CN105235667A - 一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，包括制动液储液装置、制动操作单元（3）、ESP控制器模块（4）、电机控制模块（5）、液压助力控制模块（6）和制动踏板总成（7）；制动液储液装置提供制动液；电机控制模块（5）实现电机再生制动功能；制动操作单元（3）分别与ESP控制器模块（4）和液压助力控制模块（6）通过管路相连接以实现液压助力制动功能；制动踏板（7）与制动操作单元（3）的推杆连接到一起并带动推杆一起运动，液压助力控制模块（6）根据制动操作单元（3）给出的信息对电机制动力矩和液压制动力矩进行分配；液压助力控制模块（6）、ESP控制器模块（4）和电机控制模块（5）之间通过CAN网络信号通信。

Description

一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置
技术领域
本发明属于汽车制动应用技术领域，具体涉及一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置。
背景技术
目前还没有可以同时液压助力功能和实现协调再生制动的制动装置。这些常规的液压制动装置，需要借助发动机的真空度，来实现制动助力的功能。该液压助力装置，通过主缸中的踏板行程传感器获得驾驶员的制动踏板行程，液压助力控制模块分配电机制动和液压制动力的大小，保证电机制动和液压制动共同制动，并通过液压助力控制模块内部马达的主动增压来实现液压助力功能。
专利号为CN200910254182.4的专利公开了一种液压助力和控制再生制动装置，有单独的增强器和换向阀，零件较多，较为复杂。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明设计了一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：包括制动液储液装置、制动操作单元（3）、ESP控制器模块（4）、电机控制模块（5）、液压助力控制模块（6）和制动踏板总成（7）；
制动液储液装置为该制动装置提供制动液；
电机控制模块（5）实现电机再生制动功能；
制动操作单元（3）分别与ESP控制器模块（4）和液压助力控制模块（6）通过管路相连接，以实现液压助力制动功能；
制动踏板（7）与制动操作单元（3）的推杆连接到一起并带动推杆一起运动，液压助力控制模块（6）根据制动操作单元（3）给出的信息对电机制动力矩和液压制动力矩进行分配；液压助力控制模块（6）、ESP控制器模块（4）和电机控制模块（5）之间通过CAN网络信号通信，来执行相关的指令从而实现电机再生制动功能和液压助力制动功能。
进一步，制动操作单元（3）包括制动主缸、推杆和踏板行程传感器；踏板行程传感器通过感知制动踏板（7）的行程得到制动踏板（7）的制动压力，并将此制动压力传输给液压助力控制模块（6），液压助力控制模块（6）根据制动压力的大小来选择单独使用电机再生制动或电机再生制动和液压助力制动同时工作。
进一步，液压助力控制模块（6）通过CAN通讯发制动力矩信号给电机控制模块（5），电机齿轮反转，同时给电池充电，从而实现电机再生制动功能。
进一步，当电机再生制动不能满足制动要求时，液压助力控制模块（6）将剩余制动力用液压制动力补充；液压助力控制模块（6）通过管路将剩余制动力传递到制动操作单元（3），剩余制动力推动制动主缸活塞移动，制动操作单元（3）连接ESP控制器模块（4）的管路就开始建压并传递给四个制动轮缸实现液压制动，从而实现液压助力制动。
进一步，制动液储液装置包括第一制动液储液缸（1）和第二制动液储液缸（2），第一制动储液罐（1）分别与第二制动储液罐（2）和液压助力控制模块（6）通过制动软管相连接，第二制动储液罐（2）与制动操作单元（3）装配到一起。
进一步，制动操作单元（3）与ESP控制器模块（4）通过制动硬管（8）相连接，制动操作单元（3）与液压助力控制模块（6）通过第一制动管路（9）和第二制动管路（10）相连接。
进一步，第二制动管路（10）负责将制动踏板（7）的制动压力传输给液压助力控制模块（6）；第一制动管路（9）负责将液压助力控制模块（6）的剩余制动力传递给制动操作单元（3）。
该液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置具有以下有益效果：
（1）本发明中，独立的液压助力控制模块和ESP控制器模块协调工作，液压助力控制模块、ESP控制器模块和电机控制模块之间通过CAN网络信号通信，来执行相关的指令从而实现了液压助力制动和协调再生制动的功能。
（2）本发明不需要真空助力器，便可以实现液压助力功能。
（3）本发明整车制动时，根据制动踏板的行程信号来计算驾驶员的制动需求，同时根据电机输出的再生制动力矩信号，来动态控制电机再生制动力矩和液压助力制动力矩的协调分配，优先利用再生制动力矩，从而实现最大效能的制动能量回收。
附图说明
图1：本发明液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置的结构示意图。
附图标记说明：
1—第一制动液储液缸；2—第二制动液储液缸；3—制动操作单元；4—ESP控制器模块（ESP：整车稳定控制系统）；5—电机控制模块；6—液压助力控制模块；7—制动踏板总成；8—制动硬管；9—第一制动管路;10-第二制动管路。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
图1示出了一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，包括第一制动液储液缸1、第二制动液储液缸2、制动操作单元3、ESP控制器模块4、电机控制模块5、液压助力控制模块6和制动踏板总成7。制动操作单元3包括制动主缸、推杆、踏板行程传感器等。第一制动储液罐1与第二制动储液罐2通过制动软管相连接，同时第一制动储液罐1也与液压助力控制模块6通过制动软管相连接；第二制动储液罐2与制动操作单元3装配到一起；制动操作单元3与ESP控制器模块4通过制动硬管8相连接，同时制动操作单元3与液压助力控制模块6通过第一制动管路9相连接；制动踏板7与制动操作单元3的推杆连接到一起，制动踏板7运动带动制动操作单元3的推杆一起运动。液压助力控制模块6和ESP控制器模块4以及电机控制模块5之间是通过CAN网络信号通信，来执行相关的指令。
工作时，如图1所示，当车辆制动时，制动踏板7会被踩下，踏板行程发生变化，使与制动踏板7连接的制动操作单元3的推杆一起向前移动，制动操作单元3的推杆上装有踏板行程传感器，踏板行程传感器感知踏板行程，根据踏板行程可以得到驾驶员的制动力意图，同时推杆推动制动操作单元3的活塞向前移动，使制动操作单元3的内部腔产生压力，此压力通过制动管路10连通到液压控制模块6，从而液压控制模块6可获得制动压力，液压助力控制模块6根据制动压力的大小和踏板行程传感器，来判断驾驶员需求的制动力大小。ESP控制器模块4和液压助力控制模块6以及电机控制模块5通过CAN网络进行通信，通过发送制动力矩的信号达到执行相互指令的功能。液压助力控制模块6对电机制动力矩和液压制动力矩进行分配。当制动力较小时，优先使用电机控制模块5制动，液压助力控制模块6通过CAN通讯发制动力矩信号给电机控制模块5，电机齿轮反转，同时给电池充电，实现再生制动功能；当制动力较大时，电机的最大制动时，仍不能满足制动要求，液压助力控制模块6将剩余制动力用液压制动力补充。液压的制动，液压助力控制模块6通过第一制动管路9将制动力传递到制动操作单元3，制动力推动制动主缸活塞移动，连接ESP管路的两个制动管路8就开始建压，通过制动管路8传递给四个制动轮缸实现液压制动，从而实现电机制动和液压制动同时工作。
当液压助力控制模块6功能失效或者掉电时，液压助力控制模块6不再提供液压助力，ESP控制器模块4主动增压帮助车辆减速。
当液压助力控制模块6和ESP控制器模块4都处于工作状态但无CAN网络通讯时，液压助力控制模块6提供液压助力，并且ESP控制器模块4主动增加帮助车辆减速。
当液压助力控制模块6和ESP控制器模块4都处于失效模式，无液压助力控制模块6提供液压助力，并且无ESP控制器模块4主动增加帮助车辆减速。整车可通过存机械结构制动，制动减速度≥2.44m/s2。
本发明中，当踩下制动踏板7时，通过踏板行程传感器传递给液压助力控制模块6，液压助力控制模块6根据踏板行程判断需求制动力，并通过内部的高压蓄能器来增加液压力，制动液压力通过第一制动管路9传递给制动操作单元3，制动液压力推动主缸内活塞移动，ESP控制器模块4开始建压，从而对各个车轮进行制动。因为这种液压建立不是通过机械结构实现，而是通过液压助力控制模块6内部高压蓄能器主动增压实现，液压力的大小是液压助力控制模块6的控制器控制，所以不需要真空助力器，便可以实现液压助力功能。
本发明整车制动时，根据制动踏板的行程信号来计算驾驶员的制动需求，同时根据电机输出的再生制动力矩信号，来动态控制电机再生制动力矩和液压制动力矩的协调分配，优先利用再生制动力矩，从而实现最大效能的制动能量回收。
本发明制动主缸内装有踏板行程传感器，当驾驶员踩下制动踏板时，踏板行程传感器得到制动力信号，制动主缸将制动压力传输给液压助力控制模块，液压助力控制模块根据踏板行程的大小，来分配电机制动力和液压制动力，优先利用电机制动力矩，电机反转以实施制动，并回收制动能量；当电机的制动不能满足驾驶员的制动要求时，液压助力控制模块反馈制动压力给制动主缸，制动主缸的制动压力通过制动管路和ESP控制器传递给各个车轮，以实现液压制动助力的功能。
本发明电机、液压助力控制模块、ESP控制器模块三者之间，可以进行CAN网络通讯，通过CAN信号发送和接收指令，实现相互作用，使用方便、快速。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：包括制动液储液装置、制动操作单元（3）、ESP控制器模块（4）、电机控制模块（5）、液压助力控制模块（6）和制动踏板总成（7）；
制动液储液装置为该制动装置提供制动液；
电机控制模块（5）实现电机再生制动功能；
制动操作单元（3）分别与ESP控制器模块（4）和液压助力控制模块（6）通过管路相连接，以实现液压助力制动功能；
制动踏板（7）与制动操作单元（3）的推杆连接到一起并带动推杆一起运动，液压助力控制模块（6）根据制动操作单元（3）给出的信息对电机制动力矩和液压制动力矩进行分配；液压助力控制模块（6）、ESP控制器模块（4）和电机控制模块（5）之间通过CAN网络信号通信，来执行相关的指令从而实现电机再生制动功能和液压助力制动功能。
2.根据权利要求1所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：制动操作单元（3）包括制动主缸、推杆和踏板行程传感器，踏板行程传感器设置在制动踏板（7）上；踏板行程传感器通过感知制动踏板（7）的行程得到制动踏板（7）的制动压力，并将此制动压力传输给液压助力控制模块（6），液压助力控制模块（6）根据制动压力的大小来选择单独使用电机再生制动或电机再生制动和液压助力制动同时工作。
3.根据权利要求1或2所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：液压助力控制模块（6）通过CAN通讯发制动力矩信号给电机控制模块（5），电机齿轮反转，同时给电池充电，从而实现电机再生制动功能。
4.根据权利要求1或2所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：当电机再生制动不能满足制动要求时，液压助力控制模块（6）将剩余制动力用液压制动力补充；液压助力控制模块（6）通过管路将剩余制动力传递到制动操作单元（3），剩余制动力推动制动主缸活塞移动，制动操作单元（3）连接ESP控制器模块（4）的管路就开始建压并传递给四个制动轮缸实现液压制动，从而实现液压助力制动。
5.根据权利要求1至4任一所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：制动液储液装置包括第一制动液储液缸（1）和第二制动液储液缸（2），第一制动储液罐（1）分别与第二制动储液罐（2）和液压助力控制模块（6）通过制动软管相连接，第二制动储液罐（2）与制动操作单元（3）装配到一起。
6.根据权利要求1至5任一所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：制动操作单元（3）与ESP控制器模块（4）通过制动硬管（8）相连接，制动操作单元（3）与液压助力控制模块（6）通过第一制动管路（9）和第二制动管路（10）相连接。
7.根据权利要求6所述的液压助力制动并实现协调再生制动的制动装置，其特征在于：第二制动管路（10）负责将制动踏板（7）的制动压力传输给液压助力控制模块（6）；第一制动管路（9）负责将液压助力控制模块（6）的剩余制动力传递给制动操作单元（3）。
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