CN106240542B - 用于车辆中的线控制动系统的线控回退制动模式 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于车辆中的线控制动系统的线控回退制动模式，所述车辆包括依据制动踏板的位置而将一定量的制动流体压力传递至车轮制动器的线控制动系统。还提供了一种线控制动回退或后备操作模式。当启动时，这种线控回退模式命令某一已知大小的制动压力。所命令的制动压力的量可基于制动踏板开/关开关的状态而变化，且可不考虑制动踏板的位置而设置。如果需要后备模式，这为线控制动系统提供了后备而不必然需要机械推入式后备系统来制动车辆。

Description

用于车辆中的线控制动系统的线控回退制动模式

技术领域

本公开总体上涉及车辆的线控制动(BBW)系统。更具体地，本公开涉及用作回退至线控制动系统的附加特征或增强的线控制动模式。

背景技术

市场上大多数乘用车都配备有液压制动系统。在液压制动系统中，制动踏板机械地连接到主缸，当制动踏板被踩下时，主缸将增压流体传递至车轮制动器。真空助力器还能辅助制动踏板的运动，以减少将液压流体传输至制动器所必需的制动踏板施加的力。

线控制动系统是将制动压力的产生与制动踏板机械地脱离的制动启动系统。线控制动系统可使用传感器来确定制动踏板的位置、踏板施加的压力或这两者。制动踏板位置由合适的控制器处理以产生相应的制动请求。制动请求用于控制将液压/气动信号或电信号施加到车轮制动装置的关联的致动器。由于制动踏板与车轮制动装置之间不存在直接的机械连接，所以制动控制器可基于制动踏板的位置确定将要施加到车辆的车轮的制动扭矩的合适的量。

配备有线控制动系统的车辆还可具有作为线控系统的后备(backup)的液压制动系统。直接响应于不能检测到驾驶员的制动需求，可激活“推入式(push-through)”机械液压制动模式，在该模式下通过与传统的液压制动系统类似的方式将液压压力施加至制动装置。

发明内容

根据一个实施例，一种车辆包含线控制动系统和机械推入式系统。线控制动系统被构造为基于来自制动踏板位置传感器的信号将制动力传递至车轮制动器。机械推入式系统被构造为传递来自主缸的液压压力。车辆包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为响应于来自制动踏板位置传感器的信号损耗而命令预定大小的制动力同时禁止机械推入式系统的启动。当条件允许如此时，这启用线控回退或后备制动系统而不是机械液压后备制动系统。

根据另一实施例，提供了一种用于车辆的线控制动系统。所述系统包括被构造为使制动力传输至车轮制动器的制动踏板。制动踏板位置传感器被配置为检测制动踏板的踩下量。至少一个控制器被配置为响应于来自制动踏板位置传感器的信号损耗而命令预定大小的制动力。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为禁止机械推入式系统的启动，同时命令预定大小的制动力。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括制动踏板开/关开关，所述制动踏板开/关开关被构造为指示制动踏板是否正在应用，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关从关闭至打开的状态变化而变化。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括制动踏板开/关开关，所述制动踏板开/关开关被构造为指示制动踏板是否正在应用，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关指示制动踏板未应用而为常数。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为响应于车轮制动器的温度超过阈值而启动机械推入式液压制动系统。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为响应于来自制动踏板开/关开关的信号损耗而启动机械推入式液压制动系统。

在另一实施例中，提供了一种控制车辆中的线控制动系统的方法。所述方法包括基于制动踏板位置传感器指示的制动踏板位置而向车轮制动器供应一定量的制动力。然后，响应于来自制动踏板位置传感器的信号损耗，使制动力增加至根据制动踏板开/关开关的状态变化而变化的预定大小。因此，当制动踏板位置传感器信号损耗时，制动力增加至预定大小。该预定大小可取决于制动踏板开/关开关的状态。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括在增加期间禁用机械液压推入式系统。

根据本发明的一个实施例，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关从关闭至打开的状态变化而变化。

根据本发明的一个实施例，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关指示制动踏板未应用而为常数。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括响应于车轮制动器的温度超过阈值而启动机械液压推入式系统。

根据本发明的一个实施例，所述预定大小是至少等于相应的机械液压推入式系统的扭矩容量的扭矩的大小。

根据本发明的一个实施例，所述预定大小是被配置为当信号损耗发生时基于车轮静止而保持车轮静止的扭矩的大小。

附图说明

图1是具有机械的液压后备系统的车辆线控制动系统的示意图；

图2是根据一个实施例的具有线控后备系统的车辆线控制动系统的示意图；

图3是示出了根据一个实施例的确定线控后备制动模式是否可用的方法的流程图；

图4是示出了根据一个实施例的决定是否进入线控后备制动模式的方法的流程图；

图5是示出了根据一个实施例的控制线控后备系统以及与其关联的制动压力的方法的流程图。

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，其它实施例可以采用各种和替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域内的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。

线控制动控制策略可使用传感器来确定制动踏板的位置、踏板力(压力)或这两者。制动踏板位置由适当的控制器处理，以根据车辆的具体操作状况产生相应的制动请求。制动请求用于控制将液压/气动信号或电信号施加到制动装置的关联的致动器，以产生车辆的制动。在线控制动系统中，制动踏板和实际的制动装置之间通常没有直接的机械连接或液力耦合。如此，制动控制器可基于制动踏板的位置和车辆的当前操作状况而确定将要施加到车辆的一个或更多个车轮上的制动扭矩的合适的量。

参照图1，在10处示出了具有机械的液压后备的线控制动系统。

首先，将描述线控制动系统的结构和操作。设置了制动踏板12。制动踏板12的踩下转换成液压流体的增压，指示驾驶员需求的制动动力。为此，制动踏板12连接到输入杆14，输入杆14压下主缸18内的活塞16。示出的主缸18是具有机械连接的两个活塞的传统的串联式主缸(TMC)；然而，还可使用将制动踏板踩下转换成液压流体运动的已知方法的其它主缸。另外，虽然在图1中没有示出，但还可设置真空助力器以辅助制动踏板的运动。

制动踏板12的踩下导致流体沿着线路20运动。然而，由于车辆正在线控制动模式下操作，阀22关闭，因此禁止制动流体致动车轮制动器24、26、28、30。由于线控制动系统在制动踏板12处可能不具有来自传统的液压装置的液压压力，所以示出的踏板力模拟装置34提供回传至踏板12的力。由模拟装置34提供的模拟力与由车辆操作者产生的制动踏板力起相反的作用。该力可由电子致动器、弹簧等提供。

线控制动系统不是通过线路20中的增压液压流体提供制动力，而是基于通过传感器36、38对驾驶员的制动踏板输入的感测而产生制动力。传感器36是主缸输入杆行进传感器，该传感器感测在制动踏板应用期间杆14行进的纵向距离。传感器38是主缸压力输出传感器，该传感器被配置为检测线路40中的流体压力。这些传感器36、38被电连接到至少一个控制器42，例如，制动器电子控制模块(BECM)或其它电控单元(ECU)。应理解，术语“控制器”不应被限制为这两种类型的控制器中的任意一者，而可以是具有被配置为从传感器36、38读取电信号并基于这些信号提供相应的命令的处理器的任何控制器。

在制动事件期间，控制器42接收指示线路40中的流体压力的信号以及指示输入杆14位移的信号。基于这些信号，控制器42命令主线控压力源或制动动力源46向车轮制动器24、26、28、30供应制动动力。制动动力源46可以是具有关联的蓄压器的泵，以将流体供应至线路48，流经打开的阀50，然后供应至车轮制动器。或者，制动动力源46可以是用于供应流体的机电致动式液压活塞。线控压力源压力传感器52将关于线路48中的压力的反馈提供给控制器42以对制动动力源46进行反馈控制。在预期的其它实施例中，制动动力源46可以是能够通过将液压致动和主缸18分开的方法制动车轮的其它机电设备。

阀22、50中的每一个阀都可被控制器42或另一控制器控制。图1示出的系统示出了阀22关闭而阀50打开。这允许系统在线控制动模式下操作。

参照图2，线控制动模式被禁用，并示出了机械液压回退(fallback)模式。这种机械液压系统也称作机械“推入式”系统。在可能会影响制动动力源46操作的来自传感器36、38的信号的劣化(degradation)或损耗(loss)，或制动动力源46本身的劣化或损耗的情况下，则提供机械液压后备系统用于线控制动系统。例如，控制器42被配置为检测来自所示出的包括传感器36和38的每个传感器的信号的损耗、不规率或劣化。响应于这种检测，控制器可启动推入式系统作为线控制动系统的后备。当推入式系统操作时，控制器42使阀22打开并使阀50关闭。阀22的打开使来自主缸18的液压流体能够经过流体线路20和40流向车轮制动器24、26、28、30。而且，阀50的关闭禁止来自制动动力源46的流体经过流体线路48流向车轮制动器24、26、28、30。因此，在推入式模式期间，液压推入式系统提供来自主缸的液压制动，且停用线控制动。

在这种推入式模式中，主缸18及基础制动器的尺寸是决定输出能力和驾驶员将感受到的踏板力反馈的关键因素。来自推入式系统的制动力可能不会被感知为如线控系统中的制动力那样充足或不会被感知为与线控系统中同样的制动力。通常，由于对于给定的制动踏板行程的制动输出以及对于给定的踏板力输入的至驾驶员的反馈这两者的差异，尤其是对于不再能确定驾驶员需求的情况，推入式回退制动系统的使用是有限的。根据电子制动助力系统的设计，由于传感器的可用性和配置，导致不再能确定驾驶员需求的可能性增大。

因此，根据本公开，提供了线控回退制动模式，在线控制动传感器的信号劣化或损耗的情况下，该线控回退制动模式能够限制转变至完全的机械推入式回退制动模式的必要性。如下面将要描述的，这种线控回退制动模式可代替图2所示的机械推入、液压回退模式而被启用。

根据本公开的多个实施例，当正常地触发推入式回退系统而不是线控制动系统(如上面描述的)启动的情况发生时，控制器可启动增强的线控制动回退制动模式。回到图1，当线控制动回退制动模式被启动时，阀22、50可在线控制动期间保持处于它们的正常状态。换言之，在线控回退制动模式期间，制动系统可保持处于线控模式。

在这种线控回退制动模式中，制动系统可利用可用的外部制动踏板应用指示装置，比如制动器开/关开关60。制动器开/关开关60被配置用于检测制动踏板何时被踩下。该开/关开关60产生的信号具有其他用途，比如启动车辆后部的制动灯。线控回退制动系统可基于该制动器开/关开关60的状态实施线控制动压力输出的两个阶段。

当在线控回退制动模式期间制动踏板12没被踩下时，总制动动力恒定的输出可由制动动力源46提供至车轮制动器。如果车辆中配备有再生制动，则发送至车轮制动器的总制动量可包括再生制动。制动力的第一预定大小(magnitude)(K_{enh_bbw_fbck_low})可设置成这样的量：除了任何发动机制动或制动踏板松开的再生制动以外，还将提供额外的踏板松开的减速。控制器可持续监测车轮制动器24、26、28、30的温度，并且基于温度超过阈值，控制器可命令机械液压回退制动模式(如图2所示)启动。在一个实施例中，当在松开制动踏板而驱动的情况下车轮制动器的温度已经超过阈值持续一定时间段时，控制器可命令液压回退制动模式启动。

当在线控回退制动模式期间制动踏板12被踩下时，制动力的第二预定大小(K_{enh_bbw_fbck_high})可由控制器42命令通过制动动力源46输出。此预定大小可以是将产生同等水平的减速的扭矩量，在给定的制动踏板力输入下该同等水平的减速大于或等于机械推入式回退制动模式的减速能力。所述预定大小还可以是比率限制(rate-limited)的或被过滤的，以使其平稳地应用而不是实际的二元的输出。如果应用比率限制或过滤，比率限制或过滤可依赖时间，其中，在制动器开/关开关60指示制动踏板12被踩下时启动计数器。在持续的制动踏板应用进行了可校准的一段时间之后，比率限制或过滤可增加以更快地达到目标水平的减速。然后，输出的水平可延续直至制动踏板被释放(如由制动器开/关开关60确定的)或确认车辆已经停止并达到了每小时0英里的速度为止。

一旦确认车辆已经停止，控制器42便可将对制动器的控制交接给现有的自动驻车特征(autohold feature)(如果可用)来管理停止的车辆。在没有自动驻车的情况下，控制器42可命令制动动力源46输出零速度下的制动压力输出(K_{enh_bbw_fbck_zspd})。在应用制动踏板12的情况下该预定的制动压力输出可在车辆停止时应用。该预定的制动压力输出(K_{enh_bbw_fbck_zspd})基于车辆的梯度和质量可以是动态的且可变化的，以使制动动力源46输出能够将车辆保持于静止状态的制动动力。

图3至图5示出在线控回退制动模式期间选择制动动力源46将要输出多大的制动压力的策略，解释如下。

参照图3，流程图示出了首先保证线控回退制动可以被车辆利用的控制策略。如果在步骤102、104、106或108处所做的决策中的任何一个产生的结果为“否”，那么增强的线控制动回退控制策略不可用。在步骤102处，做出关于车辆是否配备有制动特征实现的全时碰撞缓冲(full-time collision mitigation by braking feature)的决策。自动碰撞缓冲系统在本领域是已知的，包括感测车辆的周围环境(包括其他车辆)，且响应于车辆接近另一个车辆而自动应用制动器。在某些实施例中，因为如果线控回退制动不能使车辆足够地减速以避免接近障碍物，则制动功能实现的全时碰撞缓冲会介入请求比同等的制动力K_{enh_bbw_fbck_high}更高水平的减速，所以车辆具有这些系统中的一个系统会是具有线控回退制动模式的先决条件。

在步骤104处，做出制动特征实现的全时碰撞缓冲是否是可用的且没有故障的决策。换言之，一个或更多个控制器可确定碰撞缓冲系统没有故障。在步骤106处，做出车辆是否配备有线控制动系统之外的制动踏板输入感测元件的决策。这样的制动踏板输入感测元件在图1和图2中以制动器开/关开关60的形式举例说明。在步骤108处，做出外部制动踏板输入感测元件是否是可用的且没有故障的决策。

如果在步骤102、104、106和108处都产生了肯定的答案，那么上述增强的线控回退制动模式是可用的以供车辆利用，如步骤110处所示。或者，如果在步骤102、104、106和108处的任一个决策处产生了否定的答案，那么增强的线控回退制动模式不可被车辆利用，如步骤112处所示。

参照图4，提供了另一流程图，示出了确定线控回退制动模式是否应该被启动的控制策略120。只有在步骤122处为肯定的确定结果(满足图3的预处理条件，即，如果在步骤102、104、106和108处做出肯定的决定，使得在步骤110处增强的线控回退制动模式是可用的)才进入该控制策略120。

如果线控回退制动模式是可用的，则在步骤124处控制器监测来自感测元件36、38的信号，其中感测元件36、38提供指示输入杆的行程和流体压力的信息，如上所述。在步骤126处，在传感器36、38的恒定监测期间，控制器将确定来自传感器36或38的信号是否存在损耗。除了完全的信号损耗，控制器还可被配置为确定来自这些传感器的信号是否劣化。这样的信号劣化可包括从传感器36、38接收到的信号低于指示传感器故障或其发送的信号故障的阈值。

如果如步骤126处确定不存在信号损耗，则在步骤128处，系统继续利用传感器36、38来确定驾驶员的输入和需求，并相应地产生标准的线控制动。然而，如果传感器36、38中的一个或两个存在信号损耗(会损害恰当地解释驾驶员的需求并产生准确的线控制动的能力)，那么根据上述线控回退制动，命令并利用增强的线控回退制动模式。

参照图5，示出了控制策略150，该控制策略150基于制动踏板开/关开关的状态操作线控回退制动。步骤152示出了系统在如上述线控回退制动模式下操作。在步骤154处，控制器持续监测从制动踏板开/关开关60发送的信号。控制器(或另一控制器)还监测车轮速度传感器，以在步骤156处使控制系统能够确定车辆是否静止。

如果车辆不是静止的，则在步骤158处，控制器基于从制动踏板开/关开关60接收的信号(如步骤154处监测的)而确定是否应用了制动踏板。如果应用了制动踏板，则在步骤160处线控回退制动系统命令主线控压力源46输出高数值的制动压力，以产生上述高数值的制动力(K_{enh_bbw_fbck_high})。或者，如果当车辆不是静止的时没有应用制动踏板，则在步骤162处，控制器命令压力源46输出低数值的制动压力，以产生上述低数值的制动力(K_{enh_bbw_fbck_low})。

回至步骤156处，如果确定车辆实际上处于静止，则在步骤164处，控制器再次确定是否应用了制动踏板。如果应用了制动踏板，那么在步骤166处，控制器命令线控压力源46产生零速度下的压力大小，以产生上述零速度下的制动压力输出(K_{enh_bbw_fbck_zspd})。

如果在步骤164处未应用制动踏板，那么在步骤168处控制器确定车辆是否配备可运行的、可用的电子驻车制动器(EPB)或自动驻车特征。如果这种特征是可运行的且可用的，则在步骤170处控制器命令EPB或自动驻车特征相应地操作以保持车辆静止不动。然而，如果这种特征不可用或不运行或无法正常工作，则在步骤172处控制器命令线控压力源46产生低数值的压力，以产生上述低数值的制动力(K_{enh_bbw_fbck_low})。

在此公开的过程、方法或算法可以通过可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用的电子控制单元的处理装置、控制器或计算机而被传送/实施。类似地，所述过程、方法或算法可以被存储为能够由控制器或计算机以多种形式执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于信息永久地存储在诸如ROM装置的非可写存储介质上，及信息可变更地存储在诸如软盘、磁带、光盘、CD、RAM装置以及其它磁性和光学介质的可写存储介质上。所述过程、方法或算法还可以在软件可执行对象中被实施。或者，所述过程、方法或算法可以使用诸如专用集成电路(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，或硬件、软件和固件组合的合适的硬件组件而全部或部分地实施。

虽然上述描述了示例性实施例，但并非理解为这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。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变化。如前所述，各个实施例的特征可组合，以形成本发明可能没有明确描述或说明的进一步的实施例。虽然各个实施例能被描述为提供优点或者在一个或更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，一个或更多个特点或特性可被折衷，以实现期望的总体系统属性。这些属性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、封装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。这样，在此讨论的被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例不在本公开的范围之外，且可期望用于特定应用。

Claims (6)

1.一种车辆，包括：

线控制动系统，被构造为基于来自制动踏板位置传感器的信号而将制动力传递至车轮制动器；

机械推入式系统，被构造为传递来自主缸的液压压力；和

至少一个控制器，被配置为响应于在线控制动系统操作期间来自制动踏板位置传感器的信号损耗，保持线控制动系统操作同时命令预定大小的制动力并且禁止机械推入式系统的启动。

2.如权利要求1所述的车辆，还包括制动踏板开/关开关，所述制动踏板开/关开关被构造为指示制动踏板是否正在应用，其中，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关从关闭至打开的状态变化而变化。

3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述预定大小是至少等于机械推入式系统的扭矩容量的扭矩的大小。

4.如权利要求2所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于来自制动踏板开/关开关的信号损耗而启动机械推入式系统。

5.如权利要求1所述的车辆，还包括制动踏板开/关开关，所述制动踏板开/关开关被构造为指示制动踏板是否正在应用，其中，所述预定大小响应于制动踏板开/关开关指示制动踏板未应用而为常数。

6.如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于车轮制动器的温度超过阈值而启动机械推入式系统。

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