用于制動器的電動液壓促動器的制造方法
【專利摘要】一種用于驅動具有液壓推動單元的制動器(2)的電動液壓促動器(1)，所述促動器包括：電馬達(3)，將電馬達(4)的旋轉運動轉換成平移運動的轉換機構(5)，缸(8)，以及與轉換機構連接的活塞(9)，其中，轉換機構(5)被構造為，使得對于驅動軸(4)的給定角速度，活塞(9)的平移速度從活塞行程的后部長度(14)中的最大值，減小至活塞行程的前部長度(13)中的最小值。
【專利說明】用于制動器的電動液壓促動器
[0001]本發(fā)明的目的是一種用于制動器的電動液壓促動器(actuator，致動器)，特別是用于機動車輛、摩托車以及商用車輛和工業(yè)車輛的具有液壓缸-活塞推動單元的盤式制動器。
[0002]從US 6623087和DE 19527936中，可得知用于BBW型(“線控制動(BrakeByffire) ”)的機動車輛的制動系統(tǒng)，其中，與制動踏板連接的線性傳感器檢測制動踏板的行程，并傳輸表示用戶對控制單元的制動轉矩的請求的電信號?？刂茊卧幚韨鞲衅鞯男盘枺⒏鶕?jù)所需制動轉矩控制液壓泵的電馬達。由電馬達驅動的液壓泵增壓，并將液壓液(hydraulic fluid,液壓流體)傳送至車輛制動器的液壓單元。
[0003]與制動踏板直接作用于液壓回路上的傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)相比，“線控制動”系統(tǒng)的優(yōu)點是，“線控制動”系統(tǒng)允許產生并控制制動系統(tǒng)液壓，而不需要通過制動踏板施加的力輔助。此外，至少部分地用電路代替液壓回路，可允許節(jié)省液壓液、減小重量，并減小制動系統(tǒng)的環(huán)境影響。最后，電子控制單元基于代表所需制動轉矩的電信號而管理制動系統(tǒng)，允許對制動踏板或制動杠桿進行更具有人機工程學的設計，并允許響應根據(jù)在制動時的道路條件和車輛條件而更目標化且更差異化的制動系統(tǒng)，此外可能執(zhí)行再生制動作用(通過至少部分恢復的動能)以及混合。
[0004]盡管“線控制動”系統(tǒng)具有這些優(yōu)點，但是，在極端制動條件下，例如，在長時間深度制動作用之后而過熱后，制動效率突然下降(所謂的“衰退”)，該制動需要非常高的液壓壓力，其轉換成泵電馬達的過大尺寸，這將產生燃燒危險。電馬達的這種過大尺寸在制動系統(tǒng)的99%的操作情況中不會帶來任何優(yōu)點，還會包括額外的制造和操作成本，以及較大的重量和較大的整體尺寸。
[0005]因此，本發(fā)明的目的是，提供一種用于液壓制動器的電動液壓促動器，其具有避免參考現(xiàn)有技術所闡述的缺點的特征。
[0006]本發(fā)明的一個特殊目的是，提出一種用于液壓制動器的電動液壓促動器，其中，將電動液壓促動器的電馬達的尺寸構造為，用于制動器的標準操作條件，并且，其中，將電動液壓促動器構造為，在極端條件下能夠通過相同的電馬達產生非常高的流體壓力，沒有使電馬達過熱的危險。
[0007]通過用于驅動具有液壓推動單元的制動器的電動液壓促動器，來實現(xiàn)這些和其他目的，所述促動器包括:
[0008]-電馬達,具有驅動軸，
[0009]-轉換機構，與驅動軸連接，并適于將驅動軸的旋轉運動轉換成可平移部分的平移運動，
[0010]-液壓泵，與轉換機構連接，并適于響應于該平移運動來實施液壓液壓力的增加，其中，液壓泵包括:
[0011]-缸和活塞，該活塞容納于缸中并被限制于可平移部分，以相對于缸沿著從行程后端延伸至行程前端的活塞行程與可平移部分一起平移，所述活塞行程包括:
[0012]-前部長度，包括行程前端，并具有小于或等于活塞行程的長度的一半的長度，以及
[0013]-后部長度，包括行程后端，并具有小于或等于活塞行程的長度的一半的長度，
[0014]-壓力室，由缸和活塞限定，并具有根據(jù)活塞的位置而變化的體積，該變化是從當活塞處于行程位置的后端時的最大體積到當活塞處于行程位置的前端時的最小體積，
[0015]-供應管道，與壓力室連通，并適于與制動器的液壓推動單元連接，
[0016]其中，將轉換機構構造為，使得對于驅動軸的給定的角速度，可平移部分的平移速度從活塞在后部長度處的位置中的最大值，減小至活塞在前部長度處的位置中的最小值。
[0017]這減小了電馬達轉矩，從而減小了在活塞行程的前部長度中產生高流體壓力所需的電力供應，進而避免在極端制動情況中使電馬達過熱的危險。同時，當活塞處于活塞行程的后部長度中時(標準操作制動動作的情況)，促動器允許電馬達在電馬達轉矩能力內操作，并且所吸收的電力供應適合于電馬達的尺寸。
[0018]此外，由于當活塞處于活塞行程的前部長度中時達到傳輸和轉換比的最小值(或者，換句話說:可平移部分的線性平移速度和驅動軸的角速度之間的商的最小值)的事實，可能在缸外部的高流體轉移條件下產生非常高的流體壓力。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，活塞行程的前部長度的長度小于活塞行程的長度的1/3，優(yōu)選地，小于活塞行程的長度的1/4。還更優(yōu)選地，當活塞處于行程前端時，達到傳輸和轉換比的最小值(或者，換句話說:可平移部分的線性平移速度和驅動軸的角速度之間的商的最小值)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，當活塞處于行程后端時，達到傳輸和轉換比的最大值(或者，換句話說:可平移部分的線性平移速度和驅動軸的角速度之間的商的最大值)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，轉換機構包括用于將驅動軸的旋轉運動轉換成可平移部分的平移運動的曲柄和連接桿機構。在曲柄和連接桿機構中，可平移部分的平移速度是曲柄的角位置的非線性函數(shù)，并且是可平移部分的行程的非線性函數(shù)?，F(xiàn)在考慮，流體壓力大約是活塞行程的線性函數(shù)，并且，通過將壓力的這種線性函數(shù)與活塞的平移速度的非線性函數(shù)組合，來獲得電馬達轉矩和活塞行程之間的非線性比率，其中，在活塞行程的后部長度的主要部分中(在第一半部中)，當活塞前進時，電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部長度中(在第二半部中)，電馬達轉矩以次正比的(sub-proport1nal)(或減小的)方式增加，或者，當活塞前進時，電馬達轉矩減小。只要有此特征，便允許在正常制動條件下(對于活塞行程的后部長度處的活塞)，最佳地操作電馬達并精確地控制流體壓力，并允許在特殊的(except1nal)制動條件下(對于活塞行程的前部長度處的活塞)，對流體進行非常高的增壓。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，轉換機構包括用于將驅動軸的旋轉運動轉換成可平移部分的平移運動的凸輪機構。在這種情況中，凸輪表面具有一定的形狀并且到其旋轉支點具有一定的徑向距離，以在活塞的平移速度和驅動軸的角速度之間獲得上述關系，優(yōu)選地，在電馬達轉矩和活塞行程之間獲得非線性比例，其中，在活塞行程的后部長度的主要部分中(在第一半部中)，當活塞前進時電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部長度中(在第二半部中)，電馬達轉矩以次正比的(或減小的)方式增加，或者，當活塞前進時電馬達轉矩減小。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，轉換機構包括與定子接合的轉子，該接合通過與它們中的一個連接的旋轉件(volving member)和形成于另一個中的螺旋軌道之間的接合來實現(xiàn)，其中，螺旋軌道的螺旋角沿著其長度變化，以在活塞的平移速度和驅動軸的角速度之間獲得上述關系，優(yōu)選地，在電馬達轉矩和活塞行程之間獲得非線性比例，其中，在活塞行程的后部長度的主要部分中(在第一半部中)，當活塞前進時電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增加，并且，在活塞行程的前部長度中(在第二半部中)，電馬達轉矩以次正比的(或減小的)方式增加，或者，當活塞前進時電馬達轉矩減小。
[0024]為了更好地理解本發(fā)明并領會其優(yōu)點，下面將參考附圖，描述其一些典型的非限制性的實施方式，其中:
[0025]圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于液壓制動器的電動液壓促動器的透視圖；
[0026]圖3是圖1中的促動器20的剖視圖；
[0027]圖4是圖3中的細節(jié)的放大圖；
[0028]圖5是活塞處于行程位置的后端中的促動器的剖視圖；
[0029]圖6是活塞處于行程位置的前端中的促動器的剖視圖；
[0030]圖7是根據(jù)一個實施方式的促動器的細節(jié)的放大圖；
[0031]圖8是根據(jù)一個實施方式的促動器的另一細節(jié)的放大圖；
[0032]圖9是曲柄和連接桿機構以及規(guī)定其運動行為的運動學定律的示意圖；
[0033]圖10示出了，與現(xiàn)有技術的解決方案相比，表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的根據(jù)活塞行程的電馬達轉矩和流體液壓壓力的趨勢的圖示；
[0034]圖11是“線控制動”類型的制動系統(tǒng)的示意圖，其應用根據(jù)本發(fā)明的電動液壓促動器；
[0035]圖12和圖13示意性地示出了根據(jù)其他實施方式的電動液壓促動器。
[0036]參考附圖，總體用參考數(shù)字1表示電動液壓促動器。促動器1用來通過液壓推動單元驅動制動器2,并該促動器包括:電馬達3,該電馬達具有驅動軸4 ;轉換機構5,與驅動軸4連接并適于將驅動軸4的旋轉運動轉換成可平移部分6的平移運動；以及液壓泵7，與轉換機構5連接并適于響應于該平移運動而產生液壓液體的壓力增加。
[0037]液壓泵7包括缸8和活塞9，該活塞容納于缸8中并且該活塞限制于可平移部分6，以相對于缸8沿著從行程后端11延伸至行程前端12的活塞行程10，與該可平移部分一起平移?；钊谐?0包括:前部長度13，其包括行程前端12，并具有小于或等于活塞行程10的長度的一半的長度；以及后部長度14，其包括行程后端11，并具有小于或等于活塞行程10的長度的一半的長度。
[0038]液壓泵7進一步包括壓力室15，該壓力室由缸8和活塞9限定，并具有根據(jù)活塞9的位置而變化的體積，該變化從當活塞9處于行程位置的后端11時的最大體積到當活塞9處于行程位置的前端12時的最小體積。壓力室15與供應管道16連通，該供應管道優(yōu)選地形成于缸8中(但是，其也可形成于活塞9中)，并適于與制動器2的液壓推動單元連接。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，轉換機構5被構造成使得對于驅動軸4的預定的角速度，可平移部分6的(S卩，活塞9的)平移速度從活塞9在后部長度14的位置中的最大值，減小至活塞9在前部長度13的位置中的最小值。
[0040]這減小了電馬達轉矩，從而減小了在活塞行程10的前部長度13中產生高流體壓力所需的電力供應，進而避免在極端制動情況中使電馬達3過熱的危險。同時，當活塞9處于活塞行程10的后部長度14中時(標準操作制動動作的情況)，促動器1允許電馬達3在電馬達轉矩能力中操作并且所吸收的電力供應適合于該電馬達的尺寸。
[0041]此外，由于當活塞處于活塞行程10的前部長度13中時達到傳輸和轉換比VUN，9/￥_，4的最小值(或者，換句話說:可平移部分6 (或活塞9)的線性平移速度和驅動軸4的角速度之間的商的最小值)的事實，可能在當流體本身已經經歷較大位移時，產生非常高的流體壓力。以此方式，可在正常制動條件下(活塞行程的后部長度)，使得襯墊快速接近制動盤并抵靠制動盤地與制動盤接合，并且，當襯墊已經與制動盤接合時，看產生非常高的壓力，不需要進一步大量移位。
[0042]此外，轉換機構5構造成，還確?；钊?響應于電馬達3的往復運動而從行程前端
(12)的位置向行程后端(11)的位置可控地向后運動。該運動的這種可逆性是所述制動系統(tǒng)不可或缺的。
[0043]根據(jù)一個實施方式，活塞行程10的前部長度13的長度小于活塞行程10的長度的1/3，優(yōu)選地，小于其1/4。還更優(yōu)選地，當活塞9處于行程前端12處時，達到傳輸和轉換比VLIN,9/VMG,4的最小值(或者，換句話說:可平移部分6 (活塞9)的線性平移速度和驅動軸4的角速度之間的商的最小值)。
[0044]當活塞處于行程后端11處時，達到傳輸和轉換比的最大值(或者，換句話說:可平移部分6 (活塞9)的線性平移速度和驅動軸4的角速度之間的商的最大值)。
[0045]根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，轉換機構5包括用于將驅動軸4的旋轉運動轉換成可平移部分6(活塞9)的平移運動的曲柄17和連接桿機構18。在曲柄和連接桿機構中，可平移部分6的平移速度VUN，9是曲柄的角位置的非線性函數(shù)，并且也是可平移部分6的行程的非線性函數(shù)。現(xiàn)在考慮，流體壓力大約是活塞9的行程的線性函數(shù)(即，活塞9沿著活塞行程10的位置)，并且，通過將壓力的這種線性函數(shù)與活塞的平移速度的非線性函數(shù)組合，來獲得電馬達轉矩和活塞9的行程之間的非線性比例，其中，在活塞行程10的后部長度14的主要部分中(在第一半部中)，當活塞9前進時電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增力口，并且，在活塞行程10的前部長度13中(在第二半部中)電馬達轉矩以次正比的(或減小的)方式增加，或者，當活塞9前進時電馬達轉矩減小，如圖10中的圖表中的連續(xù)曲線所示。只要有轉換機構5的此特征，便允許在正常制動條件下(對于在活塞行程10的后部長度14中的活塞9)最佳地操作電馬達3并精確地控制流體壓力，并允許在特殊的制動條件下(對于在活塞行程10的前部長度13中的活塞9)對流體進行非常高的增壓。
[0046]由于可通過替代的運動學分析(下面將僅通過典型的非限制性實例，來描述其中的一部分)，來獲得這樣構造的轉換機構5的上述優(yōu)點的至少一部分，本發(fā)明的一個方面還涉及一般的技術概念，由此，在活塞行程10的后部長度14的主要部分中(在第一半部中)，當活塞9前進時，電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增加，并且，在活塞行程10的前部長度13中(在第二半部中)，電馬達轉矩以次正比的(或減小的)方式增加，或者，當活塞9在行程前端12的方向上前進時電馬達轉矩減小。數(shù)學函數(shù)的“次正比”趨勢的概念有時也叫做術語“次線性(sub-linear) ”。
[0047]根據(jù)一個實施方式，促動器包括殼體19,該殼體容納轉換機構5,并且支撐或容納電馬達3、缸8，以及用于加壓流體的儲存器20。
[0048]轉換機構5可包括，(可選的)使驅動軸4的旋轉運動倍減的減速單元22，以及將旋轉運動轉換成平移運動的轉換單元30。此外，可提供將驅動軸4的旋轉運動傳送至減速單元(優(yōu)選地，是圓外旋輪線的(epicycloidal，外擺線的))的第一傳動裝置21，和將減速單元的旋轉運動傳送至轉換單元30的第二傳動裝置23。
[0049]根據(jù)一個實施方式，第一傳動裝置21包括連接部分，該連接部分形成于驅動軸4的端部上，并具有與圓外旋輪線的減速單元22的第一串衛(wèi)星輪的衛(wèi)星齒輪24嚙合的外嚙合，使得驅動軸4形成圓外旋輪線的減速單元22的第一減速級的中央小齒輪。優(yōu)選地，圓外旋輪線的減速單元22包括兩個減速級，其第一減速級包括上述由驅動軸4的端部形成的中央小齒輪，具有旋轉鎖定的內部嚙合的外冠部25，以及與驅動軸4和冠部25兩者嚙合的上述第一串衛(wèi)星齒輪24。第一衛(wèi)星齒輪24由第一衛(wèi)星支承板26支撐，第一衛(wèi)星支承板26包括有齒中央部分27,該有齒中央部分包括第二減速級的中央小齒輪(行星輪)。
[0050]除了由第一衛(wèi)星支承板26的有齒中央部分27形成的第二中央小齒輪(行星輪)以外，該第二減速級包括，相同的有齒冠部25和第二串衛(wèi)星齒輪28，該第二串衛(wèi)星齒輪與第二中央小齒輪27和冠部25兩者嚙合。
[0051]第二衛(wèi)星齒輪28由第二衛(wèi)星支承板29支撐，實現(xiàn)與轉換單元30的連接。
[0052]可將有齒冠部25制造為與殼體19不同的零件，然后插入殼體中。這允許彼此獨立地優(yōu)化有齒冠部25和殼體19的厚度和材料，以減小促動器1的重量并降低促動器的制造成本。特別地，可用與有齒冠部不同的材料來制造殼體19，例如，用塑料材料，或通過以鋁
/鎂合金壓鑄。
[0053]通過非限制性的實例，可用塑料材料在金屬材料(例如鋼)的有齒冠部25上注塑成型殼體19，以減小促動器1的公差并降低促動器的裝配成本。
[0054]電馬達3可能包括前凸緣31，該凸緣可通過例如螺紋件而與殼體19連接，該螺紋件可插入前凸緣31中的孔中，并可擰入殼體19的兩個內螺紋孔中。前凸緣31可能包括定心裝置，例如，接合座部或接合表面，適于與有齒冠部25接合，從而使前凸緣相對于驅動軸4定位并定心。以此方式，避免對殼體19的多個內表面進行昂貴的精確機加工。電馬達3的前凸緣31還可形成旋轉地鎖定有齒冠部25的一個或多個凸起?？商娲?，形成旋轉地鎖定有齒冠部25的裝置(例如，凹齒的，或凹鍵類型)，并在有齒冠部25和殼體19之間起作用。
[0055]第二衛(wèi)星支承板29包括軸部34以將從圓外旋輪線的減速單元輸出的旋轉運動(以及精確地，第二衛(wèi)星支承板29的旋轉運動)傳送至轉換單元30。將軸部34與殼體19連接，并通過容納于殼體19的相應座部33、33’中的第一旋轉徑向軸承32 (球軸承，減速器一側)和第二徑向滑動軸承32’ (轉換單元一側)來定心。
[0056]軸部34與曲柄17-連接桿18機構接合，以能夠對曲柄17施加轉矩，并使該曲柄旋轉(圖3、圖4、圖5)。
[0057]優(yōu)選地，通過滾柱軸承37 (例如，軋輥軸承或滾針軸承)，將曲柄17本身與殼體19連接，以能夠橫向于(優(yōu)選地，與垂直于)活塞9的平移方向39、圍繞曲柄支點或軸線38旋轉。連接桿18具有優(yōu)選地細長的形狀，該細長的形狀具有第一端40，相對于曲柄支點38在偏心點(在半徑R處，見圖6和圖9)與曲柄17鉸接；以及第二端，形成可平移部分6，并與活塞9的后部41永久接合。
[0058]軸部34可形成或支撐與曲柄37的齒段36嚙合的齒輪或小齒輪35。如圖所示，當齒段36的半徑5大于小齒輪35的半徑時，軸部34的旋轉不僅使曲柄17圍繞曲柄支點38旋轉，而且使曲柄的轉速倍減
[0059]如可在圖5和圖6中注意到的，對于處于行程后端11的位置(圖5)處的活塞9，曲柄17的旋轉角度Theta( Θ )，該旋轉角度被定義為活塞9的平移軸線39和由曲柄軸線38與連接桿18的第一端40的鉸接軸線限定的平面42之間的角度，是最大值(優(yōu)選地，范圍從75°到110°，還更優(yōu)選地，從80°到100°，還更優(yōu)選地，從84°到92° )。對于處于行程前端12位置(圖6)處的活塞，曲柄17的該旋轉角度Theta( Θ )是最小值(優(yōu)選地，范圍從3°到35°，還更優(yōu)選地，從15°到30°，還更優(yōu)選地，從22°到28° )。
[0060]為了獲得該效果:在活塞行程10的后部長度14的主要部分中(在第一半部中)隨著活塞9的前進行程，電馬達轉矩以大約正比的(線性的)方式增加，并且在活塞行程10的前部長度13中(在第二半部中)，電馬達轉矩以次線性的(或減小的)方式增加，或者，當活塞9在行程前端12的方向上前進時電馬達轉矩減小，并且，為了能夠在大約線性的相位和次線性的相位中，設置電馬達轉矩的所需趨勢，將曲柄軸線38布置在離活塞9的平移軸線39 —定的垂直距離處是有利的。優(yōu)選地，這種垂直距離小于曲柄軸線38和連接桿18的第一端40的鉸接軸線之間的距離(圖5中的半徑R)。此外，這種垂直距離的范圍優(yōu)選地是從0.4L到0.6L，其中，L是連接桿18的第一端和第二端之間的距離(連接桿L的長度)。
[0061]在電馬達故障或操作停止的情況中，在曲柄17和殼體19之間連接的一個或多個彈簧57可確保，曲柄17和活塞9自動返回至行程后端11的位置(圖5的位置)。
[0062]缸8可能包括連接凸緣43，例如，該連接凸緣可通過螺紋件與殼體19連接，該螺紋件可插入在連接凸緣43中獲得的孔中并且可擰入殼體19的兩個內螺紋孔中(圖2、圖5)。可替代地，缸8可由殼體19直接形成，或分別地制造，然后插入殼體19的缸座中。
[0063]通過將第一墊圈插入活塞的前部44的附近并將第二墊圈插入活塞的后部41的附近，將活塞9滑動地容納在缸10中?；钊?的后部41具有圓形腔體，以擠壓接觸并旋轉地容納連接桿18的第二端(可平移部分6)。通過在缸8的底壁和活塞的前部44之間的壓力室15中彈性預加載的復位彈黃45,來確?；钊?的后部41和連接桿18之間的擠壓接觸，以使活塞9朝著行程后端11的位置永久地彈性偏壓。
[0064]在缸10的側壁中形成供應管道16。此外，提供吸入管道46，該吸入管道使壓力室15與加壓流體的儲存器20連通?？稍诟?中和/或活塞9中形成這種吸入管道46、46’。在圖中所示的實施方式中，活塞9的側表面形成(優(yōu)選地周緣的)腔體47，該腔體與缸8的側壁一起限定(優(yōu)選地環(huán)形的)吸入室。吸入管道的第一部分46從儲存器20延伸，穿過缸8的側壁，并通向吸入室中的缸側，并且，吸入管道的第二部分46’設置有閥48并從活塞9的前部44中的開口延伸，穿過活塞直到腔體47。活塞處于行程后端的位置時，這種閥48允許壓力室15和儲存器20之間自由連通，同時，當活塞離行程后端超過給定初始距離(空程)時，防止流體通過(在兩個方向上)，從而允許對壓力室15增壓，并朝著制動器的推動單元推動流體。
[0065]為了控制電動液壓促動器1，可提供:
[0066]-控制單元58，控制電馬達3的供電，
[0067]-驅動件60，例如，杠桿或踏板，
[0068]-驅動傳感器62，例如，線性或旋轉(電位或磁致伸縮)傳感器，與驅動件60連接，并與控制單元58信號通信，該驅動傳感器60構造為，根據(jù)驅動件60的位移來產生所需的制動轉矩信號，并將該所需的制動轉矩信號傳送至控制單元，
[0069]-壓力傳感器59，與壓力室15連接，并與電子控制單元58信號通信，該壓力傳感器59構造為，根據(jù)壓力室15中的流體壓力來產生壓力信號，并將該壓力信號傳送至控制單元，
[0070]其中，控制單元58構造為，接收并處理壓力信號和所需的制動轉矩信號，并根據(jù)所需的制動轉矩和所檢測的流體壓力，來控制電馬達3的電力供應。
[0071]本發(fā)明還涉及單個制動器2，該單個制動器包括用于為其提供液壓推動單元的電動液壓促動器1。
[0072]本發(fā)明進一步涉及制動系統(tǒng)56 (圖11)，該制動系統(tǒng)包括驅動件60、具有液壓推動單元的多個液壓制動器2 (并且可選地，一個或多個電動液壓制動器61)，其中，每個液壓制動器2包括其自己的與其自己的液壓推動單元連接的電動液壓促動器1，并且，其中，提供控制單元58,該控制單元構造為,接收并處理所需的制動轉矩信號以及每個電動液壓促動器1的壓力信號，并根據(jù)所需的制動轉矩和所檢測的流體壓力，對液壓制動器2中的每個以單獨且目標化的方式控制每個電馬達3的電力供應。
[0073]這允許以單獨且目標化的方式，對每個制動輪產生制動功率，并且，當需要時，還獨立于車輛的其他車輪所需的制動功率而產生制動功率。
[0074]這導致可能對每個車輪的制動動作進行有目標化且單獨的優(yōu)化，例如，在防抱死調制(ABS)或車輛曲線穩(wěn)定(EPS)的極端條件下，還需要獨立于制動踏板的位置而進行優(yōu)化。
[0075]圖12和圖13示出了本發(fā)明的兩個可替代實施方式。
[0076]根據(jù)一個可替代實施方式(圖12)，轉換機構5可能包括凸輪機構，例如:
[0077]-基本上圓形的凸輪48，圍繞相對于其周緣凸輪表面50的中心偏心的凸輪支點或軸線49而與殼體19旋轉地連接，所述凸輪48通過減速單元22接合，或直接通過驅動軸4接合，以能夠對凸輪48施加轉矩并使該凸輪旋轉，
[0078]-可平移的凸輪從動件部分51，與活塞9連接并與凸輪表面50接合，其中，凸輪的形狀被構造成獲得傳動比和電馬達轉矩的特征——如前面參考第一實施方式描述的活塞行程的相關性。
[0079]根據(jù)另一可替代實施方式，轉換機構可能包括轉子52，該轉子和定子53接合，該接合通過與它們中的一個連接的旋轉件54和形成于另一個中的螺旋軌道55之間的接合而實現(xiàn)，其中，螺旋軌道55的線圈5的角度(或節(jié)距)沿著螺旋軌道的長度而變化，從而獲得傳動比和電馬達轉矩的特征——如前面參考第一實施方式描述的活塞行程的相關性。
[0080]除了所述優(yōu)點以外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可確保運動的可逆性，該可逆性是所述制動系統(tǒng)不可或缺的，所述系統(tǒng)適于通過傳感器來控制，并且，其中，運動定律的數(shù)值意義明確，并且容易進行數(shù)字模擬，與現(xiàn)有技術相比，該系統(tǒng)能減小電力供應吸收。
[0081 ] 對于根據(jù)本發(fā)明的電動液壓促動器，對于液壓制動器，以及對于制動系統(tǒng)，對本領域中的技術人員來說將顯而易見的是，為了滿足依情況而定的特殊需求，將能夠進行進一步的修改和改變，但不管怎樣，所有這些修改和改變都包含在由本發(fā)明的所附權利要求所限定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于驅動具有液壓推動單元的制動器(2)的電動液壓促動器(I)，所述促動器(I)包括: -電馬達(3)，所述電馬達具有驅動軸(4)， -轉換機構(5)，所述轉換機構與所述驅動軸(4)連接并適于將所述驅動軸(4)的旋轉運動轉換成可平移部分￠)的平移運動， -缸(8)和活塞(9)，所述活塞容納于所述缸(8)中并被限制于所述可平移部分(6)，以相對于所述缸(8)沿著從行程后端(11)延伸至行程前端(12)的活塞行程(10)與所述可平移部分一起平移，其中，所述活塞行程(10)包括: -前部長度(13)，所述前部長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)的長度的一半的長度，以及 -后部長度(14)，所述后部長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)的長度的一半的長度， -壓力室(15)，所述壓力室由所述缸(8)和所述活塞(9)限定并具有根據(jù)所述活塞(9)的位置而變化的體積，所述變化的體積為從當所述活塞(9)處于所述行程后端(11)的位置處時的最大體積，到當所述活塞(9)處于所述行程前端(12)的位置處時的最小體積， -供應管道(16)，所述供應管道與所述壓力室(15)連通并適于與所述制動器(2)的所述液壓推動單元連接， 其特征在于，所述轉換機構(5)被構造為，使得對于所述驅動軸(4)的給定角速度，所述活塞(9)的平移速度從所述活塞(9)處于所述后部長度(14)的位置中的最大值減小至所述活塞(9)處于所述前部長度(13)的位置中的最小值。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動液壓促動器(I)，其中，所述活塞行程(10)的所述前部長度(13)的長度小于所述活塞行程(10)的長度的1/3，優(yōu)選地小于所述活塞行程的長度的1/4。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動液壓促動器(I)，其中，當活塞(9)處于所述行程前端(12)處時，獲得傳動比(VUN，9/VANe，4)的最小值，所述傳動比表示為所述活塞(9)的平移速度和所述驅動軸(4)的角速度之間的商。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(I)，其中，當活塞(9)處于所述行程后端(11)時，獲得傳動比(VUN，9/VANM)的最大值，所述傳動比表示為所述活塞(9)的平移速度和所述驅動軸(4)的角速度之間的商。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(I)，其中，所述轉換機構(5)被構造為，在電馬達轉矩和所述活塞(9)的行程之間產生非線性的比率，其中，在所述后部長度(14)的主要部分中，當所述活塞(9)前進時所述電馬達轉矩以大約線性的方式增加，并且，在所述活塞行程(10)的所述前部長度(13)中，當所述活塞(9)朝著所述行程前端(12)前進時，所述電馬達轉矩具有次線性的趨勢或減小的趨勢。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(I)，其中，所述轉換機構(5)包括曲柄(17)和連接桿(18)機構。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(I)，所述電動液壓促動器包括殼體(19)，所述殼體容納所述轉換機構(5)并支撐所述電馬達(3)以及所述缸(8)，其中，所述轉換機構(5)包括:用于降低所述驅動軸(4)的旋轉運動的減速單元(22)，以及用于將所述旋轉運動轉換成平移運動的轉換單元(30)。
8.根據(jù)權利要求6和7所述的電動液壓促動器(1)，其中，所述曲柄和連接桿機構包括: -曲柄(17)，所述曲柄與所述殼體(19)連接以能夠圍繞橫向于所述活塞(9)的平移方向(39)的曲柄軸線(38)旋轉，以及 -連接桿(18)，所述連接桿具有:第一端(40)，所述第一端在相對于所述曲柄軸線(38)的偏心點中鉸接至所述曲柄(17);以及第二端，所述第二端形成所述可平移部分￠)并與所述活塞(9)的后部(41)永久接合， 其中，所述曲柄(37)形成與所述減速單元(22)的小齒輪(35)嚙合的齒段(36)，以使所述曲柄(17)圍繞所述曲柄軸線(38)旋轉，所述小齒輪(35)的半徑小于所述齒段(36)的半徑。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的電動液壓促動器(I)，其中: -當所述活塞(9)處于所述行程后端(11)的位置處時，所述曲柄(17)的旋轉軸線被定義為所述活塞(9)的平移軸線(39)和平面(42)之間的角度，所述平面由所述曲柄軸線(38)和所述連接桿(18)的所述第一端(40)的鉸接軸線限定，所述角度范圍是，從75°到110°，優(yōu)選地從80°到100°，并且 -當所述活塞(9)處于所述行程前端(12)的位置處時，所述曲柄(17)的所述旋轉角度的范圍是，從3°到35°，優(yōu)選地從15°到30°。
10.根據(jù)權利要求6至9中任一項所述的電動液壓促動器(1)，其中，所述曲柄軸線(38)布置在離所述活塞(9)的平移軸線(39) —垂直距離處。
11.根據(jù)權利要求10所述的電動液壓促動器(1)，其中: -所述垂直距離小于所述曲柄(17)的半徑，所述曲柄的半徑被定義為所述曲柄軸線(38)和所述連接桿(18)的所述第一端(40)的鉸接軸線之間的距離，并且 -所述垂直距離的范圍是從0.4L到0.6L，其中，L是所述連接桿(18)的長度。
12.根據(jù)權利要求6至11中任一項所述的電動液壓促動器(1)，所述電動液壓促動器包括連接在所述曲柄(17)和所述殼體(19)之間的彈性復位彈簧(57)，以將所述曲柄(17)偏壓至與所述活塞的所述行程后端(11)的位置相對應的靜止位置。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(1)，其中: -所述缸(8)包括連接凸緣(43)，所述連接凸緣通過螺紋件與所述殼體(19)連接，-通過在所述活塞的前部(44)中插入第一墊圈并在所述活塞的后部(41)中插入第二墊圈，將所述活塞(9)滑動地容納在所述缸(10)中， -所述活塞(9)的后部(41)具有圓形腔體，所述圓形腔體擠壓接觸并旋轉地容納所述可平移部分(6)， -復位彈簧(45)以具有彈性預加載的方式布置在所述缸(8)和所述活塞之間的所述壓力室(15)中，以便于朝著所述行程后端(11)的位置，對所述活塞(9)永久彈性地施壓，-當所述活塞處于所述行程后端的位置時，吸入管道(46)使所述壓力室(15)與加壓流體的儲存器(20)連通。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(1)，包括: -控制單元(58)，所述控制單元控制所述電馬達(3)的供電， -驅動件(60)， -驅動傳感器(62)，所述驅動傳感器與所述驅動件￠0)連接并與所述控制單元(58)信號通信，所述驅動傳感器￠0)被構造為，根據(jù)所述驅動件￠0)的位移來產生所需的制動轉矩信號，并將所述所需的制動轉矩信號傳送至所述控制單元(58)， -壓力傳感器(59)，與所述壓力室(15)連接并與所述電子控制單元(58)信號通信，所述壓力傳感器(59)被構造為，根據(jù)所述壓力室(15)中的流體壓力來產生壓力信號，并將所述壓力信號傳送至所述控制單元(58)， 其中，所述控制單元(58)被構造為，用于接收并處理所述壓力信號和所述所需的制動轉矩信號，并根據(jù)所述所需的制動轉矩和所檢測的流體壓力，來控制所述電馬達(3)的電力供應。
15.一種用于車輛的液壓制動器，包括液壓推動單元和根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電動液壓促動器(I)。
16.—種制動系統(tǒng)(56),包括: -具有液壓推動單元的多個液壓制動器(2)，其中，每個液壓制動器(2)包括其自己的根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的電動液壓促動器(I)， -控制單元(58)，所述控制單元用于控制所述電動液壓促動器(I)的電馬達(3)的供電， -驅動件￠0)和驅動傳感器(62)，所述驅動傳感器與所述驅動件￠0)連接并與所述控制單元(58)信號通信，所述驅動傳感器￠0)被構造為，根據(jù)所述驅動件￠0)的位移來產生所需的制動轉矩信號，并將所述所需的制動轉矩信號傳送至所述控制單元(58)， 其中，壓力傳感器(59)與每個壓力室(15)連接，所述壓力傳感器(59)與所述控制單元(58)信號通信，所述壓力傳感器(59)被構造為，根據(jù)所述壓力室(15)中的流體壓力來產生壓力信號，并將所述壓力信號傳送至所述控制單元(58)， 其中，所述控制單元(58)被構造為，接收并處理每個電動液壓促動器(I)的所述所需的制動轉矩信號和所述壓力信號，并根據(jù)所述所需的制動轉矩和所檢測的流體壓力，對所述液壓制動器(2)中的每個，獨立地控制每個電馬達(3)的電功率供應。
【文檔編號】B60T13/74GK104302941SQ201380024760
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權日:2012年5月11日
【發(fā)明者】里卡爾多·阿里戈尼, 亞歷山德羅·羅西, 法比奧·卡爾博內, 保羅·薩拉, 本亞明·謝夫奇克 申請人:福樂尼·樂姆寶公開有限公司