本發(fā)明涉及車輛制動系統(tǒng)，具體而言涉及一種使用具有反饋旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及增壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)并使用耦合器實現(xiàn)機(jī)械解耦的復(fù)合制動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

車輛制動系統(tǒng)是保障車輛正常、安全行駛的關(guān)鍵。制動系統(tǒng)主要包括供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四基板，制動主缸是傳動裝置中的關(guān)鍵，其一般安裝在汽車的前部，靠近駕駛室或者發(fā)動機(jī)艙的位置，實現(xiàn)力與液壓的轉(zhuǎn)換，作為能量轉(zhuǎn)換裝置，在駕駛員或者自動駕駛系統(tǒng)/輔助駕駛系統(tǒng)的控制下，與輪缸一起，實現(xiàn)車輛的制動。在一般的車輛上，通常是由制動踏板(或助力器的頂桿)控制活塞，將制動踏板和助力器產(chǎn)生的力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的液壓，以一定的壓力壓入制動輪缸，從而產(chǎn)生制動動作的制動力。

電子液壓制動系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改善和發(fā)展而來的，包括了一個電子制動踏板總成，與傳統(tǒng)的液壓制動踏板相比，它通過踏板傳感器例如位移傳感器或者角度傳感器，能夠精確地感知駕駛?cè)丝刂铺ぐ宓男枨?例如輕重緩急)，或者基于上位ECU例如自動駕駛系統(tǒng)/輔助駕駛系統(tǒng)的制動需求，將對應(yīng)的電信號傳遞給制動系統(tǒng)ECU，ECU根據(jù)不同的制動需求自動調(diào)節(jié)車輪的制動壓力，可避免了液壓機(jī)械制動系統(tǒng)作用反力引起的振動而導(dǎo)致駕駛者不自覺地減小制動力的危險。同時，采用電子液壓系統(tǒng)也更加有利于實現(xiàn)駕駛的安全風(fēng)險規(guī)避，具有更少的響應(yīng)時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種車輛復(fù)合制動系統(tǒng)，包括：

制動踏板；

連桿，與所述制動踏板連接，該連桿被設(shè)置成在所述制動踏板運(yùn)動時具有相應(yīng)的行程；

運(yùn)動傳感器，用于感知所述制動踏板被踩踏時的運(yùn)動狀態(tài)；

制動主缸，具有至少一個可在制動主缸的缸體內(nèi)活動的活塞；

第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，被設(shè)置作為踏板制動感覺反饋機(jī)構(gòu)，響應(yīng)于所述制動踏板的運(yùn)動而被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生阻礙所述制動踏板進(jìn)一步運(yùn)動的阻抗力，所述連桿傳遞該阻抗力至制動踏板；

第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，被設(shè)置作為制動增壓機(jī)構(gòu)，響應(yīng)于所述制動踏板的運(yùn)動而被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生用于推動制動主缸的活塞運(yùn)動的推力，所述制動主缸的活塞響應(yīng)于制動增壓機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的推力而產(chǎn)生液壓輸出；

控制單元，用于響應(yīng)于所述制動踏板的運(yùn)動狀態(tài)控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行；

其中，在第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)與第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間還設(shè)置有一耦合器，該耦合器具有第一工作狀態(tài)以及第二工作狀態(tài)，在所述第一工作狀態(tài)下，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，在所述第二工作狀態(tài)下，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供輔助扭矩給第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提出的車輛復(fù)合制動系統(tǒng)，尤其是使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為制動力反饋電機(jī)以及使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為增壓電機(jī)的電子液壓制動系統(tǒng)，采用新的耦合器實現(xiàn)制動踏板與制動主缸的活塞/增壓器之間的機(jī)械解耦，其兩個轉(zhuǎn)動部件隨著增壓電機(jī)和反饋電機(jī)而同步轉(zhuǎn)動，并且通過在耦合器的轉(zhuǎn)動方向上保留一定空隙使得耦合塊之間的位置可隨著車輛不同的工況而改變，尤其是在正常制動狀態(tài)、制動力不足狀態(tài)以及其他異常狀態(tài)下，能夠通過該耦合器來實現(xiàn)對異常狀態(tài)的控制和制動風(fēng)險的解除，使得制動安全得到保障。同時，使用該耦合器還可以使得整個系統(tǒng)不再采用液壓增壓器件或者真空增壓器件，而直接采用簡單且技術(shù)成熟的旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為增壓裝置和制動感覺反饋模擬器，容易實現(xiàn)機(jī)械解耦，并且在控制上更加容易實現(xiàn)多功能性以及穩(wěn)定性保障。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一基板。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一基板。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成基板可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成基板均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本發(fā)明的各個方面的實施例，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的車輛制動系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的耦合器的示意圖，側(cè)視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的耦合器的反饋部分(第一基板)的示意圖，正視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的耦合器的增壓部分(第二基板)的示意圖，正視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明某些實施例的增壓傳動機(jī)構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的增壓傳動機(jī)構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本發(fā)明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發(fā)明的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解，上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發(fā)明所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本發(fā)明公開的一些方面可以單獨(dú)使用，或者與本發(fā)明公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。

結(jié)合圖1、圖2所示，車輛用的制動系統(tǒng)，尤其是圖1中的電子液壓制動系統(tǒng)100，具有制動踏板101、連桿102、回復(fù)彈簧103、角度傳感器104、踏板傳動機(jī)構(gòu)105、踏板力反饋電機(jī)106、耦合器108、增壓電機(jī)110、增壓傳動機(jī)構(gòu)111、制動主缸112以及補(bǔ)充液罐120，還包括與制動主缸112、反饋電機(jī)106、增壓電機(jī)110以及角度傳感器104連接的制動系統(tǒng)ECU(為便于描述和簡要說明，以下簡稱ECU)130。ECU作為制動系統(tǒng)的控制中樞，整體控制制動系統(tǒng)的運(yùn)行與實現(xiàn)。

本發(fā)明以上以及以下將要描述的各個實施例中，反饋電機(jī)106和增壓電機(jī)110均為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

如圖1所示，制動主缸112具有兩個供壓出口管路112a和112b，用于輸出液壓至制動輪缸(未標(biāo)示)，從而產(chǎn)生所需的制動力，以對車輪施加制動控制。

制動主缸112在工作時籍由補(bǔ)充液灌120通過供壓入口管路120a和120b向制動主缸112的缸體內(nèi)補(bǔ)充制動液。

在一些典型實現(xiàn)過程中，當(dāng)制動踏板101受到駕駛者踩踏，即通過制動踏板得到駕駛者的預(yù)期制動期望(制動需求)時，通過連桿102發(fā)生旋轉(zhuǎn)，角度傳感器104采集踏板的運(yùn)動信號(例如基于采集到的連桿的旋轉(zhuǎn)角度而體現(xiàn))并將踏板運(yùn)動信號發(fā)送至ECU 130，ECU根據(jù)制動需求控制增壓電機(jī)110的增壓助力輸出以及反饋電機(jī)106提供至踏板的反饋，增壓電機(jī)110的輸出經(jīng)由導(dǎo)桿等傳遞機(jī)構(gòu)將力傳遞到旋轉(zhuǎn)制動主缸，從而使得制動主缸112的容積發(fā)生變化，從而引起液壓的輸出，液壓輸出到輪缸后由制動器例如盤式制動器或者鼓式制動器執(zhí)行制動動作，從而實現(xiàn)踏板制動。而反饋電機(jī)106的輸出則施加到連桿102與制動踏板101上，模擬制動感覺。

如圖1，回復(fù)彈簧103，作為恢復(fù)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在反饋106電機(jī)與制動踏板101之間，并具有使制動踏板恢復(fù)到初始狀態(tài)的趨勢?；貜?fù)彈簧103，尤其是扭轉(zhuǎn)彈簧，可以是設(shè)置在連桿102上，尤其用于提供阻礙連桿隨著制動踏板運(yùn)動的力，并且具有使得連桿恢復(fù)到初始狀態(tài)的趨勢。尤其優(yōu)選的是，扭轉(zhuǎn)彈簧的彈簧軸線與反饋電機(jī)106的轉(zhuǎn)軸軸線平行或者位于同一直線上。

在一些實施例中，還可以設(shè)置多個前述的回復(fù)彈簧103。

在可選的例子中，這樣的回復(fù)彈簧103與反饋電機(jī)106共同或者單獨(dú)提供阻礙制動踏板101前進(jìn)的阻抗力以向駕駛者給予制動感覺反饋。

結(jié)合圖1，角度傳感器104，被設(shè)置用于采集制動踏板101的運(yùn)動信息，從而得到駕駛者的制動需求與預(yù)期。當(dāng)然，在一些實施例中，制動踏板101的運(yùn)動信息的采集或者制動需求的采集還可以是通過其他方式來實現(xiàn)，例如基于踏板行程變化的采集(通過位移傳感器)，或者通過施加到踏板上的壓力的采集(通過力傳感器)來實現(xiàn)，但這些舉例并非用于限定本發(fā)明的實施。

踏板傳動機(jī)構(gòu)105，設(shè)置在制動踏板101與反饋電機(jī)106之間，用于反饋電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與跟制動踏板直連的連桿102之間的力矩傳遞，從而傳遞到制動踏板101上。

踏板傳動機(jī)構(gòu)105，例如可以采用變速機(jī)構(gòu)(例如行星齒輪裝置、定軸齒輪減速裝置)或者變向機(jī)構(gòu)，或者它們的組合。

在一些實施例中，制動系統(tǒng)100還可以不設(shè)置這樣的踏板傳動機(jī)構(gòu)105，而使得反饋電機(jī)106的轉(zhuǎn)軸與連桿102直接連接(通過軸承等部件)。

同樣的，增壓傳動機(jī)構(gòu)111，用于增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸與制動主缸112的活塞桿之間的力矩傳遞。

增壓傳動機(jī)構(gòu)111，尤其是采用變速傳遞機(jī)構(gòu)，例如可以采用變速機(jī)構(gòu)或者變向機(jī)構(gòu)，或者它們的組合。

在一些實施例中，制動系統(tǒng)100還可以不設(shè)置這樣的增壓傳動機(jī)構(gòu)111，而是使得增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸與制動主缸112的活塞桿直接連接(通過軸承等部件)，直接驅(qū)動制動主缸112的活塞桿運(yùn)動。

制動主缸112，在圖1所示的例子中為旋轉(zhuǎn)型主缸，具有大致呈環(huán)形的缸體以及設(shè)置缸體內(nèi)與缸體中心線大致同軸并可在缸體內(nèi)受驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有耳部，轉(zhuǎn)軸受增壓電機(jī)的輸出軸(轉(zhuǎn)軸)輸出的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，或者經(jīng)過如前述的增壓傳動機(jī)構(gòu)111后被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，從而引起環(huán)形缸體內(nèi)的液壓變化，輸出液壓到制動輪缸產(chǎn)生制動力。

在另一些例子中，這樣的制動主缸113還可以構(gòu)造成直線型主缸，前述增壓電機(jī)110輸出的旋轉(zhuǎn)力被通過力傳遞機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動到直線運(yùn)動的轉(zhuǎn)換，使其推動如傳統(tǒng)的液壓缸的活塞桿從而使得活塞運(yùn)動，引起制動缸體內(nèi)的液壓變化，輸出液壓到制動輪缸產(chǎn)生制動力。

結(jié)合圖1、圖2所示，該制動系統(tǒng)的制動功能實現(xiàn)過程中，具有一耦合器108設(shè)置在踏板制動力反饋電機(jī)106和增壓電機(jī)110之間，用于實現(xiàn)機(jī)械解耦。

如圖2，耦合器108包括與反饋電機(jī)106的轉(zhuǎn)軸連接的第一基板108a以及與增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸連接的第二基板108b。第一基板108a與第二基板108b相對地設(shè)置。

結(jié)合圖2、圖3、圖4所示，第一基板108a，作為旋轉(zhuǎn)體，與反饋電機(jī)106的轉(zhuǎn)軸106a同步旋轉(zhuǎn)。

第二基板108b，作為旋轉(zhuǎn)體，與增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸110a同步旋轉(zhuǎn)。

第一基板108a與第二基板108b的相對的表面上分別設(shè)置有至少一個耦合塊109，這些耦合塊109在沿著旋轉(zhuǎn)的方向上留有空隙使得耦合塊109之間具有至少一個第一位置以及至少一個第二位置，在第一位置，所述第一基板和/或第二基板獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，在第二位置，所述第一基板和第二基板共同旋轉(zhuǎn)。

結(jié)合圖2、圖3和圖4所示，第一基板108a與第二基板108b中，當(dāng)其中一方旋轉(zhuǎn)過一定角度之后，才能與另一方接觸，并驅(qū)動其共同旋轉(zhuǎn)。也就是說，前述的旋轉(zhuǎn)方向的空隙可籍由增壓電機(jī)和/或反饋電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)調(diào)整而減小或消除。在空隙保持時，制動踏板與制動主缸之間保持機(jī)械解耦狀態(tài)，在空隙消除時，制動踏板與制動主缸之間機(jī)械解耦狀態(tài)解除。

當(dāng)然，前述每一個基板表面(108a、108b)可設(shè)置多個耦合塊109。

在一些例子中，前述第一基板108a與第二基板108b均構(gòu)造成盤式結(jié)構(gòu)。

作為可選的方式，耦合塊109構(gòu)造為凸輪或曲柄滑塊。

例如，ECU根據(jù)增壓電機(jī)110的異常狀態(tài)和/或制動主缸112的壓力異常狀態(tài)來控制調(diào)整反饋電機(jī)106的旋轉(zhuǎn)，例如提供第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的扭矩輸出和/或轉(zhuǎn)速，以使耦合器108的第一基板108a上的耦合塊與第二基板108b上的耦合塊結(jié)合(此時，機(jī)械解耦狀態(tài)解除)，從而使得第一基板108a在受到驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時帶動第二基板108b共同旋轉(zhuǎn)。

結(jié)合圖1、圖2所示，制動主缸112的內(nèi)部壓力可通過傳感器來實時監(jiān)測并傳遞到ECU，ECU根據(jù)制動需求來判定制動主缸內(nèi)的壓力是否達(dá)到需求，并且在壓力達(dá)不到需求(異常時)，還可以控制反饋電機(jī)106作為輔助增壓電機(jī)來使用，控制其運(yùn)動速度和方向，驅(qū)動耦合器108的第一基板108a運(yùn)動，使得耦合塊結(jié)合，從而使得機(jī)械解耦狀態(tài)解除，并由此進(jìn)一步提供輔助的增壓驅(qū)動力至增壓電機(jī)110(例如因為增壓電機(jī)提供的增壓驅(qū)動不足使得制動主缸內(nèi)的壓力異常)，從而增強(qiáng)制動系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

同時，例如在偵測到增壓電機(jī)110失效或者異常，例如供電不足、沒有供電、線路故障等情況時，如前述的，ECU將控制所述反饋電機(jī)106作為輔助增壓電機(jī)來使用，控制其運(yùn)動速度和方向，驅(qū)動耦合器108的第一基板108a運(yùn)動，使得耦合塊結(jié)合，從而使得機(jī)械解耦狀態(tài)解除，并由此進(jìn)一步提供增壓驅(qū)動力至增壓電機(jī)110，從而增強(qiáng)制動系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

同時，在另一些例子中，當(dāng)增壓電機(jī)110、反饋電機(jī)106均失效或者異常時，例如供電不足、沒有供電、線路故障等情況時，可通過駕駛者進(jìn)一步踩踏制動踏板101而使得連桿轉(zhuǎn)動，并帶動反饋電機(jī)106的轉(zhuǎn)軸運(yùn)動，此時尤為必要的是設(shè)置圖1中的踏板傳動機(jī)構(gòu)105，從而以較小的力而驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)一步驅(qū)動耦合器108的第一基板108a運(yùn)動，使得耦合塊結(jié)合，從而使得機(jī)械解耦狀態(tài)解除，帶動增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)制動增壓，避免在2個電機(jī)均失效時制動系統(tǒng)完全失靈，減小制動風(fēng)險帶來的危害。

當(dāng)反饋電機(jī)106失效或者異常時，如前述的，仍可通過前述的恢復(fù)機(jī)構(gòu)例如回復(fù)彈簧103實現(xiàn)一定的制動反饋。

在一些實施例中，為了防止反饋電機(jī)106失效引起的制動風(fēng)險，我們還可以設(shè)置二個以上的反饋電機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，以提升效率以及提供失效模式下的可靠性。

同理，為了防止增壓電機(jī)110失效引起的制動風(fēng)險，我們還可以設(shè)置二個以上的增壓電機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，以提升效率以及提供失效模式下的可靠性。

本發(fā)明的實施例中，結(jié)合圖5、圖6所示，由其優(yōu)選的是，增壓傳動機(jī)構(gòu)111采用行星齒輪裝置140來實現(xiàn)，行星齒輪裝置140與增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸同軸配置。

如圖5所示，結(jié)合圖1，在一個例子中，行星齒輪裝置140的直接動力輸入為增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸110a。本例中，行星齒輪裝置具有齒圈140a、行星架140b、太陽輪140c和行星輪140d，齒圈140a固定，增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸110a(即輸出軸)與太陽輪140c連接，可驅(qū)動太陽輪旋轉(zhuǎn)，行星架140b與行星輪140d連接，并且耦合器108的第二基板108b經(jīng)增壓電機(jī)的轉(zhuǎn)軸直接與行星架連接，行星架140b作為動力輸出端提供動力輸出至制動主缸的推動部，例如旋轉(zhuǎn)主缸的轉(zhuǎn)軸或者直線型主缸的活塞桿(需要經(jīng)過力的方向變換機(jī)構(gòu)，例如但不限于凸輪傳動機(jī)構(gòu)、曲柄傳動機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)等)。

在這樣的實施例中，耦合器和增壓電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連接，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。

如圖6所示，結(jié)合圖1，在另一個例子中，行星齒輪裝置的直接動力輸入為增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸以及耦合器108(的第二基板108b)。

本例中，行星齒輪裝置具有齒圈140a、行星架140b、太陽輪140c和行星輪140d，行星架140b固定，增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸(即輸出軸)與太陽輪140c連接，可驅(qū)動太陽輪旋轉(zhuǎn)，行星架140b與行星輪140d連接，并且耦合器的第二基板108b經(jīng)增壓電機(jī)110的轉(zhuǎn)軸110a直接與齒圈140a連接，齒圈140a作為動力輸出端提供動力輸出至制動主缸的推動部，例如旋轉(zhuǎn)主缸的轉(zhuǎn)軸或者直線型主缸的活塞桿(需要經(jīng)過力的方向變換機(jī)構(gòu)，例如但不限于凸輪傳動機(jī)構(gòu)、曲柄傳動機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)等)。如此以增強(qiáng)耦合器-增壓電機(jī)-增壓傳動機(jī)構(gòu)111。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。