具有柱塞組件的車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】具有柱塞組件的車輛制動(dòng)系統(tǒng)
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
本申請(qǐng)要求享有2013年3月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/843，485的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及車輛制動(dòng)系統(tǒng)。車輛通常借助液壓制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)減速和停車。這些系統(tǒng)改變起來(lái)復(fù)雜，但是基本制動(dòng)系統(tǒng)典型地包括制動(dòng)踏板、串聯(lián)式制動(dòng)主缸、布置在兩個(gè)類似的但分開的制動(dòng)回路中的流體導(dǎo)管和在每個(gè)回路中的車輪制動(dòng)器。車輛的駕駛員操作制動(dòng)踏板，所述制動(dòng)踏板被連接到制動(dòng)主缸。當(dāng)制動(dòng)踏板被踩下時(shí)，制動(dòng)主缸通過(guò)加壓制動(dòng)流體而在兩個(gè)制動(dòng)回路中產(chǎn)生液壓力。加壓的流體行進(jìn)通過(guò)兩個(gè)回路中的流體導(dǎo)管以致動(dòng)在車輪處的制動(dòng)缸來(lái)使車輛減速。
【背景技術(shù)】
基本制動(dòng)系統(tǒng)典型地使用制動(dòng)助力器，所述制動(dòng)助力器向制動(dòng)主缸提供力，所述力輔助由駕駛員所產(chǎn)生的踏板力。助力器可以被真空或液壓地操作。典型的液壓助力器感測(cè)制動(dòng)踏板的運(yùn)動(dòng)并且產(chǎn)生加壓的流體，所述加壓的流體被引入到制動(dòng)主缸中。來(lái)自助力器的流體輔助踏板力作用在制動(dòng)主缸的活塞上，所述活塞在與車輪制動(dòng)器流體連通的導(dǎo)管中產(chǎn)生加壓的流體。因而，由制動(dòng)主缸所產(chǎn)生的壓力增大。液壓助力器通常位于制動(dòng)主缸活塞附近并且使用增壓閥來(lái)控制施加到助力器的加壓的流體。
在不利的狀態(tài)下以受控的方式對(duì)車輛制動(dòng)要求駕駛員精確地施加制動(dòng)。在這些狀態(tài)下，駕駛員會(huì)容易施加過(guò)度的制動(dòng)壓力，從而導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)車輪鎖死，使得車輪與路面之間產(chǎn)生過(guò)度的滑移。車輪抱死的狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致更大的停車距離而可能失去方向控制。
制動(dòng)技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)引入了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。ABS系統(tǒng)監(jiān)控車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行為并且選擇性地施加和接收在相對(duì)應(yīng)的車輪制動(dòng)器中的制動(dòng)壓力，以便將車輪轉(zhuǎn)速維持在所選的滑移范圍內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)最大制動(dòng)力。雖然這樣的系統(tǒng)典型地適于控制車輛的每個(gè)制動(dòng)輪的制動(dòng)，但是某些系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展為控制僅多個(gè)制動(dòng)輪的部分的制動(dòng)。
包括作功閥和卸壓閥在內(nèi)的電子控制的ABS閥位于制動(dòng)主缸與車輪制動(dòng)器之間。ABS閥調(diào)節(jié)在制動(dòng)主缸與車輪制動(dòng)器之間的壓力。典型地，當(dāng)被促動(dòng)時(shí)，這些ABS閥在三個(gè)壓力控制模式中操作:壓力施加、壓力放卸和壓力保持。在壓力施加模式期間，作功閥允許加壓的制動(dòng)流體流入相應(yīng)的車輪制動(dòng)器中以增大壓力，并且在壓力放卸模式期間，卸壓閥從其相關(guān)聯(lián)的車輪制動(dòng)器釋放制動(dòng)流體。在壓力保持模式期間，車輪制動(dòng)器壓力通過(guò)關(guān)閉作功閥和卸壓閥二者而保持恒定。
為了在維持車輛穩(wěn)定性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大的制動(dòng)力，期望的是在前軸和后軸二者的車輪處實(shí)現(xiàn)最佳的滑移水平。在車輛減速期間，在前軸和后軸處需要不同的制動(dòng)力以達(dá)到所需的滑移水平。因此，在前軸制動(dòng)器和后軸制動(dòng)器之間按比例分配制動(dòng)壓力以在每個(gè)軸處實(shí)現(xiàn)最高的制動(dòng)力。已知為動(dòng)態(tài)后配比(DRP)系統(tǒng)的、具有這種能力的ABS系統(tǒng)使用ABS閥以分開地控制前輪和后輪上的制動(dòng)壓力，以便在當(dāng)時(shí)的條件下在前軸和后軸處動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)最佳的制動(dòng)性能。
制動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展已經(jīng)引入了牽引力控制(TC)系統(tǒng)。典型地，現(xiàn)有的ABS系統(tǒng)已經(jīng)添加有閥以提供制動(dòng)系統(tǒng)，所述制動(dòng)系統(tǒng)控制加速期間的車輪轉(zhuǎn)速。在車輛加速期間的過(guò)大的車輪轉(zhuǎn)速導(dǎo)致車輪打滑和牽引力損失。電子控制系統(tǒng)感測(cè)到該狀態(tài)并且將制動(dòng)壓力自動(dòng)地施加到打滑的車輪的輪缸以減少滑移和增大可用的牽引力。為了實(shí)現(xiàn)最佳的車輛加速，即使制動(dòng)主缸不被駕駛員所致動(dòng)，加壓的制動(dòng)流體也可用于輪缸。
在車輛運(yùn)動(dòng)例如拐彎期間，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)力，所述動(dòng)態(tài)力可以降低車輛穩(wěn)定性。車輛穩(wěn)定控制(VSC)制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)選擇性地致動(dòng)制動(dòng)器來(lái)抵制這些力而改進(jìn)車輛的穩(wěn)定性。這些力和其它車輛參數(shù)通過(guò)傳感器檢測(cè)，所述傳感器發(fā)信號(hào)給電子控制單元。電子控制單元自動(dòng)地操作壓力控制裝置以調(diào)節(jié)施加到具體各個(gè)車輪制動(dòng)器的液壓壓力的量。為了實(shí)現(xiàn)最佳的車輛穩(wěn)定性，比制動(dòng)主缸壓力大的制動(dòng)壓力必須始終是可迅速得到的。
制動(dòng)系統(tǒng)還可以用于再生制動(dòng)以再捕集能量。在再生制動(dòng)中使用電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的電磁力以用于將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分提供給車輛來(lái)滿足車輛的制動(dòng)需要。制動(dòng)系統(tǒng)中的控制模塊與動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊通信以提供在再生制動(dòng)期間的協(xié)調(diào)制動(dòng)以及用于車輪鎖死和打滑狀態(tài)的制動(dòng)。例如，隨著車輛的操作員在再生制動(dòng)期間開始制動(dòng)，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的電磁能將用于將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(即，用于將轉(zhuǎn)矩提供給動(dòng)力傳動(dòng)系的電磁阻力)施加到車輛。如果確定的是不再有足夠量的儲(chǔ)存器件來(lái)儲(chǔ)存從再生制動(dòng)所回收的能量或如果再生制動(dòng)不能滿足操作員的要求，則液壓制動(dòng)將被促動(dòng)以完成由操作員所要求的制動(dòng)作用的全部或部分。優(yōu)選地，液壓制動(dòng)以再生制動(dòng)混合的方式操作，以便在電磁制動(dòng)停止時(shí)有效地且不明顯地進(jìn)行再生制動(dòng)混合。期望的是車輛運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)地過(guò)渡改變到液壓制動(dòng)，以便在車輛的駕駛員不知不覺(jué)間完全改變。
某些制動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成使得即使制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)包括單個(gè)壓力源，在車輪制動(dòng)器中的每個(gè)處的壓力還可以彼此被獨(dú)立地控制(被稱為多路復(fù)用操作)。因而，在壓力源下游的閥在其打開位置和關(guān)閉位置之間被控制以在車輪制動(dòng)器內(nèi)提供不同的制動(dòng)壓力。在美國(guó)專利N0.8，038，229、美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2010/0026083、美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2012/0013173和美國(guó)專利申請(qǐng)公布N0.2012/0306261中公開了這樣的多路傳輸系統(tǒng)，其通過(guò)參考包含于此。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明涉及一種車輛制動(dòng)系統(tǒng)，例如，這樣的制動(dòng)系統(tǒng)，即，所述制動(dòng)系統(tǒng)包括第一車輪制動(dòng)器和第二車輪制動(dòng)器以及制動(dòng)踏板單元，所述制動(dòng)踏板單元包括殼體和一對(duì)輸出活塞，所述一對(duì)輸出活塞被可滑動(dòng)地布置在殼體中。一對(duì)輸出活塞在手動(dòng)推過(guò)模式期間可運(yùn)動(dòng)成在第一輸出和第二輸出處產(chǎn)生制動(dòng)致動(dòng)壓力以用于分別致動(dòng)第一車輪制動(dòng)器和第二車輪制動(dòng)器。柱塞組件用于在正常制動(dòng)施加期間致動(dòng)第一車輪制動(dòng)器和第二車輪制動(dòng)器，所述柱塞組件包括殼體和馬達(dá)，所述馬達(dá)安裝在殼體上以用于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。致動(dòng)器連接有第一活塞。第一活塞被可滑動(dòng)地安裝在殼體內(nèi)以用于加壓在殼體中的第一流體室。第一流體室與第一車輪制動(dòng)器連通。在殼體內(nèi)可滑動(dòng)地安裝有第二活塞以用于加壓在殼體中的第二流體室。第二流體室與第二車輪制動(dòng)器連通。無(wú)栗控制閥裝置包括第一控制閥，所述第一控制閥調(diào)節(jié)流體在第一流體室與第一車輪制動(dòng)器之間的流動(dòng)。第二控制閥調(diào)節(jié)流體在第二流體室與第二車輪制動(dòng)器之間的流動(dòng)。隔離閥裝置將制動(dòng)系統(tǒng)在正常制動(dòng)模式與手動(dòng)推過(guò)模式之間切換，在所述正常制動(dòng)模式中增壓壓力從柱塞組件被供給到車輪制動(dòng)器，在所述手動(dòng)推過(guò)模式中制動(dòng)致動(dòng)壓力從制動(dòng)踏板單元被供給到車輪制動(dòng)器。
[0001]本發(fā)明的各個(gè)方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言當(dāng)參照附圖閱讀時(shí)將從以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明而變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
圖1是制動(dòng)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；
圖2是圖1的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板單元組件的放大的示意性剖視圖，所述制動(dòng)踏板單元組件示出為處于其休止位置中；
圖3是圖1的制動(dòng)系統(tǒng)的柱塞組件的放大的示意性剖視圖，所述柱塞組件示出為處于其休止位置中；
圖4是制動(dòng)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；
圖5是圖4的制動(dòng)系統(tǒng)的柱塞組件的放大的示意性剖視圖，所述柱塞組件示出為處于其休止位置中；
圖6是可以在圖5的制動(dòng)系統(tǒng)中使用的柱塞組件的第三實(shí)施例的剖視圖，其中，所述柱塞組件示出為處于休止位置中；
圖7是圖6的柱塞組件的剖視圖，所述柱塞組件示出為處于滿沖程位置中；
圖8是柱塞組件的第四實(shí)施例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
現(xiàn)在參照附圖，在圖1中示意性地示出總體上由10指示的車輛制動(dòng)系統(tǒng)的第一實(shí)施例。制動(dòng)系統(tǒng)10是液壓助力制動(dòng)系統(tǒng)，在所述液壓助力制動(dòng)系統(tǒng)中增壓的流體壓力用于施加用于制動(dòng)系統(tǒng)10的制動(dòng)力。制動(dòng)系統(tǒng)10可以被適當(dāng)?shù)赜迷诘孛孳囕v上，所述地面車輛例如是具有四個(gè)車輪的機(jī)動(dòng)車輛，所述四個(gè)車輪具有與每個(gè)車輪相關(guān)聯(lián)的車輪制動(dòng)器。此夕卜，制動(dòng)系統(tǒng)10可以設(shè)有諸如防抱死制動(dòng)(ABS)的其它制動(dòng)功能和其它滑移控制特征，以便對(duì)車輛有效地制動(dòng)，如以下將討論的。
制動(dòng)系統(tǒng)10通常包括由虛線12所指示的第一塊體或制動(dòng)踏板單元組件和由虛線14所指示的第二塊體或液壓控制單元。在制動(dòng)踏板單元組件12和液壓控制單元14中容納有制動(dòng)系統(tǒng)的10各種部件。制動(dòng)踏板單元組件12和液壓控制單元14可以包括一個(gè)或多個(gè)由固體材料制成的塊體或殼體，所述固體材料例如是鋁，所述固體材料已經(jīng)被電鉆、被加工或另外被形成以容納各種部件。還可以在殼體中形成有流體導(dǎo)管以在各種部件之間提供流體通路。制動(dòng)踏板單元組件12的殼體和液壓控制單元14的殼體可以是單個(gè)結(jié)構(gòu)，或可以由組裝在一起的兩個(gè)或更多個(gè)零件制成。如示意性地示出，液壓控制單元14離制動(dòng)踏板單元組件12較遠(yuǎn)地布置，液壓管路將制動(dòng)踏板單元組件12和液壓控制單元14液壓地聯(lián)接。或者，制動(dòng)踏板單元組件12和液壓控制單元14可以被容納在單個(gè)殼體中。還應(yīng)當(dāng)理解，如圖1中所示的部件的接地意欲不是限制性的，并且任何數(shù)量的部件可以被容納在殼體中的任一個(gè)中。
制動(dòng)踏板單元組件12與液壓控制單元14協(xié)作地起作用以用于致動(dòng)車輪制動(dòng)器16a、16b、16c和16d。車輪制動(dòng)器16a、16b、16c和16d可以是通過(guò)施加加壓的制動(dòng)流體來(lái)操作的任何適當(dāng)?shù)能囕喼苿?dòng)器結(jié)構(gòu)。車輪制動(dòng)器16a、16b、16c和16d可以例如包括制動(dòng)鉗，所述制動(dòng)鉗被安裝在車輛上以接合摩擦元件(例如，制動(dòng)盤)，所述摩擦元件與車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的車輪的制動(dòng)。車輪制動(dòng)器16a、16b、16c和16d可以與其中安裝有制動(dòng)系統(tǒng)10的車輛的前輪和后輪的任何組合相關(guān)聯(lián)。例如，對(duì)于豎直拆分系統(tǒng)而言，車輪制動(dòng)器16a和16d可以與同一軸上的車輪相關(guān)聯(lián)。對(duì)于對(duì)角拆分制動(dòng)系統(tǒng)而言，車輪制動(dòng)器16a和16b可以與前輪制動(dòng)器相關(guān)聯(lián)。
制動(dòng)踏板單元組件12包括蓄液器18，其用于儲(chǔ)存和保持用于制動(dòng)系統(tǒng)10的液壓流體。蓄液器18內(nèi)的流體通?？梢员槐３衷诖髿鈮毫ο禄蚩梢愿鶕?jù)這樣的需要將流體儲(chǔ)存在其它壓力下。制動(dòng)系統(tǒng)10可以包括液位傳感器19，其用于檢測(cè)蓄液器的液位。液位傳感器19會(huì)有助于判定在系統(tǒng)10中是否已經(jīng)出現(xiàn)泄漏。
制動(dòng)踏板控制單元組件12包括總體上由20指示的制動(dòng)踏板單元(BPU)。在圖2中也示意性地示出放大的制動(dòng)踏板單元20。應(yīng)當(dāng)理解，制動(dòng)踏板單元20的部件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)僅示出制動(dòng)踏板單元20的一個(gè)示例。制動(dòng)踏板單元20可以被不同地構(gòu)造成具有與圖1和圖2中所示的部件不同的部件。
制動(dòng)踏板單元20包括殼體24 (在圖2中示出為被拆除)，所述殼體24具有形成在其中的各種膛孔，所述各種膛孔用于其中可滑動(dòng)地接收各種圓筒形活塞和其它部件。殼體24可以被形成為單個(gè)單元，或包括聯(lián)接在一起的、兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)形成的部分。殼體24通常包括第一膛孔26、中間第二膛孔28和第三膛孔30。第二膛孔28的直徑大于第一膛孔26的直徑和第三膛孔30的直徑。制動(dòng)踏板單元20還包括輸入活塞34、主活塞38和副活塞40。輸入活塞34被可滑動(dòng)地布置在第一膛孔26中。主活塞38被可滑動(dòng)地布置在第二膛孔28中。副活塞40被可滑動(dòng)地布置在第三膛孔30中。
在圖1和圖2中由42示意性地指示的制動(dòng)踏板經(jīng)由輸入桿45聯(lián)接到輸入活塞34的第一端部44。輸入桿45可以被直接地聯(lián)接到輸入活塞34或可以通過(guò)聯(lián)接器(未示出)間接地連接。輸入活塞34包括擴(kuò)大的第二端部52，所述擴(kuò)大的第二端部52限定肩部54。在圖1和圖2中所示的休止位置中，輸入活塞的肩部54與肩部56接合，所述肩部56形成在殼體24的第一膛孔26與第二膛孔28之間。輸入