[发明专利]一种多功能双电机冗余制动系统及控制方法

说明书

本发明提出了一种多功能双电机冗余制动系统及控制方法，该制动系统主要包括：制动踏板总成，主、辅电液伺服制动总成，储液罐，并联主缸，制动主缸，液压调节单元以及制动器组。主电液伺服制动总成两侧分别和制动踏板、并联主缸相连。辅电液伺服总成与制动主缸相连，其中机械总成带自锁机构，可以实现断电锁止。制动主缸的出油口通过两个回路分别和并联制动主缸的两个进油口相连，并联主缸的两个出油口分别通过两个回路与压力调节单元的左右两个进油口相连。本发明可以实现带制动保持的线控制动、外部请求制动、制动能量回收辅助和人力备份制动等多种工作模式，且具有多种冗余制动模式，能够满足较高吨位车辆的制动需求，提高车辆安全性。

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

按照制动能量的传输方式划分，汽车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。

与气压制动系统相比，液压制动系统具有以下优点：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，液压制动系统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。

2.电液伺服制动系统的缺点

电液伺服制动器部分。相对于真空助力器，电液伺服制动器通常径向尺寸相对于真空助力器短，所以在布置空间上问题不大；又由于电液伺服制动器可以调节踏板感，所以也不会有真空助力器踏板感糟糕的问题。但是受限于电机扭矩及传动机构强度，其输出的最大伺服力有限，即在一定的制动主缸缸径条件下，产生的最大制动系统压力一定，且制动主缸缸径越大，在同样的最大伺服力限制下，可输出的最大制动压力会变小。