36实现，该推杆在此仅示例性示出。
图2示出制动压力源4的一个区域的示意细节图。在此特别是可以看到具有驱动轴37的电动机17。电动机17或者说所述电动机的驱动轴37通过传动机构38与压力活塞34或者说所述压力活塞的推杆36耦合，优选刚性和/或永久地耦合。可以借助于弹簧元件39对推杆36加载弹簧力。该弹簧力在此优选如此指向，使得该弹簧力将压力活塞34推挤到压力缸34中，以便借助于制动压力源4提供处于压力下的流体。
存在于电动机17与压力活塞34之间的作用连接中的传动机构38具有彼此并行的力传输路径40和41。力传输路径中的第一力传输路径、即力传输路径40在第一传输轴42上延伸，力传输路径中的第二力传输路径、即力传输路径41在第二传输轴43上延伸。传输轴42和43优选以能转动的方式彼此平行间隔开地支承着。传输轴42和43分别通过耦合传动机构44和45与驱动轴37耦合。
耦合传动机构44和45在此优选设计为蜗轮蜗杆传动机构。所述耦合传动机构具有蜗杆46作为公共的传动元件，该蜗杆与驱动轴37刚性地耦合和/或构造在该驱动轴上。蜗杆46与第一传输轴42的齿轮47和第二传输轴43的齿轮48啮合。齿轮47和48两者都与蜗杆46啮合，但是从不同的侧、特别是从彼此对置的侧作用在该蜗杆上。
第一传输轴42通过第一平移式传动机构49并且第二传输轴43通过在此不能看到的第二平移式传动机构与压力活塞34或者说推杆36耦合。第一平移式传动机构49在此具有第一齿轮50，第二平移式传动机构具有不能看到的第二齿轮。第一齿轮50与第一齿条51啮合，第二齿轮与不能看到的第二齿条啮合。
两个齿条、即第一齿条51和第二齿条构造成公共的齿条52并具有构造在齿条52的彼此对置的侧上的齿部。齿轮、即第一齿轮50和第二齿轮从不同的侧、特别是从彼此对置的侧作用在齿条52上。
通过这种设计方案，在制动压力源4的电动机17与压力活塞34之间的作用连接可以构造得冗余并为此具有多个力传输路径40和41。当力传输路径40和41之一失效时还可以继续可靠地借助于制动压力源4提供处于压力下的流体用于运行制动系统1。

Claims (10)

1.一种用于机动车的制动系统(1)，所述制动系统具有制动压力源(4)和至少一个车轮制动器(5，6，7，8)，所述车轮制动器能被加载以借助于制动压力源(4)提供的制动压力，其中，制动压力源(4)具有至少一个可直线移动地布置在压力缸(35)中的压力活塞(34)和用于使所述压力活塞(34)在所述压力缸(35)内部移动的马达(17)，其中，所述马达(17)的驱动轴(37)通过传动机构(38)与所述压力活塞(34)耦合，其特征在于，所述传动机构(38)在所述马达(17)与所述压力活塞(34)之间的作用连接中具有至少局部地彼此并行的力传输路径(40，41)。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述力传输路径(40，41)中的第一力传输路径在第一传输轴(42)上延伸，所述力传输路径(40，41)中的第二力传输路径在第二传输轴(43)上延伸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第一传输轴(42)和所述第二传输轴(43)彼此平行地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第一传输轴(42)和所述第二传输轴(43)分别通过耦合传动机构(44，45)、特别是通过蜗轮蜗杆传动机构与所述驱动轴(37)耦合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第一传输轴(42)通过第一平移式传动机构(49)并且所述第二传输轴(43)通过第二平移式传动机构与所述压力活塞(34)、特别是作用在所述压力活塞(34)上的推杆(36)耦合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第一平移式传动机构(49)具有与所述第一传输轴(42)连接的第一齿轮(50)和与所述第一齿轮(50)啮合的第一齿条(51)，所述第二平移式传动机构具有与所述第二传输轴(43)连接的第二齿轮和与所述第二齿轮啮合的第二齿条。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第一齿条(51)和所述第二齿条设计为公共的齿条(52)，其中，所述第一齿条(51)的齿部布置在所述公共的齿条(52)的第一侧上，所述第二齿条的齿部布置在所述公共的齿条(52)的与第一侧不同的第二侧上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述传动机构(3)包括行星轮传动机构，所述行星轮传动机构具有齿圈、太阳轮以及承载多个行星轮的行星轮架，其中，所述行星轮中的每个一方面与所述齿圈啮合并且另一方面与所述太阳轮啮合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述太阳轮通过平移式传动机构与所述压力活塞(34)、特别是作用在所述压力活塞(34)上的推杆(36)耦合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述平移式传动机构具有太阳轮的内齿部和与所述内齿部啮合的、特别是构造在所述推杆(36)上的外齿部。
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