专利名称：用于连接制动输入元件与主制动缸的耦接装置以及用于运行这种耦接装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接制动输入元件与车辆的主制动缸的耦接装置。此外，本发明还涉及一种用于运行这种耦接装置的方法。
背景技术：
电动车辆和混合动力车辆具有设计用于可再生的制动的制动系统，该制动系统具有在可再生的(rekuperativ)制动时发电机驱动的电动机。在可再生的制动时获得的电能在缓冲存储之后优选用于车辆的加速。以这种方式可减低电动-和混合动力车辆的损失功率、能量消耗和有害物质排放，在行驶期间当频繁制动时传统的车辆具有所述损失功率。当然，电动机、例如电驱动马达的发电机驱动通常以车辆的确定的最小速度为前提。因此，可再生的制动系统通常不能向车辆的车轮施加发电机的制动力矩如此之久，直到之前行驶的车辆处于静止状态。因此，混合动力车辆除了可再生运行的电动机外通常还具有液压制动系统，借助于该液压制动系统至少在低的速度范围内可以补偿可再生的制动器遗漏的制动效果。在这种情况下，当可再生的制动器在大多数情况下未向车轮施加制动力矩时，即使当电蓄能器充满时，也可以通过液压制动系统施加总制动力矩。另一方面，在一些情况下期望将尽可能小的液压制动力施加到车轮上，以便实现高的可再生率。例如，在换挡过程之后通常激活去耦的发电机作为可再生的制动器，以便确保中间存储器的可靠的充电以及确保大的能量节省。一般说来，驾驶员优选其车辆的总制动力矩，该总制动力矩相应于其对制动输入元件的操作，例如其制动踏板操作，而与可再生的制动器的激活或去激活无关。因此，一些电动-和混合动力车辆具有自动化装置，该自动化装置要使液压制动系统的制动力矩如此匹配于可再生的制动器的当前制动力矩，使得遵循期望的总制动力矩。因此，驾驶员不必自己通过使制动输入元件的操纵与可再生的制动器的当前制动力矩匹配而承担的减速调节器的任务。用于这种自动化装置的例子是线控制动-制动系统(Brake — by — wire 一Bremssystem),特别是 EHB 系统，例如在 http://en. wikipedia. org/wiki/Brake-by-wire中描述的那样。
发明内容
本发明提供了具有权利要求1的特征的用于连接车辆的制动输入元件和主制动缸的耦接装置，以及具有权利要求15的特征的用于运行这种耦接装置的方法。本发明提供了一种耦接装置，其在第一运行模式中可用作退耦装置，用于使制动输入元件与主制动缸退耦以及在第二运行模式中可用作耦合装置，用于使制动输入元件与主制动缸耦合。因此，在第一运行模式中，尽管对制动输入元件进行操纵并且通过操纵使输入活塞由其初始位置移动了比预先给定的第一最小制动行程小的制动行程，主制动缸的内部压力不增大。相对地，在第二运行模式中，在对制动输入元件进行操纵并且通过操纵使输入活塞由其初始位置移动了处于预先给定的第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的调节行程时，驾驶员已经可以直接制动到主制动缸中。相应地，根据本发明的方法实现了，耦接装置可选地用作退耦装置以用于使制动输入元件与主制动缸退耦并且用作耦合装置以用于使制动输入元件耦合到主制动缸上。此外，当耦接装置的当前的运行模式选择作为退耦装置或作为耦合装置时，该方法确保了，最新的运行模式是在制动输入元件的操纵、当前的车辆状态和/或车辆的实时行驶方式方面有利的运行模式。同时，根据本发明的耦接装置和相应的方法确保了线控制动-制动系统的优点。无论在第一运行模式中还是在第二运行模式中都可以与操纵制动输入元件无关地调节主制动缸的内部压力。还可以使用退耦，用于掩饰可再生的制动系统的可再生的力矩。根据本发明的技术的另一个优点是，无论在第一运行模式中还是在第二运行模式中，在(较长时间地)操纵制动输入元件时，即在越过了第一最小制动行程或第二最小制动行程之后，输入活塞与输出活塞接触，并进而把施加到制动输入元件上的驾驶员制动力通过输入活塞传递到输出活塞上。因此，在如此操纵制动输入元件时，由驾驶员施加到制动输入元件上的力可以用于增大主制动缸中的制动压力。因此借助于根据本发明的技术可使用一种制动装置，该制动装置的功率和能量吸收需要满足比线控制动-制动系统的助力制动装置更低的要求。同时可使用的、基于运行模式用作助力制动器或辅助力制动器的制动装置确保了车辆的可靠制动。因此，在本发明中省略了成本相对较高的线控制动-制动系统。此外，对至少一个第二最小制动行程的制动行程来说，通过输入活塞从制动输入元件至输出活塞的直接力传递使装备了输入活塞和输出活塞的车辆的安全标准提高。本发明可用于可再生的和/或制动力增强的制动系统。其特别是提供了下述可能性，即借助于传感器或借助于估计来查明，车辆的驾驶员和/或控制系统期望怎样的总制动力矩以及通过可再生的制动器施加了怎样的实际可再生的制动力矩。随后，可以获取期望的总制动力矩和可再生的制动力矩之间的差值，在制动输入元件退耦之后借助于调节主制动缸中相应的内部压力主动地确定该可再生的制动力矩。这样实现了掩饰(随时间变化的)可再生的制动力矩，而驾驶员不必为此执行额外的工作耗费。对执行该段落中描述的方法步骤来说，无需昂贵的电子装置。因此，在使用本发明时以合理的成本确保了足够的可再生效率。有利地，此处描述的方法步骤可额外地如此迅速地执行，使得可以通过相应地减小或增大主制动缸中的内部压力而迅速地对可再生的制动力矩随时间的变化作出反应。在一种有利的实施方案中，耦接装置包括助力制动装置，借助于该助力制动装置可附加地如此把助力传递到输出活塞上，使得借助于传递到输出活塞上的助力可提高主制动缸中的内部压力。借助于这种也可以称为制动力放大器的助力制动装置，能以有利的方式主动地在主制动缸中设定期望的内部压力。例如，可控制的制动力放大器，特别是电动机械的制动力放大器可用作适合的助力制动装置。因此，特别是当制动踏板退耦时，发电机的发电机制动力矩可以借助于助力制动装置再生。额外地，助力制动装置也可以用于，减小要由驾驶员施加的、用于使车辆制动直至静止的力。输出活塞特别是可借助于助力制动装置以第一最大调节速度来调节，该第一最大调节速度小于从其初始位置开始移动的输入活塞的第二最大调节速度，从而借助于以最大操纵速度来操纵制动输入元件可自动地使耦接装置从第一运行模式转换为第二运行模式，在该最大操纵速度时能以第二最大调节速度调节输入活塞。因此，当相应于大于预先给定的临节调节速度的调节速度来操纵制动输入元件时，耦接装置自动地转换为第二运行模式(耦合模式)。因此，快速地操纵制动输入元件自动地引起了输出活塞与输入活塞及早接触，并进而引起了用于制动至主制动缸中的驾驶员制动力的增强的(及早的)力传递。同样地，助力制动装置还可以设计用于，在第一运行模式中以小于预先给定的临节调节速度的第一速度来调节输出活塞，以及在第二运行模式中以大于预先给定的临节调节速度的第二速度调节输出活塞。耦接装置优选包括控制装置，借助于该控制装置在考虑关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力、驾驶员制动力随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式和/或行驶方式随时间的变化的至少一个参量的情况下，至少可使耦接装置转换为第一状态中或第二运行模式。例如，当选择性地使耦接装置至少转换为第一运行模式或第二运行模式时，通过这种方式可以考虑制动操纵的至少一个特征参量。根据此处列举的制动操纵的特征参量，能够可靠地识别，驾驶员是偏爱车辆的突然制动或者说减速制动(Abbremsen)还是车辆的缓慢制动。例如，快速地操纵制动输入元件、突然加速对制动输入元件的操纵、相对较大的驾驶员制动力以及驾驶员制动力的迅速增大表明，驾驶员期望车辆的突然的减速制动。在这种情况下可以借助于根据本发明的技术在小的制动行程时就已经把驾驶员制动力传递到输出活塞上，并进而用于提高主制动缸中的内部压力。控制装置还可以设计用于，关于可再生的制动系统的组件的状态和/或状态随时间的变化的至少一个参量被考虑作为所述至少一个参量。这样还确保了有利地确定最新的运行模式。可再生的制动系统的组件的这种状态参量例如可以是电池的充电状态和/或发电机的运行模式。此外，控制装置还可以设计用于，车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率被考虑作为至少一个参量。因此，在交通和驾驶情况中一其中快速的制动压力提高是有利的一可以通过耦接装置转换为第二运行模式而在较小的制动行程的情况下就已经使由驾驶员施加在操纵元件上的驾驶员制动力传递到输出活塞上。控制装置优选设计用于，如此控制力传递组件从驶入位置到至少一个驶出位置中，使得在第一运行模式中，阻止了通过被控制进入驶入位置中的力传递组件进行从由其初始位置移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程的输入活塞到输出活塞上的力传递，以及在第二运行模式中，驾驶员制动力可通过被控制进入至少一个驶出位置中的力传递组件而从由其初始位置移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程的输入活塞传递到输出活塞上。借助于力传递组件的驶出，即使在第二最小制动行程的情况下也可以实现输入活塞和输出活塞之间的力传递连接。相应地，在制动行程小于第一最小制动行程的情况中，力传递组件的驶入可以取消输出活塞和输入活塞之间的力传递连接。通过这种方式可以简单地使耦接装置从第一运行模式转换为至少第二运行模式。例如，力传递组件可以包括多级的棘轮。在这种情况下，耦接装置除了第一运行模式和第二运行模式外还可以转换为至少另一个运行模式。
在另一个有利的实施方案中，耦接装置包括液压系统壳体，该液压系统壳体具有至少部分地被液体填充的内腔，输入活塞和输出活塞至少部分地伸入到该内腔中。在这种情况下，可以有利地影响反作用于输入活塞的移入的力。有利地，液压系统壳体的内腔通过至少一个第一线路与设计为活塞-汽缸-单元的踏板模拟器液压连接。这是有利的踏板模拟器的可价廉地实现的设计方案。设计为活塞-汽缸-单元的踏板模拟器特别是可以具有相应于制动特性的非线性弹簧特性。这样确保了在操纵制动操纵元件时对驾驶员来说标准化的制动感觉。可选地或补充地，液压系统壳体的内腔和/或踏板模拟器可以通过至少一个第二线路和阀与无反作用力的液压液体-存储器体积液压连接。在这种情况下，在阀打开之后即使在输入活塞移入时也阻止内腔中建立压力。在一种有利的改进方案中，耦接装置包括控制装置，借助于该控制装置在考虑关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力、驾驶员制动力随时间的变化、加速踏板的操纵、操纵加速踏板随时间的变化、操纵加速踏板的操纵速度随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式、行驶方式随时间的变化、交通情况和/或环境情况的至少一个参量的情况下，所述阀至少可被切换至打开状态和闭合状态。这样特别是确保了在危险情况中通过阀的打开可以实现驾驶员对制动输入元件的迅速且几乎无需力的操纵。在具有这种耦接装置的制动系统中以及在具有相应的耦接装置或这种制动系统的车辆中，也确保了在上述段落中列举的优点。此外，可借助于用于运行耦接装置的相应方法来实现上述优点。
下面根据附图描述本发明的其它特征和优点。附图示出
图1示出了耦接装置的第一实施方案的示意图2示出了耦接装置的第二实施方案示意图；以及图3示出了用于介绍所述方法的实施方案的流程图。
具体实施例方式图1示出了耦接装置的第一实施方案的示意图。在图1中示意性示出的耦接装置具有布置/可布置在主制动缸10上的输出活塞12。借助于将输出活塞12的至少一部分插入到主制动缸10中可提高主制动缸10的至少一内部体积中的压力。随后描述的根据本发明的技术不局限于主制动缸10和输出活塞12的特定类型。耦接装置还包括输入活塞14，该输入活塞如此可布置/布置在(仅部分描述的)制动输入元件16上，使得当操纵制动输入元件16时，输入活塞14可从初始位置sO移动了制动行程S。(未示出的)传感器，例如踏板行程传感器或力传感器可安置在制动输入元件16上，借助于所述传感器可获取对制动输入元件16的操纵。例如，制动输入元件16可设计为制动踏板。然而要指出，此处描述的耦接装置的可实施性不以制动输入元件16或输入活塞14的特定的设计为前提条件。
有利地如此确定输入活塞14的初始位置s0，使得在(未被操纵的)输出活塞12和当未操纵制动输入元件16时处于其初始位置sO中的输入活塞14之间存在间隙18。对此也可以如此描述，即两个活塞12和14在其初始位置中当未操纵制动输入元件16时不接触。因此，由于间隙18阻止了处于其初始位置中的活塞12和14之间的力传递。因此，通过活塞12和14之间的间隙18可实现制动输入元件16与主制动缸10的退耦。与此相对,输入活塞14从其初始位置sO移动了为至少一个预先给定的第一最小制动行程的制动行程S，这导致两个活塞12和14相接触。通过这种方式，施加到制动输入元件16上的驾驶员制动力Ff可通过从其初始位置sO移动了为至少所述第一最小制动行程的制动行程s的输入活塞14传递到输出活塞12上。可传递的驾驶员制动力Ff可理解为由驾驶员施加到制动输入元件16上的分力。除了驾驶员制动力Ff外，驾驶员还可以将另一个分力施加到制动输入元件16上，该分力用于克服反作用于制动输入元件16和/或输入活塞14的移动的摩擦力。借助于通过输入活塞14传递到输出活塞12上的驾驶员制动力Ff可以如此移动输出活塞12，使得缩小主制动缸10的至少一内部体积，并进而提高其中存在的内部压力。借助于提高的内部压力可以提高至少一个可耦接到主制动缸10上的(未示出的)制动回路的至少一个(未示出的)轮制动缸的制动压力。通过这种方式可形成至少一个轮制动缸的可施加到车辆的至少一个轮上的至少一个(液压)制动力矩。要指出，此处描述的耦接装置的可用性不以至少一个制动回路的特殊设计或者制动回路中布置的轮制动缸的特定类型为前提。耦接装置可选地包括助力制动装置，借助于助力制动装置可如此将(未示出的)助力传递到输出活塞12上，使得借助于传递到输出活塞12上的助力可提高主制动缸10中的内部压力。例如，助力制动装置可以设计为制动助力器，特别是设计成电动机械的制动助力器和/或设计成液压的制动助力器(1-Booster)。以优选的方式，助力制动装置是始终可调节/可控制的制动助力器(无源的(aktiv)助力制动装置)。然而要指出，助力制动装置的设计不局限于用于制动助力器的此处列举出的例子。助力制动装置可以包括可借助于控制装置20触发的机动的传动装置22(电动机)，借助于传动装置可以如此调节布置/可布置在输出活塞12上的支承活塞24，使得输出活塞12可与支承活塞24 —起被调节以改变主制动缸10中的内部压力。尽管阻止了力从输入活塞14传递到与输入活塞14间隔开的输出活塞12上，仍然特别是可以借助于助力制动装置来调节输出活塞12。下文更详细地研究助力制动装置的其它有利的设计可能性。图1的耦接装置具有第一运行模式，在该第一运行模式中当输入活塞14从其初始位置sO移动了小于第一最小制动行程的制动行程s时，输入活塞14如此与输出活塞12间隔开，使得阻止了从由其初始位置sO移动了小于第一最小制动行程的制动行程s的输入活塞14到输出活塞12上的力传递。因此,利用相对较小的驾驶员制动力Ff对制动输入元件16的操纵引起了输入活塞14从其初始位置sO移动了小于第一最小制动行程的(小的)制动行程s，该制动行程不足以越过或者说克服(Uberwinden)间隙18。因此，在第一运行模式中确保了，驾驶员从通过第一最小制动行程定义的最小操纵开始才直接制动到主制动缸10中，或到至少一个轮制动缸中。此外，耦接装置可转换到至少一个第二运行模式中，其具有小于第一最小制动行程的第二最小制动行程。在耦接装置的第二运行模式中，从其初始位置sO移动了小于第二最小制动行程的制动行程s的输入活塞14如此与输出活塞12间隔开，使得阻止了从输入活塞14到输出活塞12上的力传递。换言之也可以如此描述这种情况，在输入活塞14从其初始位置sO移动了小于第二最小制动行程的制动行程s期间，由于输入活塞和输出活塞的间距阻止了从输入活塞14到输出活塞12上的力传递。与此相对，驾驶员制动力Ff可通过从其初始位置sO移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程s的输入活塞14传递到输出活塞12上。因此，耦接装置的第二运行模式对驾驶员来说确保了一种可能性，即在越过较短的空行程(第二最小制动行程)之后直接制动到主制动缸10中或到至少一个轮制动缸中。因此，具有转换为第二运行模式的耦接装置的制动系统还可以在放弃使用制动系统本身的电子装置的情况下更快地对驾驶员对制动输入元件16的操纵作出反应。与此相对，第一运行模式确保了制动输入元件16和主制动缸10之间以较大的空行程(第一最小制动行程)的有利的退耦。由于退耦而可能出现的(轻微的)对制动感觉/踏板感觉的限制由于其低的程度而对驾驶员来说不能/几乎不察觉并进而可容忍。制动输入元件16与主制动缸10的退耦可以通过有利地确定第一最小制动行程而如此设计，使得退耦特别是存在于制动操纵的范围内，在该范围中通常使用了用于可再生的制动的发电机。例如，第一最小制动行程可以通过间隙18的有利的最大宽度b来如此确定，使得在退耦期间也可以将较大的发电机-制动力矩施加到车辆的至少一个车轮上，而不超出由驾驶员预先给定的车辆的额定减速。间隙18的最大宽度b特别是可以至少相应于对最大可再生的减速来说必要的制动行程S。下面仍涉及用于有利地设计第一最小制动行程的其它可能性。下面更详细地研究用于价廉地实现耦接装置的助力制动装置的特别有利的设计方案
优选如此设计控制装置20，从输入活塞14由其初始位置sO移动开始，使输出活塞12以预先给定的制动调节速度vO沿从输入活塞14离开的方向移动。当操纵制动输入元件16时，活塞12和14之间存在的间隙18缩小了可至少通过输入活塞14的调节速度V和制动调节速度vO确定/定义的差值。如果传动装置22的马达(电动机)随着(基于信号等待时间和计算时间导致的)时间延迟才开始运动，则也可以增大该差值。输出杆12 (制动调节速度v0)的动力或者说动态(Dynamik)取决于传动装置22的传动装置尺寸和马达尺寸，且可以如此设计，使得从输入活塞14移动了可确定的(有利的)空行程开始才封闭间隙18并且因此在活塞12和14之间形成传力配合。因此，通过有利地确定至少一个制动调节速度vO，或者借助于通过由控制装置20输出的控制信号26对传动装置22有利的触发还可以实现用于至少所述第一最小制动行程和第二最小制动行程的优选值。在一种优选的实施方案中，输出活塞12借助于助力制动装置能以用于制动调节速度vO的第一最大调节速度来移动，该第一最大调节速度小于用于从其初始位置sO移动的输入活塞14的调节速度V的第二最大调节速度。因此确保了，通过以最大操纵速度来操纵制动输入元件16可自动地使耦接装置从第一运行模式转换为第二运行模式，在该最大操纵速度中能以第二最大调节速度来调节输入活塞14。
换言之还可以如此描述这种情况，即输入活塞14利用小于通过输出活塞12的第一最大调节速度预先给定的临节调节速度的调节速度V的移动在输入活塞14的移动行程s较大时而封闭间隙18。与此相对,在输入活塞14的移动行程s较小时,输入活塞14利用大于预先给定的临节调节速度的调节速度V而进行的移动导致间隙18的封闭。因此，当输入活塞14利用小于临节调节速度的调节速度V的移动，或者相应的对制动输入元件10的操纵已经引起了耦接装置自动地转换为第一运行模式。当相应于大于预先给定的临节调节速度的调节速度V来操纵制动输入元件16时，耦接装置自动地转换为第二运行模式。因此，对此处描述的耦接装置来说，活塞12和14之间的退耦基于制动输入元件10的操纵速度(自动地)可通过由驾驶员迅速操纵制动输入元件16而取消，而对此不需要用于获取制动输入元件16的操纵速度的电子装置/传感器装置。在由驾驶员迅速操纵制动输入元件16时施加的能量(驾驶员制动力Ff)可以同时用于制动。对此处描述的耦接装置来说，制动输入元件16与主制动缸10的退耦和耦合是纯无源的，也就是说不存在对额外执行器的触发。因此确保了，在需要制动系统的高功率和驾驶员因此直觉地执行对制动输入元件16的快速操纵的操纵情况中，通过制动输入元件16耦合到主制动缸10上，驾驶员制动力Ff也用于(迅速地)建立至少一个轮制动缸中的有利的制动压力。通过这种方式，附加地可明显降低可由助力制动装置提供的电功率。这样允许了借助于本发明更价廉地设计助力制动装置。在示出的实施方案中，耦接装置具有液压系统壳体35，该液压系统壳体具有至少一个设计为防水的内腔36，输入活塞14的至少一个背离制动输入元件16的部段和输出活塞12的背离主制动缸的部段伸入到该内腔中。内腔36优选至少部分地用液体、优选用至少一个与主制动缸10液压连接的制动回路的液压液体(制动液体)填充。通过合适地设计内腔36的壁部可确保，在壁部与活塞12和14的接触面上没有液体溢出。液体中“可变的空行程”的形成相对于空行程设计为“空隙”实现了下文更详细地描述的优点。然而，此处描述的耦接装置不局限于活塞12和14在利用液体填充的液压系统壳体35中的布置。有利地，耦接装置还具有踏板模拟器30。踏板模拟器30可设计为活塞-汽缸-单元，例如设计成柱塞。踏板模拟器30可以通过第一线路31与内腔36连接。活塞12和14在利用液体填充的内腔36中的布置使得可以实现踏板模拟器30作为活塞-汽缸-单元的这种可价廉地实现的设计方案。在这种情况下，输入活塞14移动至内腔36中引起了与作用到活塞-汽缸-单元的活塞上的复位力相反地将液体从内腔36推入到踏板模拟器30中。因此，驾驶员在操纵制动输入元件16时也察觉到反作用于其操纵的复位力，其中即使输入活塞一起移动，输出活塞12仍保留在其初始位置中。这样确保了已经在越过空行程之前当对制动输入元件16进行操纵时驾驶员的良好的制动感觉。设计为活塞-汽缸-单元的踏板模拟器30优选具有非线性弹簧特性，该弹簧特性相应于标准化的(有利的)制动特性。在这种情况下，当对制动输入元件16操纵时，尽管输出活塞12留在其初始位置中，驾驶员仍具有习惯的制动感觉。踏板模拟器30和内腔36特别是可以通过至少一个第二线路34与制动介质容器28 (制动液体存储容器)连接，该制动介质容器与主制动缸10连接。因此，为了填充内腔36可以使用主制动缸10的和至少一个制动回路的液压液体。在一种有利的改进方案中，踏板模拟器30和内腔36也通过另一个阀32与制动介质容器28液压连接。作为制动介质容器28的替换，踏板模拟器30和内腔36也可以通过阀32和第二线路34与另一个无反作用力的液压液体-存储体积液压连接。在上述情况中，借助于踏板模拟器30和/或调节阀32可调节在内腔36中的压力和制动介质容器28中的、无反作用力的液压液体-存储体积中的压力和/或大气压之间的压差P。压差P特别是可以如此调节，即如下等式(等式I)和(等式2)适用于施加到制动输入元件16上的模拟器反作用力Fs
(等式 I) Fs=p · A ；
(等式 2) Fs+Fsys=Fk,
其中A相应于输入活塞14的插入到内腔36中的面积,并且Fsys相应于由布置在液压系统壳体35中的弹簧的弹簧力和/或摩擦力组成的系统反作用力，并且Fk是制动输入元件16的特征曲线(踏板特征曲线)。在这种情况下，在制动输入元件16进行操纵时，驾驶员注意到由输出杆12的系统反作用力Fsys和模拟器反作用力Fs的总和组成的反作用力。无论在阀32关闭时，还是当放弃了借助于第二线路34和阀32将踏板模拟器30连接到制动介质容器28上时，等式(等式I)和(等式2)都适用。只要阀32打开，则在输入活塞14移动时从内腔36挤出的液体体积无反作用力地被转移至制动介质容器28中或者至相应的液压液体-存储器体积中。阀32的打开建立了内腔36和制动介质容器28的连接或者与液压液体-存储器体积的连接且在一定程度上引起了模拟器30的旁路。因此，在阀32打开时适用等式(等式3)
(等式 3) Fs — O ;
因此，驾驶员在打开阀32之后具有下述可能性，即迅速地且利用相对较小的力花费执行制动操纵。在这种情况下驾驶员特别是可以迅速地且利用较小的力花费越过空行程。阀32优选是无电流打开的阀，该阀可以至少在打开模式中且在关闭模式中进行电控制。用于阀32的价廉的例子是无电流打开的开关阀/分离阀。阀32的无电流打开的设计方案确保了下述优点，即在功能受损时和/或当制动系统的电子装置失灵时自动打开阀32。因此，驾驶员可以在这种情况下容易地越过空行程并利用相对较小的制动力使车辆处于静止状态。在一种有利的改进方案中，控制装置20或者制动系统的附加的控制件可以如此设计，即借助于控制装置20或者控制件在考虑关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力、驾驶员制动力随时间的变化、加速踏板的操纵、操纵加速踏板随时间的变化、操纵加速踏板的操纵速度随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式、行驶方式随时间的变化、交通情况和/或环境情况的至少一个参量/信息的情况下借助于另一个控制信号38来电控制阀32。换句话说，可以基于至少一个制动系统条件、车辆条件和/或环境条件来触发阀32。上文已经描述了用于关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力、驾驶员制动力随时间的变化的参量/信息的例子。例如，可再生的制动系统的组件的被考虑的状态参量可以是电池的充电状态和/或发电机的运行模式。同样地，由控制装置20/控制部考虑的至少一个参量可以包括车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率。此外，关于交通情况和/或环境情况的参量可以是由车辆本身的环境检测系统一例如像ACC系统、雷达系统和/或安全气囊触发系统提供的警报信号。根据此次列举出的特征参量可以可靠地识别，驾驶员是偏爱突然制动车辆还是缓慢制动车辆。同样根据该参量还可以识别出，是否由于实际的情况当车辆制动时高的动力比在再生时获得的能量和/或比掩饰过程的舒适性更重要。在这种改进方案中，特别是可以在动态的/迅速的操纵制动器时、突然中断加速踏板操纵时、车辆的速度相对较高时和/或当识别出危险情况时，减小作用于制动输入元件16的反作用力并进而在制动过程中力适合地(kraftmjifiig)释放驾驶员和/或能更快速地制动车辆。在另一种改进方案中，阀32也可以是持续可调节的/可控制的/可切换的阀。在这种情况下控制装置20/控制件可以设计用于，在考虑上述列举的参量的至少一个的情况下控制阀32置于确定的打开状态中。这样确保了作用于制动输入元件16的反作用力的更迅速地变化。例如，阀32可以在对制动输入元件16进行操纵期间短暂地打开，以便确保驾驶员的特别良好的制动感觉。然而，耦接装置的可应用性不局限于具有阀32和与阀共同作用的控制装置20的设计方案。图2示出了耦接装置的第二实施方案的示意图。在图2中示意性示出的耦接装置除了助力制动装置的设计不具有/几乎不具有相对于上述实施方案的偏差。因此在此省略了对组件10至16、22、24和28至36重新描述。作为上述实施方案的替换或补充，图2的耦接装置包括控制装置50，借助于该控制装置，耦接装置可以从具有第一最小制动行程的至少第一运行模式转换为具有比第一最小制动行程小的第二最小制动行程的至少第二运行模式。耦接装置同样可以借助于该控制装置50从至少第二运行模式转换为至少第一运行模式。控制装置50设计用于，在控制处于至少两个运行模式之间的耦接装置时，考虑关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、输入元件14的调节速度、调节速度随时间的变化、驾驶员制动力Ff、驾驶员制动力Ff随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式和/或行驶方式随时间的变化的至少一个参量。关于可再生的制动系统的组件的状态和/或状态随时间的变化的至少一个参量可以考虑作为至少一个参量。可再生的制动系统的组件的这种状态参量例如可以是电池的充电状态和/或发电机的运行模式。至少一个参量同样可以包括车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率。因此，也可以考虑/分析与操纵制动输入元件16无关的参量用于确定耦接装置的有利的运行模式。因为已知了借助于传感器和/或借助于信息输出装置把此处列举的参量提供给控制装置50的可能性，所以不再进一步研究。在示出的实施方案中，控制装置50还设计用于，借助于控制信号54如此触发力传递组件52的(未示出的)执行器，使得力传递组件52从第一运行模式的驶入位置转换为至少第二运行模式的至少一个驶出位置。因此，耦接装置可通过力传递组件52的驶出从第一运行模式切换为至少第二运行模式。相应地，耦接装置可通过力传递组件52的驶入从至少第二运行模式切换为第一运行模式。在第一运行模式中，阻止了通过被控制进入驶入位置中的力传递组件52进行从其初始位置sO移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程s的输入活塞14到输出活塞12的力传递。与此相对，在第二运行模式中，驾驶员制动力Ff可通过被控制进入至少一个驶出位置中的力传递组件52从由其初始位置so移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程s的输入活塞14传递到输出活塞12上。力传递组件52能可移动地或者说可调节地(verstellbar)固定在输出活塞12上或者输入
活塞上。因此，在第二运行模式中，虽然输入活塞14本身并未与输出活塞12触及/接触，驾驶员制动力Ff可通过(驶出的)力传递组件52传递到输出活塞12上。同样地，力传递组件52的执行器(Aktor)可借助于控制信号54如此触发，使得在力传递组件52驶入时取消了在输出活塞和由其初始位置sO移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程s的输入活塞之间的传力配合。力传递组件52也可以称为可主动切换的锁定件。例如，力传递组件52也可以设计为棘轮。力传递组件52也可以如此设计，即其具有多个锁定级，例如设计成多级的棘轮。因此，除了第一运行模式和第二运行模式外，耦接装置还可以具有至少一个第三运行模式，该第三运行模式具有小于第二最小制动行程的第三最小制动行程。实现为棘轮或者说制动器(Klinke)的力传递组件52优选在驶入位置中处于未通电的(无电流的)状态。优选通过电磁体可以解锁这种力传递组件52，也就是说可转移到至少一个驶出位置中。因此，当助力制动装置或其电供给装置失灵时，耦接装置可自动切换至具有较短的制动行程的模式中。此外可选地，控制装置50还可以设计用于，向阀32发送上面已经描述的控制信号38。图3示出了用于介绍所述方法的实施方案的流程图。此处描述的方法适合用于可靠地运行耦接装置，借助于该耦接装置可连接车辆的制动输入元件和主制动缸。可使用的制动输入元件包括至少一个在操纵制动输入元件时从初始位置(同时)移动了制动行程的输入活塞和输出活塞，施加到制动输入元件上的驾驶员制动力通过从其初始位置移动了至少一个预先给定的第一最小制动行程的制动行程的输入活塞如此传递至输出活塞，使得借助于通过输入活塞传递至输出活塞上的驾驶员制动力提高了主制动缸中的内部压力。例如，为了执行该方法可使用上述耦接装置之一。在方法步骤SI中，在第一运行模式中运行耦接装置，其中由其初始位置移动了比第一最小制动行程小的制动行程的输入活塞如此与输出活塞间隔开，使得阻止了从输入活塞到输出活塞上的力传递。因此，在方法步骤SI中存在下述可能性，利用制动输入元件与主制动缸的“退耦”来激活发电机，而不超过由驾驶员预先给定的车辆的额定减速。在方法步骤S2中，在第二运行模式中，耦接装置转换为至少一第二运行模式，该第二运行模式具有比第一最小制动行程小的第二最小制动行程。在耦接装置的第二运行模式中，由其初始位置移动了比第二最小制动行程小的制动行程的输入活塞如此与输出活塞间隔开，使得阻止了从输入活塞到输出活塞上的力传递。然而，驾驶员制动力通过由其初始位置移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程的输入活塞传递至输出活塞。这样确保了上面已经描述的优点。当执行第二方法步骤S2时，可以获取关于操纵制动输入元件的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力、驾驶员制动力随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式和/或行驶方式随时间的变化的至少一个参量，并当耦接装置转换为至少一个第二运行模式时考虑所述至少一个获取的参量。例如，考虑关于可再生的制动系统的组件的状态和/或状态随时间的变化的至少一个参量。同样可以考虑车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率或者说偏转比率(Gierrate)作为至少一个参量。在一种特别有利的实施方案中，当耦接装置从第一运行模式转换为至少第二运行模式时，力传递组件从驶入位置移动到至少一个驶出位置。通过这种方式可以确保，通过移动到至少一个驶出位置中的力传递组件使驾驶员制动力从由其初始位置移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程的输入活塞传递到输出活塞上。在随后的时刻可以通过切换耦接装置重复方法步骤SI。
权利要求
1.用于连接车辆的制动输入元件(16)与主制动缸(10)的耦接装置，所述耦接装置具有输入活塞(14)，其能如此布置在所述制动输入元件(16)上，使得在操纵所述制动输入元件(16)时所述输入活塞(14)能从初始位置(sO)移动了一制动行程(s);和输出活塞(12),施加到所述制动输入元件(16)上的驾驶员制动力(Ff)通过从其初始位置(sO)移动了至少一个预先给定的第一最小制动行程的制动行程(s)的输入活塞(14) 能传递到所述输出活塞上，且所述输出活塞能如此布置在所述主制动缸(10)上，使得借助于通过所述输入活塞(14)传递到所述输出活塞(12)上的驾驶员制动力(Ff )能提高所述主制动缸(10)中的内部压力；其中至少在耦接装置的第一运行模式中，由其初始位置(sO)移动了比第一最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)如此与所述输出活塞(12)间隔开，使得阻止了从所述输入活塞(14)到所述输出活塞(12)上的力传递；其特征在于，所述耦接装置能附加地转换为至少一个第二运行模式，所述第二运行模式具有比第一最小制动行程小的第二最小制动行程，其中在所述耦接装置的第二运行模式中，由其初始位置(sO)移动了比第二最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)如此与所述输出活塞(12)间隔开，使得阻止了从所述输入活塞(14)到所述输出活塞(12)上的力传递，并且驾驶员制动力(Ff)通过由其初始位置(sO)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程(s)的输入活塞(14)传递到所述输出活塞(12)上。
2.根据权利要求1所述的耦接装置，其中，耦接装置包括助力制动装置(20、22)，借助于所述助力制动装置能附加地如此将助力传递到输出活塞(12)上，使得借助于传递到输出活塞(12 )上的助力能提高所述主制动缸(10 )中的内部压力。
3.根据权利要求2所述的耦接装置，其中，所述输出活塞(12)能借助于助力制动装置 (20,22)以第一最大调节速度(v0)来调节，所述第一最大调节速度小于从其初始位置(sO) 移动的输入活塞(14)的第二最大调节速度(V),从而借助于以最大操纵速度来操纵制动输入元件(16)能自动地使耦接装置从第一运行模式转换为第二运行模式，在所述最大操纵速度时能以第二最大调节速度(v0)来调节输入活塞(14)。
4.根据权利要求1或2所述的耦接装置，其中，耦接装置包括控制装置(50)，借助于所述控制装置在考虑关于操纵制动输入元件(16)的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力(Ff )、驾驶员制动力(Ff)随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式和/或行驶方式随时间的变化的至少一个参量的情况下，所述耦接装置至少能转换为第一状态或第二运行模式。
5.根据权利要求4所述的耦接装置，其中，所述控制装置(50)还设计用于，关于能再生的制动系统的组件的状态和/或状态随时间的变化的至少一个参量被考虑作为至少一个参量。
6.根据权利要求4或5所述的耦接装置，其中，所述控制装置(50)还设计用于，考虑车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率作为至少一个参量。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的耦接装置，其中，控制装置(50)还设计用于，如此控制力传递组件(52)从驶入位置到至少一个驶出位置中，使得在第一运行模式中，阻止了通过被控制进入到驶入位置中的力传递组件(52)进行从由其初始位置(sO)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程(s)的输入活塞(14)到输出活塞(12)上的力传递，并且在第二运行模式中，驾驶员制动力(Ff)能通过被控制进入至少一个驶出位置中的力传递组件(52)而从由其初始位置(sO)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程(s)的输入活塞(14)传递到输出活塞(12)上。
8.根据权利要求7所述的耦接装置，其中，力传递组件(52)包括多级的棘轮。
9.根据前述权利要求中任一项所述的耦接装置，其中，所述耦接装置包括液压系统壳体(35)，所述液压系统壳体具有至少部分地被液体填充的内腔(36)，输入活塞(14)和输出活塞(12)至少部分地伸入所述内腔中。
10.根据权利要求9所述的耦接装置，其中，所述液压系统壳体(35)的内腔(36)通过至少一个第一线路(31)与设计为活塞-汽缸-单元的踏板模拟器(30)液压连接。
11.根据权利要求10所述的耦接装置，其中，设计为活塞-汽缸-单元的踏板模拟器 (30)具有相应于制动特性的非线性弹簧特性。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的耦接装置，其中，液压系统壳体(35)的内腔 (36)和/或踏板模拟器(30)通过至少一个第二线路(34)和阀(32)与无反作用力的液压液体-存储器体积液压连接。
13.根据权利要求12所述的耦接装置，其中，耦接装置包括控制装置(20)，借助于所述控制装置在考虑关于操纵制动输入元件(16)的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力(Ff )、驾驶员制动力(Ff)随时间的变化、加速踏板的操纵、操纵加速踏板随时间的变化、操纵加速踏板的操纵速度随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式、行驶方式随时间的变化、交通情况和/或环境情况的至少一个参量的情况下，所述阀(32)至少能被切换至打开状态和闭合状态中。
14.具有根据前述权利要求中任一项所述的耦接装置的制动系统。
15.用于运行耦接装置的方法，借助于所述耦接装置连接了车辆的制动输入元件(16) 和主制动缸(10)，所述耦接装置具有在操纵制动输入元件(16)时从初始位置(sO)移动了一制动行程(s)的输入活塞(14)以及输出活塞(12)，施加到制动输入元件(16)上的驾驶员制动力(Ff)通过从其初始位置(sO)移动了至少一个预先给定的第一最小制动行程的制动行程(s)的输入活塞(14)传递到所述输出活塞上，从而借助于通过输入活塞(14)传递到输出活塞(12)上的驾驶员制动力(Ff)提高了主制动缸(10)中的内部压力，所述方法具有步骤在第一运行模式中运行所述耦接装置，其中由其初始位置(sO)移动了比第一最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)如此与输出活塞(12)间隔开，使得阻止了从输入活塞(14)到输出活塞(12)上的力传递；以及耦接装置转换为至少一个第二运行模式，所述第二运行模式具有小于第一最小制动行程的第二最小制动行程，其中在耦接装置的第二运行模式中，由其初始位置(sO)移动了比第二最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)如此与输出活塞(12)间隔开，使得阻止了从输入活塞(14)到输出活塞(12)上的力传递，并且驾驶员制动力(Ff)通过由其初始位置(sO)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程(s)的输入活塞(14)传递到输出活塞(12)上。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，获取关于操纵制动输入元件(16)的操纵速度、 操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力(Ff )、驾驶员制动力(Ff)随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式和/或行驶方式随时间的变化的至少一个参量，并且当耦接装置转换为至少第二运行模式时考虑至少一个被获取的参量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，关于能再生的制动系统的组件的状态和/或状态随时间的变化的至少一个参量被考虑作为所述至少一个参量。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，考虑车辆速度、车辆方向、车辆方向变化和/或横摆率作为所述至少一个参量。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，当耦接装置从第一运行模式转换为至少第二运行模式时，如此使力传递组件(52)从驶入位置移动到至少一个驶出位置中，使得驾驶员制动力(Ff)通过被调节进入至少一个驶出位置中的力传递组件(52)而从由其初始位置(sO)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程 (s)的输入活塞(14)传递到输出活塞(12)上。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，所述方法还包括额外的步骤获取关于操纵制动输入元件(16)的操纵速度、操纵速度随时间的变化、驾驶员制动力(Ff)、驾驶员制动力(Ff)随时间的变化、加速踏板的操纵、操纵加速踏板随时间的变化、操纵加速踏板的操纵速度随时间的变化、车辆的至少一个车辆部件的状态、状态随时间的变化、车辆的至少一种行驶方式、行驶方式随时间的变化、交通情况和/或环境情况的至少一个参量；和在考虑所述至少一个参量的情况下，将阀(32)切换至少进入打开状态中和闭合状态中，液压系统壳体(35)的至少部分地被液体填充的内腔(36)通过所述阀与无反作用力的液压液体-存储器体积液压连接，输入活塞(14)和输出活塞(12)至少部分地伸入到所述内腔中。
全文摘要
本发明涉及一种耦接装置，其具有可布置在制动输入元件(16)上的输入活塞(14)和可布置在主制动缸(10)上的输出活塞(12)，施加到制动输入元件(16)上的驾驶员制动力(F1)可通过从其初始位置(s0)移动了至少一个预先给定的第一最小制动行程的制动行程(s)的输入活塞(14)传递到所述输出活塞上，其中至少在耦接装置的第一运行模式中，由其初始位置(s0)移动了比第一最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)与输出活塞(12)间隔开，且其中在第二运行模式中，由其初始位置(s0)移动了比第二最小制动行程小的制动行程(s)的输入活塞(14)与输出活塞(12)间隔开，且驾驶员制动力(Ff)通过从其初始位置(s0)移动了处于第二最小制动行程和第一最小制动行程之间的制动行程(s)的输入活塞(14)可传递到输出活塞(12)上。
文档编号B60T13/74GK103025588SQ201180036542
公开日2013年4月3日 申请日期2011年5月30日 优先权日2010年7月27日
发明者R.魏贝勒, T.雅恩茨 申请人:罗伯特·博世有限公司