[发明专利]一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车制动系统技术领域，具体来说，是一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统。

背景技术

汽车制动系统与汽车的安全性密切相关。除传统的真空助力式、电动助力式伺服制动系统以及在它们的基础上发展起来的制动防抱死系统(ABS)外，近年来人们关注的新型制动系统还包括线控制动系统，如电子液压制动系统(EHB)和电子机械式制动系统(EMB)。线控制动系统可以灵活地协调摩擦制动与回馈制动，也可方便地实现主动制动（所谓“主动制动”，系指在未踩下制动踏板1的情况下对部分或全部车轮所施加的制动）。线控制动系统在满足制动能量回收、主动避撞等系统对制动系统的要求方面要优于传统的液压制动系统。

目前汽车液压制动系统大多仍采用真空助力，少数汽车采用电动助力（如日产汽车公司的e-ACT制动系统）等其它形式的助力装置。与真空助力相比，电动助力制动系统的助力大小可控，当需要制动能量回收时，可控制助力电机根据需要实现少助力或不助力，以降低主缸压力输出、尽可能减少摩擦制动器的参与程度，故制动能量回收率更高。

线控制动系统取消了传统制动系统的机械连接，具有结构更简单、控制更灵活、响应时间更短、制动性能更好、维护简单等特点。除EHB和EMB外，近年来提出的线控制动系统还包括模块集成式制动系统(IBS)。为提高失效防护功能，线控制动系统的电子控制系统一般都具有较传统制动系统更为严格的故障诊断和容错功能。

目前已由多种结构形式的EHB应用于量产汽车，如博世公司的电液制动控制（SBC）系统、丰田汽车公司的ECB系统和大陆公司的RBS系统等。EHB一般采用高压储液罐作为供能装置，通过控制进液阀、出液阀实现轮缸压力调节，通过踏板行程模拟器提供制动踏板感觉；当EHB失效时，制动压力可由人力操纵的活塞缸经常开的电磁阀传至轮缸实施备份制动。因采用高压储液罐作为供能装置，EHB正常工作时系统压力响应快，但当发生碰撞等紧急工况下，可能造成高压泄漏，存在安全隐患。另外，用于产生高压的柱塞泵需经常工作，易造成摩损、泄露并可能导致蓄压能力下降。

EMB根据制动踏板信号，通过控制电机旋转，经传动装置使得制动钳压紧制动盘实现汽车制动。EMB具有响应快、易于控制及线控制动技术的特点，德国大陆特维斯公司、西门子公司和美国德尔福公司等全球各主要汽车零部件公司都相继研制出各自的EMB原型样机。EMB的缺点是制动失效备份系统设计困难且需要重新开发制动器并使用大功率电源和成本较高的四个高性能电机。

近几年提出的IBS将制动供能装置和压力调节装置集成一体，可实现线控制动且具有失效备份制动功能。公开号为CN102639370A的发明专利“具有带有多功能的存储装置的制动系统”），该系统包括一个电机、滚珠丝杠副、制动主缸、制动踏板、行程模拟器、电磁阀和液压管路等，其特征在于：电机及行程模拟器均布置在制动主缸后端；电机驱动丝杠螺母旋转，滚珠丝杠推动活塞压缩制动液；当电机失效时，依靠人力推动活塞，压缩主缸内制动液。该系统使用的零部件数量少，结构紧凑，便于布置；采用高动态特性电机和多通道复用方法对各轮缸压力实现顺序调节，系统压力响应快且压力控制精确。该系统的缺点是不仅电机成本非常高，而且滚珠丝杆因采用小导程导致加工难度较大、成本也较高；美国专利局公布的‘PRESSURE MODULATOR CONTROL’专利(US2009/0115247)，包括两个电机、两个单腔活塞主缸、踏板行程模拟器、运动转换机构、电磁阀和液压管路等，其特征在于每个主缸均通过两个电磁阀分别与两个轮缸相连通；当电机失效时，可通过人力推动主缸活塞，压缩活塞缸内制动液。该系统每个主缸均通过两个电磁阀分别与两个轮缸相连通，采用双通道复用方法进行压力变容调节，与上述公开号为CN102639370A的发明专利中采用的四通道复用方式相比降低了对电机动态性能的要求。该双电机方案的缺点是两个制动回路相互独立，系统控制的灵活性较差，即无法保证总能选择出一个与实施应用时的电机动态性能相适应的、能发挥系统最佳性能的控制模式。例如，若实施应用时的工艺材料和成本控制条件下电机动态性能不能满足多通道复用方法的运用，则该系统无法实现满足制动要求的压力调节目标。另外，该系统失效备份机构结构复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，可以实现电动助力制动（非线控）、主动制动和线控制动等功能，且可以选择与实施应用时的电机动态性能水平相适应的、使系统性能最优的压力调节方式，包括传统的并行压力调节和基于IBS多通道复用方法的顺序压力调节。