CN113771815A - 一种车辆集成式电液制动***装置 - Google Patents

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崔子学
刘子俊
李晨风
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Abstract

本发明公开了一种车辆集成式电液制动***装置，包括：储液罐，其用于存储加压介质；踏板，其用于操作刹车动作；制动主缸，其活塞与所述踏板操作柄固定连接用于提供初始刹车压力，所述制动主缸的左腔进液口和右腔进液口分别与储液罐的进油口和出油口连接。本发明在常规制动时，驾驶员踩下储液罐，位移传感器采集到信号输送到ECU，ECU向各阀模块发出指令信号，第一主缸解耦阀和第二主缸解耦阀上电断开，伺服主缸中电机转动在伺服主缸中建压，通过传动机构将高压制动液泵入到轮缸组，因为第一电机解耦阀和第二电机解耦阀采用单向阀纯机械结构，则对工况适应能力强，也有效解决电磁阀故障问题。

Description

一种车辆集成式电液制动***装置
技术领域
本发明涉及电子液压制动***领域，具体为一种车辆集成式电液制动***装置。
背景技术
现有的车辆电子液压制动***主要包含有电磁阀、压力传感器、制动主缸、踏板感觉模拟器，电机以及伺服主缸等部分组成。在驾驶员踩下制动踏板后，ECU发出指令，电机在伺服主缸建压，不同的电磁阀打开或关闭，从而实现车辆驾驶的解耦以及制动轮缸的建压制动，如申请号CN201811620833.2提供的一种液压解耦式电子液压制动***，分别通过两个制动主缸解耦阀和两个电机解耦阀实现驾驶员输入力和电机推力的解耦，申请号CN202011103764.5提供的一种液压制动***及液压制动控制方法，则使用了三个电机解耦阀和两个主缸解耦阀实现驾驶员输入力和电机推力的解耦。此类专利通过ECU控制制动主缸以及电机伺服主缸出油口的电磁阀的通断实现了解耦，因其均采用电信号等控制，所以对于工作环境，使用工况，设备寿命要求较高，一旦电磁阀发生故障，就会导致车辆制动受到影响，从而发生安全问题。
近年来也有通过设置冗余电源及冗余电磁阀的方案，从而提高***的安全性。专利CN112061099A采用在制动主缸和伺服主缸解耦阀处并联冗余电磁阀并采用冗余电源单独供电的方法，可以在出现断电等故障而使得原电磁阀部分不能正常工作时保证***仍旧可以产生一定的制动压力，从而提高车辆行使安全性，但该机构使***变得复杂，且随着电动化车辆的进一步推广，用于备份的冗余电源会进一步减少车辆行驶里程，不利于车辆行业的电动化节能化变革。
综上所述在实际使用时，电液制动设备实现驾驶员输入力和电机输入力解耦效果对使用工况等要求条件高，易发生故障从而引发安全问题，引入冗余电源和冗余电磁阀组造成的结构变复杂同时耗电量增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆集成式电液制动***装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括：
储液罐，其用于存储加压介质；
踏板，其用于操作刹车动作；
制动主缸，其活塞与所述踏板操作柄固定连接用于提供初始刹车压力，所述制动主缸的左腔进液口和右腔进液口分别与储液罐的进油口和出油口连接；
踏板感觉模拟器，其与所述制动主缸相连并用来提供响应于所述踏板操作时的反作用力，所述踏板感觉模拟器的进油口与制动主缸右腔出液口相连，且踏板感觉模拟器的出油口分别与储液罐的进液口和制动主缸左腔进液口相连；
伺服主缸，其内设有电机且用于通过电机给加压介质提供压力操作车轮进行刹车，所述伺服主缸进液口分别与制动主缸的右腔出液口和左侧出液口相连；
轮缸组，所述轮缸组包括RR、FL、RL和FR，所述RR和FL的进油口均与制动主缸左腔出油口相连，所述RL和FR的进油口均与制动主缸右腔的出油口相连，所述RR、FL、RL和FR的进油口分别与伺服主缸的出油口相连。
优选的，所述踏板感觉模拟器与制动主缸之间设有踏板感觉模拟阀，所述踏板感觉模拟阀的进油口和出油口均分别与制动主缸右腔的出液口和踏板感觉模拟器的进油口相连，所述踏板感觉模拟阀的出油口和踏板感觉模拟器进油口之间管道的中部设有第一压力传感器，所述储液罐和制动主缸之间设有检测阀，所述检测阀的进油口和出油口分别与储液罐的出油口和制动主缸右腔进液口相连，所述踏板操作柄的表面设有位移传感器。
优选的，所述伺服主缸的出油口与RR和FL的进油口之间管道的中部设有第三压力传感器，所述伺服主缸的出油口与RL和FR的进油口之间管道的中部设有第二压力传感器，所述伺服主缸与RR和FL之间设有第一电机解耦阀，所述第一电机解耦阀的进油口和出油口分别与伺服主缸的出油口和RR和FL的进油口相连，所述伺服主缸与RL和FR之间设有第二电机解耦阀，所述第二电机解耦阀的进油口和出油口分别与伺服主缸的出油口和RL和FR的进油口相连。
优选的，所述制动主缸和RR之间设有第一增压阀，所述第一增压阀的进油口和出油口分别与制动主缸的左腔出油口和RR的进油口相连，所述制动主缸和FL之间设有第二增压阀，所述第二增压阀的进油口和出油口分别与制动主缸的左腔出油口和FL的进油口相连。
优选的，所述制动主缸和RL之间设有第三增压阀，所述第三增压阀的进油口和出油口分别与制动主缸的右腔出油口和RL的进油口相连，所述制动主缸和FR之间设有第四增压阀，所述第四增压阀的进油口和出油口分别与制动主缸的右腔出油口和FR的进油口相连。
优选的，所述第一增压阀和储液罐之间设有第一减压阀，所述第一减压阀的进油口和出油口分别与第一增压阀的出油口和储液罐的进油口相连，所述第二增压阀和储液罐之间设有第二减压阀，所述第二减压阀的进油口和出油口分别与第二增压阀的出油口和储液罐的进油口相连。
优选的，所述第三增压阀和储液罐之间设有第三减压阀，所述第三减压阀的进油口和出油口分别与第三增压阀的出油口和储液罐的进油口相连，所述第四增压阀和储液罐之间设有第四减压阀，所述第四减压阀的进油口和出油口分别与第四增压阀的出油口和储液罐的进油口相连，所述第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀和第四减压阀的出油口均相连通。
优选的，所述制动主缸与RR和FL之间设有第一主缸解耦阀，所述第一主缸解耦阀的进油口和出油口分别与制动主缸的左腔出油口和RR和FL的进油口相连，所述制动主缸与RL和FR之间设有第二主缸解耦阀，所述第二主缸解耦阀的进油口和出油口分别与制动主缸的右腔出油口和RR和FL的进油口相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在常规制动时，驾驶员踩下储液罐，位移传感器采集到信号输送到ECU，ECU向各阀模块发出指令信号，第一主缸解耦阀和第二主缸解耦阀上电断开，伺服主缸中电机转动在伺服主缸中建压，通过传动机构将高压制动液泵入到轮缸组，因为第一电机解耦阀和第二电机解耦阀采用单向阀纯机械结构，则对工况适应能力强，也有效解决电磁阀故障问题；
2、本发明同时还通过将第一电机解耦阀和第二电机解耦阀部分采用为纯机械的单向阀，第一主缸解耦阀和第二主缸解耦阀采用为常开阀，这样在断电的情况下，仍旧可以产生制动压力，在主动制动功能下，也不用在担心因第一电机解耦阀和第二电机解耦阀失效而无法正常建压，并且这种改设并不会增大产品体积，在一定程度还节省了设备体积，在主动制动模式，ECU向各阀模块发出指令信号，第一主缸解耦阀和第二主缸解耦阀上电断开，伺服主缸中电机转动在伺服主缸中建压，通过传动机构将高压制动液泵入到轮缸组；当***整体供电或电磁阀发生故障时，当驾驶员通过踩踏踏板时，第一主缸解耦阀和第二主缸解耦阀一直处于常开态，第一电机解耦阀和第二电机解耦阀均分别为单向阀，制动液无法通过伺服主缸部分逆向流回储液罐，进而有效地在伺服主缸建立高压制动液，并使之流入到制动轮缸组，从而产生一定的制动效果，实现制动冗余，保障驾驶员的安全。
附图说明
图1为本发明一种车辆集成式电液制动***装置整体结构示意图。
图中：1、储液罐；2、踏板；3、制动主缸；4、踏板感觉模拟阀；5、踏板感觉模拟器；6、伺服主缸；7、第一电机解耦阀；8、第二电机解耦阀；9、检测阀；10、位移传感器；11、第一压力传感器；12、第二压力传感器；13、第三压力传感器；14、第一增压阀；15、第二增压阀；16、第一减压阀；17、第二减压阀；18、第三增压阀；19、第四增压阀；20、第三减压阀；21、第四减压阀；22、第一主缸解耦阀；23、第二主缸解耦阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：包括：
储液罐1，其用于存储加压介质；
踏板2，其用于操作刹车动作；
制动主缸3，其活塞与踏板2操作柄固定安装用于提供初始刹车压力，制动主缸3的左腔进液口和右腔进液口分别与储液罐1的进油口和出油口连接；
踏板感觉模拟器5，其与制动主缸3相连并用来提供响应于踏板2操作时的反作用力，踏板感觉模拟器5的进油口与制动主缸3右腔出液口相连，且踏板感觉模拟器5的出油口分别与储液罐1的进液口和制动主缸3左腔进液口相连；
伺服主缸6，其内设有电机且用于通过电机给加压介质提供压力操作车轮进行刹车，伺服主缸6进液口分别与制动主缸3的右腔出液口和左侧出液口相连；
轮缸组，轮缸组包括RR、FL、RL和FR，RR和FL的进油口均与制动主缸3左腔出油口相连，RL和FR的进油口均与制动主缸3右腔的出油口相连，RR、FL、RL和FR的进油口分别与伺服主缸6的出油口相连。
踏板感觉模拟器5与制动主缸3之间设有踏板感觉模拟阀4，踏板感觉模拟阀4的进油口和出油口均分别与制动主缸3右腔的出液口和踏板感觉模拟器5的进油口相连，踏板感觉模拟阀4的出油口和踏板感觉模拟器5进油口之间管道的中部设有第一压力传感器11，储液罐1和制动主缸3之间设有检测阀9，检测阀9的进油口和出油口分别与储液罐1的出油口和制动主缸3右腔进液口相连，踏板2操作柄的表面设有位移传感器10。
伺服主缸6的出油口与RR和FL的进油口之间管道的中部设有第三压力传感器13，伺服主缸6的出油口与RL和FR的进油口之间管道的中部设有第二压力传感器12，伺服主缸6与RR和FL之间设有第一电机解耦阀7，第一电机解耦阀7的进油口和出油口分别与伺服主缸6的出油口和RR和FL的进油口相连，伺服主缸6与RL和FR之间设有第二电机解耦阀8，第二电机解耦阀8的进油口和出油口分别与伺服主缸6的出油口和RL和FR的进油口相连。
制动主缸3和RR之间设有第一增压阀14，第一增压阀14的进油口和出油口分别与制动主缸3的左腔出油口和RR的进油口相连，制动主缸3和FL之间设有第二增压阀15，第二增压阀15的进油口和出油口分别与制动主缸3的左腔出油口和FL的进油口相连。
制动主缸3和RL之间设有第三增压阀18，第三增压阀18的进油口和出油口分别与制动主缸3的右腔出油口和RL的进油口相连，制动主缸3和FR之间设有第四增压阀19，第四增压阀19的进油口和出油口分别与制动主缸3的右腔出油口和FR的进油口相连。
第一增压阀14和储液罐1之间设有第一减压阀16，第一减压阀16的进油口和出油口分别与第一增压阀14的出油口和储液罐1的进油口相连，第二增压阀15和储液罐1之间设有第二减压阀17，第二减压阀17的进油口和出油口分别与第二增压阀15的出油口和储液罐1的进油口相连。
第三增压阀18和储液罐1之间设有第三减压阀20，第三减压阀20的进油口和出油口分别与第三增压阀18的出油口和储液罐1的进油口相连，第四增压阀19和储液罐1之间设有第四减压阀21，第四减压阀21的进油口和出油口分别与第四增压阀19的出油口和储液罐1的进油口相连，第一减压阀16、第二减压阀17、第三减压阀20和第四减压阀21的出油口均相连通。
制动主缸3与RR和FL之间设有第一主缸解耦阀22，第一主缸解耦阀22的进油口和出油口分别与制动主缸3的左腔出油口和RR和FL的进油口相连，制动主缸3与RL和FR之间设有第二主缸解耦阀23，第二主缸解耦阀23的进油口和出油口分别与制动主缸3的右腔出油口和RR和FL的进油口相连，第一主缸解耦阀22、第二主缸解耦阀23、检测阀9、第一增压阀14、第二增压阀15、第三增压阀18以及第四增压阀19为常开阀，第一减压阀16、第二减压阀17、第三减压阀20和第四减压阀21为常闭阀。
工作原理：在使用时，该发明主要包含如下三种制动模式：
储液罐1：常规模式；
踏板2：主动模式；
制动主缸3：供电失效故障模式。
储液罐1：常规模式。在常规模式下，驾驶员踩踏踏板2，位移传感器10采集到信号，将信号传输至***ECU模块，此时第一主缸解耦阀22和第二主缸解耦阀23上电断开，踏板感觉模拟阀4上电连通，其他电磁阀维持常态，驾驶员踩踏踏板2在制动主缸3中产生的高压制动液通过踏板感觉模拟阀4流入到踏板感觉模拟器5中，以此满足驾驶员的制动感，同时，ECU发出信号给电机，电机进行工作，带动伺服主缸6中的活塞平动，从而在伺服主缸6中建立起满足驾驶员制动需求的高压制动液，高压制动液通过第一电机解耦阀7和第二电机解耦阀8，因为此时第一主缸解耦阀22和第二主缸解耦阀23已经断开，只能流过四个轮缸相对应的第一增压阀14、第二增压阀15、第三增压阀18和第四增压阀19部分，而四个轮缸的相对应的第一减压阀16、第二减压阀17、第三减压阀20和第四减压阀21为断开，从而实现在轮缸中建压，实现常规模式下的建压制动；
踏板2：主动模式。在主动模式下，驾驶员没有发现行驶中存在的安全隐患，而车辆通过车辆自身所配备的感知***，判断出来车辆需要进行制动以规避风险，此时驾驶员并没有踩踏踏板2的动作，ECU主动发出指令，此时第一主缸解耦阀22和第二主缸解耦阀23上电断开，其他阀保持常规模式中的常态，ECU同时发出信号给伺服主缸6中的电机，并使得电机启动，推动伺服主缸6中活塞平动，从而在伺服主缸6中建立起来高压制动液，高压制动液分别通过第一电机解耦阀7、第二电机解耦阀8、第一增压阀14、第二增压阀15、第三增压阀18和第四增压阀19，流入到制动轮缸组中，并在其中建立起高压制动力，实现车辆的制动需求，进而规避了驾驶员所忽略的行驶风险，提高车辆的安全性；
制动主缸3：供电失效故障模式。在该模式下，***供电失效或存在其他故障。驾驶员发现需要制动以规避风险，进而踩踏踏板2，此时因为***失效存在故障，整个***中的电磁阀维持如常规模式中的常态，此时因为驾驶员的踩踏，在制动主缸3中建立起来的高压制动液流经常态下导通的第一主缸解耦阀22和第二主缸解耦阀23，再通过第一增压阀14、第二增压阀15、第三增压阀18和第四增压阀19，进入到四个制动轮缸组中，从而建立起制动压力，从而保证了驾驶员在***断电失效等故障模式下，也能够实现最基本的制动压力建立，从而保证车辆行驶安全性。
基于上述液压油路布置结构，本发明设计了一种用于车辆电液制动的设备，内部包含至少一个电机，若干液压阀，踏板感觉模拟器5、制动主缸3以及伺服主缸6等部分组成，该设备通过将第一电机解耦阀7和第二电机解耦阀8设置为单向阀，简化了***，有效提高了***可使用的工况范围，并在一定程度减少了***的耗电量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：包括：
储液罐(1)，其用于存储加压介质；
踏板(2)，其用于操作刹车动作；
制动主缸(3)，其活塞与所述踏板(2)操作柄固定连接用于提供初始刹车压力，所述制动主缸(3)的左腔进液口和右腔进液口分别与储液罐(1)的进油口和出油口连接；
踏板感觉模拟器(5)，其与所述制动主缸(3)相连并用来提供响应于所述踏板(2)操作时的反作用力，所述踏板感觉模拟器(5)的进油口与制动主缸(3)右腔出液口相连，且踏板感觉模拟器(5)的出油口分别与储液罐(1)的进液口和制动主缸(3)左腔进液口相连；
伺服主缸(6)，其内设有电机且用于通过电机给加压介质提供压力操作车轮进行刹车，所述伺服主缸(6)进液口分别与制动主缸(3)的右腔出液口和左侧出液口相连；
轮缸组，所述轮缸组包括RR、FL、RL和FR，所述RR和FL的进油口均与制动主缸(3)左腔出油口相连，所述RL和FR的进油口均与制动主缸(3)右腔的出油口相连，所述RR、FL、RL和FR的进油口分别与伺服主缸(6)的出油口相连。
2.根据权利要求1所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述踏板感觉模拟器(5)与制动主缸(3)之间设有踏板感觉模拟阀(4)，所述踏板感觉模拟阀(4)的进油口和出油口均分别与制动主缸(3)右腔的出液口和踏板感觉模拟器(5)的进油口相连，所述踏板感觉模拟阀(4)的出油口和踏板感觉模拟器(5)进油口之间管道的中部设有第一压力传感器(11)，所述储液罐(1)和制动主缸(3)之间设有检测阀(9)，所述检测阀(9)的进油口和出油口分别与储液罐(1)的出油口和制动主缸(3)右腔进液口相连，所述踏板(2)操作柄的表面设有位移传感器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述伺服主缸(6)的出油口与RR和FL的进油口之间管道的中部设有第三压力传感器(13)，所述伺服主缸(6)的出油口与RL和FR的进油口之间管道的中部设有第二压力传感器(12)，所述伺服主缸(6)与RR和FL之间设有第一电机解耦阀(7)，所述第一电机解耦阀(7)的进油口和出油口分别与伺服主缸(6)的出油口和RR和FL的进油口相连，所述伺服主缸(6)与RL和FR之间设有第二电机解耦阀(8)，所述第二电机解耦阀(8)的进油口和出油口分别与伺服主缸(6)的出油口和RL和FR的进油口相连。
4.根据权利要求1所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述制动主缸(3)和RR之间设有第一增压阀(14)，所述第一增压阀(14)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的左腔出油口和RR的进油口相连，所述制动主缸(3)和FL之间设有第二增压阀(15)，所述第二增压阀(15)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的左腔出油口和FL的进油口相连。
5.根据权利要求1所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述制动主缸(3)和RL之间设有第三增压阀(18)，所述第三增压阀(18)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的右腔出油口和RL的进油口相连，所述制动主缸(3)和FR之间设有第四增压阀(19)，所述第四增压阀(19)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的右腔出油口和FR的进油口相连。
6.根据权利要求5所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述第一增压阀(14)和储液罐(1)之间设有第一减压阀(16)，所述第一减压阀(16)的进油口和出油口分别与第一增压阀(14)的出油口和储液罐(1)的进油口相连，所述第二增压阀(15)和储液罐(1)之间设有第二减压阀(17)，所述第二减压阀(17)的进油口和出油口分别与第二增压阀(15)的出油口和储液罐(1)的进油口相连。
7.根据权利要求5所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述第三增压阀(18)和储液罐(1)之间设有第三减压阀(20)，所述第三减压阀(20)的进油口和出油口分别与第三增压阀(18)的出油口和储液罐(1)的进油口相连，所述第四增压阀(19)和储液罐(1)之间设有第四减压阀(21)，所述第四减压阀(21)的进油口和出油口分别与第四增压阀(19)的出油口和储液罐(1)的进油口相连，所述第一减压阀(16)、第二减压阀(17)、第三减压阀(20)和第四减压阀(21)的出油口均相连通。
8.根据权利要求1所述的一种车辆集成式电液制动***装置，其特征在于：所述制动主缸(3)与RR和FL之间设有第一主缸解耦阀(22)，所述第一主缸解耦阀(22)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的左腔出油口和RR和FL的进油口相连，所述制动主缸(3)与RL和FR之间设有第二主缸解耦阀(23)，所述第二主缸解耦阀(23)的进油口和出油口分别与制动主缸(3)的右腔出油口和RR和FL的进油口相连。
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