CN109094546B - 汽车制动系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车制动系统，包括制动主缸，所述制动主缸内设置的隔板将制动主缸分隔成第一、二腔室，第一、二腔室内分别布置有第一、二活塞，第一活塞一端与隔板之间形成腔室A、另一端与制动主缸缸体形成工作腔，腔室A通过第一管路与储液罐相连且第一管路上设有加压泵,工作腔与制动管路相连；第二活塞的活塞杆与踏板相连，踏板传感器采集踏板的移动数据并发送至制动控制单元，制动控制单元发出信号至电机，电机驱使加压泵将储液罐内的制动液泵送至腔室A内。踏板力模拟器与制动主缸以及二者的管路无需独立分开布置，这将节省发动机机舱内所需的布置空间，并且减小了车辆的重量，降低了制动系统的制造以及安装成本。

Description

汽车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，具体为一种汽车制动系统及其控制方法。
背景技术
汽车制动系统包括真空助力制动系统和电子液压制动系统，其中电子液压制动系统包括制动主缸、液压动力单元(HPU)和踏板力模拟器，驾驶员踩踏踏板，踏板力模拟器提供踏板力反馈给驾驶员的同时，电子控制单元检测在踏板上的踩踏，电子控制单元将信号发送至电机，电机驱动泵工作以向制动主缸提供液压，以此来给各个车轮上的轮缸提供制动液压从而生成制动力。其中，踏板及踏板力模拟器与制动主缸是彼此独立工作，踏板及踏板力模拟器与制动主缸独立布置以及二者管路是分开布设的，这将占用发动机机舱较大空间，并且增加了车辆的重量，提高了制动系统的制造以及安装成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够方便布置且能够节省发动机舱空间的汽车制动系统。
为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种汽车制动系统，包括制动主缸，所述制动主缸内设置的隔板将制动主缸分隔成第一、二腔室，第一、二腔室内分别布置有第一、二活塞，第一活塞一端与隔板之间形成腔室A、另一端与制动主缸缸体形成工作腔，腔室A通过第一管路与储液罐相连且第一管路上设有加压泵,工作腔与制动管路相连；
第二活塞的活塞杆与踏板相连，踏板传感器采集踏板的移动数据并发送至制动控制单元，制动控制单元发出信号至电机，电机驱使加压泵将储液罐内的制动液泵送至腔室A内。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：腔室A通过第一管路与储液罐相连，加压泵向腔室A供给压力油，第一腔室内形成的高压制动液进入制动管路实现对汽车制动；而第二腔室能够与踏板力模拟器以配合实现踏板力的模拟，这样踏板力模拟器与制动主缸以及二者的管路无需独立分开布置，这将节省发动机机舱内所需的布置空间，并且减小了车辆的重量，降低了制动系统的制造以及安装成本。
本发明另一个目的是提供一种确保汽车可靠制动汽车制动系统的控制方法。
为了实现上述目的，采用的技术方案为：一种汽车制动系统的控制方法，未踩踏制动踏板时，第一、二、四电磁阀关闭，第三电磁阀打开，前、后工作腔无制动液压；
踩下制动踏板时，第一、二电磁阀打开，第三、四电磁阀关闭，踏板力模拟器通过调节腔室B内的液压以模拟踩踏踏板1时的阻力，行程传感器采集踏板移动距离及踏板的移动速度数据，制动控制单元根据该行程数据计算出整车需要的制动力，制动控制单元将控制信号发送至控制电机，控制电机驱使加压泵工作并将高压制动液输送至腔室A内，或蓄能器来供给高压制动液至腔室A内；或加压泵与蓄能器协同工作来供给高压制动液至腔室A内；第一活塞向前移动使后工作腔内的制动液建立压力，后工作腔的油压推动第三活塞向前移动，前工作腔内的制动液建立压力，制动液通过出油口进入前轮、后轮制动管路，对汽车施行可靠地制动。
附图说明
图1为本发明正常工作状态制动液供给示意图；
图2为本发明加压泵失效时工作原理示意图；
图3为本发明液压管路泄露时工作原理示意图。
具体实施方式
一种汽车制动系统，包括制动主缸10，所述制动主缸10内设置的隔板13将制动主缸10分隔成第一、二腔室11、12，第一、二腔室11、12内分别布置有第一、二活塞14、15，第一活塞14一端与隔板13之间形成腔室A、另一端与制动主缸10缸体形成工作腔11，腔室A通过第一管路21与储液罐60相连且第一管路21上设有加压泵40,工作腔11与制动管路相连；
第二活塞15的活塞杆151与踏板1相连，踏板传感器30采集踏板1的移动数据并发送至制动控制单元，制动控制单元发出信号至电机，电机驱使加压泵40将储液罐60内的制动液泵送至腔室A内。
加压泵40自储液罐60通过第一管路21向腔室A供给压力油，第一活塞14前移以使第一腔室11内形成的高压制动液进入制动管路实现对汽车制动；而第二腔室12能够与踏板力模拟器50以配合以实现踏板力的模拟，这样踏板力模拟器50与制动主缸10以及二者的管路无需独立分开布置，这将节省发动机机舱内所需的布置空间，并且减小了车辆的重量，降低了制动系统的制造以及安装成本。
作为踏板力模拟器50具体与第二腔室12的配合方式，第二活塞15与隔板13之间形成腔室B，腔室B通过第二管路22与踏板力模拟器50相连，第二管路22上设置有第二电磁阀92。
只要是无法正常通过第一管路21进行制动液输送的情况，比如加压泵40失效时而无法制动时，或制动控制单元故障时，本申请的腔室A与腔室B通过第三管路23连通，这样打开第三管路23上连有第三电磁阀93，踩踏踏板1时，腔室B内的制动液能够经第三管路23输送至腔室A内，腔室A内建立油压并推动第一活塞14前移，第一腔室11内的压力油能够输送至制动管路内实现汽车制动。
当第一、三管路21、23上的部件失效时或者管路本身泄露时，本申请中第一腔室11内的第一活塞14的活塞杆141穿过隔板13伸延至第二腔室12内，活塞杆141与隔板13密封配合，活塞杆141杆端与第二活塞15间隔布置，踩踏踏板1过程中，第二活塞15直接顶推第一活塞14的活塞杆141，推动第一活塞14前移，确保第一腔室11内能够建立油压，保证汽车始终能够制动。
所述第一腔室11内还设置有第三活塞16，第三活塞16将第一腔室11分隔成前、后工作腔111、112，第三活塞16与第一活塞14之间以及第三活塞16与制动主缸10一端均连有复位弹簧，前、后工作腔111、112分别与前轮、后轮制动管路71、72连通，储液罐60与前、后工作腔111、112上的补偿孔17连通。
下面对制动主缸10的工作过程进行说明，踩下踏板进行制动时，第一活塞14前移，第一活塞14的V形密封圈142通过补偿孔17后，后工作腔112的制动液建立起压力，此压力又推动第三活塞16克服复位弹簧的弹力向前移，第三活塞16的V形密封圈161通过补偿孔17后，即此时该补偿孔17位于第三活塞16两端的V形密封圈161之间，这样前工作腔111能够随之建立压力；当解除制动后，回位弹簧会推动第一、三活塞14、16回位，此时制动管路中制动液有较大回流阻力，回流速度一般小于第三活塞16的回位速度，此时前、后工作腔111、112内会出现负压现象，造成第一、三活塞14、16不能快速回位，连续快速踩踏踏板时，出现制动力输出不稳定的情况。因此，在出现工作腔内负压的情况时，第三活塞16端部的V形密封圈向下变形，储液罐60内的制动液经补偿孔17、V形密封圈与缸壁之间的间隙流入负压区解除负压状态，使得第一、三活塞14、16快速回位，从而确保在每次踩踏踏板时制动力均能够稳定地输出。
第一管路21上连有第一电磁阀91，第一电磁阀91与加压泵40之间的管路上连有蓄能器80加压泵40工作以使蓄能器80存储高压制动液，在制动时，直接通过蓄能器80来供给高压制动液，这样就无需频繁启闭电机使加压泵40频繁工作。
第四管路24上布置有第四电磁阀94，第四电磁阀94与串联的第二电磁阀92、加压泵40并联布置
在制动完成后，松开制动踏板1，第一活塞14后移，腔室A开始泄压，打开第四电磁阀94，这样制动液能够快速回流至储液罐60内。
一种汽车制动系统的控制方法，未踩踏制动踏板时，第一、二、四电磁阀91、92、94关闭，第三电磁阀93打开，前、后工作腔111、112无制动液压；
本申请制动系统的制动工况有三种，确保前、后轮始终能够有制动力作用，从而保证驾乘人员的生命财产安全。
其一是，如图1所示，制动系统正常运作，踩下制动踏板时，第一、二电磁阀91、92打开，第三、四电磁阀93、94关闭，踏板力模拟器50通过调节腔室B内的液压以模拟踩踏踏板1时的阻力，踏板传感器30采集踏板1移动距离及踏板的移动速度数据，制动控制单元根据踏板传感器30采集踏板1移动距离及踏板的移动速度数据计算出整车需要的制动力，制动控制单元将控制信号发送至控制电机，控制电机驱使加压泵40工作并将高压制动液输送至腔室A内，或蓄能器80来供给高压制动液至腔室A内；或加压泵40与蓄能器80协同工作来供给高压制动液至腔室A内；第一活塞14向前移动使后工作腔112内的制动液建立压力，后工作腔112的油压推动第三活塞16向前移动，前工作腔111内的制动液建立压力，制动液通过出油口进入前轮、后轮制动管路71、72，对汽车施行制动。
其二是，如图2所示，ESC控制器模块通过CAN通讯获得加压泵40失效时，第三电磁阀93打开，第一、二、四电磁阀91、92、94关闭，踩下制动踏板时，腔室B的制动液直接通过第三管路23输送至腔室A，腔室A建立油压，第一活塞14向前移动使后工作腔112内的制动液建立压力，后工作腔112的油压推动第三活塞16向前移动，前工作腔111内的制动液建立压力，制动液通过出油口进入前轮、后轮制动管路71、72，对汽车施行制动。
其三是，如图3所示，ESC控制器模块通过CAN通讯获得液压管路泄露时，第三电磁阀93打开，第一、二、四电磁阀91、92、94关闭，踏板1一直向下踩，第二活塞15与第一活塞14的活塞杆141抵靠后，推动第一活塞14向前移动使后工作腔112内的制动液建立压力，后工作腔112的油压推动第三活塞16向前移动，前工作腔111内的制动液建立压力。

Claims (7)

1.一种汽车制动系统，其特征在于：包括制动主缸(10)，所述制动主缸(10)内设置的隔板(13)将制动主缸(10)分隔成第一、二腔室(11、12)，第一、二腔室(11、12)内分别布置有第一、二活塞(14、15)，第一活塞(14)一端与隔板(13)之间形成腔室A、另一端与制动主缸(10)缸体形成工作腔，腔室A通过第一管路(21)与储液罐(60)相连且第一管路(21)上设有加压泵(40),工作腔与制动管路相连；
第二活塞(15)的活塞杆(151)与踏板(1)相连，踏板传感器(30)采集踏板(1)的移动数据并发送至制动控制单元，制动控制单元发出信号至电机，电机驱使加压泵(40)将储液罐(60)内的制动液泵送至腔室A内；
第一腔室(11)内的第一活塞(14)的活塞杆(141)穿过隔板(13)伸延至第二腔室(12)内，活塞杆(141)与隔板(13)密封配合，活塞杆(141)杆端与第二活塞(15)间隔布置；
当第一、三管路(21、23)上的部件失效时或者管路本身泄露时，踩踏踏板(1)过程中，第二活塞(15)直接顶推第一活塞(14)的活塞杆(141)，推动第一活塞(14)前移；
第二活塞(15)与隔板(13)之间形成腔室B，腔室B通过第二管路(22)与踏板力模拟器(50)相连，第二管路(22)上设置有第二电磁阀(92)；
腔室A与腔室B通过第三管路(23)连通，第三管路(23)上连有第三电磁阀(93)，ESC控制器模块通过CAN通讯获得加压泵(40)失效时，第三电磁阀(93)打开，第一、二、四电磁阀(91、92、94)关闭，踩下制动踏板时，腔室B的制动液直接通过第三管路(23)输送至腔室A，腔室A建立油压。
2.根据权利要求1所述的汽车制动系统，其特征在于：所述第一腔室(11)内还设置有第三活塞(16)，第三活塞(16)将第一腔室(11)分隔成前、后工作腔(111、112)，第三活塞(16)与第一活塞(14)之间以及第三活塞(16)与制动主缸(10)一端均连有复位弹簧，前、后工作腔(111、112)分别与前轮、后轮制动管路(71、72)连通，储液罐(60)与前、后工作腔(111、112)上的补偿孔(17)连通。
3.根据权利要求1所述的汽车制动系统，其特征在于：第一管路(21)上连有第一电磁阀(91)，第一电磁阀(91)与加压泵(40)之间的管路上连有蓄能器(80)。
4.根据权利要求2所述的汽车制动系统，其特征在于：第四管路(24)上布置有第四电磁阀(94)，第四电磁阀(94)与串联的第二电磁阀(92)、加压泵(40)并联布置。
5.一种如权利要求1-4任一所述的汽车制动系统的控制方法，其特征在于：未踩踏制动踏板时，第一、二、四电磁阀(91、92、94 )关闭，第三电磁阀(93 )打开，前、后工作腔(111、112)无制动液压；
踩下制动踏板时，第一、二电磁阀(91、92)打开，第三、四电磁阀(93、94)关闭，踏板力模拟器(50)通过调节腔室B内的液压以模拟踩踏踏板(1)时的阻力，踏板传感器(30)采集踏板(1)移动距离及踏板的移动速度数据，制动控制单元根据踏板传感器(30)采集踏板(1)移动距离及踏板的移动速度数据计算出整车需要的制动力，制动控制单元将控制信号发送至控制电机，控制电机驱使加压泵(40)工作并将高压制动液输送至腔室A内；或蓄能器(80)来供给高压制动液至腔室A内；或加压泵(40)与蓄能器(80)协同工作来供给高压制动液至腔室A内；第一活塞(14)向前移动使后工作腔(112)内的制动液建立压力，后工作腔(112)的油压推动第三活塞(16)向前移动，前工作腔(111)内的制动液建立压力，制动液通过出油口进入前轮、后轮制动管路(71、72)，对汽车施行制动。
6.根据权利要求5所述的汽车制动系统的控制方法，其特征在于：ESC控制器模块通过CAN通讯获得加压泵(40)失效时，第三电磁阀(93)打开，第一、二、四电磁阀(91、92、94)关闭，踩下制动踏板时，腔室B的制动液直接通过第三管路(23)输送至腔室A，腔室A建立油压，第一活塞(14)向前移动使后工作腔(112)内的制动液建立压力，后工作腔(112)的油压推动第三活塞(16)向前移动，前工作腔(111)内的制动液建立压力，制动液通过出油口进入前轮、后轮制动管路(71、72)，对汽车施行制动。
7.根据权利要求5所述的汽车制动系统的控制方法，其特征在于：ESC控制器模块通过CAN通讯获得液压管路泄露时，第三电磁阀(93)打开，第一、二、四电磁阀(91、92、94)关闭，踏板(1)一直向下踩，第二活塞(15)与第一活塞(14)的活塞杆(141)抵靠后，推动第一活塞(14)向前移动使后工作腔(112)内的制动液建立压力，后工作腔(112)的油压推动第三活塞(16)向前移动，前工作腔(111)内的制动液建立压力。
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