行之知识产权综合服务平台

技术领域

本公开总体上涉及车辆的制动系统，更具体地讲，涉及车辆的制动系统 中的主缸和制动流体排放。

背景技术

再生制动用于各种车辆(例如，混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合 动力电动车辆(PHEV)和电池电动车辆(BEV))是本领域公知的。在再生制 动事件过程中，电动机/发电机将旋转动能转变为能够储存在高压牵引电池中 的电能。摩擦制动在配备有再生制动的车辆中通常也是可用的。液压制动系 统公知为实施摩擦制动的一种形式，其中，被加压的制动流体被传递到车轮 制动器以对车轮施加摩擦。还可在液压制动系统中设置真空助力器以辅助踏 板运动的传递。

下面的情况可指示利用摩擦制动代替再生制动。例如，如果高压牵引电 池的荷电状态相对高，则车辆控制器可禁用再生制动，替代的是，响应于车 辆的操作者踩下制动踏板而命令摩擦制动。

在制动事件过程中，在制动踏板的初始运动过程中仅命令再生制动而没 有液压制动的辅助可能是有益的。例如，在第7,232,192号美国专利中教导了 公知的死区位移范围，所述死区位移范围定义为：在将制动踏板连接到液压 制动系统的连杆之间断开。在死区位移范围内的制动踏板运动导致再生制动 激活而不激活摩擦制动。虽然制动系统中的死区位移范围在本领域中是公知 的，但是它可能不期望存在于所有的车辆中。

发明内容

根据一个实施例，混合动力车辆中的制动系统包括制动踏板。主缸具有 近端和与近端分隔开的远端以在近端和远端之间限定流体腔。在主缸的所述 腔中限定第一出口和第二出口，并且所述第二出口位于第一出口和远端之间。 在主缸中设置有活塞，并且活塞响应于制动踏板位移从近端朝向远端移动。 制动储液器与主缸流体连通。第一流体回路将主缸的第一出口连接到制动储 液器。第二流体回路将主缸的第二出口连接到车轮制动器，并响应于活塞移 动的长度大于近端和第一出口之间的距离，而将来自主缸的液压流体供应到 车轮制动器。初始制动踏板位移使活塞在近端和第一出口之间移动，并将来 自主缸的制动流体输送到储液器以在再生制动期间禁止液压制动。

根据一个或更多个实施例，阀设置在第一流体回路中。所述阀被偏向于 关闭以阻止流体通过第一流体回路返回到制动储液器，进而使得流体被排出 到第二流体回路而流向车轮制动器。

根据另一个实施例，混合动力车辆包括具有相关联的制动储液器的主缸。 第一流体回路将主缸流体地连接到制动储液器。在制动事件过程中，响应于 制动踏板运动，第一流体回路将来自主缸的制动流体输送到储液器而不是输 送到车轮制动器。第二流体回路与第一流体回路隔离并将主缸流体地连接到 车轮制动器。

根据另一个实施例，混合动力车辆包括制动踏板和机械地结合到制动踏 板的主缸。主缸具有第一流体回路，第一流体回路响应于制动踏板的初始位 移而选择性地输送液压流体以不供应到车辆制动器。主缸还具有第二流体回 路，第二流体回路响应于制动踏板位移超过初始位移而将液压流体输送到车 辆制动器。

根据另一个实施例，一种混合动力车辆中的制动系统包括：制动踏板； 主缸，具有流体腔的近端和远端，主缸还具有第一出口、位于第一出口和远 端之间的第二出口和设置在主缸中的活塞，活塞响应于制动踏板位移从近端 朝向远端移动；制动储液器；第一流体回路，将主缸的第一出口连接到制动 储液器；以及第二流体回路，将主缸的第二出口连接到车轮制动器，并响应 于活塞移动的长度大于近端和第一出口之间的距离而将来自主缸的制动流体 供应到车轮制动器，其中，初始制动踏板位移使活塞在近端和第一出口之间 移动，并将来自主缸的制动流体输送到储液器以在再生制动期间禁止液压制 动。

所述制动系统还包括设置在第一流体回路中的阀。所述阀被偏向于关闭 以阻止流体返回到制动储液器。

所述制动系统还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为响 应于牵引电池的荷电状态而打开所述阀。

所述制动系统还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为响 应于制动踏板位置而打开所述阀。

所述第一流体回路和第二流体回路彼此隔离。

所述主缸包括具有近端和远端的第二流体腔以及设置在主缸中的第二活 塞，其中，第二流体腔限定第三流体回路和第四流体回路，第三流体回路将 第二流体腔的第三出口连接到储液器，第四流体回路将第二流体腔的第四出 口连接到车轮制动器。

第一腔的近端和第一出口之间的距离定义为第一距离，第二腔的近端和 第三出口之间的距离定义为第二距离，其中，第一距离和第二距离不相等。

根据另一个实施例，一种混合动力车辆包括：主缸，具有相关联的制动 储液器；第一流体回路，将主缸流体地连接到制动储液器，以在制动事件过 程中，响应于初始制动踏板位移，将来自主缸的制动流体输送至储液器而是 不输送至车轮制动器；以及第二流体回路，与第一流体回路隔离并将主缸流 体地连接到车轮制动器。

所述混合动力车辆还包括设置在主缸中并可操作地连接到制动踏板的活 塞，其中，所述活塞朝向主缸的近端偏置并朝向远端移动。

所述主缸限定第一流体出口和第二流体出口，第一流体出口将主缸连接 到第一流体回路，第二流体出口将主缸连接到第二流体回路，其中，第二流 体出口位于第一流体出口和主缸的近端之间。

所述混合动力车辆还包括阀，所述阀设置在第一流体回路中以选择性地 使来自主缸的液体不能够通过第一流体回路流到制动储液器。

所述混合动力车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置 为响应于牵引电池的荷电状态而打开所述阀。

所述混合动力车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置 为响应于制动踏板位置而打开所述阀。

附图说明

图1是根据至少一个实施例的制动系统的示意图；

图2是制动系统中串联式主缸的剖视图；

图3是示出通过控制制动系统的控制器执行的示例性算法的流程图；以 及

图4是示出通过控制制动系统的控制器执行的另一示例性算法的流程 图。

具体实施方式

本公开的实施例被描述于此。然而，应该理解的是，公开的实施例仅是 示例，其他实施例能够采用各种和替代的形式。附图不一定按照比例绘制， 为了显示具体组件的细节，可能会夸大或缩小一些特征。因此，在此公开的 具体结构和功能的细节不应当被解释为限制，而仅作为用于教导本领域的技 术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理 解的，参照任一附图描述和示出的各种特征能够与在一个或更多个其它附图 中示出的特征结合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组 合为典型应用提供代表性的实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各 种结合和修改能够被期望用于特定的应用或实施。

参照图1，示意性地示出根据本公开的一个或更多个实施例的车辆10。 车辆10可以是HEV，包括均能够为车辆10提供驱动力的发动机和电动机。 车辆10还可以是BEV，不包括内燃发动机而通过高压牵引电池向电动机提供 电力以驱动车辆。车辆10还可以是PHEV，包括发动机和能够连接到用于为 电池充电的外部电源的高压牵引电池。存在其它的车辆构造并且其它的车辆 构造也被考虑。

车辆10由于再生制动和由于摩擦制动而能够停止。在再生制动过程中， 动能通过车辆10的动力传动系被吸收并作为电能储存在高压电池中。在摩擦 制动过程中，压力施加到车轮制动器以在车轮上提供摩擦，并且车辆的动能 转换为热量。

车辆10中的摩擦制动的一个示例是液压制动系统，如制动系统12所示。 制动系统12接收来自操作者踩下制动踏板14的制动命令。制动踏板位移使 可操作地连接到串联式主缸(TMC)18中的一对活塞(未示出)的杆16(例 如，制动助力器杆)线性地移动。真空助力器20可被设置为辅助杆16的运 动，因此，减小了需要操作者施加以使TMC18中的活塞运动的踏板力的量。

液压流体或制动流体从储液器24供应到TMC18。在制动事件过程中， TMC18中的活塞通过第一流体回路26和/或第二流体回路28排出流体。第一 流体回路26将TMC18的一个或更多个第一出口30、31流体地连接到储液器。 第二流体回路28根据液压制动系统中公知的流体线路将TMC18流体地连接到 车轮制动器，其中，流体被加压、流出第二出口32、33并被朝向摩擦制动器 输送。第一流体回路26和第二流体回路28彼此隔离，使得流体回路不会共 用任何一个相同的管道或流动路径。下面将参照图2进一步讨论第一流体回 路26和第二流体回路28的其它细节。

制动控制模块(BCM)36被设置为控制制动系统12的各个方面。例如， BCM36可以可操作地控制沿着TCM18和储液器24之间的第一流体回路26设 置的阀38。BCM36包括基于从车辆10上的各个位置接收的信号来打开和关闭 阀38的一个或更多个控制器。例如，BCM36可基于从设置在踏板14处或设 置在踏板14附近的制动踏板位置传感器39接收的信号来操作阀38。参照图 3提供阀38的控制的其它细节。BCM36还可以与液压制动系统(包括车轮制 动器)中的各种阀和硬件通信。此外，BCM36可与车辆的其它控制器(例如， 车辆系统控制器(VSC))通信。在下文中涉及的“控制器”意在指示车辆中 能够控制制动系统12动作的BCM或任何其它控制器。

参照图2，说明TMC18的其它细节。制动助力器输出杆或杆16用作第一 流体加压器。杆16接收来自制动踏板14的力并使第一活塞40线性地移动通 过TMC18中的第一腔42。第一弹簧44抵抗第一活塞40的运动，使得第一活 塞偏向其不移动的位置，如图2中所示。与第一活塞40类似，第二活塞46 对第二腔48中的流体施加压力。第二弹簧50抵抗第二活塞46的运动。

如前面图1中所示，第二出口32、33被限定在TMC18中以设置从TMC18 到第二流体回路28的液体流动路径。液体从储液器24中被供应到第一腔42 和第二腔48。在制动事件过程中，第一腔42和第二腔48中的液体被加压并 朝向车轮供应以致动摩擦制动器。

除了摩擦制动或液压制动之外，诸如HEV、BEV和PHEV的车辆还可包括 再生制动系统。再生制动系统利用电动机/发电机将车辆的动能转换为储存在 牵引电池中的电能，随后电能能够用于(例如)驱动车辆或为车辆中的附件 提供能量。

在包括液压制动和再生制动的车辆中，在制动请求相对低的制动事件初 期，在制动踏板运动的初始范围内，仅提供再生制动可能是令人满意的。实 现这个目的的一种方法是：提供死区位移范围，其中，制动踏板的初始运动 不会总是使TMC中的第一活塞产生线性移动。例如，可在制动踏板和第一活 塞之间的杆的机械连接之间设置间隙或空间。例如，杆之间的间隙可长10mm。 在制动踏板行程的初始阶段过程中，命令再生制动，直到制动踏板运动使一 根杆线性地移动通过所述间隙，并且输入杆和TMC产生接触以启动液压制动。

根据本公开的各种实施例，制动系统12被设置为：消除需要的间隙同时 在初始踏板运动过程中仍然允许再生制动而且可控地阻止液压制动。

再次参照图2，第一流体出口30、31被限定在TMC18的流体腔42、48 中。第一流体出口30、31将流体腔42、48分别流体地连接到第一流体回路 26。

针对第一腔42，在制动事件开始时在初始制动踏板运动过程中，输入杆 16使第一活塞40线性地移动。第一活塞40的运动迫使第一腔42中的流体 通过第一出口30进入第一流体回路26。然后，至少一些液压流体通过第一 流体回路26循环回储液器24而不会经过第二流体回路28来启动摩擦制动 器。因此，初始制动踏板运动将来自TMC18的流体有效地输送到储液器24， 并且液压制动至少部分地被禁止。在初始踏板运动期间由于活塞40运动初始 位移距离L1(限定为腔42的近端和第一出口30之间的距离)而可能出现这 种情况。在初始制动踏板运动过程中，可通过控制器命令再生制动以使车辆 减速。

在继续踩下制动踏板14之后，输入杆16将迫使第一活塞40运动距离 L1并经过第一出口30。一旦活塞40经过第一出口30，第一出口30被堵住 并且第一腔42中的流体不再能够流出第一出口30。相反，第一腔42中的流 体被迫流出位于第一腔远端附近的第二出口32，由此启动液压制动器。

由于TMC18包括两个共线的活塞和腔，在第二腔48中可进行相同或相似 的布置，使得第二腔48中的流体流出第一出口31，直到第二活塞46运动初 始位移距离L2并经过第一出口31。距离L2可基于制动系统12的计时而与 L1不同。

考虑第一腔42中的多个出口30、32的其它构造以使液体输送到腔42外 而不将流体输送到车轮制动器。例如，第一出口30可限定在第一腔42中的 任何位置，并且可利用第一流体回路26中的可控的阀。在这个实施例中，当 阀被关闭时，第一流体回路26与第一腔42隔离，使得流体被迫进入第二流 体回路。在考虑的另一实施例中，没有设置第一流体出口30，更确切地说， 流体能够通过一个管道或孔进入或流出储液器24。应该理解的是，还考虑在 初始制动踏板运动期间输送液压流体或以其它方式禁止液压流体流向车轮制 动器的其它实施例和布置。

参照图1和图2，如之前的描述，阀38可包括在第一流体回路26的沿 线。BCM36能够电连接到螺线管以可操作地打开和关闭阀38。阀38可以是常 闭阀，这样，阀38被偏置或以其它方式保持关闭直到被BCM36命令而打开。 当阀38关闭时，流体被阻止或禁止通过第一流体回路26返回到储液器24， 因此，活塞40、46的移动迫使流体流过第二流体回路28并流向车轮制动器。 如果阀38打开，阀38作为旁路阀，并允许TMC18中的流体从TMC18被排出 而绕过第二流体回路28。

由于阀38是常闭阀，所以如果在控制器和阀38之间存在电力丢失或其 它通信中断，则在初始制动踏板运动过程中,阀38将保持关闭并且将命令摩 擦制动。这对于不偏置的或不可控的阀来说提供了显著的益处，其原因是， 在不能操作阀38的事件中，如果事实上期望摩擦制动，阀38将不会保持打 开以通过第一流体回路26持续地使流体循环进入储液器24。此外，如果阀 38卡住而难以打开，一旦活塞40、46经过它们各自的第一出口30、31，则 将确保液压制动可用。

参照图3，示出用于控制阀38的算法100的示例性实施例。算法100可 被编程在车辆10中的BCM36或其它控制器中。在操作102处，控制器确定阀 38是打开还是关闭。

如果阀38关闭，那么在操作104处，控制器确定车辆10的操作者的制 动请求是否大于阈值。例如，这能够通过制动踏板位置传感器确定。

如果存在制动踏板请求，那么在操作106处，控制器确定再生制动是否 启用。这可通过与车辆10中的其它控制器通信而确定，或通过确定流过车辆 中的电动机/发电机的能量流而确定。

如果再生制动启用，那么在操作108处，控制器确定在制动事件过程中 期望是摩擦制动还是液压制动。这可通过多个因素确定。例如，如果车辆10 中的牵引电池的荷电状态在预定阈值以上，则可禁用再生制动，并且可命令 摩擦制动以防止电池过度充电。类似地，响应于指示制动请求的制动踏板位 置，可禁用再生制动并可命令摩擦制动。如本领域的普通技术人员显而易见 的，在制动事件过程中，考虑其它因素以使控制器能够确定是否期望取代摩 擦制动或增加再生制动。在108处，如果不期望摩擦制动，那么在110处， 控制器控制阀38打开。

参照图4，示出用于控制阀38的算法200的另一示例性实施例。在操作 202处，算法通过确定阀38是打开还是关闭而开始。在操作204处，如果确 定阀38关闭，则方法在操作206处返回。

如果阀38打开，则在操作208处，控制器确定是否存在指示操作者请求 的制动事件的制动踏板输入。在操作210处，根据之前描述的方法，控制器 确定需要多大与期望的总的制动力成比例的再生制动。在操作212处，控制 器确定是否存在再生制动请求。如果没有再生制动，则全部制动请求通过液 压制动完成，并且在操作214处，阀38关闭。然而，如果期望再生制动，则 在操作216处，阀可保持打开，并且方法返回到操作210以持续检测期望的 再生制动的量。

根据以上所述的本公开的一个或更多个实施例，应该理解的是，可对结 构进行修改来获得各种益处(例如，减少部件)。例如，虽然已经描述了流体 回路，但是应该理解的是，能够使用流体管路或没有流体管路而直接连接。 对于本领域普通技术人员，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行其它这 样的修改。

在此公开的过程、方法或算法能够传送到处理装置、控制器或计算机/ 通过处理装置、控制器或计算机执行，所述过程、方法或算法可包括任何现 有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或 算法能够以多种形式被存储为可通过控制器或计算机执行的数据和指令，其 包括(但不限于)永久存储在不可写存储介质上(例如ROM装置)上的信息 和可变地存储在可写存储介质(例如，软盘、磁带器、CD、RAM装置以及其 它磁性介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法也能够以软件可 执行对象被实施。或者，所述过程、方法或算法可全部或部分地使用合适的 硬件组件(例如，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，状态 机，控制器或任何其他硬件组件或装置)、或硬件、软件和固件组件的组合来 实施。

虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例不是意在描述权利要求 包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词是描述性的词不是限制性的词， 应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。 如前面所描述的，可以对各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能没 有明确描述和说明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望的特性， 各种实施例已经被描述为提供有优点或优于其他实施例或现有技术的实施方 式，但本领域的普通技术人员认识到，可以牺牲一个或更多个特点或特性， 以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施。这些特性可包括 但不局限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺 寸、维修保养方便性、重量、可制造性、易组装性等。这样，关于一个或更 多个特性，被描述为不如其它实施例或现有技术的实施方式理想的实施例并 不在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定的应用。