專利名稱：帶有動(dòng)作模擬器的車(chē)輛液壓制動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪制動(dòng)件的液壓制動(dòng)裝置，其包括一常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)，一中央液壓?jiǎn)卧蚱漭斔蛪毫χ苿?dòng)流體，所述中央液壓?jiǎn)卧赏獠縿?dòng)力源驅(qū)動(dòng)；-一緊急制動(dòng)系統(tǒng)，其由人力進(jìn)行控制；-一人工控制部件，所述部件的前向移動(dòng)能啟動(dòng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)，或者是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)；-一制動(dòng)主缸，其具有至少一個(gè)初級(jí)活塞，所述活塞的行程受人工控制部件的控制；-至少一個(gè)安全閥，其或者是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)工作正常時(shí)能將主缸與車(chē)輪制動(dòng)件斷開(kāi)，或者是當(dāng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，能將主缸與至少一個(gè)車(chē)輪制動(dòng)件相連接；-一個(gè)感受模擬器，其能對(duì)應(yīng)于制動(dòng)操作的程度而向人工控制部件的前向移動(dòng)施以一反作用力。所述模擬器包括一缸體，在所述缸體中設(shè)置了一活塞，當(dāng)所述活塞受到主缸的流體壓力作用時(shí)可在一個(gè)方向上滑動(dòng)，而當(dāng)其受到一個(gè)反向力作用時(shí)會(huì)在反方向上滑動(dòng)，其中的反向力大小取決于人工控制部件的行程；-壓力流體的進(jìn)流電磁閥以及排流電磁閥，它們連接到車(chē)輪制動(dòng)件上；-用于檢測(cè)各個(gè)制動(dòng)參數(shù)的傳感器，其中的制動(dòng)參數(shù)尤其是人工控制部件的行程、裝置中各孔口處的壓力；以及-一計(jì)算機(jī)，其與各個(gè)傳感器相連接，并能控制各個(gè)電磁閥，從而使車(chē)輪制動(dòng)件具有理想的制動(dòng)壓力。
背景技術(shù)：
上述這種制動(dòng)裝置是公知的，例如，在專利文獻(xiàn)FR 2772706或US5544948中就公開(kāi)了這樣的制動(dòng)裝置。
對(duì)于這樣的裝置，在無(wú)故障的常規(guī)制動(dòng)過(guò)程中，主缸被封隔，且主缸中的流體不能回流到車(chē)輪制動(dòng)件中。例如是制動(dòng)踏板或手剎柄的人工控制部件根據(jù)所施加的操縱力大小而保持正常的動(dòng)作行程，這要?dú)w功于感受模擬器，其包括一個(gè)與主缸連接的缸體，用于實(shí)現(xiàn)流體的傳送。
所述公知裝置的工作情況是令人滿意的，此外，這種裝置還建立了這樣的變化規(guī)律作用在人工控制部件上的反作用力是制動(dòng)行程的函數(shù)，這樣就能使駕駛員產(chǎn)生這樣的錯(cuò)覺(jué)車(chē)輪制動(dòng)件中的壓力是直接來(lái)自于主缸作用壓力，進(jìn)而是直接來(lái)自于作用在踏板上的人力。
同時(shí)，在所述現(xiàn)有裝置中，作用在人工控制部件上的反作用力的變化規(guī)律基本上是恒定的，且無(wú)法簡(jiǎn)單而又快速地對(duì)此變化規(guī)律作出變動(dòng)。
此外，還希望模擬器最好是消耗盡可能少的流體，從而使借助主缸執(zhí)行的緊急制動(dòng)能保持盡可能高的效率。
因而，本發(fā)明的主要目的是設(shè)計(jì)一種液壓制動(dòng)裝置，其能比現(xiàn)有的制動(dòng)裝置更好地滿足上述的要求，并可容易而快速地調(diào)整有關(guān)人工控制部件上所受力與制動(dòng)行程之間的函數(shù)變化規(guī)律。
此外，還希望此處所提供的技術(shù)方案能以相對(duì)簡(jiǎn)單—特別是可靠的方式實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明，上述類型的汽車(chē)液壓制動(dòng)裝置還具有其它的特征，這些特征在于模擬器中的反作用力來(lái)源于一個(gè)調(diào)制壓力對(duì)模擬器活塞一個(gè)表面的作用，其中所述的調(diào)制壓力作為踏板行程的函數(shù)，來(lái)自于中央液壓?jiǎn)卧敵龅牧黧w壓力，并被計(jì)算機(jī)按照預(yù)定的變化規(guī)律進(jìn)行了調(diào)整控制，其中的變化規(guī)律是可隨意改變的。
對(duì)于作用在人工控制部件上的力與行程之間的函數(shù)變化規(guī)律，可采用任何的變化規(guī)律，它們被編程植入到計(jì)算機(jī)中，而無(wú)須對(duì)裝置作其它形式的改動(dòng)。
模擬器活塞上受調(diào)制壓力作用的那個(gè)表面圍出了一個(gè)變?nèi)萸?，其與相互并聯(lián)的一進(jìn)流電磁閥和一排流電磁閥相連接，其中的進(jìn)流電磁閥用于輸入中央液壓?jiǎn)卧膲毫α黧w，而排流電磁閥則連接向儲(chǔ)液器，用計(jì)算機(jī)對(duì)所述兩電磁閥的開(kāi)啟與閉合進(jìn)行控制，從而可按照理想的變化規(guī)律對(duì)模擬器腔室內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)整。
在一種優(yōu)選方式中，與模擬器腔室相連接的電磁閥屬于“通/斷”型閥，且電磁閥入口與出口間的壓力降是隨線圈中的控制電流強(qiáng)度線性變化的。
在模擬器中，反向力最好是一彈性力與一變化力的合力，其中的彈性力是在與主缸壓力相反的方向上作用在模擬器活塞上，變化力的作用方向與彈性力相反，所述變化力是由作用在模擬器活塞一表面上的調(diào)制壓力產(chǎn)生的。
彈性力可由至少一個(gè)彈性復(fù)位裝置產(chǎn)生。在一種優(yōu)選方式中，所述彈性復(fù)位裝置包括一空氣彈簧。
模擬器的缸體中可包括兩個(gè)相互連通的同軸、但直徑不同的孔腔，且一階梯形活塞具有一小徑部分和一大徑部分，小徑部分以密封的方式在小直徑的孔腔中滑動(dòng)，大徑部分在大直徑的孔腔中密封滑動(dòng)，小徑孔腔的端壁上具有一個(gè)孔口，其與主缸相連接，用于使主缸輸出的壓力流體作用在階梯形活塞的小徑橫截面上，而在模擬器孔腔的過(guò)渡壁與階梯形活塞大徑截面之間則形成了一個(gè)環(huán)形腔，所述環(huán)形腔與相互并聯(lián)的進(jìn)流電磁閥和排流電磁閥相連接。
模擬器缸體的端壁在與小徑孔腔相反的方向上封堵了大徑孔腔，所述端壁上具有一個(gè)孔洞，以便于使一推桿穿過(guò)此孔洞頂在階梯形活塞的大徑截面上，并對(duì)所述活塞施加彈性力。所述推桿可與在一氣壓缸中滑動(dòng)的一氣壓活塞制成一體，氣壓缸自身又與模擬器缸體連為一個(gè)整體，所述氣壓缸與一個(gè)外部氣壓源相連接，所述外部氣壓源例如是用來(lái)向空氣懸架供氣的。
在連接向氣壓缸的氣壓管線中可設(shè)置一個(gè)逆止閥，所述逆止閥允許壓縮空氣流到氣壓缸中，但阻止其反向外流。
在氣壓缸中可設(shè)置一機(jī)械壓縮彈簧，從而在與空氣彈簧相同的方向上向氣壓活塞施力。
裝置1包括一套常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)A，其接受從一中央液壓?jiǎn)卧?輸送來(lái)的壓力流體，所述中央液壓?jiǎn)卧捎昧艘粋€(gè)外部動(dòng)力源，裝置1還包括一由人力控制的緊急制動(dòng)系統(tǒng)B。
中央液壓?jiǎn)卧?包括一由馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)的液壓泵4，其中的馬達(dá)例如是一臺(tái)電機(jī)。液壓泵4向一主供管線6輸送壓力流體，在所述主供管線上安裝了一個(gè)液壓氣動(dòng)蓄能器7。在所述管路上還安裝了一個(gè)壓力傳感器8，其輸出一代表管線6中壓力值的電量信號(hào)。液壓泵4的進(jìn)口一側(cè)連接到一個(gè)零壓的儲(chǔ)液罐9上，所述儲(chǔ)液罐也被稱為蓄液器。
壓力流體管線6通過(guò)電磁閥9a、9b、9c和9d被平行地連接向各個(gè)車(chē)輪制動(dòng)件2a-2d。這些電磁閥屬于兩態(tài)閥，也就是說(shuō)或者開(kāi)啟或者關(guān)閉，且這些電磁閥被一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)或微處理器C伺服控制。為了便于更完整、清楚地看懂這些附圖，各電磁閥控制線圈與計(jì)算機(jī)C之間的電路連接在圖中只表示為一條線。
如

圖1所示，在常態(tài)下，電磁閥9a-9d是關(guān)閉的。電磁閥9a、9b的輸出端分別通過(guò)兩液壓隔離器10a、10b連接到前輪制動(dòng)件2a、2b上。電磁閥9c和9d的輸出端與后輪制動(dòng)件2c、2d直接相連。在電磁閥9a和9b的兩輸出端之間插置了一個(gè)均壓閥11，在電磁閥9c、9d的兩輸出端之間也同樣間置了一個(gè)均壓閥12。
在各個(gè)制動(dòng)件2a-2d的供液管線中安裝四個(gè)壓力傳感器13a、13b、13c、13d，從而使這些傳感器輸出的電量信號(hào)能代表所施加的制動(dòng)壓力。傳感器13a-13d的輸出端通過(guò)連線(圖中未示出)連接到計(jì)算機(jī)C上。傳感器8的輸出端也與計(jì)算機(jī)C連接。
在連接到車(chē)輪制動(dòng)件的管線上，有四個(gè)排流電磁閥14a、14b、14c和14d分別與進(jìn)流電磁閥9a-9d并聯(lián)。所述電磁閥14a是雙態(tài)閥—即或者為開(kāi)啟狀態(tài)、或者為關(guān)閉狀態(tài)，它們與管線15連接，用于使流體返回到儲(chǔ)液器9中。如圖1所示，電磁閥14a-14d在常態(tài)下是開(kāi)啟的。
排流電磁閥14a-14d也是由計(jì)算機(jī)C伺服控制的，計(jì)算機(jī)具有連接向各電磁閥14a-14d控制線圈的輸出端口。
所述裝置包括一個(gè)人工控制部件D，其基本上是由制動(dòng)踏板16和主缸17組成的，一個(gè)初級(jí)活塞18和一個(gè)次級(jí)活塞19在主缸17中滑動(dòng)，這兩個(gè)活塞具有相同的橫截面S1。踏板16通過(guò)一根推桿20與活塞18連接，推桿與踏板鉸接。在本文中，“前向行程或移動(dòng)”是指踏板16朝向主缸17移動(dòng)的情況。踏板的前向移動(dòng)會(huì)使活塞18運(yùn)動(dòng)向次級(jí)活塞19、以及主缸17另一端的對(duì)置端壁。
在活塞18和活塞19之間形成了一個(gè)初級(jí)腔21，所述腔室中充滿了工作流體，在所述腔室中，兩活塞之間布置有一彈簧21a。在活塞19與主缸17遠(yuǎn)離活塞18的端壁之間形成了一個(gè)次級(jí)腔22，所述腔室中也充滿了工作流體。在腔室22中設(shè)置了一彈簧22a。
按照常規(guī)的方式那樣，設(shè)置了一個(gè)電觸點(diǎn)23，所述觸點(diǎn)對(duì)踏板16的前向移動(dòng)敏感，用于控制剎車(chē)燈。所述觸點(diǎn)23的一接線端連接到計(jì)算機(jī)C的一接線端上，計(jì)算機(jī)C能對(duì)制動(dòng)踏板16的前向移動(dòng)作出響應(yīng)而啟動(dòng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)A。此外，還為踏板16設(shè)置了一個(gè)行程傳感器24，其能向計(jì)算機(jī)C的另一輸入端發(fā)送一個(gè)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。例如，傳感器24可輸出關(guān)于踏板16行程的數(shù)據(jù)、以及關(guān)于踏板移動(dòng)速度的數(shù)據(jù)。
主缸的兩個(gè)腔室21、22都通過(guò)一逆止閥(圖中未示出)與儲(chǔ)液器9相連接，逆止閥允許流體從儲(chǔ)液器流到腔室21、22中，但阻止反方向的回流。
初級(jí)腔21通過(guò)一根管路25與車(chē)輪制動(dòng)件2b相連接，管路25中安裝有一個(gè)電磁安全閥或截流閥26。電磁閥26受計(jì)算機(jī)C的控制，并也屬于雙態(tài)閥即開(kāi)啟態(tài)和關(guān)閉態(tài)，當(dāng)裝置處于無(wú)動(dòng)作的常態(tài)下時(shí)，所述電磁閥是開(kāi)啟的。
腔室22通過(guò)管線27以及一個(gè)電磁閥28與車(chē)輪制動(dòng)件2a相連。在管線27中位于主缸17和電磁閥28之間位置處安裝了一個(gè)傳感器29。所述傳感器29輸出一個(gè)電信號(hào)，所述信號(hào)經(jīng)一條鏈路(圖中未示出)輸送到計(jì)算機(jī)的一個(gè)輸入端中。
此外，制動(dòng)裝置1還包括一制動(dòng)作用模擬器M，所述模擬器用一個(gè)與制動(dòng)操作程度相對(duì)應(yīng)的反作用力來(lái)對(duì)抗制動(dòng)踏板16的前向移動(dòng)。
所述模擬器M包括一缸體30(參見(jiàn)圖1和圖2)，有一模擬器活塞31在所述缸體中滑動(dòng)。
缸體30中包括兩個(gè)相互同軸、但直徑不同的孔腔30a、30b。在與孔腔30b相反的方向上，小徑孔腔30a被一端壁30c限定，端壁30c的中央處設(shè)置有一個(gè)孔口32。所述孔口32通過(guò)一條管路33與主缸17的一個(gè)腔室相連，在本實(shí)施例的情況中，是與次級(jí)腔室22相連。
活塞31是一階梯形活塞，其具有一橫截面為S2的小徑部分31a、以及一大徑部分31b，小徑部分31a以密封的方式在孔腔30a中滑動(dòng)，大徑部分31b以密封的方式在孔腔30b中滑動(dòng)。部分31b的邊緣部分是一個(gè)圓筒形的裙邊，所述裙邊的凹面一側(cè)位于遠(yuǎn)離孔腔30a的方向上。
在大徑部分31b和過(guò)渡壁30d直徑形成了一個(gè)橫截面為S3的環(huán)形腔34，其中的過(guò)渡壁位于兩孔腔30a和30b之間。所述環(huán)形腔34環(huán)繞著小徑部分31a，且其容積是活塞31在缸體30軸線上位置的函數(shù)。在缸體30的周壁上制有一個(gè)孔口35，且所述孔口在靠近過(guò)渡壁30d的位置處通入到腔室30b中，過(guò)渡壁30d是腔室34的端壁。
孔口35連接到并聯(lián)的一進(jìn)流電磁閥36和一排流電磁閥37上。電磁閥36和37都屬于“通/斷”型閥，這就意味著它們具有或者為開(kāi)啟、或者為關(guān)閉的兩個(gè)狀態(tài)。電磁閥36、37入口與出口之間的壓力降最好是一電流強(qiáng)度的線性變化函數(shù)，其中的電流強(qiáng)度是指這些電磁閥控制電流的強(qiáng)度。電磁閥36、37的控制線圈通過(guò)電線38和39與計(jì)算機(jī)C的兩個(gè)接線端相連。電磁閥36的入口與一條壓力流體供應(yīng)管線6相連，管線6是從中央液壓?jiǎn)卧?引出的。電磁閥37的出口連接到一條通到儲(chǔ)液罐或蓄液器9的回流管線15上。
計(jì)算機(jī)C按照踏板16行程的一個(gè)函數(shù)對(duì)電磁閥36、37進(jìn)行控制，從而獲得一個(gè)調(diào)制后的壓力Pehb，所述壓力施加到環(huán)形腔34中，并作用在活塞31的環(huán)形面S3上。
在與孔腔30a相反方向上封閉了孔腔30b的端壁30e具有一個(gè)孔洞40，其用于使一推桿41穿過(guò)，所述推桿與缸體30同軸，并頂在活塞31上。推桿41整體地制在一個(gè)氣壓活塞42上(即一個(gè)受氣體壓力作用的活塞)，氣壓活塞設(shè)置在一個(gè)氣壓缸43中，氣壓缸與缸體30同軸，并連接在所述缸體30上。一般來(lái)講，氣壓活塞42的直徑要大于活塞31上大徑部分31b的直徑。這些直徑值是根據(jù)這樣的要求確定的當(dāng)考慮到所涉及的各個(gè)壓力時(shí)，能產(chǎn)生理想的作用力。推桿41橫貫氣壓缸43的端壁。
氣壓缸中位于推桿41一側(cè)的腔室44通過(guò)至少一個(gè)孔口通向外界大氣，其中的孔口沒(méi)有表示在附圖中。以相同的方式，孔腔30b中內(nèi)腔45也通過(guò)至少一個(gè)孔口與大氣相通，推桿41就穿行在其中的腔室45中，其中的孔口在附圖中也沒(méi)有表示出。
活塞42與推桿相反一側(cè)的橫截面為S4，所述橫截面在氣壓缸43中形成了一個(gè)腔室46，所述腔室的橫截面也同樣為S4。所述腔室46通過(guò)一個(gè)設(shè)置在遠(yuǎn)離缸體30一側(cè)端壁上的孔口47連接向一條管路48，管路48自身又連接到一個(gè)外部氣壓源49上。更具體來(lái)講，所述氣壓源49是一個(gè)為空氣懸架設(shè)置的壓縮空氣源。作為非限定性的舉例，由管路48輸送的壓縮空氣壓力可以在10bar的數(shù)量級(jí)上。
在管路48中，在靠近孔口47的位置處設(shè)置了一個(gè)逆止閥50，從而可允許壓縮空氣從管路48流入到腔室46中，但阻止空氣在反方向上流動(dòng)。
在腔室46中，有一壓縮彈簧51設(shè)置在活塞42和腔室的端壁之間，其作用方向與空氣壓力的作用方向相同。所述彈簧51對(duì)活塞42作用了一個(gè)復(fù)位力，但所述力的大小相比于由壓力產(chǎn)生的作用力可忽略不計(jì)。
從而，在其中一個(gè)方向上，模擬器的活塞31受到從主缸17傳遞來(lái)的流體壓力的作用，所述壓力作用在活塞的小徑部分31a上，而在相反的方向上，活塞受到一個(gè)反向推力的作用，所述反力的大小取決于踏板16的行程。所述反力等于活塞42施加的彈性力與一變化力的差值，其中的彈性力是由推桿41傳遞的，而變化力是由作用在階梯形活塞31橫截面S3上的調(diào)制壓力Pehb產(chǎn)生的。
當(dāng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)工作在無(wú)故障方式下時(shí)，模擬器M發(fā)揮作用。在此情形中，電磁閥28和26關(guān)閉，從而使腔室21中的流體被局限在恒定的容積內(nèi)；事實(shí)上，所述腔室21中的主導(dǎo)壓力與腔室22中的壓力相同，而腔室22則連接到管路33上。
圖2是一個(gè)簡(jiǎn)略圖，可用所述附圖來(lái)建立各個(gè)物理量之間的相互關(guān)系。在下面定義出各個(gè)參數(shù)Frod＝由踏板16作用在推桿20上的操縱力(Ftige)Pmc ＝主缸17中的壓力S1 ＝主缸17的橫截面Xt ＝推桿20以及活塞18的行程
S2 ＝活塞31a的橫截面Xsimu＝活塞31的行程S3 ＝環(huán)形腔室34的橫截面Pehb ＝在孔口35處的調(diào)制壓力S4 ＝活塞42在腔室46一側(cè)的橫截面P0 ＝腔室46中的初始?jí)毫0 ＝腔室46的初始容積h0 ＝腔室46的初始軸向尺寸在沒(méi)有流體泄漏的情況下由于S1·Xt＝S2·Xsimu，所以有關(guān)系式Xt＝(S2/S1)·Xsimu。
所述裝置的結(jié)構(gòu)就是這樣，下面將描述所述裝置的工作模式。
在常態(tài)下—也就是說(shuō)當(dāng)踏板16沒(méi)有被踩下時(shí)，裝置中各個(gè)組成部件就處于圖1所示的狀態(tài)下。
一旦踏板16被觸動(dòng)，則觸點(diǎn)23就向計(jì)算機(jī)C發(fā)送代表制動(dòng)操作過(guò)程開(kāi)始的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)C使電磁閥26、28關(guān)閉，這樣就將主缸17與兩前輪的制動(dòng)件2a、2b斷開(kāi)。此外，計(jì)算機(jī)C還對(duì)電磁閥9a-9d和14a-14d進(jìn)行控制，從而在車(chē)輪制動(dòng)件2a-2d中產(chǎn)生一個(gè)壓力，所述壓力是踏板16行程的函數(shù)，更確切來(lái)講，是踏板16位置以及移動(dòng)速度的函數(shù)。對(duì)車(chē)輪抱死狀況的檢測(cè)結(jié)果等其它因素也被計(jì)算機(jī)C考慮進(jìn)去，以對(duì)制動(dòng)壓力產(chǎn)生影響。
此外，計(jì)算機(jī)C還對(duì)電磁閥37進(jìn)行控制，以在入口35處產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制后的控制壓力Pehb，所述壓力值作為踏板行程的函數(shù)，按照預(yù)定的規(guī)律變化。
圖3中的曲線L1是壓力Pehb變化規(guī)律的一種示例，壓力值是用圖中右側(cè)以bar(巴)為標(biāo)度單位的Y軸表示的，所述壓力值是沿X軸方向的、以毫米為單位的踏板行程的函數(shù)。
當(dāng)活塞42在使腔室46容積增加的方向上移動(dòng)時(shí)，則就意味著其是受空氣壓力的作用，所述空氣壓力等于從管線48輸送來(lái)壓力。但是，當(dāng)活塞42在使腔室46容積減小的方向上移動(dòng)時(shí)，逆止閥50是關(guān)閉的，從而使封在腔室46中空氣的體積執(zhí)行一個(gè)壓縮過(guò)程，所述壓縮過(guò)程一般被認(rèn)為是絕熱壓縮，從而使腔室46中空氣的壓力升高。
活塞42的作用力減去由壓力Pehb作用在活塞31橫截面S3上所產(chǎn)生的作用力就可得到一個(gè)差值。作用到活塞31a橫截面S2上的主缸壓力Pmc與所述差值相平衡。所述的壓力Pmc也作用在主缸活塞18上，從而產(chǎn)生一個(gè)反作用力，所述反作用力阻礙踏板16的前向移動(dòng)。
腔室46中的壓強(qiáng)被定義為Px，對(duì)于所述腔室的軸向尺寸(h0-Xt)，有如下的表達(dá)式Frod＝Pmc·S2＝(Px·S4)-(Pehb·S3)且各個(gè)物理量可從壓力Px與腔室46中封堵空氣體積的關(guān)系推導(dǎo)出。
圖3中的曲線G1表示了作用在推桿20上的力Ft隨所述推桿行程的函數(shù)變化規(guī)律，力Ft的數(shù)值用圖中左側(cè)以牛頓為標(biāo)度單位的Y軸表示。
只通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)C進(jìn)行編程設(shè)置，而不需要對(duì)設(shè)備作任何改動(dòng)，就可任意變動(dòng)控制壓力Pehb的規(guī)律曲線L1。這就意味著曲線G1也是可任意變動(dòng)的。
在踏板16開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，作用在推桿20上的作用力不應(yīng)太高，所以在短移動(dòng)行程的制動(dòng)中，壓力Pehb應(yīng)當(dāng)相對(duì)較高，這樣就減小了作用在踏板16上的力。
踏板16踩下的行程越長(zhǎng)，腔室22向孔腔30a輸送的流體越多。活塞31移動(dòng)向氣壓缸43，同時(shí)也推回了推桿41和活塞42。被封堵在腔室46中的空氣量就會(huì)受到程度加大的壓縮，這就導(dǎo)致有更大的力作用到推桿20上。壓力Pehb隨著踏板16的前進(jìn)而有一定的減小量，從而在向行程末端的移動(dòng)過(guò)程中，前進(jìn)阻力將會(huì)變得足夠大。
在此條件下，駕駛員所感受到的制動(dòng)力大小實(shí)際上是由外部動(dòng)力源提供的，而于駕駛員的人力無(wú)關(guān)。
圖4中的曲線K1表示了空氣壓力Px(指腔室46中的壓力)隨活塞42行程的函數(shù)變化規(guī)律，壓力Px用沿Y軸的壓力標(biāo)度單位bar表示，活塞42的行程則被表達(dá)為沿X軸的毫米單位。
當(dāng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生某些故障時(shí)，計(jì)算機(jī)C就能檢測(cè)到所述故障，例如，當(dāng)踏板16已被踩下，而傳感器13a-13d輸出的壓力值很低，計(jì)算機(jī)基于這樣的事實(shí)就可作出故障判斷。
由于出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)C就將電磁閥26、28保持在開(kāi)啟狀態(tài)，從而導(dǎo)致主缸17輸出的壓力流體就可以通過(guò)兩條相互獨(dú)立的回路流向制動(dòng)件2a和2b，這樣就可以執(zhí)行緊急制動(dòng)工況。
另外，孔腔30a中的流體會(huì)受到活塞42的頂壓，此時(shí)的活塞42仍然受到空氣壓力的作用，且在孔腔30a中產(chǎn)生了一個(gè)遠(yuǎn)大于主缸腔室22中主導(dǎo)壓力的壓力。因而，活塞31就被向后頂向圖1中的左側(cè)，并將部分流體排到管線27中，從而向制動(dòng)件2a供壓，所述供壓效果能更好地滿足制動(dòng)要求。
事實(shí)上，在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)失效的情況下，基于人力驅(qū)動(dòng)的緊急備用系統(tǒng)必須要使制動(dòng)件對(duì)于駕駛員作用在制動(dòng)踏板16上設(shè)定大小的力—例如為500牛、能促使制動(dòng)件產(chǎn)生足夠的減速度，所述減速度在目前被暫定為0.3g。由于從模擬器孔腔30a排出的一定量流體被回收來(lái)促進(jìn)緊急制動(dòng)，所以可保證緊急制動(dòng)操作的可靠性，甚至對(duì)于相對(duì)較重的汽車(chē)—例如4噸重量級(jí)別的汽車(chē)。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪制動(dòng)件的汽車(chē)液壓制動(dòng)裝置，其包括一常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)(A)，由一中央液壓?jiǎn)卧?3)向其輸送壓力制動(dòng)流體，所述的中央液壓?jiǎn)卧梢煌獠縿?dòng)力源驅(qū)動(dòng)；-一緊急制動(dòng)系統(tǒng)(B)，其由人力進(jìn)行控制；-一人工控制部件(D、16)，所述部件的前向移動(dòng)能啟動(dòng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)，或者是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)；-一制動(dòng)主缸(17)，其具有至少一個(gè)初級(jí)活塞(18)，所述初級(jí)活塞的行程受人工控制部件的控制；-至少一個(gè)安全閥(26、28)，其或者是在常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)工作正常時(shí)能將主缸(17)與車(chē)輪制動(dòng)件(2a、2b)斷開(kāi)，或者是當(dāng)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，能將主缸與至少一個(gè)車(chē)輪制動(dòng)件相連接；-一個(gè)感受模擬器(M)，其能對(duì)應(yīng)于制動(dòng)操作的程度而對(duì)人工控制部件(D、16)的前向移動(dòng)施以一反作用力，所述模擬器包括一缸體(30)，一活塞(31)在所述缸體中滑動(dòng)，所述活塞受到在一個(gè)方向上作用的主缸(17)流體壓力，并受到一個(gè)在反方向上作用的反向力作用，其中的反向力大小取決于人工控制部件的行程；-壓力流體的進(jìn)流電磁閥(9a-9d)以及排流電磁閥(14a-14d)，它們連接到車(chē)輪制動(dòng)件上；-用于檢測(cè)各個(gè)制動(dòng)參數(shù)的傳感器(8、13a-13d、24、29)，其中的制動(dòng)參數(shù)尤其是指人工控制部件的行程，和裝置中各孔口處的壓力；-和一計(jì)算機(jī)(C)，其與各個(gè)傳感器相連接，并能控制各個(gè)電磁閥，從而使車(chē)輪制動(dòng)件具有理想的制動(dòng)壓力，其特征在于所述模擬器(M)中的反向力是由一調(diào)制壓力(Pehb)對(duì)所述模擬器活塞(31)一個(gè)表面(S3)的作用產(chǎn)生的，其中所述的調(diào)制壓力通過(guò)來(lái)自于所述中央液壓?jiǎn)卧?3)輸出的流體壓力來(lái)建立并被所述計(jì)算機(jī)(C)按照預(yù)定的變化規(guī)律(L1)進(jìn)行了調(diào)整控制，其中的變化規(guī)律是按踏板行程可隨意改變的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述模擬器活塞上受調(diào)制壓力(Pehb)作用的所述表面(S3)圍出了一個(gè)變?nèi)萸?34)，其與一進(jìn)流電磁閥(36)和一排流電磁閥(37)并行地連接，其中的進(jìn)流電磁閥(36)用于輸入中央液壓?jiǎn)卧?3)的壓力流體，而排流電磁閥(37)則連接向儲(chǔ)液器(9)，用計(jì)算機(jī)(C)對(duì)所述兩電磁閥(36、37)的開(kāi)啟與閉合進(jìn)行控制，從而可按照理想的變化規(guī)律對(duì)模擬器腔室(34)內(nèi)的壓力(Pehb)進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于與所述模擬器腔室(34)相連接的所述電磁閥(36、37)屬于“通/斷”型閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的電磁閥(36、37)入口與出口間的壓力降是隨控制電流強(qiáng)度線性變化的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于所述的模擬器缸體(30)中可包括兩個(gè)相互連通的同軸、但直徑不同的孔腔(30a、30b)，且一階梯形活塞(31)具有一小徑部分(31a)和一大徑部分(31b)，小徑部分以密封的方式在小直徑的孔腔(30a)中滑動(dòng)，大徑部分(31b)在大直徑的孔腔(30b)中密封滑動(dòng)，小徑孔腔的端壁(30c)上具有一個(gè)孔口(32)，其與主缸相連接，用于使主缸輸出的壓力流體作用在階梯形活塞的小徑橫截面(S2)上，而在模擬器孔腔的過(guò)渡壁(30d)與階梯形活塞大徑截面之間則形成了一個(gè)環(huán)形腔(34)，所述環(huán)形腔與相互并聯(lián)的進(jìn)流電磁閥(36)和排流電磁閥(37)相連接。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于在所述的模擬器(M)中，反向力是一彈性力與一變化力的合力，其中的彈性力與主缸(17)壓力作用方向相反地施加在模擬器活塞上，變化力的作用方向與彈性力相反，所述變化力是由作用在模擬器活塞一表面(S3)上的調(diào)制壓力(Pehb)產(chǎn)生的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的彈性力是由至少一個(gè)彈性復(fù)位裝置產(chǎn)生的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述彈性復(fù)位裝置包括一氣動(dòng)彈簧(42、43)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述的模擬器缸體的端壁(30e)在與小徑孔腔相反的方向上封堵了大徑孔腔，所述端壁上具有一個(gè)孔洞(40)，以便于使一推桿(41)穿過(guò)此孔洞而頂在階梯形活塞(31)的大徑截面(31b)上，并對(duì)所述活塞施加彈性力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述推桿(41)可與在一氣壓缸(43)中滑動(dòng)的一氣壓活塞(42)制成一體，氣壓缸自身又與模擬器缸體(30)連為一個(gè)整體，所述氣壓缸與一個(gè)外部氣壓源(49)相連接，所述外部氣壓源尤其提供高壓氣源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于在連接向氣壓缸的壓縮空氣管線(48)中設(shè)置一個(gè)逆止閥(50)，所述逆止閥允許壓縮空氣流到氣壓缸中，但阻止其反向流出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于在所述的氣壓缸中設(shè)置一機(jī)械壓縮彈簧(51)，使其在與空氣壓力相同的方向上向氣壓活塞施力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其包括一由液壓發(fā)生器(3)驅(qū)動(dòng)的常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)(A)；一緊急制動(dòng)系統(tǒng)(B)；一人工控制部件(D、16)；一制動(dòng)主缸(17)；至少一個(gè)安全閥(26、28)；一感受模擬器(M)，隨著人工控制部件(D、16)的前向移動(dòng)，模擬器能在反向上施加一個(gè)反應(yīng)制動(dòng)程度的反作用力，所述模擬器包括一缸體(30)，一活塞(31)在所述缸體中滑動(dòng)，活塞在一個(gè)方向上受到主缸(17)的液體壓力作用，而在反方向上受到一個(gè)反向力的作用，反向力大小取決于人工控制部件的行程；進(jìn)流電磁閥(9a－9d)以及排流電磁閥(14a－14d)，它們連接到車(chē)輪制動(dòng)件(2a－2d)上；用于檢測(cè)各個(gè)制動(dòng)參數(shù)的傳感器(8、13a－13d、24、29)；以及一用于控制各個(gè)電磁閥的計(jì)算機(jī)(C)。模擬器(M)中的反向力是由一調(diào)制壓力對(duì)模擬器活塞(31)一表面的作用產(chǎn)生的，調(diào)制壓力是在中央液壓?jiǎn)卧?3)輸出壓力的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，并被計(jì)算機(jī)(C)按照給定的變化規(guī)律進(jìn)行了調(diào)整控制，其中的變化規(guī)律可根據(jù)需要進(jìn)行改動(dòng)。
文檔編號(hào)B60T8/40GK1419505SQ01807283
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月2日
發(fā)明者蒂埃里·帕斯夸, 沃納·奎蘭特 申請(qǐng)人:羅伯特博施有限公司