CN102582601A

CN102582601A - 采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统

Info

Publication number: CN102582601A
Application number: CN2012100543742A
Authority: CN
Inventors: 孙泽昌; 王猛
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及一种采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，包括依次连接的制动踏板、踏板位移传感器、一体式制动主缸总成和ABS液压控制单元，所述的ABS液压控制单元连接汽车四个车轮的制动轮缸。与现有技术相比，本发明在汽车的电气系统失效状态下，由一体式制动主缸总成内的液压助力第一腔放大主缸推杆输入力，通过踏板感觉模拟弹簧推动助力第二活塞、主缸第一活塞和主缸第二活塞，形成制动所需压力。

Description

采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统

技术领域

本发明涉及一种汽车制动系统，尤其是涉及一种采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统。

背景技术

新能源汽车在制动过程中，机械式液压制动力施加于车轮的同时，驱动电机可以工作在发电状态对车轮施加再生制动力，从而在完成车辆有效制动的同时回收制动能量并储存在储能设备中以供再次利用，提高新能源汽车的能量利用效率、燃油经济性和排放性能。

再生制动力参与制动可以方便回收制动能量，同样也会带来一些问题，主要包括灵活、精确、快速地控制制动管路压力、优化驾驶员踏板感觉、优化真空助力机构的NVH特性等；当汽车处于极限工况时，快速、准确地调节各车轮的制动力是保证车辆稳定性的必要条件。传统液压制动系统已经不能很好的满足以上需求，因此在传统制动系统的基础上开发一套不仅可以回收制动能量，更能改善整车的制动效能和车辆稳定性的电液复合制动系统已成为当务之急。

经相关文献专利检索发现，现有的电液复合制动系统主要由踏板感觉模拟机构，踏板位移传感器，液压控制单元组成。有的系统仍然保留真空助力器，但需要额外增加真空泵。有的系统采用液压助力的方式，但需要额外增加液压源。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，包括依次连接的制动踏板、踏板位移传感器、一体式制动主缸总成和ABS液压控制单元，所述的ABS液压控制单元连接汽车四个车轮的制动轮缸，所述的一体式制动主缸总成包括储液室、缸体、供压开关组件以及可在缸体内活动的制动主缸推杆、助力第一活塞、踏板感觉模拟弹簧、助力第二活塞、主缸第一活塞、第一回位弹簧、主缸第二活塞、第二回位弹簧；

所述的制动主缸推杆和助力第一活塞在缸体内形成液压助力第一腔，该液压助力第一腔通过设在缸体上的第一通孔与储液室连通；

所述的助力第一活塞和助力第二活塞在缸体内形成踏板感觉模拟腔，该踏板感觉模拟腔通过设在缸体上的第二通孔与大气连通，所述的踏板感觉模拟弹簧固定在助力第一活塞和助力第二活塞的端面上；

所述的助力第二活塞和主缸第一活塞在缸体内形成液压助力第二腔，该液压助力第二腔通过设在缸体上的第三通孔经由供压开关组件与储液室连通；

所述的主缸第一活塞与主缸第二活塞在缸体内形成主缸后腔，该主缸后腔通过设在缸体上的第四通孔与储液室连通，并通过设在缸体上的第五通孔与ABS液压控制单元相连，所述的第一回位弹簧固定在主缸第一活塞与主缸第二活塞的端面上；

所述的主缸第二活塞与缸体的侧壁形成主缸前腔，该主缸前腔通过设在缸体上的第六通孔与储液室连通，并通过设在缸体上的第七通孔与ABS液压控制单元相连，所述的第二回位弹簧固定主缸第二活塞的端面和缸体的侧壁上。

所述的供压开关组件包括电动泵、高压蓄能器、第一单向阀、第二单向阀、液压传感器和开关电磁阀，所述的第三通孔分别与液压传感器、高压蓄能器和开关电磁阀的入口连接，开关电磁阀的出口连接储液室，所述的电动泵的入口通过第一单向阀与储液室相连，电动泵的出口通过第二单向阀与高压蓄能器相连。

所述的ABS液压控制单元设有两个输入口，两个输入口分别连接主缸后腔的第五通孔和主缸前腔的第七通孔，每个输入口对应设置有两个输出口，四个输出口分别连接四个车轮的制动轮缸，形成四条独立的控制支路。

所述的ABS液压控制单元包括用于给制动轮缸供压的液压组件，每个输入口对应的两条控制支路共用一组液压组件，每条控制支路均设有用于调节制动轮缸压力的控制开关组件。

所述的液压组件包括相互连接的低压蓄能器和液压泵，所述的液压泵的两侧均设有一个单向阀，两个液压泵由一个电机驱动。

所述的控制开关组件包括一常闭型的开关电磁阀和一常开型的开关电磁阀。

电动泵和高压蓄能器制动动作提供能量，开关电磁阀为常开型2位2通开关电磁阀，液压传感器用于监测高压蓄能器和液压助力第二腔的压力，踏板感觉模拟弹簧为制动踏板提供反馈力，4个制动轮缸通过各自支路的常开型的开关电磁阀和常闭型的开关电磁阀调节制动管路压力，在汽车的电气系统失效状态下由液压助力第一腔放大主缸推杆输入力，通过踏板感觉模拟弹簧推动助力第二活塞、主缸第一活塞和主缸第二活塞，形成制动所需压力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)采用结构更为紧凑的一体式制动主缸总成，较传统真空助力式制动主缸总成占用空间更小，安装更为简便、自由，为汽车前舱的布置空间提供了更多的选择。

2)踏板感觉设计更加灵活、平顺。

3)液压助力提高制动响应速度，有利于精确控制制动轮缸的压力，有效改善整车的制动效能。

4)使用传统防抱死制动系统(ABS)的液压控制单元(HCU)即可实现车辆稳定性控制(ESP、VSC、ESC等)，较现有车辆稳定性控制系统(ESP、VSC、ESC等)的液压控制单元(HCU)结构更简单，成本更低，更容易加工、制造。

5)在汽车的电气系统失效状态下仍可保持较好的助力能力。

6)适用车型广泛，纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车均可。

附图说明

图1是本发明在初始状态下的示意图；

图2是本发明在工作状态下的示意图；

图3是本发明在失效状态下的示意图；

图中：101、制动踏板；102、踏板位移传感器；103、制动主缸推杆；104、缸体；105、液压助力第一腔；106、助力第一活塞；107、踏板感觉模拟腔；108、踏板感觉模拟弹簧组；109、助力第二活塞；110、液压助力第二腔；111、主缸第一活塞；112、第一回位弹簧；113、主缸后腔；114、主缸第二活塞；115、第二回位弹簧；116、主缸前腔；117、第一单向阀；118、电动泵；119、第二单向阀；120、高压蓄能器；121、开关电磁阀；122、液压传感器；123、储液室；124、左前轮控制支路上的常开型开关电磁阀；125、右后轮控制支路上的常开型开关电磁阀；126、左后轮控制支路上的常开型开关电磁阀；127、右后轮控制支路上的常开型开关电磁阀；128、左前轮控制支路上的常闭型开关电磁阀；129、右后轮控制支路上的常闭型开关电磁阀；130、左后轮控制支路上的常闭型开关电磁阀；131、右后轮控制支路上的常闭型开关电磁阀；132、左前轮控制支路和右后轮控制支路的低压蓄能器；133、左后轮控制支路和右后轮控制支路的低压蓄能器；134、左前轮控制支路和右后轮控制支路的液压泵；135、左后轮控制支路和右后轮控制支路的液压泵；136、电动机；137、左前轮控制支路和右后轮控制支路的单向阀；138、左后轮控制支路和右后轮控制支路的单向阀；141、第一通孔；142、第二通孔；143、第三通孔；144、第四通孔；145、第五通孔；146、第六通孔；147、第七通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，为本发明在初始状态下的示意图，一体式制动主缸总成的主缸推杆104、助力第一活塞107、助力第二活塞110、主缸第一活塞112、主缸第二活塞115在第一回位弹簧112、第二回位弹簧115和踏板感觉模拟弹簧108的作用下处于最右侧，即初始位置；液压助力第一腔106、液压助力第二腔111、主缸后腔114、主缸前腔117分别通过缸体104上的第一通孔141、第三通孔143、第四通孔144和第六通孔146与储液室123连通，主缸后腔114和主缸前腔117分别通过第五通孔145和第七通孔147和ABS液压控制单元的两个输入口连通，踏板感觉模拟腔107通过设在缸体104上的第二通孔142与大气连通；由于开关电磁阀121、124、125、126、127为常开型，开关电磁阀128、129、130、131处于常闭型，因此整个制动系统中各处压力均为0。

系统上电后，本发明处于如图2所示的在工作状态，常开型开关电磁阀121、124、125、126、127关闭，常闭型开关电磁阀128、129、130、131继续保持关闭状态。电动泵119从储液室123抽取制动液在高压蓄能器120、液压助力第二腔110、主缸前腔116、后腔113维持高压状态，为以后的制动动作提供能量。

当驾驶员踩下制动踏板101时，从踏板位移传感器102的输出信号中解释出驾驶员的制动意图和制动需求，在优先考虑使用汽车驱动电机再生制动力的前提下，计算得出该机械制动系统目标摩擦制动力，并通过控制常开型开关电磁阀124、125、126、127和常闭型开关电磁阀128、129、130、131达到控制轮缸压力的目的。此时，踏板感觉模拟弹簧108通过液压助力第一腔105为制动踏板101提供反向作用力，模拟传统制动系统的踏板感觉。由于液压助力第二腔110的压力足够高，因此液压助力第二活塞109并不会发生移动。在此状态下，制动主缸推杆103、液压助力第一活塞106、主缸第一活塞111、主缸第二活塞114都产生了向左的位移，封闭了第一通孔141、、第四通孔144和第六通孔146，使缸体104与储液室123隔离。当ABS欲发生作用时，各轮缸目标压力的指令来自于ABS的控制器，即使是驾驶员不踩下制动踏板，仍能有效、迅速地对单个车轮施加制动力。在压力调节过程中，所需稳定的高油压可由电动泵118、高压蓄能器120和液压传感器122组成的高压油路系统保证，持续为四个制动轮缸的压力调节提供高压制动液。

如图3所示，是本发明在失效状态下的示意图，若电气系统失效(例如突然掉电)，常开型的开关电磁阀121、124、125、126、127将处于开启状态，常闭型的开关电磁阀128、129、130、131处于关闭状态，电动泵118、高压蓄能器120和液压传感器122组成的高压油路系统也将不能提供高压油液。这时制动主缸前腔116与左前制动轮缸、右后轮制动轮缸相通，制动主缸后腔113与右前轮、左后制动轮缸相通。由于常开型开关电磁阀121开启，液压助力第二腔110的压力迅速降低至0。主缸第一活塞111和主缸第二活塞114在压力和第一回位弹簧112、第二回位弹簧115的作用下向右移动，液压助力第二活塞109在踏板感觉模拟弹簧108的作用下向左移动，直至液压助力第二活塞109和主缸第一活塞111接触，此时液压助力第二腔110与储液室123相通，压力为0。当驾驶员继续踩下制动踏板101时，制动主缸推杆103经由液压助力第一腔105的液压助力作用，推动液压助力第一活塞106，压缩踏板感觉模拟弹簧108，作用在液压助力第二活塞上109，在制动主缸前腔116和主缸后腔113同时建立起高压，保证四个制动轮缸的制动压力，并使轮缸压力与制动踏板踩下的行程成比例。

Claims

1.采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，包括依次连接的制动踏板、踏板位移传感器、一体式制动主缸总成和ABS液压控制单元，所述的ABS液压控制单元连接汽车四个车轮的制动轮缸，其特征在于，所述的一体式制动主缸总成包括储液室、缸体、供压开关组件以及可在缸体内活动的制动主缸推杆、助力第一活塞、踏板感觉模拟弹簧、助力第二活塞、主缸第一活塞、第一回位弹簧、主缸第二活塞、第二回位弹簧；

2.根据权利要求1所述的采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，其特征在于，所述的供压开关组件包括电动泵、高压蓄能器、第一单向阀、第二单向阀、液压传感器和常开型开关电磁阀，所述的第三通孔分别与液压传感器、高压蓄能器和开关电磁阀的入口连接，开关电磁阀的出口连接储液室，所述的电动泵的入口通过第一单向阀与储液室相连，电动泵的出口通过第二单向阀与高压蓄能器相连。

3.根据权利要求1所述的采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，其特征在于，所述的ABS液压控制单元设有两个输入口，两个输入口分别连接主缸后腔的第五通孔和主缸前腔的第七通孔，每个输入口对应设置有两个输出口，四个输出口分别连接四个车轮的制动轮缸，形成四条独立的控制支路。

4.根据权利要求3所述的采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，其特征在于，所述的ABS液压控制单元包括用于给制动轮缸供压的液压组件，每个输入口对应的两条控制支路共用一组液压组件，每条控制支路均设有用于调节制动轮缸压力的控制开关组件。

5.根据权利要求4所述的采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，其特征在于，所述的液压组件包括相互连接的低压蓄能器和液压泵，所述的液压泵的两侧均设有一个单向阀，两个液压泵由一个电机驱动。

6.根据权利要求4所述的采用一体式制动主缸总成的汽车电液复合制动系统，其特征在于，所述的控制开关组件包括一常闭型的开关电磁阀和一常开型的开关电磁阀。