CN117657087A - 制动模块和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种制动模块和车辆。制动模块包括：主缸；所述主缸中的主活塞和至少一个腔室；推杆，所述推杆的一端用于与制动踏板连接，所述推杆的另一端能够与所述主活塞接合以推动所述主活塞；储液器，所述储液器通过补液流路与至少一个腔室连通；其中，所述补液流路上设置有第一阀，所述第一阀配置成在常规制动工况下切断从所述至少一个腔室经所述补液流路至所述储液器的流体流通。根据本申请的实施例的制动模块和车辆改善用户踩压制动踏板时的脚感。

Description

制动模块和车辆

技术领域

本申请涉及车辆制动装置领域，更具体地，本发明涉及一种制动模块和具有该制动模块的车辆。

背景技术

线控制动系统尤其是集成式制动器(Integrated Power Brake，简称IPB)是从传统的液压系统发展来的一种新型制动系统。区别于传统机械制动系统，其中制动踏板通过连杆与主缸活塞机械连接而电机仅用于提供助力，线控制动系统使制动踏板与液压制动缸一定程度解耦，使得制动扭矩主要或甚至全部依赖于电机，而制动踏板的行程则被探测以作为控制电机的信号，由此充分利用电机的可控性特性，使制动系统更便于与电动车辆，智能驾驶或自动驾驶等系统整合。

对于此类液压式线控制动系统而言，相较于传统制动系统，驾驶员踩压制动踏板的脚感反馈存在一定差异，如何更好地模拟传统机械制动踏板的脚感是一个挑战。

发明内容

本申请的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据本申请的一方面，提供了一种制动模块，包括：

主缸；

所述主缸中的主活塞和至少一个腔室；

推杆，所述推杆的一端用于与制动踏板连接，所述推杆的另一端能够与所述主活塞接合以推动所述主活塞；

储液器，所述储液器通过补液流路与至少一个腔室连通；

其中，所述补液流路上设置有第一阀，所述第一阀配置成在常规制动工况下切断从所述至少一个腔室经所述补液流路至所述储液器的流体流通。

根据本申请的另一方面，提供了一种车辆，所述车辆配置有根据本申请的各个实施例所述的制动模块。

根据本申请的实施例的制动模块和车辆改善用户踩压制动踏板时的脚感。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据现有技术的车辆制动主缸的输入推杆行程与输入力的特性线；

图2示出了图1框选部分a的放大图；

图3示出了根据实施例的制动模块的局部结构示意图；

图4示出了根据另一实施例的制动模块的局部结构示意图；以及

图5示出了根据实施例的制动模块液压回路的示意图。

具体实施方式

参考图1和图2，它们分别示出了根据现有技术的制动模块的输入推杆行程与输入力的特性线以及图1框选部分a的放大图。应当理解，主缸的推杆与制动踏板连接，因此推杆行程与制动踏板行程相关。单位daN是DecaNewton的简称，是一个力学单位，换算公式为：1daN＝10N。图中还用A(Apply)箭头表示了推杆前进或者说制动踏板被踩下时曲线(即去程)，用R(Return)箭头表示了推杆后退或者说制动踏板被释放时的曲线(即回程)。去程和回程之间存在一定差异。本申请关注的推杆初始位移阶段(如占总行程的10％以内)的区域a中的情况，在上述推杆的回程曲线中，出现了输入力的两个波动b和c，该力的波动反应在制动踏板上时，表现为瞬间抖动，将带给驾驶员困惑或脚感上的异常。尽管该异常较为细微且对于一些驾驶员而言难以察觉或难以描述，但如下文将详述的，本申请的发明人1.察觉到了该脚感异常，2.找到了其产生的原因并且3.提供了解决该异常的有效方法。

继续参考图3，其中示出了根据一个实施例的制动模块的局部示意图。制动模块包括：主缸1，主缸1大致呈圆筒形，具有缸壁11，缸壁11的外端敞开以用于接收活塞而缸壁11的内端由端壁12封闭(以下将靠近端壁12的方向称为内侧或内部)；主缸1中的主活塞22和至少一个腔室；推杆21，推杆21的一端用于与制动踏板20连接，推杆21的另一端能够与主活塞22接合以推动主活塞22；储液器3，储液器3通过补液流路31与至少一个腔室连通，其中，补液流路31上设置有第一阀311，第一阀311配置成在常规制动工况下切断从至少一个腔室101经补液流路31至储液器3的流体流通。应当理解，尽管在所示实施例中，示出了主缸1中设置有主活塞22和副活塞24，而至少一个腔室包括主活塞22与副活塞24之间的第一腔室101以及副活塞24与主缸的端壁12之间第二腔室102，但在备选实施例中，主缸中的腔室的数量可以是一个或更多个。在典型的具有两个腔室的主缸结构中，第一腔室101通过第一补液流路31与储液器3连通，第二腔室102通过第二补液流路32与储液器3连通。在所示的实施例中，第一阀311设置在第一补液流路31上，备选地，第一阀311也可设置在第二补液流路32上。

第一补液流路31和第二补液流路32目的是使储液器中的制动液补充至各个腔室，例如在首次加注工况，发生泄漏时的补液工况或者踏板排气工况。但在踩压制动踏板20时，尤其是在初始行程中，如果制动液存在通过第一补液流路31和第二补液流路32通至储液器3的反向流，则将导致主缸1中的制动液减少，这将反映在释放制动踏板至一定程度时，第一腔室101和第二腔室102中的负压，而当释放制动踏板时，第一复位弹簧23和第二复位弹簧25分别推动主活塞和副活塞向外移动，直到储液器3与第一腔室101和第二腔室102再次连通时，储液器3中的制动液补入第一腔室101和第二腔室102，使负压消失，上述负压的产生和消失造成输入力的波动，而图2中的波动b和c正分别对应于第一腔室101和第二腔室102中负压的产生和消失。为了避免该波动，本申请设置了第一阀311，该第一阀311配置成在常规制动工况下切断从第一腔室101经第一补液流路31至储液器3的流体流通，使得在踩压制动踏板20时不再有制动液反流至储液器3，由此防止主缸中腔室内的负压产生和制动液流出腔室的发生以及与之相关的脚感异常或抖动。

在一些实施例中，在存在第二补液支路32的情况下，第一阀311设置在第一补液支路31上，第二补液流路上不设置阀，这样可减少图2中的波动b和c中的一个，以缓解所述问题。在一些实施例中，第一阀311设置在第一补液支路31上，而第二补液流路上可设置有第二阀，第二阀配置成在常规制动工况下切断从所述第二腔室经所述第二补液流路至所述储液器的流体流通。

在一些实施例中，第一阀和/或第二阀可为常闭电磁阀，并且所述第一阀和/或第二阀在补液工况下打开。如上所详述的，补液工况包括首次加注制动液，由于泄漏而补充制动液以及踏板排气工况。除了上述补液工况外，制动模块的工作工况还包括：常规制动工况和自检测工况。在这常规制动工况和大多甚至全部的自检测工况中，第一阀和/或第二阀保持常闭，这可减少系统的能耗并简化系统控制逻辑(仅在补液工况下打开)，而在常规制动工况或大多数甚至全部的自检测工况中无需对第一阀和/或第二阀进行任何控制，第一阀和/或第二阀也不会产生任何能耗。

在一些实施例中，主活塞22大致为圆筒形，其与推杆21接合的外端封闭而靠近主缸1的端壁12的内端敞开，并且在主活塞22的周面上沿圆周分布有通孔223，类似地，副活塞24大致为圆筒形，其外端封闭而内端敞开，并且在副活塞24的内端的周面上沿圆周分布有通孔243。此外，主活塞22与主缸1的缸壁11之间具有第一密封件221和第二密封件222，第一密封件221用于与外界环境隔离，第二密封件222用于与第一腔室101密封，第一补液流路31至第一腔室101的第一端口111位于第一密封件221和所述第二密封件222之间。在未踩压制动踏板，即主活塞22的初始位置上，主活塞22的圆周面上的通孔223也处于第一密封件221和第二密封件之间222，使得第一腔室101通过主活塞内部与第一端口111连通。在主活塞22的初始行程中，在不存在第一阀311或第一阀311开启的情况下，第一腔室101中的制动液可通过主活塞22的圆周面的通孔223，第一端口111和第一补液支路31反流至储液器3，由于这种连通，在主活塞22的周面的通孔223经过第二密封件222前，第一腔室101中将不会建立起有效压力，因此，该行程也被称为空行程，在该空行程中，部分的制动液可能会反流至储液器3，使得主缸1中的制动液部分流失，而第一阀311可避免这种情况的发生。类似地，副活塞24与主缸的缸壁11之间具有第三密封件241和第四密封件242，第二补液流路32至第二腔室102的第二端口112位于第三密封件241和第四密封件242的之间。另外，值得注意的是，在副活塞24和主活塞22之间还提供了第一复位弹簧23，在副活塞24与主缸1的端壁12之间还提供了第二复位弹簧25，第一复位弹簧23和第二复位弹簧25则用于在释放制动踏板时推动主活塞22和副活塞24回到初始位置。在一些实施例中，当制动模块属于液压式线控制动系统，第一腔室101或第二腔室102还可通过控制阀41流体连接至踏板感模拟缸4。在一些实施例中，本发明的设计理念不限于线控制动系统，其同样可应用于普通液压助力制动模块。

继续参考图4，其中示出了制动模块的备选实施例。图4所示的实施例与图3所示的实施例存在的区别在于，第一阀和第二阀替换地设置成单向阀311′，321′，单向阀311′，321′仅允许流体从储液器向第一腔室和第二腔室流动。通过使用单向阀311′，321′，一方面可进一步简化系统的控制，因为无需对于单向阀311′，321′进行任何控制。另一方面，由于选用了单向阀311′，321′，将不存在从第一腔室101和第二腔室102向储液器3的反流。此时，主活塞22和缸壁之间可设置一个或多个外密封件225，第一补液流路至第一腔室的第一端口可位于缸壁上一个或多个外密封件225内侧的任何位置，副活塞24与缸壁之间可设置一个或多个内密封件226，第二补液流路至第二腔室的第二端口可位于所述缸壁上一个或多个内密封件226内侧的任何位置，而对于主活塞和副活塞而言，不再需要开设周面上的通孔，这简化了加工工序和加工要求，此外，外密封件225和内密封件226可为单个密封件，而不必须设置两个密封件，这也简化了结构和组装难度。在备选的实施例中，也可仅在第一补液支路和第二补液支路中的一者上设置单向阀，而另一者不设置阀。另外，在备选的实施例中，图3和图4的实施例可混合使用，例如在第一补液支路上设置常闭电磁阀，在第二补液支路上设置单向阀，反之亦然，对应地储液器到缸体的端口和活塞的周面上的通孔也可相适应地修改。

继续参考图5，根据本申请的实施例的制动模块还包括：与所述第一腔室连接的踏板感模拟缸4；监测推杆位移的第一传感器291以及监测第一腔室或第二腔室压力的第二传感器292；副缸5，副缸5中具有副缸活塞51和副缸腔室50，副缸活塞51传动连接至驱动电机52，驱动电机52则基于第一传感器291和/或第二传感器292的信号控制副缸活塞51的位置，副缸腔室50通过副缸补液通路与储液器3连通，在所示实施例中，副缸补液通路包括连接至副缸活塞51的初始位置附近的双向流通的第一副缸补液通路34，在副缸活塞51移动一定距离后该第一副缸补液通路34与副缸腔室50由密封件隔离以及连接至副缸腔室的第二副缸补液通路33，第二副缸补液通路33上设置有仅允许流体从储液器3向副缸腔室50流动的单向阀332；车身稳定模块6，车身稳定模块6分别通过第一支路181和第二支路191连接至第一腔室101和第二腔室102并且通过第三支路581和第四支路591连接至副缸腔室50，例如车身稳定模块6可包括第一端口61和第二端口62以实现上述连接，第一支路181和第二支路191上各自设置有第一控制阀182和第二控制阀192，第三支路581和第四支路591上分别设置有第三控制阀582和第四控制阀592。另外，车身稳定模块6还连接至用于各个车轮81，82，83，84的制动卡钳71，72，73，74的制动缸。车身稳定模块6还包括连接至储液器的泄压支路63，其在防抱死功能启用时释放部分制动液，车身稳定模块6的具体功能和工作方式在此不再赘述。

在环境温度发生变化时，主缸1中的制动液可能会发生热胀冷缩，导致踩压制动踏板20时的脚感变硬或变软。为了避免这种情况，所述制动模块可配置成在制动模块每次启动时或定期地使储液器3和所述主缸1的所述第一腔室101和所述第二腔室102流体连通，由此释放主缸1中的压力或负压力。在一些实施例中，在所述第一阀和/或第二阀为常闭电磁阀时，可以在制动模块每次启动时或定期地打开所述第一阀并保持特定时间，或者，在第一阀和/或第二阀为单向阀时，在制动模块每次启动时或定期地打开第一控制阀182、第三控制阀582、第二控制阀192和第四控制阀592并保持特定时间，特定时间如小于1分钟，如5秒，此时第一腔室101通过第一支路181，第三支路581，副缸腔室50以及副缸补液通路34与储液器3流体连通，第二腔室102通过第二支路191、第四支路591，副缸腔室50以及副缸补液通路34与储液器3流体连通。

根据实施例的制动模块具有线控模式和备用机械模式，在线控模式下，第一控制阀182和第二控制阀192关闭，所述第三控制阀582和第四控制阀592打开。此时，通过副缸5基于推杆位移和/或主缸中的压力来在各个制动卡钳处的液压缸中建立相应的制动压力，副缸5中制动压力的大小由副缸电机52基于与制动踏板有关的信号控制，此时，副缸电机52也可以完全由自动驾驶系统接管。在线控模式故障时，制动模块切换至备用机械模式，第一控制阀182和第二控制阀192打开，第三控制阀582和第四控制阀592关闭，此外模拟支路上的控制阀41关闭，制动模块转换为纯机械制动系统，各个制动卡钳处液压缸内的压力完全取决于主缸1。应当连接，在上述模式中或模式切换过程中，常闭或单向流通的第一阀和/或第二阀不会对系统产生任何影响。

根据另一些实施例中，提供了一种车辆，其包括根据各个实施例所述的制动模块。根据本申请的制动模块和车辆提供稳定的踏板感或模拟踏板感，避免踏板回程中的抖动以及与之相关的异常脚感。

本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。

Claims (11)

1.一种制动模块，包括：

主缸(1)；

所述主缸(1)中的主活塞(22)和至少一个腔室(101，102)；

推杆(21)，所述推杆(21)的一端用于与制动踏板(20)连接，所述推杆(21)的另一端能够与所述主活塞(22)接合；

储液器(3)，所述储液器(3)通过补液流路与至少一个腔室(101，102)连通；

其中，所述补液流路上设置有第一阀(311，311′)，所述第一阀(311，311′)配置成在常规制动工况下切断从所述至少一个腔室(101，102)经所述补液流路至所述储液器(3)的流体流通。

2.根据权利要求1所述的制动模块，其特征在于，所述主缸中设置有主活塞(22)和副活塞(24)，所述至少一个腔室(101，102)包括所述主活塞(22)与所述副活塞(24)之间的第一腔室(101)以及所述副活塞(24)与所述主缸(1)的端壁(12)之间第二腔室(102)，所述第一腔室(101)通过第一补液流路(31)与所述储液器(3)连通，所述第二腔室(102)通过第二补液流路(32)与所述储液器(3)连通，所述第一阀(311，311′)设置在所述第一补液流路(31)上或所述第二补液流路(32)上。

3.根据权利要求2所述的制动模块，其特征在于，所述第一阀(311，311′)设置在所述第一补液流路(31)上，所述第二补液流路(32)上不设置阀；或者

所述第一阀(311，311′)设置在所述第一补液流路(31)上，所述第二补液流路(32)上设置有第二阀(321′)，所述第二阀(321′)配置成在常规制动工况下切断从所述第二腔室(102)经所述第二补液流路(32)至所述储液器(3)的流体流通。

4.根据权利要求2或3所述的制动模块，其特征在于，所述第一阀(311)为常闭电磁阀，并且所述第一阀(311)在补液工况下打开。

5.根据权利要求4所述的制动模块，其特征在于，所述主活塞(22)与所述主缸的缸壁(11)之间具有第一密封件(221)和第二密封件(222)，所述第一补液流路(31)至所述第一腔室(101)的第一端口(111)位于所述第一密封件(221)和所述第二密封件(222)之间，所述主活塞(22)的内端具有沿圆周分布的通孔(223)，和/或所述副活塞(24)与所述主缸的缸壁(11)之间具有第三密封件(241)和第四密封件(242)，所述第二补液流路(32)至所述第二腔室(102)的第二端口(112)位于所述第三密封件(241)和所述第四密封件(242)的之间，所述副活塞(24)的内端具有沿圆周分布的通孔(243)。

6.根据权利要求2或3所述的制动模块，其特征在于，所述第一阀(311′)和/或所述第二阀(321′)为仅允许流体从所述储液器(3)向所述第一腔室(101)和/或所述第二腔室(102)流动的单向阀。

7.根据权利要求6所述的制动模块，其特征在于，所述第一阀(311′)和所述第二阀(321′)均为单向阀，所述主活塞(22)与所述主缸(1)的缸壁(11)之间具有一个或多个外密封件(225)，所述第一补液流路(31)至所述第一腔室(101)的第一端口位于所述缸壁(11)上所述一个或多个外密封件(225)的内侧，和/或所述副活塞(24)与所述主缸(1)的缸壁(11)之间具有一个或多个内密封件(226)，所述第二补液流路(32)至所述第二腔室(102)的第二端口位于所述缸壁(11)上所述一个或多个内密封件(226)的内侧。

8.根据权利要求2或3所述的制动模块，其特征在于，所述制动模块还包括：

与所述第一腔室连接的踏板感模拟缸(4)；

监测所述推杆位移的第一传感器(291)以及监测所述第一腔室(101)或所述第二腔室(102)压力的第二传感器(292)；

副缸(5)，所述副缸(5)中具有副缸活塞(51)和副缸腔室(50)，所述副缸活塞(51)传动连接至驱动电机(52)，所述驱动电机(52)基于所述第一传感器(291)和/或第二传感器(292)的信号控制所述副缸活塞(51)的位置，所述副缸腔室(50)通过副缸补液通路与所述储液器(3)连通；

车身稳定模块(6)，所述车身稳定模块(6)分别通过第一支路(181)和第二支路(191)连接至所述第一腔室(101)和第二腔室(102)，所述车身稳定模块(6)还通过第三支路(581)和第四支路(591)连接至所述副缸腔室(50)，所述第一支路(181)和第二支路(191)上各自设置有第一控制阀(182)和第二控制阀(192)，所述第三支路(581)和所述第四支路(591)上分别设置有第三控制阀(582)和第四控制阀(592)。

9.根据权利要求8所述的制动模块，其特征在于，所述制动模块配置成在制动模块每次启动时或定期使所述储液器(3)和所述主缸(1)的所述第一腔室(101)和所述第二腔室(102)流体连通，可选地，在所述第一阀和/或第二阀为常闭电磁阀时，在制动模块每次启动时或定期地打开所述第一阀并保持特定时间，或者，在所述第一阀和/或第二阀为单向阀时，在制动模块每次启动时或定期地打开第一控制阀(182)和第三控制阀(582)或者打开第二控制阀(192)和第四控制阀(592)并保持特定时间。

10.根据权利要求8所述的制动模块，其特征在于，所述制动模块具有线控模式和备用机械模式，在所述线控模式下，所述第一控制阀(182)和第二控制阀(192)关闭，所述第三控制阀(582)和第四控制阀(592)打开，在所述备用机械模式下，所述第一控制阀(182)和第二控制阀(192)打开，所述第三控制阀(582)和第四控制阀(592)关闭。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-10中任一项所述的制动模块。