CN114537355A - 一种分体布置的大型车辆电子制动助力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型车辆电子制动助力系统，涉及汽车制动系统领域，包括外部制动主缸、内部主缸、安装在外部制动主缸上的制动踏板、油壶和二套制动系统，二套制动系统分别控制车辆的一边制动器，形成制动冗余；每套制动系统包括踏板模拟器、若干控制阀、电动助力系统、若干传感器、若干管路及若干出油口；电动助力系统提供电动助力，踏板模拟器提供踏板感，外部制动主缸提供失效助力，油壶为外部制动主缸和内部主缸提供制动液；控制阀控制系统各个部分的运行，传感器监控系统各个部分的状态；出油口设置在汽车的制动卡钳上。本发明将电子制动助力器与车身稳定系统集成在一起，具有冗余制动，实现在大型车辆上适配了电子助力制动。

Description

一种分体布置的大型车辆电子制动助力系统
技术领域
本发明涉及汽车制动系统的领域，具体涉及一种分体布置的大型车辆电子制动助力系统。
背景技术
现有的电子制动助力方案(包括博世IPB方案、大陆MK C1方案等不同方案)大多适配小型乘用车等车辆，对于大型大吨位车辆的适配支持很少。另外，博世和大陆的方案需要外接其他部件来实现制动冗余功能，导致系统复杂度增大，不利于实际使用和生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种分体布置的大型车辆电子制动助力系统，能够适应大型车辆的实际使用工况。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种分体布置的大型车辆电子制动助力系统，包括外部制动主缸、安装在外部制动主缸上的制动踏板、油壶A、油壶B和二套制动系统，二套制动系统包括第一制动系统和第二制动系统，二者分别控制车辆的一边制动器，从而形成制动冗余；每套制动系统均包括踏板模拟器、若干控制阀、电动助力系统、若干传感器、若干管路及若干出油口，第一制动系统还包括内部主缸A，内部主缸A的输入端与外部制动主缸的一个输出端连接，内部主缸A的输出端连接在对应的出油口上；第二制动系统还包括内部主缸B，内部主缸B的输入端与外部制动主缸的另一个输出端连接，内部主缸B的输出端连接在对应的出油口上；所述电动助力系统用于提供电动助力，所述踏板模拟器用于提供踏板感，外部制动主缸用于提供失效助力，所述油壶A和油壶B均为制动液储存的载体，油壶B为外部制动主缸提供制动液，油壶A分别为内部主缸A和内部主缸B提供制动液，所述控制阀控制系统各个部分的运行，控制阀受到汽车控制器的信号控制，所述传感器监控系统各个部分的状态，并将数据反馈给控制器，作为系统执行依据；所述出油口设置在汽车的制动卡钳上，用于输出制动液。
作为进一步的技术方案，所述外部制动主缸内滑动设置第一活塞和第二活塞，制动踏板连接带动第一活塞，第一活塞通过弹簧连接带动第二活塞，第一活塞与第二活塞之间形成第一腔体，第二活塞与外部制动主缸缸壁之间形成第二腔体。
作为进一步的技术方案，所述第二腔体通过管路连接内部主缸A，用于向内部主缸A输入制动液，内部主缸A上连接有行程传感器A，行程传感器A用于检测内部主缸活塞A的行程，从而获取制动踏板的位移信号，内部主缸活塞A与内部主缸A的缸壁之间形成内部主缸腔体A；第一腔体通过管路连接内部主缸B，用于向内部主缸B输入制动液，内部主缸B上连接有行程传感器B，行程传感器B用于检测内部主缸活塞B的行程，从而获取制动踏板的位移信号，内部主缸活塞B与内部主缸B的缸壁之间形成内部主缸腔体B；行程传感器A与行程传感器B之间的信号互为冗余。
作为进一步的技术方案，所述内部主缸腔体A通过管路连接至出油口A，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器A和液压传感器B，液压传感器B用于监控内部主缸A输出的液压；内部主缸腔体B通过管路连接至出油口B，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器B和液压传感器D，液压传感器D用于监控内部主缸B输出的液压。
作为进一步的技术方案，所述内部主缸腔体A与出油口A之间的管路上还依次连接有常开控制阀A和常开控制阀C，常开控制阀A用于控制出油口A的开闭；踏板模拟器A所在支路上还连接有常闭控制阀G，常闭控制阀G用于控制制动液进入踏板模拟器A，从而形成踏板感；所述内部主缸腔体B与出油口D之间的管路上还依次连接有常开控制阀F和常开控制阀E，常开控制阀F用于控制出油口D的开闭；踏板模拟器B所在支路上还连接有常闭控制阀H，常闭控制阀H用于控制制动液进入踏板模拟器B，从而形成踏板感；踏板模拟器A和踏板模拟器B相互配合提供多级踏板感。
作为进一步的技术方案，助力主缸A的输入端通过单向阀A连接油壶A，助力主缸A的输出端通过管路连接至出油口B，在该管路上依次连接有常闭控制阀A和常开控制阀B，常闭控制阀A用于控制出油口B的开闭，常闭控制阀A和常开控制阀B之间的管路通过支路连接在常开控制阀A和常开控制阀C之间的管路上；助力主缸B的输入端通过单向阀B连接油壶A，助力主缸B的输出端通过管路连接至出油口C，在该管路上依次连接有常闭控制阀F和常开控制阀D，常闭控制阀F用于控制出油口C的开闭，常闭控制阀F和常开控制阀D之间的管路通过支路连接在常开控制阀F和常开控制阀E之间的管路上。
作为进一步的技术方案，常闭控制阀C的一端连接在出油口A上，另一端与油壶A连接，用于降低出油口A处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A内；常闭控制阀B的一端连接在出油口B上，另一端与油壶A连接，用于降低出油口B处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A内；常闭控制阀D的一端连接在出油口C上，另一端与油壶A连接，用于降低出油口C处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A内；常闭控制阀E的一端连接在出油口D上，另一端与油壶A连接，用于降低出油口D处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A内。
作为进一步的技术方案，所述助力主缸A由连接在电机A上的丝杆A驱动，助力主缸A与电机A组成一侧的电动助力系统，助力主缸A的输出端与常闭控制阀A之间的管路上设有液压传感器A，用于监测该侧系统的内部液压；所述助力主缸B由连接在电机B上的丝杆B驱动，助力主缸B与电机B组成另一侧的电动助力系统，助力主缸B的输出端与常闭控制阀F之间的管路上设有液压传感器C，用于监测该侧系统的内部液压。
作为进一步的技术方案，所述外部制动主缸提供的失效助力在常闭控制阀G、常闭控制阀H、常闭控制阀A和常闭控制阀F关闭，且常开控制阀A、常开控制阀F打开的状态下，制动踏板通过外部制动主缸建立液压，使第一腔体内的制动液输入至内部主缸B，并通过管路传递到出油口D，第二腔体内的制动液输入至内部主缸A，并通过管路传递到出油口A。
作为进一步的技术方案，所述常开控制阀B、常开控制阀C、常开控制阀D和常开控制阀E四者均带有单向阀。
本发明的有益效果为：
1、设置电动助力系统，能够实现车辆的电动助力制动；
2、集成ESC功能，将车辆底盘液压控制系统进行了整合；
3、通过踏板模拟器来实现制动过程中脚感保持一致；
4、设置二套制动系统，具有制动冗余功能；
5、采用分体布置，可以有效利用车辆空间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为外部制动主缸的结构示意图。
附图标记说明：外部制动主缸1、内部主缸A101、内部主缸B102、第一活塞103、第一腔体104、第二活塞105、第二腔体106、内部主缸活塞A107、内部主缸腔体A108、内部主缸活塞B109、内部主缸腔体B110、制动踏板111、油壶A2、油壶B3、踏板模拟器A301、踏板模拟器B302、常闭控制阀A401、常开控制阀A402、常开控制阀B403、常开控制阀C404、常闭控制阀B405、常闭控制阀C406、常闭控制阀D407、常闭控制阀E408、常开控制阀D409、常开控制阀E410、常闭控制阀F411、常开控制阀F412、单向阀A501、单向阀B502、常闭控制阀G503、常闭控制阀H504、助力主缸A601、助力主缸B602、电机A701、电机B702、丝杆A703、丝杆B704、行程传感器A801、行程传感器B802、液压传感器A803、液压传感器B804、液压传感器C805、液压传感器D806、出油口A901、出油口B902、出油口C903、出油口D904。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1、2所示，这种分体布置的大型车辆电子制动助力系统，包括外部制动主缸1、安装在外部制动主缸1上的制动踏板111、油壶A2、油壶B3和二套制动系统，二套制动系统包括第一制动系统和第二制动系统，二者分别控制车辆的一边制动器，从而形成制动冗余；每套制动系统均包括踏板模拟器、若干控制阀、电动助力系统、若干传感器、若干管路及若干出油口，第一制动系统还包括内部主缸A101，内部主缸A101的输入端与外部制动主缸1的一个输出端连接，内部主缸A101的输出端连接在对应的出油口上；第二制动系统还包括内部主缸B102，内部主缸B102的输入端与外部制动主缸1的另一个输出端连接，内部主缸B102的输出端连接在对应的出油口上；所述电动助力系统用于提供电动助力，所述踏板模拟器用于提供踏板感，外部制动主缸1用于提供失效助力，所述油壶A2和油壶B3均为制动液储存的载体，油壶B3为外部制动主缸1提供制动液，油壶A2分别为内部主缸A101和内部主缸B102提供制动液，所述控制阀控制系统各个部分的运行，控制阀受到汽车控制器的信号控制，所述传感器监控系统各个部分的状态，并将数据反馈给控制器，作为系统执行依据；所述出油口设置在汽车的制动卡钳上，用于输出制动液。
进一步的，参考附图2，所述外部制动主缸1内滑动设置第一活塞103和第二活塞105，制动踏板111连接带动第一活塞103，第一活塞103通过弹簧连接带动第二活塞105，第一活塞103与第二活塞105之间形成第一腔体104，第二活塞105与外部制动主缸1缸壁之间形成第二腔体106。
如图1所示，所述第二腔体106通过管路连接内部主缸A101，用于向内部主缸A101输入制动液，内部主缸A101上连接有行程传感器A801，行程传感器A801用于检测内部主缸活塞A107的行程，从而获取制动踏板111的位移信号，内部主缸活塞A107与内部主缸A101的缸壁之间形成内部主缸腔体A108；第一腔体104通过管路连接内部主缸B102，用于向内部主缸B102输入制动液，内部主缸B102上连接有行程传感器B802，行程传感器B802用于检测内部主缸活塞B109的行程，从而获取制动踏板111的位移信号，内部主缸活塞B109与内部主缸B102的缸壁之间形成内部主缸腔体B110；行程传感器A801与行程传感器B802之间的信号可以互为校核，从而提供冗余保障。两个位移信号反馈给控制器作为系统执行依据。
如图1所示，所述内部主缸腔体A108通过管路连接至出油口A901，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器A301和液压传感器B804，液压传感器B804用于监控内部主缸A101输出的液压；内部主缸腔体B110通过管路连接至出油口B904，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器B302和液压传感器D806，液压传感器D806用于监控内部主缸B102输出的液压。液压传感器D806和液压传感器B804分别与汽车控制器电连接，将数据提供给控制器做判断。
如图1所示，所述内部主缸腔体A108与出油口A901之间的管路上还依次连接有常开控制阀A402和常开控制阀C404，常开控制阀A402用于控制出油口A901的开闭。踏板模拟器A301所在支路上还连接有常闭控制阀G503，常闭控制阀G503用于控制制动液进入踏板模拟器A301，从而形成踏板感。所述内部主缸腔体B110与出油口D904之间的管路上还依次连接有常开控制阀F412和常开控制阀E410，常开控制阀F412用于控制出油口D904的开闭；踏板模拟器B302所在支路上还连接有常闭控制阀H504，常闭控制阀H504用于控制制动液进入踏板模拟器B302，从而形成踏板感。踏板模拟器A301和踏板模拟器B302可以提供相同或者不同的踏板感，二者相互配合则能提供多级踏板感。
如图1所示，助力主缸A601的输入端通过单向阀A501连接油壶A2，助力主缸A601的输出端通过管路连接至出油口B902，在该管路上依次连接有常闭控制阀A401和常开控制阀B403，常闭控制阀A401用于控制出油口B902的开闭，常闭控制阀A401和常开控制阀B403之间的管路通过支路连接在常开控制阀A402和常开控制阀C404之间的管路上。助力主缸A601由连接在电机A701上的丝杆A703驱动，助力主缸A601与电机A701组成一侧的电动助力系统，助力主缸A601的输出端与常闭控制阀A401之间的管路上设有液压传感器A803，用于监测该侧系统的内部液压，并将数据提供给控制器做判断。助力主缸B602的输入端通过单向阀B502连接油壶A2，助力主缸B602的输出端通过管路连接至出油口C903，在该管路上依次连接有常闭控制阀F411和常开控制阀D409，常闭控制阀F411用于控制出油口C903的开闭，常闭控制阀F411和常开控制阀D409之间的管路通过支路连接在常开控制阀F412和常开控制阀E410之间的管路上。助力主缸B602由连接在电机B702上的丝杆B704驱动，助力主缸B602与电机B702组成另一侧的电动助力系统，助力主缸B602的输出端与常闭控制阀F411之间的管路上设有液压传感器C805，用于监测该侧系统的内部液压，并将数据提供给控制器做判断。
如图1所示，电动助力液压由助力主缸A601和助力主缸B602通过常闭控制阀A401、常闭控制阀F411分配给常开控制阀B403、常开控制阀C404、常开控制阀D409、常开控制阀E410然后再作用到对应的出油口(即汽车制动卡钳)上。此外，常闭控制阀B405、常闭控制阀C406、常闭控制阀D407和常闭控制阀E408均采用一端连接在油壶A2上，另一端连接对应出油口的形式，因此上述四者可以在有需要的时候将卡钳液压降低，使多余的制动液通过管路回流到油壶A2内。
如图1所示，所述外部制动主缸1提供的失效助力在常闭控制阀G503、常闭控制阀H504、常闭控制阀A401和常闭控制阀F411关闭，且常开控制阀A402、常开控制阀F412打开的状态下，制动踏板111通过外部制动主缸1建立液压，使第一腔体104内的制动液输入至内部主缸B102，并通过管路传递到出油口D904，同时第二腔体106内的制动液输入至内部主缸A101，并通过管路传递到出油口A901。
进一步的，所述常开控制阀B403、常开控制阀C404、常开控制阀D409和常开控制阀E410四者均带有单向阀。
本发明的工作过程：本发明设有二套制动系统，二者之间互为冗余。每套制动系统各自带有电动助力系统、踏板模拟器和失效助力。助力主缸和电机组成电动助力系统，提供电动助力。二个踏板模拟器可以提供相同或者不同的踏板感，相互配合则能提供多级踏板感。外部制动主缸则分别为二套制动系统提供失效助力。总的来说，本发明将电子制动助力器与车身稳定系统集成在一起，具有冗余制动，实现在大型车辆上适配了电子助力制动。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：包括外部制动主缸(1)、安装在外部制动主缸(1)上的制动踏板(111)、油壶A(2)、油壶B(3)和二套制动系统，二套制动系统包括第一制动系统和第二制动系统，二者分别控制车辆的一边制动器，从而形成制动冗余；每套制动系统均包括踏板模拟器、若干控制阀、电动助力系统、若干传感器、若干管路及若干出油口，第一制动系统还包括内部主缸A(101)，内部主缸A(101)的输入端与外部制动主缸(1)的一个输出端连接，内部主缸A(101)的输出端连接在对应的出油口上；第二制动系统还包括内部主缸B(102)，内部主缸B(102)的输入端与外部制动主缸(1)的另一个输出端连接，内部主缸B(102)的输出端连接在对应的出油口上；所述电动助力系统用于提供电动助力，所述踏板模拟器用于提供踏板感，外部制动主缸(1)用于提供失效助力，所述油壶A(2)和油壶B(3)均为制动液储存的载体，油壶B(3)为外部制动主缸(1)提供制动液，油壶A(2)分别为内部主缸A(101)和内部主缸B(102)提供制动液，所述控制阀控制系统各个部分的运行，控制阀受到汽车控制器的信号控制，所述传感器监控系统各个部分的状态，并将数据反馈给控制器，作为系统执行依据；所述出油口设置在汽车的制动卡钳上，用于输出制动液。
2.根据权利要求1所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述外部制动主缸(1)内滑动设置第一活塞(103)和第二活塞(105)，制动踏板(111)连接带动第一活塞(103)，第一活塞(103)通过弹簧连接带动第二活塞(105)，第一活塞(103)与第二活塞(105)之间形成第一腔体(104)，第二活塞(105)与外部制动主缸(1)缸壁之间形成第二腔体(106)。
3.根据权利要求2所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述第二腔体(106)通过管路连接内部主缸A(101)，用于向内部主缸A(101)输入制动液，内部主缸A(101)上连接有行程传感器A(801)，行程传感器A(801)用于检测内部主缸活塞A(107)的行程，从而获取制动踏板(111)的位移信号，内部主缸活塞A(107)与内部主缸A(101)的缸壁之间形成内部主缸腔体A(108)；第一腔体(104)通过管路连接内部主缸B(102)，用于向内部主缸B(102)输入制动液，内部主缸B(102)上连接有行程传感器B(802)，行程传感器B(802)用于检测内部主缸活塞B(109)的行程，从而获取制动踏板(111)的位移信号，内部主缸活塞B(109)与内部主缸B(102)的缸壁之间形成内部主缸腔体B(110)；行程传感器A(801)与行程传感器B(802)之间的信号互为冗余。
4.根据权利要求3所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述内部主缸腔体A(108)通过管路连接至出油口A(901)，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器A(301)和液压传感器B(804)，液压传感器B(804)用于监控内部主缸A(101)输出的液压；内部主缸腔体B(110)通过管路连接至出油口B(904)，该管路上通过二条支路分别连接有踏板模拟器B(302)和液压传感器D(806)，液压传感器D(806)用于监控内部主缸B(102)输出的液压。
5.根据权利要求4所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述内部主缸腔体A(108)与出油口A(901)之间的管路上还依次连接有常开控制阀A(402)和常开控制阀C(404)，常开控制阀A(402)用于控制出油口A(901)的开闭；踏板模拟器A(301)所在支路上还连接有常闭控制阀G(503)，常闭控制阀G(503)用于控制制动液进入踏板模拟器A(301)，从而形成踏板感；所述内部主缸腔体B(110)与出油口D(904)之间的管路上还依次连接有常开控制阀F(412)和常开控制阀E(410)，常开控制阀F(412)用于控制出油口D(904)的开闭；踏板模拟器B(302)所在支路上还连接有常闭控制阀H(504)，常闭控制阀H(504)用于控制制动液进入踏板模拟器B(302)，从而形成踏板感；踏板模拟器A(301)和踏板模拟器B(302)相互配合提供多级踏板感。
6.根据权利要求5所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：助力主缸A(601)的输入端通过单向阀A(501)连接油壶A(2)，助力主缸A(601)的输出端通过管路连接至出油口B(902)，在该管路上依次连接有常闭控制阀A(401)和常开控制阀B(403)，常闭控制阀A(401)用于控制出油口B(902)的开闭，常闭控制阀A(401)和常开控制阀B(403)之间的管路通过支路连接在常开控制阀A(402)和常开控制阀C(404)之间的管路上；助力主缸B(602)的输入端通过单向阀B(502)连接油壶A(2)，助力主缸B(602)的输出端通过管路连接至出油口C(903)，在该管路上依次连接有常闭控制阀F(411)和常开控制阀D(409)，常闭控制阀F(411)用于控制出油口C(903)的开闭，常闭控制阀F(411)和常开控制阀D(409)之间的管路通过支路连接在常开控制阀F(412)和常开控制阀E(410)之间的管路上。
7.根据权利要求6所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：常闭控制阀C(406)的一端连接在出油口A(901)上，另一端与油壶A(2)连接，用于降低出油口A(901)处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A(2)内；常闭控制阀B(405)的一端连接在出油口B(902)上，另一端与油壶A(2)连接，用于降低出油口B(902)处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A(2)内；常闭控制阀D(407)的一端连接在出油口C(903)上，另一端与油壶A(2)连接，用于降低出油口C(903)处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A(2)内；常闭控制阀E(408)的一端连接在出油口D(904)上，另一端与油壶A(2)连接，用于降低出油口D(904)处的液压，使多余的制动液通过管路回流到油壶A(2)内。
8.根据权利要求6所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述助力主缸A(601)由连接在电机A(701)上的丝杆A(703)驱动，助力主缸A(601)与电机A(701)组成一侧的电动助力系统，助力主缸A(601)的输出端与常闭控制阀A(401)之间的管路上设有液压传感器A(803)，用于监测该侧系统的内部液压；所述助力主缸B(602)由连接在电机B(702)上的丝杆B(704)驱动，助力主缸B(602)与电机B(702)组成另一侧的电动助力系统，助力主缸B(602)的输出端与常闭控制阀F(411)之间的管路上设有液压传感器C(805)，用于监测该侧系统的内部液压。
9.根据权利要求6所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述外部制动主缸(1)提供的失效助力在常闭控制阀G(503)、常闭控制阀H(504)、常闭控制阀A(401)和常闭控制阀F(411)关闭，且常开控制阀A(402)、常开控制阀F(412)打开的状态下，制动踏板(111)通过外部制动主缸(1)建立液压，使第一腔体(104)内的制动液输入至内部主缸B(102)，并通过管路传递到出油口D(904)，第二腔体(106)内的制动液输入至内部主缸A(101)，并通过管路传递到出油口A(901)。
10.根据权利要求6所述的分体布置的大型车辆电子制动助力系统，其特征在于：所述常开控制阀B(403)、常开控制阀C(404)、常开控制阀D(409)和常开控制阀E(410)四者均带有单向阀。
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