CN103129544B - 一体式电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式电子液压制动系统，其包括一体式液压控制装置和动力源单元，该一体式液压控制装置包括：主缸，该主缸具有两个液压回路以产生液压压力；贮存器，该贮存器被联接到主缸的上部以存储油；蓄能器，该蓄能器用于存储预定压力水平；流量控制阀和减压阀，该流量控制阀和减压阀用于控制从蓄能器传递到安装在车辆的车轮处的轮缸的压力；踏板模拟器，该踏板模拟器被连接到主缸，以提供制动踏板的反作用力；以及模拟阀，该模拟阀用于控制主缸与踏板模拟器之间的连接，该动力源单元包括泵以及用于驱动该泵的马达，该泵用于从贮存器抽吸油并且将所抽吸的油排放到蓄能器以在该蓄能器中产生压力。

Description

一体式电子液压制动系统

技术领域

本发明的实施方式涉及一种一体式电子液压制动系统，所述一体式电子液压制动系统包括构造成单个单元的由主缸和踏板模拟器构成的致动器、电子稳定控制系统（ESC）和液压动力单元（HPU）。

背景技术

近年来，已经大力地开展了混合动力车辆、燃料电池车辆和电动车辆的研究，以便提高燃料效率并且减少排气。制动装置（即，用于车辆的制动系统的制动装置）大体上安装在这种车辆中。在此，制动装置是起作用以使得行驶的车辆减速或停止的装置。

通常，用于车辆的制动系统的制动装置包括：真空制动器，其利用发动机的吸入压力来产生制动力；以及液压制动器，其利用液压来产生制动力。

真空制动器借助利用车辆发动机的吸入压力与大气压力之间的差的真空助力器以小力展现出大制动力。也就是说，真空制动器产生比当驾驶员推压制动踏板时施加到制动踏板上的力更大的输出。

在这种常规真空制动器的情况下，车辆发动机的吸入压力被供应到真空助力器以形成真空，且因此降低了燃料效率。此外，发动机始终被驱动以形成真空，即时当车辆停止时。

此外，燃料电池车辆和电动车辆不具有发动机，且因此在制动期间将助推驾驶员的踏板力的常规真空制动器应用到燃料电池车辆和电动车辆是不可能的，并且混合动力车辆在停止期间执行怠速停止功能以提高燃料效率，并且需要引入液压制动器。

也就是说，由于需要执行再生制动功能以改善所有车辆的燃料效率，因此通过采用液压制动器容易地执行再生制动功能。

在作为一种液压制动器的电子液压制动系统的情况下，当驾驶员推压踏板时，电子控制单元感测踏板的推压并且将液压供应到主缸，由此将用于制动的液压传递到每个车轮的轮缸（未示出），以产生制动力。

电子液压制动系统包括：具有主缸、助力器、贮存器和踏板模拟器的致动器；ESC，用于独立地控制车轮的制动力；以及包括马达、泵和蓄能器的HPU。

构成电子液压制动系统的上述单元被单独地提供并安装。结果，由于车辆的有限安装空间，因此必须保证用于安装电子液压制动系统的空间。此外，电子液压制动系统的重量增加。基于这些理由，需要一种先进的电子液压制动系统，该电子液压制动系统确保车辆在制动期间的安全性、提高燃料效率、并且具有正确的踏板感觉。

因此，根据上述需求，正致力于研究和开发这样的电子液压制动系统，该电子液压制动系统具有简单的构造并且即使在发生故障时也有效地展现制动力。

发明内容

因此，本发明的一个方面在于提供一种一体式电子液压制动系统，该一体式电子液压制动系统具有简单的构造以改善车辆的制动安全性和安装效率，由此在制动期间提供稳定的踏板感觉，并且该一体式电子液压制动系统支持再生制动，由此提高燃料效率。

本发明的附加方面将在随后的说明中部分地被阐明，并且部分地将从该说明变得明显，或者可以通过本发明的实施来获知。

根据本发明的一个方面，一体式电子液压制动系统包括一体式液压控制装置和动力源单元，所述一体式液压控制装置包括：主缸，所述主缸具有两个液压回路以产生液压；贮存器，所述贮存器被联接到所述主缸的上部以存储油；蓄能器，所述蓄能器用于存储预定水平的压力；流量控制阀和减压阀，所述流量控制阀和减压阀用于控制从所述蓄能器传递到安装在车辆的车轮处的轮缸的压力；踏板模拟器，所述踏板模拟器被连接到所述主缸，以提供所述制动踏板的反作用力；以及模拟阀，所述模拟阀用于控制所述主缸与所述踏板模拟器之间的连接，所述动力源单元包括泵以及用于驱动所述泵的马达，所述泵用于从所述贮存器抽吸油并且将所抽吸的油排放到所述蓄能器以在所述蓄能器中产生压力，其中所述动力源单元作为单独单元构造，以去除从所述动力源单元产生的噪声，并且所述一体式液压控制装置和所述动力源单元借助外部管彼此连接。

所述蓄能器和所述泵能够借助所述外部管彼此连接，并且所述外部管能够在其中被限定，并且这些术语的限定应当基于本申请文件的全部内容来确定。因此，在本发明的实施方式和附图中公开的构造仅仅是示例性的，并且不涵盖本发明的全部技术实质，因此将理解的是，这些实施方式可能被不同地修改或改变。

图1是示出了其中根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统未被操作的状态的液压回路图

所述一体式电子液压制动系统能够包括两个单元。参考图1，一体式电子液压制动系统能够包括一体式液压控制装置100和动力源单元200，所述一体式液压控制装置100包括：制动踏板30，所述制动踏板在制动期间由驾驶员操纵；主缸110，来自制动踏板30的力被传递；贮存器115，所述贮存器被联接到所述主缸110的上部，以存储油；蓄能器120，用于存储预定水平的压力；踏板模拟器180，所述踏板模拟器被连接到主缸110，以提供制动踏板30的反作用力；以及模拟阀186，其控制主缸110和踏板模拟器180之间的连接，所述动力源单元200包括泵210和用于驱动所述泵210的马达220，所述泵210用于从贮存器115抽吸油并且将所抽吸的油排放到蓄能器120以在蓄能器120中产生压力。

而且，一体式液压控制装置100还能够包括：流量控制阀141和142；减压阀143和144；流入阀151和152；以及压力传感器101和102，其用于控制从蓄能器120传递到轮缸20的压力，所述轮缸20被安装在车辆的车轮FL、FR、RL和RR处。

一体式液压控制装置100和动力源单元200借助外部管10彼此连接。也就是说，动力源单元200的泵210和一体式液压控制装置100的蓄能器120借助外部管10彼此连接。包括泵210和马达220的动力源单元20与一体式液压控制装置100分离，以从一体式液压控制装置100去除从动力源单元200产生的噪声。而，主缸110、贮存器115和踏板模拟器180作为单个单元被整合到一体式液压控制装置100中，并且在一体式液压控制装置100中包括有ESC和HPU的功能，以降低一体式电子液压制动系统的重量并且改善一体式电子液压制动系统的安装空间。

在下文中，将更详细地描述构成一体式电子液压制动系统的部件的结构和功能。首先，主缸110在其中具有第一活塞111和第二活塞112以构造两个液压回路，并且根据制动踏板30的踏板力产生液压。助力器（未示出）还能够安装在制动踏板30和主缸110之间。也就是说，当制动踏板30的踏板力由助力器增大并接着被传递到主缸110时，主缸110将助力器所产生的力转换为液压并且将存储在主缸110中的制安装有止回阀，以防止所述蓄能器的压力逆流。

所述一体式电子液压制动系统还能够包括：第一备用通道和第二备用通道，所述第一备用通道和第二备用通道被连接在所述主缸的所述两个液压回路与所述轮缸之间；第一切断阀，所述第一切断阀用于控制所述第一备用通道与所述主缸之间的连接；第二切断阀，所述第二切断阀用于控制所述第二备用通道与所述主缸之间的连接，当所述一体式电子液压制动系统异常操作时这些切断阀控制所述制动油。

所述一体式电子液压制动系统还能够包括：模拟止回阀，所述模拟止回阀设置于在所述主缸和所述踏板模拟器之间进行连接的通道中，其中，所述模拟止回阀能够构造成仅通过所述模拟阀将由所述制动踏板的踏板力产生的压力传递到所述踏板模拟器。

所述模拟止回阀能够包括不具有弹簧的管止回阀，当所述制动踏板的所述踏板力被释放时，所述管止回阀使所述踏板模拟器的剩余压力返回。

所述一体式电子液压制动系统还能够包括：脉动衰减器，所述脉动衰减器设置于在所述流量控制阀和所述减压阀之间进行连接的通道中，以控制被传递到所述轮缸的压力，并且使压力脉动最小化。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面从结合附图给出的实施方式的下述说明将变得清楚并且更容易理解，在附图中：

图1是示出了其中根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统未被操作的状态的液压回路图；

图2是示出了其中根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统正常操作的状态的液压回路图；以及

图3是示出了其中根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统异常操作的状态的液压回路图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施方式，其示例在附图中被示出，贯穿附图，相同的附图标记指代相同的元件。下述说明中使用的术语考虑到根据实施方式获得的功能动油供应到轮缸20。

助力器是增大制动踏板30的踏板力的装置。助力器是本发明所属领域的技术人员公知的，且因此将省除其详细说明。

同时，未被解释的附图标记31表示安装在制动踏板30处的输入杆，以将踏板力传递到主缸110。

主缸110具有两个液压回路，以当主缸110损坏时确保安全性。例如，其中一个液压回路能够被连接到右前轮FR和左后轮RL，并且另一液压回路能被连接到左前轮FL和右后轮RR。然而，通常其中一个液压回路被连接到两个前轮FL和FR，并且另一液压回路被连接到两个后轮RL和RR。如上所述，两个液压回路被独立地构造，以即使在其中一个液压回路受损时也能够制动车辆。

存储油的贮存器115被安装在主缸110的上部。从两个液压回路排放的油通过主缸110的下部被引入到轮缸20中。

设置至少一个泵210，以泵送从贮存器115引入的油，以产生制动压力。在泵210的一侧处设置马达220，以向泵210提供驱动力。

蓄能器120被设置在泵210的出口处，以暂时地存储根据泵210的驱动产生的高压油。也就是说，如上所述，蓄能器120借助外部管10被连接到泵210。在外部管10中安装有止回阀135，以防止存储在蓄能器120中的高压油逆流。

在蓄能器120的出口处设置有第一压力传感器101，以测量蓄能器120的油压。所测量的油压与设定压力进行比较。如果所测量的油压是低的，那么泵210被驱动以从贮存器115抽吸油并且将所抽吸的油供应到蓄能器120。

为了将存储在蓄能器120中的制动油通过泵210和马达220供应到轮缸20，提供与外部管10连接的连接通道130。该连接通道130被连接到与前轮FL和FR连接的第一流入通道131并且被连接到与后轮RL和RR连接的第二流入通道132。在与连接通道130连接的第一流入通道131中设置有第一流量控制阀141和第一减压阀143，以控制存储在蓄能器120中的制动油。在与连接通道130连接的第二流入通道132中设置有第二流量控制阀142和第二减压阀144，以控制存储在蓄能器120中的制动油。也就是说，存储在蓄能器120中的制动油能够借助第一流入通道131和第二流入通道132被供应到相应轮缸20。

第一流量控制阀141和第二流量控制阀142以及第一减压阀143和第二减压阀144是通常关闭的常闭型电磁阀。

同时，第一流入阀151被设置在与第一流入通道131连接的轮缸20之间，第二流入阀152被设置在与第二流入通道132连接的轮缸20之间。

第一流入阀151是通常打开的常开型电磁阀。当驾驶员推压制动踏板30时，第一流量控制阀141打开以将存储在蓄能器120中的制动油供应到轮缸20。第二流入阀152能够构造成执行与第一流入阀151相同的操作。

而且，一体式液压控制装置100还能够包括被连接在轮缸20与主缸110之间的返回通道160。在该返回通道160中设置有流出阀161，以将油从轮缸20向贮存器115排放。流出阀161是通常关闭的常闭型电磁阀。

此外，一体式液压控制装置100还能够包括脉动衰减器145，该脉动衰减器设置在第一流入通道131和第二流入通道132之间以最小化压力脉动。脉动衰减器145是暂时存储油以使得在流量控制阀141和142、减压阀143和144以及流入阀151和152之间产生的脉动衰减的装置。脉动衰减器145是本发明所属的现有技术中公知的，且因此将省除其详细说明。

同时，未被解释的附图标记103表示安装在第一流入通道131和第二流入通道132中的压力传感器，以感测供应到流入通道131和132的制动油的压力。压力传感器103控制脉动衰减器145，使得脉动根据制动油的感测压力而衰减。

根据本发明的实施方式，第一备用通道171和第二备用通道172能够设置在主缸110和轮缸20之间，以备一体式电子液压制动系统发生故障。在第一备用通道171中能够设置有第一切断阀172，以打开和关闭第一备用通道171。在第二备用通道172中能够设置有第二切断阀174，以打开和关闭第二备用通道172。第一备用通道171借助第一切断阀173连接到第一流入通道131。第二备用通道172借助第二切断阀174被连接到第二流入通道132。具体地，用于测量主缸110的油压的第二压力传感器102能够设置在第一切断阀173和主缸110之间。因此，当由驾驶员执行制动时，备用通道171和172由第一切断阀173和第二切断阀174关闭，并且驾驶员的制动意图由第二压力传感器102来确定。

而且，用于产生制动踏板20的踏板力的踏板模拟器180设置在第二压力传感器102和主缸110之间。

踏板模拟器180包括：模拟室182，用于存储从主缸110的出口排放的油；以及模拟阀186，该模拟阀设置在模拟室182的入口处。模拟室182包括活塞183和弹性构件184并且构造成基于引入到模拟室182中的油而具有预定位移范围。模拟阀186是通常关闭的常闭型电磁阀。当驾驶员推压制动踏板30时，模拟阀186打开以将制动油供应到模拟室182。

而且，模拟止回阀185设置在踏板模拟器180和主缸110之间，即踏板模拟器180和模拟阀186之间。模拟止回阀185被连接到主缸110。模拟止回阀185构造成仅通过模拟阀186将由制动踏板30的踏板力产生的压力传递到踏板模拟器180。模拟止回阀185能够是不具有弹簧的管止回阀，当制动踏板30的踏板力被释放时，该管止回阀使踏板模拟器180的剩余压力返回。

一体式液压控制装置100以包括电子控制单元（ECU）（未示出）的块的形式构造，所述ECU电连接到阀和传感器以控制这些阀和传感器，且因此一体式电子液压制动系统具有紧凑结构。也就是说，根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统被划分为作为单个块构造成的：包括泵210和马达220的动力源单元200；以及一体式液压控制装置100，所述一体式液压控制装置100包括蓄能器120、阀、传感器、踏板模拟器180，所述踏板模拟器180用于产生制动踏板的踏板力。因此，容易确保一体式电子液压制动系统的安装空间，并且降低一体式电子液压制动系统的重量。

在下文中，将详细地描述根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统的操作。

图2是示出了其中一体式电子液压制动系统正常操作的状态的液压回路图。

参考图2，当由驾驶员开始制动时，驾驶员所需的制动量基于由第二压力传感器102测量的信息（例如，由驾驶员推压的制动踏板30的压力）被感测到。控制器（未示出）能够接收再生制动的量，基于驾驶员所需的制动量与再生制动的量之间的差来计算摩擦制动的量，并且基于此检测在车轮处的压力的增加或减少。

具体地，当驾驶员在制动的初始阶段推压制动踏板30时，车辆由再生制动充分地制动，且因此，控制可能被执行以不产生摩擦制动的量。因此，可能必需减少制动油的压力，使得从制动踏板30供应到主缸10的液压不被传递到轮缸20。此时，减压阀143和144打开以将流入通道131和132中的产生的液压排放到贮存器115。结果，在车轮RR、RL、FR和FL处不产生压力，并且保持制动踏板的压力。

之后，能够执行基于再生制动的量的变化来调节摩擦制动的量的过程。再生制动的量可能取决于蓄电池的充电状态或车辆的速度而变化。当车辆的速度是预定值或更小时，再生制动的量突然减少。为了控制轮缸20的液压，第一流量控制阀141能够控制从蓄能器120供应到第一流入通道131的制动油的流量。以相同的方式，第二流量控制阀142能够控制从蓄能器120供应到第二流入通道132的制动油的流量。

之后，不存在再生制动的量，并且制动可能基于正常制动状态来执行。

图3是示出了其中一体式电子液压制动系统异常操作的状态的液压回路图。

参考图3，针对在其中一体式电子液压制动系统异常操作的情况的备用制动，第一切断阀173和第二切断阀174打开，使得来自主缸110的制动油被直接供应到轮缸20。此时，主缸110的内径可能比常规主缸的要小，以基于制动踏板30的踏板力来最大化机械制动性能。也就是说，主缸可能提供来自存储在主缸中的制动油的足够制动力，尽管主缸110的内径比常规主缸的要小。

如从上述说明显而易见的，根据本发明实施方式的一体式电子液压制动系统具有如下优点。

首先，一体式电子液压制动系统被划分为构造成单个块的动力源单元和一体式液压控制装置，所述动力源单元包括泵和马达，所述一体式液压控制装置包括蓄能器、阀、传感器、用于产生制动踏板的踏板力的踏板模拟器。因此，容易确保一体式电子液压制动系统的安装空间，并且降低一体式电子液压制动系统的重量。同样，一体式电子液压制动系统被容易地组装。

其次，当制动系统发生故障时实现车辆的制动，且因此，一体式电子液压制动系统容易地应用到电动车辆、燃料电池车辆以及混合动力车辆。

第三，借助不具有弹簧的模拟止回阀来最小化剩余压力，并且即使当在制动期间压力被任意地调节时也能够稳定地维持传递到驾驶员的踏板感觉。

第四，一体式电子液压制动系统产生使用者所需的制动力，而与是否存在发动机以及发动机是否运转无关，由此有助于提高燃料效率。

第五，一体式电子液压制动系统与常规负压型助力器相比具有更简单的构造，并且并不像真空制动器那样不会使用发动机的吸入压力，由此提高了车辆的燃料效率。此外，一体式电子液压制动系统具有简单构造，且因此能够容易地应用到小型车辆。

虽然已经示出并描述了本发明的几个实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在没有脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施方式进行改变，本发明的范围被限定在权利要求和它们的等同要求中。

Claims (6)

1.一种一体式电子液压制动系统，所述一体式电子液压制动系统用于将由驾驶员的踏板力产生的液压传递到轮缸，所述一体式电子液压制动系统包括：

一体式液压控制装置，所述一体式液压控制装置包括：主缸，所述主缸具有两个液压回路以产生液压；贮存器，所述贮存器被联接到所述主缸的上部以存储油；蓄能器，所述蓄能器用于存储预定水平的压力；流量控制阀和减压阀，所述流量控制阀和所述减压阀用于控制从所述蓄能器传递到安装在车辆的车轮处的所述轮缸的压力；踏板模拟器，所述踏板模拟器被连接到所述主缸，以提供制动踏板的反作用力；以及模拟阀，所述模拟阀用于控制所述主缸与所述踏板模拟器之间的连接；以及

动力源单元，所述动力源单元包括泵以及用于驱动所述泵的马达，所述泵用于从所述贮存器抽吸油并且将所抽吸的油排放到所述蓄能器以在该蓄能器中产生压力；其中

所述动力源单元作为单独单元构造，以去除从所述动力源单元产生的噪声，并且所述一体式液压控制装置和所述动力源单元借助外部管彼此连接。

2.根据权利要求1所述的一体式电子液压制动系统，其中，所述蓄能器和所述泵借助所述外部管彼此连接，并且所述外部管中安装有止回阀，以防止所述蓄能器的压力逆流。

3.根据权利要求1所述的一体式电子液压制动系统，该一体式电子液压制动系统还包括：第一备用通道和第二备用通道，所述第一备用通道和第二备用通道被连接在所述主缸的所述两个液压回路与所述轮缸之间；第一切断阀，所述第一切断阀设置在所述第一备用通道中以打开和关闭所述第一备用通道；第二切断阀，所述第二切断阀设置在所述第二备用通道以打开和关闭所述第二备用通道，当所述一体式电子液压制动系统异常操作时这些切断阀控制制动油。

4.根据权利要求1所述的一体式电子液压制动系统，该一体式电子液压制动系统还包括：模拟止回阀，所述模拟止回阀设置于在所述主缸和所述踏板模拟器之间进行连接的通道中，其中，所述模拟止回阀构造成仅通过所述模拟阀将由所述制动踏板的踏板力产生的压力传递到所述踏板模拟器。

5.根据权利要求4所述的一体式电子液压制动系统，其中，所述模拟止回阀包括不具有弹簧的管止回阀，当所述制动踏板的所述踏板力被释放时，所述管止回阀使所述踏板模拟器的剩余压力返回。

6.根据权利要求1所述的一体式电子液压制动系统，该一体式电子液压制动系统还包括：脉动衰减器，所述脉动衰减器设置于在所述流量控制阀和所述减压阀之间进行连接的通道中，以控制被传递到所述轮缸的压力，并且最小化压力脉动。