高可靠性的车辆制动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的各个方面涉及在车辆的制动，尤其是具有线控制动系统的车辆、混合动力车辆、具有再生制动系统的车辆中使用的制动系统以及适于车辆的制动方法。
【背景技术】
[0002]在现有的车辆制动系统中，通常包括了由制动踏板、力传递元件、增压驱动元件、制动主缸、轮缸(在必要时)、车轮制动执行器件(诸如制动盘、制动卡钳)所构成的制动系统，作为车轮执行器的卡钳借助于所属的制动管路与制动主缸连接。制动主缸与制动踏板耦合，通过力传递元件。制动踏板被设置用于接收驾驶者的操作以产生制动需求，通过力传递元件传递至制动主缸的活塞上，推动其运动。增压驱动元件设置在制动主缸与制动踏板之间，并使用压缩空气、低压或电液形式的外部能量来增强由驾驶者施加到制动踏板上的制动力。
[0003]在先前的实践中，前述任一形式的增压驱动元件，已经被使用，诸如真空助力器、低压栗/高压栗、电液驱动器等，这些实施的例子在诸如B0SCH、日产、TOYOYA等公司所设计制造的车辆已经投入使用或者正在改进使用。
[0004]显然，通过现有技术的实践可知，这些方式的增压驱动元件以及具有这些元件的制动系统中，系统的气压、液压调控将变得复杂起来，而且对整个制动系统的真空度、油压要求均较高，系统的可靠性受到了影响。一直希望一种改进的或者综合的方案，以简化制动系统的设计，或者提高整个系统的可靠性。
[0005]为此，现有技术中提出了一种基于直线电机的电液混合制动系统，例如第2006100354730号中国专利提出的电液制动系统，包括制动踏板、与制动踏板相连的第一制动主缸，其特征在于:还包括电机、推杆、第二制动主缸、E⑶控制单元，所述电机通过控制推杆与第二制动主缸相连，ECU控制单元接收制动踏板的制动信号，控制电机动作。该技术方案采用直线电机驱动制动主缸活塞运动以达到制动的目的，保留了传统真空助力液压制动系统，取消真空助力器，将双缸制动主缸改为单缸，可用于现代纯电动汽车上，减轻了人力疲劳。但该技术方案所公开的电液制动系统，存在严重的缺陷:当直线电机失效时(诸如电机自身故障和/或驱动信号异常等)，第二制动主缸将无法被驱动，以致发生严重的后果，当电磁阀失效和或直线电机失效时，将使得车辆处于无法制动的状态或者制动无法恢复的状态。而且第一制动主缸和第二制动主缸分别由两套液压回路组成，两套液压回路由众多电磁阀进行协调控制，机构复杂，体积大，可靠性低，能耗大，成本高。
[0006]又如，第2014100087289号中国专利申请提出的一种机械电子液压制动系统，包括:制动踏板；用于获取制动踏板踩下时的速率和位移的传感器；制动主缸，其经由轮缸液压力控制阀与四个轮缸相连；电控直线驱动模块，其与所述制动主缸直接连接并根据来自所述传感器的信号驱动制动主缸的活塞进行直线运动；踏板力模拟模块，其利用电机和相应的传动机构提供驾驶员以制动感觉。包括串行连接的两个直线电机，其中一个电机的轴与制动踏板连接，而另一电机的轴则与前一电机的壳体相连，同时，这一电机轴直接推动主缸建压，而其壳体则与车身固联。该公开的技术方案中，一方面其自身提出的电控直线驱动模块、踏板力模拟直线运动机构以及串行连接的两个直线电机、其自身的位置、连接关系以及功能不清楚而致难以得知明确的方案，而且根据其所公开的内容，通过设置两个电机，靠近制动踏板的电机用于提供踏板力模拟，通用一个包括丝杠螺母和滚珠丝杠的踏板力模拟直线运动机构将电机转动变换为直线运动，作用到踏板上；另一个电机通过滚珠丝杠减速机构将电机的驱动力传递到制动活塞上。同样存在致命性的可靠性和安全问题:当用于提供踏板力模拟的电机失效时，由于采用的是丝杠螺母和滚珠丝杠进行运动车传递，因此将无法使该电机进行任何操作，导致卡死，此时如果是在制动过程中，将是致命的；如果是在制动结束后卡死，则车辆将一直在保持在某种状态，导致车辆制动踏板无法恢复正常操作。而且，在该方案中，增压电机的设计同样存在与反馈电机类似的弊端，即增压电机失效将导致无法实施正常制动，或者制动状态无法解除。
【发明内容】
[0007]鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提出一种用于车辆的制动系统，包括制动踏板、踏板运动传感器、控制单元、增压驱动器以及制动主缸，从所述制动踏板、增压驱动器到制动主缸形成一制动通路，其中:
[0008]踏板运动传感器，用于感应制动踏板被踩踏时的运动状态信息；
[0009]控制单元，用于基于所述制动踏板运动状态信息产生所述增压驱动器的驱动信号;
[0010]增压驱动器，由至少一个直线电磁驱动器组成，该直线电磁驱动器被设置成在其失效时处于可被外部自由推动的状态；
[0011]其中，所述的直线电磁驱动器藉由所述驱动信号驱动而产生推力，该推力被施加到所述制动主缸的活塞上使其运动而产生所需的制动力，并且:
[0012]在所述直线电磁驱动器失效时，籍由驾驶者对制动踏板的进一步踩踏而直接使得该直线电磁驱动器的可动部朝向有利于推动制动主缸的活塞的方向运动。
[0013]进一步的例子中，所述制动踏板与所述直线电磁驱动器之间形成机械解耦。
[0014]进一步的例子中，所述用于车辆的制动系统更加包含:
[0015]—第一传递机构，被设置通过铰链与制动踏板相连接，并且在所述制动踏板被踩踏时该第一传递机构在制动通路上具有朝向有利于推动制动主缸活塞的方向上的相应行程。
[0016]进一步的例子中，所述第一传递机构包含:
[0017]至少一个通过铰链连接至车辆制动踏板的第一连杆，所述第一连杆与所述直线电磁驱动器的可动部之间在制动通路上具有一可变化的间隙。
[0018]进一步的例子中，所述用于车辆的制动系统更加包含:
[0019]一第二传递机构，被设置位于所述直线电磁驱动器与所述制动主缸的活塞之间，与所述直线电磁驱动器的可动部联动，响应于所述直线电磁驱动器基于驱动信号而产生推力，将推力施加到所述制动主缸的活塞上。
[0020]进一步的例子中，所述用于车辆的制动系统更加包含:
[0021]—第一制动感觉反馈结构，被设置于所述制动通路上，用于提供阻碍所述制动踏板前进的阻抗力并施加到制动踏板上，以向驾驶者给予制动感觉反馈。
[0022]进一步的例子中，所述第一制动感觉反馈机构包括至少一个弹性恢复机构或至少一个第二直线电磁驱动器作为制动感觉反馈结构，产生阻碍所述制动踏板前进的阻抗力并施加到制动踏板上。
[0023]进一步的例子中，所述第一制动感觉反馈机构包括至少一个弹性恢复机构和至少一个第二直线电磁驱动器，该至少一个弹性恢复机构和至少一个直线电磁驱动器共同或者单独提供阻碍所述制动踏板前进的阻抗力以向驾驶者给予制动感觉反馈。
[0024]进一步的例子中，所述增压驱动器由至少两个直线电磁驱动器构成，这些直线电磁驱动器:
[0025]I)以串联方式配置于制动通路中，在被驱动时以形成用以推动所述制动主缸的活塞运动的推力的合力；或者
[0026]2)以可动部相互分离的方式配置在制动通路中；或者
[0027]3)以固定部相互独立的方式配置在制动通路中。
[0028]进一步的例子中，所述用于车辆的制动系统更加包含一再生制动系统，被设置用于通过再生制动使车辆制动；所述用于车辆的制动系统基于所述制动踏板被踩踏时的运动状态信息计算所需的制动扭矩并优先分配再生制动扭矩以使车辆减速。
[0029]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0030]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0031]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0032]图1是根据本发明某些实施例的用于车辆的制动系统的示意图。
[0033]图2是根据本发明某些实施例的用于车辆的制动系统的示意图。
[0034]图3是根据前述图1描述的用于车辆的制动系统的一个具体实例示意图。
[0035]图4是根据前述图1描述的用于车辆的制动系统，在图3所示实例基础上增加制动感觉反馈机构后的一个具体实例示意图。
[0036]图5是根据前述图1描述的用于车辆的制动系统的另一个具体实例示意图。
[0037]图6是根据前述图1描述的用于车辆的制动系统的又一个具体实例示意图。
[0038]图7是根据前述图2描述的用于车辆的制动系统的一个具体实例示意图。
[0039]图8是根据前述图1描述的用于车辆的制动系统的又一个具体实例示意图。
[0040]图9是根据前述图2描述的用于车辆的制动系统的又一个具体实例示意图。
【具体实施方式】
[0041 ] 为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0042]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是应为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0043]根据本发明的公开，总体上是提出一种车辆制动的实现，这些车辆例如可以是常规的内燃机驱动的车辆、燃料电池驱动的车辆、核电能驱动的车辆等，还可以是至少使用了可二次充电的蓄电池并且以保存在蓄电池中的电能作为车辆驱动力以及至少使用了电动机作为车辆行进驱动的车辆。在本发明提出的方案中，