CN103373334A - 电子-液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子-液压制动系统，其包括：主缸，其用于根据施加到制动踏板的踏板力来产生液压压力；贮存器，其设置在主缸的上部处以存储油；中压蓄能器，其用于存储液压压力；第一马达和第一泵，制动时，所述第一马达和所述第一泵将油抽吸通过连接到贮存器的通道并将所抽吸的油排放到中压蓄能器以在中压蓄能器中产生液压压力；第二马达和第二泵，该第二马达和第二泵设置在中压蓄能器的输出侧以提高制动响应性；两个液压回路，这两个液压回路中的每个液压回路均连接到两个车轮；以及流量控制阀和减压阀，该流量控制阀和减压阀设置在中压蓄能器和两个液压回路之间，用于控制从中压蓄能器传送到安装在每个车轮处的轮缸的压力。

Description

电子-液压制动系统

技术领域

本发明的实施方式涉及一种电子-液压制动系统，在所述电子液压制动系统中，能够使用较不昂贵的中压蓄能器来取代昂贵的高压力蓄能器。

背景技术

近年来，已经大力地进行了混合动力车辆、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废气。这些车辆基本上需要用于使车辆减速或停止的制动装置。

通常，用于电子制动系统的制动装置包括：真空制动器，该真空制动器利用发动机的吸入压力来产生制动力；以及液压制动器，该液压制动器利用液压来产生制动力。

真空制动器允许真空助力器利用车辆发动机的吸入压力与大气压力之间的差从小力产生大制动力。也就是说，真空制动器产生比当驾驶员推动制动踏板时施加到制动踏板上的力更大的输出力。然而，对于该真空制动器，车辆发动机的吸入压力需要被供应到真空助力器以形成真空，且因此可能降低燃料效率。此外，即使当车辆停止时，发动机也可能需要被驱动以形成真空。

此外，燃料电池车辆和电动车辆不具有发动机，且因此在制动期间应用提高驾驶员的踏板力的常规真空制动器是不可能的。对于混合动力车辆，在停止期间可能需要执行怠速停止以提高燃料效率。因此，可能不需要引入液压制动器。

图1示出了作为一种液压制动器的电子-液压制动系统。对于该电子-液压制动系统，一旦驾驶员推动踏板，则电子控制单元将借助踏板移位传感器来感测踏板的移位并且计算车轮压力以对于每个车轮执行反馈控制。

如图1所示，该电子-液压制动系统包括：致动器1，该致动器包括主缸1a、助力器1b、贮存器1c和踏板模拟器1d；调制器模块2，该调制器模块用于独立地控制对每个车轮的制动力；以及液压动力单元（HPU）模块3，该HPU模块包括马达、泵、蓄能器和控制阀，从而控制传送到轮缸20的液压压力。取决于制动控制方式，防抱死制动系统（ABS）、牵引控制系统（TCS）、电子稳定控制（ESC）系统、或者车辆动态控制（VDC）系统可以选择性地应用到调制器模块2。

为了HPU模块3而提供的蓄能器可能是增加制造成本的原因，该蓄能器是使用诸如氮的高压气体的膨胀力的高压力蓄能器并且因此是昂贵的。

发明内容

因此，本发明的一方面在于提供一种电子-液压制动系统，该电子-液压制动系统使用较不昂贵的中压蓄能器来取代昂贵的高压蓄能器，同时具有快速响应性。

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。

根据本发明的第一方面，一种电子-液压制动系统包括：主缸，所述主缸用于根据施加到制动踏板的踏板力来产生液压；贮存器，所述贮存器设置在所述主缸的上部处以存储油；中压蓄能器，所述中压蓄能器用于存储液压压力；第一马达和第一泵，制动时，所述第一马达和所述第一泵将油抽吸通过连接到所述贮存器的通道并且将所抽吸的油排放到所述中压蓄能器以在该中压蓄能器中产生液压压力；第二马达和第二泵，所述第二马达和所述第二泵设置在所述中压蓄能器的输出侧以提高制动响应性；两个液压回路，这两个液压回路中的每个液压回路均连接到两个车轮；以及流量控制阀和减压阀，所述流量控制阀和所述减压阀设置在所述中压蓄能器和所述两个液压回路之间，用于控制从所述中压蓄能器传送到安装在每个车轮处的轮缸的压力。

根据本发明的第二方面，当在所述轮缸处产生的液压超过所述中压蓄能器的操作压力时，所述第二马达和所述第二泵可以操作。

根据本发明的第三方面，所述电子-液压制动系统还可以包括设置在所述中压蓄能器的所述输出侧处的止回阀，其中，所述第二泵可以连接到位于所述止回阀和所述流量控制阀之间的位置。

根据本发明第四方面，所述第二马达和所述第二泵可以设置成单个单元，其中在所述第一马达和所述第一泵之间可以设置有切断阀以选择性地驱动所述第一泵或所述第二泵。

根据本发明的第五方面，所述电子-液压制动系统还包括设置在所述中压蓄能器的所述输出侧的止回阀，其中，所述第二泵可以连接到位于所述止回阀和所述流量控制阀之间的位置。

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是示意性示出常规的电子-液压制动系统的视图；

图2是普通电子-液压制动系统的液压回路图；

图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的电子-液压制动系统的局部框图，该电子-液压制动系统使用中压蓄能器；以及

图4是示出了根据本发明的另一实施方式的电子-液压制动系统的局部框图，该电子-液压制动系统使用中压蓄能器。

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，在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件。如上所述，本发明的电子-液压制动系统使用中压蓄能器来取代通常用于普通电子-液压制动系统的高压力蓄能器。为了有助于理解本发明，将首先描述普通电子-液压制动系统的液压回路图。

图2示出了一般电子-液压制动系统的液压回路图，根据本发明的示例性实施方式的中压蓄能器应用到该一般电子-液压制动系统。参考图2，电子-液压制动系统100包括：制动踏板30，该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的力被传送到该主缸；贮存器115，该贮存器联接到所述主缸110的上部，以存储油；两个液压回路HC1和HC2，这两个液压回路连接到分别安装在两个车轮FR、RL、FL和RR处的轮缸20；蓄能器130，该蓄能器用于存储预定水平的压力；泵120，该泵用于从贮存器115抽吸油并且将所抽吸的油排放到蓄能器130，以在蓄能器130中产生压力；马达122，该马达用于驱动泵120；压力传感器101、102和103，这些传感器用于将蓄能器130连接到所述两个液压回路HC1和HC2中的每个液压回路，以控制传送到缸20的压力；流量控制阀141；减压阀143；踏板模拟器180，该踏板模拟器连接到主缸110，以提供制动踏板30的反作用力；以及平衡阀190，该平衡阀用于连接所述两个液压回路HC1和HC2，以控制液压回路HC1和HC2之间的压力差。

尽管在所示的实施方式中未被描述，但泵120和马达122可以与电子-液压制动系统100分离地设置并且借助管件连接到所述电子-液压制动系统。当泵和马达作为分离的单元被安装时，从其产生的操作噪声可以被隔离并且因此噪声水平可以降低。另外，当主缸110、贮存器115和踏板模拟器180作为单个单元被结合并且提供了ESC和HPU模块的功能时，电子-液压制动系统的总重量可以减小并且电子-液压制动系统所用的安装空间可以增大。

在所示的实施方式中，主缸110具有两个腔室以确保发生故障时的安全性，该主缸可以设置有单个腔室以产生液压压力。在这些腔室中设置有第一活塞111和第二活塞112。第一活塞111和第二活塞112根据制动踏板30的踏板力而产生液压压力，并且分别连接到两个液压回路HC1和HC2。主缸110接收从布置在其上部的油贮存器115供应的油并且将所接收的油通过设置在其下部的出口而排放到安装在车轮FR、RL、FL和RR处的轮缸20。

设置有至少一个泵120，以在高压下泵送从贮存器115引入的油，从而产生制动压力。用于向泵120提供驱动力的马达122布置在泵120的一侧。马达122可以根据制动踏板30的反映了驾驶员制动车辆的意图的踏板力来被驱动，所述制动车辆的意图从稍后将被描述的第二压力传感器102或者踏板位移传感器被传送。

蓄能器130设置在泵120的出口处，以暂时地存储通过驱动泵120而产生的高压油。在泵120和蓄能器130之间安装有止回阀124，以防止存储在蓄能器130中的高压油回流。

在蓄能器130的出口处设置有第一压力传感器101，以测量蓄能器130的油压力。当由第一压力传感器101测量的油压力比预定压力低时，电子控制单元（未示出）驱动泵120以将油从贮存器115供应到蓄能器130，从而填充该蓄能器130。

存贮在蓄能器130中的高压制动油借助泵120和马达122沿着具有两个分支的连接通道140移到液压回路HC1和HC2中的一个液压回路。参考图2，连接通道140连接到第一液压回路HC1。连接通道140设置有流量控制阀141和减压阀143，以控制存储在蓄能器120中的制动油。

流量控制阀141和减压阀143是在正常时间下保持关闭的常闭型电磁阀。由此，当驾驶员向制动踏板30施加力时，流量控制阀141打开并且允许存储在蓄能器120中的制动油被传送到轮缸20。流量控制阀141和减压阀143构造成具有单个阀，以供应制动压力并且因此具有高容量。然而，本发明的实施方式不局限于此。当容量不足时，可以结合两个或更多个阀以构造那些阀。

电子-液压制动系统还可以包括设置在连接通道140中的脉动衰减器145以最小化压力脉动。脉动衰减器145是用于临时地存储油以衰减在流量控制阀141和减压阀143之间产生的脉动的装置。脉动衰减器145在本发明所属领域中是已公知的，并且因此将省略对其详细的说明。

在连接通道140中设置有第三压力传感器103，以感测传送到液压回路HC1的压力。脉动衰减器145可以根据由第三压力传感器103感测到的制动油的压力被控制以衰减压力脉动。

液压回路HC1和HC2中的每个液压回路均包括连接至对应的轮缸20的通道。在所述通道中安装有多个阀151和153。阀151和153包括：常开类型（在下文中，NO型）电磁阀151，所述常开型电磁阀布置在轮缸20的上游，以控制传送到轮缸20的液压压力；以及常闭型（在下文中，NC型）电磁阀153，该常闭型电磁阀布置在轮缸20的下游，以控制轮缸20中的液压压力的降低。两个电磁阀151和153的打开和关闭可以由常用的电子控制单元（未示出）来控制。

另外，液压回路HC1和HC2中的每个液压回路均包括返回通道160，以连接NC型电磁阀153和贮存器115。返回通道160允许传送到轮缸20的液压压力通过该轮缸排放并且传送到贮存器115。

可以在主缸110以及两个液压回路HC1和HC2之间设置第一备用通道171和第二备用通道172，以备电子-液压制动系统发生故障。在第一备用通道171中设置有第一切断阀173，以打开和关闭第一备用通道171。并且在第二备用通道172中设置有第二切断阀174，以打开和关闭第二备用通道172。第一切断阀173和第二切断阀174是NC型电磁阀，该NC型电磁阀在正常时间下保持打开并且当制动被正常地执行时关闭。第一备用通道171借助第一切断阀173连接到第一液压回路HC1和第一切断阀173，并且第二备用通道172借助第二切断阀174连接到第二液压回路HC2。用于测量主缸110的油压的第二压力传感器102可以设置在第一切断阀173和主缸110之间。因此，当制动被正常执行时，备用通道171和172由第一切断阀173和第二切断阀174切断，并且驾驶员的制动意图可以由第二压力传感器102来确定。在异常状态下，因为第一切断阀173和第二切断阀174打开，因此由主缸110产生的制动压力直接传送到轮缸20。

用于产生制动踏板30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：模拟腔室182，该模拟腔室用于存储从主缸110的出口排放的油；以及模拟阀186，该模拟阀设置在模拟腔室182的入口处。模拟腔室182包括活塞183和弹性构件184，该弹性构件184的移位借助引入模拟腔室182中的油而在预定范围内进行。模拟阀186是NC型电磁阀，该NC型电磁阀在正常时间下保持关闭。因而，当驾驶员推动制动踏板30时，模拟阀186打开以将制动油传送到模拟腔室182。

另外，在踏板模拟器180和主缸110之间，即，在踏板模拟器180和模拟阀186之间设置模拟止回阀185。模拟止回阀185连接到主缸110。模拟止回阀185适于仅通过模拟阀186就能够将由制动踏板30的踏板力产生的压力传送到踏板模拟器180。作为模拟止回阀185，可以使用不具有弹簧的管止回阀，从而当至制动踏板30的踏板力被释放时，踏板模拟器180的剩余压力可以被返回。

平衡阀190连接两个液压回路HC1和HC2，并且控制这两个液压回路HC1和HC2之间的压力差。平衡阀190是NC型电磁阀，该NC型电磁阀在正常时间下保持关闭并且基于压力信息当在两个液压回路HC1和HC2之间出现压力差时打开。也就是说，允许平衡阀190独立地控制两个液压回路HC1和HC2。另外，当在两个液压回路HC1和HC2之间出现压力差时，平衡阀190可以被打开以抑制压力差，由此提高制动稳定性。

所示的实施方式采用图3的中压蓄能器210来代替用于普通电子-液压制动系统的图2的高压力蓄能器130，并且由此可以降低制造成本并提高中压蓄能器210下的响应性。

为此，图2的电子-液压制动系统的单元200可以由图3所示的电子-液压制动系统的单元来替代。该电子-液压制动系统的除了单元200的其它构造是相同的，因此将省略其详细说明。在下文中，马达122将被称为第一马达，并且泵120将被称为第一泵。

中压蓄能器210具有在大约50bar至大约100bar之间的操作压力，并且包括活塞和弹簧。中压蓄能器210被使用所处的操作压力在大约100bar至大约180bar之间，并且中压蓄能器210的成本比高压力蓄能器的成本低。

存储在中压蓄能器210中的压力能量确保在制动的初始阶段压力增大的速率。当在车轮处要产生的压力高于中压蓄能器210的操作压力时，位于中压蓄能器210的下游的第二马达220和第二泵230被连接以增大压力。当第二泵230被驱动时为了阻断中压蓄能器210和车轮之间的连接通道140，而将第二泵230连接到位于设置在中压蓄能器210的输出侧的止回阀124和NC型流量控制阀141之间的位置。在图3中，虚线代表在0bar至100bar之间的油压力的区域，并且双虚线代表在于0bar至18bar之间的油压力的路径。

图4是示意性示出了根据本发明的另一实施方式的电子-液压制动系统的视图。在下文中，将主要描述与前面的实施方式中不同的特征，并且将省略对具有相同附图标记并且执行与前述实施方式中相同功能的组成部件的说明。

在所示的实施方式中，电子-液压制动系统仅利用第一马达122就能够择性地驱动第一泵120或第二泵230。也就是说，当在车轮处产生的压力高于中压蓄能器210的操作压力时，第一泵120断开连接，而第二泵230连接到第一马达122以将压力增大到期望水平。第一马达122和第一泵120之间的连接的释放可以由诸如紧急关断阀（ESV）的电子切断阀240来实施。在第二泵230被驱动时为了阻断中压蓄能器210和车轮之间的连接通道140，而将第二泵230连接到位于设置在中压蓄能器210的输出侧的止回阀120和NC型流量控制阀141之间的位置。

如从上述说明清楚的，根据本发明的实施方式的电子-液压制动系统通过利用不太昂贵的中压蓄能器来代替昂贵的高压力蓄能器可以降低制造成本，并且还具有良好的响应性，这是因为当制动器的操作压力比中压蓄能器的操作压力高时允许第二泵迅速地升高压力。

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 (5)

1.一种电子-液压制动系统，所述电子-液压制动系统包括：

主缸，所述主缸用于根据施加到制动踏板的踏板力来产生液压压力；

贮存器，所述贮存器设置在所述主缸的上部处以存储油；

中压蓄能器，所述中压蓄能器用于存储液压压力；

第一马达和第一泵，在制动时，所述第一马达和所述第一泵将油抽吸通过连接到所述贮存器的通道并且将所抽吸的油排放到所述中压蓄能器以在该中压蓄能器中产生液压压力；

第二马达和第二泵，所述第二马达和所述第二泵设置在所述中压蓄能器的输出侧以提高制动响应性；

两个液压回路，这两个液压回路中的每个液压回路均连接到两个车轮；以及

流量控制阀和减压阀，所述流量控制阀和所述减压阀设置在所述中压蓄能器和所述两个液压回路之间，用于控制从所述中压蓄能器传送到安装在每个车轮处的轮缸的压力。

2.根据权利要求1所述的电子-液压制动系统，其中，当在所述轮缸处产生的液压压力高于所述中压蓄能器的操作压力时，所述第二马达和所述第二泵操作。

3.根据权利要求2所述的电子-液压制动系统，该电子-液压制动系统还包括设置在所述中压蓄能器的所述输出侧的止回阀，

其中，所述第二泵连接到位于所述止回阀和所述流量控制阀之间的位置。

4.根据权利要求2所述的电子-液压制动系统，其中，所述第二马达和所述第二泵设置成单个单元，

其中在所述第一马达和所述第一泵之间设置有切断阀以选择性地驱动所述第一泵或所述第二泵。

5.根据权利要求4所述的电子-液压制动系统，该电子-液压制动系统还包括设置在所述中压蓄能器的所述输出侧的止回阀，

其中，所述第二泵连接到位于所述止回阀和所述流量控制阀之间的位置。

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