CN115402283A - 一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，电子控制单元接收制动踏板信号，控制电驱动单元和触发液压调控模块，驱动主制动单元主缸完成建压，完成制动过程。机械驱动单元是一种由踏板液压缸直接驱动的制动装置，由踏板液压缸、液压调控模块、辅助油缸和齿轮齿条机构组成，当踏板液压缸压力大于制动主缸期望压力时，液压调控模块被触发，踏板液压缸与辅助油缸连通，带动齿条运动，实现机械驱动。液压调控模块有被动触发和主动触发两种方式，触发后机械驱动单元能独立驱动主制动单元主缸建压，也能和电驱动单元通过耦合机构联合驱动主制动单元建压，本发明具有防失效功能，为线控制动系统及其控制提供基础。

Description

一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车线控制动系统领域，尤其涉及一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法。
背景技术
汽车安全是行业不断追求的目标之一，而制动系统对汽车安全至关重要。随着汽车保有量的持续增加和汽车智能化技术的不断发展，对制动系统提出了更高的要求。为了提高驾驶安全性，减少交通事故，在汽车行业线控制动技术得到了不断发展。目前汽车线控制动系统主要有电子机械式线控制动系统(EMB，Electro-MechanicalBrakingSystem)和电子液压式线控制动系统(EHB,Electro-HydraulicBrakingSystem)两种。
随着汽车智能化的不断发展，对线控制动系统提出了更高的要求。不断要求制动系统可以通过指令实现快速准确的制动建压，还要求制动系统具有防失效功能。传统的电子液压式制动系统是在传统的液压制动器基础上发展而来的，操纵机构用一个电子式制动踏板取代传统的液压制动踏板，取消了体积庞大的真空助力器，执行机构用包含电机、泵、蓄能器和蓄电池等部件的综合制动模块取代传统的压力调节器和ABS模块。而电子机械式制动系统相对于电子液压式线控制动系统，去掉了液压油路，直接用电机驱动，以齿轮减速机构实现驱动电机的降速增扭，实现驱动力的倍增；采用螺旋传动机构将旋转运动转换为制动活塞的平动，进而实现对制动活塞的加压产生制动力。对于传统的线控制动系统而言，无论是电子机械式的还是电子液压式的，它们的主缸建压驱动均采用电机驱动，在电机驱动单元发生故障时，将导致制动系统失效。
所谓防止制动失效，就是指在线控制动系统驱动电机发生故障时，具有替代驱动单元接入，完成制动主缸建压。现有的线控制动系统领域已出现具有备份功能的线控制动系统，大致分为两类，一类是采用电子备份，一类是采用机械备份。其中电子备份与线控制动系统驱动单元原理相同，同时发生故障的概率较采用不同原理备份的要高。而现有采用机械备份的制动系统，在线控制动失效时，通过踏板驱动主缸产生制动压力，虽然能够完成建压，但未考虑制动压力的调控问题，导致制动过程踏板偏硬，在紧急制动工况下无法实现制动主缸高压的快速建立。
具有防失效功能的线控制动系统具有明显的技术优势，不过由于其发展时间短，还存在许多亟待解决的问题，例如，如果系统电驱动单元不工作或工作异常，会导致制动失效，机械备份系统接入时无法满足紧急制动情况下主缸高压的快速建立。因此需要一套具有备份功能的制动系统，通过制动力，保证制动安全性。
发明内容
本发明为解决上述问题，而提出的一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种机械液压双调控式线控制动系统，包括电子控制单元、储液罐、机械驱动单元、电驱动单元、耦合机构和主制动单元；
所述电子控制单元通过信号线与踏板信号传感器、电磁铁、换向电磁阀和电机信号连接；
所述机械驱动单元包括有踏板液压缸、单向阀、液压调控模块、换向电磁阀、辅助液压缸一和辅助液压缸二和齿轮齿条机构，所述踏板制动液压缸活塞与踏板相连，所述进油口A通过单向阀与储油罐相连，所述出油口B与液压调控模块进油口C相连；所述液压调控模块出油口D和G与储油罐相连，所述液压调控模块出口F与主制动单元主缸出口L相连；所述液压调控模块右端的电磁铁与电子控制单元连接；所述换向电磁阀两个进油口分别与液压调控模块的出口E和储油罐相连，所述换向电磁阀两个出口分别与辅助液压缸一和辅助液压缸二相连，所述辅助液压缸一和辅助液压缸二通过两端带有活塞的齿条连接，所述齿条与齿轮齿条机构齿轮啮合，所述齿轮齿条机构齿轮通过轴与机械驱动连接主动锥齿轮连接；
所述耦合机构包含机械驱动连接从动锥齿轮、机械驱动输入锥齿轮、电机输出锥齿轮、行星锥齿轮一、行星锥齿轮二、耦合机构输出齿轮和主制动单元输入齿轮，所述耦合机构输出齿轮与行星架固定在一起；所述机械驱动连接从动锥齿轮和齿条活动连接，所述电机输出锥齿轮和电机输出轴固定连接，所述耦合机构的输出轴与丝杠副螺母连接并通过丝杠与主制动单元主缸活塞连接；所述电机输出轴与齿条为平行布置；
所述电驱动单元采用的电机为直流力矩电机；
所述主制动单元包括通用的滚珠丝杠副、通用的制动主缸、通用的ABS/ESC模块和通用的制动轮分泵系统，所述滚珠丝杠副的丝杠螺母与主制动单元输入齿轮通过轴固定在一起。
优选地，所述液压调控模块包括液压调控模块缸体、T字型阀芯、锥形阀芯、泄压弹簧、回位弹簧和电磁铁，所述液压调控模块缸体上设有T字型油腔，所述T字型油腔靠近进油口C的一侧油腔的左右两侧设有两个油口E和F；所述液压调控模块缸体在靠近进油口C处垂直方向开有油腔，所述液压调控模块缸体油腔内装有锥形阀芯和弹簧；所述电磁铁固定在液压调控模块缸体的右侧；所述液压调控模块缸体T字型油腔靠近电磁铁的一侧设有出油口F。
优选地，所述电机可正、反转，断电时锁止。
优选地，所述换向电磁阀断电时处于右位，即液压调控模块油口E经换向阀与辅助液压缸二连通，所述辅助液压缸一经换向电磁阀与储油罐连通；所述换向电磁阀通电时处于左位。
一种机械液压双调控式线控控制方法，应用于一种机械液压双调控式线控制动系统，制动压力控制模式为机械液压双调控式，电子控制单元ECU检测是否接收到制动踏板信号，若未收到，当前处于没有制动需求的状态，电子控制单元ECU返回继续检测是否接受到制动踏板信号；若接收到制动踏板信号，电子控制单元ECU根据制动踏板开度和制动踏板变化率判断制动需求是否为紧急制动，如果不为紧急制动，则液压调控模块通过主制动单元主缸输出压力是否正常，如果PL＞kPC，主制动单元主缸输出压力正常，判断为电驱动单元工作正常，当前处于电子机械式制动模式；下一时刻电子控制单元ECU继续检测是否接受到制动踏板信号，如果接受到制动踏板信号且判断不为紧急制动，PL<kPC，判断为主制动单元主缸压力不足，液压调控模块T字型阀芯在压力差的作用下右移，机械制动单元被触发，此时处于机械制动模式或者联合制动模式，即：如果电子控制单元ECU检测到主制动单元主缸输出压力PL＝0，则为由机械驱动单元驱动的机械制动模式，如果PL≠0，则为电驱动和机械驱动联合制动模式；下一时刻电子控制单元ECU继续检测是否接受到制动踏板信号，如果接受到制动踏板信号且判断为紧急制动，则电子控制单元ECU控制液压调控模块右端的电磁铁通电，主动触发机械驱动单元，通过耦合机构与电驱动单元组合成联合制动模式；其中：PL为主制动单元主缸输出压力，PC为踏板液压缸输出压力，k为踏板液压缸输出压力到主制动单元主缸输出压力的放大倍数；
所述由机械驱动单元驱动的机械制动模式具体为：电驱动单元失效，液压调控模块触发机械驱动单元，电机不工作，主制动单元主缸没有建压，此时踏板液压缸已建压，液压调控模块中的T字型阀芯在压力差的作用下右移，使得油口C和E连通，此时踏板液压缸输出压力油C口进入液压调控模块，由E口流出，经过换向电磁阀进入辅助液压缸二，此时换向电磁阀不通电，从而推动齿条左移，并带动耦合机构转动，主制动单元滚珠丝杠螺母被驱动，推动主制动单元主缸活塞右移，实现主制动单元主缸建压，完成制动；当制动踏板抬起时，电子控制单元ECU检测到制动踏板开度减小，控制换向电磁阀工作，液压调控模块右端的电磁铁通电，此时辅助液压缸一与E口连通，辅助液压缸二与储油罐连通，齿条右移带动主制动单元主缸活塞左移，完成降压；
所述电驱动和机械驱动联合制动模式具体为：电机工作异常，主制动单元主缸压力不足，此时液压调控模块中的T字型阀芯在压力差的作用下自动右移，机械驱动单元被触发，齿条左移，带动齿轮转动，与电机经过耦合机构联合驱动主制动单元丝杠螺母转动，实现主制动单元主缸建压，完成制动；
优选地，所述机械驱动单元制动模式触发有主动和被动两种方式，当电机不工作或工作异常时，主制动单元主缸输出压力异常，导致液压调控模块中的T字型阀芯左右两端存在压力差，阀芯右移，实现机械驱动单元被动触发；当电子控制单元ECU检测到制动踏板信号且判定为紧急制动时，液压调控模块右端的电磁铁通电，机械驱动单元被主动触发，此时电机正常工作；机械驱动单元未被触发时，导致液压调控模块中的T字型阀芯在最左侧，即出口E和进口C不连通。
与现有技术相比，本发明提供了一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，具备以下有益效果：
1、本发明提供的一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，采用机械驱动备份，通过液压调控模块可主动和被动触发机械驱动单元接入制动系统，被动触发时是通过主缸输出压力与期望压力差实现机械驱动自动接入，规避了电子控制单元的介入，可靠性高，响应速度快；在紧急自动工况下可主动触发机械驱动单元接入，与电驱动单元的电机输出动力进行耦合，从而实现紧急制动工况下主缸高压的快速建立。
2、本发明提供的一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，耦合机构采用行星锥齿轮传动方式，电机输出轴和齿轮齿条平行布置,减小了制动系统径向尺寸。同时，行星传动可实现大减速比，减小纯机械驱动制动时踏板阻尼小，提高制动的舒适性。
3、本发明提供的一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，电机、耦合机构、齿轮齿条机构、滚珠丝杠副和制动主缸高度集成，安装灵魂、方便，可与现有的ABS/ESC模块兼容，充分发挥制动系统的能力。
附图说明
图1为本发明一种机械液压双调控式线控制动系统的结构示意图；
图2为本发明一种机械液压双调控式线控制动系统的液压调控模块示意图；
图3为本发明一种机械液压双调控式线控控制方法流程示意图。
图中标号说明：1-制动踏板；2-踏板液压缸活塞；3-踏板液压缸；4-弹簧；5-单向阀；6-储油罐；7-液压调控模块；8-换向电磁阀；9-单向阀；10-单向阀；11a-辅助液压缸一；11b-辅助液压缸二；12-齿条；13-主制动单元主缸；14-ABS/ESC模块；15a-左前轮制动分泵；15b-右前轮制动分泵；15c-左后轮制动分泵；15d-右后轮制动分泵；16-主缸弹簧；17-主缸活塞；18-丝杠螺母；19-主制动单元输入齿轮；20-耦合机构输出齿轮；21-电机；22-电机输出锥齿轮；23-电子控制单元ECU；24a-行星锥齿轮一；24b-行星锥齿轮二；25-机械驱动输入锥齿轮；26-机械驱动连接从动锥齿轮；27-机械驱动连接主动锥齿轮；28-齿轮齿条机构齿轮；71-液压调控模块缸体；72-T字型阀芯；73-锥形阀芯；74-泄压弹簧；75-回位弹簧；76-电磁铁。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1所示，一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，包括电子控制单元、储液罐、机械驱动单元、电驱动单元、耦合机构和主制动单元；电子控制单元23用来判断制动需求和控制电机21、换向电磁阀8和电磁铁76；耦合机构的两个输入齿轮分别与电驱动单元输出轴和机械驱动单元齿条连接，耦合机构的输出轴与丝杠副螺母连接，通过丝杠与主制动单元主缸活塞连接；电机轴与齿条为平行布置；
所述机械驱动单元作为制动信号采集和机械制动备份系统，包括有踏板1、踏板液压缸活塞2、制动液压缸3、液压调控模块7、换向电磁阀8、辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b和齿轮齿条机构，所述踏板制动液压缸活塞2与踏板1相连，用于踏板液压缸建压；进油口A通过单向阀5与储油罐相连，在制动踏板抬起时及时为踏板液压缸油腔补油；出油口B与液压调控模块7进油口C相连，液压调控模块7出油口D和G与储油罐相连，液压调控模块7出口F与主制动单元主缸13出口L相连，通过T字形阀芯72两端的压差被动触发机械驱动单元；液压调控模块7右端的电磁铁76与电子控制单元23连接，在紧急制动工况下可通过给电磁铁76通电实现机械驱动单元主动触发；换向电磁阀8两个进油口分别与液压调控模块7的出口E和储油罐6相连，两个出口分别与辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b相连，辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b通过两端带有活塞的齿条12连接，齿条12与圆柱齿轮28啮合，齿轮28通过轴与锥齿轮27连接，通过控制电磁阀换向来实现齿条的左右往复移动，从而与踏板的下压和上抬过程保持一致；
所述耦合机构用于实现机械驱动单元和电驱动单元的动力耦合，包含输入锥齿轮26和25、输入锥齿轮22、行星锥齿轮24a和24b、输出圆柱齿轮20、圆柱齿轮19，输出圆柱齿轮20与行星架固定在一起。当电机不工作时，锥齿轮22不转动，动力由齿轮齿条输入，此时耦合机构作为行星减速机构实现降速增扭，从而保证纯机械驱动时的舒适性高可靠性；当机械驱动单元未被触发时，辅助液压缸二11b被锁止，此时耦合机构机械驱动输入锥齿轮25被锁止，动力从电机21输入；当电驱动单元和机械驱动单元同时工作时，机械驱动单元的动力输出经齿条12与电机21在行星锥齿轮机构处耦合，经过齿轮20输出，完成主缸活塞17的驱动。
所述电驱动单元采用的电机21为直流力矩电机，可正、反转，完成制动和松开，断电时锁止。
所述主制动单元与传统的ABS/ESC系统兼容，能够充分发挥制动系统的性能，提高制动的舒适性，防止紧急制动时抱死。
如图2所示，所述液压调控模块7用于主动或被动触发机械驱动单元，包括缸体71、T字型活塞72、锥形阀芯73、泄压弹簧74和75以及电磁铁76，所述缸体71上设有T字型油腔，在T字型油腔靠近进油口C的一侧油腔的左右两侧设有两个油口E和F；缸体71在靠近进油口C处垂直方向开有油腔，油腔内装有锥形阀芯73和弹簧74；电磁铁76固定在缸体71的右侧；在T字型油腔靠近电磁铁的一侧设有出油口F；当进油口C端的压力大于油口F等效压力时，通过压差实现被动触发；当电磁铁76通电时，实现主动触发。锥形阀芯73和泄压弹簧74用于踏板液压缸3泄压，在电驱动单元独立工作时，保证踏板具有舒适的制动感觉。
所述换向电磁阀8由于机械驱动单元加压和泄压过程的实现，断电时处于右位，即液压调控模块油口E经换向阀与辅助液压缸二11b连通，辅助液压缸一11a经换向阀与储油罐连通；电磁阀8通电时处于左位。
如图3所示，一种机械液压双调控式线控制动系统及其控制方法，具体控制过程如下：
步骤1：电子控制单元23检测是否接收到制动踏板信号，若未收到，当前处于没有制动需求的状态，ECU23返回继续检测是否接受到制动踏板信号；
步骤2：若接收到踏板信号，ECU23根据踏板开度和踏板变化率判断制动需求是否为紧急制动，如果不为紧急制动，进入步骤3；若为紧急制动，则进入步骤7；
步骤3：液压调控模块通过比较PL＞kPC是否成立，自动判断是否触发机械制动，若该条件成立，则进入步骤4；若不成立，则进入5；
步骤4：控制电机完成制动，然后返回步骤1；
步骤5：电机工作异常或失效，液压调控模块T字型阀芯72在压力差的作用下右移，机械制动单元被触发，此时处于机械制动模式或者联合制动模式，保持机械制动模式，确保安全；
步骤7：ECU23控制电磁体76工作，T字型阀芯72右移，主动触发机械驱动单元，通过耦合机构与电驱动单元组合成联合制动模式，然后返回步骤1。
所述由机械驱动单元驱动的机械制动模式具体为：电驱动单元失效，液压调控模块7触发机械驱动单元，电机21不工作，主制动单元主缸没有建压，此时制动踏板液压缸已建压，液压调控模块7中的T字型阀芯72在压力差的作用下右移，使得油口C和E连通，此时制动踏板液压缸输出压力油C口进入液压调控模块7，由E口流出，经过换向电磁阀8进入辅助液压缸二11b，此时换向电磁阀8不通电，从而推动齿条左移，并带动耦合机构转动，主制动单元滚珠丝杠螺母18被驱动，推动主制动单元主缸活塞17右移，实现主制动单元主缸建压，完成制动；当制动踏板抬起时，ECU23检测到踏板开度减小，控制换向电磁阀8工作，液压调控模块7右端的电磁铁76通电，此时辅助液压缸一11a与E口连通，辅助液压缸二11b与储油罐6连通，齿条12右移带动主制动单元主缸活塞左移，完成降压；
所述电驱动和机械驱动联合制动模式具体为：电机21工作异常，主制动单元主缸压力不足，此时液压调控模块7中的T字型阀芯72在压力差的作用下自动右移，机械驱动单元被触发，齿条12左移，带动齿轮28转动，与电机21经过耦合机构联合驱动主制动单元丝杠螺母18转动，实现主制动单元主缸建压，完成制动；
所述机械驱动单元制动模式触发有主动和被动两种方式，当电机21不工作或工作异常时，主制动单元主缸输出压力异常，导致液压调控模块7中的T字型阀芯72左右两端存在压力差，阀芯右移，实现机械驱动单元被动触发；当ECU23检测到制动踏板信号且判定为紧急制动时，液压调控模块7右端的电磁铁76通电，机械驱动单元被主动触发，此时电机21正常工作；机械驱动单元未被触发时，导致液压调控模块7中的T字型阀芯72在最左侧，即出口E和进口C不连通。
实施例2：
一种机械液压双调控式线控制动系统，包括电子控制单元23、储液罐、机械驱动单元、电驱动单元、耦合机构和主制动单元；
电子控制单元23通过信号线与踏板信号传感器、电磁铁76、换向电磁阀8和电机21信号连接；
机械驱动单元包括有踏板液压缸3、单向阀5、液压调控模块7、换向电磁阀8、辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b和齿轮齿条机构，踏板制动液压缸活塞2与踏板1相连，进油口A通过单向阀5与储油罐相连，出油口B与液压调控模块7进油口C相连；液压调控模块7出油口D和G与储油罐相连，液压调控模块7出口F与主制动单元主缸13出口L相连；液压调控模块7右端的电磁铁76与电子控制单元23连接；换向电磁阀8两个进油口分别与液压调控模块7的出口E和储油罐6相连，换向电磁阀8两个出口分别与辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b相连，辅助液压缸一11a和辅助液压缸二11b通过两端带有活塞的齿条12连接，齿条12与齿轮齿条机构齿轮28啮合，齿轮齿条机构齿轮28通过轴与机械驱动连接主动锥齿轮27连接；
耦合机构包含机械驱动连接从动锥齿轮26、机械驱动输入锥齿轮25、电机输出锥齿轮22、行星锥齿轮一24a、行星锥齿轮二24b、耦合机构输出齿轮20和主制动单元输入齿轮19，耦合机构输出齿轮20与行星架固定在一起；机械驱动连接从动锥齿轮26和齿条12活动连接，电机输出锥齿轮22和电机21输出轴固定连接，耦合机构的输出轴与丝杠副螺母连接并通过丝杠与主制动单元主缸活塞17连接；电机21输出轴与齿条12为平行布置；
电驱动单元采用的电机21为直流力矩电机；
主制动单元包括通用的滚珠丝杠副、通用的制动主缸、通用的ABS/ESC模块和通用的制动轮分泵系统，滚珠丝杠副的丝杠螺母18与主制动单元输入齿轮19通过轴固定在一起。
液压调控模块包括液压调控模块缸体71、T字型阀芯72、锥形阀芯73、泄压弹簧74、回位弹簧75和电磁铁76，液压调控模块缸体71上设有T字型油腔，T字型油腔靠近进油口C的一侧油腔的左右两侧设有两个油口E和F；液压调控模块缸体71在靠近进油口C处垂直方向开有油腔，液压调控模块缸体71油腔内装有锥形阀芯73和弹簧74；电磁铁76固定在液压调控模块缸体71的右侧；液压调控模块缸体71T字型油腔靠近电磁铁的一侧设有出油口F。
电机21可正、反转，断电时锁止。
换向电磁阀8断电时处于右位，即液压调控模块油口E经换向阀与辅助液压缸二11b连通，辅助液压缸一11a经换向电磁阀8与储油罐连通；换向电磁阀8通电时处于左位。
一种机械液压双调控式线控控制方法，应用于一种机械液压双调控式线控制动系统，制动压力控制模式为机械液压双调控式，电子控制单元ECU23检测是否接收到制动踏板1信号，若未收到，当前处于没有制动需求的状态，电子控制单元ECU23返回继续检测是否接受到制动踏板1信号；若接收到制动踏板1信号，电子控制单元ECU23根据制动踏板1开度和制动踏板1变化率判断制动需求是否为紧急制动，如果不为紧急制动，则液压调控模块7通过主制动单元主缸13输出压力是否正常，如果PL＞kPC，主制动单元主缸13输出压力正常，判断为电驱动单元工作正常，当前处于电子机械式制动模式；下一时刻电子控制单元ECU23继续检测是否接受到制动踏板信号，如果接受到制动踏板1信号且判断不为紧急制动，PL<kPC，判断为主制动单元主缸13压力不足，液压调控模块T字型阀芯72在压力差的作用下右移，机械制动单元被触发，此时处于机械制动模式或者联合制动模式，即：如果电子控制单元ECU23检测到主制动单元主缸13输出压力PL＝0，则为由机械驱动单元驱动的机械制动模式，如果PL≠0，则为电驱动和机械驱动联合制动模式；下一时刻电子控制单元ECU23继续检测是否接受到制动踏板1信号，如果接受到制动踏板1信号且判断为紧急制动，则电子控制单元ECU23控制液压调控模块7右端的电磁铁76通电，主动触发机械驱动单元，通过耦合机构与电驱动单元组合成联合制动模式；其中：PL为主制动单元主缸13输出压力，PC为踏板液压缸3输出压力，k为踏板液压缸3输出压力到主制动单元主缸13输出压力的放大倍数；
由机械驱动单元驱动的机械制动模式具体为：电驱动单元失效，液压调控模块7触发机械驱动单元，电机21不工作，主制动单元主缸13没有建压，此时踏板液压缸3已建压，液压调控模块7中的T字型阀芯72在压力差的作用下右移，使得油口C和E连通，此时踏板液压缸3输出压力油C口进入液压调控模块7，由E口流出，经过换向电磁阀8进入辅助液压缸二11b，此时换向电磁阀8不通电，从而推动齿条12左移，并带动耦合机构转动，主制动单元滚珠丝杠螺母18被驱动，推动主制动单元主缸活塞17右移，实现主制动单元主缸13建压，完成制动；当制动踏板1抬起时，电子控制单元ECU23检测到制动踏板1开度减小，控制换向电磁阀8工作，液压调控模块7右端的电磁铁76通电，此时辅助液压缸一11a与E口连通，辅助液压缸二11b与储油罐6连通，齿条12右移带动主制动单元主缸13活塞左移，完成降压；
电驱动和机械驱动联合制动模式具体为：电机21工作异常，主制动单元主缸压力不足，此时液压调控模块7中的T字型阀芯72在压力差的作用下自动右移，机械驱动单元被触发，齿条12左移，带动齿轮28转动，与电机21经过耦合机构联合驱动主制动单元丝杠螺母18转动，实现主制动单元主缸13建压，完成制动；
机械驱动单元制动模式触发有主动和被动两种方式，当电机21不工作或工作异常时，主制动单元主缸13输出压力异常，导致液压调控模块7中的T字型阀芯72左右两端存在压力差，阀芯右移，实现机械驱动单元被动触发；当电子控制单元ECU23检测到制动踏板1信号且判定为紧急制动时，液压调控模块7右端的电磁铁76通电，机械驱动单元被主动触发，此时电机21正常工作；机械驱动单元未被触发时，导致液压调控模块7中的T字型阀芯72在最左侧，即出口E和进口C不连通。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械液压双调控式线控制动系统，其特征在于：包括电子控制单元(23)、储液罐、机械驱动单元、电驱动单元、耦合机构和主制动单元；
所述电子控制单元(23)通过信号线与踏板信号传感器、电磁铁(76)、换向电磁阀(8)和电机(21)信号连接；
所述机械驱动单元包括有踏板液压缸(3)、单向阀(5)、液压调控模块(7)、换向电磁阀(8)、辅助液压缸一(11a)和辅助液压缸二(11b)和齿轮齿条机构，所述踏板制动液压缸活塞(2)与踏板(1)相连，所述进油口A通过单向阀(5)与储油罐相连，所述出油口B与液压调控模块(7)进油口C相连；所述液压调控模块(7)出油口D和G与储油罐相连，所述液压调控模块(7)出口F与主制动单元主缸(13)出口L相连；所述液压调控模块(7)右端的电磁铁(76)与电子控制单元(23)连接；所述换向电磁阀(8)两个进油口分别与液压调控模块(7)的出口E和储油罐(6)相连，所述换向电磁阀(8)两个出口分别与辅助液压缸一(11a)和辅助液压缸二(11b)相连，所述辅助液压缸一(11a)和辅助液压缸二(11b)通过两端带有活塞的齿条(12)连接，所述齿条(12)与齿轮齿条机构齿轮(28)啮合，所述齿轮齿条机构齿轮(28)通过轴与机械驱动连接主动锥齿轮(27)连接；
所述耦合机构包含机械驱动连接从动锥齿轮(26)、机械驱动输入锥齿轮(25)、电机输出锥齿轮(22)、行星锥齿轮一(24a)、行星锥齿轮二(24b)、耦合机构输出齿轮(20)和主制动单元输入齿轮(19)，所述耦合机构输出齿轮(20)与行星架固定在一起；所述机械驱动连接从动锥齿轮(26)和齿条(12)活动连接，所述电机输出锥齿轮(22)和电机(21)输出轴固定连接，所述耦合机构的输出轴与丝杠副螺母连接并通过丝杠与主制动单元主缸活塞(17)连接；所述电机(21)输出轴与齿条(12)为平行布置；
所述电驱动单元采用的电机(21)为直流力矩电机；
所述主制动单元包括通用的滚珠丝杠副、通用的制动主缸、通用的ABS/ESC模块和通用的制动轮分泵系统，所述滚珠丝杠副的丝杠螺母(18)与主制动单元输入齿轮(19)通过轴固定在一起。
2.根据权利要求1所述的一种机械液压双调控式线控制动系统，其特征在于，所述液压调控模块包括液压调控模块缸体(71)、T字型阀芯(72)、锥形阀芯(73)、泄压弹簧(74)、回位弹簧(75)和电磁铁(76)，所述液压调控模块缸体(71)上设有T字型油腔，所述T字型油腔靠近进油口C的一侧油腔的左右两侧设有两个油口E和F；所述液压调控模块缸体(71)在靠近进油口C处垂直方向开有油腔，所述液压调控模块缸体(71)油腔内装有锥形阀芯(73)和弹簧(74)；所述电磁铁(76)固定在液压调控模块缸体(71)的右侧；所述液压调控模块缸体(71)T字型油腔靠近电磁铁的一侧设有出油口F。
3.根据权利要求1所述的一种机械液压双调控式线控制动系统，其特征在于，所述电机(21)可正、反转，断电时锁止。
4.根据权利要求1所述的一种机械液压双调控式线控制动系统，其特征在于，所述换向电磁阀(8)断电时处于右位，即液压调控模块油口E经换向阀与辅助液压缸二(11b)连通，所述辅助液压缸一(11a)经换向电磁阀(8)与储油罐连通；所述换向电磁阀(8)通电时处于左位。
5.一种机械液压双调控式线控控制方法，其特征在于，应用于权利要求1的一种机械液压双调控式线控制动系统，制动压力控制模式为机械液压双调控式，电子控制单元ECU(23)检测是否接收到制动踏板(1)信号，若未收到，当前处于没有制动需求的状态，电子控制单元ECU(23)返回继续检测是否接受到制动踏板(1)信号；若接收到制动踏板(1)信号，电子控制单元ECU(23)根据制动踏板(1)开度和制动踏板(1)变化率判断制动需求是否为紧急制动，如果不为紧急制动，则液压调控模块(7)通过主制动单元主缸(13)输出压力是否正常，如果PL＞kPC，主制动单元主缸(13)输出压力正常，判断为电驱动单元工作正常，当前处于电子机械式制动模式；下一时刻电子控制单元ECU(23)继续检测是否接受到制动踏板信号，如果接受到制动踏板(1)信号且判断不为紧急制动，PL<kPC，判断为主制动单元主缸(13)压力不足，液压调控模块T字型阀芯(72)在压力差的作用下右移，机械制动单元被触发，此时处于机械制动模式或者联合制动模式，即：如果电子控制单元ECU(23)检测到主制动单元主缸(13)输出压力PL＝0，则为由机械驱动单元驱动的机械制动模式，如果PL≠0，则为电驱动和机械驱动联合制动模式；下一时刻电子控制单元ECU(23)继续检测是否接受到制动踏板(1) 信号，如果接受到制动踏板(1)信号且判断为紧急制动，则电子控制单元ECU(23)控制液压调控模块(7)右端的电磁铁(76)通电，主动触发机械驱动单元，通过耦合机构与电驱动单元组合成联合制动模式；其中：PL为主制动单元主缸(13)输出压力，PC为踏板液压缸(3)输出压力，k为踏板液压缸(3)输出压力到主制动单元主缸(13)输出压力的放大倍数；
所述由机械驱动单元驱动的机械制动模式具体为：电驱动单元失效，液压调控模块(7)触发机械驱动单元，电机(21)不工作，主制动单元主缸(13)没有建压，此时踏板液压缸(3)已建压，液压调控模块(7)中的T字型阀芯(72)在压力差的作用下右移，使得油口C和E连通，此时踏板液压缸(3)输出压力油C口进入液压调控模块(7)，由E口流出，经过换向电磁阀(8)进入辅助液压缸二(11b)，此时换向电磁阀(8)不通电，从而推动齿条(12)左移，并带动耦合机构转动，主制动单元滚珠丝杠螺母(18)被驱动，推动主制动单元主缸活塞(17)右移，实现主制动单元主缸(13)建压，完成制动；当制动踏板(1)抬起时，电子控制单元ECU(23)检测到制动踏板(1)开度减小，控制换向电磁阀(8)工作，液压调控模块(7)右端的电磁铁(76)通电，此时辅助液压缸一(11a)与E口连通，辅助液压缸二(11b)与储油罐(6)连通，齿条(12)右移带动主制动单元主缸(13)活塞左移，完成降压；
所述电驱动和机械驱动联合制动模式具体为：电机(21)工作异常，主制动单元主缸压力不足，此时液压调控模块(7)中的T字型阀芯(72)在压力差的作用下自动右移，机械驱动单元被触发，齿条(12)左移，带动齿轮(28)转动，与电机(21)经过耦合机构联合驱动主制动单元丝杠螺母(18)转动，实现主制动单元主缸(13)建压，完成制动。
6.根据权利要求5所述的一种机械液压双调控式线控控制方法，其特征在于，所述机械驱动单元制动模式触发有主动和被动两种方式，当电机(21)不工作或工作异常时，主制动单元主缸(13)输出压力异常，导致液压调控模块(7)中的T字型阀芯(72)左右两端存在压力差，阀芯右移，实现机械驱动单元被动触发；当电子控制单元ECU(23)检测到制动踏板(1)信号且判定为紧急制动时，液压调控模块(7)右端的电磁铁(76)通电，机械驱动单元被主动触发，此时电机(21)正常工作；机械驱动单元未被触发时，导致液压调控模块(7)中的T字型阀芯(72)在最左侧，即出口E和进口C不连通。
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