CN104859625A - 车辆集成电控液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆集成电控液压制动系统。该系统的结构特点是：由执行器集成模块、基础制动器总成、ECU控制器、制动操纵单元和弹簧蓄能器组成。本发明摒弃了传统的电机配合高压蓄能器的形式，巧妙地规避了高压蓄能器的使用寿命不足所带来的系统问题；另一方面，本发明集成了三种制动方式，即常规制动、备用制动和ABS制动，并能够通过切换阀组独立实现三种制动模式，保证和提高了制动的安全性。

Description

车辆集成电控液压制动系统

技术领域

本发明涉及车辆制动控制系统领域，尤其是一种适用于新能源车辆与自动驾驶车辆的集成电控液压制动系统。

背景技术

随着汽车技术的发展，新能源车辆和自动驾驶车辆对制动系统提出了新的要求。传统依赖于真空助力器的制动产品，在燃油车上已使用了数十年。从工作原理上讲，它的助力作用需要发动机的配合，利用发动机吸气时产生负压驱动真空助力器工作，制动操作变得很轻。新能源汽车，由于没有配置发动机或者发动机不持续工作，目前普遍的解决方案是用电机驱动真空泵进行助力，而这样会使汽车机构庞大、系统复杂。

另外，随着自动驾驶技术的兴起，对安全性提出了更高的要求，需要汽车具备主动制动以及应急辅助制动功能。2012年，欧盟通过了一项新的交通安全规定，要求自2014年开始，所有欧盟新车都需要配备AEB自动刹车辅助系统，没有配备该系统的汽车都不会从E-NCAP获得五星安全认证。汽车如果配备了AEB，那么当危险将要出现，而驾驶者没有及时作出反应将车速降低或者躲避时，该系统就会介入进行辅助制动。无论是汽车技术自身的发展更新，还是政府对道路安全不断提高标准的硬性规定都可以看到汽车的电动化和智能化，迫切需要与之相匹配的全新制动系统。

线控技术引入汽车设计和开发中，为这些问题的解决找到了突破口。电控液压制动系统(EHB)作为线控制动技术的一种，在近些年得到了迅速的发展。EHB作为传统制动系统向电子机械制动系统(EMB)的过渡产物，保留了传统轮缸制动单元，同时摒弃了真空助力器，用电机泵来建压，用踏板模拟单元来模拟制动脚感。车轮的轮缸内制动液压不再由驾驶员踏板力驱动制动主缸产生，而是由ECU控制高速电磁阀和电机柱塞泵，向主缸加压实现制动，这种结构形式尤其适合用于纯电动汽车和混合动力汽车。

通过对电子制动系统国内外研究现状的调查发现，如今，绝大多数的电子制动系统普遍采用基于ESP的高压蓄能器配合增压泵的方案。然而，由于高压蓄能器存在的一些安全问题，如丰田公司由于高压蓄能器的泄漏及安全性等问题，在2010年左右进行了多次召回，因此许多公司均在寻找新的解决方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、系统集成度高、集成并能够自由切换三种制动方式、提高了制动的安全性的车辆集成电控液压制动系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

车辆集成电控液压制动系统，由执行器集成模块、基础制动器总成、ECU控制器、制动操纵单元和弹簧蓄能器组成；执行器集成模块由踏板脚感模拟单元、弹簧蓄能器、制动主缸组件、电液助力单元、制动模式切换阀、主缸压力传感器、排液阀和储液罐组成，电液助力单元由互相连接的电机和柱塞泵组成，制动模式切换阀由常规制动模式切换阀、ABS模式切换阀和备用制动切换阀组成；基础制动器总成由四组制动轮缸、轮缸压力传感器、进油电磁阀、泄油电磁阀和轮速传感器组成；制动操纵单元由相互连接的制动踏板和制动踏板位移传感器组成；

踏板脚感模拟单元、制动踏板、制动切换阀与弹簧蓄能器，与柱塞泵连接的电机，以及依次连接的储液罐、柱塞泵、常规制动模式切换阀、制动主缸组件和基础制动器总成，组成常规制动通路；依次连接的制动踏板、踏板脚感模拟单元、制动主缸组件和基础制动器总成，组成备用制动通路；踏板脚感模拟单元、制动踏板、制动切换阀与弹簧蓄能器，与柱塞泵连接的电机，以及依次连接的所述储液罐、柱塞泵、ABS模式切换阀和基础制动器总成，组成ABS制动通路；

主缸压力传感器、制动踏板位移传感器和四组轮缸压力传感器分别与ECU控制器信号连接。

本发明摒弃了传统的电机配合高压蓄能器的形式，巧妙地规避了高压蓄能器的使用寿命不足所带来的系统问题；另一方面，本发明集成了三种制动方式，即常规制动、备用制动和ABS制动，并能够通过切换阀组独立实现三种制动模式，保证和提高了制动的安全性；同时，通过单电机配合切换阀的方法，在不加装ABS模块的基础上实现ABS功能，只需要对控制逻辑进行适当的改写，即可有效地实现ABS功能，节省了安装ABS模块的成本。

本发明可以应用于传统燃油汽车，尤其适用于不依赖于真空源新能源车辆以及能够实现主动/辅助制动功能的自动驾驶车辆，大大简化了制动系统的结构，节省了安装控件，降低了成本；系统响应快、控制精确、能够准确反映驾驶员的制动意图，并在人工制动时提供舒适的踏板感觉；集成度和功能显著增强，在系统失效时保证行车安全性。本发明的ECU控制器能够协助整车控制器实现自主制动与再生制动功能；同时，本发明作为低层的主动制动执行器，能够集成各种功能的电控系统。

作为优选，制动主缸组件由第一腔、第一腔回位弹簧、第一活塞、第二腔、第二腔回位弹簧、第二腔活塞推杆组件、第三腔和挡油活塞组成；第一腔回位弹簧设置在第一腔内，并连接主缸底部和第一活塞；第二腔回位弹簧设置在第二腔内，并连接第一活塞和第二腔活塞推杆组件。其优点在于，三个腔室的设置可以保证常规制动和备用制动的实现：常规制动时，挡油活塞被压在第三腔的底部，从而将主缸第三腔与踏板模拟单元所在的腔室隔离分开；在常规制动失效时，挡油活塞可在脚感模拟复合弹簧的作用下，推动第二腔活塞推杆组件建压。

作为优选，第二腔活塞推杆组件由带推杆的第二活塞和设置在第三腔内的挡油活塞组成，推杆与挡油活塞接触；推杆与第二活塞一体成型或者通过螺纹连接。其优点在于，推杆和挡油活塞并非实质连接，仅为接触，从而实现主缸与踏板模拟单元所在腔室的耦合与解耦。

作为优选，第一腔与第二腔的直径相同，第三腔的直径大于第一腔和第二腔的直径。其优点在于，第三腔的油液容积变化范围大，同时可以配合挡油活塞的设置。

作为优选，第一腔分别与左前轮轮缸和右后轮轮缸相连，第二腔分别与右前轮轮缸和左后轮轮缸相连，第三腔通过常规制动模式切换阀与柱塞泵相连。其优点在于，缩短车轮轮缸处油压的建立时间，提高制动的及时性和安全性。

作为优选，踏板脚感模拟单元由脚感模拟复合弹簧、踏板模拟器活塞推杆组件串联组成，踏板脚感模拟单元与制动踏板连接，踏板脚感模拟单元所在的腔室通过备用制动切换阀与弹簧蓄能器连接。其优点在于，弹簧蓄能器能够存储一定的油液，在常规制动和ABS模式时发挥作用。

作为优选，制动踏板与踏板模拟器活塞推杆组件通过铰链连接，踏板模拟器活塞推杆组件与脚感模拟复合弹簧连接，弹簧蓄能器通过备用制动切换阀螺纹连接在踏板模拟单元的外侧。

作为优选，脚感模拟复合弹簧的弹性元件由三段弹簧复合组成，三段弹簧分别在不同的活塞位移下工作。其优点在于，三段式弹簧可以在不同踏板位移下的配合工作来实现脚感的模拟；在弹簧蓄能器能储存一定的油液，以适应在各种制动工况中，踏板感觉模拟器所在腔室的油液容积变化。

作为优选，基础制动器总成中的四组泄油电磁阀以并联方式与储液罐连接，并分别与四组制动轮缸连接；四组进油电磁阀以并联方式与储液罐或者主缸连接，并分别与四组制动轮缸连接。其优点在于，四组进油阀以并联的方式与储油罐9连接，并分成两组分别与主缸的不同腔室连接，从而可以接受来自两条油路的液压油。在常规制动时，油液主要来自主缸；在ABS模式下，油液由柱塞泵直接提供，这两者工况的切换由ABS模式切换阀和常规模式切换阀配合完成。

作为优选，制动踏板位移传感器集成设置于制动踏板上，主缸压力传感器设置于主缸的出油管路上，四组轮缸压力传感器分别设置于四组制动轮缸之中。其优点在于，大大减小了整个液压控制单元的体积。

作为优选，执行器集成模块、ECU控制器和弹簧蓄能器集成为一个整体。其优点在于，将制动主缸组件和踏板模拟单元等集成为一个整体阀块，油缸、柱塞泵、电机和电磁阀等均安装与阀块上，大大减小了安装体积，也减小了液压油渗漏的风险。

作为优选，制动模式切换阀为通过PWM控制的切换电磁阀，或者位置反馈控制的线性电磁阀。其优点在于，模式切换电磁阀可以是单纯的开关阀或位置反馈控制的线性电磁阀，后者可以线性调节阀的开度并反馈开口位置。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、由于执行器集成模块和ECU控制器集成为一个整体，减小了安装体积，降低了加工成本。

2、由于采用切换阀组独立实现三种制动模式：常规制动、备用制动和ABS功能，其中常规制动包括人工脚踩制动与系统自主制动，同时，又能协助整车控制器是吸纳主动/辅助制动以及制动能量回收功能。

3、由于踏板模拟单元给驾驶员反馈了踏板感觉，当系统失效的时候，制动踏板则会自动与主缸推杆相连，为轮缸提供一定的液压力，实现机械备用制动。

4、由于摒弃了电机泵和高压蓄能器配合的模式，用单电机来实现油路的增压；同时，利用电机泵和电磁阀的配合，在不加装ABS模块的前提下，能够实现ABS防抱死制动功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明常规制动时的工作示意图。

图3为本发明机械备用制动时的工作示意图。

图4为本发明实现ABS制动功能的示意图。

图5为本发明实现主动/辅助制动功能的示意图。

标号说明：

1、制动踏板；2、脚感模拟复合弹簧；3、踏板模拟器活塞推杆组件；4、ABS模式切换阀；5、常规模式切换阀；6、柱塞泵；7、电机；8、第二腔；9、储油罐；10、第一腔；11、第一腔回位弹簧；12、主缸压力传感器；13、左前轮轮缸；14、右后轮轮缸；15、右前轮轮缸；16、左后轮轮缸；17、左后轮泄油阀；18、左后轮进油阀；19、左后轮轮缸压力传感器；20、右前轮泄油阀；21、右前轮进油阀；22、右前轮轮缸压力传感器；23、右后轮泄油阀；24、右后轮进油阀；25、右后轮轮缸压力传感器；26、左前轮泄油阀；27、左前轮进油阀；28、左前轮轮缸压力传感器；29、第一活塞；30、第二腔回位弹簧；31、第二腔活塞推杆组件；32、弹簧蓄能器；33、备用制动切换阀；34、第三腔；35、挡油活塞；36、排液阀；37、执行器集成模块；38、基础制动器总成；39、踏板位移传感器；40、ECU控制器；41、整车控制器；42、左前轮速传感器；43、右前轮速传感器；44、左后轮速传感器；45、右后速传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，本实施例在结构上分为五大部分：由执行器集成模块37、基础制动器总成38、ECU控制器40、制动操纵单元和弹簧蓄能器32；制动通路有三条：常规制动通路、备用制动通路和ABS制动通路。

执行器集成模块37由踏板脚感模拟单元、制动主缸组件、电液助力单元、制动模式切换阀、主缸压力传感器12、排液阀36和储液罐9组成。主缸压力传感器12设置在主缸的出油管路上；排液阀36连通主缸的第三腔34和储液罐9，排液阀36与储液罐9连通的通路上还有一条支路，连接排液阀36、柱塞泵6、常规模式切换阀5和主缸的第三腔34；储液罐9分别与主缸和基础制动器总成38连接。

踏板脚感模拟单元由脚感模拟复合弹簧2、踏板模拟器活塞推杆组件3组成，脚感模拟复合弹簧2和踏板模拟器活塞推杆组件3以串联方式连接。如图1所示，踏板脚感模拟单元设有一个油液腔室，该油液腔室与主缸连通，通过挡油活塞35与主缸实现耦合与解耦；脚感模拟复合弹簧2和踏板模拟器活塞推杆组件3设置于该油液腔室内。

脚感模拟复合弹簧2的弹性元件由三段弹簧复合组成，三段弹簧分别在不同的活塞位移下工作。

弹簧蓄能器32通过备用制动切换阀33以螺纹方式连接在踏板模拟单元的外侧，用以储存非失效状况下在踏板模拟单元腔内的液压油；踏板模拟单元所在的油液腔室通过备用制动切换阀33与弹簧蓄能器32连接。

制动操纵单元由相互连接的制动踏板1和制动踏板位移传感器39组成，用于接受人工制动模式时驾驶员的制动动作并传递至主缸；监测制动踏板1的行程，从而判断其驾驶意图。制动踏板1通过铰链连接到踏板模拟器活塞推杆组件3上。踏板模拟器活塞推杆组件3的推杆与制动踏板1连接，制动踏板位移传感器39集成设置于制动踏板1上。

制动模式切换阀由常规制动模式切换阀5、ABS模式切换阀4和备用制动切换阀33组成，其主要是根据车辆的行驶状态，识别当前所处的制动工况，适时进行三种制动模式切换，使车辆能够安全稳定地进行制动。常规制动模式切换阀5一端连接主缸的第三腔34，另一端连接ABS模式切换阀4和柱塞泵6；ABS模式切换阀4一端连接柱塞泵6和常规制动模式切换阀5，另一端通过4组进油阀连接4组轮缸，以及连接主缸的第一腔10和第二腔8。备用制动切换阀33设置在踏板模拟单元与弹簧蓄能器32之间。

电液助力单元由电机7和柱塞泵6组成，电机7和柱塞泵6互相连接，最先在第三腔34内建立系统液压力以进行制动。在本实施例中，摒弃了高压蓄能器，而采用电液助力单元来实现油路的增压，降低了成本，简化了结构，同时也避免了高压蓄能器的使用寿命缺陷带来的安全性问题。

制动主缸组件由第一腔10、第一腔回位弹簧11、第一活塞29、第二腔8、第二腔回位弹簧30、第二腔活塞推杆组件31、第三腔34和挡油活塞35组成。第一腔10与左前轮轮缸13和右后轮轮缸14相连，第二腔8与右前轮轮缸15和左后轮轮缸16相连，第三腔34与柱塞泵6相连。

第一活塞29与第二活塞直径相同，挡油活塞35的直径大于第一活塞29和第二活塞的直径；第一腔10与第二腔8的直径相同，第三腔34的直径大于第一腔10和第二腔8的直径。三个腔室的直径不尽相同，是用以安装第二腔活塞推杆组件31以及挡油活塞35，并使得常规制动时，挡油活塞35被压在第三腔34的底部，从而将主缸第三腔34与踏板模拟单元所在的腔室隔离分开；在常规制动失效时，挡油活塞35可在脚感模拟复合弹簧2的作用下，推动第二腔活塞推杆组件31建压。

第一腔回位弹簧11设置在第一腔10内，并连接主缸底部和第一活塞29；第二腔回位弹簧30设置在第二腔8内，并连接第一活塞29和第二腔活塞推杆组件31。第二腔活塞推杆组件31由带推杆的第二活塞和设置在第三腔34内的挡油活塞35组成。推杆与挡油活塞35可以连接也可以断开，在连接时为接触关系，在断开时两者相互断开。推杆与第二活塞做成一体或者通过螺纹连接。

基础制动器总成38由四组制动轮缸、轮缸压力传感器、进油或泄油电磁阀和轮速传感器组成，具体包括：左前轮轮缸13、右后轮轮缸14、右前轮轮缸15、左后轮轮缸16、左后轮泄油阀17、左后轮进油阀18、左后轮轮缸压力传感器19、右前轮泄油阀20、右前轮进油阀21、右前轮轮缸压力传感器22、右后轮泄油阀23、右后轮进油阀24、右后轮轮缸压力传感器25、左前轮泄油阀26、左前轮进油阀27、左前轮轮缸压力传感器28、左前轮速传感器42、右前轮速传感器43、左后轮速传感器44、右后速传感器45。用于接收来自主缸的液压力，产生相应的车轮制动力；也可以直接接通柱塞泵6，对车轮进行制动。四组轮缸压力传感器分别设置于四组制动轮缸之中。

每个轮缸分别配置有进油阀和泄油阀，四组进油阀以并联的方式与储油罐9连接，并分成两组分别与主缸的不同腔室连接，从而可以接受来自两条油路的液压油。在常规制动时，油液主要来自主缸，产生相应的车轮制动力；在ABS模式下，油液由柱塞泵6直接提供，这两者工况的切换由ABS模式切换阀4和常规模式切换阀5配合完成。

在每个轮缸处都配有液压力传感器，用以采集各个轮缸的压力，以便于对其进行跟踪控制。各进油/泄油电磁阀通过制动管路与主缸和柱塞泵6连接，调节电机7及各个电磁阀的工作状态和轮缸压力，能够实现轮缸压力分配功能。

第一腔10分别通过左前轮进油阀27、右后轮进油阀24与左前轮轮缸13、右后轮轮缸14连接；第二腔8分别通过21、左后轮进油阀18与右前轮轮缸15、左后轮轮缸16连接，第一腔10、第二腔8还分别与储油罐9连接；第三腔34通过常规制动模式切换阀5与柱塞泵6连接。

主缸压力传感器12、制动踏板位移传感器39和四组轮缸压力传感器分别与所述ECU控制器40信号连接。

如图2所示，常规制动通路包括，踏板脚感模拟单元、弹簧蓄能器32、制动踏板1、备用制动切换阀33、电机7、储液罐9、柱塞泵6、常规制动模式切换阀5、主缸组件和基础制动器总成38。

在常规制动时，常规模式切换阀5通电导通，其余模式的切换阀处于断电状态。踏板位移传感器39将制动踏板1被踩下时的位移信号传输到控制器，控制器根据位移量的大小，给定此刻主缸的目标建压值，电机7、柱塞泵6和排液阀36以及主缸压力传感器12工作，此时经由常规模式切换电磁阀5将柱塞泵6泵出的油引入第三腔34，形成高压，推动第二活塞31和第一活塞29先后在第二腔8和第一腔10建压，压力通过液压管路传递到轮缸实现车轮制动。此刻在踏板模拟单元腔中为相对低压，因此第三腔34中的高压将后端挡油活塞35压紧在第三腔34底部，踏板模拟单元中压缩的液压油经由备用制动切换电磁阀33进入到弹簧蓄能器32中。通过这种断开式的双活塞推杆组件，实现了制动主缸和踏板模拟单元的解耦，使制动主缸和踏板模拟单元单独建压，互不影响。在整个建压过程中，主缸压力传感器12测得的实际压力和目标压力做差比较，控制柱塞泵6和阀的工作，实现反馈控制。

如图3所示，备用制动通路包括，制动踏板1、踏板脚感模拟单元、主缸组件和基础制动器总成38。

在备用制动时，控制器根据车辆的状态，将备用制动切换阀33通电断开，其余模式的切换阀出于断电状态。柱塞泵6、电机7处于失效状态，此时第三腔34中没有压力，踏板模拟单元中的液压油被封闭在腔内，由于液压油的可压缩性很小，踏板模拟单元与制动主缸变成刚性连接，踏板模拟单元腔中的液压油推动挡油活塞35和第二活塞推杆组件31的推杆运动，在推杆的作用下，第二活塞31和第一活塞29随之运动，在第二腔8和第一腔10建压，压力通过液压管路传递到轮缸，实现车辆制动。

如图4所示，ABS制动通路包括，踏板脚感模拟单元、弹簧蓄能器32、制动踏板1、备用制动切换阀33、电机7、储液罐9、柱塞泵6、ABS模式切换阀4和基础制动器总成38。

在ABS制动时，控制器根据接受到车速的轮速信号，计算车轮的滑移率，ABS模式切换阀4通电导通，其余模式的切换阀都处于断电状态。此时，柱塞泵6泵出的油不再进入主缸内，而是经由ABS模式切换阀4直接进入四个轮缸13、14、15、16。每个轮缸分别有一个进油阀和泄油阀，当轮缸需要增压时，进油阀打开，泄油阀关闭；当轮缸需要保压时，进油阀和泄油阀均关闭；当轮缸需要减压时，进油阀关闭，泄油阀打开。这种结构形式可以实现每个轮缸的压力单独控制，互不影响。在整个ABS控制过程中，控制器通过计算得到的实际滑移率和目标滑移率的做差比较，对轮缸的压力进行反馈控制。

踏板模拟单元中的弹性元件是用以模拟制动过程中的制动脚感。其位于踏板模拟单元腔内，脚感模拟复合弹簧2由三段弹簧复合组成，这三段弹簧分别在不同的活塞位移阶段进行工作。弹簧刚度表达式如下所示：

$k_i=\left\{\begin{array}{cc}\frac{k_1{k}_2}{k_1+k_2}& x_s\∈[0,L_1]\\ k_2& x_s\∈[L_1,L_2]\\ k_2+k_3& x_s\∈[L_2,L_3]\end{array}\right.$

式中，i是弹簧压缩的阶段i＝1,2,3,k_i是复合弹簧在不同压缩阶段的等效刚度。L₁、L₂和L₃分别为活塞的位移量。

图2、图3、图4中的箭头方向表示油液的运动方向。

如图5所示，在主动/辅助制动时，本实施例的ECU控制器40通过CAN总线接受整车控制器41所发出的预期制动减速度指令，换算为主缸压力目标值，驱动柱塞泵6进行系统建压，根据主缸压力信号进行实时调节；并结合不同的制动工况，发出阀控指令进行制动模式的切换；对四个轮速传感器42、43、44、45的信号进行处理，判断车速情况，实现闭环控制。当踏板位移信号探测到有人工干预时，系统退出主动制动模式，由人工操纵制动。本实施例的ECU控制器40可将采集到的制动状态信息发送至CAN线以供整车设备读取。

实施例2：

本实施例与实施例1相似，其不同之处仅在于：

1、除了制动踏板1、踏板位移传感器39和基础制动器总成38之外，其余部分可集成为一个整体；建压所用的电机7通过螺纹连接的方式固结在主缸的阀体上。

2、制动模式切换阀为通过PWM控制的切换电磁阀，或者位置反馈控制的线性电磁阀。

将制动主缸组件和踏板模拟单元等集成为一个整体阀块，油缸、柱塞泵6、电机7和电磁阀等均安装于阀块上，大大减小了安装体积，也减小了液压油渗漏的风险；切换电磁阀为单纯的开关阀，位置反馈控制的线性电磁阀可以线性调节阀的开度并反馈开口位置。

本发明的集成电控液压制动系统可以应用于传统燃油汽车，对于一些大型的SUV和皮卡车，由于传统真空助力器尺寸的限制无法再突破，而使用本发明可以实现较好的制动性能和踏板感觉，能够满足驾驶员辅助系统的快速动态制动响应要求；尤其适用于不依赖于真空源新能源车辆以及能够实现主动/辅助制动功能的自动能驾驶车辆，当本发明应用于新能源车辆时，可以模拟传统汽车的制动脚感，电控单元可对每个制动轮缸进行单独控制，还可以协助整车实现制动能量回收；当本发明应用于自动驾驶车辆时，能够实现主动制动的功能。

本发明大大简化了制动系统的结构，节省了安装空间，降低了成本；系统响应快、控制精确、能够准确反应驾驶员的制动意图，并在人工制动时提供舒适的踏板感觉；集成度和功能显著增强，在系统失效时保证行车安全。本系统的ECU控制器40能够协助整车控制器41实现自主制动与再生制动功能；同时，本系统作为底层的主动制动执行器，能够集成各种功能的电控系统，如EPB/ESC/ACC等。

本发明摒弃了传统的柱塞泵6配合高压蓄能器的形式，巧妙地规避了高压蓄能器使用寿命不足所带来的系统问题。同时，本发明将制动主缸组件和踏板模拟单元等集成为一个整体阀块，油缸，柱塞泵6和电磁阀等均安装于阀块上，减小了安装体积，降低了加工成本，也减少了液压油渗漏的风险；能够独立实现三种制动模式：常规制动，备用制动和ABS功能，其中常规制动包括人工脚踩制动与系统自主制动。踏板模拟单元给驾驶员反馈了踏板感觉，当系统失效的时候，制动踏板1则会自动与主缸推杆相连，为轮缸提供一定的液压力，实现机械备用制动；本发明摒弃了柱塞泵6和高压蓄能器配合的模式，用单电机7来实现油路的增压；同时，利用柱塞泵7和电磁阀的配合，在不加装ABS模块的前提下，能够实现ABS防抱死制动功能。

本发明不需要对原有的制动系统做很多的改变，系统众多部件可以基于传统设计的进行沿用，节省了零件的设计制造成本。

本发明的结构简单易行，应用模块(ABS，ESC等)均可以借鉴成熟设计，不仅可以应用于传统乘用汽车，而且更适合用于各类新能源汽车的制动系统。颠覆了传统真空助力制动系统的设计概念，系统集成度和功能显著增强。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、由于执行器集成模块37和ECU控制器40集成为一个整体，减小了安装体积，降低了加工成本。

2、由于采用切换阀组独立实现三种制动模式：常规制动、备用制动和ABS功能，其中常规制动包括人工脚踩制动与系统自主制动，同时，又能协助整车控制器41是吸纳主动/辅助制动以及制动能量回收功能。

3、由于踏板模拟单元给驾驶员反馈了踏板感觉，当系统失效的时候，制动踏板1则会自动与主缸推杆相连，为轮缸提供一定的液压力，实现机械备用制动。

4、由于摒弃了柱塞泵6和高压蓄能器配合的模式，用单电机7来实现油路的增压；同时，利用柱塞泵6和电磁阀的配合，在不加装ABS模块的前提下，能够实现ABS防抱死制动功能。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.车辆集成电控液压制动系统，其特征是：由执行器集成模块(37)、基础制动器总成(38)、ECU控制器(40)、制动操纵单元和弹簧蓄能器(32)组成；

所述的执行器集成模块(37)由踏板脚感模拟单元、弹簧蓄能器(32)、制动主缸组件、电液助力单元、制动模式切换阀、主缸压力传感器(12)、排液阀(36)和储液罐(9)组成，所述的电液助力单元由互相连接的电机(7)和柱塞泵(6)组成，所述的制动模式切换阀由常规制动模式切换阀(5)、ABS模式切换阀(4)和备用制动切换阀(33)组成；

所述的基础制动器总成(38)由四组制动轮缸、轮缸压力传感器、进油电磁阀、泄油电磁阀和轮速传感器组成；

所述的制动操纵单元由相互连接的制动踏板(1)和制动踏板位移传感器(39)组成；

所述踏板脚感模拟单元、制动踏板(1)、制动切换阀(33)与弹簧蓄能器(32)，所述与柱塞泵(6)连接的电机(7)，以及依次连接的所述储液罐(9)、柱塞泵(6)、常规制动模式切换阀(5)、制动主缸组件和基础制动器总成(38)，组成常规制动通路；

依次连接的所述制动踏板(1)、踏板脚感模拟单元、制动主缸组件和基础制动器总成(38)，组成备用制动通路；

所述踏板脚感模拟单元、制动踏板(1)、制动切换阀(33)与弹簧蓄能器(32)，所述与柱塞泵(6)连接的电机(7)，以及依次连接的所述储液罐(9)、柱塞泵(6)、ABS模式切换阀(4)和基础制动器总成(38)，组成ABS制动通路；

所述的主缸压力传感器(12)、制动踏板位移传感器(39)和四组轮缸压力传感器分别与所述ECU控制器(40)信号连接。

2.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的制动主缸组件由第一腔(10)、第一腔回位弹簧(11)、第一活塞(29)、第二腔(8)、第二腔回位弹簧(30)、第二腔活塞推杆组件(31)、第三腔(34)和挡油活塞(35)组成；所述的第一腔回位弹簧(11)设置在第一腔(10)内，并连接主缸底部和第一活塞(29)；所述的第二腔回位弹簧(30)设置在第二腔(8)内，并连接第一活塞(29)和第二腔活塞推杆组件(31)。

3.根据权利要求2所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的第二腔活塞推杆组件(31)由带推杆的第二活塞和设置在第三腔(34)内的挡油活塞(35)组成，所述推杆与挡油活塞(35)接触；所述的推杆与第二活塞一体成型或者通过螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的第一腔(10)与第二腔(8)的直径相同，所述第三腔(34)的直径大于所述第一腔(10)和第二腔(8)的直径。

5.根据权利要求2所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的第一腔(10)分别与左前轮轮缸(13)和右后轮轮缸(14)连接，所述的第二腔(30)分别与右前轮轮缸(15)和左后轮轮缸(16)连接，所述的第三腔(34)通过常规制动模式切换阀(5)与柱塞泵(6)连接。

6.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的踏板脚感模拟单元由脚感模拟复合弹簧(2)、踏板模拟器活塞推杆组件(3)串联组成，所述踏板脚感模拟单元与制动踏板(1)连接，所述踏板脚感模拟单元所在的腔室通过备用制动切换阀(33)与弹簧蓄能器(32)连接。

7.根据权利要求6所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的制动踏板(1)与踏板模拟器活塞推杆组件(3)通过铰链连接，所述的踏板模拟器活塞推杆组件(3)与脚感模拟复合弹簧(2)连接，所述的弹簧蓄能器(32)通过所述备用制动切换阀(33)螺纹连接在所述踏板模拟单元的外侧。

8.根据权利要求7所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征在于：所述的脚感模拟复合弹簧(2)的弹性元件由三段弹簧复合组成，三段弹簧分别在不同的活塞位移下工作。

9.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的基础制动器总成(38)中的四组泄油电磁阀以并联方式与所述储液罐(9)连接，并分别与所述四组制动轮缸连接；所述的四组进油电磁阀以并联方式与所述储液罐(9)或者主缸连接，并分别与所述四组制动轮缸连接。

10.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的制动踏板位移传感器(39)集成设置于所述制动踏板(1)上，所述的主缸压力传感器(12)设置于主缸的出油管路上，所述四组轮缸压力传感器分别设置于四组制动轮缸之中。

11.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的执行器集成模块(37)、ECU控制器(40)和弹簧蓄能器(32)集成为一个整体。

12.根据权利要求1所述的车辆集成电控液压制动系统，其特征是：所述的制动模式切换阀为通过PWM控制的切换电磁阀，或者位置反馈控制的线性电磁阀。