[发明专利]用于车辆的制动系统及方法

说明书

交叉引用

本申请要求于2009年6月2日提交的美国专利申请No.12/476,771的优先权，该申请的全部内容通过参引合并到本文中。

技术领域

本发明涉及用于对车辆进行制动的制动系统及方法。

背景技术

诸如汽车、全地形车(ATV)、三轮车和摩托车之类的轮式车辆通常装备有一个或多个制动器用于使车辆减速或者停止。车辆的驾驶者能够通过致动踏板、操纵杆、或者定位在车辆上并在驾驶者可触范围内的其他致动器来致动制动器。一种常见类型的制动器——盘式制动器——利用制动钳与制动盘之间的摩擦使车辆的车轮相对于车辆的车身的转动减慢或停止。由此产生的轮胎与地面之间的摩擦对车辆施加制动力以使车辆减速。

通常，理想的是能够使行进中的车辆在其停止之前所行驶的距离减至最小。为此，理想的是使制动期间每个车轮与地面之间的摩擦达到最大。众所周知，轮胎相对于地面滑动时能够由轮胎产生的最大可能摩擦(动摩擦)小于轮胎相对于地面滚动而不滑动时能够由轮胎产生的最大可能摩擦(静摩擦)。因此，通过增大车轮上的制动力矩、直到轮胎与地面之间的制动力几乎不足以引起滑动来改善在很多类型的地面上的制动性能。该原理的一个应用为临界刹车；在临界刹车中，驾驶者调节制动器以在轮胎开始滑动之前提供尽可能大的制动力矩。然而，有效的临界刹车依赖于驾驶者的技术和经验，并且难以在一些类型的地面上进行。此外，临界刹车不允许独立地控制每个车轮处的制动力——独立地控制每个车轮处的制动力在并非所有的车轮都在相同类型的地面上时(例如，一些车轮在干燥的路面上，而其他的车轮在冰面上)可能是期望的——，并且在其他的车轮达到其最大制动力之前一些车轮可能开始滑动。

改善制动性能的一种尝试是使用防抱死制动系统(ABS)。控制单元检测车辆的车轮之间的转速差以判断一个或多个轮胎是否相对于地面滑动。如果特定的轮胎在滑动，则控制单元减小相应的车轮上的制动力矩以试图恢复静摩擦并使由车轮产生的制动力达到最大。本质上，ABS对每个车轮单独地进行临界刹车。因而，每个车轮以在其特定地面上提供最大制动力的速度独立地转动，并因此极可能多地促进车辆的制动。ABS的额外的益处在于汽车能够在制动的同时进行转向，因为车轮没有锁死并且保持一定的牵引力。

虽然现在ABS普遍地用在汽车中，但其成本对于ATV的价格而言通常过高。此外，部件——尤其是每个车轮上的制动器——容易增加和分散ATV的重量，而将重量减至最小对于ATV而言是重要的设计考虑要素。此外，各个制动器构成簧下重量，这些簧下重量会降低乘车品质。此外，ABS的适用范围局限于通过实心车桥或锁定差速器连接的两个车轮，比如一些ATV，这是因为两个车轮不能够以不同的速度转动，而能够以不同的速度转动是在某些制动状态中所期望的。

为了将车辆重量减至最小并集中车辆重量，一些ATV在实心的后桥的一部分上或者在从发动机延伸至后差速器的传动轴上设置有单个后部盘式制动器。在2002年12月10日授权的美国专利No.6,491,126中描述了这种布置的示例，该项专利通过参引全部并入本文中。

因此，需要一种用于ATV的制动系统，该制动系统允许其所应用的车轮具有不同的转速。

还需要一种对车辆进行制动的方法，该方法为其所应用的车轮提供不同的转速。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术中存在的不便中的至少一些。

本发明的又一目的在于提供一种制动系统，其中，单个制动器应用于能够以不同速度转动的两个车轮。

本发明的又一目的在于提供一种具有单个制动器的制动系统，该单个制动器通过限滑差速器在两个车轮上施加制动力矩。

本发明的又一目的在于提供一种具有单个制动器的制动系统，该单个制动器能够在两个车轮上同时施加不同的制动力矩。

本发明的又一目的在于提供一种对车辆进行制动的方法，由此单个制动器能够在两个车轮上同时施加不同的制动力矩。

在一个方面中，本发明提供一种包括车架的车辆。车架上布置有用于支撑一个或多个乘员的座椅。发动机由车架支撑。多个车轮由车架支撑。多个车轮中的至少一个操作性地连接于发动机，用于推进车辆。转向装置通常布置在座椅的前方并且操作性地连接到多个车轮中的至少一个，用于对车辆进行转向。限滑差速器由车架支撑。第一半轴和第二半轴操作性地连接至限滑差速器。第一半轴支撑多个车轮中的第一车轮。第二半轴支撑多个车轮中的第二车轮。制动器操作性地连接至限滑差速器。制动器通过限滑差速器的至少一部分选择性地在第一车轮和第二车轮上施加制动力矩，以降低车辆的速度。