车辆中的制动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种配置有传动系的车辆（1）中的制动装置，所述传动系具有齿轮箱（2）、通向齿轮箱的输入轴（3）以及由齿轮箱引出的输出轴（14）。所述制动装置包括减速器（17）；第一连接机构（18-21），减速器（17）能够借助于所述第一连接机构连接至齿轮箱输出轴（14）；第二连接机构（18-24，30），减速器（17）能够借助于所述第二连接机构连接至齿轮箱中的部件（4，15），所述部件直接地或间接地可移动地连接至齿轮箱输入轴（3）和齿轮箱输出轴。所述部件（4，15）在至少一个最低档位齿轮在齿轮箱（2）中啮合时旋转快于齿轮箱输出轴（14）。
【专利说明】车辆中的制动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种车辆中的制动装置。
【背景技术】
[0002]液力式减速器和电气式减速器通常在重型车辆中用作辅助制动器，使得可以降低轮制动器上的负载和磨损。连接至定位在车辆的传动系中齿轮箱前方的部件的减速器被称为主减速器，并且连接至定位在车辆的传动系中齿轮箱后方的部件的减速器被称为副减速器。液力式减速器包括采用泵轮形式的可旋转部件，电气式减速器包括采用转子形式的可旋转部件。液力式和电气式减速器施加与可旋转部件的速度有关的制动效果。这意味着有利的是使用主减速器用于在低车速下制动，以及使用副减速器在更高车速下制动。
[0003]DE10053084涉及一种用于履带式车辆的制动装置。所述装置包括两个盘式离合器，液力式减速器可选地能够借助于所述盘石离合器连接至齿轮箱的输入轴或输出轴。这意味着，减速器可选地能够用作主减速器和副减速器。因此所述减速器能够有利地用于在高车速和低车速下制动。在这种情况下，齿轮箱定位在基本上位于车辆的驱动轮之间的位置。所述齿轮箱的输入轴和输出轴在此沿车辆的横向方向平行延展。在齿轮箱输入轴和输出轴彼此距离很短的这种传动系中，将减速器连接至相应的轴是相对容易的。
[0004]然而，大多数机动车辆，尤其是那些具有后轮驱动的机动车辆，具有这样的传动系，其中齿轮箱输入轴和输出轴沿车辆的纵向方向在齿轮箱的相反两侧上延展。所述两个轴在此彼此距离相当长。将减速器可选地连接至定位在齿轮箱的相反两侧上的两个轴需要相对复杂的连接机构。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种减速器，其借助于相对简单的连接机构可选地能够用作主减速器和副减速器，即使在齿轮箱输入轴和输出轴彼此距离相当长的情况下。
[0006]所述目的借助于【背景技术】中提及的类型的制动装置实现，其特征在于权利要求1的特征部分中指示出的特征。减速器具有与转速有关的制动动作。当车辆以高速行驶时，减速器连接至齿轮箱输出轴，所述齿轮箱输出轴旋转足够快以使得减速器能够赋予良好的制动动作。当车辆以低速行驶时，减速器替代地连接至齿轮箱中的旋转快于输出轴的部件。因此减速器还可以用于在低车速下制动。在所述后一种情况下，减速器连接至齿轮箱中的自身可移动地连接至输入轴和输出轴的部件。所述部件有利地以这样的方式连接至输入轴，以便以与输入轴基本上相同的速度旋转。由于所述部件还可移动地连接至齿轮箱输出轴，因此所述部件上的减速器制动动作传递至输出轴和车辆的传动系。在齿轮箱中以高速度旋转的特定部件具有靠近输出轴定位的至少一部分。这意味着减速器能够连接至所述部件的与输出轴距离相当短的一部分。将减速器连接至齿轮箱输出轴和所述部件的连接机构从而可以相对简单并且占据很小空间。
[0007]根据本发明的优选实施例，齿轮箱包括动力输出装置(ΡΤ0)，并且所述部件是PTO的可旋转轴。重型车辆的齿轮箱通常配置有PTO。所述PTO通常包括轴杆，所述轴杆在一端处由齿轮箱输入轴驱动。在相反端处，PTO轴连接至齿轮箱的靠近齿轮箱输出轴的相反侧上的PTO连接件。PTO轴从而在此靠近输出轴定位，使得能够借助于占用很小空间的相对简单的连接机构将减速器连接至齿轮箱输出轴和PTO轴。根据本发明的另一优选实施例，所述部件是齿轮箱中的反转轴。机械式齿轮箱通常具有由输入轴驱动的反转轴。反转轴可以以与输入轴相同速度或略低于输入轴速度旋转，但其将在齿轮箱的基本上所有档位中旋转快于输出轴。反转轴的一端通常距输出轴不远地定位，使得能够借助于占用很小空间的相对简单的连接机构将减速器连接至输出轴和反转轴。
[0008]根据本发明的另一优选实施例，第二连接机构包括同步离合器，减速器能够借助于所述同步离合器连接至齿轮箱中的所述部件。为实现用于减速器和所述部件之间的共同旋转的连接，其首先需要达到同步速度。这种同步和连接在一起有利地借助于同步离合器起效。在减速器意图于制动在低速度下的车辆时，同步离合器可以使由减速器驱动的齿轮同步并且连接所述齿轮，用于与PTO轴共同旋转。替代地，同步离合器可以使由减速器驱动的轴同步并且连接所述轴，用于与齿轮箱中的反转轴共同旋转。
[0009]根据本发明的另一优选实施例，制动装置包括控制单元，所述控制单元适于接收减速器将何时启动的信息和用于确定减速器应当连接至齿轮箱输出轴还是连接至齿轮箱中的所述部件的信息。在这种情况下，控制单元可以接收来自监视制动控制器的位置的传感器或类似装置的信息，驾驶员使用所述制动控制器以初始化减速器的启动。控制单元可以适于接收关于与输出轴的速度有关的参数的信息，并且适于使用所述信息以确定减速器应当连接至齿轮箱输出轴还是连接至齿轮箱中的所述部件。车速是与齿轮箱输出轴的速度有关的参数的示例。因此，控制单元能够确定输出轴是否旋转足够快以使得减速器能够实现车辆的良好制动。如果输出轴旋转快于例如限制值，那么控制单元将减速器连接至所述输出轴。如果输出轴以低于限制值的速度旋转，那么控制单元将减速器连接至齿轮箱中的所述部件。替代地，控制单元可以适于接收关于当前在齿轮箱中啮合的齿轮的信息，并且适于使用所述信息以确定减速器应当连接至齿轮箱输出轴还是连接至齿轮箱中的所述部件。如果驾驶员已将齿轮箱中的低档位齿轮啮合，那么这指示出车辆正以低速度移动。在齿轮箱中啮合的齿轮的档位越低，所述部件和齿轮箱输出轴的相应速度之间的比值就越高。因此，通常适当的是在低档位齿轮在齿轮箱中啮合时将减速器连接至所述部件。
[0010]根据本发明的另一优选实施例，齿轮箱包括档位齿轮，所述档位齿轮适于给予在齿轮箱中啮合的齿轮高齿数比或低齿数比。档位齿轮是定位在齿轮箱中的普通换档机构后方的行星齿轮。为齿轮箱配置档位齿轮是将档位数量加倍的简单方法。在这种情况下，控制单元可以例如在档位齿轮为在齿轮箱中啮合的齿轮提供高齿数比时将减速器连接至齿轮箱输出轴，并且在档位齿轮为在齿轮箱中啮合的齿轮提供低齿数比时将减速器连接至齿轮箱中的所述部件。
[0011]根据本发明的优选实施例，齿轮箱输入轴和输出轴沿车辆的纵向方向延展。重型车辆通常使其发动机和齿轮箱处于车辆的前部，并且使其驱动轮处于车辆的后部。在这种情况下，传动系主要沿车辆的纵向方向延展。齿轮箱输入轴和输出轴在此在齿轮箱的两侧上的沿车辆的纵向方向延展。因此，二者彼此距离相当长。尤其是在这种车辆中，适当的是在低车速时将减速器连接至齿轮箱中的部件而非齿轮箱输入轴。[0012]根据本发明的优选实施例，减速器是液力式减速器或电气式减速器。两种类型的减速器均需要相当高的转速以使得其能够提供良好的制动动作。因此，适当的是在低车速时将液力式和电气式减速器连接至旋转快于齿轮箱输出轴的部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明的优选实施例在下文中借助于示例并参照附图描述，其中
[0014]图1描绘了根据本发明的第一实施例的制动装置，以及
[0015]图2描绘了根据本发明的第二实施例的制动装置。
【具体实施方式】
[0016]图1描绘了配置有传动系的车辆I的一部分，所述传动系将牵引运动从未描绘的发动机传送至车辆的至少一对同样未描绘的驱动轮。传动系包括齿轮箱2和通向齿轮箱的输入轴3。齿轮箱输入轴3配置有齿轮箱内部的齿轮3a。输入轴3上的齿轮3a与齿轮箱中的反转轴4上的齿轮4a啮合。在这个实施例中，反转轴配置有与齿轮箱中的主轴5上的相应的齿轮5a1、5a2、5a3卩齿合的另外三个齿轮Aa1Ja2Ja315第一同步离合器6能够用于建立齿轮5?和主轴5之间的连接以便使其共同旋转。当所述用于共同旋转的所述连接在反转轴4和主轴5之间建立时，结果是由齿轮4&1、5&1上的相应齿数之间的关系定义的齿数比。所述齿数比代表齿轮箱2中的第一档。第二同步离合器7能够用于建立齿轮5a2和主轴5之间的连接以便使其共同旋转。当所述用于共同旋转的连接建立时，结果是由齿轮4a2、5a2的齿数之间的关系定义的齿数比。所述齿数比代表齿轮箱2中的第二档。第二同步离合器7还能够用于建立齿轮5a 3和主轴5之间的连接以便使其共同旋转。当所述用于共同旋转的连接建立时，结果是由齿轮4a3、5a3上的齿数之间的关系定义的齿数比。所述齿数比代表齿轮箱2中的三档。最后，第三同步离合器8能够用于建立输入轴3和主轴5之间的连接以便使其共同旋转，从而将输入轴的速度转换为主轴5的类似速度。所述齿数比代表齿轮箱2中的第四档。
[0017]齿轮箱2配置有采用行星齿轮形式的档位齿轮。这意味着主轴5配置有锥形离合器9和太阳轮10，所述锥形离合器具有外部齿。太阳轮具有与多个带齿的行星齿轮11啮合的外部齿。行星齿轮套在行星齿轮架12上。配置有外部齿的未描绘的第二锥形离合器静止地紧固在齿轮箱中的壁部中。具有内部齿的齿圈13设置成用于借助于动力装置沿轴向方向移动，所述动力装置可以是压缩空气式气缸。行星齿轮架12紧固在齿轮箱输出轴14上。齿轮箱输入轴3和输出轴14定位在齿轮箱的相反两侧上并且沿车辆的纵向方向延展。
[0018]驾驶车辆I的驾驶员可以借助于移动操作构件指示出用于齿轮箱2中的四个普通档位的期望的高齿数比或低齿数比，所述操作构件可以紧固围绕换档杠杆。当他/她移动操作构件至第一位置时，齿圈13移动至高齿数比位置。图1示出了处于高齿数比位置的齿圈，所述齿圈在所述高齿数比位置所述将锥形离合器9连接至行星齿轮11。在这种情况下，主轴5的速度不改变地传递至齿轮箱输出轴14。当驾驶员移动操作构件至第二位置时，齿圈13移动至低齿数比位置，所述齿圈在所述低齿数比位置将行星齿轮连接至未描绘的静止的第二锥形离合器，以使得防止齿圈旋转。在这种情况下，主轴5的速度经由太阳轮10、行星齿轮11和行星齿轮架12传递至齿轮箱输出轴14。齿轮箱输出轴14从而以低于主轴5的速度运转。综上所述，可以注意到的是，当第四档位处于高齿数比状态时，齿轮箱输入轴3的速度转换为输出轴14的类似速度。在其它档位中，输出轴14的速度将低于输入轴3的速度。在齿轮箱中啮合的齿轮的档位越低，输入轴的速度和齿轮箱输出轴的速度之间的差异就将越大。
[0019]在这种情况下，齿轮箱2配置有动力输出装置(PTO)。PTO具有轴杆15，所述轴杆在一端处配置有与反转轴4上的齿轮4a啮合的齿轮15a。PTO轴15从而可移动地连接至反转轴4和齿轮箱输入轴3。在这种情况下，齿轮15a具有与齿轮3a相同的齿数，并且因此以与齿轮箱输入轴相同的速度旋转，不论中间齿轮4a上的齿数。因此，除了在处于档位齿轮高齿数比状态时的第四档位，PTO轴15在每个档位位置均以高于齿轮箱输出轴14的速度运转。PTO轴15在与齿轮15a相反的端部处具有示意性描绘的离合器片16以连接例如液压泵。PTO轴借助于离合器单元16a连接至离合器片。控制单元25在车辆处于操作状态时使得离合器单元16a与离合器片16解除连接。
[0020]车辆I配备有采用示意性描绘的减速器17形式的辅助制动器。减速器可以是液力式减速器或电气式减速器。减速器具有可旋转部件，在液力式减速器中所述可旋转部件是泵轮，并且在电气式减速器中所述可旋转部件是转子。可旋转部件连接至轴杆18和齿轮19。齿轮19连接至安装在齿轮箱输出轴14上的齿轮20。同步离合器21能够用于建立齿轮20和齿轮箱输出轴14之间的连接以便使其共同旋转。齿轮20经由中间齿轮22与安装在PTO轴15上的齿轮23啮合。同步离合器24能够用于建立齿轮23和PTO轴15之间的连接以便使其共同旋转。齿轮20和齿轮23处于公共平面中，所述公共平面与齿轮箱输出轴14和PTO轴15成直角延展。
[0021]控制单兀25适于控制冋步尚合器21、24的启动。控制单兀基本上持续地接收来自监视例如制动控制器的位置的传感器26的信息，驾驶员借助于所述制动控制器初始化减速器17的启动。控制单元还接收来自传感器27或类似装置的关于在齿轮箱2中啮合的齿轮的信息。在这种情况下，控制单元还接收来自检测齿轮箱输出轴14的速度或与所述速度有关的参数(例如车辆的速度)的传感器28的信息。控制单元还可以接收来自监视齿轮箱输入轴3的速度的传感器29的信息，所述速度从而对应于PTO轴15的速度和发动机的速度。
[0022]在车辆的操作期间，控制单元25接收来自传感器26的指示出减速器17将何时启动的信息。在这之前，控制单元评估减速器应当连接至齿轮箱输出轴14还是连接至PTO轴15。可以使所述评估基于齿轮箱输出轴的速度。如果输出轴旋转快于适当的限制值，那么减速器将连接至所述输出轴。如果输出轴以低于所述限制值的速度旋转，那么减速器将连接至PTO轴。替代地，可以使所述评估基于在齿轮箱中啮合的齿轮。齿轮箱通常在一般齿轮处于档位齿轮低齿数比状态时比在所述一般齿轮处于高齿数比状态时齿数比更低。控制单元可以在此在齿轮处于档位齿轮高齿数比时将减速器17连接至输出轴14，并且在齿轮处于档位齿轮低齿数比时将所述减速器连接至PTO轴15。当然，可以使所述评估基于其它参数，诸如PTO轴的速度或上文中提及的参数的组合。
[0023]当减速器17将连接至齿轮箱输出轴14时，控制单元25将启动同步离合器21，以使得齿轮20和输出轴14的速度同步，接下来建立齿轮20和输出轴之间的连接以便使其共同旋转。减速器的可旋转部件从而将由齿轮箱输出轴驱动，在液力式减速器的情况下所述可旋转部件是泵轮，并且在电气式减速器的情况下所述可旋转部件是转子。控制单元接下来启动减速器，以使得泵轮或转子传达制动动作。所述制动动作经由采用轴杆18、齿轮19、20和同步离合器21形式的连接机构从减速器传送至齿轮箱输出轴14以成为车辆的传动系上的制动动作。当减速器将连接至PTO轴15时，控制单元将启动同步离合器24，以使得齿轮23和PTO轴的速度同步，接下来建立齿轮23和PTO轴之间的连接以便使其共同旋转。控制单元接下来启动减速器以将制动动作经由采用轴杆18、齿轮19、20、22、23和同步离合器24形式的连接机构施加在PTO轴上。减速器制动动作经由齿轮15a、4a、反转轴4、齿轮对4&1-3、5ar3其中之一、主轴5和档位齿轮从PTO轴传递以成为车辆的传动系上的制动动作。
[0024]图2描绘了替代实施例，其中齿轮箱2与图1的齿轮箱相同，除了所述齿轮箱未配置有ΡΤ0。在这种情况下，减速器17能够连接至齿轮箱输出轴14或连接至由齿轮箱输入轴3驱动的反转轴4。在这种情况下，反转轴齿轮4a具有比输入轴齿轮3a多一些的齿数。因此，反转轴以略低于输入轴3的速度旋转，但是除了在处于档位齿轮高齿数比状态时的第四档位，在每个档位均快于输出轴14。因此适当的是当车辆以低速度行驶并且低档位齿轮在齿轮箱中啮合时将减速器17连接至反转轴4。在此再次地，减速器能够经由轴杆18连接至齿轮箱输出轴，所述轴杆具有与安装在齿轮箱输出轴14上的齿轮20啮合的齿轮19。同步离合器21能够用于将齿轮20置于与输出轴14啮合以便使其共同旋转。在这种情况下，轴杆18相对于反转轴4共轴地设置并且延伸至齿轮箱中到达反转轴的程度。同步离合器30可以用于将轴杆18连接至反转轴4。
[0025]在车辆的操作期间，控制单元25基本上持续地接收来自传感器26的关于减速器17的预期启动的信息。当其接收到指示出减速器将启动的信息时，其最初做出减速器应当连接至齿轮箱输出轴14还是连接至反转轴4的评估。为做出所述评估，控制单元权衡来自图1中的实施例中定义的传感器27、28、29中的一个或多个的信息。在控制单元发现减速器应当连接至齿轮箱输出轴14的情况下，其启动同步离合器21以将齿轮20紧固至齿轮箱输出轴以便使其共同旋转。在控制单元发现减速器应当连接至反转轴4的情况下，其启动同步离合器30，以使得轴杆18连接至反转轴。在这种情况下，减速器经由反转轴4齿轮对4&1-3,5&1-3其中之一、主轴5和档位齿轮连接至齿轮箱输出轴。控制单元接下来启动减速器17，以使得所述减速器经由反转轴制动齿轮箱输出轴14并且因此制动车辆的传动系。
[0026]本发明不以任何方式限制到所描述的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地变化。其不限制于实施例中涉及类型的齿轮箱，而是可以利用在大多数类型的齿轮箱上。
【权利要求】
1.一种配置有传动系的车辆(I)中的制动装置，所述传动系具有齿轮箱(2)、通向齿轮箱的输入轴(3)以及由齿轮箱引出的输出轴(14)，所述制动装置包括减速器(17);第一连接机构(18-21)，所述减速器(17)能够借助于所述第一连接机构连接至齿轮箱输出轴(14);第二连接机构(18-24，30)，所述减速器(17)能够借助于所述第二连接机构连接至齿轮箱中的部件(4，15)，所述部件直接地或间接地可移动地连接至齿轮箱输入轴(3)和齿轮箱输出轴，所述部件(4,15)在至少一个最低档位齿轮在齿轮箱(2)中哨合时旋转快于齿轮箱输出轴(14)，其特征在于，所述减速器(17)包括可旋转部件，所述可旋转部件在减速器启动时要么经由第一连接机构(18-21)连接至齿轮箱输出轴(14)、要么经由第二连接机构(18-24)连接至与齿轮箱输入轴(3)连接的所述部件(4，15)。
2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述齿轮箱(2)包括动力输出装置，以及所述部件是动力输出装置的可旋转轴(15)。
3.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，所述部件是齿轮箱中的反转轴(4)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述第二连接机构包括同步离合器(24，30)，所述减速器(17)能够借助于所述同步离合器连接至齿轮箱中的所述部件(4，15)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置包括控制单元(25)，所述控制单元适于接收减速器(17)将何时启动时的信息(26)和用于确定减速器(17)应当连接至齿轮箱输出轴(14)还是连接至齿轮箱中的所述部件(4，15)的信息(27，28，29)。
6.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于，所述控制单元(25)适于接收关于与输出轴(14)的速度有关的参数的信息(29，30)，并且适于使用所述信息确定减速器(17)应当连接至齿轮箱输出轴(14)还是连接至齿轮箱中的所述部件(4，15)。
7.根据权利要求5或6所述的制动装置，其特征在于，所述控制单元(25)适于接收关于在齿轮箱中啮合的齿轮的信息(28)，并且适于使用所述信息确定减速器(17)应当连接至齿轮箱输出轴(14)还是连接至齿轮箱中的所述部件(4，15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述齿轮箱(2)包括适于给予齿轮箱(2)中的啮合的齿轮高齿数比或低齿数比的档位齿轮(9-13)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述齿轮箱输入轴(3)和所述齿轮箱输出轴(14)沿车辆的纵向方向延展。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述减速器(17)是液力式减速器或电气式减速器。
【文档编号】B60T10/02GK103562024SQ201280026748
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年6月1日
【发明者】J·努德奎斯特 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司