具有防碰撞机构的用于车辆的制动设备的制造方法

文档序号:8481717阅读:341来源:国知局
具有防碰撞机构的用于车辆的制动设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及一种用以控制施加至例如汽车的制动力的用于车辆的制动设备。
【背景技术】
[0002]日本专利首次公开N0.2012-192776已经提出了一种防碰撞系统,该防碰撞系统用以在车辆的前方存在障碍物的情况下在其确定有可能与该障碍物发生碰撞时自动制动车辆以避免事故。
[0003]日本专利首次公开N0.2011-240872教示了一种配备有制动模拟器和液压助力器的用于汽车的制动系统。制动模拟器用以模拟普通制动系统的操作,也就是说,用以使车辆的驾驶员体验制动踏板的下压感。液压助力器用以响应于制动踏板的下压利用蓄压器中的制动流体的压力产生主压力。主压力被传递至安装在车辆中的摩擦制动装置。
[0004]如前一公开中教示的防碰撞系统预期与普通的车辆制动系统一起使用,前一公开未提及关于如何与液压助力器一起使用防碰撞系统。因此,防碰撞系统与液压助力器的组合将导致构成制动系统以实现防碰撞的螺线管阀、液压管路或控制机构的数目增大,从而导致了制动系统在机动车辆中的可安装性较低。

【发明内容】

[0005]因此,目的在于提供一种容易地安装在车辆中的具有防碰撞系统的制动设备。
[0006]根据本公开的一方面,提供了一种用于例如汽车的车辆的制动设备。所述制动设备包括:(a)主缸,所述主缸具有带有前部和后部的长度,所述主缸包括沿所述主缸的纵向方向延伸的圆柱形腔;(b)蓄压器,所述蓄压器与所述主缸的所述圆柱形腔连接,并且在所述蓄压器中储存制动流体的液压压力;(C)储液器,所述储液器与所述主缸的所述圆柱形腔连接,并且在所述储液器中储存制动流体;(d)主活塞,所述主活塞设置在所述主缸的所述圆柱形腔中而能够沿所述主缸的纵向方向滑动,所述主活塞具有朝向所述主缸的所述前部定向的前部以及朝向所述主缸的所述后部定向的后部,所述主活塞在所述圆柱形腔内限定出主室和伺服室,所述主室形成在所述主活塞的前侧并且在所述主室中储存待被输送至摩擦制动装置的制动流体,所述摩擦制动装置用以将摩擦制动力施加至配备有所述制动设备的车辆的车轮,所述伺服室形成在所述主活塞的后侧;(e)滑阀,所述滑阀设置在所述主缸的所述圆柱形腔内在所述主活塞的后侧而能够响应于制动踏板上的由所述车辆的驾驶员产生的作用力沿所述主缸的纵向方向滑动,以在减压模式、增压模式以及压力保持模式之间进行切换,所述减压模式确立所述伺服室与所述储液器之间的流体连通,所述增压模式确立所述伺服室与所述蓄压器之间的流体连通,所述压力保持模式气密地封闭所述伺服室;(f)第一螺线管阀,所述第一螺线管阀在施压模式与非施压模式之间进行切换,所述施压模式将储存在所述蓄压器中的制动流体的液压压力施加在所述滑阀上,所述非施压模式不将储存在所述蓄压器中的制动流体的液压压力施加在所述滑阀上;以及(g)防碰撞控制器,所述防碰撞控制器用以判断配备有所述制动设备的所述车辆与障碍物是否存在碰撞风险。当确定存在所述碰撞风险时,所述防碰撞控制器打开所述第一螺线管阀以移动所述滑阀,从而确立所述增压模式以便产生施加至所述车轮的摩擦制动力。
[0007]当确定与障碍物存在碰撞风险时,防碰撞控制器打开第一螺线管阀。这使从蓄压器传送的制动流体的液压压力将滑阀移动至确立增压模式的位置,从而在摩擦制动装置中产生了制动力。基本上,紧急制动通过安装第一螺线管阀以将储存在蓄压器中的制动流体的液压压力选择性地施加在滑阀上来实现,从而允许以最少的装备构造紧急避让制动系统并且有利于制动设备在车辆上的可安装性。
【附图说明】
[0008]将通过下文给出的详细描述并通过本发明的优选实施方式的附图更加充分地理解本发明,然而,这些不应当被认为是将本发明限制至特定实施方式,而是仅出于说明和理解的目的。
[0009]在附图中:
[0010]图1为示出了其中安装有根据实施方式的制动设备的混合动力车辆的框图;
[0011]图2为示出了图1的制动设备的局部纵向截面图;
[0012]图3为图2的制动设备的液压助力器的滑阀活塞和滑阀缸在减压模式下的放大图;
[0013]图4为表示作用在制动踏板上的制动作用力与制动力之间的关系的曲线图;
[0014]图5为图2的制动设备的液压助力器的滑阀活塞和滑阀缸在增压模式下的放大图;
[0015]图6为图2的制动设备的液压助力器的滑阀活塞和滑阀缸在压力保持模式下的放大图;
[0016]图7为图2的制动设备的液压助力器的后部部分的局部放大图;
[0017]图8A为示出了安装在图2的制动设备中的第一螺线管阀的内部结构的纵向截面图;
[0018]图SB为示出了安装在图2的制动设备中的第一螺线管阀的内部结构的纵向截面图;
[0019]图9为由图1的制动设备执行的防碰撞控制程序的流程图;
[0020]图1OA为表示用于在防碰撞制动模式下控制制动力时使用的第一制动映射的视图;
[0021]图1OB为表示用于在防碰撞制动模式下控制制动力时使用的第二制动映射的视图;
[0022]图1OC为表示用于在防碰撞制动模式下控制制动力时使用的第三制动映射的视图;
[0023]图11为表示在图2的制动设备的防碰撞制动模式下车辆的速度与制动力之间的关系的视图;
[0024]图12为表示配备有图2的制动设备的车辆、障碍物、障碍物检测器的可检测范围以及碰撞风险报警位置之间的关系的视图;
[0025]图13为图2的制动设备的液压助力器的滑阀活塞和滑阀缸在防碰撞制动模式下的放大图;
[0026]图14为示出了根据第二实施方式的制动设备的局部纵向截面图;
[0027]图15A为示出了在图2和图14的制动设备中制动力与制动力的增大速率之间的关系的视图;以及
[0028]图15B为示出了在配备有压力调节器和非线性电磁式第一螺线管阀和第二螺线管阀的摩擦制动单元中制动力与制动力的增大速率之间的关系的视图。
【具体实施方式】
[0029]参照附图,其中,相同的附图标记在若干附图中指示相同或等同的部件,特别地参照图1,示出了根据实施方式的用于例如汽车的车辆的制动系统(即,制动设备)B。附图仅为示意图,其不必精确地示出制动系统B的部件的尺寸。
[0030]混合动力车辆
[0031]文中所提及的制动系统B被设计为安装在混合动力车辆中的摩擦制动单元。混合动力车辆配备有混合动力系统以驱动车轮,例如左前轮wfl和右前轮wfr。混合动力车辆还包括制动E⑶(电子控制单元)6、发动机E⑶(电子控制单元)8、混合动力E⑶(电子控制单元)9、液压助力器10、压力调节器53、液压压力产生器60、制动踏板(即,制动致动构件)71、制动传感器72、第一螺线管阀91 (参见图2)、第二螺线管阀92 (参见图2)、障碍物检测器97、报警装置98、内燃发动机501、电动马达502、动力推动构件40、分配装置(splitdevice) 503、动力传输装置504、逆变器506以及蓄电池507。
[0032]制动系统B(即摩擦制动单元)基本上由制动E⑶6、液压助力器10、压力调节器53、液压压力产生器60、制动踏板71、制动传感器72、第一螺线管阀91、第二螺线管阀92、障碍物检测器97以及报警装置98构成。
[0033]发动机501的输出动力通过动力分配装置503和动力传输装置504传输至被驱动的车轮。马达502的输出动力也通过动力传输装置504传输至被驱动的车轮。
[0034]逆变器506用以实现马达502或发电机505与电池507之间的电压的转变。发动机ECU 8用以接收来自混合动力ECU 9的指令以控制从发动机501输出的动力。混合动力E⑶9用以通过逆变器506控制马达502和发电机505的操作。混合动力E⑶9连接至电池507并监测电池507的充电状态(SOC)以及充入电池507中的电流。
[0035]发电机505、逆变器506以及电池507的组合构成了再生制动系统A。再生制动系统A用以使车轮Wfl和Wfr根据稍后将详细地描述的实际可产生的再生制动力产生再生制动力。马达502和发电机505在图1中被示出为单独的部件,但是其操作也可以通过单个马达/发电机来实现。
[0036]在车辆的车轮Wfl、Wfr、Wrl和Wrr附近设置有摩擦制动装置Bfl、Bfr、Brl和Brr。摩擦制动装置Bfl包括制动盘DRfl和制动片(未示出)。制动盘DRfl与车轮Wfl —起旋转。制动片为普通类型的制动片并且压靠制动盘DRfl以产生摩擦制动动力。类似地,摩擦制动装置Bfr、Brl和Brr分别由制动盘DRf 1、DRfr、DRrI和DRrr以及制动片(未示出)构成,并且在操作和结构方面与摩擦制动装置Bfl相同。此处将省略对它们的详细描述。摩擦制动装置Bfl、Bfr, Brl和Brr还分别包括响应于主压力(也被称作主缸压力)的轮缸WCfl、WCfr、WCrl和WCrr,其中,主压力为由液压助力器10产生的、使各制动片分别压靠于制动盘DRfl、DRfr、DRrl和DRrr所需要的液压压力。
[0037]轮速传感器Sfl、Sfr, Srl和Srr邻近车辆的车轮Wfl、Wfr、Wrl和Wrr设置。轮速传感器Sfl、Sfr、Srl和Srr中的每一者均用以根据车轮Wfl、Wfr、Wrl和Wrr中对应的一个车轮的旋转速度向制动ECU6输出频率的脉冲信号。
[0038]制动传感器72测量制动踏板71由车辆操作者或驾驶员下压的行程量或位置并向制动ECU 6输出指示制动踏板71由车辆操作者或驾驶员下压的行程量或位置的信号。制动ECU 6根据从制动传感器72输出的信号计算车辆驾驶员所需的制动力。制动ECU 6根据所需的制动力计算目标再生制动力并向混合动力ECU 9输出指示目标再生制动力的信号。混合动力ECU 9根据目标再生制动力计算实际可产生的再生制动力并向制动ECU 6输出指示实际可产生的再生制动力的信号。
[0039]加速度传感器96连接至制动ECU 6。加速度传感器96测量车辆加速的程度并向制动ECU 6输出指示车辆加速程度的信号。障碍物检测器97由立体相机、毫米波雷达或红外雷达来实施以检测车辆前方存在的障碍物。障碍物检测器97安装在车辆的驾驶员座椅或缓冲器的前方并从车辆向前定向。
[0040]制动ECU 6分析来自障碍物检测器97的输出以判断配备有制动系统B的车辆(下文也将被称作系统车辆)是否有可能与障碍物发生碰撞。具体地,制动ECU 6利用来自轮速传感器Sfl、Sfr, Srl和Srr的输出计算系统车辆的速度和加速度。接下来,制动E⑶6利用来自障碍物检测器97的输出计算系统车辆与障碍物之间的距离,并且制动ECU 6还在判定由障碍物检测器97追踪到的障碍物为在系统车辆前方的车辆时确定障碍物的速度和加速度。
[0041]随后,制动E⑶6计算系统车辆相对于被障碍物检测器97追踪到的障碍物的速度和加速度。制动ECU 6分析系统车辆的距障碍物的距离、相对速度以及相对加速度以判断系统车辆是否有可能会与障碍物发生碰撞。
[0042]例如日本专利首次公开N0.2006-168629和N0.2012-192776中教示了如何确定与障碍物发生碰撞的可能性,其公开内容通过参引并入本文中。
[0043]报警装置98通过扬声器、显示器和/或报警灯来实施,并且用以通知车辆驾驶员与障碍物发生碰撞的风险。
[0044]液压压力产生器
[0045]将参照图2详细地描述液压压力产生器60的结构和操作。液压压力产生器60用以产生蓄压器压力并且包括蓄压器61、液压压力泵62以及压力传感器65。
[0046]蓄压器61中储存承压制动流体。具体地,蓄压器61储存由液压压力泵62产生的、作为制动流体的液压压力的蓄压器压力。蓄压器61通过管路66与压力传感器65和液压压力泵62连接。液压压力泵62与储液器19连接。液压压力泵62由电动马达63驱动以将制动流体从储液器19输送至蓄压器61。
[0047]压力传感器65用以测量作为蓄压器61中的压力的蓄压器压力。当通过压力传感器65确定蓄压器压力已经下降成小于给定值时,制动E⑶6输出致动马达63的控制信号。
[0048]液压助力器
[0049]下文将参照图2描述液压助力器10的结构和操作。液压助力器10用作压力产生器,以根据制动踏板71的行程(即,驾驶员在制动踏板71上的作用力)来调节由液压压力产生器60产生的蓄压器压力,从而产生伺服压力,该伺服压力进而用以产生主压力。
[0050]液压助力器10包括主缸11、故障安全缸12、第一主活塞13、第二主活塞14、输入活塞15、操作杆16、第一复位弹簧17、第二复位弹簧18、储液器19、止动件21、机械释压阀22、滑阀活塞23、滑阀缸24、滑阀弹簧25、模拟器弹簧26、踏板复位弹簧27、可动构件28、第一弹簧保持件29、第二弹簧保持件30、连接构件31、可动构件32、保持活塞33、用作衬垫的模拟器橡胶34、弹簧保持件35、故障安全弹簧36、阻尼件37、第一滑阀弹簧保持件38、第二弹簧保持件39、推动构件40以及密封构件41至49。
[0051]在以下讨论中,液压助力器10的设置第一主活塞13的部分将被称作液压助力器10的前部,而液压助力器10的设置操作杆16的部分将被称作液压助力器10的后部。因此,液压助力器10的轴向方向(即,纵长方向)表示液压助力器10的前后方向。
[0052]主缸11具有中空圆筒形形状,该中空圆筒形形状具有位于液压助力器10的前部上的底部Ila以及限定了液压助力器10的后部的开口
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