CN112406835A - 一种电液制动控制装置及控制方法 - Google Patents

一种电液制动控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆控制装置，特别涉及一种电液制动控制系统及控制方法；其包括踏板主缸，所述踏板主缸为单腔踏板主缸，所述的踏板主缸上设有第一出液口；电机建压单元，所述活塞缸为双向活塞缸，活塞缸具有正向出液口和反向出液口；所述踏板主缸的第一出液口连接有第一管路并分为两个支路与电机建压单元的正向出液口和反向出液口连接，位于支路之前的第一管路上设有主缸隔离阀；本发明设计了一种电机建压单元与踏板主缸之间可以隔离并分别或配合对制动单元进行制动的电液制动控制装置以及控制方法，尤其适用于踏板主缸为单缸踏板主缸，无需利用车辆的ESC来执行常规制动功能，提高了电液制动系统的稳定性和可靠性。

Description

一种电液制动控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于车辆控制装置，特别涉及一种电液制动控制系统及控制方法。
背景技术
随着纯电动汽车的普及，依赖燃油发动机进气歧管负压驱动的真空助力器已无法单独胜任对制动系统的助力功能。为确保整车所需的制动力，额外增加的电子真空泵在解决问题的同时，对整车布置空间和成本负担也提出了严重挑战。
特别是随着L2级别无人驾驶技术趋于成熟的当下，为提升车辆行驶安全性，作为汽车底盘重要组成部分的制动系统，全球范围内的用户都在谋求车辆应具备自动紧急制动功能。
于是依靠电机作为动力源，在接受外部危险识别信号后，无需驾驶者介入，能自动进行紧急制动的电动助力装置逐渐走向市场。作为这种电动助力装置例如有专利文献1所公开的方案，由电机带动梯形丝杠推动主缸活塞移动以建立整车制动所需的制动液压。
专利文献1：CN 201580053429.X; CN 201680039675.4
上述专利文献公开的电制动助力装置通常与电子稳定系统（ESC）配套使用，当电助力装置失效时ESC代为执行常规制动功能。考虑到ESC仅能够用于突发性的紧急制动而不能用于常规制动，同时，ESC与电制动助力装置配套使用造成的整车布置空间紧张和成本负担大的问题仍然没有根本性解决。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明设计了一种电机建压单元与踏板主缸之间可以隔离并分别或配合对制动单元进行制动的电液制动控制装置以及控制方法，尤其适用于踏板主缸为单缸踏板主缸，无需利用车辆的ESC来执行常规制动功能，提高了电液制动系统的稳定性和可靠性。
本发明的技术方案如下：
一种电液制动控制装置，其包括制动单元，所述制动单元包括多个与车轮对应的制动轮缸，所述制动轮缸分别为第一制动轮缸、第二制动轮缸、第三制动轮缸和第四制动轮缸；
踏板主缸，其受驾驶者操控建立制动压力并输出制动液，所述踏板主缸为单腔踏板主缸，所述的踏板主缸上设有第一出液口；
电机建压单元，其通过电机驱动活塞缸产生制动所需的制动压力；所述活塞缸为双向活塞缸，活塞缸具有正向出液口和反向出液口；
还包括踏板制动模拟单元，其跟踏板主缸连接并用于模拟人为制动时的阻尼感给用户脚部反馈；
以及封闭储液罐，其用于为前述各个液压部件提供压力液体；
其特征在于：所述踏板主缸的第一出液口连接有第一管路并分为两个支路与电机建压单元的正向出液口和反向出液口连接，位于支路之前的第一管路上设有主缸隔离阀；与正向出液口连接的支路上设有常闭阀，位于主缸隔离阀与常闭阀之间的第一管路分别设有与第一制动轮缸和第二制动轮缸连接的第一分路以及与第三制动轮缸和第四制动轮缸连接的第二分路，第一分路上设有第一回路控制阀，第二分路上设有第二回路控制阀。
进一步的说， 所述踏板制动模拟单元包括与主缸隔离阀之前的第一管路连接的模拟支管，模拟支管上并联设有单向阀以及模拟器阀，模拟支管的末端与踏板模拟器连接。
进一步的说， 所述位于主缸隔离阀之前的第一管路上设有主缸压力传感器，位于第一回路控制阀之后的第一分路上设有轮缸压力传感器。
一种适用于权利要求1-3任意一项所述的电液制动控制装置的控制方法，其包括自动制动和人工制动，其特征在于：所述自动制动包括以下步骤：
S101：第一管路上的主缸隔离阀得电关闭，并且模拟支管上的模拟器阀得电导通；且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S102：驾驶者踩下制动踏板，踏板主缸的制动液流入到踏板制动模拟单元，驾驶者获得制动脚感；
S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动。
进一步的说，S104：若S103中的常闭阀无法得电导通，则电机建压单元反向建压，在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元反向建压，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动。
进一步的说，所述的人工制动包括以下步骤:
S201:电机建压单元为正向建压，且常闭阀处于无法得电导通的状态，且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S202：模拟支管上的模拟器阀处于常闭的状态，踏板制动模拟单元停止工作，驾驶者踩下制动踏板时，踏板主缸的制动液通过第一管路以及经过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入制动单元，实现制动。
进一步的说，S105：若S101中的第一回路控制阀或第二回路控制阀无法正常工作，则S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过正常工作的第二回路控制阀或第一回路控制阀流入到相应的制动轮缸中，实现单边制动。
进一步的说，S106：若主缸压力传感器和轮缸压力传感器识别出第一分路存在泄露，则控制第一回路控制阀得电关闭，电机建压单元正向建压输出的制动液通过第二回路控制阀进入相应的制动轮缸，实现单边制动。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一种具有电机建压单元和踏板主缸提供制动液的电动制动系统，并通过主缸隔离阀实现电机建压单元和踏板主缸，使得两者能够单独向制动单元提供制动液，保证了制动系统的可靠性，踏板制动模拟单元与踏板主缸连接，为用户模拟制动时的脚感，给用户提供制动的信心；
且本发明所述的电机建压单元为独立的制动液提供单元，可直接驱动车辆的制动单元，无需利用现有车辆的ESC单元来作为常规制动功能。
附图说明
图1为本发明的电液控制装置的构成图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，一种电液制动控制装置，其包括制动单元，所述制动单元包括多个与车轮对应的制动轮缸，所述制动轮缸分别为第一制动轮缸28、第二制动轮缸26、第三制动轮缸24和第四制动轮缸22；
踏板主缸3，其受驾驶者操控建立制动压力并输出制动液，所述踏板主缸3为单腔踏板主缸，所述的踏板主缸上设有第一出液口；
电机建压单元2，其通过电机15驱动活塞缸产生制动所需的制动压力；所述活塞缸为双向活塞缸，活塞缸具有正向出液口和反向出液口；
还包括踏板制动模拟单元，其跟踏板主缸连接并用于模拟人为制动时的阻尼感给用户脚部反馈；
以及封闭储液罐1，其用于为前述各个液压部件提供压力液体；
其特征在于：所述踏板主缸3的第一出液口连接有第一管路40并分为两个支路与电机建压单元2的正向出液口和反向出液口连接，位于支路之前的第一管路30上设有主缸隔离阀10；与正向出液口连接的支路上设有常闭阀13，位于主缸隔离阀10与常闭阀13之间的第一管路30分别设有与第一制动轮缸和第二制动轮缸连接的第一分路401以及与第三制动轮缸和第四制动轮缸连接的第二分路402，第一分路401上设有第一回路控制阀16，第二分路402上设有第二回路控制阀11。
本发明设计了一种采用单腔踏板主缸和双向建压的电机建压单元构成的电液制动控制装置，首先通过主缸隔离阀来实现踏板主缸与电机建压单元的隔离，即在设备正常工作时，踏板主缸与电机建压单元是互不干涉的,特别适用于自动驾驶的车辆，电机建压单元可以根据自动驾驶的需求来实施智能化的制动，从而实现了可在智能驾驶应用的、无需人工干预的纵向控制，其次，当电机建压单元失效时，踏板主缸可以提供机械制动力，从而保证了驾驶者的行驶安全。
进一步的说， 所述踏板制动模拟单元包括与主缸隔离阀之前的第一管路连接的模拟支管80，模拟支管上并联设有单向阀以及模拟器阀9，模拟支管80的末端与踏板模拟器8连接，此处描述了踏板制动模拟单元的构成，模拟器阀用于控制踏板模拟器是否接入系统去模拟踏板的脚感，正常工作的情况，踏板制动模拟单元始终接入第一管路，为用户提供踏板制动的脚感，给用户制动的信心，在特殊情况下，即电机建压单元无法正常工作时，模拟器阀处于常闭的状态，踏板模拟器处于停止工作的状态，踏板主缸产生的制动液流入制动单元实现制动。
进一步的说， 所述位于主缸隔离阀10之前的第一管路上设有主缸压力传感器10，位于第一回路控制阀16之后的第一分路上设有轮缸压力传感器17，设置的主缸压力传感器用于对踏板主缸工作时的制动液的压力进行检测，可以检测出管路是否存在泄露或者电机建压单元处于失效或部分失效的状态，能及时反馈，保证车辆制动的安全性。
下面阐述本发明所述的控制方法。
一种适用于权利要求1-3任意一项所述的电液制动控制装置的控制方法，其包括自动制动和人工制动，其特征在于：所述自动制动包括以下步骤：
S101：第一管路上的主缸隔离阀得电关闭，并且模拟支管上的模拟器阀得电导通；且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S102：驾驶者踩下制动踏板，踏板主缸的制动液流入到踏板制动模拟单元，驾驶者获得制动脚感；
S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动。
本发明正常工作的情况下，以自动制动为主，此时通过主缸隔离阀实现踏板主缸与电机建压单元的隔离，并且踏板制动模拟单元接入工作，一方面，本发明可以根据驾驶者驱动踏板主缸产生的制动力来控制电机建压单元输出的制动力，保证制动效果，且踏板制动模拟单元能够给驾驶者模拟出真实制动的脚感， 给驾驶者制动的信心，另一方面，本发明可以根据车辆行驶中车辆其他传感器的数据来自动控制电机建压单元输出的制动力，无需受到驾驶者的操作限制，便于实现智能驾驶、无需人工干预。
进一步的说，S104：若S103中的常闭阀无法得电导通，则电机建压单元反向建压，在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元反向建压，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动该步骤中记载了一种比较特殊的工况，常闭阀无法得电导通，电机建压单元的正向出液口的制动液无法输送到制动单元，此时无法实现制动，但若此时电机建压单元可以反向建压，则电机建压单元输出的制动液直接流入制动单元。
进一步的说，所述的人工制动包括以下步骤:
S201:电机建压单元为正向建压，且常闭阀处于无法得电导通的状态，且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S202：模拟支管上的模拟器阀处于常闭的状态，踏板制动模拟单元停止工作，驾驶者踩下制动踏板时，踏板主缸的制动液通过第一管路以及经过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入制动单元，实现制动。
各种设备都有故障率，当出现电机建压单元只能正向建压时，并且常闭阀处于无法导通的状态，为了保证车辆制动的安全性和可靠性，允许人工制动接入，此时，主缸隔离阀处于导通状态，驾驶者驱动踏板主缸，踏板主缸输出制动液给制动单元，实现人工制动，保障了车辆的制动的可靠性。
进一步的说，S105：若S101中的第一回路控制阀或第二回路控制阀无法正常工作，则S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过正常工作的第二回路控制阀或第一回路控制阀流入到相应的制动轮缸中，实现单边制动。
进一步的说，S106：若主缸压力传感器和轮缸压力传感器识别出第一分路存在泄露，则控制第一回路控制阀得电关闭，电机建压单元正向建压输出的制动液通过第二回路控制阀进入相应的制动轮缸，实现单边制动。
上述S105和S106中描述了通过电机建压单元在不同的工况下实现单边制动，即第一制动轮缸和第二制动轮缸有制动力或者第三制动轮缸和第四制动轮缸有制动力。
每个制动轮缸的输入端均设有常开阀，输出端设有与储液罐连接的常闭阀，对应的附图中的标记：常开阀18、19、20、21，常闭阀29、27、25、23。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一种具有电机建压单元和踏板主缸提供制动液的电动制动系统，并通过主缸隔离阀实现电机建压单元和踏板主缸，使得两者能够单独向制动单元提供制动液，保证了制动系统的可靠性，踏板制动模拟单元与踏板主缸连接，为用户模拟制动时的脚感，给用户提供制动的信心；
且本发明所述的电机建压单元为独立的制动液提供单元，可直接驱动车辆的制动单元，无需利用现有车辆的ESC单元来作为常规制动功能。

Claims (8)

1.一种电液制动控制装置，其包括制动单元，所述制动单元包括多个与车轮对应的制动轮缸，所述制动轮缸分别为第一制动轮缸、第二制动轮缸、第三制动轮缸和第四制动轮缸；
踏板主缸，其受驾驶者操控建立制动压力并输出制动液，所述踏板主缸为单腔踏板主缸，所述的踏板主缸上设有第一出液口；
电机建压单元，其通过电机驱动活塞缸产生制动所需的制动压力；所述活塞缸为双向活塞缸，活塞缸具有正向出液口和反向出液口；
还包括踏板制动模拟单元，其跟踏板主缸连接并用于模拟人为制动时的阻尼感给用户脚部反馈；
以及封闭储液罐，其用于为前述各个液压部件提供压力液体；
其特征在于：所述踏板主缸的第一出液口连接有第一管路并分为两个支路与电机建压单元的正向出液口和反向出液口连接，位于支路之前的第一管路上设有主缸隔离阀；与正向出液口连接的支路上设有常闭阀，位于主缸隔离阀与常闭阀之间的第一管路分别设有与第一制动轮缸和第二制动轮缸连接的第一分路以及与第三制动轮缸和第四制动轮缸连接的第二分路，第一分路上设有第一回路控制阀，第二分路上设有第二回路控制阀。
2.根据权利要求1所述的一种电液制动控制装置，其特征在于： 所述踏板制动模拟单元包括与主缸隔离阀之前的第一管路连接的模拟支管，模拟支管上并联设有单向阀以及模拟器阀，模拟支管的末端与踏板模拟器连接。
3.根据权利要求1所述的一种电液制动控制装置，其特征在于： 所述位于主缸隔离阀之前的第一管路上设有主缸压力传感器，位于第一回路控制阀之后的第一分路上设有轮缸压力传感器。
4.一种适用于权利要求1-3任意一项所述的电液制动控制装置的控制方法，其包括自动制动和人工制动，其特征在于：所述自动制动包括以下步骤：
S101：第一管路上的主缸隔离阀得电关闭，并且模拟支管上的模拟器阀得电导通；且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S102：驾驶者踩下制动踏板，踏板主缸的制动液流入到踏板制动模拟单元，驾驶者获得制动脚感；
S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：S104：若S103中的常闭阀无法得电导通，则电机建压单元反向建压，在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元反向建压，制动液经过第一管路并通过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入到制动单元中，实现制动。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述的人工制动包括以下步骤:
S201:电机建压单元为正向建压，且常闭阀处于无法得电导通的状态，且第一回路控制阀和第二回路控制阀处于导通的状态；
S202：模拟支管上的模拟器阀处于常闭的状态，踏板制动模拟单元停止工作，驾驶者踩下制动踏板时，踏板主缸的制动液通过第一管路以及经过第一回路控制阀和第二回路控制阀流入制动单元，实现制动。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：S105：若S101中的第一回路控制阀或第二回路控制阀无法正常工作，则S103：在驾驶者踩下制动踏板的同时电机建压单元正向建压，常闭阀得电导通，制动液经过第一管路并通过正常工作的第二回路控制阀或第一回路控制阀流入到相应的制动轮缸中，实现单边制动。
8.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：S106：若主缸压力传感器和轮缸压力传感器识别出第一分路存在泄露，则控制第一回路控制阀得电关闭，电机建压单元正向建压输出的制动液通过第二回路控制阀进入相应的制动轮缸，实现单边制动。
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