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CN201208960Y - 车辆电液线控制动系统执行机构 - Google Patents

车辆电液线控制动系统执行机构 Download PDF

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郭立书
张正兵
施正堂
李亮成
鲍庆坤
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    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
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Abstract

本实用新型公开了一种车辆电液线控制动系统执行机构。包括液压控制单元、制动踏板单元和制动器，液压控制单元包括电动液压泵、单向阀、蓄能器、安全阀及四套结构相同的分别控制各自制动器的减压电磁阀、增压电磁阀、切换电磁阀；制动踏板单元包括储油杯、制动踏板、制动主缸、模拟器控制电磁阀和踏板行程模拟器。正常制动时，电控单元通过对增压电磁阀和减压电磁阀通断电的控制，使各制动器处于增压、减压或保压状态。当制动系统失效时，车辆制动力直接由制动踏板力决定。本实用新型具有防止ABS工作时制动踏板“抖动”、制动响应更快、制动压力上升梯度更大、可集成ABS、TCS、ESP及BAS功能等优点，适用于混合动力汽车及电动汽车。

Description

车辆电液线控制动系统执行机构
技术领域
本实用新型涉及车辆电液线控制动系统，尤其是一种涉及车辆电液线控制动系统的执行机构。
背景技术
随着我国高速公路通车里程不断增加，汽车平均时速不断提高，如何使高速行驶的车辆在尽可能短的距离内安全、稳定地减速或停车是目前急需解决的问题。
以常见的真空助力式伺服液压制动系统为例，其工作原理是：驾驶员踩下制动踏板后，真空助力器的推杆产生位移，该位移量直接决定了真空助力器的控制阀开度，由该开度引起的真空助力和由制动踏板力产生的推杆力通过真空助力器的顶杆共同施加在制动主缸内部的活塞上，从而使制动管路内形成制动压力，最终迫使制动卡钳内的活塞推动制动块夹紧制动盘。
由于制动踏板力通过制动管路传递，因此ABS工作时液压泵产生的压力波动会使制动踏板出现“抖动”现象，从而使缺乏经验的驾驶员在紧急制动时不自觉地减小踏板力，导致制动距离增加。
目前，大多数车辆在液压制动系统失效的情况下，通常采用手制动器作为应急制动系统，如果遇到紧急情况，从脚制动转移到手制动耽误的时间将是致命的。
一般而言，真空助力器的控制阀开度越大，真空助力也越大，但真空助力器内部的真空度受发动机工况的影响，助力能力有限，且在发动机不工作时，真空助力器只能完成一次最大助力；另一方面，由于在制动踏板和制动器之间安装了真空助力器和制动主缸，制动踏板的空行程将明显减慢车辆制动的反应速度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种车辆电液线控制动系统执行机构，在电子控制单元和各类传感器的配合下，可以有效克服传统液压制动系统的上述缺点。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：
包括液压控制单元、制动踏板单元和制动器，其中：
1)液压控制单元：包括电动液压泵、单向阀、蓄能器、安全阀及四套结构相同的分别控制各自制动器的减压电磁阀、增压电磁阀、切换电磁阀；左前轮制动器、右后轮制动器的应急制动管路及连接有踏板行程模拟器的液压管路汇成一路后与制动主缸上的一个出油孔相连，右前轮制动器、左后轮制动器的应急制动管路汇成一路后与制动主缸上的另一个出油孔相连，每个制动器的应急制动管路上都装有一个二位二通的常开切换电磁阀，四个制动器的增压管路汇成一路后与蓄能器相连，每个制动器的增压管路上都装有一个二位二通的常闭增压电磁阀，上述二位二通的常闭增压电磁阀与蓄能器之间安装有一个蓄能器压力传感器，电动液压泵的输出端及安全阀的导通端汇成一路后与蓄能器相连，电动液压泵的输入端及安全阀的另一端汇成一路后与储油杯相连，电动液压泵的输出端与蓄能器之间的分路上安装有一个使蓄能器一侧制动液截止的单向阀，四个制动器的减压管路汇成一路后与储油杯相连，每个制动器的减压管路上都装有一个二位二通的常闭减压电磁阀，每个制动器的且存在并联关系的减压电磁阀、增压电磁阀和切换电磁阀与对应的制动器之间安装有一个压力传感器。
2)制动踏板单元：包括储油杯、制动踏板、制动主缸、模拟器控制电磁阀和踏板行程模拟器；制动主缸的两个进油孔与储油杯相连，制动主缸的推杆直接与安装有踏板行程传感器的制动踏板相连，制动主缸的一个出油孔经二位二通的常闭的模拟器控制电磁阀与踏板行程模拟器连接。
所述的踏板行程模拟器包括第一活塞、皮碗、第一回位弹簧、第二活塞、橡胶块、缸体、第二回位弹簧、弹簧座、孔用弹性挡圈；呈阶梯孔形状的缸体的小端开有一个进油孔，缸体内沿进油孔向里依次装有第一活塞、第二活塞、弹簧座和限制弹簧座轴向位移的孔用弹性挡圈，第一活塞和第二活塞之间装有第一回位弹簧，第二活塞和弹簧座之间装有第二回位弹簧，第一活塞的一侧端面与缸体的靠近进油孔一侧的端面贴合且第一活塞上装有使进油孔一侧制动液截止的皮碗，第二活塞的一侧端面与缸体的中间端面贴合且第二活塞靠近第二回位弹簧一侧的端面内装有橡胶块。
本实用新型具有的有益效果是：
1)正常制动时，传递制动踏板力的液压管路与其他液压管路彼此独立，这样可以消除如上文所述的制动踏板“抖动”现象，避免了缺乏经验的驾驶员在紧急制动时不自觉地减小踏板力的情况发生。
2)当增压管路不能建立制动压力时，传递制动踏板力的液压管路在各个切换电磁阀和模拟器控制电磁阀的配合下，直接连通制动器，这样可以使应急制动的实施更为迅速，同时在手制动器的配合下制动效能可以更高。
3)取消了传统车辆液压制动系统中的真空助力器，增加了存储高压制动液的蓄能器，从而使制动能力不再受发动机工况的影响，制动响应更加迅速，制动压力上升梯度更大。
4)四个制动器的压力被独立分配，这样可以通过压力传感器的反馈信号及增压电磁阀和减压电磁阀的通断来精确而实时地控制每个车轮的制动力，为实现防抱死制动系统ABS、牵引力控制系统TCS、电子稳定程序ESP、制动器辅助系统BAS及混合动力汽车能量回收等功能提供了硬件上的准备。
总之，本实用新型弥补了传统液压制动系统的诸多不足，极大提高了车辆的制动性能，从而为用户提供了更加安全和舒适的驾乘环境。
附图说明
图1是本实用新型车辆电液线控制动系统执行机构的工作原理图。
图2是图1中的踏板行程模拟器106的结构示意图。
图3是安装有本实用新型的车辆的制动踏板力和制动踏板位移的关系图。
图中：101、储油杯，102、踏板行程传感器，103、制动踏板，104、制动主缸，105、模拟器控制电磁阀，106、踏板行程模拟器，107、电动液压泵，108、单向阀，109、蓄能器压力传感器，110、蓄能器，111、安全阀，112、左前轮减压电磁阀，113、左前轮增压电磁阀，114、左前轮切换电磁阀，115、左前轮压力传感器，116、左前轮制动器，117、右前轮减压电磁阀，118、右前轮增压电磁阀，119、右前轮切换电磁阀，120、右前轮压力传感器，121、右前轮制动器，122、左后轮减压电磁阀，123、左后轮增压电磁阀，124、左后轮切换电磁阀，125、左后轮压力传感器，126、左后轮制动器，127、右后轮减压电磁阀，128、右后轮增压电磁阀，129、右后轮切换电磁阀，130、右后轮压力传感器，131、右后轮制动器，201、第一活塞，202、皮碗，203、第一回位弹簧，204、第二活塞，205、橡胶块，206、缸体，207、第二回位弹簧，208、弹簧座，209孔用弹性挡圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型包括液压控制单元、制动踏板单元和制动器，其中：
如图1所示，液压控制单元：包括电动液压泵107、单向阀108、蓄能器110、安全阀111及四套结构相同的分别控制各自制动器的减压电磁阀、增压电磁阀、切换电磁阀；左前轮制动器116、右后轮制动器131的应急制动管路及连接有踏板行程模拟器106的液压管路汇成一路后与制动主缸104上的一个出油孔相连，右前轮制动器121、左后轮制动器126的应急制动管路汇成一路后与制动主缸104上的另一个出油孔相连，每个制动器的应急制动管路上都装有一个二位二通的常开切换电磁阀，四个制动器的增压管路汇成一路后与蓄能器110相连，每个制动器的增压管路上都装有一个二位二通的常闭增压电磁阀，上述二位二通的常闭增压电磁阀与蓄能器110之间安装有一个蓄能器压力传感器109，电动液压泵107的输出端及安全阀111的导通端汇成一路后与蓄能器110相连，电动液压泵107的输入端及安全阀111的另一端汇成一路后与储油杯101相连，电动液压泵107的输出端与蓄能器110之间的分路上安装有一个使蓄能器110一侧制动液截止的单向阀108，四个制动器的减压管路汇成一路后与储油杯101相连，每个制动器的减压管路上都装有一个二位二通的常闭减压电磁阀，每个制动器的且存在并联关系的减压电磁阀、增压电磁阀和切换电磁阀与对应的制动器之间安装有一个压力传感器。
如图2所示，制动踏板单元：包括储油杯101、制动踏板103、制动主缸104、模拟器控制电磁阀105和踏板行程模拟器106；制动主缸104的两个进油孔与储油杯101相连，制动主缸104的推杆直接与安装有踏板行程传感器102的制动踏板103相连，制动主缸104的一个出油孔经二位二通的常闭的模拟器控制电磁阀105与踏板行程模拟器106连接。
所述的踏板行程模拟器106包括第一活塞201、皮碗202、第一回位弹簧203、第二活塞204、橡胶块205、缸体206、第二回位弹簧207、弹簧座208、孔用弹性挡圈209；呈阶梯孔形状的缸体206的小端开有一个进油孔，缸体206内沿进油孔向里依次装有第一活塞201、第二活塞204、弹簧座208和限制弹簧座209轴向位移的孔用弹性挡圈209，第一活塞201和第二活塞204之间装有第一回位弹簧203，第二活塞204和弹簧座208之间装有第二回位弹簧207，第一活塞201的一侧端面与缸体206的靠近进油孔一侧的端面贴合且第一活塞201上装有使进油孔一侧制动液截止的皮碗202，第二活塞204的一侧端面与缸体206的中间端面贴合且第二活塞204靠近第二回位弹簧207一侧的端面内装有橡胶块205。
本实用新型的工作原理如下：
制动系统不工作时，各电磁阀处于断电状态即图1所示状态，不管制动系统是否工作，当蓄能器110中的制动液压力低于蓄能器压力传感器109规定的最低压力时，电动液压泵107开始工作，直到蓄能器110中的制动液压力达到蓄能器压力传感器109规定的最高压力，当蓄能器110中的制动液压力高于安全压力时，高压制动液迫使安全阀111打开，直到蓄能器110中的制动液压力低于安全压力，与电动液压泵107输出端相连的单向阀108对蓄能器110中的高压制动液起截止作用；正常制动时，各切换电磁阀通电后关闭，模拟器控制电磁阀105通电后打开，此时传递制动踏板力的液压管路与其他液压管路彼此独立并通过模拟器控制电磁阀105与图2所示的缸体206右侧的进油孔相连，制动踏板103需要克服制动踏板扭簧的预紧力、主缸104内的活塞回位弹簧预紧力、图2所示第一回位弹簧203的预紧力等才能产生位移，如图3的OA段所示，当制动踏板103开始产生位移时，踏板力主要是克服制动踏板扭簧、主缸104内的活塞回位弹簧和第一回位弹簧203的反力，踏板力和踏板位移的关系如图3的AB段所示，此阶段，第二活塞204受第二回位弹簧207的预紧力作用未产生轴向位移，第一活塞201逐渐靠近第二活塞204直至达到贴合状态即图3所示的B点，当制动踏板103接着产生位移时，踏板力主要是克服第二回位弹簧207的反力，踏板力和踏板位移的关系如图3的BC段所示，此阶段，第二活塞204逐渐靠近弹簧座208直至橡胶块205与弹簧座208达到贴合状态即图3所示的C点，当制动踏板103继续产生位移时，踏板力主要是克服第二回位弹簧207和橡胶块205的反力，踏板力和踏板位移的关系如图3的CD段所示，D点对应的踏板力大于人能施加的极限踏板力，图3所示的踏板力和踏板位移的关系保证了驾驶员能够获得与传统制动系统相似的“制动脚感”，在制动踏板103生产位移的过程中，电子控制单元根据踏板行程传感器102、各制动器压力传感器及其它相关传感器的反馈信号进行判断和决策，当需要增压时，电子控制单元通过对各增压电磁阀的控制使蓄能器110中的高压制动液注入到各制动器中并最终增大到所需的制动压力，当需要减压时，电子控制单元通过对各减压电磁阀的控制使各制动器中的高压制动液返回到储油杯101中并最终减小到所需的制动压力，当需要保压时，电子控制单元通过对各增压电磁阀和减压电磁阀的控制使各制动器中的制动液保持在所需的制动压力；当某个或某几个制动器无法建立制动压力时，电子控制单元使对应的切换电磁阀和模拟器控制电磁阀105断电，此时传递制动踏板力的液压管路与对应制动器的应急制动管路连通，对应车轮承受的制动力直接由驾驶员施加的制动踏板力决定。
上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何在本实用新型基础上简单变换后的结构均属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种车辆电液线控制动系统执行机构，包括液压控制单元、制动踏板单元和制动器，其特征在于：
1)液压控制单元：包括电动液压泵(107)、单向阀(108)、蓄能器(110)、安全阀(111)及四套结构相同的分别控制各自制动器的减压电磁阀、增压电磁阀、切换电磁阀；左前轮制动器(116)、右后轮制动器(131)的应急制动管路及连接有踏板行程模拟器(106)的液压管路汇成一路后与制动主缸(104)上的一个出油孔相连，右前轮制动器(121)、左后轮制动器(126)的应急制动管路汇成一路后与制动主缸(104)上的另一个出油孔相连，每个制动器的应急制动管路上都装有一个二位二通的常开切换电磁阀，四个制动器的增压管路汇成一路后与蓄能器(110)相连，每个制动器的增压管路上都装有一个二位二通的常闭增压电磁阀，上述二位二通的常闭增压电磁阀与蓄能器(110)之间安装有一个蓄能器压力传感器(109)，电动液压泵(107)的输出端及安全阀(111)的导通端汇成一路后与蓄能器(110)相连，电动液压泵(107)的输入端及安全阀(111)的另一端汇成一路后与储油杯(101)相连，电动液压泵(107)的输出端与蓄能器(110)之间的分路上安装有一个使蓄能器(110)一侧制动液截止的单向阀(108)，四个制动器的减压管路汇成一路后与储油杯(101)相连，每个制动器的减压管路上都装有一个二位二通的常闭减压电磁阀，每个制动器的且存在并联关系的减压电磁阀、增压电磁阀和切换电磁阀与对应的制动器之间安装有一个压力传感器。
2)制动踏板单元：包括储油杯(101)、制动踏板(103)、制动主缸(104)、模拟器控制电磁阀(105)和踏板行程模拟器(106)；制动主缸(104)的两个进油孔与储油杯(101)相连，制动主缸(104)的推杆直接与安装有踏板行程传感器(102)的制动踏板(103)相连，制动主缸(104)的一个出油孔经二位二通的常闭的模拟器控制电磁阀(105)与踏板行程模拟器(106)连接。
2、根据权利要求1所述的一种车辆电液线控制动系统执行机构，其特征在于：所述的踏板行程模拟器(106)包括第一活塞(201)、皮碗(202)、第一回位弹簧(203)、第二活塞(204)、橡胶块(205)、缸体(206)、第二回位弹簧(207)、弹簧座(208)、孔用弹性挡圈(209)；呈阶梯孔形状的缸体(206)的小端开有一个进油孔，缸体(206)内沿进油孔向里依次装有第一活塞(201)、第二活塞(204)、弹簧座(208)和限制弹簧座(209)轴向位移的孔用弹性挡圈(209)，第一活塞(201)和第二活塞(204)之间装有第一回位弹簧(203)，第二活塞(204)和弹簧座(208)之间装有第二回位弹簧(207)，第一活塞(201)的一侧端面与缸体(206)的靠近进油孔一侧的端面贴合且第一活塞(201)上装有使进油孔一侧制动液截止的皮碗(202)，第二活塞(204)的一侧端面与缸体(206)的中间端面贴合且第二活塞(204)靠近第二回位弹簧(207)一侧的端面内装有橡胶块(205)。
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