一种分布式全液压电液制动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式全液压电液制动系统及方法，由储液罐、蓄能器、压力传感器、压力控制阀、模拟缸、两位三通电磁阀、踏板行程传感器、人力缸、制动管路、车轮制动器、单向阀、电动液压泵和制动控制器构成。本发明专利技术由于具有蓄能器，因此具有冗余备份功能，安全性高。在制动控制器失效时，只要电动液压泵能正常工作，就能正常输出和控制制动力。而普通的电液制动器一旦控制器失效，就只能通过人力来制动。由于电动液压泵能连续工作，因此制动器不但能用于排量小的乘用车，还能用于排量大的商用车。本发明专利技术通过简单地调节电磁铁的推力就能实现制动防抱死(ABS)和车身稳定控制(ESC)，不需要复杂的电磁阀开度或PWM控制，具有控制简单、成本低优点。低优点。低优点。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式全液压电液制动系统


[0001]本专利技术涉及汽车主动安全
，具体涉及一种分布式全液压电液制动系统。

技术介绍

[0002]就制动系统而言，智能驾驶要求汽车具备自主制动功能，即在驾驶员未操控制动控制装置的情况下对全部或部分车轮实施制动。目前能够实施自主制动的装置主要包括电子液压制动(EHB)、电子机械制动(EMB)及各类电液伺服制动系统等。其中，分布式的EHB与EMB系统由于可以独立控制和调节各个轮子的制动力，被认为是下一代制动系统的发展方向。其中分布式EHB系统由于人力备份设计方便，与传统轿车架构近似，应用前景更广。
[0003]目前的主流EHB方案中大部分都通过电磁阀组进行增压和泄压控制。如中国专利CN203753122U公开了一种实现智能驾驶的自动液压制动系统，在制动主缸及ESC之HCU之间增加接受制动控制计算机控制的电磁阀组，该电磁阀组加装于原车辆液压制动系统后，满足人工驾驶和无人驾驶对制动的要求，且人力制动和自主制动两种状态可以切换。但是由于制动管路长，不利于快速建立制动压力、制动响应慢；在自主制动模式下该结构不支持缓慢泄压，电磁阀组仅能通过开度实现阶梯式压力控制，因此制动系统的压力调节精度不高、车辆在自主制动时的运动平稳性较差。与此同时，电磁阀长时间工作还会形成积热，无法适应智能驾驶汽车任何时候的精准自主制动需要。
[0004]目前的主流EHB方案中大部分都使用活塞式电动缸作为制动器的增压单元。电机压缩活塞体积，将制动液压入制动轮缸中形成制动压力，压缩量与产生的制动压力之间成线性关系。并通过电机堵转的方式维持制动压力。大型车的应用时往往需要更大体积的活塞，更大扭矩或者多台电机对轮缸增压以实现与小型家用车近似的制动性能。如中国专利申请CN 111301385 A中公开的制动器，使用了双电机双主缸分别对两个轮缸进行增压，降低了单台电机工作负载，同时两台电机互为失效冗余。在此目标下的活塞式电动缸的重量，体积，电机成本均存在较大约束，意味着该种设计方案仅在在家用小轿车与中小型SUV中应用较为合适。
[0005]电动车为了方便在制动时进行电机倒拖能量回收，较先进的电液制动器都采用解耦制动，即正常制动时，制动踏板连接模拟缸，不输出制动液压，仅输出制动的信号。制动力由汽车驱动电机与制动器电控电机及阀门共同产生，驾驶员踏板开度与制动力成比例，但与实际制动器电缸压缩量不一定成比例。这样的设计使得在车辆高速制动时可以有尽可能多的能量通过汽车电机进行回收，增加电动车续航。在制动控制器失效的紧急时刻，根据法规要求，驾驶员也应当可以通过踩踏制动踏板，推动轮缸，实现一定的制动力。目前主流的EHB方案中人力备份方式基本为将制动踏板通过连杆和液压活塞，直通轮缸卡钳，将驾驶员脚力放大至卡钳实现制动。如中国专利申请CN 104136291A中公开的系统，在控制器故障时，阀门将踏板活塞与各轮缸直接导通，驾驶员将踏板力直接传递至卡钳上。该种方式能实现的人力备份制动力较小，且与驾驶员腿部力量有关，无法长时间施加有效制动。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种分布式全液压电液制动系统。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种分布式全液压电液制动系统，由储液罐、蓄能器、压力传感器、压力控制阀、模拟缸、两位三通电磁阀、踏板行程传感器、人力缸、制动管路、车轮制动器、单向阀、电动液压泵和制动控制器构成；其中储液罐分别连接于电动液压泵、人力缸和压力控制阀的回油孔；电动液压泵通过单向阀连接于所述蓄能器和压力控制阀的进油孔，并可连续输出高压的液压油；压力控制阀的出油孔通过液压管路连接车轮制动器；两位三通阀连接于人力缸和模拟缸；所述压力传感器用于检测蓄能器的输出压力；所述人力缸连接有踏板行程传感器；
[0009]所述压力控制阀由阀体、进油孔、平衡活塞、压紧弹簧、进油阀、回位弹簧、反作用活塞、回油孔、推杆、限位环、推块、压力平衡弹簧、机械制动活塞、电磁铁、压杆和出油孔构成；平衡活塞、压紧弹簧、进油阀、回位弹簧和反作用活塞均设于所述阀体的内腔，所述反作用活塞位于所述进油阀的上方并可通过上下移动与进油阀分离或接触；所述进油孔、回油孔和出油孔设于阀体的两侧并与阀体的内腔连通，其中，所述出油孔和回油孔分别位于所述反作用活塞的两侧，所述进油孔和出油孔位于阀体的同一侧且进油孔的位置低于出油孔；
[0010]所述反作用活塞的底部设有回位弹簧，所述回位弹簧分别与所述反作用活塞的底部和阀体的内腔壁相抵；所述进油阀的底部连接有平衡活塞，并设有压紧弹簧，所述压紧弹簧的两端分别与进油阀的底部和阀体的内腔壁相抵；所述反作用活塞的顶部可伸出至阀体外，并且连接于所述压杆；所述推块、压力平衡弹簧、机械制动活塞设于一壳体内，所述机械制动活塞位于所述推块的上方，所述压力平衡弹簧位于所述机械制动活塞和推块之间；所述壳体靠近机械制动活塞的一端通过液压管路与两位三通阀连接；所述压杆的一端连接于所述电磁铁，另一端连接于所述推杆的下端；所述推杆的上端从壳体底部的开孔伸入壳体内并与推块连接，所述限位环设于所述推杆并位于壳体的外部，并且限位环的外径大于所述开孔的内径；反作用活塞不受向下的力时，回位弹簧对其产生向上的作用力；所述压紧弹簧对进油阀产生向上的作用力使得进油孔与出油孔之间的通道关闭。
[0011]本专利技术还提供一种利用上述系统的分布式全液压电液制动方法，具体过程为：
[0012]制动系统通电后，压力传感器检测蓄能器的输出压力并传递至制动控制器；如果输出压力低于设定值，制动控制器启动电动液压泵，将储液罐里的刹车油加压后泵入蓄能器中，直至蓄能器的输出压力大于设定值；这时压力控制阀关闭，不对外输出液压，车轮制动器的制动力为0；
[0013]在线控制动的工况下，两位三通电磁阀接通模拟缸和人力缸；司机踩下制动踏板，推动人力缸；这时人力缸里的液压油经两位三通电磁阀流入模拟缸，形成制动脚感；同时踏板行程传感器产生电信号，传递到制动控制器中；制动控制器根据踏板行程信号控制压力控制阀的电磁铁的推力；电磁铁向下推动压杆，由于限位环抵住壳体的底部，所以推块不能被往上推；于是压杆以推块为支点，压下反作用活塞；反作用活塞被压下后，与进油阀接触，使出油孔与回油孔之间隔离；然后进油阀被压下，进油孔的高压的液压油流入出油孔，再通过制动管路流到车轮制动器，从而产生制动力；
[0014]随着出油孔处的油压增加，反作用活塞受到向上的液压力增加；当液压力等于电
磁铁推动压杆产生的下压力相等时，反作用活塞被向上顶起，进油阀向上运动，关闭进油孔与出油孔之间的通道；同时反作用活塞保持与进油阀接触，出油孔与回油孔保持隔离；此时进油孔的制动液不能流到出油孔，出油孔的制动液也不能流到回油孔，从而保持出油孔的液压；调节电磁铁的推力，就能调节出油孔的液压，从而调节车轮制动器的制动力；
[0015]当司机松开制动踏板，降低制动力时，制动控制器根据踏板行程传感器的信号降低电磁铁的推力，使其小于反作用活塞的液压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式全液压电液制动系统，其特征在于，由储液罐、蓄能器、压力传感器、压力控制阀、模拟缸、两位三通电磁阀、踏板行程传感器、人力缸、制动管路、车轮制动器、单向阀、电动液压泵和制动控制器构成；其中储液罐分别连接于电动液压泵、人力缸和压力控制阀的回油孔；电动液压泵通过单向阀连接于所述蓄能器和压力控制阀的进油孔，并可连续输出高压的液压油；压力控制阀的出油孔通过液压管路连接车轮制动器；两位三通阀连接于人力缸和模拟缸；所述压力传感器用于检测蓄能器的输出压力；所述人力缸连接有踏板行程传感器；所述压力控制阀由阀体、进油孔、平衡活塞、压紧弹簧、进油阀、回位弹簧、反作用活塞、回油孔、推杆、限位环、推块、压力平衡弹簧、机械制动活塞、电磁铁、压杆和出油孔构成；平衡活塞、压紧弹簧、进油阀、回位弹簧和反作用活塞均设于所述阀体的内腔，所述反作用活塞位于所述进油阀的上方并可通过上下移动与进油阀分离或接触；所述进油孔、回油孔和出油孔设于阀体的两侧并与阀体的内腔连通，其中，所述出油孔和回油孔分别位于所述反作用活塞的两侧，所述进油孔和出油孔位于阀体的同一侧且进油孔的位置低于出油孔；所述反作用活塞的底部设有回位弹簧，所述回位弹簧分别与所述反作用活塞的底部和阀体的内腔壁相抵；所述进油阀的底部连接有平衡活塞，并设有压紧弹簧，所述压紧弹簧的两端分别与进油阀的底部和阀体的内腔壁相抵；所述反作用活塞的顶部可伸出至阀体外，并且连接于所述压杆；所述推块、压力平衡弹簧、机械制动活塞设于一壳体内，所述机械制动活塞位于所述推块的上方，所述压力平衡弹簧位于所述机械制动活塞和推块之间；所述壳体靠近机械制动活塞的一端通过液压管路与两位三通阀连接；所述压杆的一端连接于所述电磁铁，另一端连接于所述推杆的下端；所述推杆的上端从壳体底部的开孔伸入壳体内并与推块连接，所述限位环设于所述推杆并位于壳体的外部，并且限位环的外径大于所述开孔的内径；反作用活塞不受向下的力时，回位弹簧对其产生向上的作用力；所述压紧弹簧对进油阀产生向上的作用力使得进油孔与出油孔之间的通道关闭。2.一种利用权利要求1所述系统的分布式全液压电液制动方法，其特征在于，具体过程为：制动系统通电后，压力传感器检测蓄能器的输出压力并传递至制动控制器；如果输出压力低于设定值，制动控制器启动电动液压泵，将储液罐里的刹车油加压后泵入蓄能器中，直至蓄能器的输出压力大于设定值；这时压力控制阀关闭，不对外输出液压，车轮制动器的制动力为0；在线控制动的工况下，两位三通电磁阀接通模拟缸和人力缸；司机踩下制动踏板，推动人力缸；这时人力缸里的液压油经两位三通电磁阀流入模拟缸，形成制动脚感；同时踏板行程传感器产生电信号，传递到制动控制器中；制动控制器根据踏板行程信号控制压力控制阀的电磁铁的推力；电磁铁向下推动压杆，由于限位环抵住壳体的底部，所以推块不能被往上推；于是压杆以推块为支点，压下反作用活塞；反作用活塞被压下后，与进油阀接触，使出油孔与回油孔之间隔离；然后进油阀被压下，进油孔的高压的液压油流入出油孔，再通过制动管路流到车轮制动器，从而产生制动力；随着出油孔处的油压增...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘光显，郑博文，张东升，李新建，邓伟文，
申请(专利权)人：南京经纬达汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：