CN103832419A - 车辆液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆液压制动系统。现有液压制动系统一般使用蓄压器、驱动马达和回流泵，以暂时储存制动液以及将制动液泵送回制动主缸，由此带来制造成本和噪音等方面的缺点。本发明提出了一种车辆液压制动系统，其中进液分支管路中设置有进液阀，其可被开启或关闭以控制制动液在供应装置和制动轮缸之间的流动；出液分支管路设置有出液分支阀，其可被开启或关闭以使制动液从制动轮缸流向出液总管路或被截止；出液总管路中设置有出液总阀，所述出液总阀以如下方式进行设置：当出液分支阀开启时，出液总阀受控制而处于开启状态，从而制动液从出液总管路流回供应装置；当出液分支阀关闭时，出液总阀受控制而处于关闭状态，从而制动液无法流回供应装置。

Description

车辆液压制动系统

技术领域

本发明涉及一种车辆液压制动系统，尤其是一种具有车轮防抱死功能的车辆液压制动系统。

背景技术

现代车辆通常都配置有被称为“ABS制动系统”的液压制动系统。ABS制动系统通过施加间歇性的制动力对车辆进行制动，防止车辆由于车轮被抱死而失去控制。ABS制动系统利用轮速传感器来感知车轮在制动过程中的运动状况。当轮速传感器感测到车轮出现较大的滑移时，ABS制动系统会介入制动压力调节，以保持或减小制动力。当车轮在惯性力作用下恢复为较高的速度之后，ABS制动系统增加制动力，直到车轮出现较大的滑移率时再次保持或减小制动力，如此反复，以确保车轮在制动过程中不会被抱死。

图1示出了一种现有技术中的液压制动系统的示意图。如图1所示，液压制动系统包括制动主缸10、四个进液管路（21、22、23、24）、四个制动轮缸（31、32、33、34）、四个出液管路（41、42、43、44）。在驾驶员踩下制动踏板11时，制动主缸10输出的制动液经进液管路21、22、23、24进入制动轮缸31、32、33、34。在对车辆进行制动过程中，制动系统以例如3-10次/秒（或更高）的频率进行制动压力调节，以确保车轮不被抱死。

如图1所示，在出液管路41、42中设置有蓄压器51，在出液管路43、44中设置有蓄压器52。蓄压器51、52的作用是在制动系统的减压过程中暂时地接纳从各个制动轮缸31、32、33、34流出的制动液，以便迅速地降低各个制动轮缸中的制动压力。出液管路41、42、43、44在下游处流入第一主出液管路61、第二主出液管路62。在第一主出液管路61和第二主出液管路62中分别设置有第一、第二回流泵71、72。

液压制动系统还包括驱动电机80。在驱动电机80的驱动作用下，回流泵71、72将从制动轮缸31、32、33、34流出的制动液以及在蓄压器51、52中暂时储存的制动液泵送回制动主缸10，确保在蓄压器51、52中留出足够的容纳空间以进行下一次制动压力调节。

由于蓄压器、回流泵以及驱动电机的存在，上述液压制动系统的管路变得较为复杂，成本增加。此外，回流泵和驱动电机在使用过程中还会产生噪音以及震动等问题。

中国发明专利申请CN 1165503A公开了另一种液压制动系统。这种液压制动系统同样在制动回路中使用驱动马达和回流泵，也具有结构复杂、制造成本较高等缺点。

发明内容

因此，非常希望能够对液压制动系统的结构进行改进，以克服上述缺点。

为此，本发明提出了一种车辆液压制动系统，包括用于提供制动液的供应装置、连通着供应装置的进液分支管路、对车辆车轮的制动提供制动力的制动轮缸、连通着制动轮缸的出液分支管路、位于出液分支管路下游的出液总管路；进液分支管路中设置有进液阀，其可被开启或关闭以控制制动液在供应装置和制动轮缸之间的流动；出液分支管路设置有出液分支阀，其可被开启或关闭以使制动液从制动轮缸流向出液总管路或被截止出液总管路中设置有出液总阀，所述出液总阀以如下方式进行设置：当出液分支阀开启时，出液总阀受控制而处于开启状态，从而制动液从出液总管路流回供应装置；当出液分支阀关闭时，出液总阀受控制而处于关闭状态，从而制动液无法流回供应装置。

优选的，供应装置包括处于常压状态的储液器、以及包括可受控制地与储液器相连通或处于密闭状态的制动主缸；出液总管路液路连通着储液器。

优选的，所述制动主缸的容积被设置为使得，制动主缸能够容纳满足制动操作所需的制动液。

优选的，车辆液压制动系统包括控制单元，所述控制单元以如下方式进行设置：当控制单元监测到车辆的车轮趋于抱死时，进液阀被转入关闭状态，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态。

优选的，所述控制单元以如下方式进行设置：当进液阀转入关闭状态之后、控制单元监测到所述车轮仍趋于抱死，出液分支阀和出液总阀被转入开启状态。

优选的，所述控制单元以如下方式进行设置：当控制单元监测到所述车轮趋于抱死的趋势消失时，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态，进液阀被转入开启状态。

优选的，进液分支管路还设置有单向阀，单向阀以如下方式进行设置：当制动轮缸的压力大于供应装置的压力时，制动液能够经单向阀流回到供应装置。

本发明还提供了一种车辆，包括如前所述的车辆液压制动系统。

本发明还提供了一种用于车辆液压制动系统中的液压制动方法，其特征在于包括以下步骤：当需要对车辆进行制动时，进液阀被控制转入开启，出液分支阀和出液总阀被控制转入关闭；当控制单元监测到车辆的车轮趋于抱死时，进液阀被转入关闭状态，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态；当进液阀转入关闭状态之后、控制单元监测到所述车轮仍趋于抱死，出液分支阀和出液总阀被转入开启状态；当控制单元监测到所述车轮趋于抱死的趋势消失时，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态，进液阀被转入开启状态。

优选的，在进液分支管路中设置单向阀，其中当制动轮缸的压力大于供应装置的压力时，将制动液从制动轮缸经单向阀流回到供应装置。

附图说明

以下参照附图示意性说明根据本发明的液压制动系统的具体结构，其中：

图1示出了一种现有技术中的液压制动系统的示意图；

图2示出了根据本发明第一实施例的液压制动系统的示意图；

图3示出了根据本发明第二实施例的液压制动系统的示意图。

具体实施方式

下面参照附图2-3描述根据本发明的优选实施方式。

图2示出了根据本发明第一实施例的液压制动系统100的示意图。液压制动系统100的储液器2和制动主缸3储存着制动液，彼此液路连通。制动主缸3在进行液压制动时处于密闭状态。储液器2用于向制动主缸3供应制动液，并且储液器2中的制动液通常处于常压状态下。储液器2和制动主缸3构成了液压制动系统100的制动液供应装置。

图2中所示的液压制动系统100包括第一主进液管路I和第二主进液管路II。第一主进液管路I包括第一、第二进液分支管路51、52，第二主进液管路II包括第三进液分支管路50。图2的下侧从左到右示出了制动轮缸55、56、65、66，其分别对左前轮LF、右前轮RF、左后轮LR、右后轮RR进行制动。制动轮缸55、56分别连通着第一、第二进液分支管路51、52，制动轮缸65、66共同连通着第三进液分支管路50。

图2所示的液压制动系统100是三通道回路，其中左前轮LF、右前轮RF分别具有单独的进液分支管路51、52（以及将在后描述的单独的出液分支管路），左后轮LR、右后轮RR共用一个进液分支管路50（以及将在后描述的一个出液分支管路）。

当制动踏板1被踩下时，制动主缸3中的高压制动液从第一主进液管路I流出，经第一、第二进液分支管路51、52流到制动轮缸55、56；同时，从第二主进液管路II流出，经第三进液分支管路50流到制动轮缸65、66。

第一进液分支管路51设置有用于控制通断的第一进液阀57。第一进液阀57可选地是一种电磁阀，用于调节制动轮缸55的制动压力。可选地，通过控制流过第一进液阀57的电流强度，能使得第一进液阀57的开度为任意值。

在第一进液阀57开启时，从制动主缸3流出的高压制动液经过第一进液分支管路51流向制动轮缸55，以对左前轮LF进行制动操作。当第一进液阀57关闭时，制动液不能够由此从制动主缸3流向左前制动轮缸55。当制动主缸3的压力小于制动轮缸55的压力时，制动轮缸55流出的制动液能够经过开启的第一进液阀57流回制动主缸3。

在第一进液分支管路51中还并联设置有第一单向阀59。在制动踏板1被释放而使制动主缸3的压力小于制动轮缸55的压力时，一部分的制动液从制动轮缸55经第一单向阀59流回制动主缸3。

类似于第一进液分支管路51中的第一进液阀57、第一单向阀59，在第二进液分支管路52中也设置有类似的第二进液阀58和第二单向阀60，在此不再具体介绍。

第三进液分支管路50中设置有类似的第三进液阀67和第三单向阀63。当制动踏板1被踩下时，制动主缸3流出的高压制动液经第三进液阀67流向制动轮缸65、66。当制动踏板1被释放而使得制动主缸3的压力小于其对应的制动轮缸65、66的压力时，制动轮缸65、66流出的制动液能够经第三进液阀67和第三单向阀63流回制动主缸3。

图2所示的制动回路还包括：分别连通着制动轮缸55、56的第一、第二出液分支管路71、72，以及同时连通着制动轮缸65、66的第三出液分支管路73。在第一出液分支管路71中设置有第一出液分支阀74。在第一出液分支阀74开启时，高压的制动液能够从制动轮缸55流向储液器2。在第二、第三出液分支管路72、73中也设置有类似的第二、第三出液分支阀75、76。

在第一、第二、第三出液分支阀74、75、76的下游处，第一、第二、第三出液分支管路71、72、73会合到主出液管路70。在主出液管路70中设置有出液总阀80。在出液总阀80开启时，主出液管路70中的制动液可流回到储液器2。在出液总阀80关闭时，主出液管路70中的制动液无法流回到储液器2。

设置出液总阀80的目的是为了提高液压制动回路的稳定性，以防止发生泄漏。在第一、第二、第三出液分支阀74、75、76中的任何一个开启时，出液总阀80可受控制而开启，以使得制动液能够流回到储液器2。如果第一、第二、第三出液分支阀74、75、76全部关闭，则出液总阀80保持关闭，以防止制动液在主出液管路70中发生泄漏。

在液压制动调节过程中，一部分的制动液直接经各个出液分支管路、主出液管路70流回到储液器2，从而快速释放各个制动轮缸中的压力。根据本发明，制动液在一个制动压力调节过程中并不全部流回到制动主缸3。为了确保制动主缸3能够在制动压力调节过程中供应足够多的制动液以满足制动压力调节的需要，制动主缸3的尺寸（例如直径）被加大，以增加其容积。

本发明的液压控制系统也适用于对电动汽车进行液压制动调节。在电动汽车的液压制动系统中使用一种被称为“brake by wire”的线控制动技术。电动汽车的液压制动系统在制动踏板被踏下时产生一个电信号，液压控制系统的驱动电泵会根据对应于制动踏板踏下程度的电信号产生相应的制动压力，以直接驱动制动液从储液器流向各个进液管路。这种类型的液压制动系统无需增加制动主缸的尺寸。

图2所示的液压制动系统的工作过程可分为常规制动阶段、保压阶段、减压阶段和增压阶段。

在通常情况下，当制动踏板1被踏下时，液压制动系统100仅进行常规制动过程，其中各个制动轮缸55、56、65、66中的制动压力取决于制动踏板1的踏下程度。此时，液压制动系统100中的第一、第二、第三进液阀57、58、67均处于开启状态，制动液可以从制动主缸3流向各个制动轮缸55、56、65、66。第一、第二、第三出液阀74、75、76处于关闭状态，附加出液阀80也处于关闭状态。

当液压制动系统中的电子控制单元（未示出，简称为控制单元或ECU）监测到某个车轮的轮速出现滑移率过大或车轮趋于抱死时，液压制动系统开始进行防抱死制动压力调节。例如，当ECU监测到图2中的左前轮LF趋于抱死时，就使第一进液分支管路51中的第一进液阀57被控制转为关闭状态，因此从制动主缸3输出的制动液不能够继续进入左前轮LF的制动轮缸55。第一出液管路71中的第一出液分支阀74此时处于关闭状态，制动轮缸55中的制动液也不会流出（或被截止），制动轮缸55中的制动压力保持恒定。这一过程也称为保压阶段。当ECU监测到右前轮RF、左后轮LR、右后轮RR出现滑移率过大或趋于抱死时，也进行相应的保压制动操作。

如果ECU检测到在例如制动轮缸55中的制动压力保持恒定时左前轮LF仍然滑移率较大，则控制第一出液分支阀74和出液总阀80转为开启状态。这样，制动轮缸55中的一部分制动液会流经处于开启状态的第一出液分支阀74和出液总阀80流回到储液器2。制动轮缸55中的制动压力迅速减小，进而消除左前轮LF趋于抱死的趋势。这一过程也称为减压阶段。类似的，当ECU监测到右前轮RF、左后轮LR、右后轮RR在经过保压制动操作之后仍然趋于抱死时，也进行相应的减压制动操作。

当例如左前轮LF的制动轮缸55的制动力减小之后，左前轮LF会逐渐加速。当ECU判定左前轮LF的抱死趋势已经消除，则控制第一进液分支管路51中的第一进液阀57转入开启状态，第一出液分支阀74和出液总阀80转入关闭状态。这样，在制动主缸3中的高压制动液经过开启的第一进液阀57进入制动轮缸55，使得制动轮缸55中的制动压力迅速增加，进而对左前轮LF进行进一步制动操作。这一过程被称为增压阶段。

液压制动系统通过在制动回路中进行一系列的保压、减压和增压操作，将趋于抱死的车轮的滑移率控制在一定的范围内，直至使车辆完全停止运行。

综上所述，本发明的第一实施例公开了一种车辆液压制动系统，包括用于提供制动液的供应装置（2，3）、连通着供应装置的进液分支管路（51，52，50）、对车辆车轮的制动提供制动力的制动轮缸（55，56，65，66）、连通着制动轮缸的出液分支管路（71，72，73）、位于出液分支管路下游的出液总管路（70）；其中，进液分支管路中设置有进液阀（57，58，67），其可被开启或关闭以控制制动液在供应装置和制动轮缸之间的流动；出液分支管路设置有出液分支阀（74，75，76），其可被开启或关闭以使制动液从制动轮缸流向出液总管路或被截止；出液总管路中设置有出液总阀（80），所述出液总阀以如下方式进行设置：当出液分支阀开启时，出液总阀受控制而处于开启状态，从而制动液能够从出液总管路流回供应装置；当出液分支阀关闭时，出液总阀受控制而处于关闭状态，从而制动液无法流回供应装置。如上所述，在本发明的液压制动系统中，不仅省去了蓄压器、驱动马达和回流泵等部件，简化了液压制动系统的结构，而且消除了噪音、震动等缺点。

图3示出了根据本发明第二实施例的液压制动系统200的示意图。

图3中所示的液压制动系统200包括第一主进液管路I’和第二主进液管路II’。第一主进液管路I’包括第一、第二进液分支管路151、161，第二主进液管路II’包括第三、第四进液分支管路171、181。

图3的下侧从左到右示出了制动轮缸154、164、174、184，其分别对左后轮LR、右前轮RF、左前轮LF、右后轮RR进行制动。制动轮缸154、164分别连通着第一、第二进液分支管路151、161，制动轮缸174、184分别连通着第三、第四进液分支管路171、181。图3所示的液压制动系统200具有四通道回路，其中单独的进液分支管路、轮速传感器、制动轮缸、出液分支管路分别为每个车轮进行设置。

在液压制动系统200中，当制动踏板101被踏下时，制动主缸103中的高压制动液经第一主进液管路I’、第一、第二进液分支管路151、161流到制动轮缸154、164，并且经第二主进液管路II’、第三、第四进液分支管路171、181流到制动轮缸174、184。

与第一实施例相类似，左后轮LR的第一进液分支管路151中设置有第一进液阀152，用于控制第一进液分支管路151的通断。在第一进液阀152开启时，从制动主缸103流出的高压制动液经第一进液分支管路151流向制动轮缸154，以对左后轮LR进行制动操作。当第一进液阀152关闭时，制动液不能够从制动主缸103流向制动轮缸154，不再对左后轮LR进行增压操作。当制动主缸103的压力小于制动轮缸154的压力时，制动轮缸154流出的制动液能够经过开启的第一进液阀152流回制动主缸103。

在第一进液分支管路151中还并联设置有第一单向阀153。在制动踏板101被释放且制动主缸103的压力小于制动轮缸154的压力时，一部分的制动液能够从制动轮缸154经第一单向阀153流回制动主缸103。

同样的，在右前轮RF、左前轮LF、右后轮RR的第二、第三、第四进液分支管路161、171、181中也设置有类似的第二、第三、第四进液阀162、172、182以及第二、第三、第四单向阀163、173、183，以进行单独液压调节和控制。

图3所示的制动回路还包括分别连通着制动轮缸154、164、174、184的出液分支管路155、165、175、185，以及包括出液分支阀156、166、176、186。在各个出液分支阀开启时，从相应制动轮缸流出的制动液会经相应出液分支管路流向主出液管路190。

在主出液管路190中还设置有出液总阀150，其可选地也是一种电磁阀。主出液管路190中的制动液能够经开启的出液总阀150流回到储液器102。在出液总阀150关闭时，主出液管路190中的制动液无法回流到储液器102内。

类似的，出液总阀150可以提高液压制动回路的稳定性，以防止发生泄漏。在出液分支阀156、166、176、186中的任何一个开启时，出液总阀150可被控制而开启。如果出液分支阀156、166、176、186全部关闭，则出液总阀150保持关闭，以防止在主出液管路190中的制动液发生泄漏。

为了确保制动主缸103具有足够的制动液以满足制动操作的需要，制动主缸103的尺寸（例如直径）可以被加大，以在制动主缸103容纳更多的制动液。但是，对于采用线控制动技术的电动汽车而言，无需增加制动主缸的尺寸。

图3所示液压制动系统的常规制动阶段、保压阶段、减压阶段和增压阶段，与图2对应的实施例相类似，在此不再具体介绍。

前面已经描述和示出了本发明的优选实施例，但是这些内容应当被理解为示意性和不限定性的。可以理解的是，本领域的一般技术人员在阅读上述内容之后能够进行各种修改和变化，而这些修改和变化都落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆液压制动系统，包括用于提供制动液的供应装置、连通着供应装置的进液分支管路、对车辆车轮的制动提供制动力的制动轮缸、连通着制动轮缸的出液分支管路、位于出液分支管路下游的出液总管路；

其中，进液分支管路中设置有进液阀，其可被开启或关闭以控制制动液在供应装置和制动轮缸之间的流动；

出液分支管路设置有出液分支阀，其可被开启或关闭以使制动液从制动轮缸流向出液总管路或被截止；

出液总管路中设置有出液总阀，所述出液总阀以如下方式进行设置：当出液分支阀开启时，出液总阀受控制而处于开启状态，从而使得制动液能够从出液总管路流回供应装置；当出液分支阀关闭时，出液总阀受控制而处于关闭状态，从而制动液无法流回供应装置。

2.如权利要求1所述的车辆液压制动系统，其特征在于：供应装置包括处于常压状态的储液器、以及包括可受控制地与储液器相连通或处于密闭状态的制动主缸；出液总管路液路连通着储液器。

3.如权利要求2所述的车辆液压制动系统，其特征在于：所述制动主缸的容积被设置为使得，制动主缸能够容纳满足制动操作所需的制动液。

4.如权利要求1-3中任一所述的车辆液压制动系统，其特征在于：车辆液压制动系统包括控制单元，所述控制单元以如下方式进行设置：当控制单元监测到车辆的车轮趋于抱死时，进液阀被转入关闭状态，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态。

5.如权利要求4所述的车辆液压制动系统，其特征在于：所述控制单元以如下方式进行设置：当进液阀转入关闭状态之后、控制单元监测到所述车轮仍趋于抱死，出液分支阀和出液总阀被转入开启状态。

6.如权利要求5所述的车辆液压制动系统，其特征在于，所述控制单元以如下方式进行设置：当控制单元监测到所述车轮趋于抱死的趋势消失时，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态，进液阀被转入开启状态。

7.如权利要求1或2所述的车辆液压制动系统，其特征在于：进液分支管路还设置有单向阀，单向阀以如下方式进行设置：当制动轮缸的压力大于供应装置的压力时，制动液能够经单向阀流回到供应装置。

8.一种车辆，包括如权利要求1-7所述的车辆液压制动系统。

9.一种在如权利要求1-7中任一所述的车辆液压制动系统中使用的液压制动方法，其特征在于包括以下步骤：

当需要对车辆进行制动时，进液阀被控制转入开启，出液分支阀和出液总阀被控制转入关闭；

当控制单元监测到车辆的车轮趋于抱死时，进液阀被转入关闭状态，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态；

当进液阀转入关闭状态之后、如果控制单元监测到所述车轮仍趋于抱死，出液分支阀和出液总阀被转入开启状态；

当控制单元监测到所述车轮趋于抱死的趋势消失时，出液分支阀和出液总阀被转入关闭状态，进液阀被转入开启状态。

10.如权利要求9所述的液压制动方法，其特征在于：在进液分支管路中设置单向阀，其中当制动轮缸的压力大于供应装置的压力时，将制动液从制动轮缸经单向阀流回到供应装置。

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