一种底盘集成制动系统的制作方法

1.本发明属于一种汽车智能驾驶电子制动控制系统，尤其涉及汽车电动制动系统中的制动主缸的底盘集成制动系统及相关控制方法。


背景技术：

2.在新能源汽车蓬勃发展的大环境下，汽车正在从传统的内燃机动力向混合动力及纯电力驱动的方向发展。失去传统内燃机动力的汽车在制动过程中没有了真空源为制动主缸提供真空助力，为了解决此问题，现有的电动车或者混动车会在传统的助力器上加装一个真空泵作为真空源。该方法一方面提升了成本，一方面增加了真空泵工不可避免的工作噪音。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种底盘集成制动系统，能够快速高效、精确温度地控制各个轮缸的制动力，而且能够在规定的时间内达到快速增压的效果，实现快速精准控制轮缸压力的功能。通过给高压蓄能器冲满高压制动液后用蓄能器为制动系统提供制动液压力，实现了制动系统极快响应。
4.本发明的技术方案如下：包括主缸控制部分，用于实时接收外部制动的控制动作产生的目标压力信号传递并到压力执行部分；包括带有调压控制的压力执行部分，用于实时接收来自主缸控制部分的目标压力信号，同时实时监测自身内部的油路压力产生监测压力信号，结合目标压力信号和监测压力信号进行调压控制进而执行制动。
5.所述的主缸控制部分，具体是：包括储液模块，用于存储油液；包括制动主缸，缸体内有和储液模块连通的腔室，腔室内的活塞和踏板同步连接；包括踏板位移传感器，安装在踏板处，用于实时监测踏板的移动距离，用于备份作为制动意图信号；包括模拟器压力传感器，连接到制动主缸的腔室，用于实时监测腔室内的油液压力，然后反馈发送到压力执行部分；包括模拟器组件，连接到制动主缸的腔室，用于感知制动主缸腔室内的油液压力并产生弹性地反馈力，对活塞和踏板上进行反作用。
6.所述的制动主缸的缸体内设有和储液模块连通的依次相邻布置的两个腔室，其中一个腔室经活塞和踏板连接并作为第一腔室，另一个腔室作为第二腔室；模拟器压力传感器连接到制动主缸的第一腔室或者第二腔室，用于实时监测第一腔室内的油液压力，然后反馈发送到压力执行部分；模拟器组件连接到制动主缸的第一腔室或者第二腔室，用于感知制动主缸第一腔
室内的油液压力并产生弹性地反馈力，对第一腔室的活塞和踏板上实施反作用力。
7.所述的模拟器组件，具体是：包括踏板模拟器，踏板模拟器内设有活塞，活塞将踏板模拟器的内腔分为两腔，一侧腔为踏板模拟腔，另一个腔内装有弹簧，弹簧将活塞和踏板模拟器内腔的内侧壁弹性连接；包括模拟器阀，在制动主缸的腔室和踏板模拟腔之间连接，用于将制动主缸腔室和踏板模拟腔连通；包括单向阀，在制动主缸的腔室和踏板模拟腔之间连接，用于只允许从踏板模拟腔向制动主缸腔室的流通。
8.所述的压力执行部分：包括增压模块，和主缸控制部分连接，用于从主缸控制部分抽取油液经增压控制模块产生可调的油压压力输出到液路控制模块中；包括增压控制模块，在增压模块和主缸控制部分分别与液路控制模块之间连接，用于调节控制从增压模块输出油液到液路控制模块的油液压力；包括液路控制模块，在增压控制模块和制动轮轮缸之间连接，用于输送增压模块调节后的油压下的油液作为制动油液到所需制动的制动轮轮缸。
9.包括制动轮轮缸，用于接收液路控制模块的制动油液，产生制动力实现制动。
10.所述的增压模块包括电机、泵组，电机的输出端和泵组的控制输入端连接，由电机驱动泵组的工作，泵组的进油口和主缸控制部分之间连通，泵组的出油口和增压控制模块连接。
11.所述的增压控制模块具体为：包括压力调节阀，连接在增压模块的进油口和出油口之间，用于将增压模块出油口输出的油液回油到储液模块中；包括设置在增压模块的出油口和液路控制模块之间直接连接的油液连接管路；包括压力传感器，设置在油液连接管路上，用于实时监测油液连接管路上的油压进而反馈到压力调节阀。
12.所述的压力调节阀为流量调节阀，为电磁阀。
13.通过主缸控制部分实时监测到的目标油压结合压力执行部分的增压控制模块中压力传感器实时监测到的执行油压反馈到压力调节阀，调节压力调节阀的开闭和开度。
14.还包括耦合阀组件，连接在主缸控制部分和压力执行部分的油路之间，在电控控制模式时将主缸控制部分和压力执行部分的油路之间隔断，不让制动主缸控制部分的油液进入压力执行部分；在非电控控制模式时将主缸控制部分和压力执行部分的油路之间连通，进而将主缸控制部分产生的压力油传递到压力执行部分，进而直接进行制动油压控制。
15.所述的电控控制模式是指正常带电工作模式，所有阀能上电状态，这种状态下制动主缸的制动液是不会进入到轮缸，被电磁阀隔断。
16.在主缸控制部分和压力执行部分的电控控制模式失效或者进行机械油路控制模式工作时，所有阀掉电，主缸控制部分和压力执行部分之间直接油路连通，直接将制动主缸液路连通到制动轮轮缸去。
17.所述的耦合阀组件，具体是；
包括第一耦合阀，连接在制动主缸的第一腔室和压力执行部分之间，用于在机械油路控制模式时打开控制主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通，在电控控制模式时关闭阻断主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通；包括第二耦合阀，连接在制动主缸的第二腔室和压力执行部分之间，用于在机械油路控制模式时打开控制主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通，在电控控制模式时关闭阻断主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通。
18.还包括设置在储液模块和制动主缸之间的管路，使得制动主缸腔室和储液模块有限制地连通。
19.本发明所述的电机可以采用有刷电机，不需要设置转角位置传感器，也不需要设置电机全桥控制电路，泵部分不需要设置传递机构或者减速机构。
20.本发明中，为解决电机带动泵组初始建压阶段响应较慢的问题，采用的是用阀控制电机和泵组输送的带压制动油液直接为制动轮轮缸供液，同时借用中压蓄能器在初始建压阶段协同建压，这在制动系统中是一种新的应用及控制方法，可在实现制动需求的同时降低产品的整体成本。
21.本发明的有益效果是：本发明将制动轮轮缸中的压力会由线性进液阀控制到具体的压力后，可以实现能量回收状态下制动力补充，且在能量回收过程中实现轮缸压力实时变化，提高能量回收效能。压力控制方式更为直接，对系统控制器的需求大大降低了，缩减了制造成本。增压单元结构更加紧凑使整体产品整体的质量和体积更小。本发明同时能实现车轮防抱死和车身稳定系统，为智能驾驶的拓展功能提供了一个良好的拓展平台。
22.本发明采用的是泵带阀溢流控制，还大大降低了成本，省去了其他必要设置的器件和元件。
附图说明
23.图1是本发明在电控控制模式下的创新系统连接框架图；图2是本发明的增压控制模块内部结构连接框架图；图3是本发明的增压控制模块内部油路传递控制原理图；图4是本发明的储液模块内部结构及其油路传递原理图。
24.图5是本发明增设和储液模块和制动主缸之间连接以及耦合阀组件后的电控控制模式下后的系统连接框架图；图6是本发明增设和储液模块和制动主缸之间连接以及耦合阀组件后的机械油路控制模式下后的系统连接框架图；图7的(a)是本发明具体实施的开启制动后的目标压力随时间变化曲线图；图7的(b)是本发明具体实施的开启制动后的执行压力随时间变化曲线图。
25.图中：增压模块1、增压控制模块2、储液模块3、液路控制模块4、制动主缸5、踏板位移传感器6、模拟器压力传感器7、踏板模拟器8、模拟器阀9、耦合阀组件10；压力调节阀21、压力传感器22；电机11、泵组12。
26.图1中的pts是指pts踏板位移传感器。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。
28.如图1所示，具体实施的系统具体为：包括主缸控制部分，用于实时接收外部制动的控制动作产生的目标压力信号传递并到压力执行部分；包括带有调压控制的压力执行部分，用于实时接收来自主缸控制部分的目标压力信号，同时实时监测自身内部的油路压力产生监测压力信号，结合目标压力信号和监测压力信号进行调压控制进而执行制动。
29.还包括控制器，控制器接收主缸控制部分的模拟压力信号和监测压力信号，生成控制信号控制压力执行部分的调压元件进行制动油压调节。
30.主缸控制部分包括储液模块3、制动主缸5、踏板位移传感器6、模拟器压力传感器7和模拟器组件，具体是：包括储液模块3，用于存储油液；具体实施中，储液模块3采用制动油杯。
31.包括制动主缸5，缸体内有和储液模块3连通的腔室，油液从储液模块3流通到腔室中，腔室内的活塞和车辆的踏板同步连接，制动主缸5的腔室经耦合阀组件和压力执行部分的液路控制模块4连接；包括踏板位移传感器6，安装在车辆的踏板处，用于实时监测踏板和活塞的移动距离和制动状态，用于备份作为制动意图信号；踏板位移传感器只作为一个踏板的校准信号，或者是驾驶员制动意图信号，比如是急刹车还是慢刹车。同时预防模拟器压力传感器失效后，或者液路出现泄漏、压力传感器没信号，但是通过踏板位移传感器检测驾驶员是否有制动意图，让制动系统不至于失效，踏板位移传感器的信号会输出发送给压力执行部分，作为一个备份信号使用。
32.包括模拟器压力传感器7，连接到制动主缸5的腔室，用于实时监测腔室内的油液压力，然后反馈发送到压力执行部分的增压控制模块2；包括模拟器组件，连接到制动主缸5的腔室，用于感知制动主缸5腔室内的油液压力并产生弹性地反馈力，对活塞和踏板上进行反作用。
33.制动主缸5的缸体内设有和储液模块3连通的依次相邻布置的两个腔室，两个腔室之间通过另一个活塞分隔，一个腔室经活塞和车辆的踏板连接作为第一腔室，另一个腔室作为第二腔室；踏板作动压力，经活塞压动第一腔室油压增大，第一腔室油压增大再压动第二腔室油压增大。
34.模拟器压力传感器7连接到制动主缸5的第一腔室，用于实时监测第一腔室内的油液压力，然后反馈发送到压力执行部分的增压控制模块2；模拟器组件仅连接到制动主缸5的第一腔室，用于感知制动主缸5第一腔室内的油液压力并产生弹性地反馈力，对第一腔室的活塞和踏板上实施反作用力。
35.模拟器组件，具体是：包括踏板模拟器8，踏板模拟器8内设有活塞，活塞将踏板模拟器8的内腔分为两腔，一侧腔为踏板模拟腔，另一个腔内装有弹簧，弹簧将活塞和踏板模拟器8内腔的内侧壁弹性连接；
包括模拟器阀9，在制动主缸5的腔室和踏板模拟腔之间连接，用于将制动主缸5腔室和踏板模拟腔连通；具体是在机械油路控制模式时关闭模拟器阀9使得制动主缸5腔室内的油液不进入踏板模拟腔，在电控控制模式时打开模拟器阀9使得制动主缸5腔室内的油液进入踏板模拟腔。模拟器阀9常闭，即常态未通电下不导通。
36.包括单向阀，在制动主缸5的腔室和踏板模拟腔之间连接，用于只允许从踏板模拟腔向制动主缸5腔室的流通，防止踏板模拟腔内的压力过大。
37.具体实施中，还包括设置耦合阀组件10，连接在主缸控制部分和压力执行部分的油路之间，在电控控制模式时将主缸控制部分和压力执行部分的油路之间连通，进而将主缸控制部分产生的压力油传递到压力执行部分，进而直接进行制动油压控制。
38.耦合阀组件10包括第一耦合阀、第二耦合阀，均常开，即常态未通电下导通，具体是；包括第一耦合阀，连接在制动主缸5的第一腔室和压力执行部分的液路控制模块4之间，用于在机械油路控制模式时打开控制主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通，在电控控制模式时关闭阻断主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通；包括第二耦合阀，连接在制动主缸5的第二腔室和压力执行部分的液路控制模块4之间，用于在机械油路控制模式时打开控制主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通，在电控控制模式时关闭阻断主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通。
39.当机械油路控制模式时候，耦合阀组件10的耦合阀和模拟器阀9不通电，驱动耦合阀导通和模拟器阀9不导通，使得主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路流通，制动主缸的腔室和踏板模拟腔室不流通；若踩下制动踏板，带动制动主缸中的活塞向内移动推动将制动主缸中的腔室无法流入到踏板模拟腔室中，而经耦合阀流入到液路控制模块4，经液路控制模块4传递流入到各个制动轮轮缸中。
40.当电控控制模式时候，耦合阀组件10的耦合阀和模拟器阀9通电，驱动耦合阀不导通和模拟器阀9导通，使得主缸控制部分和压力执行部分之间的机械油路不流通，制动主缸的腔室和踏板模拟腔室流通；若踩下制动踏板，带动制动主缸中的活塞向内移动推动将制动主缸中的腔室流入到踏板模拟腔室中，而无法经耦合阀流入到液路控制模块4，经增压模块1产生带有油压的油液经液路控制模块4传递流入到各个制动轮轮缸中。
41.还包括设置在储液模块3和制动主缸5之间的管路，使得制动主缸5腔室和储液模块3有限制地连通。当制动主缸5腔室压力增高超过阈值时候，制动主缸5腔室和储液模块3之间不连通；否则连通。这样用于制动主缸5腔室内油液的回油，而不影响制动主缸5腔室的工作。
42.具体实施中，制动主缸5腔室分为第一腔室和第二腔室，制动主缸5的第一腔室和第二腔室经各自的一个管路和储液模块3连接。
43.压力执行部分包括增压模块1、增压控制模块2、液路控制模块4和制动轮轮缸：包括增压模块1，和主缸控制部分的储液模块3连接，用于从主缸控制部分的储液模块3抽取油液经增压控制模块2产生可调的油压压力输出到液路控制模块4中；包括增压控制模块2，在增压模块1和主缸控制部分的储液模块3分别与液路控制模块4之间连接，用于调节控制从增压模块1输出油液到液路控制模块4的油液压力，也即调节液路控制模块4输入端的油液压力，即为制动油压；
增压模块1和储液模块3之间的连接油路管路与增压控制模块2和储液模块3之间的连接油路管路不同，为各自相互不连通独立的管路。
44.包括液路控制模块4，在增压控制模块2和制动轮轮缸之间连接，用于输送增压模块1调节后的油压下的油液作为制动油液到所需制动的制动轮轮缸；包括制动轮轮缸，用于接收液路控制模块4的制动油液，产生制动力实现制动。制动油液流入到制动轮轮缸的制动轮缸中。
45.如图4所示，增压模块1包括电机11、泵组12，电机11的输出端和泵组12的控制输入端连接，由电机11驱动泵组12的工作，泵组12的进油口和主缸控制部分的储液模块3之间连通，泵组12的出油口和增压控制模块2连接。
46.泵组12具体为齿轮泵或者柱塞泵，但不限于此。
47.如图2所示，增压控制模块2包括压力调节阀21和压力传感器22，具体为：包括压力调节阀21，连接在增压模块1的泵组12的进油口和出油口之间，即连接主缸控制部分的储液模块3和增压模块1的泵组12的出油口之间，用于将增压模块1出油口输出的油液回油到储液模块3中，进而辅助调节增压模块1出油口输出的油液压力；包括设置在增压模块1的泵组12的出油口和液路控制模块4之间直接连接的油液连接管路；包括压力传感器22，设置在增压模块1的泵组12的出油口和液路控制模块4之间连接的油液连接管路上，用于实时监测油液连接管路上的油压进而反馈到压力调节阀21。
48.通过主缸控制部分的模拟器压力传感器7实时监测到的制动主缸5腔室内的目标油压结合压力执行部分的增压控制模块2中压力传感器22实时监测到的执行油压反馈到压力调节阀21，调节压力调节阀21的开闭和开度，实现液压线控制动，实现快速高效准确的制动油压控制。
49.通过电机11带动泵组12工作输出油液加压与压力传感器21采集到的油压信号调节压力调节阀21的开度来控制电机泵液的压强大小。
50.尤其是当系统需要制动力时，增压单元根据当前制动实际需要的制动力，电机带动泵组为制动提供源源不断的带有压力的制动液以满足制动需求，通过调节阀的保压性能。
51.本发明主要在于增设了具有压力调节阀21和压力传感器22的增压控制模块2，通过将其设置在增压模块1、储液模块3和液路控制模块4之间，避免了制动油压过高、波动的问题，实现了制动油压的准确压力调节和稳压调节，也可以用于解决abs抱死的问题。
52.如图1所示，在机械油路控制模式情况下，制动一开始进行增压过程，驾驶员踩制动踏板时，耦合阀组件的耦合阀不通电，导致耦合阀打开导通，使得主缸控制部分和压力执行部分之间的油路连接，踏板推动主缸控制部分产生的油液直接经耦合阀组件、液路控制模块4的油路后进入制动轮轮缸中。
53.若在电控控制模式情况下，制动一开始进行增压过程，驾驶员踩制动踏板时，耦合阀组件的耦合阀通电，导致耦合阀关闭不导通，使得主缸控制部分和压力执行部分之间的油路隔开。此时，模拟器阀9通电导通，将制动主缸5腔室和踏板模拟腔之间接通，制动主缸5腔室内的油液进入踏板模拟腔，通过踏板模拟器8中的弹簧反馈作用力来模拟制动脚感，并通过模拟器压力传感器7采集表征制动意图的压力信号。
54.压力执行部分中，电机11推动泵组12输出带有压力的制动油液并通过压力调节阀21回油调节最终输出的压力。
55.在最终输出的压力增压过程中，通过电机11带动泵组12输出油液加压和压力传感器22采集到的压力信号形成闭环控制来调节压力调节阀21的开度来控制泵组12输出油液的压力大小，进而实现制动过程中制动力的大小变化。
56.对于本发明设置增压控制模块2后的工作过程和原理是：当非制动状态情况下，增压模块1的电机11不运行，增压控制模块2的压力调节阀21不通电不导通，储液模块3内存储的油液不会经过增压模块1和增压控制模块2后进入到液路控制模块4。
57.当踩下踏板后开启制动，在制动状态情况下，踏板经连接杆推动制动主缸5中的活塞移动，制动主缸5的腔室内的油液压力增大，油液通过打开的模拟器阀9后流入到踏板模拟器8的踏板模拟腔中。
58.制动主缸5腔室内的油压增大被模拟器压力传感器7实时监测到，模拟器压力传感器7将油压增大的信号反馈到增压模块1的电机11中，电机11带动泵组12工作，如图3所示，泵组12从储液模块3抽取油液输出到增压控制模块2，经油液连接管路直接进入液路控制模块4中。
59.当泵组12输出油液压力过高的情况下，会导致增压模块1的泵组12向液路控制模块4输出油液的执行压力并未实际准确达到模拟器压力传感器7实时监测到的制动主缸5腔室内的油压对应的目标压力，进一步输入到液路控制模块4会破坏液路控制模块4内部的管路和管路元件及其制动轮轮缸，轻则降低寿命，严重的可能会产生爆裂，导致制动器失效。
60.这样情况下，通过增压控制模块2介入控制，打开压力调节阀21，如图3所示，使得泵组12出油口流出的油液经压力调节阀21回到储液模块3中，避免了泵组12出油口输出的油液压力过高。
61.压力调节阀21的调节过程如下：首先，将模拟器压力传感器7实时监测到的制动主缸5腔室内的油压根据制动系统的预设关系转换为泵组12出油口对应的油压作为目标压力p1，如图7的(a)所示；其次，压力执行部分的增压控制模块2中压力传感器22实时监测到的油液压力作为执行油压p2，如图7的(b)所示；最后，将目标压力p1和执行压力p2进行比较，进而反馈到压力调节阀21，调整压力调节阀21的开度，使得泵组12出油口实际输出的油液压力不会高于预设的油压阈值。
62.其中具体地，将目标压力p1减去执行压力p2进行比较获得差值，进而进行以下判断：若差值为正值或零时，关闭压力调节阀21；若差值为负值时，根据差值大小调节压力调节阀21的开度，差值越大压力调节阀21的开度越大。
63.本发明一方面通过在储液模块3和增压模块1出油口之间设置了压力调节阀21，避免了制动油压过高的问题，使得制动油压的压力调节成为了可能。
64.另一方面，通过将泵组12出油口实时输出对应的油压和模拟器压力传感器7实时监测到的油压进行比较反馈调节压力调节阀21的开度，实现了制动油压的准确压力调节和
输出，减小和避免了制动油压波动的现象，也减小和避免了abs抱死的情况。
65.上述过程中在调节压力调节阀21的开度的同时也可以对应替换为、或者增加上调节电机11的转速进而影响泵组12出油口对应的油压。
66.上述过程完成了制动油压的产生和输送进而实现了制动。在制动过程完成后关闭电机11，关闭压力调节阀21。