一种车辆主动助力制动装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种车辆主动助力制动装置，包括制动踏板推杆、制动主缸推杆、真空腔和工作腔和三通电磁阀，本发明专利技术取消高压储能器，将两位三通电磁阀替换为带自锁功能的三位三通电磁阀，能够实现掉电状态下，长时间压力保持，同时能够保证脚动制动和失效模式制动的有效性和可靠性。

Vehicle active power assisted braking device and control method thereof

The invention discloses a vehicle active power brake device comprises a brake pedal, a push rod, brake master cylinder push rod, a vacuum chamber and a working chamber and three solenoid valve, the invention cancels high pressure accumulator, will replace the two position three way solenoid valve with self-locking function of three position three way solenoid valve, to achieve off power state, long time pressure, at the same time to ensure the foot brake failure mode and braking effectiveness and reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆制动领域，尤其涉及主动助力制动装置及实现方法。
技术介绍
随着车辆驾驶辅助和智能驾驶技术的发展，传统车辆制动已无法满足制动需求，必须增加主动制动功能。目前主流的方案就是基于液压制动系统，在原来制动系统ESP的基础上实现主动增压功能或者在制动主缸和ABS/ESP之间的双输入管路上串联/并联主动增压装置实现。除此之外，还有一种实现主动制动的方式，就是对真空助力器进行改进，通过电控的方式实现主动助力制动，能够模拟驾驶员踩踏制动踏板通过真空助力器实现制动的过程，原车制动系统仍然保留。专利CN 102060009 B提出了一种具有电子辅助制动功能的制动系统，该方案在真空助力器内部增加了电磁铁、套管和电磁线圈，通过控制电磁线圈电流的大小，控制电磁铁以及套管的运动方向，实现真空腔和工作腔阀门的控制。专利CN 102050100 A一种电子真空助力器装置也采用了类似的方案。该方案在实际使用过程中，存在控制精度低、开环控制，稳定性难以保证，而且随着使用时间的推移，控制位置误差积累容易导致位置漂移，系统存在失效风险。鉴于以上问题，专利CN 105539410 A提出了一种汽车制动系统用主动增压装置，该方案在原真空助力器的基础上，在真空腔和工作腔上进行了开孔，分别增加了真空腔管和工作腔管，并通过两位三通电磁阀控制真空腔管、工作腔管和大气之间的通断实现真空助力过程，能够完全模拟人工踩踏制动踏板，借助于真空助力器实现主动制动的过程，实现了主动制动。但是该方案采用了高压储能器，提前减压，虽然缩短了建压时间，但是存在油液泄露的风险，当储能器油液压力低于设定的值时再建压，针对持续反复制动需求，系统响应时间延长，另外采用了两位三通电磁阀，通过，通过控制电磁阀线圈的电流大小控制阀芯的位置，当需要保压时，需要给线圈持续通电，无法满足持续长时间制动的需求，尤其是针对没有EPB制动系统的车辆，无法实现长时间驻车制动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是实现一种能够确保长时间驻车安全、可靠的车辆主动助力制动装置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种车辆主动助力制动装置，包括制动踏板推杆、制动主缸推杆、真空腔和工作腔，所述真空腔连接真空管，所述车辆主动助力制动装置设有三通电磁阀，所述三通电磁阀的电磁阀外壳两端设有与内部连通的端口A和端口C，中部设有与内部连通的端口B，所述端口A与真空腔的第一引出管连接，所述端口B与工作腔的第二引出管连接，所述端口C连接大气，所述电磁阀外壳内设有阀芯，所述电磁阀外壳的两端分别设有驱动阀芯沿电磁阀外壳内部滑动的A端线圈和B端线圈，当所述阀芯位于电磁阀外壳中部位置时，真空腔、工作腔和大气相互隔离，当所述阀芯位于电磁阀外壳的端口C位置时，真空腔和工作腔连通。所述电磁阀外壳靠近端口C一端的位置设有自锁机构外壳，所述自锁机构外壳内设有可沿其滑动伸入或退出电磁阀外壳的自锁机构磁销，所述阀芯上设有阀芯缺口，当所述阀芯位于电磁阀外壳的端口C位置时，若所述自锁机构磁销伸入电磁阀外壳内则嵌入阀芯缺口内，所述阀芯由自锁机构线圈驱动在自锁机构外壳内滑动。所述自锁机构线圈与阀芯之间设有自锁机构复位弹簧。所述电磁阀外壳靠近端口A一端的内部设有支撑阀芯的A端弹簧，所述电磁阀外壳靠近端口B一端的内部设有支撑阀芯的B端弹簧所述真空腔内设有用于支撑腔体的复位弹簧。所述车辆主动助力制动装置设有控制模块，所述控制模块接收制动踏板位移传感器的制动状态信号、电子驻车制动按钮的驻车状态信息、CAN通信模块的上层控制系统参数信号，以及主缸压力传感器的主缸当前压力信号，所述控制模块输出驱动信号至A端线圈、B端线圈和自锁机构线圈。基于所述车辆主动助力制动装置的控制方法：步骤1、系统上电，静态自检，如果有故障，则故障报警，否则执行步骤2；步骤2、实时采集制动踏板位移信号，若踏板位移信号判断为人工干预了制动，则进入脚动制动模式执行步骤3,否则执行步骤4；步骤3、脚动制动，三通电磁阀复位，主动制动无效，返回步骤2；步骤4、实时采集整车CAN模块发送的制动请求，如果有主动制动需求并设置了目标管路压力P，则执行步骤5进入主动制动模式，否则执行步骤3；步骤5、判断本车车速是否为0，如果车速为0，则执行步骤6,否则执行步骤8；步骤6、进入EPB电子驻车制动模式，控制电子驻车制动系统实施制动，主动助力制动装置不启动，并执行步骤7；步骤7、判断是否满足退出EPB电子驻车制动模式的条件，如果是则执行步骤2，否则执行步骤6；步骤8、进入行车制动主动制动模式，自锁机构解锁，电磁阀阀芯向左置位，工作腔和大气连通，进入助力增加阶段，并执行步骤9；步骤9、实时检测制动主缸液压压力并实时反馈压力值P'，根据P和P'差值与设定的门限T进行比较，如果P-P'＞T，则执行步骤10，否则如果|P-P'|＜T，则执行步骤11，否则执行步骤12；步骤10、进入助力增加控制周期，A端线圈通电，电磁阀阀芯置位到左端，进入PID周期控制，通过调整控制A端线圈的PWM的占空比控制工作腔4和大气连通的时间，然后执行步骤2；步骤11、进入助力保持阶段，A端线圈掉电，电磁阀阀芯在A端弹簧和B端弹簧的作用下复位，真空腔、工作腔和大气彼此隔离，然后执行步骤2；步骤12、进入助力减小控制周期，给自锁机构线圈通电，自锁机构解锁，然后A端线圈掉电，B端线圈通电，电磁阀阀芯置位到右端，进入PID周期控制，通过调整控制A端线圈的PWM的占空比控制工作腔4和大气连通的时间，然后执行步骤2。本专利技术的优点在于：本装置去掉了高压储能器，通过压力传感器进行制动管路实时压力反馈，克服了油液泄露的风险，在实际应用中，可以通过预制动缩短系统建压时间，能够满足应用需求；本装置采用了三位三通电磁阀，克服了两位三通电磁阀通过控制线圈电流大小控制阀芯位置时，存在位置漂移而导致系统失效的问题；本装置采用的三位三通电磁阀内置有自锁机构，通过该机构可以实现掉电助力保持，即实现电子驻车制动和极端工况下长时间制动需求。附图说明下面对本专利技术说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为车辆主动助力制动装置结构示意图；图2为图1为中三通电磁阀结构示意图；图3为车辆主动助力制动装置原理框图；图4为车辆主动助力制动装置管路压力控制示意图；图5为车辆主动助力制动装置控制流程图；上述图中的标记均为：1、制动踏板推杆；2、制动主缸推杆；3、真空腔；4、工作腔；5、复位弹簧；6、真空管；7、第一引出管；8、第二引出管；9、三通电磁阀；10、控制模块；11、制动踏板位移传感器；12、电子驻车制动按钮；13、CAN通信模块；14、主缸压力传感器；91、自锁机构线圈；92、自锁机构复位弹簧；93、自锁机构外壳；94、自锁机构磁销；95、A端线圈95；96、A端弹簧；97、阀芯；98、阀芯缺口；99、B端弹簧；910、B端线圈；911、电磁阀外壳；912、端口A；913、端口B；914、端口C。具体实施方式本专利技术车辆主动助力制动装置将两位三通电磁阀9替换为带自锁功能的三位三通电磁阀9，能够实现掉电状态下，长时间压力保持，同时能够保证脚动制动和失效模式制动的有效性和可靠性。即在原车真空助力器真空腔3和工作腔4上开孔，引出管路与带自锁功能的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆主动助力制动装置，包括制动踏板推杆、制动主缸推杆、真空腔和工作腔，所述真空腔连接真空管，其特征在于：所述车辆主动助力制动装置设有三通电磁阀，所述三通电磁阀的电磁阀外壳两端设有与内部连通的端口A和端口C，中部设有与内部连通的端口B，所述端口A与真空腔的第一引出管连接，所述端口B与工作腔的第二引出管连接，所述端口C连接大气，所述电磁阀外壳内设有阀芯，所述电磁阀外壳的两端分别设有驱动阀芯沿电磁阀外壳内部滑动的A端线圈和B端线圈，当所述阀芯位于电磁阀外壳中部位置时，真空腔、工作腔和大气相互隔离，当所述阀芯位于电磁阀外壳的端口C位置时，真空腔和工作腔连通。

【技术特征摘要】
1.一种车辆主动助力制动装置，包括制动踏板推杆、制动主缸推杆、真空腔和工作腔，所述真空腔连接真空管，其特征在于：所述车辆主动助力制动装置设有三通电磁阀，所述三通电磁阀的电磁阀外壳两端设有与内部连通的端口A和端口C，中部设有与内部连通的端口B，所述端口A与真空腔的第一引出管连接，所述端口B与工作腔的第二引出管连接，所述端口C连接大气，所述电磁阀外壳内设有阀芯，所述电磁阀外壳的两端分别设有驱动阀芯沿电磁阀外壳内部滑动的A端线圈和B端线圈，当所述阀芯位于电磁阀外壳中部位置时，真空腔、工作腔和大气相互隔离，当所述阀芯位于电磁阀外壳的端口C位置时，真空腔和工作腔连通。2.根据权利要求1所述的车辆主动助力制动装置，其特征在于：所述电磁阀外壳靠近端口C一端的位置设有自锁机构外壳，所述自锁机构外壳内设有可沿其滑动伸入或退出电磁阀外壳的自锁机构磁销，所述阀芯上设有阀芯缺口，当所述阀芯位于电磁阀外壳的端口C位置时，若所述自锁机构磁销伸入电磁阀外壳内则嵌入阀芯缺口内，所述阀芯由自锁机构线圈驱动在自锁机构外壳内滑动。3.根据权利要求2所述的车辆主动助力制动装置，其特征在于：所述自锁机构线圈与阀芯之间设有自锁机构复位弹簧。4.根据权利要求3所述的车辆主动助力制动装置，其特征在于：所述电磁阀外壳靠近端口A一端的内部设有支撑阀芯的A端弹簧，所述电磁阀外壳靠近端口B一端的内部设有支撑阀芯的B端弹簧。5.根据权利要求4所述的车辆主动助力制动装置，其特征在于：所述真空腔内设有用于支撑腔体的复位弹簧。6.根据权利要求2、3、4或5所述的车辆主动助力制动装置，其特征在于： 所述车辆主动助力制动装置设有控制模块，所述控制模块接收制动踏板位移传感器的制动状态信号、电子驻车制动按钮的驻车状态信息、CAN通信模块的上层控制系统参数信号，以及主缸压力传感器的主缸当前压力信号，所述控制模块输出驱动信号至A端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵如，汪军，强俊，卢桂馥，邹姗，刘涛，陶皖，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34