液压解耦式电子液压制动系统的制作方法

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车液压解耦式电子液压制动系统。

背景技术：

随着新能源汽车的推广以及汽车底盘技术的不断进步，对于车辆能量回收和高级驾驶辅助功能的要求不断提升。传统真空助力器制动系统由于非解耦式机械结构所限，具有体积大，无法直接支持能量回收，无法实现主动制动，无法自由调节助力比等弊端。

因此最近十年以来，克服上述真空助力器缺点的电子液压制动系统逐渐被推向市场。其中具有代表性的是博世ipb，大陆mkc1等集成式电子液压制动系统。这两种产品的特点是不仅仅具有真空助力器的功能，同时集成了esc功能，以及其他一些适用于高级驾驶辅助场景的主动增压功能。但这两种产品的机械结构过于复杂，无法自由搭配esc模块，成本约为传统真空助力器的2～3倍。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种利用液压系统和机械结构取代真空助力器，并具有主动建压能力和安全的失效制动功能的液压解耦式电子液压制动系统

所述液压解耦，是指由电磁阀的开闭控制主缸中液体的流向，使制动主回路在主缸与主动建压单元之间切换，传递制动压力的介质全部是液压。

为解决上述技术问题，本发明提供的液压解耦式电子液压制动系统,包括：踏板总成1、ecu2、踏板位移传感器3、自检阀4、储液罐5、主缸6、第一液压力传感器7、第一隔离阀8、第二隔离阀9、模拟器控制阀10、踏板感觉模拟器11、第二液压力传感器12、第一吸入阀13、第二吸入阀14、单向阀15和主动建压单元16；

踏板位移传感器3采集踏板总成1行程，主缸6具有主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2之间密闭连接，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2内分别设有柱塞，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2出口上分别设有第一隔离阀8和第二隔离阀9，主缸第一腔6.1出口并联踏板感觉模拟器11模拟器控制阀10入口，模拟器控制阀10出口连接踏板感觉模拟器11，踏板总成1与主缸第一腔6.1柱塞连接，储液罐5分别连接主缸第一腔6.1、主缸第二腔6.2和主动建压单元16，踏板感觉模拟器11与第一腔6.1、主缸第二腔6.2和主动建压单元16三管路中任一路共用储液罐5管路，储液罐5和主动建压单元16之间通过并联管路连接，其中一路并联管路上设有单向阀15，第一液压力传感器7设置在主缸第二腔6.2，第二液压力传感器12设置在主动建压单元16出口，自检阀4设置在主缸第一腔6.1至储液罐5出口之间管路上，第一吸入阀13和第二吸入阀14并联设置在主动建压单元16出口管路，第一吸入阀13所在管路连接在第一隔离阀8和esc模块21之间管路上，第一吸入阀13所在管路连接在第二隔离阀9和esc模块21之间管路上；

ecu2采集第一液压力传感器7、第二液压力传感器12和踏板位移传感器3信号，与整车总线或其他交互网络中的传感器或控制器进行交互，对自检阀4、第一隔离阀8、第二隔离阀9、模拟器控制阀10、第一吸入阀13、第二吸入阀14和主动建压单元16进行控制控制逻辑。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,踏板位移传感器3采用双通道传感器或单通道传感器。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,：主缸第一腔6.1柱塞与踏板总成1推杆轴向弹性连接，并且推杆能绕连接中心旋转。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,主缸第一腔6.1柱塞与踏板总成1推杆弹性铰接连接。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,主缸第二腔6.2柱塞始终处于主缸6内腔内部。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,自检阀4、第一隔离阀8和第二隔离阀9是常开两位两通电磁阀，踏板感觉模拟器11、第一吸入阀13和第二吸入阀14是常闭两位两通电磁阀。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,单向阀15控制制动液仅能从储液罐5流入主动建压单元16。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2为液压传递连接，采用同轴布置，助力过程中的始动力由主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2内弹簧的预紧力提供。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,自检阀4处于上电状态时，具有从主缸第一腔6.1至储液罐5的单向保压能力。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,第一隔离阀8和第二隔离阀9具有双向保压，第一隔离阀8和第二隔离阀9布置方向为，当主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2液压高于制动主回路中液压时，第一隔离阀8和第二隔离阀9的阀芯趋向开启，当电磁力一定时，上述压差达到隔离阀开启压差能依靠开启压差打开阀芯。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,模拟器控制阀10具有双向保压能力，当踏板感觉模拟器11内液压高于主缸第一腔6.1中液压时，模拟器控制阀10的阀芯趋向开启，当上述压差达到模拟器控制阀10开启压差能依靠开启压差打开阀芯。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,第一吸入阀13和第二吸入阀14具有双向保压能力，当主动建压单元16内液压高于制动主回路中液压时，第一吸入阀13和第二吸入阀14的阀芯趋向开启吗，当上述压差达到吸入阀开启压差能依靠开启压差打开阀芯。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,所述液压解耦式电子液压制动系统具有以下工作模式；

a助力模式；

b主动增压模式；

c补液模式；

d自检模式；

e失效备份模式。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,助力模式工作方式如下；

ecu2通过行程和时间计算速度判断驾驶员的制动意图，控制主动建压单元16启动，控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，单向阀15限制主动建压单元16内高压液体流入储液罐5，主动建压单元16高压制动液通过第一吸入阀13和第二吸入阀14流入esc模块21中。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,主动增压模式工作方式如下；

车辆的控制器传输信号给ecu2，ecu2控制主动建压单元16启动，控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，单向阀15，其控制制动液从储液罐5单向流入到主动建压单元16。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,补液模式工作方式如下；

ecu2控制主动建压单元16启动，在主动建压单元16内产生负压，ecu2控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，主动建压单元16与esc模块21流道接通，储液罐5的制动液通过单向阀15进入主动建压单元16内。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,自检模式工作方式如下；

ecu2控制主动建压单元16建立第一预设压力并进行保压，控制自检阀4上电关闭，第一吸入阀13和第二吸入阀14下电关闭；

ecu2控制主动建压单元16升压，直到第一吸入阀13和第二吸入阀14在压差作用下开启，通过控制第一隔离阀8和第二隔离阀9的电流分别检测主缸6内部保压情况以及第一隔离阀8和第二隔离阀9密封性能。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,失效备份模式工作方式如下；

主动建压单元16下电，自检阀4、第一隔离阀9和第二隔离阀10下电开启，模拟器控制阀10下电关闭、第一吸入阀13和第二吸入阀14下电关闭，踏板总成1动作在主缸第一腔6.1，主缸第二腔6.2中产生高压制动液，通过开启的第一隔离阀8和第二隔离阀9，将高压制动液传递到esc模块21。

中国电动乘用车销量在全球电动乘用车市场的销量份额当中的占比约为37％，而其中电动巴士销量占比更是接近99％。对于电动或混动汽车来说，能量回收功能是必需功能。据智研咨询预计，adas技术年复合增长率将达35％，2020年中国市场可实现近800亿市场空间。电子液压制动系统作为adas技术中基础功能执行单元，具有非常重要的市场地位和广阔的前景。

本发明采用解耦式电子液压制动系统，通过ecu控制能够使车辆能够实现更高的能量回收效率，满足adas对于制动系统的建压和响应要求，同时具有结构简单成本低的优点。附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明整体结构示意图。

附图标记说明

踏板总成1

ecu2

踏板位移传感器3

自检阀4

储液罐5

主缸6

第一液压力传感器7

第一隔离阀8

第二隔离阀9

模拟器控制阀10

踏板感觉模拟器11

第二液压力传感器12

第一吸入阀13

第二吸入阀14

单向阀15

主动建压单元16

电机17

带动传动机构18

主动建压腔19

柱塞20

esc模块21。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的液压解耦式电子液压制动系统,包括：踏板总成1、ecu2、踏板位移传感器3、自检阀4、储液罐5、主缸6、第一液压力传感器7、第一隔离阀8、第二隔离阀9、模拟器控制阀10、踏板感觉模拟器11、第二液压力传感器12、第一吸入阀13、第二吸入阀14、单向阀15和主动建压单元16；

踏板位移传感器3采集踏板总成1行程，主缸6具有主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2之间密闭连接，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2内分别设有柱塞，主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2出口上分别设有第一隔离阀8和第二隔离阀9，主缸第一腔6.1出口并联踏板感觉模拟器11模拟器控制阀10入口，踏板总成1与主缸第一腔6.1连接，储液罐5分别连接主缸第一腔6.1、主缸第二腔6.2和主动建压单元16，踏板感觉模拟器11与第一腔6.1、主缸第二腔6.2和主动建压单元16三管路中任一路共用储液罐5管路，储液罐5和主动建压单元16之间通过并联管路连接，其中一路并联管路上设有单向阀15，第一液压力传感器7设置在主缸第二腔6.2，第二液压力传感器12设置在主动建压单元16出口，自检阀4设置在主缸第一腔6.1至储液罐5出口之间管路上，第一吸入阀13和第二吸入阀14并联设置在主动建压单元16出口管路，第一吸入阀13所在管路连接在第一隔离阀8和esc模块21之间管路上，第一吸入阀13所在管路连接在第二隔离阀9和esc模块21之间管路上；第二液压力传感器12监测主动建压单元16的建压情况。

ecu2采集第一液压力传感器7、第二液压力传感器12和踏板位移传感器3信号，与整车总线或其他交互网络中的传感器或控制器进行交互，对自检阀4、第一隔离阀8、第二隔离阀9、模拟器控制阀10、第一吸入阀13、第二吸入阀14和主动建压单元16进行控制控制逻辑。

踏板位移传感器3采用双通道传感器或单通道传感器。

主缸第一腔6.1柱塞与踏板总成1推杆轴向弹性连接，并且推杆能绕连接中心旋转。本实施例中，主缸第一腔6.1柱塞与踏板总成1推杆弹性铰接连接。主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2为液压传递连接，采用同轴布置，助力过程中的始动力由主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2内弹簧的预紧力提供，主缸第二腔6.2柱塞始终处于主缸6内腔内部。所述主缸6，在常规制动情况下，驾驶员踩下制动踏板，第一隔离阀8和第二隔离阀9关闭，模拟器控制阀10打开，主缸第一腔6.1制动液通过模拟器控制阀10进入踏板感觉模拟器中，反作用力作用在踏板推杆上，完成模拟传统真空助力器踏板感觉的过程。主缸第二腔6.2被关闭的隔离阀限制了出口流量，在通过空行程后，不产生压缩行程。

自检阀4、第一隔离阀8和第二隔离阀9是常开两位两通电磁阀，踏板感觉模拟器11、第一吸入阀13和第二吸入阀14是常闭两位两通电磁阀。

单向阀15控制制动液仅能从储液罐5流入主动建压单元16。单向阀15采用大流量单向阀，其流量根据各管路实际工况设计。

自检阀4处于上电状态时，具有从主缸第一腔6.1至储液罐5的单向保压能力。在系统处于自检模式时，ecu通过控主动建压单元16和几个阀的动作来判断主缸和主动建压单元的建压能力是否合格，以及各个电磁阀是否正常工作。

第一隔离阀8和第二隔离阀9具有双向保压，第一隔离阀8和第二隔离阀9布置方向为，当主缸第一腔6.1和主缸第二腔6.2液压高于制动主回路中液压时，第一隔离阀8和第二隔离阀9的阀芯趋向开启，当电磁力一定时，上述压差达到隔离阀开启压差能依靠开启压差打开阀芯。在正常助力模式下，当驾驶员踩下制动踏板，隔离阀关闭，主缸第一腔与踏板感觉模拟器连通，主缸第二腔与制动回路不连通。在失效模式下，隔离阀下电打开，驾驶员踩下制动踏板在主缸内部产生的液压力能够直接通过隔离阀传递到制动主回路中。

模拟器控制阀10具有双向保压能力，当踏板感觉模拟器11内液压高于主缸第一腔6.1中液压时，模拟器控制阀10的阀芯趋向开启，当上述压差达到模拟器控制阀10开启压差能依靠开启压差打开阀芯。在正常助力模式下，当驾驶员踩下制动踏板，隔离阀关闭，主缸第一腔与踏板感觉模拟器连通，主缸第二腔与制动回路不连通。在失效模式下，隔离阀下电打开，驾驶员踩下制动踏板在主缸内部产生的液压力能够直接通过隔离阀传递到制动主回路中。

踏板感觉模拟器11可以采用吸纳有技术的模拟器，踏板感觉模拟器11包括由柱塞，弹簧，橡胶垫，密封圈等部件组成，来自主缸第一腔的制动液在踏板感觉模拟器内部推动柱塞，对弹簧和橡胶垫产生压力，通过液压反馈到踏板总成上，产生模拟的踏板感觉。需要说明的是，针对不同目标的踏板感觉，可以通过调节踏板感觉模拟器的缸径，行程，弹簧和橡胶垫的物理参数来获得目标力-位移曲线的方式实现。

所述大流量单向阀，其作用是本发明涉及到的电子液压制动系统为了与esc系统配合工作而设计。

第一吸入阀13和第二吸入阀14具有双向保压能力，当主动建压单元16内液压高于制动主回路中液压时，第一吸入阀13和第二吸入阀14的阀芯趋向开启，当上述压差达到吸入阀开启压差能依靠开启压差打开阀芯。液体从主动建压单元流出，经过吸入阀进入制动主回路中。两个吸入阀分别与两个隔离阀配合工作，这两种阀工作的开闭情况是相反的。

所述主动建压腔16可以采用本领域现有设计，本发明示例性的采用一种由电机17带动传动机构18，将旋转运动转化为平动，推动主动建压腔19中的柱塞20进行建压。带动传动机构18，其结构为滚珠丝杠，由丝杠旋转带动螺母前进。电机17，其内部转子与传动机构18滚珠丝杠的丝杠固连。在轴向尺寸上，传动机构18的丝杠进入电机17内部，即电机17转子为空心结构，目的是减少轴向尺寸。

进一步改进所述的液压解耦式电子液压制动系统,所述液压解耦式电子液压制动系统具有以下工作模式；

a助力模式；.

当踏板总成1被踩下时，踏板位移传感器3采集制动踏板的行程，ecu2通过行程和时间计算速度判断驾驶员的制动意图，控制主动建压单元16启动，控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，单向阀15限制主动建压单元16内高压液体流入储液罐5，主动建压单元16高压制动液通过第一吸入阀13和第二吸入阀14流入esc模块21中,继而传递到四个制动轮缸中，对车轮产生制动力。

由于本方案涉及的系统是完全解耦的系统，故需要设计踏板感觉模拟器为驾驶员提供接近传统车辆助力器的制动踏板感觉。驾驶员踩下制动踏板使主缸第一腔和主缸第二腔内制动液具有一定压力。由于第二隔离阀上电关闭，主缸第二腔内制动液无法流出主缸。由于第一隔离阀上电关闭，模拟器控制阀上电开启，主缸第一腔内制动液流出主缸，经过模拟器控制阀流入踏板感觉模拟器中，并通过踏板感觉模拟器内相关物理结构实现踏板感觉的模拟反馈。

在本工作模式中，液压力传感器用于检测主缸第二腔内液压力并反馈至ecu中，用于辅助判断驾驶员制动意图，油路是否存在泄露以及系统所实现的踏板感觉是否达到驾驶员预期。液压力传感器用于检测主动建压单元中的液压力，用于辅助判断驾驶员预期的目标制动强度是否得到满足。

由于本方案涉及的系统是完全解耦的系统，主动建压单元内高压液体的液压力可以通过ecu控制电机自由调节，换言之，助力比可以自由调节。当系统判断驾驶员输入的制动意图比标准工况更强烈，ecu将会控制主动建压单元的电机以更快的转速达到目标液压力，以此减少车辆紧急制动的距离。

b主动增压模式；

在某些制动工况下，如自动紧急制动工况，本方案涉及的系统能够基于ecu所收到的指令执行自动制动操作。

车辆的控制器传输信号给ecu2，ecu2控制主动建压单元16启动，控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，单向阀15，其控制制动液从储液罐5单向流入到主动建压单元16。

在主动建压单元中建立压力，大流量单向阀其控制制动液从储液罐单向流入到主动建压单元，大流量单向阀用于阻止主动建压单元内高压液体流入储液罐。

在本工作模式下，由于第一和第二隔离阀上电关闭，主动建压单元建立的高压不会进入主缸中，制动液的流动方向是从主动建压单元通过第一和第二吸入阀流入esc模块中，继而传递到四个制动轮缸中，对车轮产生制动力。

在本工作模式中，液压力传感器用于检测主动建压单元中的液压力，用于辅助判断ecu发出的建压指令是否得到满足。

c补液模式；

当esc模块22执行轮缸液压力控制逻辑时，可能需要本方案涉及的系统在短时间内连续提供多次大流量补液。ecu2控制主动建压单元16启动，在主动建压单元16内产生负压，ecu2控制第一隔离阀8和第二隔离阀9上电关闭，模拟器控制阀10上电开启，第一吸入阀13和第二吸入阀14上电开启，自检阀4下电开启，主动建压单元16与esc模块21流道接通，储液罐5的制动液通过单向阀15进入主动建压单元16内。

在本工作模式下，ecu控制第一隔离阀和第二隔离阀上电关闭，模拟器控制阀上电开启，第一吸入阀和第二吸入阀上电开启，自检阀下电开启。第一吸入阀和第二吸入阀上电开启用于保证主动建压单元与esc模块流道接通第一隔离阀和第二隔离阀上电关闭，模拟器控制阀上电开启用于保证轮缸的液压力波动不影响到驾驶员体验的踏板感觉。

d自检模式；

由于本方案涉及的系统需要定期自检功能是否正常，故设计自检模式用于系统定期自检。ecu2控制主动建压单元16建立第一预设压力并进行保压，控制自检阀4上电关闭，第一吸入阀13和第二吸入阀14下电关闭；

ecu2控制主动建压单元16升压，直到第一吸入阀13和第二吸入阀14在压差作用下开启，通过控制第一隔离阀8和第二隔离阀9的电流分别检测主缸6内部保压情况以及第一隔离阀8和第二隔离阀9密封性能。

ecu控制主动建压单元建立更大压力，直到原本下电关闭的第一吸入阀和第二吸入阀在压差作用下开启。此时通过控制第一隔离阀和第二隔离阀的电流，可以分别检测主缸内部保压情况和电磁阀泄露。以此确认主缸第一腔，主缸第二腔，隔离阀，隔离阀密封性能正常。

e失效备份模式；

主动建压单元16下电，自检阀4、第一隔离阀9和第二隔离阀10下电开启，模拟器控制阀10下电关闭、第一吸入阀13和第二吸入阀14下电关闭，踏板总成1动作在主缸第一腔6.1，主缸第二腔6.2中产生高压制动液，通过开启的第一隔离阀8和第二隔离阀9，将高压制动液传递到esc模块21。

本方案涉及的系统在失效模式下，主动建压单元电机与全部电磁阀都处于下电状态，驾驶员踩下踏板总成，在主缸第一腔和主缸第二腔中产生高压制动液，通过开启的第一隔离阀和第二隔离阀，将高压制动液传递到esc模块中，继而传递到四个制动轮缸中，对车轮产生制动力。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。