专利名称：带有电制动助力器的制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有电制动助力器的制动系统，所述制动系统包括通过推杆以受控方式作用于主缸的制动助力器，所述推杆由所述电制动助力器带动并致动所述主缸的活塞 (主活塞)，所述电制动助力器通过柱塞与制动踏板的控制杆相连接。
背景技术：
这类制动系统整体上在文献DE 102007016864A1中是已知的。
发明内容
发明目的本发明的目的是一种带有制动助力器的制动系统，其允许进行制动踏板与主缸之间的分离制动，允许调节作用力/压力特征或者行程/压力特征，允许改变制动助力器的特征，还允许独立于在制动踏板上的动作增加一些有效功能。本发明描述及优点为此，本发明涉及上述类型的带有电制动助力器的制动系统，其特征在于，制动助力器包括-致动器活塞，其通过齿条传动机构由电机控制；-模拟器室，其由所述柱塞界定，并且所述模拟器室由中间活塞分为可变的后容积室和可变的前容积室；-所述后容积室由所述柱塞和所述中间活塞界定；-所述前容积室由所述中间活塞在所述模拟器室内界定；-管道，其通过第一电磁阀使所述后容积室与同所述前容积室相连的管道连接，同所述前容积室相连的所述管道通过第二电磁阀与储存器连接；-所述第一电磁阀被控制在开放位置，所述第一电磁阀的非受控位置是关闭位置；-所述第二电磁阀被控制在关闭位置，所述第二电磁阀的非受控位置是开放位置；-所述中间活塞与所述推杆连接，所述推杆承载止挡器，以被所述致动器活塞推动；-所述推杆能独立于所述致动器活塞地被所述中间活塞推动。带有电制动助力器的制动系统允许进行分离制动，即其中，在制动踏板上的动作不直接传递给主缸，而是通过制动助力器进行传递。在正常运行时，控制是分离的；而在应急运行时，所述控制通过作用在主缸主活塞上的柱塞和控制杆是直接的。该制动系统允许通过电子控制装置调节作用力/压力特征以及行程/压力特征。根据本发明的制动系统允许改变制动助力器的特征和允许添加一些有效功能如预充填，ACC、ABB-H程序，而不涉及到制动踏板。
根据另一有利特征，在所述第一电磁阀输出端的管道与制动模拟器连接。这样可以使驾驶员受益于模拟制动管路反作用力的反作用力而系统完全分离。根据另一特征，所述致动器活塞由套筒构成，所述套筒的外表面包括齿条，这些齿条在相对所述制动系统的轴线径向相对的位置上，用以引导并带动部分地交叠于所述模拟器室的所述致动器活塞平移。该实施方式允许以简单的和很小尺寸的方式将齿条传动机构集成在制动助力器的壳体内。根据另一有利特征，中间活塞具有的截面大于柱塞的截面。当制动系统以无制动助力器辅助的应急模式工作时，该截面差异可以使作用力倍减。根据另一有利特征，制动助力器的本体由前部分和后部分组成，-基本柱形的前部分通过组装环接纳所述主缸的壳体的后部，并且所述前部分接纳所述齿条传动机构的两个齿轮和承载所述齿条的致动器活塞，所述前部分还设有所述齿条传动机构的电机和传动装置、以及设有所述推杆的前部分及其止挡器和回位弹簧；-所述后部分包括与所述推杆的后部分连在一起的中间活塞、所述中间活塞的回位弹簧以及所述柱塞和该柱塞的回位弹簧。根据另一有利特征，所述后部分由两个构件构成，这两个构件中的前构件形成所述模拟器室，该模拟器室带有接纳所述中间活塞的衬套，而后构件容纳所述柱塞，所述柱塞的回位弹簧位于所述柱塞与所述中间活塞之间。根据另一有利特征，所述制动系统包括控制回路和压力传感器，所述压力传感器与所述模拟器室的介于所述柱塞与所述中间活塞之间的后容积室相连接，以检测所述后容积室中的压力并给所述控制回路传送压力信号，所述控制回路与所述第一电磁阀和第二电磁阀以及所述齿条传动机构的电机相连接，以控制所述电制动助力器的正常运行和应急运行。本发明还涉及管理带有电制动助力器的制动系统的方法，该方法的特征在于，在正常运行模式，所述控制回路控制所述电制动助力器的齿条传动机构的电机和所述第一电磁阀，以使所述模拟器室的后容积室与前容积室连通，以便抵消所述柱塞与所述中间活塞的相互作用，所述推杆只被所述致动器活塞带动。在应急运行模式，所述控制回路控制所述第一电磁阀，该第一电磁阀转换到使所述模拟器室的后容积室与前容积室之间的流体连通隔断的关闭位置，并且所述控制回路控制所述第二电磁阀，以使该第二电磁阀打开并使所述前容积室与所述储存器连通，所述推杆只通过所述中间活塞的移动被带动，而所述中间活塞的移动受到所述柱塞的移动控制，通过关闭所述第一电磁阀使隔绝的所述后容积室保持恒定。对于机动车的不同自动运行模式如稳定速度、以相对前车的距离反馈的鱼贯行进又或与驾驶员无关的紧急制动，所述制动系统的管理方法允许或在正常模式以使对制动踏板的动作和主缸分离开地运行，或者在制动助力器失效的情况下利用直接连接不分离地运行，以及与制动踏板上的任何动作无关地以直接控制制动助力器来运行。在应急运行的情况下，由于与模拟器的连接被切断，因而驾驶员施加的力完全不会被模拟器吸收。
下面借助附图中所示的本发明的一实施方式将详细描述本发明，附图中-图1是带有电制动助力器的制动系统的示出对于正常运行模式的简化示意图；-图2是对应应急运行模式的与图1类似的但简化的图；-图3是根据本发明的制动系统的一实施方式的沿图4的III-III的轴向剖视图；-图4是制动系统的侧视图；-图5分别在它的部分5A、5B表示-在图5A示出由串列式主缸和制动助力器前部分构成的系统的前部分，-在图5B示出制动助力器的后部分。
具体实施例方式按常规，为便于描述，在下面描述的带有电制动助力器的制动系统中，对于不同的组成件根据它们是处于制动踏板侧还是处于主缸侧，又或者根据它们是朝向系统的一端还是另一端，来区分后侧和前侧。系统具有轴线XX，主缸和制动助力器的某些部分相对该轴线排齐。首先参照图1和2以概括方式对其原理加以描述，然后借助图3-5进行更详细地描述。根据图1，带有电制动助力器的制动系统包括主缸100，例如串列式主缸，该主缸具有主活塞110和副活塞120，它们根据施加在制动踏板PF上的动作给两个制动管路Cl、 C2提供带压液力液体。主缸100与电制动助力器200相组合，制动助力器200具有被电机 265起动的致动器活塞220。致动器活塞220由配有底部222的套筒221形成，推杆130穿过底部222。在该例中，活塞220被齿条传动机构带动。齿条传动机构260包括两个齿条沈1，这两个齿条由套筒221的外侧支承在相对制动系统的轴线XX呈对称的两位置。两个齿条与两个齿轮沈2啮合，两个齿轮沈2 同传动装置263相连接。例如，传动装置沈3由两个轴和未示出的对应的蜗轮构成，每个轴承载所述两个齿轮262中的一个，而所述蜗轮与电机沈5的输出轴所承载的螺杆啮合。实际上，电机沈5的输出轴配有两个螺杆，这两个螺纹具有方向相反的螺纹，以便每个螺杆按相反方向的转动运动带动其蜗轮和带动同其轴连在一起的齿轮262。因此，相对它的齿轮 262具有大直径的蜗轮保证使电机265提供的运动减速。致动器活塞220与推杆130配合以推动主活塞110。推杆130通到模拟器室250 中，模拟器室250被固定于杆130的中间活塞240分为两个可变容积室VI、V2。推杆130的头部131承靠在主活塞110上，该推杆130配有止挡器132，在推动主活塞110的方向上所述致动器活塞220承靠在止挡器132上；但相反地，在又称为“后备” 的应急运行的情况下，推杆130可与致动器活塞220无关地前进。支靠着制动助力器的壳体201和致动器活塞220的底部的压缩弹簧255保证活塞 220的回位。通过模拟器室250的底部与中间活塞240之间的回位弹簧271保证推杆130回位承靠着致动器活塞220。通过模拟器410的运行和通过位于中间活塞240和柱塞270之间的回位弹簧274， 抵抗制动踏板的作用地推动所述柱塞270。行程传感器235检测推杆230的移动，以便在下面陈述的条件下控制制动助力器。在与控制杆230相连的柱塞270所界定的模拟器室250中-后容积室Vl介于柱塞270与中间活塞240之间；-前容积室V2介于模拟器室250的底部222与中间活塞240之间。后容积室Vl与前容积室V2通过配有第一电磁阀EVl的两个管道Li、L2相连接； 后容积室Vl通过它的管道Ll与压力传感器350连接；在电磁阀EVl下游的管道L3与制动模拟器410连接，并且通过第二电磁阀EV2和管道L4，管道L3与制动液储存器115连接。电磁阀EVl和EV2具有两个位置开放或通过位置以及关闭或封塞位置。对于是简单的弹簧回位电磁阀的两个电磁阀EVl、EV2，所述位置是相反的。第一电磁阀EVl通过控制回路400所提供的电压的施加被置于开放位置。在开放位置，该第一电磁阀使管道Ll与管道L2和L3相连接。没有控制信号时，第一电磁阀EVl 切换到非工作的关闭位置，在该关闭位置，第一电磁阀切断管道Ll与管道L2和L3之间的连通。通过控制信号将第二电磁阀EV2控制在工作的关闭位置。在关闭位置，第二电磁阀EV2切断管道L3与管道L4之间的连通。第二电磁阀通过它的回位弹簧在没有控制信号时被带回到非工作的位置。在开放位置，电磁阀EV2使管道L3与管道L4连接。系统配有控制回路400，行程传感器235和压力传感器350与控制回路400连接， 以根据没有详细描述的制动程序来控制电磁阀EV1、EV2的运行和制动助力器的电机265的运行。压力传感器350检测在对制动踏板PF施加的动作的作用下在模拟器室250的后容积室Vl中柱塞270所产生的压力上升。信号SP被传递给控制回路400，控制回路同样已从行程传感器235接收到信号SCA，通过该冗余信息控制驾驶员的意愿。控制回路400使电机265运行(信号SA)。电机265通过承靠在杆130的止挡器132上的其活塞220驱动推杆130，因此推杆130推动主活塞110。驾驶员反过来接收到模拟器410在容积室Vl中施加于制动液上的反作用力。模拟器410的压力通过管道L3和管道L2、Ll被传递给容积室Vl和V2，因此Vl 和V2具有相同压力。在中间活塞240两侧的容积室Vl和V2中的压力平衡不妨碍通过致动器活塞220带动推杆130，还允许把制动系统的反作用力以模拟反作用力的形式传递给柱塞270、控制杆230，并因此传递给制动踏板PF。下面将描述制动系统的运行，区分正常运行、应急运行和程控自动运行。由控制回路400根据行程传感器235 (也称为绝对行程传感器)提供的信号SCA、压力传感器350提供的信号SP、和对应于应急运行(没有供电给电机沈幻的外部信号SE或为使制动系统独立于在制动踏板PF上施加的动作而运行的自动控制，管理这些不同运行。A)正常运行(图1)运行开始时，一方面控制回路400打开电磁阀EVl以使得容积室Vl、V2连通，另一方面控制回路400关闭电磁阀EV2以使得同容积室Vl连接的管道Ll从储存器115断开。
容积室Vl、V2连通，中间活塞240在模拟器室250中处于液压中位；中间活塞的运动只跟随致动器活塞220，致动器活塞220通过止挡器132推动所述杆130。模拟器室250的容积室Vl中的液体的压力受模拟器410的控制，这可以使驾驶员感觉到随模拟器弹簧特征变化的反作用力(这些细节没有示出)；整体上说，模拟器410的反作用力随施加在制动踏板上的推力按照非线性反作用力曲线增加。模拟器的这种反作用力是没有详细说明的已知功能。同时，行程传感器235的信号SCA和压力传感器350检测到的压力信号SP传递给控制回路400，控制回路400产生致动所述电制动助力器200的电机沈5的致动信号SA，电机带动致动器活塞220，从而推动主缸100的主活塞110。柱塞270与推杆130之间没有接触。B)应急运行(图2)在电力故障的情况下，制动助力器200不再能辅助制动。断电导致两个电磁阀 EVU EV2通过它们的回位弹簧回到它们的非工作位置电磁阀EVl关闭，电磁阀EV2开放， 使得-容积室Vl被隔绝；-容积室V2与储存器115自由连通。这就意味着在施加于制动踏板PF上的、通过控制杆230传递的推力的作用下所述柱塞270的移动，使不变的容积室Vl的液体移动，该移动推动中间活塞M0，中间活塞 240本身通过相对保持不动的致动器活塞220前进的推杆130推动主活塞110。容积室V2通过管道L2、L3、L4经过电磁阀EV2排空到储存器115中，没有反作用力来抵抗中间活塞MO的前进。在柱塞270的截面Sl小于中间活塞240的截面S3的情况下，具有倍减效应，这允许通过中间活塞240在主活塞110上施加的力比施加在制动踏板上的力更大，而做功被保持。在快速踩压在加速踏板上的情况下，制动系统的运行至少在开始时与上面描述的相同。C)机械应急运行在容积室Vl和V2中完全液力损失的情况下，制动踏板PF的运动直接通过活塞 270、压缩弹簧274和推杆130被传递。D)通过程序控制运行(图1)控制回路400还可从机动车运行管理系统接收指令以直接作用在制动系统上，而与制动踏板上的任何动作无关，例如以便进行速度调节的操作、相对前车的距离调节的操作或者为进行紧急制动。因而控制回路400给电机265输送信号SA以带动致动器活塞220和推杆130并控制主缸100，而与制动踏板上的任何动作无关。中间活塞在中位，因为容积室Vl和V2通过管道Ll和L2经第一电磁阀EVl自由连通。该通过程序控制的运行要求齿条传动机构沈0的电机沈5能够运行，即它的供电得到保证，这至少对于该点对应图1所示的情况，通过发送控制信号SA的控制回路400进行对电机265的操纵。
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无论独立于制动踏板PF上的动作而直接施加给控制回路400的外部信号SE如何，该通过程序控制的运行要求容积室VI、V2能够连通，以便中间活塞240处于中位，这意味着电磁阀EV1、EV2处于图1所示的位置，又或者要求两个容积室VI、V2与储存器115连接，这就意味着阀EVl处于图1的位置而阀EV2处于未受控制的位置，以连接管道L2和L4。对于独立于制动踏板PF上动作的该程序控制，不需要通过模拟器410把反作用力传递给制动踏板。在某些运行条件下，控制回路400可启动第一电磁阀EVl和使第二电磁阀EV2处于息止位置，以使管道Li、L2、L3、L4全都与制动液储存器115连接。下面借助图3-5将描述制动系统的制动助力器和主缸的详细结构。系统由三个子组件构成，这三个子组件即-主缸100 ；禾口-由前部分280和后部分290构成的制动助力器200，前部分和后部分通过拉杆组装起来以被固定在分隔发动机罩和座舱之间的机动车挡板上。容积室V1、V2的元件和制动液储存器115的元件以及控制回路400既不在图3_5B 中示出也不进行描述。串列式主缸100具有已知的结构，该结构详细示于图3但对它的描述将被简化。主缸的壳体101包括确定主腔111和副腔121的主活塞110及副活塞120，每个腔分别与一制动管路连接。主活塞110包括向后开放的延伸部113、和用于接收推杆130的头部131的轴向座槽114，推杆130被制动助力器200带动，或者在制动助力器故障的情况下由控制杆 230带动。在串列式主缸100的息止位置，主活塞110的延伸部113突出到制动助力器200 的室202内。根据该实施方式，制动助力器的前部分280接纳主缸100的本体101的后部102 并承载电机沈5、传动装置沈3，传动装置263作为例子给出并出现在图4中，作为电机沈5 的输出轴及其两个螺杆的座，每个螺杆与一个大直径蜗轮啮合；这些蜗轮中的每一个位于壳体沈4中，而蜗轮承载的齿轮沈2出现在图3、5A、5B中。齿条261和齿轮262处在相对轴线XX对称的位置，以便以分配和均衡的方式把力矩传递给致动器活塞220。推杆130由前元件130A和后元件130B构成，以便于实现并安装制动助力器。前元件130A通过它的头部131支靠着主活塞110的底部；前元件带有止挡器132， 并通过(在该位置)穿过致动器活塞220的底部222的中心孔222A而向后延伸到止挡器 132以外。后元件130B由承载中间活塞MO的推杆延长部构成(图3、5B)。后部分290实际上由两个构件^0A、290B构成，这两个构件中的一个Q90A)形成模拟器室250，该模拟器室接纳用于中间活塞240及其回位弹簧271的衬套251。衬套251 方便构件^OA的实现和其安装。构件^OB接纳柱塞270、控制杆230并承载有围绕柱塞270后部的波纹套四2。后构件^OB还包括用于连接移动传感器235的连接器四5。根据图5A、5B，推杆130的前部分130A安装在制动助力器200的本体的前部分观0 中，并且推杆130的后部分130B安装在制动助力器200的本体的后部分四0中。通过间插在本体101的延伸部102和前部分280的管状形部的边缘282之间的组装环观1，进行主缸100的壳体101与制动助力器200的前部分280之间的组装。组装通过固定在后部分四0的构件^OB中的拉杆310进行。带有电制动助力器的制动系统适用于机动车的制动设备工业。术语目录100串列式主缸101串列式主缸的本体102本体后部103法兰110主活塞113主活塞的延伸部115制动液储存器121副活塞腔130推杆130A推杆130的前元件130B推杆130的后元件131推杆130的头部132推杆130的止挡器200电制动助力器201制动助力器的壳体202室220致动器活塞221套筒222底部222A中心孔230控制杆231控制杆的头部235行程传感器240中间活塞250模拟器室251衬套255回位弹簧260齿条传动机构261齿条262齿轮263传动装置264蜗轮壳体265电机270柱塞271回位弹簧
274回位弹簧280制动助力器的本体的前部分281环282前部分观0的边缘290制动助力器的本体的后部分290A.290B形成后部分四0的构件291法兰292波纹套295连接器310拉杆350压力传感器400控制回路410制动模拟器C1、C2制动管路EV1、EV2 电磁阀Vl前容积室V2后容积室L1-L4管道SP压力信号SE外部信号SA致动信号SCA行程信号PF制动踏板
权利要求
1.带有电制动助力器的制动系统，所述制动系统包括通过推杆以受控方式作用于主缸的制动助力器，所述推杆由所述电制动助力器带动并且该推杆致动所述主缸的活塞(主活塞)，所述电制动助力器通过柱塞与制动踏板的控制杆相连接，其特征在于，所述电制动助力器(200)包括 -致动器活塞020)，其通过齿条传动机构Q60)由电机( 控制； -模拟器室050)，其由所述柱塞(270)界定，并且所述模拟器室由中间活塞(MO)分为可变的后容积室(Vl)和可变的前容积室(V2)；-所述后容积室(Vl)由所述柱塞(270)和所述中间活塞(MO)界定； -所述前容积室(M)由所述中间活塞(MO)在所述模拟器室O50)内界定； -管道(Li)，其使所述后容积室(Vl)与同所述前容积室(M)相连的管道(U)通过第一电磁阀(EVl)连接，同所述前容积室相连的所述管道(U)通过第二电磁阀(EW)与储存器(115)连接；-所述第一电磁阀(EVl)被控制在开放位置，所述第一电磁阀的非受控位置是关闭位置；-所述第二电磁阀(EM)被控制在关闭位置，所述第二电磁阀的非受控位置是开放位置；-所述中间活塞(MO)与所述推杆(130)连接，所述推杆承载止挡器(132)，以被所述致动器活塞(220)推动；-所述推杆(130)能独立于所述致动器活塞(220)被所述中间活塞(MO)推动。
2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，在所述第一电磁阀(EVl)输出端的管道 (L3)与制动模拟器010)连接。
3.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述致动器活塞O20)由套筒(221)构成，所述套筒的外表面包括齿条061)，这些齿条在相对所述制动系统的轴线(XX)径向相对的位置上，用以引导并带动部分地交叠于模拟室O50)的所述致动器活塞(220)平移。
4.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述中间活塞(MO)具有的截面(Si) 大于所述柱塞O70)的截面(S2)。
5.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述电制动助力器(200)的本体O01) 由前部分(观0)和后部分(四0)构成，-基本柱形的所述前部分(观0)通过组装环(观1)接纳所述主缸(100)的壳体(101) 的后部(102)，并且所述前部分接纳所述齿条传动机构(沈0)的两个齿轮( 和承载所述齿条061)的致动器活塞020)，所述前部分(观0)还设有所述齿条传动机构(沈0)的电机 (265)和传动装置063)、以及设有所述推杆(130)的前部分(130A)及其止挡器(132)和回位弹簧055)；-所述后部分(四0)包括与所述推杆的后部分(130B)相连在一起的中间活塞040)、 所述中间活塞O40)的回位弹簧071)以及所述柱塞(270)和该柱塞的回位弹簧074)。
6.如权利要求5所述的制动系统，其特征在于，所述后部分Q90)由两个构件Q90A、 290B)构成，这两个构件中的前构件O90A)形成所述模拟室050)，该模拟室带有接纳所述中间活塞(MO)的衬套051)，而这两个构件中的后构件Q90B)容纳所述柱塞070)，所述柱塞O70)的回位弹簧(274)位于所述柱塞Q70)与所述中间活塞(MO)之间。
7.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统包括控制回路(400)和压力传感器(350)，所述压力传感器与所述模拟器室(250)的介于所述柱塞(270)与所述中间活塞(MO)之间的后容积室(Vl)相连接，以检测所述后容积室(Vl)中的压力并传送压力信号(SP)给所述控制回路G00)，所述控制回路(400)与所述第一电磁阀(EVl)和第二电磁阀(EV2)以及所述齿条传动机构O60)的电机( )相连接，以控制所述电制动助力器的正常运行和应急运行。
8.管理如上述权利要求中任一项所述的带有电制动助力器的制动系统的管理方法，其特征在于-在正常运行模式，所述控制回路(400)控制所述电制动助力器的齿条传动机构O60) 的电机( )和所述第一电磁阀(EVl)，以使所述模拟器室Q50)的后容积室(Vl)与前容积室(M)连通，以便抵消所述柱塞(270)与所述中间活塞O40)的相互作用，所述推杆 (130)只由所述致动器活塞(220)带动；-在应急运行模式，所述控制回路(400)控制所述第一电磁阀(EV1)，所述第一电磁阀转换到使所述模拟器室(250)的后容积室(Vl)与前容积室(M)之间的流体连通隔断的关闭位置，并且所述控制回路控制所述第二电磁阀(EM)，以使该第二电磁阀打开并使所述前容积室(V2)与储存器(115)连通，所述推杆(130)只通过所述中间活塞O40)的移动而被带动，而所述中间活塞(MO)的移动受到所述柱塞(270)的移动控制，通过关闭所述第一电磁阀(EVl)使隔绝的所述后容积室(Vl)保持恒定。
全文摘要
制动系统，其包括推杆(130)，推杆由制动助力器(200)带动并致动主缸(100)的活塞(110)，制动助力器(200)通过柱塞(270)与制动踏板(PF)的控制杆(230)相连。制动助力器(200)包括致动器活塞(220)，其通过齿条传动机构(260)由电机(265)控制。由柱塞(270)界定的模拟器室(250)由中间活塞(240)分为分别由中间活塞(240)界定的后容积室(V1)和前容积室(V2)。管道(L1)通过第一电磁阀(EV1)使后容积室(V1)与同前容积室(V2)相连的管道(L2)连接，管道(L2)通过第二电磁阀(EV2)与储存器(115)连接。活塞(240)与推杆(130)连接，推杆承载止挡器(132)，以被所述致动器活塞(220)推动。
文档编号B60T13/74GK102470850SQ201080027781
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月30日 优先权日2009年9月7日
发明者B·卡格纳克, C·安德松, F·加夫, P·里夏尔, R·斯普罗克 申请人:罗伯特博世有限公司