CN108501921B - 一种具有双压力源的液压线控制动系统及其制动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有双压力源的液压线控制动系统及其制动控制方法，在本系统的制动压力单元中，高压蓄能器和增压单元分别连接在三位三通换向电磁阀一侧，三位三通换向电磁阀另一侧一支路经一个常开开关电磁阀与主缸内腔相连，另一支路经四个常开线性电磁阀分别与四个制动轮缸相连，高压蓄能器还通过另一个常开开关电磁阀直接与主缸内腔相连，在高压蓄能器的出油口处安装有一个压力传感器，所述增压单元与增压电机机械连接。本发明通过增压单元和高压蓄能器的协同工作，取消了真空泵和泵电机，使制动系统的能耗降低，同时根据不同工况下的制动需求，分别采用增压单元或高压蓄能器进行制动，使制动系统的整体能量消耗得以优化。

Description

一种具有双压力源的液压线控制动系统及其制动控制方法

技术领域

本发明属于智能电动汽车或智能网联汽车的线控制动系统技术领域，具体涉及一种具有双压力源的液压线控制动系统及其制动控制方法。

背景技术

当前，随着车辆电气化和集成化的日益提高，车辆的智能化和网联化发展也得以快速发展，为了保证车辆的制动安全性，汽车厂商对车辆制动系统结构的集成化和制动的安全性提出了更高的要求。在提高制动系统电气化与集成化程度的基础上，针对车辆智能化与网联化中着重强调的制动安全性问题，要求制动系统具有响应速度快、压力控制精度高、制动效能稳定、具有失效保护功能及能和车辆相关智能驾驶功能相兼容等功能。

清华大学申请的专利公开号为CN104071142A的发明专利文献中，公开了一种电动车用线控制动系统，该制动系统以电机、减速增扭机构和螺纹丝杠副取代了传统真空助力液压制动系统的真空助力器，推动制动主缸中的活塞运动产生高压制动液体，同时采用高压蓄能器在电机初始制动时进行压力补偿，以降低电机的性能要求；在制动时，采用踏板感觉模拟机构实现制动时的踏板感觉模拟。但是，该制动系统中需要一个功率较大的蓄能电机为高压蓄能器补压，系统能耗较高，且在高压蓄能器工作时，丝杠腔内的高压制动液会同丝杠的直线运动产生干涉，影响电机制动效果。

同济大学申请的专利公开号为CN103253146A的发明专利文献中，公布了一种集成踏板位移测量的踏板解耦式电液复合制动系统，该系统液压制动子系统的集成式制动主缸总成由集成式制动主缸和高压油源组成，进行制动时通过高压油源产生的高压制动液推动主缸活塞，并通过踏板感觉模拟器形成制动感觉；在进行减压时，通过低压蓄能器实现快速减压。但是该制动系统需要一个电动泵和回油电机，制动系统能耗较高，同时高压蓄能器长时间处于高压状态，系统存在一定的安全性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有双压力源的液压线控制动系统及其制动控制方法，通过增压单元和高压蓄能器的协同工作，取消了真空泵和泵电机，使制动系统的能耗降低，同时根据不同工况下的制动需求，分别采用增压单元或高压蓄能器进行制动，使制动系统的整体能量消耗得以优化。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种具有双压力源的液压线控制动系统，由电子控制单元11、储油杯12、制动踏板及制动主缸机构、制动压力单元和制动轮缸组成，所述制动踏板及制动主缸机构通过制动压力单元与四个制动轮缸分别连接，在所述制动压力单元中，一个高压蓄能器和一个增压单元分别与一个三位三通换向电磁阀一侧的两个油口相连，且在高压蓄能器和增压单元与三位三通换向电磁阀连接的两条支路之间连接有第三常闭开关电磁阀；

所述三位三通换向电磁阀的另一侧分成两路，一路通过四个常开线性电磁阀分别与四个制动轮缸相连，且在常开线性电磁阀与制动轮缸连接的管路上均安装有压力传感器；另一路通过第二常开开关电磁阀与制动踏板及制动主缸机构中的主缸内腔相连；

所述高压蓄能器还通过第一常开开关电磁阀直接与主缸内腔相连，在高压蓄能器的出油口处安装有一个压力传感器；

所述增压单元与增压电机机械连接，增压单元的另一油口通过第二常闭开关电磁阀与储油杯相连；

上述所有的电磁阀、压力传感器以及增压电机均分别与电子控制单元信号连接。

所述制动踏板及制动主缸机构由踏板1，位移传感器2，踏板推杆3，主缸壳体4，踏板活塞5，主缸弹簧6，主缸内腔7，踏板感觉模拟器8，第一常闭开关电磁阀9组成；

其中，踏板1与踏板推杆3连接，踏板推杆3与踏板活塞5的外端面相连，踏板活塞5位于主缸壳体4内，踏板活塞5的内端面与主缸壳体4形成主缸内腔7，踏板推杆3推动踏板活塞5在主缸内腔7内运动，踏板活塞5的内端面与主缸壳体4的底部之间连接有主缸弹簧6；

所述主缸内腔7对应的主缸壳体4上开有三个油口，第一个油口通过第一常闭开关电磁阀9与踏板感觉模拟器8相连，第二个油口通过一个单向阀10与储油杯12连接，且所述单向阀10的安装方向为储油杯12向主缸内腔7单向导通，第三个油口通过管路与制动压力单元的第二常开开关电磁阀33相连；

所述踏板推杆3上安装有位移传感器2，位移传感器2与电子控制单元11信号连接。

所述踏板感觉模拟器8由模拟器壳体、模拟器活塞和模拟器弹簧组成，所述模拟器活塞的前端面和模拟器壳体之间形成模拟器内腔，所述模拟器内腔通过第一常闭开关电磁阀9与主缸内腔7管路连接，所述模拟器弹簧两端分别连接于模拟器活塞的后端面和模拟器壳体的底面，当液压油进入感觉模拟器内腔后，在液压油的压力作用下，模拟器活塞推动模拟器弹簧产生弹力，在正常进行制动时，可由踏板感觉模拟器8实现制动感觉的模拟。

所述增压单元17由单腔副缸活塞1701、单腔副缸弹簧1703、单腔副缸壳体1704和单腔副缸推杆1705组成，所述单腔副缸活塞1701的内端面与单腔副缸壳体1704形成单腔副缸腔体1702，在单腔副缸腔体1702对应的单腔副缸壳体1704上开有两个油口，分别与三位三通换向电磁阀和储油器相连；

所述单腔副缸推杆1705通过机械传动装置与增压电机18的输出端相连。

一种使用具有双压力源的液压线控制动系统的制动控制方法，所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法，所述通电有效状态下的制动控制方法为：

电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力单元发送控制指令，控制两个常开开关电磁阀均通电断开，实现制动踏板的踏板力与制动轮缸中制动压力全解耦；

电子控制单元控制三位三通换向电磁阀和常闭开关电磁阀动作，在增压制动过程中，主要由高压蓄能器提供制动力，当制动力需求增大或制动精度增高时，由增压单元单独提供制动力或由高压蓄能器和增压单元联合提供制动力，与此同时，电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀开启，以实现对应制动轮缸的增压制动；

电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀关闭，以实现对应制动轮缸的制动保压；

电子控制单元控制三位三通换向电磁阀和常闭开关电磁阀动作，在制动减压过程中，电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀开启，且控制三位三通换向电磁阀与增压单元导通，增压单元与高压蓄能器之间管路闭合，增压单元与储油杯之间管路导通，制动轮缸内的高压液油经常开线性电磁阀、三位三通换向电磁阀及增压单元后流回储油杯，以实现对应制动轮缸的制动减压。

在所述通电有效状态下，在制动轮缸进行增压或减压过程中，电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动轮缸增压或减压的制动压力。

所述断电失效状态下的制动控制方法为：当制动系统断电时，各电磁阀均处于断电状态，高压蓄能器与制动轮缸相导通，系统断电失效的瞬间，由高压蓄能器提供紧急制动，制动感觉直接反馈至驾驶员，同时在高压蓄能器内高压制动液释放完后，制动踏板机构在驾驶员的操作下，其制动主缸的制动油液直接在制动主缸、常开开关电磁阀、常开线性电磁阀和制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。

所述踏板感觉模拟器的制动踏板制动感觉模拟方法如下：

当驾驶员踩踏制动踏板时，制动踏板推动踏板推杆前移，踏板推杆推动踏板活塞在主缸内腔内运动，此时电子控制单元控制第一常闭开关电磁阀通电导通，同时，电子控制单元控制第一常开开关电磁阀和第二常开开关电磁阀通电断开，此时控制踏板力和制动轮缸的制动压力实现全解耦，所述主缸内腔内的液压油在踏板活塞作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀流入模拟器内腔，液压油推动模拟器活塞运动，模拟器弹簧由模拟器活塞推动产生形变形成弹性阻力，实现模拟制动踏板制动感觉。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统采用增压单元和高压蓄能器双压力源，且高压蓄能器可通过增压单元进行补压，取消了真空泵和泵电机，能够实现主动建压、快速增压、精确控压、失效制动和再生制动等功能。

2、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统所采用的双压力源可根据制动需求分别工作，实现了制动系统能量消耗的最优化：在制动精度和制动压力值需求较低的情况下可采用高压蓄能器进行制动；在制动精度和制动压力值需求较高的情况下，可通过增压单元进行制动。

3、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统中的高压蓄能器可在增压单元中活塞运动至最大行程处需补液的情况下，暂时代替增压单元进行制动，待增压单元补液完成后，则由增压单元继续制动，有效避免了因补液造成制动中断而影响制动性能。

4、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统可实现制动主缸和制动轮缸的全解耦，避免制动过程中的振动反向传输至制动踏板，进而影响驾驶员制动感觉，同时通过使用踏板感觉模拟器实现了制动感觉的模拟，提高了驾驶的舒适度。

5、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统既可以在制动系统通电正常的状态下工作，又可以在制动系统出现断电故障的情况下实现一定的制动效能，以确保车辆在各个工况下的安全，即本发明所述制动系统具有失效制动保护功能。

6、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统可通过电子控制单元在无需驾驶员踩踏制动踏板的情况下，由电子控制单元内的相关控制程序实现车辆得的常规制动或ABS制动，并可根据车辆相关传感器的信号，对车辆状态进行判断，实现TCS工况、ESC工况、ACC工况及AEB工况等相关工况下的制动功能。

7、本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统能够同车辆的制动能量回收系统进行协调工作，实现制动过程中制动能量的回收利用，节约电能。

附图说明

图1为本发明所述一种具有双压力源的液压线控制动系统的组成结构示意图；

图2为本发明所述一种具有双压力源线控制动系统中的增压单元结构示意图；

图中：

1-踏板， 2-位移传感器， 3-踏板推杆，

4-主缸壳体， 5-踏板活塞， 6-主缸弹簧，

7-主缸内腔， 8-踏板感觉模拟器， 9-第一常闭开关电磁阀，

10-单向阀， 11-电子控制单元， 12-储油杯，

13-第二常闭开关电磁阀， 14-第一常开开关电磁阀， 15-第一压力传感器，

16-高压蓄能器， 17-增压单元， 18-增压电机，

19-第三常闭开关电磁阀， 20-第一常开线性电磁阀， 21-第一制动轮缸，

22-第二压力传感器， 23-第二常开线性电磁阀， 24-第二制动轮缸，

25-第三压力传感器， 26-第三制动轮缸， 27-第四压力传感器，

28-第三常开线性电磁阀， 29-第四制动轮缸， 30-第五压力传感器，

31-第四常开线性电磁阀， 32-三位三通换向电磁阀， 33-第二常开开关电磁阀，

1701-单腔副缸活塞 1702-单腔副缸腔体 1703-单腔副缸弹簧

1704-单腔副缸壳体 1705-单腔副缸推杆

具体实施方式

为进一步阐述本发明所述技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

本发明提供了一种具有双压力源的液压线控制动系统，由电子控制单元11、储油杯12、制动踏板及制动主缸机构、制动压力单元和制动轮缸组成。

如图1所示，所述制动踏板机构及制动主缸机构由踏板1，位移传感器2，踏板推杆3，主缸壳体4，踏板活塞5，主缸弹簧6，主缸内腔7，踏板感觉模拟器8，第一常闭开关电磁阀9组成；

其中，踏板1与踏板推杆3连接，并推动踏板推杆3运动；踏板推杆3与踏板活塞5的外端面相连，踏板活塞5位于主缸壳体4内，踏板活塞5的内端面与主缸壳体4形成主缸内腔7，踏板推杆3推动踏板活塞5在主缸内腔7内运动，踏板活塞5的内端面与主缸壳体4的底部之间连接有主缸弹簧6；所述主缸内腔7对应的主缸壳体4上开有三个油口，第一个油口通过液压管路连接至第一常闭开关电磁阀9，第一常闭开关电磁阀9通过液压管路连接至踏板感觉模拟器8，当第一常闭开关电磁阀9通电开启时，制动液经第一常闭开关电磁阀9流入踏板感觉模拟器8中，同时和主缸弹簧6共同作用，由此建立踏板感觉；所述主缸内腔7的第二个油口通过一个单向阀10与储油杯12的A口管路连接，且所述单向阀10的安装方向为储油杯12向主缸内腔7单向导通，以实现对主缸内腔7的单向补液；所述主缸内腔7的第三个油口通过管路与制动压力单元相连。踏板推杆3上安装有位移传感器2，位移传感器2通过电子线路连接至电子控制单元11，将检测到的踏板推杆位移信号传输给电子控制单元11。

所述踏板感觉模拟器8由模拟器壳体、模拟器活塞和模拟器弹簧组成，所述模拟器活塞的前端面和模拟器壳体之间形成模拟器内腔，所述模拟器内腔通过第一常闭开关电磁阀9与主缸内腔7管路连接，所述模拟器弹簧两端分别连接于模拟器活塞的后端面和模拟器壳体的底面，当液压油进入感觉模拟器内腔后，在液压油的压力作用下，模拟器活塞推动模拟器弹簧产生弹力，在正常进行制动时，可由踏板感觉模拟器8实现制动感觉的模拟；

如图1所示，所述制动压力单元由增压电机18、增压单元17、高压蓄能器16、第一常开开关电磁阀14、第二常开开关电磁阀33、三位三通换向电磁阀32、第三常闭开关电磁阀19、第一压力传感器15、第二压力传感器22、第一常开线性电磁阀20、第三压力传感器25、第二常开线性电磁阀23、第四压力传感器27、第三常开线性电磁阀28、第五压力传感器30、第四常开线性电磁阀31、以及第二常闭开关电磁阀13组成。

所述制动轮缸包括第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29。

如图2所示，所述增压单元17由单腔副缸活塞1701、单腔副缸弹簧1703、单腔副缸壳体1704和单腔副缸推杆1705组成，所述单腔副缸活塞1701的内端面与单腔副缸壳体1704形成单腔副缸腔体1702，在单腔副缸腔体1702对应的单腔副缸壳体1704上开有两个油口。

所述第二常闭开关电磁阀13一端通过液压管路与储油杯12的B油口连接，另一端通过液压管路与增压单元17的单腔副缸壳体1704上的一个油口管路连接，以实现对增压单元17内腔的补液；

所述增压电机18通过机械传动装置与增压单元17中的单腔副缸推杆1705连接；

所述第一常开开关电磁阀14的一侧油口与主缸内腔7的第三个油口管路连接，第一常开开关电磁阀14另一侧油口的油路分成三路，其中一支路与高压蓄能器16管路连接，且在连接高压蓄能器16的管路上安装有第一压力传感器15；第二之路与第三常闭开关电磁阀19的一侧油口管路连接；第三支路与三位三通换向电磁阀32的一侧一个油口管路连接。

所述第三常闭开关电磁阀19的一侧油口与第一常开开关电磁阀14管路连接，第三常闭开关电磁阀19另一侧油口的油路分为两路，其中一支路与增压单元17的单腔副缸壳体1704上的另一个油口管路连接；另一支路与三位三通换向电磁阀32的一侧另一个油口管路连接。

所述第二常开开关电磁阀33的一侧油口与主缸内腔7的第三个油口管路连接，第二常开开关电磁阀33另一侧油口的油路分成两路，其中一支路与三位三通换向电磁阀32的另一侧一个油口管路连接；另一支路又分成四个小支路分别与第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28和第四常开线性电磁阀31管路连接。

所述第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28和第四常开线性电磁阀31分别与第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29相连，且在对应相连的管路上，依次分别安装第二压力传感器22、第三压力传感器25、第四压力传感器27和第五压力传感器30。

上述第一常闭开关电磁阀9，第二常闭开关电磁阀13，第三常闭开关电磁阀19及三位三通换向电磁阀32初始状态处于断电关闭状态；第一常开开关电磁阀14，第二常开开关电磁阀33，第一常开线性电磁阀20，第二常开线性电磁阀23，第三常开线性电磁阀28及第四常开线性电磁阀31初始状态处于断电开启状态。

上述第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29，可采用盘式制动器或鼓式制动器。

所述电子控制单元11通过电子线路连接第一常闭开关电磁阀9、第二常闭开关电磁阀13、第三常闭开关电磁阀19、三位三通换向电磁阀32、第一常开开关电磁阀14、第二常开开关电磁阀33、第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28、第四常开线性电磁阀31、增压电机18、位移传感器2、第一压力传感器15、第二压力传感器22、第三压力传感器25、第四压力传感器27和第五压力传感器30；由上述电子线路与部件之间的连接实现电子控制单元11对整个制动系统的工作状态控制。

根据前述具有双压力源的液压线控制动系统具体结构组成及连接关系，本发明还提供了双压力源的液压线控制动系统的制动控制方法，所述制动控制方法包括：通电状态下线控制动系统的制动控制方法和断电状态下线控制动系统的制动控制方法；

所述制动过程的控制方法具体如下：

1、在通电有效状态下，所述线控制动系统的制动控制方法如下：

1.1、制动踏板制动感觉模拟方法：

如图1所示，当驾驶员踩踏踏板1时，踏板1推动踏板推杆3前移，踏板推杆3推动踏板活塞5在主缸内腔7内运动，此时电子控制单元11控制第一常闭开关电磁阀9通电打开，电子控制单元11控制第一常开开关电磁阀14及第二常开开关电磁阀33通电闭合，主缸内腔7内的液压油在踏板活塞5的作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀9流入踏板感觉模拟器8中，由此实现模拟踏板制动感觉；

1.2、线控制动系统增压控制方法：

如图1所示，当驾驶员踩踏踏板1时，位移传感器2将踏板位移信号传输至电子控制单元11中，电子控制单元11根据输入的踏板位移信号，或者在无需踩踏踏板1的情况下，电子控制单元11通过其他车载传感器及检测系统判断并输出控制信号，依据安装在高压蓄能器16出口处的第一压力传感器15所测压力值判断制动压力是否充足，即是否需要增压电机18参与增压制动工作，若当前高压蓄能器16提供的制动压力可以满足所需制动压力，此时，三位三通换向电磁阀32在电子控制单元11的控制下，运动至连接高压蓄能器16的油口导通的档位，则仅需由高压蓄能器16提供制动压力即可；

若当前所需制动压力较大或者需要输出较为精确的制动压力时，则电子控制单元11向增压电机18输出启动信号，由增压电机18推动增压单元17工作产生高压制动液，此时，有两种控制模式，一种是电子控制单元11向三位三通换向电磁阀32发送控制指令，使三位三通换向电磁阀32运动至连接增压单元17的油口导通的档位，仅由增压单元17提供制动压力；另一种是三位三通换向电磁阀32仍处于连接高压蓄能器16的油口导通的档位，电子控制单元11控制第三常闭开关电磁阀19通电导通，则增压单元17中所产生的高压液油经第三常闭开关电磁阀19后与高压蓄能器16出口的高压液油汇合后经三位三通换向电磁阀32流出，此时高压蓄能器16与增压单元17共同提供制动压力进行联合制动；

电子控制单元11根据实际需要选择制动第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中的一个或多个制动轮缸，选择与之匹配连接的第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28或第四常开线性电磁阀31开启或关闭，实现对相应制动轮缸的独立制动增压过程。

在选定需要增压制动的制动轮缸后，通过安装在该制动轮缸入口处的压力传感器的监测，在该制动轮缸的制动压力达到预设的压力之前，根据前述电子控制单元11控制高压蓄能器16或增压单元17向外提供制动压力，电子控制单元11控制控制与该制动轮缸相连的常开线性电磁阀断电导通，高压蓄能器16或增压单元17所提供制动压力经三位三通换向电磁阀32流出后经常开线性电磁阀进入该制动轮缸，实现对第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中的一个或多个制动轮缸增压制动。

此外，在上述制动轮缸增压制动过程中，电子控制单元11向与之对应的常开线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开线性电磁阀的开度进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力；

在上述增压单元17工作进行过程中，若单腔副缸活塞1701已达最大行程位置处，而此时制动轮缸仍需增压，则电子控制单元11控制三位三通换向电磁阀32处于连接高压蓄能器16的油口导通的档位，由高压蓄能器16继续向外提供压力进行制动，此时，第三常闭开关电磁阀19断电关闭，增压电机18反向旋转带动单腔副缸活塞1701反向回退，且第二常闭开关电磁阀13通电开启，实现由储油杯12向增压单元17补液；在对增压单元17的补液完成后，若高压蓄能器16未能满足轮缸制动压力大小或精度需求，则重新通过电子控制单元11控制三位三通换向电磁阀32和第三常闭开关电磁阀19的状态，实现增压单元17单独工作提供制动压力或增压单元17与高压蓄能器16共同提供制动压力进行联合制动，由此完成增压单元17的补液过程，将最大限度降低增压单元17补液过程对制动性能的影响，防止制动中断。

1.3、线控制动系统保压控制方法：

如图1所示，当需要第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中的一个或多个制动轮缸制动保压时，电子控制单元11向与需要制动保压的制动轮缸相匹配连接的常开线性电磁阀发出控制指令，控制对应的常开线性电磁阀处于通电闭合的断路状态，与此同时，电子控制单元11控制第一常开开关电磁阀14和第二常开开关电磁阀33均处于通电闭合的断路状态，进而实现对相应制动轮缸内制动压力的保持。

1.4、线控制动系统减压控制方法：

当第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中的一个或多个制动轮缸需要减压的时候，在电子控制单元11的控制下，与需要减压的制动轮缸向连接的常开线性电磁阀处于断电开启的通路状态，其余常开线性电磁阀处于通电闭合的断路状态，第一常开开关电磁阀14和第二常开开关电磁阀33处于通电闭合的断路状态；在电子控制单元11的控制下，三位三通换向电磁阀32运动至连接增压单元17的油口导通的档位，与高压蓄能器16相连的油口闭合，且第三常闭开关电磁阀19处于断电闭合的断路状态；在增压电机18的反转作用下，通过机械传动装置带动增压单元17的单腔副缸活塞1701反向退回运动，需要减压的制动轮缸内的高压制动液油，依次经与之对应的常开线性电磁阀、三位三通换向电磁阀32流回增压单元17，与此同时，电子控制单元11控制第二常闭开关电磁阀13通电开启，高压制动液从增压单元17经第二常闭开关电磁阀13从流回储油杯12的B油口流回储油杯12。

2、在断电失效状态下，所述线控制动系统的制动控制方法如下：

如图1所示，当所述线控制动系统因断电而失效时，各个电磁阀均恢复到断电初始默认状态，即第一常闭开关电磁阀9、第二常闭开关电磁阀13、第三常闭开关电磁阀19、三位三通换向电磁阀32处于断电关闭状态，第一常开开关电磁阀14、第二常开开关电磁阀33、第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28、第四常开线性电磁阀31处于断电开启状态；当制动系统断电时，高压蓄能器与制动轮缸相导通，系统断电失效的瞬间，可由高压蓄能器提供紧急制动，气制动感觉可直接反馈至驾驶员，同时在高压蓄能器内高压制动液释放完后，可由驶员踩踏踏板1进行断电失效制动，踏板1推动踏板推杆3，踏板推杆3推动踏板活塞5，主缸内腔7中的液压油通过液压管路经过第二常开开关电磁阀33，再分别经第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28和第四常开线性电磁阀31分别进入第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中，由此实现对四个制动轮缸断电失效时的制动增压；当制动系统断电时，高压蓄能器与制动轮缸相导通，系统断电失效的瞬间，可由高压蓄能器提供紧急制动，气制动感觉可直接反馈至驾驶员，同时在高压蓄能器内高压制动液释放完后，可由驶员踩踏踏板1进行断电失效制动，踏板1推动踏板推杆3，踏板推杆3推动踏板活塞5，主缸内腔7中的液压油通过液压管路经过第二常开开关电磁阀33，再分别经第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28和第四常开线性电磁阀31分别进入第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中，由此实现对四个制动轮缸断电失效时的制动增压；

当驾驶员松开踏板1解除制动时，第一制动轮缸21、第二制动轮缸24、第三制动轮缸26和第四制动轮缸29中的制动液通过液压管路分别经由第一常开线性电磁阀20、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀28和第四常开线性电磁阀31流出，汇合后再流经第二常开开关电磁阀33流回主缸内腔7中，踏板活塞5回退；同时储油杯12从A油口经单向阀10为主缸内腔7补液，为下一次制动做好准备。

根据上述线控制动系统的各控制方法，本发明所述的线控制动系统能够实现的功能包括：常规制动、ABS(防抱死制动系统Anti-lockBrakingSystem)制动、TCS(牵引力控制系统Traction Control System)制动、ESC(车身电子稳定性控制系统Electronic SpeedControl System)制动、断电失效制动、再生制动调节以及ACC(自适应巡航)、AEB(自动紧急制动)和APA(自动泊车辅助)工况下的智能辅助驾驶制动，各制动控制方法及应用的过程具体如下：

1、常规制动：通电有效状态下，根据前述控制方法，电子控制单元11通过判断当前工况及所需的制动压力大小来对三位三通换向电磁阀32进行位置的切换，对高压蓄能器16、增压电机18进行控制以及对各路常开线性电磁阀进行制动压力的调节，四个制动轮缸同时进行制动增压，或四个制动轮缸同时进行制动减压；在此过程中，本发明所述液压制动系统能够模拟良好的踏板感觉。

2、ABS制动：在进行常规制动时，当电子控制单元11判断车轮发生抱死时触发ABS，在触发ABS控制后，根据前述控制方法，各制动轮缸根据所需要同时依次进行制动减压、制动保压或制动增压，并反复这一过程，直至压力调节至最佳状态；在此过程中，本发明所述液压制动系统能够模拟良好的踏板感觉，且制动主缸与制动轮缸全解耦，驾驶员不会感觉到ABS调节时引起的压力波动。

3、TCS制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元11判断出部分车轮出现打滑，TCS控制触发，在此情况下，无需踩踏踏板1，由电子控制单元11根据判断直接控制所需调节制动轮缸处的压力，在电子控制单元11控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，实现对打滑车轮制动压力的控制，直至消除对应车轮的打滑；

4、ESC制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元11判断出部分车轮出现失稳，ESC控制触发，在此情况下，无需踩踏踏板1，由电子控制单元11根据判断直接控制所需调节轮缸处的压力，在电子控制单元11控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，使对应车轮的制动压力达到目标值，以保证车辆稳定性；

5、断电失效制动：在断电失效状态下，如前所述，驾驶员通过踩踏踏板1，从而实现各路轮缸的制动增压或制动减压过程；

6、再生制动调节：当车辆进行再生制动时，需实现踏板力和制动轮缸制动压力的全解耦，即在进行制动能量回收过程中，制动轮缸对制动系统提供的制动压力需求降低，但需要驾驶员的踏板力保持不变。该制动系统可通过制动系统中的踏板感觉模拟器来实现再生制动过程中踏板力和制动轮缸压力的全解耦。当所述制动系统在正常制动过程中，再生制动介入后，四个车轮所需制动力减小，通过合理的控制算法，计算出各路轮缸对应的常开线性电磁阀所需的控制信号来分别控制各线性电磁阀两端的压力差，实现制动压力的线性调节，由此使四轮所需制动力与目标所需制动力基本一致，实现再生制动调节；

7、ACC、AEB、LKA和APA工况：目前，车辆的辅助驾驶功能越来越丰富，本发明所述的制动系统亦可兼容部分智能辅助驾驶功能。当车辆处于辅助驾驶工况运行时，整车控制器会根据车辆的需求判断是否需要触发制动，当需要时，无需踩踏制动踏板，由整车控制器输出控制信号至本发明所述线控制动系统的电子控制单元11中，由线控制动系统的电子控制单元11直接控制高压蓄能器16、增压电机18及各路常开线性电磁阀进行制动增压、制动保压或制动减压，由此实现ACC、AEB、LKA或APA模式下的制动需求。

Claims (8)

1.一种具有双压力源的液压线控制动系统，由电子控制单元、储油杯、制动踏板及制动主缸机构、制动压力单元和制动轮缸组成，所述制动踏板及制动主缸机构通过制动压力单元与四个制动轮缸分别连接，其特征在于：

在所述制动压力单元中，一个高压蓄能器和一个增压单元分别与一个三位三通换向电磁阀一侧的两个油口相连，且在高压蓄能器和增压单元与三位三通换向电磁阀连接的两条支路之间连接有第三常闭开关电磁阀；

所述三位三通换向电磁阀的另一侧分成两路，一路通过四个常开线性电磁阀分别与四个制动轮缸相连，且在常开线性电磁阀与制动轮缸连接的管路上均安装有压力传感器；另一路通过第二常开开关电磁阀与制动踏板及制动主缸机构中的主缸内腔相连；

所述高压蓄能器还通过第一常开开关电磁阀直接与主缸内腔相连，在高压蓄能器的出油口处安装有一个压力传感器；

所述增压单元与增压电机机械连接，增压单元的另一油口通过第二常闭开关电磁阀与储油杯相连；

上述所有的电磁阀、压力传感器以及增压电机均分别与电子控制单元信号连接。

2.如权利要求1所述一种具有双压力源的液压线控制动系统，其特征在于：

所述制动踏板及制动主缸机构由踏板(1)，位移传感器(2)，踏板推杆(3)，主缸壳体(4)，踏板活塞(5)，主缸弹簧(6)，主缸内腔(7)，踏板感觉模拟器(8)，第一常闭开关电磁阀(9)组成；

其中，踏板(1)与踏板推杆(3)连接，踏板推杆(3)与踏板活塞(5)的外端面相连，踏板活塞(5)位于主缸壳体(4)内，踏板活塞(5)的内端面与主缸壳体(4)形成主缸内腔(7)，踏板推杆(3)推动踏板活塞(5)在主缸内腔(7)内运动，踏板活塞(5)的内端面与主缸壳体(4)的底部之间连接有主缸弹簧(6)；

所述主缸内腔(7)对应的主缸壳体(4)上开有三个油口，第一个油口通过第一常闭开关电磁阀(9)与踏板感觉模拟器(8)相连，第二个油口通过一个单向阀(10)与储油杯(12)连接，且所述单向阀(10)的安装方向为储油杯(12)向主缸内腔(7)单向导通，第三个油口通过管路与制动压力单元的第二常开开关电磁阀(33)相连；

所述踏板推杆(3)上安装有位移传感器(2)，位移传感器(2)与电子控制单元(11)信号连接。

3.如权利要求2所述一种具有双压力源的液压线控制动系统，其特征在于：

所述踏板感觉模拟器(8)由模拟器壳体、模拟器活塞和模拟器弹簧组成，所述模拟器活塞的前端面和模拟器壳体之间形成模拟器内腔，所述模拟器内腔通过第一常闭开关电磁阀(9)与主缸内腔(7)管路连接，所述模拟器弹簧两端分别连接于模拟器活塞的后端面和模拟器壳体的底面，当液压油进入感觉模拟器内腔后，在液压油的压力作用下，模拟器活塞推动模拟器弹簧产生弹力，在正常进行制动时，可由踏板感觉模拟器(8)实现制动感觉的模拟。

4.如权利要求1所述一种具有双压力源的液压线控制动系统，其特征在于：

所述增压单元(17)由单腔副缸活塞(1701)、单腔副缸弹簧(1703)、单腔副缸壳体(1704)和单腔副缸推杆(1705)组成，所述单腔副缸活塞(1701)的内端面与单腔副缸壳体(1704)形成单腔副缸腔体(1702)，在单腔副缸腔体(1702)对应的单腔副缸壳体(1704)上开有两个油口，分别与三位三通换向电磁阀和储油器相连；

所述单腔副缸推杆(1705)通过机械传动装置与增压电机(18)的输出端相连。

5.一种使用如权利要求1所述一种具有双压力源的液压线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：

所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法，所述通电有效状态下的制动控制方法为：

电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力单元发送控制指令，控制两个常开开关电磁阀均通电断开，实现制动踏板的踏板力与制动轮缸中制动压力全解耦；

电子控制单元控制三位三通换向电磁阀和常闭开关电磁阀动作，在增压制动过程中，主要由高压蓄能器提供制动力，当制动力需求增大或制动精度增高时，由增压单元单独提供制动力或由高压蓄能器和增压单元联合提供制动力，与此同时，电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀开启，以实现对应制动轮缸的增压制动；

电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀关闭，以实现对应制动轮缸的制动保压；

电子控制单元控制三位三通换向电磁阀和常闭开关电磁阀动作，在制动减压过程中，电子控制单元控制制动轮缸对应的常开线性电磁阀开启，且控制三位三通换向电磁阀与增压单元导通，增压单元与高压蓄能器之间管路闭合，增压单元与储油杯之间管路导通，制动轮缸内的高压液油经常开线性电磁阀、三位三通换向电磁阀及增压单元后流回储油杯，以实现对应制动轮缸的制动减压。

6.如权利要求5所述的制动控制方法，其特征在于：

在所述通电有效状态下，在制动轮缸进行增压或减压过程中，电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动轮缸增压或减压的制动压力。

7.如权利要求5所述的制动控制方法，其特征在于：

所述断电失效状态下的制动控制方法为：当制动系统断电时，各电磁阀均处于断电状态，高压蓄能器与制动轮缸相导通，系统断电失效的瞬间，由高压蓄能器提供紧急制动，制动感觉直接反馈至驾驶员，同时在高压蓄能器内高压制动液释放完后，制动踏板机构在驾驶员的操作下，其制动主缸的制动油液直接在制动主缸、常开开关电磁阀、常开线性电磁阀和制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。

8.一种使用如权利要求3所述一种具有双压力源的液压线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：

所述踏板感觉模拟器的制动踏板制动感觉模拟方法如下：

当驾驶员踩踏制动踏板时，制动踏板推动踏板推杆前移，踏板推杆推动踏板活塞在主缸内腔内运动，此时电子控制单元控制第一常闭开关电磁阀通电导通，同时，电子控制单元控制第一常开开关电磁阀和第二常开开关电磁阀通电断开，此时控制踏板力和制动轮缸的制动压力实现全解耦，所述主缸内腔内的液压油在踏板活塞作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀流入模拟器内腔，液压油推动模拟器活塞运动，模拟器弹簧由模拟器活塞推动产生形变形成弹性阻力，实现模拟制动踏板制动感觉。