CN108394392A - 电机直驱并联双副缸的液压制动系统及其制动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了电机直驱并联双副缸的液压制动系统，所述系统的控制单元由两组经由常开开关电磁阀与制动主缸经管路相连接的电机直驱双副缸控压组件组成；所述电机直驱双副缸控压组件中，一个增压电机分别机械连接两个副缸，所述副缸上游与常开开关电磁阀相连，副缸下游与一个常开线性电磁阀连接后经由一个压力传感器与一个制动器相连；所述常开开关电磁阀、增压电机、常开线性电磁阀和压力传感器分别与电子控制单元信号连接。所述制动控制方法包括通电有效状态下和断电失效状态下的制动控制方法，通过电机直驱双副缸控压组件控制制动器增压、保压或减压。发明解决了对电机性能要求高、建压时间长及制动波动较大等问题。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车制动技术领域，具体涉及一种电机直驱并联双副缸的液压制动系统及其制动控制方法。
背景技术
在环境问题日益严峻的情况下，新能源汽车以其环境友好的特点得以快速发展。而随着新能源汽车技术的日益成熟，汽车厂商对车辆的安全性提出了更高的要求，在此要求下，对车辆的制动系统的稳定性、可靠性提出了更高的要求。同时为实现车辆零部件布局的合理和紧凑，要求车辆制动系统要有较高的集成度。
传统燃油汽车的制动系统大部分为真空助力液压制动系统，其主要依赖于真空助力器进行助力增压，同时电子真空泵在进行工作时能耗较高，且真空助力液压制动系统零部件较多，在车辆上进行布置和维护时较为复杂。新能源汽车对制动系统的集成度和可靠性要求较高，为此需开发新的制动系统满足车辆的需求。
在清华大学申请的专利公开号为CN105667484A的发明专利中，提出一种全解耦双电机驱动的线控制动系统，该制动系统通过双助力电机实现制动过程中的助力，代替了真空助力液压制动系统中的真空助力器，使制动系统更为精简；该制动系统同时具有踏板感觉模拟器，可实现制动感觉的模拟。制动过程中在主缸中产生高压制动液，实现制动。但是在制动过程中两主缸増力室存在一定的干涉，会影响制动感觉的反馈，且双电机同时驱动活塞推杆，对电机的协调控制要求较高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了电机直驱并联双副缸的液压制动系统及其制动控制方法，解决了对电机性能要求高、建压时间长及制动波动较大等问题。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
电机直驱并联双副缸的液压制动系统，所述系统由电子控制单元、制动踏板操纵机构、制动主缸、制动压力控制单元和制动器组成；
所述制动压力控制单元中由两组经由常开开关电磁阀与制动主缸相管路连接的电机直驱双副缸控压组件组成；
所述电机直驱双副缸控压组件中，一个增压电机分别机械连接两个副缸，所述副缸上游与常开开关电磁阀相连，副缸下游与一个常开线性电磁阀连接后经由一个压力传感器与一个制动器相连；
所述常开开关电磁阀、增压电机、常开线性电磁阀和压力传感器分别与电子控制单元信号连接。
所述副缸由副缸活塞、副缸输入推杆、副缸壳体和副缸弹簧，所述副缸活塞的内端面与副缸壳体之间形成副缸内腔；所述副缸输入推杆的一端与增压电机的输出端机械连接，副缸输入推杆的另一端与副缸活塞外端面相连，副缸弹簧置于副缸内腔内，一端与副缸活塞内端面相连，另一端与副缸壳体底部相连；所述副缸壳体上开有两个油口，一个与常开开关电磁阀管路连接，另一个与常开线性电磁阀管路连接。
所述制动踏板操纵机构由制动踏板1、踏板感觉模拟器12和储油杯15组成；
所述制动主缸由踏板推杆3、推杆壳体4、位移传感器2、踏板活塞5和主缸弹簧7组成；
所述制动踏板1与踏板推杆3的一端铰接，踏板推杆的另一端与推杆壳体4内的踏板活塞5的外端面连接，踏板活塞5的内端面与推杆壳体4的底部形成主缸内腔6，主缸弹簧7连接在踏板活塞5的内端面与推杆壳体4的底部之间，在主缸内腔6对应的推杆壳体4上开有用于外接管路的油口，所述位移传感器2安装在踏板推杆3上，并与电子控制单元16信号连接；
所述踏板感觉模拟器12与主缸内腔6管路连接。
所述踏板感觉模拟器12由第一常闭开关电磁阀13、模拟器壳体10、模拟器活塞9和模拟器弹簧8组成，所述模拟器活塞9的前端面和模拟器壳体10之间形成模拟器内腔11；模拟器内腔11与主缸内腔6通过第一常闭开关电磁阀13管路连接，所述模拟器弹簧8两端分别与模拟器活塞9的后端面和模拟器壳体10的底面连接。
所述主缸内腔6通过一个单向阀14与储油杯15管路连接，且为储油杯15向主缸内腔6单向导通；所述副缸下游与一个常开线性电磁阀连接后还经由一个常闭开关电磁阀与储油杯相连；
所述常闭开关电磁阀与电子控制单元信号连接。
电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法，所述通电有效状态下的制动控制方法为：
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力控制单元发送控制指令，控制两个常开开关电磁阀均通电断开，实现制动踏板的踏板力与制动器中制动压力全解耦，与此同时，控制两组电机直驱双副缸控压组件中的增压电机与对应连接的常开线性电磁阀相配合，分别控制对应连接的制动器进行制动增压、保压或减压。
在所述通电有效状态下，当电机直驱双副缸控压组件在进行增压或减压过程中，电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动器增压或减压的制动压力。
在所述制动器制动减压过程中，通过控制在常开线性电磁阀与压力传感器和制动器相连的支路上并联一个与储油杯相连的常闭开关电磁阀，以实现快速减压。
所述断电失效状态下的制动控制方法为：各电磁阀均处于断电状态，制动踏板机构在驾驶员的操作下，其制动主缸的制动油液直接在制动主缸、常开开关电磁阀、副缸、常开线形电磁阀和制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。
所述踏板感觉模拟器的制动踏板制动感觉模拟方法如下：
当驾驶员踩踏制动踏板1时，制动踏板1推动踏板推杆3前移，踏板推杆3推动踏板活塞5在主缸内腔6内运动，此时电子控制单元16控制第一常闭开关电磁阀13通电导通，同时，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17和第二常开开关电磁阀18通电断开，此时控制踏板力和制动器的制动压力实现全解耦，所述主缸内腔6内的液压油在踏板活塞5的作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀流入模拟器内腔11，液压油推动模拟器活塞9运动，模拟器弹簧8由模拟器活塞9推动产生形变形成弹性阻力，实现模拟制动踏板制动感觉。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统采用增压电机推动固连在一起的两个副缸的输入推杆，对两个副缸同时增压，该制动系统具有两个增压电机，降低了系统对增压电机性能的要求，该系统亦可实现制动过程中的主动建压、快速增压、精确控压、失效制动及制动能量回收等功能。
2、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统取消了传统真空助力器机构，系统结构得到简化。
3、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统实现了制动主缸与副缸的全解耦，避免了驾驶员感觉到制动振动，提高了驾驶的舒适度。
4、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统可通过电子控制单元内的控制程序在无驾驶员干预的情况下实现常规制动、ABS、TCS、ESC、ACC、AEB和APA等相关工况下的制动功能，为智能驾驶创造条件。
5、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统既可以在系统通电有效状态下实现线控制动，又能够在系统断电失效的情况下实现有效制动，以确保行车安全，即提供了失效保护功能。
6、本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统可与车辆驱动系统协调工作，在制动过程中实现制动能量的回收，使制动能量得以合理利用。
附图说明
图1为本发明所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的组成结构示意图；
图2为本发明所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统中，第一副缸的结构示意图；
图中：
1制动踏板， 2位移传感器， 3踏板推杆， 4推杆壳体，
5踏板活塞， 6主缸内腔， 7主缸弹簧， 8模拟器弹簧，
9模拟器活塞， 10模拟器壳体， 11模拟器内腔， 12踏板感觉模拟器，
13第一常闭开关电磁阀，14单向阀， 15储油杯， 16电子控制单元，
17第一常开开关电磁阀， 18第二常开开关电磁阀， 19第一副缸， 20第一增压电机，
21第二副缸， 22第一常开线性电磁阀， 23第一常开线性电磁阀， 24第二常闭开关电磁阀，
25第一压力传感器， 26第一制动器， 27第二压力传感器， 28第二制动器，
29第三常闭开关电磁阀， 30第三常开线性电磁阀， 31第三压力传感器， 32第三制动器，
33第四常闭开关电磁阀， 34第四制动器， 35第五常闭开关电磁阀， 36第四压力传感器，
37第四常开线性电磁阀， 38第三副缸， 39第二增压电机， 40第四副缸；
1901第一副缸活塞， 1902第一副缸内腔， 1903第一副缸弹簧， 1904第一副缸壳体，
1905第一副缸输入推杆；
具体实施方式
为进一步阐述本发明所述技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明提供了一种电机直驱并联双副主缸的液压制动系统，由电子控制单元16、制动踏板操纵机构、制动主缸、制动压力控制单元和制动器组成。
如图1所示，所述制动踏板操纵机构由制动踏板1、踏板感觉模拟器12和储油杯15组成；
所述制动主缸由踏板推杆3、推杆壳体4、位移传感器2、踏板活塞5和主缸弹簧7组成，所述踏板活塞5的前端面和推杆壳体4之间形成主缸内腔6；
所述踏板感觉模拟器12由第一常闭开关电磁阀13、模拟器壳体10、模拟器活塞9和模拟器弹簧8组成，所述模拟器活塞9的前端面和模拟器壳体10之间形成模拟器内腔11；
所述制动踏板1顶端铰接在车体上，制动踏板1底端为踩踏端，驾驶者踩踏制动踏板1的底端踩踏端，制动踏板1将绕顶端铰接点摆动；所述制动踏板1的中部与踏板推杆3一端铰接，踏板推杆3另一端与踏板活塞5的后端面连接，所述踏板推杆3将制动踏板1上的踏板推力传递至与踏板活塞5；所述位移传感器2安装在踏板推杆3上，位移传感器2通过电子线路连接至电子控制单元16；所述主缸弹簧7两端分别与踏板活塞5的前端面和推杆壳体4的底面连接；所述主缸内腔6对应的推杆壳体4上开有三个油口，其中，推杆壳体4上的第一油口通过第一常闭开关电磁阀13与模拟器内腔11管路连接，所述模拟器弹簧8两端分别于模拟器活塞9的后端面和模拟器壳体10的底面连接，当液压油进入踏板感觉模拟器内腔11后，踏板感觉模拟器弹簧8产生弹力；在正常进行制动时，可由踏板感觉模拟器实现制动感觉的模拟；推杆壳体4上的第二油口通过一个单向阀14与储油杯15管路连接，且单向阀14的安装方向为储油杯15向主缸内腔6单向导通，用于储油杯15向主缸内腔6补充制动液，并防止主缸内腔6中的制动液流回储油杯15。
所述制动压力控制单元由两个常开开关电磁阀和两组电机直驱双副缸控压组件组成；
第一电机直驱双副缸控压组件通过第一常开开关电磁阀17与主缸内腔6相连，所述第一电机直驱双副缸控压组件由第一增压电机20、第一副缸19、第二副缸21、第一常开线性电磁阀23、第二常开线性电磁阀22、第二常闭开关电磁阀24、第三常闭开关电磁阀29、第一压力传感器25和第二压力传感器27组成。
所述第一增压电机20通过机械传动装置分别与第一副缸19及第二副缸21的活塞连接；第一常开开关电磁阀17通过液压管路分别与第一副缸19和第二副缸21的内腔一油口相连；第一副缸19的内腔另一油口通过液压管路连接第一常开线性电磁阀23后分成两路，一路经第二常闭开关电磁阀24与储油杯15管路连接，另一路经第一压力传感器25连接至第一制动器26；第二副缸21的内腔另一油口通过液压管路连接第二常开线性电磁阀22后分成两路，一路经第三常闭开关电磁阀29与储油杯15管路连接，另一路经第二压力传感器27连接至第二制动器28。
第二电机直驱双副缸控压组件通过第二常开开关电磁阀18与主缸内腔6相连，所述第二电机直驱双副缸控压组件由第二增压电机39、第三副缸38、第四副缸40、第三常开线性电磁阀30、第四常开线性电磁阀37、第四常闭开关电磁阀33、第五常闭开关电磁阀35、第三压力传感器31和第四压力传感器36组成。
所述第二增压电机39通过机械传动装置分别与第三副缸38及第四副缸40的活塞连接；第二常开开关电磁阀18通过液压管路分别与第三副缸38及第四副缸40的内腔一油口相连；第三副缸38的内腔另一油口通过液压管路连接第三常开线性电磁阀30后分成两路，一路经第四常闭开关电磁阀33与储油杯15管路连接，另一路经第三压力传感器31连接至第三制动器32；第四副缸40的内腔另一油口通过液压管路连接第四常开线性电磁阀37后分成两路，一路经第五常闭开关电磁阀35与储油杯15管路连接，另一路经第四压力传感器36连接至第四制动器34。
所述第一副缸19、第二副缸21、第三副缸38和第四副缸40的结构完全相同。如图2所示，所述第一副缸19由第一副缸活塞1901、第一副缸输入推杆1905、第一副缸壳体1904和第一副缸弹簧1903，所述第一副缸活塞1901的内端面与第一副缸壳体1904之间形成第一副缸内腔1902；所述第一副缸输入推杆1905的一端通过机械传动装置与第二增压电机39的输出端相连，第一副缸输入推杆1905的另一端与第一副缸活塞1901外端面相连，第一副缸弹簧1903置于第一副缸内腔1902内，一端与第一副缸活塞1901内端面相连，另一端与第一副缸壳体1904底部相连；所述第一副缸壳体1904上开有两个油口，一个与第一常开开关电磁阀18管路连接，另一个与第一常开线性电磁阀23管路连接。
所述第一常闭开关电磁阀13、第二常闭开关电磁阀24、第三常闭开关电磁阀29、第四常闭开关电磁阀33和第五常闭开关电磁阀35均分别与电子控制单元16电子线路连接，在断电状态下均处于阻断状态，在通电状态下处于导通状态；所述第一常开开关电磁阀17、第二常开开关电磁阀18、第一常开线性电磁阀23、第二常开线性电磁阀22、第三常开线性电磁阀30、第四常开线性电磁阀37均分别与电子控制单元16电子线路连接，在断电状态下均处于导通状态，在通电状态下处于阻断状态。
所述制动器包括第一制动器26、第二制动器28、第三制动器32和第四制动器34，所述制动器为盘式制动器或鼓式制动器；如图1所示，第一制动器26为左前轮制动器，第二制动器28为右后轮制动器，第三制动器32为右前轮制动器，第四制动器34为左后轮制动器。
所述电子控制单元16用于对整个制动系统的控制，电子控制单元16通过电子线路分别与第一常开开关电磁阀17、第二常开开关电磁阀18、第一常开线性电磁阀23、第二常开线性电磁阀22、第三常开线性电磁阀30、第四常开线性电磁阀37、第一常闭开关电磁阀13、第二常闭开关电磁阀24、第三常闭开关电磁阀29、第四常闭开关电磁阀33和第五常闭开关电磁阀35相连；所述电子控制单元16通过电子线路分别与位移传感器2、第一压力传感器25、第二压力传感器27、第三压力传感器31和第四压力传感器36相连；电子控制单元16通过电子线路分别与第一增压电机20和第二增压电机39相连。
根据前述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的具体结构组成及连接关系，本发明还提供了电机直驱并联双副缸的液压制动系统的控制方法，所述制动控制方法包括：通电状态下电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法和断电状态下电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法；
所述制动过程的控制方法具体如下：
1、在通电有效状态下，所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法如下：
1.1制动踏板制动感觉模拟方法：
如图1所示，当驾驶员踩踏制动踏板1时，制动踏板1推动踏板推杆3前移，踏板推杆3推动踏板活塞5在主缸内腔6内运动，此时电子控制单元16控制第一常闭开关电磁阀13处于通电开启的通路状态，同时，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17和第二常开开关电磁阀18处于通电关闭的断路状态，此时控制踏板力和制动器的制动压力实现全解耦，所述主缸内腔6内的液压油在踏板活塞5的作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀流入模拟器内腔11内，液压油推动模拟器活塞9运动，模拟器活塞9后端连接有模拟器弹簧8，模拟器弹簧8由模拟器活塞9推动产生形变形成弹性阻力，实现模拟制动踏板制动感觉；当驾驶员松开制动踏板1时，模拟器弹簧8在恢复力的作用下推动模拟器活塞9向前移动，模拟器活塞9进一步推动液压油通过油液管路经第一常闭开关电磁阀13流回主缸内腔6内。
1.2制动器制动增压控制方法
如图1所示，当驾驶员踩踏制动踏板1时，电子控制单元16控制第一常闭开关电磁阀13处于通电开启的通路状态，主缸内腔6内的液压油经第一常闭开关电磁阀13流入模拟器内腔11内，制动踏板1前移，位移传感器2将制动踏板位移信号发送至电子控制单元16中，电子控制单元16根据输入的制动踏板位移信号，或者在无需踩踏制动踏板1的情况下，电子控制单元16通过其他车载传感器及检测系统判断并向制动压力控制单元输出制动增压控制信号；
1.2.1第一制动器26增压制动：
在第一压力传感器25的监测下，在第一制动器26内的压力达到预设的制动压力前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第一常开线性电磁阀22处于断电开启的通路状态，电子控制单元16控制第二常闭开关电磁阀24处于断电关闭的断路状态，电子控制单元16向第一增压电机20输出控制信号，控制第一增压电机20的输出，第一增压电机20通过机械传动装置推动第一副缸19中的第一副缸活塞1901向前运动，并在第一副缸内腔1902内产生制动压力，第一副缸内腔1902内的制动压力经第一常开线性电磁阀22传递至第一制动器26，实现第一制动器26增压制动；此外，在上述第一制动器26增压制动过程中，电子控制单元16还向第一常开线性电磁阀22发出调节控制指令，控制第一常开线性电磁阀22的开度，进而线性调节流经第一常开线性电磁阀22的制动液压力，实现线性调节第一制动器26的增压制动压力。
1.2.2第二制动器28增压制动：
在第二压力传感器27的监测下，在第二制动器28内的压力达到预设的制动压力前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第二常开线性电磁阀23处于断电开启的通路状态，电子控制单元16控制第三常闭开关电磁阀29处于断电关闭的断路状态，电子控制单元16向第一增压电机20输出控制信号，控制第一增压电机20的输出，第一增压电机20通过机械传动装置推动第二副缸21中的第二副缸活塞向前运动，并在第二副缸内腔内产生制动压力，第二副缸内腔内的制动压力经第二常开线性电磁阀23传递至第二制动器28，实现第二制动器28增压制动；此外，在上述第二制动器28增压制动过程中，电子控制单元16还向第二常开线性电磁阀23发出调节控制指令，控制第二常开线性电磁阀23的开度，进而线性调节流经第二常开线性电磁阀23的制动液压力，实现线性调节第二制动器28的增压制动压力。
1.2.3第三制动器32增压制动：
在第三压力传感器31的监测下，在第三制动器32内的压力达到预设的制动压力前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第二常开开关电磁阀18处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第三常开线性电磁阀30处于断电开启的通路状态，电子控制单元16控制第四常闭开关电磁阀33处于断电关闭的断路状态，电子控制单元16向第二增压电机39输出控制信号，控制第二增压电机39的输出，第二增压电机39通过机械传动装置推动第三副缸38中的第三副缸活塞向前运动，并在第三副缸内腔内产生制动压力，第三副缸内腔内的制动压力经第三常开线性电磁阀30传递至第三制动器32，实现第三制动器32增压制动；此外，在上述第三制动器32增压制动过程中，电子控制单元16还向第三常开线性电磁阀30发出调节控制指令，控制第三常开线性电磁阀30的开度，进而线性调节流经第三常开线性电磁阀30的制动液压力，实现线性调节第三制动器32的增压制动压力。
1.2.4第四制动器34增压制动：
在第四压力传感器36的监测下，在第四制动器34内的压力达到预设的制动压力前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第二常开开关电磁阀18处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第四常开线性电磁阀37处于断电开启的通路状态，电子控制单元16控制第五常闭开关电磁阀35处于断电关闭的断路状态，电子控制单元16向第二增压电机39输出控制信号，控制第二增压电机39的输出，第二增压电机39通过机械传动装置推动第四副缸40中的第四副缸活塞向前运动，并在第四副缸内腔内产生制动压力，第四副缸内腔内的制动压力经第四常开线性电磁阀37传递至第四制动器34，实现第四制动器34增压制动；此外，在上述第四制动器34增压制动过程中，电子控制单元16还向第四常开线性电磁阀37发出调节控制指令，控制第四常开线性电磁阀37的开度，进而线性调节流经第四常开线性电磁阀37的制动液压力，实现线性调节第四制动器37的增压制动压力。
1.3制动器制动保压控制方法
如图1所示，当需要第一制动器26、第二制动器28、第三制动器32或第四制动器34保持制动压力时，电子控制单元16控制对应的第一常开线性电磁阀22、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀30或第四常开线性电磁阀37处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第二常闭开关电磁阀24、第三常闭开关电磁阀29、第四常闭开关电磁阀33和第五常闭开关电磁阀37均处于断电关闭的断路状态，第一制动器26、第二制动器28、第三制动器32或第四制动器34中的高压制动液保持不动，从而实现第一制动器26、第二制动器28、第三制动器32或第四制动器34的制动保压。
1.4制动器制动减压控制方法
如图1所示，当驾驶员松开制动踏板1时，电子控制单元16控制第一常闭开关电磁阀13处于通电开启的通路状态，模拟器内腔11内的液压油经第一常闭开关电磁阀13流回主缸内腔6内，制动踏板1后移，位移传感器2将制动踏板位移信号发送至电子控制单元16中，电子控制单元16根据输入的制动踏板位移信号，或者在无需踩踏控制踏板1的情况下，电子控制单元16通过其他车载传感器及检测系统判断并向压力控制单元输出制动减压控制信号；
1.4.1第一制动器26减压制动
如图1所示，在第一压力传感器25的监测下，在第一制动器26内的压力达到预设的压力值前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第一常开线性电磁阀22处于断电开启的通路状态，电子控制单元16向第一增压电机20输出控制信号，控制第一增压电机20的输出，第一增压电机20通过机械传动装置拉动第一副缸19中的第一副缸活塞1901向后运动，第一制动器25内的高压制动液将通过第一常开线性电磁阀22，流回第一副缸19的第一副缸内腔1902，实现第一制动器25制动减压；与第一制动器26增压制动过程相类似地，在上述第一制动器26制动减压的过程中，电子控制单元16还向第一常开线性电磁阀22发出调节控制指令，控制第一常开线性电磁阀22的开度，进而线性调节流经第一常开线性电磁阀22的制动液压力，实现线性调节第一制动器26的减压制动压力；
此外，在上述第一制动器26制动减压过程中，电子控制单元16还可以根据实际情况控制第二常闭开关电磁阀24处于通电开启的通路状态，使第一制动器26内的高压制动液可直接通过第二常闭开关电磁阀24流入储油杯15中，以实现第一制动器26快速减压。
1.4.2第二制动器28减压制动
如图1所示，在第二压力传感器27的监测下，在第二制动器28内的压力达到预设的压力值前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第一常开开关电磁阀17处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第二常开线性电磁阀23处于断电开启的通路状态，电子控制单元16向第一增压电机20输出控制信号，控制第一增压电机20的输出，第一增压电机20通过机械传动装置拉动第二副缸21中的第二副缸活塞向后运动，第二制动器28内的高压制动液将通过第二常开线性电磁阀23，流回第二副缸21的第二副缸内腔，实现第二制动器28制动减压；与第二制动器28增压制动过程相类似地，在上述第二制动器28制动减压的过程中，电子控制单元16还向第二常开线性电磁阀23发出调节控制指令，控制第二常开线性电磁阀23的开度，进而线性调节流经第二常开线性电磁阀23的制动液压力，实现线性调节第二制动器28的减压制动压力；
此外，在上述第二制动器28制动减压过程中，电子控制单元16还可以根据实际情况控制第三常闭开关电磁阀29处于通电开启的通路状态，使第二制动器28内的高压制动液可直接通过第三常闭开关电磁阀29流入储油杯15中，以实现第二制动器28快速减压。
1.4.3第三制动器32减压制动
如图1所示，在第三压力传感器31的监测下，在第三制动器32内的压力达到预设的压力值前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第二常开开关电磁阀18处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第三常开线性电磁阀30处于断电开启的通路状态，电子控制单元16向第二增压电机39输出控制信号，控制第二增压电机39的输出，第二增压电机39通过机械传动装置拉动第三副缸38中的第三副缸活塞向后运动，第三制动器32内的高压制动液将通过第三常开线性电磁阀30，流回第三副缸38的第三副缸内腔，实现第三制动器32制动减压；与第三制动器32增压制动过程相类似地，在上述第三制动器32制动减压的过程中，电子控制单元16还向第三常开线性电磁阀30发出调节控制指令，控制第三常开线性电磁阀30的开度，进而线性调节流经第三常开线性电磁阀30的制动液压力，实现线性调节第三制动器32的减压制动压力；
此外，在上述第三制动器32制动减压过程中，电子控制单元16还可以根据实际情况控制第四常闭开关电磁阀33处于通电开启的通路状态，使第三制动器32内的高压制动液可直接通过第四常闭开关电磁阀33流入储油杯15中，以实现第三制动器32快速减压。
1.4.4第四制动器34减压制动
如图1所示，在第四压力传感器36的监测下，在第四制动器32内的压力达到预设的压力值前，电子控制单元16发出控制指令，其中，电子控制单元16控制第二常开开关电磁阀18处于通电关闭的断路状态，电子控制单元16控制第四常开线性电磁阀37处于断电开启的通路状态，电子控制单元16向第二增压电机39输出控制信号，控制第二增压电机39的输出，第二增压电机39通过机械传动装置拉动第四副缸40中的第四副缸活塞向后运动，第四制动器34内的高压制动液将通过第四常开线性电磁阀37，流回第四副缸40的第四副缸内腔，实现第四制动器34制动减压；与第四制动器34增压制动过程相类似地，在上述第四制动器34制动减压的过程中，电子控制单元16还向第四常开线性电磁阀37发出调节控制指令，控制第四常开线性电磁阀37的开度，进而线性调节流经第四常开线性电磁阀37的制动液压力，实现线性调节第四制动器34的减压制动压力；
此外，在上述第四制动器34制动减压过程中，电子控制单元16还可以根据实际情况控制第五常闭开关电磁阀35处于通电开启的通路状态，使第四制动器34内的高压制动液可直接通过第五常闭开关电磁阀35流入储油杯15中，以实现第四制动器34快速减压。
综上所述，所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统在通电有效状态下，四个制动器的增压减压制动控制过程相互独立。
2、在断电失效状态下，所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法如下：
如图1所示，当所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统因断电而失效时，各个电磁阀均恢复到断电初始默认状态，即第一常闭开关电磁阀13、第二常闭开关电磁阀24、第三常闭开关电磁阀29、第四常闭开关电磁阀33以及第五常闭开关电磁阀35均处于断电关闭的断路状态，第一常开开关电磁阀17、第二常开开关电磁阀18、第一常开线性电磁阀22、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀30和第四常开线性电磁阀37均处于断电开启的通路状态；
当驾驶员踩踏制动踏板1进行断电失效制动时，制动踏板1推动踏板推杆3向前运动，踏板推杆3进一步推动踏板活塞5向前运动，主缸内腔6内的油液一路将流经第一常开开关电磁阀17后分别对应流入第一副缸19和第二副缸21的内腔中，然后分别经由第一常开线性电磁阀22和第二常开线性电磁阀23分别对应流入第一制动器26和第二制动器28实现增压制动；主缸内腔6内的油液另一路流经第二常开开关电磁阀18后分别对应流入第三副缸38和第四副缸40的内腔中，然后分别经由第三常开线性电磁阀30和第四常开线性电磁阀37分别对应流入第三制动器32和第四制动器34实现增压制动；
当驾驶员松开制动踏板1解除制动时，第一制动器26、第二制动器28、第三制动器32和第四制动器34内的高压制动液体分别经第一常开线性电磁阀22、第二常开线性电磁阀23、第三常开线性电磁阀30和第四常开线性电磁阀37分别对应地流回第一副缸19、第二副缸21、第三副缸38和第四副缸40的内腔中，再经第一常开开关电磁阀17和第二常开开关电磁阀18流回主缸内腔6中，与此同时，储油杯15将通过单向阀14向主缸内腔6进行补液，为下一次制动做好准备。
根据上述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的各控制方法，本发明所述的电机直驱并联双副缸的液压制动系统能够实现的功能包括：常规制动、ABS(防抱死制动系统Anti-lockBrakingSystem)制动、TCS(牵引力控制系统Traction Control System)制动、ESC(车身电子稳定性控制系统Electronic Speed Control System)制动、断电失效制动、再生制动调节以及ACC(自适应巡航)、AEB(自动紧急制动)和APA(自动泊车辅助)工况下的智能辅助驾驶制动，各制动控制方法及应用的过程具体如下：
1、常规制动：通电有效状态下，根据前述控制方法，驾驶员通过控制制动踏板1，四个制动器同时进行制动增压；或四个制动器同时进行制动减压；在此过程中，本发明所述液压制动系统能够模拟良好的踏板感觉。
2、ABS制动：在进行常规制动时，当电子控制单元16判断车轮发生抱死时触发ABS，在触发ABS控制后，根据前述控制方法，四个制动器同时依次进行制动减压、制动保压或制动增压，并反复这一过程，直至压力调节至最佳状态；或者，根据前述控制方法，四个制动器中，部分制动器增压、部分制动器保压而其余制动器减压；在此过程中，本发明所述液压制动系统能够模拟良好的踏板感觉，且制动主缸与制动器全解耦，驾驶员不会感觉到ABS调节时引起的压力波动。
3、TCS制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元16判断出部分车轮出现打滑(以左前轮为例)，TCS控制触发，在此情况下，无需踩踏制动踏板1，由电子控制单元16根据判断直接控制四个副缸及对应的电磁阀，进而控制四个制动器的增减压，实现制动主缸与副缸的全解耦，打滑车轮所对应的制动器在电子控制单元16的控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，实现对打滑车轮制动压力的控制，直至消除对应车轮的打滑；或者，根据前述控制方法，四个制动器中，部分制动器增压、部分制动器保压而其余制动器减压；在此过程中，制动主缸与制动器全解耦，驾驶员不会感觉到压力调节时引起的压力波动。
4、ESC制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元16判断出部分车轮出现失稳，ESC控制触发，在此情况下，无需踩踏制动踏板1，由电子控制单元16根据判断直接控制四个副缸及对应的电磁阀，进而控制四个制动器的增减压，实现制动主缸与副缸全解耦，失稳车轮所对应安装的制动器在电子控制单元16控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压，实现对打滑车轮制动压力的控制，直至失稳车轮恢复正常；或者，根据前述控制方法，四个所述制动器中，部分制动器增压、部分制动器保压而其余制动器减压；在此过程中，制动主缸与制动器全解耦，驾驶员不会感觉到压力调节时引起的压力波动。
5、ACC制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元16判断出车辆需要主动制动，驾驶员无需踩踏制动踏板1，由整车控制器输出控制信号至本发明所述液压制动系统的电子控制单元16中，由电子控制单元16直接控制四个制动器同时进行制动增压、制动保压或制动减压。
6、AEB制动：在车辆行驶过程中，通电有效状态下，电子控制单元16判断出车辆需要紧急制动，驾驶员无需踩踏制动踏板1，由整车控制器输出控制信号至本发明所述液压制动系统的电控单元16中，由电子控制单元16直接控制四个制动器同时进行制动增压。
7、再生制动调节：当车辆进行再生制动时，需实现制动踏板1的踏板力和制动器制动压力的全解耦，即在进行制动能量回收过程中，制动器对制动系统提供的制动压力需求降低，但需要驾驶员的踏板力保持不变。该制动系统可通过制动系统中的踏板感觉模拟器来实现再生制动过程中踏板力和制动器压力的全解耦。当所述制动系统在正常制动过程中，再生制动介入后，四个车轮所需制动力减小，通过合理的控制算法，计算出四个制动器对应的常开线性电磁阀所需的控制信号来分别控制线性电磁阀两端的压力差，实现制动压力的线性调节。
8、断电失效制动：断电失效状态下，如前所述，驾驶员通过踩踏制动踏板1，四个制动器同时制动增压或制动减压；
综上所述，本发明所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的各控制方法中，当电子控制单元16检测到制动信号时，会立刻控制四个副缸和相应电磁阀动作，从而能够主动并迅速地为制动器建立制动压力。由于是电信号控制，整个过程由电子控制单元ECU 16控制完成，无需人为干预，而且控制迅速，灵敏，能够满足主动快速建压和快速调压的功能。此外，在制动器增压或者减压的过程中，可以通过同时控制两个增压电机动作和常开线性阀的开度大小，来实现制动器压力的精确调节和准确控制。
Claims (10)
1.电机直驱并联双副缸的液压制动系统，其特征在于：
所述系统由电子控制单元、制动踏板操纵机构、制动主缸、制动压力控制单元和制动器组成；
所述制动压力控制单元中由两组经由常开开关电磁阀与制动主缸相管路连接的电机直驱双副缸控压组件组成；
所述电机直驱双副缸控压组件中，一个增压电机分别机械连接两个副缸，所述副缸上游与常开开关电磁阀相连，副缸下游与一个常开线性电磁阀连接后经由一个压力传感器与一个制动器相连；
所述常开开关电磁阀、增压电机、常开线性电磁阀和压力传感器分别与电子控制单元信号连接。
2.如权利要求1所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统，其特征在于：
所述副缸由副缸活塞、副缸输入推杆、副缸壳体和副缸弹簧，所述副缸活塞的内端面与副缸壳体之间形成副缸内腔；所述副缸输入推杆的一端与增压电机的输出端机械连接，副缸输入推杆的另一端与副缸活塞外端面相连，副缸弹簧置于副缸内腔内，一端与副缸活塞内端面相连，另一端与副缸壳体底部相连；所述副缸壳体上开有两个油口，一个与常开开关电磁阀管路连接，另一个与常开线性电磁阀管路连接。
3.如权利要求1所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统，其特征在于：
所述制动踏板操纵机构由制动踏板(1)、踏板感觉模拟器(12)和储油杯(15)组成；
所述制动主缸由踏板推杆(3)、推杆壳体(4)、位移传感器(2)、踏板活塞(5)和主缸弹簧(7)组成；
所述制动踏板(1)与踏板推杆(3)的一端铰接，踏板推杆的另一端与推杆壳体(4)内的踏板活塞(5)的外端面连接，踏板活塞(5)的内端面与推杆壳体(4)的底部形成主缸内腔(6)，主缸弹簧(7)连接在踏板活塞(5)的内端面与推杆壳体(4)的底部之间，在主缸内腔(6)对应的推杆壳体(4)上开有用于外接管路的油口，所述位移传感器(2)安装在踏板推杆(3)上，并与电子控制单元(16)信号连接；
所述踏板感觉模拟器(12)与主缸内腔(6)管路连接。
4.如权利要求3所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统，其特征在于：
所述踏板感觉模拟器(12)由第一常闭开关电磁阀(13)、模拟器壳体(10)、模拟器活塞(9)和模拟器弹簧(8)组成，所述模拟器活塞(9)的前端面和模拟器壳体(10)之间形成模拟器内腔(11)；模拟器内腔(11)与主缸内腔(6)通过第一常闭开关电磁阀(13)管路连接，所述模拟器弹簧(8)两端分别与模拟器活塞(9)的后端面和模拟器壳体(10)的底面连接。
5.如权利要求3所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统，其特征在于：
所述主缸内腔(6)通过一个单向阀(14)与储油杯(15)管路连接，且为储油杯(15)向主缸内腔(6)单向导通；所述副缸下游与一个常开线性电磁阀连接后还经由一个常闭开关电磁阀与储油杯相连；
所述常闭开关电磁阀与电子控制单元信号连接。
6.如权利要求1所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，其特征在于：
所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法，所述通电有效状态下的制动控制方法为：
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号，经分析判断后向制动压力控制单元发送控制指令，控制两个常开开关电磁阀均通电断开，实现制动踏板的踏板力与制动器中制动压力全解耦，与此同时，控制两组电机直驱双副缸控压组件中的增压电机与对应连接的常开线性电磁阀相配合，分别控制对应连接的制动器进行制动增压、保压或减压。
7.如权利要求6所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，其特征在于：
在所述通电有效状态下，当电机直驱双副缸控压组件在进行增压或减压过程中，电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令，控制常开线性电磁阀的开度，进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力，实现线性调节制动器增压或减压的制动压力。
8.如权利要求6所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，其特征在于：
在所述制动器制动减压过程中，通过控制在常开线性电磁阀与压力传感器和制动器相连的支路上并联一个与储油杯相连的常闭开关电磁阀，以实现快速减压。
9.如权利要求6所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，其特征在于：
所述断电失效状态下的制动控制方法为：各电磁阀均处于断电状态，制动踏板机构在驾驶员的操作下，其制动主缸的制动油液直接在制动主缸、常开开关电磁阀、副缸、常开线形电磁阀和制动轮缸之间流动，实现制动增压或减压。
10.如权利要求4所述电机直驱并联双副缸的液压制动系统的制动控制方法，其特征在于：
所述踏板感觉模拟器的制动踏板制动感觉模拟方法如下：
当驾驶员踩踏制动踏板(1)时，制动踏板(1)推动踏板推杆(3)前移，踏板推杆(3)推动踏板活塞(5)在主缸内腔(6)内运动，此时电子控制单元(16)控制第一常闭开关电磁阀(13)通电导通，同时，电子控制单元(16)控制第一常开开关电磁阀(17)和第二常开开关电磁阀(18)通电断开，此时控制踏板力和制动器的制动压力实现全解耦，所述主缸内腔(6)内的液压油在踏板活塞(5)的作用下通过液压管路，经第一常闭开关电磁阀流入模拟器内腔(11)，液压油推动模拟器活塞(9)运动，模拟器弹簧(8)由模拟器活塞(9)推动产生形变形成弹性阻力，实现模拟制动踏板制动感觉。
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