CN107685727B - 具有真空储存器的主动制动回缩*** - Google Patents

具有真空储存器的主动制动回缩*** Download PDF

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Abstract

一种车辆包括制动***。制动***包括具有管路压力的液压制动管路。该车辆还包括真空存储器。真空存储器选择性地流体地联接到液压制动管路。真空存储器配置成当流体地联接到液压制动管路时在驱动循环期间减小管路压力。

Description

具有真空储存器的主动制动回缩***
技术领域
本公开涉及一种用于机动车辆的制动***，并且更具体地，涉及一种从相关联的制动转子回缩制动衬块的***和方法。
背景技术
传统的机动车辆通常利用盘式制动***来向车辆牵引轮施加摩擦制动转矩。盘式制动***通常在每个车轮处利用连接到车辆的可旋转轴的轴毂的制动转子。一组可选择的可动制动衬块连接到非旋转制动钳。制动转子包括具有制动衬块接合表面的盘形转子颊板。当要求制动时，例如通过制动踏板的操作者应用，制动***使钳将制动衬块按压在转子颊板的相应的制动衬块接合表面上。旋转转子颊板与非转动制动衬块之间的摩擦相互作用导致机动车辆的制动。制动速率随着转子颊板的各个制动衬块接合表面受到的制动衬块的压力而变化。
用于汽车应用的双电路液压制动***通常包括操作者致动的制动致动单元，例如由助力器辅助制动踏板致动的串联主缸，通过该串联主缸经由第一或“主”制动电路将第一加压制动流体供应到第一对车轮制动器，以及经由第二或“次级”制动电路将第二加压制动流体供应到第二对车轮制动器中的每个。使用完全冗余的制动电路来操作独立成对的车轮制动器确保了持续的车辆制动能力，尽管其中一个制动电路的性能下降。
发明内容
根据本公开的车辆包括制动***。制动***包括具有管路压力的液压制动管路。车辆还包括真空存储器。真空存储器选择性地流体地联接到液压制动管路。真空存储器配置成当流体地联接到液压制动管路时在驱动循环期间减小管路压力。
根据各种实施例，车辆还包括联接到液压制动管路的制动钳，联接到钳的第一制动衬块和联接到钳的第二制动衬块。响应于管路压力的降低，制动钳使第一制动衬块和第二制动衬块彼此远离。
根据各种实施例，真空源包括真空泵。
根据各种实施例，车辆还包括真空源、第一阀以及第二阀，第一阀配置成选择性地将真空源流体地联接到真空存储器，第二阀配置成选择性地将真空存储器联接到液压制动管路。在这样的实施例中，控制器可以配置成控制第一阀以选择性地将真空源流体地联接到真空存储器，并控制第二阀以选择性地将真空存储器联接到液压制动管路。控制器可以配置成响应于第一操作条件来控制第一阀以将真空源流体地联接到真空存储器并且控制第二阀以将真空存储器与液压制动管路流体地分隔开。控制器还可以配置成响应于第二操作条件控制第一阀以使真空源与真空存储器流体分隔开并控制第二阀以将真空存储器流体地联接到液压制动管路。第一操作条件可以包括超过第一校准阈值并随后低于第二校准阈值的制动施加。
根据本公开的用于车辆的制动***包括液压制动管路。管路的流体中保持有流体压力。制动***还包括真空存储器。真空存储器选择性地流体地联接到液压制动管路。真空存储器配置成当流体地联接到液压制动管路时在驱动循环期间减小管路压力。
根据各种实施例，制动***另外包括联接到液压制动管路的制动钳、联接到钳的第一制动衬块和联接到钳的第二制动衬块，其中响应于管路压力的减少，制动钳回缩第一制动衬块和第二制动衬块而使其彼此远离。
根据各种实施例，真空源包括真空泵。
根据各种实施例，制动***另外包括真空源、第一阀和第二阀。第一阀配置成选择性地将真空源流体地联接到真空存储器，并且第二阀配置成选择性地将真空存储器流体地联接到液压制动管路。在这样的实施例中，控制器可以配置成控制第一阀选择性地将真空源流体地联接到真空存储器，并且控制第二阀以选择性地将真空存储器联接到液压制动管路。控制器可以配置成响应于第一操作条件来控制第一阀以将真空源流体地联接到真空存储器并且控制第二阀将真空存储器与液压制动管路流体地分隔开。控制器还可以配置成响应于第二操作条件控制第一阀以使真空源与真空存储器流体分隔开并且控制第二阀将真空存储器流体地联接到液压制动管路。第一操作条件可以包括超过第一校准阈值并随后低于第二校准阈值的制动施加。第一阀可以包括第一螺线管，并且第二阀可以包括第二螺线管。
一种用于控制用于车辆的制动***的方法包括向车辆提供具有保留在其中的流体的液压制动管路、真空存储器和选择性地将制动管路联接到真空存储器的第一阀。响应于在驱动循环期间的第一操作条件，第一阀被控制以将真空存储器流体地联接到液压制动管路以减小制动管路中的压力。响应于驱动循环期间的第二操作条件，第一阀被控制以将真空存储器与制动管路流体分隔开。
根据各种实施例，该方法还包括为车辆提供真空源和选择性地将真空存储器联接到真空源的第二阀。在这样的实施例中，响应于在驱动循环期间的第一操作状态，控制第二阀以将真空源与真空存储器流体分隔开。响应于驱动循环期间的第二操作条件，控制第二阀将真空源流体地联接到真空存储器。
根据各种实施例，第一操作条件对应于超过第一校准阈值并随后低于第二校准阈值的制动施加，对应于高于阈值的车速以及低于阈值的制动施加，和/或对应于车辆巡航状况。第二条件可以对应于预期的制动请求。
根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的***和方法可以确保制动转子和制动衬块之间的足够的间隙，从而减少残余制动阻力。这可能会减少制动部件的磨损，并且也可能会增加燃料经济性。
从以下结合附图对优选实施例的详细描述中，本公开的上述优点和其它优点和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的机动车辆的实施例的示意图；
图2是根据本公开的机动车辆的实施例的另一示意图；以及
图3是根据本公开的用于控制车辆的制动***的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例性的，并且其他实施例可以采取各种和可替代形式。所述附图并不是按比例尺绘制的；某些功能可能被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。这里所公开的具体结构和功能细节不是限制性的，仅是权利要求的原则，作为向本领域技术人员说明不同实施方式的代表性原则。如本领域普通技术人员将理解的，参考附图中任一图示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。
现在参考图1，示意性地示出了根据本公开的车辆的实施例。车辆10包括多个车辆牵引轮12。每个车轮12设置有布置成与车轮12一起旋转的制动转子14。至少两个制动衬块16设置在每个制动转子14附近。制动衬块16由活塞17承载，活塞17又由制动钳18滑动保持。钳18、活塞17和制动衬块16不与车轮12一起旋转。
活塞17配置成在施加方向上，即向内朝向制动转子14，并且在回缩方向，即向外并远离制动转子14，相对于钳18滑动。当要求制动时，例如通过驾驶员施加制动踏板或来自自动车辆的自动驾驶***的请求，活塞17相对于钳18在施加方向上移动，使得制动衬块16向制动转子14施加摩擦力以制动相关车轮12。当制动请求终止时，活塞相对于钳18沿回缩方向移动，以提供制动转子14和制动衬块16之间的间隙。提供间隙，使得制动衬块16和制动转子14之间的残余阻力得以避免。这种残余阻力可能导致制动转子14和制动衬块16的不必要的磨损，并且还可能导致燃料经济性的降低。
通常，回缩是由设置在钳18和活塞17之间的弹性密封件引起的。当活塞17相对于钳18沿着使用方向滑动时，密封构件弹性变形。当制动器被释放时，密封构件在活塞上施加返回力以使活塞和制动衬块沿回缩方向返回。
虽然为了简单起见仅示出了制动转子14、制动衬块16、活塞17和钳18的一个组件，但是应当理解，每个车轮12类似地设置有制动衬块16、活塞17和制动转子14。
可被称为主电路的第一流体回路20向两个制动钳18提供流体，并且可以被称为次级回路的第二流体回路22将流体供应到两个附加制动钳18。第一流体回路20和第二流体回路22填充有例如致动流体的流体。升压模块24控制流体在第一流体回路20和第二流体回路22中的分布。当需要制动时，升压模块24增加第一流体回路20和第二流体回路22中的流体压力。根据各种实施例，升压模块24可以包括ABS模块、电动制动升压模块或其它适当的升压模块。第一流体回路20和第二流体回路22也与主缸25流体连通，主缸25反之又由制动流体存储器26供给流体。主缸25配置成将轴27的运动转换为第一流体回路20和第二流体回路22中的液压。轴27可以响应于来自自动车辆的自动驾驶***的命令由制动踏板和/或直接或间接地控制。
真空存储器28通过第一阀30选择性地联接到制动流体存储器26。真空存储器28接着又通过第二阀34选择性地联接到真空源32。在示例性实施例中，第一阀30和第二阀34包括电磁阀。在各种实施例中，真空源32可包括真空泵、内燃机的进气歧管，其它真空已知的真空源或其组合。
第一阀30和第二阀32处于控制器36的控制之下。控制器36配置成根据各种模式来控制第一阀30和第二阀32，包括接合模式和脱离模式。
虽然被示出为单个单元，但是控制器36和一个或多个其他控制器可以统称为“控制器”。控制器36可以包括与计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是一种持久或非易失性存储器，其可在CPU关闭时用于存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以通过使用诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪速存储器或任何其它电、磁性、光学或能够存储数据的组合存储器件的任何个数的已知存储器装置来实现，它们中的一些表示可执行指令，由控制器用于控制发动机或车辆。
脱离模式在图1中示出。在脱离模式下，第一阀30关闭以使真空存储器28与制动流体存储器26流体分隔开。在第一阀30关闭的情况下，主缸25可以被排气以将使制动流体存储器26、第一流体回路20和第二流体回路22中的压力与大气压相等。第二阀34打开以将真空存储器28流体地联接到真空源32。因此，真空源32可以通过减小真空存储器28中的压力而对真空存储器28填充，例如，达到低于大气压的校准压力水平。
在脱离模式下，制动衬块16的回缩由设在钳18和活塞17之间的弹性密封件驱动。
响应于至少一个操作条件，控制器36可以根据如图2所示的接合模式来控制第一阀30和第二阀34。根据各种实施例，操作条件对应于持续加速条件、巡航条件或其中不施加制动器并且不能预期即将到来的制动的其他状态。在示例性实施例中，操作条件对应于在制动请求超过校准阈值之后终止的制动请求。在另一示例性实施例中，操作条件对应于车速高于阈值，而不施加制动。
在接合模式下，第二阀34关闭以将真空存储器28与真空源32流体地分隔开。第一阀30打开以将真空存储器28流体地联接到制动流体存储器26。因此，真空存储器28可以降低制动流体存储器26中的压力。
此外，由于当制动器被释放时接合模式是有效的，主缸25的补偿口是打开的。因此，第一流体回路20和第二流体回路22的压力降低到大气压以下。因此，可以在活塞17之间形成压力差。压力差沿着回缩方向推动活塞17和制动衬块16。这种附加回缩可以减少或消除与制动转子14接触的制动衬块16的残余制动阻力。在一些情况下，对于给定的钳18，这可能导致阻力转矩的高达1NM的减小。
当活塞17沿回缩方向滑动时，流体被移动到制动流体存储器26中。因此，流体和真空存储器28中的总空气量减少。这降低了***中的真空度，进而降低活塞17之间的压力差。
可以通过调节真空存储器28的内部容积来调节吸入的初始吸入率和衰减率。可以为给定的应用选择真空存储器28的容积，使得产生的吸力足以使活塞17回缩期望的距离，但足够低以避免将活塞17回缩超过预定的最大回缩距离。
在示例性实施例中，制动预填充特征可以在随后的制动事件之前将制动器返回到正常操作状态。
本公开范围内还设想了具有可替代配置的其他实施例。例如，真空储存器可以作为具有真空室和流体室的组合储存器集成到制动流体存储器中。在这样的实施例中，阀选择性地联接真空室和流体室。
现在参考图3，以流程图形式示出了根据本公开的控制制动***的方法。该方法开始于框40。
真空回缩***被控制在脱离模式下，如框42所示。在示例性实施例中，真空***包括真空存储器、真空源、第一和第二阀以及控制器，如图1和图2的实施例所示。在该示例性实施例中，以接合模式控制真空回缩***包括将真空源流体地联接到真空存储器，并且将真空存储器与制动流体存储器流体隔离，如图1的实施例所示。
在操作44中，确定是否检测到第一操作条件。如框46所示，第一操作条件可以对应于表示没有预期制动的信号。这种情况的实例包括车辆巡航条件、超过不施加制动的阈值的车辆速度、超过第一校准阈值并随后低于第二校准阈值的制动请求，或其任何组合。在各种实施例中，可以经由操作者致动制动踏板、来自自动车辆中的自动驾驶***的制动命令或适当的其他源来接收制动请求。
如果操作44的确定是否定的，则控制返回到框42，并且真空缩回***继续被控制在脱离模式下。如果操作44的确定是肯定的，则控制进行到框48。
在框48处，真空回缩***被控制在接合模式下。在该示例性实施例中，以接合模式控制真空回缩***包括将真空源流体地联接到真空存储器，并且将真空存储器与制动流体存储器流体分隔开，如图2的实施例所示。
在示例性实施例中，在将真空回缩***控制到接合模式之前，建立校准的延迟定时器，例如，在方框48中在操作44中检测到的第一操作条件和在接合模式下被控制的真空回缩***之间。在示例性实施例中，例如避免了在停止和移动交通期间真空回缩***的快速接合和脱离。
然后，控制进行到操作50。在操作50中，确定是否检测到第二操作条件。如框52所示，第二操作条件可以对应于表示没有预期制动的信号。这种情况的实例包括操作者释放加速器踏板、指示车辆路径中存在障碍物的传感器读数或其组合。
如果操作50的确定是否定的，则控制返回到框48，并且真空缩回***继续被控制在脱离模式下。如果操作50的确定是肯定的，则控制进行到框54。
在框54处，启动制动器预填充特征以将制动器返回到正常操作状态。在框42处，真空回缩***被控制在脱离模式下。
本文公开的过程、方法或算法可以由可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元的处理设备、控制器或计算机传递/实现。类似地，过程、方法或算法可以作为可由许多形式的控制器或计算机执行的数据和指令存储，包括但不限于永久存储在诸如ROM设备的不可写存储介质上和可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM设备以及其他磁和光介质的可写存储介质上的信息。过程、方法或算法也可以在软件可执行对象中实现。或者，可以使用合适的硬件组件，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件部件或设备或硬件、软件和固件部件的组合，来全部或部分地实现该过程、方法或算法。这样的示例性设备可以作为车辆计算***的一部分或者位于车外并且与一个或多个车辆上的设备进行远程通信。
如前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成本发明的未被明确描述或示出的其它实施例。虽然可以将各种实施例描述为相对于一个或多个期望特征提供优点或优于其他实施例或现有技术实现，但是本领域普通技术人员认识到一个或多个特征或特点可能受到损害以达到期望的整体***属性，这具体取决于具体的应用和实现。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特点而被描述为不如其他实施例或现有技术实施方案所希望的实施例不在本公开的范围之内，并且对于特定应用是期望的。
可以看出，根据本公开的***和方法可以确保制动转子和制动衬块之间的足够的间隙，从而减少残余制动阻力。这可能会减少制动部件的磨损和破损，并且也可能会增加燃料经济性。
尽管上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意图说明权利要求所包含的所有可能形式。而且使用于说明书中的用语用于描述而不是限制，应理解在不脱离本发明实质与范围的情况下可以作出各种变化。如前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成本发明的未被明确描述或示出的其它实施例。虽然可以将各种实施例描述为相对于一个或多个期望特征提供优点或优于其他实施例或现有技术实现，但是本领域普通技术人员认识到一个或多个特征或特点可能受到损害以达到期望的整体***属性，这具体取决于具体的应用和实现。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特点而被描述为不如其他实施例或现有技术实施方案所希望的实施例不在本公开的范围之内，并且对于特定应用是期望的。

Claims (4)

1.一种车辆，其包括：
牵引轮；
制动***，其配置成向所述牵引轮施加制动转矩；
液压制动管路，其联接到所述制动***，所述液压制动管路具有管路压力；
真空存储器，其配置成在驱动循环期间选择性地流体地联接到所述液压制动管路，并且配置成当流体地联接到所述液压制动管路时减小所述管路压力，
真空源，
第一阀，所述第一阀配置成选择性地将所述真空源流体地联接到所述真空存储器，
第二阀，所述第二阀配置成选择性地将所述真空存储器流体地联接到所述液压制动管路；以及
控制器，其配置成控制所述第一阀以选择性地将所述真空源流体地联接到所述真空存储器，并且控制所述第二阀以选择性地将所述真空存储器流体地联接到所述液压制动管路；
其中所述控制器配置成响应于第一操作条件控制所述第一阀以将所述真空源流体地联接到所述真空存储器，并且控制所述第二阀以将所述真空存储器与所述液压制动管路分隔开，并响应于第二操作条件控制所述第一阀以将所述真空源与所述真空存储器流体地分隔开，并且控制所述第二阀以将所述真空存储器流体地联接到所述液压制动管路。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述制动***包括联接到所述液压制动管路的制动钳、联接到所述制动钳的第一制动衬块以及联接到所述制动钳的第二制动衬块，其中响应于所述管路压力的减少，所述制动钳回缩所述第一制动衬块和所述第二制动衬块而使其彼此远离。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述第一操作条件包括最初超过第一校准阈值并随后低于第二校准阈值的制动施加。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述真空源包括真空泵。
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