CN1436687A

CN1436687A - 汽车的电子控制制动系统

Info

Publication number: CN1436687A
Application number: CN02106625A
Authority: CN
Inventors: 丁炳厚
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-08-20
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: DE60214663D1; JP3978349B2; EP1334892A1; KR100482959B1; US20030146659A1; CN1221424C; KR20030066824A; DE60214663T2; JP2003226233A; EP1334892B1

Abstract

揭示了一种汽车的电子控制制动系统。在该制动系统中，在一条于TCS模式中将压力油从主液压缸引导至油泵入口的吸油油路的一上游位置处安装一第一单向阀，而在一条通过吸油油路将压力油从中压蓄能器引导至油泵入口的供油油路上安装一第二单向阀。该制动系统中的吸油油路和供油油路的阀是以机械方式操作的单向阀。因此，本发明的制动系统控制起来容易而简单，可以顺应近年来液压块紧凑化的趋势，并可以降低制动系统的生产成本。

Description

汽车的电子控制制动系统

技术领域

本发明总的涉及一种汽车的电子控制制动系统，更具体的是涉及一种设计成根据需要来执行ABS模式、TCS模式或ESP模式的电子控制制动系统。

背景技术

传统的汽车制动系统包括一副液压缸和一主液压缸，他们响应于刹车踏板的动作而形成制动油压，并将该油压输送给车轮制动器，从而降低汽车的行驶速度或保持汽车的停车状态。然而，由于路面状况或制动操作过程中油压的变化，具有此类传统制动系统的汽车可能在路面上打滑。

为了克服这一问题，已提出并广泛使用了多种电子控制制动系统，诸如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)以及有效制动控制系统(ABCS)。ABS是电子控制输送给车轮制动器的油压，防止在制动过程中车轮打滑。TCS是设计用来在快速驱动或突然加速过程中防止驱动轮过度打滑。ABCS是按汽车的行驶速度和转向角来控制油压，从而确保在驾驶汽车过程中的行驶稳定性。图1是具有电子稳定程序(ESP)的传统ABCS的液压回路图。

如图1所示，传统的ABCS包括多个电磁阀2a和2b，它们控制压力油向车轮制动器1的流动。ABCS还具有一低压蓄能器3，用于在ABS减压模式中暂时储存从车轮制动器1排出的压力油。油泵4从低压蓄能器3抽吸压力油3并将该压力油输出。从油泵4的入口管路分支出一吸油油路6a并延伸至主液压缸5的入口5a，在该吸油油路6a上安装有一常闭(NC)式电滑阀6。这样，滑阀6选择性地打开或关闭吸油油路6a。一油路7a从油泵4的入口延伸至主液压缸5的压力入口5a，在该油路上安装有一牵引力控制电磁阀7。这样，上述电磁阀7选择性地打开或关闭该油路。ABCS还包括一中压蓄能器8，该蓄能器暂时储存从油泵4提供的压力油。ABCS中包括一电子控制单元(ECU，未图示)，它控制ABCS的电子部分。

在电磁阀2a和2b之中，各第一阀2a均为常开(NO)式阀，它们安装于一相应车轮制动器1之前的一上游位置处的油路上，而各第二阀2b均为常闭(NC)式电磁阀，它们安装于车轮制动器1之后的一下游位置处的该油路上。这两种类型的电磁阀2a和2b在电子控制单元的控制下操作。也就是说，电子控制单元检测汽车的行驶速度，并按检测到的汽车行驶速度控制这两种电磁阀2a和2b。

低压蓄能器3独立设置在ABCS的液压回路中，并同时连接于这两个常闭式电磁阀2b，从而在ABS减压模式中暂时储存从车轮制动器1排出的压力油。

在TCS模式或ESP模式中，中压蓄能器8将压力油输送至油泵4的入口。上述蓄能器8连接于一旁通油路8a，该旁通油路将油泵4所输出的压力油旁通至油泵4的入口侧。在中压蓄能器8之后的一下游位置于该旁通油路8a上安装一附加的常闭式电磁阀9a，它在TCS模式或ESP模式中打开旁通油路8a。在中压蓄能器8之前的一上游位置于旁通油路8a上安装一卸压阀9b。该卸压阀9b在TCS模式或ESP模式中将过高的压力油返回至主液压缸5。

电磁阀2a和2b、油泵4、常闭式电滑阀6、低压蓄能器3以及中压蓄能器8紧凑地设置于一单个的液压块(未图示)中，该液压块由铝制成立方体形。

然而，在传统的ABCS中，大多数阀是电气操作的电磁阀，因而使阀的控制较为困难和复杂。

另外，在正常情况下关闭吸油油路6a、而在TCS模式中打开吸油油路6a的阀是常闭式电滑阀6a，因而除了会增加ABCS的生产成本外，也不太容易实现所需的液压块的紧凑性。

发明内容

因此，本发明正是鉴于现有技术中存在的问题而提出的，本发明的一个目的在于提供一种汽车的电子控制制动系统，其用于在TCS模式中将油从主液压缸引导至油泵入口的吸油油路具有改进的阀结构，从而可实现制动系统所需的紧凑性和降低制动系统的生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种汽车的电子控制制动系统，包括：一设置在一车轮制动器的一上游油路处的常开式电磁阀，它控制压力油从一主液压缸和一油泵的出口向车轮制动器的流动；一设置在车轮制动器的一下游油路处的常闭式电磁阀，它控制从车轮制动器排出的压力油的流动；一将主液压缸连接于油泵一入口的吸油油路；一安装于吸油油路上的一上游位置处的第一单向阀，它在TCS模式中打开而将压力油从主液压缸引导至油泵；一中压蓄能器，它通过一充油油路连接于油泵的出口以便充注以从油泵出口输出的压力油；一从充油油路分支出来的供油油路，它在第一单向阀之后的一下游位置连接于吸油油路，该供油油路在ESP模式中将压力油从中压蓄能器引导至油泵；以及一第二单向阀，它安装于供油油路上以打开或关闭供油油路，同时防止压力油从主液压缸逆向流动到中压蓄能器。

在该制动系统中，在吸油油路上的一下游位置处安装一附加的常闭式电磁阀，它被控制成在正常情况下关闭，而在ESP模式中打开。

附图说明

结合附图阅读下面的详细描述，可以更清楚地理解本发明的上述及其它的目的、特点和优点，附图中：

图1是一种传统的汽车的电子控制制动系统的液压回路图；

图2是本发明主实施例的汽车的电子控制制动系统的液压回路图；

图3是本发明制动系统以ABS减压模式操作的液压回路图；

图4是本发明制动系统以ABS增压模式操作的液压回路图；

图5是本发明制动系统以TCS模式操作的液压回路图；

图6是本发明制动系统以充油模式操作的液压回路图；以及

图7是本发明制动系统以ESP模式操作的液压回路图。

具体实施方式

下面参照附图，从头至尾不同附图中用相同的标号来表示相同或相似的构件。在下面的描述中，本发明应用于一ABCS(有效制动控制系统)，该系统是一种电子控制制动系统，它具有一ESP油路。本发明的制动系统具有两条液压回路：连接于主液压缸12的主口12a的一主液压回路，如图2所示，以及连接于主液压缸12的副口12b的副液压回路。这两条液压回路具有对称的结构，因而应该理解，附图和下面的描述仅表示主液压回路。

如图2所示，本发明主实施例的汽车的电子控制制动系统包括多个电磁阀21和22，它们控制压力油向汽车前、后轮处的车轮制动器10的流动。该制动系统还具有一油泵30，该油泵从车轮制动器10和主液压缸12抽吸压力油并输出该压力油。该制动系统还包括一低压蓄能器32、一设置在油泵30出口处的高压蓄能器33以及一中压蓄能器40，该低压蓄能器暂时储存从车轮制动器10排出的压力油，该高压蓄能器降低从油泵30输出的油的压力脉动，该中压蓄能器充注以从油泵30输出的油并将所储存的油输送至油泵30的入口。该制动系统还包括一电子控制单元(ECU，未图示)，该控制单元控制系统的电子部分。制动系统的上述诸部分紧凑地设置在一液压块(未图示)中。

在电磁阀21和22之中，各第一阀21安装于一相应车轮制动器10之前的一上游位置处的油路上，并使用在正常情况下保持打开的常开(NO)式电磁阀，而各第二阀22安装于该车轮制动器10之后的一下游位置处的该油路上，并使用在正常情况下保持关闭的常闭(NC)式电磁阀。这两种类型的电磁阀21和22在电子控制单元的控制下操作。也就是说，电子控制单元用多个围绕车轮设置的车轮传感器(未图示)来检测汽车的行驶速度，并按检测到的汽车行驶速度来控制这两种电磁阀21和22。在减压模式制动操作过程中，常闭式电磁阀22打开而将从车轮制动器10排出的压力油输送到低压蓄能器32，从而让油暂时储存于蓄能器32中。

油泵30由一电动机31操作，以在ABS增压模式或ABS保压模式中从低压蓄能器32抽吸压力油，并将该油输出到车轮制动器10或主液压缸12。

主液压缸的主口12a通过一主油路50连接于油泵30的出口，在该主油路50上安装有一附加的常开式电磁阀51，用于执行牵引力控制。该常开式电磁阀51在下文中简称为TC电磁阀。TC电磁阀51在正常情况下保持打开，以在由刹车踏板11启动的通常模式制动操作过程中通过主油路50将压力油从主液压缸12输送到车轮制动器10。但是，在牵引力控制模式(TCS模式)中，该TC电磁阀51由电子控制单元关闭，如下文将要描述的。

在油泵30的出口与TC电磁阀51之间的一个位置从主油路50分支出一卸压油路60，该卸压油路连接于主液压缸12的主口12a。在卸压油路60上安装一控制该油路的卸压阀61。在TCS模式中，具有卸压阀61的卸压油路60用来在油泵30所输出的油压升高超过一预定基准水平时将压力油从油泵30送回到主液压缸12。

从主压力50分支出一吸油油路70，将主液压缸12的主口12a连接于油泵30的入口，并将压力油从主液压缸12输送至油泵30的入口。在吸油油路70上安装一第一单向阀70，以使油仅沿一个方向通过油路70流到油泵30的入口。以机械方式操作的第一单向阀71安装在吸油油路70的一上游位置，并且仅在TCS模式中打开，以防止油通过油路70逆向流动。

中压蓄能40充注以从油泵30输出的压力油，并在ESP模式中将所储存的油输送到油泵30的入口。为了完成上述操作，本发明的制动系统还包括一充油油路80，它将压力油从油泵30的出口引导至中压蓄能器40。另外，从充油油路80分支出一供油油路90而连接于吸油油路70，该供油油路由一第二单向阀91打开和关闭。

更详细地描述，充油油路80从一将油泵30出口连接于两个常开式电磁阀21的油路的第一端延伸出来。也就是说，充油油路80的第一端在TC电磁阀51之后的一下游位置从主油路50分支出来。充油油路80的第二端连接于中压蓄能器40。在充油油路80上安装一卸压阀81，用以在中压蓄能器40中的油压超过一预定基准水平(在该实施例中为3巴)时降低该蓄能器40中的油压。

供油油路90的第一端在第一控制阀81之后的一下游位置从充油油路80分支出来，其第二端在常闭式滑阀71之后的一下游位置连接于吸油油路70。第二单向阀91安装在供油油路90上，并以机械方式操作而使压力油仅朝吸油油路70的方向流动。也就是说，第二单向阀91仅在ESP模式中打开而通过供油油路90和吸油油路70将压力油从中压蓄能器40输送到油泵30的入口。

在吸油油路70上于一下游位置安装有一附加的常闭式电磁阀92。该常闭式电磁阀92受ECU控制而在正常情况下关闭，但在TCS模式或ESP模式中打开。

下面将描述本发明的电子控制制动系统的操作效果。

当具有本发明制动系统的汽车在制动操作中于路面上打滑时，ECU控制制动系统响应于车轮传感器的输出信号以减压模式、增压模式或保压模式执行ABS制动操作。该制动系统以上述三种模式的ABS制动操作按以下方式进行：

当压力油响应于刹车踏板11的驱动而从主液压缸12输送至车轮制动器10并使车轮制动时，车轮制动器10内的油压可能高于由路面状况所决定的一个所需的水平。在这种情况下，必须将制动油的压力降低至一合适的水平，因而ECU打开常闭式电磁阀22而执行ABS减压模式。当ABS减压模式启动时，一部分压力油从车轮制动器10排出，如图3中箭头所示，并暂时储存于低压蓄能器32中。这样，车轮10的制动压力便通过上述过程降低至一合适的水平，防止车轮在制动操作中在路面上打滑。

当这种ABS减压模式保持一段预定长的时间时，车轮制动器10的制动压力减小，从而使制动系统的制动效果降低。在这种情况下，ECU执行ABS增压模式，在该模式中，油泵30启动而增加车轮制动器10内的油压。在这种ABS增压模式中，储存于低压蓄能器32中的油受油泵30的泵压而通过高压蓄能器33和打开的常开式电磁阀21输送到车轮制动器10，如图4中箭头所示。这样，便增加车轮制动器10的制动压力。

在制动操作中，制动系统必须执行一ABS保压模式，在该模式中，当制动压力达到一个能够产生最佳制动力的所需水平或需要防止汽车产生共振时，将一所需的车轮制动器10的制动压力保持在一预定水平。也就是说，ABS保压模式维持所需车轮制动器10的制动压力而不让压力产生变化，并关闭与该所需车轮制动器10相应的常开式电磁阀21，从而防止额外的油输送到该车轮制动器10。在这种情况下，从油泵30输出的压力油通过打开的TC电磁阀51而输送至主液压缸12，因而稳定地执行ABS保压模式。

在汽车快速驱动的情况下，本发明制动系统的TCS模式按以下方式执行。

当驾驶员猛踩加速踏板而使汽车在一溜滑路面上快速加速时，汽车可能在路面上打滑。当汽车因其较高速度而在路面上打滑时，车轮传感器可检测到汽车的打滑，并将信号输出给ECU。响应于来自车轮传感器的信号，ECU打开吸油油路70的常闭式电磁阀92，关闭主油路50的TC电磁阀51，并启动油泵30而执行TCS模式。

在这种TCS模式中，主液压缸12的压力油打开第一单向阀71并通过吸油油路70被吸入油泵30的入口，如图5中的箭头所示，而从油泵30的出口输出的压力油通过主油路50和常开式电磁阀21输送到车轮制动器10，从而在车轮制动器10中产生制动压力。因此，当驾驶员猛踩加速踏板而使汽车在溜滑路面上快速加速时，即使驾驶员不踩刹车踏板，本发明的制动系统也可自动地锁住车轮。这样，汽车便可在溜滑路面上稳定而安全地加速。

本发明制动系统的ESP模式按以下方式执行：

当汽车在溜滑路面或弧形道路高速行驶时，汽车可能不受驾驶员控制而在路面上偏转。在这种情况下，本发明的制动系统便执行ESP模式，在该模式中，将合适的制动压力独立地作用于车轮制动器10，使汽车在路面上稳定而安全地行驶。

也就是说，在发动机启动的同时，ECU在关闭TC电磁阀51和常开式电磁阀21并打开吸油油路70的常闭式电磁阀92后启动油泵30。这样，便执行充油模式。

因此，如图6中的箭头所示，主液压缸12的压力油通过吸油油路70输送至油泵30的入口，从油泵30的出口输出的压力油通过充油油路80输送至中压蓄能器40，从而充注于蓄能器40中。当充注于蓄能器40中的油压超过一预定基准水平时，一部分油通过卸压阀81从蓄能器40排到主液压缸12。因此，在发动机启动的同时，在中压蓄能器40中可迅速充注以约3巴的合适压力的油。这种在蓄能器40中充注压力油的充油模式是在发动机启动时进行的，并且因油的泄漏而周期性地进行，因而蓄能器40始终充注以3巴的压力油。

当驾驶员在道路上转弯的时候过度转动方向盘而超过一预定转向角时，同时中压蓄能器40中如上所述充有压力油，汽车会过度转向而相对于转弯方向沿向心方向偏向，或不足转向而相对于转弯方向沿离心方向偏向。这种过度转向或不足转向可能由路面的摩擦状况造成。

当汽车在转弯过程中发生这种过度转向或不足转向时，ECU打开吸油油路70的常闭式电磁阀92，并启动油泵30。因此，如图7中的箭头所示，中压蓄能器40的压力油打开第二单向阀91并通过供油油路90和吸油油路70输送至油泵30的入口。另外，从油泵30的出口输出的压力油输送到车轮制动器10而对制动器10提供制动压力。

当汽车发生过度转向时，中压蓄能器40的压力油输送至相对于转弯方向而位于外侧的车轮制动器10，从而对所述的外侧制动器10形成制动压力。当汽车发生不足转向时，蓄能器40的压力油输送至相对于转弯方向而位于内侧的车轮制动器10，从而对所述的内侧车轮制动器10形成制动压力。因此，本发明的制动系统使汽车按照驾驶员所执行的转向动作在道路上稳定而安全地转弯。

在该ESP模式中，由于中压蓄能器40的压力油直接输送至油泵30的入口，因而可以更迅速地将制动压力提供给车轮制动器10。

如上所述，本发明提供了一种汽车的电子控制制动系统。在该制动系统中，在一条于TCS模式中将压力油从主液压缸引导至油泵入口的吸油油路的一上游位置处安装一第一单向阀，在一条通过吸油油路将压力油从中压蓄能器引导至油泵入口的供油油路上安装一第二单向阀。也就是说，该制动系统中的吸油油路和供油油路的阀是以机械方式操作的单向阀。因此，本发明的制动系统控制起来容易而简单，可以顺应近年来液压块紧凑化的趋势，并可以降低制动系统的生产成本。

虽然以上为了说明的目的而描述了本发明的一个优选的实施例，但本技术领域的技术人员能够理解，可以对其进行各种不同的改型、添加和替换，而不脱离如所附权利要求所揭示的本发明的范围和精神。

Claims

1.一种汽车的电子控制制动系统，包括：

一设置在一车轮制动器的一上游油路处的常开(NO)式电磁阀，它控制压力油从一主液压缸和一油泵的出口向所述车轮制动器的流动；

一设置在所述车轮制动器的一下游油路处的常闭(NC)式电磁阀，它控制从所述车轮制动器排出的压力油的流动；

一将所述主液压缸连接于所述油泵一入口的吸油油路；

一安装于所述吸油油路上的一上游位置处的第一单向阀，它在牵引力控制系统(TCS)模式中打开而将压力油从主液压缸引导至油泵；

一中压蓄能器，它通过一充油油路连接于所述油泵的出口以便充注以从油泵出口输出的压力油；

一从充油油路分支出来的供油油路，它在第一单向阀之后的一下游位置连接于吸油油路，所述供油油路在电子稳定程序(ESP)模式中将压力油从中压蓄能器引导至油泵；以及

一第二单向阀，它安装于所述供油油路上以打开或关闭供油油路，同时防止压力油从主液压缸逆向流动到中压蓄能器。

2.如权利要求1所述的电子控制制动系统，其特征在于，在吸油油路上的一下游位置处安装一附加的常闭式电磁阀，它被控制成在正常情况下关闭，而在电子稳定程序模式中打开。