车辆制动系统及其控制方法与流程

本发明涉及车辆制动技术领域，特别涉及一种车辆制动系统及其控制方法。

背景技术：

现有车辆制动系统包括主缸、阀门模块、支轮缸、电机、控制器以及压力产生装置，控制器控制电机工作，以驱动压力产生装置，从而进行建压操作，压力产生装置的输出端通过阀门模块连接支轮缸，进而通过阀门模块将制动压力输出至支轮缸。

现有的车辆制动系统的压力产生装置不能建压时，只能通过主缸产生的制动压力进行紧急制动，但是，通过主缸产生制动压力以进行紧急制动，存在制动响应速度慢，且制动平稳性能差等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车辆制动系统及其控制方法，在压力产生装置无法输出制动压力时，蓄能器输出存储的制动压力进行制动，提升了制动响应速度以及制动平稳性。

本发明实施例第一方面，提供一种车辆制动系统，所述车辆制动系统包括：

四个支轮缸；

制动操纵机构；

储液壶，其用于储存液体；

主缸，其分别连接所述储液壶、所述制动操纵机构，所述主缸用于接收来自所述制动操纵机构的输入位移；

液压生成模块，其与所述储液壶连接，且受控于控制模块，以进行建压并生成制动压力；

蓄能器，其与所述液压生成模块连接，且用于存储所述液压生成模块生成的制动压力，并输出所述制动压力；

阀门模块，其一端与所述蓄能器连接，另一端与所述支轮缸连接；

控制模块，用于实时检测所述主缸接收的输入位移，当处于所述第一制动模式时，根据所述输入位移控制所述液压生成模块进行建压操作，并经所述蓄能器存储和过滤后，通过所述阀门模块向所述支轮缸输出制动压力；

当所述液压生成模块不能建压时，切换所述第一制动模式至所述第二制动模式，所述蓄能器输出存储的制动压力，并通过所述阀门模块向支轮缸输出制动压力。

本发明实施例第二方面，提供一种车辆制动系统的控制方法，所述控制方法包括：

实时检测主缸接收的输入位移；

当处于第一制动模式时，根据所述输入位移控制液压生成模块进行建压操作，并经蓄能器存储和过滤后，通过阀门模块向支轮缸输出制动压力；

当所述液压生成模块不能建压时，切换所述第一制动模式至第二制动模式，所述蓄能器输出存储的制动压力，并通过所述阀门模块向支轮缸输出制动压力。

本发明实施例提供一种车辆制动系统及其控制方法，车辆制动系统包括四个支轮缸、制动操纵机构、储液壶、主缸、阀门模块、液压生成模块、蓄能器以及控制模块，车辆制动系统的制动模式包括第一制动模式和第二制动模式，在第一制动模式下，液压生成模块进行建压并生成制动压力，蓄能器存储制动压力以及输出制动压力，通过蓄能器进行存储过滤后，输出制动压力更平稳以及脉动小，降低了对压力传感器的响应精度要求，同时对应控制的精度要求及硬件泄漏值要求也大大降低，可以大幅减少系统的成本，并且当液压生成模块无法进行建压时进入第二制动模式，蓄能器输出存储的制动压力，相对于采用主缸产生制动压力进行紧急制动，响应速度更快，制动更加平稳，并且提高了系统的安全及冗余性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例所提供的一种车辆制动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的一种车辆制动系统的另一结构示意图；

图3是本发明实施例所提供的一种车辆制动系统的具体结构示意图；

图4是本发明一实施例所提供的一种车辆制动系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明一种实施例提供一种车辆制动系统，如图1所示，其设有第一制动模式和第二制动模式，车辆制动系统包括：

四个支轮缸151、152、153以及154；

制动操纵机构103；

储液壶101，其用于储存液体；

主缸102，其分别连接储液壶101和制动操纵机构103，主缸102用于接收来自制动操纵机构103的输入位移；

液压生成模块106，其与储液壶101连接，且受控于控制模块，以进行建压并生成制动压力；

蓄能器105，其与液压生成模块106连接，且用于存储液压生成模块106生成的制动压力，并输出制动压力；

阀门模块104，其一端与蓄能器105连接，另一端与支轮缸连接；

控制模块，其用于实时检测主缸102接收的输入位移，当处于所述第一制动模式时，根据输入位移控制液压生成模块106进行建压操作，并经蓄能器105存储和过滤后，通过阀门模块104向支轮缸输出制动压力；

当液压生成模块106不能建压时，切换第一制动模式至第二制动模式，蓄能器105输出存储的制动压力，并通过阀门模块104向支轮缸输出制动压力。

在本实施例中，储液壶101用于储存和输出制动液，储液壶101分别与主缸102连接、液压生成模块106连接。

进一步地，主缸102连接制动操纵机构103，制动操纵机构103包括制动踏板和位移传感器，制动踏板接受用户的踩踏，位移传感器采集制动踏板在该踩踏过程中的位移信号，并依据该位移信号生成输入位移，并将该输入位移传输至控制模块。

需要说明的是，本实施例中的位移传感器既可以设置于制动操纵机构103，也可以设置于主缸102，当设置于制动操纵机构103时，采集制动踏板的位移信息，当设置于主缸102时，采用活塞的位移信息。

需要说明的是，阀门模块104包括多个阀，例如隔离阀、线性阀、保压阀以及减压阀等等，多个阀构成多组支路，通过支路实现了主缸102与支轮缸的连接，以及液压生成模块106与支轮缸的连接。

当液压生成模块能够正常建压时，控制模块通过阀门模块104获取当前输出至支轮缸的制动动力。

若当前制动压力小于预设所需制动压力时，储液壶101中的制动液输出至液压生成模块106，并控制液压生成模块106进入工作状态，以生成制动压力，并输出至蓄能器105，蓄能器105存储该制动压力并输出，与此同时，发送控制信号至阀门模块104中的第一线性阀144和第二线性阀143，以调整第一线性阀144、第二线性阀143的占空比，从而提升输出至支轮缸的制动压力，以达到预设所需制动压力。

若当前制动压力大于预设所需制动压力时，发送控制信号至液压生成模块106，停止进行建压操作，且发送控制信号至第一线性阀144和第二线性阀143，以调整第一线性阀144和第二线性阀143的占空比，从而降低输出至支轮缸的制动压力至预设所需制动压力。

进一步地，当液压生成模块106不能建压时，切换第一制动模式至第二制动模式，蓄能器105输出所储存的制动压力给支轮缸以对车轮进行制动。

本发明实施例提供一种车辆制动系统，包括四个支轮缸、制动操纵机构103、储液壶101、主缸102、液压生成模块106、蓄能器105、阀门模块104以及控制模块，车辆制动系统的制动模式包括第一制动模式和第二制动模式，在第一制动模式下，液压生成模块106进行建压并生成制动压力，蓄能器105存储制动压力以及输出制动压力，通过蓄能器105进行存储过滤后，输出压力更平稳以及脉动小，降低了对压力传感器的响应精度要求，同时对控制的精度要求及硬件泄漏值要求也大大降低，可以大幅减少系统的成本，并且当液压生成模块106无法进行建压时进入第二制动模式，蓄能器105输出存储的制动压力，相对于采用主缸产生制动压力进行制动，响应速度更快，制动更加平稳，并且提高了系统的安全及冗余性。

作为一种实施例，如图2所示，其还设有第三制动模式；阀门模块104构成第一组支路140和第二组支路150；蓄能器105通过第一组支路140与每一个支轮缸连接，主缸102通过第二组支路150与每一个支轮缸连接；

当液压生成模块不能建压，且蓄能器105不能输出制动压力时，控制模块切换第二制动模式至第三制动模式后，导通第二组支路150，以通过第二组支路150将主缸102生成的制动压力输出至支轮缸。

在本实施例中，液压生成模块106不能进行建压是指液压生成模块106不能输出制动压力，例如，液压生成模块106中的电机或者泵无法正常运转，不能实现将储液壶中的制动液抽取至支路中，蓄能器105不能输出制动压力可以指蓄能器105发生故障不能存储或者输出制动压力，也可以指蓄能器105输出全部存储的制动压力后，无法再输出制动力，此时，控制模块控制第二组支路150导通，通过踏板端的输入位移使主缸压力腔空间压缩主缸102生成制动压力，将制动压力从主缸通过第二组支路150输出到支轮缸。

本实施例的技术效果在于，当液压生成模块106和蓄能器105均无法输出制动压力时，可以依靠主缸输出制动压力，保证了整车系统制动的安全性，进一步地，第一组支路140和第二组支路150共用了大部分阀门，因此，第二组支路150只需要增设第一隔离阀141和第二隔离阀142，即可实现主缸紧急制动功能，从而既降低了成本，也提升了器件使用有效率。

作为另一实施例，如图3所示，车辆制动系统还包括安全阀164，液压生成模块106包括电机161和柱塞泵162，电机161的输出端连接柱塞泵162的驱动端，柱塞泵162的输入端和安全阀164的输出端共接于储液壶101，柱塞泵162的输出端连接蓄能器105的输入端，蓄能器105的输出端和安全阀164的输入端连接第一组支路140；

控制模块用于控制电机161，以驱动柱塞泵162进行建压，蓄能器105用于储存制动压力，并输出制动压力，以通过第一组支路140向支轮缸输出制动压力，安全阀164用于蓄能器105输出制动压力大于所述蓄能器对应的预设安全范围的最大值时，进行泄压操作。

在本实施例中，柱塞泵162为往复式柱塞泵，柱塞泵162输入轴和电机轴相连，由电机161驱动柱塞泵162将储液壶101中的制动液输出到蓄能器105中，蓄能器105可以实现对柱塞泵162输出液体的储存和过滤，蓄能器105出口还连接有安全阀164，当蓄能器105的输出压力高于安全阀164的开启压力(预设安全范围的最大值)时，安全阀164打开泄压，直至蓄能器105的输出压力位于预设安全范围内，当柱塞泵162出现故障时，例如柱塞泵162不能建压时，蓄能器105输出所储存的制动压力。

本实施例中，通过设置电机161、柱塞泵162、蓄能器105以及安全阀164，通过电机161驱动柱塞泵162进行建压，通过蓄能器105对柱塞泵162输出的制动压力的储存和过滤，从而保证输出压力的平稳，降低了对压力传感器的响应精度要求，可以大幅减少系统的成本，当蓄能器105输出的制动压力过高时，通过安全阀164调节制动压力在预设安全范围内，提升了系统的安全性，防止系统压力过载，并且当柱塞泵162无法进行建压时，蓄能器105输出存储的制动压力，提高了系统的安全及冗余性。

进一步的，液压生成模块106还包括单向阀165，单向阀165连接在柱塞泵162的输出端和蓄能器105的输入端之间。

通过柱塞泵162出口设置单向阀165，当蓄能器105输出制动压力时，通过该单向阀165可以减少液体的反向泄漏，从而提高建压效率。

作为一种实施例，四个支轮缸包括第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154，阀门模块104包括第一线性阀144、第二线性阀143、第一保压阀145、第二保压阀146、第三保压阀147以及第四保压阀148，第一线性阀144的一端分别与蓄能器105的输出端、安全阀164的输入端连接，第一线性阀144的另一端分别与第一保压阀145、第二保压阀146连接；第二线性阀143的一端分别与蓄能器105的输出端、安全阀164的输入端连接，第二线性阀143的另一端分别与第三保压阀147、第四保压阀148连接；

第一线性阀144和第一保压阀145构成第一支路，第一线性阀144和第二保压阀146构成第二支路，第二线性阀143和第三保压阀147构成第三支路，第二线性阀143和第四保压阀148构成第四支路，第一支路、第二支路、第三支路和第四支路构成第一组支路140；

第一支路连接第一支轮缸151、第二支路连接第二支轮缸152、第三支路连接第三支轮缸153以及第四支路连接第四支轮缸154。

在本实施例中，蓄能器105出口一端分别连接两个线性阀，形成两个泵的输出回路，每一输出回路可以控制两个支轮缸，每个输出回路中设置有1个主轮缸压力传感器，即第一支路和第二支路设置第一主轮缸压力传感器173，第三支路和第四支路设置第二主轮缸压力传感器174，用于检测制动压力。

本实施例通过设置蓄能器105，对柱塞泵162输出的制动压力进行储存和过滤，从而保证输出压力的平稳，降低了对第一主轮缸压力传感器173和第二主轮缸压力传感器174的响应精度要求，可以大幅减少系统的成本。

本实施中的阀门模块104通过线性阀和保压阀形成第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路，使蓄能器105分别通过第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路连接第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154，实现了通过控制模块控制每个支路使蓄能器105向第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154输出制动压力。

进一步的，阀门模块104还包括第一隔离阀141和第二隔离阀142，第一隔离阀141的一端与主缸102连接，第一隔离阀141的另一端分别与第一保压阀145、第二保压阀146连接；第二隔离阀142的一端与主缸102连接，第二隔离阀142的另一端分别与第三保压阀147、第四保压阀148连接。

第一隔离阀141和第一保压阀145构成第五支路，第一隔离阀141和第二保压阀146构成第六支路，第二隔离阀142和第三保压阀147构成第七支路，第二隔离阀142和第四保压阀148构成第八支路，第五支路、第六支路、第七支路和第八支路构成所述第二组支路；第五支路、第六支路、第七支路以及第八支路分别对应连接第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154。

在本实施例中，主缸102与支轮缸的连接通过两个隔离阀以及四个保压阀实现，每个隔离阀分别通过两个保压阀连接两个支轮缸，隔离阀与轮缸的连接对应关系，与线性阀与支轮缸的对应关系一致，即两个支轮缸一组，分别有一个线性阀和一个隔离阀与之对应，其中通过线性阀控制蓄能器105到支轮缸的通道，通过隔离阀控制主缸102到支轮缸的通道，两通道是并联设置。

本实施中的阀门模块104通过隔离阀和保压阀形成第五支路、第六支路、第七支路以及第八支路，使主缸102分别通过第五支路、第六支路、第七支路以及第八支路连接第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154，实现了控制模块通过控制每个支路使主缸102向第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154输出制动压力。

进一步的，如图3所示，阀门模块104还包括第一减压阀149、第二减压阀170、第三减压阀171以及第四减压阀172，储液壶101分别通过第一减压阀149、第二减压阀170、第三减压阀171以及第四减压阀172连接第一支轮缸151、第二支轮缸152、第三支轮缸153以及第四支轮缸154。

本实施例中每个支轮缸对应设置两个abs阀，其中一个为保压阀，另一个为减压阀，保压阀为常开阀，减压阀为常闭阀，保压阀一端分别与该轮缸回路对应的隔离阀和线性阀连接，另一端连接卡钳；减压阀一端连接保压阀(卡钳)，另一端连接储液壶101，通过设置abs阀实现了对车辆进行制动时的防抱死工况。

进一步的，制动操作机构103包括位移传感器131和制动踏板132，车辆制动系统还包括模拟器控制阀122、行程模拟器123以及诊断阀124，模拟器控制阀122与行程模拟器123连接；主缸包括第一腔体和第二腔体，第一腔体的一端分别连接储液壶101和行程模拟器123，第一腔体的另一端连接第一隔离阀141，第二腔体的一端通过诊断阀124连接储液壶101，第二腔体的另一端分别与连接模拟器控制阀122和第二隔离阀142。

在本实施例中，主缸为两腔体串联结构，每个腔对应一个活塞结构，第二腔体前端通过活塞与制动踏板132相连，当用户踩动制动踏板132时，活塞克服弹簧弹力向左移动，通过压力腔容积的变化实现主缸压力的输出，第一腔体和第二腔体的出口分别连接一个隔离阀，实现主缸压力和支轮缸的连接。同时主缸的第一腔体还有一个通道连接行程模拟器123，主缸121进入行程模拟器123的通道，通过行程模拟器123控制阀的开关来实现，当驾驶员踩动踏板时，行程模拟器123可以提供相应的脚感反馈，行程模拟器123后端设置有通道与储液壶101连接，可以将行程模拟器123活塞往复运动时窜漏的液体回流到储液壶101中，防止液体在行程模拟器123内部的累积，主缸121的第一腔体设置一个主缸压力传感器125，监控主缸压力大小，且主缸第二腔体的活塞处设置有主缸位移传感器，通过控制器的信号处理，可以实现对主缸位移(踏板行程)的监控，主缸121第二腔体与储液壶101之间设置有一诊断阀124，诊断阀124内部设置有旁通单向通道，诊断阀124配合主缸102的动作，可以实现对系统的诊断。

本发明另一实施例提供一种基于上述实施例提供的车辆制动系统的控制方法，如图4所示，控制方法包括：

步骤s10.实时检测主缸接收的输入位移。

步骤s20.当处于第一制动模式时，根据输入位移控制液压生成模块进行建压操作，并经蓄能器存储和过滤后，通过阀门模块向支轮缸输出制动压力。

步骤s30.当液压生成模块不能建压时，切换第一制动模式至第二制动模式，蓄能器输出存储的制动压力，并通过阀门模块向支轮缸输出制动压力。

上述步骤中，当车辆进行制动时先进入第一制动模式，液压生成模块进行建压，蓄能器存储制动压力并输出制动压力，当液压生成模块出现故障时，进入第二制动模式，蓄能器输出存储的制动压力，提高了车辆系统的安全及冗余性。

进一步的，控制方法还包括：当液压生成模块不能建压，且蓄能器不能输出制动压力时，切换第二制动模式至第三制动模式后，导通第二组支路，以通过第二组支路将主缸生成的制动压力输出至支轮缸。

本步骤中，当液压生成模块和蓄能器均不能输出制动压力，此时进入第三制动模式，通过主缸生成制动压力，保证了整车系统制动的安全性。

进一步的，根据输入位移控制液压生成模块进行建压操作，包括：

控制模块根据输入位移控制电机，以使柱塞泵建压；

经蓄能器存储以及过滤后，通过阀门模块向支轮缸输出制动压力，之后还包括：

当蓄能器输出制动压力大于预设安全范围的最大值时，通过安全阀进行泄压操作以使制动压力处于预设安全范围内。

本发明实施例提供一种车辆制动系统的控制方法，车辆制动系统的制动模式包括第一制动模式、第二制动模式以及第三制动模式，进入第一制动模式时通过液压生成模块进行存储过滤后，输出压力更平稳，降低了对压力传感器的响应精度要求，同时对控制的精度要求及硬件泄漏值要求也大大降低，可以大幅减少系统的成本，设置安全阀能够调节制动压力在预设范围内，提升了系统的安全性，并且当液压生成模块无法进行建压时进入第二制动模式，蓄能器输出存储的制动压力，提高了系统的安全及冗余性，并且当液压生成模块和蓄能器发生故障时进入第三制动模式，保证了车辆系统的安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。