CN101712317B - 用于混合动力车辆的制动系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的制动系统包括与轮缸连接的主动助力器主缸，以及在再生制动过程中用于操作主动助力器主缸的控制器。初级主缸可选择地与踏板触觉仿真器连接，或者与伺服系统连接，其中该伺服系统在主动助力器主缸的控制障碍的情况下借助于所述初级主缸来操作所述主动助力器主缸。

Description

用于混合动力车辆的制动系统

技术领域

本发明涉及用于利用主动助力器主缸(active booster mastercylinder)的混合动力车辆的再生制动系统。背景技术

如混合动力电动车辆的混合动力车辆使用需要独立车轮制动控制的复杂制动系统。一些车辆利用包括高压累积器、踏板触觉仿真器、高级模拟阀、泵和电机的液压、线控制动系统。典型地，现有的主缸单元是相当大的，因为需要将主动助力器和踏板触觉仿真器封装在一起。如此处所用，术语“踏板触觉仿真器”指的是响应于来自驾驶者的输入对常规主缸和助力器组件的力/位移特性进行仿真的装置。仿真器被用于产生制动响应中的所谓“透明度”，无论车辆是再生制动或以再生和摩擦制动的组合进行制动，或者仅使用摩擦制动。同时，如此处所用，术语“主动助力器”指的是一种装置，该装置不仅提供对于在机械输入与机械输出之间的力的放大或增加，而且还独立于机械输入提供电子命令的增大输出。已知的主动助力器利用存储的真空作为能量源，但是其他类型的电子或液压助力器对本领域技术人员来说是已知的。

期望提供一种用于混合车辆的制动系统，其中主动助力器主缸可以被安装于远离由驾驶者驱动的初级主缸。发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于车辆的制动系统包括多个轮缸和与所述轮缸连接的主动助力器主缸。控制器在再生制动过程中操作所述主动助力器主缸。初级主缸(primary master cylinder)被安装于远离所述主动助力器主缸。所述初级主缸由制动踏板操作。连接在所述初级主缸与所述主动助力器主缸之间的伺服系统将来自所述初级主缸的控制输入提供给所述主动助力器主缸。踏板触觉仿真器与所述初级主缸连接。所述踏板触觉仿真器可以被安装于远离所述初级主缸。

如上所述，连接在所述初级主缸与所述主动助力器主缸之间的伺服系统将来自所述初级主缸的控制输入提供给所述主动助力器主缸。所述伺服系统可以包括通过由系统控制器操作的截止阀与所述初级主缸操作地连接的从缸(slave cylinder)，其中所述截止阀导致所述初级主缸的液压输出与制动踏板触觉仿真器和所述从缸二者之一选择性地连接。所述从缸进一步包括响应来自所述初级主缸的制动流体的位移的活塞。所述活塞被安装在滑动构件之上，该滑动构件邻接被包含在所述主动助力器主缸内的制动施加推杆，从而所述滑动构件与所述制动施加推杆不被联接。换句话说，在没有伺服活塞及安装有该伺服活塞的滑动构件的相应移动的情况下，所述主动助力器主缸响应于其自身的输入而自由地进行冲程。

当借助于所述初级主缸驱动所述伺服活塞时，将从所述主动助力器主缸生成适当的流体输出。这是很重要的，因为在主动助力器主缸的操作或控制出现障碍的情况下，车辆操作者将能够通过踩下制动踏板来维持制动能力，踩下制动踏板将进一步导致流体被从初级主缸排出，且该流体随后进入伺服系统并导致伺服活塞和安装有该伺服活塞的滑动构件推动被包含在所述主动助力器主缸内的制动施加推杆。这将导致对车辆施加液压制动。

根据本发明的另一方面，系统控制器在制动系统的正常操作过程中利用来自制动踏板行程传感器的输出来启动所述主动助力器主缸，而不使用所述伺服系统。相反地，在所述主动助力器主缸的控制出现障碍的情况下，所述控制器启动所述伺服系统，从而允许借助于所述初级主缸来操作所述主动助力器主缸。

根据本发明的另一方面，例如防抱死制动系统或车辆定向稳定控制器的车辆稳定性控制装置可以位于所述主动助力器主缸与所述轮缸之间。所述防抱死制动装置或其他车辆稳定控制装置可以由所述系统控制器操作。

根据本发明的另一方面，伺服系统被连接在所述初级主缸与所述主动助力器主缸之间，且其中该伺服系统包括响应所述初级主缸的液压输出的从缸，该液压输出行进穿过由控制器操作的截止阀。所述截止阀导致所述初级主缸的液压输出与所述踏板触觉仿真器和所述从缸中的一个选择性连接。所述从缸具有与所述主动助力器主缸操作地连接的活塞。所述控制器与前面提到的制动踏板行程传感器在正常制动系统操作过程中独立于所述初级主缸而操作所述有效助力器。然而，所述控制器导致所述截止阀用所述从缸连接所述初级主缸，从而在所述主动助力器主缸的控制出现障碍的情况下允许借助于所述初级主缸来操作所述主动助力器主缸。

根据本发明的系统的一个优点是主动助力器主缸可以被安装于远离初级主缸和踏板仿真器装置。这使得在将混合制动系统所需的部件封装到现代的电动车辆的有限空间范围内的方面具有显著的优势。

根据本发明的系统的另一个优点是常规的制动踏板触觉将被维持，同时允许在可用再生制动时完全自动控制和制动系统的施加。

根据本发明的系统的另一个优点是可以利用某些常规的现有的制动元件如主缸、制动踏板和ABS/稳定性控制单元等，由此便于在具有常规的仪表板和发动机舱内(underhood)结构的车辆中装配混合制动。

本系统的另一个优点是在包括正常制动和具有功能折中的制动系统的制动在内的各种操作模式下均可以实现卓越的制动性能。

本发明的其他优点以及特征对于本说明书的读者来说将变得显而易见。附图说明

图1是具有根据本发明的制动系统的混合车辆的示意性表示。

图2是图1中的制动系统的一部分的示意性表示。具体实施方式

如图1所示，车辆10装备有车轮12，其中每个车轮均具有包括轮缸18的制动系统。所有的轮缸18与主动助力器主缸22相连接。主动助力器主缸22主要由控制器26操作，该控制器26接收来自包括制动踏板行程传感器50a和50b在内的多个传感器的输入，传感器与制动踏板46连接并且供给表示驾驶者意图的信号以施加车辆10的制动。控制器26进一步操作液压控制器28，该液压控制器28可以被配置成提供防抱死制动和稳定性控制功能。

本制动系统还包括与制动踏板46连接的初级主缸30。初级主缸30具有两个活塞38a和38b，这两个活塞被安装主缸30内、储液器34下面，如图2所示。活塞38a和38b的位置部分地受到弹性元件或弹簧42a和42b控制。初级主缸30被安装于远离主动助力器主缸22。因为初级主缸30不被助动，所以它比常规电力制动主缸占用小得多的空间，这允许主缸30被安装在发动机/电动机隔间内具有小空间且在仪表板上具有少的可用空间的车辆中。作为替代，本系统可以用单一的主缸活塞来实现，同时节省成本和封装空间。

根据本发明的另一个方面，踏板触觉仿真器54与初级主缸30连接。注意到踏板触觉仿真器54可以被安装成或者接近初级主缸30(如美国专利6267456所公开，其通过参考合并到本说明书中)，或者远离初级主缸30(如美国专利6976741所公开，其也通过参考合并于此)。踏板触觉仿真器54可以通过使用受控制器26控制的阀门(未示出)而主动地与初级主缸30隔离，或者可以以美国专利6267456中描述的方式使用初级主缸30与仿真器54内的设计特征被隔离于初级主缸30。踏板触觉仿真器54包括至少一个活塞58以及一个弹性元件62，该弹性元件62与活塞58作用以仿真与多个常规轮缸相连接的常规主缸的力/位移曲线。在优选实施例中，使用多个弹性元件。

控制器26的一个任务是在车辆10再生制动时使初级主缸30的液压输出选择性地连接踏板触觉仿真器54。以这种方式，车辆的人类操作者将经历车辆10对踩压制动踏板46的一致响应，而不管车辆10是完全以再生制动进行操作，或部分地以再生制动和液压制动进行操作或仅仅以液压制动进行操作。

当车辆10以再生制动进行操作时，电动机/发电机94将运动能量转化成被存储在能量存储装置90中的电能。电动机/发电机94可以包括电的电动发电机，或液压电动机/泵，或气动发电机/泵，其中能量存储装置90包括电存储电池或流体累积器装置。原动机86可以被构建成内燃发动机或燃料电池系统或使用并非来自能量存储装置90的存储能量的其他装置推动车辆10。

在主动助力器主缸22的控制出现障碍的情况下，控制器26将导致截止阀72使得液压输出从初级主缸30行进到伺服系统66。伺服系统66被连接在初级主缸30与主动助力器主缸22之间，并且该伺服系统允许初级主缸30提供控制输入到主动助力器主缸22。伺服系统66包括伺服活塞70，该伺服活塞70在来自初级主缸30的、穿过截止阀72的液压压力下作用，其中该截止阀72是由控制器26控制或操作的。截止阀72允许控制器26使得来自初级主缸30的液压输出行进到伺服系统66。

伺服活塞70被安装在滑动构件74之上，该滑动构件74邻近包含在主动助力器主缸22内的制动施加推杆78。注意到滑动构件74与制动施加推杆78彼此不联接。控制器26可以在伺服活塞70不移动的情况下利用主动助力器主缸22的助力器部分82施加车辆制动。然而，当截止阀72处于正确的位置时，来自初级主缸30的液压输出导致伺服活塞70和滑动构件74推动制动施加推杆78，导致液压流体被从主动助力器主缸22排出且送到液压控制器28，并最终到达轮缸18。根据本发明的另一方面，液压控制器28可以被配置为车辆稳定性控制装置或防抱死制动装置，或同时配置成以上两者。

虽然已经结合本发明的特殊实施方式描述了本发明，应该理解本领域技术人员可以在不偏离随附的权利要求阐述的本发明的精神和范围的情况下作出各种修改、变化和调整。

Claims (10)

1.一种用于车辆的制动系统，其包括：

多个轮缸；

与所述轮缸连接的主动助力器主缸；

用于操作所述主动助力器主缸的控制器；

被安装于远离所述主动助力器主缸的初级主缸，且所述初级主缸由制动踏板操作；以及

伺服系统，其被连接在所述初级主缸与所述主动助力器主缸之间，用于将来自所述初级主缸的控制输入提供给所述主动助力器主缸；

所述制动系统进一步包括与制动踏板和所述控制器操作地连接的制动踏板行程传感器；

其中在所述制动系统的正常操作过程中在不使用所述伺服系统的情况下所述控制器利用来自所述制动踏板行程传感器的输出来操作所述主动助力器主缸，其中所述控制器在所述主动助力器主缸的控制出现障碍的情况下启动所述伺服系统，从而允许借助于所述初级主缸来操作所述主动助力器主缸。

2.如权利要求1所述的制动系统，其进一步包括与所述初级主缸连接的踏板触觉仿真器。

3.如权利要求2所述的制动系统，其中所述踏板触觉仿真器被安装于远离所述初级主缸。

4.如权利要求2所述的制动系统，其中所述伺服系统包括通过至少一个截止阀与所述初级主缸操作地连接的从缸，所述截止阀用于促使所述初级主缸的液压输出与所述踏板触觉仿真器和所述从缸中的一者选择性连接。

5.如权利要求4所述的制动系统，其中所述从缸进一步包括响应来自所述初级主缸的制动流体的位移的至少一个活塞，且其中所述至少一个活塞被安装在滑动构件之上，所述滑动构件邻接被包含在所述主动助力器主缸内的制动施加推杆，从而所述滑动构件与所述制动施加推杆不被联接。

6.如权利要求4所述的制动系统，其中所述截止阀由所述控制器操作。

7.如权利要求2所述的制动系统，其中所述伺服系统包括通过由所述控制器操作的截止阀与所述初级主缸操作地连接的从缸，其中所述截止阀和所述控制器导致所述初级主缸的液压输出与所述踏板触觉仿真器和所述从缸中的一者选择性连接，且其中所述踏板触觉仿真器被定位为接近所述从缸。

8.如权利要求1所述的制动系统，其中所述主动助力器主缸被安装于远离所述初级主缸。

9.如权利要求1所述的制动系统，其进一步包括由所述控制器操作的再生制动子系统。

10.如权利要求1所述的制动系统，其进一步包括位于所述主动助力器主缸与所述轮缸之间的防抱死制动装置，其中所述防抱死制动装置由所述控制器操作。

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