调节制动系统动力供应的系统.pdf

本发明公开了一种调节制动系统动力供应的系统，该系统一般包括一个引擎，一个由所述引擎驱动的中间装置，一个由所述中间装置驱动的制动动力源，一个由所述制动动力源提供动力的制动系统，和一个与所述中间装置联接的控制器，该控制器调节制动系统的动力供给。在某些实施例中，中间装置包括一个供给装置和一个马达，该马达用于接受从供给装置发出的介质，比如流体或电流。

1.  一种调节车辆的制动系统动力供应的系统，包括：
一个引擎；
一个由所述引擎驱动的中间装置；
一个由所述中间装置驱动的制动动力源；
一个由所述制动动力源提供动力的制动系统；和
一个与所述中间装置联接的控制器，所述的控制器响应一个引擎转速的最小值，引发所述中间装置以一个希望的速率驱动制动动力源。

2.  如权利要求1所述的系统，其中所述控制器是电子控制单元。

3.  如权利要求1所述的系统，其中所述制动动力源是高压流体源。

4.  如权利要求3所述的系统，其中所述的高压流体源是空气压缩机。

5.  如权利要求4所述的系统，其中所述的空气压缩机是斜盘压缩机。

6.  如权利要求5所述的系统，其中所述的压缩机包括：
一个带有至少一个活塞通道的汽缸体；
一个靠近所述汽缸体安装的斜盘外壳；
一个设置在所述斜盘外壳和汽缸体中的轴；
一个安置在所述轴上的斜盘；
至少一个连接所述斜盘并置于所述的至少一条活塞通道中的活塞，且该活塞可以在所述活塞通道中滑动；和
一个与所述斜盘接触的致动器，使得当所速致动器处于第一位置时，在所述斜盘上作用一个力，该力适于将所述斜盘保持在与所述驱动轴垂直的位置，从而使所述至少一个活塞保持空闲，并且，在第二位置时，在所述斜盘上作用一个力，该力适于使所述斜盘枢转，从而在所述致动器旋转时引起所述至少一个活塞的往复运动。

7.  如权利要求3所述的系统，其中所述的制动系统包括：
一个容器，用于接收来自所述高压流体源的高压流体；
一个制动机械装置；
一个将所述容器连接到所述制动机械装置上的阀；和
一个连接在所述阀上的阀致动器，用于控制从所述容器到所述制动机械装置的高压流体的流动。

8.  如权利要求7所述的系统，其中机动车辆包括一个旋转表面，并且所述制动机械装置包括：
一个接触装置，用于接触所述旋转表面并因此产生摩擦力；和
一个接触装置致动器，用于使所述接触装置接触旋转表面。

9.  如权利要求8所述的系统，其中所述接触装置包括固定卡钳。

10.  如权利要求8所述的系统，其中述接触装置包括浮式卡钳。

11.  如权利要求8所述的系统，其中述接触装置包括制动靴。

12.  如权利要求8所述的系统，其中述接触装置致动器包括活塞。

13.  如权利要求8所述的系统，其中述接触装置致动器包括弹簧。

14.  如权利要求1所述的系统，其中所述的制动动力源是电源。

15.  如权利要求14所述的系统，其中所述的制动动力源是发电机。

16.  如权利要求14所述的系统，其中所述的制动系统包括：
一个制动机械装置；
一个将所述电源连接到所述制动机械装置的开关；
一个连接在所述开关上的开关致动器，用于控制从所述电源到所述制动机械装置的电的流动。

17.  如权利要求16所述的系统，其中该机动车辆包括一个旋转表面，并且所述制动机械装置包括一接触装置，用于接触所述旋转表面并因此产生摩擦力。

18.  如权利要求17所述的系统，其中所述接触装置包括固定卡钳。

19.  如权利要求17所述的系统，其中所述接触装置包括浮式卡钳。

20.  如权利要求17所述的系统，其中所述接触装置包括制动靴。

21.  如权利要求1所述的系统，其中所述中间装置包括至少两个独立设置的相互连接的部分。

22.  如权利要求21所述的系统，其中所述中间装置包括：
一个由所述引擎驱动的用于提供介质的供给装置；和
一个由所述供给装置提供的介质所驱动的马达。

23.  如权利要求22所述的系统，其中：
所述的供给装置包括用于提供电的发电机；以及
所述的马达包括由电驱动的电动马达。

24.  如权利要求22所述的系统，其中：
所述的供给装置包括提供流体的液压泵；以及
所述马达包括由流体驱动的液压马达。

25.  如权利要求24所述的系统，还包括一容器，该容器用于接收来自所述马达的流体，同时所述泵接收来自该容器的流体。

26.  如权利要求21所述的系统，其中所述中间装置包括：
至少两条齿轮传动链；和
一个用于由其中一个所述的齿轮传动链向另外的齿轮传动链转换的离合器。

27.  如权利要求1所述的系统，其中所述控制器具有至少一个用于接收信息的输入端，所述控制器响应该信息以确定中间装置驱动制动动力源的速率。

28.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映所述引擎曲轴每分钟转数信息的输入端。

29.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映油门位置信息的输入端。

30.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映至少一个车轮转速信息的输入端。

31.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映空气压力信息的输入端。

32.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映电压信息的输入端。

33.  如权利要求27所述的系统，其中所述的至少一个输入端包括一个用于接收反映空气干燥器的温度信息的输入端。

34.  如权利要求27所述的系统，其中：
所述的中间装置包括
一个由所述引擎驱动的用于供应介质的供给装置；和
一个由所述供应装置提供的介质所驱动的马达；和
至少一个输入端，其包括一个用于接受反映所述马达转速信息的输入端。

35.  一种调节车辆制动系统动力供应的系统，包括：
一个引擎；
一个由所述引擎驱动的中间装置；
一个由所述中间装置驱动的高压流体源；
一个由所述高压流体源提供动力的制动系统；和
一个与所述中间装置联接的电子控制单元，所述的控制器响应一个引擎转速的最小值，引发中间装置以一个希望的速率驱动所述高压流体源。

36.  如权利要求35所述的系统，其中所述的中间装置包括：
由所述引擎驱动的用于提供电的发电机；和
由所述发电机提供的电所驱动的电动马达。

37.  如权利要求35所述的系统，其中所述中间装置包括：
由所述引擎驱动的用于提供流体的液压泵；和
由所述流体驱动的液压马达。

38.  如权利要求35所述的系统，其中所述中间装置包括：
至少两条由所述引擎驱动的齿轮传动链；和
一个用于由其中一个所述的齿轮传动链向另外的齿轮传动链转换的离合器。

39.  一种调节车辆制动系统动力供应的系统，包括：
一个引擎；
一个由所述引擎驱动的中间装置；
一个由所述中间装置驱动的电源；
一个由所述电源提供动力的制动系统；和
一个与所述中间装置联接的电子控制单元，所述控制器响应一个引擎转速的最小值，引发中间装置以一个希望的速率驱动所述电源。

40.  如权利要求39所述的系统，其中所述中间装置包括：
由所述引擎驱动的用于提供流体的液压泵；并且
由所述流体驱动的液压马达。

41.  如权利要求39所述的系统，其中所述中间装置包括：
至少两条由所述引擎驱动的齿轮传动链；和
一个用于由其中一个所述的齿轮传动链向另外的齿轮传动链转换的离合器。

调节制动系统动力供应的系统
技术领域
本发明涉及一种调节向制动系统供应动力的速率的系统。更特别地，本发明涉及一种使用控制器和中间装置的系统，该系统由引擎驱动，并且能够驱动制动动力源，以调节动力源向制动系统提供动力的速率。
背景技术
控制减速和制动机动车辆的原理是众所周知的。运动中的车辆具有动能，为了使车辆减速或停止下来，这些动能必须被消除。消除动能通常通过摩擦使这些能量转化为热而实现。因此，如果驾驶员希望车辆能够以比由于在车轮和路面之间的摩擦力所导致的正常减速或停止的情况下更短的时间减速或停止，就必须施加额外的摩擦力。通常这些额外的从动能到热的转换是通过将典型的是刹车垫或块形式的接触材料附加在转动的车轮或连接到车轴的圆盘上实现的。由于摩擦的产生，从而动能被转化为热，车轮慢下来并最终车辆停止运动。
为了应用这种接触材料，很明显地需要动力源。制动系统的供能系统也通常是公知的，典型的是包括动力源，例如由汽车引擎的曲轴驱动的压缩机或发电机。这样的设置可以持续地提供可能由于各种原因所需的动力。例如，在需要利用动力以使制动机构咬合的情况下，比如带动卡钳卡紧转动圆盘，需要经常刹车或有急刹车需求的驾驶员总能够获得适当的动力给卡钳提供动力。类似地，在需要利用动力释放制动机构的情况下，比如卡钳通常在弹簧的作用下偏置，制动一个转动圆盘，必须通过高压流体使其偏向相反的方向来释放刹车，为使车辆保持行驶，动力可以持续地提供给制动系统。
但是，在长时间以低引擎转速运行的车辆上，比如市内公交车、校车和难民用的卡车上，这种给制动系统提供动力的方式存在缺陷。因此，为满足车辆刹车系统的整个需要，动力供给必须非常大。
因而，需要一种能够允许引擎长时间在低速下运转的制动系统的供能系统。更需要一种不需要很大动力源的制动系统的供能系统。同样也需要一种能够储存能量的制动系统的供能系统。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于调节向制动系统供应动力的系统，在引擎必须长时间低速运转的车辆中，该系统不需要使用很强大的动力源。
本发明的另一个目的是提供一种调节向制动系统供应动力的系统，当制动系统不需要动力时，该系统可以储存能量。
为了克服现有技术的不足，并达到至少上面所列的部分目标和优点，本发明包含一个调节向车辆制动系统供应动力的系统，该系统包括一个引擎，一个由引擎驱动的中间装置，一个由中间装置驱动的制动动力源，一个由制动动力源提供动力的制动系统，和一个与中间装置联接的控制器，该控制器响应一个最小的引擎转速，使中间装置以一个希望的速率驱动制动动力源。
在另一个实施例中，本发明包含一个调节车辆制动系统动力供应的系统，该系统包括一个引擎，一个由引擎驱动的中间装置，一个由中间装置驱动的高压流体源，一个由高压流体源提供动力的制动系统，和一个与中间装置联接的电子控制单元，此控制器响应一个最小的引擎转速，使中间装置以一个希望的速率驱动高压流体源。
在更进一步的一个实施例中，本发明包含一个调节向车辆制动系统供应动力的系统，该系统包括一个引擎，一个由引擎驱动的中间装置，一个由中间装置驱动的电源，一个由电源提供动力的制动系统，和一个和中间装置联接的电子控制单元，此控制器响应一个最小的引擎转速，引发中间装置以一个希望的速率驱动电源。
附图说明
图1是依据本发明中的调节向制动系统供应动力地系统的框图；
图2是图1中系统的一个具体实施例的框图；
图3是图1中系统的另一个具体实施例的框图；
图4是图2中系统的另一个具体实施例的框图；
图5是图2中系统的另一个具体实施例的框图；
图6是图5中系统的一个具体实施例的框图；
图7是图5中系统的另一个具体实施例的框图；
图8是图5中系统的一个具体实施例的框图；
图9是图8中系统的一个具体实施例的框图。
具体实施方式
根据本发明的调节车辆制动系统动力供应的系统20的一个实施例的基本构件如图1中所示。典型地，所述系统20包含一个通常经由曲轴(未图示)驱动一个中间装置24的引擎22。所述中间装置24依次驱动给制动系统28提供动力的制动动力源26。一个控制器30与中间装置24联接，以调节中间装置驱动制动动力源26的速率。通过这种方式，所述制动动力源26，尽管最终由引擎22的曲轴驱动，却不必以和曲轴的转速相同的速度被驱动。因此，控制器30可以响应引擎转速的一个最小值，导致中间装置24以一个希望的速率驱动制动动力源26。
典型地，控制器30是一个电子控制单元(ECU)。在某些实施例中，车辆的操作者能够实现对电子控制单元30的全部控制，并且可以直接地调整中间装置24驱动制动动力源26的速率。在另一个实施例中，电子控制单元30具有一个或多个输入，其实现以所述速率驱动制动动力源26，这在下面的内容中有详述。
在某些实施例中，中间装置24包括两个独立地设置的部分。中间装置24的一个实施例的基本部分如图2中所示。在这个实施例中，中间装置24包括一个供给装置40和一个马达42。由引擎22的曲轴驱动的供给装置40给马达42提供一个介质(如箭头A所示)，比如流体或电流。通过这个介质驱动的马达42，依次驱动制动动力源26。因此，通过调节由装置40提供给马达42的介质的量，可以控制驱动制动动力源26的速率。
包括两个独立设置的部分的另一个中间装置24的基本部分如图3中所示。这个实施例使用了可以驱动制动动力源26的至少两个齿轮传动链50的结构。引擎22的曲轴经由离合器52连接到所述齿轮传动链，从而通过控制引擎22和不同齿轮传动链50之间的连接，能形成不同齿轮传动链50之间的切换。用这种方式，驱动制动动力源26的速率可以被改变。
如图4-5中所示，图2中的设置(即供给装置和发动机)可以选择几种不同方式中的一种。例如，如图4中所示，供给装置可以是供电的发电机60。在这种情况下，马达是一个电动马达62，由发电机60提供的电力所驱动。
另一个例子，如图5所示，供给装置可以是一个提供流体的液压泵。在这些情况下，马达是液压马达，其由液压泵供应的流体所驱动。流体重复地返回液压泵64(如箭头B所示)供液压泵64连续地利用以驱动液压马达66。在一些实施例中，为了利于流体以这种方法循环，提供了一个容器68。
电子控制单元30调整泵64或马达66中一个的操作，或同时调整两者，以便控制马达66驱动制动动力源的速度。通过这种方式，可以控制驱动制动动力源26的速度而不考虑当前引擎的转速。
如图6所示，在某些有益的实施例中，电子控制单元30基于一个或多个输入端96来控制中间装置24驱动制动动力源26的速率。输入端96可以是接收信号98的输入端，信号98包含所需任何种类的信息。例如，信号98可以包含反映引擎曲轴每分钟转数的信息，从而使ECU可以确定车辆是在上坡还是在下坡。类似地，信号98可以包含反映油门位置的信息，从而使ECU可以确定是否驾驶员想要加速或减速。类似地，信号98可以包含反映至少一个车轮转速的信息，从而ECU可以确定车辆行驶的速度。其它的信号98可以含有其它各种不同类型的信息，例如，反映空气压力、电压或空气干燥器中温度的信息。在一些实施例中，电子控制单元30可包括一个输入端96，用于接收反映中间装置24本身性能的信息。例如，在某些实施例中，电子控制单元30可以包括一个输入端96，用于接收包含反映马达66速度信息的信号98。
制动动力源26可以是电动、气动或其它适合为制动系统提供动力的动力源。例如，如图7中所示，在一些实施例中，制动动力源26是用于产生电的发电机70。在这些实施例中，电力被传输到制动机械装置80。在某个此类实施例中，通过自动地或由驾驶员手动地使用开关致动器84，例如刹车踏板，将开关82打开或闭合来实现电传输的开始或终止。
如图8所示，在其它实施例中，制动动力源26可以是空气压缩机72。这样一种压缩机可以是一个斜盘活塞式压缩机，例如美国专利US-6,439,857所公开的那种，该专利通过参考引入文中。如该专利所公开的，典型地，这种类型的压缩机包括一个斜盘外壳，该斜盘外壳至少部分地围起斜盘腔，该旋斜盘腔位于带有活塞通道的汽缸体旁边，该活塞通道用于容纳连接于斜盘的活塞。置于斜盘腔中的斜盘被安置在轴上，原本一个用于接触斜盘的致动器，使该致动器在第一位置时在斜盘上作用一个力，该力适于将该斜盘保持在与驱动轴垂直的位置，从而使活塞保持空闲；并且，在第二位置时在斜盘上作用一个力，该力适于枢转斜盘；从而在致动器旋转时引起活塞的往复运动。在这个实施例中，轴可以由马达66所驱动，而不考虑引擎22的速度。
在这些实施例中，空气被传输至制动机械装置80。在某个此类实施例中，通过自动地或由驾驶员手动地利用阀致动器88打开或关闭阀86实现空气传输的开始或终止。在某些此类实施例中，提供了容器74，该容器用于盛装被压缩机72压缩的空气，直至这些压缩空气需要被利用，在此时阀86由阀致动器88致动。
如图9所示，制动机械装置80可以包括一个接触装置90，该接触装置包含产生足以减慢、停止或抑制车轮旋转的摩擦力的任意机械装置。例如，在一些实施例中，接触装置90包括一个卡钳，比如固定卡钳或浮式卡钳，用以接触连接在车轮轮毂上的转子(未示出)，在其上施加一个摩擦力，从而抑制车轮的旋转能力。在其它实施例中，接触装置90包括带有制动靴的制动鼓，该制动靴受迫向外在制动鼓上作用一个摩擦力，并类似地抑制车轮的旋转。
在某些有益实施例中，制动机械装置80还包括一个独立的接触装置致动器92，用于激励实际上产生摩擦力的装置。在这些实施例中，致动器92从制动动力源接受动力并由它提供动力，并且以另一种形式为接触装置90提供动力。
以这种方式控制制动动力源26，在其决定何时向制动系统28提供动力，比如在使用该动力激励接触装置90的情况下经常是有用的。然而，需要提出的一点是，这种对制动动力源26的控制对于决定何时不向制动系统28提供动力的能力也是有用的。这样的例子出现在由制动动力源26提供的动力被用来防止制动机械装置80制动车辆时，以及通过中断来自制动动力源26的动力流来致动制动机械装置80的情况下。例如，在使用弹簧致动器的情况下，在正常驾车过程中，压缩空气用于偏转弹簧并从而阻止弹簧在接触装置90上施加力，因此，只有在压缩空气流被中断的时候，弹簧才能够激励所述接触装置。
应当理解，前面所述只是为了说明而并没有加以限定，而且各种显而易见的更改也可以在不脱离本发明思想的前提下由本领域的技术人员做出。因此，应当主要参照所附的权利要求书，而不是前面的描述来划定本发明的保护范围。