本實(shí)用新型涉及車輛制動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液壓主動制動實(shí)現(xiàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著車輛駕駛輔助和智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)車輛制動已無法滿足制動需求，目前主流的方案就是基于液壓制動系統(tǒng)，通過改進(jìn)實(shí)現(xiàn)主動制動。

專利CN 103318158 A提出了一種汽車集成式電子液壓制動系統(tǒng)，在原來制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上在ABS/ESP雙輸入管路上并聯(lián)了液壓主動增壓系統(tǒng)，增壓了液壓泵和高壓儲能器，在管路上各增加了一個增加和減壓閥，該系統(tǒng)保留了原車真空助力器和ABS/ESP制動系統(tǒng)，同時也保留了雙路獨(dú)立的安全設(shè)計。減壓閥和主缸連接，當(dāng)主動制動失效后，自動通過常開減壓閥將主缸和ABS/ESP輸入回路自動接通，實(shí)現(xiàn)失效模式制動。

專利CN 104149765 A也提出了一種可實(shí)現(xiàn)分時控制的汽車電子液壓制動系統(tǒng)，該方案將主缸輸出的一路和減壓常開回流閥連通，保證了主動制動失效情況下，主動制動的有效性，不過制動時間延長。主缸另外一路和踏板感覺模擬器連接，針對取消原車真空助力器后，仍然可以模擬踏板力感覺。

上述兩個現(xiàn)有技術(shù)存在共同的問題就是：1)均采用了高壓儲能器，雖然可以縮短建壓時間，但是存在油液泄露的風(fēng)險；2)為了滿足失效模式制動，減壓閥均采用常開閥，制動過程中如果要實(shí)現(xiàn)保壓，需要給常開減壓閥通電使其處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥長時間通電容易發(fā)熱燒壞，無法實(shí)現(xiàn)長時間保壓，無法滿足下長坡，坡道駐車以及普通駐車的制動需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種工作穩(wěn)定可能，能夠保障長坡道駐車行車安全的電子液壓制動系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種車輛液壓主動制動系統(tǒng)，制動踏板經(jīng)真空助力器驅(qū)動液壓制動主缸的主缸推桿和活塞運(yùn)動，所述液壓制動主缸通過管路連接儲油罐；

所述液壓制動主缸的第一輸出油管液壓泵第一自鎖電磁閥的端口A，所述第一自鎖電磁閥的端口B經(jīng)第一雙路輸入油管連接ABS/ESP；

所述液壓制動主缸的第二輸出油管液壓泵第二自鎖電磁閥的端口A，所述第二自鎖電磁閥的端口B經(jīng)第二雙路輸入油管連接ABS/ESP。

系統(tǒng)設(shè)有增壓裝置控制單元，所述增壓裝置控制單元接收所述制動踏板內(nèi)位置傳感器的位置信號，以及安裝在所述液壓泵出油口管路上的液壓壓力傳感器的液壓信號，所述增壓裝置控制單元輸出控制信號至第一自鎖電磁閥、第二自鎖電磁閥以及驅(qū)動液壓泵的泵電機(jī)。

所述主動增壓控制器接收車輛上安裝的前方目標(biāo)檢測感知單元的探測信號。

所述主動增壓控制器根據(jù)液壓壓力傳感器采集值，輸出PWM信號控制液壓泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩、輸出PWM信號控制第一自鎖電磁閥和第二自鎖電磁閥開啟時間，構(gòu)成液壓壓力傳感器采集值與設(shè)定的目標(biāo)壓力值的壓力閉環(huán)控制。

所述自鎖電磁閥包括電磁閥外殼、自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧、電磁閥閥芯、電磁閥線圈、閥口A和閥口B，所述電磁閥外殼一端的兩側(cè)設(shè)有閥口A和閥口B，所述電磁閥外殼另一端設(shè)有自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧，所述自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧上設(shè)有控制閥口A和閥口B的通斷的電磁閥閥芯，所述電磁閥閥芯由電磁閥線圈驅(qū)動其 在電磁閥外殼內(nèi)位移。

所述電磁閥閥芯一側(cè)設(shè)有閥芯限位空槽，所述電磁閥外殼外壁設(shè)有自鎖機(jī)構(gòu)外殼，所述自鎖機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)設(shè)有自鎖機(jī)構(gòu)磁銷，所述自鎖機(jī)構(gòu)磁銷由自鎖機(jī)構(gòu)線圈驅(qū)動伸入閥芯限位空槽或縮回鎖機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)，當(dāng)所述自鎖機(jī)構(gòu)磁銷伸入閥芯限位空槽時，所述電磁閥閥芯位置處于使閥口A和閥口B導(dǎo)通的位置。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

本系統(tǒng)為串聯(lián)式增壓方式實(shí)現(xiàn)主動增壓，相比較并聯(lián)式增壓方式，減少了兩路電磁閥，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于制動改裝；

本系統(tǒng)采用了自鎖電磁閥，該電磁閥內(nèi)置有電控自鎖機(jī)構(gòu)，可以在掉電模式下保持關(guān)閉和開啟兩種工作模式，故可以實(shí)現(xiàn)長時間保壓，克服目前液壓系統(tǒng)保壓時間較短的問題；

本系統(tǒng)去掉了高壓儲能器，通過壓力傳感器進(jìn)行制動管路實(shí)時壓力反饋，避免了高壓儲能器油液泄露的風(fēng)險。

附圖說明

下面對本實(shí)用新型說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明：

圖1為車輛液壓主動制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1為中自鎖電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為車輛液壓主動制動系統(tǒng)原理框圖；

圖4為車輛液壓主動制動系統(tǒng)管路壓力控制示意圖；

圖5為車輛液壓主動制動系統(tǒng)控制流程圖；

上述圖中的標(biāo)記均為：

1、制動踏板；2、位移傳感器；3、真空助力器；4、主缸推桿；5、液壓制動主缸；6、儲油罐；7、活塞；8、第一輸出油管；9、第二輸出油管；10、主動增 壓裝置；11、第一雙路輸入油管；12、第二雙路輸入油管；13、ABS/ESP；14、主動增壓控制器；15、整車CAN通信電路；

101、液壓泵；102、泵電機(jī)；103、液壓壓力傳感器；104、第一自鎖電磁閥；105、第二自鎖電磁閥；

1001、自鎖機(jī)構(gòu)線圈；1002、自鎖機(jī)構(gòu)外殼；1003、自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧；1004、自鎖機(jī)構(gòu)磁銷；1005、電磁閥線圈；1006、電磁閥外殼；1007、電磁閥復(fù)位彈簧；1008、電磁閥閥芯；1009、閥芯限位空槽。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型制動系統(tǒng)取消高壓儲能器，只采用兩個自鎖電磁閥，既簡單，成本低，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)長時間掉電保壓，以及失效模式或者人工制動時的模式掉電自動切換，保證了人工制動和失效模式制動的有效性和可靠性。

即在原車ABS/ESP13與制動主缸之間兩路輸入管路上串聯(lián)主動增壓裝置10和自鎖電磁閥，通過控制液壓泵101電機(jī)進(jìn)行給管路增壓，通過關(guān)閉自鎖電磁閥進(jìn)行保壓，當(dāng)液壓泵101電機(jī)關(guān)閉，自鎖電磁閥開啟時，主缸和ABS/ESP13雙輸入回路直通，此時人工制動有效。自鎖電磁閥通過內(nèi)置的電控自鎖機(jī)構(gòu)可以在掉電的情況下保持開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。故可以實(shí)現(xiàn)掉電狀態(tài)下的長時間保壓。

該方案可以實(shí)現(xiàn)人工制動和主動制動模式間的自由切換?？刂茊卧恍鑼?shí)時捕獲電子制動踏板1傳感器的輸入信號，判斷駕駛員是否進(jìn)行了人工制動干預(yù)，從而判斷是否需要進(jìn)行制動模式切換。

具體來說，車輛液壓主動制動系統(tǒng)如圖1所示，包括電子機(jī)械制動踏板1，位移傳感器2、真空助力器3，主缸推桿4，液壓制動主缸5，儲油罐6，活塞7、第一輸出油管8、第二輸出油管9、第一雙路輸入油管11、第二第一雙路輸入油 管11、ABS/ESP13、主動增壓控制器14以及管路上串聯(lián)的主動增壓裝置10。

其中主動增壓裝置10包括液壓泵101、泵電機(jī)102、液壓壓力傳感器103、第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105。

參閱圖2，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105結(jié)構(gòu)相同，均包括自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001、自鎖機(jī)構(gòu)外殼1002、自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧1003、自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004、電磁閥線圈1005、電磁閥外殼1006、電磁閥復(fù)位彈簧1007、電磁閥閥芯1008、閥芯限位空槽1009以及輸入和輸出端口A、B組成。

制動踏板1內(nèi)置有位移傳感器2，主動增壓控制器14可以通過位移傳感器2的輸出信號判斷駕駛員是否進(jìn)行了人工制動干預(yù)，從而判斷是否需要進(jìn)行制動模式切換。

真空助力器3用于在人工制動模式下，產(chǎn)生助力并通過推桿作用于主缸的活塞7，油壓通過主缸的第一輸出油管8和第二輸出油管9分別接主動增壓裝置10的液壓泵101雙路輸入，液壓泵101的雙路輸出分別接第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的輸入端，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的輸出端接ABS/ESP13的第一雙路輸入油管11和第二雙路輸入油管12。

主動增壓裝置10用于實(shí)現(xiàn)主動增壓，開啟第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105后，啟動泵電機(jī)102，主缸中油液被液壓泵101抽到管路，隨著電機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，管路油液壓力不斷增加，車輛制動減速。當(dāng)需要保壓時，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105關(guān)閉，控制PWM的占空比設(shè)置為0，管路壓力達(dá)到穩(wěn)態(tài)。當(dāng)需要減壓時，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105開啟，可以通過設(shè)置控制自鎖電磁閥的PWM占空比控制閥門的開啟時間，時間減壓壓力的精確控制。

如圖3所示系統(tǒng)的電控單元位移傳感器2采集電路，液壓壓力傳感器103 的采集電路，整車CAN通信電路15，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的控制電路、液壓泵101電機(jī)的控制電路，泵電機(jī)102電源開關(guān)繼電器控制電路以及前方目標(biāo)檢測感知單元。

當(dāng)主動增壓控制器14通過整車CAN通信模塊接收到上層控制單元發(fā)送的主動制動控制指令以及制動壓力P后，主動增壓控制器14控制兩個自鎖電磁閥處于開啟狀態(tài)，同時控制液壓泵101的泵電機(jī)102進(jìn)行增壓，油液經(jīng)過ABS/ESP13的兩路輸入管路，使管路產(chǎn)生壓力，并通過液壓壓力傳感器103實(shí)時反饋當(dāng)前管路液壓壓力P'，根據(jù)P'與P的差值通過PID控制算法實(shí)時調(diào)整控制泵電機(jī)102的PWM占空比。如果需要持續(xù)增壓則重復(fù)執(zhí)行上面的動作，直到管路液壓壓力達(dá)到設(shè)定值。如果需要保壓，則將兩個自鎖電磁閥工作在掉電關(guān)閉狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)長時間保壓，同時將泵電機(jī)102的PWM占空比設(shè)置為0；當(dāng)需要減壓時，則將兩個自鎖電磁閥工作在掉電開啟狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)長時間開啟減壓，同時將泵電機(jī)102的PWM占空比設(shè)置為0，兩個自鎖電磁閥通過PWM進(jìn)行控制，通過調(diào)整PWM的占空比控制開啟時間，當(dāng)管路壓力大于設(shè)定的壓力值時，需要持續(xù)減壓，進(jìn)入下一個循環(huán)。根據(jù)P'與P的差值通過PID控制算法實(shí)時調(diào)整控制泵電機(jī)102的PWM占空比。

當(dāng)車輛制動結(jié)束后，第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105工作在掉電開啟狀態(tài)，此時主缸的第一輸出油管8和第二輸出油管9分別和第一雙路輸入油管11和第二雙路輸入油管12接通，實(shí)現(xiàn)管路制動壓力的完全釋放，并保證制動主缸和第一雙路輸入油管11和第二雙路輸入油管12的常通，實(shí)現(xiàn)人工制動或者主動制動失效的情況下，人工制動的有效性。

主動增壓控制器14通過控制自鎖電磁閥內(nèi)置的自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001實(shí)現(xiàn)自鎖機(jī)構(gòu)的控制，如圖2所示，當(dāng)給自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001通電時，自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004 在磁力的吸引下置位，掉電時，通過自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧1003復(fù)位。電磁閥閥芯1008上開了閥芯限位空槽1009用于自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004將電磁閥閥芯1008進(jìn)行限位，實(shí)現(xiàn)掉電狀態(tài)保持。給自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001通電，自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004在磁力的作用下提起，自鎖機(jī)構(gòu)解鎖，電磁閥閥芯1008可以正常在電磁閥外殼1006內(nèi)運(yùn)動。當(dāng)給自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001掉電后，自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004在自鎖機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧1003的作用下下落，當(dāng)電磁閥閥芯1008處于置位時，自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004落入閥芯限位空槽1009內(nèi)，電磁閥線圈1005掉電后，電磁閥閥芯1008也無法復(fù)位，保證了掉電狀態(tài)下閥門的開啟。

當(dāng)給自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001通電，自鎖機(jī)構(gòu)磁銷1004在磁力的作用下提起，自鎖機(jī)構(gòu)解鎖，此時電磁閥閥芯1008在彈簧的作用下復(fù)位，處于掉電常閉狀態(tài)，然后給自鎖機(jī)構(gòu)線圈1001掉電即可實(shí)現(xiàn)電磁閥在掉電情況下保持關(guān)閉。

參閱圖4，管路壓力通過控制液壓泵101電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩進(jìn)行液壓力的控制。液壓泵101電機(jī)采用PWM控制方式，通過控制PWM(用PWM1表示)的占空比控制其轉(zhuǎn)速和輸出扭矩，進(jìn)而控制管路液壓壓力，根據(jù)液壓壓力傳感器103實(shí)時反饋值P'和設(shè)定的目標(biāo)壓力P的差值進(jìn)行壓力閉環(huán)控制。

另外兩個自鎖電磁閥也采用PWM控制方式，通過控制PWM(用PWM2表示)的占空比控制其開啟時間，也通過管路壓力傳感器實(shí)時反饋值P'和設(shè)定的目標(biāo)壓力P的差值進(jìn)行壓力閉環(huán)控制。

如圖5所示，基于車輛液壓主動制動系統(tǒng)的控制方法如下：

步驟1、系統(tǒng)上電，故障自檢，如果有故障，則故障報警，否則執(zhí)行步驟2；

步驟2、踏板位移傳感器2輸出信號實(shí)時檢測，如果根據(jù)踏板位移信號判斷人工干預(yù)了制動，則進(jìn)入人工干預(yù)制動模式執(zhí)行步驟C,否則執(zhí)行步驟4；

步驟3、人工制動，控制泵電機(jī)102的PWM占空比設(shè)為0，第一自鎖電磁閥 104和第二自鎖電磁閥105完全掉電開啟，然后執(zhí)行步驟2；

步驟4、實(shí)時采集整車CAN模塊發(fā)送的制動請求，如果有主動制動需求并設(shè)置了目標(biāo)管路壓力P，則執(zhí)行步驟E，進(jìn)入主動制動模式，否則執(zhí)行步驟3；

步驟5、打開第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105、開啟液壓泵101電機(jī)，根據(jù)P值設(shè)置液壓泵101電機(jī)的初始PWM占空比，并實(shí)時檢測液壓壓力傳感器103的反饋值。根據(jù)目標(biāo)管路壓力值P和液壓壓力傳感器103的反饋值P'進(jìn)行比較判斷決定執(zhí)行動作，假設(shè)S為設(shè)定的比較門限閾值，則當(dāng)P-P'＞S時，執(zhí)行步驟6，當(dāng)|P-P'|＜S時，執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟8；

步驟6、控制第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的PWM占空比大于0、泵電機(jī)102的PWM占空比增加，然后執(zhí)行步驟2；

步驟7、控制第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的PWM占空比等于0、控制泵電機(jī)102的PWM占空比設(shè)為0，然后執(zhí)行步驟2；

步驟8、控制第一自鎖電磁閥104和第二自鎖電磁閥105的PWM占空比大于0、控制泵電機(jī)102的PWM占空比設(shè)為0，然后執(zhí)行步驟2。

上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。