CN111231922B - 一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，包括储油壶、串联式双腔主缸、第一副缸、第二副缸和轮缸组，所述串联式双腔主缸的一侧穿插连接有活塞推杆，所述活塞推杆的一侧设置有空心滚珠丝杠，所述空心滚珠丝杠的内部设置有踏板推杆，所述踏板推杆与空心滚珠丝杠之间设置有若干个限力卡头，所述踏板推杆的一端转动连接有连杆，所述连杆的一端转动连接有踏板。本发明通过设置的第一液控单向阀等构件，降低了脚感模拟和增压电机增压助力对电磁阀的依赖，实现了踏板力与液压力间的解耦，通过设置的力矩电机能防止增压电机失效时驾驶员脚感突变，通过设置的弹性限力卡头等，保证汽车在人力备份下获得最大的制动力。

Description

一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统
技术领域
本发明涉及汽车电子液压制动技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统。
背景技术
制动系统是汽车的重要组成部分之一，其性能直接关系到驾乘人员的生命财产安全。随着智能汽车及无人驾驶汽车技术的不断发展，人们对汽车制动系统的增压能力、容错能力等方面提出了更高的要求。
大陆集团(Continental)所提出的集成动态稳定控制系统(DSCi)，主要由制动主缸、线性执行器、制动踏板力模拟器、电磁阀等构件组成，正常制动时，人力不参与其中，通过线性执行器提供制动所需液压力，制动脚感由踏板力模拟器提供，该系统在实现主动制动的同时，能够实现人力与轮缸液压力间的解耦。
但是，线性执行电机增压助力作用的发挥、人力与轮缸液压力间的解耦以及制动踏板力的模拟都过于依赖驾驶人隔离阀。即使在线性执行电机完好无损的情况下，一旦驾驶人隔离阀失效，系统不但无法模拟脚感，并且线性执行器必须停止工作(否则，线性执行器建立的液压力会传递到制动主缸，使驾驶员无法踩动制动踏板)，系统建压所需外力全部由驾驶员承担。
博世(Bosch)的iBooster制动系统，主要由制动主缸、助力电机、踏板位移传感器等构件组成，正常制动时，助力电机为系统的主要增压部件，助力电机进行制动助力的同时还能模拟制动脚感，此外还能够实现系统的主动增压。
但该系统并未实现踏板力与制动系统液压力之间的解耦，并且当助力电机失效而使用人力进行制动时，助力电机及其所连接的机械构件就成了阻力，使人力不能够完全用于制动主缸的增压，即在未达到路面附着极限的前提下不能使汽车获得最大的地面制动力；此外，一旦主要增压部件失效，驾驶员所需克服的踏板阻力显著增大，踏板感觉骤变，容易引起驾驶员的恐慌，甚至误以为刹车失灵。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，以减轻减轻脚感模拟对电磁阀的依赖程度，并充分发挥增压电机的增压助力作用，同时，保证人力备份模式下，驾驶员的踩踏力充分用于制动，此外，防止增压电机失效后驾驶员脚感突变。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，包括储油壶、串联式双腔主缸、第一副缸、第二副缸和轮缸组，所述串联式双腔主缸的一侧穿插连接有活塞推杆，所述活塞推杆的一侧设置有空心滚珠丝杠，所述空心滚珠丝杠的内部设置有踏板推杆，所述踏板推杆与空心滚珠丝杠之间设置有若干个限力卡头，所述踏板推杆的一端转动连接有连杆，所述连杆的一端转动连接有踏板；
所述第一副缸和第二副缸的内部均滑动安装有副缸活塞，两个所述副缸活塞的一侧均固定连接有副缸活塞推杆，两个所述副缸活塞推杆的一端均固定连接有滚珠丝杠，两个副缸中的所述滚珠丝杠均通过滚珠丝杠副转动连接有副丝杠螺母，两个所述副丝杆螺母均套设有第一大齿轮，两个所述副丝杆螺母分别与对应的第一大齿轮固定连接，两个副缸中的所述滚珠丝杠之间固定安装有增压电机，所述增压电机的输出轴端固定安装有第一小齿轮，所述第一小齿轮与两个第一大齿轮传动连接。
所述空心滚珠丝杠的一端开设有第一孔，所述空心滚珠丝杠的另一端开设有第二孔，所述第一孔和第二孔之间开设有第三孔，所述活塞推杆的一端设置于第一孔的内部，所述踏板推杆的另一端滑动安装于第三孔的内部，所述限力卡头的一端与第二孔的孔壁固定连接，所述限力卡头的另一端与踏板推杆固定连接。
优选的，所述空心滚珠丝杠的一端套设有丝杠螺母，所述丝杠螺母与空心滚珠丝杠滚珠丝杠副连接，所述丝杠螺母上套设有第二大齿轮，所述第二大齿轮与丝杠螺母固定连接，所述串联式双腔主缸的底部设置有力矩电机，所述力矩电机的输出轴端固定连接有第二小齿轮，所述第二小齿轮与第二大齿轮传动连接。
优选的，所述轮缸组由右前轮缸、左后轮缸、左前轮缸和右后轮缸组成。
优选的，所述第一副缸和第二副缸的顶部分别开设有第一进液口和第二进液口，所述第一副缸的一侧依次开设有第一出液口和第二出液口，所述第二副缸的一侧依次开设有第三出液口和第四出液口，所述第一出液口与轮缸组之间设置有第一副缸隔离阀，所述第一副缸隔离阀的进油口与第一出液口连接，所述第一副缸隔离阀与右前轮缸和左后轮缸之间分别设置有第一增压阀和第二增压阀，所述第一增压阀和第二增压阀的进油口均与第一副缸隔离阀的出油口连接，所述第一增压阀和第二增压阀的出油口分别与右前轮缸和左后轮缸连接，所述第一增压阀与右前轮缸之间设置有第一减压阀，所述第二增压阀与左后轮缸之间设置有第二减压阀，所述第一减压阀和第二减压阀的进油口分别与第一增压阀和第二增压阀的出油口连接，所述第四出液口与轮缸组之间设置有第二副缸隔离阀，所述第二副缸隔离阀的进油口与第四出液口连接，所述第二副缸隔离阀与左前轮缸和右后轮缸之间分别设置有第三增压阀和第四增压阀，所述第三增压阀和第四增压阀的进油口均与第二副缸隔离阀的出油口连接，所述第三增压阀和第四增压阀的出油口分别与左前轮缸和右后轮缸连接，所述第三增压阀与左前轮缸之间设置有第三减压阀，所述第四增压阀与右后轮缸之间设置有第四减压阀，所述第三减压阀和第四减压阀的进油口分别与第三增压阀和第四增压阀的出油口连接，所述第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀和第四减压阀的出油口均与储油壶连接。
优选的，所述储油壶与第一进液口之间、储油壶与第二进液口之间分别设置有第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀和第二单向阀的进油口均与储油壶连接，所述第一单向阀和第二单向阀的出油口分别与第一进液口和第二进液口连接，所述储油壶与第二出液口之间、储油壶与第三出液口之间分别设置有第一回油阀和第二回油阀，所述第一回油阀和第二回油阀的出油口均与储油壶连接，所述第一回油阀和第二回油阀的进油口分别与第二出液口和第三出液口连接。
优选的，所述串联式双腔主缸与储油壶之间设置有第三单向阀，所述第三单向阀的进油口与储油壶连接，所述串联式双腔主缸的前腔进液口和后腔进液口均与第三单向阀的出油口连接。
优选的，所述串联式双腔主缸的前腔出液口与储油壶之间设置有第一液控单向阀，所述第一液控单向阀的进油口和出油口分别与储油壶和串联式双腔主缸的前腔出液口连接，所述第一液控单向阀的底部设置有第一液控阀和第二液控阀，所述第二液控阀的进油口与第一液控单向阀的出油口和串联式双腔主缸的前腔出液口连接，所述第二液控阀的出油口与第一副缸隔离阀的出油口连接，所述第二液控阀的控制油口与第一副缸隔离阀的进油口连接，所述第一液控单向阀的控制油口与第一液控阀的出油口连接，所述第一液控阀的进油口与第二液控阀的出油口连接，所述第一液控阀的控制油口与第二液控阀的进油口连接。
优选的，所述串联式双腔主缸的后腔出液口与储油壶之间设置有第二液控单向阀，所述第二液控单向阀的进油口和出油口分别与储油壶和串联式双腔主缸的后腔出液口连接，所述第二液控单向阀的底部设置有第三液控阀和第四液控阀，所述第四液控阀的进油口与第二液控单向阀的出油口和串联式双腔主缸的后腔出液口连接，所述第四液控阀的出油口与第二副缸隔离阀的出油口连接，所述第四液控阀的控制油口与第二副缸隔离阀的进油口连接，所述第二液控单向阀的控制油口与第三液控阀的出油口连接，所述第三液控阀的进油口与第四液控阀的出油口连接，所述第三液控阀的控制油口与第四液控阀的进油口连。
优选的，所述踏板的一侧设置有踏板行程传感器，所述增压电机的一侧设置有控制器，右前轮缸、左后轮缸、左前轮缸和右后轮缸的进油口处分别连接有第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器。
本发明的技术效果和优点：
1、与现有技术相比，通过设置的第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一液控阀、第二液控阀、第三液控阀和第四液控阀等构件，减轻了制动对于电磁阀的依赖性，即使用于脚感模拟的力矩电机失效，底部的增压电机仍能进行增压助力；
2、与现有技术相比，通过设置的第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一液控阀、第二液控阀、第三液控阀和第四液控阀等构件，系统在正常制动和主动增压等过程中，均能实现踏板力与系统液压力之间的解耦；
3、与现有技术相比，通过设置的限力卡头，当增压电机和力矩电机均失效时，能够使人力直接作用于串联式双腔主缸的增压，保证人力备份下获得最大的制动力；
4、与现有技术相比，通过设置的力矩电机能够防止增压电机失效时驾驶员脚感突变，能够避免驾驶员因脚感突变产生恐慌，减少安全事故通的发生。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明串联式双腔主缸与力矩电机之间的连接结构示意图。
图3为本发明空心滚珠丝杆与踏板推杆之间的连接结构示意图。
图4为本发明空心滚珠丝杆的结构示意图。
图5为本发明第一副缸和第二副缸与增压电机之间的连接结构示意图。
图6为本发明限力卡头的结构示意图。
附图标记为：1、储油壶；2、串联式双腔主缸；201、活塞推杆；202、空心滚珠丝杠；203、踏板推杆；204、限力卡头；205、连杆；206、踏板；207、第一孔；208、第二孔；209、第三孔；210、丝杠螺母；211、第二大齿轮；212、力矩电机；213、第二小齿轮；3、第一副缸；301、第一进液口；302、第一出液口；303、第二出液口；4、第二副缸；401、第二进液口；402、第三出液口；403、第四出液口；5、轮缸组；501、右前轮缸；502、左后轮缸；503、左前轮缸；504、右后轮缸；6、副缸活塞；7、副缸活塞推杆；8、滚珠丝杠；9、副丝杠螺母；10、第一大齿轮；11、增压电机；12、第一小齿轮；13、第一副缸隔离阀；14、第一增压阀；15、第二增压阀；16、第一减压阀；17、第二减压阀；18、第二副缸隔离阀；19、第三增压阀；20、第四增压阀；21、第三减压阀；22、第四减压阀；23、第一单向阀；24、第二单向阀；25、第一回油阀；26、第二回油阀；27、第三单向阀；28、第一液控单向阀；29、第一液控阀；30、第二液控阀；31、第二液控单向阀；32、第三液控阀；33、第四液控阀；34、踏板行程传感器；35、控制器；36、第一压力传感器；37、第二压力传感器；38、第三压力传感器；39、第四压力传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1-5所示的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，包括储油壶1、串联式双腔主缸2、第一副缸3、第二副缸4和轮缸组5，所述串联式双腔主缸2的一侧穿插连接有活塞推杆201，所述活塞推杆201的一侧设置有空心滚珠丝杠202，所述空心滚珠丝杠202的内部设置有踏板推杆203，所述踏板推杆203与空心滚珠丝杠202之间设置有若干个限力卡头204，所述踏板推杆203的一端转动连接有连杆205，所述连杆205的一端转动连接有踏板206；
所述第一副缸3和第二副缸4的内部均滑动安装有副缸活塞6，两个所述副缸活塞6的一侧均固定连接有副缸活塞推杆7，两个所述副缸活塞推杆7的一端均固定连接有滚珠丝杠8，两个副缸中的所述滚珠丝杠8均通过滚珠丝杠副转动连接有副丝杠螺母9，两个所述副丝杆螺母9均套设有第一大齿轮10，两个所述副丝杆螺母9分别与对应的第一大齿轮10固定连接，两个副缸中的所述滚珠丝杠8之间固定安装有增压电机11，所述增压电机11的输出轴端固定安装有第一小齿轮12，所述第一小齿轮12与两个第一大齿轮10传动连接；
所述空心滚珠丝杠202的一端开设有第一孔207，所述空心滚珠丝杠202的另一端开设有第二孔208，所述第一孔207和第二孔208之间开设有第三孔209，所述活塞推杆201的一端设置于第一孔207的内部，所述踏板推杆203的另一端滑动安装于第三孔209的内部，所述限力卡头204的一端与第二孔208的孔壁固定连接，所述限力卡头204的另一端与踏板推杆203固定连接；
所述空心滚珠丝杠202的一端套设有丝杠螺母210，所述丝杠螺母210与空心滚珠丝杠202滚珠丝杠副连接，所述丝杠螺母210上套设有第二大齿轮211，所述第二大齿轮211与丝杠螺母210固定连接，所述串联式双腔主缸2的底部设置有力矩电机212，所述力矩电机212的输出轴端固定连接有第二小齿轮213，所述第二小齿轮213与第二大齿轮211传动连接；
所述轮缸组5由右前轮缸501、左后轮缸502、左前轮缸503和右后轮缸504组成；
所述第一副缸3和第二副缸4的顶部分别开设有第一进液口301和第二进液口401，所述第一副缸3的一侧依次开设有第一出液口302和第二出液口303，所述第二副缸4的一侧依次开设有第三出液口402和第四出液口403，所述第一出液口302与轮缸组5之间设置有第一副缸隔离阀13，所述第一副缸隔离阀13的进油口与第一出液口302连接，所述第一副缸隔离阀13与右前轮缸501和左后轮缸502之间分别设置有第一增压阀14和第二增压阀15，所述第一增压阀14和第二增压阀15的进油口均与第一副缸隔离阀13的出油口连接，所述第一增压阀14和第二增压阀15的出油口分别与右前轮缸501和左后轮缸502连接，所述第一增压阀14与右前轮缸501之间设置有第一减压阀16，所述第二增压阀15与左后轮缸502之间设置有第二减压阀17，所述第一减压阀16和第二减压阀17的进油口分别与第一增压阀14和第二增压阀15的出油口连接，所述第四出液口403与轮缸组5之间设置有第二副缸隔离阀18，所述第二副缸隔离阀18的进油口与第四出液口403连接，所述第二副缸隔离阀18与左前轮缸503和右后轮缸504之间分别设置有第三增压阀19和第四增压阀20，所述第三增压阀19和第四增压阀20的进油口均与第二副缸隔离阀18的出油口连接，所述第三增压阀19和第四增压阀20的出油口分别与左前轮缸503和右后轮缸504连接，所述第三增压阀19与左前轮缸503之间设置有第三减压阀21，所述第四增压阀20与右后轮缸504之间设置有第四减压阀22，所述第三减压阀21和第四减压阀22的进油口分别与第三增压阀19和第四增压阀20的出油口连接，所述第一减压阀16、第二减压阀17、第三减压阀21和第四减压阀22的出油口均与储油壶1连接；
所述储油壶1与第一进液口301之间、储油壶1与第二进液口401之间分别设置有第一单向阀23和第二单向阀24，所述第一单向阀23和第二单向阀24的进油口均与储油壶1连接，所述第一单向阀23和第二单向阀24的出油口分别与第一进液口301和第二进液口401连接，所述储油壶1与第二出液口303之间、储油壶1与第三出液口402之间分别设置有第一回油阀25和第二回油阀26，所述第一回油阀25和第二回油阀26的出油口均与储油壶1连接，所述第一回油阀25和第二回油阀26的进油口分别与第二出液口303和第三出液口402连接；
所述串联式双腔主缸2与储油壶1之间设置有第三单向阀27，所述第三单向阀27的进油口与储油壶1连接，所述串联式双腔主缸2的前腔进液口和后腔进液口均与第三单向阀27的出油口连接；
所述串联式双腔主缸2的前腔出液口与储油壶1之间设置有第一液控单向阀28，所述第一液控单向阀28的进油口和出油口分别与储油壶1和串联式双腔主缸2的前腔出液口连接，所述第一液控单向阀28的底部设置有第一液控阀29和第二液控阀30，所述第二液控阀30的进油口与第一液控单向阀28的出油口和串联式双腔主缸2的前腔出液口连接，所述第二液控阀30的出油口与第一副缸隔离阀13的出油口连接，所述第二液控阀30的控制油口与第一副缸隔离阀13的进油口连接，所述第一液控单向阀28的控制油口与第一液控阀29的出油口连接，所述第一液控阀29的进油口与第二液控阀30的出油口连接，所述第一液控阀29的控制油口与第二液控阀30的进油口连接；
所述串联式双腔主缸2的后腔出液口与储油壶1之间设置有第二液控单向阀31，所述第二液控单向阀31的进油口和出油口分别与储油壶1和串联式双腔主缸2的后腔出液口连接，所述第二液控单向阀31的底部设置有第三液控阀32和第四液控阀33，所述第四液控阀33的进油口与第二液控单向阀31的出油口和串联式双腔主缸2的后腔出液口连接，所述第四液控阀33的出油口与第二副缸隔离阀18的出油口连接，所述第四液控阀33的控制油口与第二副缸隔离阀18的进油口连接，所述第二液控单向阀31的控制油口与第三液控阀32的出油口连接，所述第三液控阀32的进油口与第四液控阀33的出油口连接，所述第三液控阀32的控制油口与第四液控阀33的进油口连；
所述踏板206的一侧设置有踏板行程传感器34，所述增压电机11的一侧设置有控制器35，右前轮缸501、左后轮缸502、左前轮缸503和右后轮缸504的进油口处分别连接有第一压力传感器36、第二压力传感器37、第三压力传感器38和第四压力传感器39。
如图1所示，该系统液压管路采用X型布置，增压电机11主要负责系统的增压，力矩电机212主要负责驾驶员脚感的模拟，除车载电源外，增压电机11和力矩电机212各有独自的动力源；系统中所使用的的电磁阀均为二位二通阀，其中，第一副缸隔离阀13、第一减压阀16、第二减压阀17、第二副缸隔离阀18、第三减压阀21、第四减压阀22、第一回油阀25和第二回油阀26均为二位二通常闭阀，即断电时处于关闭状态，通电时处于接通状态；第一增压阀14、第二增压阀15、第三增压阀19和第四增压阀20均为二位二通常开阀，即断电时处于接通状态，通电时处于断开状态；第一液控阀29、第二液控阀30、第三液控阀32和第四液控阀33均为二位二通常开阀，即控制油口未通压力油时处于接通状态。
普通制动模式：
如图1-5所示，普通制动时，力矩电机212为阻尼模式，驾驶员踩下踏板206，踏板行程传感器34将采集到的踏板行程信号传递给控制器35，控制器35对踏板行程信号进行处理，计算出驾驶员期望的制动力，然后分别向力矩电机212和增压电机11发出控制信号，同时，控制器35控制第一副缸隔离阀13和第二副缸隔离阀18，使其通电接通，其余电磁阀均处于断电状态，增压电机11输出转矩并带动第一小齿轮12转动，第一小齿轮12带动两个第一大齿轮10转动，两个第一大齿轮10分别带动与其固定连接的副丝杠螺母9转动，通过副丝杠螺母9与滚珠丝杠8之间的滚珠丝杠副将副丝杠螺母9的转动变为滚珠丝杆8的直线运动，两个滚珠丝杆8分别通过对应的副活塞缸推杆7推动相应的副缸活塞6在第一副缸3和第二副缸4内滑动，从而使第一副缸3和第二副缸4内建立起足够的液压，第一副缸3内的油液从第一出液口302流出分成两路，一路通入第二液控阀30的控制油口，使第二液控阀30转换成截断状态，另一路流向第一副缸分离阀13；经过第一副缸隔离阀13后的油液又分成两路，一路流向第一增压阀14和第二增压阀15的进油口，之后经过第一增压阀14和第二增压阀15分别到达右前轮缸501和左后轮缸502，另一路通过第一液控阀29抵达第一液控单向阀28的控制油口(因第二液控阀30处于截断状态，所以第一液控阀29的控制油口不会通入高压油液，第一液控阀29仍处于接通状态)，使第一液控单向阀28双向导通；第二副缸4内的油液从第四出液口403流出分成两路，一路通入第四液控阀33的控制油口，使第三液控阀32转换成截断状态，另一路流向第二副缸分离阀18；经过第二副缸隔离阀18后的油液又分成两路，一路流向第三增压阀19和第四增压阀20的进油口，之后经过第三增压阀19和第四增压阀20的油液分别到达左前轮缸503和右后轮缸504，另一路通过第三液控阀32抵达第二液控单向阀31的控制油口(因第四液控阀33处于截断状态，所以第三液控阀32的控制油口不会通入高压油液，第三液控阀32仍处于接通状态)，使第二液控单向阀31双向导通；普通制动中，力矩电机212以阻尼模式与增压电机11同时发生动作，力矩电机212通过第二小齿轮213将力矩传递给第二大齿轮211，第二大齿轮211将转矩传递给丝杠螺母210，通过丝杠螺母210与空心滚珠丝杠202之间的滚珠丝杠副，将丝杠螺母210的转矩转变为空心滚珠丝杠202的轴向力，空心滚珠丝杠202通过限力卡头204将轴向力传递给踏板推杆203，最终踏板推杆203通过连杆207将力矩电机212提供的阻尼转矩传递给踏板206，为驾驶员提供制动脚感；空心滚珠丝杠202通过活塞推杆201推动主缸活塞向左移动，串联式双腔主缸2中的油液分别由前腔出液口和后腔出液口流出，前腔和后腔出液口流出的油液分别经过第一液控单向阀28和第二液控单向阀31流回储油壶1。
助力备份模式：
如图1-5所示，当检测到增压电机11失效时，控制器35将启动力矩电机212的助力模式，此时，系统中的电磁阀均处于断电状态，驾驶员踩下踏板206时，踏板行程传感器34将行程信号传递给控制器35，控制器35对行程信号进行分析后，向力矩电机212发出控制信号，使力矩电机212输出助力转矩，该助力转矩经过第二小齿轮213、第二大齿轮211、丝杠螺母210后，转变为空心滚珠丝杠202上的轴向力，同时，驾驶员施加给踏板206的力通过连杆205传递给踏板推杆203，踏板推杆203通过限力卡头204将该力传递给空心滚珠丝杠202，最终空心滚珠丝杠202在力矩电机212和驾驶员踩踏力的共同作用下向左移动，并通过活塞推杆201推动主缸活塞向左移动，串联式双腔主缸2前腔和后腔的油液在主缸活塞的作用下，分别从前腔出液口和后腔出液口流出(因该模式下增压电机11失效，第一副缸3和第二副缸4不会输出高压油，所以第一液控单向阀28、第二液控单向阀31、第二液控阀30和第四液控阀33的控制油口不会有高压油通入，因此第一液控单向阀28和第二液控单向阀31处于截断状态，第二液控阀30和第四液控阀33处于导通状态)，由前腔出液口流出的油液先通入到第一液控阀29的控制油口，第一液控阀29截断，之后油液通过第二液控阀30，通过第二液控阀30的油液分成两路分别经过第一增压阀14和第二增压阀15，经过第一增压阀14和第二增压阀15的油液分别流入到右前轮缸501和左后轮缸502中，建立汽车制动所需的液压力；同时，类似地，由后腔出液口流出的油液使第三液控阀32截断，之后油液通过第四液控阀33，流经第四液控阀33的油液分成两路分别经过第三增压阀19和第四增压阀20，经过第三增压阀19和第四增压阀20的油液分别流入到左前轮缸503和右后轮缸504中，建立汽车制动所需的液压力。
人力备份模式：
如图1-6所示，该模式下，系统中的电磁阀均处于断电状态，力矩电机212和增压电机11均不再工作，因此制动系统中将不存在助力，制动所需液压力将全部由驾驶员承担；驾驶员踩下踏板206，踏板206通过连杆205将驾驶员的踩踏力传递给踏板推杆203，在普通制动模式和助力备份模式中，系统中均存在助力，因此空心滚珠丝杠202通过限力卡头204反作用给踏板推杆203的力不会达到限力卡头204的承受极限，而在人力备份模式中，系统中不存在助力，踏板推杆203上的力将超过限力卡头204的承受极限，此时限力卡头204断裂，踏板推杆203将在第三孔209中滑动，直至踏板推杆203的左端抵住活塞推杆201，从而将踏板推杆203上的推力直接传递给活塞推杆201，确保人力最大程度地用于串联式双腔主缸2的建压，使汽车获得足够大的制动。
除上述几种模式外，该系统还具备ABS、ESC等功能，此外，在增压电机11正常工作、力矩电机212发生故障的情况下，系统的工作过程与普通制动模式类似，区别在于：此时驾驶员的制动脚感由串联式双腔主缸2中的弹簧阻力、力矩电机212与第二小齿轮213和第二大齿轮211等构件之间的传动阻力提供。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。。

Claims (9)

1.一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，包括储油壶(1)、串联式双腔主缸(2)、第一副缸(3)、第二副缸(4)和轮缸组(5)，其特征在于：所述串联式双腔主缸(2)的一侧穿插连接有活塞推杆(201)，所述活塞推杆(201)的一侧设置有空心滚珠丝杠(202)，所述空心滚珠丝杠(202)的内部设置有踏板推杆(203)，所述踏板推杆(203)与空心滚珠丝杠(202)之间设置有若干个限力卡头(204)，所述踏板推杆(203)的一端转动连接有连杆(205)，所述连杆(205)的一端转动连接有踏板(206)；
所述第一副缸(3)和第二副缸(4)的内部均滑动安装有副缸活塞(6)，两个所述副缸活塞(6)的一侧均固定连接有副缸活塞推杆(7)，两个所述副缸活塞推杆(7)的一端均固定连接有滚珠丝杠(8)，两个副缸中的所述滚珠丝杠(8)均通过滚珠丝杠副转动连接有副丝杠螺母(9)，两个所述副丝杆螺母(9)均套设有第一大齿轮(10)，两个所述副丝杆螺母(9)分别与对应的第一大齿轮(10)固定连接，两个副缸中的所述滚珠丝杠(8)之间固定安装有增压电机(11)，所述增压电机(11)的输出轴端固定安装有第一小齿轮(12)，所述第一小齿轮(12)与两个第一大齿轮(10)传动连接；
所述空心滚珠丝杠(202)的一端开设有第一孔(207)，所述空心滚珠丝杠(202)的另一端开设有第二孔(208)，所述第一孔(207)和第二孔(208)之间开设有第三孔(209)，所述活塞推杆(201)的一端设置于第一孔(207)的内部，所述踏板推杆(203)的另一端滑动安装于第三孔(209)的内部，所述限力卡头(204)的一端与第二孔(208)的孔壁固定连接，所述限力卡头(204)的另一端与踏板推杆(203)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述空心滚珠丝杠(202)的一端套设有丝杠螺母(210)，所述丝杠螺母(210)与空心滚珠丝杠(202)滚珠丝杠副连接，所述丝杠螺母(210)上套设有第二大齿轮(211)，所述第二大齿轮(211)与丝杠螺母(210)固定连接，所述串联式双腔主缸(2)的底部设置有力矩电机(212)，所述力矩电机(212)的输出轴端固定连接有第二小齿轮(213)，所述第二小齿轮(213)与第二大齿轮(211)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述轮缸组(5)由右前轮缸(501)、左后轮缸(502)、左前轮缸(503)和右后轮缸(504)组成。
4.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述第一副缸(3)和第二副缸(4)的顶部分别开设有第一进液口(301)和第二进液口(401)，所述第一副缸(3)的一侧依次开设有第一出液口(302)和第二出液口(303)，所述第二副缸(4)的一侧依次开设有第三出液口(402)和第四出液口(403)，所述第一出液口(302)与轮缸组(5)之间设置有第一副缸隔离阀(13)，所述第一副缸隔离阀(13)的进油口与第一出液口(302)连接，所述第一副缸隔离阀(13)与右前轮缸(501)和左后轮缸(502)之间分别设置有第一增压阀(14)和第二增压阀(15)，所述第一增压阀(14)和第二增压阀(15)的进油口均与第一副缸隔离阀(13)的出油口连接，所述第一增压阀(14)和第二增压阀(15)的出油口分别与右前轮缸(501)和左后轮缸(502)连接，所述第一增压阀(14)与右前轮缸(501)之间设置有第一减压阀(16)，所述第二增压阀(15)与左后轮缸(502)之间设置有第二减压阀(17)，所述第一减压阀(16)和第二减压阀(17)的进油口分别与第一增压阀(14)和第二增压阀(15)的出油口连接，所述第四出液口(403)与轮缸组(5)之间设置有第二副缸隔离阀(18)，所述第二副缸隔离阀(18)的进油口与第四出液口(403)连接，所述第二副缸隔离阀(18)与左前轮缸(503)和右后轮缸(504)之间分别设置有第三增压阀(19)和第四增压阀(20)，所述第三增压阀(19)和第四增压阀(20)的进油口均与第二副缸隔离阀(18)的出油口连接，所述第三增压阀(19)和第四增压阀(20)的出油口分别与左前轮缸(503)和右后轮缸(504)连接，所述第三增压阀(19)与左前轮缸(503)之间设置有第三减压阀(21)，所述第四增压阀(20)与右后轮缸(504)之间设置有第四减压阀(22)，所述第三减压阀(21)和第四减压阀(22)的进油口分别与第三增压阀(19)和第四增压阀(20)的出油口连接，所述第一减压阀(16)、第二减压阀(17)、第三减压阀(21)和第四减压阀(22)的出油口均与储油壶(1)连接。
5.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述储油壶(1)与第一进液口(301)之间、储油壶(1)与第二进液口(401)之间分别设置有第一单向阀(23)和第二单向阀(24)，所述第一单向阀(23)和第二单向阀(24)的进油口均与储油壶(1)连接，所述第一单向阀(23)和第二单向阀(24)的出油口分别与第一进液口(301)和第二进液口(401)连接，所述储油壶(1)与第二出液口(303)之间、储油壶(1)与第三出液口(402)之间分别设置有第一回油阀(25)和第二回油阀(26)，所述第一回油阀(25)和第二回油阀(26)的出油口均与储油壶(1)连接，所述第一回油阀(25)和第二回油阀(26)的进油口分别与第二出液口(303)和第三出液口(402)连接。
6.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述串联式双腔主缸(2)与储油壶(1)之间设置有第三单向阀(27)，所述第三单向阀(27)的进油口与储油壶(1)连接，所述串联式双腔主缸(2)的前腔进液口和后腔进液口均与第三单向阀(27)的出油口连接。
7.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述串联式双腔主缸(2)的前腔出液口与储油壶(1)之间设置有第一液控单向阀(28)，所述第一液控单向阀(28)的进油口和出油口分别与储油壶(1)和串联式双腔主缸(2)的前腔出液口连接，所述第一液控单向阀(28)的底部设置有第一液控阀(29)和第二液控阀(30)，所述第二液控阀(30)的进油口与第一液控单向阀(28)的出油口和串联式双腔主缸(2)的前腔出液口连接，所述第二液控阀(30)的出油口与第一副缸隔离阀(13)的出油口连接，所述第二液控阀(30)的控制油口与第一副缸隔离阀(13)的进油口连接，所述第一液控单向阀(28)的控制油口与第一液控阀(29)的出油口连接，所述第一液控阀(29)的进油口与第二液控阀(30)的出油口连接，所述第一液控阀(29)的控制油口与第二液控阀(30)的进油口连接。
8.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述串联式双腔主缸(2)的后腔出液口与储油壶(1)之间设置有第二液控单向阀(31)，所述第二液控单向阀(31)的进油口和出油口分别与储油壶(1)和串联式双腔主缸(2)的后腔出液口连接，所述第二液控单向阀(31)的底部设置有第三液控阀(32)和第四液控阀(33)，所述第四液控阀(33)的进油口与第二液控单向阀(31)的出油口和串联式双腔主缸(2)的后腔出液口连接，所述第四液控阀(33)的出油口与第二副缸隔离阀(18)的出油口连接，所述第四液控阀(33)的控制油口与第二副缸隔离阀(18)的进油口连接，所述第二液控单向阀(31)的控制油口与第三液控阀(32)的出油口连接，所述第三液控阀(32)的进油口与第四液控阀(33)的出油口连接，所述第三液控阀(32)的控制油口与第四液控阀(33)的进油口连接。
9.根据权利要求1所述的一种具备安全冗余的解耦式电液制动系统，其特征在于：所述踏板(206)的一侧设置有踏板行程传感器(34)，所述增压电机(11)的一侧设置有控制器(35)，右前轮缸(501)、左后轮缸(502)、左前轮缸(503)和右后轮缸(504)的进油口处分别连接有第一压力传感器(36)、第二压力传感器(37)、第三压力传感器(38)和第四压力传感器(39)。
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