CN217320329U - 一种制动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制动系统及车辆，涉及车辆制动系统技术领域。一种制动系统，包括液压制动单元和线控制动单元，液压制动单元包括储液装置、制动主缸、制动轮缸和切换装置。制动主缸通过第一进液管路与储液装置连通；制动轮缸通过出液管路与制动主缸连接；切换装置设在出液管路上，切换装置具有第一端口、第二端口和第三端口；第一端口与制动主缸连通，第二端口通过第二进液管路与储液装置连通，第三端口与制动轮缸连通；线控制动单元包括依次设在第二进液管路上的动力装置、蓄能装置和减压装置。本实用新型能够解决现有技术中的结构复杂、零件多，成本高的缺陷，具有液压制动单元和线控制动单元可单独工作，结构简单、成本低的效果。

Description

一种制动系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆制动系统技术领域，具体涉及一种制动系统及车辆。

背景技术

在汽车智能化和电动化发展的大趋势下，车辆制动系统也将朝着电子化、线控化的方向发展，线控制动系统将取代以液压或气压为主的传统制动控制系统，成为未来制动系统的主流。线控制动系统即电子控制制动系统，为了增加系统故障时的冗余度，往往采用电液复合制动的形式，也就是液压式线控制动系统，这也是目前市场上乘用车和商用车的主流技术路线。但为了保证线控制动系统的可靠度，电液复合的线控制动系统需要对汽车底盘做出繁重的改造，整个线控制动系统结构复杂，零件多，成本高，并且，其对执行电机功率的需求较大，特别不适用于小批量生产的线控制动底盘。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的制动系统结构复杂、零件多，成本高的缺陷，从而提供一种制动系统及车辆。

为了解决上述问题，本实用新型一方面提供了一种制动系统，包括液压制动单元和线控制动单元，液压制动单元包括储液装置、制动主缸、制动轮缸和切换装置。其中，制动主缸通过第一进液管路与储液装置连通；制动轮缸通过出液管路与制动主缸连接；切换装置设在出液管路上，切换装置具有第一端口、第二端口和第三端口；第一端口与制动主缸连通，第二端口通过第二进液管路与储液装置连通，第三端口与制动轮缸连通；切换装置适于使第一端口、第二端口中的任一个与第三端口连通；线控制动单元包括依次设在第二进液管路上的动力装置、蓄能装置和减压装置。

可选的，切换装置为梭阀。

可选的，蓄能装置包括蓄能器，第二进液管路上还设有压力传感器，压力传感器设于所述蓄能器的下游。

可选的，减压装置包括比例减压阀，比例减压阀设于第三端口的上游。

可选的，比例减压阀为直动式比例减压阀，比例减压阀具有回油口，回油口与储液装置连通。

可选的，第二进液管路上还设有开关装置，开关装置包括设在蓄能装置和减压装置之间的电磁阀。

可选的，蓄能装置并联有溢流阀，溢流阀的进油口与第二进液管路连通，溢流阀的出油口与第二进液管路连通。

可选的，动力装置包括电机和油泵。

可选的，制动轮缸为四个，其中两个为第一制动组，另两个为第二制动组，切换装置设有两个，分别为第一切换装置和第二切换装置；第一制动组的制动轮缸通过第一制动管路与第一切换装置的第三端口连接，第二制动组的制动轮缸通过第二制动管路与第二切换装置的第三端口连接，第一切换装置的第一端口以及第二切换装置的第一端口分别与制动主缸连接；第一切换装置的第二端口以及第二切换装置的第二端口均与第二进液管路连接；第一制动管路和/或第二制动管路上设有压力传感器。

本实用新型的第二方面提供了一种车辆，包括以上技术方案中任一项所述的制动系统。

本实用新型具有以下优点：

1.利用本实用新型的技术方案，通过切换装置能够在液压制动单元和线控制动单元之间切换，满足有人驾驶模式的踏板制动需求和无人驾驶模式的线控制动需求，可实现两套制动控制单元独立工作；并且，本实用新型提供简易的制动系统，在原车踏板制动的基础上，无需改动原车制动系统的结构，就能够搭建两个制动控制单元，且结构简单，投入成本低。

2.设置蓄能器，能够进行储能备用，可实现连续多次制动或紧急制动，满足连续多次线控制动需求。

3.减压装置采用比例减压阀，能够通过电流的大小准确控制比例减压阀的出口压力的大小，实现对制动压力的精确的线性控制，从而使车辆获得理想的减速度。并且，比例减压阀小电流即可驱动，对电机的功率要求低，易于控制，节省能耗。

4.通过设置压力传感器，能够对制动系统的控制回路中的压力进行准确的反馈，结合比例减压阀的线性控制，使制动系统实现对制动压力的精准的闭环控制，同时实现对制动请求的快速响应，提升线控底盘的安全性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了制动系统的结构示意图；

图2示出了直动式比例减压阀的I-P特性曲线图。

附图标记说明：

1、制动主缸；2、储液装置；3、切换装置；31、第一切换装置；32、第二切换装置；4、压力传感器；5、电机；6、油泵；7、蓄能装置；8、溢流阀；9、开关装置；10、减压装置；11、踏板；12、制动轮缸；a1、第一进液管路；a2、第二进液管路；b1、第一出液管路；b2、第二出液管路；c1、第一制动管路；c2、第二制动管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为了便于介绍本实用新型的技术方案，以下结合附图以及具体的实施例来详细说明，但实施例不应看作是对本实用新型的限制。

实施例1

一种制动系统，参照图1，包括液压制动单元和线控制动单元。液压制动单元可用于有人驾驶模式，通过踏板11制动，线控制动单元可用于无人驾驶模式的线控制动。采用两个制动单元实现两种制动方式，适应两种制动模式，满足更多的制动控制需求，适应车辆智能化发展。

参照图1，液压制动单元包括储液装置2、制动主缸1、制动轮缸12和切换装置3。其中，制动主缸1通过第一进液管路a1与储液装置2连通；制动轮缸12通过出液管路与制动主缸1连接；切换装置3设在出液管路上，切换装置3具有第一端口、第二端口和第三端口；第一端口与制动主缸1连通，第二端口通过第二进液管路a2与储液装置2连通，第三端口与制动轮缸12连通；切换装置3适于使第一端口、第二端口中的任一个与第三端口连通；线控制动单元包括依次设在第二进液管路a2上的动力装置、蓄能装置7和减压装置10。

利用本实用新型的技术方案，通过切换装置3能够在液压制动单元和线控制动单元之间切换，满足有人驾驶模式通过踏板11制动的需求以及无人驾驶模式的线控制动需求，可实现两套制动控制单元独立工作；并且，本实用新型提供简易的线控制动单元，在原车通过踏板11实现的液压制动的基础上，无需改动原车制动系统的结构，就能够搭建，且结构简单，投入成本低。

本实施例中，制动轮缸12为四个，其中两个为第一制动组，另两个为第二制动组，本实施例中，参照图1，两个前轮为第一制动组，两个后轮为第二制动组；切换装置3设有两个，分别为第一切换装置31和第二切换装置32；第一制动组的制动轮缸12通过第一制动管路c1与第一切换装置31的第三端口连接，第二制动组的制动轮缸12通过第二制动管路c2与第二切换装置32的第三端口连接，第一切换装置31的第一端口以及第二切换装置32的第一端口分别与制动主缸1连接，具体的，第一切换装置31的第一端口通过第一出液管路b1与制动主缸1连通，第二切换装置32的第一端口通过第二出液管路b2与制动主缸1连通；第一切换装置31的第二端口以及第二切换装置32的第二端口均与第二进液管路a2连接。也就是，两个前轮由第一制动管路c1控制，实现同步制动，两个后轮由第二制动管路c2控制，实现同步制动。

进一步的，本实施例中，储液装置2采用储液罐，当然，也可以是其他储液容器，比如油壶。储液装置2用于储存制动液，本实施例中，制动液为液压油，储液装置2为整个制动系统中的液压制动单元和线控制动单元提供液压油。

进一步的，本实施例中，切换装置3为梭阀。梭阀具有上述的第一端口、第二端口和第三端口，当第一端口和第三端口连通时，第一进液管路a1和出液管路连通，也就是，此时由踏板11制动，将制动主缸1中的液压油流入制动轮缸12中，实现对车轮的制动；当第二端口和第三端口连通时，第二进液管路a2和出液管路连通，也就是，此时，由线控制动单元制动，液压油由蓄能装置7经减压装置10流入制动轮缸12中，实现对车轮的制动；制动轮缸12中的液压油可通过第三端口朝向第二端口流动，向储液装置2回油。在储液罐中的制动液通过第一进液管路a1或第二进液管路a2分配到第一制动管路c1和第二制动管路c2中，进入制动轮缸12形成制动压力，从而促使制动轮缸12的活塞杆推动摩擦片接合制动盘，最终形成制动力，让车辆减速。无论是液压制动单元还是线控制动单元工作，制动液都能通过第一切换装置31进入两个前轮的制动轮缸12中，对前轮制动，同时，也能通过第二切换装置32进入两个后轮的制动轮缸12中，对后轮制动。

进一步的，第一制动管路c1和/或第二制动管路c2上设有压力传感器4。本实施例中，参照图1，第二制动管路c2上设有压力传感器4。压力传感器4能够采集并准确反馈管路中实时的压力信号，便于制动系统实现精准的闭环压力控制。

进一步的，参照图1，动力装置包括电机5和油泵6。本实施例中，动力装置位于储液装置2的下游，也就是，电机5和油泵6位于储液罐的下游。电机5和油泵6为第二进液管路a2提供液压油的流动动力。本实施例中，油泵6选用柱塞泵。电机5启动，带动柱塞泵工作，能够驱动液压油流动，实现线控制动单元的制动。

进一步的，蓄能装置7包括蓄能器，第二进液管路a2上还设有压力传感器4，本实施例中，压力传感器4设在蓄能器的下游，且靠近蓄能器设置。柱塞泵预先将储液罐中的制动液存储在蓄能器中备用，线控制动过程中，通过控制开关装置9来实现蓄能器中的制动液的释放，实现制动。由于蓄能器具有蓄能作用，可实现连续多次的制动。可以根据合理的容量选型，使得蓄能器在满足连续多次制动的同时能够满足紧急制动的需求。具体的，本实施例中，设定蓄能器中的压力低于8Mpa时，动力装置工作；高于10Mpa时，动力装置不工作。具体的，当压力传感器4监测到蓄能器中的压力小于8Mpa时，电机5启动，带动柱塞泵工作，向蓄能器中存储制动液，建立压力，直到压力传感器4监测到蓄能器中的压力大于10Mpa，电机5停止工作。制动时，假定，每次制动需要消耗1Mpa，则在满足紧急制动的要求下，蓄能器至少能够实现连续七次的制动。

进一步的，减压装置10包括比例减压阀，比例减压阀设在切换装置3的第二端口的上游，也就是，比例减压阀设在第一切换装置31的第三端口的上游，以及第二切换装置32的第三端口的上游。

进一步的，本实施例中，比例减压阀为直动式比例减压阀。直动式比例减压阀是一种通过电流能准确控制出口压力的装置，其I-P特性如图2所示，其中，横坐标表示电流值，单位为mA，纵坐标表示压力请求值，单位为％。根据直动式比例减压阀的I-P特性，可以实现范围在1％～100％的制动请求，当制动力请求量为1％时，制动力最小，减速度最小，当制动力请求量为100％时，制动力最大，减速度最大。通过制动请求量控制电流大小，从而实现制动压力的线性控制，并通过压力传感器4反馈的实时压力，实现精准的闭环控制，最后通过减速度与压力的关系实现减速度的精准闭环控制，从而使车辆达到所需的减速度，提升线控底盘的安全性和舒适性。相比于其他减压装置10，直动式比例减压阀的控制更加简单。比例减压阀具有回油口，回油口与储液装置2连通，在解除制动力时，比例减压阀的下游的管路中的液压油可通过比例减压阀的回油口回流至储液罐中。

可选的，第二进液管路a2上还设有开关装置9，开关装置9包括设在蓄能装置7和减压装置10之间的电磁阀。电磁阀作为开关阀，当电磁阀连通时，第二进液管路a2连通，线控制动单元工作，向制动轮缸12输送制动压力；当电磁阀断开时，第二进液管路a2断开，线控制动单元不工作，此时由液压制动单元工作，实现制动。

进一步的，蓄能装置7并联有溢流阀8，溢流阀8的进油口与第二进液管路a2连通，溢流阀8的出油口与第二进液管路a2连通。溢流阀8能够防止线控制动单元的控制回路中出现压力过载的情况。具体的，当电机5驱动柱塞泵向蓄能器中储存制动液时，当超过设定压力时，多余的制动液可通过溢流阀8回流至第二进液管路a2中，在系统工作的情况下，由于蓄能装置7中的制动液释放，压力下降后，溢流阀8中回流的制动液可以补充至蓄能装置7中，建议压力；在系统不工作的情况下，当蓄能装置7中的压力超过设定压力时，电机5停止工作，溢流阀8中回流的制动液顺着第二进液管路a2回流至储液装置2中，实现泄压。

工作原理：

(1)液压制动单元工作原理：储液罐中的制动液通过第一进液管路a1进入制动主缸1中，两个梭阀的第一端口向第三端口连通，当踩下踏板11时，踏板11推动制动主缸1的活塞杆，制动主缸1中的制动液通过第一切换装置31进入两个前轮的制动轮缸12中，实现前轮的制动；同时，制动主缸1中的制动液通过第二切换装置32进入两个后轮的制动轮缸12中，实现后轮的制动。

(2)线控制动单元工作原理：

电机5和油泵6工作，储液罐中的制动液通过第二进液管路a2向蓄能器中储存制动液，建立制动压力备用。在线控制动单元发出制动请求时，同时开启电磁阀和直动式比例减压阀，两个梭阀的第二端口向第三端口连通，蓄能器中的制动液通过第一切换装置31进入两个前轮的制动轮缸12中，实现前轮的制动；同时，蓄能器中的制动液通过第二切换装置32进入两个后轮的制动轮缸12中，实现后轮的制动。根据第一制动管路c1或第二制动管路c2中的压力传感器4监测到的实时压力到达目标压力后，电磁阀断电关闭，直动式比例减压阀维持当前位置，系统保持当前压力，保持制动力。当线控制动单元解除制动请求时，电磁阀依旧断电关闭，直动式比例减压阀断电，解除系统压力，制动液通过直动式比例减压阀的回油口回流到储液罐中，制动压力释放。

实施例2

一种车辆，包括实施例1中所述的制动系统。需要说明的是，车辆不仅包括汽车，还包括工程机械。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1、通过切换装置3实现液压制动单元和线控制动单元的独立工作及切换，提升制动系统的安全性能；线控制动单元结构简单，投入成本低；

2、蓄能器配合压力传感器4，能够满足多次线控制动需求；

3、比例减压阀实现对制动压力的线性精准控制，且易于控制，节省能耗；

4、压力传感器4对控制回路中的制动压力精准反馈，使制动系统实现对制动压力的精准的闭环控制，提升线控底盘的安全性和舒适性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种制动系统，其特征在于，包括液压制动单元和线控制动单元，

所述液压制动单元包括：

储液装置(2)，

制动主缸(1)，通过第一进液管路(a1)与所述储液装置(2)连通；

制动轮缸(12)，通过出液管路与所述制动主缸(1)连接；

切换装置(3)，设在所述出液管路上，所述切换装置(3)具有第一端口、第二端口和第三端口；所述第一端口与所述制动主缸(1)连通，所述第二端口通过第二进液管路(a2)与所述储液装置(2)连通，所述第三端口与所述制动轮缸(12)连通；所述切换装置(3)适于使所述第一端口、所述第二端口中的任一个与所述第三端口连通；

所述线控制动单元包括依次设在所述第二进液管路(a2)上的动力装置、蓄能装置(7)和减压装置(10)。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述切换装置(3)为梭阀。

3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述蓄能装置(7)包括蓄能器，所述第二进液管路(a2)上还设有压力传感器(4)，所述压力传感器(4)设于所述蓄能器的下游。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述减压装置(10)包括比例减压阀，所述比例减压阀设于所述第二端口的上游。

5.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，所述比例减压阀为直动式比例减压阀，所述比例减压阀具有回油口，所述回油口与所述储液装置(2)连通。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的制动系统，其特征在于，所述第二进液管路(a2)上还设有开关装置(9)，所述开关装置(9)包括设在所述蓄能装置(7)和所述减压装置(10)之间的电磁阀。

7.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述蓄能装置(7)并联有溢流阀(8)，所述溢流阀(8)的进油口与所述第二进液管路(a2)连通，所述溢流阀(8)的出油口与所述第二进液管路(a2)连通。

8.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述动力装置包括电机(5)和油泵(6)。

9.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动轮缸(12)为四个，其中两个为第一制动组，另两个为第二制动组，所述切换装置(3)设有两个，分别为第一切换装置(31)和第二切换装置(32)；第一制动组的所述制动轮缸(12)通过第一制动管路(c1)与所述第一切换装置(31)的第三端口连接，第二制动组的所述制动轮缸(12)通过第二制动管路(c2)与所述第二切换装置(32)的第三端口连接，所述第一切换装置(31)的第一端口以及所述第二切换装置(32)的第一端口分别与所述制动主缸(1)连接；所述第一切换装置(31)的第二端口以及所述第二切换装置(32)的第二端口均与所述第二进液管路(a2)连接；所述第一制动管路(c1)和/或所述第二制动管路(c2)上设有压力传感器(4)。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的制动系统。

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