CN106427964A - 线控液压制动系统及其控制方法 - Google Patents

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徐文泉
张平平
黄先明
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Abstract

本发明公开了线控液压制动系统的技术方案:其电控压力发生与调节单元(B)设有液压泵(09);液压泵(09)的出油管路与每个制动器各通过一个电磁阀连接;制动主缸(03)的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接;液压泵(09)的出油管路还通过电磁调压阀(07a)与油壶(4)连接;各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元(C)连接。本发明还公开了上述制动系统的控制方法。采用上述技术方案,取消了传统助力器和制动主缸,将助力器、制动主缸和ESC功能集成到一个液压控制单元中,降低了生产成本且体积更小,有利于在车辆上安装与布置。

Description

线控液压制动系统及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车制动技术领域。更具体地,本发明涉及汽车的线控液压制动系统。另外,本发明还涉及上述制动系统的控制方法。
背景技术
传统的线控液压制动系统如图1所示,是由汽车制动系统的组成:制动器1、ABS/ESC2、主缸3、真空助力器4(电动车或是混合动力车上增加电子真空泵5)、制动踏板6、支架及油管。
这种制动系统的工作过程是驾驶员有制动需求时踩制动踏板,依靠真空助力器进行助力增压,高压制动液流入制动器来实现整车减速制动,当需要进行ABS/ESC等压力调节功能时,由ABS/ESC产品实现所需功能。这套系统包含的零部件相对较多,通过支架固定在整车上不同的位置,再通过油管来连接各处油管口,空间布置较为复杂;在新能源汽车上时,电子真空泵还有耗能较大、噪音较高的缺点。
近年来,智能化、集成化的线控液压制动系统已经在开始迅速发展,可以实现无真空助力器来进行助力加压。国内外的这类液压制动产品目前有几种典型的结构方案,现通过检索的相关专利文献分析其存在的缺陷。
1、iEHB(集成电子液压制动)主要结构特点是取消真空助力器,采用电机驱动的液压泵或副主缸作为液压源,通过电机-泵系统实现主动增压制动。系统主要有三个模块组成:驾驶员踏板输入模块、主动增压调压模块、压力控制调节模块。主动增压与压力控制主要有两种方法:
A方案:通过连续旋转的电机—泵系统进行增压,然后每个车轮接一个常开增压阀+一个常闭减压阀进行液压调节;
B方案:通过电机驱动的直线往复增压装置,然后每个车轮接一个电磁电磁阀进行液压调节。
图2所示是专利申请号为CN201310684563的专利文献公布的iEHB产品,所采取的方法是上述的A方案。该方案的缺点是电磁阀数目繁多。
驾驶员有制动需求时踩制动踏板2,同时电磁阀71a、71b通电隔断主缸与液压调节系统的联系,驾驶员踩动踏板建压的油液经过阀73进入踏板模拟器72。这套系统在进行加压→减压或是减压→加压切换动作时,需要有大量的电磁阀来进行协作实现,因此结构相对复杂,成本较高。
图3所示是专利申请号为US2015344014A1的专利文献公布的iEHB产品,所采取的方法是上述的B方案。该方案的特点是设置快速往复运动的直线型增压装置。
驾驶员有制动需求时踩制动踏板126,同时电磁阀178’通电隔断主缸与液压调节系统的联系,驾驶员踩动踏板建压的油液经过电磁阀进入踏板模拟器108。加压需要电机134通电后驱动直线运动泵202,减压时需要电机134反转驱动直线运动泵202后退;压力调节控制依赖直线往复运动的增压装置(202)迅速响应动作。此系统工作时的加压、降压的压力调节依赖电机快速正反转,在做ABS时增压、降压的快速动作周期通常是几毫秒的要求,电机快速正反转需要克服质量相对较大的转子惯性,这对电机响应要求、功率要求非常的高,同时相匹配的电控单元ECU也将会采用高功率元器件,成本相对会很高。
2、iBS(集成制动系统)主要结构特点是取消真空助力器,利用电机驱动一种滚珠螺杆进行直线往复运动实现助力加压制动。
如图4所示是专利申请号为US2015197229A1的专利文献公布的iBS的技术方案,该方案的特点是采用电机驱动螺杆快速往复进行助力。
驾驶员有制动需求时踩制动踏板130,同时一个通过电机124快速正、反转驱动滚珠螺杆128直线往复运动进行助力增压;在进行压力调节功能时,由电机驱动的线性往复滚珠螺杆和电磁阀协调工作来实现。此系统同样是需要在几毫秒电机迅速切换正反转,电机驱动的滚珠丝杠及电机自身的质量惯性较大,对电机的响应要求、功率要求非常高,相应地电控单元的功率要求随之很高,此发明方案在产业化应用时生产出的产品成本很高。
发明内容
本发明提供一种线控液压制动系统,其目的是使产品体积更小、结构更紧凑并降低生产成本。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明的线控液压制动系统,包括机械动作单元、电子控制单元及制动器;所述的机械动作单元包括制动踏板、制动主缸和油壶;
所述的线控液压制动系统设置电控压力发生与调节单元,所述电控压力发生与调节单元设有液压泵;
所述液压泵的出油管路与每个制动器各通过一个电磁阀连接;
所述制动主缸的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接;
所述液压泵的出油管路还通过电磁调压阀与油壶连接;
所述的液压泵的驱动电机及各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元连接。
所述的机械动作单元设有制动踏板传感器,所述制动踏板传感器通过电信号线路与所述电子控制单元连接。
所述的制动踏板传感器为位移传感器,或者为角度传感器,或者为压力传感器。
所述的制动器的数量为四个,所述液压泵的出油管路与制动器连接的电磁阀中,两个为常开电磁阀,两个为常闭电磁阀。
与所述液压泵的出油管路采用常闭电磁阀连接的制动器,与所述制动主缸油腔连接的电磁阀采用常开电磁阀。
所述的电磁调压阀为常开调压阀。
在所述的制动主缸的油腔与电磁阀连接的管路上设置踏板模拟器PFS。
在所述液压泵的输出端位置,设置高压蓄能器,并在液压泵的输出端与高压蓄能器连接油路上设置常闭电磁阀。
将所述制动主缸的两个油腔分别连接的两个电磁阀,替换为一个二位四通阀;其中一位是常态,使制动主缸的油腔与制动器连通;另一位是使制动主缸的油腔与制动器相连的油路隔断。
在所述液压泵的输出端位置,设置压力传感器。
所述的制动器的数量为四个,所述液压泵的出油管路与制动器连接的电磁阀均采用常开电磁阀;所述制动主缸的两个油腔分别通过一个常开电磁阀与液压泵的出油管路连通;所述的电磁调压阀为常闭调压阀;在所述的液压泵的出油管路上设置常闭电磁阀;该常闭电磁阀的一端与两个制动器及一个制动主缸油腔连接,另一端与另外两个制动器及制动主缸另一腔连接。
本发明还提供了一种线控液压制动系统,其目的与上述技术方案相同。其技术方案是:
一种线控液压制动系统,包括机械动作单元、电子控制单元及制动器;所述的制动器的数量为四个;所述的机械动作单元包括制动踏板、制动主缸和油壶;
所述的线控液压制动系统设置电控压力发生与调节单元,所述电控压力发生与调节单元设有两个液压泵;
所述两个液压泵的出油管路各与两个制动器分别通过一个电磁阀连接;
所述制动主缸的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接,这两个制动器分别与不同的液压泵连接;
所述两个液压泵的出油管路各通过一个电磁调压阀分别与油壶的两个专用油腔连接;
所述的液压泵的驱动电机及各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元连接。
所述的机械动作单元设有制动踏板传感器,所述制动踏板传感器通过电信号线路与所述电子控制单元连接。
所述的制动踏板传感器为位移传感器,或者为压力传感器。
每个所述液压泵的出油管路与制动器连接的电磁阀中,一个为常开电磁阀,一个为常闭电磁阀。
与所述液压泵的出油管路采用常闭电磁阀连接的制动器,与所述制动主缸油腔连接的电磁阀采用常开电磁阀。
所述的电磁调压阀为常开调压阀。
在所述的制动主缸的油腔与电磁阀连接的管路上设置踏板模拟器PFS。
在所述液压泵的输出端位置,分别设置高压蓄能器,并在液压泵的输出端与高压蓄能器连接油路上分别设置常闭电磁阀。
在所述液压泵的输出端位置,设置压力传感器。
所述的压力传感器可以在车辆起动点火时迅速对液压管路是否存在泄漏进行自检。
所述液压泵的出油管路与制动器连接的电磁阀均采用常开电磁阀;所述制动主缸的两个油腔分别通过一个常开电磁阀与不同的液压泵的出油管路连通;所述的电磁调压阀为常闭调压阀。
本发明提供以上所述的线控液压制动系统的控制方法,其技术方案是:
所述的机械动作单元在驾驶员踩制动踏板时提供一定的制动液压力,产生一定的减速度用于其中两个车轮的制动;
或者在驾驶员踩动踏板时,产生一定的脚踏板反作用力给予驾驶员踏板反馈感觉;
或者在系统断电失效后,驾驶员踩动踏板时产生一定的整车减速度,让车辆安全停止;
通过制动主缸的推杆上的位移传感器或是角度传感器本发明不限制此处使用的传感器类型,可以将驾驶员踩动踏板程度的信号反馈给电子控制单元C,给电控压力发生与调节单元提供调压目标值。
所述的液压泵在电机的驱动下连续旋转,从油壶不断地吸入制动液,并将制动液在电磁调压阀的精确调压下产生符合驾驶员意图的制动力;
所述的电磁调压阀在液压泵工作时进行迅速增压调节,或者在液压泵不工作时迅速降压调节;
所述的电磁换向阀可以在电子控制单元C的控制下分别动作,独立地或者非独立地进行打开或者关闭,来对四个制动器进行增压或是降压的压力调节,来实现ABS、ASR、ESC的功能;
所述的电磁阻断阀、在加压到某个程度时或是对部分制动器、进行独立调压时进行相应的关闭,确保液压泵增压不会影响到制动踏板感受;
或者在制动结束后,让制动器、制动液通过电磁阻断阀、流回制动主缸;
所述的油壶具有三个腔,分别连接主缸一腔、主缸二腔、泵吸油口管路。
本发明的上述线控液压制动系统,取消了传统助力器和制动主缸,将助力器、制动主缸和ESC功能集成到一个液压控制单元中,降低了生产成本且体积更小,有利于在车辆上安装与布置;通过电子控制单元(ECU)控制电机、阀等动作,可以实现常态下制动、ABS动作、TCS动作、ESC动作等各种制动系统所具备的功能;在电动车上使用时可以实现再生制动功能的压力调节;在与雷达、摄像头等传感器信号交互后可以实现AEB、ACC功能;整套系统没有需求在几毫秒内切换正反转的电机系统,只通过质量很轻的电磁阀芯的动作便可以实现快速增压、减压、调压控制,调节响应快,对电机-泵系统的响应要求、电机与ECU功率要求远低于需要电机快速正反转的方案;本发明比现有技术整车上应用的ESC产品使用更少的电磁阀,且取消真空助力器,系统结构更紧凑,整套制动系统的成本较低。
附图说明
附图所示内容及图中标记简要说明如下:
图1为传统的线控液压制动系统的示意图;
图2所示是现有技术中的iEHB产品A方案示意图;
图3所示是现有技术中的iEHB产品B方案示意图;
图4所示是现有技术中的iBS的示意图;
图5为本发明的线控液压制动系统的示意图;
图6至图11为本发明的线控液压制动系统原理图中的各液压元件图,其中:
图6为常开电磁阀的示意图;
图7为常闭电磁阀的示意图;
图8为电机—泵系统的示意图;
图9为常开电磁调压阀的示意图;
图10为常闭电磁调压阀的示意图;
图11为液压蓄能器的示意图;
图12是现有技术整车上应用的ESC液压回路图;
图13是本发明线控液压制动系统正常工作时增压(包括增压后调压)回路图;
图14是本发明线控液压制动系统正常工作时减压回路图;
图15和图16是本发明线控液压制动系统四轮独立控制时列举两个不同的车轮加压的液压回路图;
图17是本发明线控液压制动系统断电失效后的制动过程回路图;
图18是本发明增加了踏板模拟器后制动过程增压油路图;
图19是本发明增加了高压蓄能器后的制动过程增压油路图;
图20是本发明增加压力传感器(P/S)后的液压原理图;
图21是本发明的四个车轮均采用常开电磁阀的液压回路图;
图22及图23是本发明采用两个泵回路系统进行增压的不同实例的示意图;
图24为本发明的油壶三腔分隔结构图。
图5至图24中标记为:
A、机械动作单元,B、电控压力发生与调节单元,C、电子控制单元,D、制动器;
01、制动踏板,02、制动踏板传感器,03、制动主缸,04、油壶,05、常开阻断电磁阀,06、常开阻断电磁阀,07a、电磁调压阀,08b、常闭电磁阀,09、液压泵,10、电机,11、液压泵,12a、第一常闭电磁阀,13a、第一常开电磁阀,14a、第二常闭电磁阀,15a、第二常开电磁阀,16、制动器,17、制动器,18、制动器,19、制动器,20、踏板模拟器PFS,21、高压蓄能器,22、常闭电磁阀。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图5所示,本发明为一种线控液压制动系统,由机械动作单元A、电子控制单元C组成,该系统与制动器D构成整车制动系统。
所述的机械动作单元A包括制动踏板01、制动主缸03和油壶4。所述的机械动作单元A是由驾驶员驱动的踏板动作与主缸建压模块,是由驾驶员驱动机械动作加压的;制动踏板01可以在驾驶员行为的控制下驱动主缸活塞运动,建立液压油的制动压力。
所述的制动器D是整车上的结构,本发明不限制使用的制动器布置形式,如交叉布置、平行布置等。
图5所示的本发明的基本形式,还可以获得不同的实施形式。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷,实现使产品体积更小、结构更紧凑并降低生产成本的发明目的,如图5所示,本发明采取的技术方案为:
所述的线控液压制动系统设置电控压力发生与调节单元B,所述电控压力发生与调节单元B设有液压泵09;
所述液压泵09的出油管路与每个制动器各通过一个电磁阀连接;
所述制动主缸03的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接;
所述液压泵09的出油管路还通过电磁调压阀07a与油壶4连接;
各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元C连接。
所述的电控压力发生与调节单元B是由三部分组成:
两个常开阻断电磁阀05、常开阻断电磁阀06,可以连接或是阻断机械动作单元于电控单元之间的压力联系;
一个或多个泵被沿一个方向运动的马达驱动来实现增压;
根据泵回路的数量匹配一个或多个线性电磁调压阀实现对管路压力的精确调节控制;
四个电磁阀对四个轮缸制动器分别进行压力调节控制,每一个回路对应一个电磁阀,可以通过电磁阀顺序动作、或是分时动作来实现各回路的压力调节与控制。
所述的线控液压制动系统原理图中的各液压元件图例定义如下:
图6为常开电磁阀,是二位二通阀。不通电状态时,阀是通路;通电后是断路。
图7为常闭电磁阀,是二位二通阀。不通电状态时,阀是断路;通电后是通路。
图8为电机—泵系统,电机通电后旋转,驱动泵向系统供油。
图9为常开电磁调压阀,是二位二通阀。不通电状态时,阀是通路;通电后通过改变电磁力的大小,调节阀的开口大小,实现调压。
图10为常闭电磁调压阀,是二位二通阀。不通电状态时,阀是断路;通电后通过改变电磁力的大小,调节阀的开口大小,实现调压。
图11为液压蓄能器,用于储存高压液压油。
二位二通阀的基本功能相当于开关阀。
本发明的线控液压制动系统可以实现和满足以下功能:
1、完整系统的加压和减压动作;
2、制动过程中,系统断电后仍可以进行加压和减压动作;
3、系统断电状态下,可以进行加压和减压动作并且能取得一定的减速度;
4、部分管路失效后仍然可以获得一定的减速度;
5、四个车轮制动器的压力可以进行独立的控制,可实现目前整车要求的ABS、TCS、ESC功能,可在电动车上实现能量回收过程的压力调节。
图12是当前现有技术中的整车上应用的ESC液压回路图,其中2个TC、4个ISO、4个DUMP、2个SUPPLY共12个均采用电磁阀。与现有整车上应用的ESC产品相比,本发明最少可以使用7个电磁阀,而ESC是12个电磁阀。
本发明系统在集成了ESC功能外,还具备上述五个特点,整个制动系统取消了真空助力器及电子真空泵,结构更紧凑,阀的数量更少,制动系统成本更低,体积更小,更适用于电动汽车进行能量回馈时压力调节。
本发明线控液压制动系统方案的具体结构特征介绍如下:
所述的制动器的数量为四个,分别为制动器16、制动器17、制动器18和制动器19。所述液压泵09的出油管路与制动器连接的电磁阀中,两个为常开电磁阀,两个为常闭电磁阀。
所述的电控压力发生与调节单元B是由两个电磁隔断阀05、电磁隔断阀06、电机10、泵09、电磁调压阀07a和四个电磁阀:第一常闭电磁阀12a、第一常开电磁阀13a、第二常闭电磁阀14a、第二常开电磁阀15a组成。
油壶04的一端与电磁调压阀07a、液压泵09相连,油壶04的另一端与制动主缸03相连,制动主缸03的活塞杆与制动踏板01相连,制动主缸03的Ⅰ腔与Ⅰ腔隔断阀(常开阻断电磁阀05)相连,Ⅱ腔与Ⅱ腔隔断阀(常开阻断电磁阀06)相连;电磁调压阀07a的另一端与第一常闭电磁阀12a、第一常开电磁阀13a、第二常闭电磁阀14a、第二常开电磁阀15a以及液压泵09相连,第一常闭电磁阀12a的另一端和Ⅰ腔隔断阀05以及制动器16相连,第一常开电磁阀13a和制动器17相连,第二常闭电磁阀14a和Ⅱ腔隔断阀06以及制动器18相连,第二常开电磁阀15a和制动器19相连。
所述的电磁调压阀07a为常开调压阀。
所述的机械动作单元A设有制动踏板传感器02,所述制动踏板传感器02通过电信号线路与所述电子控制单元C连接。
制动踏板传感器02与制动踏板01相连,用来获得驾驶员制动意图,制动踏板传感器02将驾驶员制动意图信号传递到电子控制单元ECUD中。
所述的制动踏板传感器02为位移传感器,或者为角度传感器,或者为压力传感器。通过位移传感器或是压力传感器等类型传感信号的采集作为驾驶员的意图信息,活塞运动的阻力形成驾驶员制动时的踏板感觉。
以下详细说明本发明的工作原理及工作过程:
1、图13是本发明线控液压制动系统正常工作时增压(包括增压后调压)回路图。
驾驶员踩下制动踏板01后,制动液压从制动主缸03输出,经过隔断阀05/06流入制动器16和制动器18中;与此同时踏板传感器02将信号传送到电子控制单元ECUD中,电子控制单元ECU控制电机10驱动泵09工作,控制电磁调压阀07a的阀口开度来精确调压,获得所需制动压力,完成刹车加压。
2、图14是本发明线控液压制动系统正常工作时减压回路图。
当驾驶员松开制动踏板01后,踏板传感器02将信号传送到电子控制单元ECUD中,电子控制单元ECU控制电机10停止工作,制动器16和制动器18通过隔断阀05、隔断阀06流回制动主缸03中。制动器17和制动器19经过第一常开电磁阀13a、第二常开电磁阀15a、电磁调压阀07a流回储油杯(油壶04)。这种油液流动方式,在车辆刹车过程时突然出现系统断电时,油液依旧可以按所述的方式卸去制动压力。
3、图15和图16是本发明线控液压制动系统四轮独立控制时列举两轮加压的液压回路图。
当在做TCS动作时,需要对回路驱动轮制动器增压;或是做ESC动作时需要对回路某制动器增压;或是做ABS动作时需要对回路某制动器增压、降压、保压,本发明线控液压制动系统可以对四个制动器独立进行控制。
图15与图16分别列举了两个制动器,独立控制的方式是采用顺序控制或是分时控制的策略,实现对其中一个轮子增压,或是保压,或是泄压。
在做ABS、TCS、ESC功能动作时,需要对四个轮子进行加压、降压等调压控制,本发明方案采用的是对四个轮子顺序控制或是分时控制的策略来实现的。
图15和图16举例:先对制动器16进行压力控制,然后把制动器16关闭压力输入后对制动器19进行压力控制。压力控制过程不需要液压泵09往复运动,也不需要电机10正反转,仅通过质量非常轻的电磁阀中的阀芯动作便可以实现。
4、图17是本发明线控液压制动系统断电失效后的制动过程回路图。
断电失效会导致电子控制单元(ECU)无法工作,电机10和液压泵09停止工作,电磁阀处于常态位置。本发明方案在断电失效时仍可以实现制动,且制动后还可实现泄压,确保整车安全性。
驾驶员踩下制动踏板01后,制动液从制动主缸03经过隔断阀(05、06),最终流入制动器16和制动器18的轮缸内,产生制动力;当驾驶员松开制动踏板后,制动器16和制动器18内的制动液经过隔断阀(05、06),最终又流回主缸03进入油壶04中。
5、如图18所示是本发明增加了踏板模拟器后制动过程增压油路图。
在所述的制动主缸03的油腔与电磁阀连接的管路上设置踏板模拟器PFS20。
本发明可以在压力发生单元把踏板模拟器加入进系统中,驾驶员踩下踏板制动时,阻断阀通电后阻断主缸油液流入压力控制单元,实现制动踏板动作与主动增压全解耦,获得最佳的踏板感觉,且这种踏板感觉是可以在ECU控制下进行调节的。
驾驶员有制动意图时,踩动制动踏板01,主缸活塞建压后压力油进入踏板模拟器PFS20,由踏板模拟器PFS形成踏板感。隔断阀05、06通电切断主缸与电控压力发生、调压系统的耦合,由ECU控制电机-泵系统进行增压,由电磁调压阀07a进行压力精确调节获得符合制动需求的制动压力。四个制动器16、制动器17、制动器18、制动器19分别由四个电磁阀12a、13a、14a、15a控制,按顺序或是分时控制增压、降压动作,实现制动、ABS动作、TCS动作或是ESC动作的需求。
6、如图19所示,是本发明增加了高压蓄能器后的制动过程增压油路图。
在所述液压泵09的输出端位置,设置高压蓄能器21,并在液压泵09的输出端与高压蓄能器21连接油路上设置常闭电磁阀21。
本发明可以在泵的输出端增加一套液压蓄能辅助增压模块,该模块由高压蓄能器及其控制阀组成。当一些车型制动器较大时,或是对系统加压速度有更高要求时,由高压蓄能器辅助增压,同时泵工作进行增压,大大缩短了增压时间。
在需要增压速度很快的要求时,本系统增加的液压蓄能辅助增压模块(由高压蓄能器21和常闭电磁阀22组成)可以与电机-泵系统同时对制动器进行增压。增压时电机-泵启动,常闭电磁阀22通电打开,高压蓄能器内油液与泵一起对四个制动器进行快速增压。
7、如图20所示,是本发明增加压力传感器(P/S)后的液压原理图。
在所述液压泵09的输出端位置,设置压力传感器。
本发明可以在泵的输出端增加一个压力传感器,可以对系统当前压力进行准确采集,使本发明在应用时控制更为细腻、准确。该压力传感器在车辆起动点火时,配合电机旋转动作后进行快速自检,可以迅速确认四个制动器管路是否存在某管路有泄漏失效,避免管路泄漏导致行车时安全性降低。
上述内容介绍的是本发明专利中的一种方案,在实现这些功能时本发明的液压方案可以进行改变,来适应不同的车型或用户需求:
1、如图21所示,本发明的四个车轮均采用常开电磁阀的液压回路图。
所述的制动器的数量为四个,所述液压泵09的出油管路与制动器连接的电磁阀均采用常开电磁阀;所述制动主缸03的两个油腔分别通过一个常开电磁阀与液压泵09的出油管路连通;所述的电磁调压阀07b为常闭调压阀;在所述的液压泵09的出油管路上设置常闭电磁阀08b;该常闭电磁阀08b两个通口分别与两个制动器及一个制动主缸03油腔连接。
本发明所述的四个轮子制动器接四个电磁阀,每一个车轮接一个电磁阀,四个电磁阀在图5中采用的是两个常开电磁阀和两个常闭电磁阀,本发明也可以采用四个常开电磁阀来实现,
工作过程与图5的技术方案是一样的:在驾驶员踩下制动踏板01后,根据驾驶员踩踏板表达出的制动需求,ECU控制隔断阀06通电关闭,同时控制一个连续旋转的电机10驱动液压泵09来对制动器18和制动器19系统进行增压;制动主缸03油腔通过机械加压产生的液压经过隔断阀05来对制动器16和制动器17进行增压。四个电磁阀接四个制动器(每个制动器回路接一个电磁阀)通过顺序或是分时控制策略来对四个制动器进行独立压力控制实现ABS、TCS、ESC功能需求。本方案与图5的技术方案一样,可以接踏板模拟器PFS来改善踏板感觉;可以接高压蓄能器来辅助增压加压速率;可以将隔断阀(05、06)调整成集成阀。
2、如图22及图23所示,是本发明采用两个泵回路系统进行增压的示意图。
本发明还提供了一种线控液压制动系统,其目的与上述技术方案相同。其技术方案是:
一种线控液压制动系统,包括机械动作单元A、电子控制单元C及制动器;所述的制动器的数量为四个;所述的机械动作单元A包括制动踏板01、制动主缸03和油壶4;
所述的线控液压制动系统设置电控压力发生与调节单元B,所述电控压力发生与调节单元B设有两个液压泵09、液压泵11;
所述两个液压泵09、液压泵11的出油管路各与两个制动器分别通过一个电磁阀连接;
所述制动主缸03的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接,这两个制动器分别与不同的液压泵09、液压泵11连接;
所述两个液压泵09、液压泵11的出油管路各通过一个电磁调压阀07c、08c分别与油壶4的两个油腔连接;
各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元C连接。
与所述液压泵09的出油管路采用常闭电磁阀连接的制动器,与所述制动主缸03油腔连接的电磁阀采用常开电磁阀。
所述液压泵09、液压泵11的出油管路与制动器连接的电磁阀中,一个为常开电磁阀,一个为常闭电磁阀。
与所述液压泵09的出油管路采用常闭电磁阀连接的制动器,与所述制动主缸03油腔连接的电磁阀采用常开电磁阀。
所述的电磁调压阀07c、08c为常开调压阀。
在所述的制动主缸03的油腔与电磁阀连接的管路上设置踏板模拟器PFS20。
在所述液压泵09、液压泵11的输出端位置,分别设置高压蓄能器21,并在液压泵09、液压泵11的输出端与高压蓄能器21连接油路上分别设置常闭电磁阀21。
所述液压泵09、液压泵11的出油管路与制动器连接的电磁阀均采用常开电磁阀;所述制动主缸03的两个油腔分别通过一个常开电磁阀与不同的液压泵09、液压泵11的出油管路连通;所述的电磁调压阀07c、电磁调压阀08c为常闭调压阀。
本发明的液压发生是通过电机-泵系统达成的,本发明不限制用一个回路或是多个回路来实现。本发明可以采用两个泵回路系统进行增压,在增加一些成本后,可增加系统的可靠性,技术方案如图22及图23所示。
针对上述主要的结构特征以及功能特征,本发明给出了满足的方案及拓展出来的可选结构,方案原理如前所述。
本发明的控制方法的技术方案是:
所述的制动主缸03有两个液压腔,分别通过电磁阻断阀05与电磁阻断阀06与制动器16和制动器18连接。
所述的机械动作单元A可以在驾驶员踩动踏板时提供一定的制动液压力,产生一定的减速度用于其中两个车轮的制动;也可以在驾驶员踩动踏板时,产生一定的脚踏板反作用力给予驾驶员踏板反馈感觉;也可以在系统断电失效后,驾驶员踩动踏板时产生一定的整车减速度,让车辆安全停止;在制动主缸03的推杆上装有位移传感器或是角度传感器本发明不限制此处使用的传感器类型,可以将驾驶员踩动踏板程度的信号反馈给ECU单元C,给电控压力发生与调节单元B提供调压目标值。
所述的泵09在电机10的驱动下连续旋转,可以从油壶04不断地吸入制动液,并将制动液在电磁调压阀07a的精确调压下产生符合驾驶员意图的制动力;所述的电磁调压阀07a可以在液压泵09工作时进行迅速增压,也可以在泵09不工作时迅速降压;所述的电磁换向阀12a、13a、14a、15a可以在电子控制单元C(ECU)的控制下分别动作,独立地或者非独立地进行打开或者关闭,来对四个制动器进行增压或是降压的压力调节,来实现ABS(防抱死)、ASR(驱动防滑)、ESC(车身稳定控制)等功能;所述的电磁阻断阀05、06可以在加压到某个程度时或是对制动器16和制动器18进行独立调压时进行相应的关闭,确保泵增压不会影响到踏板感受当然这只是列举了本系统工作时的一个策略特例,所述的电磁阻断阀05/06也是可以不进行关闭的。也可以在制动结束后让制动器16、制动器18制动液通过电磁阻断阀05、06流回制动主缸。
所述的油壶04具有三个腔,分别连接主缸一腔、主缸二腔、泵增压系统。当制动器任意一个管路出现泄漏失效时,通过油壶的三腔分隔来维持失效后其他管路能继续有效制动,确保一个制动器无制动时,至少还剩两个以上的制动器可以制动。油壶三腔分隔结构如图24所示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体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非实质性的改进,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之内。

Claims (10)

1.一种线控液压制动系统,包括机械动作单元(A)、电控压力发生与调节单元(B)、电子控制单元(C)及制动器;所述的机械动作单元(A)包括制动踏板(01)、制动主缸(03)和油壶(4);
其特征在于:
所述电控压力发生与调节单元(B)设有电机(10)驱动的液压泵(09)及数量不超过八个的电磁阀;所述的电磁阀至少有一个是线性调压阀(07a),所述的调压阀与所述的油壶(04)连接;
所述液压泵(09)的出油管路与每个制动器各通过一个电磁阀连接;
所述制动主缸(03)的两个油腔分别通过一个电磁阀与一个制动器连接;
所述液压泵(09)的出油管路还通过电磁调压阀(07a)与油壶(4)连接;
所述电机(10)及各个电磁阀的电控线路均与电子控制单元(C)连接。
2.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:所述的机械动作单元(A)设有制动踏板传感器(02),所述制动踏板传感器(02)通过电信号线路与所述电子控制单元(C)连接。
3.按照权利要求2所述的线控液压制动系统,其特征在于:所述的制动踏板传感器(02)采用位移传感器,或者采用角度传感器,或者采用压力传感器。
4.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:所述的制动器(16、17、18、19)的数量为四个,所述液压泵(09)的出油管路与制动器连接的电磁阀中,两个为常开电磁阀,两个为常闭电磁阀。
5.按照权利要求4所述的线控液压制动系统,其特征在于:与所述液压泵(09)的出油管路采用常闭电磁阀连接的制动器,与所述制动主缸(03)油腔连接的电磁阀采用常开电磁阀(05、06)。
6.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:所述的电磁调压阀(07a)采用常开调压阀。
7.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:在所述的制动主缸(03)的油腔与电磁阀连接的管路上设置踏板模拟器PFS(20)。
8.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:在所述液压泵(09)的输出端位置,设置高压蓄能器(21),并在液压泵(09)的输出端与高压蓄能器(21)连接油路上设置常闭电磁阀(21)。
9.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:在所述液压泵(09)的输出端位置,设置压力传感器。
10.按照权利要求1所述的线控液压制动系统,其特征在于:所述的制动器(16、17、18、19)的数量为四个,所述液压泵(09)的出油管路与制动器连接的电磁阀均采用常开电磁阀;所述制动主缸(03)的两个油腔分别通过一个常开电磁阀与液压泵(09)的出油管路连通;所述的电磁调压阀(07b)采用常闭调压阀;在所述的液压泵(09)的出油管路上设置常闭电磁阀(08b);该常闭电磁阀(08b)的一端与两个制动器及一个制动主缸(03)油腔连接,另一端与另外两个制动器及制动主缸(03)另一腔连接。
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