[发明专利]带集成式压力调节单元的双电机冗余制动系统及控制方法

说明书

本发明提出了一种带集成式压力调节单元的多功能双电机冗余制动系统及其控制方法，该制动系统搭配了集成两个电磁阀的压力调节单元。其伺服制动能源主要由主电液伺服制动总成和辅电液伺服制动总成共同提供。其中主电液伺服制动总成和制动踏板相连，主、辅电液伺服制动总成之间通讯连接。两个电液伺服制动总成均与各自的制动主缸相连，并且共用同一个储液罐；制动主缸通过管路与压力调节单元相连接，压力调节单元通过管路连接至制动器组。本发明可满足较高设计吨位车辆伺服制动的需求，在保证制动踏板感的前提下，可实现更高效率的制动能量回收，具有结构紧凑、布置方便、制动压力分配优化等优点。

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，具体地涉及液压制动系统中的伺服制动系统。

背景技术

汽车制动系统是指对汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统的作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

按制动能量的传输方式不同，制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。其中液压制动系统的制动能量传输方式是液压，即制动时通过压缩制动系统内的制动液使液压上升，液压传到轮边制动器上后会最终推动摩擦片贴紧至制动盘或制动鼓，产生阻碍车轮转动的制动力矩，最终由地面反作用于车轮一个与行驶方向相反的地面制动力，使车辆制动。气压制动系统的工作原理与此类似。

液压制动系统与气压制动系统相比，其优点有：

①液体的传输压力和速度高于气体，所以液压系统的传能装置的尺寸更小，布置更方便；

②传动滞后时间短，一般仅是气压传能装置的1/2；

③具有较高的传动效率和高的传动比；

④结构简单，系统不需要润滑；

⑤不消耗发动机的动力。

但是受限于整车前机舱的布置空间及助力器的选型，液压制动一般用在中低吨位车上。当前较高设计吨位的车辆上，多采用气压等方式制动。

现有技术方案中，在某个吨位阶梯范围内(如6吨及以下)采用大尺寸的单膜片真空助力器和双膜片真空助力器来实现液压制动助力，有的也会采用匹配有大扭矩控制电机的电液伺服制动总成来实现。

而当车辆的吨位更高时，当前的真空助力系统及电液制动系统均无法满足液压制动系统的制动性能。现有技术多采用气压制动方案解决。

现有技术主要存在以下缺点：

1.真空助力制动系统的缺点

真空助力器部分。设计吨位较大的车辆若采用真空助力器方案，通常需要很大尺寸(径向)的真空助力器，整车布置比较困难；而且受真空源能力及助力器助力比等的限制，无法实现足够大的制动助力，或者实现足够的制动助力时，无法实现相应理想的踏板力和踏板行程，使得踏板感比较差。

制动主缸部分。设计吨位较大的车辆，若采用液压制动方案，则需要匹配有相应规格的制动器。通常情况下，车辆吨位越高则制动器轮缸或分泵的尺寸就越大(以提供更大的制动力矩)，这就直接导致了需液量的增大。

在制动踏板杠杆比尺寸(或踏板行程)不变的情况下，必然要求制动主缸缸径变大(制动主缸缸径增大后，在踩下一定踏板行程时，制动主缸可以压缩更多体积的制动液来满足需液量要求)，根据“液压力×横截面积＝作用力”这一关系可以了解，当横截面积增大后(即制动主缸缸径增大)，在实现同样的制动系统压力下，作用力会变大，也就是说制动踏板力需要相应地增加，这样会变得不容易满足法规要求。

或者，在不改变制动主缸缸径的前提下，需要增加踏板行程来满足相应的需液量，这样就导致踏板行程变大，也更不容易满足法规要求。