CN108290557A - 具有电动驻车制动器的车辆 - Google Patents

Abstract

提供一种具有电子驻车制动系统的车辆。车辆包括具有第一制动盘和第一制动钳的制动系统。电动马达被联接以操作第一制动钳。至少一个传感器联接至车辆，以确定制动特性。控制器电气地联接至电动马达和该至少一个传感器，控制器响应于从该至少一个传感器接收第二信号和确定制动系统低于预定水平执行而向电动马达传送第一信号，电动马达响应于第一信号致动第一制动钳，以将夹紧力应用在第一制动盘上。

Description

具有电动驻车制动器的车辆

相关申请的交叉引用

本申请是2015年9月12日提交的美国临时申请序列号No.62/217,829的非临时申请，所述临时申请的内容全文并入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种具有电子驻车制动器的车辆，并且更具体地涉及一种车辆，其构造成使用电子驻车制动器以减慢或停止车辆。

背景技术

诸如汽车和卡车的车辆例如包括用于响应于来自操作者的减速动作(例如，踩在踏板上)减慢或停止车辆的行车制动系统。车辆典型地还具有诸如当车辆驻车时用于将车辆保持在停止位置的第二制动系统。该第二制动系统有时被通俗地称为“驻车制动器”。传统地，驻车制动器是包括可由车辆操作者接近的杠杆或踏板的机械系统。杠杆由线缆连接至车辆后制动器。响应于杠杆的致动，后制动器接合以将车辆位置就位。

已开发了利用驻车制动器系统的更加现代的车辆，其中，由车辆操作者使用的致动器不是机械地连接至车辆的前或后制动器。在这些车辆中，位于客舱中的致动器向控制器传送信号。作为响应，控制器致动诸如例如电动马达的装置，所述装置启动车辆制动器，以将车辆保持就位。这些电子驻车制动器除了响应于操作者的手动动作之外不以另外的方式由车辆的控制系统控制。

因此，期望提供一种车辆，其具有带有增强的功能性的电子驻车制动器系统。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种车辆。车辆包括具有第一制动盘和第一制动钳的制动系统。电动马达被联接以操作第一制动钳。至少一个传感器联接至车辆，以确定制动特性。控制器电气地联接至电动马达和该至少一个传感器，控制器响应于从该至少一个传感器接收第二信号和确定制动系统低于预定水平执行而向电动马达传送第一信号，电动马达响应于第一信号致动第一制动钳，以将夹紧力应用在第一制动盘上。

在本发明的另一实施例中，提供一种操作车辆的方法。方法包括用至少一个传感器确定制动特性。于是至少部分地基于确定的制动特性确定制动系统低于预定水平执行，制动系统具有液压制动部分和电动制动部分。基于制动系统低于预定水平执行来致动电动制动部分。

本发明以上的特征和优点及其他的特征和优点当结合附图理解时将容易地从本发明以下的详细说明显而易见。

附图说明

仅作为示例，其他的特征、优点和细节在实施例的以下详细说明中显现，详细说明参考附图，其中：

图1是根据本发明的实施例具有电子制动系统的车辆的俯视示意图；

图2是根据本发明的另一实施例具有电子制动系统的混合动力车辆的俯视示意图；

图3是根据本发明的实施例的电子制动器控制系统的方框图；和

图4是根据本发明的另一实施例的电子制动器控制系统的方框图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、其应用或使用。应理解的是，贯穿附图，对应的附图标记指示相同的或对应的部件和特征。

根据本发明的实施例，图1图示了具有差速器总成22的车辆20。差速器总成22有时可被称为后驱动模块。应意识到的是，车辆20例如可以是汽车、卡车、货车或运动型多用途车。如本文所使用的，术语车辆不仅限于汽车、卡车、货车或运动型多用途车，而是还可包括适合运输负担的任何自推进的或牵引的运输工具。车辆20可包括诸如例如汽油或柴油燃料的内燃机的车辆推进系统24。推进系统24还可以是例如使内燃功率源与电动马达功率源结合的混合动力型发动机。推进系统24和差速器总成22可联接至框架或其他底盘结构26。推进系统24可通过变速器28和传动轴30联接至后差速器总成22。变速器28可构造成降低旋转速度和提高发动机输出的扭矩。该修正的输出于是经由传动轴30传递至差速器总成22。后差速器总成22经由车桥36将输出扭矩从传动轴30通过差速器齿轮组32传递至一对从动轮34。

差速器齿轮组32布置在差速器壳体42内。差速器齿轮组32经由将扭矩传递至环形齿轮44的小齿轮40从传动轴30接收输出。小齿轮40包括通过凸缘46联接至传动轴30的轴。差速器齿轮组32由一对差速器轴承支撑用以在壳体42内旋转。差速器齿轮组32包括布置在壳体42内的侧齿轮38，所述侧齿轮38联接至车桥36的一端并支撑车桥36的一端。诸如例如凸缘46与小齿轮40或侧齿轮38与车桥36的旋转部件的联接可利用花键连接来实现。

在一个实施例中，每个车桥36延伸通过车桥套管54。车桥套管54包括延伸其长度的中空内部。在车桥套管54的一端，轴承56被安装成支撑车桥36的邻近从动轮34的端部。轴密封件57位于轴承56与从动轮34之间。制动器组件58联接至车桥36的邻近轴承56的端部。制动器组件58构造成响应于操作者的动作、诸如应用制动踏板或启动驻车制动器选择性地减慢车轮34的旋转。制动器组件58可以是与车辆一起使用的任何已知的制动系统、诸如制动钳/制动盘组件。在示例性实施例中，制动器组件58连接至由液压系统59驱动的液压回路。液压系统59可包括增压器装置，所述增压器装置可响应于操作者的减速动作而增加应用到制动器58的液压力的量。液压系统59可由推进系统24驱动或者由单独的电动马达(未示出)电动地驱动。

制动器组件58还构造成用作驻车制动器。在示例性实施例中，制动器组件58包括具有电动马达63的电子驻车制动器系统69，所述电动马达63被联接以致动制动钳或鼓/蹄。当驻车制动器由操作者(诸如用按钮或致动器65)启动时，马达63致动制动钳，以将制动夹紧力应用到相应的制动盘上。电子驻车制动器系统69和致动器65联接至控制器67。

车辆20还包括邻近推进系统24布置的第二组车轮60。在一个实施例中，第二组车轮60也构造成从推进系统24接收输出。这有时被称为四轮或全轮驱动构造。在该实施例中，车辆20可包括在前后从动轮34、60之间分配来自变速器28的输出的分动箱62。分动箱62将输出的一部分传递至前差速器总成64，所述前差速器总成64可包括附加部件,例如将输出传递至车轮60的差速器齿轮组66和车桥68。与后车轮34相似，前车轮60包括制动器组件61。制动器组件61构造成响应于操作者的减速动作而选择性地减慢前车轮60的旋转。在示例性实施例中，制动器组件61还联接至液压系统59并由液压系统59致动。在一个实施例中，系统59构造成选择性地使应用到前制动器组件61的液压压力与后制动器58隔离,如本文更详细地讨论的。

现在参考图2，示出了另一类型的车辆20。在该实施例中，车辆20包括后驱动系统100，所述后驱动系统100具有使用来自电池系统102的电功率以向后车轮34提供电功率的推进系统24。后驱动系统100包括联接至后车桥36以将扭矩传递至后车轮34的一个或多个电动马达(未示出)。电池系统102经由功率控制器104连接至后驱动系统100。充电系统106(例如皮带驱动的交流发电机或发电机)可连接在推进系统24与功率控制器104之间，以提供用于补充电池系统102的电功率。在一些实施例中，电功率可由再生制动系统提供或补充。在实施例中，再生制动系统可被结合到后驱动系统100中。应意识到的是，本文所描述的电子制动系统69可与诸如图1和图2所示的车辆20的任何类型车辆一起使用。在其他实施例中，车辆20还可以是全电动车辆(例如，电动马达向前、后车轮34、60两者提供扭矩)。

传统地，驻车制动器系统构造成被快速应用并且具有固定的预定量的夹紧力。结果，当应用驻车制动器时，如果车辆正在移动，则车辆将突然停止。根据本文所描述的实施例，当常规的液压制动系统诸如例如由于电功率的损失或由于真空泄露而以低于预定的性能水平的水平操作时，还可使用驻车制动器以帮助操作者。

根据一个实施例，当常规的液压制动系统59低于预定的性能水平操作时，控制器67可利用电子制动系统69以减慢车辆。在实施例中，电子制动系统69可以是驻车制动器系统。应意识到的是,尽管实施例本文指的是电动或液压制动系统，但这是为了示例性目的，并且要求保护的发明不应如此受限制。在其他实施例中，可使用其他类型的制动系统。应意识到的是，当常规的液压制动系统59不如期望地操作时，操作者可能必须施加增加的踏板压力并且可经历较长的踏板移动。通过以与驾驶员制动命令成比例的线性响应来操作电子制动系统69的电动马达63，在减少操作者的工作量的同时可降低车辆20的速度。在一个实施例中，当操作者执行诸如压在制动踏板上的减速动作时，以线性响应驱动电动马达63。操作者的减速动作可由制动作用传感器134(图3)确定,诸如确定制动踏板移动的传感器或用于测量制动踏板力的传感器。

在一个实施例中，可基于制动踏板移动以线性比例的方式使用电子驻车制动器系统69。在一个实施例中，在踏板行程早期(例如在制动踏板移动的开始时或接近制动踏板移动的开始),而不是等待在制动踏板行程中的进一步移动,应用电子驻车制动器系统69。在实施例中，电子驻车制动器系统69在制动移动的首个10mm内或者在总的制动踏板移动距离的首个0%至5%内启动。在一些现有技术的系统，一些车辆在制动系统中包括在制动踏板移动中稍后启动的增压器(例如压力增压模块124，图3)。结果，制动踏板在操作者经历期望的制动之前将移动明显的距离。这有时被称为长踏板行程。本文所公开的实施例可提供解决可由增压器单独的使用产生的长踏板行程的优点。如本文所使用的，短语“长制动踏板”指的是操作者在实现车辆期望的减速速率之前不得不沿着总制动踏板移动将制动踏板压下明显的距离。在实施例中，增压器在制动移动的20mm之后或者在总的制动踏板移动距离的8至10%之后启动。

在实施例中，当电子驻车制动器在后车桥上时，电子驻车制动器系统69可利用动态减速电子驻车制动滑移控制功能。

在一个实施例中，电子制动系统69如图1和图2所图示地布置成仅与后车轮34合作。在该实施例中，后制动器58可与前制动器液压地隔离，诸如例如通过联接至液压系统59的歧管或阀。通过液压地隔离后制动器58，电子制动系统69可在无操作者的制动踏板的应用的情况下提供改善的制动控制。由于当液压系统59内的制动器流体体积减小时后制动器58的隔离还通过减小制动踏板的踏板移动而减少操作者的工作，所以获得另外的优点。应意识到的是，虽然本文的实施例将电子驻车制动器描述成联接至后车轮34，但这是为了示例性目的，并且要求保护的发明不应如此受限制。在其他实施例中，电子驻车制动器系统69可联接至前车轮60或联接至前、后车轮34、60。

应意识到的是，电子制动系统69的应用可基于车辆20的操作特性调整。例如，当车辆20以较慢的速度行驶时，控制器67可操作马达63，以比如果车辆20以较高的速度行驶时快的速率向制动盘应用增加量的夹紧力。此外，控制器67可监测车轮34并确定是否存在任何后车轮34锁死，并调整制动盘上的夹紧力的量以减轻或防止出现锁死。

现在继续参考图1的情况下参考图3，示出了用于电子驻车制动器系统69的控制系统108的实施例。控制系统108接收输入，诸如例如用户输入110和环境输入112。控制系统108包括电子制动器控制器67、发动机/变速器控制模块114和车身控制模块118。控制器67构造成与模块114、118中的每个模块通信。如在本领域中已知的，应意识到的是，控制系统108可包括在车辆20的操作中使用的其他模块。应意识到的是，控制系统108也可包括较少的模块。在一些实施例中，制动器辅助模块122可不向ECM114传送信号。

电子制动器控制器67包括子模块，诸如电子驻车制动器模块120、制动器辅助模块122和压力增压模块124。制动器辅助模块122确定与操作者的减速动作相关的参数，并确定是否应提供辅助以帮助操作者和将要应用多少辅助。制动器辅助模块122可向发动机控制模块114发送信号126，以请求发动机降低功率输出。该动作将帮助使车辆20减速。应意识到的是，在其它实施例中，模块67、120、122、124可以分开的部件被实施，并以分布的方式而非如所图示地以集成控制方案布置。

制动器辅助模块122还可向压力增压模块124传送信号130，以改变制动器增压器应用到制动器液压系统59的压力量。压力增压模块124继而改变应用到车轮制动器58、61的液压压力132。制动器辅助模块122还监测车辆20的操作，诸如经由制动器应用传感器134(例如制动踏板移动和制动踏板力)和车轮速度传感器136。

在制动器辅助模块122(例如经由传感器134、136)确定液压制动系统59不以期望的性能水平操作的情况下，可向电子驻车制动器模块120传送信号138。例如信号138可包括期望的制动盘夹紧压力。应意识到的是，制动器辅助模块122还可向增压模块124传送信号130，以使后制动器58与前制动器61液压地隔离。电子驻车制动器模块120向致动马达63的模块141传送信号140，使制动钳以期望量的夹紧力夹紧制动盘。在一个实施例中，夹紧力与来自操作者的减速请求成比例。

在一个实施例中，电子制动器控制模块67还可向车身控制模块118传送信号142，以诸如通过仪表板显示器144通知操作者电子制动系统69被用于辅助制动和可能期望制动器维修。

现在继续参考图2的情况下参考图4，示出了控制系统108的另一实施例。该实施例大致与关于图3所示并描述的实施例相同。在该实施例中，控制系统108还包括与诸如图2所示的车辆一起使用的混合动力控制模块116。模块116向混合动力车辆部件，诸如产生用于给电池102再充电的电功率的再生制动系统，提供控制功能性。应意识到的是，当再生制动器系统接合时，将阻力或载荷施加于车轮34，这导致车辆20减速。在一个实施例中，制动器辅助模块122可向混合动力模块116传送信号128。当液压制动系统59不以期望的性能水平操作时，信号128使得混合动力控制模块116使再生制动器系统接合，以辅助使车辆20减速。

本发明的实施例提供降低由驾驶员停止车辆所需的工作量的优点。提供降低停止车辆所需的踏板移动量的另外的优点。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，可作出各种变化，并且等同物可代替其元件。另外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可作出许多的变型以使特定的情形或材料适合于本发明的教导。因此，旨在本发明不应局限于公开的特定的实施例，而是本发明将包括落入本申请范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：

制动系统，其具有第一制动盘和第一制动钳；

电动马达，其被联接以操作所述第一制动钳；

至少一个传感器，其联接至所述车辆，以确定制动特性；和

控制器，其电气地联接至所述电动马达和所述至少一个传感器，所述控制器构造成响应于从所述至少一个传感器接收第二信号和确定所述制动系统低于预定水平执行而向所述电动马达传送第一信号，所述电动马达构造成响应于所述第一信号致动所述第一制动钳，以将夹紧力应用在所述第一制动盘上。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述制动系统还包括第二制动盘和第二制动钳、以及联接至所述第一制动钳和所述第二制动钳的液压回路。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器还作出响应的，以使联接至所述第一制动钳的所述液压回路的第一部分与联接至所述第二制动钳的所述液压回路的第二部分液压地隔离。

4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述第一制动钳联接至后车轮，并且所述第二制动钳联接至前车轮。

5.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述第一制动钳联接至前车轮，并且所述第二制动钳联接至后车轮。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还作出响应的，以确定所述车辆的速度和至少部分地基于所述车辆的所述速度并与制动踏板的移动距离成比例的夹紧力的变化。

7.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器还包括：

制动器辅助模块，所述制动器辅助模块电气地联接至所述至少一个传感器和所述电动马达；和

压力增压模块，其被联接用于与所述制动器辅助模块通信，所述压力增压模块构造成基于来自所述制动器辅助模块的第三信号使所述第一部分与所述第二部分液压地隔离。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述至少一个传感器是制动踏板移动传感器、制动踏板力传感器或车轮速度传感器。

9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述控制器还包括电气地联接至所述制动器辅助模块的发动机控制模块，所述发动机控制模块作出响应的，以响应于来自所述制动器辅助模块的第四信号降低车辆推进系统的功率输出。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述车辆推进系统是内燃功率源、组合的电动马达与内燃功率源或电动马达功率源中的一种。

11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述车辆推进系统是混合动力电动/内燃功率源，并且所述输出功率的降低包括启动再生制动系统。

12.一种操作车辆的方法，包括：

用至少一个传感器确定制动特性；

至少部分地基于所述确定的制动特性确定低于预定水平的制动系统性能，所述制动系统具有液压制动部分和电动制动部分；和

基于所述制动系统低于所述预定水平执行，致动所述电动制动部分。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括在致动所述电动制动部分之前使所述液压制动部分的第一部分与所述液压制动部分的第二部分隔离。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二部分与所述电动制动部分相关。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括确定所述车辆的速度并基于所述车辆的确定的速度改变制动夹紧力。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括至少部分地基于所述制动系统低于所述预定水平执行，降低车辆推进系统的功率输出。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述车辆推进系统是内燃功率源、组合的电动马达与内燃功率源或电动马达功率源中的一种。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括至少部分地基于低于所述预定水平的制动系统性能，增加所述液压制动部分中的液压压力。

19.根据权利要求13所述的方法，还包括至少部分地基于低于所述预定水平的制动系统性能，启动再生制动系统。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个传感器包括制动踏板移动传感器、制动踏板力传感器或车轮速度传感器。