一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：由執(zhí)行器集成模塊、基礎(chǔ)制動器總成、ECU控制器、制動操縱單元和彈簧蓄能器組成。本實(shí)用新型摒棄了傳統(tǒng)的電機(jī)配合高壓蓄能器的形式，巧妙地規(guī)避了高壓蓄能器的使用壽命不足所帶來的系統(tǒng)問題；另一方面，本實(shí)用新型集成了三種制動方式，即常規(guī)制動、備用制動和ABS制動，并能夠通過切換閥組獨(dú)立實(shí)現(xiàn)三種制動模式，保證和提高了制動的安全性。
【專利說明】
一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及車輛制動控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種適用于新能源車輛與自動駕 駛車輛的集成電控液壓制動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，新能源車輛和自動駕駛車輛對制動系統(tǒng)提出了新的要求。 傳統(tǒng)依賴于真空助力器的制動產(chǎn)品，在燃油車上已使用了數(shù)十年。從工作原理上講，它的助 力作用需要發(fā)動機(jī)的配合，利用發(fā)動機(jī)吸氣時產(chǎn)生負(fù)壓驅(qū)動真空助力器工作，制動操作變 得很輕。新能源汽車，由于沒有配置發(fā)動機(jī)或者發(fā)動機(jī)不持續(xù)工作，目前普遍的解決方案是 用電機(jī)驅(qū)動真空栗進(jìn)行助力，而這樣會使汽車機(jī)構(gòu)龐大、系統(tǒng)復(fù)雜。
[0003] 另外，隨著自動駕駛技術(shù)的興起，對安全性提出了更高的要求，需要汽車具備主動 制動以及應(yīng)急輔助制動功能。2012年，歐盟通過了一項新的交通安全規(guī)定，要求自2014年 開始，所有歐盟新車都需要配備AEB自動剎車輔助系統(tǒng)，沒有配備該系統(tǒng)的汽車都不會從 E-NCAP獲得五星安全認(rèn)證。汽車如果配備了 AEB，那么當(dāng)危險將要出現(xiàn)，而駕駛者沒有及時 作出反應(yīng)將車速降低或者躲避時，該系統(tǒng)就會介入進(jìn)行輔助制動。無論是汽車技術(shù)自身的 發(fā)展更新，還是政府對道路安全不斷提高標(biāo)準(zhǔn)的硬性規(guī)定都可以看到汽車的電動化和智能 化，迫切需要與之相匹配的全新制動系統(tǒng)。
[0004] 線控技術(shù)引入汽車設(shè)計和開發(fā)中，為這些問題的解決找到了突破口。電控液壓制 動系統(tǒng)（EHB)作為線控制動技術(shù)的一種，在近些年得到了迅速的發(fā)展。EHB作為傳統(tǒng)制動系 統(tǒng)向電子機(jī)械制動系統(tǒng)（EMB)的過渡產(chǎn)物，保留了傳統(tǒng)輪缸制動單元，同時摒棄了真空助 力器，用電機(jī)栗來建壓，用踏板模擬單元來模擬制動腳感。車輪的輪缸內(nèi)制動液壓不再由駕 駛員踏板力驅(qū)動制動主缸產(chǎn)生，而是由E⑶控制高速電磁閥和電機(jī)柱塞栗，向主缸加壓實(shí) 現(xiàn)制動，這種結(jié)構(gòu)形式尤其適合用于純電動汽車和混合動力汽車。
[0005] 通過對電子制動系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如今，絕大多數(shù)的電子制動系 統(tǒng)普遍采用基于ESP的高壓蓄能器配合增壓栗的方案。然而，由于高壓蓄能器存在的一些 安全問題，如豐田公司由于高壓蓄能器的泄漏及安全性等問題，在2010年左右進(jìn)行了多次 召回，因此許多公司均在尋找新的解決方法。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、系統(tǒng)集成度高、集成 并能夠自由切換三種制動方式、提高了制動的安全性的車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)。
[0007] 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，由執(zhí)行器集成模塊、基礎(chǔ)制動器總成、ECU控制 器、制動操縱單元和彈簧蓄能器組成；執(zhí)行器集成模塊由踏板腳感模擬單元、彈簧蓄能器、 制動主缸組件、電液助力單元、制動模式切換閥、主缸壓力傳感器、排液閥和儲液罐組成，電 液助力單元由互相連接的電機(jī)和柱塞栗組成，制動模式切換閥由常規(guī)制動模式切換閥、ABS 模式切換閥和備用制動切換閥組成；
[0009] 基礎(chǔ)制動器總成由四組制動輪缸、輪缸壓力傳感器、進(jìn)油電磁閥、泄油電磁閥和輪 速傳感器組成；制動操縱單元由相互連接的制動踏板和制動踏板位移傳感器組成；
[0010] 踏板腳感模擬單元、制動踏板、制動切換閥與彈簧蓄能器，與柱塞栗連接的電機(jī)， 以及依次連接的儲液罐、柱塞栗、常規(guī)制動模式切換閥、制動主缸組件和基礎(chǔ)制動器總成， 組成常規(guī)制動通路；依次連接的制動踏板、踏板腳感模擬單元、制動主缸組件和基礎(chǔ)制動器 總成，組成備用制動通路；踏板腳感模擬單元、制動踏板、制動切換閥與彈簧蓄能器，與柱塞 栗連接的電機(jī)，以及依次連接的所述儲液罐、柱塞栗、ABS模式切換閥和基礎(chǔ)制動器總成，組 成ABS制動通路；
[0011] 主缸壓力傳感器、制動踏板位移傳感器和四組輪缸壓力傳感器分別與E⑶控制器 信號連接。
[0012] 本實(shí)用新型摒棄了傳統(tǒng)的電機(jī)配合高壓蓄能器的形式，巧妙地規(guī)避了高壓蓄能器 的使用壽命不足所帶來的系統(tǒng)問題；另一方面，本實(shí)用新型集成了三種制動方式，即常規(guī)制 動、備用制動和ABS制動，并能夠通過切換閥組獨(dú)立實(shí)現(xiàn)三種制動模式，保證和提高了制動 的安全性；同時，通過單電機(jī)配合切換閥的方法，在不加裝ABS模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)ABS功能， 只需要對控制邏輯進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膶懀纯捎行У貙?shí)現(xiàn)ABS功能，節(jié)省了安裝ABS模塊的成 本。
[0013] 本實(shí)用新型可以應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油汽車，尤其適用于不依賴于真空源新能源車輛以 及能夠?qū)崿F(xiàn)主動/輔助制動功能的自動駕駛車輛，大大簡化了制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了安 裝控件，降低了成本；系統(tǒng)響應(yīng)快、控制精確、能夠準(zhǔn)確反映駕駛員的制動意圖，并在人工制 動時提供舒適的踏板感覺；集成度和功能顯著增強(qiáng)，在系統(tǒng)失效時保證行車安全性。本實(shí)用 新型的E⑶控制器能夠協(xié)助整車控制器實(shí)現(xiàn)自主制動與再生制動功能；同時，本實(shí)用新型 作為低層的主動制動執(zhí)行器，能夠集成各種功能的電控系統(tǒng)。
[0014] 作為優(yōu)選，制動主缸組件由第一腔、第一腔回位彈簧、第一活塞、第二腔、第二腔回 位彈簧、第二腔活塞推桿組件、第三腔和擋油活塞組成；第一腔回位彈簧設(shè)置在第一腔內(nèi)， 并連接主缸底部和第一活塞；第二腔回位彈簧設(shè)置在第二腔內(nèi)，并連接第一活塞和第二腔 活塞推桿組件。其優(yōu)點(diǎn)在于，三個腔室的設(shè)置可以保證常規(guī)制動和備用制動的實(shí)現(xiàn)：常規(guī)制 動時，擋油活塞被壓在第三腔的底部，從而將主缸第三腔與踏板模擬單元所在的腔室隔離 分開；在常規(guī)制動失效時，擋油活塞可在腳感模擬復(fù)合彈簧的作用下，推動第二腔活塞推桿 組件建壓。
[0015] 作為優(yōu)選，第二腔活塞推桿組件由帶推桿的第二活塞和設(shè)置在第三腔內(nèi)的擋油活 塞組成，推桿與擋油活塞接觸；推桿與第二活塞一體成型或者通過螺紋連接。其優(yōu)點(diǎn)在于， 推桿和擋油活塞并非實(shí)質(zhì)連接，僅為接觸，從而實(shí)現(xiàn)主缸與踏板模擬單元所在腔室的耦合 與解耦。
[0016] 作為優(yōu)選，第一腔與第二腔的直徑相同，第三腔的直徑大于第一腔和第二腔的直 徑。其優(yōu)點(diǎn)在于，第三腔的油液容積變化范圍大，同時可以配合擋油活塞的設(shè)置。
[0017] 作為優(yōu)選，第一腔分別與左前輪輪缸和右后輪輪缸相連，第二腔分別與右前輪輪 缸和左后輪輪缸相連，第三腔通過常規(guī)制動模式切換閥與柱塞栗相連。其優(yōu)點(diǎn)在于，縮短車 輪輪缸處油壓的建立時間，提高制動的及時性和安全性。
[0018] 作為優(yōu)選，踏板腳感模擬單元由腳感模擬復(fù)合彈簧、踏板模擬器活塞推桿組件串 聯(lián)組成，踏板腳感模擬單元與制動踏板連接，踏板腳感模擬單元所在的腔室通過備用制動 切換閥與彈簧蓄能器連接。其優(yōu)點(diǎn)在于，彈簧蓄能器能夠存儲一定的油液，在常規(guī)制動和 ABS模式時發(fā)揮作用。
[0019] 作為優(yōu)選，制動踏板與踏板模擬器活塞推桿組件通過鉸鏈連接，踏板模擬器活塞 推桿組件與腳感模擬復(fù)合彈簧連接，彈簧蓄能器通過備用制動切換閥螺紋連接在踏板模擬 單元的外側(cè)。
[0020] 作為優(yōu)選，腳感模擬復(fù)合彈簧的彈性元件由三段彈簧復(fù)合組成，三段彈簧分別在 不同的活塞位移下工作。其優(yōu)點(diǎn)在于，三段式彈簧可以在不同踏板位移下的配合工作來實(shí) 現(xiàn)腳感的模擬；在彈簧蓄能器能儲存一定的油液，以適應(yīng)在各種制動工況中，踏板感覺模擬 器所在腔室的油液容積變化。
[0021] 作為優(yōu)選，基礎(chǔ)制動器總成中的四組泄油電磁閥以并聯(lián)方式與儲液罐連接，并分 別與四組制動輪缸連接；四組進(jìn)油電磁閥以并聯(lián)方式與儲液罐或者主缸連接，并分別與四 組制動輪缸連接。其優(yōu)點(diǎn)在于，四組進(jìn)油閥以并聯(lián)的方式與儲油罐9連接，并分成兩組分別 與主缸的不同腔室連接，從而可以接受來自兩條油路的液壓油。在常規(guī)制動時，油液主要來 自主缸；在ABS模式下，油液由柱塞栗直接提供，這兩者工況的切換由ABS模式切換閥和常 規(guī)模式切換閥配合完成。
[0022] 作為優(yōu)選，制動踏板位移傳感器集成設(shè)置于制動踏板上，主缸壓力傳感器設(shè)置于 主缸的出油管路上，四組輪缸壓力傳感器分別設(shè)置于四組制動輪缸之中。其優(yōu)點(diǎn)在于，大大 減小了整個液壓控制單元的體積。
[0023] 作為優(yōu)選，執(zhí)行器集成模塊、ECU控制器和彈簧蓄能器集成為一個整體。其優(yōu)點(diǎn)在 于，將制動主缸組件和踏板模擬單元等集成為一個整體閥塊，油缸、柱塞栗、電機(jī)和電磁閥 等均安裝與閥塊上，大大減小了安裝體積，也減小了液壓油滲漏的風(fēng)險。
[0024] 作為優(yōu)選，制動模式切換閥為通過PWM控制的切換電磁閥，或者位置反饋控制的 線性電磁閥。其優(yōu)點(diǎn)在于，模式切換電磁閥可以是單純的開關(guān)閥或位置反饋控制的線性電 磁閥，后者可以線性調(diào)節(jié)閥的開度并反饋開口位置。
[0025] 本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0026] 1、由于執(zhí)行器集成模塊和ECU控制器集成為一個整體，減小了安裝體積，降低了 加工成本。
[0027] 2、由于采用切換閥組獨(dú)立實(shí)現(xiàn)三種制動模式：常規(guī)制動、備用制動和ABS功能，其 中常規(guī)制動包括人工腳踩制動與系統(tǒng)自主制動，同時，又能協(xié)助整車控制器是吸納主動/ 輔助制動以及制動能量回收功能。
[0028] 3、由于踏板模擬單元給駕駛員反饋了踏板感覺，當(dāng)系統(tǒng)失效的時候，制動踏板則 會自動與主缸推桿相連，為輪缸提供一定的液壓力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械備用制動。
[0029] 4、由于摒棄了電機(jī)栗和高壓蓄能器配合的模式，用單電機(jī)來實(shí)現(xiàn)油路的增壓；同 時，利用電機(jī)栗和電磁閥的配合，在不加裝ABS模塊的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)ABS防抱死制動功 能。
【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖2為本實(shí)用新型常規(guī)制動時的工作示意圖。
[0033] 圖3為本實(shí)用新型機(jī)械備用制動時的工作示意圖。
[0034] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)ABS制動功能的示意圖。
[0035] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)主動/輔助制動功能的示意圖。
[0036] 標(biāo)號說明：
[0037] 1、制動踏板；2、腳感模擬復(fù)合彈簧；3、踏板模擬器活塞推桿組件；4、ABS模式切 換閥；5、常規(guī)模式切換閥；6、柱塞栗；7、電機(jī)；8、第二腔；9、儲油罐；10、第一腔；11、第一腔 回位彈簧；12、主缸壓力傳感器；13、左前輪輪缸；14、右后輪輪缸；15、右前輪輪缸；16、左后 輪輪缸；17、左后輪泄油閥；18、左后輪進(jìn)油閥；19、左后輪輪缸壓力傳感器；20、右前輪泄油 閥；21、右前輪進(jìn)油閥；22、右前輪輪缸壓力傳感器；23、右后輪泄油閥；24、右后輪進(jìn)油閥； 25、右后輪輪缸壓力傳感器；26、左前輪泄油閥；27、左前輪進(jìn)油閥；28、左前輪輪缸壓力傳 感器；29、第一活塞；30、第二腔回位彈簧；31、第二腔活塞推桿組件；32、彈簧蓄能器；33、備 用制動切換閥；34、第三腔；35、擋油活塞；36、排液閥；37、執(zhí)行器集成模塊；38、基礎(chǔ)制動器 總成；39、踏板位移傳感器；40、E⑶控制器；41、整車控制器；42、左前輪速傳感器；43、右前 輪速傳感器；44、左后輪速傳感器；45、右后速傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本實(shí)用新型 的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0039] 實(shí)施例1 :
[0040] 如圖1所示，本實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上分為五大部分：由執(zhí)行器集成模塊37、基礎(chǔ)制動器 總成38、E⑶控制器40、制動操縱單元和彈簧蓄能器32 ;制動通路有三條：常規(guī)制動通路、 備用制動通路和ABS制動通路。
[0041] 執(zhí)行器集成模塊37由踏板腳感模擬單元、制動主缸組件、電液助力單元、制動模 式切換閥、主缸壓力傳感器12、排液閥36和儲液罐9組成。主缸壓力傳感器12設(shè)置在主缸 的出油管路上；排液閥36連通主缸的第三腔34和儲液罐9,排液閥36與儲液罐9連通的 通路上還有一條支路，連接排液閥36、柱塞栗6、常規(guī)模式切換閥5和主缸的第三腔34 ;儲 液罐9分別與主缸和基礎(chǔ)制動器總成38連接。
[0042] 踏板腳感模擬單元由腳感模擬復(fù)合彈簧2、踏板模擬器活塞推桿組件3組成，腳感 模擬復(fù)合彈簧2和踏板模擬器活塞推桿組件3以串聯(lián)方式連接。如圖1所示，踏板腳感模 擬單元設(shè)有一個油液腔室，該油液腔室與主缸連通，通過擋油活塞35與主缸實(shí)現(xiàn)耦合與解 耦；腳感模擬復(fù)合彈簧2和踏板模擬器活塞推桿組件3設(shè)置于該油液腔室內(nèi)。
[0043] 腳感模擬復(fù)合彈簧2的彈性元件由三段彈簧復(fù)合組成，三段彈簧分別在不同的活 塞位移下工作。
[0044] 彈簧蓄能器32通過備用制動切換閥33以螺紋方式連接在踏板模擬單元的外側(cè)， 用以儲存非失效狀況下在踏板模擬單元腔內(nèi)的液壓油；踏板模擬單元所在的油液腔室通過 備用制動切換閥33與彈簧蓄能器32連接。
[0045] 制動操縱單元由相互連接的制動踏板1和制動踏板位移傳感器39組成，用于接受 人工制動模式時駕駛員的制動動作并傳遞至主缸；監(jiān)測制動踏板1的行程，從而判斷其駕 駛意圖。制動踏板1通過鉸鏈連接到踏板模擬器活塞推桿組件3上。踏板模擬器活塞推桿 組件3的推桿與制動踏板1連接，制動踏板位移傳感器39集成設(shè)置于制動踏板1上。
[0046] 制動模式切換閥由常規(guī)制動模式切換閥5、ABS模式切換閥4和備用制動切換閥33 組成，其主要是根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，識別當(dāng)前所處的制動工況，適時進(jìn)行三種制動模式切 換，使車輛能夠安全穩(wěn)定地進(jìn)行制動。常規(guī)制動模式切換閥5 -端連接主缸的第三腔34,另 一端連接ABS模式切換閥4和柱塞栗6 ;ABS模式切換閥4 一端連接柱塞栗6和常規(guī)制動模 式切換閥5,另一端通過4組進(jìn)油閥連接4組輪缸，以及連接主缸的第一腔10和第二腔8。 備用制動切換閥33設(shè)置在踏板模擬單元與彈簧蓄能器32之間。
[0047] 電液助力單元由電機(jī)7和柱塞栗6組成，電機(jī)7和柱塞栗6互相連接，最先在第三 腔34內(nèi)建立系統(tǒng)液壓力以進(jìn)行制動。在本實(shí)施例中，摒棄了高壓蓄能器，而采用電液助力 單元來實(shí)現(xiàn)油路的增壓，降低了成本，簡化了結(jié)構(gòu)，同時也避免了高壓蓄能器的使用壽命缺 陷帶來的安全性問題。
[0048] 制動主缸組件由第一腔10、第一腔回位彈簧11、第一活塞29、第二腔8、第二腔回 位彈簧30、第二腔活塞推桿組件31、第三腔34和擋油活塞35組成。第一腔10與左前輪輪 缸13和右后輪輪缸14相連，第二腔8與右前輪輪缸15和左后輪輪缸16相連，第三腔34 與柱塞栗6相連。
[0049] 第一活塞29與第二活塞直徑相同，擋油活塞35的直徑大于第一活塞29和第二活 塞的直徑；第一腔10與第二腔8的直徑相同，第三腔34的直徑大于第一腔10和第二腔8 的直徑。三個腔室的直徑不盡相同，是用以安裝第二腔活塞推桿組件31以及擋油活塞35， 并使得常規(guī)制動時，擋油活塞35被壓在第三腔34的底部，從而將主缸第三腔34與踏板模 擬單元所在的腔室隔離分開；在常規(guī)制動失效時，擋油活塞35可在腳感模擬復(fù)合彈簧2的 作用下，推動第二腔活塞推桿組件31建壓。
[0050] 第一腔回位彈簧11設(shè)置在第一腔10內(nèi)，并連接主缸底部和第一活塞29 ;第二腔 回位彈簧30設(shè)置在第二腔8內(nèi)，并連接第一活塞29和第二腔活塞推桿組件31。第二腔活 塞推桿組件31由帶推桿的第二活塞和設(shè)置在第三腔34內(nèi)的擋油活塞35組成。推桿與擋 油活塞35可以連接也可以斷開，在連接時為接觸關(guān)系，在斷開時兩者相互斷開。推桿與第 二活塞做成一體或者通過螺紋連接。
[0051] 基礎(chǔ)制動器總成38由四組制動輪缸、輪缸壓力傳感器、進(jìn)油或泄油電磁閥和輪速 傳感器組成，具體包括：左前輪輪缸13、右后輪輪缸14、右前輪輪缸15、左后輪輪缸16、左后 輪泄油閥17、左后輪進(jìn)油閥18、左后輪輪缸壓力傳感器19、右前輪泄油閥20、右前輪進(jìn)油閥 21、右前輪輪缸壓力傳感器22、右后輪泄油閥23、右后輪進(jìn)油閥24、右后輪輪缸壓力傳感器 25、左前輪泄油閥26、左前輪進(jìn)油閥27、左前輪輪缸壓力傳感器28、左前輪速傳感器42、右 前輪速傳感器43、左后輪速傳感器44、右后速傳感器45。用于接收來自主缸的液壓力，產(chǎn)生 相應(yīng)的車輪制動力；也可以直接接通柱塞栗6,對車輪進(jìn)行制動。四組輪缸壓力傳感器分別 設(shè)置于四組制動輪缸之中。
[0052] 每個輪缸分別配置有進(jìn)油閥和泄油閥，四組進(jìn)油閥以并聯(lián)的方式與儲油罐9連 接，并分成兩組分別與主缸的不同腔室連接，從而可以接受來自兩條油路的液壓油。在常規(guī) 制動時，油液主要來自主缸，產(chǎn)生相應(yīng)的車輪制動力；在ABS模式下，油液由柱塞栗6直接提 供，這兩者工況的切換由ABS模式切換閥4和常規(guī)模式切換閥5配合完成。
[0053] 在每個輪缸處都配有液壓力傳感器，用以采集各個輪缸的壓力，以便于對其進(jìn)行 跟蹤控制。各進(jìn)油/泄油電磁閥通過制動管路與主缸和柱塞栗6連接，調(diào)節(jié)電機(jī)7及各個 電磁閥的工作狀態(tài)和輪缸壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)輪缸壓力分配功能。
[0054] 第一腔10分別通過左前輪進(jìn)油閥27、右后輪進(jìn)油閥24與左前輪輪缸13、右后輪 輪缸14連接；第二腔8分別通過21、左后輪進(jìn)油閥18與右前輪輪缸15、左后輪輪缸16連 接，第一腔10、第二腔8還分別與儲油罐9連接；第三腔34通過常規(guī)制動模式切換閥5與 柱塞栗6連接。
[0055] 主缸壓力傳感器12、制動踏板位移傳感器39和四組輪缸壓力傳感器分別與所述 E⑶控制器40信號連接。
[0056] 如圖2所示，常規(guī)制動通路包括，踏板腳感模擬單元、彈簧蓄能器32、制動踏板1、 備用制動切換閥33、電機(jī)7、儲液罐9、柱塞栗6、常規(guī)制動模式切換閥5、主缸組件和基礎(chǔ)制 動器總成38。
[0057] 在常規(guī)制動時，常規(guī)模式切換閥5通電導(dǎo)通，其余模式的切換閥處于斷電狀態(tài)。踏 板位移傳感器39將制動踏板1被踩下時的位移信號傳輸?shù)娇刂破?，控制器根?jù)位移量的大 小，給定此刻主缸的目標(biāo)建壓值，電機(jī)7、柱塞栗6和排液閥36以及主缸壓力傳感器12工 作，此時經(jīng)由常規(guī)模式切換電磁閥5將柱塞栗6栗出的油引入第三腔34,形成高壓，推動第 二活塞31和第一活塞29先后在第二腔8和第一腔10建壓，壓力通過液壓管路傳遞到輪缸 實(shí)現(xiàn)車輪制動。此刻在踏板模擬單元腔中為相對低壓，因此第三腔34中的高壓將后端擋油 活塞35壓緊在第三腔34底部，踏板模擬單元中壓縮的液壓油經(jīng)由備用制動切換電磁閥33 進(jìn)入到彈簧蓄能器32中。通過這種斷開式的雙活塞推桿組件，實(shí)現(xiàn)了制動主缸和踏板模擬 單元的解耦，使制動主缸和踏板模擬單元單獨(dú)建壓，互不影響。在整個建壓過程中，主缸壓 力傳感器12測得的實(shí)際壓力和目標(biāo)壓力做差比較，控制柱塞栗6和閥的工作，實(shí)現(xiàn)反饋控 制。
[0058] 如圖3所示，備用制動通路包括，制動踏板1、踏板腳感模擬單元、主缸組件和基礎(chǔ) 制動器總成38。
[0059] 在備用制動時，控制器根據(jù)車輛的狀態(tài)，將備用制動切換閥33通電斷開，其余模 式的切換閥出于斷電狀態(tài)。柱塞栗6、電機(jī)7處于失效狀態(tài)，此時第三腔34中沒有壓力，踏 板模擬單元中的液壓油被封閉在腔內(nèi)，由于液壓油的可壓縮性很小，踏板模擬單元與制動 主缸變成剛性連接，踏板模擬單元腔中的液壓油推動擋油活塞35和第二活塞推桿組件31 的推桿運(yùn)動，在推桿的作用下，第二活塞31和第一活塞29隨之運(yùn)動，在第二腔8和第一腔 10建壓，壓力通過液壓管路傳遞到輪缸，實(shí)現(xiàn)車輛制動。
[0060] 如圖4所示，ABS制動通路包括，踏板腳感模擬單元、彈簧蓄能器32、制動踏板1、 備用制動切換閥33、電機(jī)7、儲液罐9、柱塞栗6、ABS模式切換閥4和基礎(chǔ)制動器總成38。
[0061] 在ABS制動時，控制器根據(jù)接受到車速的輪速信號，計算車輪的滑移率，ABS模式 切換閥4通電導(dǎo)通，其余模式的切換閥都處于斷電狀態(tài)。此時，柱塞栗6栗出的油不再進(jìn)入 主缸內(nèi)，而是經(jīng)由ABS模式切換閥4直接進(jìn)入四個輪缸13、14、15、16。每個輪缸分別有一個 進(jìn)油閥和泄油閥，當(dāng)輪缸需要增壓時，進(jìn)油閥打開，泄油閥關(guān)閉；當(dāng)輪缸需要保壓時，進(jìn)油閥 和泄油閥均關(guān)閉；當(dāng)輪缸需要減壓時，進(jìn)油閥關(guān)閉，泄油閥打開。這種結(jié)構(gòu)形式可以實(shí)現(xiàn)每 個輪缸的壓力單獨(dú)控制，互不影響。在整個ABS控制過程中，控制器通過計算得到的實(shí)際滑 移率和目標(biāo)滑移率的做差比較，對輪缸的壓力進(jìn)行反饋控制。
[0062] 踏板模擬單元中的彈性元件是用以模擬制動過程中的制動腳感。其位于踏板模擬 單元腔內(nèi)，腳感模擬復(fù)合彈簧2由三段彈簧復(fù)合組成，這三段彈簧分別在不同的活塞位移 階段進(jìn)行工作。彈簧剛度表達(dá)式如下所示：
[0064] 式中，i是彈簧壓縮的階段i = 1，2, 3, h是復(fù)合彈簧在不同壓縮階段的等效剛度。 Lp LjP L 3分別為活塞的位移量。
[0065] 圖2、圖3、圖4中的箭頭方向表示油液的運(yùn)動方向。
[0066] 如圖5所示，在主動/輔助制動時，本實(shí)施例的E⑶控制器40通過CAN總線接受 整車控制器41所發(fā)出的預(yù)期制動減速度指令，換算為主缸壓力目標(biāo)值，驅(qū)動柱塞栗6進(jìn)行 系統(tǒng)建壓，根據(jù)主缸壓力信號進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)；并結(jié)合不同的制動工況，發(fā)出閥控指令進(jìn)行制 動模式的切換；對四個輪速傳感器42、43、44、45的信號進(jìn)行處理，判斷車速情況，實(shí)現(xiàn)閉環(huán) 控制。當(dāng)踏板位移信號探測到有人工干預(yù)時，系統(tǒng)退出主動制動模式，由人工操縱制動。本 實(shí)施例的ECU控制器40可將采集到的制動狀態(tài)信息發(fā)送至CAN線以供整車設(shè)備讀取。
[0067] 實(shí)施例2 :
[0068] 本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，其不同之處僅在于：
[0069] 1、除了制動踏板1、踏板位移傳感器39和基礎(chǔ)制動器總成38之外，其余部分可集 成為一個整體；建壓所用的電機(jī)7通過螺紋連接的方式固結(jié)在主缸的閥體上。
[0070] 2、制動模式切換閥為通過PWM控制的切換電磁閥，或者位置反饋控制的線性電磁 閥。
[0071] 將制動主缸組件和踏板模擬單元等集成為一個整體閥塊，油缸、柱塞栗6、電機(jī)7 和電磁閥等均安裝于閥塊上，大大減小了安裝體積，也減小了液壓油滲漏的風(fēng)險；切換電磁 閥為單純的開關(guān)閥，位置反饋控制的線性電磁閥可以線性調(diào)節(jié)閥的開度并反饋開口位置。
[0072] 本實(shí)用新型的集成電控液壓制動系統(tǒng)可以應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油汽車，對于一些大型的 SUV和皮卡車，由于傳統(tǒng)真空助力器尺寸的限制無法再突破，而使用本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)較 好的制動性能和踏板感覺，能夠滿足駕駛員輔助系統(tǒng)的快速動態(tài)制動響應(yīng)要求；尤其適用 于不依賴于真空源新能源車輛以及能夠?qū)崿F(xiàn)主動/輔助制動功能的自動能駕駛車輛，當(dāng)本 實(shí)用新型應(yīng)用于新能源車輛時，可以模擬傳統(tǒng)汽車的制動腳感，電控單元可對每個制動輪 缸進(jìn)行單獨(dú)控制，還可以協(xié)助整車實(shí)現(xiàn)制動能量回收；當(dāng)本實(shí)用新型應(yīng)用于自動駕駛車輛 時，能夠?qū)崿F(xiàn)主動制動的功能。
[0073] 本實(shí)用新型大大簡化了制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了安裝空間，降低了成本；系統(tǒng)響應(yīng) 快、控制精確、能夠準(zhǔn)確反應(yīng)駕駛員的制動意圖，并在人工制動時提供舒適的踏板感覺；集 成度和功能顯著增強(qiáng)，在系統(tǒng)失效時保證行車安全。本系統(tǒng)的ECU控制器40能夠協(xié)助整車 控制器41實(shí)現(xiàn)自主制動與再生制動功能；同時，本系統(tǒng)作為底層的主動制動執(zhí)行器，能夠 集成各種功能的電控系統(tǒng)，如EPB/ESC/ACC等。
[0074] 本實(shí)用新型摒棄了傳統(tǒng)的柱塞栗6配合高壓蓄能器的形式，巧妙地規(guī)避了高壓蓄 能器使用壽命不足所帶來的系統(tǒng)問題。同時，本實(shí)用新型將制動主缸組件和踏板模擬單元 等集成為一個整體閥塊，油缸，柱塞栗6和電磁閥等均安裝于閥塊上，減小了安裝體積，降 低了加工成本，也減少了液壓油滲漏的風(fēng)險；能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)三種制動模式：常規(guī)制動，備用 制動和ABS功能，其中常規(guī)制動包括人工腳踩制動與系統(tǒng)自主制動。踏板模擬單元給駕駛 員反饋了踏板感覺，當(dāng)系統(tǒng)失效的時候，制動踏板1則會自動與主缸推桿相連，為輪缸提供 一定的液壓力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械備用制動；本實(shí)用新型摒棄了柱塞栗6和高壓蓄能器配合的模式， 用單電機(jī)7來實(shí)現(xiàn)油路的增壓；同時，利用柱塞栗7和電磁閥的配合，在不加裝ABS模塊的 如提下，能夠?qū)崿F(xiàn)ABS防抱死制動功能。
[0075] 本實(shí)用新型不需要對原有的制動系統(tǒng)做很多的改變，系統(tǒng)眾多部件可以基于傳統(tǒng) 設(shè)計的進(jìn)行沿用，節(jié)省了零件的設(shè)計制造成本。
[0076] 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單易行，應(yīng)用模塊（ABS，ESC等）均可以借鑒成熟設(shè)計，不僅 可以應(yīng)用于傳統(tǒng)乘用汽車，而且更適合用于各類新能源汽車的制動系統(tǒng)。顛覆了傳統(tǒng)真空 助力制動系統(tǒng)的設(shè)計概念，系統(tǒng)集成度和功能顯著增強(qiáng)。
[0077] 本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0078] 1、由于執(zhí)行器集成模塊37和E⑶控制器40集成為一個整體，減小了安裝體積，降 低了加工成本。
[0079] 2、由于采用切換閥組獨(dú)立實(shí)現(xiàn)三種制動模式：常規(guī)制動、備用制動和ABS功能，其 中常規(guī)制動包括人工腳踩制動與系統(tǒng)自主制動，同時，又能協(xié)助整車控制器41是吸納主動 /輔助制動以及制動能量回收功能。
[0080] 3、由于踏板模擬單元給駕駛員反饋了踏板感覺，當(dāng)系統(tǒng)失效的時候，制動踏板1 則會自動與主缸推桿相連，為輪缸提供一定的液壓力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械備用制動。
[0081] 4、由于摒棄了柱塞栗6和高壓蓄能器配合的模式，用單電機(jī)7來實(shí)現(xiàn)油路的增壓； 同時，利用柱塞栗6和電磁閥的配合，在不加裝ABS模塊的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)ABS防抱死制 動功能。
[0082] 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名 稱等可以不同。凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化， 均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描 述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型 的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：由執(zhí)行器集成模塊（37)、基礎(chǔ)制動器 總成（38)、E⑶控制器（40)、制動操縱單元和彈簧蓄能器（32)組成； 所述的執(zhí)行器集成模塊（37)由踏板腳感模擬單元、彈簧蓄能器（32)、制動主缸組件、 電液助力單元、制動模式切換閥、主缸壓力傳感器（12)、排液閥（36)和儲液罐（9)組成，所 述的電液助力單元由互相連接的電機(jī)（7)和柱塞栗（6)組成，所述的制動模式切換閥由常 規(guī)制動模式切換閥（5)、ABS模式切換閥（4)和備用制動切換閥（33)組成； 所述的基礎(chǔ)制動器總成（38)由四組制動輪缸、輪缸壓力傳感器、進(jìn)油電磁閥、泄油電 磁閥和輪速傳感器組成； 所述的制動操縱單元由相互連接的制動踏板（1)和制動踏板位移傳感器（39)組成； 所述踏板腳感模擬單元、制動踏板（1)、制動切換閥（33)與彈簧蓄能器（32)，所述與柱 塞栗（6)連接的電機(jī)（7)，以及依次連接的所述儲液罐（9)、柱塞栗（6)、常規(guī)制動模式切換 閥（5)、制動主缸組件和基礎(chǔ)制動器總成（38)，組成常規(guī)制動通路； 依次連接的所述制動踏板（1)、踏板腳感模擬單元、制動主缸組件和基礎(chǔ)制動器總成 (38)，組成備用制動通路； 所述踏板腳感模擬單元、制動踏板（1)、制動切換閥（33)與彈簧蓄能器（32)，所述與柱 塞栗（6)連接的電機(jī)（7)，以及依次連接的所述儲液罐（9)、柱塞栗（6)、ABS模式切換閥（4) 和基礎(chǔ)制動器總成（38)，組成ABS制動通路； 所述的主缸壓力傳感器（12)、制動踏板位移傳感器（39)和四組輪缸壓力傳感器分別 與所述ECU控制器（40)信號連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的制動主 缸組件由第一腔（10)、第一腔回位彈簧（11)、第一活塞（29)、第二腔（8)、第二腔回位彈簧 (30)、第二腔活塞推桿組件（31)、第三腔（34)和擋油活塞（35)組成；所述的第一腔回位彈 簧（11)設(shè)置在第一腔（10)內(nèi)，并連接主缸底部和第一活塞（29);所述的第二腔回位彈簧 (30)設(shè)置在第二腔（8)內(nèi)，并連接第一活塞（29)和第二腔活塞推桿組件（31)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的第二腔 活塞推桿組件（31)由帶推桿的第二活塞和設(shè)置在第三腔（34)內(nèi)的擋油活塞（35)組成，所 述推桿與擋油活塞（35)接觸；所述的推桿與第二活塞一體成型或者通過螺紋連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的第一腔 (10)與第二腔⑶的直徑相同，所述第三腔（34)的直徑大于所述第一腔（10)和第二腔（8) 的直徑。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的第一腔 (10)分別與左前輪輪缸（13)和右后輪輪缸（14)連接，所述的第二腔（30)分別與右前輪輪 缸（15)和左后輪輪缸（16)連接，所述的第三腔（34)通過常規(guī)制動模式切換閥（5)與柱塞 栗⑶連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的踏板腳 感模擬單元由腳感模擬復(fù)合彈簧（2)、踏板模擬器活塞推桿組件（3)串聯(lián)組成，所述踏板腳 感模擬單元與制動踏板（1)連接，所述踏板腳感模擬單元所在的腔室通過備用制動切換閥 (33)與彈簧蓄能器（32)連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的制動踏 板（1)與踏板模擬器活塞推桿組件（3)通過鉸鏈連接，所述的踏板模擬器活塞推桿組件（3) 與腳感模擬復(fù)合彈簧（2)連接，所述的彈簧蓄能器（32)通過所述備用制動切換閥（33)螺 紋連接在所述踏板模擬單元的外側(cè)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征在于：所述的腳感 模擬復(fù)合彈簧（2)的彈性元件由三段彈簧復(fù)合組成，三段彈簧分別在不同的活塞位移下工 作。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的基礎(chǔ)制 動器總成（38)中的四組泄油電磁閥以并聯(lián)方式與所述儲液罐（9)連接，并分別與所述四組 制動輪缸連接；所述的四組進(jìn)油電磁閥以并聯(lián)方式與所述儲液罐（9)或者主缸連接，并分 別與所述四組制動輪缸連接。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的制動踏 板位移傳感器（39)集成設(shè)置于所述制動踏板（1)上，所述的主缸壓力傳感器（12)設(shè)置于 主缸的出油管路上，所述四組輪缸壓力傳感器分別設(shè)置于四組制動輪缸之中。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的執(zhí)行器 集成模塊（37)、ECU控制器（40)和彈簧蓄能器（32)集成為一個整體。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車輛集成電控液壓制動系統(tǒng)，其特征是：所述的制動模 式切換閥為通過PWM控制的切換電磁閥，或者位置反饋控制的線性電磁閥。
【文檔編號】B60T13/74GK205417597SQ201520318047
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年5月18日
【發(fā)明人】張 杰, 譚智慧, 劉偉, 裴曉飛, 潘勁, 熊喆, 過學(xué)迅, 諶文思, 李霖, 莫小波, 于東輝
【申請人】浙江萬向精工有限公司, 萬向集團(tuán)公司