CN1701015A - 制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动操纵制动器的制动系统，包括：踏力传感器；制动臂；和位于所述踏力传感器和所述制动臂之间的踏力感生成机构。制动臂保持制动踏板。踏力感生成机构分别与所述踏力传感器和所述制动臂自由转动地连接，以相对于所述制动臂的移动行程产生非线性变化的踏力。与由所述制动臂的移动而通过所述踏力感生成机构施加的拉伸力相对应，所述踏力传感器检测出踏力，从而产生控制电动操纵的所述制动器的输出。

Description

制动系统
技术领域
本发明及机动车辆(汽车)的制动系统。
背景技术
油压制动系统被用于乘用车、大型卡车、以及航行器等各种交通工具。近年来，一般也使用电动操纵(驱动)的电动制动控制装置(称作电子伺服制动控制方式的制动系统，或者电子伺服制动控制)。在电动制动控制装置中，一般通过踏力传感器检测制动踏板上的踏力，根据所检测的踏力，电动机等根据电子控制装置的指令作动。如此，产生规定的制动力。
通常，在电动制动控制装置的制动踏板机构中，由于上述的动作原理，驾驶员不能直接通过制动踏板感觉到如油压制动控制装置中的制动反作用力。因此，在电动制动控制装置中，设置有可以使驾驶员感觉到如油压制动器中的制动反作用力的反作用力发生机构。
图5是现有的电动制动系统的一例的模式图。
图6示出了现有的电动制动系统的一例中的踏板(上的)踏力和制动踏板行程的关系。
在图5中，制动臂240的一端在支点190处安装在车体500上，另一端上安装有踏板230。在制动臂240上，在支点190和踏板230之间的支点180上安装有第1弹簧座130。在第1弹簧座130和第2弹簧座140之间，设置有圆锥形弹簧150和比其短一高度L的圆筒形弹簧160。在第2弹簧座140和车体500之间安装有压电元件170。
下面说明如上述构成的现有的制动系统的一例的动作。
当驾驶员开始踏下制动踏板230时，通过位于安装在制动臂240上的第1弹簧座130和第2弹簧座140之间的圆锥形弹簧150向压电元件170传递踏力。该踏力通过压电元件170的压电效应变换成电信号，并由控制装置(未示出)检测出。控制装置根据所检测出的踏力来控制电动制动器(未示出)。
在图6中，横轴表示踏板行程，纵轴表示作用在踏板上的踏力。当踏板行程在图5和图6所示的L的范围内时，踏力与圆锥形弹簧150的反作用力相平衡。当踏板行程超过L时，第1弹簧座130和圆筒形弹簧160接触。因此，踏力与圆锥形弹簧150和圆筒形弹簧160各自的反作用力之和相平衡。因此，如图6所示，踏板行程和踏力的关系示出为踏板行程在L点具有一拐点的特性。该特性与油压制动器中踏板行程和踏力的关系的特性近似。
上述示例在特开平9-254778中被公开。
在如此结构的现有的制动系统的一例中，制动臂240以支点190为中心进行旋转运动。因此，支点180也进行旋转。因此，在第1弹簧座130对圆锥形弹簧150施压时，第1弹簧座130对圆锥形弹簧150不是沿其中心轴线施压，而是边旋转边施压，所以容易发生扭曲(こじり)。因此，使得不能正确地将踏力传递到压电元件170，从而踏力的检测精度往往会降低。
此外，在制动系统中，也可以同时使用电子伺服制动控制制动器和油压制动器。上述现有的电动制动系统的一例具有仅适用于电子伺服制动控制的结构，所以难以同时使用油压制动器。
发明内容
本发明的一种可以电动操纵制动器的制动系统，包括：踏力传感器、保持制动踏板的制动臂、和踏力感生成机构。
踏力感生成机构位于所述踏力传感器和所述制动臂之间，分别与所述踏力传感器和所述制动臂可以自由转动地连接，以相对于所述制动臂的移动行程产生非线性变化的踏力。
与由所述制动臂的移动而通过所述踏力感生成机构施加的拉伸力相对应，所述踏力传感器检测踏力，从而产生控制电动操纵的所述制动器的输出。
在上述结构中，踏力传感器可以正确地检测出踏力。而且，该制动系统可以使用于电动制动器也可以使用于油压制动器。
附图说明
图1是示出本发明的实施例的制动系统的结构的剖面图；
图2示出了本发明的实施例的制动系统中的踏板踏力和制动踏板的行程的关系；
图3是示出本发明的实施例的制动系统的踏力感生成机构中所使用的其它弹簧结构的侧剖视图；
图4A是示出本发明的实施例的制动系统的踏力感生成机构中所使用的另一弹簧结构的侧剖视图；
图4B是示出本发明的实施例的制动系统的踏力感生成机构中所使用的又一弹簧结构的、示出其左侧的半剖面的侧视图；
图5是现有的电动制动系统的一例的模式图；
图6示出了现有的电动制动系统的一例中的踏板踏力和制动踏板的行程的关系。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
图1是示出本发明的实施例的制动系统的结构的剖面图。
图2示出了该制动系统中的踏板踏力和制动踏板的行程的关系，即踏力特性。
下面说明本实施例的电动制动系统的基本结构。
通过以安装在车体50上的第1框架22为基座，制动踏板23、制动臂24、第1支点轴25、第1连杆26、第1连接轴27、第2连接轴28、第2连杆29、第2支点轴30、第3支点轴31和连接部32构成了连杆机构。第1框架22安装在车体50上。该连杆机构通过操作杆33与油压制动器的主缸35连接。制动臂24通过第1支点轴25安装在第1框架22上。制动臂24在第1支点轴25的反对侧的端部具有制动踏板23。
制动臂24通过第1连接轴27与第1连杆26连接。第1连杆26通过第2连接轴28与第2连杆29连接。第2连杆29由第2支点轴30安装在第1框架22上。第2连杆29还通过第3支点轴31与连接在操作杆33上的连接部32接合。操作杆33接合在主缸35上。
在此，第2钩接部9安装在制动臂24上制动踏板23和第1支点轴25之间。
而且，在固定于第1框架22上的第2框架21上安装有传感器固定部20。在该传感器固定部20上安装有踏力传感器8。踏力传感器8包含有压电元件或抗畸变元件等的可以检测拉伸力的元件。
踏力感生成机构12位于踏力传感器8和制动臂24之间。踏力感生成机构12分别可以自由转动地与踏力传感器8和制动臂24接合，以相对于制动臂24的移动行程产生非线性变化的踏力。
与由制动臂24的移动而通过踏力感生成机构12施加的拉伸力相对应，踏力传感器8检测出踏力，从而产生控制电动操纵的制动器的控制输出。
踏力感生成机构12包括：壳体和配置在壳体内的弹簧，以及配置在壳体内的、与制动臂24的移动相对应地使弹簧伸缩的移动机构。由于移动机构和制动臂24可自由旋转地接合着，所以踏力感生成机构12和制动臂24可自由旋转地接合。
即，踏力感生成机构12具有由缸体4构成的壳体。在与踏力传感器8的连接部8a连接的圆环状的第1钩接部7上，钩挂有固定在缸体4上的第1钩5。
在作为踏力感生成机构12的壳体的缸体4内，内置有第1螺旋弹簧1、与其同轴但是长度比其短的第2螺旋弹簧2、和活塞3。在此，第1螺旋弹簧1和第2螺旋弹簧2构成配置在壳体内的弹簧。活塞3作为使第1螺旋弹簧1和第2螺旋弹簧2与制动臂24的移动相对应地伸缩的移动机构而动作。
活塞3包括与第1螺旋弹簧1和第2螺旋弹簧2接触的接触部3a、以及与该接触部3a连接的轴3b。
接触部3a具有以如面、十字、圆与十字组合的形状的方式，可随着轴3b的移动使弹簧伸缩的形状。
在移动机构即活塞3的轴3b的在接触部3a的另一侧的前端，设置有第2钩6。第2钩6钩挂在安装于制动臂24上的第2钩接部9上。
第2钩接部9由具有第2钩6所钩挂的圆状的孔的板构成。
下面对如上述构成的制动系统的动作进行说明。
当驾驶员开始踏下制动踏板23时，踏力通过上述的连杆机构由操作杆33施加至主缸35上并产生制动油压。此时，上述踏力感生成机构12产生制动器的反作用力。
图2示出了该踏力感生成机构12的踏板踏力和制动踏板23的行程的关系，即踏力特性。
如图2所示，当踏板行程继续增加而在某一踏板行程以上时，显示出反作用力急剧增加的非线性特性。该特性与油压制动器的踏力感近似。
在本实施例中，通过高度不同的两个螺旋弹簧1、2而获得上述踏力感。即，当驾驶员开始踏下制动踏板23时，只有第1螺旋弹簧1被活塞3压缩，作为踏力感驾驶员感觉到其反作用力。当驾驶员进一步踏下制动踏板23而增大行程时，除了第1螺旋弹簧1以外，第2螺旋弹簧2也被活塞3压缩，所以反作用力急剧增加。此时，驾驶员获得较大的踏力感。
在使用上述长度不同的第1螺旋弹簧1和第2螺旋弹簧2的踏力感生成机构12中，可以根据第1螺旋弹簧1和第2螺旋弹簧2的长度差使踏力感变化。
随着制动操作即制动踏板23被踏下，制动臂24拉伸踏力感生成机构12。此时，踏力感生成机构12的拉伸力作用在与第1钩接部7连接的连接部8a上。因此，该拉伸力作用在踏力传感器8上，从而踏力传感器8检测出踏力。
踏力传感器8包含有可以检测拉伸力的压电元件或抗畸变元件等。该压电元件或抗畸变元件将作用在第1钩接部7和连接部8a上的拉伸力变换成电信号。该电信号由一控制装置(未示出)检测出。该控制装置根据所检测出的拉伸力来控制电动制动器(未示出)，即根据踏力来控制。即，踏力传感器8，根据由于制动臂24的移动而造成的通过踏力感生成机构12施加的拉伸力，检测踏力，从而产生控制电动操纵的制动器的输出。
此时，随着制动操作，制动臂24以第1支点轴25为中心旋转运动。与该旋转运动相对地，踏力感生成机构12分别与制动臂24和踏力传感器8连接的连接部可以自由转动地连接着。即，第2钩6和第2钩接部9、第1钩5和第1钩接部7分别可以自由转动地连接着。
因此，对于踏力传感器8，基本上不发生扭曲等的向轴方向以外的作用力。因此，踏力传感器8可以正确地检测出踏力。
即，第2钩6和第2钩接部9、第1钩5和第1钩接部7的分别可以自由转动的连接，以简单的结构正确向踏力传感器8传递制动踏板的踏力。因此，制动臂24的旋转运动产生与踏力传感器8的轴方向基本平行的拉伸力。
作为配置在踏力感生成机构12的壳体即缸体4内的弹簧，如图3所示，也可以使用在其轴方向的中间部变窄的螺旋弹簧即沙漏形螺旋弹簧。
通过该结构，能够以一单个弹簧实现更平滑的与油压制动器的踏力感近似的踏力感。
而且，作为配置在踏力感生成机构12的壳体即缸体4内的弹簧，也可以使用如图4A、4B所示的锥形(竹笋形)螺旋弹簧11。在此，“锥形螺旋弹簧”，是指将由具有弹性的材料制成的板卷成螺旋形状的、在其螺旋形的轴方向上延伸的如图4A、4B所示的弹簧。
通过该结构，能够实现高耐冲击性的踏力感生成机构。
在上述实施例中，对可以与电动制动器或者油压制动器同时使用的电动制动系统进行了说明。
该实施例的电动制动系统，也可适用于仅使用电动制动器的情况下。而且，该实施例的电动制动系统也可适用于仅使用油压制动器的情况下。
工业实用性
在本发明的制动系统中，在踏力传感器和制动臂之间设置踏力感生成机构。在该制动系统中，作为制动踏板的踏力，驾驶员获得与油压制动器的非线性的踏力感近似的制动操作感。此外，踏力传感器可以正确地检测出踏力。同时，在本发明中，提供了可以适用于电动制动器和油压制动器的制动系统。因此，可以作为机动车(汽车)的电动制动系统使用。

Claims (7)

1.一种用于电动操纵制动器的制动系统，其特征在于，包括：
踏力传感器；
制动臂；和
踏力感生成机构，其位于所述踏力传感器和所述制动臂之间，分别与所述踏力传感器和所述制动臂可以自由转动地连接，以相对于所述制动臂的移动行程产生非线性变化的踏力；
其中，与由所述制动臂的移动而通过所述踏力感生成机构施加的拉伸力相对应，所述踏力传感器检测踏力，从而产生控制电动操纵的所述制动器的输出。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述踏力感生成机构包括：壳体；配置在所述壳体内的弹簧；以及配置在所述壳体内的、与所述制动臂的移动相对应地使所述弹簧伸缩的移动机构，
其中，所述移动机构和所述制动臂自由转动地连接，相对于所述制动臂移动的行程，所述弹簧产生非线性变化的踏力。
3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，
所述踏力传感器包括与所述踏力传感器连接的第1钩接部；
所述踏力感生成机构包括第1钩和第2钩；
所述制动臂包括第2钩接部；
所述第1钩被钩挂在所述第1钩接部上；
所述第2钩被钩挂在所述第2钩接部上；
所述踏力传感器和所述制动臂分别与所述踏力感生成机构自由转动地连接。
4.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，
所述踏力传感器包括与所述踏力传感器连接的第1钩接部；
所述踏力感生成机构包括第1钩和第2钩；
所述制动臂包括第2钩接部；
所述第1钩被钩挂在所述第1钩接部上；
所述第2钩被钩挂在所述第2钩接部上；
所述踏力传感器和所述制动臂分别与所述踏力感生成机构自由转动地连接。
5.根据权利要求2或4所述的制动系统，其特征在于，
所述弹簧包括第1螺旋弹簧和长度比所述第1螺旋弹簧短的第2螺旋弹簧，
所述移动机构由与所述制动臂接合的活塞构成；
所述活塞与所述制动臂的移动相对应地移动而使得所述第1弹簧和所述第2弹簧伸缩。
6.根据权利要求2或4所述的制动系统，其特征在于，
所述弹簧由沙漏形螺旋弹簧构成；
所述移动机构由与所述制动臂接合的活塞构成；
所述活塞与所述制动臂的移动相对应地移动而使得所述沙漏形螺旋弹簧伸缩。
7.根据权利要求2或4所述的制动系统，其特征在于，
所述弹簧由锥形螺旋弹簧构成；
所述移动机构由与所述制动臂接合的活塞构成；
所述活塞与所述制动臂的移动相对应地移动而使得所述锥形螺旋弹簧伸缩。
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