CN114516317A - 电子液压制动系统及其运行方法和机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子液压制动系统及其运行方法和机动车。该电子液压制动系统包括:制动主缸,其具有至少一个主缸活塞和由主缸活塞限定的至少一个液压腔,所述液压腔经由隔离阀连接到至少一个制动回路;可电控制的压力提供装置,其经由接通阀液压连接到所述至少一个制动回路,以在线控制动运行模式中操纵车轮制动器;经由模拟装置与制动主缸液压连接的模拟装置,其在线控制动运行模式中给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉;以及设置在制动主缸与模拟装置之间的蓄能‑助力回路,其中设置有蓄能器和助力缸,所述助力缸的推杆连接到主缸活塞。该电子液压制动系统能够将驾驶员操纵制动踏板的能量储存起来,并在断电失效情况下对驾驶员制动进行助力。
Description
技术领域
本发明涉及机动车制动领域,更具体地,涉及电子液压制动系统及其运行方法。
背景技术
电子液压制动系统也称作是线控制动系统,其相对于传统的制动系统具有许多优点,因而在如今的机动车中得到广泛应用。在线控制动运行模式下,可电控制的压力提供装置根据踏板行程传感器等检测到的信号产生使车轮制动所需的制动压力。为了给驾驶员提供与传统的制动系统一样的踏板感觉,电子液压制动系统通常设置有踏板感模拟装置。
在线控制动运行模式下,驾驶员踩下制动踏板,推杆推动主缸活塞,将制动主缸中的压力介质压入踏板感模拟装置中,并压缩其中的弹簧和橡胶件,产生回馈力给制动踏板,驾驶员得到传统的液压制动踏板感觉(脚感)。驾驶员踩下制动踏板和压力介质压缩模拟装置这一过程的能量没有被储存起来和进一步利用,而是转化成热能和机械能浪费掉了。
发明内容
本发明是鉴于以上背景而做出的,旨在提供一种能够提高制动过程的能量利用率并增强制动助力作用的电子液压制动系统及其运行方法。
本发明的第一方面提供了一种电子液压制动系统,该电子液压制动系统包括:可借助于制动踏板操纵的制动主缸,所述制动主缸具有至少一个主缸活塞和由所述主缸活塞限定的至少一个液压腔,所述液压腔经由隔离阀连接到至少一个制动回路;可电控制的压力提供装置,所述压力提供装置经由接通阀液压连接到所述至少一个制动回路,以在线控制动运行模式中操纵车轮制动器;经由模拟器阀与所述制动主缸液压连接的模拟装置,所述模拟装置在线控制动运行模式中给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉;以及设置在所述制动主缸与所述模拟装置之间的蓄能-助力回路,所述蓄能-助力回路中设置有蓄能器和助力缸,所述助力缸的推杆连接到制动主缸活塞。
在一个优选实施方式中,所述模拟装置包括模拟器活塞和由所述模拟器活塞分隔开的模拟器腔和弹簧腔,所述模拟器腔经由所述模拟器阀液压连接到所述制动主缸的液压腔,并且还经由朝所述蓄能器的方向打开的止回阀液压连接到所述蓄能器,在所述弹簧腔中设置有预紧的弹性元件,所述模拟器活塞通过所述弹性元件支撑在模拟器壳体上。
在一个优选实施方式中,所述蓄能-助力回路中还设置有位于所述蓄能器和所述助力缸之间的蓄能器阀。
在一个优选实施方式中,所述蓄能器阀是常开的电磁阀。
在一个优选实施方式中,所述隔离阀是常开的电磁阀。
在一个优选实施方式中,所述接通阀是常闭的电磁阀。
在一个优选实施方式中,所述模拟器阀是常闭的电磁阀。
本发明的第二方面提供了一种用于运行如上所述的电子液压制动系统的方法,其中,在线控制动运行模式中,打开所述接通阀并关闭所述隔离阀以通过所述压力提供装置来操纵车轮制动器,打开所述模拟器阀以通过所述模拟装置给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉,并且关闭所述蓄能器阀以使得驾驶员操纵制动踏板所产生的能量被部分地储存在所述蓄能器中。
在一个优选实施方式中,在断电的失效模式下,打开所述隔离阀并关闭所述接通阀和所述模拟器阀,以通过所述制动主缸来操纵车轮制动器,并且打开所述蓄能器阀,以释放所述蓄能器中储存的能量进而通过所述助力缸对驾驶员制动进行助力。
本发明的第三方面提供了一种机动车,该机动车包括根据上述第一方面的电子液压制动系统。
本发明提供的电子液压制动系统及其运行方法能够在线控制动运行模式中将驾驶员操纵制动踏板所产生的能量部分地储存在蓄能器中,并在断电的失效模式下利用储存在蓄能器中的能量并借助于助力缸对驾驶员制动进行助力。因此,提高了制动过程的能量利用率并增强了制动助力作用。
附图说明
图1是传统的电子液压制动系统的示意图。
图2是根据本发明一实施例的电子液压制动系统的示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的具体实施例。
图1是传统的电子液压制动系统的示意图。如图1所示,该电子液压制动系统包括:可借助于制动踏板1经由推杆2操纵的制动主缸3;被分配给制动主缸3的、处于大气压力下的压力介质储备容器4;可电控制的压力提供装置5;与制动主缸3共同作用的模拟装置6;设置在每个车轮处的可液压操纵的车轮制动器7、8、9、10;可电控制的、用于调整各个车轮处的制动压力的压力调制装置,其包括用于每个车轮制动器的常开的进入阀11和常闭的排出阀12;以及未示出的电子控制单元。
在图1所示的示例中,车轮制动器7、8被分配给第一制动回路I,车轮制动器9、10被分配给第二制动回路II。进入阀11和排出阀12成对地通过液压管路连接在一起并且通过管接头液压地连接到相应的车轮制动器。排出阀12的输出接头通过回流管路L0与压力介质储备容器4相连接。第一制动回路I的进入阀11的输入接头通过制动回路供给管路L1相互连接。第二制动回路II的进入阀11的输入接头通过制动回路供给管路L2相互连接。进入阀11分别与朝制动回路供给管路L1、L2的方向打开的止回阀并联。
制动主缸3在主缸壳体中具有两个先后布置的活塞,所述活塞界定两个液压腔C1、C2。液压腔C1、C2通过构造在活塞中的径向孔以及相应的压力平衡管路L3、L4与压力介质储备容器4相连接,其中,可通过活塞在主缸壳体中的相对运动阻断该连接。在第一液压腔C1与压力介质储备容器4之间的压力平衡管路L3中,布置有常开的诊断阀13。液压腔C1、C2中设置有复位弹簧,在制动主缸3未被操纵时,复位弹簧使活塞定位在初始位置中。推杆2将由于踏板操纵引起的制动踏板1的摆动运动与制动主缸第一活塞的平移运动耦合,该活塞的操纵行程由优选地实施成冗余的位移传感器检测。由此,相应的活塞行程信号是制动踏板操作程度的度量。该信号反映了驾驶员的制动意愿。
另一方面,每个液压腔C1、C2借助于相应的液压管路区段L5、L6与制动回路供给管路L1或L2相连接,其中,在液压腔C1或C2与相应的制动回路供给管路L1或L2之间布置有隔离阀14。例如,制动主缸3的第一液压腔C1与第一制动回路I相关联并且连接到制动回路供给管路L1,第二液压腔C2与第二制动回路II相关联并且连接到制动回路供给管路L2。隔离阀14构造成可电操纵的、优选地常开的二位二通阀。通过隔离阀14,在线控制动运行模式下可阻断制动主缸3的液压腔C1或C2与相应的制动回路供给管路L1或L2之间的液压连接。
可电控制的压力提供装置5可包括具有压力腔的缸-活塞组件,其活塞可由电机M通过旋转-平移传动机构驱动而移动。转子位置传感器检测电机M的转子位置。通过活塞对压力腔中的压力介质加压而产生的压力被输入系统压力管路L7中,通过优选地实施成冗余的压力传感器检测该系统压力。系统压力管路L7与两个制动回路供给管路L1、L2相连接,在系统压力管路L7与各制动回路供给管路L1、L2之间分别布置有常闭的接通阀15。在线控制动运行模式下,电子控制单元打开接通阀15,压力介质从压力提供装置5的压力腔到达制动回路供给管路L1、L2并进而到达车轮制动器。压力提供装置5的压力腔还通过连接管路L8与压力介质储备容器4相连接。在连接管路L8中布置有朝压力提供装置5的方向打开的止回阀。因此,在接通阀15关闭时,通过活塞的返回可将压力介质补充吸入压力腔中。
模拟装置6液压地连接到制动主缸3,并且包括模拟器活塞和由模拟器活塞分隔开的模拟器腔和弹簧腔。模拟器腔可借助于液压管路L9与制动主缸3的第一液压腔C1相连接。在弹簧腔中设置有预紧的弹性元件,模拟器活塞通过所述弹性元件支撑在模拟器壳体上。在液压管路L9中设置有常闭的模拟器阀16。与模拟器阀16并联地布置有止回阀,这实现了压力介质与模拟器阀16的切换状态无关且尽可能无障碍地从模拟器腔流回制动主缸的第一液压腔C1。可设想模拟装置6与制动主缸3的其它连接方案。
在线控制动运行模式下,模拟器阀16打开,在有踏板力输入时压力介质从制动主缸3的第一液压腔C1流入模拟装置6的模拟器腔中,从而给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉。这一过程的能量没有被储存起来和进一步利用,而是转化成热能和机械能浪费掉了。考虑到此,本发明提出了一种能够提高能量利用率的新的设计方案。
图2是根据本发明一实施例的电子液压制动系统的示意图。根据该实施例的电子液压制动系统与图1所示的电子液压制动系统的不同之处在于增设了一个蓄能-助力回路。以下将主要说明该蓄能-助力回路,对于与图1中相同部分则不再重复其详细描述。
如图2所示,蓄能-助力回路20连接在制动主缸3与模拟装置6之间,在其中设置有蓄能器21和助力缸22。蓄能器21液压连接到模拟装置6的模拟器腔,在两者之间设有朝蓄能器21的方向打开的止回阀。图中所示的蓄能器是弹簧式蓄能器,但视情况而定也可以使用充气式蓄能器等其它类型的蓄能器。助力缸22的压力腔液压连接到蓄能器21,其推杆则机械连接到制动主缸3的第一活塞。蓄能-助力回路20中还设置有位于蓄能器21和助力缸22之间的蓄能器阀23。该蓄能器阀23可以是常开的电磁阀。
在线控制动运行模式下,电子控制单元打开接通阀15和模拟器阀16,并且关闭隔离阀14和蓄能器阀23。在驾驶员踩下制动踏板1时,电子控制单元基于踏板行程传感器检测到的信号来控制压力提供装置5以产生制动所需的压力。与此同时,推杆2推动制动主缸3的第一活塞,使得制动主缸3的第一液压腔C1中的压力介质被压入模拟装置6的模拟器腔中,并通过模拟器活塞压缩弹簧腔中的弹簧和橡胶件,产生回馈力给制动踏板。随着踏板行程的增加,压力介质进一步推动模拟器活塞,产生更大的回馈力给制动踏板和驾驶员,形成传统的踏板力-位移曲线。由此,通过模拟装置6给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉。
此外,模拟装置6的模拟器腔中的压力介质还经由蓄能-助力回路20的设有止回阀的部段流到蓄能器21中,由此将多余的一部分液压能转换为弹簧或气体的压缩能而储存在蓄能器21中。在此需要注意的是,在设定模拟装置6中的弹簧预紧力时,应考虑到蓄能器21中的弹簧或气体被压缩后也会形成对制动踏板的回馈力。
在诸如断电情况下的失效模式下,接通阀15和模拟器阀16关闭,并且隔离阀14和蓄能器阀23打开。此时通过制动主缸3来建立操纵车轮制动器所需的制动压力。储存在蓄能器21中的能量使得压力介质经由打开的蓄能器阀23流到助力缸22中,并借助于助力缸22的推杆推动制动主缸3的活塞,由此对驾驶员制动进行助力。
可以理解的是,本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施例,本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进。本发明的保护范围仅由所附权利要求书的语言表述的含义及其等同含义所限定。
Claims (10)
1.一种电子液压制动系统,包括:
可借助于制动踏板(1)操纵的制动主缸(3),所述制动主缸具有至少一个主缸活塞和由所述主缸活塞限定的至少一个液压腔,所述液压腔经由隔离阀(14)连接到至少一个制动回路(I、II);
可电控制的压力提供装置(5),所述压力提供装置经由接通阀(15)液压连接到所述至少一个制动回路(I、II),以在线控制动运行模式中操纵车轮制动器,
模拟装置(6),所述模拟装置经由模拟器阀(16)与所述制动主缸(3)液压连接,以在线控制动运行模式中给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉;
其特征在于,所述电子液压制动系统还包括设置在所述制动主缸(3)与所述模拟装置(6)之间的蓄能-助力回路(20),所述蓄能-助力回路中设置有蓄能器(21)和助力缸(22),所述助力缸的推杆连接到主缸活塞。
2.根据权利要求1所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述模拟装置(6)包括模拟器活塞和由所述模拟器活塞分隔开的模拟器腔和弹簧腔,所述模拟器腔经由所述模拟器阀(16)液压连接到所述制动主缸(3)的液压腔,并且还经由朝所述蓄能器(21)的方向打开的止回阀液压连接到所述蓄能器(21),在所述弹簧腔中设置有预紧的弹性元件,所述模拟器活塞通过所述弹性元件支撑在模拟器壳体上。
3.根据权利要求1或2所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述蓄能-助力回路(20)中还设置有位于所述蓄能器(21)和所述助力缸(22)之间的蓄能器阀(23)。
4.根据权利要求3所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述蓄能器阀(23)是常开的电磁阀。
5.根据权利要求1或2所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述隔离阀(14)是常开的电磁阀。
6.根据权利要求1或2所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述接通阀(15)是常闭的电磁阀。
7.根据权利要求1或2所述的电子液压制动系统,其特征在于,
所述模拟器阀(16)是常闭的电磁阀。
8.一种用于运行电子液压制动系统的方法,所述电子液压制动系统包括:
可借助于制动踏板(1)操纵的制动主缸(3),所述制动主缸具有至少一个主缸活塞和由所述主缸活塞限定的至少一个液压腔,所述液压腔经由常开的隔离阀(14)连接到至少一个制动回路(I、II);
可电控制的压力提供装置(5),所述压力提供装置经由常闭的接通阀(15)液压连接到所述至少一个制动回路(I、II);
经由常闭的模拟器阀(16)与所述制动主缸(3)液压连接的模拟装置(6);
设置在所述制动主缸(3)与所述模拟装置(6)之间的蓄能-助力回路(20),所述蓄能-助力回路中设置有蓄能器(21)、助力缸(22)和设置在所述蓄能器(21)与所述助力缸(22)之间常开的蓄能器阀(23),所述蓄能器(21)经由朝所述蓄能器(21)的方向打开的止回阀液压连接到所述模拟装置(6),所述助力缸(22)的推杆连接到主缸活塞,
其中,在线控制动运行模式中,打开所述接通阀(15)并关闭所述隔离阀(14)以通过所述压力提供装置(5)来操纵车轮制动器,打开所述模拟器阀(16)以通过所述模拟装置(6)给驾驶员提供舒适的制动踏板感觉,并且关闭所述蓄能器阀(23)以使得驾驶员操纵制动踏板所产生的能量被部分地储存在所述蓄能器(21)中。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在断电的失效模式下,打开所述隔离阀(14)并关闭所述接通阀(15)和所述模拟器阀(16),以通过所述制动主缸(3)来操纵车轮制动器,并且打开所述蓄能器阀(23),以释放所述蓄能器(21)中储存的能量进而通过所述助力缸(22)对驾驶员制动进行助力。
10.一种机动车,其特征在于具有根据权利要求1至7中任一项所述的电子液压制动系统。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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