CN105270370B - 制动系统 - Google Patents
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Abstract
一种车辆制动系统，包括：第一液压制动回路，所述第一液压制动回路包括可操作以制动第一车轮的第一液压轮缸；第二液压制动回路，所述第二液压制动回路包括可操作以制动第二车轮的第二液压轮缸。主缸具有第一出口和第二出口、与所述第一出口和所述第二出口关联的第一活塞和第二活塞、流体贮存器以及主缸输入元件，所述主缸输入元件设置有机械联接部件以驱动所述第一活塞并且构造成仅仅通过液压流体的移动驱动所述第二活塞。所述第二液压制动回路通过分隔阀选择性地从所述主缸脱开。所述第二液压制动回路包括将泵的抽吸侧与主缸流体贮存器联接的管线。压力控制阀构造成调节通过所述泵从所述主缸流体贮存器抽取的流体的量。所述第二液压制动回路联接至所述主缸的所述第一出口。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆以及车辆制动系统。更具体地，本发明涉及制动回路和主缸之间的液压连接。
背景技术
根据现有技术的液压制动系统如图1所示。这种制动系统100可操作成通过PCR阀80的操控来控制第二制动回路24中的制动压力并且将液压制动与再生制动混合。第二制动回路(或联接至流体贮存器16的“开放回路”)的供应管线30通过第二出口21b联接至主缸14的次级腔室。由此，在分隔阀66打开并且额外的流体从贮存器16引入回路24的情况下，新增的流体将出现在主缸14的次级腔室中以朝向第一活塞140向后移动第二活塞142。如果量基本足够，这可能使得第二活塞142向后移动从而跨过补偿口31b，由此次级主缸腔室以及由此次级制动回路24通过与贮存器16的大体压力的连通而出现压力下降。压力的这一突变从性能的角度是不被期待的。次级主缸腔室中的高压使活塞142移动跨过补偿口31b还可导致第二活塞142上的密封件(未示出)的加速磨损。为了对抗这些效果，设计通常不得不使得特别受保护的容积必须予以保持，这是以制动踏板10a的感觉性或反应性为代价而实现的。
因而，期待提供一种能克服上述缺陷的液压制动系统。
发明内容
在一方面，本发明提供一种车辆制动系统，该车辆制动系统包括第一液压制动回路，所述第一液压制动回路包括可操作以制动第一车轮的第一液压轮缸；以及第二液压制动回路，所述第二液压制动回路包括可操作以制动第二车轮的第二液压轮缸。主缸具有第一出口和第二出口、与所述第一出口和所述第二出口关联的第一活塞和第二活塞、流体贮存器以及主缸输入元件，所述主缸输入元件设置有机械联接部件以驱动所述第一活塞并且构造成仅仅通过液压流体的移动驱动所述第二活塞。所述第二液压制动回路通过分隔阀选择性地从所述主缸脱开。所述第二液压制动回路包括将泵的抽吸侧与主缸流体贮存器联接的管线。压力控制阀被配置以调节通过所述泵从所述主缸流体贮存器抽取的流体的量。所述第二液压制动回路联接至所述主缸的所述第一出口。
在另一方面，本发明提供一种致动车辆制动系统中制动器的方法。输入装置被设置用于接收驾驶员制动请求。主缸被设置，所述主缸具有与主活塞关联的主腔室、与次级浮动活塞关联的次级腔室、和制动流体贮存器。包括液压轮缸的第一液压制动回路被设置，所述液压轮缸构造成响应于所述主缸的致动而制动第一车轮。包括液压轮缸的第二液压制动回路被设置，所述液压轮缸构造成响应于所述主缸的致动而制动第二车轮，所述第二液压制动回路具有与所述制动流体贮存器联接的泵。在所述主缸被来自所述驾驶员制动要求的输入致动的情况下，利用所述第二液压制动回路的所述泵将所述流体从所述制动流体贮存器泵送入所述主缸的所述主腔室。
本发明的其它方面将通过考虑详细说明和附图而变得显而易见。
附图说明
图1为根据现有技术的液压制动系统的示意图。
图2为根据本发明的一个方面的液压制动系统的示意图。
图3为根据图2的制动系统的主缸在第一致动状况下的示意图。
图4为图3的主缸在第二致动状况下的示意图。
具体实施方式
在本发明的任何实施例被详细解释之前，需要被理解的是，本发明没有将它的应用局限于下述说明书提出的或下述附图展示的部件的结构和布置的细节。本发明能够为其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。
制动系统200在图2中示出。在本发明的一些方面，制动系统200可应用在具有再生制动功能的混合动力车(即电能、液压能、或气动能的存储在车辆减速过程中实现并且存储的能量可后续被车辆使用例如用于辅助推进)中。制动系统200在许多方面类似于图1所示的具体类型的已知制动系统100并且类似的附图标记用于类似的部件。尽管类似，但是图1和2的制动系统100、200之间的区别还是存在的，如下进一步所述，这些区别显著地改变了功能和性能。
制动系统200包括位于制动主缸14(由用户可操作制动装置如踏板10a致动)和多个轮缸38a、38b、68a、68b之间的多个独立的液压制动回路20、24。在图示的结构中，制动回路20、24提供前/后分离部并且包括与前轮22a、22b或后轮26a、26b连接的第一回路20和与前轮22a、22b或后轮26a、26b中的另外一种联接的第二回路24。在一些结构中，轮缸38a、38b、68a、68b的一个或一个以上包含在高回位制动钳中(例如轮缸构造成将制动块从对应的制动盘返回大于0.4mm并且在一些情况下为0.5mm或更大的量)。当过量的输入被驾驶员提供时，液压制动回路20、24控制液压流体压力的选择性卸放，从而使得低于牵引极限的制动力被保持。多个传感器(未示出)联接至制动系统200的控制器以提供输入信息、通常是针对相对轮速的输入信息，从而使得控制器能够控制回路20、24中的阀和流动路径的操作。制动系统200还可构造成为车辆提供制动力分配、牵引控制、和/或电子稳定控制，这是因为许多相同的硬件已经由制动系统200提供。
踏板10a接收驾驶员的制动输入并且将该输入传递至主缸14从而通过相应的回路20、24传送至轮缸38a、38b、68a、68b。可选择地，驾驶员的输入力可被合适的增压装置增压，从而使主缸输入元件10b处接收的力大于驾驶员的输入力。参考图3，主缸14包括第一活塞或主活塞140，所述第一活塞或主活塞140由输入元件10b机械联接和驱动。主活塞140操作以移动和加压第一腔室内的液压流体，所述第一腔室具有导向两个制动回路20、24之一的第一出口21a。主缸14进一步有包括第二活塞或次级活塞142，所述第二活塞或次级活塞142没有被输入元件10b机械联接或驱动，而是作为响应于主活塞140、借助第一腔室的液压流体压力可移动的浮动活塞。次级活塞142操作以移动和加压第二腔室内的液压流体，所述第二腔室具有第二出口21b。主缸出口21a、21b和制动回路20、24之间的连接在下文中予以更详细论述，并且作为图1和2的制动系统100、200之间的区别特征。然而，应当注意的是，术语“主”和“次级”具体用于表征活塞140、142和对应的腔室以及出口21a、21b相对于主缸14的输入元件10b的布置顺序。在示出的示例中，主活塞140与接收驾驶员的输入的踏板10a具有机械联接(例如通过增压器)，由此使得驾驶员接收第一腔室中的被主活塞140作用的液压流体压力状态的触觉反馈。尽管在图3中示出为致动状态，但应当被理解的是，当活塞140、142没有被致动时，会退回到没有堵塞或挡止使每个主缸腔室与贮存器16流体连通的补偿口31a、31b的位置，这可以在大气压力下保持一定量的流体。
第一制动回路20包括来自主缸14的输入或供应管线28，压力传感器32可沿着输入或供应管线28设置在分支点33处。此外，高压切换阀34通过分支点33联接至第一供应管线28，并且换向阀36通过另一分支点35连接至第一供应管线28。第一制动回路20可为不可脱开回路，在该回路中，承接驾驶员输入的主缸出口总是呈现于回路20。换言之，当响应于驾驶员的要求正在执行制动时，在第一制动回路20中制动力实际上由驾驶员提供，而不是由作用为复制感知到的制动量的人造元件提供。在它的常开状态中，换向阀36允许流体从供应管线28流向车轮制动缸38a和38b。与换向阀36并联地布置有具有单向阀40的旁通管线，以确保换向阀36发生故障时流体可在致动方向上流动。
从换向阀36，管道42被连接，管道42具有分支点43，分支点43导通至制动回路20的泵44的输送侧。泵44的抽吸侧的分支点45通过管线46连接至高压控制阀34并且还通过管道48连接至止回阀50。管线52从止回阀50延伸至与车轮制动缸38b关联的车轮出口阀54b。车轮制动缸38a关联的车轮出口阀54a通过分支点37也连接至管线52。进一步而言，存储腔室56可通过分支点55联接在管线52上。从换向阀36引导出的管线42延伸至与车轮制动缸38a关联的车轮入口阀58a。通过分支点39，车轮制动缸38b关联的车轮入口阀58b类似地联接至管线42。与车轮入口阀58a、58b并联地布置有具有单向阀60a和60b的旁通管线。常开车轮入口阀58a、58b通过相应的管线62a、62b连接至相应的车轮制动缸38a、38b。车轮出口阀54a、54b通过相应的管道62a、62b的分支点64a、64b连接。车轮出口阀54a、54b连同高压切换阀34可设置为常闭阀。
对于第二制动回路24，供应管线30导通至分隔阀或隔离阀66。应当注意的是，第二制动回路24的隔离阀66没有具有单向阀的旁通管线。由此关闭分隔阀66导致第二制动回路24与主缸14的断开，特别是轮缸68a、68b与主缸14的断开。在正常情况下，轮缸68a、68b与主缸14流体连通由此使得制动可直接由驾驶员的输入执行。然而，分隔阀66使得第二回路24能够具有操作的解耦或脱开模式。
从分隔阀66，管道70延伸至与车轮制动缸68b关联的车轮入口阀72b。车轮制动缸68a关联的车轮入口阀72a也通过分支点71连接至管线70。另一压力传感器94可通过分支点71连接至管线70。与车轮入口阀72a、72b并联地布置有具有单向阀74a、74b的旁通管线。进一步而言，泵76的排出侧通过分支点75连接至管线70。在泵76的输送侧，PCR阀(压力控制阀)80通过管线78被联接。PCR阀80和泵76一起形成液压单元，该液压单元的功能在下文中予以更详细的论述。PCR阀80通过管线82连接至制动流体贮存器16。由此，附加体积的制动流体可通过管线82和PCR阀80在泵76的输送侧被引入。由于与贮存器16的连接，第二制动回路24称之为开放回路，这是因为回路24中流体的量在电子操控或控制期间没有被绝对设定或固定。PCR阀80可为由控制器操作并且呈现常闭状态的可变化调节阀。
通过管线84，与轮缸68a关联的车轮出口阀86a连接至泵76的抽吸侧。通过分支点85，与轮缸68b关联的车轮出口阀86b也连接至管线84。另外的分支点87将管线84连接至管道88的第一端，管道88的第二端通过分支点89连接在管线82上。通过管线88，两个车轮出口阀86a、86b由此连接至贮存器16，其中，第二制动回路24的PCR阀80和泵76可被桥接。车轮入口阀72a、72b通过管线90a和90b连接至相应的轮缸68a、68b。车轮出口阀86a的分支点92a连接至管线90a。类似地，车轮出口阀86b通过管道90b的分支点92b连接。
与第一制动回路20类似地，车轮出口阀86a和86b有利地构造成常闭阀。两个制动回路20和24的泵44、76联接至由电机96操作的共用轴杆。
总而言之，可以认为，两个车轮制动缸68a和68b可通过关闭隔离阀66与主缸14解耦。从主缸14至车轮制动缸68a和68b的流通在分隔阀66关闭的情况下不再实现。相反地，当分隔阀66打开时，可以根据常规调节系统实现两个车轮制动缸68a和68b的注入。
具有制动系统200的车辆可包括非传统驱动元件、如在前轮26a、26b上作用以施加加速扭矩来推进车辆的电动马达。为了在减速过程中回收能量，驱动元件可在发电模式下操作，这可帮助车辆的减速并且由此减少对于由轮缸实现的、特别是由驱动元件共用的前轮轴的轮缸68a、68b实现的液压致动的摩擦制动的需求。能够在没有驱动元件的轮轴(例如后轮轴)上操作的第一制动回路20能够为整体不可脱开式并且由此总是保持与主缸14的联接。当然，如本领域技术人员所理解的，制动系统200也可应用在后轮驱动或四轮轮驱动的车辆上。
在驱动元件执行的再生制动过程中，轮缸68a、68b的液压致动可被阻止或减少，并且随着车辆的减速以及再生制动的效率降低，该液压致动可逐渐增加至与再生制动效果混合。如果来自再生制动的最大可能减速量不满足驾驶员的要求(例如在急速停止或紧急状况下)，则液压制动还可被应用以补充再生制动。驾驶员向制动踏板10a的输入由踏板行程传感器12感测到，并且控制器在考虑再生制动能力的情况下，控制第二制动回路24中对应量的液压制动压力的施加。控制器操作以通过PCR阀80操控第二制动回路24中的压力。当再生制动能力减小并且最终完全消失时，在制动需求维持或增加的情况下，来自贮存器16的额外的流体通过管线82被泵送入第二制动回路24从而予以补偿。
图2的制动系统200的方案将第二制动回路24(即“开放”回路)的供应管线30联接至主缸14的第一出口21a和主腔室。由此，系统200的“主”回路为具有PCR阀80并且能够直接与贮存器16连通的“开放”回路设计的回路24。同时，第一制动回路20的供应管线28联接至主缸14的第二出口21b和次级腔室。由此，从图3示出的主缸输入元件10b被致动的状态可见，引入第二制动回路24的额外的流体向主缸14的位于第一活塞140和第二活塞142之间的主腔室呈现。如图4所示，这导致浮动的第二活塞142移动得离第一活塞140更远，而不是更近。由此，第二活塞142不用承受移动至暴露补偿口31b的位置处的风险。
作为另外的优点，制动系统200可操作成一旦主补偿口31a关闭，就使额外的流体引入主回路(第二回路24)。这允许实现更短的踏板感觉(即更佳的反应)并且可用来补偿具有高回位性的制动钳的车辆、例如实质上需要更大的量的流体传输以使得制动的致动生效的车辆。制动系统200的设计还消除了驾驶员在液压摩擦制动与再生制动混合的过程中快速释放制动踏板10a时密封件磨损的风险。
Claims (13)
1.一种车辆制动系统，包括：
第一液压制动回路，所述第一液压制动回路包括可操作以制动第一车轮的第一液压轮缸；
第二液压制动回路，所述第二液压制动回路包括可操作以制动第二车轮的第二液压轮缸；
主缸，所述主缸具有第一出口和第二出口、与所述第一出口和所述第二出口关联的第一活塞和第二活塞、流体贮存器以及主缸输入元件，所述主缸输入元件设置有机械联接部件以驱动所述第一活塞并且构造成仅仅通过液压流体的移动驱动所述第二活塞；并且
其中，所述第二液压制动回路通过分隔阀选择性地从所述主缸脱开，所述第二液压制动回路包括将泵的抽吸侧与主缸流体贮存器联接的管线，其中，压力控制阀被配置以调节通过所述泵从所述主缸流体贮存器抽取的流体的量，并且
其中，所述第二液压制动回路联接至所述主缸的所述第一出口；并且
所述第二液压制动回路具有第一配置，在所述第一配置中，由车辆操作员提供的输入力施加至所述第一活塞并且该输入力通过第一主缸出口被传递以在所述第二液压轮缸处施加液压制动力，并且所述第二液压制动回路具有第二配置，在所述第二配置中，所述泵将液压流体从所述第二液压制动回路通过所述第一出口直接送入所述主缸。
2.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述第一液压制动回路为不可脱开的制动回路，在该不可脱开的制动回路中，驾驶员发起的制动输入通常通过第二主缸出口被传递以在所述第一液压轮缸处施加液压制动力。
3.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述第一液压轮缸和所述第二液压轮缸中的至少一个包含在高回位制动钳中。
4.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述第二车轮联接至驱动元件，所述驱动元件能够在第一模式下操作以加速所述第二车轮从而驱动所述车辆并且能够在第二模式下操作以在将动能转换为存储的能量的同时减速所述第二车轮。
5.根据权利要求4所述的车辆制动系统，其特征在于：所述驱动元件为电机。
6.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述第一车轮为非驱动车轮。
7.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述压力控制阀是能够变化地调节的、受控制器操作的控制阀，所述压力控制阀用于响应于施加至机械联接部件的驾驶员制动要求来调节泵输出。
8.根据权利要求1所述的车辆制动系统，其特征在于：所述第二液压制动回路通过所述分隔阀耦接至主缸的第一出口，并且所述分隔阀在所述第二液压制动回路的所述第一配置和所述第二配置下处于打开位置，所述分隔阀还具有关闭位置，该关闭位置能够阻止主缸的第一出口与所述第二液压制动回路之间的流体连通。
9.一种致动车辆制动系统中的制动器的方法，所述方法包括：
设置用于接收驾驶员制动请求的输入装置；
设置主缸，所述主缸具有与主活塞关联的主腔室、与次级浮动活塞关联的次级腔室、和制动流体贮存器；
设置包括液压轮缸的第一液压制动回路，所述液压轮缸构造成响应于所述主缸的致动而制动第一车轮，其中，所述第一液压制动回路被耦接以从主缸的与次级腔室关联的出口接收流体；
设置包括液压轮缸的第二液压制动回路，该液压轮缸构造成响应于所述主缸的致动而制动第二车轮，所述第二液压制动回路具有与所述制动流体贮存器联接的泵，其中，所述第二液压制动回路被耦接以从主缸的与主腔室关联的出口接收流体；
在所述主缸被来自所述驾驶员制动要求的输入致动的情况下，利用所述第二液压制动回路的所述泵将流体从所述制动流体贮存器经由主缸的与主腔室关联的出口泵送入所述主缸的所述主腔室。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述方法还包括通过在再生模式下操作的驱动元件而使所述第二车轮减速，并且在补偿所述驱动元件的再生制动能力的下降的过程中执行将流体泵送入所述主缸的所述主腔室的操作。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：执行将流体泵送入所述主缸的所述主腔室的操作以使接收所述驾驶员制动要求的制动元件的响应特性敏锐化。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述方法还包括利用可变压力控制阀调节泵送效果。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：调节泵送效果还包括利用能够变化地调节的、受控制器操作的压力控制阀、响应于驾驶员制动要求地调节泵送效果。
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