基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统的制作方法

本发明机动车制动领域，具体适用于低速电动车中的一种基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统及其制动方法。

背景技术：

目前，低速电动车中惯常使用的制动系统包括如下特点：

1、使用电动真空泵、真空助力器方案；

2、不使用助力器，踏板直接带动制动主缸；

3、使用EHB、HAS等电控液压制动系统。

如上三种技术方案在低速电动车的使用中而言，会出现如下一些技术问题：

1、使用电动真空泵、真空助力器方案，安装空间要求相对较大，存在一定噪音；

2、不使用助力器，踏板直接带动制动主缸，制动强度受限制；

3、使用EHB、HAS、WBS等电控液压制动系统，成本过高，存在一定噪音。

本发明就是为了解决上述问题而进行设计的。

技术实现要素：

本发明主要针对低速电动车对于安装空间、成本控制、噪音等特殊要求，以及保证必需的制动强度而设计的一种二级助力比液压制动系统，同其它方案相比，在各指标上具有较好的平衡性。

具体的本发明提供了一种基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统，所述的基于柔性管路连接的二级助力比液压制动系统包括制动踏板，主缸，油壶，常开阀，常闭阀，压力传感器，控制单元与制动分泵；

所述主缸包括小腔与大腔；

所述制动踏板与主缸相连，主缸的小腔与大腔分别与油壶相连，所述常开阀与常闭阀的分别与主缸的小腔与大腔内的活塞右端缸体相连；常闭阀与常开阀的另一端与制动分泵连接；上述的连接方式均为管道连接；

所述的常闭阀与常开阀与制动分泵连接的管道上安装有压力传感器，所述常开阀、常闭阀以及压力传感器均与控制单元相连，所述的连接方式为电路连接。

优选地，所述的基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统中的主 缸包括小腔与大腔两个缸体，所述大腔套在小腔外面，所述制动踏板与小腔内的活塞相连；所述小腔的左端壁板作为大腔内的运动活塞。

优选地，所述的基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统中的控制单元包括有信号处理电路、CPU、阀驱动电路、电源管理电路以及诊断电路。

优选地，所述的基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统中信号处理电路用于处理制动压力信号并传递给CPU；

所述阀驱动电路接收CPU的控制信号，并驱动常开阀和常闭阀的线圈；

所述电源管理电路负责将系统供电进行电压变换，提供给其它各模块，并处理点火开关电压和系统休眠；

所述诊断电路对其它各模块进行监测，并传递给CPU；

所述CPU负责处理制动液压力值、诊断电路输出状态，并进行逻辑计算，进一步输出控制信号给阀驱动电路。

一种基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统的制动方法，所述方法中的制动踏板具备一定杠杆放大比，可初步放大驾驶员的制动力；

所述主缸分为小腔与大腔两腔，在驾驶员踩制动踏板时，小腔获得足够高的制动压力，而其大腔一侧具有更大的腔，可以在较小的制动踏板行程时，输出更多的制动液，用于缩短初段制动时的行程；油壶用于提供制动液；常开阀和常闭阀用于切换两级助力比；控制单元用于采集制动液压力信号，并进行分析后确定采用何种助力比，最终控制常开阀和常闭阀的状态；分泵用于将制动液压力转变为制动夹紧力。

优选地，所述的采用基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统的制动方法中的两种助力比的切换过程为：

常开阀和常闭阀都没有促动时，主缸小腔处于封闭状态，制动踏板推动主缸大腔活塞运动，从而在输出更多的制动液；常开阀和常闭阀都促动时，常开阀隔离，常闭阀联通，主缸大腔处于封闭状态，制动踏板推动主缸小腔活塞运动，从而获得更大的制动液压力；通过控制常开阀和常闭阀，在两种助力比之间进行切换。

本发明实现了无电机、无真空助力前提下的二级助力比液压制动，具有成本低、执行机构可靠性高、无电机或电动真空泵噪音的特点，适合低速电动车使用。

采用单主缸结构，实现了二级的液压制动助力比，其中小腔连接管采用柔性 管路连接。

采用双控制阀结构，其中一路为常开阀、另一路为常闭阀，实现了液压制动助力比的切换功能；另外，当出现控制单元失效、系统断电等紧急情况时，系统可保证较小助力比制动功能不受影响、制动液输出量充足，在驾驶员踩下制动踏板力足够大的前提下，车辆仍能够实现安全的制动减速度。

采用制动液压力传感器，实时采集制动液压力，并通过差分计算制动液压力变化率，根据制动液压力、制动液压力变化率，判断制动处于初段还是末段。

采用控制单元进行制动液压力信号处理、逻辑计算、常开阀/常闭阀控制，可实现对助力比切换时机和切换动态过程的微调，从何实现更好的制动舒适性、制动效能的平衡性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的原理结构示意图。

图2为本发明的制动过程中制动液压力与驾驶员输出力的关系示意图。

图3为本发明中的控制单元电路示意图。

标号说明：1、制动踏板；2、油壶；3、主缸；31、小腔；32、大缸；4、常开阀；5、常闭阀；6、压力传感器；7、控制单元；8、制动分泵。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

如图1所示，该发明所提供的二级助力比液压制动系统包括制动踏板1，主缸3，油壶2，常开阀4，常闭阀5，压力传感器6，控制单元7与制动分泵8；主缸3包括有两个缸腔，分别为大腔32与小腔31；所述制动踏板1与主缸3相连，主缸3的小腔31与大腔32分别与油壶2相连，所述常开阀4与常闭阀5的分别与主缸3的小腔31与大腔32内的活塞右端缸体相连；常闭阀5与常开阀4的另一端与制动分泵8连接；上述的连接方式均为管道连接；

该系统中的常闭阀5与常开阀4与制动分泵8连接的管道上安装有压力传感器6，所述常开阀4、常闭阀5以及压力传感器6均与控制单元7相连，所述的连接方式为电路连接。

该基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统中的主缸包括小腔31与大腔32两个缸体，所述大腔32套在小腔31外面，所述制动踏板1与小腔31内的活塞相连；所述小腔31的左端壁板作为大腔32内的运动活塞。

该基于柔性管路连接的二级助力比无电机液压制动系统，其特征在于所述控制单元包括有信号处理电路、CPU、阀驱动电路、电源管理电路以及诊断电路。

其中，制动踏板具备一定杠杆放大比，可初步放大驾驶员的制动力；主缸分为两腔，缸径较小的腔，可以在驾驶员踩制动踏板时，获得足够高的制动压力，而其另一侧具有更大的腔，可以在较小的制动踏板行程时，输出更多的制动液，用于缩短初段制动时的行程；油壶用于提供制动液；常开阀和常闭阀用于切换两级助力比；控制单元用于采集制动液压力信号，并进行分析后确定采用何种助力比，最终控制常开阀和常闭阀的状态；分泵用于将制动液压力转变为制动夹紧力。

在驾驶员踩下制动踏板的初段，采用较小的助力比，可在较小的踏板行程时，输出足够的制动液，用于抵消制动盘和摩擦片的间隙。由于此时制动液压力很低，因此增加的驾驶员输出力不大。

在驾驶员踩下制动踏板的末段，采用较大的助力比，可在一定的驾驶员输出力时，获得足够的制动液压力。

两种助力比的切换：常开阀和常闭阀都没有促动时，主缸小腔处于封闭状态，制动踏板推动主缸大腔活塞运动，从而在输出更多的制动液；常开阀和常闭阀都促动时，常开阀隔离，常闭阀联通，主缸大腔处于封闭状态，制动踏板推动主缸小腔活塞运动，从而获得更大的制动液压力。因此，通过控制常开阀和常闭阀，即可在两种助力比之间进行切换。

切换逻辑：使用压力传感器判断制动处于初段还是末段，原理是当制动盘和摩擦片的间隙消除后，压力传感器的输出会急剧变大。

如图2所示，横坐标为驾驶员输出力，纵坐标为制动液压力。可见，该二级助力比液压制动系统可实现初段、末段的不同制动力需求，初段、末段的切换时机可根据要求进行灵活调整，已实现更好的踏板舒适性和制动效能之间的平衡性。

在打开常闭阀时，为了减少两种助力比切换时的制动踏板反馈变化，采用了100Hz，占空比30％-100％线性变化的PWM控制。

如图3所示，其中：信号处理电路用于处理制动压力信号并传递给CPU；阀驱动电路接收CPU的控制信号，并驱动常开阀和常闭阀的线圈；电源管理电路负责将系统供电进行电压变换，提供给其它各模块，并处理点火开关电压和系统休眠；诊断电路对其它各模块进行监测，并传递给CPU；CPU负责处理制动液压力值、诊断电路输出状态等，并进行逻辑计算，进一步输出控制信号给阀驱动电路。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。