CN102975706B - 汽车制动助力及控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车制动助力及控制装置，包括：储液罐（1）、高压气罐（2）、电子控制单元（3）和助力及控制单元（4），所述助力及控制单元（4）具有活塞机构（41）和四路车轮控制液压管路；所述活塞机构（41）分别与所述储液罐（1）、所述高压气罐（2）和所述四路车轮控制液压管路连通，所述电子控制单元（3）分别与所述活塞机构（41）和所述四路车轮控制液压管路电路连接。本发明通过使用高压储能的制动助力及控制装置，使得汽车制动反应迅速，解除了对发动机的依赖，并且安装简单方便，同时也使得制动踏板力和行程始终处于最佳状态。

Description

汽车制动助力及控制装置
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，特别涉及一种汽车制动助力及控制装置。
背景技术
现代汽车制动助力***一般采用真空助力装置，制动控制***采用ABS控制装置。真空助力制动***是目前乘用车和轻型商用车主要使用的制动***，其采用液压作为传动媒介，与可以提供动力源的气压制动***相比，其需要助力***来辅助驾驶员进行制动。真空制动助力***是在人力液压制动的基础上加设一套由其他能源提供制动力的助力装置，使得人力与动力兼用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有的真空助力装置安装工艺复杂，对空间布置要求高，且真空助力器对发动机的依赖较高，制动踏板力和行程难以协调，导致制动踏板操纵的舒适度下降。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种汽车制动助力及控制装置，该装置解决了汽车制动助力及控制***结构庞大、安装工艺复杂以及真空助力器对发动机依赖高的问题，同时还可以提升汽车制动踏板操纵的舒适度。所述技术方案如下：
一种汽车制动助力及控制装置，所述装置包括：储液罐、高压气罐、电子控制单元(ECU)和助力及控制单元，所述助力及控制单元具有活塞机构和四路车轮控制液压管路；所述活塞机构分别与所述储液罐、所述高压气罐和所述四路车轮控制液压管路连通，所述电子控制单元分别与所述活塞机构和所述四路车轮控制液压管路电路连接；
所述活塞机构包括活塞筒、活塞和活塞回位弹簧，所述活塞筒在侧壁上与所述储液罐连通，所述活塞筒在第一底壁上与所述高压气罐连通，所述活塞回位弹簧设置在所述活塞与所述活塞筒的第二底壁之间。
进一步地，所述活塞机构与所述高压气罐的连通管道具有进气管道和抽气管道，在所述进气管道上设置有第一电磁阀，在所述抽气管道上设置有第一单向阀和气泵。
进一步地，所述四路车轮控制液压管路包括右前轮控制液压管路、左后轮控制液压管路、右后轮控制液压管路和左前轮控制液压管路，所述右前轮控制液压管路、所述左后轮控制液压管路、所述右后轮控制液压管路和所述左前轮控制液压管路分别与对应的车轮制动分泵连接。
进一步地，所述右前轮控制液压管路包括第二单向阀、第一液压管路开关和第二电磁阀，所述第二单向阀和所述第一液压管路开关并联设置在所述右前轮控制液压管路上，所述第二电磁阀与所述电子控制单元电路连接；所述第一液压管路开关具有第一液压管路开关A端口、第一液压管路开关B端口和第一液压管路开关回位弹簧，所述第二电磁阀控制所述第一液压管路开关回位弹簧实现所述第一液压管路开关的开闭。
进一步地，所述左后轮控制液压管路包括第三单向阀、第二液压管路开关和第三电磁阀，所述第三单向阀和所述第二液压管路开关并联设置在所述左后轮控制液压管路上，所述第三电磁阀与所述电子控制单元电路连接；所述第二液压管路开关具有第二液压管路开关A端口、第二液压管路开关B端口和第二液压管路开关回位弹簧，所述第三电磁阀控制所述第二液压管路开关回位弹簧实现所述第二液压管路开关的开闭。
进一步地，所述右后轮控制液压管路包括第四单向阀、第三液压管路开关和第四电磁阀，所述第四单向阀和所述第三液压管路开关并联设置在所述右后轮控制液压管路上，所述第四电磁阀与所述电子控制单元电路连接；所述第三液压管路开关具有第三液压管路开关A端口、第三液压管路开关B端口和第三液压管路开关回位弹簧，所述第四电磁阀控制所述第三液压管路开关回位弹簧实现所述第三液压管路开关的开闭。
进一步地，所述左前轮控制液压管路包括第五单向阀、第四液压管路开关和第五电磁阀，所述第五单向阀和所述第四液压管路开关并联设置在所述左前轮控制液压管路上，所述第五电磁阀与所述电子控制单元电路连接；所述第四液压管路开关具有第四液压管路开关A端口、第四液压管路开关B端口和第四液压管路开关回位弹簧，所述第五电磁阀控制所述第四液压管路开关回位弹簧实现所述第四液压管路开关的开闭。
进一步地，所述电子控制单元与汽车的制动踏板电路连接。
进一步地，所述装置还包括：第一储液管路和第二储液管路，所述第一储液管路与所述右前轮控制液压管路以及所述左后轮控制液压管路并联设置，所述第二储液管路与所述右后轮控制液压管路以及所述左前轮控制液压管路并联设置；
所述第一储液管路包括依次设置的第六单向阀、第一液压泵、第七单向阀和第一储液室，所述第六单向阀与所述活塞机构的出液口连通；所述第二储液管路包括依次设置的第八单向阀、第二液压泵、第九单向阀和第二储液室，所述第八单向阀与所述活塞机构的出液口连通；所述第一液压泵和所述第二液压泵同时与电机连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过使用高压储能的制动助力及控制装置，使得汽车制动反应迅速，解除了对发动机的依赖，并且安装简单方便，同时也使得制动踏板力和行程始终处于最佳状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的汽车制动助力及控制装置集成模块示意图；
图2是本发明实施例提供的汽车制动助力及控制装置增压状态时的原理图；
图3是本发明实施例提供的汽车制动助力及控制装置保压状态时的原理图；
图4是本发明实施例提供的汽车制动助力及控制装置降压状态时的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本实施例提供了一种汽车制动助力及控制装置，请结合参见图1至图4，由于该汽车制动助力及控制装置的技术特征较多，每一幅附图中没有对全部的技术特征进行标注。
该汽车制动助力及控制装置包括：储液罐1、高压气罐2、电子控制单元3(英文缩写ECU)和助力及控制单元4，电子控制单元3发出信号指示储液罐1和高压气罐2启动工作，储液罐1输送高压液体至助力及控制单元4，助力及控制单元4通过高压液体对汽车车轮实现辅助制动。助力及控制单元4具有活塞机构41和四路车轮控制液压管路。活塞机构41分别与储液罐1、高压气罐2和四路车轮控制液压管路连通，电子控制单元3分别与活塞机构41和四路车轮控制液压管路电路连接，电子控制单元3与汽车的制动踏板5电路连接。
其中，活塞机构41包括活塞筒411、活塞412和活塞回位弹簧413，活塞412和活塞回位弹簧413设置在活塞筒411内，活塞412在高压气体的推动下可在活塞筒411内移动，同时也可在活塞回位弹簧413的弹力作用下回位。活塞筒411在侧壁上与储液罐1连通，在活塞筒411的侧壁上开设有两个进液口，该两个进液口与储液罐1连通。同时，在两个进液口相对侧的活塞筒411侧壁上开设有两个出液口，该两个出液口各与二路车轮控制液压管路连通。活塞筒411在第一底壁上与高压气罐2连通，活塞回位弹簧413设置在活塞412与活塞筒411的第二底壁之间，这样，高压气罐2内的高压气体的压力和活塞回位弹簧413的弹力对活塞412构成推动力与反推动力。优选地，活塞机构41与高压气罐2的连通管道具有进气管道414和抽气管道415，在进气管道414上设置有第一电磁阀416，在抽气管道415上设置有第一单向阀417和气泵418，第一电磁阀416和气泵418分别与电子控制单元3电路连接。这样，当需要提供制动助力(踩下汽车的制动踏板5)时，电子控制单元3向第一电磁阀416输送信号，开启该第一电磁阀416，高压气罐2内的高压气体被输送到活塞机构41的活塞筒411内，并且推动活塞412。当不需要提供制动助力(松开汽车的制动踏板5)时，电子控制单元3向气泵418输送信号，开启该气泵418和第一单向阀417，气泵418将活塞筒411内的高压气体抽回到高压气罐2内，活塞412在活塞回位弹簧413的作用下被推回到初始状态。
四路车轮控制液压管路包括右前轮控制液压管路42、左后轮控制液压管路43、右后轮控制液压管路44和左前轮控制液压管路45，该四路车轮控制液压管路分别与对应的车轮制动分泵连接。即右前轮控制液压管路42与右前轮的车轮制动分泵连接，右前轮控制液压管路42向右前轮的车轮制动分泵输送高压液体时，右前轮的车轮制动分泵对右前轮实施液压制动；左后轮控制液压管路43与左后轮的车轮制动分泵连接，左后轮控制液压管路43向左后轮的车轮制动分泵输送高压液体时，左后轮的车轮制动分泵对左后轮实施液压制动；同理，右后轮控制液压管路44与右后轮的车轮制动分泵连接，左前轮控制液压管路45与左前轮的车轮制动分泵连接。在汽车的右前轮、左后轮、右后轮和左前轮的附件均设置有轮速传感器，该四处的轮速传感器分别与电子控制单元3电路连接。
具体地，右前轮控制液压管路42包括第二单向阀421、第一液压管路开关422和第二电磁阀423，第二单向阀421和第一液压管路开关422并联设置在右前轮控制液压管路42上，第二电磁阀423与电子控制单元3电路连接。第二单向阀421的两端分别与活塞筒411侧壁上的一个出液口和右前轮的车轮制动分泵连通，右前轮控制液压管路42内的高压液体能够通过该第二单向阀421抽回到活塞筒411内，而活塞筒411内的高压液体不能经过该第二单向阀421输送到右前轮控制液压管路42的管路内。第一液压管路开关422具有第一液压管路开关A端口424、第一液压管路开关B端口425和第一液压管路开关回位弹簧426，第二电磁阀423控制第一液压管路开关回位弹簧426实现第一液压管路开关422的开闭。第一液压管路开关A端口424与活塞筒411侧壁上的出液口连通，第一液压管路开关B端口425与右前轮的车轮制动分泵连通，第一液压管路开关回位弹簧426能够在第二电磁阀423的控制下推动第一液压管路开关422内的球塞关闭或者开启第一液压管路开关A端口424和第一液压管路开关B端口425。其工作原理是：当需要制动时，第二电磁阀423控制第一液压管路开关A端口424打开，第二电磁阀423控制第一液压管路开关B端口425关闭，活塞筒411内的高压液体经过第一液压管路开关A端口424进入右前轮控制液压管路42的管路内，从而进入右前轮的车轮制动分泵实施制动。当需要持续制动(即保持右前轮控制液压管路42内的压力)时，第二电磁阀423控制第一液压管路开关A端口424和第一液压管路开关B端口425均处于关闭状态，即高压液力保持在右前轮控制液压管路42内，从而使得右前轮持续处于制动状态。当不需制动(即松开制动踏板)时，第二电磁阀423控制第一液压管路开关A端口424处于关闭状态，第二电磁阀423控制第一液压管路开关B端口425处于打开状态，第二单向阀421处于开启状态，这样，右前轮控制液压管路42内的高压液体一部分通过第二单向阀421回输到活塞筒411内、另一部分经过第一液压管路开关B端口425进入到第一储液管路46内，设置二条回流路径，能够迅速地解除制动状态。
左后轮控制液压管路43包括第三单向阀431、第二液压管路开关432和第三电磁阀433，第三单向阀431和第二液压管路开关432并联设置在左后轮控制液压管路43上，第三电磁阀433与电子控制单元3电路连接。第二液压管路开关432具有第二液压管路开关A端口434、第二液压管路开关B端口435和第二液压管路开关回位弹簧436，第三电磁阀433控制第二液压管路开关回位弹簧436实现第二液压管路开关432的开闭。
右后轮控制液压管路44包括第四单向阀441、第三液压管路开关442和第四电磁阀443，第四单向阀441和第三液压管路开关442并联设置在右后轮控制液压管路44上，第四电磁阀443与电子控制单元3电路连接。第三液压管路开关442具有第三液压管路开关A端口444、第三液压管路开关B端口445和第三液压管路开关回位弹簧446，第四电磁阀443控制第三液压管路开关回位弹簧446实现所述第三液压管路开关442的开闭。
左前轮控制液压管路45包括第五单向阀451、第四液压管路开关452和第五电磁阀453，第五单向阀451和第四液压管路开关452并联设置在左前轮控制液压管路45上，第五电磁阀453与电子控制单元3电路连接。第四液压管路开关452具有第四液压管路开关A端口454、第四液压管路开关B端口455和第四液压管路开关回位弹簧456，第五电磁阀453控制第四液压管路开关回位弹簧456实现第四液压管路开关452的开闭。
左后轮控制液压管路43、右后轮控制液压管路44和左前轮控制液压管路45中组成部件的连接和控制关系以及工作原理与右前轮控制液压管路42的相同，在此不再一一赘述。
优选地，该汽车制动助力及控制装置还包括：第一储液管路46和第二储液管路47，第一储液管路46与右前轮控制液压管路42以及左后轮控制液压管路43并联设置，第二储液管路47与右后轮控制液压管路44以及左前轮控制液压管路45并联设置。第一储液管路46的一端与活塞筒411上的一个出液口连通，第一储液管路46的第一端与第一液压管路开关B端口425以及第二液压管路开关B端口435连通，即在降压时，右前轮控制液压管路42内的高压液体可经过第一液压管路开关B端口425进入到第一储液管路46内，左后轮控制液压管路43内的高压液体可经过第二液压管路开关B端口435进入到第一储液管路46内。同样地，第二储液管路47的第一端与活塞筒411上的另一个出液口连通，第二储液管路47的第二端与第三液压管路开关B端口445以及第四液压管路开关B端口455连通，在降压时，右后轮控制液压管路44内的高压液体可经过第三液压管路开关B端口445进入到第二储液管路47内，左前轮控制液压管路45内的高压液体可经过第四液压管路开关B端口455进入到第二储液管路47内。第一储液管路46包括依次设置的第六单向阀461、第一液压泵462、第七单向阀463和第一储液室464，第六单向阀461与活塞机构41的出液口连通。第二储液管路47包括依次设置的第八单向阀471、第二液压泵472、第九单向阀473和第二储液室474，第八单向阀471与活塞机构41的出液口连通。第一液压泵462和第二液压泵472同时与电机48连接。这样，电机48驱动第一液压泵462抽取右前轮控制液压管路42和左后轮控制液压管路43内的高压液体回流到活塞机构41内，或者输入到第一储液室464内储存；电机48驱动第二液压泵472抽取右后轮控制液压管路44和左前轮控制液压管路45内的高压液体回流到活塞机构41内，或者输入到第二储液室474内储存。
本发明的汽车制动助力及控制装置工作原理是：
当需要制动(即踩下制动踏板)时，电子控制单元3根据接收的信号控制第一电磁阀416开启，使得高压气罐2内的高压气体进入活塞筒411内推动活塞412，储液罐1内的制动液通过四路车轮控制液压管路中打开的各液压管路开关A端口分别进入到四个车轮的制动分泵中，从而产生制动力使整车制动。其中，制动液的流动路径参见图2中箭头的指示方向。
当需要处于持续制动状态(即制动助力及控制装置在保压工作状态)时，电子控制单元3控制第一电磁阀416关闭，使得高压气罐2内的高压气体不再进入活塞筒411内，并且电子控制单元3控制第二电磁阀423、第三电磁阀433、第四电磁阀443和第五电磁阀453分别对应地关闭各自所处液压管路开关的A端口，将高压制动液封闭在制动管路中，从而使得制动管路中的制动压力保持一恒定值。其中，制动液流动路径参见图2中箭头的指示方向。
当松开制动踏板(即制动助力及控制装置在降压工作状态)时，第一电磁阀416关闭，第二电磁阀423、第三电磁阀433、第四电磁阀443和第五电磁阀453分别对应地关闭各自所处液压管路开关的A端口、打开各自所处液压管路开关的B端口，气泵418将活塞筒411内的高压气体抽回到高压气罐2中，第一液压泵462和第二液压泵472将制动管路中的制动液泵回到储液罐1以及第一储液室464或者第二储液室474中，从而达到降低制动管路中液压的目的。其中，制动液流动路径参见图2中箭头的指示方向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述装置包括：储液罐(1)、高压气罐(2)、电子控制单元(3)和助力及控制单元(4)，所述助力及控制单元(4)具有活塞机构(41)和四路车轮控制液压管路；
所述活塞机构(41)分别与所述储液罐(1)、所述高压气罐(2)和所述四路车轮控制液压管路连通，所述电子控制单元(3)分别与所述活塞机构(41)和所述四路车轮控制液压管路电路连接；
所述活塞机构(41)包括活塞筒(411)、活塞(412)和活塞回位弹簧(413)，所述活塞筒(411)在侧壁上与所述储液罐(1)连通，所述活塞筒(411)在第一底壁上与所述高压气罐(2)连通，所述活塞回位弹簧(413)设置在所述活塞(412)与所述活塞筒(411)的第二底壁之间。
2.根据权利要求1所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述活塞机构(41)与所述高压气罐(2)的连通管道具有进气管道(414)和抽气管道(415)，在所述进气管道(414)上设置有第一电磁阀(416)，在所述抽气管道(415)上设置有第一单向阀(417)和气泵(418)。
3.根据权利要求2所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述四路车轮控制液压管路包括右前轮控制液压管路(42)、左后轮控制液压管路(43)、右后轮控制液压管路(44)和左前轮控制液压管路(45)，所述右前轮控制液压管路(42)、所述左后轮控制液压管路(43)、所述右后轮控制液压管路(44)和所述左前轮控制液压管路(45)分别与对应的车轮制动分泵连接。
4.根据权利要求3所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述右前轮控制液压管路(42)包括第二单向阀(421)、第一液压管路开关(422)和第二电磁阀(423)，所述第二单向阀(421)和所述第一液压管路开关(422)并联设置在所述右前轮控制液压管路(42)上，所述第二电磁阀(423)与所述电子控制单元(3)电路连接；
所述第一液压管路开关(422)具有第一液压管路开关A端口(424)、第一液压管路开关B端口(425)和第一液压管路开关回位弹簧(426)，所述第二电磁阀(423)控制所述第一液压管路开关回位弹簧(426)实现所述第一液压管路开关(422)的开闭。
5.根据权利要求4所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述左后轮控制液压管路(43)包括第三单向阀(431)、第二液压管路开关(432)和第三电磁阀(433)，所述第三单向阀(431)和所述第二液压管路开关(432)并联设置在所述左后轮控制液压管路(43)上，所述第三电磁阀(433)与所述电子控制单元(3)电路连接；
所述第二液压管路开关(432)具有第二液压管路开关A端口(434)、第二液压管路开关B端口(435)和第二液压管路开关回位弹簧(436)，所述第三电磁阀(433)控制所述第二液压管路开关回位弹簧(436)实现所述第二液压管路开关(432)的开闭。
6.根据权利要求5所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述右后轮控制液压管路(44)包括第四单向阀(441)、第三液压管路开关(442)和第四电磁阀(443)，所述第四单向阀(441)和所述第三液压管路开关(442)并联设置在所述右后轮控制液压管路(44)上，所述第四电磁阀(443)与所述电子控制单元(3)电路连接；
所述第三液压管路开关(442)具有第三液压管路开关A端口(444)、第三液压管路开关B端口(445)和第三液压管路开关回位弹簧(446)，所述第四电磁阀(443)控制所述第三液压管路开关回位弹簧(446)实现所述第三液压管路开关(442)的开闭。
7.根据权利要求6所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述左前轮控制液压管路(45)包括第五单向阀(451)、第四液压管路开关(452)和第五电磁阀(453)，所述第五单向阀(451)和所述第四液压管路开关(452)并联设置在所述左前轮控制液压管路(45)上，所述第五电磁阀(453)与所述电子控制单元(3)电路连接；
所述第四液压管路开关(452)具有第四液压管路开关A端口(454)、第四液压管路开关B端口(455)和第四液压管路开关回位弹簧(456)，所述第五电磁阀(453)控制所述第四液压管路开关回位弹簧(456)实现所述第四液压管路开关(452)的开闭。
8.根据权利要求7所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(3)与汽车的制动踏板(5)电路连接。
9.根据权利要求8所述的汽车制动助力及控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一储液管路(46)和第二储液管路(47)，所述第一储液管路(46)与所述右前轮控制液压管路(42)以及所述左后轮控制液压管路(43)并联设置，所述第二储液管路(47)与所述右后轮控制液压管路(44)以及所述左前轮控制液压管路(45)并联设置；
所述第一储液管路(46)包括依次设置的第六单向阀(461)、第一液压泵(462)、第七单向阀(463)和第一储液室(464)，所述第六单向阀(461)与所述活塞机构(41)的出液口连通；
所述第二储液管路(47)包括依次设置的第八单向阀(471)、第二液压泵(472)、第九单向阀(473)和第二储液室(474)，所述第八单向阀(471)与所述活塞机构(41)的出液口连通；
所述第一液压泵(462)和所述第二液压泵(472)同时与电机(48)连接。
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