汽车集成式电子液压制动系统的制作方法与工艺

本发明涉及一种制动系统，特别涉及一种汽车集成式电子液压制动系统。

背景技术：
汽车制动系统是保证汽车安全的重要组成，随着汽车技术的发展，传统的真空助力系统将使结构更复杂、成本更高、体积更大，因而通过其它结构替代真空助力系统成为趋势。本发明提出的汽车集成式电子液压制动系统通过带储油杯制动主缸输出单元代替串联式真空助力器，提出一种解决方法。此外，目前电子制动系统已应用于主动安全装置，如ABS、ESP等。从结构上保证制动系统的可靠性是提高制动性能的有效途径。目前，集成汽车液压系统主要通过蓄能器储存高压制动液通过线性比例阀制动，以及通过电机对制动主缸助力两种方式。前者结构复杂，加工精度高，后者对电机反应时间和传动机构的转动惯量有较高的要求。

技术实现要素：
本发明的目是提供一种汽车集成式电子液压制动系统，该系统将传统的液压单元、制动主缸、储油室和蓄能器等集成一体，提高了制动系统的可靠性，并且当系统供电失效时仍可保证正常制动。本发明是由带储油杯制动主缸输出单元、液压控制单元(HCU)、电子控制单元(ECU)和车轮制动器构成，所述的带储油杯制动主缸输出单元A是由储油杯、制动主缸、制动踏板角位移传感器和制动踏板组成；所述的液压控制单元(HCU)是由安全阀、高压蓄能器、单向阀、液压泵、电机、压力传感器、第一隔离阀、第二隔离阀、第三隔离阀、第四隔离阀、第一出油阀、第一进油阀、第二出油阀、第二进油阀、第三出油阀、第三进油阀、第四出油阀和第四进油阀组成；所述的车轮制动器包括有左前轮制动器、右前轮制动器、左后轮制动器和右后轮制动器；储油杯的一端与安全阀的进液口、第一出油阀、第二出油阀、第三出油阀和第四出油阀相连，储油杯的另一端与制动主缸相连，制动主缸的活塞与制动踏板相连，制动主缸的前后腔分别与第三隔离阀和第四隔离阀相连，第三隔离阀另一端与第一进油阀和第二进油阀相连，第四隔离阀另一端与第三进油阀和第四进油阀相连；高压蓄能器位于由电机带动的液压泵与安全阀之间，高压蓄能器与液压泵中间具有一从液压泵到第一隔离阀和第二隔离阀的单向阀，安全阀的另一端除与高压蓄能器相连，还与第一隔离阀和第二隔离阀的一端相连，第一隔离阀的另一端与第一进油阀和第二进油阀相连，第二隔离阀的另一端与第三进油阀和第四进油阀相连，第一出油阀和第一进油阀的另一端与左前轮制动器相连，第二出油阀和第二进油阀的另一端与右前轮制动器相连，第三出油阀和第三进油阀的另一端与左后轮制动器相连，第四出油阀和第三进油阀的另一端与右后轮制动器相连。所有的隔离阀、进油阀和出油阀均为二位两通电磁高速开关阀，其中第三隔离阀、第一进油阀、第二进油阀、第三进油阀和第四进油阀为常开阀，即不通电时，阀处于导通状态；第一隔离阀、第二隔离阀、第四隔离阀、第一出油阀、第二出油阀、第三出油阀和第四出油阀为常闭阀，即在不通电时处于关闭状态。所述的制动踏板角位移传感器与制动踏板相连，检测制动踏板位置，油门踏板位置传感器与油门踏板相连，检测油门踏板位置，压力传感器与第一进油阀和第二进油阀相连，检测响应管路压力。本发明的有益效果是：附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为ABS减压液路图。图3为ABS保压液路图。图4为ABS增压图。图5为断电故障液路图。具体实施方式请参阅图1所示，本发明是由带储油杯制动主缸输出单元A、液压控制单元(HCU)B、电子控制单元(ECU)C和车轮制动器D构成，所述的带储油杯制动主缸输出单元A是由储油杯101、制动主缸102、制动踏板角位移传感器103和制动踏板104组成；所述的液压控制单元(HCU)B是由安全阀105、高压蓄能器106、单向阀107、液压泵108、电机109、压力传感器110、第一隔离阀111、第二隔离阀112、第三隔离阀113、第四隔离阀114、第一出油阀115、第一进油阀116、第二出油阀117、第二进油阀118、第三出油阀119、第三进油阀120、第四出油阀121和第四进油阀122组成；所述的车轮制动器D包括有左前轮制动器123、右前轮制动器124、左后轮制动器125和右后轮制动器126；储油杯101的一端与安全阀105进液口、第一出油阀115、第二出油阀117、第三出油阀119和第四出油阀121相连，储油杯101的另一端与主缸102相连，制动主缸102的活塞与制动踏板104相连，制动主缸102的前后腔分别与第三隔离阀113和第四隔离阀114相连，第三隔离阀113另一端与第一进油阀116和第二进油阀118相连，第四隔离阀114另一端与第三进油阀120和第四进油阀122相连；高压蓄能器106与液压泵108中间具有一从液压泵108到第一隔离阀111和第二隔离阀112的单向阀107，安全阀的另一端除与高压蓄能器106相连，还与第一隔离阀111和第二隔离阀112的一端相连，第一隔离阀111的另一端与第一进油阀116和第二进油阀118相连，第二隔离阀112的另一端与第三进油阀120和第四进油阀122相连，第一出油阀115和第一进油阀116的另一端与左前轮制动器123相连，第二出油阀117和第二进油阀118的另一端与右前轮制动器124相连，第三出油阀119和第三进油阀120的另一端与左后轮制动器125相连，第四出油阀121和第四进油阀122的另一端与右后轮制动器126相连。所有的隔离阀、进油阀和出油阀均为二位两通电磁高速开关阀，其中第三隔离阀113、第一进油阀116、第二进油阀118、第三进油阀120和第四进油阀122为常开阀，即不通电时，阀处于导通状态；第一隔离阀111、第二隔离阀112、第四隔离阀114、第一出油阀115、第二出油阀117、第三出油阀119和第四出油阀121为常闭阀，即在不通电时处于关闭状态。所述的制动踏板角位移传感器103与制动踏板104相连，检测制动踏板位置，油门踏板位置传感器127与油门踏板128相连，检测油门踏板位置，压力传感器110与第一进油阀116和第二进油阀118相连，检测响应管路压力。本发明的工作原理及工作过程：1、可去除制动间隙功能的常规制动工况：在驾驶员控制着油门踏板驱动车辆正常行驶过程中，当油门踏板位置传感器127检测到驾驶员踩踏油门踏板128的脚完全松开油门踏板时，系统认为驾驶员此时产生了车辆减速意图，电子控制单元C输出控制信号控制第三隔离阀113通电关闭，第一隔离阀111和第二隔离阀112通电开启，高压蓄能器106中的制动液经第一隔离阀111和第二隔离阀112进入车轮制动器D，车轮制动器D的制动间隙在驾驶员还没有踩制动踏板104时便被预先消除或被部分消除，直到与车轮制动器D轮缸相连的制动管路内产生某一预设较小压力p时，第一隔离阀111和第二隔离阀112断电关闭，切断高压蓄能器106与车轮制动器D的液压通路，车轮制动器D轮缸压力保持不变。然后，驾驶员可能存在两种操作即踩油门踏板128的驱动工况和踩制动踏板104的制动工况。(1)、当系统检测到驾驶员继续踩下油门踏板128时，电子控制单元(ECU)控制第三隔离阀113断电开启和第四隔离阀114通电开启，车轮制动器D轮缸内制动液经第三隔离阀113和第四隔离阀114流回制动主缸102，此时由于驾驶员未踩制动踏板104，制动主缸104与储油杯101相连，车轮制动器D内的预压p迅速泄压；(2)、当系统通过制动踏板位置传感器103检测到驾驶员踩下制动踏板104时，由于此时第三隔离阀113和第四隔离阀114还处于关闭状态，制动主缸102输出管路液压开始上升，当制动主缸102输出管路液压大于p时，制动主缸102内制动液经第三隔离阀113进入与车轮制动器D相连通的液压管路内，车轮制动器D的轮缸压力开始上升；当车轮制动器D的轮缸压力大于预压p某一预设门限值时，电子控制单元(ECUC)输出控制信号控制第三隔离阀113断电开启和第四隔离阀114通电开启，制动主缸102与车轮制动器D连通，驾驶员通过控制制动踏板104行程直接控制车轮制动力矩的大小，制动主缸102输出压力即是车轮制动器D轮缸内的压力。2、ABS制动工况：以左前轮为例：减压过程：在常规制动增压过程中，电子控制单元(ECUC)监测到车轮抱死现象此处假设左前轮出现抱死趋势，可以采取减压控制，即第一出油阀115通电开启，第一进油阀116通电关闭，第一隔离阀111通电开启，左前轮制动器123的制动液从左前轮制动器123的轮缸经第一出油阀115流回储油杯101，高压蓄能器106内制动液流过第一隔离阀111，对制动主缸102补偿制动液，保证高压蓄能器106内流出的起补偿作用的制动液容积不少于左前轮制动器123的轮缸减压流回储油杯101的制动液容积，液压流如图2中粗线条所示。保压过程：第一出油阀115断电关闭，第一进油阀116通电关闭，左前轮制动器123的轮缸内制动压力大小保持不变，如图3中第一出油阀115与第一进油阀116之间的连线、第一进油阀116与左前轮制动器123之间的连线所示。增压过程：第一出油阀115断电关闭，第一进油阀116断电开启，制动主缸102与左前轮制动器123的轮缸直接连通，左前轮制动器123的轮缸压力随之增大，如图4中的制动主缸102至左前轮制动器123之间的连线所示。3、系统供电失效保护工况：制动系统失效种类很多，最严重的制动系统失效是整个制动系统供电失效。由于供电失效，所以制动系统中的电机109停止工作，液压泵108亦停止工作，制动时不能对制动主缸102补偿制动液，即图5中椭圆虚线内部模块。根据各类阀常开常闭状态，即：第三隔离阀113、第一进油阀116、第二进油阀118、第三进油阀120和第四进油阀122为常开阀，即不通电时，阀处于导通状态；第一隔离阀111、第二隔离阀112、第四隔离阀114、第一出油阀115、第二出油阀117、第三出油阀119和第四出油阀121为常闭阀，即在不通电时处于关闭状态。因此，断电时，第三隔离阀113处于开启状态，第四隔离阀114处于关闭状态，因此制动主缸102产生的制动压力经第三隔离阀104，第一进油阀116、第二进进油阀118进入左前轮制动器123和右前轮制动器124，前轮产生摩擦制动力，使汽车降速直至停车，如图5中制动主缸102、第三隔离阀113分别至左前轮制动器123和右前轮制动器124之间的连线所示。4、系统扩展功能工况：利用的液压控制单元B，可以实现各种与制动系统相关的汽车智能辅助系统，下面以汽车城市安全系统与行人安全系统为例加以说明。该系统对制动系统的要求是在识别出汽车即将碰撞的情况下能够快速实现汽车制动。当识别出需要快速实现汽车制动时，此时第三隔离阀113通电，使该阀处于关闭状态，同时启动电机109工作，带动液压泵108工作，通过第一进油阀116、第二进油阀阀118、第三进油阀120、第四进油阀122进入车轮制动器D，产生摩擦制动力，实现汽车制动。