CN103552556A - 一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统。通过制动踏板使人力缸制动液进入两主缸内，产生制动压力；同时，控制两电机输出助力转矩并经传动装置叠加轴向推力于两主缸活塞，实现电动助力制动。通过控制两电机的输出转矩使两主缸内压力输送至轮缸，实现线控制动，并由踏板行程模拟器提供制动踏板力。未踩下制动踏板的情况下，通过控制两电机输出转矩，使两主缸内产生压力并经液压控制单元输送至轮缸，实现主动制动。本发明还公开了一种液压控制系统的结构，可实现多种调压方式。本发明的优点为：具有多种制动模式及调压方式，可根据实施应用时的电机动态性能选择最合适的制动模式及调压方式，且可靠性高、失效防护能力强。

Description

一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统

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。

一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，包括制动踏板、、第一主缸、第二主缸、人力缸、踏板行程模拟器、储液油杯、单向阀、第一电机、第二电机、第一滚珠丝杠副、第二滚珠丝杠副、第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器、电子控制单元、液压控制单元、制动踏板行程传感器、四个轮缸，以及2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀A、2/2常闭电磁阀B。

其中，第一主缸、第二主缸与人力缸均包括缸体、活塞、活塞杆与活塞回位弹簧；活塞设置于缸体内部，活塞与缸体前端面同轴设置有活塞回位弹簧；第一主缸与第二主缸的缸体前端面与后端面同活塞间形成的腔体分别作为第一主缸与第二主缸的高压腔与低压腔；人力缸的缸体前端面与活塞间形成的腔体作为人力缸的液压腔。

所述踏板行程模拟器包括模拟器缸体、模拟器活塞与模拟器弹簧；其中，模拟器活塞设置于模拟器缸体内部；模拟器活塞与模拟器缸体前端面间轴向设置有模拟器回位弹簧；模拟器缸体前端面与模拟器活塞间形成的腔体作为模拟腔。

所述制动踏板通过支承销与人力缸的活塞杆联接；储液油杯的出液口与第一主缸、第二主缸的高压腔，及人力缸的液压腔相连；且储液油杯还与单向阀、2/2常闭电磁阀A的进液口相连；人力缸的液压腔与2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀B的进液口相连；2/2常开电磁阀A的出液口与第一主缸、第二主缸的低压腔以及单向阀、2/2常闭电磁阀A的出液口相连；2/2常闭电磁阀B的出液口与踏板行程模拟器的模拟腔相连；第一电机与第一滚珠丝杠副的丝杠通过键联接，第一滚珠丝杠副的螺母与第一主缸的活塞杆固连；第二电机9与第二滚珠丝杠副的丝杠通过键联接，第二滚珠丝杠副的螺母与第二主缸的活塞杆固连；第一主缸与第二主缸的高压腔还通过制动管路与液压控制单元相连。上述2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀A、2/2常闭电磁阀B、第一电机和第二电机、液压控制单元均与车辆上的电子控制单元相连；同时，电子控制单元还与制动踏板行程传感器、第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器相连；制动踏板行程传感器、第一主缸压力传感器与第二主缸压力传感器分别安装在制动踏板、第一主缸与第二主缸上，用来获取制动踏板的位移信号以及第一主缸、第二主缸的高压腔压力信号。

本发明的优点在于：

1、本发明双电机线控制动系统，同时具有线控制动系统的主动制动功能和非线控制动系统的高可靠性，且制动踏板感觉可调，也满足回馈制动的协同工作需要；

2、本发明双电机线控制动系统，若采用成本可接受、动态性能足够高的电机，还可实施基于多通道复用方法的双通道压力顺序调节，以获得较高的系统压力响应和压力控制精度；

3、本发明双电机线控制动系统，在线控制动工作模式下，驾驶员可以通过踏板行程模拟器获得所需要的制动踏板感觉；与EHB相比，取消了高压储液罐及柱塞泵，避免了高压储液罐因长时间保持高压具有的潜在风险；也不存在因柱塞泵需经常工作可能出现的摩损、泄露和高压储液罐蓄压能力不足；

4、本发明双电机线控制动系统，采用的双电机配置极大地提高了制动系统的失效防护能力，在一个电机发生故障时，另一个电机与电磁阀配合仍然可以保证对所有车轮施加制动及压力调节，提高了系统的可靠性；且即使两个电机均失效，驾驶员仍可通过对制动踏板的操作实施基本的备份制动；

5、本发明双电机线控制动系统，与IBS系统相比，可实现四通道并行调节、双通道顺序调节和四通道顺序调节。采用并行调节时，四个轮缸的压力独立调节，对电机性能要求较低；采用双通道顺序调节时，四个轮缸可以在不必受限于制动系统布置形式的情况下根据需要任意两两分组分别受控于两个电机，以获得更好的系统性能；采用四通道顺序调节时，可以灵活控制两个电机转矩输出使两主缸压力同步或异步变化，以获得更快的压力响应和更高的压力控制精度；

6、本发明双电机线控制动系统，在电动助力制动工作模式下，制动踏板力和电机驱动力经传动装置共同作用于第一主缸和第二主缸的活塞，缩短了初始制动压力建立时间；电动助力制动工作模式为常用的工作模式，制动踏板感觉与传统非线控制动系统相同；当需要通过液压控制单元调节轮缸的制动压力时，电子控制单元通过控制2/2常闭电磁阀、2/2常开电磁阀和主缸活塞运动，使系统进入线控制动模式，从而消除了液压控制单元压力调节过程中（例如ABS介入时）压力波动对制动踏板的冲击。

附图说明

图1为本发明双电机线控制动系统结构示意图；

图2为本发明双电机线控制动系统中第一主缸结构示意图；

图3为本发明双电机线控制动系统中踏板行程模拟器结构示意图；

图中：

1-制动踏板             2-第一主缸         3-第二主缸

4-人力缸               5-踏板行程模拟器   6-储液油杯

7-单向阀               8-第一电机         9-第二电机

10-第一滚珠丝杠副      11-第二滚珠丝杠副  12-第一主缸压力传感器

13-第二主缸压力传感器  14-电子控制单元    15-液压控制单元

16-制动踏板行程传感器  17-轮缸            18-缸体

19-活塞                20-活塞杆          21-活塞回位弹簧

22-模拟器缸体          23-模拟器活塞      24-模拟器弹簧

25-2/2常开电磁阀A      26-2/2常开电磁阀B  27-2/2常开电磁阀C

28-2/2常开电磁阀D      29-2/2常开电磁阀E  30-2/2常闭电磁阀A

31-2/2常闭电磁阀B      32-2/2常闭电磁阀C  33-2/2常闭电磁阀D

34-2/2常闭电磁阀E      35-2/2常闭电磁阀F

具体实施方式

下面结合附图来对本发明做进一步说明。

一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，包括制动踏板1、第一主缸2、第二主缸3、人力缸4、踏板行程模拟器5、储液油杯6、单向阀7、第一电机8、第二电机9、第一滚珠丝杠副10、第二滚珠丝杠副11、第一主缸压力传感器12、第二主缸压力传感器13、电子控制单元14、液压控制单元15、制动踏板行程传感器16、四个轮缸17，以及2/2常开电磁阀A25、2/2常闭电磁阀A30、2/2常闭电磁阀B31。

其中，第一主缸2、第二主缸3与人力缸4均为单活塞缸，包括缸体18、活塞19、活塞杆20与活塞回位弹簧21。活塞19设置于缸体18内部，活塞19与缸体18前端面同轴设置有活塞回位弹簧21。活塞杆20穿过缸体18后端面与活塞19固连且活塞杆与缸体间设置有密封圈。由此推拉活塞杆20可使活塞19沿缸体18内轴向做活塞19运动。第一主缸2与第二主缸3的缸体18前端面与后端面同活塞19间形成的腔体分别作为第一主缸2与第二主缸3的高压腔与低压腔；人力缸4的缸体18前端面与活塞19间形成的腔体作为人力缸4的液压腔。

踏板行程模拟器5包括模拟器缸体22、模拟器活塞23与模拟器弹簧24；其中，模拟器活塞23设置于模拟器缸体22内部，模拟器活塞23可在模拟缸缸体18内沿模拟器缸体22轴向上进行活塞19运动；模拟器活塞23与模拟器缸体22前端面间同轴设置有模拟器回位弹簧；模拟器缸体22前端面与模拟器活塞23间形成的腔体作为模拟腔。

所述制动踏板1通过支承销与人力缸4的活塞杆20联接；储液油杯6的出液口与第一主缸2、第二主缸3的高压腔，及人力缸4的液压腔相连，用来提供制动液；且储液油杯6还与单向阀7、2/2常闭电磁阀A30的进液口相连。人力缸4的液压腔与2/2常开电磁阀A25、2/2常闭电磁阀B31的进液口相连。2/2常开电磁阀A25的出液口与第一主缸2、第二主缸3的低压腔以及单向阀7、2/2常闭电磁阀A30的出液口相连。2/2常闭电磁阀B31的出液口与踏板行程模拟器5的模拟腔相连。第一电机8与第一滚珠丝杠副10的丝杠通过键联接，第一滚珠丝杠副10的螺母与第一主缸2的活塞杆20固连，实现与第一主缸2的活塞19连接；第二电机9与第二滚珠丝杠副11的丝杠通过键联接，第二滚珠丝杠副11的螺母与第二主缸3的活塞杆20固连，实现与第二主缸3的活塞19连接。第一主缸2与第二主缸3的高压腔还通过制动管路与液压控制单元15相连。上述2/2常开电磁阀A25、2/2常闭电磁阀A30、2/2常闭电磁阀B31、第一电机8和第二电机9、液压控制单元15均与车辆上的电子控制单元14相连；同时，电子控制单元14除与现有车辆上的车载控制传感器(如轮速传感器、轮缸压力传感器等)相连外，还与本发明增加的制动踏板行程传感器16、第一主缸压力传感器12、第二主缸压力传感器13相连；制动踏板行程传感器16、第一主缸压力传感器12与第二主缸压力传感器13分别安装在制动踏板1、第一主缸2与第二主缸3上，用来获取制动踏板1的位移信号以及第一主缸2、第二主缸3的高压腔压力信号。由此，通过电子控制单元14根据接收到的车载控制传感器及制动踏板行程传感器16、第一主缸压力传感器12、第二主缸压力传感器13的采集信号，对2/2常开电磁阀A25、2/2常闭电磁阀A30、2/2常闭电磁阀B31、第一电机8、第二电机9与液压控制单元15进行控制，实现双电机线控制动系统制动模式的选择，包括电动助力制动模式、线控制动模式以及主动制动模式。下面对各个模式工作过程进行说明：

1、电动助力制动模式：

制动踏板1推动人力缸4活塞19运动，使制动液由人力缸4的液压腔经2/2常开电磁阀A25流入第一主缸2及第二主缸3的低压腔内，推动第一主缸2与第二主缸3的主缸活塞19运动；同时，电子控制单元14控制第一电机8、第二电机9根据助力特性曲线得出电机的助力转矩，分别经第一滚珠丝杠副10、第二滚珠丝杠副11转换为平动，作用于第一主缸2及第二主缸3的活塞杆20，实现助力推动第一主缸2与第二主缸3的活塞19运动，分别将第一主缸2与第二主缸3的高压腔内形成的压力经液压控制单元15输送至四个轮缸17施加制动。当保持制动踏板1位置不变时，电子控制单元14控制第一电机8、第二电机9的输出转矩保持不变，使第一主缸2和第二主缸3输出稳定的压力经液压控制单元15至各轮缸17。当增加或减小制动踏板1的行程时，电子控制单元14所控制的第一电机8与第二电机9的助力转矩、主缸的输出压力及轮缸17压力皆随之增加或减小。当制动踏板1完全松开时，电子控制单元14控制第一电机8和第二电机9反转实现快速减压。

电动助力制动模式作为双电机线控制动正常的工作模式，可用于不具有再生制动系统与主动制动系统的汽车，电子控制单元仅根据制动踏板位移传感器14采集的制动踏板1位移信号，对制动踏板1踩踏状态进行检测，当检测到制动踏板1被踩下时，则电子控制单元12选择电动助力制动模式。

2、线控制动模式：

电子控制单元14控制2/2常开电磁阀A25关闭、2/2常闭电磁阀B31打开，随后控制第一电机8与第二电机9的输出转矩，并分别通过第一滚珠丝杠副10与第二滚珠丝杠副11施加作用力于第一主缸2和第二主缸3的活塞19，使第一主缸2与第二主缸3的高压腔内形成的压力经液压控制单元15分别输送至四个轮缸17施加制动。上述过程中，若因第一主缸2与第二主缸3的活塞19在运动过程中，导致第一主缸2和第二主缸3的低压腔内形成真空时，制动液会由储液油杯6经单向阀7流入第一主缸2和第二主缸3的低压腔内进行补液。整个线控制动过程中，若电子控制单元14检测到轮缸17压力过大，则控制第一电机8和第二电机9反转，使轮缸17中的制动液经液压控制单元15流回至第一主缸2与第二主缸3的高压腔，实现轮缸17的减压；期间若电子控制单元14通过第一主缸压力传感器12与第二主缸压力传感器13检测到因电机反转导致第一主缸2与第二主缸3的低压腔内压力高于大气压力时，则控制2/2常闭电磁阀A打开，使第一主缸2与第二主缸3的低压腔内制动液流回至储液油杯6。上述线控制动模式下，由于2/2常开电磁阀A25始终关闭、2/2常闭电磁阀B31始终开启，因此当踩下制动踏板1后，人力缸4的液压腔内制动液经2/2常闭电磁阀B31进入踏板行程模拟器5的低压腔内，通过踏板行程模拟器5产生制动踏板力。

线控制动模式可用于具有再生制动系统的汽车，当踩下制动踏板1后，当电子控制单元14板检测到制动踏板1被踩下时，进一步通过电量传感器对汽车能源系统的储能装置（如电池）进行检测，当储能装置允许储能（对电池来说即充电），且仅依靠再生制动产生的制动减速度足以产生所期望制动减速度的情况下，可使双电机线控制动系统在第一电机8与第二电机9输出转矩为零的线控制动模式下工作；而摩擦制动（电子制动助力）不工作。若仅依靠再生制动不足以产生所期望制动减速度，电子控制单元14选择摩擦制动与再生制动同时工作的并行模式，即在进行再生制动的同时，电子控制单元14控制第一电机8与第二电机9输出转矩，使第一主缸2与第二主缸3输出压力至轮缸17辅助以摩擦制动。当汽车能源系统的储能装置不允许储能，则电子控制单元12仍选择电动助力制动模式。因线控制动模式下的制动踏板1力完全依靠踏板行程模拟器5提供，故不论摩擦制动是否参与工作，再制动过程中均可获得良好且一致的制动踏板感觉。

3、主动制动模式：

电子控制单元14控制第一电机8及第二电机9的输出转矩，并分别通过第一滚珠丝杠副10与第二滚珠丝杠副11施加作用力于第一主缸2和第二主缸3的活塞19，使第一主缸2与第二主缸3的高压腔内形成的压力经液压控制单元15分别输送至轮缸17施加制动；上述过程中，若因第一主缸2与第二主缸3的活塞19在运动过程中，导致第一主缸2和第二主缸3的低压腔体积增大，则制动液可以从储液油杯6依次经人力缸4的液压腔、2/2常开电磁阀A25流入第一主缸2与第二主缸3的低压腔进行补液；期间若出现补液不畅导致第一主缸2、第二主缸3的低压腔内形成真空情况时，单向阀7开启，可加快第一主缸2、第二主缸3的低压腔补液速度。整个主动制动过程中，若电子控制单元14检测到轮缸17压力过大，则电子控制单元14控制第一电机8、第二电机9反转，使轮缸17中的制动液经液压控制单元15流回至第一主缸2和第二主缸3的高压腔；期间若电子控制单元14通过第一主缸压力传感器12与第二主缸压力传感器13检测到因电机反转导致第一主缸2与第二主缸3的低压腔内压力高于大气压力时，制动液可依次经2/2常开电磁阀A25、人力缸4的高压腔回流至储液油杯6；必要时，也可通过电子控制单元14控制2/2常闭电磁阀A30打开，以加快制动液从第一主缸2与第二主缸3的低压腔回流至储液油杯6的速度。主动制动模式下，制动踏板1不因主动制动的施加而产生不必要的动作。

主动制动模式可用于装有主动制动系统的汽车来说，若电子控制单元12检测到车辆有主动制动需求时，电子控制单元12选择主动制动模式，如：电子控制单元12通过轮速传感器与测距传感器检测车辆距离障碍物过近，且持续当前车速行驶会发生碰撞时，电子控制单元12选择主动制动模式。

上述电动助力制动、线控制动与主动制动过程中，若电子控制单元14通过ABS传感器检测出任何车轮有抱死趋势时，则电子控制单元14控制液压控制单元15对轮缸17压力进行调节。

本发明中液压控制系统15包括2/2常开电磁阀B26、2/2常开电磁阀C27、2/2常开电磁阀D28、2/2常开电磁阀E29、2/2常闭电磁阀C32、2/2常闭电磁阀D33、2/2常闭电磁阀E34、2/2常闭电磁阀F35，均与电子控制单元14相连。其中，2/2常开电磁阀B26、2/2常开电磁阀C27、2/2常闭电磁阀C32与2/2常闭电磁阀D33均与第一主缸2或第二主缸3的高压腔相连，本发明中与第一主缸2的高压腔相连；而2/2常开电磁阀D28、2/2常开电磁阀E29、2/2常闭电磁阀E34与2/2常闭电磁阀F35均与第二主缸3或第一主缸2的高压腔相连，本发明中与第二主缸3的高压腔相连；上述2/2常开电磁阀B26与2/2常闭电磁阀F35、2/2常开电磁阀C27与2/2常闭电磁阀E34、2/2常开电磁阀D28与2/2常闭电磁阀D33、2/2常开电磁阀E29与2/2常闭电磁阀C32分别作为四组电磁阀与四个轮缸17相连。

在进行轮缸17压力调节时时，可通过电子控制单元14控制第一电机8及第二电机9的输出转矩将第一主缸2作为加压缸、第二主缸3作为减压缸，即令第一电机8正转使第一主缸2的高压腔内压力增加、第二电机9反转使第二主缸3的高压腔内压力减小，并通过控制液压控制单元15中各个电磁阀的开启和关闭状态，实现目标轮缸17压力的跟随。当第一主缸2的高压腔体积减小到不足以产生高压时，可通过改变第一电机8及第二电机9的旋转方向将第二主缸3作为加压缸，第一主缸2作为减压缸，并通过控制液压控制单元15中各个电磁阀的开启和关闭状态，实现目标轮缸17压力的跟随。只要上述轮缸17压力调节过程未结束，电子控制单元14实时根据轮缸压力传感器检测到的各个轮缸17压力信号，结合设定的各个轮缸17的目标压力，控制第一主缸2和第二主缸3持续进行加压缸与减压缸的轮换。在轮缸17压力调节开始进行时，若双电机线控制动系统工作模式为电动助力制动模式，则电子控制单元14控制2/2常开电磁阀A25关闭，2/2常闭电磁阀B31开启，并利用作为减压缸的第一主缸2或第二主缸3的活塞19运动，将减压缸的低压腔内制动液压入踏板行程模拟器5的模拟腔，完成从非线控模式向线控模式切换；当踏板行程模拟器5的模拟腔内制动液的压力与人力缸4输出压力平衡时，工作模式切换完成，从而以使在轮缸17压力调节过程中保持良好的制动踏板感觉。此后，电子控制单元14控制2/2常开电磁阀A25持续关闭、2/2常闭电磁阀B31持续开启，直至制动解除。上述切换过程中，2/2常闭电磁阀B31应采用间隙方式打开，以维持第一主缸2与第二主缸3的低压腔内压力略高于踏板位于决定的人力缸4输出压力，从而使切换过程中制动踏板1力的波动尽可能地小。在轮缸17压力调节开始进行时，若双电机线控制动系统工作模式为线控制动模式及主动制动模式时，则无需对制动模式进行切换。

当需要通过进行轮缸17压力调节时，若电子控制单元14检测第一电机8及第二电机9的动态性能较高时，则下述2种轮缸17压力调节方式对轮缸17压力进行调节，以提高双电机线控制动系统的压力响应和压力控制精度。

方式1中包含两个独立的双通道压力顺序调节回路，两条回路分别对四个轮缸17中的两个进行压力调节。其中，一个回路通过第一电机8、第一滚珠丝杠副10、第一主缸2、2/2常开电磁阀B26和2/2常开电磁阀C27对第一轮缸和第二轮缸进行压力顺序调节，另一个回路则通过第二电机9、第二滚珠丝杠副11、第二主缸3、2/2常开电磁阀D32和2/2常开电磁阀E33对第三轮缸和第四轮缸进行压力顺序调节。此过程中，电子控制单元14控制2/2常闭电磁阀C28、2/2常闭电磁阀D29、2/2常闭电磁阀E34、2/2常闭电磁阀F35保持关闭状态。且上述方式中，应将车辆上制动压力需求较为接近的两个前轮上的轮缸17分为一组受控于一个回路，而后轮上的轮缸17受控于另一个回路，以获得更快的压力响应和更高的压力控制精度；其原因在于位于车辆同车轴的两个车轮上的轮缸17压力需求要么较接近（例如在均匀附着系数路面条件下），要么需要进行修正的独立控制（例如在对开路面制动时），而这两种情况下都表明进行防抱死压力调节时将同一车轴的两个车轮组成一个回路是合适的。上述调节方式1中压力顺序调节是指通过第一电机8、第二电机9较高频率（如：50～100Hz）的正、反转，使第一主缸2与第二主缸3内压力快速变化，同时对各轮缸17依次打开对应的电磁阀进行增压或减压调节，以变容调节方式实现目标压力跟随。

方式2中第一电机8及第二电机9同步工作，二者工作电流相同、两主缸的输出压力也相同；四个轮缸17分别受控于均受控于两个同步开启和关闭的电磁阀(如：第一轮缸受控于2/2常开电磁阀B26和2/2常闭电磁阀F35，第二轮缸受控于2/2常开电磁阀C27和2/2常闭电磁阀E34、第三轮缸受控于2/2常开电磁阀E29和2/2常闭电磁阀C32，第四轮缸受控于2/2常开电磁阀D28和2/2常闭电磁阀D33)，由此增大了各个轮缸17对应的电磁阀阀口面积，使压力响应更快；通过对第一电机8、第二电机9及液压控制单元15的八个电磁阀来实现四个轮缸17压力的顺序调节。若制动系统在轮缸17压力调节之初工作在制动助力模式，可利用主缸活塞19运动将主缸低压腔内的制动液经2/2常开电磁阀A25和2/2常闭电磁阀B31压入踏板行程模拟器5的工作腔，以便完成从非线控模式向线控模式的切换。

上述方式2中压力顺序调节，可根据需要通过电子控制单元14灵活控制第一电机8与第二电机9转矩输出，使第一主缸2与第二主缸3压力异步变化，以获得更快的压力响应和更高的压力控制精度。

本发明双电机线控制动系统具有良好的失效防护功能，若某一电机失效，则仍然通过对另一电机和液压控制单元15的控制实现对四个轮缸17施加常规制动，必要时还可进行四轮低选防抱死压力调节。若电控部分出现故障时，可在人力制动模式下工作；此时踩下制动踏板11，制动液由人力缸4的液压腔经2/2常开电磁阀A25流入第一主缸2、第二主缸3的低压腔，推动第一主缸2、第二主缸3的活塞19运动，制动液经液压控制单元15对各个轮缸17压力进行调节，实现人力制动。

Claims (8)

1.一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，包括制动踏板、电子控制单元、液压控制单元与四个轮缸；其特征在于：还包括第一主缸、第二主缸、人力缸、踏板行程模拟器、储液油杯、单向阀、第一电机、第二电机、第一滚珠丝杠副、第二滚珠丝杠副、第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器、制动踏板行程传感器，以及2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀A、2/2常闭电磁阀B；

其中，第一主缸、第二主缸与人力缸均包括缸体、活塞、活塞杆与活塞回位弹簧；活塞设置于缸体内部，活塞与缸体前端面同轴设置有活塞回位弹簧；第一主缸与第二主缸的缸体前端面与后端面同活塞间形成的腔体分别作为第一主缸与第二主缸的高压腔与低压腔；人力缸的缸体前端面与活塞间形成的腔体作为人力缸的液压腔；

踏板行程模拟器包括模拟器缸体、模拟器活塞与模拟器弹簧；其中，模拟器活塞设置于模拟器缸体内部；模拟器活塞与模拟器缸体前端面间同轴设置有模拟器回位弹簧；模拟器缸体前端面与模拟器活塞间形成的腔体作为模拟腔；

所述制动踏板通过支承销与人力缸的活塞杆联接；储液油杯的出液口与第一主缸、第二主缸的高压腔，及人力缸的液压腔相连；且储液油杯还与单向阀、2/2常闭电磁阀A的进液口相连；人力缸的液压腔与2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀B的进液口相连；2/2常开电磁阀A的出液口与第一主缸、第二主缸的低压腔以及单向阀、2/2常闭电磁阀A的出液口相连；2/2常闭电磁阀B的出液口与踏板行程模拟器的模拟腔相连；第一电机与第一滚珠丝杠副的丝杠通过键联接，第一滚珠丝杠副的螺母与第一主缸的活塞杆固连；第二电机9与第二滚珠丝杠副的丝杠通过键联接，第二滚珠丝杠副的螺母与第二主缸的活塞杆固连；第一主缸与第二主缸的高压腔还通过制动管路与液压控制单元相连；上述2/2常开电磁阀A、2/2常闭电磁阀A、2/2常闭电磁阀B、第一电机和第二电机、液压控制单元均与车辆上的电子控制单元相连；同时，电子控制单元还与制动踏板行程传感器、第一主缸压力传感器、第二主缸压力传感器相连；制动踏板行程传感器、第一主缸压力传感器与第二主缸压力传感器分别安装在制动踏板、第一主缸与第二主缸上，用来获取制动踏板的位移信号以及第一主缸、第二主缸的高压腔压力信号；

上述液压控制单元包括2/2常开电磁阀B、2/2常开电磁阀C、2/2常开电磁阀D、2/2常开电磁阀E、2/2常闭电磁阀C、2/2常闭电磁阀D、2/2常闭电磁阀E、2/2常闭电磁阀F，均与电子控制单元相连；其中，2/2常开电磁阀B、2/2常开电磁阀C、2/2常闭电磁阀C与2/2常闭电磁阀D均与第一主缸或第二主缸的高压腔相连；而2/2常开电磁阀D、2/2常开电磁阀E、2/2常闭电磁阀E与2/2常闭电磁阀F均与第二主缸或第一主缸的高压腔相连，本发明中与第二主缸的高压腔相连；上述2/2常开电磁阀B与2/2常闭电磁阀F、2/2常开电磁阀C与2/2常闭电磁阀E、2/2常开电磁阀D与2/2常闭电磁阀D、2/2常开电磁阀E与2/2常闭电磁阀C分别作为四组电磁阀与四个轮缸相连。

2.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述制动踏板推动人力缸活塞运动，使制动液由人力缸的液压腔经2/2常开电磁阀A流入第一主缸及第二主缸的低压腔内，推动第一主缸与第二主缸的主缸活塞运动；同时，电子控制单元控制第一电机、第二电机输出助力转矩，分别经第一滚珠丝杠副、第二滚珠丝杠副转换为平动，作用于第一主缸及第二主缸的活塞杆，实现助力推动第一主缸与第二主缸的活塞运动，分别将第一主缸与第二主缸的高压腔内形成的压力经液压控制单元输送至四个轮缸，实现电动助力制动；当制动踏板完全松开时，电子控制单元控制第一电机和第二电机反转实现减压；同时，电子控制单元控制2/2常开电磁阀A关闭，2/2常闭电磁阀B开启，并利用作为减压缸的第一主缸或第二主缸的活塞运动，将减压缸的低压腔内制动液压入踏板行程模拟器的模拟腔，直至踏板行程模拟器的模拟腔内制动液的压力与人力缸输出压力平衡，实现从非线控模式向线控模式切换。

3.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述电子控制单元控制2/2常开电磁阀A关闭、2/2常闭电磁阀B打开，随后控制第一电机与第二电机的输出转矩，并分别通过第一滚珠丝杠副与第二滚珠丝杠副施加作用力于第一主缸和第二主缸的活塞，使第一主缸与第二主缸的高压腔内形成的压力经液压控制单元分别输送至四个轮缸，实现线控制动；人力缸的液压腔内制动液经2/2常闭电磁阀B进入踏板行程模拟器的低压腔内，通过踏板行程模拟器产生制动踏板力。

4.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述电子控制单元控制第一电机及第二电机的输出转矩，并分别通过第一滚珠丝杠副与第二滚珠丝杠副施加作用力于第一主缸和第二主缸的活塞，使第一主缸与第二主缸的高压腔内形成的压力经液压控制单元分别输送至轮缸，实现主动制动。

5.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述电子控制单元控制第一电机、第二电机反转，使轮缸中的制动液经液压控制单元流回至第一主缸和第二主缸的高压腔，实现轮缸的减压；期间若第一主缸与第二主缸的低压腔内压力高于大气压力时，制动液依次经2/2常开电磁阀A、人力缸的高压腔回流至储液油杯；且通过电子控制单元控制2/2常闭电磁阀A打开，加快制动液从第一主缸与第二主缸的低压腔回流至储液油杯的速度。

6.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述电子控制单元控制第一电机及第二电机的输出转矩将第一主缸作为加压缸、第二主缸作为减压缸，即令第一电机正转使第一主缸的高压腔内压力增加、第二电机反转使第二主缸的高压腔内压力减小，并通过控制液压控制单元中各个电磁阀的开启和关闭状态，实现轮缸压力的跟随；当第一主缸的高压腔体积减小到不足以产生高压时，可通过改变第一电机及第二电机的旋转方向将第二主缸作为加压缸，第一主缸作为减压缸，并通过控制液压控制单元中各个电磁阀的开启和关闭状态，实现目标轮缸压力的跟随。

7.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述液压控制单元中包含两个独立的双通道压力顺序调节回路，两条回路分别对四个轮缸中的两个进行压力调节；其中，一个回路通过第一电机、第一滚珠丝杠副、第一主缸、2/2常开电磁阀B和2/2常开电磁阀C对第一轮缸和第二轮缸进行压力顺序调节，另一个回路则通过第二电机、第二滚珠丝杠副、第二主缸、2/2常开电磁阀D和2/2常开电磁阀E对第三轮缸和第四轮缸进行压力顺序调节；此过程中，电子控制单元控制2/2常闭电磁阀C、2/2常闭电磁阀D、2/2常闭电磁阀E、2/2常闭电磁阀F保持关闭状态；通过第一电机、第二电机的正、反转，使第一主缸与第二主缸内压力快速变化，同时对各轮缸依次打开对应的电磁阀进行增压或减压调节。

8.如权利要求1所述一种具有多工作模式和调压方式的双电机线控制动系统，其特征在于：所述液压控制单元中使第一轮缸受控于2/2常开电磁阀B和2/2常闭电磁阀F，第二轮缸受控于2/2常开电磁阀C和2/2常闭电磁阀E、第三轮缸受控于2/2常开电磁阀E和2/2常闭电磁阀C，第四轮缸受控于2/2常开电磁阀D和2/2常闭电磁阀D通过对第一电机、第二电机及液压控制单元的八个电磁阀来实现四个轮缸压力的顺序调节。

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