CN220430125U - 一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置。将制动执行机构分为踏板模块、增压模块、备份模块，踏板模块直接与制动踏板连接，踏板模块通过油管与增压模块连接，增压模块通过油管与备份模块连接，增压模块存在两路油管与制动轮缸连通，备份模块存在两路油管与制动轮缸连通，三个分块分别独立，之间通过油管连接。本实用新型能够实现线控制动所有功能，能够实现应急机械制动，体积小、结构简单，成本低，安装方便，电机和增压泵带来的噪音和振动不会传递到踏板上，舒适性更好。

Description

一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置

技术领域

本实用新型涉及了一种车辆电子液压制动装置，尤其是涉及了一种全解偶带冗余功能的车辆电子液压制动装置。

背景技术

目前市场上使用的全解偶带冗余功能电子液压制动装置多为一体式方案，制动执行机构直接与踏板连接，工作时产生的噪音和振动会直接传递到踏板上。制动执行机构体积大，在驾驶舱内布置困难。

随着智能驾驶技术的发展，实现L4级别的智能驾驶势在必行，增加备份模块可以使制动装置达到L4级别的智能驾驶。目前大多数备份系统只能实现简单的主动增压，无法应对多种特殊工况。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型所提供了一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置。本实用新型所述的备份系统不仅可以实现主动增压，还实现进行ABS、ESC等功能，可以应对多种复杂工况，而且调压精准、工作噪音小。

本实用新型采用的技术方案是包括踏板模块、增压模块和备份模块；

所述的踏板模块，用于接收外部的踏板作用力、检测踏板位移进而反馈到增压模块和备份模块以及产生液压力传递到增压模块和备份模块，包括踏板阀块以及位于踏板阀块内的主缸、踏板模拟器、与主缸活塞连接的推杆、给主缸和踏板模拟器提供制动液的油壶、检测推杆位移的位移传感器，推杆与制动踏板连接，接收外部的踏板作用力；

所述的增压模块，用于接收踏板位移进而产生液压力控制制动轮缸进行制动，包括增压阀块以及位于增压阀块内的增压电机、增压泵、检测主缸和增压泵油压的增压油压传感器组、控制油路变化的增压电磁阀组、控制增压电机和增压电磁阀组的增压控制器；增压泵输出端直接连接到油壶；

所述的备份模块，用于在增压模块失效时接收踏板位移或者液压力进而产生液压力控制制动轮缸进行制动，包括备份阀块以及位于备份阀块内的备份电机、备份泵、检测从主缸输入到备份模块油压的备份油压传感器、控制油路变化的备份电磁阀组、控制备份电机和备份电磁阀组的备份控制器；

制动轮缸，接收来自踏板模块、增压模块和备份模块的液压力产生制动力，实现车辆制动。

所述的增压油压传感器组包括第一压力传感器、第二压力传感器；

所述的增压电磁阀组仅包括模拟器阀、第一耦合阀、第二耦合阀、第一供油阀、第二供油阀、第三供油阀、第一进液阀、第二进液阀、第三进液阀、第四进液阀、第一出液阀、第二出液阀、第三出液阀、第四出液阀；

所述备份油压传感器仅有一个，即为第三压力传感器；

备份电磁阀组包括第五进液阀、第六进液阀、第五出液阀、第六出液阀、第四供油阀、第五供油阀、第一溢流阀。

所述的第一溢流阀是通过通电可调的溢流阀。

油壶内有制动液，主缸具有前后两腔，踏板模拟器具有前后两腔，油壶分别和主缸的前后两腔直接连通，主缸前腔连接设置第一压力传感器，第一压力传感器用于检测主缸前腔输入压力，踏板模拟器前腔和主缸前腔之间通过模拟器阀连接，踏板模拟器后腔和油壶连接；

其中两个制动轮缸与主缸前腔之间均通过第一耦合阀连接，第一耦合阀控制主缸前腔的制动液进入其中两个制动轮缸，另外两个制动轮缸与主缸后腔之间均通过第二耦合阀连接，第二耦合阀控制主缸后腔的制动液进入另外两个制动轮缸；

每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和油壶连接，出液阀控制制动轮缸输出制动液，每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和各自对应的耦合阀连接，进液阀控制制动轮缸输入制动液；

蓄能器与增压泵的输出端之间通过第一供油阀连接，第一供油阀控制蓄能器内部制动液的流入、流出；增压泵输出端与其中两个制动轮缸之间通过第二供油阀连接，第二供油阀控制增压泵输出制动液进入其中两个制动轮缸，增压泵输出端与另外两个制动轮缸之间通过第三供油阀连接，第三供油阀控制增压泵输出制动液进入另外两个制动轮缸；

增压泵输出端连接有第二压力传感器，第二压力传感器检测增压泵输出的油压，同时增压泵输出端直接连接到油壶。

所述的备份模块中，在制动轮缸和增压模块输出端之间均设置有一个进液阀，进液阀上并联有仅允许从增压模块输出端到制动轮缸单向导通的单向阀，且在所述进液阀与增压模块输出端之间再设置一个压力传感器；备份泵的输入端和油壶连接，制动轮缸经各自的一个供油阀和备份泵的输出端连接，同时制动轮缸经各自的一个出液阀和油壶连接，备份泵的输出端经第一溢流阀和油壶连接。

本实用新型将制动执行机构分为踏板模块、增压模块、备份模块，踏板模块直接与制动踏板连接，踏板模块通过油管与增压模块连接，增压模块通过油管与备份模块连接，增压模块存在两路油管与制动轮缸连通，备份模块存在两路油管与制动轮缸连通。

本实用新型的踏板模块、增压模块、备份模块的三个分块分别独立，之间通过油管连接，能够实现线控制动所有功能，能够实现应急机械制动。

本实用新型是在增压模块中额外设置了溢流阀，通过溢流阀调节压力和实现了制动油路的自检处理。现有技术中主缸在制动时会往前推进，通过溢流阀的通电电流，改变保压能力，带来降低成本，实现增快油压调节时间，减少噪音效果/优势。同时通过设置溢流阀的控制下进行自检，能够提高产品稳定性的效果/优势。

本实用新型中的增压电机和备份电机均为有刷电机，并且额外设置了一个备份单元，通过备份单元能够实现L4级别智能驾驶，实现采用低成本的有刷电机也能够达到L4级别智能驾驶效果/优势。

通过本实用新型的增压模块加备份模块，能够使得整体制动装置适用于L4等级及以上的自动驾驶，能够在彻底没有驾驶员的情景下进行制动和辅助行驶。

本实用新型的有益效果是：

与制动踏板连接的踏板模块不存在驱动装置，不会产生噪音和振动，工作时安静、舒适。本实用新型采用三个体积较小的模块连接，模块之间通过油管连接，布置方便，不受原本踏板防火墙布置空间的局限，制造成本低，价格便宜。

与一体式的车辆电子液压制动装置相比，本实用新型体积小、结构简单，成本低，安装方便，电机和增压泵带来的噪音和振动不会传递到踏板上，舒适性更好。

现有的备份模块大多数只能实现简单的主动增压制动功能，在主动增压时还会存在踏板顶脚等不好的驾驶体验。本实用新型不仅可以实现备份模块主动增压，还可以实现ABS和单轮增压等功能，而且驾驶体验好，压力控制更加精准。

附图说明

图1为踏板模块零部件示意图；

图2为增压模块零部件示意图；

图3为备份模块零部件示意图；

图4为制动装置液压原理图；

图5为增压模块自检步骤1原理图；

图6为增压模块自检步骤2原理图；

图7为增压模块自检步骤3原理图；

图8为增压模块2失效时，采用备份模块3执行常规制动增压的原理图；

图9是备份模块执行常规制动减压的原理图；

图10为备份模块执行ABS工况时减压阶段的液压原理图；

图11为备份模块执行ABS工况时增压阶段的液压原理图；

图12为备份模块执行ABS工况时保压阶段的液压原理图；

图13为备份模块执行单轮增压、单轮减压工况时增压阶段的液压原理图；

图14为当增压模块2、备份模块3都失效时仍存在机械制动的增压、减压原理图。

图中：

1、踏板模块，11、踏板阀块，12、主缸，13、踏板模拟器，14、推杆，15、油壶，16、位移传感器；

2、增压模块，21、增压阀块，22、增压电机，23、增压泵，24、增压油压传感器组，25、增压电磁阀组，26、增压控制器，27、蓄能器；

3、备份模块，31、备份阀块，32、备份电机，33、备份泵，34、备份油压传感器，35、备份电磁阀组，36、备份控制器；

第一压力传感器241、第二压力传感器242；

模拟器阀2501、第一耦合阀2502、第二耦合阀2503、第二供油阀2504、第三供油阀2505、第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509、第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513、第一供油阀2515；

第三压力传感器341、第一溢流阀351、第四供油阀352、第五供油阀353、第五进液阀354、第六进液阀355、第五出液阀356、第六出液阀357。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的踏板模块1、增压模块2和备份模块3；

如图1所示，踏板模块1，用于接收外部的踏板作用力、检测踏板位移进而反馈到增压模块2和备份模块3以及产生液压力传递到增压模块2和备份模块3，包括踏板阀块11以及位于踏板阀块11内的主缸12、踏板模拟器13、与主缸12活塞连接的推杆14、给主缸12和踏板模拟器13提供制动液的油壶15、检测推杆14位移的位移传感器16，推杆14一端和主缸12活塞连接，另一端与制动踏板连接，接收外部的踏板作用力；位移传感器16布置在推杆14侧旁检测推杆14的位移。

具体实施中，踏板阀块11上开设出油口和进油口，将主缸12通过油管与增压阀块21连接，将踏板模拟器13与增压阀块21连接。增压阀块21上开设出油口和进油口，两路出油口通过油管连接到制动轮缸，两路出油口通过油管连接到备份阀块31上。备份模块31上开设出油口和进油口，两路出油口连接到另外两个制动轮缸上。

踏板阀块11内部存在油路，主缸12形成的腔体通过油管与增压阀块21连通。踏板阀块11内部存在油路，踏板模拟器13通过油管与增压阀块21连通。主缸12与踏板模拟器13在同一个阀块，踏板模拟器13存在一个或多个容积可变的腔体。

如图2所示，增压模块2，用于在备份模块3不工作时接收踏板位移进而产生液压力控制制动轮缸进行增压、减压、保压制动，包括增压阀块21以及位于增压阀块21内的增压电机22、增压泵23、检测主缸12和增压泵23等管路油压的增压油压传感器组24、控制增压阀块21内部油路变化的增压电磁阀组25、控制增压电机22和增压电磁阀组25的增压控制器26；增压电机22输出轴和增压泵23输入轴连接。

增压阀块21内部存在油路，增压模块增压泵23输出油路的两个油路与备份模块连接，另两个油路与制动卡钳连接。

如图3所示，备份模块3，用于在增压模块2失效时接收踏板位移或者液压力进而产生液压力控制两个前轮的制动轮缸进行增压、减压、保压制动，包括备份阀块31以及位于备份阀块31内的备份电机32、备份泵33、检测从主缸输入到备份模块油压的备份油压传感器34、控制备份阀块31内部油路变化的备份电磁阀组35、控制备份电机32和备份电磁阀组35的备份控制器36；备份电机32输出轴和备份泵33输入轴连接。

制动轮缸，接收来自踏板模块1、增压模块2和备份模块3的液压力产生制动力，实现车辆制动。

备份阀块31内部存在油路，备份模块增压泵33输出的两个油路与制动卡钳连接。备份油压传感器34能够检测到主缸输入到备份模块的油压。

当正常工作下，轮缸的制动油压由增压模块2泵油增压提供。驾驶员踩踏板时，踏板模块1中的主缸12产生的制动液会通过管路进入到踏板模拟器13。

当增压模块2失效时，轮缸的制动油压部分由备份模块3泵油增压提供，部分由主缸12提供。

当增压模块2和备份模块3都失效时，驾驶员踩踏板，踏板模块中的主缸12产生的制动液会通过管路进入到轮缸。

增压油压传感器组24包括第一压力传感器241、第二压力传感器242；

增压电磁阀组25包括模拟器阀2501、第一耦合阀2502、第二耦合阀2503、第一供油阀2515、第二供油阀2504、第三供油阀2505、第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509、第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513；

增压控制器26接收增压油压传感器组24中的所有压力传感器的检测信号，进而控制增压电机22和增压电磁阀组25的工作，由增压电磁阀组25和增压电机22共同调节制动执行器的输出压力及增压阀块21内部各种液路状态，增压电机22会控制增压泵23工作。

备份油压传感器34仅有一个，即为第三压力传感器341；

备份电磁阀组35包括第五进液阀354、第六进液阀355、第五出液阀356、第六出液阀357、第四供油阀352、第五供油阀353、第一溢流阀351。

备份控制器36接收备份油压传感器34的第三压力传感器341的检测信号，进而控制备份电机32和备份电磁阀组35的工作，由备份电磁阀组35和备份电机32共同调节制动执行器的输出压力及备份阀块31内部各种液路状态，备份电机32会控制备份泵33工作。

如图4所示，主缸12、踏板模拟器13、位移传感器16、油壶15在踏板模块上。

如图4所示，第一压力传感器241、第二压力传感器242、模拟器阀2501、第一耦合阀2502、第二耦合阀2503、第一供油阀2515、第二供油阀2504、第三供油阀2505、第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509、第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513在增压模块上。

如图4所示，第三压力传感器341、第五进液阀354、第六进液阀355、第五出液阀356、第六出液阀357、第四供油阀352、第五供油阀353、第一溢流阀351在备份模块上。

本实用新型中，进液阀为常开阀；出液阀为常闭阀；耦合阀为常开阀；供油阀为常闭阀；模拟器阀2501为常闭阀。常开阀是指在未通电下是打开、导通状态，在通电下是关闭、不导通状态；而常闭阀是指在未通电下是关闭、不导通状态，在通电下是打开、导通状态。

第一溢流阀351是通过通电可调的溢流阀，是一种给线性电流有线性保压能力的电磁阀，是不带弹簧的常闭阀，非常小的油压就能使溢流阀打开。溢流阀的通电电流越小则自身能够关住的油压越小，即可流经溢流阀的油压阈值越小，越容易从溢流阀流出。反之溢流阀的通电电流越大则自身能够关住的油压越大，即可流经溢流阀的油压阈值越大，越不容易从溢流阀流出。

如图4所示，油壶15内有制动液，油壶15位于主缸12上方，主缸12具有前后两腔，踏板模拟器13具有前后两腔，踏板模拟器13的后腔中具有弹簧，通过弹簧反馈作用力产生对踏板的模拟反应。油壶15分别和主缸12的前后两腔直接连通，主缸12前腔连接设置第一压力传感器241，第一压力传感器241用于检测主缸12前腔输入压力，踏板模拟器13前腔和主缸12前腔之间通过模拟器阀2501的油路连接，控制主缸12前腔的制动液经模拟器阀2501进入踏板模拟器13前腔，踏板模拟器13后腔和油壶15连接；

具体实施中设置四个制动轮缸，其中两个制动轮缸与主缸12前腔之间均通过第一耦合阀2502连接，第一耦合阀2502控制主缸12前腔的制动液进入其中两个制动轮缸，另外两个制动轮缸与主缸12后腔之间均通过第二耦合阀2503连接，第二耦合阀2503控制主缸12后腔的制动液进入另外两个制动轮缸；

每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和油壶15连接，出液阀控制制动轮缸输出制动液，每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和各自对应的耦合阀连接，进液阀控制制动轮缸输入制动液；具体地，四个制动轮缸FR、RL、RR、FL分别经各自的第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513和油壶15连接，两个制动轮缸FR、RL分别经各自的第一进液阀2506、第二进液阀2507和第一耦合阀2502连接，两个制动轮RR、FL分别经各自的第三进液阀2508、第四进液阀2509和第二耦合阀2503连接。

蓄能器27与增压泵23的输出端之间通过第一供油阀2515连接，第一供油阀2515控制蓄能器27内部制动液的流入、流出；增压泵23输出端与其中两个制动轮缸之间通过第二供油阀2504连接，第二供油阀2504控制增压泵23输出制动液进入其中两个制动轮缸，增压泵23输出端与另外两个制动轮缸之间通过第三供油阀2505连接，第三供油阀2505控制增压泵23输出制动液进入另外两个制动轮缸；

增压泵23输出端连接有第二压力传感器242，第二压力传感器242检测增压泵23输出的油压，同时增压泵23输出端直接连接到油壶15。

如图4所示，备份模块3中，在制动轮缸和增压模块2输出端的第一进液阀2506之间均设置有一个进液阀，进液阀上并联有仅允许从增压模块2输出端的第一进液阀2506到制动轮缸单向导通的单向阀，且在进液阀与增压模块2输出端的第一进液阀2506之间再设置一个压力传感器；备份泵33的输入端和油壶15连接，制动轮缸经各自的一个供油阀和备份泵33的输出端连接，同时制动轮缸经各自的一个出液阀和油壶15连接，备份泵33的输出端经第一溢流阀351和油壶15连接。

具体实施中，备份模块3仅连接到车辆两个前轮的制动轮缸FR和制动轮缸FL处，而不连接到车辆两个还有轮的制动轮缸RL和制动轮缸RR处，具体连接为：第五进液阀354连接在制动轮缸FR和增压模块2输出端的第一进液阀2506之间，在第五进液阀354与增压模块2输出端的第一进液阀2506之间设置第三压力传感器341；第六进液阀355连接在制动轮缸FL和增压模块2输出端的第一进液阀2506之间，在第六进液阀355与增压模块2输出端的第四进液阀2509之间设置第三压力传感器341；制动轮缸FR、制动轮缸FL分别经第五出液阀356、第六出液阀357和油壶15连接，制动轮缸FR、制动轮缸FL分别经第四供油阀352、第五供油阀353和备份模块3上的增压泵33输出端连接。

本实用新型的工作过程包括以下工作模式：

(66)增压模块2的自检模式

此时驾驶员不在车辆上，保持制动踏板不动，制动踏板位移不变。

制动执行系统存在自检功能，当行驶一定公里数或者制动功能执行一定次数后，车辆点火时开始自检。

自检步骤1：用来检测增压泵23、蓄能器27、第一供油阀2515、第二压力传感器242、第二供油阀2504、第三供油阀2505是否正常。

保持第一耦合阀2502、第二耦合阀2503通电，使得第一耦合阀2502、第二耦合阀2503不导通。

如图5所示，首先给增压泵23通电，控制增压泵23的输出油压在供油阀单向开启压力之下，给第一供油阀2515通电，使得第一供油阀2515导通，将蓄能器27与增压泵23油路连通；

然后第二供油阀2504和第三供油阀2505断电，使得第二供油阀2504和第三供油阀2505不导通，使得蓄能器27内的制动液与增压泵23输出的制动液无法经第二供油阀2504和第三供油阀2505流通到各个进液阀，存在于一个相对封闭的油路中；

维持一段时间，第二压力传感器242检测的压力度数不变则表示增压泵23、蓄能器27、第一供油阀2515、第二压力传感器242、第二供油阀2504、第三供油阀2505正常。

自检步骤2：用来检测第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509、第一耦合阀2502、第二耦合阀2503是否正常。

如图6所示，在自检步骤1的基础上，之后给第二供油阀2504、第三供油阀2505通电，第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509通电，使得第二供油阀2504和第三供油阀2505导通，第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509不导通，使得蓄能器27内的制动液与增压泵23输出的制动液经第二供油阀2504和第三供油阀2505流通到各个进液阀，但无法经各个进液阀进入各个制动轮缸，存在于一个相对封闭的油路中；

维持一段时间，第二压力传感器242检测的压力度数不变则表示第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509、第一耦合阀2502、第二耦合阀2503正常。

自检步骤3：用来检测第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513、第五出液阀356、第六出液阀357、第四供油阀352、第五供油阀353、4个制动轮缸是否正常。

如图8所示，在自检步骤2的基础上，之后给第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电，使得第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509均导通，使得蓄能器27内的制动液与增压泵23输出的制动液经第二供油阀2504和第三供油阀2505流通到各个进液阀，再经各个进液阀和备份模块3的第四供油阀352、第五供油阀353进入各个制动轮缸，存在于一个相对封闭的油路中；

维持一段时间，第二压力传感器242检测的压力度数不变则表示第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513、第五出液阀356、第六出液阀357、第四供油阀352、第五供油阀353、四个制动轮缸正常。

上述三个检测步骤结束后则表示增压模块2整体正常，也完成对增压模块2自身的自检检测。

(7)增压模块2失效时备份模块3的常规制动增压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

备份模块3仅连接到车辆两个前轮的制动轮缸，即制动轮缸FR与制动轮缸FL。

此时驾驶员踩制动踏板时，主缸12前、后腔制动液流出，制动踏板位移变大。

如图8所示，控制第一耦合阀2502、第二耦合阀2503断电、导通，模拟器阀2501断电、不导通，制动液无法经模拟器阀2501进入踏板模拟器13；第二供油阀2504、第三供油阀2505断电、不导通，制动液无法进入到增压泵23油路；第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电、导通，第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513断电、不导通，主缸12中的制动液依次经两个耦合阀后、再经各个进液阀进入到各个制动轮缸，各个制动轮缸的制动液增加。

流经备份模块3的第五进液阀354、第六进液阀355时，由于第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，例如制动轮缸FR的第五进液阀354通电、不导通，制动液经和备份模块3的进液阀并联的单向阀流入到制动轮缸中。

通过第三压力传感器341检测到从主缸12输入到制动轮缸的油压，根据车辆当前状态和第三压力传感器341检测到的油压计算出备份电机32所需控制备份泵33的电流值，备份电机32通电，油壶15中的制动液被备份泵33从输入端泵到备份泵33输出端，第四供油阀352通电、导通，第五供油阀353通电、导通，备份泵33输出制动液经备份模块3的各个供油阀进入各个制动轮缸。

根据车辆当前状态给第一溢流阀351给定电流，第一溢流阀351通入控制备份泵33输出油压在所需油压对应的电流值，当制动轮缸的油压大于需求时，多余的制动液会通过第一溢流阀351回到油壶15。

对于制动轮缸FR、FL，从备份泵33输出的制动液到制动轮缸FR、FL中起到主要增压作用，由于第五进液阀354、第六进液阀355带单向阀，从主缸12输入的部分油压会通过单向阀进入到制动轮缸FR、FL，起到补液、辅助增压的作用。

对于制动轮缸RL、RR，仅有主缸12中的制动液依次经两个耦合阀后、再经第二进液阀2507、第三进液阀2508进入到制动轮缸RL、RR，制动轮缸RL、RR的制动液增加，起到唯一增压作用。

(8)增压模块2失效时备份模块3的常规制动减压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

此时驾驶员放松制动踏板时，主缸12前、后腔制动液流回，制动踏板位移变小。

如图9所示，控制第一耦合阀2502、第二耦合阀2503断电、导通，模拟器阀2501断电、不导通，主缸的制动液无法经模拟器阀2501进入踏板模拟器13；第二供油阀2504、第三供油阀2505断电、不导通，主缸的制动液无法进入到增压泵23油路；第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电、导通，第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513断电、不导通，并且第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，主缸12中的制动液经两个耦合阀后流通到各个进液阀，可以连通到制动轮缸RL、RR，但无法连通到制动轮缸FR、FL。

备份电机32通电，油壶15中的制动液被备份泵33从输入端泵到备份泵33输出端，但控制通入备份电机32的电流变小，转速变慢，带动备份泵33泵油量变小。

控制通入第一溢流阀351的电流变小，第一溢流阀351能够关住的油压变小，备份泵33泵出多余的制动液经第一溢流阀351进入到油壶15。

对于制动轮缸FR、FL，第四供油阀352和第五供油阀353通电、导通，制动轮缸FR与制动轮缸FL的制动液经第四供油阀352和第五供油阀353、第一溢流阀351后进入到油壶15，使得制动轮缸FR与制动轮缸FL的制动液减小，起到减压作用。

另外由于和备份模块3的进液阀并联的单向阀是仅允许从主缸向制动轮缸单向导通，制动轮缸FR与制动轮缸FL减小的制动液无法经备份模块3的进液阀流回到主缸。

对于制动轮缸RL、RR，两个制动轮缸RL与制动轮缸RR的制动液经增压模块2的进液阀回流到主缸中，起到减压作用。

(9)增压模块2失效时备份模块3的ABS减压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

此时驾驶员保持制动踏板不动时，主缸12前、后腔制动液没有流出和流入，制动踏板位移不变。

如图10所示，控制第一耦合阀2502、第二耦合阀2503断电、导通，模拟器阀2501断电、不导通，主缸的制动液无法经模拟器阀2501进入踏板模拟器13；第二供油阀2504、第三供油阀2505断电、不导通，主缸的制动液无法进入到增压泵23油路；第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电、导通，第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513断电、不导通，并且第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，主缸12中的制动液经两个耦合阀后流通到各个进液阀，可以连通到制动轮缸RL、RR，但无法连通到制动轮缸FR、FL，也使得主缸12前、后腔制动液不流出、也不流入。

备份电机32通电，油壶15中的制动液被备份泵33从输入端泵到备份泵33输出端，但控制通入备份电机32的电流不变，转速不变，带动备份泵33泵油量不变。

控制通入第一溢流阀351的电流不变，第一溢流阀351能够关住的油压不变，备份泵33泵出多余的制动液经第一溢流阀351进入到油壶15。

第四供油阀352和第五供油阀353断电、不导通，使备份泵33输出的制动液无法经第四供油阀352和第五供油阀353进入到制动轮缸FR与制动轮缸FL的油路中，多余的制动液只能通过第一溢流阀351回到油壶15。

对于制动轮缸FR、FL，第五出液阀356、第六出液阀357通电、导通，制动轮缸FR、FL的制动液通过第五出液阀356、第六出液阀357回到油壶15，制动轮缸的油压减小，起到减压作用。

对于制动轮缸RL、RR，两个制动轮缸RL与制动轮缸RR的制动液经增压模块2的进液阀回流到制动轮缸FR、FL的备份模块的第五进液阀354、第六进液阀355处，由于和备份模块3的第五进液阀354、第六进液阀355并联的单向阀是仅允许从主缸向制动轮缸单向导通，因此再经第五进液阀354、第六进液阀355的的单向阀流到制动轮缸FR、FL处，经第五出液阀356、第六出液阀357回到油壶15，从而起到减压作用。

(10)增压模块2失效时备份模块3的ABS增压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

此时驾驶员保持制动踏板不动时，主缸12前、后腔制动液没有流出和流入，制动踏板位移不变。

如图11所示，控制第一耦合阀2502、第二耦合阀2503断电、导通，模拟器阀2501断电、不导通，主缸的制动液无法经模拟器阀2501进入踏板模拟器13；第二供油阀2504、第三供油阀2505断电、不导通，主缸的制动液无法进入到增压泵23油路；第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电、导通，第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513断电、不导通，并且保持第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，主缸12中的制动液经两个耦合阀后流通到各个进液阀，可以连通到制动轮缸RL、RR，但无法连通到制动轮缸FR、FL，也使得主缸12前、后腔制动液不流出、也不流入。

备份电机32通电，油壶15中的制动液被备份泵33从输入端泵到备份泵33输出端，但控制通入备份电机32的电流不变，转速不变，带动备份泵33泵油量不变。

控制通入第一溢流阀351的电流不变，第一溢流阀351能够关住的油压不变，备份泵33泵出多余的制动液经第一溢流阀351也进入到油壶15。

对于制动轮缸FR、FL，第四供油阀352和第五供油阀353通电、导通，使得备份泵33输出的制动液经第四供油阀352和第五供油阀353进入到制动轮缸FR与制动轮缸FL中，同时第五出液阀356、第六出液阀357断电、不导通，制动轮缸FR、FL的制动液无法通过第五出液阀356、第六出液阀357回到油壶15，油压减小，起到增压作用。

对于制动轮缸RL、RR，由于第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，制动轮缸RL、RR不和制动轮缸FR、FL连通，油压不变，起到保压作用。

(11)增压模块2失效时备份模块3的ABS保压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

此时驾驶员保持制动踏板不动时，主缸12前、后腔制动液没有流出和流入，制动踏板位移不变。

如图12所示，控制第一耦合阀2502、第二耦合阀2503断电、导通，模拟器阀2501断电、不导通，主缸的制动液无法经模拟器阀2501进入踏板模拟器13；第二供油阀2504、第三供油阀2505断电、不导通，主缸的制动液无法进入到增压泵23油路；第一进液阀2506、第二进液阀2507、第三进液阀2508、第四进液阀2509断电、导通，第一出液阀2510、第二出液阀2511、第三出液阀2512、第四出液阀2513断电、不导通，并且第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，主缸12中的制动液经两个耦合阀后流通到各个进液阀，可以连通到制动轮缸RL、RR，但无法连通到制动轮缸FR、FL，也使得主缸12前、后腔制动液不流出、也不流入。

备份电机32通电，油壶15中的制动液被备份泵33从输入端泵到备份泵33输出端，但控制通入备份电机32的电流不变，转速不变，带动备份泵33泵油量不变。

控制通入第一溢流阀351的电流不变，第一溢流阀351能够关住的油压不变，备份泵33泵出多余的制动液经第一溢流阀351进入到油壶15。

对于制动轮缸FR、FL，第五出液阀356、第六出液阀357通电、导通制动轮缸FR、FL的制动液无法通过第五出液阀356、第六出液阀357回到油壶15，同时第四供油阀352和第五供油阀353断电、不导通，备份泵33输出的制动液无法经第四供油阀352和第五供油阀353进入到制动轮缸FR与制动轮缸FL中，备份泵33泵出的制动液只能经第一溢流阀351直接回到进入油壶15，由此制动轮缸FR、FL的油压不变，起到保压作用。

对于制动轮缸RL、RR，由于第五进液阀354、第六进液阀355通电、不导通，制动轮缸RL、RR不和制动轮缸FR、FL连通，油压不变，起到保压作用。

(12)增压模块2失效时备份模块3的单轮增压、单轮减压模式

增压模块2失效被断电无法工作，即增压模块2中的增压电机22、增压泵23、增压油压传感器组24、增压电磁阀组25和增压控制器26均断电，仅备份模块3启动，通过控制备份电磁阀组35局部通电或者断电工作。

此时驾驶员保持制动踏板不动时，主缸12前、后腔制动液没有流出和流入，制动踏板位移不变。

如图13所示，当车辆需要单侧制动轮缸调节压力时，以制动轮缸FR增压、制动轮缸FL减压为例。单轮增压回路用空心箭头表示，单轮减压回路用实心箭头表示。

制动轮缸FR的单轮增压时：

调节备份电机32的电流，使电机转速变快，让备份泵33输出的油压大于制动轮缸需要的油压；给第一溢流阀351通电流，第一溢流阀351通入控制备份泵33输出油压在所需油压对应的电流值，控制备份泵33输出到第四供油阀352的油压在需求值。

第五进液阀354通电、不导通，主缸12中的制动液经耦合阀后无法连通到制动轮缸FR，也使得主缸12前、后腔制动液不流出、也不流入。

第四供油阀352断电、不导通，使得增压泵33输出的制动液经第四供油阀352进入到制动轮缸FR，且第五出液阀356通电、导通，制动轮缸FL的制动液无法通过第五出液阀356进入到油壶15，制动轮缸FR的油压增加，起到增压作用。

制动轮缸FL的单轮减压时：

第六进液阀355通电、不导通，主缸12中的制动液经耦合阀后无法连通到制动轮缸FL，也使得主缸12前、后腔制动液不流出、也不流入。

第五供油阀353断电、不导通，使得增压泵33输出的制动液无法经第五供油阀353进入到制动轮缸FL，且第六出液阀357通电、导通，制动轮缸FL的制动液通过第六出液阀357进入到油壶15，制动轮缸FL的油压减小，起到减压作用。

(13)增压模块2和备份模块3均失效时纯机械制动的增压、减压模式

如图14所示，当所有电磁阀都断电时，即增压电磁阀组25和备份电磁阀组35均断电，主缸12前腔的制动液沿着管路经断电时常开的耦合阀、增压模块2中断电时常开的进液阀进入到两路制动轮缸，主缸12后腔的制动液沿着管路经断电时常开的耦合阀、增压模块2中断电时常开的进液阀进入到另外两路制动轮缸，同时各路制动轮缸无法经增压模块2中断电时常闭的出液阀进入到油壶15中，也无法经增压模块2中断电时常闭的供油阀流回到油壶15中。这样该制动装置仍可提供每个制动轮缸至少5MPa制动油压。

Claims (9)

1.一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：包括踏板模块(1)、增压模块(2)和备份模块(3)；

所述的踏板模块(1)，用于接收外部的踏板作用力、检测踏板位移进而反馈到增压模块(2)和备份模块(3)以及产生液压力传递到增压模块(2)和备份模块(3)，包括踏板阀块(11)以及位于踏板阀块(11)内的主缸(12)、踏板模拟器(13)、与主缸(12)活塞连接的推杆(14)、给主缸(12)和踏板模拟器(13)提供制动液的油壶(15)、检测推杆(14)位移的位移传感器(16)，推杆(14)与制动踏板连接，接收外部的踏板作用力；

所述的增压模块(2)，用于接收踏板位移进而产生液压力控制制动轮缸进行制动，包括增压阀块(21)以及位于增压阀块(21)内的增压电机(22)、增压泵(23)、检测主缸(12)和增压泵(23)油压的增压油压传感器组(24)、控制油路变化的增压电磁阀组(25)、控制增压电机(22)和增压电磁阀组(25)的增压控制器(26)；增压泵(23)输出端直接连接到油壶(15)；

所述的备份模块(3)，用于在增压模块(2)失效时接收踏板位移或者液压力进而产生液压力控制制动轮缸进行制动，包括备份阀块(31)以及位于备份阀块(31)内的备份电机(32)、备份泵(33)、检测从主缸输入到备份模块油压的备份油压传感器(34)、控制油路变化的备份电磁阀组(35)、控制备份电机(32)和备份电磁阀组(35)的备份控制器(36)；

制动轮缸，接收来自踏板模块(1)、增压模块(2)和备份模块(3)的液压力产生制动力，实现车辆制动。

2.根据权利要求1所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：所述的增压油压传感器组(24)包括第一压力传感器(241)、第二压力传感器(242)；

所述的增压电磁阀组(25)仅包括模拟器阀(2501)、第一耦合阀(2502)、第二耦合阀(2503)、第一供油阀(2515)、第二供油阀(2504)、第三供油阀(2505)、第一进液阀(2506)、第二进液阀(2507)、第三进液阀(2508)、第四进液阀(2509)、第一出液阀(2510)、第二出液阀(2511)、第三出液阀(2512)、第四出液阀(2513)；

所述备份油压传感器(34)仅有一个，即为第三压力传感器(341)；

备份电磁阀组(35)包括第五进液阀(354)、第六进液阀(355)、第五出液阀(356)、第六出液阀(357)、第四供油阀(352)、第五供油阀(353)、第一溢流阀(351)。

3.根据权利要求2所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：所述的第一溢流阀(351)是通过通电可调的溢流阀。

4.根据权利要求2所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：油壶(15)内有制动液，主缸(12)具有前后两腔，踏板模拟器(13)具有前后两腔，油壶(15)分别和主缸(12)的前后两腔直接连通，主缸(12)前腔连接设置第一压力传感器(241)，第一压力传感器(241)用于检测主缸(12)前腔输入压力，踏板模拟器(13)前腔和主缸(12)前腔之间通过模拟器阀(2501)连接，踏板模拟器(13)后腔和油壶(15)连接。

5.根据权利要求2所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：包含四个制动轮缸，其中两个制动轮缸与主缸(12)前腔之间均通过第一耦合阀(2502)连接，第一耦合阀(2502)控制主缸(12)前腔的制动液进入其中两个制动轮缸，另外两个制动轮缸与主缸(12)后腔之间均通过第二耦合阀(2503)连接，第二耦合阀(2503)控制主缸(12)后腔的制动液进入另外两个制动轮缸。

6.根据权利要求5所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和油壶(15)连接，出液阀控制制动轮缸输出制动液，每个制动轮缸均经各自的一个出液阀和各自对应的耦合阀连接，进液阀控制制动轮缸输入制动液。

7.根据权利要求5所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：蓄能器(27)与增压泵(23)的输出端之间通过第一供油阀(2515)连接，第一供油阀(2515)控制蓄能器(27)内部制动液的流入、流出；增压泵(23)输出端与其中两个制动轮缸之间通过第二供油阀(2504)连接，第二供油阀(2504)控制增压泵(23)输出制动液进入其中两个制动轮缸，增压泵(23)输出端与另外两个制动轮缸之间通过第三供油阀(2505)连接，第三供油阀(2505)控制增压泵(23)输出制动液进入另外两个制动轮缸。

8.根据权利要求7所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：增压泵(23)输出端连接有第二压力传感器(242)，第二压力传感器(242)检测增压泵(23)输出的油压，同时增压泵(23)输出端直接连接到油壶(15)。

9.根据权利要求2所述的一种分体式解耦带冗余功能的车辆电子液压制动装置，其特征在于：所述的备份模块(3)中，在制动轮缸和增压模块(2)输出端之间均设置有一个进液阀，进液阀上并联有仅允许从增压模块(2)输出端到制动轮缸单向导通的单向阀，且在所述进液阀与增压模块(2)输出端之间再设置一个压力传感器；备份泵(33)的输入端和油壶(15)连接，制动轮缸经各自的一个供油阀和备份泵(33)的输出端连接，同时制动轮缸经各自的一个出液阀和油壶(15)连接，备份泵(33)的输出端经第一溢流阀(351)和油壶(15)连接。