CN104044570B - 车辆的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的制动系统。混合动力车辆或电动车辆包括液压制动系统，所述液压制动系统具有主动式真空助力器，所述主动式真空助力器具有由至少一个控制器致动的主动式助力控制阀。隔离阀设置在将主缸流体地连接到液压制动器的流体回路中。制动踏板在被车辆的操作者起初踩下时能够在初始死区位移范围内运动。当制动踏板在初始死区位移范围内时，控制器基于主动式助力控制阀的至少一种操作状态来选择性地致动隔离阀，以禁止流体从流体回路的至少一部分流向主缸。

Description

车辆的制动系统

技术领域

本公开涉及液压制动系统的控制，更具体地，涉及在包括真空助力器的混合动力电动车辆或纯电动车辆中的车轮制动器处的液压流体压力的控制。

背景技术

车辆可配备有被构造成向多个车轮处的制动器供应液压流体的制动系统。这就是所谓的液压制动系统。液压制动系统通常包括结合到制动踏板的真空助力器，以响应于制动踏板的位移而提供用于辅助将液压流体应用到制动器的额外的助推力。内燃发动机可作为真空助力器的真空源。

主动式真空助力器是一种包括阀或其它可控机构的类型的真空助力器，用于即使没有足够的制动踏板位移仍提供真空力给助力器。真空泵可作为主动式真空助力器的真空源。混合动力电动车辆（HEV）和纯电动车辆（BEV）还可包括再生制动系统，其中，来自车轮的动能通过车辆的动力传动系统而被吸收并被储存在高压电池中。在HEV和BEV中的液压制动系统和再生制动系统相协调，以向车辆的车轮供应期望的制动力。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种混合动力车辆中的制动系统。制动踏板由于制动踏板的压下而使车轮制动器操作。制动踏板具有包括初始死区位移范围的踏板位移范围。主缸被构造成向车轮制动器供应液压流体。真空助力器包括主动式助力控制阀。真空助力器结合到制动踏板和主缸，并能够向主缸提供主动式助力控制力。当制动踏板在死区位移范围中运动（没有机械力从踏板传递到主缸）时，真空助力器能够提供主动式助力控制力。杆使制动踏板结合到主动式真空助力器，以响应于制动踏板的位移超出初始死区位移范围而从制动踏板向主缸传递力。流体回路使主缸流体连接到车轮制动器。设置了至少一个控制器，所述至少一个控制器被编程为基于主动式助力控制阀的至少一种操作状态而选择性地致动设置在流体回路中的单向隔离阀，以禁止流体从流体回路的至少一部分流向主缸。

根据另一实施例，一种混合动力车辆中的制动系统，包括：制动踏板，用于使车轮制动器进行操作，所述制动踏板具有包括初始死区位移范围的踏板位移范围；主缸，被构造成向车轮制动器供应液压流体；真空助力器，具有主动式助力控制阀，所述真空助力器结合到制动踏板和主缸，并在制动踏板于初始死区位移范围内运动的同时能够向主缸提供主动式助力控制力；杆，使制动踏板结合到真空助力器，以响应于制动踏板的位移超过初始死区位移范围而将力从制动踏板传递到主缸；流体回路，使主缸流体地连接到车轮制动器；至少一个控制器，被编程为基于主动式助力控制阀的至少一种操作状态而选择性地禁止流体从流体回路的至少一部分流向主缸。

所述制动系统还包括单向阀，所述单向阀设置在流体回路中，且被所述至少一个控制器控制，从而单向阀的致动禁止流体从流体回路的所述一部分流向主缸。

所述至少一个控制器还被编程为基于制动踏板在初始死区位移范围内运动而致动单向阀。

在控制器禁止流体从所述流体回路的一部分流向主缸的同时单向阀能够使额外的流体压力施加到所述流体回路的一部分。

所述至少一个控制器还被编程为至少基于（i）在致动单向阀之后的时间超过时间阈值，以及（ii）车轮制动器处所保持的流体压力超过车轮制动器处的期望的流体压力，而不致动单向阀。

所述制动系统还包括固定到制动踏板的臂的平移构件，以将制动踏板的成角度的运动转换为线性运动，其中，初始死区位移范围在杆的端部和平移构件之间定义有间隙。

所述制动系统还包括制动踏板感觉模拟器，所述制动踏板感觉模拟器在制动踏板于初始死区位移范围内运动的同时阻碍制动踏板的运动。

主动式助力控制阀的操作状态由真空助力器中的换能器的操作状态、连接到真空助力器的泵的操作状态、以及制动踏板角度位置传感器的操作状态中的至少一个操作状态定义。

根据另一实施例，一种混合动力车辆制动系统包括具有主动式助力控制阀的真空助力器。液压制动流体回路为液压流体提供流动路径以向车辆的车轮提供流体压力。隔离阀设置在液压制动流体回路中。至少一个控制器被编程为基于助力控制阀的至少一种操作状态来关闭隔离阀。

根据又一实施例，提供了一种控制混合动力车辆中的制动系统的方法。所述方法包括响应于主动式助力控制阀的失效而选择性地禁止流体从液压流体回路的至少一部分流向主缸，以禁止所述流体回路的一部分中的流体压力损失。所述选择性地禁止可包括选择性地关闭设置在流体回路中的单向隔离阀。

所述选择性地禁止包括控制设置在流体回路中的隔离阀。

所述方法还包括基于踏板位置传感器的操作状态而不致动主动式助力控制阀。

所述方法还包括基于真空助力器中的换能器的操作状态而不致动主动式助力控制阀。

所述选择性地禁止包括关闭隔离阀，所述方法还包括响应于（i）在关闭隔离阀之后的时间超过时间阈值，以及（ii）所述液压流体回路的一部分中的流体压力超过车轮制动器处的期望的流体压力，而打开隔离阀。

附图说明

图1是配备有液压制动系统的混合动力车辆的示意图；

图2是具有主动式真空助力器的液压制动系统的示意图；

图3是用于控制设置在流体回路中的隔离阀的示出性算法的流程图；

图4是用于控制设置在流体回路中的隔离阀的示出性算法的另一流程图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其可以以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。因此，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可与一个或更多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。所示出的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可能期望用于特定应用或实施。

参照图1，根据本公开的一个或更多个实施例示出了车辆10。示出的车辆10是混合动力电动车辆（HEV），该HEV包括均能向车辆10提供驱动力的发动机12和电动机（或电动机构）14。高压电牵引电池（未示出）电连接到电机14，以向电动机14提供电动力并储存来源于（例如）再生制动的电能。对于本公开的目的，应理解，虽然车辆10被示出为HEV，但车辆10还可以是未设置内燃发动机的纯电动车辆（BEV），或是插电式混合动力电动汽车（PHEV）。此外，虽然图1中的车辆10示出了发动机12和电机14串联，但是车辆10可以是并行式混合动力构造或本领域所公知的任何其它的混合动力构造。

提供了一种液压制动系统16，下面参照图2提供液压制动系统16的细节。液压制动系统16提供流经流体管路18的液压流体，以致动液压式摩擦制动器或制动器20。制动器20在通过流体压力而被致动时向车轮22提供摩擦，以使车轮22变慢或使车轮22停止转动。如本领域所公知的，电制动单元或再生制动单元（未示出）还可设置在车轮22处，以通过再生制动系统经由动力传动系统而制动车轮22。根据各种实施例，每个车轮22均可设置有液压式摩擦制动器20、电制动器、或其它制动器中的至少一种制动器。

参照图2，详细地示出了液压制动系统16。设置了制动踏板26，以使车辆10的乘客进行操作来致动制动器20。制动踏板26的运动能够使结合到真空助力器30的输入杆28线性地运动。输入杆28（或结合到该输入杆28的另外的杆）还至少部分地设置在主缸32中。流体储存器34向主缸32供应液压流体，以使液压流体分布到整个流体管路18中。输入杆28的线性运动使活塞或类似的机械装置在主缸32中运动，从而增加了流体管路18中的液压压力和制动器20处的液压压力。真空助力器30利用真空力来辅助输入杆28运动，这降低了车辆的驾驶员制动车轮22所需要的制动踏板力的大小。流体回路36可以与主缸32流体地连通，以向制动器20提供液压压力。流体回路36包括将稍后描述的多个阀和泵。

真空助力器30可以是传统的真空助力器，其中，发动机12与真空助力器30流体地连通。在这种方式中，发动机12中的燃烧产生了充当用于真空助力器30的真空源的真空力。可在真空助力器30中设有密封件或阀，并通过输入杆28施加的力而打开所述密封件或阀，从而响应于输入杆28超过距离阈值的运动而供应真空力。

真空助力器30还可以是主动式真空助力器，在所述主动式真空助力器中设置有主动式助力控制阀40。主动式助力控制阀40流体地连接到充当用于真空助力器30的真空源的真空泵42。这种具有主动式助力器的构造对于在发动机12不能运转的情况下能够被驱动的车辆（例如，HEV、PHEV等）而言特别地有利，或对于没有发动机12的车辆（例如，BEV）而言特别地有利。在那些车辆中，当车辆10不具有进行燃烧并进而产生真空力的发动机12时，真空泵42能选择性地向真空助力器30供应真空力。

在（例如）HEV、PHEV或BEV中，电制动或再生制动可与液压制动系统16组合地使用。当操作者施加相对较小的制动踏板压力时，为了效率的目的，期望在液压制动系统16提供很小的制动或不提供制动的同时在车轮22处使用再生制动。由于这些和其它原因，间隙44可设置在制动踏板26的臂46和输入杆28的端部之间。在制动踏板26压下时，制动踏板26的臂46绕枢转点枢转。平移构件48（例如，销或球）形成或安装在臂46上。在臂46枢转或成角度地运动时，平移构件48通过沿（例如）槽或轨迹线性地运动穿过间隙44或滑动穿过间隙44而将臂46的枢转或成角度的运动转换成线性的运动。

间隙44还可被称为盲区。盲区定义了初始死区位移范围，其中，制动踏板26在向输入杆28施加力之前能够在所述初始死区位移范围内进行初始运动。在制动踏板26于初始死区位移范围44内运动期间，电制动或再生制动可响应于制动踏板26的位置而发生，这将会进一步讨论。此外，当位于初始死区位移范围内时，主动式助力控制阀40可被致动，从而通过采用根据前面所述的方法的主动式真空助力器来使液压制动系统16操作。考虑到电池的荷电状态、期望的制动力以及其它因素，可在整个制动事件中相应地协调并调整液压制动系统16以及电制动系统或再生制动系统。

当制动踏板26在初始死区位移范围44内进行操作并应用电制动或再生制动时，制动踏板感觉模拟器50可提供反作用力给制动踏板26，从而为车辆10的操作者提供仿佛液压制动器20被致动的踏板感觉。制动踏板感觉模拟器50可包括用于提供施加到制动踏板26上的反作用力的阻力带或弹簧。

如果车辆10的操作者需要相对较大的制动力，则制动踏板26可被压下到初始死区位移范围44的端部。一旦平移构件48或臂46的一部分到达初始死区位移范围44的端部，就会对输入杆28的端部51施加力。根据前面所述的方法，这使得输入杆28穿过真空助力器30以使液压制动系统16操作。

总之，在制动事件期间，制动踏板26起初穿过初始死区位移范围44，在此期间可致动主动式助力控制阀40以提供液压制动，并且类似地，可应用电制动或再生制动。一旦制动踏板26运动到初始死区位移范围44的端部，制动踏板26就会将力传递到输入杆28，从而利用来自真空助力器30的辅助而提供额外的流体压力。制动踏板26能够继续被压下而超过初始死区位移范围44，并一直穿过整个踏板位移范围52。

电控制单元（ECU）56可电连接到踏板位置传感器58。ECU56还连接到多个阀、泵和流体回路36中的其他控制组件，以控制流体回路36中的液压流体压力。ECU56检测制动踏板26的位置并相应地控制流体回路36中的组件，以向制动器20施加液压压力。总之，ECU56可被编程为控制液压制动系统16中的组件的操作。虽然此处的说明是针对ECU56而做出的，但应理解这还可针对车辆10中的一个或更多个控制器的任何其它的结合。

当命令主动式助力控制阀40打开或致动而使得真空助力器30作为主动式真空助力器进行操作时，不期望有任何能够控制主动式助力控制阀40的干扰。例如，如果在初始死区位移范围44内制动踏板26被压下，则不能适当地控制主动式助力控制阀40会导致在制动器20处的液压制动压力损失。（例如）不能从真空助力器30中的换能器（transducer）接收准确的读数、不能从踏板位置传感器58接收准确的读数、不能适当地控制真空泵42或不能致动真空助力器30中的螺线管或致动器可能会导致不能适当地控制主动式助力控制阀40。在对主动式助力控制阀40进行的控制中的任何这样的障碍均能够导致ECU56不起作用或导致主动式助力控制阀40关闭。

在制动踏板26于初始死区位移范围44内被压下的同时主动式助力控制阀40的关闭或不起作用可能会导致流体回路36中和液压制动器20处的液压压力损失。因此，一个或更多个隔离阀60被设置在流体回路36中。隔离阀60的操作由ECU56控制。隔离阀60在被ECU56致动时起到单向阀的作用以防止液压流体从流体回路36的上游部62流向下游部64。这禁止了液压制动器20处的液压制动压力损失，从而响应于不能适当地控制主动式真空助力器30或响应于主动式真空助力器30的操作状态（开/闭）而在制动器20处保持最小的制动压力。

由于隔离阀60可以是单向阀，所以可将额外的液压压力增加到流体回路36的下游部64，而不是从流体回路36的下游部64去除额外的液压压力。为此，车辆10的操作者能够压下制动踏板26而超过初始死区位移范围44，从而输入杆28横向地平移。这以传统的方式致动了真空助力器30，以将更大的液压压力从主缸32增加到流体回路36中并传递到制动器20。

一旦制动踏板26被压下而超过初始死区位移范围44，如果检测到不能控制真空泵42（这会导致不能控制主动式助力控制阀40），那么可致动发动机12（如果配备在车辆10中），以向真空助力器30供应真空源。

参考图3，并继续参考图1至图2的组件，示出了由ECU56执行并用于使隔离阀60操作的算法100。在操作102处，车辆10的操作者压下制动踏板26，以便为ECU56指示对车轮22处的制动器20的期望的致动。在操作104处，ECU56根据前文所述的方法继续检查整个液压制动系统16中的传感器和电路是否指示：无效地或不能对主动式助力系统执行适当的控制。例如，如前文所讨论的，ECU56可能会失去感测主动式真空助力器30中的压力的能力，因而禁止了对主动式助力控制阀40的适当控制。

如果检测到不能适当地控制主动式助力系统，那么在操作106处ECU56可决定流体回路36中的压力的大小。如果在流体回路36中的压力在阈值（例如，大于0psi的任何压力值）之上，那么该方法持续到操作108。在操作108处，ECU56决定制动踏板26是否在初始死区位移范围44内操作，从而操作者在真空助力器30中的主动式助力控制阀40的操作的辅助下提供一定量的液压制动。如果在操作102至108中执行的连续检查的结果是“是”，那么至少一个隔离阀60被ECU56致动至关闭，以防止液压制动器20处的制动压力损失。

参照图4，并继续参照图1至图2中的组件，示出了由ECU56执行并用于使隔离阀60操作的另一算法200。算法200在图3中的操作110处关闭隔离阀60之后进行。在操作202处再一次示出了隔离阀60的关闭。

在关闭隔离阀60时，在操作204处启用计时器。在操作206处，将关闭隔离阀60之后的时间与预定的时间阈值（例如，2秒）相比较。在操作208处，ECU56确定期望的制动压力。所述期望的制动压力指示车辆10的操作者所期望的制动压力的大小，（例如）如制动踏板位置传感器58所示出的。将期望的制动压力与当前的制动压力（所述当前的制动压力是在下游部64中和车轮制动器20处隔离得到的）比较。如果期望的制动压力小于当前的制动压力，那么这表明在车轮制动器20处期望更少的制动力。因此，在操作210处打开隔离阀60，以使液压流体从下游部64流经隔离阀60并流向主缸32。

计时器与制动压力比较的使用确保了给出足够的时间来连续地检查可能会指示不能控制主动式助力控制阀40的信号。如果首次感测的不能控制主动式助力控制阀40的程度被确定为是相对小的并且这种“不能”会被迅速地削弱，则在下游部64中的制动压力被保持持续至少所述时间阈值之后ECU56将允许该制动压力回到其所期望的值。

在此公开的过程、方法或算法可传输到处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实施，处理装置、控制器或计算机可能包括任何现存的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可被存储为可能以多种形式由控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但是不限于永久地存储在不可写入存储介质（例如，ROM装置）上的信息、可变地存储在可写入存储介质（例如，软盘、磁带、CD、RAM装置、其它磁性介质和光学介质）上的信息。所述过程、方法或算法还可能以软件可执行对象实现。可选地，所述过程、方法或算法可利用合适的硬件组件（例如，特定用途集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、状态机、控制器或其它硬件组件或装置）或者硬件、软件和固件组件的组合整体或部分地实现。

虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了由权利要求所包含的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下能够进行各种改变。如之前描述的，各个实施例的特征可组合，以形成可能未明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。虽然各个实施例可能已经被描述为提供优点或者在一个或多个期望特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到，根据具体应用和实施方式，一个或多个特征或特性可折衷，以实现期望的总体系统属性。这些属性可包括但是不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配容易性等。这样，被描述为在一个或多个特性方面比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例不在本公开的范围之外，且可期望用于具体应用。

Claims (20)

1.一种混合动力车辆中的制动系统，包括被构造成向车轮制动器供应液压流体的主缸以及使主缸流体连接到车轮制动器的流体回路，其特征在于，所述制动系统还包括：

制动踏板，用于操作车轮制动器，所述制动踏板具有包括初始死区位移范围的踏板位移范围；

真空助力器，具有主动式助力控制阀，真空助力器结合到制动踏板和主缸，并且当制动踏板在初始死区位移范围中运动时，真空助力器能够向主缸提供主动式助力控制力；

杆，使制动踏板结合到真空助力器，以响应于制动踏板的位移超出初始死区位移范围而将力从制动踏板传递到主缸；

至少一个控制器，被配置为至少基于主动式助力控制阀的操作状态而选择性地禁止流体从流体回路的至少一部分流向主缸。

2.根据权利要求1所述的制动系统，还包括单向阀，所述单向阀设置在流体回路中，且被所述至少一个控制器控制，从而单向阀的启用禁止流体从所述流体回路的至少一部分流向主缸。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为另外基于制动踏板在初始死区位移范围内运动而启用单向阀。

4.根据权利要求2所述的制动系统，其中，在控制器禁止流体从所述流体回路的至少一部分流向主缸的同时单向阀能够使额外的流体压力施加到所述流体回路的至少一部分。

5.根据权利要求2所述的制动系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为至少基于(i)在启用单向阀之后的时间超过时间阈值以及(ii)车轮制动器处所保持的流体压力超过车轮制动器处的期望的流体压力，而停用单向阀。

6.根据权利要求1所述的制动系统，还包括固定到制动踏板的臂的平移构件，以将制动踏板的角运动转换为线性运动，其中，初始死区位移范围被限定为在杆的端部和平移构件之间的间隙。

7.根据权利要求6所述的制动系统，还包括制动踏板感觉模拟器，所述制动踏板感觉模拟器在制动踏板于初始死区位移范围内运动的同时阻碍制动踏板的运动。

8.根据权利要求1所述的制动系统，其中，主动式助力控制阀的操作状态由真空助力器中的换能器的操作状态、连接到真空助力器的泵的操作状态以及制动踏板角度位置传感器的操作状态中的至少一种操作状态来限定。

9.一种车辆，包括：

制动踏板，能够在死区位移范围内操作；

真空助力器，具有主动式助力控制阀并能够在制动踏板于死区位移范围内时提供助力；

隔离阀，设置在液压制动流体回路中；

控制器，被配置为在制动踏板于死区位移范围内时基于主动式助力控制阀的非期望的操作状况而关闭隔离阀。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为进一步基于液压制动流体回路中的流体压力超过阈值而关闭隔离阀。

11.根据权利要求9所述的车辆，还包括主缸和输入杆，所述输入杆被构造成将从制动踏板施加的力经线性平移构件传递到主缸，其中，死区位移范围在输入杆的端部和平移构件之间限定间隙。

12.根据权利要求11所述的车辆，还包括制动踏板感觉模拟器，所述制动踏板感觉模拟器在制动踏板于死区位移范围内运动的同时阻碍制动踏板的运动。

13.根据权利要求9所述的车辆，其中，隔离阀是单向阀，所述单向阀能够响应于制动踏板的位移而使液压流体流经隔离阀并流入液压制动流体回路的一部分。

14.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为至少基于(i)在关闭隔离阀之后的时间超过时间阈值以及(ii)在液压制动流体回路的至少一部分中的流体压力超过期望的流体压力，而打开隔离阀。

15.根据权利要求9所述的车辆，其中，主动式助力控制阀的操作状况由真空助力器中的换能器的操作状况和制动踏板角度位置传感器的操作状况中的至少一种操作状况限定。

16.一种控制车辆中的制动系统的方法，所述车辆具有能够在死区位移范围内操作的制动踏板，所述方法包括：

在制动踏板于死区位移范围内时，响应于主动式助力控制阀的非期望的停用而选择性地禁止流体从液压流体回路的至少一部分流向主缸，以禁止所述液压流体回路的至少一部分中的流体压力损失。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述选择性地禁止流体从液压流体回路的至少一部分流向主缸包括控制设置在流体回路中的隔离阀。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括基于踏板位置传感器的操作状态而停用主动式助力控制阀。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括基于真空助力器中的换能器的操作状态而停用主动式助力控制阀。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述选择性地禁止流体从液压流体回路的至少一部分流向主缸包括关闭隔离阀，所述方法还包括响应于(i)在关闭隔离阀之后的时间超过时间阈值以及(ii)所述液压流体回路的至少一部分中的流体压力超过车轮制动器处的期望的流体压力，而打开隔离阀。