[发明专利]压电式油路控制阀及车辆电子液压制动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电式油路控制阀及车辆电子液压制动系统，属于车辆制动技术领域。

背景技术

制动系统是汽车的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能及生命财产安全，包括行车制动器、驻车制动器和辅助制动器。行车制动器为汽车主制动器，一般采用鼓式或盘式摩擦制动方式，将汽车的动能、势能通过摩擦转化为热能，实现汽车减速或制动的目的。虽然传统液压式、气压式行车制动器能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着响应速度慢、不可主动调节、不易于集成控制等不足之处，不适合当前汽车的发展要求。

电子液压制动系统(EHB)是线控制动系统中的一种，由制动踏板模块、电子控制模块、液压控制模块等组成，取消了制动踏板与制动轮缸之间的直接相连，以电线为信息传递媒介，控制单元根据制动踏板位置传感器信号识别驾驶员制动意图控制执行机构动作，使蓄能器中的高压制动液进入轮缸或轮缸中的制动液回到储液器，实现对车轮制动力的控制。EHB系统具有结构紧凑、性能优越及易于集成控制等特点，弥补了传统制动系统结构原理上的不足，代表着汽车行车制动器的发展趋势之一。目前，EHB系统普遍采用电磁阀作为执行机构，通过给电磁线圈通电或断电使阀芯移动，接通或断开液压管路。但是，电磁线圈的通电、断电存在磁滞现象，影响着EHB系统制动压力调节的动态特性，进而影响了EHB系统的控制精度及制动性能。

基于逆压电效应的压电式油路控制阀具有极高的动态响应性能，可以提高制动压力调节的频率及控制精度。但是，至目前为止，还鲜有提及带有压电式油路控制阀的电子液压制动系统。此外，制动能量再生是汽车节约能源的重要措施，而应急制动功能一直是线控制动系统的一个主要问题。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种压电式油路控制阀，它能提高EHB系统制动压力调节的频率及控制精度，从而提高EHB系统的动态响应性能与制动性能。

    为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种压电式油路控制阀，它包括位移放大机构、螺塞、壳体、活塞、回位弹簧、阀芯和当施加外电场其产生在阀芯轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向推动力的压电元件，螺塞通过螺纹连接在壳体上，活塞和压电元件位于壳体内，位移放大机构包括至少两级位移放大单元，每级位移放大单元包括位移放大杠杆、固定铰链和凸点，位移放大杠杆的固定端与相对应的固定铰链活动连接以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点设置在位移放大杠杆的自由端部上，并且该凸点与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和固定铰链之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆上的凸点与阀芯相抵接，所述的活塞的一侧抵接在第一级位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和固定铰链之间的部位上，所述的活塞的另一侧与压电元件相抵接，壳体上开有相连通的进油口和出油口，阀芯也位于壳体内，该阀芯和壳体上设置有一对限流部，其相互配合并且当接触时断开进油口和出油口之间的液压通路，当分离时接通进油口和出油口之间的液压通路，回位弹簧的一端与螺塞相抵接，另一端与阀芯相抵接以便推动阀芯轴向移动。

进一步，所述的压电元件具有多组主要由压电陶瓷层以及分别形成在压电陶瓷层两侧的正电极层和负电极层构成的压电单元件，并且正电极层和负电极层依次电性连接。

进一步，所述的壳体上设置有连接插头，所述的正电极层和负电极层依次电性连接后与连接插头相连接。

进一步，所述的壳体内安装有底座，所述的位移放大机构包括两级位移放大单元，第一级位移放大单元的位移放大杠杆通过相对应的固定铰链铰接在底座上，第二级位移放大单元的位移放大杠杆通过相对应的固定铰链铰接在壳体上。

本发明还提供一种采用该压电式油路控制阀的电子液压制动系统，它包括车轮制动器、储液器、蓄能器、进油控制阀、回油控制阀、控制单元和压力传感器，所述的压电式油路控制阀有两个，其中一个为进油控制阀，另一个为回油控制阀，所述进油控制阀的进油口与蓄能器的出油口相连通，进油控制阀的出油口与车轮制动器的轮缸相连接，回油控制阀的进油口与车轮制动器的轮缸相连接，回油控制阀的出油口与储液器相连接，压力传感器连接在车轮制动器上，并且压力传感器的信号输出端与控制单元相连接，其用于采集车轮制动器的制动液压力并将其反馈给控制单元，控制单元根据压力传感器所反馈的控制信号选择控制进油控制阀和回油控制阀的得失电。