CN111497808A - 一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法 - Google Patents

一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法，包括控制阀，所述控制阀的一端通过管道与助力动力源相连接，所述控制阀的另一端通过管道与制动器相连接，所述助力动力源与所述控制阀相离的一端通过管道与油壶相连通；通过一个提供液压动力单元的线控液压制动控制系统代替传统的真空助力器和驻车制动器，实现车辆在行车和驻车的状态下制动。

Description

一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及液压制动技术领域，尤其涉及一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法。
背景技术
机动车辆的驻车制动系统主要由机械式驻车制动手柄的形式，通过杠杆与拉索连接驻车制动器锁住传动轴或者后轮实施制动。目前逐渐越来越多的汽车开始采用电子控制的驻车系统，将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起，并且由电子控制方式实现驻车制动。
在某些特种领域应用的车辆由于车辆空间或其他的因素，使得车辆无法使用拉索式和电子机械卡钳形式的驻车制动器。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种集成驻车制动的线控制动系统及其控制方法，能够使无法安装和使用常规的驻车制动器的车辆实现长时间的驻车制动，并且比现有的制动系统成本低，占用空间小。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种集成驻车制动的线控制动系统，包括控制阀，所述控制阀的一端通过管道与助力动力源相连接，所述控制阀的另一端通过管道与制动器相连接，所述助力动力源与所述控制阀相离的一端通过管道与油壶相连通；
所述控制阀包括制动切换液压阀，所述制动切换液压阀的P口与所述制动切换液压阀的Xa口之间的管道上设有第一先导电磁阀；所述制动切换液压阀的Xa口与所述油壶之间的管路上设有第二先导电磁阀。
进一步，所述制动切换液压阀的P口与所述制动切换液压阀的Xb口之间的管路上设有第三先导电磁阀；所述制动切换液压阀的B口与所述制动器进油口之间的管路上设有第四先导电磁阀。
进一步，所述制动切换液压阀的B口与所述制动器的油口之间的管路上设有第一比例电磁阀；所述制动器的油口与所述油壶之间的管路之间设有第二比例电磁阀。
进一步，所述助力动力源包括串联相连接的储能器和柱塞泵，所述储能器与所述柱塞泵相离的一端通过管道与所述切换液压阀相连通，所述柱塞泵与所述储能器相离的一端通过管道与所述油壶相连通。
进一步，所述储能器的出油口与所述制动切换液压阀的进油口之间的管道上设有第一压力传感器；
所述第一比例电磁阀的出油口与所述制动器的进油口之间的管路上设有第二压力传感器。
进一步，当所述制动切换液压阀的阀芯上与所述第三先导电磁阀相邻的一端设有弹簧时，所述制动切换液压阀的A口与所述制动器的进油口直接相连通；
当所述制动切换液压阀的阀芯上未设置所述弹簧时，所述制动切换液压阀的A口与所述制动器的进油口之间的管路上设有电磁阀。
进一步，包括以下控制步骤：
行车状态切换至驻车制动时
所述第一先导电磁阀和所述第四先导电磁阀得电工作，使所述制动切换液压阀的Xa口的压力升高和Xb口的压力降低，让所述制动切换液压阀切换至左位连通太，使所述储能器内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀的P油口、所述制动切换液压阀的A油口；
当所述制动切换液压阀的阀芯上与所述第三先导电磁阀相邻的一端设有弹簧时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀的A油口，直接达到所述制动器；
当所述制动切换液压阀的阀芯上未设所述弹簧时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀的A油口，经过所述电磁阀，最后达到所述制动器；
驻车制动的保持
切换动作完成后，第一先导电磁阀和所述第四先导电磁阀失电，所述制动切换液压阀的Xa口的压力，由所述制动切换液压阀的A口连通的带节流孔的管路保持，致使所述制动切换液压阀能持续保持左侧位置，从而保持驻车制动的实施；
驻车制动切换至行车状态
所述第三先导电磁阀和所述第二先导电磁阀得电工作，使所述制动切换液压阀的Xb口的压力升高和所述制动切换液压阀的Xa口的压力降低，让所述制动切换液压阀切换至右位连通态，使所述储能器内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀的P油口、所述制动切换液压阀的A油口后，抵达所述第一比例电磁阀的进口；
行车状态的保持
切换动作完成后，第二先导电磁阀和第三先导电磁阀失电，所述制动切换液压阀的Xb口的压力，由所述制动切换液压阀的B口连通的带节流孔的管路保持，连通至所述储能器的高压制动液抵达所述第一比例电磁阀的进口，致使所述制动切换液压阀能持续保持右侧位置，实施行车状态的保持；
行车状态下实施制动增压
在行车制动状态下，第一比例电磁阀得电，高压制动液通过第一比例电磁阀，最终进入所述制动器对整车实施制动，此时第二压力传感器将采集到的制动压力值发送至电气控制系统，用于控制所述第一比例电磁阀的阀口开度；
当所述制动切换液压阀的阀芯上与所述第三先导电磁阀相邻的一端设有弹簧时，
所述电磁阀得电，切断了所述制动器与所述制动切换液压阀Xa口的连通，防止所述制动切换液压阀误动作；
当所述制动切换液压阀的阀芯上未设所述弹簧时，
在所述制动切换液压阀阀芯的所述弹簧预压力的作用下，让所述制动切换液压阀能持续保持右侧位置，切断了所述制动器与所述制动切换液压阀的Xa口的连通，防止制动切换液压阀误动作；
行车状态下实施制动保持
防止所述制动切换液压阀误动作的同时，
当所述制动切换液压阀的阀芯上与所述第三先导电磁阀相邻的一端设有弹簧时，
所述制动器内的制动液被所述电磁阀、所述第一比例电磁阀和所述第二比例电磁阀密闭，致使制动器内的压力保持；
当所述制动切换液压阀的阀芯上未设所述弹簧时，
所述第一比例电磁阀和所述第二比例电磁阀密闭，致使制动器内的压力保持；
行车状态下实施制动降压
在行车制动状态下，所述第二比例电磁阀得电，制动器内的高压制动液通过第二比例电磁阀流回至所述油箱，使所述制动器内的压力降低。
本发明的有益效果为：通过一个提供液压动力单元的线控液压制动控制系统代替传统的真空助力器和驻车制动器，实现车辆在行车和驻车的状态下制动。本发明的制动系统仅包括制动器、液压动力单元、液压控制系统和电气控制系统，其结构简单，成本低，占用空间小。
本发明的制动系统通过控制液压控制系统中的先导电磁阀，驱动制动切换液压阀阀芯动作，使制动系统切换为驻车制动状态。在驻车制动状态，储能器内的高压制动液通过制动切换液压阀到达制动器，能够让车辆长时间实施驻车制动。制动系统控制电磁阀驱动制动切换液压阀将系统切换为行车制动状态后，当整车控制器对制动系统的电气控制系统发出需求的减速度指令后，电气控制系统将操作比例电磁阀，将储备在动力单元高压蓄压器的高压制动液释放至制动器，然后制动系统的电气控制系统指令液压控制单元上的比例电磁阀将高压储能器提供的制动压力调整至大小正确的液压制动助力，由制动器提供制动压力对车辆实施规定的制动减速度，直至车辆达到整车控制器需求的减速度。
1)当液压阀上未设弹簧时，通过控制第一先导电磁阀、第二先导电磁阀、第三先导电磁阀和第四先导电磁阀，切换液压阀与不同出油管路的连通，从而控制不同的制动状态，稳定性高，安全性能强，不会出现误动作；
2)当液压阀上设弹簧时，通过弹簧控制和先导电磁阀，切换液压阀与不同出油管路的连通，能够在提高稳定性能的基础上，减少先导电磁阀的使用，节约成本，且有效的利用空间。
附图说明
图1为芯上未设弹簧的结构示意图；
图2为阀芯上未设弹簧的行车状态切换至驻车制动时的结构示意图；
图3为阀芯上未设弹簧的驻车制动的保持的结构示意图；
图4为阀芯上未设弹簧的驻车制动切换至行车状态的结构示意图；
图5为阀芯上未设弹簧的行车状态的保持的结构示意图；
图6为阀芯未设弹簧的行车状态下实施制动增压的结构示意图；
图7为阀芯未设弹簧的行车状态下实施制动保持的结构示意图；
图8为阀芯未设弹簧的行车状态下实施制动降压的结构示意图；
图9为阀芯上设弹簧的结构示意图；
图10为阀芯上设弹簧的行车状态切换至驻车制动时的结构示意图；
图11为阀芯上设弹簧的驻车制动的保持的结构示意图；
图12为阀芯上设弹簧的驻车制动切换至行车状态的结构示意图；
图13为阀芯上设弹簧的行车状态的保持的结构示意图；
图14为阀芯上设弹簧的行车状态下实施制动增压的结构示意图；
图15为阀芯上设弹簧的行车状态下实施制动保持的结构示意图；
图16为阀芯上设弹簧的行车状态下实施制动降压的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种集成驻车制动的线控制动系统，包括控制阀，所述控制阀的一端通过管道与助力动力源相连接，所述控制阀的另一端通过管道与制动器7相连接，所述助力动力源与所述控制阀相离的一端通过管道与油壶6相连通；
所述控制阀包括制动切换液压阀5，所述制动切换液压阀5的P口与所述制动切换液压阀5的Xa口之间的管道上设有第一先导电磁阀101；所述制动切换液压阀5的Xa口与所述油壶6之间的管路上设有第二先导电磁阀102。
所述制动切换液压阀5的P口与所述制动切换液压阀5的Xb口之间的管路上设有第三先导电磁阀103；所述制动切换液压阀5的B口与所述制动器7进油口之间的管路上设有第四先导电磁阀104。
所述制动切换液压阀5的B口与所述制动器7的油口之间的管路上设有第一比例电磁阀201；所述制动器7的油口与所述油壶6之间的管路之间设有第二比例电磁阀202。
所述助力动力源包括串联相连接的储能器2和柱塞泵1，所述储能器2与所述柱塞泵1相离的一端通过管道与所述切换液压阀5相连通，所述柱塞泵1与所述储能器2相离的一端通过管道与所述油壶6相连通。
所述储能器2的出油口与所述制动切换液压阀5的进油口之间的管道上设有第一压力传感器3；
所述第一比例电磁阀201的出油口与所述制动器7的进油口之间的管路上设有第二压力传感器4。
请参阅图9，当所述制动切换液压阀5的阀芯上与所述第三先导电磁阀103相邻的一端设有弹簧501时，所述制动切换液压阀5的A口与所述制动器7的进油口直接相连通；
请参阅图1，当所述制动切换液压阀5的阀芯上未设置所述弹簧501时，所述制动切换液压阀5的A口与所述制动器7的进油口之间的管路上设有电磁阀。
其中，制动器，其内设置有制动活塞，用于给车辆提供行车和驻车的制动力；
液压动力单元，包含由电机驱动的柱塞泵和高压储能器，用于为制动系统提供和储存高压制动液；
液压控制系统，包含采集系统管路压力的压力传感器、行车和驻车制动的切换液压阀、先导控制阀和控制行车制动的电磁阀，能够控制液压控制系统在行车和驻车制动状态之间往复切换，并且使制动系统分别在行车状态和驻车状态下实施制动；
电气控制系统，通过采集到的压力传感器信号，控制液压动力单元的工作启停；通过控制电磁线圈来开启或关闭电磁阀，从而实施驻车制动和行车制动。
其中，柱塞泵1，用于从油壶6抽取制动液，使其升压后储备至储能器2；
储能器2，用于储备制动所需的高压制动液；
第一压力传感器3，用于测量蓄能器内制动液的压力，电气控制系统通过该传感器采集的压力值来控制柱塞泵的启动与停止；
第二压力传感器4，用于测量制动器的工作哦压力，电气控制系统通过该传感器采集的压力值控制车辆的制动减速度(即所需要的制动压力)；
制动切换液压阀5，用于切换控制液压控制系统的行车与驻车制动状态；
油壶6，储存系统中的制动液。
制动器7，用于给车辆提供行车和驻车的制动力；
电磁阀10，在行车制动时工作，用于保护制动切换液压阀5工作的稳定；
第一先导电磁阀101，用于控制制动切换液压阀5的行车与驻车制动状态切换；
第二先导电磁阀102，用于控制制动切换液压阀5的行车与驻车制动状态切换；
第三先导电磁阀103，用于控制制动切换液压阀5的行车与驻车制动状态切换；
第四先导电磁阀104，用于控制制动切换液压阀5的行车与驻车制动状态切换；
第一比例电磁阀201，在行车制动时工作，电气控制系统通过控制该比例电磁阀的阀口开度调节制动器内部压力上升的速度；
第二比例电磁阀202，在行车制动时工作，电气控制系统通过控制该比例电磁阀的阀口开度调节制动器内部压力下降的速度。
一种集成驻车制动的线控制动系统，包括以下控制步骤：
行车状态切换至驻车制动时
所述第一先导电磁阀101和所述第四先导电磁阀104得电工作，使所述制动切换液压阀5的Xa口的压力升高和Xb口的压力降低，让所述制动切换液压阀5切换至左位连通太，使所述储能器2内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀5的P油口、所述制动切换液压阀5的A油口；
请参阅图10，当所述制动切换液压阀5的阀芯上与所述第三先导电磁阀103相邻的一端设有弹簧501时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀5的A油口，直接达到所述制动器7；
请参阅图2，当所述制动切换液压阀5的阀芯上未设所述弹簧501时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀5的A油口，经过所述电磁阀10，最后达到所述制动器7；
驻车制动的保持
请参阅图3和图11，切换动作完成后，第一先导电磁阀101和所述第四先导电磁阀104失电，所述制动切换液压阀5的Xa口的压力，由所述制动切换液压阀5的A口连通的带节流孔的管路保持，致使所述制动切换液压阀5能持续保持左侧位置，从而保持驻车制动的实施；
驻车制动切换至行车状态
请参阅图4和图12，所述第三先导电磁阀103和所述第二先导电磁阀102得电工作，使所述制动切换液压阀5的Xb口的压力升高和所述制动切换液压阀5的Xa口的压力降低，让所述制动切换液压阀5切换至右位连通态，使所述储能器2内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀5的P油口、所述制动切换液压阀5的A油口后，抵达所述第一比例电磁阀201的进口；
行车状态的保持
请参阅图5和图13，切换动作完成后，第二先导电磁阀102和第三先导电磁阀103失电，所述制动切换液压阀5的Xb口的压力，由所述制动切换液压阀5的B口连通的带节流孔的管路保持，连通至所述储能器2的高压制动液抵达所述第一比例电磁阀201的进口，致使所述制动切换液压阀5能持续保持右侧位置，实施行车状态的保持；
行车状态下实施制动增压
在行车制动状态下，第一比例电磁阀201得电，高压制动液通过第一比例电磁阀201，最终进入所述制动器7对整车实施制动，此时第二压力传感器4将采集到的制动压力值发送至电气控制系统，用于控制所述第一比例电磁阀201的阀口开度；
请参阅图14，当所述制动切换液压阀5的阀芯上与所述第三先导电磁阀103相邻的一端设有弹簧501时，
所述电磁阀10得电，切断了所述制动器7与所述制动切换液压阀5Xa口的连通，防止所述制动切换液压阀5误动作；
请参阅图6，当所述制动切换液压阀5的阀芯上未设所述弹簧501时，
在所述制动切换液压阀5阀芯的所述弹簧501预压力的作用下，让所述制动切换液压阀5能持续保持右侧位置，切断了所述制动器7与所述制动切换液压阀5的Xa口的连通，防止制动切换液压阀5误动作；
行车状态下实施制动保持
防止所述制动切换液压阀5误动作的同时，
请参阅图15，当所述制动切换液压阀5的阀芯上与所述第三先导电磁阀103相邻的一端设有弹簧501时，
所述制动器7内的制动液被所述电磁阀10、所述第一比例电磁阀201和所述第二比例电磁阀202密闭，致使制动器内的压力保持；
请参阅图7，当所述制动切换液压阀5的阀芯上未设所述弹簧501时，
所述第一比例电磁阀201和所述第二比例电磁阀202密闭，致使制动器内的压力保持；
行车状态下实施制动降压
请参阅图8和图16，在行车制动状态下，所述第二比例电磁阀202得电，制动器内的高压制动液通过第二比例电磁阀202流回至所述油箱6，使所述制动器7内的压力降低。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：包括控制阀，所述控制阀的一端通过管道与助力动力源相连接，所述控制阀的另一端通过管道与制动器(7)相连接，所述助力动力源与所述控制阀相离的一端通过管道与油壶(6)相连通；
所述控制阀包括制动切换液压阀(5)，所述制动切换液压阀(5)的P口与所述制动切换液压阀(5)的Xa口之间的管道上设有第一先导电磁阀(101)；所述制动切换液压阀(5)的Xa口与所述油壶(6)之间的管路上设有第二先导电磁阀(102)。
2.根据权利要求1所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：所述制动切换液压阀(5)的P口与所述制动切换液压阀(5)的Xb口之间的管路上设有第三先导电磁阀(103)；所述制动切换液压阀(5)的B口与所述制动器(7)进油口之间的管路上设有第四先导电磁阀(104)。
3.根据权利要求2所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：所述制动切换液压阀(5)的B口与所述制动器(7)的油口之间的管路上设有第一比例电磁阀(201)；所述制动器(7)的油口与所述油壶(6)之间的管路之间设有第二比例电磁阀(202)。
4.根据权利要求3所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：所述助力动力源包括串联相连接的储能器(2)和柱塞泵(1)，所述储能器(2)与所述柱塞泵(1)相离的一端通过管道与所述切换液压阀(5)相连通，所述柱塞泵(1)与所述储能器(2)相离的一端通过管道与所述油壶(6)相连通。
5.根据权利要求4所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：所述储能器(2)的出油口与所述制动切换液压阀(5)的进油口之间的管道上设有第一压力传感器(3)；
所述第一比例电磁阀(201)的出油口与所述制动器(7)的进油口之间的管路上设有第二压力传感器(4)。
6.根据权利要求5所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于：
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上与所述第三先导电磁阀(103)相邻的一端设有弹簧(501)时，所述制动切换液压阀(5)的A口与所述制动器(7)的进油口直接相连通；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上未设置所述弹簧(501)时，所述制动切换液压阀(5)的A口与所述制动器(7)的进油口之间的管路上设有电磁阀(10)。
7.根据权利要求6所述的一种集成驻车制动的线控制动系统，其特征在于，包括以下控制步骤：
行车状态切换至驻车制动时
所述第一先导电磁阀(101)和所述第四先导电磁阀(104)得电工作，使所述制动切换液压阀(5)的Xa口的压力升高和Xb口的压力降低，让所述制动切换液压阀(5)切换至左位连通太，使所述储能器(2)内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀(5)的P油口、所述制动切换液压阀(5)的A油口；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上与所述第三先导电磁阀(103)相邻的一端设有弹簧(501)时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀(5)的A油口，直接达到所述制动器(7)；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上未设所述弹簧(501)时，所述高压制动液通过所述制动切换液压阀(5)的A油口，经过所述电磁阀(10)，最后达到所述制动器(7)；
驻车制动的保持
切换动作完成后，第一先导电磁阀(101)和所述第四先导电磁阀(104)失电，所述制动切换液压阀(5)的Xa口的压力，由所述制动切换液压阀(5)的A口连通的带节流孔的管路保持，致使所述制动切换液压阀(5)能持续保持左侧位置，从而保持驻车制动的实施；
驻车制动切换至行车状态
所述第三先导电磁阀(103)和所述第二先导电磁阀(102)得电工作，使所述制动切换液压阀(5)的Xb口的压力升高和所述制动切换液压阀(5)的Xa口的压力降低，让所述制动切换液压阀(5)切换至右位连通态，使所述储能器(2)内的高压制动液依次流经所述制动切换液压阀(5)的P油口、所述制动切换液压阀(5)的A油口后，抵达所述第一比例电磁阀(201)的进口；
行车状态的保持
切换动作完成后，第二先导电磁阀(102)和第三先导电磁阀(103)失电，所述制动切换液压阀(5)的Xb口的压力，由所述制动切换液压阀(5)的B口连通的带节流孔的管路保持，连通至所述储能器(2)的高压制动液抵达所述第一比例电磁阀(201)的进口，致使所述制动切换液压阀(5)能持续保持右侧位置，实施行车状态的保持；
行车状态下实施制动增压
在行车制动状态下，第一比例电磁阀(201)得电，高压制动液通过第一比例电磁阀(201)，最终进入所述制动器(7)对整车实施制动，此时第二压力传感器(4)将采集到的制动压力值发送至电气控制系统，用于控制所述第一比例电磁阀(201)的阀口开度；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上与所述第三先导电磁阀(103)相邻的一端设有弹簧(501)时，
所述电磁阀(10)得电，切断了所述制动器(7)与所述制动切换液压阀(5)Xa口的连通，防止所述制动切换液压阀(5)误动作；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上未设所述弹簧(501)时，
在所述制动切换液压阀(5)阀芯的所述弹簧(501)预压力的作用下，让所述制动切换液压阀(5)能持续保持右侧位置，切断了所述制动器(7)与所述制动切换液压阀(5)的Xa口的连通，防止制动切换液压阀(5)误动作；
行车状态下实施制动保持
防止所述制动切换液压阀(5)误动作的同时，
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上与所述第三先导电磁阀(103)相邻的一端设有弹簧(501)时，
所述制动器(7)内的制动液被所述电磁阀(10)、所述第一比例电磁阀(201)和所述第二比例电磁阀(202)密闭，致使制动器内的压力保持；
当所述制动切换液压阀(5)的阀芯上未设所述弹簧(501)时，
所述第一比例电磁阀(201)和所述第二比例电磁阀(202)密闭，致使制动器内的压力保持；
行车状态下实施制动降压
在行车制动状态下，所述第二比例电磁阀(202)得电，制动器内的高压制动液通过第二比例电磁阀(202)流回至所述油箱(6)，使所述制动器(7)内的压力降低。
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