专利名称：一种汽车电子稳定控制系统的液压执行装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压执行装置，尤其涉及一种汽车电子稳定控 制的液压执行装置，属于汽车主动安全控制领域。
技术背景汽车电子稳定控制系统属于汽车安全控制领域，是一种主动安全控 制系统。电子稳定控制系统在"预见"到汽车即将发生抱死、侧滑、不 足转向或过度转向时立即采取预防措施，使汽车保持稳定行驶状态，提 高行车安全性。现有的电子稳定控制系统一般采用常规二位二通开关阀或二位四 通换向阀来实现电子稳定控制系统在各种工作模式下制动回路的切换。 例如中国专利公告号CN2764145Y，
公开日2006年3月8日，其名称为 汽车电子稳定控制系统的液压执行机构，公开了一种采用二位四通低频 电磁阀和二位二通换向阀实现油路切换的液压执行装置。现有电子稳定 控制系统的液压执行装置存在的不足之处是-(1) 二位四通低频电磁阀或二位二通开关阀所需开启压力大，开启 滞后时间长，因而其瞬态响应慢，难以适应电子稳定控制系统要求电磁 阀频繁开启响应快的特点。(2) 二位四通低频电磁阀或二位二通开关阀在较大压力下导通，其 两端的瞬时压力差在短时间内要达到平衡状态，引起制动回路压力脉动 大，甚至引起制动踏板抖动，误导驾驶员减小施加在制动踏板上的力， 制动距离延长，达不到很好的制动效果。发明内容本实用新型的目的旨在克服现有电子稳定控制系统的液压执行装置瞬态响应慢、压力脉动大的缺点，提供一种可以实施快速精确制动的 更加完善和优化的液压执行装置。 本实用新型的技术方案如下本实用新型包含四个二位二通单向高频电磁阀13和14、四个二位 二通节流高频电磁阀23和24、两个先导式二位二通单向高频电磁阀33、 两个二位二通溢流高频电磁阀34、压力传感器61、电机62、两个柱塞 泵64、四个单向阀63和66、两个蓄能器65、两个制动主缸接口、四个 制动轮缸接口组成，上述所有部件全部集成在一个阀体上，可以方便地 安装在汽车上。液压执行装置包括两套独立的控制回路，即控制左后轮、右前轮制 动力的第一回路和控制左前轮、右后轮制动力的第二回路。第二回路与 第一回路对称，第一回路原理图如图1所示。电机62置于第一回路的 柱塞泵64和第二回路的柱塞泵64之间，启动两个柱塞泵64工作。第一回路包括二位二通单向高频电磁阈13和14、 二位二通节流高 频电磁阔23和24、先导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通溢流 高频电磁阀34、柱塞泵64、单向阀63和66、蓄能器65和压力传感器 61。 二位二通溢流高频电磁阀34的进油口与制动主缸接口连通，二位 二通溢流高频电磁阀34的出油口与二位二通节流高频电磁阀23和24 的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀23的进油口接左后轮制动轮 缸接口， 二位二通节流高频电磁阀24的进油口接右前轮制动轮缸接口； 二位二通单向高频电磁阀13的进油口与左后轮制动轮缸接口相连，二 位二通单向高频电磁阀14的进油口与右前轮制动轮缸接口相连，二位 二通单向高频电磁阀13和14的出油口均与蓄能器65连接，蓄能器65、 单向阀66、柱塞泵64、单向阀63顺次连接，单向阀63的出油口与二 位二通溢流高频电磁阀34的出油口相通，先导式二位二通单向高频电 磁阀33的出油口置于柱塞泵64和单向阀63之间，先导式二位二通单
向高频电磁阀33的进油口和压力传感器61均与制动主缸接口相连。
第二回路包括二位二通单向高频电磁阀13和14、 二位二通节流高 频电磁阀23和24、先导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通溢流 高频电磁阀34、柱塞泵64、单向阀63和66、蓄能器65和压力传感器 61。 二位二通溢流高频电磁阀34的进油口与制动主缸接口连通，二位 二通溢流高频电磁阀34的出油口与二位二通节流高频电磁阀23和24 的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀23的进油口接右后轮制动轮 缸接口， 二位二通节流高频电磁阀24的进油口接左前轮制动轮缸接口； 二位二通单向高频电磁阀13的进油口与右后轮制动轮缸接口相连，二 位二通单向高频电磁阀14的进油口与左前轮制动轮缸接口相连，二位 二通单向高频电磁阀13和14的出油口均与蓄能器65连接，蓄能器65、 单向阀66、柱塞泵64、单向阀63顺次连接，单向阀63的出油口与二 位二通溢流高频电磁阀34的出油口相通，先导式二位二通单向高频电 磁阀33的出油口置于柱塞泵64和单向阀63之间，先导式二位二通单 向高频电磁阀33的进油口和压力传感器61均与制动主缸接口相连。
液压执行装置的先导式二位二通单向高频电磁阀33有一承压面积 很小的导阀进行先导，在极小的开启压力下即可瞬间导通。
液压执行装置的二位二通溢流高频电磁阀34采用一内置式溢流阀， 在一定压力即开始卸压，使系统压力保持稳定。
液压执行装置在关键功能位置上采用先导式二位二通单向高频电 磁阀和二位二通溢流高频电磁阀，克服了常规的二位二通开关阀开启压 力大、瞬态响应慢、压力脉动大的缺点，大大提高了系统的响应速度和 精确性。所述液压执行装置的先导式二位二通单向高频电磁阀用一承压 面积很小的导阀进行先导，在极小的开启压力即可瞬间导通，因而响应 速度也得到极大的提高，适应电子稳定控制系统要求电磁阀频繁开启响 应快的特点；二位二通溢流高频电磁阀采用一内置式溢流阀，该溢流阀
动作灵敏，在一定压力下即开始卸压，从而使系统压力保持稳定，尽可 能避免引起制动踏板抖动。所述液压执行装置在ECU发出指令时即能够 快速精确地对指定车轮施加制动力，可以显著地提高汽车电子稳定控制 系统的主动安全性。
图1:ESP液压回路原理图；图2:常规制动模式控制回路原理图；图3:ASR增压阶段控制回路原理图；图4:ASR保压阶段控制回路原理图；图5:ASR减压阶段控制回路原理图；图6:ABS增压阶段控制回路原理图图7:ABS保压阶段控制回路原理图；图8:ABS减压阶段控制回路原理图；图9:ESP增压阶段控制回路原理图；图10:ESP保压阶段控制回路原理图；图11:ESP减压阶段控制回路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明-液压执行装置包括两套独立的控制回路，即控制左后轮、右前轮制 动力的第一回路和控制左前轮、右后轮制动力的第二回路。第二回路与第一回路对称，第一回路原理图如图1所示。电机62置于第一回路的 柱塞泵64和第二回路的柱塞泵64之间，启动两个柱塞泵64工作。
第一回路包括二位二通单向高频电磁阀13和14、 二位二通节流高 频电磁阀23和24、先导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通溢流 高频电磁阀34、柱塞泵64、单向阀63和66、蓄能器65和压力传感器 61。 二位二通溢流高频电磁阀34的进油口与制动主缸接口连通，二位二通溢流高频电磁阀34的出油口与二位二通节流高频电磁阔23和24 的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀23的进油口接左后轮制动轮 缸接口， 二位二通节流高频电磁阀24的进油口接右前轮制动轮缸接口； 二位二通单向高频电磁阀13的进油口与左后轮制动轮缸接口相连，二 位二通单向高频电磁阀14的进油口与右前轮制动轮缸接口相连，二位 二通单向高频电磁阀13和14的出油口均与蓄能器65连接，蓄能器65、 单向阀66、柱塞泵64、单向阀63顺次连接，单向阀63的出油口与二 位二通溢流高频电磁阀34的出油口相通，先导式二位二通单向高频电 磁阀33的出油口置于柱塞泵64和单向阀63之间，先导式二位二通单 向高频电磁阀33的进油口和压力传感器61均与制动主缸接口相连。第二回路包括二位二通单向高频电磁阀13和14、 二位二通节流高 频电磁阀23和24、先导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通溢流 高频电磁阀34、柱塞泵64、单向阀63和66、蓄能器65和压力传感器 61。 二位二通溢流高频电磁阀34的进油口与制动主缸接口连通，二位 二通溢流高频电磁阔34的出油口与二位二通节流高频电磁阀23和24 的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀23的进油口接右后轮制动轮 缸接口， 二位二通节流高频电磁阀24的进油口接左前轮制动轮缸接口； 二位二通单向高频电磁阀13的进油口与右后轮制动轮缸接口相连，二 位二通单向髙频电磁阀14的进油口与左前轮制动轮缸接口相连，二位 二通单向高频电磁阀13和14的出油口均与蓄能器65连接，蓄能器65、 单向阀66、柱塞泵64、单向阀63顺次连接，单向阀63的出油口与二 位二通溢流高频电磁阀34的出油口相通，先导式二位二通单向高频电 磁阀33的出油口置于柱塞泵64和单向阀63之间，先导式二位二通单 向高频电磁阀33的进油口和压力传感器61均与制动主缸接口相连。液压执行装置的先导式二位二通单向髙频电磁阀33有一承压面积 很小的导阀进行先导，在极小的开启压力下即可瞬间导通。
液压执行装置的二位二通溢流高频电磁阀34采用一内置式溢流阀， 在一定压力即开始卸压，使系统压力保持稳定。电子稳定控制系统的ECU不断地检测制动开关、制动压力传感器、 方向盘转角传感器、轮速传感器、横摆角速度传感器、纵向加速度传感 器、侧向加速度传感器等信号，快速地计算出汽车的名义滑动率和侧向 加速度，并与实际检测得到的滑动率和侧向加速度相比较，判断汽车行 驶状态是否处在正常行驶状态或常规制动状态不需电子稳定控制系统 实施干预措施，还是即将出现驱动侧滑、制动抱死或出现不足转向或过 度转向，电子稳定控制系统必须实施干预措施，使电子稳定控制系统进 入ASR、 ABS或ESP工作模式，电子控制单元向液压执行装置发送控制 信号，改变作用在相关车轮上的制动力，以使汽车保持稳定行驶状态。所述电子稳定控制系统的液压执行装置可实现常规制动、ASR、 ABS 和ESP四种工作模式下的制动力调节。在常规制动模式下，液压执行装 置的电磁阀线圈和电机62都未导通。在ASR、 ABS或ESP工作模式下， 电子稳定控制系统的ECU让相应的电磁阀线圈或电机62导通，改变作 用在相关车轮上的制动力，使汽车保持稳定行驶状态。下面就以对左后 轮施加制动力为例分别说明液压执行装置在常规制动、ASR、 ABS和ESP 几种模式下的工作原理。常规制动模式常规制动模式控制回路如图2所示。在常规制动模式下，所有阀均 不通电，二位二通溢流高频电磁阀34、 二位二通节流高频电磁阀23和 24处于"通"状态。踩下制动踏板，从制动主缸来的压力流流经二位二 通溢流高频电磁阀34和二位二通节流高频电磁阀23，进入左后轮制动 轮缸，制动轮缸即产生制动压力施加于左后轮制动钳上。ASR工作模式如果电子控制单元确定左后轮纵向滑移，而且也未实施人工制动，则电子稳定控制系统进入ASR工作模式，电子控制单元向液压执行装置 发送控制信号，改变作用在左后轮上的制动力。ASR增压阶段、保压阶 段和减压阶段的控制回路分别如图3、图4和图5所示。在ASR增压阶段，电子控制单元使二位二通溢流高频电磁阀34、先 导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通节流高频电磁阀24和电机 62通电。此时，二位二通溢流高频电磁阀34处于"断"开溢流状态， 将后制动回路与制动主缸隔离；先导式二位二通单向高频电磁阀33处 于"通"状态，电机62带动柱塞泵64将制动液从制动主缸经先导式二 位二通单向高频电磁阀33引入柱塞泵64， 二位二通节流高频电磁阀23 处于"通"状态，制动液由柱塞泵64泵出，经单向阀63和二位二通节 流高频电磁阀23进入左后轮制动轮缸，制动压力即施加于左后轮制动 钳上，阻止左后轮空转；而二位二通节流高频电磁阀24处于"断"状 态，可以阻止压力流进入右前轮。在上述过程中，先导式二位二通单向 高频电磁阀33由一承压面积很小的导阀进行先导，在极小的开启压力 下瞬时导通，迅速形成控制回路；二位二通溢流高频电磁阀在一定压力 下即开始卸压，使系统压力保持稳定状态。在ASR保压阶段，电子控制单元使二位二通溢流高频电磁阀34、 二 位二通节流高频电磁阀24和电机62通电。此时，二位二通溢流高频电 磁阀34处于"断"开溢流状态，将后制动回路与制动主缸隔离；先导 式二位二通单向高频电磁阀33处于"断"状态，二位二通节流高频电 磁阀23处于"通"状态，柱塞泵64空转，保持左后轮的制动压力；而 二位二通节流高频电磁阀24处于"断"状态，可以阻止制动液进入右 前轮，从而使左后轮制动压力保持恒定。在ASR减压阶段，电子控制单元使二位二通单向高频电磁阀13、 二 位二通节流高频电磁阀23和24、电机62通电。此时，二位二通节流高 频电磁阀23和24处于"断"状态，阻止制动液进入左后轮和右前轮制 动轮缸；二位二通单向高频电磁阀13和二位二通溢流高频电磁阀34处 于"通"状态，电机62带动柱塞泵64将制动液从左后轮制动轮缸经二 位二通单向高频电磁阀13、单向阀66、柱塞泵64、单向阀63和二位二 通溢流高频电磁阀34回到制动主缸，这样左后轮制动压力就减小了。 蓄能器65在此过程中可以储存一定的制动液。ASR增压、保压、减压阶段不断重复，直到电子稳定控制系统确定 车辆已经达到平衡状态或者驾驶者开始进行人工制动为止。ABS工作模式如果在人工制动过程中电子控制单元确定检测到左后轮即将抱死 时，电子稳定控制系统即进入ABS工作模式，电子控制单元向液压执行 装置发送控制信号，改变作用在左后轮上的制动力。ABS增压阶段、保 压阶段和减压阶段的控制回路如图6、图7、图8所示。首先，ABS进入减压阶段，电子控制单元使二位二通单向高频电磁 阀13、 二位二通节流高频电磁阀23、电机62通电。此时，二位二通节 流高频电磁阀23处于"断"状态，阻止制动液进入左后轮制动轮缸； 二位二通单向高频电磁阀13和二位二通溢流高频电磁阀34处于"通" 状态，电机62带动柱塞泵64将制动液从左后轮制动轮缸经二位二通单 向高频电磁阀13、单向阀66、柱塞泵64、单向阀63和二位二通溢流高 频电磁阀34回到制动主缸，这样左后轮的制动压力就减小了。蓄能器 65在此过程中可以储存一定的制动液。在ABS保压阶段，电子控制单元使二位二通单向高频电磁阀13通 电。此时，二位二通单向高频电磁阀13处于"断"状态，左后轮制动 回路完全隔离，从而使左后轮制动压力保持恒定。在ABS增压阶段，所有阀均不通电，二位二通溢流高频电磁阀34、 二位二通节流高频电磁阔23和24处于"通"状态。从制动主缸来的压 力流流经二位二通溢流高频电磁阀34和二位二通节流髙频电磁阀23，
进入左后轮制动轮缸，制动轮缸即产生制动压力施加于左后轮制动钳 上。ABS减压、保压、增压阶段不断重复，直到电子稳定控制系统确定 车辆已经达到平衡状态或者制动踏板压力消除为止。 ESP工作模式如果电子控制单元确定左后轮出现转向不足或转向过度时，则电子 稳定控制系统进入ESP工作模式，电子控制单元向液压执行装置发送控 制信号，改变作用在左后轮上的制动力。ESP增压阶段、保压阶段和减 压阶段的控制回路分别如图9、图10和图11所示。在左转向时，如果出现不足转向，车辆前轮会有向外"拉"的效果 而偏离弯道，此时电子稳定控制系统开始对左后轮实施制动，产生一个 顺时针的扭矩，将车辆"拉"回正确的行驶轨道上来；如果出现过度转 向，车辆前轮会有向里"拉"的效果而偏离弯道，此时电子稳定控制系 统开始对右前轮实施制动，产生一个逆时针的扭矩，将车辆"拉"回正 确的行驶轨道上来。在右转向时，如果出现不足转向，车辆前轮会有向 外"拉"的效果而偏离弯道，此时电子稳定控制系统开始对右后轮实施 制动，产生一个顺时针的扭矩，将车辆"拉"回正确的行驶轨道上来； 如果出现过度转向，车辆前轮会有向里"拉"的效果而偏离弯道，此时 电子稳定控制系统开始对左前轮实施制动，产生一个逆时针的扭矩，将 车辆"拉"回正确的行驶轨道上来。现以电子稳定控制系统对左后轮施加制动力来说明液压执行装置 在ESP模式下的工作原理。在ESP增压阶段，电子控制单元使二位二通溢流高频电磁阀34、先 导式二位二通单向高频电磁阀33、 二位二通节流高频电磁阀24和电机 62通电。此时，二位二通溢流高频电磁阀34处于"断"开溢流状态， 将后制动回路与制动主缸隔离；先导式二位二通单向高频电磁阀33处
于"通"状态，电机62带动柱塞泵64将制动液从制动主缸经先导式二 位二通单向高频电磁阀33引入柱塞泵64， 二位二通节流高频电磁阀23 处于"通"状态，制动液由柱塞泵64泵出，经单向阀63和二位二通节 流高频电磁阀23进入左后轮制动轮缸，制动压力即施加于左后轮制动 钳上，阻止左后轮空转；而二位二通节流高频电磁阀24处于"断"状 态，可以阻止压力流进入右前轮。在上述过程中，先导式二位二通单向 高频电磁阀33由一承压面积很小的导阀进行先导，在极小的开启压力 下瞬时导通，迅速形成控制回路；二位二通溢流高频电磁阀在一定压力 下即开始卸压，系统压力保持稳定。在ESP保压阶段，电子控制单元使二位二通溢流高频电磁阀34、 二 位二通节流高频电磁阀24和电机62通电。此时，二位二通溢流高频电 磁阀34处于"断"开溢流状态，将后制动回路与制动主缸隔离；先导 式二位二通单向高频电磁阀33处于"断"状态，二位二通节流高频电 磁阀23处于"通"状态，柱塞泵64空转，保持左后轮的制动压力；而 二位二通节流高频电磁阀24处于"断"状态，可以阻止制动液进入右 前轮，从而使左后轮制动压力保持恒定。在ESP减压阶段，电子控制单元使二位二通单向高频电磁阀13、 二 位二通节流高频电磁阀23和24、电机62通电。此时，二位二通节流高 频电磁阀23和24处于"断"状态，阻止制动液进入左后轮和右前轮制 动轮缸；二位二通单向高频电磁阀13和二位二通溢流高频电磁阀34处 于"通"状态，电机62带动柱塞泵64将制动液从左后轮制动轮缸经二 位二通单向高频电磁阀13、单向阀66、柱塞泵64、单向阀63和二位二 通溢流高频电磁阀34回到制动主缸，这样左后轮的制动压力就减小了。 蓄能器65在此过程中可以储存一定的制动液。ESP增压、保压、减压阶段不断重复，直到电子稳定控制系统确定 车辆已经达到平衡状态或者驾驶者开始进行人工制动为止。
在任何行驶工况下，电子稳定控制系统都能使车辆保持稳定。所述 的液压执行装置用先导式二位二通单向高频电磁阀和二位二通溢流高 频电磁阀代替了常规的二位二通开关电磁阀，克服了常规的二位二通开 关阀开启压力大、瞬态响应慢、压力脉动大的缺点，大大提高了系统的 响应速度和精确性。所述液压执行装置在ECU发出指令时即能够快速精 确地对指定车轮施加制动力，可以显著地提高汽车电子稳定控制系统的 主动安全性。
权利要求1.一种汽车电子稳定控制系统的液压执行装置，包括两套独立的控制回路即控制左后轮及右前轮制动力的第一回路和控制左前轮及右后轮制动力的第二回路组成，其特征在于所述的液压执行装置由两个二位二通单向高频电磁阀(13)、两个二位二通单向高频电磁阀(23)、两个二位二通节流高频电磁阀(14)、两个二位二通节流高频电磁阀(24)、两个先导式二位二通单向高频电磁阀(33)、两个二位二通溢流高频电磁阀(34)、电机(62)、两个单向阀(63)、两个柱塞泵(64)、两个单向阀(66)、两个蓄能器(65)、压力传感器(61)、两个制动主缸接口、四个制动轮缸接口组成，且上述所有部件全部集成在一个阀体上；所述电机(62)置于第一回路的柱塞泵(64)和第二回路的柱塞泵(64)之间，第一回路的二位二通溢流高频电磁阀(34)的进油口与制动主缸接口连通，二位二通溢流高频电磁阀(34)的出油口与二位二通节流高频电磁阀(23)和(24)的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀(23)的进油口接左后轮制动轮缸接口，二位二通节流高频电磁阀(24)的进油口接右前轮制动轮缸接口，二位二通单向高频电磁阀(13)的进油口与左后轮制动轮缸接口相连，二位二通单向高频电磁阀(14)的进油口与右前轮制动轮缸接口相连，二位二通单向高频电磁阀(13)和(14)的出油口均与蓄能器(65)连接，蓄能器(65)、单向阀(66)、柱塞泵(64)、单向阀(63)顺次连接，单向阀(63)的出油口与二位二通溢流高频电磁阀(34)的出油口相通，先导式二位二通单向高频电磁阀(33)的出油口置于柱塞泵(64)和单向阀(66)之间，先导式二位二通单向高频电磁阀(33)的进油口和压力传感器(61)均与制动主缸接口相连；所述第二回路的二位二通溢流高频电磁阀(34)的进油口与制动主缸接口连通，二位二通溢流高频电磁阀(34)的出油口与二位二通节流高频电磁阀(23)和(24)的出油口相连，二位二通节流高频电磁阀(23)的进油口接右后轮制动轮缸接口，二位二通节流高频电磁阀(24)的进油口接左前轮制动轮缸接口，二位二通单向高频电磁阀(13)的进油口与右后轮制动轮缸接口相连，二位二通单向高频电磁阀(14)的进油口与左前轮制动轮缸接口相连，二位二通单向高频电磁阀(13)和(14)的出油口均与蓄能器(65)连接，蓄能器(65)、单向阀(66)、柱塞泵(64)、单向阀(63)顺次连接，单向阀(63)的出油口与二位二通溢流高频电磁阀(34)的出油口相通，先导式二位二通单向高频电磁阀(33)油口置于柱塞泵(64)和单向阀(63)之间，先导式二位二通单向高频电磁阀(33)的进油口和压力传感器(61)均与制动主缸接口相连。
2. 按照权利要求1所述汽车电子稳定控制系统的液压执行装置，其特 征在于所述液压执行装置的先导式二位二通单向高频电磁阀(33)是 内置先导阀芯的高频电磁阀。
3. 按照权利要求1所述汽车电子稳定控制系统的液压执行装置，其特 征在于所述液压执行装置的二位二通溢流高频电磁阀(34)是内置溢 流阀芯的高频电磁阀。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车电子稳定控制系统的液压执行装置，所述液压执行装置在关键功能位置上采用响应快速的先导式二位二通单向高频电磁阀和高度灵敏的二位二通溢流高频电磁阀，使电子稳定控制系统的响应速度更快，可以显著地改善电子稳定控制系统的性能，提高汽车的主动安全性。
文档编号B60T8/36GK201023467SQ20072007010
公开日2008年2月20日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者刘天云, 涛 姜, 易年川, 门金来, 杰 陈 申请人:上海交大神舟汽车设计开发有限公司