一种制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种车辆制动系统，尤其是涉及一种制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统。

背景技术：

由于能源紧张和环境问题的日益突出，电动汽车以其清洁无污染、能量效率高等优点成为汽车工业未来发展的主要方向。随着智能化要求的提高，以及交通事故、交通拥堵等问题需要解决，大陆、通用等多家汽车企业进行自动驾驶车辆的研究，自动驾驶技术发展迅速。制动系统在车辆自动驾驶时不依靠人力进行制动成为需要解决的问题。

电子液压制动系统(EHB)是一种较为新型的制动系统，是线控制动系统的一种，它用电子元件替代了部分机械元件，制动踏板与制动轮缸之间不再直接相连，利用传感器采集驾驶员操作信息并作为控制意图，完全由液压执行器来完成制动操作。新能源汽车在制动过程中，液压制动力施加于车轮的同时，使驱动电机工作在再生发电制动状态也对车轮施加再生制动力，从而在完成车辆有效制动的同时回收制动时产生的能量并储存在储能设备中以供再次利用。

电子液压制动系统与传统的液压制动器相比有一些优点：(1)结构紧凑，改善了制动性能；(2)控制方便可靠，制动噪声显著减小；(3)不需要真空装置，有效减轻了制动踏板的感觉等。由于电子液压制动系统的这些优点，早在1993年，福特汽车公司就在一款电动汽车上安装了EHB系统，后来通用公司在其一款轿车上也采用了EHB。目前，奔驰公司新推出的SL500同样采用了EHB，是世界上第一辆采用线控制动技术的量产车，它的EHB技术由博世公司提供的，也是电子控制制动系统SBC(Sensotronic Brake Control)的一部分。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统，该系统包括电子控制单元以及分别与之连接的制动踏板和减速传动机构，该系统还包括液压制动源、前轮制动轮缸、后轮制动轮缸、主液压制动单元、辅液压制动单元和液压检测单元，所述的前轮制动轮缸和后轮制动轮缸分别设置两个并对应于车辆四个车轮，所述的液压制动源通过主液压制动单元连接至前轮制动轮缸和后轮制动轮缸，所述的液压制动源还通过辅液压制动单元连接至后轮制动轮缸，所述的液压检测单元分别连接前轮制动轮缸、后轮制动轮缸和电子控制单元。

液压制动源包括储液罐和制动主缸，所述的储液罐连接制动主缸，所述的制动主缸连接主液压制动单元和辅液压制动单元。

所述的主液压制动单元包括四条主液压支路，所述制动主缸分别通过一条主液压支路连通两个前轮制动轮缸以及两个后轮制动轮缸，每条主液压支路中分别串联设置一个常开电磁阀。

所述的辅液压制动单元包括低压蓄能器和两条辅液压支路，两个后轮制动轮缸分别通过一条辅液压支路连接低压蓄能器，每条辅液压支路中分别串联设置一个常闭电磁阀，所述的辅液压支路与低压蓄能器连接点处还通过单向阀和液压泵连接制动主缸。

所述的液压检测单元包括主缸液压力传感器和轮缸液压力传感器，所述的主缸液压力传感器设置于制动主缸输出口，所述的前轮制动轮缸和后轮制动轮缸分别对应设置一个轮缸液压力传感器，所述的主缸液压力传感器和轮缸液压力传感器均连接至电子控制单元。

所述的减速传动机构包括控制电机和蜗轮蜗杆减速器，所述的控制电机连接蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器输出轴连接制动主缸。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统设置主液压制动单元和辅液压制动单元，不但能够实现常规制动功能，还可以实现制动防抱死(ABS)功能；

(2)本实用新型辅液压制动单元设置低压蓄能器和液压泵能加快后轮轮缸快速减压，避免出现后轮抱死的危险工况，制动更加安全可靠；

(3)本实用新型辅液压制动单元设置低压蓄能器能够有效利用后轮轮缸制动后储存的部分制动液实现制动主缸的辅助增压，使得制动主缸液压力快速增压至驾驶员需求值，保证运行可靠性。

附图说明

图1为本实用新型制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统的工作流程框图。

图中，1为电子控制单元，2为蓄电池，3为DC/AC变换器，4为控制电机，5为蜗轮蜗杆减速器，6为储液罐，7为制动踏板，8为踏板位移传感器，9为踏板模拟及解耦单元，10为制动主缸，11、12为主缸液压力传感器，13、14、15、16为常开电磁阀，17、18为常闭电磁阀，19、20、21、22为轮缸液压力传感器，23、24为前轮制动轮缸，25、26为后轮制动轮缸，27为低压蓄能器，28为单向阀，29为液压泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图1所示，一种制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统，该系统包括电子控制单元1(ECU)以及分别与之连接的制动踏板7和减速传动机构，该系统还包括液压制动源、前轮制动轮缸23、24、后轮制动轮缸25、26、主液压制动单元、辅液压制动单元和液压检测单元，前轮制动轮缸23、24和后轮制动轮缸25、26分别设置两个并对应于车辆四个车轮，液压制动源通过主液压制动单元连接至前轮制动轮缸23、24和后轮制动轮缸25、26，液压制动源还通过辅液压制动单元连接至后轮制动轮缸25、26，液压检测单元分别连接前轮制动轮缸23、24、后轮制动轮缸25、26和电子控制单元1。

本实施例中制动踏板7通过踏板位移传感器8连接电子控制单元1，进而通过踏板位移传感器8来感知驾驶员的制动意图，另外制动踏板7还通过踏板模拟及解耦单元9连接至减速传动机构，进而通过制动踏板7动作来控制减速传感机构的动作。

减速传动机构包括控制电机4和蜗轮蜗杆减速器5，控制电机4输入端通过DC/AC变换器3连接蓄电池，同时DC/AC变换器3连接电子控制单元1，控制电机4输出端连接蜗轮蜗杆减速器5，蜗轮蜗杆减速器5输出轴连接制动主缸10。

液压制动源包括储液罐6和制动主缸10，储液罐6连接制动主缸10，制动主缸10连接主液压制动单元和辅液压制动单元。

液压检测单元包括主缸液压力传感器11、12和轮缸液压力传感器19、20、21、22，主缸液压力传感器11、12设置于制动主缸10输出口，前轮制动轮缸23、24和后轮制动轮缸25、26分别对应设置一个轮缸液压力传感器19、20、21、22，主缸液压力传感器11、12和轮缸液压力传感器19、20、21、22均连接至电子控制单元1。

主液压制动单元包括四条主液压支路，所述制动主缸10分别通过一条主液压支路连通两个前轮制动轮缸23、24以及两个后轮制动轮缸25、26，每条主液压支路中分别串联设置一个常开电磁阀13、14、15、16。

辅液压制动单元包括低压蓄能器和两条辅液压支路，两个后轮制动轮缸25、26分别通过一条辅液压支路连接低压蓄能器，每条辅液压支路中分别串联设置一个常闭电磁阀17、18，辅液压支路与低压蓄能器连接点处还通过单向阀28和液压泵29连接制动主缸10。低压蓄能器与液压泵29的组合可以帮助后轮轮缸快速减压，避免出现后轮抱死的危险工况。低压蓄能器中有储存制动液时，液压泵29又可作为备用动力源辅助制动主缸10增压。为保证液压泵29可作为备用能源，故低压蓄能器中在首次制动后将储存部分制动液作为液压泵29的制动液来源。储存的制动液总量根据减压速率要求决定。在制动完毕后，打开液压泵29快速排空低压蓄能器中制动液。

当前轮轮缸需要增压时，电子控制单元1控制电机4的正转推动主缸推杆实现系统增压，其对应常开电磁阀13、14、15、16断电，由此提高前轮制动力；当前轮轮缸需要减压时，电子控制单元1控制电机4反转降低主缸系统液压力，对应常开电磁阀13、14、15、16断电，降低轮缸液压力；当前轮轮缸需要保压时，对应常开电磁阀13、14、15、16通电，关闭前轮制动回路使前轮轮缸保压。当后轮轮缸需要增压时，电子控制单元1控制电机4的正转推动主缸推杆实现系统增压，对应电磁阀断电，由此提高前轮制动力，若低压蓄能器中有储存制动液，液压泵29也可作为备用动力源辅助制动主缸10增压；当后轮轮缸需要减压时，需要减压的对应轮缸电磁阀通电，打开低压回路，通过低压蓄能器与液压泵29的组合可以帮助后轮轮缸快速减压，避免出现后轮抱死的危险工况；当后轮轮缸需要保压时，对应常开电磁阀13、14、15、16通电、常闭电磁阀17、18断电，关闭后轮制动回路使后轮轮缸保压。汽车各轮缸均可独立控制，车轮轮缸增减压控制灵活。

如图2所示，上述制动防抱死车辆轮缸液压力控制系统的具体工作过程如下：

(1)电子控制单元1根据制动踏板7动作情况获取驾驶员制动意图并根据车载信息计算制动力需求；

(2)减速传动机构动作并启动液压制动源；

(3)电子控制单元1通过计算车轮滑移率确定各车轮对应的轮缸是否需要减压，若后轮轮缸需要减压则执行步骤(3-1-1)～(3-1-3)，若前轮轮缸需要减压则执行(3-2-1)～(3-2-3)，否则执行步骤(5)；

例如车辆在道路上行驶驾驶员踩下制动踏板7，根据需求，前轮轮缸液压力为40bar，后轮轮缸液压力为30bar，制动主缸10液压力至40bar。由于路面附着力较小，后轮有抱死倾向需要减压至25bar，前轮有抱死倾向需要减压至35bar。

本实施例中，首先对后轮轮缸进行减压，执行步骤(3-1-1)～(3-1-3)：

(3-1-1)断开需要减压的后轮轮缸所对应的主液压支路的常开电磁阀13、14、15、16，后轮轮缸保压；

本实施例中，轮缸液压力传感器21、22在检测到对应的后轮轮缸达到制动力需求后关闭常开电磁阀15、16使后轮轮缸保压；

(3-1-2)打开需要减压的后轮轮缸所对应的辅液压支路的常闭电磁阀17、18对后轮进行减压直至后轮轮缸压力达到需求值，关闭常闭电磁阀17、18，后轮轮缸保压，其中，对后轮进行减压具体为：打开需要减压的后轮轮缸所对应的辅液压支路的常闭电磁阀17、18，判断后轮减压速率是否达到设定值，若是则后轮轮缸通过低压储能器进行减压，否则，打开液压泵29辅助快速泄压；

本实施例中，常闭电磁阀17、18上电打开，后轮轮缸25、26液压力快速下降，若低压蓄能器液压能过高导致压力下降过慢，打开液压泵29，辅助快速减压，当其轮缸液压力传感器21、22检测到后轮轮缸液压力为25bar时，常开电磁阀15、16上电关闭，常闭电磁阀17、18断电关闭，液压泵29断电关闭，后轮轮缸保压；

(3-1-3)后轮滑移率降至临界值以下，打开后轮轮缸所对应的主液压支路的常开电磁阀13、14、15、16，接制动主缸10液压力增压至驾驶员需求值，并打开液压泵29将低压蓄能器中储存制动液快速排出至预定值；

本实施例中，计算得到后轮滑移率降至临界值以下后，打开液压泵29将低压蓄能器中储存多余制动液快速排出同时辅助制动主缸10液压力恢复至25bar，常开电磁阀15、16立即下电打开，后轮轮缸液压力恢复为25bar。

然后，对前轮轮缸进行减压，执行步骤(3-2-1)～(3-2-3)：

(3-2-1)断开后轮轮缸所对应的主液压支路的常开电磁阀13、14、15、16，后轮轮缸保压；

本实施例中，轮缸液压力传感器19、20在检测到对应的前轮轮缸达到制动力需求后关闭常开电磁阀13、14、15、1613、14使前轮轮缸保压；

(3-2-2)制动主缸10减压至前轮轮缸所需液压力，前轮轮缸完成减压，断开前轮轮缸所对应的主液压支路的常开电磁阀13、14、15、16，前轮轮缸保压；

制动主缸10在控制电机4的控制下液压力减至35bar，前轮轮缸23、24制动液液压力跟着制动主缸10变化，当轮缸液压力传感器19、20检测到前轮轮缸液压力为35bar时，常开电磁阀13、14、15、1613、14上电关闭，前轮轮缸保压；

(3-2-3)前轮滑移率降至临界值以下后，打开各轮缸对应常开电磁阀13、14、15、16，制动主缸10液压力增压至驾驶员需求值；

本实施例中，计算得到前轮滑移率降至临界值以下后，制动主缸10液压力恢复至35bar，常开电磁阀13、14、15、1613、14立即下电打开，后轮轮缸液压力恢复为35bar；

(4)判断制动防抱死过程是否结束，若是则执行步骤(5)，否则重复执行步骤(3)；

(5)前轮制动轮缸23、24和后轮制动轮缸25、26液压力与制动主缸10液压力保持一致，跟随驾驶员需求变化；

(6)制动过程结束，制动主缸10和低压蓄能器泄压。

上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。