CN112706731A - 制动系统及制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了制动系统及制动方法，属于压力控制领域。该系统包括制动触发装置和制动模块，制动触发装置包括踏板机构，与踏板机构连接的压力输出装置，以及与压力输出装置连通的供油器；制动模块与压力输出装置连通并将其输出的压力分配给车轮制动器。制动模块包括至少两个可为车轮制动器减压的回油油路，每一回油油路的两端分别与车轮制动器和供油器连通，每个回油油路至少与一个车轮制动器连通，各个回油油路之间解耦配合。两个回油油路同步减压时没有压力波动干扰和减压滞后，解决了四个制动器的回油模块使用同一回油油路，在两个回路同步减压时存在的两个回路之间压力波动干扰和减压滞后问题。

Description

制动系统及制动方法

技术领域

本发明属于压力控制领域，具体是制动系统及制动方法。

背景技术

现有制动系统主要有两种，一种是如图1所示的IPB液压回路，另一种是如图2所示的MKC-1液压回路。

一方面，现有的制动系统采用的都是四个制动器的进液端使用X型回路实现防抱死制动，但是四个制动器的回油模块使用的是同一油路，在两个回路同步减压时存在两个回路之间压力波动干扰和减压滞后的问题。

另一方面，现有的制动系统踏板感觉模拟器后端直接接入油壶，模拟器的碟簧侵入在制动液中，蝶簧压缩和释放时磨损产生的金属粉末会混入污染制动液造成制动液失效，进而造成系统失效。

发明内容

发明目的：提供制动系统及制动方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：制动系统，包括：

制动触发装置,包括压力输出装置，与压力输出装置连接并控制其压力输出量的踏板机构，以及与压力输出装置连通并为其提供油液的供油器。

制动模块，与所述压力输出装置连通并将其输出的压力分配给车轮制动器。

所述制动模块包括用于为车轮制动器减压的回油油路，所述回油油路的分别与车轮制动器和供油器连通，所述回油油路至少与一个车轮制动器连通，并且各个回油油路之间解耦工作。

在进一步的实施例中，所述制动模块还包括至少两个建压油路，所述建压油路分别与压力输出装置和车轮制动器连通，用于将压力输出装置输出的压力分配给车轮制动器。

在进一步的实施例中，所述建压油路包括压力输出控制单元和增压控制单元；

压力输出控制单元与压力输出装置连通，用于将压力输出装置输出的压力分配给车轮制动器；所述增压控制单元分别连通压力输出控制单元和车轮制动器，用于为车轮制动器增压，通过将实际增压时使用的四个增压控制单元定义为线性控制阀，由于增压控制单元是与车轮制动器直接连接的控制单元，能够保证线性控制的有效性，而且增压控制单元属于支线油路所需控制电流较少，所以本方案既保证了线性控制时质量要求也较多的降低了电磁阀驱动电路成本。

在进一步的实施例中，所述回油油路包括用于为车轮制动器减压的泄压控制单元，所述泄压控制单元分别连通车轮制动器和供油器。

在进一步的实施例中，所述制动模块还包括：

伺服压力单元，其吸油口与回油油路连通；以及，

伺服压力控制单元，分别与所述伺服压力单元和所述增压控制单元连通，用于将伺服压力单元输出的压力分配给车轮制动器。

在进一步的实施例中，所述伺服压力单元包括缸体、用于密封缸体的密封件，以及设置在缸体上的吸油口和排油口；所述排油口设置在密封件的后端，吸油口设置在密封件的前端，通过使用吸油口和排油口分开的伺服压力单元，以及使用缸体密封结构能够对缸体加工工艺和皮碗材料耐磨性要求一般的情况下使伺服缸获得满足系统2200000次寿命的需求，极大的降低了制造工艺难度和制造成本，通过伺服压力控制单元与压力输出控制单元的配合能够分配两个压力源输出的压力，保证油路压力，实现解耦制动、以及防抱死等功能。

在进一步的实施例中，所述制动模块还包括与压力输出装置连通的、用于向压力输出装置和踏板机构反馈踏板感的主缸模拟器油路；

所述主缸模拟器油路包括：

阻力分配单元，与压力输出装置连通；以及，

阻力模拟器，与所述阻力分配单元连通，用于对压力输出装置和踏板机构提供阻力。

在需要阻力模拟器模拟踏板机构感时压力输出控制单元处于断路工位，阻力分配单元处于通路工位，压力输出装置内的油液进入阻力模拟器内，阻力模拟器对油液施加预定压力实现踏板机构感的反馈，伺服压力控制单元处于通路工位，通过伺服压力单元为车轮制动器建压实现解耦制动、以及防抱死等功能。

在进一步的实施例中，所述阻力模拟器包括：

缸体，包括输入口和输出口，所述输入口与所述阻力分配单元连通；

活塞和偏压力件，设于所述缸体中，所述活塞阻隔液压油，所述偏压力件对所述活塞提供使其复位的偏压力；

以及泄压膜，覆盖于所述输出口，所述泄压膜被设置为对外排出所述缸体中的压力。

在进一步的实施例中，所述泄压膜为防水透气膜，所述防水透气膜包括保护层和透气膜层，所述保护层设置在所述透气膜层的两侧。

基于制动系统的制动方法包括：

S1. 当使用压力输出装置进行制动时，压力输出控制单元压力输出装置为制动模块和车轮制动器提供制动压力。

S2. 当使用伺服压力单元进行制动时，压力输出控制单元伺服压力单元为车轮制动器提供压力。

S3.当车轮制动器减压时，车轮制动器的油液分别从互相解耦的回油油路回到供油器，所述回油油路同步执行减压。

有益效果：本发明公开了制动系统及制动方法，通过至少两个回油油路，使每个回油油路至少与一个车轮制动器连通，能够在执行减压时分开两路回油油路回供油器，两个回油油路同步减压时没有压力波动干扰和减压滞后，解决了四个制动器的回油模块使用同一回油油路，在两个回路同步减压时存在的两个回路之间压力波动干扰和减压滞后问题。

附图说明

图1是现有IPB液压回路方案示意图。

图2是现有MKC-1液压回路方案示意图。

图3是本发明的液压系统原理示意图。

图1至图3所示附图标记为：踏板机构1、压力输出装置2、供油器3、右前轮车轮制动器401、左后轮车轮制动器402、左前轮车轮制动器403、右后轮车轮制动器404、压力输出控制单元501、增压控制单元502、泄压控制单元601、伺服压力单元701、伺服压力控制单元702、阻力分配单元801、阻力模拟器802、压力传感器900、系统自检阀901。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如图3所示，是本发明实施方式的制动系统包括踏板机构1、压力输出装置2、供油器3、右前轮车轮制动器401、左后轮车轮制动器402、左前轮车轮制动器403、右后轮车轮制动器404、压力输出控制单元501、增压控制单元502、泄压控制单元601、伺服压力单元701、伺服压力控制单元702、阻力分配单元801、阻力模拟器802、压力传感器900和系统自检阀901。。

踏板机构1、压力输出装置2和供油器3组成制动触发装置，压力输出装置2与踏板机构1连接，供油器3与压力输出装置2连通，踏板机构1用于控制压力输出装置2的压力输出量，供油器3为压力输出装置2提供油液。

压力输出装置2是主缸，用于为制动模块提供制动压力。

制动触发装置还包括系统自检阀901。和单向阀，安装在压力输出装置2与供油器3之间，如图3所示，系统自检阀901。与供油器3出液端的单向阀并联配合。

制动触发装置还包括一个双备份输出踏板位移传感器用于使用踏板控制压力输出装置2和伺服压力单元701的压力输出量，以及用于控制阻力模拟器802对油液施加的阻力。

电机位置传感器，用于检测伺服压力单元701的电机旋转角度。

电机电流传感器，用于检测伺服压力单元701的电机电流强度。

以及两个双备份输出的压力传感器900，压力传感器900是用来监测伺服压力单元701和压力输出装置2中的压力，作为系统控制的输入信号。

制动模块，与压力输出装置2连通并将其输出的压力分配给车轮制动器。

制动模块包括用于为车轮制动器减压的回油油路，回油油路的分别与车轮制动器和供油器3连通，回油油路至少与一个车轮制动器连通，并且各个回油油路之间解耦工作。多个回油油路之间解耦配合，换句话说，任意两个回油油路之间解耦，或者说，任两个回油油路之间独立工作。在图3所示实施例中，是优选技术方案使每个回油油路与两个车轮制动器连通，两个回油油路共用一个供油器3回油口，也可使用至少两个回油口的供油器3，使供油器3的回油口与回油油路相应配合，进一步的防止油压干扰，并且两个回油油路都是X型回路。

另外图3中伺服压力单元701与回油油路有两条油路连接，其中下方带单向阀的油路作用为：在特定工作模式下，伺服压力单元701的活塞从处于前端的预定位置后退，进而将油液从供油器3中吸入压力伺服单元。示意图上的另一条处于上方的连接油路即为伺服压力单元701吸油口连接至供油器3的油路

工作原理：通过至少两个回油油路，使每个回油油路最多与两个车轮制动器连通，能够在执行减压时分开两路回油油路回供油器3，两个回油油路同步减压时没有压力波动干扰和减压滞后，解决了四个制动器的回油模块使用同一回油油路，在两个回路同步减压时存在的两个回路之间压力波动干扰和减压滞后问题。

在进一步的实施例中，现有技术为了实现线性增压保证安全控制与增压，在IPB液压回路中是将所有的电磁阀都设置为线性控制阀，存在生产成本高的问题，在MKC-1液压回路中是将14个电磁阀中两个主缸控制阀和两个压力单元控制阀共4个电磁阀定义为线性控制阀，由于主缸控制阀位于主油路，压力输出装置2输出油液未经过分流就进入主缸控制阀内，所以主缸控制阀和压力单元控制阀属于高预压力阀，线性控制时需要较大电流，存在线圈和电磁阀驱动电路成本增大的问题，另外高预压力阀的线性由于吸力的大部分抵消了预压力还存在线性控制效果较差的问题。

为了解决上述问题，制动模块还包括至少两个建压油路，建压油路分别与压力输出装置2和车轮制动器连通，用于将压力输出装置2输出的压力分配给车轮制动器。

在进一步的实施例中，建压油路包括压力输出控制单元501和增压控制单元502。

压力输出控制单元501与压力输出装置2连通，用于将压力输出装置2输出的压力分配给车轮制动器。增压控制单元502分别连通压力输出控制单元501和车轮制动器，用于为车轮制动器增压，增压控制单元502还可以是线性控制阀。

其中如图3所示每个增压控制单元502还配套并联有至少一个背压阀，在车轮制动器内压力高于建压油路压力时，使车轮制动器向建压油路泄压保证油路压力稳定。

制动模块的输液回路使用X型回路向车轮制动器分配油液，即一个建压油路与右前轮车轮制动器401和左后轮车轮制动器402连通，另一个建压油路与左前轮车轮制动器403和右后轮车轮制动器404连通，通过X型回路实现防抱死功能。

通过将实际增压时使用的四个增压控制单元502定义为线性控制阀，由于增压控制单元502是与车轮制动器直接连接的控制单元，能够保证线性控制的有效性，而且增压控制单元502属于支线油路所需控制电流较少，所以本方案既保证了线性控制时质量要求也较多的降低了电磁阀驱动电路成本。

在进一步的实施例中，回油油路包括用于为车轮制动器减压的泄压控制单元601，泄压控制单元601分别连通车轮制动器和供油器3，泄压控制单元601还可以是线性控制阀。

制动模块的回油油路也使用X型回路向车轮制动器分配油液，即一个回油油路与右前轮车轮制动器401和左后轮车轮制动器402连通，另一个回油油路与左前轮车轮制动器403和右后轮车轮制动器404连通。

通过将泄压控制单元601也定义为线性控制阀，在车轮制动器减压时也能够进行线性控制，进而保证了防抱死功能的质量。

在进一步的实施例中，现有制动模块的伺服压力单元701的吸油口与排油口是同一个，位置在活塞密封圈前端，采用活塞密封形式时，要获得与缸体密封形式相同的2200000次使用寿命时对缸体的加工精度和活塞密封圈耐久性要求高，存在制造工艺难度和制造成本高的问题。

为了解决上述问题，制动模块还包括：伺服压力单元701，其吸油口与回油油路连通；以及伺服压力控制单元702，分别与伺服压力单元701和增压控制单元502连通，用于将伺服压力单元701输出的压力分配给车轮制动器。

吸油口可以用于为伺服压力单元701补液，在伺服压力单元701补液时还能够加快车轮制动器内油液的排出。

伺服压力控制单元702，至少两个伺服压力控制单元702，一端与伺服压力单元701的排油口连通，另一端与增压控制单元502的进油端连通，用于将伺服压力单元701输出的压力分配给车轮制动器。

伺服压力单元701包括缸体、用于密封缸体的密封件，以及设置在缸体上的吸油口和排油口；排油口设置在密封件的后端，吸油口设置在密封件的前端。

伺服压力单元701的基础原理是柱塞泵，有泵体和活塞，密封形式为主副单向皮碗泵体密封，吸油口和排油口分开，吸油口在主副单向皮碗之间，，排油口在主皮碗前端，与两个伺服压力控制单元702相连。

通过使用吸油口和排油口分开的伺服压力单元701，以及使用缸体密封结构能够对缸体加工工艺和皮碗材料耐磨性要求一般的情况下使伺服缸获得满足系统2200000次寿命的需求，极大的降低了制造工艺难度和制造成本，通过伺服压力控制单元702与压力输出控制单元501的配合能够分配两个压力源输出的压力，保证油路压力，实现解耦制动、以及防抱死等功能。

在进一步的实施例中，现有制动系统的踏板机构1感觉模拟器后端接供油器3，模拟器的碟簧侵入在制动液中，蝶簧压缩和释放时磨损产生的金属粉末会混入污染制动液造成制动液失效，进而造成系统失效。

为了解决上述问题，制动模块还包括与压力输出装置2连通的、用于向压力输出装置2和踏板机构1反馈踏板感的主缸模拟器油路。

主缸模拟器油路包括：阻力分配单元801，与压力输出装置2连通；以及阻力模拟器802，与阻力分配单元801连通，用于对压力输出装置2和踏板机构1提供阻力，实现模拟踏板感。

在如图3所示实施例中，可选用后端设有透气膜的阻力模拟器802达到踏板机构1感觉模拟器后端不接供油器3的功能。

阻力模拟器802的基础原理是柱塞泵，密封形式为单向皮碗活塞密封，进油口和出油口是同一回路，布置与单向皮碗前端，通过阻力分配单元801与压力输出装置2的油腔排油口连通。阻力模拟器802的壳体上非液压腔体侧设置有透气膜，允许与外界交换空气，但阻止外部油液/粉尘进入内部。

通过进油口与出油口是同一油路的阻力模拟器802，使阻力模拟器802后端不接供油器3，避免磨损产生的金属粉末混入污染制动液，解决了制动液失效的问题。

在进一步的实施例中，阻力模拟器802包括：

缸体，包括输入口和输出口，输入口与阻力分配单元801连通；

活塞和偏压力件，设于缸体中，活塞阻隔液压油，偏压力件对活塞提供使其复位的偏压力；

以及泄压膜，覆盖于输出口，泄压膜被设置为对外排出缸体中的压力。

在进一步的实施例中，泄压膜为防水透气膜，防水透气膜包括保护层和透气膜层，保护层设置在透气膜层的两侧。

防水透气膜主要有三层构成： PP纺粘无纺布，PE高分子透气膜，PP纺粘无纺布。纺粘无纺布的作用主要是增强拉力和静水压及保护中间层（透气膜），真正透气主要是靠中间层PE高分子透气膜。

基于制动系统的制动方法包括：S1. 当使用压力输出装置2进行制动时，压力输出控制单元501压力输出装置2为制动模块和车轮制动器提供制动压力。

S2. 当使用伺服压力单元701进行制动时，压力输出控制单元501伺服压力单元701为车轮制动器提供压力。

S3.当车轮制动器减压时，车轮制动器的油液分别从互相解耦的回油油路回到供油器3，回油油路同步执行减压。

如图3所示在上述实施例中，压力输出控制单元501、增压控制单元502、泄压控制单元601和伺服压力控制单元702至少是同时具有通路工况和断路工况的二位二通换向阀，也可以是具有通路工况和断路工况基础功能，又具有其他工况和油口的三位三通换向阀或三位四通换向阀等，实现换向功能的控制单元是电磁换向单元，也可以是气动换向单元或液压换向单元。

Claims (10)

1.制动系统，包括：

制动触发装置,包括压力输出装置，与压力输出装置连接并控制其压力输出量的踏板机构，以及与压力输出装置连通并为其提供油液的供油器；

制动模块，与所述压力输出装置连通并将其输出的压力分配给车轮制动器；

其特征在于，

所述制动模块包括用于为车轮制动器减压的回油油路，所述回油油路的分别与车轮制动器和供油器连通，所述回油油路至少与一个车轮制动器连通，并且各个回油油路之间解耦工作。

2.根据权利要求1所述制动系统，其特征在于，

所述制动模块还包括至少两个建压油路，所述建压油路分别与压力输出装置和车轮制动器连通，用于将压力输出装置输出的压力分配给车轮制动器。

3.根据权利要求2所述制动系统，其特征在于，

所述建压油路包括压力输出控制单元和增压控制单元；

压力输出控制单元与压力输出装置连通，用于将压力输出装置输出的压力分配给车轮制动器；所述增压控制单元分别连通压力输出控制单元和车轮制动器，用于为车轮制动器增压。

4.根据权利要求1所述制动系统，其特征在于，

所述回油油路包括用于为车轮制动器减压的泄压控制单元，所述泄压控制单元分别连通车轮制动器和供油器。

5.根据权利要求3所述制动系统，其特征在于，

所述制动模块还包括：

伺服压力单元，其吸油口与回油油路连通；以及，

伺服压力控制单元，分别与所述伺服压力单元和所述增压控制单元连通，用于将伺服压力单元输出的压力分配给车轮制动器。

6.根据权利要求5所述制动系统，其特征在于，

所述伺服压力单元包括缸体、用于密封缸体的密封件，以及设置在缸体上的吸油口和排油口；所述排油口设置在密封件的后端，吸油口设置在密封件的前端。

7.根据权利要求1-5任意一项所述制动系统，其特征在于，所述制动模块还包括与压力输出装置连通的、用于向压力输出装置和踏板机构反馈踏板感的主缸模拟器油路；

所述主缸模拟器油路包括：

阻力分配单元，与压力输出装置连通；以及，

阻力模拟器，与所述阻力分配单元连通，用于对压力输出装置和踏板机构提供阻力。

8.根据权利要求7所述制动系统，其特征在于，所述阻力模拟器包括：

缸体，包括输入口和输出口，所述输入口与所述阻力分配单元连通；

活塞和偏压力件，设于所述缸体中，所述活塞阻隔液压油，所述偏压力件对所述活塞提供使其复位的偏压力；

以及泄压膜，覆盖于所述输出口，所述泄压膜被设置为对外排出所述缸体中的压力。

9.根据权利要求8所述制动系统，其特征在于，所述泄压膜为防水透气膜，所述防水透气膜包括保护层和透气膜层，所述保护层设置在所述透气膜层的两侧。

10.基于制动系统的制动方法，其特征在于，包括：

S1. 当使用压力输出装置进行制动时，压力输出控制单元压力输出装置为制动模块和车轮制动器提供制动压力；

S2. 当使用伺服压力单元进行制动时，压力输出控制单元伺服压力单元为车轮制动器提供压力；

S3.当车轮制动器减压时，车轮制动器的油液分别从互相解耦的回油油路回到供油器，所述回油油路同步执行减压。

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