具有真空操作型辅助装置的机动车辆制动系统的制作方法

本发明涉及一种设置有真空操作型辅助装置或“助力器（booster）”的机动车辆制动系统，该真空操作型辅助装置包括：真空泵，其待由机动车辆发动机驱动；真空泵和所述辅助装置的腔室之间的流体连通管线，其用于将由所述真空泵产生的真空传达到所述腔室；以及至少一个单向阀，其插置在所述流体连通管线中以使得空气仅能够沿从辅助装置的所述腔室出发朝向真空泵的方向流动。

背景技术：

例如，在文献us2014/0171264a1中描述和示出了上文指示的类型的系统。在该文献中所示的解决方案中，内燃发动机通过摩擦离合器机械地驱动真空泵。当不需要泵的作用时，为了中断真空泵和内燃发动机之间的机械连接，将摩擦离合器打开，以便避免无用的能量浪费，无用的能量浪费产生更高的燃料消耗以及排气管处更高的co2产量。

再次，为了在不需要真空泵的作用时停用真空泵，还已提出使用电致动的泵。然而，该解决方案暗示使用电动马达和电子电路，该电子电路根据来自传感器的信号来控制泵的致动，该传感器检测辅助装置的腔室内的压力。

上文指示的已知的两种解决方案都具有暗示使用相对昂贵和/或相对庞大的装置的缺点。

本发明的目的

本发明的目的是借助极其简单和廉价的器件来减少由于由内燃发动机驱动真空泵所引起的能量浪费。

技术实现要素：

鉴于实现上文指示的目的，本发明提供了一种具有真空操作型辅助装置的机动车辆制动系统，该真空操作型辅助装置具有已在本说明书的开头指示的所有特征，并且其特征进一步在于该机动车辆制动系统还包括：

-控制阀，其沿着真空泵和辅助装置的腔室之间的所述流体连通管线插置，所述控制阀具有：

-第一操作条件，在该第一操作条件中，所述控制阀将真空泵的入口侧设置为与辅助装置的所述腔室连通，以及

-第二操作条件，在该第二操作条件中，所述控制阀将真空泵的入口侧设置为与大气连通，以及

-致动装置，其用于致动控制阀并且被构造成用于：

-当辅助装置的腔室中的压力高于预定阈值时，将控制阀设置为处于其第一操作条件，在该第一操作条件中，真空泵的入口侧与辅助装置的腔室连通，

-当辅助装置的腔室中的压力低于预定阈值时，将控制阀设置为处于其第二操作条件，在该第二操作条件中，真空泵的入口侧与大气连通。

由于上文指示的特征，当辅助装置的腔室中的压力低于所述阈值时，这意味着在所述腔室中存在足以使制动系统正常操作的真空，真空泵的入口侧与大气连通。因此，在这种条件下，真空泵从大气中吸入空气并将空气馈送到大气中（真空泵的出口侧始终与大气连通）。该条件对应于由内燃发动机为了驱动真空泵而必须耗费的最小能量水平。因此，以这种方式，通过简单地添加具有减小的体积且相对低成本的一个阀，解决了在其中不需要泵的作用的条件下避免无用的能量浪费的问题。因此，在不需要在泵和内燃发动机或用于致动泵的电子控制的电动马达之间提供摩擦离合器的情况下实现该目的，在上文已提到的已知的解决方案中相反是需要提供摩擦离合器的情况。

在优选的实施例中，控制阀包括阀构件，该阀构件被弹簧朝向对应于所述第一操作条件的第一位置偏压，在所述第一操作条件中，真空泵的入口侧与辅助装置的腔室连通。同一个阀构件被辅助装置的腔室中存在的真空朝向对应于所述第二操作条件的第二位置偏压，在所述第二操作条件中，真空泵的入口侧与大气连通。

在上文指示的类型的制动系统中，有时提供用于检测辅助装置的腔室中的压力的压力传感器，该传感器被适配成与电子控制器通信，该电子控制器控制机动车辆的停止和启动功能。在这种情况下，根据本发明的另外的实施例，所述控制阀可关联到上文提到的传感器和/或与传感器集成在一起。

同样在上文提到的制动系统的情况下，可提供单向阀，其与真空泵相关联并且被适配成防止油蒸气朝向辅助装置的腔室流动。在这种情况下，根据本发明的另外的实施例，上文提到的控制阀可关联到上文提到的真空泵的单向阀和/或与其集成在一起。

同样在上文指示的制动系统的情况下，提供了单向阀，其关联到辅助装置的腔室并且被适配成防止空气朝向所述腔室流动。根据另外的实施例，上文提到的控制阀可关联到辅助装置的所述单向阀和/或与其集成在一起。

无论如何，不排除另外的实施例，诸如其中所述控制阀是具有螺线管的电磁阀的实施例，该螺线管由电子控制单元基于由用于检测辅助装置的腔室中的压力的传感器发出的信号来激励。

附图说明

从参考附图纯粹以非限制性示例的方式给出的以下描述中，本发明的另外的特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明的制动系统的示例性实施例的图，并且

-图2、图3是示出本发明的一个实施例的两种不同操作条件的图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1总体上指定包括主缸2的机动车辆制动系统，该主缸由制动踏板3致动以便通过两条管线4、5将增压的液压流体馈送到与机动车辆的车轮相关联的制动器。

如图2、图3的纯粹示例性表示中所示的，主缸2具有致动杆21，该致动杆既借助于棒22操作性地连接到制动踏板3，又操作性地连接到布置在辅助装置或“助力器”25的罩壳24内部的隔膜23。隔膜23面朝辅助装置25的腔室26，该腔室通过流体连通管线6与真空泵7的入口侧连通。根据常规技术，该真空泵不断地由机动车辆的内燃发动机8的曲轴驱动（见图1）。在本文中所图示的具体示例中，泵7（图2）的轴70由内燃发动机8（图1）的凸轮轴9驱动旋转，该凸轮轴继而由曲轴驱动旋转。

同样根据常规技术，泵7从辅助装置25的腔室26吸入空气，以便在该腔室中产生真空。由于该真空，当制动踏板3被致动时，隔膜23能够将辅助力施加到主缸的杆21（图2、图3），该辅助力被加到由施加到制动踏板3上的压力产生的力。

自然地，如在前述内容中已经指示的，主缸2和辅助装置25的各部分的结构、构型和布置以及它们的操作在本文中并未详细公开，只要它们能够以任何已知的方式产生并且单独来看不落入本发明的范围内。

同样参考图1，沿着将真空泵7的入口侧连接到辅助装置25的腔室的流体连通管线6，提供了至少一个单向阀，所述单向阀使得空气仅能够沿从辅助装置25的腔室出发朝向泵7的入口侧的方向流动。在操作期间，泵7从辅助装置25的腔室吸入空气并将空气馈送到大气中，以在上文提到的腔室内保持期望的真空水平。

同样参考图1，在本文中所图示的具体情况下，制动系统包括第一单向阀10，该第一单向阀通常被集成到真空泵7的主体中，其功能是防止油蒸气从泵7朝向辅助装置25的腔室26流动。第二单向阀11通常与辅助装置25相关联并被集成到其中，并且其目的是防止空气朝向辅助装置25的腔室26流动。

同样参考图1，如果机动车辆设置有用于控制停止和启动功能的系统，则本文中所图示的系统可包括压力传感器18，该压力传感器被适配成检测辅助装置25的腔室26内存在的压力水平以及通过电线13将电信号传达到电子控制器（图1中未示出）以用于控制停止和启动功能，以便在其中内燃发动机已停止但是辅助装置25内的真空不足的阶段中提供对内燃发动机的启动。

如在前述内容中已经指示的那样，在具有真空操作型辅助装置的制动系统中遇到的问题在于，真空泵7连续地由内燃发动机8机械地驱动，从而造成能量浪费，在不需要泵的作用时也是如此（即，当辅助装置25的腔室内已经存在足以确保辅助装置的正常操作的真空时也是如此）。

为了解决上文提到的问题，本发明提供了控制阀v沿着流体连通管线6的布置，该阀被适配成在其中辅助装置25内已经存在足以保证制动系统的正常操作的真空的条件下将泵7的入口侧设置为与通风至大气的通道a（于图1中图解地图示）连通，而不是与辅助装置25的腔室26连通。换句话说，在根据本发明的系统中，由于控制阀v，当不需要真空泵7的作用时，真空泵7的入口侧连接到大气。因此，在这些条件下，真空泵7从大气吸入空气并将空气馈送回到大气（真空泵的出口侧始终与大气连通）。该条件对应于由内燃发动机用于驱动真空泵7的最小能量消耗条件。

在这方面要注意的是，出于本发明的目的，可以以任何已知的方式来制造真空泵。本文中既未描述也未示出泵的构造的细节，因为它们不落入本发明的范围内并且也为了使附图理解起来更简单和更容易。无论如何，清楚地明白，在提到由内燃发动机驱动真空泵的本说明书中，事实是意指，真空泵具有由内燃发动机（在具体示例中，通过内燃发动机的凸轮轴）旋转的旋转组件。图2、图3示出了具有关联到主缸2（在前述内容中已经描述）的辅助装置25的表示的系统。在图2、图3的图中，仅示出了关联到真空泵7的单向阀10。应清楚地理解，同样在图2、图3的图中，流体连通管线6还可包括：图1的另外的单向阀11，其关联到辅助装置25；以及传感器12，其与用于控制停止和启动功能的系统通信。同样参考图2、图3，70图解地指定真空泵7的致动轴，该真空泵由内燃发动机驱动。附图标记71指定真空泵7的出口侧，该出口侧连通到大气。

同样参考图2、图3，控制阀v被图解地示为包括具有两个操作位置的阀构件v1。弹簧m趋向于将阀构件v1保持在对应于阀v的第一操作条件的第一操作位置中，在该第一操作条件中，真空泵7的入口侧通过包括单向阀r的管线与辅助装置25的腔室26连通，该单向阀使得仅能够沿从腔室26出发朝向真空泵7的方向进行流动。

阀v是任何已知的类型，其中阀构件v的位置（通过管线l）对始终与辅助装置25的腔室26连通的点p处存在的压力敏感。因此，腔室26中存在的真空趋向于克服弹簧m的作用而使阀构件v1移动到第二操作位置中。阀构件v1的第二操作位置在图3中示出。如图解地示出的，在该位置中，泵7的入口侧不再与辅助装置25的腔室26连通，而是代替地与通风至大气的通道a连通。

当阀v处于其第二操作条件时，真空泵7从大气吸入空气并将空气馈送到大气中，且因此能够由内燃发动机以最小的能量消耗来驱动。

阀v被构造和尺寸确定成使得当辅助装置25的腔室26中的压力降低到低于预定阈值时，真空作用引起阀构件从其第一位置移位到其第二位置。

如已经指示的，阀v可以是任何已知的类型，其中阀构件具有两个位置，这两个位置根据阀构件的位置将阀的出口设置为与阀的第一入口连通抑或与阀的第二入口连通。阀v的阀构件v1可通过腔室26中存在的真空的简单效应而被机械地驱动。为此目的，可例如提供隔膜操作型致动器，其具有隔膜，该隔膜面向与辅助装置25的腔室26连通的腔室，使得腔室26中存在的真空引起隔膜移动，该移动例如通过连接杆被传递到阀构件。如技术专家所已知的，这种类型的隔膜操作型致动器装置是常见的并且用于各种应用中。由于这个原因，本文中既未描述也未示出阀v的构造的细节，这也是为了使附图理解起来更简单和更容易。特别要理解的是，在本发明的基础上的构思是提供一种上文指示的类型的阀而与其结构和构型无关，该阀的目的是：当辅助装置25的腔室中的真空足以使制动系统正常操作时，将真空泵的入口侧设置为连通到大气而非与该腔室连通。

如在前述内容中已经指示的，阀v可以是沿着流体连通管线6提供的独立部件，或者它可关联到以下各者和/或与以下各者集成在一起：例如，真空泵7的单向阀10、或辅助装置25的单向阀11、或与用于控制停止和启动功能的系统通信的传感器12。

如在前述内容中已经指示的，在本文中所描述的实施例的情况下，其中阀构件v由对腔室26内的真空敏感的致动器机械地致动，系统被构造和布置成使得在腔室26内的压力低于预定阈值的情况下（即，在腔室26内存在足以使制动系统正常操作的真空的情况下）将真空泵7的入口侧设置为与通风至大气的通道a连通。在实际的示例性实施例中，该阈值被选择为对应于0.1巴的绝对压力，即，相对于大气压0.9巴的真空。

还有可能提供第一阈值和第二阈值，所述第一阈值用于当辅助装置25的腔室26内的压力减小时将真空泵的入口侧通风至大气，所述第二阈值用于当该腔室内的压力增加时返回激活真空泵的入口侧与腔室26的连通，为了安全起见将该第二阈值选择成相对于第一阈值较低的压力水平。以这种方式，系统在滞后的情况下操作，这避免了当压力接近阈值时连续的阀移位。

然而，本发明不排除其中控制阀v是具有螺线管的电磁阀的情况，该螺线管的激活由电子控制器基于由检测辅助装置25的腔室26内的压力的传感器发出的信号来控制。

在任何情况下，本发明均实现减少内燃发动机的能量消耗的目的，该能量消耗对于在其中辅助装置25内的真空已经处于足以使得制动系统能够正常操作的水平的阶段期间驱动真空泵来说是需要的。该结果是利用极其简单、廉价且体积减小的器件来获得的。

自然地，虽然本发明的原理保持相同，但是在不脱离如所附权利要求中所限定的本发明的范围的情况下，构造和实施例的细节可相对于已纯粹通过示例描述和图示的内容而广泛地变化。