專利名稱：用于汽車的制動(dòng)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶權(quán)利要求1前序部分特征的用于汽車的制動(dòng)裝置以及一種帶權(quán)利要求5前序部分特征的用于控制該制動(dòng)裝置的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明設(shè)置用于一種所謂的混合車輛制動(dòng)裝置，對此指的是一種制動(dòng)裝置，它具有液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)和另外的例如是機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)。例如液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)作用到汽車的前橋的車輪上以及另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)作用到后橋的車輪上。液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)具有能人力操縱的、帶制動(dòng)力放大器的主制動(dòng)缸和一個(gè)或多個(gè)連接在主制動(dòng)缸上的液壓式車輪制動(dòng)器。若另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)電式的，那么它就具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)電式車輪制動(dòng)器。這類混合制動(dòng)裝置在公開文本DE 103 19 663 Al中公開。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明的帶有權(quán)利要求1特征的制動(dòng)裝置具有制動(dòng)力放大器，該制動(dòng)力放大器放大操縱力，亦即為了制動(dòng)操縱而施加到主制動(dòng)缸上的人力，還可以生成與由駕駛員施加到主制動(dòng)缸上的操縱力反向的力。由制動(dòng)力放大器產(chǎn)生的、與操縱力反向的力在此被稱為踏板力，所述踏板力例如作用到(腳踏)制動(dòng)踏板或(手動(dòng))制動(dòng)桿。當(dāng)例如由于泄漏而在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)無法用主制動(dòng)缸產(chǎn)生制動(dòng)壓力時(shí)，用本發(fā)明也可以產(chǎn)生一種踏板力。 當(dāng)由于液壓式制動(dòng)系統(tǒng)的故障而產(chǎn)生過低的壓力時(shí)，可以用制動(dòng)力放大器提高踏板力。按本發(fā)明的制動(dòng)裝置的制動(dòng)力放大器同時(shí)形成了用于產(chǎn)生或提高踏板力的踏板模擬器，所述踏板力必須由車輛駕駛員為制動(dòng)操縱而人力施加。通過用制動(dòng)力放大器產(chǎn)生踏板力的這種可行方案，使本發(fā)明在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行或故障時(shí)實(shí)現(xiàn)了配量的制動(dòng)操縱。另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)提供足夠的輔助制動(dòng)作用，但從技術(shù)角度看這對本發(fā)明而言不是強(qiáng)制性的，而是允許道路交通的一個(gè)法定前提。輔助制動(dòng)意味著在這種情況下，在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)用另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)對汽車制動(dòng)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成單回路式制動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槿缟纤瞿苡昧硗獾墓ぷ髦苿?dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輔助制動(dòng)。單回路式制動(dòng)系統(tǒng)比雙回路制動(dòng)系統(tǒng)更為簡單和成本低廉。從屬權(quán)利要求的主題是權(quán)利要求1中說明的本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展設(shè)計(jì)。另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)同樣可以是液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)。但它優(yōu)選不是液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)，至少不是光是液壓的工作制動(dòng)系統(tǒng)，而是例如為電動(dòng)液壓式、氣動(dòng)式或電動(dòng)氣動(dòng)式工作制動(dòng)系統(tǒng)。尤其是規(guī)定一種機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)作為另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)，它具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)電式車輪制動(dòng)器(權(quán)利要求2)。機(jī)電式車輪制動(dòng)器是公知的，它們例如具有電動(dòng)機(jī)，借助該電動(dòng)機(jī)可以經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)/平移轉(zhuǎn)換傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將制動(dòng)摩擦片按壓到制動(dòng)體上，例如制動(dòng)圓盤或制動(dòng)鼓上。在轉(zhuǎn)動(dòng)/平移轉(zhuǎn)換傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)中間可以連接減速器。轉(zhuǎn)動(dòng)
3/平移轉(zhuǎn)換傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以例如具有螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或僅具有凸輪。權(quán)利要求3限定了一種自增力的機(jī)電式車輪制動(dòng)器。在此也公知各種不同的結(jié)構(gòu)形式。例如，帶機(jī)電式操縱機(jī)構(gòu)和一個(gè)或兩個(gè)相碰的制動(dòng)蹄的鼓式制動(dòng)器是一種自增力的機(jī)電式車輪制動(dòng)器。對盤式制動(dòng)器而言，公知例如帶楔形機(jī)構(gòu)的自增力裝置，自增力裝置沿著帶楔的制動(dòng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向支撐摩擦制動(dòng)片。轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)圓盤將在操縱制動(dòng)器時(shí)已經(jīng)被壓向制動(dòng)圓盤的摩擦制動(dòng)片加載到變窄的楔形間隙中，所述楔形間隙按照楔原理提高了盤式制動(dòng)器的張緊力。公開文本DE 100 56 451 Al例如指出了一種自增力的機(jī)電式盤式制動(dòng)器，其有楔形機(jī)構(gòu)以自增力。自增力的制動(dòng)器的列舉并未結(jié)束。例如可以用一種變型后的負(fù)壓制動(dòng)力放大器作為制動(dòng)力放大器，它的負(fù)壓室可以例如用電磁閥通風(fēng)。負(fù)壓室位于制動(dòng)力放大器的工作薄膜的面朝主制動(dòng)缸的那一側(cè)上，負(fù)壓室通常不通風(fēng)。若負(fù)壓室例如為了制動(dòng)力放大而代替工作腔被通風(fēng)，那么制動(dòng)力放大器就沿阻礙制動(dòng)操縱的方向作用。以此方式產(chǎn)生所期望的踏板力。權(quán)利要求4限定了一種機(jī)電式制動(dòng)力放大器，由于其構(gòu)造類型而可以電動(dòng)或電子地控制它的力。作為機(jī)電式制動(dòng)力放大器的范例，引用了公開文本DE 100 57 557 Al，它用電磁鐵或直線電動(dòng)機(jī)機(jī)電地產(chǎn)生一個(gè)力。制動(dòng)力放大器的這個(gè)力與由車輛駕駛員為進(jìn)行制動(dòng)操縱而施加的人力和操縱力相加。例如帶電動(dòng)機(jī)的機(jī)電式制動(dòng)力放大器的另一種設(shè)計(jì)方案同樣是可行的，所述電動(dòng)機(jī)經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)施力。但制動(dòng)力放大器必須設(shè)計(jì)成，使在與操縱方向相反的方向上也能生成力。權(quán)利要求5的技術(shù)主題是一種用于控制如前所述的混合制動(dòng)裝置的方法。“控制” 一詞在此表示調(diào)節(jié)。所述方法規(guī)定，當(dāng)在操縱制動(dòng)裝置時(shí)，主制動(dòng)缸不產(chǎn)生制動(dòng)壓力或至少不產(chǎn)生通常的制動(dòng)壓力時(shí)，將制動(dòng)力放大器用作踏板模擬器并產(chǎn)生踏板力。駕駛員在操作制動(dòng)裝置時(shí)感受到了反作用力，即使這個(gè)反作用力不是或僅部分通過由主制動(dòng)缸產(chǎn)生的制動(dòng)壓力引起。這在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)了用另一種工作制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行配量的制動(dòng)操縱。權(quán)利要求5規(guī)定了一種操縱傳感單元來進(jìn)行控制，制動(dòng)操縱可以用這種傳感器來進(jìn)行測量。在此，涉及踏板行程傳感器和踏板力傳感器或壓力傳感器，用這些傳感器可以根據(jù)踏板行程來測量踏板力和制動(dòng)壓力并且將它們與制動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的一般值對比。在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，可以有意識(shí)地用制動(dòng)力放大器產(chǎn)生不同于通常的操縱力的踏板力，讓車輛駕駛員感受到制動(dòng)裝置不正常，但盡管如此可以通過踏板力配量地制動(dòng)。權(quán)利要求6取而代之地規(guī)定了在給定操縱路徑時(shí)生成通常的操縱力，液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)的故障不能被車輛駕駛員感知到，因此應(yīng)當(dāng)例如通過光學(xué)和/或聲學(xué)的指示來通知他。


接下來借助附圖所示實(shí)施形式詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖中 圖1示意性示出了按本發(fā)明的、用于汽車的制動(dòng)裝置；并且
圖2示出了圖1的制動(dòng)裝置的制動(dòng)力放大器的示意性軸剖面。
具體實(shí)施例方式圖1所示的按本發(fā)明的用于汽車的制動(dòng)裝置1包括一種液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2和一種機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3。液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2例如用于制動(dòng)前橋的車輪，而機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3則用于制動(dòng)后橋的車輪。液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2包括主制動(dòng)缸4，它能用借助制動(dòng)踏板5的人力操縱。主制動(dòng)缸4具有機(jī)電式制動(dòng)力放大器6。液壓式車輪制動(dòng)器8經(jīng)由液壓總成7連接在主制動(dòng)缸4上。液壓總成7包含一個(gè)經(jīng)常也被稱為回輸泵的液壓泵9 和磁性閥10，磁性泵用于對單個(gè)車輪的車輪制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)以及用于對單個(gè)車輪的制動(dòng)力控制。這種液壓總成7作為公知作為滑動(dòng)調(diào)節(jié)裝置用于防阻調(diào)節(jié)、驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)調(diào)節(jié)和/或行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)，公知用于這些調(diào)節(jié)的有ABS、ASR、FDR和ESP (縮寫)。液壓總成7對本發(fā)明而言不是必要的。圖2以簡化的示意性軸剖面圖示出了機(jī)電式制動(dòng)力放大器6的一種實(shí)施形式。制動(dòng)力放大器6具有活塞桿11，活塞桿與制動(dòng)踏板5鉸接地連接，借助該活塞桿能將施加到制動(dòng)踏板5上的人力經(jīng)由反動(dòng)式圓盤12傳遞到壓桿13上。壓桿13以常規(guī)方式加載在圖 2中未示出的主制動(dòng)缸4的活塞。此外，制動(dòng)力放大器6還具有機(jī)電式促動(dòng)器14，借助該促動(dòng)器同樣可以經(jīng)由反動(dòng)式圓盤12將由促動(dòng)器14產(chǎn)生的促動(dòng)力傳遞到壓桿13上。象征性地示出了用于產(chǎn)生力的電動(dòng)機(jī)15，其中，電動(dòng)機(jī)也可以是一種直線電動(dòng)機(jī)。同樣也能用電磁鐵產(chǎn)生促動(dòng)力(未示出)。反動(dòng)式圓盤12是橡膠彈性體，它將踏板桿11的人力和由促動(dòng)器 14產(chǎn)生的促動(dòng)力作為壓力傳遞到壓桿13上。制動(dòng)力放大器6這樣改型，使得用它可以將與操縱方向反向的力作用到活塞桿11 上以及經(jīng)由活塞桿將這個(gè)力施加到制動(dòng)踏板5上。這個(gè)力在下文中被稱為踏板力。為此目的，制動(dòng)力放大器6具有能切換的離合器，例如磁性離合器16。借助磁性離合器16可以將促動(dòng)器14和壓桿11相連，從而如所述那樣能夠?qū)⑴c操縱方向反向的、在圖2中向右作用的力從促動(dòng)器14經(jīng)由磁性離合器16、反動(dòng)式圓盤12和活塞桿11施加到制動(dòng)踏板5上。用制動(dòng)力放大器6可以即使在主制動(dòng)缸4無壓力的情況下產(chǎn)生踏板力，該踏板力抵抗由車輛駕駛員施加到制動(dòng)踏板5上的人力。由此也無需主制動(dòng)缸4中的壓力而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)踏板5的配量操縱。磁性離合器16或離合器通常指的是聯(lián)接元件，當(dāng)聯(lián)接元件，在實(shí)施例中也就是磁性離合器16，將促動(dòng)器14與踏板桿11直接或間接地經(jīng)由其它構(gòu)件連接起來時(shí)，促動(dòng)器4的與主制動(dòng)缸4的操縱方向反向的促動(dòng)力能夠經(jīng)由這種聯(lián)接元件傳遞到踏板桿11和制動(dòng)踏板5上。另一種可以考慮的聯(lián)接元件是活塞和氣缸單元，該活塞和氣缸單元將促動(dòng)器14與活塞桿11連接，其中，氣缸內(nèi)的液體容器例如可以用磁性閥閉鎖，從而使活塞和氣缸單元將踏板桿11剛性地與促動(dòng)器14連接。在閥打開時(shí)，踏板桿11能夠相對促動(dòng)器14移動(dòng)。優(yōu)選限制能用磁性離合器16或通常為聯(lián)接元件傳遞的力，從而在人力操縱主制動(dòng)缸4時(shí)，在磁性離合器16閉合時(shí)，可以覆蓋一個(gè)可能被封鎖的促動(dòng)器14。為了控制或調(diào)節(jié)，制動(dòng)力放大器6具有力傳感器17，施加到制動(dòng)踏板5上的人力能夠借助該力傳感器17 進(jìn)行測量，制動(dòng)力放大器還具有測量促動(dòng)器14的運(yùn)動(dòng)的行程傳感器18和測量活塞桿11相對促動(dòng)器14的移動(dòng)的位置傳感器19。制動(dòng)裝置1的機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3具有機(jī)電式制動(dòng)器20。在實(shí)施形式中，選擇使用一種象征性地通過制動(dòng)鉗內(nèi)的雙重楔自增力的機(jī)電式制動(dòng)器20。自增力式制動(dòng)器20 對本發(fā)明而言不是強(qiáng)制性的。能借助楔形機(jī)構(gòu)機(jī)電式自增力的自增力機(jī)電式盤式制動(dòng)器是公知的。例如參考公開文本DE 100 56 451 Al。液壓式自增力裝置也是公知的。此外，使用鼓式制動(dòng)器作為制動(dòng)器20，鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)蹄被機(jī)電式地張緊，也就是說為了制動(dòng)而被壓向制動(dòng)鼓。鼓式制動(dòng)器通過一個(gè)或兩個(gè)相撞的制動(dòng)蹄實(shí)現(xiàn)自增力。為了控制或調(diào)節(jié)機(jī)電式制動(dòng)器20，有一個(gè)電子控制器21，該電子控制器也控制或調(diào)節(jié)制動(dòng)力放大器6和液壓總成7的部件，也就是說實(shí)施滑動(dòng)調(diào)節(jié)。電子控制器21接收來自制動(dòng)力放大器6的傳感器17、18、19和壓力傳感器22的信號(hào)，主制動(dòng)缸4內(nèi)的壓力借助該壓力傳感器測量。在圖1中示出了踏板行程傳感器23，它測量制動(dòng)踏板5或活塞桿11的行程。踏板行程傳感器23可以踏到制動(dòng)力放大器6的行程傳感器18和位置傳感器19的位置上。傳感器17、18、19、22、23構(gòu)成操縱傳感器單元，用該操縱傳感器單元能夠測量制動(dòng)操縱。因此根據(jù)踏板力來求出踏板行程，其中，取代踏板力的是，也可以測量主制動(dòng)缸4內(nèi)的壓力。也就是測量所謂的踏板特性曲線。傳感器局部為冗余的，符合的有，壓力傳感器22 或力傳感器17和踏板行程傳感器23或行程傳感器18和位置傳感器19。液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2設(shè)計(jì)成單回路式的，因?yàn)樵诠收蠒r(shí)，始終還能用機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3制動(dòng)。若在制動(dòng)操縱時(shí)，亦即踏下制動(dòng)踏板5時(shí)，由于故障，例如液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2內(nèi)發(fā)生泄漏，而不能用主制動(dòng)缸4形成壓力時(shí)，則如所述那樣用機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。用制動(dòng)力放大器6產(chǎn)生與操縱方向相反的踏板力并且將這個(gè)踏板力施加到制動(dòng)踏板5上，從而使車輛駕駛員在踏下制動(dòng)踏板5時(shí)會(huì)感到受阻，由此實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)操縱的配量或肯定要比在制動(dòng)踏板5完全或幾乎不受力的情形下好。如上所述，由此產(chǎn)生與操縱方向反向的踏板力，即，閉合磁性離合器16并這樣來給促動(dòng)器14通電，使得促動(dòng)力與操縱方向反向。即使主制動(dòng)缸4內(nèi)的壓力在制動(dòng)操縱時(shí)由于故障而變小，亦即低于一般情況， 也可以用制動(dòng)力放大器6以所述方式提高踏板力。用本發(fā)明可以與用主制動(dòng)缸4的壓力形成無關(guān)地獲得通常的踏板特性曲線，亦即與踏板行程相關(guān)的通常的踏板力。也可以在故障情況下產(chǎn)生以能追溯的方式與通常的踏板力不同的踏板力，以便向車輛駕駛員反饋，制動(dòng)裝置1不是完全運(yùn)行。盡管如此，這個(gè)制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)了或肯定簡化了制動(dòng)操縱的配量。基于兩種不同的工作制動(dòng)系統(tǒng)2、3，亦即液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)2和機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)3的結(jié)合，所以制動(dòng)裝置1也可以被稱為混合制動(dòng)裝置?；诋a(chǎn)生與主制動(dòng)缸4的操縱方向反向的踏板力的制動(dòng)力放大器6的改型，制動(dòng)力放大器6同時(shí)也構(gòu)成了一種踏板模擬器，借助該踏板模擬器可以在即使主制動(dòng)缸4內(nèi)沒有壓力時(shí)，也產(chǎn)生踏板力。
權(quán)利要求
1.用于汽車的制動(dòng)裝置，包括液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)和另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)，其中，液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)具有帶制動(dòng)力放大器(6)的能人力操縱的主制動(dòng)缸(4)和一個(gè)或多個(gè)連接在主制動(dòng)缸(4)上的液壓式車輪制動(dòng)器(8)，其特征在于，制動(dòng)力放大器(6)設(shè)計(jì)成踏板模擬器并且能夠產(chǎn)生與操縱力反向的踏板力。
2.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)裝置，其特征在于，制動(dòng)裝置(1)具有帶機(jī)電式車輪制動(dòng)器 (20)的機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)作為另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)。
3.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)裝置，其特征在于，機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)的機(jī)電式車輪制動(dòng)器(20)是自增力的。
4.按權(quán)利要求1所述的制動(dòng)裝置，其特征在于，液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)具有機(jī)電式制動(dòng)力放大器(6)。
5.用于控制用于汽車的制動(dòng)裝置(1)的方法，包括液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)和另外的工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)，其中，液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)具有帶制動(dòng)力放大器(6)的能人力操縱的主制動(dòng)缸(4)和一個(gè)或多個(gè)連接在主制動(dòng)缸(4)上的液壓式車輪制動(dòng)器(8)，其特征在于，制動(dòng)裝置(1)具有操縱傳感單元(17、18、19、22、23)，用該操縱傳感單元能夠測量制動(dòng)操縱，制動(dòng)裝置還具有制動(dòng)力放大器(6)，其被設(shè)計(jì)成踏板模擬器并能夠產(chǎn)生踏板力，該踏板力與操縱力反向，并且當(dāng)在操縱行程中沒有達(dá)到通常的操縱力時(shí)，用該制動(dòng)力放大器(6) 產(chǎn)生與操縱力反向的踏板力。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生通常的操縱力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合制動(dòng)裝置(1)，包括液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)和機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)。本發(fā)明建議，設(shè)計(jì)制動(dòng)力放大器(6)作為踏板模擬器，利用其除了增力外還可以產(chǎn)生與操縱方向反向的踏板力。在液壓式工作制動(dòng)系統(tǒng)(2)停止運(yùn)行時(shí)，用機(jī)電式工作制動(dòng)系統(tǒng)(3)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，并且用制動(dòng)力放大器(6)產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)或無論如何簡化了制動(dòng)操縱的配量的踏板力。
文檔編號(hào)B60T13/12GK102256843SQ200980151051
公開日2011年11月23日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者福勒特 H., 魏伯勒 R. 申請人:羅伯特·博世有限公司