CN112519739A - 一种分体式电子液压制动系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分体式电子液压制动系统及方法,系统包括制动踏板,所述制动踏板与主缸模块、增压模块、ESC模块依次相连。方法包括:按用户需求进行轻微制动;若轻微制动未满足制动目标,进行大力制动;制动结束;制动结束后进行驻车冗余。上述技术方案采用分体设计,将主缸模块和增压装置分成两个模块,降低了空间要求和零件精度要求,增压模块和ESC相互冗余,提高制动系统可靠性,取消了真空助力装置,摒弃制动系统对真空的依赖,节省前舱空间,且降低ESC/ESP高级功能的开发,节省了开发成本。

Description

一种分体式电子液压制动系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆制动领域,尤其涉及一种分体式电子液压制动系统及方法。
背景技术
车辆制动系统包括行车制动和驻车制动,行车制动是让行驶的车辆停下来,驻车制动是保持车辆能停驻在一定坡度的道路上。现有方案行车制动是依靠驾驶人踩制动踏板,通过真空助力系统的帮助力将输入给制动主缸的力加大,使主缸产生一定的液压力,经过制动控制装置(ABS/ESC/ESP)后通过制动管路传递到四个车轮制动器,产生制动力,使车辆减速。
现有驻车制动包括以下方案:方案1,通过独立的电子控制单元(ECU),以驻车开关或P档为信号,同时给两个后轮电子驻车制动钳通电,同时控制两个后轮电子驻车制动钳,使其产生驻车力,保持车辆静态稳定,;方案2,将驻车系统独立的ECU和电子稳定系统(ESC)整合,实现对后轮电子驻车制动钳的控制,同时控制两个后轮电子驻车制动钳,实现驻车。
有资料显示,现有方案为真空助力系统,前舱的空间较为紧凑,无驻车冗余功能。真空助力系统:燃油车的真空源由内燃机产生,故障率较低,但是新能源汽车无传统内燃机,需要单独增加抽真空设备,如电子真空泵、真空罐,然后连接真空助力器。
中国专利文献CN108891402A公开了一种“车用EPB失效后驻车保障装置”。采用了包括:蓄能装置,用于储蓄并调节制动力的大小;第二制动管路,所述第二制动管路一端连接蓄能装置,另一端连接卡钳。上述技术方案的蓄能是依靠制动过程踩踏板产生的液压蓄能,这严重影响行车制动踏板感,使制动距离加长。且其驻车保障功能为单次不可逆:驻车备份启动后,需要手动拆除油管泄压,解除驻车。
发明内容
本发明主要解决原有的技术方案无驻车冗余功能、需要增加额外真空产生模块、对车辆前围板处空间要求高的技术问题,提供一种分体式电子液压制动系统及方法,采用分体设计,将主缸模块和增压装置分成两个模块,降低了空间要求和零件精度要求,增压模块和ESC相互冗余,提高制动系统可靠性,取消了真空助力装置,摒弃制动系统对真空的依赖,节省前舱空间,且降低ESC/ESP高级功能的开发,节省了开发成本。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明包括制动踏板,所述制动踏板与主缸模块、增压模块、ESC模块依次相连。
作为优选,所述的主缸模块包括依次相连的位移传感器、主缸、隔离阀和踏板感觉模拟器,所述位移传感器与制动踏板相连,所述主缸与主缸模块储液壶相连。
作为优选,所述的增压模块包括依次相连的单向阀、节流阀和蓄能器,还包括增压模块储液壶、增压电机和电子控制单元ECU。
作为优选,所述的主缸模块储液壶依次经过增压模块储液壶、泄压阀与节流阀相连,主缸模块储液壶经过增压电机与蓄能器相连。
作为优选,所述的ESC模块分别与左前轮制动器FL、右前轮制动器FR、左后制动器RL和右后制动器RR相连,ESC模块与单向阀相连。
作为优选,所述的泄压阀与节流阀相连的同时与压力传感器P1相连,所述增压电机与蓄能器相连的同时与压力传感器P2相连。
一种分体式电子液压制动系统的工作方法,包括以下步骤:
a.按用户需求进行轻微制动;
b.若轻微制动未满足制动目标,进行大力制动;
c.制动结束;
d.制动结束后进行驻车冗余。
作为优选,所述的步骤1轻微制动具体包括:踩下制动踏板,通过推杆推动制动主缸里的活塞前进,隔离阀、泄压阀、节流阀均为常闭阀,主缸产生的制动液压,通过单向阀、和ESC模块传递到4个车轮制动器,使四个车轮产生制动力;此时如果制动结束,松开制动踏板,泄压阀接收到位移传感器信号,泄压阀通电连通,制动液通过泄压阀泄压,压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀断电关闭。
作为优选,所述的步骤2大力制动具体包括:踩下制动踏板,产生轻微制动工况的制动效果,此时还不能满足的制动目标,继续踩制动踏板,此时节流阀接收到位移传感器的信号通电打开,蓄能器里高压制动液进入制动管路,给4个车轮制动器加压,产生制动力,使车辆产生更大的制动减速度;与此同时,隔离阀同时接收到位移传感器的信号通电打开,主缸和踏板感觉模拟器连通。
作为优选,所述的步骤3制动结束的具体步骤包括:当车辆减速状态满足需求时,松开制动踏板,泄压阀通电连通,节流阀断电断开,制动液通过泄压阀泄压。压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀断电关闭,此时增压电机给蓄能器增压,当蓄能器内压力达到传感器P2设定值时,增压电机停止工作;当制动踏板回归初始位置,隔离阀断电关闭,在大力制动器件制动踏板回位过程中,隔离阀保持连通状态。
作为优选,所述的步骤4驻车冗余具体包括:将左后驻车制动器RL和增压模块中的ECU信号连接,右后驻车制动器RR和ESC模块信号连接,左后轮接收增压模块中的ECU信号,右后轮接收ESC模块信号,正常驻车,拉起电子驻车开关或者挂入P档,两路同时工作,两后轮电子驻车制动器同时夹紧,实现驻车;若ESC模块或者增压模块其一出现故障,两后轮还有一侧实现驻车功能,实现驻车冗余。
本发明的有益效果是:
1、取消了真空助力装置:真空助力器、真空罐、真空泵、真空管路,节省前舱空间。
2、采用分体设计,将主缸模块和增压装置分成两个模块,两者之间仅用制动硬管和线束连接,减少总成对空间要求,整车布置灵活性增加,可适用更多车型。之前布置真空助力器的位置只需要布置主缸模块,轴向尺寸可缩短三分之一,几乎能覆盖所有车型。
3、主缸模块和增压模块采用分体设计,使零件精度要求降低,可使模块制造加工更加容易,降低加工成本和装配成本。
4、增压模块的主动增压功能可为ESC分担特殊工况的建压工作,减少ESC高级功能开发,节省开发成本。也可使用底级别ESC模块,降低零件成本。
5、增压模块和ESC相互冗余,任一模块单独失效不影响行车制动,提高制动系统可靠性。
6、增压模块和ESC可和两后轮电子驻车制动器分别连接,实现双控驻车,为驻车提供冗余,提高可靠性。
7、两个储液壶用管路连通,只需设计一个加油口即可,方便加注制动液。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构图。
图中1制动踏板,2主缸模块,2.1位移传感器,2.2主缸,2.3主缸模块储液壶,2.4隔离阀,2.5踏板感觉模拟器,3增压模块,3.1单向阀,3.2泄压阀,3.3增压模块储液壶,3.4节流阀,3.5增压电机,3.6 ECU,3.7蓄能器,4 ESC模块。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:本实施例的一种分体式电子液压制动系统,如图1所示,包括制动踏板1,制动踏板1与主缸模块2、增压模块3、ESC模块4依次相连。主缸模块2包括依次相连的位移传感器2.1、主缸2.2、隔离阀2.4和踏板感觉模拟器2.5,所述位移传感器2.1与制动踏板1相连,所述主缸2.2与主缸模块储液壶2.3相连。
增压模块3包括依次相连的单向阀3.1、节流阀3.4和蓄能器3.7,还包括增压模块储液壶3.3、增压电机3.5和电子控制单元ECU3.6。述主缸模块储液壶2.3依次经过增压模块储液壶3.3、泄压阀3.2与节流阀3.4相连,主缸模块储液壶2.3经过增压电机3.5与蓄能器3.7相连。泄压阀3.2与节流阀3.4相连的同时与压力传感器P1相连,增压电机3.5与蓄能器3.7相连的同时与压力传感器P2相连。
ESC模块4分别与左前轮制动器FL、右前轮制动器FR、左后制动器RL和右后制动器RR相连,ESC模块4与单向阀3.1相连。
一种分体式电子液压制动系统的工作方法,包括以下步骤:
a.按用户需求进行轻微制动;
b.若轻微制动未满足制动目标,进行大力制动;
c.制动结束;
d.制动结束后进行驻车冗余。
进行常规制动时:
1、轻微制动工况(车辆需要很小的减速度):驾驶员踩下制动踏板(1),通过推杆推动制动主缸(2.2)里的活塞前进,隔离阀(2.4)、泄压阀(3.2)、节流阀(3.4)均为常闭阀,主缸(2.2)产生的制动液压,通过单向阀(3.1)、和ESC模块(4)传递到4个车轮制动器,使四个车轮产生制动力;此时如果制动结束,松开制动踏板(1),泄压阀(3.2)接收到位移传感器(2.1)信号,泄压阀(3.2)通电连通,制动液通过泄压阀(3.2)泄压,压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀(3.2)断电关闭。
2、大力制动工况:驾驶员踩下制动踏板(1),产生轻微制动工况的制动效果,此时还不能满足的制动目标,继续踩制动踏板(1),此时节流阀(3.4)接收到位移传感器(2.1)的信号通电打开,蓄能器(3.7)里高压制动液进入制动管路,给4个车轮制动器加压,产生制动力,使车辆产生更大的制动减速度;与此同时,隔离阀(2.4)同时接收到位移传感器(2.1)的信号通电打开,主缸(2.2)和踏板感觉模拟器(2.5)连通,保证驾驶员踩制动踏板的感觉不会突兀。
3、制动结束:当车辆减速状态满足需求时,松开制动踏板(1),泄压阀(3.2)通电连通,节流阀(3.4)断电断开,制动液通过泄压阀(3.2)泄压。压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀(3.2)断电关闭,此时增压电机(3.5)给蓄能器(3.7)增压,当蓄能器(3.7)内压力达到传感器P2设定值时,增压电机(3.5)停止工作;当制动踏板(1)回归初始位置,隔离阀(2.4)断电关闭,在大力制动器件制动踏板(1)回位过程中,隔离阀(2.4)保持连通状态。这就保证的制动踏板1回位的阻尼感,也是踏板感的一部分。
进行驻车冗余时:
将左后电子驻车制动器和增压模块ECU信号连接,右后电子驻车制动器和ESC信号连接,或者相反亦可。左后轮接收增压模块ECU信号,右后轮接收ESC信号。正常驻车,拉起电子驻车开关或者挂入P档,两路同时工作,两后轮电子驻车制动器同时夹紧,实现驻车。当ESC或者增压模块其一出现故障,两后轮还有一侧可实现驻车功能。以此实现驻车冗余。
进行自动紧急制动功能:
原方案是车头雷达监测到前方障碍物,ESC模块进行增压,此功能需要选用高级别ESC。现在系统增压需求有增压模块承担,当监测到前方有障碍物需要紧急制动时,节流阀3.4通电打开,蓄能器10对4个车轮制动器进行加压,使车辆制动。车辆停止后,节流阀3.4关闭,增压电机3.5监测压力传感器P2对蓄能器3.7进行增压。管路压力大于压力传感器P1设定值,且制动踏板1在原始位置,泄压阀3.2通电连通,对管路进行泄压,压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀3.2断电关闭。
进行增压模块和ESC的防抱死功能相互冗余:
当车辆在高速行驶过程中,ESC突然失效,此时踩下踏板紧急制动,4个轮子制动器建压过程按照上面说的大力制动工况进行建压,当4个轮速传感器有检测到任一车轮抱死时,增压模块ECU控制泄压阀7通电连通,给系统泄压,然后断开,继续制动,直至车辆停止。若增压模块故障,此时踩下踏板紧急制动ESC可以给4个车轮制动器加压,和泄压(ESC本身的功能)使车辆停止。实现冗余功能。提高车辆行驶安全性。两者都不失效的情况下,防抱死功能优先由ESC模块执行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了主缸模块、增压模块、ESC模块等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种分体式电子液压制动系统,其特征在于,包括制动踏板(1),所述制动踏板(1)与主缸模块(2)、增压模块(3)、ESC模块(4)依次相连。
2.根据权利要求1所述的一种分体式电子液压制动系统,其特征在于,所述主缸模块(2)包括依次相连的位移传感器(2.1)、主缸(2.2)、隔离阀(2.4)和踏板感觉模拟器(2.5),所述位移传感器(2.1)与制动踏板(1)相连,所述主缸(2.2)与主缸模块储液壶(2.3)相连。
3.根据权利要求1所述的一种分体式电子液压制动系统,其特征在于,所述增压模块(3)包括依次相连的单向阀(3.1)、节流阀(3.4)和蓄能器(3.7),还包括增压模块储液壶(3.3)、增压电机(3.5)和电子控制单元ECU(3.6)。
4.根据权利要求3所述的一种分体式电子液压制动系统,其特征在于,所述主缸模块储液壶(2.3)依次经过增压模块储液壶(3.3)、泄压阀(3.2)与节流阀(3.4)相连,主缸模块储液壶(2.3)经过增压电机(3.5)与蓄能器(3.7)相连,所述泄压阀(3.2)与节流阀(3.4)相连的同时与压力传感器P1相连,所述增压电机(3.5)与蓄能器(3.7)相连的同时与压力传感器P2相连。
5.根据权利要求3所述的一种分体式电子液压制动系统,其特征在于,所述ESC模块(4)分别与左前轮制动器FL、右前轮制动器FR、左后制动器RL和右后制动器RR相连,ESC模块(4)与单向阀(3.1)相连。
6.一种分体式电子液压制动系统的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.按用户需求进行轻微制动;
b.若轻微制动未满足制动目标,进行大力制动;
c.制动结束;
d.制动结束后进行驻车冗余。
7.据权利要求6所述的一种分体式电子液压制动系统的工作方法,其特征在于,所述步骤1轻微制动具体包括:踩下制动踏板(1),通过推杆推动制动主缸(2.2)里的活塞前进,隔离阀(2.4)、泄压阀(3.2)、节流阀(3.4)均为常闭阀,主缸(2.2)产生的制动液压,通过单向阀(3.1)、和ESC模块(4)传递到4个车轮制动器,使四个车轮产生制动力;此时如果制动结束,松开制动踏板(1),泄压阀(3.2)接收到位移传感器(2.1)信号,泄压阀(3.2)通电连通,制动液通过泄压阀(3.2)泄压,压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀(3.2)断电关闭。
8.据权利要求6所述的一种分体式电子液压制动系统的工作方法,其特征在于,所述步骤2大力制动具体包括:踩下制动踏板(1),产生轻微制动工况的制动效果,此时还不能满足的制动目标,继续踩制动踏板(1),此时节流阀(3.4)接收到位移传感器(2.1)的信号通电打开,蓄能器(3.7)里高压制动液进入制动管路,给4个车轮制动器加压,产生制动力,使车辆产生更大的制动减速度;与此同时,隔离阀(2.4)同时接收到位移传感器(2.1)的信号通电打开,主缸(2.2)和踏板感觉模拟器(2.5)连通。
9.据权利要求6所述的一种分体式电子液压制动系统的工作方法,其特征在于,所述步骤3制动结束的具体步骤包括:当车辆减速状态满足需求时,松开制动踏板(1),泄压阀(3.2)通电连通,节流阀(3.4)断电断开,制动液通过泄压阀(3.2)泄压。压力传感器P1对泄压结果进行监控,当压力小于设定值,泄压阀(3.2)断电关闭,此时增压电机(3.5)给蓄能器(3.7)增压,当蓄能器(3.7)内压力达到传感器P2设定值时,增压电机(3.5)停止工作;当制动踏板(1)回归初始位置,隔离阀(2.4)断电关闭,在大力制动器件制动踏板(1)回位过程中,隔离阀(2.4)保持连通状态。
10.据权利要求6所述的一种分体式电子液压制动系统的工作方法,其特征在于,所述步骤4驻车冗余具体包括:将左后驻车制动器RL和增压模块(3)中的ECU(3.6)信号连接,右后驻车制动器RR和ESC模块(4)信号连接,左后轮接收增压模块(3)中的ECU(3.6)信号,右后轮接收ESC模块(4)信号,正常驻车,拉起电子驻车开关或者挂入P档,两路同时工作,两后轮电子驻车制动器同时夹紧,实现驻车;若ESC模块(4)或者增压模块(3)其一出现故障,两后轮还有一侧实现驻车功能,实现驻车冗余。
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