一种应用于大吨位车辆的电子液压制动系统、方法及大吨位车辆与流程

本发明涉及汽车制动系统技术领域，具体涉及一种蓄能器提供助力的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统、应用于大吨位车辆的电子液压制动控制方法以及具有该应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的大吨位车辆。

背景技术：

随着法规要求更高的减速度、更多的安全功能以及环保要求，车辆向电动化、智能化发展。与传统汽车相比，更多车辆由电机驱动，无发动机提供真空源，造就传统真空助力制动系统无法使用，目前虽有电子真空泵，但无法实现再生制动、线控制动，也无法满足智能驾驶的制动需求。

公开号为cn109532810a的中国发明专利公开了一种电子液压制动系统装置，包括电机、壳体、制动主缸活塞和行星齿轮机构，电机直联驱动行星齿轮机构大传动比减速运行，增大传动扭矩，行星齿轮机构包括太阳轮、行星架、行星架齿轮和齿圈，行星架推动制动主缸活塞建立液压制动，并布置有位置传感器时时反馈位置信号至电机控制器，通过算法控制电机运行，具有小电流传递大扭矩特点，并且行星机构传动轴均为轴心位置，运行平稳。

目前汽车行业对线控电子制动系统的要求越来越高，其发展方向主要有液压和电机助力两个方向。当然发展的最终目标是实现全部机械制动，无任何油液的参与。但是在应用广泛性和安全性等考虑，液压助力的ehb电子液压制动系统有很大优势，在很长时间内ehb会是电子线控制动系统的主流。

如今市场上无论是各类ehb产品还是ibooster产品，更多的是针对3t以下车型开发，不仅结构复杂控制逻辑繁琐，且对于大吨位车辆难以实现有效的制动。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种应用于大吨位车辆的电子液压制动系统及其制动控制方法，以及具有该应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的大吨位车辆，电子液压制动系统产品总成体积小，结构接凑，提高产品可靠性，可以满足大吨位（3t-7t）车辆的制动需要。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供了一种应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，主要包括液压控制单元hcu、制动主缸部分、助力部分、踏板模拟器部分和高压动力源，所述制动主缸部分与助力部分连接，所述助力部分与高压动力源连接，所述液压控制单元hcu和助力部分阀体集成，所述踏板模拟器部分集成在助力部分阀体上。

优选的是，还包括主缸活塞和推杆，所述主缸活塞一端连接制动主缸部分的制动主缸，其另一端通过出力杆、回位弹簧、弹簧座与推杆一端连接，所述推杆另一端连接有推杆叉。

在上述任一技术方案中优选的是，所述推杆一端与主缸活塞连接的部位还设置有动力活塞、推杆定位座。

在上述任一技术方案中优选的是，所述助力部分包括动力腔和助力腔。

在上述任一技术方案中优选的是，所述踏板模拟器部分包括踏板模拟器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述高压动力源包括蓄能器、电机和泵，所述高压动力源调节动力腔制动液通过踏板模拟器推送至助力腔储存。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液压控制单元hcu包括电子控制单元ecu，所述电子控制单元ecu对面安装有位移传感器。

在上述任一技术方案中优选的是，所述位移传感器与踏板模拟器相连接。

在上述任一技术方案中优选的是，所述动力活塞上安装有内磁铁和外磁铁。

本发明还提供了一种根据如上任一项所述的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的制动控制方法，所述制动控制方法包括：

纯液压制动模式，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座向前运动，此制动模式下，解耦间隙未消除始终存在，使回位弹簧压缩，推动动力腔制动液进入踏板模拟器，踏板模拟器内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，模拟踏板力和行程产生踏板感，此时，位移传感器检测到安装于动力活塞上的内磁铁和外磁铁的磁场变化，输出信号给电子控制单元ecu，调节高压动力源产生的高压制动液进入助力腔推动主缸活塞使制动主缸建立液压输出实现制动，此时，动力腔为中压，助力腔为高压，制动主缸为高压；

线控制动模式，车辆系统检测到紧急制动信号，在驾驶员未踩下踏板情况下，电子控制单元ecu输出信号，使高压动力源产生的高压，进入助力腔推动主缸活塞使制动主缸建立液压输出实现制动，此时，动力腔为常压，助力腔为高压，制动主缸为高压；

电子失效模式，这是系统中各电子产品包括电磁阀、传感器等无电信号控制或有电信号却无法实现预定动作；当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座向前运动，使回位弹簧压缩，推动动力腔制动液进入助力腔推动主缸活塞使制动主缸建立液压输出实现制动，此制动模式下，解耦间隙未消除始终存在，此时，动力腔为中压，助力腔为中压，制动主缸为中压；

机械失效模式，这是系统中除推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座、出力杆、主缸活塞、制动主缸的在此核心轴线上的零件外的所有零件出现一个或多个损坏和失效的一种失效模式；当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座向前运动，在克服解耦间隙即弹簧座与出力杆接触前，无制动效果，当解耦间隙消除即弹簧座与出力杆接触后，制动踏板会直接带动推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座、出力杆、主缸活塞使制动主缸建立液压输出实现制动，此时，动力腔为常压，助力腔为常压，制动主缸为中压；

纯电机回馈制动模式，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉、推杆、推杆定位座、动力活塞、弹簧座向前运动，整个制动过程解耦间隙会不断减少但不消失，使回位弹簧压缩，推动动力腔制动液进入踏板模拟器，踏板模拟器内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，模拟踏板力和行程产生踏板感；整车制动力由车辆驱动电机提供；此时，动力腔为中压，助力腔为常压，制动主缸为常压。

本发明还提供一种大吨位车辆，它包括如上任一项所述的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

本发明的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统主要包括制动主缸部分、助力部分、踏板模拟器部分、高压动力源；制动主缸部分可以在传统制动主缸上进行修改，与助力部分连接达到使用要求；助力部分与高压动力源连接，推动主缸活塞前进实现助力；设计解耦间隙，实现踏板与车辆制动的解耦；踏板模拟器部分实现踏板与车辆制动解耦后，同时需要给人以合适的踏板感，系统由行程传感器接收驾驶员制动意图，通过踏板模拟器为驾驶员提供踏板反馈，模拟踏板力和行程；高压动力源这部分，高压制动液由蓄能器、电机、泵三部分工作来实现；本发明的整套电子液压制动系统的最大特点在于，蓄能器、电机、泵的配合，产生的高压油具有高压力大排量的特点，可以满足大吨位（3t-7t）车辆的制动需要。结构上，将整个系统的控制部分集成到助力部分，也就是包含有多个电磁阀和传感器的液压控制单元hcu（5）和助力部分（2）阀体集成，此外踏板模拟器（3）同样集成在助力部分（2）阀体上。使得产品总成体积小，结构接凑，提高产品可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为按照本发明的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的一优选实施例的系统结构示意图；

图2为按照本发明的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的一优选实施例的液压控制单元hcu结构示意图；

图3和图4为按照本发明的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的一优选实施例的内磁铁和外磁铁内置系统结构示意图；

图5和图6为按照本发明的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的一优选实施例的外磁铁外置系统结构示意图。

附图标记：制动主缸部分1、助力部分2、踏板模拟器部分3、高压动力源4、液压控制单元hcu5、主缸活塞6、出力杆7、回位弹簧8、动力活塞9、推杆定位座10、推杆11、推杆叉12、内磁铁13、外磁铁14、动力腔15、踏板模拟器16、助力腔17、电子控制单元ecu18、位移传感器19、弹簧座20、制动主缸21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中大吨位车辆难以实现有效制动的技术问题，本发明实施例提出一种应用于大吨位车辆的电子液压制动系统。

如图1所示，本实施例提供的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，包括制动主缸部分1、助力部分2、踏板模拟器部分3、高压动力源4、液压控制单元hcu5，制动主缸部分1与助力部分2连接，助力部分2与高压动力源4连接，液压控制单元hcu5和助力部分2阀体集成，踏板模拟器部分3集成在助力部分2阀体上。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，还包括主缸活塞6和推杆11，主缸活塞6一端连接制动主缸部分1的制动主缸21，其另一端通过出力杆7、回位弹簧8、弹簧座20与推杆11一端连接，推杆11另一端连接有推杆叉12。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，推杆11一端与主缸活塞6连接的部位还设置有动力活塞9、推杆定位座10。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，助力部分2包括动力腔15和助力腔17。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，踏板模拟器部分3包括踏板模拟器16。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，高压动力源4包括蓄能器、电机和泵，高压动力源4调节动力腔15制动液通过踏板模拟器16推送至助力腔17储存。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，液压控制单元hcu5包括电子控制单元ecu18，电子控制单元ecu18对面安装有位移传感器19。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，位移传感器19与踏板模拟器部分3的踏板模拟器16相连接。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，动力活塞9上安装有内磁铁13和外磁铁14。

具有上述结构的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，是一种能够摆脱真空助力，满足智能驾驶制动需求，具有运行平稳、可靠性高、车辆匹配简易、体积小巧便于布置等优点的适用于大吨位车辆的电子液压制动系统。

包括上述应用于大吨位车辆的电子液压制动系统的大吨位车辆，运行稳定，性能可靠。

根据上述应用于大吨位车辆的电子液压制动系统，本实施例还提供了与制动系统对应的制动控制方法。本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动控制方法包括纯液压制动、线控制动、电子失效、机械失效、纯电机回馈制动五种制动控制模式，以下结合图1至5具体说明工作原理。

纯液压制动：如图2所示，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动（此制动模式下，解耦间隙未消除始终存在），使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入踏板模拟器16，踏板模拟器16内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，模拟踏板力和行程产生踏板感。此时，安装在电子控制单元ecu18对面的位移传感器19检测到安装于动力活塞9上的内磁铁13和外磁铁14的磁场变化，输出信号给电子控制单元ecu18，调节高压动力源4产生的高压制动液进入助力腔17推动主缸活塞6使制动主缸21建立液压输出实现制动。此时动力腔15为中压，助力腔17为高压，制动主缸21为高压。

线控制动：如图2所示，车辆系统检测到紧急制动信号，在驾驶员未踩下踏板情况下，电子控制单元ecu18输出信号，使高压动力源4产生的高压，进入助力腔17推动主缸活塞6使制动主缸21建立液压输出实现制动。此时动力腔15为常压（无压力），助力腔17为高压，制动主缸21为高压。

电子失效：本系统中各电子产品包括电磁阀、传感器等无电信号控制或有电信号却无法实现预定动作。如图2所示，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动，使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入助力腔17推动主缸活塞6使制动主缸21建立液压输出实现制动（此制动模式下，解耦间隙未消除始终存在）。此时动力腔15为中压，助力腔17为中压，制动主缸21为中压。

机械失效：此失效模式是指本系统除推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20、出力杆7、主缸活塞6、制动主缸21等在此核心轴线上的零件外的所有零件出现一个或多个损坏和失效的一种失效模式。如图2所示，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动，在克服解耦间隙即弹簧座20与出力杆7接触前，无制动效果。当解耦间隙消除即弹簧座20与出力杆7接触后，制动踏板会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20、出力杆7、主缸活塞6使制动主缸21建立液压输出实现制动。此时动力腔15为常压（无压力），助力腔17为常压（无压力），制动主缸21为中压。

纯电机回馈制动：如图2所示，当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动（整个制动过程解耦间隙会不断减少但不消失），使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入踏板模拟器16，踏板模拟器16内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，模拟踏板力和行程产生踏板感。整车制动力由车辆驱动电机提供。此时动力腔15为中压，助力腔17为常压（无压力），制动主缸21为常压（无压力）。

本实施例的应用于大吨位车辆的电子液压制动系统由蓄能器、电机、泵的配合，产生的高压作为动力，设计解耦间隙，实现踏板与车辆制动的解耦，行程传感器19接收驾驶员制动意图，踏板模拟器部分3负责模拟踏板力和行程。结构上，将整个系统的控制部分集成到助力部分，也就是包含有多个电磁阀和传感器的液压控制单元hcu5和助力部分2阀体集成，此外踏板模拟器部分3同样集成在助力部分2阀体上，使得产品总成体积小，结构接凑，提高产品可靠性。制动控制过程，蓄能器、电机、泵配合，产生的高压油具有高压力大排量，可以满足大吨位（3t-7t）车辆的制动需要。

在具体实施中：

当踏板模拟器部分3、液压控制单元hcu5和助力部分2阀体集成。如图2所示，高压动力源4产生高压，进入助力腔17推动主缸活塞6建立液压输出实现制动。当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动，使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入踏板模拟器16，踏板模拟器内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，产生踏板感。此时，安装在电子控制单元ecu18对面的位移传感器19检测到安装于动力活塞9上的内磁铁13和外磁铁14的磁场变化，输出信号给电子控制单元ecu18调节控制助力腔17的油压实现制动。具有纯液压制动、线控制动、电子失效、机械失效、纯电机回馈制动等多种简单制动模式及混合制动模式。

当踏板模拟器部分3、液压控制单元hcu5和助力部分2阀体一个或多个分体，通过油管等连接。如图2所示，高压动力源4产生高压，进入助力腔17推动主缸活塞6建立液压输出实现制动。当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动，使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入踏板模拟器16，踏板模拟器内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，产生踏板感。此时，安装在电子控制单元ecu18对面的位移传感器19检测到安装于动力活塞9上的内磁铁13和外磁铁14的磁场变化，输出信号给电子控制单元ecu18调节控制助力腔17的油压实现制动。具有纯液压制动、线控制动、电子失效、机械失效、纯电机回馈制动等多种简单制动模式及混合制动模式。

当如图3所示，磁铁13外置。高压动力源4产生高压，进入助力腔17推动主缸活塞6建立液压输出实现制动。当驾驶员踩下制动踏板时，会直接带动推杆叉12、推杆11、推杆定位座10、动力活塞9、弹簧座20向前运动，使回位弹簧8压缩，推动动力腔15制动液进入踏板模拟器16，踏板模拟器内弹簧作为此时驾驶员踩下踏板的负载，产生踏板感。此时，安装在电子控制单元ecu18对面的位移传感器19检测到与动力活塞9相连接的磁铁13的磁场变化，输出信号给电子控制单元ecu18调节控制助力腔17的油压实现制动。具有纯液压制动、线控制动、电子失效、机械失效、纯电机回馈制动等多种简单制动模式及混合制动模式。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。