具有可調節的非線性的支持力的電動機械的制動力放大器的製作方法

2023-05-29 06:57:21

專利名稱：具有可調節的非線性的支持力的電動機械的制動力放大器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動機械的制動力放大器，尤其是具有電動機械地可調節的非線性的支持力的制動力放大器。
背景技術：
在此情況下，制動力放大器幫助駕駛員在制動時卸載，其方式為，所述制動力放大器在制動踏板操作的情況下將支持力施加到主制動缸上，於是，該支持力附加於制動踏板力作用到所述主制動缸上。因此，車輛的制動踏板上的操作力減小，該操作力是為了實現所希望的制動作用所必需的。在轎車(PKW)和輕型載貨車中主要建造的低壓-制動力放大器的情況下，制動力放大器的支持力藉助於(大氣壓力與馬達處的低壓的)壓力差來產生。當然，在柴油馬達和現代的直接噴射的FS1-馬達的情況下，實際上在馬達處不再存在壓力差，該壓力差可供運行一種低壓-制動力放大器使用。因此，在此類馬達的情況下，額外安裝的電的或由內燃機驅動的低壓泵來負責用於運行該制動力放大器所需的真空。但由於所需的管道布線、所對應的相對大的安裝空間和不希望提高的車輛重量，因此這種低壓泵是不利的。一種對此可替換的方式在於所謂的電動機械的制動力放大器，其中，電動馬達產生一轉矩，所述轉矩藉助於一耦接裝置被轉換成該制動力放大器的支持力。由WO 2008/128811 Al公開了一種電動機械的制動力放大器，其中，電動馬達驅動一具有可變的傳動比的機械的傳動裝置，該傳動裝置提供主制動缸用的支持力。在此情況下的缺點在於，在所述機械的傳動裝置的情況下，需要至少一個由齒條和齒輪構成的組合，用於可變地傳動所述主制動缸用的支持力，但由原理造成了該組合始終具有設備中的間隙。此外，該機械的傳動裝置需要一具有相應大的安裝空間的支承裝置，以及需要精確製造的且因此昂貴的構件的耗 費的安裝。因此,本發明的任務在於,提出一種電動機械的制動力放大器，其具有一簡化的機械的傳動裝置，其中，用於制動缸的支持力是能夠可變地關於制動踏板的狀態進行調節的。此外，在該電動機械的制動力放大器的情況下，減小了設備中的間隙，並且在製造和安裝上簡化了用於制動力放大器的所需的構件。本發明的公開內容
該任務根據本發明通過按照權利要求1所述的電動機械的制動力放大器來解決。本發明的有利的設計方案和優選的實施例在從屬權利要求中記載。根據第一方面，設置一電動機械的制動力放大器，其具有可調節的非線性的支持力(Unterstiitzungskraft),所述制動力放大器包括
-制動增力器活塞，
-可平移行駛的調節器件，以及
-非線性的耦接傳動裝置，用於耦接所述制動增力器活塞與所述調節器件，以便將可變的力施加到制動增力器活塞上。
按照權利要求1所述的制動力放大器還可以包括:
-螺杆，以及
-用於驅動所述螺杆的電動馬達；
其中，所述螺杆與所述調節器件耦接，用以通過驅動所述螺杆使所述調節器件沿著所述螺杆的縱軸線行駛。特別是所述耦接傳動裝置可以具有至少一個第一槓桿臂和第二槓桿臂。在所述電動機械的制動力放大器的情況下，由於這裡應用了簡單的槓桿臂原理，因此可以取消如下的機械的傳動裝置的使用，該機械的傳動裝置具有一由齒條和齒輪構成的、用於實現可變的傳動比的組合裝置。由此即使在所述電動機械的制動力放大器的情況下，也產生出在設備中的相對於具有齒輪的設備所減小的間隙，這提高了調整精確度和針對駕駛員的舒適性。在所述電動機械的制動力放大器的情況下，所述耦接傳動裝置在運行中與所述調節器件在螺杆上的位置相關地將一非線性的支持力傳遞到所述制動增力器活塞上，其中，所述支持力與所述耦接傳動裝置的槓桿臂的所選的長度成正比地被放大。一般來說，耦接傳動裝置是這樣一種傳動裝置，其將旋轉運動轉換成直線的或振動的運動，或者也可以反過來，此外，其還涉及不均勻地傳動的傳動裝置。通過槓桿臂效應，所述支持力相對於所述調節器件在所述螺杆上的位置是非線性的，這對於所述制動力放大器是有利的，因為隨著所述制動踏板的增大的穿行擠壓(Durchdrucken ),所述制動力應該非線性地放大。所述電動機械的制動力放大器的另一個優點在於部件的極小的數量和簡單的構造方式，所述部件是 針對藉助於所述耦接傳動裝置來實現所述可變的傳動比所必需的。這樣，所述耦接傳動裝置以最簡單的構造方式為此僅需要兩個不同長度的槓桿臂，它們分別鉸接式地相互耦接，以及與所述調節器件和所述制動增力器活塞同樣鉸接式地耦接，由此大大減小了製造和安裝費用。在所述電動機械的制動力放大器的情況下，由齒條和齒輪構成的昂貴的組合裝置以及對應的支承裝置的安裝被取消。此外，在所述電動機械的制動力放大器的情況下，可以將所述耦接傳動裝置的槓桿臂分別對稱地布置在所述調節器件和所述制動增力器活塞的相對置的側面上。如果在所述耦接傳動裝置的情況下，其鉸接部和槓桿翻倍，也就是說，布置在所述調節器件和所述制動增力器活塞的每一側上，則在所述調節器件和所述制動增力器活塞的每一側上的力得以平衡，且因此沒有力矩施加到所述構件上。此外，所述耦接傳動裝置的第一槓桿臂鉸接地與所述調節器件相耦接。優選地，所述鉸接的I禹接方式僅具有一個自由度，尤其是一個旋轉自由度。這種連接方式(Anbindung)負責所述耦接傳動裝置與所述調節器件的簡單的直接的以及無張緊的耦接。在所述電動機械的制動力放大器的情況下，所述調節器件可以是一體的構件。這樣，所述調節器件可以以其最簡單的構造方式、例如以螺母或具有內螺紋的套筒的方式與螺杆的螺紋配合地構造，以及所述調節器件具有一用於鉸接地耦接在所述耦接傳動裝置的第一槓桿臂上的器具。對此可替換的是，所述調節器件也可以是一件式的構件。此外，在所述電動機械的制動力放大器的情況下，所述螺杆可以布置在所述制動增力器活塞的上方。此外，在所述電動機械的制動力放大器的一種等同的替代方式中，所述螺杆可以布置在所述制動增力器活塞的下方。在此，所述螺杆和所述調節器件關於所述制動增力器活塞的安裝位置可以根據車輛製造商的需求來選擇。優選地，所述螺杆的旋轉軸線和所述制動增力器活塞的對稱軸線位於一個共同的豎直平面上。此外，在運行中為了施加到所述制動增力器活塞上的增加的支持力，所述調節器件可以遠離所述制動增力器活塞移動。在此情況下，將所述調節器件在未操作制動踏板的情況下的起始位置選擇作為針對所述調節器件的位置的基準點，在所述基準點中所述調節器件最接近所述電動馬達。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述耦接傳動裝置可以具有一第三槓桿臂，並且所述第二槓桿臂與一第三槓桿臂鉸接地耦接，並且所述第三槓桿臂鉸接地與所述車輛耦接。這樣，特別是所述第二槓桿臂的一個縱向端部與所述第三槓桿臂鉸接地稱接。一旦所述調節器件在所述螺栓(Gewindeschraube)上來回運動,則所述第三槓桿臂負責將所述耦接傳動裝置的力在運行中無張緊地傳遞到所述制動增力器活塞上。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述第二槓桿臂可以藉助於一旋轉軸鉸接地與所述制動增力器活塞耦接，並且所述第二槓桿臂從所述旋轉軸朝向所述第一槓桿臂的長度長於所述第二槓桿臂從所述旋轉軸朝向所述第三槓桿臂的長度。在該布置方式的情況下，可以通過所述耦接傳動裝置的槓桿臂的長度的尺寸設計來調節所述非線性的支持力的特性以及最大可能的支持力。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述耦接傳動裝置可以具有一平衡槓桿臂，所述第二槓桿臂可以經由所述平衡槓桿臂與所述制動增力器活塞相耦接，並且所述第二槓桿臂的一個縱向端部可以鉸接地與所述車輛相耦接。該布置方式代表了一種用於將所述制動增力器活塞無張緊地連接到所述耦接傳動裝置上的替換方式，在該替換方式的情況下，可以在運行中豎直地平衡所述制動增力器活塞的運動。在此，所述平衡槓桿臂的一個縱向端部鉸接地與所述制動增力器活塞相耦接，而其另一個縱向端部與所述第二槓桿臂在一預設的位置處沿著所述第二槓桿臂的縱向方向鉸接地耦接。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述調節器件可以在共同的接觸區域中完全包圍 所述螺杆。為此，所述調節器件可以以螺母或具有內螺紋的套筒的方式與所述螺杆的螺紋配合地構造。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述第二槓桿臂的長度與所述第一槓桿臂的長度的比值可以為至少2.5。所述兩個槓桿臂的長度的比值除了確定最大可能的支持力之外，也可以確定在所述調節器件在運行中的不同的狀態期間所述支持力的演變過程(Verlauf)，其中，特別有利地力求一種非線性的演變過程。對此可替換的是，所述比值也可以小於2.5且大於1.5，這特別是在具有較小的馬達功率的車輛的情況下是足夠的，因為在這種情況下為了進行制動，需要所述制動力放大器的相應較小的支持力。按照所述電動機械的制動力放大器的一種優選的設計方案，所述制動踏板可以經由一其它的耦接傳動裝置與所述制動增力器活塞相耦接。這樣，特別是所述制動增力器活塞可以剛性地與所述其它的耦接傳動裝置的槓桿臂相耦接。此外，所述槓桿臂與所述制動增力器活塞的對稱軸線是同軸的。對此可替換的是，所述制動增力器活塞也可以鉸接地與所述其它的耦接傳動裝置的槓桿臂相耦接。附圖簡短說明
下面參照附圖詳細闡釋本發明的優選的實施方式。其中:

圖1示出了所述電動機械的制動力放大器的示意圖，
圖2示出了另一個所述電動機械的制動力放大器的示意圖，其具有所述耦接傳動裝置到所述制動增力器活塞和所述車輛上的變型的連接方式，以及
圖3示出了所述制動踏板的路程s和所述制動力放大器的支持力F之間的所希望的非線性的關係。
具體實施方式
的描述
圖1示出了所述電動機械的(elektromechamisch)制動力放大器的示意圖。下文中相同的附圖標記表示相同的構件。該制動力放大器包括一制動增力器活塞10，其將一用於制動所述車輛200 (未示出)的支持力施加到一主制動缸100上。所述制動增力器活塞10的支持力在所述電動馬達20與一調節器件50的相互作用的情況下得以產生，並且之後經由一耦接傳動裝置40傳遞到所述制動增力器活塞10上，所述耦接傳動裝置與所述調節器件50相互作用並且根據其狀態的不同實現所述耦接傳動裝置40的可變的傳動比。所述耦接傳動裝置40按照簡單的槓桿臂原理進行工作，在該情況下，所述調節器件50施加到所述耦接傳動裝置40上的拉力與所述耦接傳動裝置40的槓桿臂的長度成正比地放大。所述電動馬達20布置在所述制動增力器活塞10的上方，其中，所述制動增力器活塞10的對稱軸線和所述電動馬達20的對稱軸線位於一個共同的豎直平面中。所述電動馬達20的從動軸由一螺杆30形成，它從所述電動馬達20出發，基本上平行於所述制動增力器活塞10的對稱軸線延伸。在所述螺杆30上存在一調節器件50，其以一套筒的形式構造，所述套筒具有與所述螺杆30的螺紋 相配合的內螺紋。藉此，所述調節器件50可以比如在其整個長度上完全包圍所述螺杆30的外周面，或者完全包圍這兩個構件之間的共同的接觸區域。所述調節器件50如此地布置在所述螺杆30上，使得其在所述螺杆30旋轉的情況下沿著所述螺杆行駛。所述耦接傳動裝置40包括一第一槓桿臂41、一第二槓桿臂42和一第三槓桿臂43，它們分別鉸接地經由旋轉軸相互耦接，其中，在兩個槓桿臂連接的情況下分別僅允許一個旋轉自由度。所述耦接傳動裝置40的槓桿臂41、42、43在此情況下基本上布置在一個豎直的平面中，並且它們的運動同樣地在該平面上延伸。所述耦接傳動裝置40的第一槓桿臂41鉸接地與所述調節器件50耦接。所述第二槓桿臂42經由一旋轉軸60與所述制動增力器活塞10鉸接地耦接，其中，所述旋轉軸60在所述制動增力器活塞10的外周面的區域中布置在穿過其對稱軸線的一水平平面中。布置在所述制動增力器活塞10的下方的所述第三槓桿臂43以其另一個縱向端部鉸接地耦接在所述車輛200上的一支承位置處、比如車身處。所述耦接傳動裝置40的所有的槓桿臂以及旋轉軸分別布置在所述制動增力器活塞10和所述調節器件50的每一側，從而使在所述制動增力器活塞10的每一側上的所導入的力得以平衡，且因此不將力矩施加到所述制動增力器活塞上或施加到所述調節器件50上。如果不需要放大，則所述調節器件50位於其起始位置A中，所述起始位置在所述螺杆30的縱軸線上最接近所述電動馬達20。如果在所述電動機械的制動力放大器的運行中需要一支持力，則將所述電動馬達20激活，由此使所述調節器件50從其起始位置A遠離所述電動馬達20地朝向另一個位置B的方向運動，其中，所述調節器件50僅實施一種沿著所述螺杆30的縱軸線的平移運動。在所述調節器件50運動期間，經由其與所述耦接傳動裝置40的耦接，將一力導入所述耦接傳動裝置中，該力之後根據所述耦接傳動裝置40的槓桿臂41、42、43的狀態的不同被不同程度地放大，並且又從所述耦接傳動裝置傳遞到所述制動增力器活塞10上。當所述調節器件50位於端部位置C處時，在此情況下所述調節器件50距離所述電動馬達20最遠，那麼所述耦接傳動裝置40將所述電動機械的制動力放大器的最大可能的支持力施加到所述制動增力器活塞10上。因此，在運行中，所述調節器件50沿著所述螺杆50的縱軸線在所述兩個可能的極限位置A和C以內實施一種軸向的平移運動，其中，所述耦接傳動裝置40的傳動比是可變地改變的。制動踏板80經由一其它的耦接傳動裝置70與所述制動增力器活塞10耦接，其中，所述其它的耦接傳動裝置70的槓桿臂剛性地與所述制動增力器活塞10耦接。此外，所述槓桿臂與所述制動增 力器活塞10的對稱軸線同軸地布置。圖2示出了另一個所述電動機械的制動力放大器的示意圖，其具有所述耦接傳動裝置40到所述制動增力器活塞10和所述車輛200 (未示出)上的、變型的連接方式。電動馬達20、螺杆30、調節器件50、制動增力器活塞10和所述其它的耦接傳動裝置70的布置方式與圖1的電動機械的制動力放大器相同，因此下面僅介紹在所述耦接傳動裝置40的構造方面以及其在所述制動增力器活塞10上的耦接方面的不同之處。所述耦接傳動裝置40包括一第一槓桿臂41、一第二槓桿臂42以及一平衡槓桿臂44。所述第一槓桿臂41鉸接地與所述調節器件50耦接，而所述第一槓桿臂41的另一個縱向端部與所述第二槓桿臂42鉸接地耦接。所述第二槓桿臂42的另一個縱向端部在一支承位置處經由一旋轉軸47與所述車輛200鉸接地耦接，其中，所述支承位置位於所述制動增力器活塞10的下方。所述平衡槓桿臂44經由一旋轉軸45鉸接地與所述制動增力器活塞10的外周面相耦接，其中，所述旋轉軸45在一穿過所述制動增力器活塞10的對稱軸線的水平平面上布置在所述制動增力器活塞10的端部段的區域中。所述平衡槓桿臂44的所述另一個縱向端部經由一其它的旋轉軸46與所述第二槓桿臂42鉸接地耦接，其中，所述其它的旋轉軸46將所述第二槓桿臂42的整個長度不對稱地劃分開，並且基本上位於如所述旋轉軸45 —樣的豎直位置中。所述平衡槓桿臂44的長度大致與所述第一槓桿臂41的長度一致。如果在運行中所述調節器件50從所述起始位置A朝向位置B或C中的一個位置運動，則所述平衡槓桿臂44負責使所述耦接傳動裝置40將所述支持力無張力地導入到所述制動增力器活塞10中，其中，所述平衡槓桿臂在運行中實施在豎直方向上的極小的運動。所述耦接傳動裝置40同樣對稱地布置在所述制動增力器活塞10和所述調節器件50的兩側，從而所述槓桿臂41、42、44分別布置在所述制動增力器活塞10的兩側。圖3示出了在所述制動踏板的路程s和所述制動力放大器的支持力F之間的所希望的非線性的關係。由於所述槓桿臂效應，所述制動力放大器的支持力F和所述制動踏板的路程s相互是非線性的，這對於所述制動力放大器的工作方式是有利的。這樣，應該在僅輕微地操作所述制動踏板的情況下，將制動力放大器的較小的支持力施加到所述主制動缸上，而在所述制動踏板的較強的操作的情況下，需要所述制動力放大器的特別大的支持力，用以儘可能快速地制動所述車輛。對於具有根據圖3的支持力F的特性的、電動機械的制動力放大器的一種儘可能簡單的構造方式而言，這可以通過所述電動機械的制動力放大器的槓桿臂和所述耦接傳動裝置的旋轉軸的前述的布置方式以類似的方式和方法來實現。圖3的非線性的關係也定性地(qualitativ)對於作用到所述主制動缸上的總力有效，該總力由所述制動踏 板力和所述制動力放大器的支持力組合而成。
權利要求
1.電動機械的制動力放大器，具有能夠調節的非線性的支持力，所述電動機械的制動力放大器包括: -制動增力器活塞(10), -能夠平移地行駛的調節器件(50)，以及 -非線性的耦接傳動裝置(40)，用於耦接所述制動增力器活塞(10)與所述調節器件(50)，以便將可變的力施加到所述制動增力器活塞(10)上。
2.根據權利要求1所述的電動機械的制動力放大器，還包括: -螺杆(30)，以及 -電動馬達(20)，用於驅動所述螺杆(30)，其中，所述螺杆與所述調節器件(50)耦接，用以通過驅動所述螺杆使所述調節器件(50)沿著所述螺杆的縱軸線行駛。
3.根據權利要求1或2所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述耦接傳動裝置(40 )具有至少一個第一槓桿臂(41)和至少一個第二槓桿臂(42 )。
4.根據權利要求3所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述耦接傳動裝置(40)的第一和第二槓桿臂(41、42)分別對稱地布置在所述調節器件(50)和所述制動增力器活塞(10)的相對置的側面上。
5.根據權利要求3或4所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述耦接傳動裝置(40)的第一槓桿臂(41) 鉸接地與所述調節器件(50)相耦接。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述耦接傳動裝置(40 )具有一第三槓桿臂(43 )，所述第二槓桿臂(42 )與所述第三槓桿臂(43 )鉸接地相耦接，並且所述第三槓桿臂(43)鉸接地與車輛相耦接。
7.根據權利要求6所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述第二槓桿臂(42)藉助於一旋轉軸(60)鉸接地與所述制動增力器活塞(10)相耦接，並且所述第二槓桿臂(42)從所述旋轉軸(60)朝向所述第一槓桿臂(41)的長度長於所述第二槓桿臂(42)從所述旋轉軸(60)朝向所述第三槓桿臂(43)的長度。
8.根據權利要求3至6中任一項所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述耦接傳動裝置(40)具有一平衡槓桿臂(44)，所述第二槓桿臂(42)經由所述平衡槓桿臂(44)與所述制動增力器活塞(10)相耦接，並且所述第二槓桿臂(42)的一縱向端部鉸接地與所述車輛相耦接。
9.根據權利要求3至8中任一項所述的電動機械的制動力放大器，其中，所述第二槓桿臂(42)的長度與所述第一槓桿臂(41)的長度的比值為至少2.5。
全文摘要
本發明涉及一種電動機械的制動力放大器，具有能夠調節的非線性的支持力，所述電動機械的制動力放大器包括一制動增力器活塞(10)，一能夠平移地行駛的調節器件(50)，以及一非線性的耦接傳動裝置(40)，用於耦接所述制動增力器活塞(10)與所述調節器件(50)，以便將可變的力施加到制動增力器活塞(10)上。
文檔編號B60T11/18GK103228505SQ201180059111
公開日2013年7月31日 申請日期2011年11月16日 優先權日2010年12月10日
發明者J-M.裡特, H-P.多姆施, C.邁耶, L.福伊羅爾, S.德蒙特, M-P.博爾茨, J.明希 申請人:羅伯特·博世有限公司