[发明专利]集成踏板位移测量的踏板解耦式电液复合制动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车制动系统，尤其是涉及一种集成踏板位移测量的踏板解耦式电液复合制动系统。

背景技术

汽车的制动系统在工作过程中，制动踏板位移反应了司机制动操纵意图，为此，传动汽车电动化改装或电动汽车研发过程中，均需安装制动踏板位移传感器。制动踏板力和制动踏板行程构成的踏板力-行程踏板特性，是评价制动系统制动感觉的重要指标。

纯电动、混合动力和燃料电池电动汽车等电动汽车突出的优点之一是能够实现再生制动能量回收，即在制动时将汽车行驶的部分动能通过传动系统传递给电机，电机以发电方式工作，为电池充电，实现制动能量的再生利用。电动汽车采用再生制动可获得以下几方面的好处：1)有效回收车辆制动时原本以热能消耗的能量，对提高整车经济性，延长电动汽车的续驶里程起到积极的作用；2)在能量回收的过程中，电机以发电方式工作可产生车辆制动时所需的部分制动力，在低制动强度下，可以仅靠再生制动力进行制动；3)减少摩擦片的使用频率，延长机械制动系统的使用寿命。由于电动机回馈制动转矩受到电机外特性和蓄电池充电特性限制，在较高附着系数路面或高速紧急制动时，无法满足车辆制动需求。与机械摩擦制动相结合构成的电液复合制动系统，可充分发挥两者的优势。电液复合制动系统提高了整车制动系统的响应速度和控制精度，有利于保证车辆制动安全。

制动踏板感觉是电液复合制动系统核心内容之一，它直接关系到车辆制动安全和驾驶舒适度。传统制动系统中，驾驶员脚踩制动踏板的作用力直接反映在制动钳或制动蹄上；电液复合制动系统中，制动信号不同于传统液压气动制动系统，驾驶员制动信号与制动执行机构之间不存在机械或液压形式的连接，取而代之的是安装在制动踏板上的传感器。引入回馈制动后，如何保证车辆制动效能、保持原有制动感觉是电液复合制动系统解决的首要问题。

回馈制动力和机械制动力协调控制，回馈制动与车辆稳定性集成控制等策略研究亦与电液复合制动系统结构有关。电液复合制动系统制动能量回收能力和控制策略制定主要受电气系统和液压控制系统的影响，其中，电气系统受到电机外特性和电池充电功率限制。随着研究投入和技术发展，应用于电液复合制动的动力总成系统中电机及蓄电池选型、匹配和控制技术相对成熟，满足上述需求的液压制动系统将成为电液复合制动系统设计的重点和难点。

国外大多由汽车生产厂商和制动安全零部件供应商在其现有制动系统基础进行改造和升级，并成功用于新能源汽车，如MANDO基于高级ESC提出了可用于混合动力电动汽车的电控液压制动系统解决方案，该系统由ESC液压控制单元、真空管理模块、传动制动主缸和助力器等组成，在对驱动电机、线性电磁阀和液压泵等特性研究基础上，通过前馈-反馈控制技术实现了液压制动和能量回馈制动的协调控制，具备良好的制动踏板感觉和较好的NVH特性，当电气失效时还具备传统液压制动备份功能；Toyota在车身稳定性控制系统VSC基础上开发了可与液压制动协调控制的电子控制制动系统ECB，成功应用于Prius车型，并随Prius车型换代而不断升级改进；Honda开发了具备制动踏板感觉模拟和主缸压力调节功能的集成式制动主缸，其中，制动踏板感觉模拟器由柱形橡胶和弹簧构成，压力调节功能由高压源、调节阀和4个电磁阀等组成，已应用于混合动力车Civic Hybrid；Nissan设计了具有电动助力功能的制动主缸，助力机构由电机及减速机构、滚珠丝杠和轴承，通过控制电机的旋转方向和速度实现主缸压力的控制，同时基于该制动主缸设计了摩擦力制动系统，并设计了与电机回馈制动协调控制流程。

上述系统在传统制动系统结构基础上进行修改，以满足电液复合制动系统要求，并已经应用于新能源汽车。但上述方案中，均利用传统的制动踏板位移传感器来识别司机操作意图，不便于传统制动系统改装，且有的改进后结构较为复杂，对制造工艺要求极高；有的系统要求控制逻辑复杂，实现成本较高；有的仍然保留真空助力器，但需要额外增加真空泵。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成踏板位移测量的，具备主、被动助力的，并能够实现液压制动和电机回馈制动协调控制的踏板解耦式汽车电液复合制动系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

集成踏板位移测量的踏板解耦式电液复合制动系统，

包括复合制动控制单元、液压制动子系统及电机回馈制动子系统，

所述的液压制动子系统由集成式制动主缸总成和液压控制单元组成，

所述的集成式制动主缸总成由集成式制动主缸和高压油源组成，