用于制动器的电动液压促动器的制造方法
【专利摘要】一种用于驱动具有液压推动单元的制动器(2)的电动液压促动器(1)，所述促动器包括：电马达(3)，将电马达(4)的旋转运动转换成平移运动的转换机构(5)，缸(8)，以及与转换机构连接的活塞(9)，其中，转换机构(5)被构造为，使得对于驱动轴(4)的给定角速度，活塞(9)的平移速度从活塞行程的后部长度(14)中的最大值，减小至活塞行程的前部长度(13)中的最小值。
【专利说明】用于制动器的电动液压促动器
[0001]本发明的目的是一种用于制动器的电动液压促动器(actuator，致动器)，特别是用于机动车辆、摩托车以及商用车辆和工业车辆的具有液压缸-活塞推动单元的盘式制动器。
[0002]从US 6623087和DE 19527936中，可得知用于BBW型(“线控制动(BrakeByffire) ”)的机动车辆的制动系统，其中，与制动踏板连接的线性传感器检测制动踏板的行程，并传输表示用户对控制单元的制动转矩的请求的电信号。控制单元处理传感器的信号，并根据所需制动转矩控制液压泵的电马达。由电马达驱动的液压泵增压，并将液压液(hydraulic fluid,液压流体)传送至车辆制动器的液压单元。
[0003]与制动踏板直接作用于液压回路上的传统的制动系统相比，“线控制动”系统的优点是，“线控制动”系统允许产生并控制制动系统液压，而不需要通过制动踏板施加的力辅助。此外，至少部分地用电路代替液压回路，可允许节省液压液、减小重量，并减小制动系统的环境影响。最后，电子控制单元基于代表所需制动转矩的电信号而管理制动系统，允许对制动踏板或制动杠杆进行更具有人机工程学的设计，并允许响应根据在制动时的道路条件和车辆条件而更目标化且更差异化的制动系统，此外可能执行再生制动作用(通过至少部分恢复的动能)以及混合。
[0004]尽管“线控制动”系统具有这些优点，但是，在极端制动条件下，例如，在长时间深度制动作用之后而过热后，制动效率突然下降(所谓的“衰退”)，该制动需要非常高的液压压力，其转换成泵电马达的过大尺寸，这将产生燃烧危险。电马达的这种过大尺寸在制动系统的99%的操作情况中不会带来任何优点，还会包括额外的制造和操作成本，以及较大的重量和较大的整体尺寸。
[0005]因此，本发明的目的是，提供一种用于液压制动器的电动液压促动器，其具有避免参考现有技术所阐述的缺点的特征。
[0006]本发明的一个特殊目的是，提出一种用于液压制动器的电动液压促动器，其中，将电动液压促动器的电马达的尺寸构造为，用于制动器的标准操作条件，并且，其中，将电动液压促动器构造为，在极端条件下能够通过相同的电马达产生非常高的流体压力，没有使电马达过热的危险。
[0007]通过用于驱动具有液压推动单元的制动器的电动液压促动器，来实现这些和其他目的，所述促动器包括:
[0008]-电马达,具有驱动轴，
[0009]-转换机构，与驱动轴连接，并适于将驱动轴的旋转运动转换成可平移部分的平移运动，
[0010]-液压泵，与转换机构连接，并适于响应于该平移运动来实施液压液压力的增加，其中，液压泵包括:
[0011]-缸和活塞，该活塞容纳于缸中并被限制于可平移部分，以相对于缸沿着从行程后端延伸至行程前端的活塞行程与可平移部分一起平移，所述活塞行程包括:
[0012]-前部长度，包括行程前端，并具有小于或等于活塞行程的长度的一半的长度，以及
[0013]-后部长度，包括行程后端，并具有小于或等于活塞行程的长度的一半的长度，
[0014]-压力室，由缸和活塞限定，并具有根据活塞的位置而变化的体积，该变化是从当活塞处于行程位置的后端时的最大体积到当活塞处于行程位置的前端时的最小体积，
[0015]-供应管道，与压力室连通，并适于与制动器的液压推动单元连接，
[0016]其中，将转换机构构造为，使得对于驱动轴的给定的角速度，可平移部分的平移速度从活塞在后部长度处的位置中的最大值，减小至活塞在前部长度处的位置中的最小值。
[0017]这减小了电马达转矩，从而减小了在活塞行程的前部长度中产生高流体压力所需的电力供应，进而避免在极端制动情况中使电马达过热的危险。同时，当活塞处于活塞行程的后部长度中时(标准操作制动动作的情况)，促动器允许电马达在电马达转矩能力内操作，并且所吸收的电力供应适合于电马达的尺寸。
[0018]此外，由于当活塞处于活塞行程的前部长度中时达到传输和转换比的最小值(或者，换句话说:可平移部分的线性平移速度和驱动轴的角速度之间的商的最小值)的事实，可能在缸外部的高流体转移条件下产生非常高的流体压力。
[0019]根据本发明的一个方面，活塞行程的前部长度的长度小于活塞行程的长度的1/3，优选地，小于活塞行程的长度的1/4。还更优选地，当活塞处于行程前端时，达到传输和转换比的最小值(或者，换句话说:可平移部分的线性平移速度和驱动轴的角速度之间的商的最小值)。
[0020]根据本发明的另一方面，当活塞处于行程后端时，达到传输和转换比的最大值(或者，换句话说:可平移部分的线性平移速度和驱动轴的角速度之间的商的最大值)。
[0021]根据本发明的另一方面，转换机构包括用于将驱动轴的旋转运动转换成可平移部分的平移运动的曲柄和连接杆机构。在曲柄和连接杆机构中，可平移部分的平移速度是曲柄的角位置的非线性函数，并且是可平移部分的行程的非线性函数。现在考虑，流体压力大约是活塞行程的线性函数，并且，通过将压力的这种线性函数与活塞的平移速度的非线性函数组合，来获得电马达转矩和活塞行程之间的非线性比率，其中，在活塞行程的后部长度的主要部分中(在第一半部中)，当活塞前进时，电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部长度中(在第二半部中)，电马达转矩以次正比的(sub-proport1nal)(或减小的)方式增加，或者，当活塞前进时，电马达转矩减小。只要有此特征，便允许在正常制动条件下(对于活塞行程的后部长度处的活塞)，最佳地操作电马达并精确地控制流体压力，并允许在特殊的(except1nal)制动条件下(对于活塞行程的前部长度处的活塞)，对流体进行非常高的增压。
[0022]根据本发明的另一方面，转换机构包括用于将驱动轴的旋转运动转换成可平移部分的平移运动的凸轮机构。在这种情况中，凸轮表面具有一定的形状并且到其旋转支点具有一定的径向距离，以在活塞的平移速度和驱动轴的角速度之间获得上述关系，优选地，在电马达转矩和活塞行程之间获得非线性比例，其中，在活塞行程的后部长度的主要部分中(在第一半部中)，当活塞前进时电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部长度中(在第二半部中)，电马达转矩以次正比的(或减小的)方式增加，或者，当活塞前进时电马达转矩减小。
[0023]根据本发明的另一方面，转换机构包括与定子接合的转子，该接合通过与它们中的一个连接的旋转件(volving member)和形成于另一个中的螺旋轨道之间的接合来实现，其中，螺旋轨道的螺旋角沿着其长度变化，以在活塞的平移速度和驱动轴的角速度之间获得上述关系，优选地，在电马达转矩和活塞行程之间获得非线性比例，其中，在活塞行程的后部长度的主要部分中(在第一半部中)，当活塞前进时电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部长度中(在第二半部中)，电马达转矩以次正比的(或减小的)方式增加，或者，当活塞前进时电马达转矩减小。
[0024]为了更好地理解本发明并领会其优点，下面将参考附图，描述其一些典型的非限制性的实施方式，其中:
[0025]图1和图2是根据本发明的一个实施方式的用于液压制动器的电动液压促动器的透视图；
[0026]图3是图1中的促动器20的剖视图；
[0027]图4是图3中的细节的放大图；
[0028]图5是活塞处于行程位置的后端中的促动器的剖视图；
[0029]图6是活塞处于行程位置的前端中的促动器的剖视图；
[0030]图7是根据一个实施方式的促动器的细节的放大图；
[0031]图8是根据一个实施方式的促动器的另一细节的放大图；
[0032]图9是曲柄和连接杆机构以及规定其运动行为的运动学定律的示意图；
[0033]图10示出了，与现有技术的解决方案相比，表示根据本发明的一个实施方式的根据活塞行程的电马达转矩和流体液压压力的趋势的图示；
[0034]图11是“线控制动”类型的制动系统的示意图，其应用根据本发明的电动液压促动器；
[0035]图12和图13示意性地示出了根据其他实施方式的电动液压促动器。
[0036]参考附图，总体用参考数字1表示电动液压促动器。促动器1用来通过液压推动单元驱动制动器2,并该促动器包括:电马达3,该电马达具有驱动轴4 ;转换机构5,与驱动轴4连接并适于将驱动轴4的旋转运动转换成可平移部分6的平移运动；以及液压泵7，与转换机构5连接并适于响应于该平移运动而产生液压液体的压力增加。
[0037]液压泵7包括缸8和活塞9，该活塞容纳于缸8中并且该活塞限制于可平移部分6，以相对于缸8沿着从行程后端11延伸至行程前端12的活塞行程10，与该可平移部分一起平移。活塞行程10包括:前部长度13，其包括行程前端12，并具有小于或等于活塞行程10的长度的一半的长度；以及后部长度14，其包括行程后端11，并具有小于或等于活塞行程10的长度的一半的长度。
[0038]液压泵7进一步包括压力室15，该压力室由缸8和活塞9限定，并具有根据活塞9的位置而变化的体积，该变化从当活塞9处于行程位置的后端11时的最大体积到当活塞9处于行程位置的前端12时的最小体积。压力室15与供应管道16连通，该供应管道优选地形成于缸8中(但是，其也可形成于活塞9中)，并适于与制动器2的液压推动单元连接。
[0039]根据本发明的一个方面，转换机构5被构造成使得对于驱动轴4的预定的角速度，可平移部分6的(S卩，活塞9的)平移速度从活塞9在后部长度14的位置中的最大值，减小至活塞9在前部长度13的位置中的最小值。
[0040]这减小了电马达转矩，从而减小了在活塞行程10的前部长度13中产生高流体压力所需的电力供应，进而避免在极端制动情况中使电马达3过热的危险。同时，当活塞9处于活塞行程10的后部长度14中时(标准操作制动动作的情况)，促动器1允许电马达3在电马达转矩能力中操作并且所吸收的电力供应适合于该电马达的尺寸。
[0041]此外，由于当活塞处于活塞行程10的前部长度13中时达到传输和转换比VUN，9/￥_，4的最小值(或者，换句话说:可平移部分6 (或活塞9)的线性平移速度和驱动轴4的角速度之间的商的最小值)的事实，可能在当流体本身已经经历较大位移时，产生非常高的流体压力。以此方式，可在正常制动条件下(活塞行程的后部长度)，使得衬垫快速接近制动盘并抵靠制动盘地与制动盘接合，并且，当衬垫已经与制动盘接合时，看产生非常高的压力，不需要进一步大量移位。
[0042]此外，转换机构5构造成，还确保活塞9响应于电马达3的往复运动而从行程前端
(12)的位置向行程后端(11)的位置可控地向后运动。该运动的这种可逆性是所述制动系统不可或缺的。
[0043]根据一个实施方式，活塞行程10的前部长度13的长度小于活塞行程10的长度的1/3，优选地，小于其1/4。还更优选地，当活塞9处于行程前端12处时，达到传输和转换比VLIN,9/VMG,4的最小值(或者，换句话说:可平移部分6 (活塞9)的线性平移速度和驱动轴4的角速度之间的商的最小值)。
[0044]当活塞处于行程后端11处时，达到传输和转换比的最大值(或者，换句话说:可平移部分6 (活塞9)的线性平移速度和驱动轴4的角速度之间的商的最大值)。
[0045]根据一个优选实施方式，转换机构5包括用于将驱动轴4的旋转运动转换成可平移部分6(活塞9)的平移运动的曲柄17和连接杆机构18。在曲柄和连接杆机构中，可平移部分6的平移速度VUN，9是曲柄的角位置的非线性函数，并且也是可平移部分6的行程的非线性函数。现在考虑，流体压力大约是活塞9的行程的线性函数(即，活塞9沿着活塞行程10的位置)，并且，通过将压力的这种线性函数与活塞的平移速度的非线性函数组合，来获得电马达转矩和活塞9的行程之间的非线性比例，其中，在活塞行程10的后部长度14的主要部分中(在第一半部中)，当活塞9前进时电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增力口，并且，在活塞行程10的前部长度13中(在第二半部中)电马达转矩以次正比的(或减小的)方式增加，或者，当活塞9前进时电马达转矩减小，如图10中的图表中的连续曲线所示。只要有转换机构5的此特征，便允许在正常制动条件下(对于在活塞行程10的后部长度14中的活塞9)最佳地操作电马达3并精确地控制流体压力，并允许在特殊的制动条件下(对于在活塞行程10的前部长度13中的活塞9)对流体进行非常高的增压。
[0046]由于可通过替代的运动学分析(下面将仅通过典型的非限制性实例，来描述其中的一部分)，来获得这样构造的转换机构5的上述优点的至少一部分，本发明的一个方面还涉及一般的技术概念，由此，在活塞行程10的后部长度14的主要部分中(在第一半部中)，当活塞9前进时，电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增加，并且，在活塞行程10的前部长度13中(在第二半部中)，电马达转矩以次正比的(或减小的)方式增加，或者，当活塞9在行程前端12的方向上前进时电马达转矩减小。数学函数的“次正比”趋势的概念有时也叫做术语“次线性(sub-linear) ”。
[0047]根据一个实施方式，促动器包括壳体19,该壳体容纳转换机构5,并且支撑或容纳电马达3、缸8，以及用于加压流体的储存器20。
[0048]转换机构5可包括，(可选的)使驱动轴4的旋转运动倍减的减速单元22，以及将旋转运动转换成平移运动的转换单元30。此外，可提供将驱动轴4的旋转运动传送至减速单元(优选地，是圆外旋轮线的(epicycloidal，外摆线的))的第一传动装置21，和将减速单元的旋转运动传送至转换单元30的第二传动装置23。
[0049]根据一个实施方式，第一传动装置21包括连接部分，该连接部分形成于驱动轴4的端部上，并具有与圆外旋轮线的减速单元22的第一串卫星轮的卫星齿轮24啮合的外啮合，使得驱动轴4形成圆外旋轮线的减速单元22的第一减速级的中央小齿轮。优选地，圆外旋轮线的减速单元22包括两个减速级，其第一减速级包括上述由驱动轴4的端部形成的中央小齿轮，具有旋转锁定的内部啮合的外冠部25，以及与驱动轴4和冠部25两者啮合的上述第一串卫星齿轮24。第一卫星齿轮24由第一卫星支承板26支撑，第一卫星支承板26包括有齿中央部分27,该有齿中央部分包括第二减速级的中央小齿轮(行星轮)。
[0050]除了由第一卫星支承板26的有齿中央部分27形成的第二中央小齿轮(行星轮)以外，该第二减速级包括，相同的有齿冠部25和第二串卫星齿轮28，该第二串卫星齿轮与第二中央小齿轮27和冠部25两者啮合。
[0051]第二卫星齿轮28由第二卫星支承板29支撑，实现与转换单元30的连接。
[0052]可将有齿冠部25制造为与壳体19不同的零件，然后插入壳体中。这允许彼此独立地优化有齿冠部25和壳体19的厚度和材料，以减小促动器1的重量并降低促动器的制造成本。特别地，可用与有齿冠部不同的材料来制造壳体19，例如，用塑料材料，或通过以铝
/镁合金压铸。
[0053]通过非限制性的实例，可用塑料材料在金属材料(例如钢)的有齿冠部25上注塑成型壳体19，以减小促动器1的公差并降低促动器的装配成本。
[0054]电马达3可能包括前凸缘31，该凸缘可通过例如螺纹件而与壳体19连接，该螺纹件可插入前凸缘31中的孔中，并可拧入壳体19的两个内螺纹孔中。前凸缘31可能包括定心装置，例如，接合座部或接合表面，适于与有齿冠部25接合，从而使前凸缘相对于驱动轴4定位并定心。以此方式，避免对壳体19的多个内表面进行昂贵的精确机加工。电马达3的前凸缘31还可形成旋转地锁定有齿冠部25的一个或多个凸起。可替代地，形成旋转地锁定有齿冠部25的装置(例如，凹齿的，或凹键类型)，并在有齿冠部25和壳体19之间起作用。
[0055]第二卫星支承板29包括轴部34以将从圆外旋轮线的减速单元输出的旋转运动(以及精确地，第二卫星支承板29的旋转运动)传送至转换单元30。将轴部34与壳体19连接，并通过容纳于壳体19的相应座部33、33’中的第一旋转径向轴承32 (球轴承，减速器一侧)和第二径向滑动轴承32’ (转换单元一侧)来定心。
[0056]轴部34与曲柄17-连接杆18机构接合，以能够对曲柄17施加转矩，并使该曲柄旋转(图3、图4、图5)。
[0057]优选地，通过滚柱轴承37 (例如，轧辊轴承或滚针轴承)，将曲柄17本身与壳体19连接，以能够横向于(优选地，与垂直于)活塞9的平移方向39、围绕曲柄支点或轴线38旋转。连接杆18具有优选地细长的形状，该细长的形状具有第一端40，相对于曲柄支点38在偏心点(在半径R处，见图6和图9)与曲柄17铰接；以及第二端，形成可平移部分6，并与活塞9的后部41永久接合。
[0058]轴部34可形成或支撑与曲柄37的齿段36啮合的齿轮或小齿轮35。如图所示，当齿段36的半径5大于小齿轮35的半径时，轴部34的旋转不仅使曲柄17围绕曲柄支点38旋转，而且使曲柄的转速倍减
[0059]如可在图5和图6中注意到的，对于处于行程后端11的位置(图5)处的活塞9，曲柄17的旋转角度Theta( Θ )，该旋转角度被定义为活塞9的平移轴线39和由曲柄轴线38与连接杆18的第一端40的铰接轴线限定的平面42之间的角度，是最大值(优选地，范围从75°到110°，还更优选地，从80°到100°，还更优选地，从84°到92° )。对于处于行程前端12位置(图6)处的活塞，曲柄17的该旋转角度Theta( Θ )是最小值(优选地，范围从3°到35°，还更优选地，从15°到30°，还更优选地，从22°到28° )。
[0060]为了获得该效果:在活塞行程10的后部长度14的主要部分中(在第一半部中)随着活塞9的前进行程，电马达转矩以大约正比的(线性的)方式增加，并且在活塞行程10的前部长度13中(在第二半部中)，电马达转矩以次线性的(或减小的)方式增加，或者，当活塞9在行程前端12的方向上前进时电马达转矩减小，并且，为了能够在大约线性的相位和次线性的相位中，设置电马达转矩的所需趋势，将曲柄轴线38布置在离活塞9的平移轴线39 —定的垂直距离处是有利的。优选地，这种垂直距离小于曲柄轴线38和连接杆18的第一端40的铰接轴线之间的距离(图5中的半径R)。此外，这种垂直距离的范围优选地是从0.4L到0.6L，其中，L是连接杆18的第一端和第二端之间的距离(连接杆L的长度)。
[0061]在电马达故障或操作停止的情况中，在曲柄17和壳体19之间连接的一个或多个弹簧57可确保，曲柄17和活塞9自动返回至行程后端11的位置(图5的位置)。
[0062]缸8可能包括连接凸缘43，例如，该连接凸缘可通过螺纹件与壳体19连接，该螺纹件可插入在连接凸缘43中获得的孔中并且可拧入壳体19的两个内螺纹孔中(图2、图5)。可替代地，缸8可由壳体19直接形成，或分别地制造，然后插入壳体19的缸座中。
[0063]通过将第一垫圈插入活塞的前部44的附近并将第二垫圈插入活塞的后部41的附近，将活塞9滑动地容纳在缸10中。活塞9的后部41具有圆形腔体，以挤压接触并旋转地容纳连接杆18的第二端(可平移部分6)。通过在缸8的底壁和活塞的前部44之间的压力室15中弹性预加载的复位弹黃45,来确保活塞9的后部41和连接杆18之间的挤压接触，以使活塞9朝着行程后端11的位置永久地弹性偏压。
[0064]在缸10的侧壁中形成供应管道16。此外，提供吸入管道46，该吸入管道使压力室15与加压流体的储存器20连通。可在缸8中和/或活塞9中形成这种吸入管道46、46’。在图中所示的实施方式中，活塞9的侧表面形成(优选地周缘的)腔体47，该腔体与缸8的侧壁一起限定(优选地环形的)吸入室。吸入管道的第一部分46从储存器20延伸，穿过缸8的侧壁，并通向吸入室中的缸侧，并且，吸入管道的第二部分46’设置有阀48并从活塞9的前部44中的开口延伸，穿过活塞直到腔体47。活塞处于行程后端的位置时，这种阀48允许压力室15和储存器20之间自由连通，同时，当活塞离行程后端超过给定初始距离(空程)时，防止流体通过(在两个方向上)，从而允许对压力室15增压，并朝着制动器的推动单元推动流体。
[0065]为了控制电动液压促动器1，可提供:
[0066]-控制单元58，控制电马达3的供电，
[0067]-驱动件60，例如，杠杆或踏板，
[0068]-驱动传感器62，例如，线性或旋转(电位或磁致伸缩)传感器，与驱动件60连接，并与控制单元58信号通信，该驱动传感器60构造为，根据驱动件60的位移来产生所需的制动转矩信号，并将该所需的制动转矩信号传送至控制单元，
[0069]-压力传感器59，与压力室15连接，并与电子控制单元58信号通信，该压力传感器59构造为，根据压力室15中的流体压力来产生压力信号，并将该压力信号传送至控制单元，
[0070]其中，控制单元58构造为，接收并处理压力信号和所需的制动转矩信号，并根据所需的制动转矩和所检测的流体压力，来控制电马达3的电力供应。
[0071]本发明还涉及单个制动器2，该单个制动器包括用于为其提供液压推动单元的电动液压促动器1。
[0072]本发明进一步涉及制动系统56 (图11)，该制动系统包括驱动件60、具有液压推动单元的多个液压制动器2 (并且可选地，一个或多个电动液压制动器61)，其中，每个液压制动器2包括其自己的与其自己的液压推动单元连接的电动液压促动器1，并且，其中，提供控制单元58,该控制单元构造为,接收并处理所需的制动转矩信号以及每个电动液压促动器1的压力信号，并根据所需的制动转矩和所检测的流体压力，对液压制动器2中的每个以单独且目标化的方式控制每个电马达3的电力供应。
[0073]这允许以单独且目标化的方式，对每个制动轮产生制动功率，并且，当需要时，还独立于车辆的其他车轮所需的制动功率而产生制动功率。
[0074]这导致可能对每个车轮的制动动作进行有目标化且单独的优化，例如，在防抱死调制(ABS)或车辆曲线稳定(EPS)的极端条件下，还需要独立于制动踏板的位置而进行优化。
[0075]图12和图13示出了本发明的两个可替代实施方式。
[0076]根据一个可替代实施方式(图12)，转换机构5可能包括凸轮机构，例如:
[0077]-基本上圆形的凸轮48，围绕相对于其周缘凸轮表面50的中心偏心的凸轮支点或轴线49而与壳体19旋转地连接，所述凸轮48通过减速单元22接合，或直接通过驱动轴4接合，以能够对凸轮48施加转矩并使该凸轮旋转，
[0078]-可平移的凸轮从动件部分51，与活塞9连接并与凸轮表面50接合，其中，凸轮的形状被构造成获得传动比和电马达转矩的特征——如前面参考第一实施方式描述的活塞行程的相关性。
[0079]根据另一可替代实施方式，转换机构可能包括转子52，该转子和定子53接合，该接合通过与它们中的一个连接的旋转件54和形成于另一个中的螺旋轨道55之间的接合而实现，其中，螺旋轨道55的线圈5的角度(或节距)沿着螺旋轨道的长度而变化，从而获得传动比和电马达转矩的特征——如前面参考第一实施方式描述的活塞行程的相关性。
[0080]除了所述优点以外，根据本发明的系统可确保运动的可逆性，该可逆性是所述制动系统不可或缺的，所述系统适于通过传感器来控制，并且，其中，运动定律的数值意义明确，并且容易进行数字模拟，与现有技术相比，该系统能减小电力供应吸收。
[0081 ] 对于根据本发明的电动液压促动器，对于液压制动器，以及对于制动系统，对本领域中的技术人员来说将显而易见的是，为了满足依情况而定的特殊需求，将能够进行进一步的修改和改变，但不管怎样，所有这些修改和改变都包含在由本发明的所附权利要求所限定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于驱动具有液压推动单元的制动器(2)的电动液压促动器(I)，所述促动器(I)包括: -电马达(3)，所述电马达具有驱动轴(4)， -转换机构(5)，所述转换机构与所述驱动轴(4)连接并适于将所述驱动轴(4)的旋转运动转换成可平移部分￠)的平移运动， -缸(8)和活塞(9)，所述活塞容纳于所述缸(8)中并被限制于所述可平移部分(6)，以相对于所述缸(8)沿着从行程后端(11)延伸至行程前端(12)的活塞行程(10)与所述可平移部分一起平移，其中，所述活塞行程(10)包括: -前部长度(13)，所述前部长度包括所述行程前端(12)并具有小于或等于所述活塞行程(10)的长度的一半的长度，以及 -后部长度(14)，所述后部长度包括所述行程后端(11)，并具有小于或等于所述活塞行程(10)的长度的一半的长度， -压力室(15)，所述压力室由所述缸(8)和所述活塞(9)限定并具有根据所述活塞(9)的位置而变化的体积，所述变化的体积为从当所述活塞(9)处于所述行程后端(11)的位置处时的最大体积，到当所述活塞(9)处于所述行程前端(12)的位置处时的最小体积， -供应管道(16)，所述供应管道与所述压力室(15)连通并适于与所述制动器(2)的所述液压推动单元连接， 其特征在于，所述转换机构(5)被构造为，使得对于所述驱动轴(4)的给定角速度，所述活塞(9)的平移速度从所述活塞(9)处于所述后部长度(14)的位置中的最大值减小至所述活塞(9)处于所述前部长度(13)的位置中的最小值。
2.根据权利要求1所述的电动液压促动器(I)，其中，所述活塞行程(10)的所述前部长度(13)的长度小于所述活塞行程(10)的长度的1/3，优选地小于所述活塞行程的长度的1/4。
3.根据权利要求1所述的电动液压促动器(I)，其中，当活塞(9)处于所述行程前端(12)处时，获得传动比(VUN，9/VANe，4)的最小值，所述传动比表示为所述活塞(9)的平移速度和所述驱动轴(4)的角速度之间的商。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(I)，其中，当活塞(9)处于所述行程后端(11)时，获得传动比(VUN，9/VANM)的最大值，所述传动比表示为所述活塞(9)的平移速度和所述驱动轴(4)的角速度之间的商。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(I)，其中，所述转换机构(5)被构造为，在电马达转矩和所述活塞(9)的行程之间产生非线性的比率，其中，在所述后部长度(14)的主要部分中，当所述活塞(9)前进时所述电马达转矩以大约线性的方式增加，并且，在所述活塞行程(10)的所述前部长度(13)中，当所述活塞(9)朝着所述行程前端(12)前进时，所述电马达转矩具有次线性的趋势或减小的趋势。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(I)，其中，所述转换机构(5)包括曲柄(17)和连接杆(18)机构。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(I)，所述电动液压促动器包括壳体(19)，所述壳体容纳所述转换机构(5)并支撑所述电马达(3)以及所述缸(8)，其中，所述转换机构(5)包括:用于降低所述驱动轴(4)的旋转运动的减速单元(22)，以及用于将所述旋转运动转换成平移运动的转换单元(30)。
8.根据权利要求6和7所述的电动液压促动器(1)，其中，所述曲柄和连接杆机构包括: -曲柄(17)，所述曲柄与所述壳体(19)连接以能够围绕横向于所述活塞(9)的平移方向(39)的曲柄轴线(38)旋转，以及 -连接杆(18)，所述连接杆具有:第一端(40)，所述第一端在相对于所述曲柄轴线(38)的偏心点中铰接至所述曲柄(17);以及第二端，所述第二端形成所述可平移部分￠)并与所述活塞(9)的后部(41)永久接合， 其中，所述曲柄(37)形成与所述减速单元(22)的小齿轮(35)啮合的齿段(36)，以使所述曲柄(17)围绕所述曲柄轴线(38)旋转，所述小齿轮(35)的半径小于所述齿段(36)的半径。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的电动液压促动器(I)，其中: -当所述活塞(9)处于所述行程后端(11)的位置处时，所述曲柄(17)的旋转轴线被定义为所述活塞(9)的平移轴线(39)和平面(42)之间的角度，所述平面由所述曲柄轴线(38)和所述连接杆(18)的所述第一端(40)的铰接轴线限定，所述角度范围是，从75°到110°，优选地从80°到100°，并且 -当所述活塞(9)处于所述行程前端(12)的位置处时，所述曲柄(17)的所述旋转角度的范围是，从3°到35°，优选地从15°到30°。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电动液压促动器(1)，其中，所述曲柄轴线(38)布置在离所述活塞(9)的平移轴线(39) —垂直距离处。
11.根据权利要求10所述的电动液压促动器(1)，其中: -所述垂直距离小于所述曲柄(17)的半径，所述曲柄的半径被定义为所述曲柄轴线(38)和所述连接杆(18)的所述第一端(40)的铰接轴线之间的距离，并且 -所述垂直距离的范围是从0.4L到0.6L，其中，L是所述连接杆(18)的长度。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的电动液压促动器(1)，所述电动液压促动器包括连接在所述曲柄(17)和所述壳体(19)之间的弹性复位弹簧(57)，以将所述曲柄(17)偏压至与所述活塞的所述行程后端(11)的位置相对应的静止位置。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(1)，其中: -所述缸(8)包括连接凸缘(43)，所述连接凸缘通过螺纹件与所述壳体(19)连接，-通过在所述活塞的前部(44)中插入第一垫圈并在所述活塞的后部(41)中插入第二垫圈，将所述活塞(9)滑动地容纳在所述缸(10)中， -所述活塞(9)的后部(41)具有圆形腔体，所述圆形腔体挤压接触并旋转地容纳所述可平移部分(6)， -复位弹簧(45)以具有弹性预加载的方式布置在所述缸(8)和所述活塞之间的所述压力室(15)中，以便于朝着所述行程后端(11)的位置，对所述活塞(9)永久弹性地施压，-当所述活塞处于所述行程后端的位置时，吸入管道(46)使所述压力室(15)与加压流体的储存器(20)连通。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(1)，包括: -控制单元(58)，所述控制单元控制所述电马达(3)的供电， -驱动件(60)， -驱动传感器(62)，所述驱动传感器与所述驱动件￠0)连接并与所述控制单元(58)信号通信，所述驱动传感器￠0)被构造为，根据所述驱动件￠0)的位移来产生所需的制动转矩信号，并将所述所需的制动转矩信号传送至所述控制单元(58)， -压力传感器(59)，与所述压力室(15)连接并与所述电子控制单元(58)信号通信，所述压力传感器(59)被构造为，根据所述压力室(15)中的流体压力来产生压力信号，并将所述压力信号传送至所述控制单元(58)， 其中，所述控制单元(58)被构造为，用于接收并处理所述压力信号和所述所需的制动转矩信号，并根据所述所需的制动转矩和所检测的流体压力，来控制所述电马达(3)的电力供应。
15.一种用于车辆的液压制动器，包括液压推动单元和根据前述权利要求中任一项所述的电动液压促动器(I)。
16.—种制动系统(56),包括: -具有液压推动单元的多个液压制动器(2)，其中，每个液压制动器(2)包括其自己的根据权利要求1至13中任一项所述的电动液压促动器(I)， -控制单元(58)，所述控制单元用于控制所述电动液压促动器(I)的电马达(3)的供电， -驱动件￠0)和驱动传感器(62)，所述驱动传感器与所述驱动件￠0)连接并与所述控制单元(58)信号通信，所述驱动传感器￠0)被构造为，根据所述驱动件￠0)的位移来产生所需的制动转矩信号，并将所述所需的制动转矩信号传送至所述控制单元(58)， 其中，压力传感器(59)与每个压力室(15)连接，所述压力传感器(59)与所述控制单元(58)信号通信，所述压力传感器(59)被构造为，根据所述压力室(15)中的流体压力来产生压力信号，并将所述压力信号传送至所述控制单元(58)， 其中，所述控制单元(58)被构造为，接收并处理每个电动液压促动器(I)的所述所需的制动转矩信号和所述压力信号，并根据所述所需的制动转矩和所检测的流体压力，对所述液压制动器(2)中的每个，独立地控制每个电马达(3)的电功率供应。
【文档编号】B60T13/74GK104302941SQ201380024760
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2012年5月11日
【发明者】里卡尔多·阿里戈尼, 亚历山德罗·罗西, 法比奥·卡尔博内, 保罗·萨拉, 本亚明·谢夫奇克 申请人:福乐尼·乐姆宝公开有限公司