CN113928286A - 制动模式切换装置和用于车辆的制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供制动模式切换装置和用于车辆的制动控制系统。制动模式切换装置包括制动模式选择部件、传动件、止动件、驱动器和运动控制部件。制动模式选择部件能在与第一制动模式对应的第一位置和与第二制动模式对应的第二位置之间移动。传动件耦接至制动模式选择部件并具有第一和第二传动部。止动件包括第一和第二止动部。运动控制部件设置在驱动器的输出轴上并耦接至制动模式选择部件。运动控制部件被配置为：响应于驱动器被通电而抵靠第一止动部并使制动模式选择部件处于第一位置，以使第一传动部接合第一执行部；以及响应于驱动器未被通电而抵靠第二止动部并使制动模式选择部件处于第二位置，以使第二传动部接合第二执行部。

Description

制动模式切换装置和用于车辆的制动控制系统

技术领域

本申请总体涉及车辆领域。更具体地，本申请涉及一种制动模式切换装置和用于车辆的制动控制系统。

背景技术

随着车辆使用年限的增加，车辆上的电气系统可能发生故障，这给车辆的驾驶带来了重大的隐患。特别是当发生故障的电气系统是与车辆的安全性能(例如制动性能)相关联时，这样的故障往往是致命的。因此，如何在车辆的电气系统发生故障的情况下依然能够确保驾驶的安全性，是设计者面临的一项重要的挑战。

发明内容

本申请的实施例提供了一种制动模式切换装置和用于车辆的制动控制系统，旨在至少部分地能够克服现有技术中存在的上述和/或其他潜在的问题。

在本申请的第一方面，提供了一种制动模式切换装置。该制动模式切换装置包括：制动模式选择部件，能够在与第一制动模式对应的第一位置和与第二制动模式对应的第二位置之间移动；传动件，耦接至该制动模式选择部件，并且具有第一传动部和第二传动部；止动件，包括第一止动部和第二止动部；驱动器，包括输出轴；以及运动控制部件，设置在该输出轴上，并且耦接至该制动模式选择部件，该运动控制部件被配置为：响应于该驱动器被通电，抵靠该第一止动部，并且使该制动模式选择部件处于该第一位置，从而使该第一传动部接合第一执行部；以及响应于该驱动器未被通电，抵靠该第二止动部，并且使该制动模式选择部件处于该第二位置，从而使该第二传动部接合第二执行部。

利用本申请的实施例，根据驱动器的通断状态，可以使传动件运动至不同的位置，从而实现不同的制动模式的切换。

在一种实现方式中，该运动控制部件包括：柱形主体，沿第一中心轴线延伸并且耦接至该驱动器的该输出轴；突出部，从该柱形主体的表面延伸远离该柱形主体，该突出部被配置为响应于该驱动器被通电而抵靠该第一止动部并且响应于该驱动器未被通电而抵靠该第二止动部；连接轴，从该柱形主体的靠近该突出部的一端沿第二中心轴线延伸，该第二中心轴线偏离并且平行于该第一中心轴线；以及传动环，套设在该连接轴上，并且耦接至该制动模式选择部件。利用这种布置，经由运动控制部件的巧妙设计，从而实现运动模式的可靠切换。

在一种实现方式中，当该制动模式选择部件处于该第一位置或该第二位置时，该第一中心轴线和该第二中心轴线之间的垂直连接线平行于由该第一位置指向该第二位置的第一方向。利用这种布置，可以防止驱动器受到制动模式选择部件的反向作用，从而避免驱动器过热。

在一种实现方式中，该制动模式切换装置还包括弹性件，耦接至该运动控制部件的该柱形主体，并且被配置为当该驱动器未被通电时，对该柱形主体进行复位，使该制动模式选择部件运动至该第二位置。利用这种布置，在驱动器由于故障未能正常工作时，通过弹性件的复位作用，使制动模式选择部件无需人为操作便可以自动地实现制动模式的切换。

在一种实现方式中，该制动模式切换装置还包括壳体，该壳体包括限制板，该限制板设置有容纳该制动模式选择部件的凹槽以将该制动模式选择部件限制为沿由该第一位置指向该第二位置的第一方向运动。利用这种布置，可以有效地限制制动模式选择部件的运动。

在一种实现方式中，该第一传动部包括第一齿形部，并且该第一执行部包括适于与该第一齿形部接合的第二齿形部，其中当该驱动器被通电时该第一齿形部接合该第二齿形部。利用这种布置，可以按可靠且成本可控的方式实现第一传动部与第一执行部之间的传动。

在一种实现方式中，该第二传动部包括第三齿形部，并且该第二执行部包括适于与该第三齿形部接合的第四齿形部，其中当该驱动器未被通电时该第三齿形部接合该第四齿形部。利用这种布置，可以按可靠且成本可控的方式实现第二传动部与第二执行部之间的传动。

在本申请的第二方面，提供了一种用于车辆的制动控制系统。该制动控制系统包括根据本申请的第一方面的制动模式切换装置以及制动踏板。该制动踏板通过连杆耦接至该传动件。利用这种布置，无需额外的操作便可实现车辆的制动控制系统的制动模式的切换。

在一种实现方式中，该制动控制系统还包括耦接至该制动模式切换装置的该第一执行部的反馈组件，该反馈组件被配置为在该驱动器被通电时为该制动踏板提供反作用力。利用这种布置，可以使驾驶员获得更加自然的驾驶体验。

在一种实现方式中，该制动控制系统还包括耦接至该制动模式切换装置的该第二执行部的制动线缆，该制动线缆被配置为在该驱动器未被通电时制动该车辆。利用这种布置，可以在车辆的电气系统故障时确保车辆的安全驾驶。

本申请的以上和其它方面在下面多个实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。附图并不一定按比例绘制，其中：

图1是示出了根据本申请的实施例的制动模式切换装置的立体示意图；

图2是示出了图1所示的制动模式切换装置的沿第一视角查看时的分解示意图；

图3是示出了图1所示的制动模式切换装置的沿第二视角查看时的分解示意图，其中省略了部分部件；以及

图4是示出了图3中的A部细节的放大示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

在本申请的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

下面结合车辆的使用场景来描述根据本申请的实施例的制动控制系统的一些实现方式。在本申请的语境下，术语“车辆”可以包含各种形式。例如，车辆可以是电动车辆、燃油车辆，也可以是采用混合动力的车辆。在一些实施例中，车辆可以是家用车辆、运营性质的客运车辆或运营性质的货运车辆，等等。在一些实施例中，车辆可以是配备一定自主驾驶能力的车辆，其中自动驾驶能力可以包括但不限于辅助驾驶能力、半自动驾驶能力、高度自动驾驶能力或者完全自动驾驶能力。车辆的具体形式不受到上文列举的这些形式的限制，只要这样的车辆需要制动操作即可。

下面结合图1至图4来描述根据本申请的实施例的更多细节，其中图1示出了根据本申请的实施例的用于车辆的制动控制系统2中的制动模式切换装置1的总体立体示意图。制动模式切换装置1用于实现对车辆的制动模式进行切换。

下面介绍车辆的制动模式。目前许多车辆采用电子机械制动(ElectromechanicalBrake,EMB)系统进行制动。在车辆的电气系统正常运转时，EMB系统可以感测到制动踏板被踩下，并且经由电气方式来控制刹车片抱紧车辆的轮胎，从而产生制动力以实现制动。在本文中，这种模式被称为“第一制动模式”。EMB系统需要依赖于车辆上的电气系统提供动力支持，因此一旦电气系统失效，则EMB系统无法正常工作，此时就需要利用机械传动系统进行制动。在本文中，这种模式被称为“第二制动模式”。

如图1所示，制动模式切换装置1被耦接至连杆33。在连杆33的一侧可连接有制动踏板(未示出)。制动踏板可以耦接至位于连杆33的一侧上的连接孔37并且绕着连杆33的轴线C转动。当制动踏板被踩踏时，可以经由连杆33将制动动作传递到制动模式切换装置1内部，并且基于车辆的电气系统的状态，制动模式切换装置1可以使车辆的制动模式在第一制动模式和第二制动模式之间切换。这将在下文中结合制动模式切换装置1的内部结构进行更详细的描述。

下面结合图2至图4来描述制动模式切换装置1的更多细节。如图2所示，制动模式切换装置1总体上包括制动模式选择部件20、传动件30、止动件10、驱动器70以及运动控制部件40。该制动模式选择部件20能够沿第一方向L1在第一位置与第二位置之间移动，其中第一位置与第一制动模式对应，并且第二位置与第二制动模式对应，第一方向L1为从第一位置指向第二位置的方向。传动件30被耦接至制动模式选择部件20，并且具有第一传动部31和第二传动部32。结合图2和图3，在图示的实施例中，可以在制动模式选择部件20朝向传动件30的一侧设置有凹槽24，并在传动件30朝向制动模式选择部件20的一侧设置有突起34，突起34可以至少部分地被容纳在凹槽24中，从而实现制动模式选择部件20与传动件30的耦接。利用这样的布置，当制动模式选择部件20沿第一方向L1在第一位置与第二位置之间移动时，可以带动传动件30沿第一方向L1运动。

如图3所示，止动件10包括第一止动部11和第二止动部12，用来限制运动控制部件40的运动。在图示的实施例中，止动件10包括C形实体结构，其中第一止动部11和第二止动部12被设计为是该实体结构的两端，用来将运动控制部件40限制在一定的运动范围内。例如，如图3所示，这样的运动范围可以是180°，其中第一止动部11是下限位，第二止动部12是上限位。在其他的实施例中，这样的运动范围可以是介于约150°到约210°之间的任一角度。在进一步的实施例中，这样的运动范围可以更大或更小，本申请的范围在此方面不错严格限制。

在一些实施例中，止动件10可以直接或间接地安装至车辆的机架上。应该理解的是，这里描述的止动件10的具体形式仅仅是示意性的，而非限制性的。在具体的使用场景中，可以基于驾驶的实际需求对止动件10的结构和对应的行程范围进行相应的调整。

继续参考图3，驱动器70包括输出轴72。该输出轴72耦接至运动控制部件40，使得运动控制部件40可以随着输出轴72一起转动。该运动控制部件40耦接至制动模式选择部件20。如果驱动器70被通电，则运动控制部件40抵靠第一止动部11并使制动模式选择部件20处于第一位置，从而使传动件30向下运动，使其第一传动部31接合第一执行部80。第一执行部80位于制动模式切换装置1的外部，并且在第一方向L1上是静止的。如果驱动器70未被通电，则运动控制部件40抵靠第二止动部12并使制动模式选择部件20处于第二位置，从而使传动件30向上运动，使其第二传动部32接合第二执行部90。第二执行部90位于制动模式切换装置1的外部，并且在第一方向L1上也是静止的。根据驱动器70是否被通电，传动件30的运动方向可以发生变换，通过使制动模式切换装置1与第一执行部80和第二执行部90的任一个执行部接合，来实现不同制动模式的切换。

参考图4，运动控制部件40可以包括柱形主体42。该柱形主体42围绕第一中心轴线A1延伸。结合图2，柱形主体42具有朝向并容纳驱动器70的输出轴72的环形凹部41，从而将柱形主体42耦接至驱动器70的输出轴72。

继续参考图4，运动控制部件40设置有从柱形主体42的表面延伸远离柱形主体42的突出部44。当驱动器70被通电时，经由输出轴72带动运动控制部件40转动，从而使运动控制部件40的突出部44抵靠第一止动部11。当驱动器70未被通电时，经由输出轴72带动运动控制部件40转动，从而使运动控制部件40的突出部44抵靠第二止动部12。运动控制部件40还包括从柱形主体42的一端延伸出的连接轴46，并且包括设置在该连接轴46上的传动环48。如图4所示，连接轴46和突出部44位于第一中心轴线A1的同一侧。连接轴46大致沿着第二中心轴线A2延伸，如图4所示，第二中心轴线A2与第一中心轴线A1平行，并且偏离第一中心轴线A1。

传动环48被耦接至制动模式选择部件20，这在图2中最佳地示出。在图示的实施例中，制动模式选择部件20在面朝传动环48的一侧设置有接纳部22，接纳部22用来接纳传动环48，从而当传动环48随着连接轴46运动时可以带动制动模式选择部件20运动。

下面结合具体的示意性场景描述本申请的实施例的第一制动模式。在一些实施例中，驱动器70可以是车辆上的电动机。只要车辆上的电气系统正常运转，则驱动器70可以被通电，此时驱动器70可以沿着图3所示的第一转动方向C1旋转，从而通过输出轴72带动运动控制部件40也沿着第一转动方向C1旋转。这样，运动控制部件40的突出部44将会被旋转到与第一止动部11抵靠的位置。由于连接轴46和突出部44位于第一中心轴线A1的同一侧，因此，此时连接轴46运动到其下限位，并使得传动环48也处于其下限位，从而带动制动模式选择部件20及传动件30向下运动。这样，参考图2和图3，将会使传动件30的第一传动部31接合第一执行部80。

在一些实施例中，车辆的制动控制系统2可以包括耦接至第一执行部80的反馈组件82。在进一步的实施例中，反馈组件82可以是弹簧或弹簧组，弹簧或弹簧组沿着其轴线延伸，用来在驱动器70被通电时为制动踏板提供反作用力。利用这种布置，在车辆的电气系统正常工作时，当驾驶员踩下制动踏板时，可以得到适当的制动反馈，通过这种反馈，驾驶员得以知晓车辆的电气系统的状态是正常的。

在一些实施例中，如图2所示，制动模式切换装置1还可以包括筒体86，用来安装并容纳反馈组件82。筒体86可以直接或间接地固定至车辆的机架，从而确保反馈组件82响应于制动踏板被踩下仅沿其轴线运动。

下面结合具体的示意性场景描述本申请的实施例的第二制动模式。在一些实施例中，制动模式切换装置1还包括耦接至运动控制部件40的柱形主体42的弹性件60。如图4所示，弹性件60可以采用扭簧的形式。参考图3，一旦车辆上的电气系统发生故障，则提供给驱动器70的动力也会失效，此时驱动器70未被通电。在弹性件60的复位作用下，运动控制部件40的柱形主体42将会沿着图3所示的第二转动方向C2旋转。这样，运动控制部件40的突出部44将会被旋转到与第二止动部12抵靠的位置，即图上所示的上限位。由于连接轴46和突出部44位于第一中心轴线A1的同一侧，因此，此时连接轴46运动到其上限位，并使得传动环48也处于其上限位，从而带动制动模式选择部件20及传动件30向上运动。这样，参考图2和图3，将会使传动件30的第二传动部32接合第二执行部90。

在一些实施例中，车辆的制动控制系统2可以包括耦接至第二执行部90的制动线缆92，制动线缆92用来在驱动器70未被通电时以机械方式制动车辆。如图2所示，制动线缆92可以经由导臂96连接至第二执行部90。制动线缆92可以连接至一系列机械传动组件(未示出)，可以采用已知的或将来开发出的各种传动方式利用制动线缆92制动车辆，具体的方式不受到本申请的实施例的限制。利用这种布置，在车辆的电气系统无法正常工作的情况下，当驾驶员踩下制动踏板时，连杆33将推动传动件30带动第二执行部90运动，从而经由导臂96对制动线缆92施加制动作用，确保在电气故障发生时也可以对车辆进行制动并在必要时进行停车维修，从而提高驾驶的安全性。

在一些实施例中，如图2所示，制动模式切换装置1还可以包括耦接在导臂96上的回弹件98。回弹件98可以采用图示的扭簧的形式，当对制动踏板的踩踏被解除后，回弹件98可以利用其复位作用使制动线缆92回到初始位置，以便于制动踏板下一次被踩踏时重复上述运动。

根据本申请的实施例的制动控制系统可以使得当车辆的电气设备失效时自动地切换制动模式，在不需要驾驶员额外操作的情况下，确保车辆的制动性能不受影响。

在一些实施例中，如图2所示，该制动模式切换装置1还包括壳体50。壳体50可以直接或间接地装配至车辆的机架，因此壳体50相对于车辆是静止的。壳体50可以包括限制板52，限制板52设置有凹槽54，用于容纳制动模式选择部件20，以将制动模式选择部件20限制为沿第一方向L1运动。

在一些实施例中，当制动模式选择部件20处于第一位置或第二位置时，即运动控制部件40的突出部44处于其上限位和下限位时，第一中心轴线A1和第二中心轴线A2之间的垂直连接线平行于第一方向L1。

如前文讨论的，由于制动模式选择部件20被嵌入壳体50的限制板52的凹槽54中，因此其只能沿着在图2至图4中所示出的第一方向L1运动。由于传动环48被嵌入制动模式选择部件20的接纳部22中，因此传动环48相对于驱动器70的输出轴72的作用力是平行于第一方向L1的。此时，无论运动控制部件40是处于图4中所示的上限位，还是处于与上限位相对的下限位，由于运动控制部件40的第一中心轴线A1和传动环48的第二中心轴线A2之间的垂直连接线与第一方向L1是平行的，因此该作用力都不会产生力矩来使得运动控制部件40的突出部44脱离该上限位或者下限位。也就是说，运动控制部件40被“自锁”在其上限位或者下限位，只有作为主动装置的驱动器70的作用会通过输出轴72带动运动控制部件40脱离上限位或者下限位，而作为从动装置的制动模式选择部件20的运动并不会使运动控制部件40脱离上限位或者下限位。利用这种机械自锁原理，可以避免制动模式选择部件20给驱动器70带来过大的反向作用，从而避免驱动器70因过大的反向作用导致的发热问题。

在一些实施例中，如图2和图3所示，第一传动部31可以包括第一齿形部35，并且第一执行部80包括与第一齿形部35配合的第二齿形部84。如图所示，第一齿形部35与第二齿形部84可以采用齿条的形式。利用这种布置，可以稳固可靠地将传动件30的运动传递给第一执行部80。

在一些实施例中，如图2和图3所示，第二传动部32可以包括第三齿形部36，并且第二执行部90包括与第三齿形部36配合的第四齿形部94，如图所示，第三齿形部36与第四齿形部94可以采用齿条的形式。利用这种布置，可以稳固可靠地将传动件30的运动传递给第二执行部90。

相比于传统的方案，根据本申请的实施例的制动控制系统在车辆的电气设备失效时可以自动地切换制动模式，避免因制动性能较低导致交通事故。此外，车辆的电机过热问题也可以得到克服，因此具有较好的使用效果。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种制动模式切换装置(1)，其特征在于，包括：

制动模式选择部件(20)，所述制动模式选择部件(20)在与第一制动模式对应的第一位置和与第二制动模式对应的第二位置之间移动；

传动件(30)，耦接至所述制动模式选择部件(20)，并且具有第一传动部(31)和第二传动部(32)；

止动件(10)，包括第一止动部(11)和第二止动部(12)；

驱动器(70)，包括输出轴(72)；以及

运动控制部件(40)，设置在所述输出轴(72)上，并且耦接至所述制动模式选择部件(20)，所述运动控制部件(40)被配置为：

响应于所述驱动器(70)被通电，抵靠所述第一止动部(11)，并且所述制动模式选择部件(20)处于所述第一位置，从而使所述第一传动部(31)接合第一执行部(80)；以及

响应于所述驱动器(70)未被通电，抵靠所述第二止动部(12)，并且所述制动模式选择部件(20)处于所述第二位置，从而使所述第二传动部(32)接合第二执行部(90)。

2.根据权利要求1所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，所述运动控制部件(40)包括：

柱形主体(42)，沿第一中心轴线(A1)延伸并且耦接至所述驱动器(70)的所述输出轴(72)；

突出部(44)，从所述柱形主体(42)的表面延伸远离所述柱形主体(42)，所述突出部(44)被配置为响应于所述驱动器(70)被通电而抵靠所述第一止动部(11)并且响应于所述驱动器(70)未被通电而抵靠所述第二止动部(12)；

连接轴(46)，从所述柱形主体(42)靠近所述突出部(44)的一端沿第二中心轴线(A2)延伸，所述第二中心轴线(A2)偏离并且平行于所述第一中心轴线(A1)；以及

传动环(48)，套设在所述连接轴(46)上，并且耦接至所述制动模式选择部件(20)。

3.根据权利要求2所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，

当所述制动模式选择部件(20)处于所述第一位置或所述第二位置时，所述第一中心轴线(A1)和所述第二中心轴线(A2)之间的垂直连接线平行于由所述第一位置指向所述第二位置的第一方向(L1)。

4.根据权利要求2所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，还包括：

弹性件(60)，耦接至所述运动控制部件(40)的所述柱形主体(42)，并且被配置为当所述驱动器(70)未被通电时，对所述柱形主体(42)进行复位，使所述制动模式选择部件(20)运动至所述第二位置。

5.根据权利要求1所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，还包括：

壳体(50)，所述壳体(50)包括限制板(52)，所述限制板(52)设置有容纳所述制动模式选择部件(20)的凹槽(54)以将所述制动模式选择部件(20)限制为沿由所述第一位置指向所述第二位置的第一方向(L1)运动。

6.根据权利要求1所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，

所述第一传动部(31)包括第一齿形部(35)，并且所述第一执行部(80)包括适于与所述第一齿形部(35)接合的第二齿形部(84)，其中当所述驱动器(70)被通电时，所述第一齿形部(35)接合所述第二齿形部(84)。

7.根据权利要求1所述的制动模式切换装置(1)，其特征在于，

所述第二传动部(32)包括第三齿形部(36)，并且所述第二执行部(90)包括适于与所述第三齿形部(36)接合的第四齿形部(94)，其中当所述驱动器(70)未被通电时所述第三齿形部(36)接合所述第四齿形部(94)。

8.一种用于车辆的制动控制系统(2)，其特征在于，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的制动模式切换装置(1)；以及

制动踏板，所述制动踏板通过连杆(33)耦接至所述传动件(30)。

9.根据权利要求8所述的制动控制系统(2)，其特征在于，还包括耦接至所述制动模式切换装置(1)的所述第一执行部(80)的反馈组件(82)，所述反馈组件(82)被配置为在所述驱动器(70)被通电时为所述制动踏板提供反向作用力。

10.根据权利要求8所述的制动控制系统(2)，其特征在于，还包括耦接至所述制动模式切换装置(1)的所述第二执行部(90)的制动线缆(92)，所述制动线缆(92)被配置为在所述驱动器(70)未被通电时制动所述车辆。

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