二級助力比無電機液壓制動系統的制作方法

本發明機動車制動領域，具體適用于低速電動車中的一種二級助力比無電機液壓制動系統及其制動方法。

背景技術：

目前，低速電動車中慣常使用的制動系統包括如下特點：

1、使用電動真空泵、真空助力器方案；

2、不使用助力器，踏板直接帶動制動主缸；

3、使用EHB、HAS等電控液壓制動系統。

如上三種技術方案在低速電動車的使用中而言，會出現如下一些技術問題：

1、使用電動真空泵、真空助力器方案，安裝空間要求相對較大，存在一定噪音；

2、不使用助力器，踏板直接帶動制動主缸，制動強度受限制；

3、使用EHB、HAS、WBS等電控液壓制動系統，成本過高，存在一定噪音。

本發明就是為為了解決上述問題而進行設計的。

技術實現要素：

本發明主要針對低速電動車對于安裝空間、成本控制、噪音等特殊要求，以及保證必需的制動強度而設計的一種二級助力比液壓制動系統，同其它方案相比，在各指標上具有較好的平衡性。

具體的本發明提供了一種二級助力比無電機液壓制動系統，所述的二級助力比液壓制動系統包括制動踏板，主缸A，油壺，常開閥，常閉閥，主缸B，壓力傳感器，控制單元與制動分泵；

所述主缸B包括有兩個缸，分別為大缸與小缸；

所述制動踏板與主缸A相連，主缸A上連接有油壺且分別與常開閥、常閉閥相連，所述常開閥與常閉閥的另一端分別與主缸B的小缸與大缸相連；所述主缸B的大缸與制動分泵相連；上述的連接方式均為管道連接；

所述的大缸與制動分泵的管道上安裝有壓力傳感器，所述常開閥、常閉閥以及壓力傳感器均與控制單元相連，所述的連接方式為電路連接。

優選地、所述的二級助力比無電機液壓制動系統中的主缸A的缸徑與主缸B 的小缸缸徑一致，主缸B的大缸的缸徑大于主缸A。

優選地，所述的二級助力比無電機液壓制動系統中的控制單元包括有信號處理電路、CPU、閥驅動電路、電源管理電路以及診斷電路。

優選地，所述的二級助力比無電機液壓制動系統中的信號處理電路用于處理制動壓力信號并傳遞給CPU；

所述閥驅動電路接收CPU的控制信號，并驅動常開閥和常閉閥的線圈；

所述電源管理電路負責將系統供電進行電壓變換，提供給其它各模塊，并處理點火開關電壓和系統休眠；

所述診斷電路對其它各模塊進行監測，并傳遞給CPU；

所述CPU負責處理制動液壓力值、診斷電路輸出狀態，并進行邏輯計算，進一步輸出控制信號給閥驅動電路。

一種采用上述的二級助力比無電機液壓制動系統的制動方法，所述制動踏板具備一定杠桿放大比，可初步放大駕駛員的制動力；

所述主缸A為缸徑較小的主缸，當駕駛員踩制動踏板時，獲得足夠高的制動壓力；主缸B與常開閥連接的一側缸徑與主缸A一致，用于等比例傳遞駕駛員踩制動踏板的力和行程，而其另一側具有更大的缸徑，可以在較小的制動踏板行程時，輸出更多的制動液，用于縮短初段制動時的行程；

所述常開閥和常閉閥用于切換兩級助力比；控制單元用于采集制動液壓力信號，并進行分析后確定采用何種助力比，在駕駛員踩下制動踏板的初段，采用較小的助力比，可在較小的踏板行程時，輸出足夠的制動液，用于抵消制動盤和摩擦片的間隙，由于此時制動液壓力很低，因此增加的駕駛員輸出力不大；在駕駛員踩下制動踏板的末段，采用較大的助力比，可在一定的駕駛員輸出力時，獲得足夠的制動液壓力；

所述控制單元最終控制常開閥和常閉閥的狀態，制動分泵用于將制動液壓力轉變為制動夾緊力。

優選地，所述的采用二級助力比無電機液壓制動系統的制動方法的兩種助力比的切換過程為：

常開閥和常閉閥都沒有促動時，主缸A的制動液輸出至主缸B的小缸，并推動主缸B的活塞運動，從而在主缸B的大缸一側輸出更多的制動液；常開閥和常閉閥都促動時，常開閥隔離，常閉閥聯通，主缸A中的制動液直接輸出，從而獲得更大的制動液壓力，通過控制常開閥和常閉閥，即可在兩種助力比之間 進行切換。

本發明實現了無電機、無真空助力前提下的二級助力比液壓制動，具有成本低、執行機構可靠性高、無電機或電動真空泵噪音的特點，適合低速電動車使用。

采用雙主缸結構，一方面實現了二級的液壓制動助力比；另一方面主缸缸體可實現固定位置要求。

采用雙控制閥結構，其中一路為常開閥、另一路為常閉閥，實現了液壓制動助力比的切換功能；另外，當出現控制單元失效、系統斷電等緊急情況時，系統可保證較小助力比制動功能不受影響、制動液輸出量充足，在駕駛員踩下制動踏板力足夠大的前提下，車輛仍能夠實現安全的制動減速度。

采用制動液壓力傳感器，實時采集制動液壓力，并通過差分計算制動液壓力變化率，根據制動液壓力、制動液壓力變化率，判斷制動處于初段還是末段。

采用控制單元進行制動液壓力信號處理、邏輯計算、常開閥/常閉閥控制，可實現對助力比切換時機和切換動態過程的微調，從何實現更好的制動舒適性、制動效能的平衡性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的原理結構示意圖。

圖2為本發明的制動過程中制動液壓力與駕駛員輸出力的關系示意圖。

圖3為本發明中的控制單元電路示意圖。

標號說明：1、制動踏板；2、主缸A；3、油壺；4、常開閥；5、常閉閥；6、主缸B；61、小缸；62、大缸；7、壓力傳感器；8、控制單元；9、制動分泵。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

實施例

如圖1所示，該發明所提供的二級助力比液壓制動系統包括制動踏板1，主 缸A2，油壺3，常開閥4，常閉閥5，主缸B6，壓力傳感器7，控制單元8與制動分泵9；主缸B6包括有兩個缸，分別為大缸62與小缸61；所述制動踏板1與主缸A2相連，主缸A2上連接有油壺3且分別與常開閥4、常閉閥5相連，所述常開閥4與常閉閥5的另一端分別與主缸B6的小缸61與大缸62相連；所述主缸A2的缸徑與主缸B6的小缸61缸徑一致，主缸B6的大缸62的缸徑大于主缸A2。所述主缸B6的大缸62與制動分泵9相連；上述的連接方式均為管道連接；所述的大缸62與制動分泵9的管道上安裝有壓力傳感器7，所述常開閥4、常閉閥5以及壓力傳感器7均與控制單元8相連，所述的連接方式為電路連接；所述控制單元8包括有信號處理電路、CPU、閥驅動電路、電源管理電路以及診斷電路。

其中，制動踏板具備一定杠桿放大比，可初步放大駕駛員的制動力；主缸A為缸徑較小的主缸，可以在駕駛員踩制動踏板時，獲得足夠高的制動壓力；主缸B與常開閥連接的一側缸徑與主缸A一致，用于等比例傳遞駕駛員踩制動踏板的力和行程，而其另一側具有更大的缸徑，可以在較小的制動踏板行程時，輸出更多的制動液，用于縮短初段制動時的行程；油壺用于提供制動液；常開閥和常閉閥用于切換兩級助力比；控制單元用于采集制動液壓力信號，并進行分析后確定采用何種助力比，最終控制常開閥和常閉閥的狀態；分泵用于將制動液壓力轉變為制動夾緊力。

在駕駛員踩下制動踏板的初段，采用較小的助力比，可在較小的踏板行程時，輸出足夠的制動液，用于抵消制動盤和摩擦片的間隙。由于此時制動液壓力很低，因此增加的駕駛員輸出力不大。

在駕駛員踩下制動踏板的末段，采用較大的助力比，可在一定的駕駛員輸出力時，獲得足夠的制動液壓力。

兩種助力比的切換：常開閥和常閉閥都沒有促動時，主缸A的制動液輸出至主缸B與常開閥連接的一側，并推動主缸B的活塞運動，從而在主缸B的另一側輸出更多的制動液；常開閥和常閉閥都促動時，常開閥隔離，常閉閥聯通，主缸A中的制動液直接輸出，從而獲得更大的制動液壓力。因此，通過控制常開閥和常閉閥，即可在兩種助力比之間進行切換。

切換邏輯：使用壓力傳感器判斷制動處于初段還是末段，原理是當制動盤和摩擦片的間隙消除后，壓力傳感器的輸出會急劇變大。

如圖2所示，橫坐標為駕駛員輸出力，縱坐標為制動液壓力。可見，該二級助力比液壓制動系統可實現初段、末段的不同制動力需求，初段、末段的切換 時機可根據要求進行靈活調整，已實現更好的踏板舒適性和制動效能之間的平衡性。

在打開常閉閥時，為了減少兩種助力比切換時的制動踏板反饋變化，采用了100Hz，占空比30％-100％線性變化的PWM控制。

切換邏輯：使用壓力傳感器判斷制動處于初段還是末段，原理是當制動盤和摩擦片的間隙消除后，壓力傳感器的輸出會急劇變大。

如圖3所示，其中：信號處理電路用于處理制動壓力信號并傳遞給CPU；閥驅動電路接收CPU的控制信號，并驅動常開閥和常閉閥的線圈；電源管理電路負責將系統供電進行電壓變換，提供給其它各模塊，并處理點火開關電壓和系統休眠；診斷電路對其它各模塊進行監測，并傳遞給CPU；CPU負責處理制動液壓力值、診斷電路輸出狀態等，并進行邏輯計算，進一步輸出控制信號給閥驅動電路。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。