CN109455174A - 一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法 - Google Patents

一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法，***中高压蓄能器通过常闭单向开关电磁阀连接至踏板腔，制动主缸的压力腔通过常开双向开关电磁阀、常闭单向线性电磁阀分别与踏板腔和高压蓄能器相连，制动压力控制单元的常开双向线性电磁阀连接在制动主缸两个内腔与制动轮缸之间，制动轮缸的入口处安装压力传感器；电磁阀和传感器分别与电子控制单元信号连接；所述制动控制方法通过电子控制单元控制高压蓄能器和制动主缸压力腔的通断，并控制常开双向线性电磁阀，进而控制对应连接的制动轮缸进行制动增压、制动保压或制动减压。本发明通过高压蓄能器实现制动***快速精确控压并给驾驶员提供良好的踏板反馈。

Description

一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法
技术领域
本发明属于智能电动汽车或智能网联汽车的线控制动***技术领域，具体涉及一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法。
背景技术
现有的电动车用线控液压制动***中，均以电机、传动机构取代了传统真空助力液压制动***的真空助力器，推动制动主缸中的活塞运动产生高压制动液体，实现制动；在制动时，采用踏板感觉模拟机构实现制动时的踏板感觉模拟。但是，减速机构的选取对电机的性能及控制方法有较大的影响，不利于制动***的通用性；机械液压复合***在主动制动时不能实现与制动踏板的全解耦，在制动时不仅会使踏板抖动，且会带来不良的驾驶员主观感觉。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种采用高压蓄能器的线控液压制动***及其制动控制方法，在实现制动***快速精确控压的同时，还能较好地模拟踏板感觉，且实现了踏板力和制动轮缸制动力的全解耦，给驾驶员提供良好的踏板反馈。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，所述线控液压制动***由制动踏板机构、高压蓄能单元、电子控制单元23、制动主缸、制动压力控制单元、制动轮缸和储油杯7组成；
所述制动踏板机构的踏板腔Ⅰ通过常闭单向开关电磁阀单向连接至储油杯7，所述高压蓄能单元的高压蓄能器14通过常闭单向开关电磁阀单向连接至踏板腔Ⅰ；
所述制动主缸通过两个主缸活塞分隔依次形成压力腔Ⅱ、主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ，压力腔Ⅱ通过常开双向开关电磁阀40与踏板腔Ⅰ相连，压力腔Ⅱ通过常闭单向线性电磁阀10与高压蓄能器14相连，储油杯7分别通过单向阀连接至主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ；
所述制动压力控制单元由四组一一对应连接的常开双向线性电磁阀、常闭单向开关电磁阀和压力传感器组成；所述常开双向线性电磁阀下游与制动轮缸对应连接，其中两个常开双向线性电磁阀上游与主缸第一内腔Ⅲ相连，另两个常开双向线性电磁阀上游与主缸第二内腔Ⅳ相连，所述制动轮缸通过常闭单向开关电磁阀直接连接储油杯7，压力传感器安装在制动轮缸的制动液入口处；
所述常闭单向开关电磁阀、常开双向开关电磁阀40、常闭单向线性电磁阀10、常开双向线性电磁阀和压力传感器分别与电子控制单元23信号连接。
进一步地，所述高压蓄能单元由泵电机12、液压泵11、第一压力传感器13和高压蓄能器14组成；
所述泵电机12与液压泵11的驱动端机械连接，液压泵11的进油口与储油杯7相连，液压泵11的排油口通过一个单向阀与高压蓄能器14相连，所述第一压力传感器13安装在高压蓄能器14出口处；
所述泵电机12和第一压力传感器13分别与电子控制单元23信号连接。
进一步地，所述制动踏板机构由制动踏板21、位移传感器20、踏板推杆19、踏板活塞18、踏板回位弹簧17及踏板缸壳体22组成；
所述制动踏板21连接在踏板推杆19的一端，踏板推杆19的另一端与踏板缸壳体22中的踏板活塞18一端相连，踏板活塞18另一端与踏板缸壳体22内壁之间形成踏板腔Ⅰ，踏板回位弹簧17两端分别安装在踏板活塞18与踏板缸壳体22内壁上，所述位移传感器20安装在踏板推杆19上；
在所述踏板腔Ⅰ对应的踏板缸壳体22上开有三个踏板腔油口，第一个踏板腔油口通过第二常闭单向开关电磁阀16连接至储油杯7，第二个踏板腔油口通过第一常闭单向开关电磁阀15连接至高压蓄能器14，第三个踏板腔油口通过常开双向开关电磁阀40连接至主缸的压力腔Ⅱ；其中，所述第一常闭单向开关电磁阀15为高压蓄能器14向踏板腔Ⅰ单向连接，所述第二常闭单向开关电磁阀16为踏板腔Ⅰ向储油杯7单向连接。
进一步地，所述制动主缸由主缸壳体1、压力腔弹簧6、主缸第一活塞5、主缸第一弹簧4、主缸第二活塞3和主缸第二弹簧2组成；
所述主缸第一活塞5和主缸第二活塞3在主缸壳体1内将主缸壳体1分隔依次形成压力腔Ⅱ、主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ，所述压力腔弹簧6两端分别与主缸第一活塞5和主缸壳体1端面连接，所述主缸第一弹簧4两端分别与主缸第一活塞5和主缸第二活塞3连接，所述主缸第二弹簧2两端分别与主缸第二活塞3和主缸壳体1端面连接。
进一步地，所述制动轮缸采用盘式制动器或鼓式制动器。
一种采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法；
所述通电有效状态下的制动控制方法为：
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力控制单元发送控制指令，控制常开双向开关电磁阀40通电断开，实现制动踏板机构的踏板力与制动主缸中的制动压力全解偶，与此同时，电子控制单元控制连接高压蓄能器14和压力腔Ⅱ的常闭单向线性电磁阀10，并配合控制制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀，进而控制对应连接的制动轮缸进行制动增压、制动保压或制动减压。
所述断电失效状态下的制动控制方法为：
各电磁阀均处于断电状态，制动踏板机构在驾驶员的操作下，制动踏板机构的踏板腔Ⅰ中的制动液直接在制动主缸的压力腔Ⅱ、主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ、制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀以及制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动压力控制单元控制制动轮缸进行制动增压和制动减压过程中，电子控制单元向制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开双向线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开双向线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动轮缸增压或减压的制动压力。
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动轮缸进行制动减压时，通过电子控制单元控制之间连接在制动轮缸和储油杯7之间的常闭单向开关电磁阀通电开启，实现快速减压。
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动轮缸进行制动增压时，根据安装在高压蓄能器14出口处的第一压力传感器13所测得的压力值判断高压蓄能器14所输出提供的制动压力是否满足线控液压制动***的制动需求，如输出的制动压力不足，则通过电子控制单元23控制泵电机12开启工作，泵电机12驱动与储油杯7连接的液压泵11将储油杯7内的液压油泵入高压蓄能器14，进而对高压蓄能器14进行补压，直至高压蓄能器14输出的制动压力满足线控液压制动***的制动需求。
所述制动踏板制动感觉模拟方法如下：
当驾驶员踩踏制动踏板21时，制动踏板21推动踏板推杆19前移，踏板推杆19推动踏板活塞18在踏板腔Ⅰ内运动，此时，电子控制单元23控制第一常闭单向开关电磁阀15和第二常闭单向开关电磁阀16均通电开启，高压蓄能器14向踏板腔Ⅰ单向导通，踏板腔Ⅰ向储油杯7单向导通，常开双向开关电磁阀40通电关闭，此时，高压蓄能器14内的高压液体进入踏板腔Ⅰ，高压液体在踏板腔Ⅰ内作用于踏板活塞18，驾驶员踩踏的踏板力与踏板腔Ⅰ内高压液体对踏板活塞18的压力相互作用，实现制动踏板制动感觉的模拟，在此过程中踏板活塞18压缩踏板腔Ⅰ内高压液体的体积，使高压液体经由第二常闭单向开关电磁阀16流入至储油杯7。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***以高压蓄能器作为压力源，通过电磁阀将三腔主缸和踏板腔隔离开，能够实现制动***的主动建压、快速增压、精确控压、再生制动和失效制动等功能。
2、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***取消了电动汽车和传统汽车制动***中的真空助力器及储气罐等相关部件，简化了制动***的结构，缩小了制动***的体积，节省布置空间，便于制动***的安装，有利于车辆的总体布置。
3、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***通过高压蓄能器流入踏板腔内的高压液体，同时配合相关电磁阀实现了踏板感觉模拟，能够较好地模拟制动感觉，给驾驶员提供良好的踏板反馈。
4、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***可实现踏板力和制动轮缸制动力的全解耦，避免制动过程中的振动反向传输至制动踏板，并以此为支撑，进而实现电动汽车或者混合动力汽车再生制动功能。
5、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***既可以在制动***通电正常的状态下工作，又可以在制动***出现断电故障的情况下实现一定的制动效能，以确保车辆在各个工况下的安全，即本发明所述制动***具有失效制动保护功能。
6、本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***可在无驾驶员参与的情况下，由电子控制单元内的相关控制程序实现车辆得的常规制动或ABS制动，并可根据车辆相关传感器的信号，对车辆状态进行判断，实现TCS工况、ESC工况、ACC工况及AEB工况等相关工况下的制动功能。
附图说明
图1为本发明所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***的结构示意图；
图中：
1-主缸壳体 2-主缸第二弹簧 3-主缸第二活塞
4-主缸第一弹簧 5-主缸第一活塞 6-压力腔弹簧
7-储油杯 8-第一单向阀 9-第二单向阀
10-常闭单向线性电磁阀 11-液压泵 12-泵电机
13-第一压力传感器 14-高压蓄能器 15-第一常闭单向开关电磁阀
16-第二常闭单向开关电磁阀 17-踏板回位弹簧 18-踏板活塞
19-踏板推杆 20-位移传感器 21-制动踏板
22-踏板缸壳体 23-电子控制单元 24-第一常开双向线性电磁阀
25-第三常闭单向开关电磁阀 26-第二压力传感器 27-第一制动轮缸
28-第四常闭单向开关电磁阀 29-第三压力传感器 30-第二制动轮缸
31-第二常开双向线性电磁阀 32-第三制动轮缸 33-第五常闭单向开关电磁阀
34-第四压力传感器 35-第三常开双向线性电磁阀 36-第四制动轮缸
37-第五压力传感器 38-第六常闭单向开关电磁阀 39-第四常开双向线性电磁阀
40-常开双向开关电磁阀 41-第三单向阀 Ⅰ-踏板腔
Ⅱ-压力腔 Ⅲ-主缸第一内腔 Ⅳ-主缸第二内腔
具体实施方式
为进一步阐述本发明的技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明提供了一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，所述制动机构由制动踏板机构、高压蓄能单元、电子控制单元、制动主缸、制动压力控制单元、制动轮缸以及储油杯组成。
如图1所示，所述制动踏板机构由制动踏板21、位移传感器20、踏板推杆19、踏板活塞18、踏板回位弹簧17及踏板缸壳体22组成；其中，所述制动踏板21连接在踏板推杆19的一端，踏板推杆19的另一端伸入踏板缸壳体22中与踏板活塞18一侧相连接，踏板活塞18的另一端设有踏板回位弹簧17，踏板回位弹簧17的另一端相抵与踏板缸壳体22的内壁，所述踏板活塞18与踏板缸壳体22在踏板回位弹簧17一侧密封形成踏板腔Ⅰ，所述踏板推杆19推动踏板活塞18在踏板腔Ⅰ内做往复直线运动；所述位移传感器20安装在踏板推杆19上。
在所述踏板腔Ⅰ对应的踏板缸壳体22上开有三个踏板腔油口，其中，第一个踏板腔油口通过第二常闭单向开关电磁阀16连接至储油杯7的E口，第二个踏板腔油口通过第一常闭单向开关电磁阀15连接至高压蓄能器14，第三个踏板腔油口通过常开双向开关电磁阀40连接至主缸的压力腔Ⅱ；其中，所述第一常闭单向开关电磁阀15为高压蓄能器14向踏板腔Ⅰ单向导通，即第一常闭单向开关电磁阀15通电导通后，液压油仅能从高压蓄能器14流向踏板腔Ⅰ所述第二常闭单向开关电磁阀16为踏板腔Ⅰ向储油杯7单向导通，即第二常闭单向开关电磁阀16通电导通后，液压油仅能从踏板腔Ⅰ流向储油杯7，所述常开双向开关电磁阀40连接踏板腔Ⅰ和压力腔Ⅱ内的液压油双向流通。
所述高压蓄能单元由泵电机12、液压泵11、第三单向阀41、第一压力传感器13和高压蓄能器14组成；其中，所述泵电机12与液压泵11的驱动端机械连接，液压泵11的进油口与储油杯7的D口管路连接，液压泵11的排油口与高压蓄能器14管路连接，所述第三单向阀41安装在液压泵11的排油管路上，使得液压泵11仅向下单向输出液压油，所述高压蓄能器14还通过第一常闭单向开关电磁阀15与踏板腔Ⅰ管路连接，高压蓄能器14通过常闭单向线性电磁阀10与压力腔Ⅱ管路连接，所述第一压力传感器13安装在高压蓄能器14出口位置的连接管路上，以检测高压蓄能器14输出的液压油压力值。
所述制动主缸由主缸壳体1、压力腔弹簧6、主缸第一活塞5、主缸第一弹簧4、主缸第二活塞3和主缸第二弹簧2组成；所述主缸第一活塞5和主缸第二活塞3在主缸壳体1内将主缸壳体1隔成三个腔体，依次分别为压力腔Ⅱ、主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ；所述压力腔弹簧6设置在压力腔Ⅱ中，压力腔弹簧6的两端分别与主缸第一活塞5后端面和主缸壳体1内部后端面连接；所述主缸第一弹簧4设置在主缸第一内腔Ⅲ中，主缸第一弹簧4的两端分别与主缸第一活塞5前端面和主缸第二活塞3后端面连接；所述主缸第二弹簧2设置在主缸第二内腔Ⅳ中，主缸第二弹簧2的两端分别与主缸第二活塞3前端面和主缸壳体1内部前端面连接；
所述压力腔Ⅱ上开有压力腔油口，压力腔油口通过常闭单向线性电磁阀10与上游的高压蓄能器14管路连接；所述主缸第一内腔Ⅲ上分别开有主缸第一内腔进油口和主缸第一内腔出油口，主缸第一内腔进油口通过第二单向阀9与储油杯7的C口管路连接，所述第二单向阀9设置为储油杯7向主缸第一内腔Ⅲ单向导通，实现储油杯7向主缸第一内腔Ⅲ补充液压油，主缸第一内腔出油口分别通过第一常开双向线性电磁阀24和第二常开双向线性电磁阀31与下游依次对应的第一制动轮缸27和第二制动轮缸30管路连接；所述主缸第二内腔Ⅳ上分别开有主缸第二内腔进油口和主缸第二内腔出油口，主缸第二内腔进油口通过第一单向阀8与储油杯7的B口管路连接，所述第一单向阀8设置为储油杯7向主缸第二内腔Ⅳ单向导通，实现储油杯7向主缸第二内腔Ⅳ补充液压油，主缸第二内腔出油口分别通过第三常开双向线性电磁阀35和第四常开双向线性电磁阀39与下游依次对应的第三制动轮缸32和第四制动轮缸36管路连接。
所述制动压力控制单元由分别与车辆四个车轮相对应的四个常开双向线性电磁阀、四个压力传感器以及四个常闭单向开关电磁阀组成；
所述第一常开双向线性电磁阀24的一端与主缸第一内腔Ⅲ管路连接，第一常开双向线性电磁阀24的另一端与第一制动轮缸27管路连接，所述第二压力传感器26安装在第一常开双向线性电磁阀24与第一制动轮缸27相连的管路上；
所述第二常开双向线性电磁阀31的一端与主缸第一内腔Ⅲ管路连接，第二常开双向线性电磁阀31的另一端与第二制动轮缸30管路连接，所述第三压力传感器29安装在第二常开双向线性电磁阀31与第二制动轮缸30相连的管路上；
所述第三常开双向线性电磁阀35的一端与主缸第二内腔Ⅳ管路连接，第三常开双向线性电磁阀35的另一端与第三制动轮缸32管路连接，所述第四压力传感器34安装在第三常开双向线性电磁阀35与第三制动轮缸32相连的管路上；
所述第四常开双向线性电磁阀39的一端与主缸第二内腔Ⅳ管路连接，第四常开双向线性电磁阀39的另一端与第四制动轮缸36管路连接，所述第五压力传感器37安装在第四常开双向线性电磁阀39与第四制动轮缸36相连的管路上。
所述第三常闭单向开关电磁阀25的一端与储油杯7的A口管路连接，第三常闭单向开关电磁阀25的另一端连接在第一常开双向线性电磁阀24与第二压力传感器26相连的管路上；
所述第四常闭单向开关电磁阀28的一端与储油杯7的A口管路连接，第四常闭单向开关电磁阀28的另一端连接在第二常开双向线性电磁阀31与第三压力传感器29相连的管路上；
所述第五常闭单向开关电磁阀33的一端与储油杯7的A口管路连接，第五常闭单向开关电磁阀33的另一端连接在第三常开双向线性电磁阀35与第四压力传感器34相连的管路上；
所述第六常闭单向开关电磁阀38的一端与储油杯7的A口管路连接，第六常闭单向开关电磁阀38的另一端连接在第四常开双向线性电磁阀39与第五压力传感器37相连的管路上。
上述常闭单向线性电磁阀10、第一常闭单向开关电磁阀15、第二常闭单向开关电磁阀16、第三常闭单向开关电磁阀25、第四常闭单向开关电磁阀28、第五常闭单向开关电磁阀33、第六常闭单向开关电磁阀38在初始状态下处于断电关闭状态；第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35、第四常开双向线性电磁阀39和常开双向开关电磁阀40在初始状态下处于断电开启状态。
上述第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36可采用盘式制动器或鼓式制动器。
所述电子控制单元23通过电子线路连接常闭单向线性电磁阀10、第一常闭单向开关电磁阀15、第二常闭单向开关电磁阀16、第三常闭单向开关电磁阀25、第四常闭单向开关电磁阀28、第五常闭单向开关电磁阀33、第六常闭单向开关电磁阀38、第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35、第四常开双向线性电磁阀39、常开双向开关电磁阀40、第一压力传感器13、位移传感器20、第二压力传感器26、第三压力传感器29、第四压力传感器34和第五压力传感器37；所述电子控制单元23通过电子线路与上述部件之间的连接，实现电子控制单元23对整个制动***工作状态的控制。
根据前述采用高压蓄能器的线控液压制动***的具体结构及连接关系，本发明还提供了一种采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，所述制动控制方法包括：通电状态下线控液压制动***的制动控制方法和断电状态下线控液压制动***的制动控制方法；
所述制动过程的控制方法具体如下：
1、在通电有效状态下，所述线控液压制动***的制动控制方法如下：
1.1、制动踏板制动感觉模拟方法：
如图1所示，当驾驶员踩踏制动踏板21时，制动踏板21推动踏板推杆19前移，踏板推杆19推动踏板活塞18在踏板腔Ⅰ内向前直线运动，此时，电子控制单元23控制第一常闭单向开关电磁阀15和第二常闭单向开关电磁阀16均通电开启，高压蓄能器14向踏板腔Ⅰ单向导通，踏板腔Ⅰ向储油杯7单向导通，常开双向开关电磁阀40通电关闭，此时，高压蓄能器14内的高压液体进入踏板腔Ⅰ，高压液体在踏板腔Ⅰ内推动踏板活塞18形成向后的压力，驾驶员踩踏的踏板力与踏板腔Ⅰ内高压液体对踏板活塞18的压力相互作用，实现制动踏板制动感觉的模拟，并在此过程中压缩踏板腔Ⅰ内高压液体的体积，使高压液体经由第二常闭单向开关电磁阀16流入至储油杯7。
1.2、线控液压制动增压控制方法：
如图1所示，当驾驶员踩踏制动踏板21时，位移传感器20将踏板的位移信号传输至电子控制单元23中，电子控制单元23根据输入的踏板位移信号，或者在无需踩踏制动踏板21的情况下，电子控制单元23通过其他车载传感器及相关***判断驾驶员发出制动指令并以此为依据输出增压制动控制信号，电子控制单元23控制常闭单向线性电磁阀10开启，高压蓄能器14与制动主缸的压力腔Ⅱ连通，由高压蓄能器14向制动主缸提供制动压力；
高压蓄能器14中的高压制动液进入制动主缸的压力腔Ⅱ，高压制动液推动主缸第一活塞5向前运动，在主缸第一内腔Ⅲ中产生高压，主缸第一内腔Ⅲ内的高压液体继续推动主缸第二活塞3向前运动，在主缸第二内腔Ⅳ内产生高压，直至主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ内的压力平衡；
根据实际制动需要，当第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36中的一个或多个制动轮缸需要增压制动时，电子控制单元23控制与需要制动增压的制动轮缸对应管路连接的第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35或第四常开双向线性电磁阀39断电开启，当与需要增压制动制动轮缸对应连接的常开双向线性电磁阀断电开启时，与该断电开启的常开双向线性电磁阀对应管路连接的主缸第一内腔Ⅲ或主缸第二内腔Ⅳ内高压液体经管路流经该断电开启的常开双向线性电磁阀并流入对应的制动轮缸内，实现对该制动轮缸的制动增压；
在上述对制动轮缸的增压制动过程中，通过对应安装在进行制动增压的制动轮缸制动液入口连接管路处的压力传感器检测进入制动轮缸的制动压力，在该制动轮缸的制动压力达到预设压力值之前，电子控制单元23控制连接在高压蓄能器14与制动主缸的压力腔Ⅱ之间的常闭单向线性电磁阀10通电开启，由高压蓄能器14向制动主缸的压力腔Ⅱ持续提供制动压力，直至对应的压力传感器检测到需要制动增压的制动轮缸的制动压力达到预设压力值；
此外，在上述制动轮缸增压制动过程中，电子控制单元23向与进行制动增压的制动轮缸对应连接的常开双向线性电磁阀发出调节控制指令，控制对应的常开双向线性电磁阀的开度进而线性调节流经常开双向线性电磁阀的制动液压力，实现对进行制动增压的制动轮缸内的制动压力的精确调节。
此外，在上述制动轮缸增压制动过程中，根据安装在高压蓄能器14出口位置的第一压力传感器13所测得的压力值判断高压蓄能器14所输出提供的制动压力是否充足，如输出的制动压力较低，则通过电子控制单元23控制泵电机12开启工作，泵电机12驱动与储油杯7的D口连接的液压泵11将储油杯7内的液压油泵入高压蓄能器14，进而对高压蓄能器14进行补压，以保证高压蓄能器14在制动***有制动需求的情况下，输出的制动压力始终能够满足***制动要求；补压过程中，第一压力传感器13实时监测高压蓄能器14出口位置的液油压力，直至输出的制动压力满足线控液压制动***的制动需求。
1.3、线控制动保压控制方法
如图1所示，根据实际制动需要，当第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36中的一个或多个制动轮缸需要制动压力保持时，电子控制单元23向与需要进行制动保压的制动轮缸对应管路连接的常开双向线性电磁阀发出控制指令，控制对应的常开双向线性电磁阀处于通电闭合的断路状态，使对应的制动轮缸内无制动液流入或流出，由此实现一个或多个制动轮缸的制动压力保持。
1.4、线控制动减压控制方法
根据实际制动需要，当需要第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36中的一个或多个制动轮缸制动减压时，电子控制单元23控制与需要制动减压的制动轮缸对应管路连接的第一常闭单向开关电磁阀25、第二常闭单向开关电磁阀28、第三常闭单向开关电磁阀33或第四常闭单向开关电磁阀38通电开启，使对应制动轮缸内的高压制动液经对应的常闭单向开关电磁阀33流回储油杯7中，实现快速减压；对于其余不需要制动减压的制动轮缸，电子控制单元23控制与之对应管路连接的常闭单向开关电磁阀处于断电关闭状态。
在上述制动减压过程中，电子控制单元23控制连接在高压蓄能器14与制动主缸的压力腔Ⅱ之间的常闭单向线性电磁阀10处于断电关闭状态，以阻断高压蓄能器14向制动主缸的压力腔Ⅱ输出高压制动液；电子控制单元23控制连接在压力腔Ⅱ与踏板腔Ⅰ之间的常开双向开关电磁阀40处于断电开启状态，使压力腔Ⅱ内的高压制动液进入踏板腔Ⅰ内，实现踏板的快速回位，同时在主缸第二弹簧2和主缸第一弹簧4回位力的作用下，主缸第二活塞3和主缸第一活塞5实现回位；电子控制单元23控制第二单向常闭开关电磁阀16处于通电开启状态，由压力腔Ⅱ进入踏板腔Ⅰ内的高压制动液在实现踏板快速回位的时候，也通过第二单向常闭开关电磁阀16流回储油杯7中；电子控制单元23控制第一单向常闭开关电磁阀15处于断电关闭状态，阻断高压蓄能器14向踏板腔Ⅰ输出高压制动液，第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35和第四常开双向线性电磁阀39处于通电关闭状态；通过对上述电磁阀的控制，实现制动***减压过程。
2、在断电失效状态下，所述线控液压制动***的制动控制方法如下：
如图1所示，当所述线控液压制动***因断电而失效时，各个电磁阀均恢复到断电初始默认状态，即常闭单向线性电磁阀10、第一常闭单向开关电磁阀15、第二常闭单向开关电磁阀16、第三常闭单向开关电磁阀25、第四常闭单向开关电磁阀28、第五常闭单向开关电磁阀33和第六常闭单向开关电磁阀38均处于断电关闭状态，第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35、第四常开双向线性电磁阀39、常开双向开关电磁阀40均处于断电开启状态；
当制动***断电失效时，可由驾驶员踩踏制动踏板21进行断电失效制动，制动踏板21推动踏板推杆19，踏板推杆19推动踏板活塞18，踏板腔Ⅰ内的液压油通过常开双向开关电磁阀40进入压力腔Ⅱ内，并由此推动主缸第一活塞5和主缸第二活塞3分别在主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ内形成制动高压，主缸第一内腔Ⅲ和主缸第二内腔Ⅳ内的制动液通过第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35和第四常开双向线性电磁阀39分别进入第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36中，由此实现对四个制动轮缸断电失效时的制动增压；
当驾驶员松开制动踏板21解除制动时，第一制动轮缸27、第二制动轮缸30、第三制动轮缸32和第四制动轮缸36中的制动液通过液压管路分别经由第一常开双向线性电磁阀24、第二常开双向线性电磁阀31、第三常开双向线性电磁阀35和第四常开双向线性电磁阀39回流进入进入主缸第一内腔Ⅲ或主缸第二内腔Ⅳ内，四个制动轮缸实现制动减压；在液压回位力以及主缸第一弹簧4和主缸第二弹簧2的回位力作用下，主缸第一活塞5和主缸第二活塞3恢复至初始位置，压力腔Ⅱ内的液压油经常开双向开关电磁阀40回流至踏板腔Ⅰ中，在液压回位力和踏板回位弹簧17的回位力作用下，踏板活塞18回退并随着松开的制动踏板21恢复原位；与此同时，储油杯7经由B口和C口分别向主缸第二内腔Ⅳ和主缸第一内腔Ⅲ进行补液，为下一次制动做好准备。
根据上述线控制动***的各控制方法，本发明所述的线控制动***能够实现的功能包括：常规制动、ABS(防抱死制动，Anti-lockBrakingSystem)制动、TCS(牵引力控制***，Traction Control System)制动、ESC(车身电子稳定性控制***，Electronic SpeedControl System)制动、断电失效制动、再生制动调节以及ACC(自适应巡航，AdaptiveCruise Control)、AEB(自动紧急制动，Autonomous Emergency Braking)和APA(自动泊车辅助，Automatic Parking Assistance)工况下的智能辅助驾驶制动，各制动控制方法及应用的过程具体如下：
1、常规制动：通电有效状态下，根据前述控制方法，电子控制单元23通过判断当前工况及所需的制动力大小来对常闭单向线性电磁阀10和常开双向开关电磁阀40进行工作位置切换，对各路常开线性电磁阀进行制动压力的调节，四个制动器同时进行制动增压，或四个制动器同时进行制动减压；在此过程中，本发明所述线控液压制动***能够模拟良好的踏板制动感觉。
2、ABS制动：在进行常规制动时，当电子控制单元23判断车轮发生抱死时触发ABS，在触发ABS控制后，根据前述控制方法，各制动轮缸根据所需求制动力的大小同时依次进行制动减压、制动保压或制动增压，并反复这一过程，直至压力调节至最佳状态；在此过程中，本发明所述的线控液压制动***能够模拟良好的踏板制动感觉，且制动轮缸制动力与制动踏板处的踏板力全解耦，驾驶员不会感觉ABS调节时引起的压力波动。
3、TCS制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元23判断出部分车轮出现打滑，TCS控制触发，在此情况下，无需踩踏踏板21，由电子控制单元23根据判断直接控制所需调节制动轮缸处的制动压力，在电子控制单元23控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，实现对打滑车轮制动压力的控制，直至消除对应车轮的打滑；
4、ESC制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元23判断出部分车轮出现失稳，ESC控制触发，在此情况下，无需踩踏踏板21，由电子控制单元23根据判断直接控制所需调节轮缸处的制动压力，在电子控制单元23控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，使对应车轮的制动压力达到目标值，以保证车辆稳定性；
5、断电失效制动：在断电失效状态下，如前所述，驾驶员通过踩踏踏板21，各条回路电磁阀恢复原始状态，从而实现各路轮缸的制动增压或制动减压过程；
6、再生制动调节：当车辆进行再生制动时，需实现踏板力和制动轮缸制动压力的全解耦，即在进行制动能量回收过程中，制动轮缸对制动***提供的制动压力需求降低，但需要驾驶员的踏板力保持不变。该制动***可通过制动***中的第一常闭单向开关电磁阀15和第二常闭单向开关电磁阀16调节踏板腔Ⅰ中高压液体的进入与流出来模拟踏板感觉，来实现再生制动过程中踏板力和制动轮缸压力的全解耦。当所述制动***在正常制动过程中，再生制动介入后，四个车轮所需制动力减小，通过合理的控制算法，计算出各路轮缸对应的常开双向线性电磁阀所需的控制信号来分别控制各常开双向线性电磁阀两端的压力差，实现制动压力的线性调节，由此使四轮所需制动力与目标所需制动力基本一致，实现再生制动调节；
7、ACC、AEB和APA工况：本发明所述的制动***可辅助部分智能辅助驾驶功能。当车辆处于辅助驾驶工况运行时，整车控制器会根据车辆的需求判断是否需要触发制动，当需要时，无需踩踏制动踏板，由整车控制器输出控制信号至本发明所述线控制动***的电子控制单元23中，由线控制动***的电子控制单元23直接控制高压蓄能器14、泵电机12及各路常开线性电磁阀进行制动增压、制动保压或制动减压，由此实现ACC、AEB或APA模式下的制动需求。

Claims (10)

1.一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，其特征在于：
所述线控液压制动***由制动踏板机构、高压蓄能单元、电子控制单元(23)、制动主缸、制动压力控制单元、制动轮缸和储油杯(7)组成；
所述制动踏板机构的踏板腔(Ⅰ)通过常闭单向开关电磁阀单向连接至储油杯(7)，所述高压蓄能单元的高压蓄能器(14)通过常闭单向开关电磁阀单向连接至踏板腔(Ⅰ)；
所述制动主缸通过两个主缸活塞分隔依次形成压力腔(Ⅱ)、主缸第一内腔(Ⅲ)和主缸第二内腔(Ⅳ)，压力腔(Ⅱ)通过常开双向开关电磁阀(40)与踏板腔(Ⅰ)相连，压力腔(Ⅱ)通过常闭单向线性电磁阀(10)与高压蓄能器(14)相连，储油杯(7)分别通过单向阀连接至主缸第一内腔(Ⅲ)和主缸第二内腔(Ⅳ)；
所述制动压力控制单元由四组一一对应连接的常开双向线性电磁阀、常闭单向开关电磁阀和压力传感器组成；所述常开双向线性电磁阀下游与制动轮缸对应连接，其中两个常开双向线性电磁阀上游与主缸第一内腔(Ⅲ)相连，另两个常开双向线性电磁阀上游与主缸第二内腔(Ⅳ)相连，所述制动轮缸通过常闭单向开关电磁阀直接连接储油杯(7)，压力传感器安装在制动轮缸的制动液入口处；
所述常闭单向开关电磁阀、常开双向开关电磁阀(40)、常闭单向线性电磁阀(10)、常开双向线性电磁阀和压力传感器分别与电子控制单元(23)信号连接。
2.如权利要求1所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，其特征在于：
所述高压蓄能单元由泵电机(12)、液压泵(11)、第一压力传感器(13)和高压蓄能器(14)组成；
所述泵电机(12)与液压泵(11)的驱动端机械连接，液压泵(11)的进油口与储油杯(7)相连，液压泵(11)的排油口通过一个单向阀与高压蓄能器(14)相连，所述第一压力传感器(13)安装在高压蓄能器(14)出口处；
所述泵电机(12)和第一压力传感器(13)分别与电子控制单元(23)信号连接。
3.如权利要求1所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，其特征在于：
所述制动踏板机构由制动踏板(21)、位移传感器(20)、踏板推杆(19)、踏板活塞(18)、踏板回位弹簧(17)及踏板缸壳体(22)组成；
所述制动踏板(21)连接在踏板推杆(19)的一端，踏板推杆(19)的另一端与踏板缸壳体(22)中的踏板活塞(18)一端相连，踏板活塞(18)另一端与踏板缸壳体(22)内壁之间形成踏板腔(Ⅰ)，踏板回位弹簧(17)两端分别安装在踏板活塞(18)与踏板缸壳体(22)内壁上，所述位移传感器(20)安装在踏板推杆(19)上；
在所述踏板腔(Ⅰ)对应的踏板缸壳体(22)上开有三个踏板腔油口，第一个踏板腔油口通过第二常闭单向开关电磁阀(16)连接至储油杯(7)，第二个踏板腔油口通过第一常闭单向开关电磁阀(15)连接至高压蓄能器(14)，第三个踏板腔油口通过常开双向开关电磁阀(40)连接至主缸的压力腔(Ⅱ)；其中，所述第一常闭单向开关电磁阀(15)为高压蓄能器(14)向踏板腔(Ⅰ)单向连接，所述第二常闭单向开关电磁阀(16)为踏板腔(Ⅰ)向储油杯(7)单向连接。
4.如权利要求1所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，其特征在于：
所述制动主缸由主缸壳体(1)、压力腔弹簧(6)、主缸第一活塞(5)、主缸第一弹簧(4)、主缸第二活塞(3)和主缸第二弹簧(2)组成；
所述主缸第一活塞(5)和主缸第二活塞(3)在主缸壳体(1)内将主缸壳体(1)分隔依次形成压力腔(Ⅱ)、主缸第一内腔(Ⅲ)和主缸第二内腔(Ⅳ)，所述压力腔弹簧(6)两端分别与主缸第一活塞(5)和主缸壳体(1)端面连接，所述主缸第一弹簧(4)两端分别与主缸第一活塞(5)和主缸第二活塞(3)连接，所述主缸第二弹簧(2)两端分别与主缸第二活塞(3)和主缸壳体(1)端面连接。
5.如权利要求1所述一种采用高压蓄能器的线控液压制动***，其特征在于：
所述制动轮缸采用盘式制动器或鼓式制动器。
6.如权利要求1所述采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，其特征在于：
所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法；
所述通电有效状态下的制动控制方法为：
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力控制单元发送控制指令，控制常开双向开关电磁阀(40)通电断开，实现制动踏板机构的踏板力与制动主缸中的制动压力全解偶，与此同时，电子控制单元控制连接高压蓄能器(14)和压力腔(Ⅱ)的常闭单向线性电磁阀(10)，并配合控制制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀，进而控制对应连接的制动轮缸进行制动增压、制动保压或制动减压。
所述断电失效状态下的制动控制方法为：
各电磁阀均处于断电状态，制动踏板机构在驾驶员的操作下，制动踏板机构的踏板腔(Ⅰ)中的制动液直接在制动主缸的压力腔(Ⅱ)、主缸第一内腔(Ⅲ)和主缸第二内腔(Ⅳ)、制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀以及制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。
7.如权利要求6所述采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，其特征在于：
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动压力控制单元控制制动轮缸进行制动增压和制动减压过程中，电子控制单元向制动压力控制单元中的常开双向线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开双向线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开双向线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动轮缸增压或减压的制动压力。
8.如权利要求6所述采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，其特征在于：
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动轮缸进行制动减压时，通过电子控制单元控制之间连接在制动轮缸和储油杯(7)之间的常闭单向开关电磁阀通电开启，实现快速减压。
9.如权利要求6所述采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，其特征在于：
在所述通电有效状态下的制动控制方法中，当所述制动轮缸进行制动增压时，根据安装在高压蓄能器(14)出口处的第一压力传感器(13)所测得的压力值判断高压蓄能器(14)所输出提供的制动压力是否满足线控液压制动***的制动需求，如输出的制动压力不足，则通过电子控制单元(23)控制泵电机(12)开启工作，泵电机(12)驱动与储油杯(7)连接的液压泵(11)将储油杯(7)内的液压油泵入高压蓄能器(14)，进而对高压蓄能器(14)进行补压，直至高压蓄能器(14)输出的制动压力满足线控液压制动***的制动需求。
10.如权利要求3所述采用高压蓄能器的线控液压制动***的制动控制方法，其特征在于：
所述制动踏板制动感觉模拟方法如下：
当驾驶员踩踏制动踏板(21)时，制动踏板(21)推动踏板推杆(19)前移，踏板推杆(19)推动踏板活塞(18)在踏板腔(Ⅰ)内运动，此时，电子控制单元(23)控制第一常闭单向开关电磁阀(15)和第二常闭单向开关电磁阀(16)均通电开启，高压蓄能器(14)向踏板腔(Ⅰ)单向导通，踏板腔(Ⅰ)向储油杯(7)单向导通，常开双向开关电磁阀(40)通电关闭，此时，高压蓄能器(14)内的高压液体进入踏板腔(Ⅰ)，高压液体在踏板腔(Ⅰ)内作用于踏板活塞(18)，驾驶员踩踏的踏板力与踏板腔(Ⅰ)内高压液体对踏板活塞(18)的压力相互作用，实现制动踏板制动感觉的模拟，在此过程中踏板活塞(18)压缩踏板腔(Ⅰ)内高压液体的体积，使高压液体经由第二常闭单向开关电磁阀(16)流入至储油杯(7)。
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