一种高冗余智能集成式汽车线控电子液压制动系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车电子制动系统技术领域，特别是涉及一种高冗余智能集成式汽车线控电子液压制动系统。


背景技术：

2.随着车辆智能驾驶技术的不断发展，未来高等级自动驾驶将改善人们的出行方式。车辆的功能越来越多，制动系统的安全可靠更加重要，高冗余、高安全的线控制动技术是制动系统发展的必然趋势。电子液压制动系统 (ehb)是线控制动系统中的一种，有的ehb系统采用高压蓄能器为压力源、电磁阀控制调节压力，适配车型范围超越ibooster，能满足适用于吨位较大车辆，但是系统安全冗余度不够高，无法满足高等级车辆的制动技术发展要求。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高冗余智能集成式汽车线控电子液压制动系统，用高压蓄能器做为制动压力源，用电磁阀控制制动压力的大小，可以实现主动制动功能以及abs、esc功能，在主动制动功能基础上与其它汽车部件配合，可以实现制动能量回收、智能驾驶、无人驾驶等功能。本实用新型所采用的技术方案是：一种高冗余智能集成式汽车线控电子液压制动系统，包括电子控制单元、液压控制单元，电子控制单元与液压控制单元连接，电子控制单元集成了ehb和esc的功能电路；液压控制单元包括助力机构，助力机构包括电机、高压蓄能器，电机和高压蓄能器互为备份冗余，电机直接驱动柱塞泵提供助力制动，高压蓄能器通过储存的高压源提供助力制动。电机失效时，可以依靠高压蓄能器储存的高压源提供9脚以上0.3g以上的减速制动；高压蓄能器失效时，可以通过电机直接驱动柱塞泵提供助力制动；电机和高压蓄能器同时失效时，驾驶员踩下制动踏板即可进行机械制动；系统断电时，驾驶员踩下制动踏板即可进行机械制动；助力机构还包括柱塞泵、第四压力传感器、第三常开电磁阀、安全阀，柱塞泵与电机直接连接，电机驱动柱塞泵工作给高压蓄能器补充制动液；第四压力传感器与高压蓄能器连接，监测高压蓄能器的压力值；第三常开电磁阀、安全阀与高压蓄能器连接。
4.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
5.1.功能多样化：完全可以实现主动制动功能、防抱死功能、esc功能；在主动制动功能基础上与其它汽车部件配合，可以实现制动能量回收、智能驾驶、无人驾驶等功能；
6.2.系统具有高冗余、高安全性：在蓄能器失效时，可以通过电机直驱液压泵提供助力制动；在电机失效时，可以依靠蓄能器储存的高压源，在电机、蓄能器同时失效或整车断电的情况下，还可以依靠人工机械制动；
7.3.覆盖的车型范围更广：能适用于不同吨位的车型，燃油车及新能源汽车均可。
附图说明
8.图1为本专利提供的液压控制单元原理图；
9.其中，二级常闭电磁阀1、单向阀2、第一常开电磁阀3、第二常开电磁阀4、第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8、第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12、第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16、第一压力传感器17、储液罐18、主缸19、位移传感器20、第二压力传感器 21、第三压力传感器 22、柱塞泵23、电机24、第四压力传感器 25、第三常开电磁阀26、安全阀27、高压蓄能器28、踏板模拟器29。
具体实施方式
10.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
11.如图1所示为高冗余智能集成式汽车线控电子液压制动系统液压控制单元原理图，主要部件包括二级常闭电磁阀1、单向阀2、第一常开电磁阀3、第二常开电磁阀4、第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8、第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12、第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16、第一压力传感器17、储液罐18、主缸19、位移传感器20、第二压力传感器 21、第三压力传感器 22、柱塞泵23、电机24、第四压力传感器 25、第三常开电磁阀26、安全阀27、高压蓄能器28、踏板模拟器29。
12.当驾驶员踩下制动踏板意图实施制动时，位移传感器20将制动踏板位移信号反馈给电子控制单元，电子控制单元根据位移传感器20反馈的位移信号判断驾驶员的制动意图，电子控制单元控制电磁阀动作，根据位移信号给车轮施加不同的制动力来满足驾驶员的制动意图。具体实施细节如下：电子控制单元接收到位移传感器20反馈的位移信号，根据位移信号判断驾驶员制动意图，开启二级常闭电磁阀1，踩动制动踏板推动主缸19的制动液通过二级常闭电磁阀1进入踏板模拟器29，踏板模拟器29工作使驾驶员能够获得正常的踏板感反馈。开启二级常闭电磁阀1的同时，关闭第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4，防止主缸的制动液进入车辆轮缸影响踏板感和制动功能。在开启二级常闭电磁阀1、关闭第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4的同时，开启第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8，高压蓄能器28中的制动液分两路，一路通过第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6后再通过第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12进入车辆轮缸实现制动，另一路通过第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8后再通过第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10进入车辆轮缸实现制动。第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8和第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12为线性电磁阀，可以实现线性控制，根据位移传感器20反馈的位移信号，根据第一压力传感器17、第二压力传感器21、第三压力传感器22、第四压力传感器25反馈的各个部件的压力信号，电子控制单元控制电磁阀的开启关闭，本系统可以输出线性的制动压力。当驾驶员松开制动踏板结束制动时，电子控制单元根据位移传感器20反馈的位移信号，判断驾
驶员结束制动的意图，这时，第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8断电关闭，第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16通电开启，轮缸制动液通过第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16回到储液罐18，第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4通电关闭，二级常闭电磁阀1通电开启，踏板模拟器29中的制动液通过二级常闭电磁阀1再通过主缸19回到储液罐18。待制动液都回到储液罐18后，电子控制单元对所有电磁阀断电，完成本次常规制动。
13.当经过几次制动或者紧急制动后，高压蓄能器28压力下降至设定门限值时，第四压力传感器25将高压蓄能器28的压力值反馈至电子控制单元，电子控制单元给电机24发指令，电机24带动柱塞泵23工作给高压蓄能器28补充制动液，待高压蓄能器28压力恢复至设定目标值后，第四压力传感器25将高压蓄能器28的压力值反馈至电子控制单元，电子控制单元给电机24发指令停止工作。
14.当电子控制单元收到车辆发过来的主动制动要求信号后，电子控制单元控制电磁阀工作，第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4通电关闭，第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8通电开启，高压蓄能器28中的制动液分两路，一路通过第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6后再通过第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12进入车辆轮缸实现制动，另一路通过第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8后再通过第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10进入车辆轮缸实现制动。制动目标完成后，第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8断电关闭，第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4通电关闭，第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16通电开启，轮缸制动液通过第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16回到储液罐18，待制动液都回到储液罐18后，电子控制单元对所有电磁阀断电，完成本次主动制动。
15.当发生紧急制动或遇到湿滑路面车轮即将抱死时，电子控制单元接收到来自车辆轮速传感器轮速信号，判断车轮即将抱死。电子控制单元控制第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12和第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16动作，调节车轮的压力，使车轮不抱死。
16.当发生转向过度或者转向不足，车身即将失去稳定时，电子控制单元接收到来自车辆惯性单元的信号，判断车辆转向不足或者转向过度，需要干预。电子控制单元控制第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8、第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12和第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16工作，可以调节单个车轮压力，以保持车身稳定。
17.当发生高压蓄能器28失效损坏制动时，电子控制单元接收到来自第四压力传感器25的压力信号，判断高压蓄能器28发生损坏，电子控制单元启动高压蓄能器28损坏应急制动程序，同时发出蓄能器损坏报警信号。电子控制单元根据位移传感器20反馈的踏板位移信号判断驾驶员制动意图，电子控制单元控制电机直接驱动柱塞泵工作，同时控制电磁阀
动作，根据位移信号给车轮施加不同的制动力来满足驾驶员的制动意图。具体实施细节如下：电子控制单元接收到位移传感器20反馈的位移信号，根据位移信号判断驾驶员制动意图，开启二级常闭电磁阀1，踩动制动踏板推动主缸19的制动液通过二级常闭电磁阀1进入踏板模拟器29，踏板模拟器29工作使驾驶员能够获得正常的踏板感反馈。开启二级常闭电磁阀1的同时，关闭第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4，防止主缸的制动液进入车辆轮缸影响踏板感和制动功能。在开启二级常闭电磁阀1、关闭第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4的同时，关闭第三常开电磁阀26，隔断高压蓄能器28，开启第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8，电机24通电带动柱塞泵23工作，储液罐18中的制动液在柱塞泵23的驱动下分两路，一路通过第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6后再通过第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12进入车辆轮缸实现制动，另一路通过第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8后再通过第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10进入车辆轮缸实现制动。当驾驶员松开制动踏板结束制动时，电子控制单元根据位移传感器20反馈的位移信号，判断驾驶员结束制动的意图，这时第一增压常闭电磁阀5、第二增压常闭电磁阀6、第三增压常闭电磁阀7、第四增压常闭电磁阀8断电关闭，第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16通电开启，轮缸制动液通过第一减压常闭电磁阀13、第二减压常闭电磁阀14、第三减压常闭电磁阀15、第四减压常闭电磁阀16回到储液罐18，第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4通电关闭，二级常闭电磁阀1通电开启，踏板模拟器29中的制动液通过二级常闭电磁阀1再通过主缸19回到储液罐18。待制动液都回到储液罐18后，电子控制单元对所有电磁阀断电，完成本次常规制动。同时持续发出蓄能器损坏报警信号，提醒驾驶员小心驾驶尽快将车辆开往维修机构检查维修。
18.当发生电机24失效损坏制动时，电子控制单元根据电机的反馈判断电机损坏，电子控制单元启动电机24损坏应急制动程序，同时发出电机24损坏报警信号。电子控制单元根据位移传感器20反馈的踏板位移信号判断驾驶员制动意图，其制动工作过程与常规制动相同，在制动结束后电子控制单元持续发出报警信号，提醒驾驶员靠边停车，联系售后维修机构将车辆拖回维修。
19.当发生电机24与高压蓄能器28同时损坏或者系统断电需要人工紧急制动时，驾驶员踩下制动踏板推动主缸19活塞运动，二级常闭电磁阀1断电处于常闭状态，第一常开电磁阀3与第二常开电磁阀4断电处于常开状态，来自主缸19的制动液通过第一常开电磁阀3和第二常开电磁阀4，再分别通过第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12进入车辆轮缸完成人工紧急制动。完成制动目的后，松开制动踏板，轮缸制动液通过第一增压常开电磁阀9、第二增压常开电磁阀10、第三增压常开电磁阀11、第四增压常开电磁阀12后再通过第一常开电磁阀3和第二常开电磁阀4回到主缸19，再回到储液罐18中。在制动结束后电子控制单元持续发出报警信号，提醒驾驶员靠边停车，联系售后维修机构将车辆拖回维修。
20.以上具体实施方式仅用以说明本专利的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。