[发明专利]一种防失效的线控制动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种防失效的线控制动系统及其控制方法，该系统包括电子控制单元、制动单元和防失效单元，其中电子控制单元接收制动踏板信号、霍尔传感器采集的电流信号，控制线控制动和触发防失效单元，制动单元用于实施制动力，完成制动过程，防失效单元是一种机械液压装置，由液压压块、摩擦块、线圈、液压制动管路与液压缸组成，当线控制动及电控失效时，快速响应，提供可靠制动力保证制动安全；防失效单元作为线控制动系统的备用制动单元，由车辆自身动能带动液压系统工作进而实现制动，制动安全性高，同时该防失效单元由机械结构触发，响应速度快，触发后间歇制动，防止制动抱死，保证紧急制动过程的安全性。

技术领域

本发明涉及线控制动领域，尤其涉及一种防失效的线控制动系统及其控制方法。

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，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。

线控制动是从真空助力器延伸开来，用一个电机来代替真空助力器推动主缸活塞。由于汽车底盘空间狭小，电机的体积必须很小，同时要有一套高效的减速装置，将电机的扭矩转换为强大的直线推力。在电机技术不够先进的1999年前，人们只得放弃这种直接推动主缸的思路，转而使用高压蓄能器。这就是奔驰的SBC、丰田的EBC系统、天合的SCB，这套系统利用电机建立液压，然后将高压刹车油储存在高压蓄能器中，需要刹车时释放。这套系统结构复杂，液压管路众多，成本高昂，可靠性不高。奔驰曾经大规模召回过SBC系统，丰田也曾经召回过EBC系统，奔驰今天已经几乎不用SBC系统；而丰田从2000年一直用到现在；通用和福特的混动车上则全部使用天合的SCB。

由于成本过高，从2007年起，EVP电子真空泵开始在电动车或混动车上取代这种高压蓄能器设计，EVP极为简单，就是将油车的真空助力换位电子真空泵获得真空。但缺点也非常明显，首先它几乎没有任何能量回收，其次，刹车时会发出刺耳的噪音。最重要，它必须人力首先踩下制动踏板，也就是说它并非线控制动，而是机械制动。

随着电机技术的发展，日立旗下的东机特工在2009年首次推出电液线控制动系统E-ACT。除丰田外，大部分日系混动或纯电车都采用这种设计，最典型的就是日产Leaf。说起来很简单，用直流无刷超高速电机配合滚珠丝杠直接推动主缸活塞达到电液线控制动，这套方案对滚珠丝杠的加工精度要求很高。传统的液压制动系统反应时间大约400-600毫秒，电液线控制动大约为120-150毫秒，安全性能大幅度提高。百公里时速刹车大约最少可缩短9米以上的距离。同时用在混动和电动车上，可以回收几乎99％的刹车摩擦能量。电液线控制动系统E-ACT是目前公认最好的制动方式，为了保证系统的可靠性，这套制动系统一般都需要加入ESP(ESC)做系统备份。

EMB与传统的制动系统有着极大的差别，其执行和控制机构需要完全的重新设计。其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个EMB系统中非常重要的组成部分。最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作，也申请了一部分专利，主要参与竞争的公司有：Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Delphi,VarityLucas、Hayes等等，而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作。

EMB制动系统显而易见的具有很多传统制动系统所不能比拟的优势，不过由于其发展时间短，也必不可少的存在许多亟待解决的问题，例如，如果系统电源电量不足，会造成线控制动系统失效，由于在高速制动过程中产生大量的热量这对电机稳定性提出较高要求。因此需要一套备用制动系统，提供制动力，保证制动安全。

发明内容