CN110621556B - 在增压失败条件下使用电动驻车制动器的车辆制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的制动系统,包括:驾驶员可操作的制动踏板,其耦合成控制制动压力产生单元以向前后液压驱动式车轮制动器供应液压制动压力,其中后轮制动器也被构造成电驱动的;传感器装置,用于监测驾驶员制动意图;该制动系统可以第一模式和第二模式操作,在第一模式中前制动器和后制动器都是液压驱动的,而在第二模式中前制动器是液压驱动的,但后制动器是电驱动的,后制动器包括制动卡钳组件,其包括能操作以接合制动转子以制动车辆的制动片,该制动卡钳组件包括液压驱动机构和电驱动机构,连接到传感器装置的控制器,用于根据驾驶员的制动需求操作电驱动机构以驱动后制动器。

Description

在增压失败条件下使用电动驻车制动器的车辆制动系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年2月28日提交的美国临时申请序列号62/464,957、于2017年12月29日提交的美国临时申请序列号62/611,906、于2017年12月29日提交的美国临时申请序列号62/611,909以及于2017年12月29日提交的美国临时申请序列号62/611,916的优先权和利益,其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体涉及液压增压制动系统,尤其涉及与这种液压增压制动系统一起使用的电动驻车制动器的操作方法。
背景技术
在授予Harris的美国专利No.6,598,943中公开了现有技术的液压增压制动系统的一个示例,其在发生故障时使用电动驻车制动器(EPB)作为备用装置,该专利的公开内容通过引用整体并入本文。在现有技术的系统中,提供了一种车辆制动系统,其包括电动液压制动装置和电动驻车制动装置。
电动液压制动装置是具有正常的增压操作模式的类型,其中通过制动装置(例如盘式制动器)在车轮上以与驾驶员的制动需求成比例地施加增压的液压流体压力,以提供行车制动。在行车制动踏板处以电子方式感测制动需求。如果带增压的增压操作模式失败,则系统以推进模式操作以提供行车制动。在推进模式中,通过机械地耦合到行车制动踏板的主缸而施加到制动装置的液压流体压力来提供行车制动。
电动驻车制动器使用制动装置来提供驻车制动功能。在增压操作模式失败的情况下,例如增压已经失效或者不可用的情况下,安排由驾驶员操作行车制动踏板也导致电动驻车制动器的操作以补充由推进模式提供的制动。
在美国专利No.6,598,943的系统中,推进模式仅在前轮的制动装置上操作,而电动驻车制动器仅在后轮上操作。然而,因为电动驻车制动器不是为了应用精确已知的制动扭矩而设计的,所以仍然存在使用电动驻车制动器来补充推进模式可能通过锁定后轮而导致不稳定的一些风险。美国专利No.6,598,943通过布置系统布局使得车轮速度数据可用于驻车制动器电子控制单元来解决该问题。从而可以使用电子制动分配(EBA)技术,使得如果后轮有倾向锁定,则松开电动驻车制动器,然后以较低的扭矩水平重新施加。作为替代,可以以类似于防抱死制动系统(ABS)的方式,即通过响应于车轮速度数据循环地施加和松开电动驻车制动器,来控制电动驻车制动器。
然而,在推进模式中,在电动驻车制动器提供期望的制动力之前,行车制动踏板有显著的行程。驾驶员可能会发现行车制动踏板的显著行程是警报。而且,限制推进模式以仅在前轮上的制动装置上操作需要将液压制动回路对后轮的制动装置隔离。然而,将液压制动回路对后轮的制动装置隔离可能导致当电动驻车制动器操作时空气被吸入液压回路。因此,当电动驻车制动器运行来在增压失败条件的情况下补充液压增压系统的推进模式时,需要改进电动驻车制动器的操作。
发明内容
本发明涉及一种电动驻车制动器的操作方法,该电动驻车制动器用作液压增压制动系统中的备用装置,该制动系统被构造成在增压失败条件下提供四轮推进。根据本发明,驱动电动驻车制动器以在安装电动驻车制动器的车轮处提供制动扭矩覆盖。制动扭矩覆盖是驾驶员对车辆行车制动踏板的操作的函数。
根据一个实施例,用于车辆的车辆制动系统可单独地和/或组合地包括以下特征中的一个或多个:制动踏板,其可由车辆驾驶员操作并且耦合成控制制动压力产生单元以向前后液压驱动式车轮制动器供应液压制动压力,其中后轮制动器也被构造成电驱动的;传感器装置,用于监测驾驶员制动意图;该制动系统可以第一模式和第二模式操作,在第一模式中前制动器和后制动器都是液压驱动的,而在第二模式中前制动器是液压驱动的,但后制动器是电驱动的,后制动器包括制动卡钳组件,其包括制动片,能操作以接合制动转子以制动车辆,该制动卡钳组件包括液压驱动机构和电驱动机构,连接到传感器装置的控制器,用于根据驾驶员的制动需求操作电驱动机构以驱动后制动器。
根据该实施例,该传感器装置监测制动踏板行程,并且电驱动机构根据制动踏板行程进行操作。
根据该实施例,该传感器装置监测由驾驶员施加的制动踏板力和/或单元中的液压,并且电驱动机构根据踏板力和/或液压操作。
根据该实施例,该电动操作机构根据预定的驱动时间曲线操作,该预定的驱动时间曲线是踏板力和/或液压的函数。
根据该实施例,该控制器响应于初始制动指令以操作电驱动机构,使得制动片移动到盘接触位置。
根据该实施例,该初始制动指令是当由车辆驾驶员初始操作时制动踏板的行程的函数。
根据该实施例,该车辆包括可由车辆驾驶员操作以控制车辆的推进的车辆加速踏板,并且其中初始制动指令是驾驶员的加速踏板释放速率的函数。
根据该实施例,该制动系统包括至少一个入口或隔离阀,其连接成向液压驱动机构供应压力,并且该控制器在系统处于第二模式时能操作以驱动隔离阀以液压地隔离前制动器与后制动器。
根据该实施例,该制动系统包括至少一个出口或排放阀,其连接成从液压驱动机构释放压力,并且该控制器能操作以在电驱动机构正在运行的时间中的的至少一部分时间期间驱动排放阀,以防止液压驱动机构中的液压锁定和/或真空拉动。
根据该实施例,该制动系统是线控制动系统,其中第一模式限定线控制动增压模式,而第二模式限定手动推进增压失败模式。
根据该实施例,该电驱动机构也形成电动驻车制动系统的一部分。
当根据附图阅读时,从以下优选实施例的详细描述中,本发明的其他优点对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是用于车辆的行车制动系统和电动驻车制动器的示意图。
图2是图1的行车制动系统中带有图1中的一个电动驻车制动器的车轮制动器的剖视图。
图3是用于图1的电动驻车制动器的控制方法的第一实施例的流程图。
图4A和4B是图3的控制方法的表格和图表。
图5是与图3的控制方法一起使用的间隙减小方法的流程图。
图6是与图3的控制方法一起使用的压力释放方法的流程图。
图7是图3的控制方法结合图5和6的方法以及图4A和4B的表格和图表的示意流程图。
图8是用于图1的电动驻车制动器的控制方法的第二实施例的流程图。
图9是在图8的控制方法期间用于图1的电动驻车制动器的状态图。
图10A和10B是用于图8的控制方法的第一表格和图表。
图11A和11B是用于图8的控制方法的第二表格和图表。
图12是图8的控制方法结合图5和图6的方法以及图10A-11B的表格和图表的示意性流程图。
具体实施方式
现在参考附图,在图1中示意性地示出了行车制动系统,总体上用附图标记100表示,其结合了本发明的特征。行车制动系统100可以如授予Ganzel的美国专利No.9,321,444所公开的那样,该专利的公开内容通过引用整体结合于此。
行车制动系统100是液压增压制动系统。增压流体压力用于为行车制动系统100施加行车制动力。优选地,流体压力是液压制动流体压力。行车制动系统100可以适当地用在地面车辆(例如具有四个车轮的机动车辆,其中车轮制动器与每个车轮相关联)上。此外,行车制动系统100可以设置有其他制动功能,例如防抱死制动(AB)和其他滑动控制特征,以有效地制动车辆。
行车制动系统100通常包括由虚线102表示的第一模块或制动踏板单元组件,以及由虚线104表示的第二模块或液压控制单元。行车制动系统100的各种部件容纳在制动踏板单元组件102和液压控制单元104中。制动踏板单元组件102和液压控制单元104可包括一个或多个由诸如铝之类的固体材料制成的模块或壳体,其已被钻孔、机械加工或以其他方式形成以容纳各种部件。流体导管也可以在壳体中形成,以在各种部件之间提供流体通道。制动踏板单元组件102和液压控制单元104的壳体可以是单个结构,也可以由组装在一起的两个或更多个部件制成。
如示意性所示,液压控制单元104远离制动踏板单元组件102定位,其中液压管路液压地耦合制动踏板单元组件102和液压控制单元104。作为替代,制动踏板单元组件102和液压控制单元104可以容纳在单个壳体中。还应该理解,如图1所示的部件分组不是出于限制性的目的,任何数量的部件都可以容纳在任意一个壳体中。
制动踏板单元组件102与液压控制单元104协作地用于驱动第一、第二、第三和第四车轮制动器(它们通常分别以106A、106B、106C和106D表示),以为车辆提供行车制动。第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D可以分别是通过施加加压制动流体操作的任何合适的车轮制动结构。如将关于图2所讨论的那样,第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别包括安装在车辆上的制动活塞310和制动卡钳组件302(均在图2中示出)。制动活塞310和制动卡钳组件302接合制动转子304(图2中所示),制动转子304与相关联的车轮一起旋转以实现车轮的制动。
第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别与安装了行车制动系统100的车辆的前轮和后轮的任何组合相关联。例如,对于垂直分离系统,第一车轮制动器106A和第四车轮制动器106D可以分别与同一轴上的车轮相关联。对于对角分离的制动系统,第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B可以分别与前轮相关联。优选地,第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B分别用于车辆的前轮,而第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别用于车辆的后轮。
制动踏板单元组件102包括用于贮存和保持用于行车制动系统100的液压流体的流体贮存器108。如果需要,流体贮存器108内的液压流体通常可以保持在大气压或其他压力下。行车制动系统100可包括用于检测贮存器的液位的液位传感器110。液位传感器110可以有助于确定在行车制动系统100中是否已经发生泄漏。
制动踏板单元组件102包括制动踏板单元(BPU),总体上用附图标记112表示。应该理解,制动踏板单元112的部件的结构细节仅示出了制动踏板单元112的一个示例。制动踏板单元112还包括输入活塞114、主活塞116和次活塞118。行车制动踏板(在图1中以120示意性地示出)经由输入杆122耦合到输入活塞114的第一端。输入杆122可以直接耦合到输入活塞114,也可以通过耦合器(未示出)间接连接。制动踏板单元112处于如图1所示的“静止”位置。在“静止”位置,行车制动踏板120未被车辆驾驶员压下。
制动踏板单元112经由导管124与流体贮存器108流体连通。制动踏板单元112还经由导管128与模拟阀126流体连通。模拟阀126可以是可以电动操作的截止阀。模拟阀126可以安装在制动踏板单元112的壳体中,也可以远离制动踏板单元112的壳体。制动踏板单元112容纳限定踏板模拟器组件的各种部件(总体上用附图标记130表示)以及流体模拟室132。流体模拟室132与导管134流体连通,导管134又与模拟阀126流体连通。
如上所述,制动踏板单元112分别包括主活塞116和次活塞118。主活塞116和次活塞118分别通常彼此同轴。主输出导管136与主活塞116流体连通。次输出导管138与次活塞118流体连通。如下面将详细讨论的那样,主活塞116和次活塞118分别向右移动(如图1所示),以分别通过主输出导管136和次输出导管138提供加压流体。第二活塞118的向右移动(如图1所示)还在次输出压力腔室140中导致压力的累积。次输出压力腔室140与次输出导管138流体连通,使得加压流体选择性地提供给液压控制单元104。主活塞116的向右移动(如图1所示)在主输出压力腔室142中导致压力的累积。主输出压力腔室142处于与主输出导管136流体连通状态,使得加压流体选择性地提供给液压控制单元104。
行车制动系统100还可包括行程传感器(在图1中以附图标记144示意性地示出),用于产生表示输入活塞114的行程长度或百分比的踏板行程信号。输入活塞114的行程长度也表示行车制动踏板120的踏板行程。行车制动系统100还可包括开关146,用于产生用于驱动制动灯的信号并提供指示输入活塞114的移动的信号。行车制动系统100还可以包括诸如第一压力传感器148和第二压力传感器150之类的传感器,分别用于监测主输出导管136和次输出导管138中的压力。
行车制动系统100还包括柱塞组件形式的压力源,总体上用附图标记152表示。柱塞组件152是制动压力产生单元。如下面将详细解释的那样,行车制动系统100使用柱塞组件152在正常增压制动器施加期间分别向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D提供所需要的压力水平。分别来自第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D的流体可返回到柱塞组件152或转向到流体贮存器108。
行车制动系统100还包括第一隔离阀154和第二隔离阀156(或者在本领域中通常称为切换阀或基座制动阀)。第一隔离阀154和第二隔离阀156可以分别是螺线管驱动式三通阀。第一隔离阀154和第二隔离阀156分别通常可操作到如图1中示意性所示的两个位置。
第一隔离阀154具有与主输出导管136选择性流体连通的第一端口154A,而主输出导管136本身与主输出压力腔室142流体连通。第一隔离阀154的第二端口154B与增压导管158选择性地流体连通。第一隔离阀154的第三端口154C与导管160流体连通,而导管160本身分别选择性地与第一车轮制动器106A和第四车轮制动器106D流体连通。
第二隔离阀156具有第一端口156A,该第一端口156A与次输出导管138选择性地流体连通,次输出导管138本身与次输出压力腔室140流体连通。第二隔离阀156的第二端口156B与增压导管158选择性地流体连通。第二隔离阀156的第三端口156C与导管178流体连通,导管178本身分别与第二车轮制动器106B和第三车轮制动器106C选择性地流体连通。
行车制动系统100还包括各种阀,即滑动控制阀装置,用于允许受控的制动操作,例如ABS、牵引力控制、车辆稳定性控制和再生制动混合。第一组阀包括与导管160流体连通的第一施加或入口阀162和第一排放或出口阀164,用于将从增压阀接收到的制动流体协同地供应到第四车轮制动器106D,并用于协同地将加压制动流体从第四车轮制动器106D排放到第一贮存器导管166,该第一贮存器导管166与第二贮存器导管168流体连通到流体贮存器108。第二组阀包括与导管160流体连通的第二施加或入口阀170和第二排放或出口阀172,用于将从增压阀接收到的制动流体协同地供应到第一车轮制动器106A,并用于协同地将加压制动液从第一车轮制动器106A排放到第一贮存器导管166。第三组阀包括与导管178流体连通的第三施加或入口阀174和第三排放或出口阀176,用于将从增压阀接收到的制动流体协同地供应到第三车轮制动器106C,并用于协同地将加压制动液从第三车轮制动器106C排放到第一贮存器导管166。第四组阀包括与导管178流体连通的第四施加或入口阀180和第四排出阀或出口阀182,用于将从增压阀接收到的制动流体协同地供应到第二车轮制动器106B,并用于协同地将加压制动液从第二车轮制动器106B排放到第一贮存器导管166。
如上所述,行车制动系统100包括柱塞组件152形式的压力源,以分别向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D提供所需要的压力水平。行车制动系统100还包括通流阀184和泵阀186,其与柱塞组件152配合以向增压导管158提供增压力,来分别驱动第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。通流阀184和泵阀186可以是在打开位置和关闭位置之间可移动的螺线管驱动阀。在关闭位置,如图1中示意性示出为止回阀那样,通流阀184和泵阀186仍然可以允许在一个方向上流动。通流阀184与第二贮存器导管168流体连通,并且第一输出导管188与柱塞组件152流体连通。第二输出导管190在柱塞组件152和增压导管158之间流体连通。
柱塞组件152包括连接到滚珠丝杠机构的活塞192,总体上用附图标记194表示。设置滚珠丝杠机构194沿前向方向(观察图1时向右)和后向方向(观察图1时向左)上的轴线施加活塞192的平移或线性移动。滚珠丝杠机构194包括可旋转地驱动螺杆轴198的电机196。电机196可包括用于检测电机196和/或滚珠丝杠机构194的旋转位置的传感器。旋转位置表示活塞192的线性位置。柱塞组件152还包括第一压力腔室200和第二压力腔室202。
如上所述,制动踏板单元组件102包括模拟阀126。如图1中示意性所示,模拟阀126可以是螺线管驱动阀。模拟阀126包括第一端口和第二端口。第一端口与导管134流体连通,而导管134本身与流体模拟室132流体连通。第二端口与导管128流体连通,而导管128本身通过导管124与流体贮存器108流体连通。模拟阀126可在限制流体从流体模拟室132流到流体贮存器108的第一位置和允许流体在流体贮存器108和流体模拟室132之间流动的第二位置之间移动。当未驱动时,如下面将详细说明的那样,模拟阀126处于第一或常闭位置,从而防止流体通过导管128流出流体模拟室132。
行车制动系统100还设置有系统状态传感器204,其为行车制动系统100提供系统状态。例如,系统状态传感器204可以提供柱塞组件152已经出故障或者否则不可用,或者行车制动系统100以推进或手动施加模式操作(推进模式将进一步讨论)的系统状态。
车辆还具有第一和第二电动驻车制动器(EPB),总体上分别用附图标记206A和206B表示。第一EPB 206A和第二EPB 206B的一般结构和操作分别是本领域的常规技术。因此,将仅详细解释第一EPB206A和第二EPB 206B中对于完全理解本发明所必需的那些部分。例如,第一EPB 206A和第二EPB 206B可以分别如授予Sternal等人的美国专利No.8,844,683所公开,该专利的公开内容通过引用整体结合于此。除非另有说明,否则分别对第一或第二EPB 206A或206B中的一个的讨论分别适用于第一或第二EPB 206A或206B中的另一个。
如图所示,第一EPB 206A设置在第三车轮制动器106C处,第二EPB 206B设置在第四车轮制动器106D处。优选地,当第一EPB206A设置在第三车轮制动器106C处并且第二EPB206B设置在第四车轮制动器106D处时,第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别位于车辆的后轴上。作为替代,可以分别比为车辆提供的第一EPB206A和第二EPB 206B更多或更少。作为替代,第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D可以分别不在后轴上或在同一轴上。
为第一EPB 206A提供第一驱动器208。类似地,为第二EPB 206B提供第二驱动器210。优选地,第一驱动器208和第二驱动器210分别是电机。可以操作第一驱动器208以选择性地将第三车轮制动器106C的制动活塞支撑在安装于相关车轮上的制动转子304上。类似地,第二驱动器210可以运行来选择性地将第四车轮制动器106D的制动活塞支撑在另一相关车轮上的制动转子304上。这样,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别是电机卡钳(MOC)型EPB,并且第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D可以分别是电驱动的。第一EPB206A和第二EPB 206B的正常操作分别为车辆提供驻车制动功能。
除了系统状态传感器204之外,还提供制动电子控制单元(ECU)212、驻车制动电子控制单元(ECU)218、驻车制动手动控制器220和加速踏板输入传感器222。将进一步讨论制动ECU 212、驻车制动ECU 218、驻车制动手动控制器220和加速踏板输入传感器222。系统状态传感器204、制动ECU 212、驻车制动ECU 218、驻车制动手动控制器220和加速踏板输入传感器222通过数据总线224连接。数据总线224还分别连接制动踏板单元组件102和第一EPB206A和第二EPB 206B。加速踏板输入传感器222测量控制车辆推进的加速踏板输入。
以下是行车制动系统100在液压增压线控制动模式中的正常操作的描述。作为替代,行车制动系统可以是液压增压系统,但不是在线控制动模式下。图1示出了处于静止位置的行车制动系统100和制动踏板单元112。在这种情况下,驾驶员没有压下行车制动踏板120。同样在静止状态下,模拟阀126可以被激励或不被激励。在典型的制动状态期间,行车制动踏板120被驾驶员压下。行车制动踏板120耦合到行程传感器144,用于产生指示输入活塞114的行程长度的踏板行程信号并将踏板行程信号提供给制动ECU 212。
制动ECU 212可包括微处理器。制动ECU 212接收各种信号,处理信号,并响应于接收到的信号控制行车制动系统100的各种电气部件的操作。控制模块可以连接到各种传感器,例如压力传感器、行程传感器、开关、车轮速度传感器和转向角传感器。制动ECU212还可以连接到外部模块(未示出),用于接收与车辆的横摆率、横向加速度、纵向加速度有关的信息,例如用于在车辆稳定性操作期间控制行车制动系统100。
另外,制动ECU 212可以连接到仪表盘,用于收集和提供与警告指示器(例如ABS警告灯、制动液液位警告灯和牵引力控制/车辆稳定性控制指示灯)有关的信息。
在正常制动操作(正常增压施加制动操作)期间,柱塞组件152运行来向增压导管158提供增压力,用于分别驱动第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。在某些驾驶条件下,制动ECU 212与动力系控制模块(未示出)和车辆的其他附加制动控制器通信,以在高级制动控制方案(例如防抱死制动(AB)、牵引力控制(TC)、车辆稳定性控制(VSC)和再生制动混合)期间提供协调制动。在正常增压施加制动操作期间,来自制动踏板单元112的加压流体的流动通过压下行车制动踏板120而产生,并被转向到内部踏板模拟器组件130中。模拟阀126被驱动以使流体通过模拟阀126从流体模拟室132经由导管124、128和134转向到流体贮存器108。在输入活塞114移动之前,如图1所示,流体模拟腔室132经由导管124与流体贮存器108流体连通。
在正常制动模式的持续时间期间,模拟阀126保持打开,以允许流体从流体模拟室132流到流体贮存器108。流体模拟室132内的流体是非加压的并且处于非常低的压力下,例如大气压或低贮存器压力下。这种非加压构造的优点在于,不会使踏板模拟器的密封表面受到由于高压流体而作用在表面上的密封件的大摩擦力。在传统的踏板模拟器中,随着制动踏板被压下,活塞处于越来越高的压力下,使得它们受到来自密封件的大摩擦力,从而不利地影响踏板感觉。
同样在正常增压施加制动操作期间,第一隔离阀154和第二隔离阀156分别被激励到次位置,以防止流体分别从主输出导管136和次输出导管138流过第一隔离阀154和第二隔离阀156。防止流体从第一端口154A流到第三端口154C和从第一端口156A流到第三端口156C。因此,制动踏板单元112的主输出压力腔室142和次输出压力腔室140内的流体被流体锁定,这通常分别防止主活塞116和次活塞118进一步移动。
更具体地,在正常增压施加制动操作的初始阶段期间,输入杆122的移动引起输入活塞114沿向右方向的移动,如图1所示。输入活塞114的初始移动引起主活塞116的移动。主活塞116的移动由于其间的机械连接而引起第二活塞118的初始移动。而且,在第二活塞118的初始移动期间,流体经由导管214和216自由地从次压力腔室140流到流体贮存器108,直到导管155已经充分向右移动以关闭导管214。
在主活塞116和次活塞118分别停止移动之后,输入活塞114继续向右移动(如图1所示),在驾驶员压下行车制动踏板120时进一步移动。输入活塞114的进一步移动压迫踏板模拟器组件130的各种弹簧,从而向车辆的驾驶员提供反馈力。
在正常制动操作(正常增压施加制动操作)期间,当踏板模拟器组件130通过压下行车制动踏板120而被驱动时,柱塞组件152可由电子控制单元驱动以分别提供对第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D的驱动。分别将第一隔离阀154和第二隔离阀156驱动到它们的次位置,以分别防止流体从主输出导管136和次输出导管138分别通过第一隔离阀154和第二隔离阀156流动,并且将制动踏板单元112分别与第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D隔离。与由制动踏板单元112通过驾驶员压下行车制动踏板120而产生的压力相比,柱塞组件152可分别向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D提供“增压”或更高的压力水平。因此,行车制动系统100提供辅助制动,它在正常增压施加制动操作期间分别向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D提供增压力,这有助于减小驾驶员作用在行车制动踏板120上所需要的力。
当处于其静止位置(如图1所示)时,分别通过柱塞组件152驱动第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D,电子控制单元使通流阀184激励至其关闭位置(如图1所示)。处于关闭位置的通流阀184通过从第一输出导管188流到第二贮存器导管168来防止流体通向流体贮存器108。泵阀186去激励至其打开位置(如图1所示),以允许流体流过泵阀186。
电子控制单元沿第一旋转方向驱动电机196,以使螺杆轴198沿第一旋转方向旋转。螺杆轴198沿第一旋转方向的旋转使活塞192沿前向方向前进(观察图1时向右)。活塞192的移动导致第一压力腔室200中的压力增加,并且流体流出第一压力腔室200并进入第一输出导管188。流体可以通过打开的泵阀186流入增压导管158。注意,当活塞192沿前向方向前进时,允许流体经由第二输出导管190流入第二压力腔室202。
来自增压导管158的加压流体分别通过第一隔离阀154和第二隔离阀156导向导管160和178中。来自导管160和178的加压流体可分别通过打开的第一、第二、第三和第四施加阀162、170、174和180分别导向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D,而第一、第二、第三和第四排放阀164、172、176和182分别保持关闭。当驾驶员松开行车制动踏板120时,分别来自第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D的加压流体可以向后驱动滚珠丝杠机构194,使活塞192向后移动到它的静止位置。在某些情况下,还可能需要驱动柱塞组件152的电机196以缩回活塞192并分别从第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D中抽出流体。在柱塞组件152的前向行程期间,泵送阀186可处于其打开位置或保持关闭。
在制动事件期间,电子制动ECU 212还可以分别选择性地驱动第一、第二、第三和第四施加阀162、170、174和180,并分别驱动第一、第二、第三和第四排放阀164、172、176和182,以分别向第四、第一、第三和第二车轮制动器106D、106A、106C和106B提供所需要的压力水平。
在一些情况下,柱塞组件152的活塞192在前向行程时可以达到其全行程长度,并且仍然希望分别将额外的增压力传递到第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。柱塞组件152是双重作用柱塞组件,使得其被构造成当活塞192向后行进时还向增压导管158提供增压力。这具有优于传统柱塞组件的优点,传统柱塞组件首先要求其活塞在其再次推进活塞以在单个压力腔室内产生压力之前被带回其静止或缩回位置。
例如,如果活塞192已经达到其全行程并且仍然需要额外的增压力,则泵送阀186被激励到其关闭的止回阀位置。通流阀184可以去激励到其打开位置。作为替代,通流阀184可以在其关闭位置保持激励,以允许流体在泵送模式期间流过其止回阀。电子控制单元在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上驱动电机196,以使螺杆轴198沿第二旋转方向旋转。螺杆轴198沿第二旋转方向的旋转使得活塞192沿向后方向缩回或移动(观察图1时向左)。活塞192的移动导致第二压力腔室202中的压力增加,并且流体流出第二压力腔室202并进入第二输出导管190。注意,当活塞192向后移动或在其返回行程中移动时,允许流体经由第二贮存器导管168和第一输出导管188流入第一压力腔室200。
来自增压导管158的加压流体分别通过第一隔离阀154和第二隔离阀156导向导管160和178中。来自导管160和178的加压流体可以分别通过打开的第一、第二、第三和第四施加阀162、170、174和180分别导向第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D,而第一、第二、第三和第四排放阀164、172、176和182分别保持关闭。以与活塞192的前向行程期间类似的方式,制动ECU 212还可以分别选择性地驱动第一、第二、第三和第四施加阀162、170、174和180,并分别选择性驱动第一、第二、第三和第四排放阀164、172、176和182,以分别为第四、第一、第三和第二车轮制动器106D、106A、106C和106B提供所需要的压力水平。
在行车制动系统100的部分失去电力的情况下(使得正常增压操作模式不起作用或不可用),行车制动系统100提供手动推进或手动施加模式的操作,使得制动踏板单元112可以将相对高压的流体供应到主输出导管136和次输出导管138。在出电气故障期间,柱塞组件152的电机196可能停止操作,从而不能从柱塞组件152产生加压的液压制动流体。第一隔离阀154和第二隔离阀156将分别穿梭(或保持)在它们的位置上,以允许流体分别从主输出导管136和次输出导管138分别流到第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。模拟阀126被穿梭到其关闭位置,以防止流体从流体模拟室132流出到流体贮存器108。因此,将模拟阀126移动到其关闭位置液压地锁定流体模拟室132并将流体捕获在其中。在手动推进施加期间,主活塞116和次活塞118将分别向右推进,以分别对次腔室140和主腔室142加压。流体分别从次腔室140和主腔室142流入主输出导管136和次输出导管138,以分别如上所述地驱动第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。
在手动推进施加期间,输入活塞114的初始移动迫使踏板模拟器的弹簧分别开始移动主活塞116和次活塞118。在输入活塞114进一步移动之后,其中流体模拟室132内的流体被捕获或液压锁定,输入活塞114的进一步移动使流体模拟室132加压。这引起主活塞116的移动,这也由于主输出压力腔室142的加压而引起第二活塞118的移动。
如图1所示,输入活塞114的直径小于主活塞116的直径。由于输入活塞114的液压有效面积小于主活塞116的液压有效面积,因此输入活塞114可以在右手方向(观察图1时)上比主活塞116轴向行进更多。这种构造的优点在于,尽管输入活塞114的直径减小的有效面积与主活塞116的较大直径有效面积相比需要进一步行进,但是由驾驶员的脚输入的力减小了。因此,与输入活塞114和主活塞116具有相同直径的系统相比,驾驶员需要作用在行车制动踏板120上以对第一车轮制动器106A、第二车轮制动器106B、第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D加压的力很小。
在行车制动系统100失效障或出故障状况的另一示例中,液压控制单元104可能如上所述地失效,此外主和次输出压力腔室142和140中的一个可分别减小到零或贮存器压力,例如主或次输出导管136或138之一中的密封失效或出现泄漏。主活塞116和次活塞118的机械连接分别防止主活塞116和次活塞118之间的大间隙或距离,并且防止必须分别在相对大的距离上推进主活塞116和次活塞118,而不会增加非故障回路中的压力。例如,如果行车制动系统100处于手动推进模式,另外输出回路中(例如在次输出导管138中)的流体压力相对于次活塞118出现损失,次活塞118将由于主输出压力腔室142内的压力而迫使向右方向或沿向右方向偏移。
如果主活塞116和次活塞118分别未连接在一起,则第二活塞118将自由地行进到其最右手位置(如图1所示),驾驶员必须将行车制动踏板120压下一段距离以补偿这种行程损失。然而,因为主活塞116和次活塞118分别通过锁定构件连接在一起,所以防止了次活塞118的这种移动,并且在这种类型的故障中发生相对小的行程损失。因此,如果次活塞118未连接到主活塞116,则主输出压力腔室142的最大容积受到限制。
在另一示例中,如果行车制动系统100处于手动推进模式,另外输出回路中(例如,在主输出导管136中)的流体压力相对于主活塞116有损失,则次活塞118由于次输出压力腔室140内的压力而将被迫向左方向或向左方向偏移。由于制动踏板单元112的构造,次活塞118的左手端相对靠近主活塞116的右手端。因此,与传统的主活塞116和次活塞118分别具有相同的直径并且可滑动地设置在相同的孔中的主缸相比,在这种压力损失期间,次活塞118朝向主活塞116的移动减小。为了实现该优点,制动踏板单元112的壳体包括阶梯孔布置,使得容纳主活塞116的第二孔的直径大于容纳第二活塞118的第三孔的直径。主输出压力腔室142的一部分包括围绕第二活塞118的左手部分的环形区域,使得主活塞116和次活塞118分别在手动推进操作期间可以保持彼此相对靠近。
在所示的构造中,主活塞116和次活塞118分别在手动推进操作期间一起行进,其中分别对应于主输出导管136和次输出导管138的两个回路是完整的。该相同的行进速度分别归因于主活塞116和次活塞118的液压有效区域,因为它们各自的主输出压力腔室142和次输出压力腔室140分别大致相等。在优选实施例中,次活塞118的直径面积近似等于主活塞116的直径减去次活塞118的直径的面积。当然,制动踏板单元112可以不同地构造,使得主活塞116和次活塞118分别在手动推进操作期间以不同的速度和距离行进。
现在参考图2,其详细示出了具有第一EPB 206A的第一驱动器208的第三车轮制动器106C。第三车轮制动器106C和第一驱动器208的讨论也适用于具有第二EPB 206B和可能设置的任何其他EPB的第二驱动器210的第四车轮制动器106D。此外,没有第一驱动器208的第三车轮制动器106C的讨论也分别适用于第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B。第三车轮制动器106C和第一驱动器208一起包括盘式制动器装置,总体上用附图标记300表示。
第三车轮制动器106C包括制动卡钳组件302,制动卡钳组件302以已知的方式借助于制动支架(未示出)以浮动方式安装,并且跨越制动转子304,该制动转子304以旋转固定的方式耦合到车轮。在制动卡钳组件302中设置有制动片装置,其具有支撑在制动卡钳组件302上的第一制动片306和支撑在制动活塞310上的第二制动片308。第一制动片306和第二制动片308分别面向彼此,并且在所示的松开位置中,在制动转子304的两侧设置有很小的空气间隙,使得没有显著的制动力或其他残余阻力矩发生。借助于制动片支架310,第二制动片308设置在制动活塞310上,以便共同移动。制动活塞310以可移动的方式安装在制动卡钳组件302中的流体腔312中。第三车轮制动器106C可以由驾驶员经由制动踏板120或通过液压控制单元104液压驱动。第三车轮制动器106C通过操作第三施加阀174而被液压驱动,以经由导管314将流体压力供应到流体腔312。流体压力使制动活塞310在图2中向左移动,使得第一制动片306和第二制动片308(第一制动片306经由制动卡钳组件302)分别与制动转子304接合。
另外,可以在图2中看到,制动活塞310实现为中空的。第一驱动器208的推力件316容纳在制动活塞310中。第一驱动器208还包括具有电机和传动装置的驱动组件318。驱动组件318的输出轴320驱动驱动轴322,驱动轴322通过轴向轴承324支撑并且以螺纹方式容纳在推力件316的螺纹接收器326中。
在图2左侧面向制动转子304的区域中,推力件316具有锥形部分328,该锥形部分328可以与制动活塞310的互补锥形内表面330形成轴承接触。在图2所示的松开位置上,在两个锥形面328和330之间存在间隙332。因此,间隙332位于驱动器208和制动活塞310之间。
驻车制动ECU 218(图1中所示)分别控制第一EPB 206A和第二EPB 206B的操作。当正常施加第一EPB 206A时,第三车轮制动器106C的制动活塞310通过流体压力(经由行车制动系统100)移位,使得第三车轮制动器106C的第一制动片306和第二制动片308分别被压入与安装在相关车轮上的制动转子304接合。因此,制动活塞310包括液压驱动机构。随后,操作第一驱动器208,使得制动活塞310倚靠制动转子304支撑在第一驱动器208上。然后可以移除流体压力并且让制动活塞310保持支撑在第一驱动器208上。因此,第一驱动器208和第二驱动器210分别包括电驱动机构。当第一EPB 206A正常释放时,重新施加流体压力(如果在施加第一EPB 206A期间移除),则操作第一驱动器208,使得制动活塞310不再支撑在第一驱动器208上,然后释放流体压力以允许第一制动片306和第二制动片308分别从制动转子304松开。作为替代,第一驱动器208可以运行来使制动活塞310倚靠制动转子304支撑在第一驱动器208上,而制动活塞310不首先被流体压力移位。第二EPB 206B的正常操作类似于第一EPB206A。
第一驱动器208和第二驱动器210分别各自产生可变扭矩量。随着扭矩量增加,由第一EPB 206A和第二EPB 206B分别产生的制动力也增加,并且随着扭矩量减小,分别由第一EPB 206A和第二EPB206B产生的制动力也减少。因此,第一EPB 206A和第二EPB 206B中的每一个可以分别在完全释放和完全施加之间被施加或释放。第一驱动器208和第二驱动器210可以分别独立地控制,使得第一EPB206A和第二EPB 206B中的每一个分别产生不同的制动力。
驻车制动ECU 218可以响应于驻车制动器手动控制器220(图1中所示)分别控制第一EPB 206A和第二EPB 206B。作为非限制性示例,驻车制动器输入手动控制器220可以是按钮、开关或杆,车辆的驾驶员通过该按钮、开关或杆分别施加或释放第一EPB 206A和第二EPB 206B。
现在参考图3,其示出了控制方法(总体上用附图标记350表示)的第一实施例,分别用于行车制动系统100以及第一EPB 206A和第二EPB 206B。控制方法350分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以响应于行车制动踏板120的行车制动需求为车辆提供减速度,即制动。控制方法350在某些增压失败情况期间限制行车制动踏板120的行程。优选地,当系统状态指示故障状况时,执行控制方法350。因此,控制方法350绕过驻车制动ECU 218。
在步骤S101中,控制方法350检查是否满足进入条件。进入条件优选地包括但不限于系统状态传感器204指示用于行车制动系统100的故障状况、第一EPB 206A和第二EPB206B分别正在正常运行、第一排放阀164和第三排放阀176分别保持可操作和可控制以分别隔离第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D以及第一压力传感器148和第二压力传感器150分别是有响应的。如所讨论,故障状况可以是行车制动系统100正在推进模式下操作且增压失败。通常,这是电机196故障的结果。当满足进入条件时,控制方法350前进到步骤S102。当不满足进入条件时,控制方法350重复步骤S101,直到满足进入条件。优选地,在整个控制方法350中检查进入条件,并且如果不再满足进入条件,则控制方法350中止。
在步骤S102中,控制方法350检查行车制动踏板120是否正被压下或者是否存在分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B的初始制动指令。优选地,步骤S102检查行车制动踏板120是否正在被压下大于最小行程量。当压下行车制动踏板120时,控制方法350前进到步骤S103。当未压下行车制动踏板120时,控制方法350返回到步骤S101。可以设置持续时间,在那之后如果未压下行车制动踏板120,则控制方法350返回到步骤S101。作为替代,步骤S102可以重复,直到压下行车制动踏板120。
在满足进入条件并且压下行车制动踏板120的情况下,在步骤S103中,分别隔离分别具有第一EPB 206A和第二EPB 206B的第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D,例如液压地隔离。分别隔离第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D仅保留流体压力。这将导致行车制动踏板120的行程比由四轮推进模式导致的行程更少。
如图所示,分别隔离第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D需要第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别被隔离。如所讨论,通过关闭第三施加阀174和第三排放阀176来隔离第三车轮制动器106C。类似地,通过关闭第四施加阀180和第四排放阀182来隔离第四车轮制动器106D。第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D的分别隔离,分别将制动系统100的流体压力重定向到第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B,即行车制动系统100以两轮推进操作。
在步骤S104中,分别运行第一驱动器208和第二驱动器210,使得制动片308接触制动转子304,但制动片308不施加到制动转子304上以提供或产生任何显著的制动力。
在步骤S105中,根据行车制动系统100的流体压力计算开启时间请求值。开启时间请求值是分别驱动第一EPB 206A和第二EPB 206B的持续时间。作为非限制性示例,可以根据主缸中的流体压力计算开启时间请求值。将参考图4A和4B进一步讨论开启时间请求值的计算。
在步骤S106中,分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B以满足开启时间请求值,即分别在第一EPB 206A和第二EPB 206B中操作等于或满足开启时间请求值的持续时间。结果,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别在制动转子304上产生夹紧力,使得第一EPB206A由第一驱动器208支撑,而第二EPB 206B由第二驱动器210支撑。该制动力为车辆的后轮提供减速度。
在步骤S107中,检查是否已满足控制方法350的退出条件。作为非限制性示例,退出条件可以包括驾驶员释放行车制动踏板120。当尚未满足退出条件时,控制方法350返回到步骤S105。当满足退出条件时,控制方法350前进到步骤S108。
在步骤S108中,分别释放第一EPB 206A和第二EPB 206B。当第一EPB 206A和第二EPB 206B分别完全释放时,分别优选地操作第一驱动器208和第二驱动器210,直到反馈电流小于后运行电流阈值,以确保第一驱动器208和第二驱动器210分别与制动活塞310完全脱离。
然后,在步骤S109中,将具有电动驻车制动器的车轮制动器隔离。如图所示,这需要第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别被去除隔离。根据行车制动系统100的操作需要,通过打开第三施加阀174或第三排放阀176来使第三车轮制动器106C被去除隔离。类似地,通过打开第四施加阀180或第四排放阀182,再次根据行车制动系统100的操作需要,使第四车轮制动器106D被去除隔离。在步骤S109之后,控制方法350返回到步骤S101。
如所讨论,当系统状态传感器204指示行车制动系统100的故障状态时,即行车制动系统100以推进模式操作时,控制方法350提供减速度。作为替代,控制方法350可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以当没有故障状态时,即当行车制动系统100正常运行时,提供补充由行车制动系统100提供的制动的减速度。作为替代,控制方法350可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以提供补充其他制动(例如发动机制动)的减速度。控制方法350可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以提供当行车制动系统100以推进模式或正常操作时补充发动机制动的减速度。
现在参考图4A和4B,讨论控制方法350的开启时间请求值的计算。图4A和图4B中的开启时间请求值的计算方法结合到控制方法350中。例如,如图4A和4B中那样计算开启时间请求值可以结合到控制方法350的步骤S105中。
作为非限制性示例,可以根据流体压力计算开启时间请求值。在图4A和4B中,总体上以附图标记352A表示的表格和总体上以附图标记352B表示的图表示出了行车制动系统100的流体压力与开启时间请求值之间的关系。图表352B分别示出了第一EPB 206A和第二EPB 206B的驱动时间曲线,通常以附图标记353表示。开启时间要求值根据流体压力校准。优选地,在具有行车制动踏板120的各种施加的高μ表面上执行这种校准。制动性能与高和中μ表面上的过度释放活动相平衡。
通常,随着流体压力增加(分别表示非隔离的第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B的施加增加),开启时间请求值也增加。因此,分别由第一EPB 206A和第二EPB206B提供的后轮处的制动与行车制动系统100在前轮处的制动相关。将进一步详细讨论流体压力和开启时间请求值之间的关系。当故障状态指示行车制动系统100的故障并且流体压力处于或低于阈值时,则可以终止控制方法350并且将四轮推进用于制动系统100。
开启时间请求值不会与流体压力成正比增加。分别在第一和第二范围354A和354B中,开启时间请求值随着流体压力增加而增加,然后分别在第三和第四范围356A和356B中,开启时间请求值恒定而流体压力继续增加,并且最后在第五和第六范围358A和358B中,开启时间请求值再次随着流体压力增加而增加。开启时间请求值分别在第三和第四范围356A和356B中保持恒定,降低了车辆经历过度激励制动的可能性,这可能导致车辆的“海豚式”移动。如图所示,在计算第一范围354A的开启时间请求值时施加第一增益,在计算第二范围354B的开启时间请求值时施加第二增益,在计算第五范围358A的开启时间请求值时施加第三增益,而在计算第六范围358B的开启时间请求值时施加第四增益。进一步如图所示,第一增益大于第二增益,而第三增益大于第四增益。作为替代,第一和第二增益可以相等,并且第三和第四增益可以相等(使得开启时间请求值将分别在第一、第二、第五和第六范围354A、354B、358A和358B中线性增加)。此外,在最小流体压力360以下,将开启时间请求值设置为零。如图所示,最小流体压力360为3巴。
流体压力可以被限制为离散的量值或跳跃值,使得仅流体压力的有意义变化产生反应,即计算开启时间要求值。作为非限制性示例,流体压力可以被限制为离散的5巴量值或跳跃值。在这种情况下,在计算新的开启时间要求值之前,流体压力必须至少改变5巴。较小的量值增加施加和释放对流体压力变化的敏感性。在产生反应(即计算开启时间要求值)之前,较大的量值将需要更大的流体压力。
作为替代,代替流体压力,可以使用踏板行程的长度测量值来计算开启时间请求值。作为非限制性示例,输入杆122的所测移动可用于计算开启时间请求值。作为替代,输入杆122的所测移动可用于检查、验证或以其他方式验证根据流体压力计算的开启时间要求值。当不可用的流体压力(例如第一和第二传感器148或150)分别不响应时,输入杆122的所测移动也可以用于计算开启时间请求值。作为替代,可以根据驾驶员在行车制动踏板120处施加的制动踏板力来计算开启时间请求值。作为替代,可以根据柱塞组件152中的流体压力计算开启时间请求值。
现在参考图5,其示出了总体上用附图标记420表示的间隙减小方法,用于控制方法350减小间隙332。当节流阀输入传感器222(图1中所示)表示加速踏板输入的变化量大于最小变化量并且车辆的加速踏板输入的变化率大于最小变化率时,第三车轮制动器106C的制动活塞310与第一驱动器208之间以及第四车轮制动器106D的制动活塞310与第二驱动器210之间的间隙332可以减小。作为替代,间隙322可以改为在节流输入的完全释放时减小。对于间隙减小方法420,变化量和变化率表示加速踏板输入正在减小,即加速踏板踏板正在被释放。间隙减小方法420可以结合到控制方法350中。例如,可以在步骤S204中分别在操作第一EPB 206A和第二EPB 206B之前执行间隙减小方法420。作为替代,可以从控制方法350中省略间隙减小方法420。
在步骤S130中,间隙减小方法420验证控制方法350分别允许第一EPB 206A和第二EPB 206B操作并为车辆提供减速度。作为非限制性示例,步骤S130可以检查图3中的步骤S101是否为“是”。作为替代,可以从间隙减小方法420中省略步骤S130。
接下来,在步骤S131中,间隙减小方法420检查加速踏板输入的变化量是否大于最小变化量,并且车辆的加速踏板输入的变化率是否大于最小变化率。在步骤S132中,当加速踏板输入的变化量大于最小变化量并且车辆的加速踏板输入的变化率大于最小变化率时,第一驱动器208和第二驱动器210可以分别运行以减小间隙332。如将讨论,间隙332可以减小到零,使得锥形面328和330接触,但制动片308没有施加到制动转子304上。此外,当加速踏板输入的变化量大于最小变化量并且车辆的加速踏板输入的变化率大于最小变化率时,车辆以基本上直线行驶,并且制动系统100正在经历故障状态,可以分别运行第一驱动器208和第二驱动器210,使得制动片308接触制动转子304,但制动片308不施加到制动转子304上,以提供或以其他方式产生任何重要的制动力。优选地,制动片308施加于制动转子304而不产生任何制动力。
在步骤S132中减小间隙332而不在行车制动踏板120处产生制动需求,即在步骤S132期间行车制动踏板120处的制动需求为零。因此,在步骤S132中间隙332不减小,使得第一制动片306和第二制动片308分别与制动转子304接合以提供任何显著的制动力。优选地,间隙332在步骤S132中减小而不提供任何制动力。当间隙332为零时,制动活塞310通过卡钳组件302和第二制动片308与第一制动片306接触,但是第一制动片306和第二制动片308分别不与制动转子304接合以提供任何显著的制动力。优选地,当间隙332为零时,不产生制动力。减小间隙332就减少了驱动器310随后将第一制动片306和第二制动片308分别与制动转子304接合以提供制动力所需要的时间。分别与第一制动片306和第二制动片308接触的制动活塞310可以通过分别监测第一驱动器208和第二驱动器210的反馈电流来确定。
在一段持续时间之后,当驾驶员未施加制动踏板120或者加速踏板输入返回到施加状态时,第一驱动器208和第二驱动器210分别缩回以重新建立间隙332。作为非限制性示例,持续时间可以被校准为三秒。
在步骤133中,当加速踏板输入的变化量大于最小变化量并且车辆的加速踏板输入的变化率大于最小变化率时,间隙332保持在其当前状态并且不通过间隙减小方法420改变或以其他方式变更。
现在参考图6,其示出了控制方法350中的压力释放方法,总体上用附图标记438表示。压力释放方法438可以结合到控制方法350中。例如,压力释放方法438可以结合到步骤S106中,其分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以满足开启时间要求并产生夹紧力。
在步骤S150中,压力释放方法438验证控制方法350分别允许第一EPB 206A和第二EPB 206B操作并为车辆提供减速度。作为非限制性示例,步骤S150可以检查图3中的步骤S101是否为“是”。作为替代,可以从压力释放方法438中省略步骤S150。
在步骤S151中,压力释放方法438分别确定第一驱动器208或第二驱动器210中的任一个是否正在运行。在步骤S152中,当分别由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量增加或减少时,即第一驱动器208或第二驱动器210分别运行或以其他方式移动时,流体压力允许分别在流体腔312和流体贮存器108之间流动,即供应或释放流体压力。作为非限制性示例,当分别运行第一驱动器208和第二驱动器210来增加或减少扭矩量时,通过分别重新打开关闭的第一排放阀164和第三排放阀176,可分别允许流体压力在第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D之间流动。当第二驱动器210运行时第一排放阀164重新打开,并且当第一驱动器208运行时第三排放阀176重新打开。在步骤S153中,当分别由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量不增加或减少时,即扭矩量保持恒定并且第一驱动器208或第二驱动器210分别没有操作或移动时,分别具有第一EPB206A和第二EPB 206B的第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别保持隔离。
反馈电流可用于确定第一驱动器208或第二驱动器210是否分别在移动。当第一驱动器208的第一反馈电流大于空转或其他最小电流时,认为第一驱动器208正在移动并且第一排放阀164重新打开,而第一反馈电流大于空转电流。当第一反馈电流小于或等于空载电流时,认为第一驱动器208已经停止并且不移动。第一排放阀164关闭,而第一驱动器208不移动。类似地,当第二驱动器210的第二反馈电流大于空转或其他最小电流时,认为第二驱动器210正在移动并且第二排放阀176被重新打开,而第二反馈电流大于空转电流。当第二反馈电流小于或等于空闲电流时,认为第二驱动器210已经停止并且不移动。第三排放阀176关闭,而第二驱动器210不移动。
在压力释放方法438期间仅考虑第一驱动器208或第二驱动器210的移动,以分别确定是否重新打开第一排放阀164或第三排放阀176。在压力释放方法438期间,不考虑第一驱动器208或第二驱动器210的移动方向(例如前向或后向)。当第一驱动器208或第二驱动器210分别运行来在任何方向(例如前向或后向)上移动时,分别重新打开第一排放阀164或第三排放阀176。
可能期望分别将第一排放阀164和第三排放阀176的重新打开配对到第一驱动器208和第二驱动器210的操作,使得第一排放阀164和第三排放阀176分别仅在第一驱动器208和第二驱动器210分别运行时重新打开,以分别避免使第一排放阀164和第三排放阀176过热。作为替代,第一排放阀164和第三排放阀176可以分别打开少于第一驱动器208和第二驱动器210分别运行的全部时间。作为替代,在控制方法350的步骤S106期间,第一排放阀164和第三排放阀176可以分别保持打开。
间隙减小方法420、图4A和图4B的等效制动压力计算以及压力释放方法438可以选择性地结合到控制方法350中。例如,所有的间隙减小方法420、图4A和4B的等效制动压力计算以及压力释放方法438可以结合到控制方法350中。图7示出了具有间隙减小方法420、图4A和4B的等效制动压力计算以及压力释放方法438全部结合在一起的控制方法350。作为替代,间隙减小方法420、图4A和4B的等效制动压力计算以及压力释放方法438都可以不结合到控制方法350中。作为替代,可以将间隙减小方法420、图4A和4B的等效制动压力计算以及压力释放方法438中的一些的某种组合结合到控制方法350中。
现在参考图8和9,其示出了总体上用附图标记400表示的控制方法的第二实施例,以及分别用于行车制动系统100以及第一EPB206A和第二EPB 206B的总体上用附图标记402表示的状态图。状态图402示出了在控制方法400期间分别针对第一EPB 206A和第二EPB206B中的每一个的操作状态之间的关系。
控制方法400分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以响应于行车制动踏板120的行车制动需求为车辆提供减速度,即制动。优选地,当系统状态指示故障状况时,执行控制方法400。因此,控制方法400绕过驻车制动ECU 218。
当控制方法400已经启动时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别从启动状态404变为非激活状态406。控制方法400可以在车辆的钥匙开启时启动。
在步骤S201中,控制方法400检查是否满足进入条件。进入条件包括系统状态传感器204分别指示行车制动系统100的故障状态、第一EPB 206A和第二EPB 206B分别正常运行以及第一排放阀164和第三排放阀176分别保持可操作和可控制以分别隔离第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D。如所讨论,故障状况可以是行车制动系统100正在以推进模式操作。通常,这是电机196故障的结果。其他进入条件可包括驾驶员压下行车制动踏板120以显示制动意图。当满足进入条件时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别变为预设状态408,并且控制方法400前进到步骤S202。当不满足进入条件时,控制方法400重复步骤S201,直到满足进入条件。
在满足进入条件的情况下,在步骤S202中,分别将分别具有第一EPB 206A和第二EPB 206B的第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D隔离。优选地,当开关146检测到行车制动踏板120的最小行程量时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别被隔离。如图所示,这使得第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别被隔离。如所讨论,通过关闭第三施加阀174和第三排放阀176来隔离第三车轮制动器106C。类似地,通过关闭第四施加阀180和第四排放阀182来隔离第四车轮制动器106D。第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D的分别隔离,分别将制动系统100的流体压力重定向到第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B,即行车制动系统100以两轮推进操作。
在步骤S203中,根据行车制动需求计算等效制动压力,即将等效制动压力映射到行车制动需求。优选地,根据流体压力计算等效制动压力。作为替代,可以根据行车制动踏板120处的踏板行程或作为某种其他函数来计算等效制动压力。将参考图10A-11B进一步讨论等效制动压力的计算。
在步骤S204中,分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B以产生等效制动压力。具体地,分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以分别施加第一EPB 206A和第二EPB206B。分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以消除间隙332并使制动活塞310经由卡钳组件302和第二制动片308与第一制动片306接触(通过在图2中向左移动活塞310),使得第一制动片306和第二制动片308分别与制动转子304接合以提供制动力。结果,第一EPB 206A由第一驱动器208支撑,而第二EPB 206B由第二驱动器210支撑。
在预设状态408中,在第一EPB 206A和第二EPB 206B分别在步骤S204中运行之前,第一驱动器208和第二驱动器210分别与公共起始位置同步。分别通过分别运行第一驱动器208和第二驱动器210来同步第一驱动器208和第二驱动器210,直到分别来自第一驱动器208和第二驱动器210中的每一个的反馈电流相等。一旦反馈电流相等,第一驱动器208和第二驱动器210就将分别产生相等量的扭矩,因为分别由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量与反馈电流成比例。可以使用定时器来延迟反馈电流的测量,以允许浪涌电流稳定。例如,计时器可以是120毫秒。
在步骤S204中,检查分别由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量是减小、增加还是保持恒定以产生等效制动压力。如图9所示,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别具有保持状态410、增加扭矩状态412和减小扭矩状态414。
当等效制动压力大于制动器上压力阈值时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别从保持状态410变为增加扭矩状态412。在增加扭矩状态412中,分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以施加并分别增加由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量。当等效制动压力小于下限制动压力阈值时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别从保持状态410变为减小扭矩状态414。在减小扭矩状态414中,分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以释放并分别减小由第一驱动器208和第二驱动器210产生的扭矩量。第一EPB 206A和第二EPB 206B当等效制动压力小于下限制动压力阈值时分别从增加扭矩状态412变为减小扭矩状态414,而当等效制动压力大于制动器上压力阈值时分别从减小扭矩状态414到增加扭矩状态412。一旦第一EPB206A和第二EPB 206B分别产生等效制动压力,第一EPB 206A和第二EPB 206B就分别从增加扭矩状态412变为保持状态410,或从减小扭矩状态414变为保持状态410。在保持状态410中,分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以保持并维持第一驱动器208和第二驱动器210当前分别产生的扭矩量。
上限制动压力阈值分别用于第一EPB 206A和第二EPB 206B的施加(或部分施加),并且下限制动压力阈值分别用于第一EPB 206A和第二EPB 206B的释放(或部分释放)。上限制动压力阈值和下限制动压力阈值分别由第一驱动器208和第二驱动器210的先前操作设定,分别用于第一EPB 206A和第二EPB 206B,以产生先前的等效制动压力。先前的操作是从第一驱动器208和第二驱动器210分别在控制方法400开始之前最后激励的时间开始。第一驱动器208和第二驱动器210可以分别在控制方法400的先前执行期间或者在第一EPB206A和第二EPB 206B的正常操作期间分别激励,以便为车辆提供驻车制动功能。
上限制动压力阈值大于先前的等效制动压力,而下限制动压力阈值小于先前的等效制动压力。可以校准上限制动压力阈值和下限制动压力阈值。例如,上限制动压力阈值可以比先前的等效制动压力大5巴,而下限制动压力阈值可以比先前的等效制动压力小5巴。上限制动压力阈值和下限制动压力阈值减小了控制方法400的滞后。
可以分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以产生相等的扭矩量。作为替代,可以分别运行第一驱动器208和第二驱动器210以产生不相等的扭矩量。
尽管已经通过控制方法400分别描述了第一驱动器208和第二驱动器210的操作,但是控制方法400可以可选地分别独立地操作第一驱动器208和第二驱动器210。例如,控制方法400可以分别运行第一驱动器208和第二驱动器210中的一个,以增加第一扭矩量,同时分别运行第一驱动器208和第二驱动器210中的另一个以减小第二扭矩,其中第一和第二扭矩量之和是产生等效制动压力的扭矩量。
在步骤S205中,检查是否已满足控制方法400的退出条件。作为非限制性示例,退出条件可以包括驾驶员松开行车制动踏板120。当未满足退出条件时,控制方法400返回到步骤S203。当满足退出条件时,控制方法400前进到步骤S206。
在步骤S206中,分别释放第一EPB 206A和第二EPB 206B。当等效制动压力小于后运行制动压力阈值时,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别进入后运行状态416。例如,后运行制动压力阈值可以是2.5巴。当第一EPB 206A和第二EPB 206B分别完全释放时,分别优选地操作第一驱动器208和第二驱动器210,直到反馈电流小于后运行电流阈值,以确保第一驱动器208和第二驱动器210分别与制动活塞310完全脱离。当反馈电流小于后运行电流阈值时,第一EPB206A和第二EPB 206B分别处于非激活状态406。
然后,在步骤S207中,将具有电动驻车制动器的车轮制动器去除隔离。如图所示,这使得第三车轮制动器106C和第四车轮制动器106D分别被去除隔离。根据行车制动系统100的操作需要,通过打开第三施加阀174或第三排放阀176来使第三车轮制动器106C被去除隔离。类似地,通过打开第四施加阀180或第四排放阀182,再次根据行车制动系统100的操作需要,使第四车轮制动器106D被去除隔离。在步骤S207之后,控制方法400返回到步骤S201。然后,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别从后运行状态416变为非激活状态406。
如所讨论,当系统状态传感器204指示行车制动系统100的故障状态时,控制方法400提供减速度,即行车制动系统100在推进模式下操作。作为替代,控制方法400可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以提供减速度,该减速度补充由行车制动系统100在没有故障状况时(即当行车制动系统100正在正常运行时)提供的制动。作为替代,控制方法400可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB206B,以提供补充其他制动(例如发动机制动)的减速度。控制方法400可以分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B,以提供当行车制动系统100以推进模式或正常操作时补充发动机制动的减速度。
现在参考图10A-11B,讨论控制方法400的等效制动压力的计算。图10A-11B中计算等效制动压力的方法可以结合到控制方法400中。例如,如图10A-11B中所计算的等效制动压力可以结合到控制方法400的步骤S203中。
作为第一非限制性示例,可以根据流体压力计算等效制动压力。在图10A和10B中,总体上以附图标记422A表示的第一表格和总体上以附图标记422B表示的第一图表示出了行车制动系统100的流体压力与等效制动压力之间的第一关系。随着流体压力增加(分别表明非隔离的第一车轮制动器106A和第二车轮制动器106B的施加增加),等效制动压力也增加。当故障状态指示行车制动系统100的故障并且流体压力处于或低于阈值时,可以终止控制方法400并且将四轮推进用于制动系统100。
作为第二非限制性示例,可以根据踏板行程信号计算等效制动压力。在图11A和11B中,总体上用附图标记424A指示的第二表格和总体上用附图标记424B指示的第二图表示出了踏板行程信号与等效制动压力之间的第二关系。随着踏板行程信号增加(表示行车制动踏板120的行程或压下增加),等效制动需求也增加。如图所示,第二表格424A根据踏板行程百分比给出等效制动压力。作为替代,第二表格424A可以作为踏板行程的长度测量值给出等效制动压力。
优选地,踏板行程信号是作为备用的用于利用流体压力计算等效制动压力的第一源,或用于在踏板行程信号不可用时计算等效制动压力的第二源。另外,流体压力可以可选地用于检查、验证或以其他方式验证根据踏板行程信号计算出的等效制动压力。作为非限制性示例,当开关146无响应时踏板行程信号可能不可用,并且当第一压力传感器148和第二压力传感器150分别无响应时流体压力可能不可用。作为替代,流体压力可以是第一源,而踏板行程信号是备用或第二源。作为替代,可以使用其他数据源来计算等效制动压力。
此外,除了流体压力或踏板行程信号之外的数据输入可以用于计算等效制动压力。作为非限制性示例,除了流体压力或踏板行程信号之外,可以根据制动偏移因子、车辆参考速度、车辆减速度或后轮滑动数据来计算等效制动压力。
等效制动压力不会与制动需求成正比(以流体压力或踏板行程信号的形式)。相反,在计算踏板行程信号(对于行车制动踏板120的第一行程范围)的第一范围426的等效制动压力时施加第一增益,在计算踏板行程信号(用于行车制动踏板120的第二行程范围)的第二范围428的等效制动压力时施加第二增益,并且第一增益大于第二增益。类似地,在计算流体压力的第三范围430的等效制动压力时施加第三增益,在计算流体压力的第四范围432的等效制动压力时施加第四增益,并且第三增益大于第四个增益。第一和第三增益可以相等,第二和第四增益也可以相等,或者第一和第二增益之间的第一比率可以等于第三和第四增益之间的第二比率,尽管这不是必需的。第一范围426中的踏板行程信号值小于第二范围428中的踏板行程信号值,即从静止开始,行车制动踏板120的行程在推进到第二范围428之前导致开始于在第一范围426中的踏板行程信号。类似地,第三范围430中的流体压力值小于第四范围432中的流体压力值。最后,在踏板行程信号和流体压力的第五范围434和第六范围436中,等效制动压力被映射成制动需求,使得等效制动压力以恒定速率增加到最大等效制动压力。作为非限制性示例,最大等效制动压力可以是由行车制动系统100允许或能够产生的最大可允许流体压力。
低于最小等效制动压力,例如对于图10A中的流体压力的等效制动压力是0.5巴,或对于图11A中的踏板行程信号为5%,禁止控制方法400分别运行第一EPB 206A和第二EPB206B来为车辆提供减速度。当故障状态指示行车制动系统100的故障并且禁止控制方法400分别运行第一EPB 206A和第二EPB 206B来为车辆提供减速度时,行车制动系统100以四轮推进模式运行。
因此,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别在行车制动踏板120制动开始时的行程早期(即分别在第一范围426和第三范围430期间)提供更多制动。结果,第一EPB 206A和第二EPB 206B分别在行车制动踏板120的行程开始时比在行车制动踏板120的后续行程期间更积极地施加。这减少了行车制动踏板120的行程,以实现驾驶员在行车制动踏板120处的制动需求。
间隙减小方法420、图10A-11B的等效制动压力计算方法以及压力释放方法438可以选择性地结合到控制方法400中。例如,间隙减小方法420、图10A-11B的等效制动压力计算方法以及压力释放方法438中的全部都可以结合到控制方法400中。图12示出了具有间隙减小方法420、图10A-11B的等效制动压力计算方法以及压力释放方法438中的全部结合在一起的控制方法400。作为替代,间隙减小方法420、图10A-11B的等效制动压力计算方法以及压力释放方法438都可以不结合到控制方法400中。作为替代,间隙减小方法420、图10A-11B的等效制动压力计算方法以及压力释放方法438中的一些的某种组合可以分别结合到控制方法400中。
已经根据专利法规的规定,在其优选实施例中描述和说明了本发明的原理和操作模式。然而,必须理解,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以以不同于具体解释和说明的方式实施本发明。

Claims (11)

1.一种用于车辆的车辆制动系统,包括:
制动踏板,其能由车辆驾驶员操作并且耦合成控制制动压力产生单元以向液压驱动的前轮制动器和后轮制动器供应液压制动压力,其中后轮制动器也被构造成电驱动的;
传感器装置,用于监测驾驶员制动意图;
该制动系统能以第一模式和第二模式操作,在第一模式中前轮制动器和后轮制动器都是液压驱动的,而在第二模式中前轮制动器是液压驱动的,而后轮制动器是电驱动的,
该后轮制动器包括制动活塞和制动卡钳组件,该制动活塞包括制动片,该制动卡钳组件包括能操作以接合制动转子以制动车辆的制动片,该制动卡钳组件包括液压驱动机构和电驱动机构,
连接到传感器装置的控制器,其用于根据驾驶员的制动需求操作电驱动机构以驱动后轮制动器,
其中在第二模式中,后轮制动器由包括驱动器的电动驻车制动器电驱动,
其中在第一模式中,制动活塞不支撑在驱动器上,在第二模式中,制动活塞支撑在驱动器上,并且
其中在制动活塞和驱动器之间具有间隙,当加速踏板输入的变化量大于最小变化量并且加速踏板输入的变化率大于最小变化率时,该间隙减小。
2.根据权利要求1所述的制动系统,其中所述传感器装置监测制动踏板行程,并且所述电驱动机构根据制动踏板行程进行操作。
3.根据权利要求1或2所述的制动系统,其中所述传感器装置监测由驾驶员施加的制动踏板力和/或所述单元中的液压,并且其中所述电驱动机构根据所述踏板力和/或所述液压而操作。
4.根据权利要求3所述的制动系统,其中所述电动操作机构根据预定的驱动时间曲线操作,所述预定的驱动时间曲线是踏板力和/或液压的函数。
5.根据权利要求1所述的制动系统,其中所述控制器响应于初始制动指令以操作所述电驱动机构,使得所述制动片移动到盘接触位置。
6.根据权利要求5所述的制动系统,其中所述初始制动指令是当由车辆驾驶员初始操作时所述制动踏板的行程的函数。
7.根据权利要求5所述的制动系统,其中所述车辆包括车辆加速踏板,所述车辆加速踏板可由车辆驾驶员操作以控制所述车辆的推进,并且其中所述初始制动指令是驾驶员的所述加速踏板释放速率的函数。
8.根据权利要求1所述的制动系统,其中所述制动系统包括至少一个入口或隔离阀,所述入口或隔离阀连接成向所述液压驱动机构供应压力,并且所述控制器在所述系统处于所述第二模式时能操作以驱动所述隔离阀以液压地隔离前轮制动器与后轮制动器。
9.根据权利要求1或8所述的制动系统,其中所述制动系统包括至少一个出口或排放阀,所述出口或排放阀连接成从所述液压驱动机构释放压力,并且其中所述控制器能操作以在电驱动机构正在操作的时间中的至少一部分时间期间驱动所述排放阀,以防止液压驱动机构中的液压锁定和/或真空拉动。
10.根据权利要求1所述的制动系统,其中所述制动系统是线控制动系统,并且其中所述第一模式限定线控制动增压模式,而所述第二模式限定手动推进增压失败模式。
11.根据权利要求1所述的制动系统,其中所述电驱动机构还形成电动驻车制动系统的一部分。
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