CN110789507B - 具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车自主制动系统技术领域，特别涉及具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，包括电源与制动控制器，还包括分别与制动控制器电连接的至少三个柱塞泵；柱塞泵上均设有油壶，柱塞泵分别通过制动管路与一一对应的车轮制动器连接，每一组对应的车轮制动器与油壶之间还设有泄压管路，每一泄压管路上均设置有常闭式电磁阀，常闭式电磁阀分别与制动控制器电连接，柱塞泵与对应的车轮制动器及常闭式电磁阀形成制动回路。同轴两端的两个车轮制动器通过制动管路连通，制动管路上设置有常开式电磁阀，常开式电磁阀与制动控制器电连接。本发明免人力制动装置，结构简单；制动可靠性高、失效防护能力强；制动力控制灵活，控制压力精度高。

Description

具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统

技术领域

本发明涉及车辆制动控制系统技术领域，特别是涉及具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统。

背景技术

汽车制动系统与汽车行车安全密切相关。传统汽车的液压制动系统都由驾驶人通过踩下制动踏板施加制动压力于各车轮制动器的轮缸，从而实现制动并使车辆减速。高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统(ADS)等智能汽车系统要求制动系统能够对车辆实施自主制动，即在未踩下制动踏板的情况下对部分或全部车轮施加制动。

目前可实施自主制动的制动系统大多采用电动助力，并保留了制动踏板等制动操纵装置。而对于无人物流配送车，由于不再需要制动操纵装置，此方式不适用。且除行车制动外，无人物流配送车等自动驾驶车辆也需要驻车制动。现有的各类机动车辆大多配置了行车制动系统与驻车制动系统两套系统，在现有的制动系统中，通常采用电动缸装置输出制动压力，而电动缸装置只能实现行车制动，无法实现驻车制动功能，车辆要实现驻车功能需在已有制动电动缸的基础上增加其他驻车机构，使得其结构和相应的控制都比较复杂、成本较高。而对于行车制动和驻车制动，还要求一定的实际应用的可靠性。

为了提高制动的可靠性和行车安全性，汽车制动系统一般采用相互独立的多回路结构，以保证一个或多个回路发生故障而失效时其他正常回路仍能继续起制动作用。因此，专为ADS开发的自主制动系统不仅应考虑尽可能沿用传统的车轮制动器，还应考虑采用多回路冗余结构。而与传统的双回路制动系统相比，四轮独立制动的分布式制动系统相当于“四回路”系统，进一步提高了系统的可靠性。大多行车制动工况，两前车轮、两后车轮分别要求制动压力一致，为了实现这一功能会额外增加控制难度，效果也大多不甚理想。

因此，如何设计出具有结构简单、使用可靠、轴压力均衡、成本较低、具有失效防护功能且同时满足行车与驻车制动需要的制动系统是机动车辆自动驾驶系统亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种安全可靠、轴压力均衡且成本低廉的独立增压泵式分布式自主制动系统，其用于汽车制动系统能同时满足行车制动与驻车制动需要。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，包括电源与制动控制器，还包括分别与所述制动控制器电连接的至少三个柱塞泵；

每个所述柱塞泵上均设有油壶，每个所述柱塞泵均通过制动管路与对应的车轮制动器连接，所述车轮制动器与相对应的所述柱塞泵上的油壶之间还设有泄压管路，每一所述泄压管路上均设置有电磁阀，所述电磁阀分别与所述制动控制器电连接，所述柱塞泵与相对应的所述车轮制动器以及所述电磁阀形成一个制动回路。同一轴两端的两个车轮制动器通过制动管路连通，所述制动管路上设置有轴电磁阀，所述轴电磁阀与所述制动控制器电连接；

所述轴电磁阀打开时，同轴的两个车轮制动器通过所述制动管路连通，同轴两端的车轮制动器与相应制动管路内的液压平衡；轴电磁阀关闭时，连接同轴两端的车轮制动器管路断开，同轴的所述车轮制动器液压不平衡，调整所述柱塞泵分别为对应的车轮制动器提供不同的制动压力。

进一步地，所述的柱塞泵包括右后柱塞泵、左后柱塞泵、左前柱塞泵以及右前柱塞泵，所述的电磁阀包括右后电磁阀、左后电磁阀、左前电磁阀以及右前电磁阀，其中：

所述右后柱塞泵通过制动管路连接右后车轮制动器，所述的右后车轮制动器与右后柱塞泵之间还设有右后泄压管路，所述右后电磁阀设置在所述右后泄压管路上；

所述左后柱塞泵通过制动管路连接左后车轮制动器，所述的左后车轮制动器与左后柱塞泵之间还设有左后泄压管路，所述左后电磁阀设置在所述左后泄压管路上；

所述左前柱塞泵通过制动管路连接左前车轮制动器，所述的左前车轮制动器与左前柱塞泵之间还设有左前泄压管路，所述左前电磁阀设置在所述左前泄压管路上；

所述右前柱塞泵通过制动管路连接右前车轮制动器，所述的右前车轮制动器与右前柱塞泵之间还设有右前泄压管路，所述右前电磁阀设置在所述右前泄压管路上。

进一步地，所述轴电磁阀包括设置于所述左前车轮制动器与所述右前车轮制动器之间的前制动管路上的前轴电磁阀，以及设置于所述右后车轮制动器与所述左后车轮制动器之间的后制动管路上的后轴电磁阀；

所述前制动管路与所述右前车轮制动器同所述右前电磁阀之间的所述右前泄压管路相连通，还与所述左前车轮制动器同所述左前电磁阀之间的所述左前泄压管路相连通；

所述后制动管路与所述右后车轮制动器同所述右后电磁阀之间的所述右后泄压管路相连通，还与所述左后车轮制动器同所述左后电磁阀之间的所述左后泄压管路相连通。

进一步地，所述轴电磁阀为常开式电磁阀。

进一步地，所述柱塞泵包括固定连接的泵体、壳体和电机，所述电机与所述制动控制器电连接，所述泵体内安装有柱塞套和柱塞，所述壳体内安装有连接所述电机和所述柱塞的传动机构；

其中，在所述柱塞套远离所述柱塞的一侧安装有出油阀接头，所述出油阀接头内朝向所述柱塞的方向依次装配有出油阀组件和进油阀组件，所述进油阀组件包括进油阀座和进油阀芯，且所述进油阀座、所述柱塞套及所述柱塞之间形成柱塞腔，所述进油阀座上分别开设有进油阀芯进油孔以及连通所述柱塞腔和所述出油阀组件的进油阀芯出油孔；所述进油阀芯进油孔通过开设在所述柱塞套上的柱塞套进油孔及开设在所述泵体上的泵体进油孔与所述油壶连通。

进一步地，所述的出油阀接头内部沿轴向具有轴向通孔，在所述轴向通孔靠近所述柱塞一侧设有安装槽，其中，所述的进油阀组件和出油阀组件装配在所述轴向通孔与所述安装槽内；

所述的出油阀组件包括设置在出油阀接头内的出油阀座与出油阀芯；

所述的出油阀座与所述进油阀座均安装在所述安装槽内，所述的出油阀座与所述进油阀座相贴合，且所述进油阀座位于靠近所述柱塞一侧，所述的出油阀芯安装在所述轴向通孔内。

进一步地，所述的柱塞套、出油阀接头以及进油阀座之间形成一个环形进油通道，所述的柱塞套进油孔以及进油阀芯进油孔均与所述的环形进油通道相连通，所述的柱塞套进油孔绕柱塞套的周向间隔布置有若干个，所述的进油阀芯进油孔沿所述进油阀座径向开设。

进一步地，所述的进油阀座朝柱塞方向开设盲孔，所述的进油阀芯进油孔与所述的盲孔相连通，所述的进油阀芯安装在所述盲孔内，并且，所述的进油阀芯上具有与所述盲孔的开口相配合的端头，用于所述盲孔的打开与关闭，所述进油阀芯与所述柱塞套之间设有进油阀芯回位弹簧；

所述的出油阀座上设有出油孔，在所述出油孔上设有用于开启和关闭所述出油孔的钢球，所述的钢球位于所述出油孔与所述出油阀芯之间，并且，所述的钢球与所述出油阀芯之间还设有出油阀弹簧，所述的出油阀芯内开设出油阀芯出油孔。

进一步地，所述的柱塞套上位于所述柱塞套进油孔两侧均设有密封圈，所述的柱塞套、泵体以及密封圈之间形成环形腔体，所述的泵体进油孔与柱塞套进油孔均与所述环形腔体相连通。

进一步地，所述的传动机构包括：

凸轮轴，其与所述电机通过联轴器相联接；

滚轮座，其滑动设置在所述泵体内，所述滚轮座与所述柱塞相贴合；

在所述滚轮座内设有滚轮，所述滚轮与所述凸轮轴中的凸轮相配合；

在所述的滚轮座与所述柱塞之间还设有复位机构，用于所述柱塞复位。

进一步地，所述的复位机构包括所述复位机构包括固定连接在所述滚轮座上的弹簧座，所述的弹簧座与所述的柱塞套之间设有回位弹簧，所述柱塞靠近滚轮座的端头上设有卡接部，所述卡接部与所述弹簧座相卡合，所述的滚轮座与所述卡接部相贴合。

进一步地，所述制动控制器还连接至汽车的其他电控系统。

本发明应用于汽车制动时的工作原理为：

行车制动阶段：当所述制动控制器接收到制动命令时，启动柱塞泵，柱塞泵输出压力通过制动管路作用到车轮制动器上，直到柱塞泵输出的压力达到制动所需的压力，在整个行车制动阶段电磁阀均断开状态，作用到车轮制动器的高压油无法通过电磁阀进行泄压；

压力保持阶段：当柱塞泵输出的压力达到制动所需的压力时，停止柱塞泵的工作，此时电磁阀为断开状态，作用到车轮制动器的高压油无法通过电磁阀进行泄压，而且柱塞泵也停止输出压力，因此，在压力保持阶段，作用到车轮制动器的压力为一个定值，则该车轮制动器内持续保持一个制动压力，因此实现驻车制动；

泄压阶段：制动控制器接收到制动结束的命令，停止柱塞泵的工作，并且将电磁阀转为接通状态，此时作用到车轮制动器的高压油通过电磁阀到油壶内，进行泄压。

于上述三个阶段中，通过控制各个所述轴电磁阀的开启和关闭，来调节制动管路内的油液压力，实现对同一轴上的两个车轮制动器的制动压力平衡与否的动态选择。并且通过所述制动控制器控制故障回路上相应轴电磁阀的关闭使得正常回路的制动管路上的液压不受故障影响。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统达到的有益效果是：

1.免去了人力制动装置，结构简单，成本低，布置方便；

2.每个制动回路相互独立又互为冗余，故制动的可靠性高、失效防护能力强。

3.本发明所有车轮制动力可以独立控制和调节，车轮的制动力控制灵活，控制压力精度高；

4.通过柱塞泵代替传统的真空助力系统输出制动压力，使其同时满足行车与驻车制动需要；

5.因采用两个相互独立的轴电磁阀，可通过轴电磁阀的通断控制同一轴上的制动器的制动压力的均衡与否，故制动系统的可靠性高、制动过程更加稳定。

附图说明

图1为根据本发明具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统的原理图；

图2为根据本发明中的柱塞泵的剖视图；

图3为图2中的F部放大图；

图4为图2中的G-G剖视图；

图5为图4中的H部放大图。

附图中：1-电源；2-制动控制器；3a-右后柱塞泵；3b-左后柱塞泵；3c-左前柱塞泵；3d-右前柱塞泵；4-右后车轮制动器；5-左后车轮制动器；6-左前车轮制动器；7-右前车轮制动器；8a-右后电磁阀；8b-左后电磁阀；8c-左前电磁阀；8d-右前电磁阀；9a-后轴电磁阀；9b-前轴电磁阀；101-电机；102-联轴器；103-凸轮轴；104-油封；105-壳体；106-滚轮；107-滚轮座；108-弹簧座；109-回位弹簧；110-油壶；111-柱塞；112-柱塞套；113-进油阀芯回位弹簧；114-进油阀芯；115-进油阀座；116-出油阀座；117-钢球；118-出油阀弹簧；119-出油阀芯；120-出油阀接头；121-出油阀接头密封圈；122-密封圈；123-挡圈；124-轴瓦；125-泵体；126-限位件；127-孔；A-泵体进油孔；B-柱塞套进油孔；C1-进油阀芯进油孔；C2-进油阀芯出油孔；D-柱塞腔；E-出油阀芯出油孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1-5所示，具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，包括电源1、制动控制器2、四个柱塞泵和四个电磁阀。其中，电源1与制动控制器2电连接，电源1为制动控制器2提供电力。在本实施例中，共设置的四个柱塞泵分别与制动控制器2电连接，并分别对应连接汽车左前、右前、左后以及右后四个轮胎的车轮制动器。在每个柱塞泵上均设有油壶110，该油壶110为柱塞泵提供液压油。四个柱塞泵分别通过制动管路与一一对应的车轮制动器连接，每一组相对应的车轮制动器与其相对应柱塞泵上的油壶110之间还设有泄压管路，每一泄压管路上均设置有一个电磁阀，四个电磁阀分别与制动控制器2电连接，通过制动控制器2分别控制电磁阀的开启与关闭。于本实施例中，电磁阀为常闭式电磁阀。每一组柱塞泵与相对应的车轮制动器以及电磁阀形成一个制动回路。且同一轴两端的两个车轮制动器通过制动管路连通，制动管路上设置有轴电磁阀，轴电磁阀与制动控制器2电连接。于本实施例中，轴电磁阀为常开式电磁阀。

在本实施例中，柱塞泵包括右后柱塞泵3a、左后柱塞泵3b、左前柱塞泵3c以及右前柱塞泵3d。电磁阀包括右后电磁阀8a、左后电磁阀8b、左前电磁阀8c以及右前电磁阀8d，其中，右后柱塞泵3a通过制动管路连接右后车轮制动器4，右后车轮制动器4与右后柱塞泵3a之间还设有右后泄压管路，右后电磁阀8a设置在右后泄压管路上；左后柱塞泵3b通过制动管路连接左后车轮制动器5，左后车轮制动器5与左后柱塞泵3b之间还设有左后泄压管路，左后电磁阀8b设置在左后泄压管路上；左前柱塞泵3c通过制动管路连接左前车轮制动器6，左前车轮制动器6与左前柱塞泵3c之间还设有左前泄压管路，左前电磁阀8c设置在左前泄压管路上；右前柱塞泵3d通过制动管路连接右前车轮制动器7，右前车轮制动器7与右前柱塞泵3d之间还设有右前泄压管路，右前电磁阀8d设置在右前泄压管路上。四个制动回路独立工作，互不干涉。

轴电磁阀包括设置于左前车轮制动器6与右前车轮制动器7之间的前制动管路上的前轴电磁阀9b，以及设置于右后车轮制动器4与左后车轮制动器8b之间的后制动管路上的后轴电磁阀9a。前制动管路与右前车轮制动器7同右前电磁阀8d之间的右前泄压管路相连通，还与左前车轮制动器6同左前电磁阀8c之间的左前泄压管路相连通；后制动管路与右后车轮制动器4同右后电磁阀8a之间的右后泄压管路相连通，还与左后车轮制动器5同左后电磁阀8b之间的所述左后泄压管路相连通。前轴电磁阀9b与后轴电磁阀9a均与制动控制器2电连接。参照图1所示，通过对前轴电磁阀9b与后轴电磁阀9a的开启和关闭，可以实现对相应车轮制动器及其连接管道内液压的平衡调节。

根据本发明，柱塞泵的数量与车辆的车轮制动器数量一致，本发明设置四个独立控制的制动回路可运用于四轮车辆的制动。在其他实施例中，本发明也可以应用于三轮车辆中，对应设置三个柱塞泵、三个电磁阀与三个车轮制动器形成三个制动回路。本发明也可以应用于超过四轮的车辆中，譬如六轮车轮，则对应地设置六个柱塞泵、六个电磁阀与六个车轮制动器形成六个制动回路。

在本实施例中，右后柱塞泵3a、左后柱塞泵3b、左前柱塞泵3c以及右前柱塞泵3d结构相同。柱塞泵包括固定连接的泵体125、壳体105和电机101，在实施例中，泵体125与壳体105通过螺栓固定连接，其中，泵体125为横向放置，壳体105纵向插入至泵体125的右端。电机101设置在壳体105上端。电机101与所述制动控制器2电连接，通过制动控制器2控制电机101的开启与关闭。泵体125内安装有柱塞套112和柱塞111，柱塞套112从泵体125的左端插入至泵体125内，在本实施例中柱塞套112与泵体125通过螺栓固定连接。在柱塞套112内的右端轴向设有通孔，柱塞111滑动设置在柱塞套112的通孔内，其中，柱塞111的右端伸出通孔与传动机构连接。传动机构安装在壳体105内，该传动机构用于将电机101的动力转变为柱塞111的左右移动。

在本实施例中，柱塞套112内的左端具有安装槽，该安装槽与柱塞套112内右端的通道相连通。在该安装槽内安装有出油阀接头120，该出油阀接头120从柱塞套112的左端插入至柱塞套112内的安装槽内，该出油阀接头120与柱塞套112螺纹连接，并且在出油阀接头120与柱塞套112之间设有出油阀接头密封圈121，用于防止液压油外泄。在出油阀接头120内朝向柱塞111的方向依次装配有出油阀组件和进油阀组件。其中，进油阀组件包括进油阀座115和进油阀芯114，出油阀组件包括出油阀座116与出油阀芯119。进油阀座115、柱塞套112及柱塞111之间形成柱塞腔D。进油阀座115上分别开设有进油阀芯进油孔C1以及连通柱塞腔D和出油阀组件的进油阀芯出油孔C2，其中，进油阀芯进油孔C1沿进油阀座115径向开设，进油阀芯出油孔C2沿平行于进油阀座115轴向开设。进油阀芯进油孔C1通过开设在柱塞套112上的柱塞套进油孔B及开设在泵体上的泵体进油孔A与油壶110连通。油壶110中的液压油依次通过泵体进油孔A、柱塞套进油孔B、进油阀芯进油孔C1最后进入到柱塞腔D中。

出油阀接头120内部沿轴向具有轴向通孔，在轴向通孔靠近柱塞111一侧设有安装槽。进油阀组件和出油阀组件装配在轴向通孔与安装槽内。其中，出油阀座116与进油阀座115均安装在所述安装槽内，出油阀座116的右端面与进油阀座115的左端面相贴合，实现环面密封；进油阀座115位于靠近柱塞111一侧，进油阀座115的右端面上设有环形凸肩，在柱塞套112上与进油阀座115右端面环形凸肩相对应的位置上也具有一个环形凸肩，进油阀座115上的环形凸肩与柱塞套112上的环形凸肩相贴合，实现环面密封。出油阀座116的左端面与出油阀接头120内部的环形端面相贴合。因此，进油阀座115与出油阀座116固定在出油阀接头120的安装槽内。出油阀芯119安装在轴向通孔内。本实施例中的轴向通孔包括圆锥形通道与圆柱形通道，其中，圆锥形通道位于靠近出油阀座116一侧。

柱塞套112、出油阀接头120以及进油阀座115之间形成一个环形进油通道。柱塞套进油孔B以及进油阀芯进油孔C1均与环形进油通道相连通。柱塞套进油孔B绕柱塞套112的周向间隔布置有若干个，在本实施例中共设置了四个柱塞套进油孔B，四个柱塞套进油孔B绕柱塞套112同一周向间隔90度角布置，当然，若将柱塞套进油孔B设置成一个或者多个都应在本发明的保护范围内。

进油阀座115朝柱塞111方向开设盲孔，该盲孔的开口呈广口型，进油阀芯进油孔C1与该盲孔相连通，进油阀芯114安装在盲孔内，进油阀芯114上具有与盲孔的广口型开口相配合的端头，用于盲孔的打开与关闭。进油阀芯114与柱塞套112之间设有进油阀芯回位弹簧113，用于进油阀芯114的回位。

出油阀座116上设有出油孔，该出油孔沿出油阀座116轴向设置。在出油孔上设有用于开启和关闭所述出油孔的钢球117，钢球117位于出油孔与出油阀芯119之间，并且，钢球117与出油阀芯119之间还设有出油阀弹簧118，用于钢球117的回位，在出油阀芯119内开设出油阀芯出油孔E，该出油阀芯出油孔E包括沿出油阀芯119轴向设置的盲孔，以及沿出油阀芯119径向设置的通孔，其径向设置的通孔与轴向设置的盲孔的底部连通。沿出油阀芯119轴向设置的盲孔的开口位于远离出油阀座116一侧。

柱塞套112上位于柱塞套进油孔B两侧均设有密封圈122，柱塞套112、泵体125以及密封圈122之间形成环形腔体，泵体进油孔A以及柱塞套进油孔B均与环形腔体相连通。本实施例中的柱塞套112与柱塞111为间隙配合，即柱塞套112与柱塞111之间存在间隙，柱塞套112上设有孔127，孔127连通环形腔体与所述间隙。柱塞腔D内的液压油进入所述间隙内起润滑作用，多余的液压油可通过孔127回流到环形腔体内。

传动机构包括与电机101通过联轴器102相联接的凸轮轴103，以及滑动设置在所述泵体125内的滚轮座107，滚轮座107的左端面与柱塞111的右端面相贴合。在壳体105空腔内设有轴瓦124，用于支撑凸轮轴103。在壳体105空腔内还设有挡圈123，用于防止凸轮轴103的轴向窜动。在壳体105空腔内还设有油封104，用于防止壳体105内的润滑油外泄。在滚轮座107内设有滚轮106，该滚轮106安装滚轮座107内，且滚轮106有一部分凸出与凸轮轴103中的凸轮相配合。在本实施例中，该凸轮采用的是盘型凸轮，其盘型凸轮共设有三个桃头，三个桃头等径且均匀分布；于其他实施例中，桃头的数量可以为一个、两个、四个或其它数量。在滚轮座107与柱塞111之间还设有复位机构，用于柱塞111的复位。其复位机构包括固定连接在滚轮座107上的弹簧座108，弹簧座108与柱塞套112之间设有回位弹簧109，柱塞111靠近滚轮座107的端头上设有卡接部，卡接部与弹簧座108相卡合，滚轮座107与所述卡接部相贴合。本实施例中的弹簧座108的内部为圆柱形中空结构，滚轮座107与滚轮106安装在弹簧座108内部的圆柱形中空结构内。在本实施例中，在壳体105上设有一个限位件126，该限位件126通过壳体105上开设的通孔伸入至壳体105内，与滚轮座107相配合使用，用于对滚轮座107的限位，使滚轮座107只能左右移动，不能转动。

该传动机构的工作原理为：电机101接收到制动控制器2的指令开始转动，通过联轴器102带动凸轮轴103转动，凸轮轴103的盘型凸轮推动滚轮106向左移动，从而推动滚轮座107向左移动，从而推动柱塞111向左移动。当凸轮轴103转动到一定的角度后，盘型凸轮将滚轮106推动至最左端时，继续转动，此时受回位弹簧109的弹力，将弹簧座108往右推动，弹簧座108推动滚轮座107与柱塞111往右移动。由于本实施例中的盘型凸轮共设有三个桃头，所以凸轮轴103转动一周带动柱塞111往复运动三次。于其他实施例中，盘型凸轮上设置有几个桃头，则凸轮轴103转动一周带动柱塞111相应的往复运动几次。

制动控制器2还连接至汽车的其他电控系统。其他电控系统为如ADAS或ADS等能发出自主制动请求的电控系统。

本发明中柱塞泵制动时的工作原理为：

当其他电控系统检测到车辆需要制动时，发送指令到制动控制器2。如图2与图3所示，电机101接收到制动控制器2指令开始转动，通过联轴器102带动凸轮轴103转动，凸轮轴103带动滚轮106向右移动，柱塞腔D内压力下降，低压油从油壶110经泵体进油孔A、柱塞套进油孔B、进油阀芯出油孔C1、进油阀芯114，快速填满柱塞腔D。凸轮轴103带动滚轮106向左移动，此时柱塞腔D内的油液压力升高，此压力作用在进油阀芯114左端紧贴进油阀座115，使高压油无法通过进油阀芯114进入柱塞套进油孔B实现密封，迫使高压油经进油阀芯出油孔C2、出油阀座116，克服出油阀弹簧118回复力顶开出钢球117，经出油阀芯119、出油接头120、油管至制动轮缸，柱塞111如此多次往复运动，产生更多的高压油进入车轮制动器直至产生目标压力。在此阶段电磁阀一直是断开状态，制动管路中的高压油无法通过电磁阀进入到油壶110内进行泄压。

压力保持阶段：当车轮制动器产生目标压力时，电机101停止转动，钢球117左右两侧也压力均衡，液压油停止流动。在此阶段电磁阀一直是断开状态，制动管路中的高压油无法通过电磁阀进入到油壶110内，实现泄压。在压力保持阶段，作用到车轮制动器的压力为一个定值，则该车轮制动器内持续保持一个制动压力，因此实现驻车制动。

泄压阶段：在制动结束时，制动控制器2发送指令给电机101，停止转动，柱塞111停止左右往复移动，同时制动控制器2发送指令给电磁阀，电磁阀打开，高压油通过油管流入油壶110，实现车轮制动器泄压至零后，发送指令给电磁阀，电磁阀断电。此时进油阀芯114只受到圆锥回位弹簧113的作用力，无法完全密封，油壶110、泵体进油孔A、柱塞套进油孔B、进油阀芯进油孔C1、柱塞腔D、进油

阀芯出油孔C2油液再次互通，各处压力相同。

本发明中轴压力均衡功能实现的轴电磁阀的工作原理：

柱塞111进行左右往复运动进行进油、出油操作时，制动管路内的油液压力会随之出现相对的高压与低压。在制动过程中两个轴电磁阀常开，以维持同轴两端的车轮制动器与相应制动管路内的液压平衡；某些特定情况不需要维持该液压平衡时，例如转弯等状态下两侧车轮需要不同制动压力时，则制动控制器2接收到电信号并控制相应轴电磁阀关闭，则同一轴两端的两个车轮制动器之间的制动管路断开，两个车轮制动器内的液压不再维持平衡，可根据车轮各自目标制动压力需求，驱动各自柱塞泵电机输出压力。

本发明中分布式制动的工作原理：

当车辆检测到每个车轮制动器需要施加不同的制动力(例如：车辆转弯)时，首先制动控制器2接受到来自其他电控系统的制动请求，根据请求的制动减速度大小换算成制动力并分配给各车轮，然后控制制动回路的电机101输出转矩，从而实现对每个车轮制动器施加所需的制动力。

失效防护制动模式下的制动控制方法和工作过程：

若制动控制器2检测到系统出现一个或多个制动回路失效时。以一个制动回路失效时的原理为例，当一个制动回路失效的故障模式下，若接收到来自其它电控系统的制动请求，则首先根据请求的制动减速度大小换算成制动力并分配给未失效制动回路的各车轮，然后控制未失效制动回路的电机101输出转矩，从而实现失效防护制动。且在制动过程中，两个轴电磁阀常开，以维持同轴两端的车轮制动器与相应制动管路内的液压平衡。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，包括电源(1)与制动控制器(2)，其特征在于：还包括分别与所述制动控制器(2)电连接的至少三个柱塞泵；

每个所述柱塞泵上均设有油壶(110)，每个所述柱塞泵均通过制动管路与对应的车轮制动器连接，所述车轮制动器与相对应的所述柱塞泵上的油壶(110)之间还设有泄压管路，每一所述泄压管路上均设置有电磁阀，所述电磁阀分别与所述制动控制器(2)电连接，所述柱塞泵与相对应的所述车轮制动器以及所述电磁阀形成一个制动回路；

同一轴两端的两个车轮制动器通过制动管路连通，所述制动管路上设置有轴电磁阀，所述轴电磁阀与所述制动控制器(2)电连接；

所述轴电磁阀打开时，同轴的两个车轮制动器通过所述制动管路连通，同轴两端的车轮制动器与相应制动管路内的液压平衡；轴电磁阀关闭时，连接同轴两端的车轮制动器管路断开，同轴的所述车轮制动器液压不平衡，调整所述柱塞泵分别为对应的车轮制动器提供不同的制动压力。

2.根据权利要求1所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：所述的柱塞泵包括右后柱塞泵(3a)、左后柱塞泵(3b)、左前柱塞泵(3c)以及右前柱塞泵(3d)，所述的电磁阀包括右后电磁阀(8a)、左后电磁阀(8b)、左前电磁阀(8c)以及右前电磁阀(8d)，其中：

所述右后柱塞泵(3a)通过制动管路连接右后车轮制动器(4)，所述的右后车轮制动器(4)与右后柱塞泵(3a)之间还设有右后泄压管路，所述右后电磁阀(8a)设置在所述右后泄压管路上；

所述左后柱塞泵(3b)通过制动管路连接左后车轮制动器(5)，所述的左后车轮制动器(5)与左后柱塞泵(3b)之间还设有左后泄压管路，所述左后电磁阀(8b)设置在所述左后泄压管路上；

所述左前柱塞泵(3c)通过制动管路连接左前车轮制动器(6)，所述的左前车轮制动器(6)与左前柱塞泵(3c)之间还设有左前泄压管路，所述左前电磁阀(8c)设置在所述左前泄压管路上；

所述右前柱塞泵(3d)通过制动管路连接右前车轮制动器(7)，所述的右前车轮制动器(7)与右前柱塞泵(3d)之间还设有右前泄压管路，所述右前电磁阀(8d)设置在所述右前泄压管路上。

3.根据权利要求2所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述轴电磁阀包括设置于所述左前车轮制动器(6)与所述右前车轮制动器(7)之间的前制动管路上的前轴电磁阀(9b)，以及设置于所述右后车轮制动器(4)与所述左后车轮制动器(8b)之间的后制动管路上的后轴电磁阀(9a)；

所述前制动管路与所述右前车轮制动器(7)同所述右前电磁阀(8d)之间的所述右前泄压管路相连通，还与所述左前车轮制动器(6)同所述左前电磁阀(8c)之间的所述左前泄压管路相连通；

所述后制动管路与所述右后车轮制动器(4)同所述右后电磁阀(8a)之间的所述右后泄压管路相连通，还与所述左后车轮制动器(5)同所述左后电磁阀(8b)之间的所述左后泄压管路相连通。

4.根据权利要求1所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述柱塞泵包括固定连接的泵体(125)、壳体(105)和电机(101)，所述电机(101)与所述制动控制器(2)电连接，所述泵体(125)内安装有柱塞套(112)和柱塞(111)，所述壳体(105)内安装有连接所述电机(101)和所述柱塞(111)的传动机构；

其中，在所述柱塞套(112)远离所述柱塞(111)的一侧安装有出油阀接头(120)，所述出油阀接头(120)内朝向所述柱塞的方向依次装配有出油阀组件和进油阀组件，所述进油阀组件包括进油阀座(115)和进油阀芯(114)，且所述进油阀座(115)、所述柱塞套(112)及所述柱塞(111)之间形成柱塞腔(D)，所述进油阀座(115)上分别开设有进油阀芯进油孔(C1)以及连通所述柱塞腔(D)和所述出油阀组件的进油阀芯出油孔(C2)；所述进油阀芯进油孔(C1)通过开设在所述柱塞套(112)上的柱塞套进油孔(B)及开设在所述泵体上的泵体进油孔(A)与所述油壶(110)连通。

5.根据权利要求4所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的出油阀接头(120)内部沿轴向具有轴向通孔，在所述轴向通孔靠近所述柱塞(111)一侧设有安装槽；

所述的出油阀组件包括设置在出油阀接头(120)内的出油阀座(116)与出油阀芯(119)；

所述的出油阀座(116)与所述进油阀座(115)均安装在所述安装槽内，所述的出油阀座(116)与所述进油阀座(115)相贴合，且所述进油阀座(115)位于靠近所述柱塞(111)一侧，所述的出油阀芯(119)安装在轴向通孔内，位于所述出油阀座(116)远离所述进油阀座(115)的一侧。

6.根据权利要求5所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的柱塞套(112)、出油阀接头(120)以及进油阀座(115)之间形成一个环形进油通道，所述的柱塞套进油孔(B)以及进油阀芯进油孔(C 1)均与所述的环形进油通道相连通，所述的柱塞套进油孔(B)绕柱塞套(112)的周向间隔布置有多个，所述的进油阀芯进油孔(C1)沿所述进油阀座(115)径向开设。

7.根据权利要求5-6任一所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的进油阀座(115)朝柱塞(111)方向开设盲孔，所述的进油阀芯进油孔(C1)与所述的盲孔相连通，所述的进油阀芯(114)安装在所述盲孔内，并且，所述的进油阀芯(114)上具有与所述盲孔的开口相配合的端头，用于所述盲孔的打开与关闭，所述进油阀芯(114)与所述柱塞套(112)之间设有进油阀芯回位弹簧(113)；

所述的出油阀座(116)上设有出油孔，在所述出油孔上设有用于开启和关闭所述出油孔的钢球(117)，所述的钢球(117)位于所述出油孔与所述出油阀芯(119)之间，并且，所述的钢球(117)与所述出油阀芯(119)之间还设有出油阀弹簧(118)，所述的出油阀芯(119)内开设出油阀芯出油孔(E)。

8.根据权利要求4-6任一所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的柱塞套(112)上位于所述柱塞套进油孔(B)两侧均设有密封圈(122)，所述的柱塞套(112)、泵体(125)以及密封圈(122)之间形成环形腔体，所述的泵体进油孔(A)、柱塞套进油孔(B)分别与所述环形腔体相连通。

9.根据权利要求4所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的传动机构包括：

凸轮轴(103)，其与所述电机(101)通过联轴器(102)相联接；

滚轮座(107)，其滑动设置在所述泵体(125)内，所述滚轮座(107)与所述柱塞(111)相贴合；

滚轮(106)，其设置在所述滚轮座(107)内，所述滚轮(106)与所述凸轮轴(103)中的凸轮相配合；

复位机构，其设置在所述的滚轮座(107)与所述柱塞(111)之间，用于所述柱塞(111)复位。

10.根据权利要求9所述的具有轴压力均衡的独立增压泵分布式自主制动系统，其特征在于：

所述的复位机构包括所述复位机构包括固定在所述滚轮座(107)上的弹簧座(108)，以及设置在所述的弹簧座(108)与所述的柱塞套(112)之间的回位弹簧(109)；所述柱塞(111)靠近所述滚轮座(107)的端头上设有卡接部，所述卡接部穿入所述弹簧座(108)并与所述弹簧座(108)相卡合，所述的滚轮座(107)与所述卡接部相贴合。

Images