CN105383312B - 车辆的制动设备 - Google Patents

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Abstract

一种车辆的制动设备(1)，包括：液压制动装置(4)，液压制动装置(4)响应于制动踏板的操作通过摩擦对车辆进行制动；再生制动装置(5)，再生制动装置(5)利用用于使车辆行驶的马达(3)执行再生制动，该马达(3)作为发电机；和防撞装置(20)，根据由障碍物检测装置(21)检测的障碍物检测信息，防撞装置(20)通过控制液压制动装置(4)的操作而执行车辆的自动制动，以避免车辆与障碍物碰撞；其中，如果被激活，防撞装置(20)的电动伺服制动器控制器(10)在通过防撞装置(20)开始自动制动之前终止再生制动的激活。

Description

车辆的制动设备
技术领域
本发明涉及一种车辆的制动设备，该车辆的制动设备配备有再生制动装置和摩擦制动装置，更特别地，涉及当通过防撞装置执行自动制动时控制制动力的技术。
背景技术
配备有用于使车辆行驶的电动马达的车辆，例如电动车辆或者混合动力车辆，通常设置有再生制动装置，当车辆减速或者下坡行驶时，该再生制动装置将电动马达用作发电机，以将减速能量转换成电能，从而对安装在车辆上的电池进行充电。
配备有再生制动装置的这种车辆进一步设置有摩擦制动装置，该摩擦制动装置通过摩擦力对车辆进行制动，以响应制动踏板的操作，如液压制动装置。
同时，近年来，越来越多的车辆已配备有防撞装置，该防撞装置在车辆行驶时检测障碍物，并且如果存在车辆与障碍物碰撞的风险，则防撞装置自动地对车辆进行制动。
进一步，配备有防撞装置、再生制动装置和摩擦制动装置的车辆的制动力控制装置已经被提出，其中当自动制动被执行以避免碰撞时，通过摩擦制动装置产生的制动力和通过再生制动装置产生的制动力被控制。举例来说，在日本专利No.3888383中公开的装置中，当基于离障碍物的距离计算出的所需的制动力小于预定值时，仅再生制动被激活，并且当所需的制动力大于预定值时，再生制动和摩擦制动都被激活以保证足够的制动力。
在配备有防撞装置、再生制动装置和摩擦制动装置的车辆中，如上述专利公报中所公开的车辆中，例如，如果在再生制动和摩擦制动在用于避免碰撞的自动制动期间都被执行时电池充满电，则电不能再供应到电池，结果再生制动终止。因此，由于再生制动的终止，制动力和由其导致的车辆的减速率在自动制动期间发生波动，导致奇怪的感觉并且可能增加制动距离的变化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种车辆的制动设备，该车辆配备有防撞装置和再生制动装置，借此能够减少在避免碰撞的自动制动期间制动力的波动，从而抑制车辆的减速率的波动。
为了实现上述目的，根据本发明的车辆的制动设备包括：摩擦制动装置，摩擦制动装置响应于制动踏板的操作通过摩擦对车辆进行制动；再生制动装置，再生制动装置利用用于使车辆行驶的电动马达执行再生制动，该电动马达作为发电机；和防撞装置，根据由障碍物检测装置检测的障碍物检测信息，防撞装置通过控制摩擦制动装置的操作而执行车辆的自动制动，以避免车辆与障碍物碰撞；其中，如果被激活，防撞装置在自动制动开始之前终止再生制动的激活。
因此，在通过防撞装置执行自动制动期间，车辆仅通过摩擦制动装置被制动，而不激活再生制动，从而在自动制动期间随着再生制动的终止，能够防止制动力的波动。因此，可以减少在执行自动制动期间车辆的减速率的波动，从而防止驾驶员等等经历奇怪的感觉并且减少制动距离的变化。
较佳地，当在自动制动开始之前再生制动将被终止时，通过再生制动装置产生的制动力可以逐渐地减少，并且对应于制动力的逐渐减少，摩擦制动可以逐渐地加强。
用这样的方式，当在自动制动开始之前再生制动将被终止时，通过再生制动装置产生的制动力逐渐地减少，并且对应于制动力的逐渐减少，摩擦制动逐渐地加强，因此当在自动制动开始之前终止再生制动时，能够防止制动力的波动。
较佳地，当在自动制动开始之前通过再生制动装置的再生制动将被终止时，通过再生制动装置产生的制动力开始减少的时刻可以根据制动力的大小而变化。
因此，当在自动制动开始之前再生制动将被终止时，通过再生制动装置产生的制动力开始减少的时刻根据制动力的大小而变化，因此不论制动力的大小，再生制动在自动制动开始之前都能够被终止。因此，可以可靠地防止制动力的波动，并且因此防止在执行自动制动期间车辆的减速率的波动。
较佳地，再生制动装置可以产生再生力，该再生力是通过引擎制动器等效再生施加并且当车辆行驶时作用于车辆上的预定再生制动力和通过制动再生施加并且与制动踏板的下降量对应的再生制动力的和。
因此，在引擎制动器等效再生和制动再生作为再生制动的车辆中，可以在通过防撞装置开始自动制动之前终止引擎制动器等效再生和制动再生，从而在自动制动期间随着引擎制动器等效再生和制动再生的终止，能够防止车辆的减速率的波动。
此外，当在自动制动开始之前再生制动将被终止时，通过引擎制动器等效再生施加的制动力可以在通过制动再生施加的制动力开始减少之后开始减少。
因此，在引擎制动器等效再生和制动再生作为再生制动的车辆中，在通过防撞装置开始自动制动之前，通过制动再生施加的制动力首先开始减少，在此之后通过引擎制动器等效再生施加的制动力开始减少。因为引擎制动器等效再生被执行以紧随制动再生之后，可以增加电力再生的量。
附图说明
图1显示根据本发明的实施例的车辆制动设备的示意性构造；
图2是显示确定是否在通过防撞装置执行自动制动时执行制动切换控制的过程的流程图；
图3是显示在通过防撞装置执行的自动制动时由液压制动器和再生制动器产生的制动扭矩和车辆加速度的示范性变换的图表。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。
图1显示根据本发明的实施例的车辆制动设备1的示意性构造。下面将参考该附图描述制动设备1的构造。
本实施例的制动设备1安装在车辆上，该车辆的驱动轮2由马达3(电动马达)驱动，该车辆为例如电动车辆、混合动力车辆或者插入式混合动力车辆。
马达3的操作由动力装置控制器11控制，电能从安装在车辆上的未显示的驱动电池供应到马达3，以驱动马达3。
如图1所示，车辆制动设备1包括：液压(油)制动装置4(摩擦制动装置)，与包括驱动轮2的每个车轮相关联；和再生制动装置5(再生制动装置)，当将马达3用作发电机时，通过允许由驱动轮2的旋转驱动马达3而产生制动力。
液压制动装置4包括制动钳6，与对应的车轮相关联。
制动钳6具有电致动器，用于产生液压力，并且制动钳6根据从电动伺服制动器控制器10输入的液压力产生信号进行操作，以经由例如制动片压靠盘式转子引起的摩擦对车轮进行制动。
电动伺服制动器控制器10包含输入-输出单元、存储器(ROM、RAM、非易失性RAM等等)、中央处理器(CPU)和计时器。根据从与车辆的制动踏板相关联的制动踏板位置传感器7输入的制动踏板位置(下降量)，电动伺服制动器控制器10计算车辆的制动扭矩(制动力)和基于计算的制动扭矩将液压力产生指令信号输出到制动钳6，以及将再生制动扭矩指令(再生制动力指令)输出到动力装置控制器11。
再生制动装置5包括马达3和动力装置控制器11。
动力装置控制器11是当车辆行驶时控制马达3的输出扭矩的装置。另外，动力装置控制器11具有根据从电动伺服制动器控制器10接收的再生制动扭矩指令控制马达3的再生制动扭矩(再生制动力)的功能。
此外，动力装置控制器11将关于再生扭矩的信息输出至电动伺服制动器控制器10，再生扭矩是通过再生制动装置5在制动期间(在再生制动期间)产生的实际制动扭矩。
车辆还配备有防撞装置20。防撞装置20包括障碍物检测装置21(障碍物检测装置)、ASC控制器22和电动伺服制动器控制器10。
在通过雷达等等检测障碍物时，障碍物检测装置21根据离障碍物的距离、车辆的速度等等计算车辆需要的减速率，并且将计算的减速率输出到ASC控制器22，以避免与障碍物碰撞。
ASC控制器22是用于本领域中众所周知的车辆防滑装置中的控制装置并且具有计算在自动制动期间为了防止车辆打滑而产生的各车轮的制动流体压力的功能。在防撞装置20中，ASC控制器22输入有来自障碍物检测装置21的整个车辆的减速率，然后计算用于车辆自动制动的各车轮的自动制动流体压力，并且将计算结果输出到电动伺服制动器控制器10。
根据从ASC控制器22输入的自动制动流体压力指令信号，电动伺服制动器控制器10将液压产生指令信号输出到制动钳6，以通过液压制动装置4获得需要的制动扭矩。用这样的方式，防撞装置20自动地对车辆进行制动，以便可以防止车辆与障碍物碰撞，或者如果碰撞是不可避免的，则车辆可以以减小的速度与障碍物碰撞。
电动伺服制动器控制器10还输入有来自障碍物检测装置21的障碍物信息。
本实施例的车辆制动设备1的特征在于：在通过防撞装置20执行自动制动时控制再生制动装置5和液压制动装置4的方式。
图2是显示确定是否在通过防撞装置20执行自动制动时执行制动切换控制的过程的流程图。
在车辆的电源被接通的同时或者在车辆行驶的同时，图示程序通过电动伺服制动器控制器10重复地执行。
首先，在步骤S10中，确定是否正在产生再生制动扭矩。具体地，确定再生制动扭矩指令是否正在输出到动力装置控制器11(再生制动扭矩指令是否小于零)，如果正在产生再生制动扭矩，则程序进行到步骤S20。如果没有正在产生再生制动扭矩，则程序结束。
在步骤S20中，确定是否存在碰撞的可能性，即障碍物信息是否已经从障碍物检测装置21输入，如果已经输入障碍物信息，则程序进行到步骤S30。如果没有障碍物信息从障碍物检测装置输入，则程序结束。
在步骤S30中，执行制动切换控制，以执行从通过再生制动装置5实施的再生制动切换到通过液压制动装置4实施的液压制动。
因此，当正在产生再生制动扭矩并且如果存在碰撞的可能性，执行制动切换控制，以从再生制动切换到液压制动。
现在参考图3，将说明从再生制动切换到液压制动的制动切换控制。
图3是显示在通过防撞装置20执行自动制动时液压制动扭矩、再生制动扭矩和车辆的加速度的示范性变换的图表。在该附图中，部分(A)显示根据现有技术的变换，其中不执行从再生制动到液压制动的切换，部分(B)显示根据本实施例的变换，其中执行从再生制动到液压制动的制动切换控制。
通过本实施例的车辆的电动马达实施的再生制动包括引擎制动器等效再生，其施加等效于引擎制动的再生力，并且该制动再生被附加到引擎制动器等效再生。引擎制动器等效再生在车辆以加速器被释放的状态行驶的同时始终施加预定的低制动扭矩，并且用于保证车载装置的电力以及抑制在下坡时车辆速度的增加，如引擎驱动车辆的引擎制动器。
制动再生是在驾驶员踩踏制动踏板时的再生，该再生附加到引擎制动器等效再生并且表示由电动马达施加的再生力，而非由液压制动器施加的制动力。
通过引擎制动器等效再生加上制动再生产生的扭矩在本文中称为再生扭矩。
此外，再生制动器和液压制动器之间的配合控制在本文中称为配合再生，从而响应能力低的再生制动器通过液压制动器补偿，以保证需要的制动扭矩。
在执行配合再生期间产生的液压制动扭矩和再生制动扭矩通过电动伺服制动器控制器10设定。
图3显示当在制动踏板稍微降低的情况下再生扭矩由引擎制动器等效再生和制动再生产生时检测障碍物并且通过防撞装置20施加紧急制动的情况。
根据图3的部分(A)中显示的现有技术，即使在通过防撞装置20开始自动制动之后，通过引擎制动器等效再生和制动再生继续产生再生扭矩。即，即使在通过防撞装置20开始自动制动之后，引擎制动器等效再生和制动再生也保持激活。因此，根据现有技术，即使在执行自动制动并且液压制动装置4开始施加制动力以避免碰撞之后，继续产生再生扭矩。当电池的充电状态接近完全充电时，通过引擎制动器等效再生和制动再生产生的再生扭矩变成零。在图3(A)中，通过制动再生产生的扭矩比通过引擎制动器等效再生产生的扭矩更早变成零。
在图3(A)中显示的实例中，举例来说，如果电池在执行自动制动期间被充满电，则通过制动再生产生的扭矩和通过引擎制动器等效再生产生的扭矩变成零。当再生制动扭矩下降时，液压制动器被控制，以便补偿该下降，但是由于控制延迟，车辆的制动扭矩总体上立即下降，导致车辆的加速度立即增加(通过图3中的“a”和“b”指示)。
另一方面，根据本实施例，在开始液压制动以避免碰撞之前，通过引擎制动器等效再生产生的扭矩和通过制动再生产生的扭矩被减少至零，如图3(B)所示，从而在自动制动开始时液压制动可以提供所有的制动扭矩。通过引擎制动器等效再生产生的扭矩和通过制动再生产生的扭矩可以在从障碍物检测装置输入障碍物信息之后并且在开始液压制动以避免碰撞之前开始减少。
如上所述，根据本实施例，执行制动切换控制，从而在通过防撞装置20执行自动制动以避免碰撞之前，终止引擎制动器等效再生和制动再生，并且对应于再生扭矩的需要的制动扭矩通过液压制动器产生，从而在执行用于避免碰撞的自动制动期间仅通过液压制动装置4产生制动力。因此，制动扭矩在执行自动制动期间不会立即下降，并且因为车辆的减速率不产生波动，可以防止驾驶员等等经历奇怪的感觉并且减少制动距离的变化。
此外，当制动扭矩从通过引擎制动器等效再生和制动再生产生的再生扭矩切换到通过液压制动装置4产生的制动扭矩时，如图3(B)所示，通过引擎制动器等效再生和制动再生施加的制动扭矩被逐渐地减少，并且通过液压制动装置4施加的制动扭矩被逐渐地增加以弥补上述减少。这样可以在自动制动开始以避免碰撞之前抑制制动扭矩的波动。
通过引擎制动器等效再生产生的扭矩和通过制动再生产生的扭矩开始减少的时刻可以根据那时施加的再生扭矩的大小而变化。具体地，当例如由于制动踏板的下降，再生扭矩高时，再生扭矩的减少可以早早地开始，并且当再生扭矩低时，再生扭矩开始减少的时刻可以推迟。因此，不管再生扭矩是高还是低，再生制动力能够在开始液压制动以避免碰撞之前被减少至零，借此在执行自动制动期间可以可靠地防止制动扭矩的波动，从而抑制车辆的减速率的波动。
在本实施例中，执行制动切换控制，从而通过引擎制动器等效再生施加的制动力变成零的时刻与用于避免碰撞的液压制动开始的时刻重合。进一步，在通过制动再生施加的制动扭矩开始减少之后，通过引擎制动器等效再生施加的制动扭矩开始减少。因此，在用于避免碰撞的自动制动开始之前，可以尽可能地延长引擎制动器等效再生的持续时间，有助于保证电力再生的量。
本发明不局限于上述实施例。例如，仅通过引擎制动器等效再生施加的制动扭矩或者仅通过制动再生施加的制动扭矩可以被减少至零并且在用于避免碰撞的液压制动开始之前切换到液压制动扭矩。
各种时刻，例如用于避免碰撞的液压制动开始的时刻，可以基于离障碍物的距离或者由离障碍物的距离和车辆的速度计算出的车辆到障碍物时间间隔来确定，并且可以利用车辆和障碍物之间的相对速度或者相对减速代替车辆的速度来确定。
此外，液压制动装置4、再生制动装置5和防撞装置20的构造不局限于上述实施例中所描述的那些。液压制动装置4，例如，可以是利用除了操作油之外的流体的液压制动装置，或者可以使用其他摩擦制动装置来实现该目的。防撞装置20可以是任意类型，只要其能够根据障碍物，例如车辆，的检测实施自动制动即可。
本发明能够应用于配备有防撞装置、摩擦制动装置和再生制动装置的各种车辆。

Claims (4)

1.一种车辆的制动设备，包含：
摩擦制动装置(4)，所述摩擦制动装置(4)响应于制动踏板的操作通过摩擦对所述车辆进行制动；
再生制动装置(5)，所述再生制动装置(5)利用用于使所述车辆行驶的电动马达(3)执行再生制动，所述电动马达(3)作为发电机；和
防撞装置(20)，根据由障碍物检测装置(21)检测的障碍物检测信息，所述防撞装置(20)通过控制所述摩擦制动装置(4)的操作而执行所述车辆的自动制动，以避免所述车辆与障碍物碰撞；
其特征在于，
如果在所述自动制动开始之前所述再生制动已经被激活，通过使所述再生制动装置(5)产生的再生制动力逐渐地减少并且对应于所述再生制动力的逐渐减少使摩擦制动逐渐地加强，所述防撞装置(20)在所述自动制动开始之前终止所述再生制动的激活。
2.如权利要求1所述的制动设备，其特征在于：
当在所述自动制动开始之前所述再生制动将被终止时，通过所述再生制动装置(5)产生的再生制动力开始减少的时刻根据所述再生制动力的大小而变化。
3.如权利要求1至2中任一项所述的制动设备，其特征在于：
所述再生制动装置(5)产生再生力，所述再生力是通过引擎制动器等效再生施加并且当所述车辆行驶时作用于所述车辆上的预定再生制动力和通过制动再生施加并且与所述制动踏板的下降量对应的再生制动力的和。
4.如权利要求3所述的制动设备，其特征在于：
当在所述自动制动开始之前所述再生制动将被终止时，通过所述引擎制动器等效再生施加的制动力在通过所述制动再生施加的制动力开始减少之后开始减少。
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