CN109177946B - 一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；目的是提高电子液压制动系统的集成化程度，提高解耦能力，能够配合再生制动最大限度的回收制动能量，取消反应盘结构，降低制动系统的控制难度，提高系统的响应速度和制动压力控制精度，实现液压制动力的主动控制，能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器。

Description

一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统，特别涉及一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统。

背景技术

随着汽车电动化和智能化技术的不断发展，汽车对制动系统提出了更高的要求，不仅要求制动系统能够提供足够的制动效能以及可靠的制动安全性，还要能够配合再生制动，最大限度的回收制动能量，提高电动汽车的续航里程，并且要具备足够的主动制动能力，响应足够迅速、制动压力控制精确，在提高安全性的同时能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器，同时要保证足够舒适的驾驶和乘坐感受，提供更加智能化、多样化的驾驶模式等。传统的真空助力制动系统由于难以满足这些要求，因此很难搭载在电动汽车及具有自动驾驶功能的汽车上，应用逐渐减少，而各种电子液压制动系统应运而生。电子液压制动系统响应速度快，制动压力控制精确；能够实现制动踏板与液压管路的解耦或部分解耦，配合再生制动回收制动能量提高续航里程；具有足够的主动制动能力，具备作为智能驾驶辅助系统底层执行器的能力。

然而，目前的电子液压制动系统普遍采用不解耦或者部分解耦的方案，解耦能力有限，不能充分发挥电动汽车的再生制动能力，最大限度地回收制动能量；驾驶员的踏板力与电动助力普遍采用反应盘耦合，在设计控制算法时需要考虑反应盘内外圈形变等问题，控制算法较为复杂；整个液压制动系统集成化程度不够高，布置在实车上有一定困难，并且普遍需要设置用于解耦的电磁阀和踏板力主动调节的电磁阀，电控单元ECU需要精确控制多个电磁阀，导致整个液压制动系统控制难度增大。

一些电子液压制动系统采用了部分解耦的方案，在系统进入失效备份模式时，驾驶员必须克服制动踏板及踏板推杆的一段空行程后，制动踏板推杆才能推动制动主缸活塞推杆在制动主缸建压，这段空行程内制动系统无法产生制动力容易发生危险。

发明内容

本发明提供一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统旨在提高电子液压制动系统的集成化程度，提高解耦能力，能够配合再生制动最大限度的回收制动能量，取消反应盘结构，降低制动系统的控制难度，提高系统的响应速度和制动压力控制精度，实现液压制动力的主动控制，能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器。

本发明包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；

所述的壳体前端开设有通孔，踏板感觉模拟器设在通孔内，踏板推杆与踏板感觉模拟器的前端活塞相连；锁止机构设在壳体前端通孔处，并通过控制线路与电控单元ECU相连，通电状态下锁止机构锁定踏板感觉模拟器；

所述的助力电机设在壳体上，并通过控制线路与电控单元ECU相连；制动主缸设在壳体后端，制动主缸的前端设有主缸推杆；滚珠丝杠螺母设在壳体内，滚珠丝杠螺母外圈设有轴承，通过轴承与壳体滚动连接；滚珠丝杠螺母套设在滚珠丝杠螺杆上，构成运动转化机构，滚珠丝杠螺杆一端与制动主缸的主缸推杆相接触；第一齿轮与滚珠丝杠螺母通过矩形花键同轴固连，第二齿轮与助力电机的输出轴同轴固连，第一齿轮与第二齿轮相啮合，构成减速增扭机构；

所述的滚珠丝杠螺杆内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆一端与踏板感觉模拟器抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆内部的通孔，并与制动主缸的主缸推杆抵接；

所述的踏板行程传感器设在踏板推杆上，并通过控制线路与电控单元ECU相连。

所述的踏板感觉模拟器由前后两个贯通的腔体组成，前腔内设有模拟器第一活塞，后腔内设有模拟器第二活塞，模拟器第一活塞与模拟器第二活塞之间设有第一模拟弹簧，模拟器第二活塞与后腔底部之间设有第二模拟弹簧；模拟器第一活塞的前端与踏板推杆相连，模拟器第一活塞的后端设有第一弹性块，模拟器第二活塞后端设有第二弹性块。

所述的踏板感觉模拟器的前腔内径小于后腔内径，后腔位于壳体前端通孔内。

所述的锁止机构对称设在踏板感觉模拟器的末端，锁止机构包括锁止支架、电磁铁、锁止杆和锁止弹簧，锁止支架设在壳体内部，电磁铁设在锁止支架顶端，电磁铁通过控制线路与电控单元ECU相连；锁止杆的一端枢接在壳体上，能够绕枢轴旋转，锁止杆的另一端一侧朝向电磁铁，另一侧通过锁止弹簧与壳体相连；锁止杆上设有凸起，通电情况下，锁止杆被电磁铁吸附住，锁止杆上的凸起卡住踏板感觉模拟器，将踏板感觉模拟器固定；断电情况下，电磁铁失去对锁止杆的吸附力，锁止杆在锁止弹簧拉力作用下绕枢轴旋转使锁止杆上的凸起脱离锁止位置，踏板感觉模拟器脱离了锁止杆的锁定，能够在壳体前端通孔内沿轴向位移。

所述的滚珠丝杠螺杆与制动主缸之间设有回位弹簧，所述的回位弹簧套设在制动主缸的主缸推杆外侧；制动主缸的主缸推杆前端设有弹性垫圈，用于减小滚珠丝杠螺杆对主缸推杆的冲击力，延长使用寿命。

所述的制动主缸内设有主缸第一活塞和主缸第二活塞，主缸推杆与主缸第一活塞相连；主缸第一活塞和主缸第二活塞将制动主缸内部分成第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔内设有主缸第一回位弹簧，第二工作腔内设有主缸第二回位弹簧；系统还包括液压控制单元HCU，制动主缸第一工作腔的出液口和第二工作腔的出液口分别通过液压管路与液压控制单元HCU的两个进液口相连，液压控制单元HCU的四个出液口分别通过液压管路与安装在车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸进液口相连。所述液压控制单元HCU具有ESP以及ABS的功能，能够对车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸的制动液压力进行调节。

制动主缸与液压控制单元HCU之间的液压管路上设有液压力传感器，液压力传感器和液压控制单元HCU分别通过控制线路与电控单元ECU相连，液压力传感器用于检测液压管路中的液压力大小，并将信号通过控制线路传递给电控单元ECU。

助力电机的输出轴通过深沟球轴承支撑在壳体上，输出轴外端设有挡圈，输出轴上套设有套筒，第二齿轮位于挡圈和套筒之间；套筒一端与第二齿轮抵接，另一端与深沟球轴承抵接，挡圈和套筒用于对第二齿轮进行定位。

失效备份推杆上设有导向槽，壳体上设有导向杆，导向杆下端位于导向槽内与导向槽配合，在失效备份推杆运动时起到导向作用。

所述的滚珠丝杠螺母外圈的轴承为角接触球轴承，能同时承受径向压力和轴向压力，防止滚珠丝杠螺母发生偏移。

所述电控单元ECU可根据各种制动系统传感器以及其他车载传感器传递的信息，选择制动系统的工作模式，控制电磁铁的工作状态，并控制助力电机产生相应的液压制动力。

系统还包括储液罐，储液罐与制动主缸的两个进液口相连，用于补充制动主缸的制动液。

本发明的工作原理：

本发明所述的一种完全解耦的电子液压制动系统，具有常规制动、主动制动以及失效备份三种工作模式：

1、常规制动模式工作原理：

当系统处于常规制动模式时，电磁铁处于通电状态，具有电磁吸力，将锁止机构的锁止杆吸附在水平位置，使锁止杆的凸起卡在踏板感觉模拟器的末端，将踏板感觉模拟器固定，不能产生轴向位移；这时，驾驶员踩下制动踏板，踏板推杆直接推动模拟器第一活塞，踏板感觉模拟器中的模拟器第一活塞、模拟器第二活塞、第一模拟弹簧、第二模拟弹簧以及第一弹性块和第二弹性块共同模拟传统真空助力制动系统的驾驶员踏板感觉。

常规制动模式时，系统处于完全解耦状态，驾驶员踩下制动踏板，此时踏板行程传感器采集到驾驶员踩下制动踏板的踏板行程信息，将采集到的信号通过控制线路传递到电控单元ECU，电控单元ECU根据踏板行程信息，分析驾驶员的制动意图，计算出本次制动所需要的总制动力F_S，电控单元ECU根据此时车辆的动力电机以及蓄电池等的工作状态，计算出此时车辆能产生的再生制动力F_R，总制动力F_S减去再生制动力F_R即得到本次制动所需的液压制动力F_H,即F_H＝F_S-F_R。电控单元ECU根据液压制动力F_H的大小，通过控制线路控制助力电机产生相应的转矩和转速，助力电机输出轴带动与输出轴同轴固连的第二齿轮旋转，第二齿轮与第一齿轮啮合实现减速增扭，第一齿轮带动与之固连的滚珠丝杠螺母旋转，滚珠丝杠螺母将旋转运动转化为滚珠丝杠螺杆的直线运动，进而由滚珠丝杠螺杆推动制动主缸的主缸推杆在制动主缸内建压。

在常规制动模式下，本制动系统处于完全解耦的状态，此时制动踏板与制动减速度完全解耦，驾驶员只提供制动所需的踏板行程等信息，并不参与实际的制动过程，实际的制动力完全由再生制动以及助力电机提供，能够充分发挥车辆的再生制动力，最大限度的回收制动能量，提高续航里程。

2、主动制动模式工作原理：

在驾驶员没有踩下制动踏板时，如果电控单元ECU通过其他与之相连的车载传感器(如雷达，摄像头、测速传感器、测距传感器等)传递的信息判断此时需主动实施制动力或者其他控制装置(如紧急制动系统，自动驾驶系统等)发出主动制动请求时，制动系统即进入主动制动模式。

在主动制动模式下，电控单元ECU分析判断其他车载传感器通过控制线路传递的信号，判断车辆所需的主动制动力，通过控制线路发送信号控制助力电机运行，推动制动主缸产生相应的液压制动力，实现线控化的主动制动。在主动制动模式下，一旦电控单元ECU通过踏板行程传感器检测到驾驶员踩下制动踏板，则立即将系统切换为常规制动模式。

3、失效备份模式工作原理：

按照国家法规要求，制动系统失效或者某些制动部件发生故障时，制动系统仍要保证能够产生一定的制动强度以保证安全性。本发明在系统失效或出现故障的情况下，系统能够自动解除解耦状态，驾驶员可直接推动制动主缸建压，使车辆产生一定的制动力。

当电控单元ECU检测到助力电机或其他部件故障失效或整个系统断电时，锁止机构的电磁铁断电失去电磁吸附力，这时锁止机构中的锁止杆在锁止弹簧的拉力作用下绕枢轴旋转，使锁止杆上的凸起脱离踏板感觉模拟器的锁止位置，踏板感觉模拟器可以产生轴向位移。驾驶员踩下制动踏板，踏板推杆和踏板感觉模拟器作为一个整体移动，通过失效备份推杆推动制动主缸的主缸推杆在制动主缸内建立制动压力。

本发明的有益效果：

1、本发明采用了助力电机加机械传动的方案，取消了高压蓄能器结构，减小了漏液隐患，工作更加稳定可靠，响应速度快，制动压力控制更精确，成本和维修费用降低，具备作为智能驾驶辅助系统底层执行器的能力。

2、本发明采用完全解耦的方案，即在常规制动模式下，制动踏板和液压制动管路完全解耦，电控单元ECU可以合理分配再生制动力和液压制动力，最大限度地回收制动能量，提高电动汽车续航里程。

3、本发明具备主动制动、失效备份和制动能量回收功能，并有效集成了ESP(车身电子稳定程序)、ABS(制动防抱死)以及ACC(自适应巡航)等主动控制系统，提高制动系统集成化程度，实现车辆智能化控制。

4、本发明采用机械结构实现解耦，不需要采用次级主缸，也不需要设置用于解耦和失效备份的电磁阀，采用一级齿轮传动加滚珠丝杠的方案，将踏板感觉模拟器、助力电机传动系统和制动主缸全部集成在壳体中，零件数和液压管路减少，使整体结构占用空间减小，解耦、主动制动以及失效备份功能有效的集成在一起，整体结构更加紧凑。

5、本发明取消了反应盘结构，驾驶员踏板力和电动助力不需要通过反应盘耦合，使制动系统的控制算法更加简单，同时也消除了由于径向力过大使反应盘过度变形造成的安全隐患。

6、本发明的可移植性较好，可以匹配现有的柱塞式制动主缸，不需要增加特殊结构，易于安装在实车上，并易于外接其他设备进行试验。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明踏板感觉模拟器及锁止机构结构示意图。

图3为本发明制动主缸结构示意图。

图4为本发明助力电机结构示意图。

图5为本发明踏板力和踏板行程的关系曲线图。

1、壳体 2、踏板感觉模拟器 3、踏板推杆 4、锁止机构

5、助力电机 6、制动主缸 7、滚珠丝杠螺母 8、滚珠丝杠螺杆

9、第一齿轮 10、第二齿轮 11、失效备份推杆 12、踏板行程传感器

13、电控单元ECU 14、主缸推杆 15、轴承 16、模拟器第一活塞

17、模拟器第二活塞 18、第一模拟弹簧 19、第二模拟弹簧

20、第一弹性块 21、第二弹性块 22、锁止支架 23、电磁铁

24、锁止杆 25、锁止弹簧 26、回位弹簧 27、弹性垫圈

28、主缸第一活塞 29、主缸第二活塞 30、液压控制单元HCU

31、液压力传感器 32、深沟球轴承 33、挡圈 34、套筒 35、导向杆。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示：

本发明包括壳体1、踏板感觉模拟器2、踏板推杆3、锁止机构4、助力电机5、制动主缸6、滚珠丝杠螺母7、滚珠丝杠螺杆8、第一齿轮9、第二齿轮10、失效备份推杆11、踏板行程传感器12和电控单元ECU13；

所述的壳体1前端开设有通孔，踏板感觉模拟器2设在通孔内，踏板推杆3与踏板感觉模拟器2的前端活塞相连；锁止机构4设在壳体前端通孔处，并通过控制线路与电控单元ECU13相连，通电状态下锁止机构4锁定踏板感觉模拟器2；

所述的助力电机5设在壳体1上，并通过控制线路与电控单元ECU13相连；制动主缸6设在壳体1的后端，制动主缸6的前端设有主缸推杆14；滚珠丝杠螺母7设在壳体1内，滚珠丝杠螺母7外圈设有轴承15，通过轴承15与壳体1滚动连接；滚珠丝杠螺母7套设在滚珠丝杠螺杆8上，构成运动转化机构，滚珠丝杠螺杆8一端与制动主缸6的主缸推杆14相接触；第一齿轮9与滚珠丝杠螺母7通过矩形花键同轴固连，第二齿轮10与助力电机5的输出轴同轴固连，第一齿轮9与第二齿轮10相啮合，构成减速增扭机构；

所述的滚珠丝杠螺杆8内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆11一端与踏板感觉模拟器2抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆8内部的通孔，并与制动主缸6的主缸推杆14抵接；

踏板感觉模拟器2、失效备份推杆11、滚珠丝杠螺母7、滚珠丝杠螺杆8和制动主缸6同轴设在壳体内，实现线性集成结构。

所述的踏板行程传感器12设在踏板推杆3上，并通过控制线路与电控单元ECU13相连。

所述的踏板感觉模拟器2由前后两个贯通的腔体组成，前腔内设有模拟器第一活塞16，后腔内设有模拟器第二活塞17，模拟器第一活塞16与模拟器第二活塞17之间设有第一模拟弹簧18，模拟器第二活塞17与后腔底部之间设有第二模拟弹簧19；模拟器第一活塞16的前端与踏板推杆3相连，模拟器第一活塞16的后端设有第一弹性块20，模拟器第二活塞17后端设有第二弹性块21。

所述的踏板感觉模拟器2的前腔内径小于后腔内径，后腔位于壳体1前端通孔内。

传统的真空助力制动系统的踏板力和踏板行程的关系曲线大致可以分为三个阶段:第一阶段：此阶段是在踏板力的作用下消除制动踏板机构与真空助力器推杆之间的运动间隙，此阶段，踏板力没有明显的变化，踏板行程则增大；第二阶段：此阶段是真空助力器的作用时段，在真空助力器的作用下，制动踏板力在增加很缓的情况下，踏板行程有着明显的增加；第三阶段：此阶段真空助力器的作用已经达到饱和，踏板行程的增加则是全靠人力制动，因此曲线的斜率迅速变大。

为了模拟驾驶员踏板力和踏板行程关系的三个阶段，使驾驶员获得和传统真空助力制动系统相同的踏板感觉，所述踏板感觉模拟器2采用了刚度不同的第一模拟弹簧18和第二模拟弹簧19，第一模拟弹簧18的刚度小于第二模拟弹簧19，踏板感觉模拟器2的工作原理为：驾驶员踩下制动踏板，首先踏板推杆3推动模拟器第一活塞16，第一模拟弹簧18被压缩，其弹性反力反馈到驾驶员的踏板上，由于第一模拟弹簧18刚度较小，在第一弹性块20与模拟器第二活塞17接触前，驾驶员施加制动踏板上的力变化不大，同时由于第二模拟弹簧19的预紧力较大，在此过程中模拟器第二活塞17基本保持不动，此过程对应真空助力制动系统踏板力与踏板行程关系曲线的第一阶段；当第一弹性块20与模拟器第二活塞17接触后，随着踏板推杆3的前移，第二模拟弹簧19被压缩，踏板力将随着踏板位移呈线性变化，此过程对应真空助力制动系统踏板力与踏板行程关系曲线的第二阶段；直到第二弹性块21与踏板感觉模拟器2底部接触，踏板力的线性增加段将结束，由于第二弹性块21的刚度较大，此时，若驾驶员继续踩制动踏板，将对第二弹性块21进行压缩，踏板上的踏板力将急剧增加，对应真空助力制动系统踏板力与踏板行程关系曲线的第三阶段。通过踏板感觉模拟器2的以上设计，可以使驾驶员尽可能获得和传统真空助力制动系统相同的踏板感觉。

所述的锁止机构4对称设在踏板感觉模拟器2的末端，锁止机构4包括锁止支架22、电磁铁23、锁止杆24和锁止弹簧25，锁止支架22设在壳体1内部，电磁铁23设在锁止支架22顶端，电磁铁23通过控制线路与电控单元ECU13相连；锁止杆24的一端枢接在壳体1上，能够绕枢轴旋转，锁止杆24的另一端一侧朝向电磁铁23，另一侧通过锁止弹簧25与壳体1相连；锁止杆24上设有凸起，通电情况下，锁止杆24被电磁铁23吸附住，锁止杆24上的凸起卡住踏板感觉模拟器2，将踏板感觉模拟器2固定；断电情况下，电磁铁23失去对锁止杆24的吸附力，锁止杆24在锁止弹簧25拉力作用下绕枢轴旋转使锁止杆24上的凸起脱离锁止位置，踏板感觉模拟器2脱离了锁止杆24的锁定，能够在壳体1前端通孔内沿轴向位移。

所述的滚珠丝杠螺杆8与制动主缸6之间设有回位弹簧26，所述的回位弹簧26套设在制动主缸6的主缸推杆14外侧；主缸推杆14前端设有弹性垫圈27。

所述的制动主缸6内设有主缸第一活塞28和主缸第二活塞29，主缸推杆14与主缸第一活塞28相连；主缸第一活塞28和主缸第二活塞29将制动主缸6内部分成第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔内设有主缸第一回位弹簧，第二工作腔内设有主缸第二回位弹簧；系统还包括液压控制单元HCU30，制动主缸6第一工作腔的出液口和第二工作腔的出液口分别通过液压管路与液压控制单元HCU30的两个进液口相连，液压控制单元HCU30的四个出液口分别通过液压管路与安装在车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸进液口相连。所述液压控制单元HCU30具有ESP以及ABS的功能，能够对车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸的制动液压力进行调节。

制动主缸6与液压控制单元HCU30之间的液压管路上设有液压力传感器31，液压力传感器31和液压控制单元HCU30分别通过控制线路与电控单元ECU13相连。

助力电机5的输出轴通过深沟球轴承32支撑在壳体1上，输出轴外端设有挡圈33，输出轴上套设有套筒34，第二齿轮10位于挡圈33和套筒34之间；套筒34一端与第二齿轮10抵接，另一端与深沟球轴承32抵接，挡圈33和套筒34用于对第二齿轮10进行定位，防止第二齿轮10在旋转过程中发生偏转而造成径向力过大影响系统产生制动力。

失效备份推杆11上设有导向槽，壳体上设有导向杆35，导向杆35下端位于导向槽内与导向槽配合，在失效备份推杆11运动时起到导向作用。

所述的滚珠丝杠螺母7外圈的轴承15为角接触球轴承。

本发明的工作原理：

本发明所述的一种完全解耦的电子液压制动系统，具有常规制动、主动制动以及失效备份三种工作模式：

1、常规制动模式工作原理：

当系统处于常规制动模式时，电磁铁23处于通电状态，具有电磁吸力，将锁止机构4的锁止杆24吸附在水平位置，使锁止杆24的凸起卡在踏板感觉模拟器2的末端，将踏板感觉模拟器2固定，不能产生轴向位移；这时，驾驶员踩下制动踏板，踏板推杆3直接推动模拟器第一活塞16，踏板感觉模拟器2中的模拟器第一活塞16、模拟器第二活塞17、第一模拟弹簧18、第二模拟弹簧19以及第一弹性块20和第二弹性块21共同模拟传统真空助力制动系统的驾驶员踏板感觉。

常规制动模式时，系统处于完全解耦状态，驾驶员踩下制动踏板，此时踏板行程传感器12采集到驾驶员踩下制动踏板的踏板行程信息，将采集到的信号通过控制线路传递到电控单元ECU13，电控单元ECU13根据踏板行程信息，分析驾驶员的制动意图，计算出本次制动所需要的总制动力F_S，电控单元ECU13根据此时车辆的动力电机以及蓄电池等的工作状态，计算出此时车辆能产生的再生制动力F_R，总制动力F_S减去再生制动力F_R即得到本次制动所需的液压制动力F_H,即F_H＝F_S-F_R。电控单元ECU13根据液压制动力F_H的大小，通过控制线路控制助力电机5产生相应的转矩和转速，助力电机5输出轴带动与输出轴同轴固连的第二齿轮10旋转，第二齿轮10与第一齿轮9啮合实现减速增扭，第一齿轮9带动与之固连的滚珠丝杠螺母7旋转，滚珠丝杠螺母7将旋转运动转化为滚珠丝杠螺杆8的直线运动，进而由滚珠丝杠螺杆8推动制动主缸6的主缸推杆14在制动主缸6内建压。

在常规制动模式下，本制动系统处于完全解耦的状态，此时制动踏板与制动减速度完全解耦，驾驶员只提供制动所需的踏板行程等信息，并不参与实际的制动过程，实际的制动力完全由再生制动以及助力电机5提供，能够充分发挥车辆的再生制动力，最大限度的回收制动能量，提高续航里程。

2、主动制动模式工作原理：

在驾驶员没有踩下制动踏板时，如果电控单元ECU13通过其他与之相连的车载传感器(如雷达，摄像头、测速传感器、测距传感器等)传递的信息判断此时需主动实施制动力或者其他控制装置(如紧急制动系统，自动驾驶系统等)发出主动制动请求时，制动系统即进入主动制动模式。

在主动制动模式下，电控单元ECU13分析判断其他车载传感器通过控制线路传递的信号，判断车辆所需的主动制动力，通过控制线路发送信号控制助力电机5运行，推动制动主缸6产生相应的液压制动力，实现线控化的主动制动。在主动制动模式下，一旦电控单元ECU13通过踏板行程传感器12检测到驾驶员踩下制动踏板，则立即将系统切换为常规制动模式。

3、失效备份模式工作原理：

按照国家法规要求，制动系统失效或者某些制动部件发生故障时，制动系统仍要保证能够产生一定的制动强度以保证安全性。本发明在系统失效或出现故障的情况下，系统能够自动解除解耦状态，驾驶员可直接推动制动主缸6建压，使车辆产生一定的制动力。

当电控单元ECU13检测到助力电机5或其他部件故障失效或整个系统断电时，锁止机构4的电磁铁23断电失去电磁吸附力，这时锁止机构4中的锁止杆24在锁止弹簧25的拉力作用下绕枢轴旋转，使锁止杆24上的凸起脱离踏板感觉模拟器2的锁止位置，踏板感觉模拟器2可以产生轴向位移。驾驶员踩下制动踏板，踏板推杆3和踏板感觉模拟器2作为一个整体移动，踏板感觉模拟器2推动失效备份推杆11在滚珠丝杠螺杆8内的通孔中移动，进而推动制动主缸6的主缸推杆14在制动主缸6内建立制动压力。

Claims (9)

1.一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；

所述的壳体前端开设有通孔，踏板感觉模拟器设在通孔内，踏板推杆与踏板感觉模拟器的前端活塞相连；所述的锁止机构位于通孔末端，锁止机构对称设在踏板感觉模拟器的末端，锁止机构包括锁止支架、电磁铁、锁止杆和锁止弹簧，锁止支架设在壳体内部，电磁铁设在锁止支架顶端，电磁铁通过控制线路与电控单元ECU相连；锁止杆的一端枢接在壳体上，能够绕枢轴旋转，锁止杆的另一端一侧朝向电磁铁，另一侧通过锁止弹簧与壳体相连；锁止杆上设有凸起，通电情况下，锁止杆被电磁铁吸附住，锁止杆上的凸起卡住踏板感觉模拟器，将踏板感觉模拟器固定；断电情况下，电磁铁失去对锁止杆的吸附力，锁止杆在锁止弹簧拉力作用下绕枢轴旋转使锁止杆上的凸起脱离锁止位置，踏板感觉模拟器脱离了锁止杆的锁定，能够在壳体前端通孔内沿轴向位移；

所述的助力电机设在壳体上，并通过控制线路与电控单元ECU相连；制动主缸设在壳体后端，制动主缸的前端设有主缸推杆；滚珠丝杠螺母设在壳体内，滚珠丝杠螺母外圈设有轴承，通过轴承与壳体滚动连接；滚珠丝杠螺母套设在滚珠丝杠螺杆上，滚珠丝杠螺杆一端与制动主缸的主缸推杆相接触；第一齿轮与滚珠丝杠螺母同轴固连，第二齿轮与助力电机的输出轴同轴固连，第一齿轮与第二齿轮相啮合；

所述的滚珠丝杠螺杆内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆一端与踏板感觉模拟器抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆内部的通孔，并与制动主缸的主缸推杆抵接；

所述的踏板行程传感器设在踏板推杆上，并通过控制线路与电控单元ECU相连。

2.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的踏板感觉模拟器由前后两个贯通的腔体组成，前腔内设有模拟器第一活塞，后腔内设有模拟器第二活塞，模拟器第一活塞与模拟器第二活塞之间设有第一模拟弹簧，模拟器第二活塞与后腔底部之间设有第二模拟弹簧；模拟器第一活塞的前端与踏板推杆相连，模拟器第一活塞的后端设有第一弹性块，模拟器第二活塞后端设有第二弹性块。

3.根据权利要求2所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的踏板感觉模拟器的前腔内径小于后腔内径，后腔位于壳体前端通孔内。

4.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的滚珠丝杠螺杆与制动主缸之间设有回位弹簧，所述的回位弹簧套设在制动主缸的主缸推杆外侧；制动主缸的主缸推杆前端设有弹性垫圈。

5.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的制动主缸内设有主缸第一活塞和主缸第二活塞，主缸推杆与主缸第一活塞相连；主缸第一活塞和主缸第二活塞将制动主缸内部分成第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔内设有主缸第一回位弹簧，第二工作腔内设有主缸第二回位弹簧；系统还包括液压控制单元HCU，制动主缸第一工作腔的出液口和第二工作腔的出液口分别通过液压管路与液压控制单元HCU的两个进液口相连，液压控制单元HCU的四个出液口分别通过液压管路与安装在车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸进液口相连。

6.根据权利要求5所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：制动主缸与液压控制单元HCU之间的液压管路上设有液压力传感器，液压力传感器和液压控制单元HCU分别通过控制线路与电控单元ECU相连。

7.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：助力电机的输出轴通过深沟球轴承支撑在壳体上，输出轴外端设有挡圈，输出轴上套设有套筒，第二齿轮位于挡圈和套筒之间；套筒一端与第二齿轮抵接，另一端与深沟球轴承抵接。

8.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：失效备份推杆上设有导向槽，壳体上设有导向杆，导向杆下端位于导向槽内与导向槽配合实现导向作用。

9.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的滚珠丝杠螺母外圈的轴承为角接触球轴承。