CN110155014B - 一种完全解耦的双备份电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全解耦的双备份电子液压制动系统，包括有踏板感觉模拟器、第一助力建压缸、第二助力建压缸、制动主缸、储液罐、液压控制单元、第一电控单元和第二电控单元，其中踏板感觉模拟器通过管路分别与制动主缸和储液罐相连通，连通管路上设有第一电磁阀，第一电磁阀与第二电控单元相连接并由第二电控单元控制工作，制动主缸通过管路分别与第一助力建压缸和第二助力建压缸相连通，连通管路上装配有第二电磁阀，第二电磁阀与第一电控单元相连接并由第一电控单元控制工作，有益效果：能够实施主动制动、失效备份和制动能量回收等功能，还能有效集成电子稳定程序(ESP)、自适应巡航控制(ACC)等主动控制技术，实现车辆智能化控制。

Description

一种完全解耦的双备份电子液压制动系统

技术领域

本发明涉及一种液压制动系统，特别涉及一种完全解耦的双备份电子液压制动系统。

背景技术

目前，随着汽车智能化和电动化技术的不断发展，传统的真空助力制动系统难以满足智能汽车和电动汽车对制动系统提出的要求。智能汽车要求制动系统有更精确的制动压力控制能力和更快的响应速度和以及足够的主动制动能力，具备这些条件才能作为智能驾驶辅助系统底层执行器。电动汽车要求制动系统具备一定的解耦能力，即制动踏板力与电机助力的解耦，使制动系统能够配合再生制动，最大限度的回收制动能量，提高电动车续航里程，并且保证车辆在实现制动能量回收的同时也具有良好的踏板感觉。

近年来兴起的电子液压制动系统通过进行合理的结构设计能够实现制动踏板与主缸之间的部分解耦或者完全解耦，可以应用在电动汽车上实现制动能量回收；此外，电子液压制动系统虽然保留了液压增压结构，但是由于是线控化系统，响应速度以及压力控制精确程度相比于传统真空助力制动系统有显著提升，并且电子液压制动系统可以独立于驾驶员的制动动作主动建压，具备主动制动能力，能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器。总结来说，电子液压制动系统及其控制方法是汽车制动系统智能化、电动化的主流方向。

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，最大限度的回收制动能量；在完全解耦的电子液压制动系统中，普遍采用单失效备份回路，当电子元件或传动件失效时，系统只能通过驾驶员踩制动踏板建压，制动效能差且制动踏板阻力较大。在SAE International，即国际汽车工程师协会制定的自动驾驶等级中，L3级别以上的智能驾驶辅助系统都要求有双冗余备份回路，因此单失效备份系统不能满足未来完全自动驾驶的智能汽车需求。

发明内容

本发明的目的是为了配合再生制动最大限度地回收制动能量，提高制动系统的响应速度和制动压力控制精度而提供的一种完全解耦的双备份电子液压制动系统。

本发明提供的完全解耦的双备份电子液压制动系统包括有踏板感觉模拟器、第一助力建压缸、第二助力建压缸、制动主缸、储液罐、液压控制单元、第一电控单元和第二电控单元，其中踏板感觉模拟器通过管路分别与制动主缸和储液罐相连通，连通管路上设有第一电磁阀，第一电磁阀与第二电控单元相连接并由第二电控单元控制工作，制动主缸通过管路分别与第一助力建压缸和第二助力建压缸相连通，连通管路上装配有第二电磁阀，第二电磁阀与第一电控单元相连接并由第一电控单元控制工作，储液罐通过管路与制动主缸相连通，液压控制单元通过管路也与制动主缸相连通，第一电控单元和第二电控单元通过控制线路相连接。

第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

踏板感觉模拟器的内腔中装配有第一活塞和第二活塞，其中第一活塞由踏板推杆驱使并能够在踏板感觉模拟器的内腔中进行移动，第二活塞装配在第一活塞的后部，第二活塞的前后端均固连有橡胶块，在第二活塞和两侧的橡胶块内开设有液体流道，第一活塞和第二活塞之间装配有第一回位弹簧，第二活塞后部装配有第二回位弹簧，踏板推杆的前端装配有制动踏板，踏板推杆上还连接有踏板行程传感器，踏板行程传感器通过线路分别与第一电控单元和第二电控单元相连接，踏板行程传感器能够把踏板推杆的位移数据实时传输到第一电控单元和第二电控单元。

第一助力建压缸的内腔中装配有第三活塞，第三活塞由第一挺杆驱使并能够在第一助力建压缸的内腔中进行移动，第三活塞后部第一助力建压缸的内腔中装配有第三回位弹簧，第一挺杆的前端连接有齿条，齿条与第一齿轮相啮合，第一齿轮固连在蜗轮上，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆连接有第一助力电机，第一助力电机输出轴带动蜗杆转动从而使蜗轮和第一齿轮转动驱使齿条带动第一挺杆使第三活塞在第一助力建压缸的内腔中进行移动，第一助力电机与第一电控单元相连接并由第一电控单元控制工作。

第二助力建压缸的内腔中装配有第四活塞，第四活塞由第二挺杆驱使并能够在第二助力建压缸的内腔中进行移动，第四活塞后部第二助力建压缸的内腔中装配有第四回位弹簧，第二挺杆的前端连接有丝杆，丝杆螺接在第二齿轮上，第二齿轮与第三齿轮相啮合，第三齿轮与第二助力电机连接并由第二助力电机驱使进行转动，第三齿轮转动过程中啮合第二齿轮驱使丝杆带动第二挺杆使第四活塞在第二助力建压缸的内腔中进行移动，第二助力电机与第二电控单元相连接并由第二电控单元控制工作。

制动主缸的内腔中装配有第五活塞和第六活塞，第五活塞的前端与制动主缸内腔前侧壁之间形成第一工作腔，第一电磁阀和第二电磁阀分别通过管路与第一工作腔相连通，第五活塞和第六活塞之间形成有第二工作腔，第六活塞的后部与制动主缸内腔的后侧壁之间形成有第三工作腔，第二工作腔中装配有第五回位弹簧，第三工作腔中装配有第六回位弹簧，储液罐通过管路分别与第二工作腔和第三工作腔相连通，液压控制单元通过管路也与第二工作腔和第三工作腔相连通，连通管路上装配有液压力传感器，液压力传感器通过线路分别与第一电控单元和第二电控单元相连接，液压力传感器能够把液压数据实时传输到第一电控单元和第二电控单元。

液压控制单元通过管路还连接有制动轮缸，液压控制单元控制制动轮缸的工作。

上述的液压控制单元、第一电控单元、第二电控单元、第一电磁阀、第二电磁阀、踏板行程传感器和液压力传感器均为现有设别的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

本发明提供的完全解耦的双备份电子液压制动系统，包括常规制动、主动制动、两种失效备份等四种工作模式，具体如下所述：

一、常规制动工作模式原理：

当系统处于常规制动模式时，系统处于完全解耦状态,驾驶员踩下制动踏板，通过踏板推杆推动第一活塞，第一回位弹簧被压缩，其弹性反力反馈到制动踏板上，由于第一回位弹簧刚度较小，在第一活塞与第二活塞左侧橡胶块接触前，驾驶员踩制动踏板的力变化不大，同时由于第二回位弹簧的预紧力较大，在此过程中踏板感觉模拟器中的第二回位弹簧形变较小，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第一阶段；当第一活塞与第二活塞左侧橡胶块接触后，随着踏板推杆的前移，第二回位弹簧被压缩，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第二阶段；直到第二活塞右侧橡胶块与踏板感觉模拟器后端接触，踏板力的线性增加段结束，由于第二活塞左右两侧橡胶块的刚度较大，此时，若驾驶员继续踩制动踏板，橡胶块被压缩，制动踏板上的踏板力将迅速增加，对应真空助力制动系统踏板力与踏板行程关系曲线第三阶段。此过程中，踏板感觉模拟器前腔中的液压油可通过第二活塞和两侧橡胶块内的液体流道流入后腔并通过第一电磁阀流入储液罐。

通过踏板感觉模拟器的以上设计，可以使驾驶员获得和传统真空助力系统相近的踏板感觉。

与此同时，踏板行程传感器采集到踏板推杆的位移信息，并将位移量信号发送给第一电控单元和第二电控单元，第一电控单元将位移量信号处理，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，对于新能源汽车，第一电控单元根据此时车辆的蓄电池以及第一助力电机的工作状态，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。第一电控单元根据液压制动力F_H的大小，通过助力特性曲线得出第一助力电机需要的助力值，通过控制线路控制第一助力电机产生相应的转矩和转速，第一助力电机输出轴带动蜗杆驱使蜗轮转动，蜗轮带动与之固联的第一齿轮同步转动，第一齿轮驱使齿条向右平动，通过第一挺杆推动第三活塞给充满液压油的第一助力建压缸建压，液压油通过管路流经第二电磁阀进入制动主缸的第一工作腔，推动第五活塞实现制动主缸电动助力建压。

驾驶员松开制动踏板时，踏板推杆、第一活塞和第二活塞均通过第一回位弹簧和第二回位弹簧回位；助力传动组件通过第一助力电机反转回位。

第一电控单元将工作状态信息实时发送给第二电控单元，若第一电控单元工作正常，第二电控单元只给第一电磁阀供电，不向第二助力电机发送指令。

系统处于常规制动工作模式时，第一电磁阀和第二电磁阀均处于通电状态。

二、主动制动工作模式原理：

对于安装有测距传感器、测速传感器装置的车辆，在驾驶员未踩下制动踏板驱动踏板推杆时，即踏板行程传感器未检测到位移信号时，当测距传感器、测速传感器测量得知车辆与前方障碍物距离过短，必须采取制动措施防止发生碰撞或其他危险行为时，电动助力制动系统进入主动制动模式。

在主动制动模式下，第一电控单元对其他车载传感器传递的信号进行分析，判断车辆所需的主动制动力，通过控制电路向第一助力电机发送指令，控制第一助力电机产生相应的转矩和转速，第一助力电机输出轴带动蜗杆驱使蜗轮转动，蜗轮带动与之固联的第一齿轮同步转动，第一齿轮驱使齿条向右平动，通过第一挺杆推动第三活塞给充满液压油的第一助力建压缸建压，液压油通过管路流经第二电磁阀进入制动主缸的第一工作腔，推动第五活塞给制动主缸建压，实现线控化的主动制动。在主动制动模式下，一旦第一电控单元接收到踏板行程传感器的位移信号，系统立即切换为常规制动工作模式。

系统处于主动制动工作模式时，第一电磁阀和第二电磁阀均处于通电状态。

三、失效备份工作模式原理：

失效备份工作模式分为两种情况，具体如下所述：

失效备份工作模式的第一种情况：

本发明提供的双备份电子液压制动系统在第一电控单元或第一助力传动组件或第二电磁阀中的某个部件发生故障，使电动助力组件无法正常工作时。系统进入失效备份模式第一种状态，第二电控单元检测到第一电控单元反馈的故障信息，给第一电控单元断电使得第一传动组件与第二电磁阀断电，第二电磁阀断电时第二助力建压缸出液口与制动主缸的第一工作腔连通。

驾驶员踩下制动踏板，仍通过踏板感觉模拟器模拟正常的踏板感觉。

与此同时，踏板行程传感器采集到踏板推杆的位移信息，并将位移量信号发送给第一电控单元和第二电控单元，第二电控单元将位移量信号处理，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，对于新能源汽车，第二电控单元根据此时车辆的蓄电池以及第二助力电机的工作状态，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。第二电控单元根据液压制动力F_H的大小，通过助力特性曲线得出第二助力电机需要的助力值，通过控制线路控制第二助力电机产生相应的转矩和转速，第二助力电机输出轴带动第三齿轮驱使第二齿轮转动，第二齿轮带动丝杠向右平动，通过第二挺杆推动第四活塞给充满液压油的第二助力建压缸建压，液压油通过管路流经第二电磁阀进入制动主缸的第一工作腔，推动第五活塞给制动主缸建压，保证系统在部分失效状态下的正常工作。

驾驶员松开制动踏板时，制动踏板、踏板推杆、第一活塞、第二活塞均通过第一回位弹簧和第二回位弹簧回位；助力传动组件通过第二助力电机反转回位。

此过程第一电磁阀通过第二电控单元供电，第二电磁阀断电。

失效备份工作模式的第二种情况：

本发明提供的双备份电子液压制动系统在整个系统断电或两套系统均发生故障时，系统进入失效备份模式第二种状态，此时第一电控单元与第二电控单元均断电，第一助力电机和第二助力电机与两套助力传动组件均不工作，第一电磁阀和第二电磁阀也断电，使得踏板感觉模拟器出液口与制动主缸的第一工作腔连通，驾驶员可通过踩下制动踏板推动踏板推杆作用于第一活塞，通过充满液压油的踏板感觉模拟器建压，通过管路给第一工作腔建压，从而推动第五活塞给制动主缸建压，从而使制动系统仍能产生一定的制动力，实现失效备份功能。

本发明的有益效果：

本发明提供的完全解耦的双备份电子液压制动系统，取消了高压蓄能器结构，采用电机驱动和机械结构传动，传动效率高响应速度快，压力控制更加精确且降低了漏液隐患。本发明两套助力传动组件分别采用电机驱动和齿轮配合蜗轮蜗杆或螺母丝杠结构传动，把电机的转动输出转化为平动输出，传动比大，传动效率高且结构紧凑，能够在短时间内建立足够的制动压力，且具备主动制动能力。本发明采用完全解耦的方案，可通过助力电机对液压制动力进行精确调节，因此能够根据制动时车辆的蓄电池工作状态、动力电机工作状态等信息判断再生制动力值，通过控制助力电机提供最佳的液压制动力，配合再生制动系统最大限度的回收制动能量，提升电动汽车续航里程。踏板感觉模拟器采用双级弹簧配合弹性块能够模拟传统真空助力器特性曲线，以提供与传统真空助力器相近的踏板感觉。本发明提供了双冗余备份系统，在一套电子元件或传动机构失效时，本制动系统仍能通过备份机构实现正常制动功能，若两套机构同时失效，驾驶员仍能通过踩制动踏板实现制动，满足自动驾驶L3级别的双备份需求，提升了系统工作的安全性和可靠性，能够作为未来智能驾驶辅助系统底层执行器。本发明的电子液压制动系统能够实施主动制动、失效备份和制动能量回收等功能，还能有效集成电子稳定程序(ESP)、自适应巡航控制(ACC)等主动控制技术，实现车辆智能化控制。

附图说明

图1为本发明所述液压制动系统整体结构示意图。

图2为本发明所述的踏板感觉模拟器剖视结构示意图。

图3为本发明所述踏板力与踏板行程曲线示意图。

图4为本发明所述第一电磁阀连接状态示意图。

图5为本发明所述第二电磁阀连接状态示意图。

上图中的标注如下：

1、踏板感觉模拟器 2、第一助力建压缸 3、第二助力建压缸 4、制动主缸 5、储液罐 6、液压控制单元 7、第一电控单元 8、第二电控单元 9、第一电磁阀 10、第二电磁阀11、第一活塞 12、第二活塞 13、踏板推杆 14、橡胶块 15、液体流道 16、第一回位弹簧 17、第二回位弹簧 18、制动踏板 19、踏板行程传感器 20、第三活塞 21、第一挺杆 22、第三回位弹簧 23、齿条 24、第一齿轮 25、蜗轮 26、蜗杆 27、第一助力电机 28、第四活塞 29、第二挺杆 30、第四回位弹簧 31、丝杆 32、第二齿轮 33、第三齿轮 34、第二助力电机 35、第五活塞 36、第六活塞 37、第一工作腔 38、第二工作腔 39、第三工作腔 40、第五回位弹簧41、第六回位弹簧 42、液压力传感器 43、制动轮缸。

具体实施方式

请参阅图1至5所示：

本发明提供的完全解耦的双备份电子液压制动系统包括有踏板感觉模拟器1、第一助力建压缸2、第二助力建压缸3、制动主缸4、储液罐5、液压控制单元6、第一电控单元7和第二电控单元8，其中踏板感觉模拟器1通过管路分别与制动主缸4和储液罐5相连通，连通管路上设有第一电磁阀9，第一电磁阀9与第二电控单元8相连接并由第二电控单元8控制工作，制动主缸4通过管路分别与第一助力建压缸2和第二助力建压缸3相连通，连通管路上装配有第二电磁阀10，第二电磁阀10与第一电控单元7相连接并由第一电控单元7控制工作，储液罐5通过管路与制动主缸4相连通，液压控制单元6通过管路也与制动主缸4相连通，第一电控单元7和第二电控单元8通过控制线路相连接。

第一电磁阀9和第二电磁阀10均为两位三通电磁阀。

踏板感觉模拟器1的内腔中装配有第一活塞11和第二活塞12，其中第一活塞11由踏板推杆13驱使并能够在踏板感觉模拟器1的内腔中进行移动，第二活塞12装配在第一活塞11的后部，第二活塞12的前后端均固连有橡胶块14，在第二活塞12和两侧的橡胶块14内开设有液体流道15，第一活塞11和第二活塞12之间装配有第一回位弹簧16，第二活塞12后部装配有第二回位弹簧17，踏板推杆13的前端装配有制动踏板18，踏板推杆13上还连接有踏板行程传感器19，踏板行程传感器19通过线路分别与第一电控单元7和第二电控单元8相连接，踏板行程传感器19能够把踏板推杆13的位移数据实时传输到第一电控单元7和第二电控单元8。

第一助力建压缸2的内腔中装配有第三活塞20，第三活塞20由第一挺杆21驱使并能够在第一助力建压缸2的内腔中进行移动，第三活塞20后部第一助力建压缸2的内腔中装配有第三回位弹簧22，第一挺杆21的前端连接有齿条23，齿条23与第一齿轮24相啮合，第一齿轮24固连在蜗轮25上，蜗轮25与蜗杆26相啮合，蜗杆26连接有第一助力电机27，第一助力电机27输出轴带动蜗杆26转动从而使蜗轮25和第一齿轮24转动驱使齿条23带动第一挺杆21使第三活塞20在第一助力建压缸2的内腔中进行移动，第一助力电机27与第一电控单元7相连接并由第一电控单元7控制工作。

第二助力建压缸3的内腔中装配有第四活塞28，第四活塞28由第二挺杆29驱使并能够在第二助力建压缸3的内腔中进行移动，第四活塞28后部第二助力建压缸3的内腔中装配有第四回位弹簧30，第二挺杆29的前端连接有丝杆31，丝杆31螺接在第二齿轮32上，第二齿轮32与第三齿轮33相啮合，第三齿轮33与第二助力电机34连接并由第二助力电机34驱使进行转动，第三齿轮33转动过程中啮合第二齿轮32驱使丝杆31带动第二挺杆29使第四活塞28在第二助力建压缸3的内腔中进行移动，第二助力电机34与第二电控单元8相连接并由第二电控单元8控制工作。

制动主缸4的内腔中装配有第五活塞35和第六活塞36，第五活塞35的前端与制动主缸4内腔前侧壁之间形成第一工作腔37，第一电磁阀9和第二电磁阀10分别通过管路与第一工作腔37相连通，第五活塞35和第六活塞36之间形成有第二工作腔38，第六活塞36的后部与制动主缸4内腔的后侧壁之间形成有第三工作腔39，第二工作腔38中装配有第五回位弹簧40，第三工作腔39中装配有第六回位弹簧41，储液罐5通过管路分别与第二工作腔38和第三工作腔39相连通，液压控制单元6通过管路也与第二工作腔38和第三工作腔39相连通，连通管路上装配有液压力传感器42，液压力传感器42通过线路分别与第一电控单元7和第二电控单元8相连接，液压力传感器42能够把液压数据实时传输到第一电控单元7和第二电控单元8。

液压控制单元6通过管路还连接有制动轮缸43，液压控制单元6控制制动轮缸43的工作。

上述的液压控制单元6、第一电控单元7、第二电控单元8、第一电磁阀9、第二电磁阀10、踏板行程传感器19和液压力传感器42均为现有设别的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

本发明提供的完全解耦的双备份电子液压制动系统，包括常规制动、主动制动、两种失效备份等四种工作模式，具体如下所述：

一、常规制动工作模式原理：

当系统处于常规制动模式时，系统处于完全解耦状态,驾驶员踩下制动踏板18，通过踏板推杆13推动第一活塞11，第一回位弹簧16被压缩，其弹性反力反馈到制动踏板18上，由于第一回位弹簧16刚度较小，在第一活塞11与第二活塞12左侧橡胶块14接触前，驾驶员踩制动踏板18的力变化不大，同时由于第二回位弹簧17的预紧力较大，在此过程中踏板感觉模拟器1中的第二回位弹簧17形变较小，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第一阶段；当第一活塞11与第二活塞12左侧橡胶块14接触后，随着踏板推杆13的前移，第二回位弹簧17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第二阶段；直到第二活塞12右侧橡胶块14与踏板感觉模拟器1后端接触，踏板力的线性增加段结束，由于第二活塞12左右两侧橡胶块14的刚度较大，此时，若驾驶员继续踩制动踏板18，橡胶块14被压缩，制动踏板18上的踏板力将迅速增加，对应真空助力制动系统踏板力与踏板行程关系曲线第三阶段。此过程中，踏板感觉模拟器1前腔中的液压油可通过第二活塞12和两侧橡胶块14内的液体流道15流入后腔并通过第一电磁阀9流入储液罐5。

通过踏板感觉模拟器1的以上设计，可以使驾驶员获得和传统真空助力系统相近的踏板感觉。

与此同时，踏板行程传感器19采集到踏板推杆13的位移信息，并将位移量信号发送给第一电控单元7和第二电控单元8，第一电控单元7将位移量信号处理，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，对于新能源汽车，第一电控单元7根据此时车辆的蓄电池以及第一助力电机27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。第一电控单元7根据液压制动力F_H的大小，通过助力特性曲线得出第一助力电机27需要的助力值，通过控制线路控制第一助力电机27产生相应的转矩和转速，第一助力电机27输出轴带动蜗杆26驱使蜗轮25转动，蜗轮25带动与之固联的第一齿轮24同步转动，第一齿轮24驱使齿条23向右平动，通过第一挺杆21推动第三活塞20给充满液压油的第一助力建压缸2建压，液压油通过管路流经第二电磁阀10进入制动主缸4的第一工作腔37，推动第五活塞35实现制动主缸4电动助力建压。

驾驶员松开制动踏板18时，踏板推杆13、第一活塞11和第二活塞12均通过第一回位弹簧16和第二回位弹簧17回位；助力传动组件通过第一助力电机27反转回位。

第一电控单元7将工作状态信息实时发送给第二电控单元8，若第一电控单元7工作正常，第二电控单元8只给第一电磁阀9供电，不向第二助力电机34发送指令。

系统处于常规制动工作模式时，第一电磁阀9和第二电磁阀10均处于通电状态。

二、主动制动工作模式原理：

对于安装有测距传感器、测速传感器装置的车辆，在驾驶员未踩下制动踏板18驱动踏板推杆13时，即踏板行程传感器19未检测到位移信号时，当测距传感器、测速传感器测量得知车辆与前方障碍物距离过短，必须采取制动措施防止发生碰撞或其他危险行为时，电动助力制动系统进入主动制动模式。

在主动制动模式下，第一电控单元7对其他车载传感器传递的信号进行分析，判断车辆所需的主动制动力，通过控制电路向第一助力电机27发送指令，控制第一助力电机27产生相应的转矩和转速，第一助力电机27输出轴带动蜗杆26驱使蜗轮25转动，蜗轮25带动与之固联的第一齿轮24同步转动，第一齿轮24驱使齿条23向右平动，通过第一挺杆21推动第三活塞20给充满液压油的第一助力建压缸2建压，液压油通过管路流经第二电磁阀10进入制动主缸4的第一工作腔37，推动第五活塞35给制动主缸4建压，实现线控化的主动制动。在主动制动模式下，一旦第一电控单元7接收到踏板行程传感器19的位移信号，系统立即切换为常规制动工作模式。

系统处于主动制动工作模式时，第一电磁阀9和第二电磁阀10均处于通电状态。

三、失效备份工作模式原理：

失效备份工作模式分为两种情况，具体如下所述：

失效备份工作模式的第一种情况：

本发明提供的双备份电子液压制动系统在第一电控单元7或第一助力传动组件或第二电磁阀10中的某个部件发生故障，使电动助力组件无法正常工作时。系统进入失效备份模式第一种状态，第二电控单元8检测到第一电控单元7反馈的故障信息，给第一电控单元7断电使得第一传动组件与第二电磁阀10断电，第二电磁阀10断电时第二助力建压缸3出液口与制动主缸4的第一工作腔37连通。

驾驶员踩下制动踏板18，仍通过踏板感觉模拟器1模拟正常的踏板感觉。

与此同时，踏板行程传感器19采集到踏板推杆13的位移信息，并将位移量信号发送给第一电控单元7和第二电控单元8，第二电控单元8将位移量信号处理，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，对于新能源汽车，第二电控单元8根据此时车辆的蓄电池以及第二助力电机34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。第二电控单元8根据液压制动力F_H的大小，通过助力特性曲线得出第二助力电机34需要的助力值，通过控制线路控制第二助力电机34产生相应的转矩和转速，第二助力电机34输出轴带动第三齿轮33驱使第二齿轮32转动，第二齿轮32带动丝杠31向右平动，通过第二挺杆29推动第四活塞28给充满液压油的第二助力建压缸3建压，液压油通过管路流经第二电磁阀10进入制动主缸4的第一工作腔37，推动第五活塞35给制动主缸4建压，保证系统在部分失效状态下的正常工作。

驾驶员松开制动踏板18时，制动踏板18、踏板推杆13、第一活塞11、第二活塞12均通过第一回位弹簧16和第二回位弹簧17回位；助力传动组件通过第二助力电机34反转回位。

此过程第一电磁阀9通过第二电控单元8供电，第二电磁阀10断电。

失效备份工作模式的第二种情况：

本发明提供的双备份电子液压制动系统在整个系统断电或两套系统均发生故障时，系统进入失效备份模式第二种状态，此时第一电控单元7与第二电控单元8均断电，第一助力电机27和第二助力电机34与两套助力传动组件均不工作，第一电磁阀9和第二电磁阀10也断电，使得踏板感觉模拟器1出液口与制动主缸4的第一工作腔37连通，驾驶员可通过踩下制动踏板18推动踏板推杆13作用于第一活塞11，通过充满液压油的踏板感觉模拟器1建压，通过管路给第一工作腔37建压，从而推动第五活塞35给制动主缸4建压，从而使制动系统仍能产生一定的制动力，实现失效备份功能。

Claims (3)

1.一种完全解耦的双备份电子液压制动系统，包括有踏板感觉模拟器、第一助力建压缸、第二助力建压缸、制动主缸、储液罐、液压控制单元、第一电控单元和第二电控单元，其中踏板感觉模拟器通过管路分别与制动主缸和储液罐相连通，连通管路上设有第一电磁阀，第一电磁阀与第二电控单元相连接并由第二电控单元控制工作，制动主缸通过管路分别与第一助力建压缸和第二助力建压缸相连通，连通管路上装配有第二电磁阀，第二电磁阀与第一电控单元相连接并由第一电控单元控制工作，储液罐通过管路与制动主缸相连通，液压控制单元通过管路也与制动主缸相连通，第一电控单元和第二电控单元通过控制线路相连接,第一助力建压缸的内腔中装配有第三活塞，第三活塞由第一挺杆驱使并能够在第一助力建压缸的内腔中进行移动，第三活塞后部第一助力建压缸的内腔中装配有第三回位弹簧，第一挺杆的前端连接有齿条，齿条与第一齿轮相啮合，第一齿轮固连在蜗轮上，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆连接有第一助力电机，第一助力电机输出轴带动蜗杆移动从而使蜗轮和第一齿轮转动驱使齿条带动第一挺杆使第三活塞在第一助力建压缸的内腔中进行移动，第一助力电机与第一电控单元相连接并由第一电控单元控制工作,第二助力建压缸的内腔中装配有第四活塞，第四活塞由第二挺杆驱使并能够在第二助力建压缸的内腔中进行移动，第四活塞后部第二助力建压缸的内腔中装配有第四回位弹簧，第二挺杆的前端连接有丝杆，丝杆螺接在第二齿轮上，第二齿轮与第三齿轮相啮合，第三齿轮与第二助力电机连接并由第二助力电机驱使进行转动，第三齿轮转动过程中啮合第二齿轮驱使丝杆带动第二挺杆使第四活塞在第二助力建压缸的内腔中进行移动，第二助力电机与第二电控单元相连接并由第二电控单元控制工作，其特征在于：所述的踏板感觉模拟器的内腔中装配有第一活塞和第二活塞，其中第一活塞由踏板推杆驱使并能够在踏板感觉模拟器的内腔中进行移动，第二活塞装配在第一活塞的后部，第二活塞的前后端均固连有橡胶块，在第二活塞和两侧的橡胶块内开设有液体流道，第一活塞和第二活塞之间装配有第一回位弹簧，第二活塞后部装配有第二回位弹簧，踏板推杆的前端装配有制动踏板，踏板推杆上还连接有踏板行程传感器，踏板行程传感器通过线路分别与第一电控单元和第二电控单元相连接，踏板行程传感器能够把踏板推杆的位移数据实时传输到第一电控单元和第二电控单元。

2.根据权利要求1所述的一种完全解耦的双备份电子液压制动系统，其特征在于：所述的第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种完全解耦的双备份电子液压制动系统，其特征在于：所述的液压控制单元通过管路还连接有制动轮缸，液压控制单元控制制动轮缸的工作。

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