CN209955966U - 一种分体式电液制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式电液制动装置，包括电子控制单元、制动操纵机构、制动主缸总成、液压控制单元、车轮制动器及液压回路。制动主缸总成包括双工作腔主缸、储液罐、踏板感模拟器；液压控制单元包括第一通路和第二通路，包括踏板感模拟器隔离阀，主缸隔离阀，线性增压阀和线性减压阀；第一通路和第二通路与ABS/ESC模块相连，ABS/ESC模块与四个车轮制动轮缸相连。本实用新型可以兼容现有传统真空助力器主缸，使得常规制动和备用制动模式下踏板行程保持一致，踏板行程不会有突兀感，并且与ABS或ESC模块直连，提高***的整体安全性。

Description

一种分体式电液制动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆制动技术领域，尤其是涉及一种分体式电液制动装置。

背景技术

目前市场上纯电动/混合动力的汽车越来越普及。在制动***方面，区别于以往的真空助力器/电子真空助力器的制动结构，纯电动/混合动力汽车往往采用线控制动***，不仅能降低成本、尺寸和能耗，还能实现制动能量回收、辅助制动、主动制动等先进功能。

现有的线控电液制动***方案为集常规制动、ABS或ESC功能为一体的集成式方案，踏板感由模拟器实现，制动功能由ECU检测踏板角度传感器的输入信号，控制高压蓄能器的两路增压阀和轮缸侧减压阀来调节轮缸压力。如授权公告号CN207875612 U 公告日2018年09月18日的中国专利公开的一种线控电液制动***，其踏板模拟器与主缸第一工作腔相连，常规制动时主缸第一工作腔油液排入踏板模拟器产生踏板感，第二工作腔油液通过隔离阀封死不工作；轮缸增减压主要通过蓄能器的两路隔离阀及轮缸侧增减压阀配合控制实现。

但是这种线控电液制动***方案存在一些问题，其踏板感模拟器仅与主缸的第一工作腔相连，为获得与传统制动***相同的踏板行程及踏板力关系，必须要开发新的主缸甚至踏板机构，以增加主缸第一工作腔的行程，无法兼容传统主缸，导致开发成本增加；一旦遇上电控部分失效进入备用制动模式时，主缸单腔工作切换为双腔同时工作，整体踏板行程会突然增大，给驾驶人员造成不适；此外一体式方案电控部分主动安全冗余不够，一旦控制器或电机泵蓄能器总成二者之一完全失效时，则仅剩机械备用制动，在车速较高情况下无法实现快速停车。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有的线控电液制动***开发成本较高，主缸单双腔切换时给驾驶员造成不适，一体式方案安全冗余不足的问题，提供一种分体式电液制动装置，可以兼容现有传统真空助力器主缸，使得常规制动和备用制动模式下踏板行程保持一致，踏板行程不会有突兀感，并且与ABS或ESC模块直连，在主动安全性方面互为监控，提高***的整体安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括用来处理所述制动装置***号的电子控制单元、设有踏板及踏板转角传感器的制动操纵机构、制动主缸总成、车轮制动器及液压回路；所述车轮制动器总成包括四个车轮制动轮缸及四个轮速传感器；所述制动主缸总成包括主缸、储液罐、踏板感模拟器；所述液压回路包括第一通路和第二通路；所述第一通路包括第一通路踏板感模拟器隔离阀，主缸第一通路隔离阀，第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀；所述第二通路包括第二通路踏板感模拟器隔离阀，主缸第二通路隔离阀，第二通路线性增压阀和第二通路线性减压阀；所述主缸包括缸体，靠近缸体一端设置的推杆活塞，设置在缸体中间位置的中间活塞；所述推杆活塞与所述踏板连接，所述中间活塞与所述推杆活塞之间设有第一回位弹簧，所述中间活塞将主缸内腔分隔成主缸第一液压腔与主缸第二液压腔，所述中间活塞与所述主缸壳体另一端之间设有第二回位弹簧；所述踏板感模拟器同时与所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的出油口连接，所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的进油口分别与所述双工作腔主缸的所述第一、第二液压腔连接。所述踏板转角传感器安装在所述踏板转轴处；所述轮速传感器设置在一一对应的车轮制动轮缸上；现有的线控电液制动***，其踏板模拟器与主缸第一工作腔相连，常规制动时主缸第一工作腔油液排入踏板模拟器产生踏板感，第二工作腔油液通过隔离阀封死不工作；由于踏板感模拟器仅与主缸的第一工作腔相连，必须增加主缸第一工作腔的行程，以便为获得与传统制动***相同的踏板行程及踏板力关系。它无法兼容传统制动***主缸，会导致开发成本增加。本实用新型的主缸的两个工作腔同时与踏板感模拟器相连，在常规制动时，主缸的第一液压腔和第二液压腔同时参与工作，将油液排入踏板模拟器产生踏板感，驾驶员可以获得与传统制动***相同的踏板行程和踏板力关系，故而可以兼容传统制动***的主缸，降低了开发成本。现有的线控电液制动***，单工作液压腔如果发生漏油，密封不严的问题，容易失效造成危险。本实用新型两个液压腔并行工作，即使一个液压腔发生密封不严漏油等问题，另一个液压腔可以继续工作，互为备份，提高了安全系数。

当遇上电控部分失效进入备用制动模式时，现有的线控电液制动***的主缸单腔工作切换为双腔同时工作，整体踏板行程会突然增大，给驾驶人员造成不适。根据本技术方案，所述的主缸在单双腔切换工作，即在常规液压制动模式下和备用模式下切换工作时，驾驶员对踏板的操作反馈感一致，汽车制动装置常规制动和备用制动模式下踏板行程保持一致，踏板行程不会有突兀感。并且，在本实用新型ECU出现严重故障失效后，进入机械备用制动模式，所有阀和电机断电。踩下制动踏板时，主缸两个工作腔与模拟器隔离，制动液直接进入ABS/ESC模块后进入轮缸，因此即使本装置与ABS/ESC模块都没有任何相互通讯及备份安全冗余功能，ABS/ESC模块依旧可以发挥其基本功能。如果本装置和ABS/ESC模块具有相互备份安全功能，则在本装置失效后，ESC模块可以进行辅助制动，提高制动***的有效性和安全性。

优选的，所述液压回路包括电机泵增压模块、高压蓄能器及蓄能器压力传感器；所述电机泵增压模块包括偏心轴电机、柱塞泵、高压蓄能器及蓄能器压力传感器，所述蓄能器压力传感器设置于所述高压蓄能器与所述柱塞泵出油口连接处，所述柱塞泵出油口经过所述蓄能器压力传感器之后设有两个通路，分别与所述第一和第二通路对应连接，所述第一通路和第二通路与ABS/ESC模块相连，所述ABS/ESC模块与所述四个车轮制动轮缸相连。

优选的，所述第一通路线性增压阀进油口与高压蓄能器连接，出油口与所述第一通路踏板感模拟器隔离阀的进油口连接，同时还与所述第一通路线性减压阀的进油口连接，所述第一通路线性减压阀的出油口连接至所述储液罐。

优选的，所述第二通路线性增压阀进油口与高压蓄能器连接，出油口与所述第二通路踏板感模拟器隔离阀的进油口连接，同时还与所述第二通路线性减压阀的进油口连接，所述第二通路线性减压阀的出油口连接至所述储液罐。

优选的，所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀为常闭阀；所述第一、第二通路隔离阀为常开阀；所述第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀为常闭阀；所述第二通路线性增压阀和第二通路线性减压阀为常闭阀。通过隔离阀及控制阀来巧妙地分离成常规制动和失效备用制动液压回路，降低了再生制动下的压力控制复杂度，提升了***可靠性。

优选的，所述的第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀之间设有第一通路压力传感器；，所述第二通路线性增压阀和所述第二通路线性减压阀之间设有第二通路压力传感器。在第一通路和第二通路里分别设置了第一通路压力传感器和第二通路压力传感器，可以实时监测通路内的制动压力，便于***对实际制动轮缸内的压力进行闭环反馈控制。

优选的，所述的第一回位弹簧与第二回位弹簧弹性系数相同。驾驶员在踩下踏板时，由于所述的两复位弹簧弹性系数相同，故而推杆活塞和中间活塞的在第一、第二液压腔内的行程相同，排入踏板感模拟器的液压油量相同，有利于***平稳运行，并且也提高了互换性。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：可以兼容现有传统真空助力器主缸，使得常规制动和备用制动模式下踏板行程保持一致，踏板行程不会有突兀感，并且与ABS/ESC模块直连，在主动安全性方面互为监控，提高***的整体安全性。

附图说明

图1是本实用新型的液压回路示意图。

图2是本实用新型的常规制动模式下的液压回路示意图。

图中：Ⅰ：第一制动通路；Ⅱ：第二制动通路；Ⅲ：第三制动通路；1：储液罐；2：主缸；2.1：主缸第一液压腔；2.2：主缸第二液压腔；2.3：第二回位弹簧；2.4：中间活塞；2.5：第一回位弹簧；2.6：推杆活塞；3：踏板转角传感器；4：制动踏板；5：模拟器第一隔离阀；6：模拟器第二隔离阀；7：踏板模拟器；8：主缸第一通路隔离阀；9：主缸第二通路隔离阀；10：第一通路线性增压阀；11：第一通路压力传感器；12：第一通路线性减压阀；13：ABS/ESC模块；14：第二通路线性减压阀；15：第二通路压力传感器；16：第二通路线性增压阀； 17：蓄能器压力传感器；18：电机泵总成；19：高压蓄能器；20：车轮制动器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，本实用新型的液压制动装置包括第一制动通路Ⅰ、第二制动通路Ⅱ和第三制动通路Ⅲ。所述主缸2设有第一工作腔2.1和第二工作腔2.2，所述主缸包括推杆活塞2.6、中间活塞2.4、主缸壳体；所述推杆活塞与踏板4连接，所述推杆活塞处在所述主缸壳体的一端，所述中间活塞设置在主缸壳体内，所述中间活塞与所述推杆活塞之间设有第一回位弹簧2.5，所述中间活塞将主缸内腔分隔成主缸第一液压腔2.1与主缸第二液压腔2.2，所述中间活塞与所述主缸壳体另一端之间设有第二回位弹簧2.3，所述主缸第一液压腔进油口与所述储液罐1连接，所述主缸第二液压腔进油口与所述储液罐连接；所述踏板感模拟器同时与所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的出油口连接，所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的进油口分别与所述双工作腔主缸的所述第一、第二液压腔连接。第一制动通路Ⅰ和第二制动通路Ⅱ分别对应连接至主缸第一和第二工作腔。

第一制动通路Ⅰ上依次为第一通路踏板感模拟器隔离阀5，主缸第一通路隔离阀8，第一通路压力传感器11。

第二制动通路Ⅱ上依次为第二通路踏板感模拟器隔离阀6，主缸第二通路隔离阀9，第二通路压力传感器15。

主缸第一及第二工作腔分别通过第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀5、6连接至模拟器7，模拟器第一、第二隔离阀为常闭电磁阀。由于主缸的两个工作腔分别通过各自的隔离阀连接至模拟器，无论是常规制动还是备用制动工况下，主缸的两腔均参与工作，确保了踏板行程的一致，因此传统真空助力器主缸无需做任何更改便可直接用于本实用新型的制动装置中。

第一、第二制动通路分别通过主缸第一通路隔离阀8及第二通路隔离阀9连接至ABS/ESC模块13，并最终连接至4个制动轮缸，第一、第二通路隔离阀8、9为常开型电磁阀。

第三制动通路涉及电机泵总成18，高压蓄能器19，蓄能器压力传感器17，第一通路线性增压阀10，第二通路线性增压阀16，第一通路压力传感器11，第二通路压力传感器15及第一通路线性减压阀12和第二通路线性减压阀14。

第一通路线性增压阀10的进油口与高压蓄能器19连接，高压蓄能器出口处设有压力传感器17，第一通路线性增压阀10的出油口与第一通路的线性减压阀12的进油口连接，第一通路线性减压阀出油口通过油管连接至储液罐1。线性增压阀和减压阀之间设有压力传感器11。

第二通路线性增压阀16的进油口也与高压蓄能器19连接，第二通路线性增压阀16出油口与第二通路线性减压阀14的进油口连接，第二线性减压阀出油口通过油管连接至储液罐1。第二通路线性增压阀和减压阀之间设有压力传感器15。

如图2所示，常规制动模式，ECU在通过踏板角度传感器3检测到驾驶员有踩踏制动踏板动作时，上电打开模拟器第一隔离阀5和模拟器第二隔离阀6，同时关闭主缸第一通路隔离阀8和主缸第二通路隔离阀9，制动主缸两个工作腔2.1、2.2的制动液被导入踏板模拟器7中，踏板感由模拟器产生。由于第一通路和第二制动通路的隔离阀5、6关闭，此时车辆制动轮缸与主缸完全隔离。同时第一制动通路和第二制动通路此时也与第三制动通路完全隔离，即第三制动通路可以对轮缸制动压力进行调节，而不会影响到制动踏板反馈力，因此实现了踏板感和实际制动力的完全解耦。

ECU检测到踏板传感器的开度，便可根据驾驶员的制动意图计算出轮缸所需的制动压力目标值，并通过第一、二通路压力传感器11、15检测实际制动压力，对实际轮缸压力进行反馈闭环控制。如果第一通路内的实际压力小于目标值，则完全关闭第一通路线性减压阀12（断电），同时对第一通路线性增压阀10进行PWM控制，将高压蓄能器19内预存的高压制动液导入第一通路，增加第一通路轮缸内的制动压力；当实际压力大于目标值时，则完全关闭第一通路的线性增压阀10（断电），同时对第一通路的线性减压阀12进行PWM控制，将第一通路制动轮缸内的多余制动液释放回储液罐，减小第一通路轮缸内的制动压力。第二通路轮缸制动压力也可同理进行调节。

第三制动通路Ⅲ中高压蓄能器19内的压力通过压力传感器17进行实时监测，ECU一旦发现压力值低于某阈值时，便给电机泵总成18的电机通电，向高压蓄能器充液，当压力高于某个阈值时断电，以确保高压蓄能器中的压力保持在某个范围内。

纯再生制动或协调制动模式，当驾驶员踩下制动踏板时，如果车辆完全具备馈能制动条件下，则进入纯再生或协调制动工作模式。踏板感与常规制动模式一致，完全由踏板感模拟器产生。

在车辆驱动电机的再生制动扭矩能力完全满足制动扭矩需求的情况下为纯再生制动工作模式，制动扭矩完全由驱动电机发电产生，给车载动力电池充电，实现电能再生，制动通路Ⅲ不工作，轮缸压力为零。

如果车辆驱动电机再生制动扭矩不能完全满足制动扭矩需求条件下，则进入协调制动模式，优先利用驱动电机的再生制动扭矩，不足部分通过制动通路Ⅲ调节轮缸液压力来补充。若此时ASB/ESC模块介入，则制动模式从动纯再生或协调制动模式迅速切换回常规纯液压制动模式。

特别地，在ABS/ESC工作期间，制动通路Ⅲ的线性增压阀10、16及线性减压阀12、14可全部断电关断。此时踏板感依旧由模拟器产生，驾驶员完全不会感觉到因ABS/ESC工作带来踏板感反馈冲击的不利影响。

备用制动模式，在本实用新型ECU出现严重故障失效后，进入机械备用制动模式，所有阀和电机断电。踩下制动踏板时，主缸两个工作腔与模拟器隔离，制动液直接进入ABS/ESC模块后进入轮缸，因此即使本装置与ABS/ESC模块都没有任何相互通讯及备份安全冗余功能，ABS/ESC模块依旧可以发挥其基本功能。如果本装置和ABS/ESC模块具有相互备份安全功能，则在本装置失效后，ESC模块可以进行辅助制动，提高制动***的有效性和安全性。

AEB/ACC模式，本实用新型在AEB/ACC模式下，没有踏板传感器输入，为此仅需给主缸第一通路隔离阀8和主缸第二通路隔离阀9上电断开，使主缸与第Ⅲ制动通路隔离，ECU根据AEB或ACC***指令，通过控制第一和第二通路线性增压阀10、16及线性减压阀12、14来调节轮缸制动压力，执行紧急制动或减速度跟随控制。

Claims (7)

1.一种分体式电液制动装置，包括用来处理所述制动装置***号的电子控制单元、设有踏板及踏板转角传感器的制动操纵机构、制动主缸总成、车轮制动器及液压回路，所述车轮制动器总成包括四个车轮制动轮缸及四个轮速传感器；其特征在于，所述制动主缸总成包括主缸、储液罐、踏板感模拟器；所述液压回路包括第一通路和第二通路；所述第一通路包括第一通路踏板感模拟器隔离阀，主缸第一通路隔离阀，第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀；所述第二通路包括第二通路踏板感模拟器隔离阀，主缸第二通路隔离阀，第二通路线性增压阀和第二通路线性减压阀；所述主缸包括缸体，靠近缸体一端设置的推杆活塞，设置在缸体中间位置的中间活塞；所述推杆活塞与所述踏板连接，所述中间活塞与所述活塞推杆之间设有第一回位弹簧，所述中间活塞将主缸内腔分隔成主缸第一液压腔与主缸第二液压腔，所述中间活塞与所述主缸壳体另一端之间设有第二回位弹簧；所述踏板感模拟器同时与所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的出油口连接，所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀的进油口分别与所述双工作腔主缸的所述第一、第二液压腔连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述液压回路包括电机泵增压模块、高压蓄能器及蓄能器压力传感器；所述电机泵增压模块包括偏心轴电机、柱塞泵、高压蓄能器及蓄能器压力传感器，所述蓄能器压力传感器设置于所述高压蓄能器与所述柱塞泵出油口连接处，所述柱塞泵出油口经过所述蓄能器压力传感器之后设有两个通路，分别与所述第一和第二通路对应连接，所述第一通路和第二通路与ABS/ESC模块相连，所述ABS/ESC模块与所述四个车轮制动轮缸相连。

3.根据权利要求2所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述第一通路线性增压阀进油口与所述高压蓄能器连接，出油口与所述第一通路踏板感模拟器隔离阀的进油口连接，同时还与所述第一通路线性减压阀的进油口连接，所述第一通路线性减压阀的出油口连接至所述储液罐。

4.根据权利要求2所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述第二通路线性增压阀进油口与所述高压蓄能器连接，出油口与所述第二通路踏板感模拟器隔离阀的进油口连接，同时还与所述第二通路线性减压阀的进油口连接，所述第二通路线性减压阀的出油口连接至所述储液罐。

5.根据权利要求1所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述第一、第二通路踏板感模拟器隔离阀为常闭阀；所述第一、第二通路隔离阀为常开阀；所述第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀为常闭阀；所述第二通路线性增压阀和第二通路线性减压阀为常闭阀。

6.根据权利要求1所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述的第一通路线性增压阀和第一通路线性减压阀之间设有第一通路压力传感器，所述第二通路线性增压阀和所述第二通路线性减压阀之间设有第二通路压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种分体式电液制动装置，其特征是，所述的第一回位弹簧与第二回位弹簧弹性系数相同。

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