CN111601737B - 用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的制动系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于从马达（110）向制动踏板（115）提供额外扭矩的系统（195）和方法（300）。该系统包括具有输入杆的制动踏板（115）；马达（110）；传感器（125）；以及电子控制器（130），其被配置为从传感器（125）接收制动踏板（115）的输入杆的速度，基于该速度确定扭矩比，确定制动踏板（115）的差动冲程，基于差动冲程确定扭矩偏移，基于扭矩比和扭矩偏移确定额外扭矩，以及控制马达（110）将额外扭矩施加到制动踏板（115）。

Description

用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的制动系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月23日提交的申请号为62/620,924的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用以其整体并入。

技术领域

实施例涉及用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的系统和方法。

背景技术

在压下制动踏板期间，车辆驾驶员可能体验（或感觉到）抵抗压下制动踏板的力的立即或突然增加。为了改进踏板感觉和可用性，需要一种用于“平稳”踏板感觉和改进驾驶员体验的手段。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的系统。所述系统包括具有输入杆的制动踏板；马达；传感器；以及电子控制器，其被配置为从传感器接收输入杆的速度，基于该速度确定扭矩比，确定制动踏板的差动冲程，基于差动冲程确定扭矩偏移，基于扭矩比和扭矩偏移确定额外扭矩，以及控制马达将额外扭矩施加到制动踏板。

本发明的另一个实施例提供了一种用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的方法。所述方法包括利用电子控制器从传感器接收制动踏板的输入杆的速度，利用电子控制器基于该速度确定扭矩比，利用电子控制器确定制动踏板的差动冲程，利用电子控制器基于制动踏板的差动冲程来确定扭矩偏移，利用电子控制器基于扭矩比和扭矩偏移来确定额外扭矩，以及利用马达将额外扭矩施加到制动踏板。

通过考虑详细描述和附图，其他方面、特征和实施例将变得清楚。

附图说明

图1是根据一个实施例的包括用于向制动踏板提供额外扭矩的系统的车辆的图示。

图2是根据一个实施例的电子控制器的图示。

图3是根据一个实施例的从马达向制动踏板提供额外扭矩的方法的流程图。

图4图示了根据一个实施例的输入杆的速度与扭矩比之间的关系。

图5图示了根据一个实施例的差动冲程与扭矩偏移之间的关系。

具体实施方式

在详细解释任何实施例之前，应理解的是，本公开不意图在其应用中被限制于在以下描述中阐述的或在以下附图中图示的部件的构造和布置的细节。实施例能够具有其他配置，并且能够以各种方式被实践或实施。

可以使用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实现各种实施例。此外，实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，出于讨论的目的，所述电子部件或模块可以被图示和描述为好像大多数部件仅在硬件中实现。然而，本领域普通技术人员以及基于对该详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以在由一个或多个处理器可执行（例如存储在非暂时性计算机可读介质上）的软件中实现。例如，说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个电子处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输出接口、一个或多个专用集成电路（ASIC）以及连接各种部件的各种连接（例如，系统总线）。

图1图示了根据一个实施例的具有用于从马达110向制动踏板115提供额外扭矩的系统105的车辆100。

车辆100可以是汽车、摩托车、半牵引式挂车等。车辆100包括制动系统120，并且可以具有本文中未描述的其他系统（例如，转向、动力系、悬架以及其他系统）。

系统105包括马达110、作为制动系统120的部分的制动踏板115、传感器125和电子控制器130。

在一个实施例中，马达110是电动马达。马达110被配置为向制动踏板115提供额外扭矩。马达110可以机械地耦合到制动踏板115，以便向制动踏板115提供扭矩。在一些实施例中，在制动踏板115被压下的所有情况中，马达110被控制以向制动踏板115施加扭矩。在一些实施例中，马达110被控制以向制动踏板115施加额外扭矩（如下面讨论）。

如指出的，制动踏板115是制动系统120的部件。制动踏板115被配置为被压下（诸如被车辆100的使用者的脚压下）或以其他方式移动，以便向制动系统120指示将至少一个制动施加到车辆100的车轮。制动踏板115包括输入杆。如果制动系统120是纯液压制动系统，则当制动踏板115被压下时，它使得输入杆被压入制动系统120的主缸中，以对主缸中的制动流体施加压力。在其他实施例中，制动系统120是“线控制动”系统，并且包括一个或多个电子部件。在“线控制动”实施例中，例如，当制动踏板115被压下时，制动踏板115或输入杆的移动被感测。制动系统120基于所感测的移动（例如，输入杆的位置、速率或速度）来制动车辆100的一个或多个车轮（例如，通过使得制动钳压在制动转子上）。

传感器125可以是速度传感器（诸如压电速度传感器、移动线圈速度传感器等）。传感器125电子地耦合到制动踏板115，并且被配置为当制动踏板115被压下或以其他方式移动时确定制动踏板115的输入杆的速度。在一些实施例中，响应于制动踏板115被压下或以其他方式移动（例如，被释放），传感器125可以进一步确定输入杆的位置、输入杆的位移以及输入杆的其他参数。

在图2中图示电子控制器130。在所示的示例中，电子控制器130电子地耦合到传感器125和马达110。电子控制器130可以包括电子处理器205和输入-输出接口210和存储器215。

电子处理器205可以是可编程电子微处理器、电子微控制器、专用集成电路（“ASIC”）等。电子处理器205可通信地耦合到输入-输出接口210和存储器215。与存储器215和输入-输出接口210协调的电子处理器205被配置为实现除了其他事物之外尤其本文中描述的方法。

应理解的是，电子控制器130可以包括多个电气和电子部件，所述多个电气和电子部件向电子控制器130内的部件和模块提供电力、操作控制和保护，其未在本文中描述。

电子控制器130可以在若干个独立的控制器（例如，可编程电子控制单元）中实现，所述若干个独立的控制器（例如，可编程电子控制单元）中的每个被配置为执行特定的功能或子功能。此外，电子控制器130可以包含子模块，所述子模块包括用于处理输入/输出功能、信号的处理和下面列出的方法的应用的附加电子处理器、存储器或ASIC。在其他实施例中，电子控制器130包括附加的、更少的或不同的部件。

用于从马达110向制动踏板提供额外扭矩的示例方法300在图3中的流程图中示出。

方法300包括利用电子控制器130从传感器125接收输入杆的速度（在框305处）。例如，当压下制动踏板115并且移动输入杆时，传感器125检测输入杆的速度，并且将代表输入杆速度的信号发送到电子控制器130。

方法300还包括利用电子控制器130基于接收到的输入杆的速度来确定扭矩比（在框310处）。例如，图4图示了根据一个实施例的输入杆的速度与扭矩比之间的关系。随着输入杆的速度增加，对应的扭矩比值越大。例如，在一个实施例中，电子控制器130从传感器125接收为每秒40毫米的速度。电子控制器130然后确定扭矩比是0.5。在一些实施例中，电子控制器130将扭矩比值保存到存储器215。

方法300还包括使用电子控制器130确定制动踏板115的差动冲程（在框315处）。制动踏板115的差动冲程可以是制动踏板115行进的距离、超过制动踏板115行进的特定阈值的距离等。在一个实施例中，制动踏板115的差动冲程由传感器125测量。在其他实施例中，单独的传感器测量差动冲程。可以通过传感器125测量制动踏板115的位移（例如，通过测量输入杆的位移）并且将该位移发送到电子控制器130来确定差动冲程。电子控制器130然后可以减去一个恒定值来确定差动冲程。电子控制器130可以进一步确定该恒定值（例如，1毫米），并且该恒定值可以是针对使用者可调整的。在一些实施例中，测量的距离是输入杆的位置与制动系统120中的参考点之间的差。例如，参考点可以是位于制动系统120的主缸的与输入杆进入主缸的位置相反的一端的致动器。当输入杆与致动器之间的距离减小时，该距离被测量为输入杆已经行进的距离（例如，如果输入杆与致动器之间的距离是0.5毫米）。

输入杆的速度也可以在参考点处开始测量，所述参考点诸如位于制动系统120的主缸的其中输入杆进入主缸的一端的点。

方法300还包括使用电子控制器130基于差动冲程来确定扭矩偏移（在框320处）。例如，图5图示了根据一个实施例的差动冲程与扭矩偏移之间的关系。如所示出的，基于差动冲程的值来确定扭矩偏移。例如，如果电子控制器130确定差动冲程是2毫米，则电子控制器130确定必要的扭矩偏移是0.2牛顿-米。

最大扭矩偏移可以由使用者设置（例如，不管差动冲程如何都可以提供的最大扭矩偏移量）。例如，在图5中，最大扭矩偏移是0.4牛顿-米。超过该值，对于任何对应的差动冲程值，可以提供的最大扭矩偏移是0.4牛顿-米。该参数可以由使用者可调谐。例如，使用者可以访问被电耦合到电子控制器130的触摸屏，该触摸屏允许使用者在存储器中设置最大扭矩偏移值。

方法300还包括使用电子控制器130基于扭矩比和扭矩偏移来确定要提供给制动踏板115的额外扭矩（在框325处）。例如，基于扭矩比和扭矩偏移，电子控制器130确定对于制动踏板115必要的额外扭矩。额外扭矩可以用于改进踏板感觉（车辆100的使用者感觉到的制动踏板115的平稳操作），或者用于防止对推回到制动踏板115上的力的立即感觉（immediate sensation）。

方法300还包括利用马达110向制动踏板115施加额外扭矩（在框330处）。电子控制器130被配置为向马达110生成控制信号，以控制马达向制动踏板115提供确定的额外扭矩。

在一些实施例中，车辆100的操作者可以将制动踏板115压下到其中输入杆不能再进一步移动的点（例如，到其中输入杆撞击致动器的点）。电子控制器130可以被配置为使用来自传感器125的数据（诸如输入杆的速度或位置）来确定车辆100的操作者仍然在压下制动踏板115，即使输入杆不能再进一步移动。在该情况中，电子控制器130可以控制马达110向制动踏板115提供比基于输入杆的速度或位置将被确定的更大量的额外扭矩。在一个示例中，电子控制器130根据来自传感器125的数据确定：即使在输入杆不能再进一步移动之后，制动踏板115也被压下。电子控制器130然后可以控制马达110，以基于在输入杆不移动的情况下制动踏板115已被压下的时间量，向制动踏板115提供更大量的额外扭矩。

因此，本文中描述的实施例总体上针对用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的系统和方法。

在以下权利要求书中阐述各种特征、优点和实施例。

Claims (20)

1.一种用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的制动系统，所述系统包括：

包括输入杆的制动踏板；

马达；

传感器；和

电子控制器，其被配置为

从传感器接收制动踏板的输入杆的速度，

基于所述速度确定扭矩比，

确定制动踏板的差动冲程，

基于差动冲程确定扭矩偏移，

基于扭矩比和扭矩偏移确定额外扭矩，以及

控制马达将额外扭矩施加到制动踏板。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，差动冲程被确定为制动踏板的位移。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，差动冲程被确定为制动踏板超过所述制动系统中的参考点的位移。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，输入杆的速度在所述制动系统中的参考点之后被确定。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，最大扭矩偏移由使用者设置。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，如果电子控制器确定扭矩偏移将大于最大扭矩偏移，则电子控制器使用最大扭矩偏移来确定额外扭矩。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，额外扭矩使制动踏板的操作平稳。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，额外扭矩防止去往制动踏板使用者的力的立即感觉。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，电子控制器进一步被配置为基于来自传感器的信号来确定：制动踏板仍然在被压下，但是输入杆不能再被进一步压下。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，电子控制器进一步被配置为提供额外扭矩，如同输入杆在被压下超过输入杆可以被压下的点一样。

11.一种用于从马达向制动踏板提供额外扭矩的方法，所述方法包括：

在电子控制器处从传感器接收制动踏板的输入杆的速度；

利用电子控制器基于所述速度确定扭矩比；

利用电子控制器基于扭矩比来确定制动踏板的差动冲程；

利用电子控制器基于差动冲程来确定扭矩偏移；

利用电子控制器基于扭矩比和扭矩偏移来确定额外扭矩；以及

利用电子控制器控制马达将额外扭矩施加到制动踏板。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，差动冲程被确定为制动踏板的位移。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，差动冲程被确定为制动踏板超过制动系统中的参考点的位移。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，输入杆的速度在制动系统中的参考点之后被确定。

15. 根据权利要求11所述的方法，其中，最大扭矩偏移由使用者设置。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括利用电子控制器确定：扭矩偏移将大于最大扭矩偏移；以及

如果扭矩偏移大于最大扭矩偏移，则使用最大扭矩偏移来确定额外扭矩。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，额外扭矩使制动踏板的操作平稳。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，额外扭矩防止去往制动踏板使用者的力的立即感觉。

19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括利用电子控制器基于来自传感器的信号来确定：制动踏板仍然在被压下，但是输入杆不能再被进一步压下。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括利用电子控制器提供额外扭矩，如同输入杆在被压下超过输入杆可以被压下的点一样。

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