CN106926833A - 一种液压辅助驻车制动系统及具有该系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压辅助驻车制动系统，其用于具有制动卡钳及轮缸总成和液压制动管路的车辆。所述系统包括液压辅助驻车制动开关、电源、轮缸压力传感器、液压辅助驻车制动控制器及辅助驻车制动阀，所述液压辅助驻车制动开关、电源、辅助驻车制动阀及轮缸压力传感器均与液压辅助驻车制动控制器电性连接，所述辅助驻车制动阀位于制动卡钳及轮缸总成的制动液入口处和液压制动管路之间。所述的液压辅助驻车制动系统可以在电子驻车制动系统出现故障时，作为驻车制动系统的应急备份，且该系统结构简单，易于控制，且成本很低，可以节省空间。

Description

一种液压辅助驻车制动系统及具有该系统的车辆

技术领域

本发明涉及汽车刹车系统，具体而言，涉及一种液压辅助驻车制动系统及具有该系统的车辆。

背景技术

在汽车控制系统中，用于制动系统的有机械式驻车制动系统(手刹)和电子驻车制动系统(Electrical Parking Brake，EPB)。而在国内现有的车辆标准中，驻车制动装置必须使用机械式驻车，其根源在于液压驻车有泄漏的风险，其次当液压制动系统出现故障，机械驻车制动装置可作为备用制动系统使车辆停驻，即当脚刹失灵，驾驶员可以使用手刹来使车辆减速停车。

然而，电子驻车制动仍有可能发生机械故障或电子故障，当EPB发生故障时，车辆将无法实现停驻或起动。此外，EPB结构复杂，占用空间大，因此通常布置在簧下空间较大的后轮，前轮没有足够的空间布置EPB，因此对EPB电机的功率需求也比较高，整个系统成本比较高。

事实上，当前的制动防抱死系统(ABS)或电子稳定控制系统中的电磁阀也可用以短暂保持车轮的压力，但长时间通电会导致电磁阀损坏，无法满足长时间驻车的需求；另一方面，由于液压介质从主缸通过硬管到达各个车轮末端，再由软管与车轮连接，最终进入卡钳，整个管路比较长，存在较大的泄漏风险，此外制动软管长时间容纳高压制动液而发生变形从而影响制动效果，所有的这些情形都无法满足对驻车制动系统的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液压辅助驻车制动系统及具有该系统的车辆，所述的液压辅助驻车制动系统可以在电子驻车制动系统出现故障时，作为驻车制动系统的应急备份，且该系统结构简单，易于控制，且成本很低，可以节省空间。

根据本发明的一个方面，提供了一种液压辅助驻车制动系统，其用于具有制动卡钳及轮缸总成和液压制动管路的车辆。所述系统包括液压辅助驻车制动开关、电源、轮缸压力传感器、液压辅助驻车制动控制器及辅助驻车制动阀，所述液压辅助驻车制动开关、电源、辅助驻车制动阀及轮缸压力传感器均与液压辅助驻车制动控制器电性连接，所述辅助驻车制动阀位于制动卡钳及轮缸总成的制动液入口处和液压制动管路之间。

作为一种可选的实现方案，所述液压辅助驻车制动控制器包括输入端和输出端，从液压辅助驻车制动控制器的输入端输入的控制信号包括液压辅助驻车制动开关信号、轮缸压力信号、车速信号、制动踏板信号、辅助驻车制动阀状态信号、油门信号及档位信号中的一种或多种，从液压辅助驻车制动控制器输出端发送的输出信号包括驻车压力请求信号和/或驻车指示灯控制信号。

作为一种可选的实现方案，所述液压辅助驻车制动控制器的输入及输出信号可以通过硬线或CAN总线传输。

作为一种可选的实现方案，所述辅助驻车制动阀为一种自保持电磁阀。

作为一种可选的实现方案，所述辅助驻车制动阀包括开启状态和关闭状态。开启状态下，当辅助驻车制动阀通电打开，即使断电，辅助驻车制动阀仍保持打开状态；关闭状态下：当辅助驻车制动阀通电后断开，所述辅助驻车制动阀关闭，即使在辅助驻车制动阀关闭过程中断电，辅助驻车制动阀仍保持关闭状态。

作为一种可选的实现方案，所述辅助驻车制动阀至少为两个。

作为一种可选的实现方案，所述液压辅助驻车制动系统为前轴液压辅助驻车制动系统或后轮轴液压辅助驻车制动系统时，所述辅助驻车制动阀为两个；所述液压辅助驻车制动系统为前后轴同时液压辅助驻车制动系统时，所述辅助驻车制动阀四个。

作为一种可选的实现方案，所述轮缸压力传感器，用于测量轮缸压力；该轮缸压力传感器设置于制动卡钳及轮缸总成的制动液入口处与辅助驻车制动阀之间、集成在卡钳及轮缸总成、集成在辅助驻车制动阀内、或者当车辆具有电子稳定系统时，轮缸压力传感器来自于电子稳定系统。

作为一种可选的实现方案，所述液压辅助驻车制动控制器根据其输入信号判断车辆是否满足驻车条件及辅助驻车制动阀的开关状态，当满足驻车条件且辅助驻车制动阀开启时，当有液压辅助驻车制动开关信号输入，液压辅助驻车制动控制器通过车辆状态计算得到所需驻车压力及临界驻车压力，且分别将计算得到的所需驻车压力及临界驻车压力与实际的轮缸压力信号相比，如果轮缸压力大于所需驻车压力且小于临界驻车压力，则控制辅助驻车制动阀的关闭以实现驻车，之后，液压辅助驻车制动控制器发出驻车指示灯控制信号提醒驾驶员驻车完成；如果获得的轮缸压力要小于驻车压力或大于临界驻车压力时，则液压辅助驻车制动控制器发出驻车压力请求信号，由驾驶员或电子稳定系统对驻车压力进行修正。

作为一种可选的实现方案，当满足驻车条件且辅助驻车制动阀关闭时，有液压辅助驻车制动开关信号输入，液压辅助驻车制动控制器检测到制动踏板信号后，控制辅助驻车制动阀开启并发出关闭驻车指示灯控制信号。

本发明的另一目的在于提供一种车辆，该车辆具有上述的液压辅助驻车制动系统。

在本发明的可选技术方案中，所述的液压辅助驻车制动系统可以在电子驻车制动系统出现故障时，作为驻车制动系统的应急备份。再者，可以提升在陡坡路况下车辆的驻车制动性能。此外，结构简单，易于控制，且成本很低，可行性强。工作过程中，液压介质保持在制动轮缸内，可以使液压介质泄漏的可能性降低到最低。此外，本发明的液压辅助驻车制动阀位于制动系统的末端，在卡钳制动液入口处与卡钳连接，可以节省空间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明较佳实施例的车辆后轴液压辅助驻车制动系统的示意图；及

图2是根据本发明较佳实施例的液压辅助驻车制动系统的工作流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种液压辅助驻车制动系统(Hydraulic AssistantParking Brake，HAPB)，其基于现有技术中的液压制动系统，可以解决其它驻车制动系统出现故障的情形，也可以减小驻车对机械式或电子式驻车制动的功率需求，从而减少其尺寸，节约成本。

如图1所示，HAPB系统包括HAPB开关11、电源12、HAPB控制器13、辅助驻车制动阀(Parking brake valve,PBV)14及轮缸压力传感器30。其中，HAPB开关11、电源12、PBV阀14及轮缸压力传感器30均与HAPB控制器13电性连接。具体地，HAPB开关11可通过HAPB开关信号线111与HAPB控制器13连接，开关信号线111可以为硬线或CAN，HAPB开关11通过CAN总线作为控制信号输入；电源12通过电源线与HAPB控制器13连接以对HAPB控制器13供电；HAPB控制器13通过PBV阀供电线141与PBV阀14连接，以控制PBV阀14的工作状态；电源12及PBV阀14与HAPB控制器之间通过硬线电性连接；轮缸压力传感器30通过电源线与HAPB控制器13连接，实现供电及轮缸压力信号检测。

本发明的HAPB系统中，在车辆上可以设置至少两个PBV阀14，每个PBV阀14设于对应的车轮。总地来说，HAPB系统有三种可能的配置方案：前轴HAPB、后轴HAPB、前轮轴HAPB。若为前轴HAPB系统，则需要两个PBV阀14分别设于左前轮及右前轮的制动卡钳及轮缸总成15制动液入口处和制动软管16之间；若为后轴HAPB系统，则需要两个PBV阀14分别设于左后轮及右后轮的制动卡钳及轮缸总成15制动液入口处和制动软管16之间；若为前后轴HAPB系统，则需要四个PBV阀14分别设于四个车轮的制动卡钳及轮缸总成15制动液入口处和制动软管16之间。如果使用四个PBV阀14，即使单个液压制动管路出现故障，其它管路还可以用作辅助驻车制动。图1所示的实施例中，仅以后轴HAPB系统为例说明。

本发明所述的HAPB系统与车辆的基础制动系统配合使用，基础制动系统包括卡钳及轮缸总成15、液压制动管路(图未标)、摩擦片17、以及摩擦盘18。HAPB的PBV阀14设于制动卡钳及轮缸总成15的制动液入口处和液压制动管路之间，可最低程度降低制动管路的液压泄露风险，是实现液压辅助驻车的前提。轮缸压力传感器30，位于制动卡钳及轮缸总成15的制动液入口处与PBV阀14之间，用于测量轮缸与PBV阀14之间的压力，该轮缸压力传感器30可集成在卡钳或PBV阀14内，也可单独设置。HAPB控制器13包括输入端和输出端，控制信号从HAPB控制器13的输入端输入，该控制信号包括HPAB开关信号、轮缸压力信号、车速信号、制动踏板信号、辅助驻车制动阀、油门信号及档位信号等。HAPB控制器13的输出信号包括驻车压力请求信号和/或驻车指示灯控制信号，依据所述驻车压力请求信号，可由驾驶员或电子稳定系统来实现相应的驻车压力。其中，HAPB控制器13的输入及输出信号可以通过硬线，也可以通过CAN总线传输。

本实施例中，该PBV阀14是一种自保持电磁阀，其用于长时间保持车轮的压力且没有断电风险以使满足驻车制动要求。本实施例中，自保持电磁阀与卡钳及轮缸总成15连接，位于制动系统最末端，可以使液压介质(制动液21)保持在制动轮缸而不是制动软管16，从而使液压介质泄漏的可能性降低到最低。所述PBV阀14有两种工作状态：

开启状态：当PBV阀14通电打开，即使断电，PBV阀14仍保持打开状态，液压介质可在制动管路与卡钳及轮缸总成15之间自由流通，工作于行车状态或不满足驻车需求的状态。

关闭状态：当PBV阀14通电后断开，所述PBV阀14关闭，即使在PBV阀14关闭后断电，PBV阀14仍保持关闭状态，此时，液压介质仍然保持在制动轮缸中。这种状态会发生于车辆停止和驾驶员发出驻车制动请求的情形。

进一步地，本实施例中，轮缸压力传感器30，其位于制动卡钳及轮缸总成15的制动液入口处与PBV阀14之间，同时，轮缸压力传感器30通过硬线与HPAB控制器13硬线连接，用于测量车轮轮缸内的压力，并将测得的轮缸压力信号传送至HAPB控制器13。即，在本实施例中，PBV阀14一端为制动软管16的末端，另一端为轮缸压力传感器30。可以理解，该轮缸压力传感器30也可以集成在卡钳或PBV阀14内，此外，当用于有电子稳定系统配置的车辆时，轮缸压力传感器30可来自于电子稳定系统，而无需单独配置。轮缸压力信号由轮缸压力传感器30传送至HAPB控制器13。在有电子稳定系统配置的车辆，轮缸压力信号可来源于独立的轮缸压力传感器30，也可来源于电子稳定系统检测到的轮缸压力信号。

具体地，HAPB开关11设于驾驶室，除了来自HAPB开关11的HAPB开关信号之外，HAPB控制器13还根据其收到的其它控制信号来控制PBV阀14的工作。所述HAPB控制器13的其它控制信号包括车速信号、档位信号、油门信号、制动踏板信号、轮缸压力信号中的部分或全部。

当处于驻车状态的车辆准备行驶，且驾驶员松开HAPB开关11及满足驻车释放条件时，PBV阀14切换至打开状态，车辆压力释放，PBV阀14保持打开。当满足驻车条件且PBV阀关闭时，有HPAB开关信号输入，但HAPB控制器没有检测到制动踏板信号时，则提醒驾驶员踏下制动踏板来实现驻车释放。当车辆停驻，且驾驶员按下HAPB开关11，保持卡钳的轮缸压力，HAPB控制器13通过车辆状态计算得到所需的驻车压力及临界驻车压力，且分别将计算得到的所需驻车压力及临界驻车压力与实际的轮缸压力信号相比，如果轮缸压力大于所需驻车压力且小于临界驻车压力，则保持PBV阀14的关闭状态即可实现驻车，HAPB控制器13发出驻车指示灯控制信号实现驻车；如果当前轮缸压力大太或过小时，说明当前状态不满足驻车条件，则HAPB控制器13会发出驻车压力请求信号，请求驾驶员或电子稳定系统对驻车压力进行修正以实现驻车目的。图1所示的实施例中，驾驶员可以基于驻车压力请求信号通过脚踩刹车来执行驻车制动所需的压力。此外，对于配置有电子稳定系统的车辆，HPAB控制器13也可以向电子稳定系统请求所需的制动压力，进行由电子稳定系统调节驻车制动所需的压力，其中驻车制动所需的压力及临界值通过车辆状态计算得到。

可以理解，HAPB控制器13输出端与驻车指示灯及驻车执行装置(图未标)连接。或车辆有电子稳定系统配置时，驻车执行装置包括电子稳定系统，或驾驶员，所述驻车提示装置可以为图像或文字信息，用以协助完成驻车及驻车完成指示标记。

如果机械驻车制动系统失效或出现故障时，该HAPB可以作为辅助驻车制动装置作用也可以用来提升陡坡工况下车辆的驻车能力。

请进一步参阅图2，其为本发明较佳实施例的液压辅助驻车制动系统的工作流程图。

步骤S1，判断是否满足驻车条件。HAPB控制器13根据其输入信号判断是否满足驻车条件，该输入信号包括车速条件、油门条件及档位条件。如果判断车辆为行驶状态则不满足。

步骤S2，如果满足驻车条件，则判断PBV阀14的状态。若PBV阀14为开启状态，说明车辆不处于驻车状态，则进入步骤S3及以后的流程，完成车辆从停车到驻车状态的过程；若PBV阀14为关闭状态，说明车辆是驻车状态，则进入步骤S8及以后的流程，完成车辆从驻车状态到停车及行驶状态的过程。

具体地，车辆从停车状态到驻车状态(即，进入驻车状态)的过程包括如下步骤：

步骤S3，判断是否有HAPB开关信号输入，如果有HAPB开关信号输入HAPB控制器13，则进入步骤S4。如果没有，则不执行任何动作，保持当前状态(步骤S11)。

步骤S4，计算所需驻车压力及临界驻车压力。HAPB控制器13根据车辆状态计算所需驻车压力以及临界驻车压力，临界驻车压力为所需驻车压力的1.05-1.2倍，例如临界驻车压力为所需驻车压力的1.1倍。

步骤S5，判断轮缸压力是否大于所需驻车压力，HAPB控制器13将输入的轮缸压力与其计算的所需驻车压力相比较。如果轮缸压力大于所需驻车压力，进入步骤S6，进一步判断轮缸压力是否大于临界驻车压力。如果轮缸压力不大于所需驻车压力，则进入步骤S7，HAPB控制器13发出驻车压力请求信号，驾驶员或电子稳定系统根据驻车压力请求信号来实现所需的驻车压力。之后，返回步骤S6，重新判断。

步骤S6中若判断轮缸压力大于临界值驻车压力，则进入步骤S9，HAPB控制器13发送驻车压力请求信号，驾驶员或电子稳定系统进行驻车压力修正，之后再次返回步骤S6，重新判断。

直至步骤S6的判断结果为否，即，轮缸压力不大于临界驻车压力，则进入步骤S8，HAPB控制器13控制PBV阀14关闭，此时，车辆为驻车状态。同时，进入步骤S10，HAPB控制器13输出驻车指示灯信号，点亮驻车指示灯，驻车完成，即使车辆断电也不会影响PBV阀14的工作状态。

车辆从驻车状态到停车状态(即，退出驻车状态)的过程包括如下步骤：

步骤S12，判断是否有HAPB开关信号输入，如果有HAPB开关信号输入HAPB控制器13，则进入步骤S13。如果没有，则不执行任何动作，保持当前状态(步骤S17)。

步骤S13，判断是否有驻车释放信号，即HAPB控制器13检测是否有制动踏板信号输入，若无，则进入步骤S14，HAPB控制器13对驾驶员发出踏下制动踏板提示，再返回步骤S13。直至HAPB控制器13检测到有制动踏板信号输入，则进入步骤S15，HAPB控制器13控制PBV阀14开启。另外，进入步骤S16，HAPB控制器16发出关闭驻车指示灯的信号，驻车指示灯关闭。

从另一个角度，本发明还提供一种具有上述HAPB系统的车辆，该HAPB系统包括至少两个PBV阀14。总地来说，HAPB有三种可能的配置方案：前轴HAPB、后轴HAPB、前后轴HAPB。如果是前轴HAPB或后轴HAPB的方案，需要两个PBV阀14；前后轴HAPB则需要四个PBV阀14。当采用前后轴HAPB的方案时在主缸或液压管路单个回路失效情况下也能实现辅助驻车，安全性更高。

综上所述，本发明所述的HAPB系统可以作为车辆辅助驻车制动，作为机械驻车制动系统发生故障时，特别是电子驻车失效时的补充。再者，可提高陡坡路况下车辆的驻车能力。本发明结构简单，体积小，便于安装，易于控制，且成本很低，可行性强。在工作过程中，液压介质保持在制动轮缸内，可以使液压介质泄漏的可能性降低到最低。本发明所述的HAPB系统与机械式驻车或电子驻车共用，当前并不能完全取代机械驻车或电子驻车，也许汽车技术和市场发展至一定程度，机械驻车或电子驻车也可以完全被替代。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种液压辅助驻车制动系统，其用于具有制动卡钳及轮缸总成和液压制动管路的车辆，其特征在于，所述系统包括液压辅助驻车制动开关、电源、轮缸压力传感器、液压辅助驻车制动控制器及辅助驻车制动阀，所述液压辅助驻车制动开关、电源、辅助驻车制动阀及轮缸压力传感器均与液压辅助驻车制动控制器电性连接，所述辅助驻车制动阀位于制动卡钳及轮缸总成的制动液入口处和液压制动管路之间。

2.根据权利要求1所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述液压辅助驻车制动控制器包括输入端和输出端，从液压辅助驻车制动控制器的输入端输入的控制信号包括液压辅助驻车制动开关信号、轮缸压力信号、车速信号、制动踏板信号、辅助驻车制动阀状态信号、油门信号及档位信号中的一种或多种，从液压辅助驻车制动控制器输出端发送的输出信号包括驻车压力请求信号和/或驻车指示灯控制信号。

3.根据权利要求2所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述液压辅助驻车制动控制器的输入及输出信号可以通过硬线或CAN总线传输。

4.根据权利要求1所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述辅助驻车制动阀为一种自保持电磁阀。

5.根据权利要求1或4所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述辅助驻车制动阀包括开启状态和关闭状态，开启状态下，当辅助驻车制动阀通电打开，即使断电，辅助驻车制动阀仍保持打开状态；关闭状态下：当辅助驻车制动阀通电后断开，所述辅助驻车制动阀关闭，即使在辅助驻车制动阀关闭过程中断电，辅助驻车制动阀仍保持关闭状态。

6.根据权利要求5所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述辅助驻车制动阀至少为两个。

7.根据权利要求1所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述液压辅助驻车制动系统为前轴液压辅助驻车制动系统或后轮轴液压辅助驻车制动系统时，所述辅助驻车制动阀为两个；所述液压辅助驻车制动系统为前后轴同时液压辅助驻车制动系统时，所述辅助驻车制动阀四个。

8.根据权利要求1所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述轮缸压力传感器，用于测量轮缸压力；该轮缸压力传感器设置于制动卡钳及轮缸总成的制动液入口处与辅助驻车制动阀之间、集成在卡钳及轮缸总成、集成在辅助驻车制动阀内、或者当车辆具有电子稳定系统时，轮缸压力传感器来自于电子稳定系统。

9.根据权利要求8所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，所述液压辅助驻车制动控制器根据其输入信号判断车辆是否满足驻车条件及辅助驻车制动阀的开关状态，当满足驻车条件且辅助驻车制动阀开启时，当有液压辅助驻车制动开关信号输入，液压辅助驻车制动控制器通过车辆状态计算得到所需驻车压力及临界驻车压力，且分别将计算得到的所需驻车压力及临界驻车压力与实际的轮缸压力信号相比，如果轮缸压力大于所需驻车压力且小于临界驻车压力，则控制辅助驻车制动阀的关闭以实现驻车，之后，液压辅助驻车制动控制器发出驻车指示灯控制信号提醒驾驶员驻车完成；如果获得的轮缸压力要小于驻车压力或大于临界驻车压力时，则液压辅助驻车制动控制器发出驻车压力请求信号，由驾驶员或电子稳定系统对驻车压力进行修正。

10.根据权利要求8所述的液压辅助驻车制动系统，其特征在于，当满足驻车条件且辅助驻车制动阀关闭时，有液压辅助驻车制动开关信号输入，液压辅助驻车制动控制器检测到制动踏板信号后，控制辅助驻车制动阀开启并发出关闭驻车指示灯控制信号。

11.一种车辆，其特征在于，该车辆具有权利要求1-4、5-10任一项所述的液压辅助驻车制动系统。