CN116039591A - 制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动系统，该制动系统的工作模式包括脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式；其中，在脚感调节模式下，踏板单元的踏板被踩踏，踏板被踩踏时的产生的制动压力输入到模拟器，通过模拟器调节制动脚感；同时，建压单元向车轮提供制动压力；在备份制动模式下，建压单元不向车轮提供制动压力，模拟器向车轮提供制动压力，踏板被踩踏或不被踩踏；在主动制动模式下，模拟器和建压单元共同向车轮提供制动压力。本发明能够实现脚感调节、冗余制动和主动制动功能，成本低，且在主动制动模式下具有建压速度快、补液速度快的优点，且可以在两个制动回路都建立制动压力。

Description

制动系统

技术领域

本发明涉及车辆制动技术领域，尤其是涉及一种制动系统。

背景技术

自动驾驶的安全性要求制动系统在存在一处失效时车辆仍具有制动能力，在自动驾驶工况下若控制主动建压的部分出现故障，则车辆的制动能力则会完全丧失，因此在自动驾驶的车辆上通常要求有两个能独立通过电子控制建立压力的建压单元，当一者损坏时，通常需要另一者的介入保证制动压力，该功能称为冗余制动功能。例如一种在现有的制动系统上并联柱塞泵和电磁阀的构型可实现冗余制动功能。现有的实现冗余制动功能的方式通常需要在液压回路内增加电磁阀或其他的回路切换装置，该方式直接导致系统的成本增高。

制动脚感指踏板行程和力的对应关系，在驾驶员舒适驾驶时更倾向于软的制动脚感，而在激烈驾驶时则倾向于硬的制动脚感，制动脚感可调会给驾驶员更好的驾驶感受。现有的机械式的踏板感觉模拟器的特性曲线在出厂时即确定，无法在车上根据驾驶员的需求调节。

目前出现的电机驱动的模拟器只能在模拟器所连接的单个制动回路上建立制动压力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制动系统，能够实现脚感调节、冗余制动和主动制动功能，成本低，且在主动制动模式下具有建压速度快、补液速度快的优点，可以在两个制动回路都建立制动压力。

根据本发明实施例的制动系统，包括油壶、诊断阀、踏板单元、踏板解耦阀、电缸解耦阀、车轮、建压单元、第一单向阀、模拟器阀和模拟器；所述油壶、所述诊断阀、所述踏板单元、所述踏板解耦阀、所述电缸解耦阀、所述车轮、所述建压单元、所述第一单向阀和所述模拟器阀按照原有制动系统中的连接方式相连；所述模拟器为活塞式的模拟器，所述模拟器与所述踏板单元的主缸一腔出油口相连；

所述制动系统的工作模式包括脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式；

其中，所述脚感调节模式为：在所述脚感调节模式下，所述踏板单元的踏板被踩踏，所述踏板被踩踏时的产生的制动压力输入到所述模拟器，通过所述模拟器调节制动脚感；同时，所述建压单元向所述车轮提供制动压力；

所述备份制动模式为：在所述备份制动模式下，所述建压单元不向所述车轮提供制动压力，所述模拟器向所述车轮提供制动压力，所述踏板被踩踏或不被踩踏；

所述主动制动模式为：在所述主动制动模式下，所述模拟器和所述建压单元共同向所述车轮提供制动压力。

本发明实施例的制动系统，通过设置活塞式的模拟器，在脚感调节模式下通过实时调节模拟器端的压力使得制动脚感可根据驾驶员的需求调节并通过建压单元向车轮提供制动压力，在备份制动模式下，通过模拟器向车轮提供制动压力，实现了一种不需要在自动系统内增加电磁阀而实现冗余制动功能的形式，该形式成本低，且在主动制动模式下具有建压速度快、补液速度快的优点，且可以在两个制动回路都建立制动压力。

在一些实施例中，所述模拟器为第一模拟器，所述第一模拟器包括：

第一缸套，所述第一缸套的右端具有敞口，所述第一缸套的左端设有第一模拟器孔，所述第一模拟器孔与所述主缸一腔出油口相连；

第一活塞，所述第一活塞可移动地设置在所述第一缸套内，所述第一活塞至所述第一缸套的左端之间的空间为模拟器腔体；

第一电机，所述第一电机通过丝杠组件与所述第一活塞相连，以驱动所述第一活塞左右移动；所述第一电机能够正向和反向的自由旋转，所述丝杠组件为非自锁形式；

第一弹簧阻尼元件，所述第一弹簧阻尼元件设置在所述第一活塞的右侧且不与所述第一活塞直接相连，当所述丝杠组件自特定位置向左移动时，所述第一活塞与所述第一弹簧阻尼元件分离，当所述丝杠组件自特定位置向右移动时，所述第一弹簧阻尼元件被压缩以在所述第一活塞上提供向左的力，从而保证所述第一模拟器在建压时不会受所述第一弹簧阻尼元件的影响，而在脚感模拟时，所述第一弹簧阻尼元件能提供脚感。

在一些实施例中，所述诊断阀未通电时，所述踏板单元的主缸一腔入油口与所述油壶连接，所述诊断阀通电时，所述主缸一腔入油口与所述油壶截断；所述第一模拟器的受力通过所述第一电机控制调节；在未控制所述第一电机时，所述第一活塞的自由运动不会受所述第一电机影响。

在一些实施例中，所述脚感调节模式具体为：当所述踏板被踩下时，ECU感知到所述踏板被踩下，此时所述ECU控制所述踏板解耦阀、所述电缸解耦阀均通电，使所述踏板解耦阀处于切换为闭合状态，所述电缸解耦阀切换为打开状态；同时所述ECU控制所述模拟器阀通电，所述模拟器阀切换为打开状态；此时由于连接于所述踏板单元的主缸二腔出油口处的第一管路被截断，故所述踏板单元的主缸二腔内的液体无法发生流动，致使所述踏板单元的主缸二腔活塞不会发生位移；由于所述模拟器阀为打开状态，故连接于所述第一模拟器的第二管路与所述模拟器腔体直接相连，通过调节所述第一电机的扭矩则可以调节所述模拟器腔体内的不同压力，实现不同的制动脚感；同时所述ECU控制所述建压单元建压，在所述车轮处产生制动压力；

所述备份制动模式具体为：当所述建压单元失效无法提供制动压力时，所述ECU控制所述诊断阀通电，所述诊断阀切换断开状态，使所述踏板单元的主缸一腔入油口与所述油壶的连接通道截断；同时所述ECU控制所述踏板解耦阀断电、所述电缸解耦阀断电，使所述踏板解耦阀处于连通状态、所述电缸解耦阀处于截断状态；同时所述ECU控制所述第一电机旋转，所述第一活塞在所述第一电机的带动下向左移动，所述模拟器腔体的液体经过所述第一单向阀、所述第二管路到达所述踏板解耦阀，并直接到达两个所述车轮，在两个所述车轮处产生制动压力；此时所述第二管路内也具有压力，导致所述踏板单元的主缸一腔也产生了制动压力，由于所述诊断阀处于截断状态，所述主缸一腔的制动压力并不会经过所述诊断阀卸载，在所述主缸一腔的制动压力的作用下，所述主缸二腔活塞向左移动，所述主缸二腔内的液体在所述主缸二腔活塞的作用下到达所述踏板解耦阀，并直接到达另两个所述车轮，在另两个所述车轮处产生制动压力；

所述主动制动模式具体为：当所述踏板未被踩踏时，所述ECU控制所述踏板解耦阀断电、所述电缸解耦阀通电，使所述踏板解耦阀处于连通状态、所述电缸解耦阀处于连通状态；同时所述ECU控制所述诊断阀通电，使所述诊断阀切换断开状态，将所述主缸一腔入油口与所述油壶的连接通道截断；同时所述ECU控制所述建压单元的电机旋转来带动所述建压单元的活塞向左移动及控制所述模拟器的所述第一电机旋转来带动所述第一活塞向左移动，使所述建压单元内和所述模拟器内的液体经过液压管路到达轮缸，在所述车轮处产生制动压力。

在一些实施例中，在所述主动制动模式中，还可以通过不对所述诊断阀和所述第一电机进行操作来取消所述模拟器建压。

在一些实施例中，使用所述电机调节不同脚感的实现方式包括如下步骤：

S1：将表征脚感的踏板力-位移曲线转化为模拟器腔体压力-第一活塞位移的曲线；

S2：通过调整所述弹簧阻尼元件的刚度、阻尼、预压力实现不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线，当需要获得不同的脚感时，对于目标的脚感经过步骤S1得到不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线；

S3：将模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线减去模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线，得到所述第一电机需要提供的压力曲线；此时所述第一电机的扭矩则计算为T＝P*A_sim*d_mot，其中，P为所述第一电机需要提供的压力曲线；A_sim为所述第一活塞的横截面积，d_mot为所述丝杠组件的导程。

在一些实施例中，所述模拟器为第二模拟器，所述第二模拟器包括：

第二缸套，所述第二缸套的左端设有第二模拟器孔，所述第二模拟器孔与所述主缸一腔出油口相连；

第二活塞，所述第二活塞可左右移动地设置在所述第二缸套内，所述第二活塞和所述第二缸套之间构成左侧空间和右侧空间，所述左侧空间与所述第二模拟器孔连通；

第二弹簧阻尼元件，所述第二弹簧阻尼元件设置在所述右侧空间中；

泵元件，所述泵元件的出口与所述右侧空间连接；

储液罐，所述储液罐与所述泵元件的入口连接；

电磁阀，所述电磁阀的两端与所述泵元件的两端并联；所述电磁阀为线性调控阀；

所述第二模拟器的工作原理为：当需要调节所述右侧空间内的压力时，通过控制所述泵元件旋转，所述泵元件从所述储液罐抽取液体至所述泵元件的出口，通过给所述电磁阀施加不同的电流则可以控制所述右侧空间内的压力，当所述电磁阀的电流越大时，所述右侧空间内压力也越大；

所述第二模拟器使得所述制动系统能够实现所述脚感调节模式、所述备份制动模式和所述主动制动模式。

在一些实施例中，所述模拟器为第三模拟器，所述第三模拟器为在所述第二模拟器的基础上在所述第二活塞上增加第二单向阀；其中，所述第二单向阀的入口与所述右侧空间相连，所述第二单向阀的出口与所述左侧空间相连，所述第二单向阀使得液体可以从所述右侧空间流向所述左侧空间，反之则截止；

所述第三模拟器通过增加所述第二单向阀，使得所述制动系统不具有所述脚感调节模式，但仍然具有所述备份制动模式和所述主动制动模式。

在一些实施例中，所述模拟器为第四模拟器，所述第四模拟器为在所述第二模拟器的基础上，将所述泵元件的出口与所述左侧空间相连；所述第四模拟器使得所述制动系统仍然具有所述脚感调节模式、所述备份制动模式和所述主动制动模式。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的制动系统的示意图；

图2为本发明一个实施例的制动系统中的踏板单元的结构示意图；

图3为本发明的第一模拟器的结构示意图；

图4为本发明的带有第一模拟器的制动系统的脚感调节原理中的一个示意图；

图5为本发明的带有第一模拟器的制动系统的脚感调节原理中的另一个示意图；

图6为本发明的第二模拟器的结构示意图；

图7为本发明的第三模拟器的结构示意图；

图8为本发明的第四模拟器的结构示意图。

附图标记：

制动系统1000；油壶1；诊断阀2；踏板单元3；踏板301；主缸推杆302；位移传感器303；主缸一腔活塞304；主缸二腔活塞305；缸体306；主缸一腔入油口3061；主缸一腔出油口3062；主缸二腔入油口3063；主缸二腔出油口3064；主缸一腔307；主缸二腔308；踏板解耦阀4；电缸解耦阀5；车轮6；建压单元7；第一单向阀8；模拟器阀9；模拟器10；第一管路M；第二管路N；第一模拟器10a；第一缸套101；第一模拟器孔1011；模拟器腔体1012；第一活塞102；第一电机103；第一弹簧阻尼元件104；第二模拟器10b；第二缸套1101；第二模拟器孔11011；左侧空间11012；右侧空间11013；第二活塞1102；第二弹簧阻尼元件1103；泵元件1104；储液罐1105；电磁阀1106；入口端11061；出口端11062；第三模拟器10c；第二单向阀1107；第四模拟器10d；模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线A；模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线B；第一电机103需要提供的压力曲线C；第一电机103的扭矩曲线D。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图8来描述本发明实施例制动系统1000。

为了便于下文的介绍和描述，这里先对制动系统1000中的踏板单元3作一下描述。如图1和图2所示，踏板单元3包括踏板301、主缸推杆302、位移传感器303、主缸一腔活塞304、主缸二腔活塞305、缸体306组成；缸体306上包含有主缸一腔入油口3061、主缸一腔出油口3062、主缸二腔入油口3063、主缸二腔出油口3064；主缸一腔活塞304、主缸二腔活塞305和缸体306间组成主缸一腔307和主缸二腔308。该踏板单元3的工作原理为：当踏板301未被踩踏下时，主缸一腔活塞304、主缸二腔活塞305位于右侧位置，主缸一腔出油口3062与主缸一腔入油口3061相连，主缸二腔出油口3064与主缸二腔出油口3064相连，此时与主缸一腔入油口3061相连的液体可以进入主缸一腔307，与主缸二腔入油口3063相连的液体可以进入主缸二腔308内补偿泄漏或其他原因流水的制动液；当踏板301被踩踏下时，主缸推杆302左移，位移传感器303识别踏板301位移，主缸推杆302左移致使主缸一腔活塞304左移，当主缸一腔活塞304越过主缸一腔入油口3061时，主缸一腔307与主缸一腔入油口3061截断，主缸一腔307内的液体被推向主缸一腔出油口3062，同时主缸一腔307内产生压力；在主缸一腔307压力的作用下主缸二腔活塞305开始向左移动，主缸二腔308与主缸一腔307执行相似动作，在此不再赘述。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的制动系统1000，包括油壶1、诊断阀2、踏板单元3、踏板解耦阀4、电缸解耦阀5、车轮6、建压单元7、第一单向阀8、模拟器阀9和模拟器10。油壶1、诊断阀2、踏板单元3、踏板解耦阀4、电缸解耦阀5、车轮6、建压单元7、第一单向阀8和模拟器阀9按照原有制动系统中的连接方式相连；模拟器10为活塞式的模拟器10，模拟器10与踏板单元3的主缸一腔出油口3062相连。也就是说，本发明实施例的制动系统1000是在原有制动系统的结构上将即活塞式的模拟器10(参见图1中虚线框部分)替换原有制动系统的常规模拟器而得到的，具体地，油壶1、诊断阀2、踏板单元3、踏板解耦阀4、电缸解耦阀5、车轮6、建压单元7、第一单向阀8和模拟器阀9均为原有制动系统中的常规部件且均按照原有制动系统中的连接方式进行连接，即图1中除虚线框以外的部分均为原有制动系统中的结构组成。而活塞式的模拟器10为主动式的模拟器10，自身具有ECU控制的驱动源，如电机驱动源或泵驱动源。

本发明实施例的制动系统1000的工作模式包括脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式。

其中，脚感调节模式为：在脚感调节模式下，踏板单元3的踏板301被踩踏，踏板301被踩踏时的产生的制动压力不会直接输入到车轮6，而是输入到模拟器10，用于调节制动脚感，即踏板301被踩踏时产生的制动压力实时输入到模拟器10，通过主动实时调节模拟器10端的压力使得制动脚感可根据驾驶员的需求调节；同时，踏板301被踩踏时建压单元7向车轮6提供制动压力。

备份制动模式为：在备份制动模式下，建压单元7不向车轮6提供制动压力，例如，建压单元7因某些原因失效时，模拟器10向车轮6提供制动压力，这是由于考虑到模拟器10可以提供压力，将模拟器10作为制动系统1000的压力源实现一种不需要在制动系统1000内增加电磁阀1106而实现冗余制动功能的形式，该形式成本低；在备份制动模式下，踏板301被踩踏或不被踩踏均可，但踏板301被踩踏时，会影响制动脚感。

主动制动模式为：在主动制动模式下，模拟器10和建压单元7共同向车轮6提供制动压力。制动系统1000在该主动制动模式下，具有建压速度快、补液速度快的优点，且可以在两个制动回路都建立制动压力。

综上，本发明实施例的制动系统1000，通过设置活塞式的模拟器10，在脚感调节模式下通过实时调节模拟器10端的压力使得制动脚感可根据驾驶员的需求调节并通过建压单元7向车轮6提供制动压力，在备份制动模式下，通过模拟器10向车轮6提供制动压力，实现了一种不需要在自动系统内增加电磁阀1106而实现冗余制动功能的形式，该形式成本低，且在主动制动模式下具有建压速度快、补液速度快的优点，且可以在两个制动回路都建立制动压力。

在一些实施例中，如图1和图3所示，模拟器10为第一模拟器10a，第一模拟器10a包括第一缸套101、第一活塞102、第一电机103和第一弹簧阻尼元件104。其中，第一缸套101的右端具有敞口，第一缸套101的左端设有第一模拟器孔1011，第一模拟器孔1011与主缸一腔出油口3062相连。第一活塞102可移动地设置在第一缸套101内，第一活塞102至第一缸套101的左端之间的空间为模拟器腔体1012。第一电机103通过丝杠组件与第一活塞102相连，以驱动第一活塞102左右移动；第一电机103能够正向和反向的自由旋转，可控制第一电机103输出扭矩和位置，丝杠组件为非自锁形式，保证当第一电机103不控制时使用外力推动第一活塞102的左右移动会使得第一电机103同步旋转。第一弹簧阻尼元件104设置在第一活塞102的右侧且不与第一活塞102直接相连，当第一活塞102自特定位置向左移动时，第一活塞102与第一弹簧阻尼元件104分离，当第一活塞102自特定位置向右移动时，第一弹簧阻尼元件104被压缩以在第一活塞102上提供向左的力，从而保证第一模拟器10在建压时不会受第一弹簧阻尼元件104的影响，而在脚感模拟时，第一弹簧阻尼元件104能提供脚感。

在一些实施例中，如图1和图3所示，诊断阀2未通电时，踏板单元3的主缸一腔入油口3061与油壶1连接，诊断阀2通电时，主缸一腔入油口3061与油壶1截断；第一模拟器10的受力通过第一电机103控制调节；在未控制第一电机103时，第一活塞102的自由运动不会受第一电机103影响，当第一电机103不控制时使用外力推动第一活塞102的左右移动会使得第一电机103同步旋转。这样，有利于制动系统实现脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式。

在一些实施例中，如图1所示，脚感调节模式具体为：当踏板301被踩下时，ECU感知到踏板301被踩下，此时ECU控制踏板解耦阀4、电缸解耦阀5均通电，使踏板解耦阀4处于切换为闭合状态，电缸解耦阀5切换为打开状态；同时ECU控制模拟器阀9通电，模拟器阀9切换为打开状态；此时由于连接于踏板单元3的主缸二腔出油口3064处的第一管路M被截断，故踏板单元3的主缸二腔308内的液体无法发生流动，致使踏板单元3的主缸二腔活塞305不会发生位移；由于模拟器阀9为打开状态，故连接于第一模拟器10的第二管路N与模拟器腔体1012直接相连，通过调节第一电机103的扭矩则可以调节模拟器腔体1012内的不同压力，实现不同的制动脚感；同时ECU控制建压单元7建压，在车轮6处产生制动压力。需要注意的是：第一、在备份制动模式下，无论驾驶员是否踩踏踏板301都不影响上述模拟器10制动压力的建立的过程，但是驾驶员踩踏踏板301时，主缸一腔307内产生的压力将导致踏板301右移，影响制动脚感；第二、制动系统1000中的第一单向阀8并非必须的，当无第一单向阀8时，可通过ECU控制模拟器阀9通电，可实现相同的功能；第三、在备份制动模式下，模拟器10所能提供的最大液量受到模拟器10墙体体积的限制。

备份制动模式具体为：当建压单元7失效无法提供制动压力时，ECU控制诊断阀2通电，诊断阀2切换断开状态，使踏板单元3的主缸一腔入油口3061与油壶1的连接通道截断；同时ECU控制踏板解耦阀4断电、电缸解耦阀5断电，使踏板解耦阀4处于连通状态、电缸解耦阀5处于截断状态；同时ECU控制第一电机103旋转，第一活塞102在第一电机103的带动下向左移动，模拟器腔体1012的液体经过第一单向阀8、第二管路N到达踏板解耦阀4，并直接到达两个车轮6，在两个车轮6处产生制动压力；此时第二管路N内也具有压力，导致踏板单元3的主缸一腔307也产生了制动压力，由于诊断阀2处于截断状态，主缸一腔307的制动压力并不会经过诊断阀2卸载，在主缸一腔307的制动压力的作用下，主缸二腔活塞305向左移动，主缸二腔308内的液体在主缸二腔活塞305的作用下到达踏板解耦阀4，并直接到达另两个车轮6，在另两个车轮6处产生制动压力。

主动制动模式具体为：当踏板301未被踩踏时，ECU控制踏板解耦阀4断电、电缸解耦阀5通电，使踏板解耦阀4处于连通状态、电缸解耦阀5处于连通状态；同时ECU控制诊断阀2通电，使诊断阀2切换断开状态，主缸一腔入油口3061与油壶1的连接通道截断；同时ECU控制建压单元7的电机旋转来带动建压单元7的活塞向左移动及控制模拟器10的第一电机103旋转来带动第一活塞102向左移动，使建压单元7内和模拟器10内的液体经过液压管路到达轮缸，在车轮6处产生制动压力。

在一些实施例中，在主动制动模式中，还可以通过不对诊断阀2和第一电机103进行操作来取消模拟器10建压。也就是说，在主动制动模式中，如果不需要模拟器10建压，则可以不对诊断阀2和第一电机103进行操作，仅仅通过建压单元7主动建压。

在一些实施例中，使用电机调节不同脚感的实现方式包括如下步骤：

S1：将表征脚感的踏板力-踏板位移曲线转化为模拟器腔体压力-第一活塞位移曲线；由于踏板301和主缸一腔活塞304是直接连接的，考虑连通器原理，可通过踏板力-第一活塞位移的关系：S＝F/A_tmc,其中F为踏板力，A_tmc为主缸一腔活塞304的横截面积，S为第一活塞102的位移；同样考虑连通器原理，第一活塞102的位移S＝X/A_tmc*A_sim，其中，X为踏板位移，A_sim为第一活塞102的横截面积。

S2：通过调整第一弹簧阻尼元件104的刚度、阻尼、预压力实现不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线A，当需要获得不同的脚感时，对于目标的脚感经过步骤S1得到不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线B(如图4所示)。

S3：将模拟器腔体1012压力-第一活塞102位移目标曲线减去模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线，得到第一电机103需要提供的压力曲线C；此时第一电机103的扭矩则计算为T＝P*A_sim*d_mot，其中，P为第一电机103需要提供的压力曲线，A_sim为第一活塞102的横截面积，d_mot为丝杠组件的导程，从而可以获得第一电机103的扭矩曲线D(如图5所示)。

在一些实施例中，如图6所示，模拟器10为第二模拟器10b，第二模拟器10b包括第二缸套1101、第二活塞1102、第二弹簧阻尼元件1103、泵元件1104、储液罐1105和电磁阀1106。其中，第二缸套1101的左端设有第二模拟器孔11011，第二模拟器孔11011与主缸一腔出油口3062相连；第二活塞1102可左右移动地设置在第二缸套1101内，第二活塞1102和第二缸套1101之间构成左侧空间11012和右侧空间11013，左侧空间11012与第二模拟器孔11011连通；第二弹簧阻尼元件1103设置在右侧空间11013中；泵元件1104的出口与右侧空间11013连接；储液罐1105与泵元件1104的入口连接；电磁阀1106的两端与泵元件1104的两端并联；电磁阀1106为线性调控阀，即电磁阀1106的入口端11061的压力可随电磁阀1106的电流调控，当入口端11061压力过大时，入口端11061的压力会将电磁阀1106的密封元件推开并使液从入口端11061流向电磁阀1106的出口端11062。

第二模拟器10b的工作原理为：第一、当需要调节右侧空间11013内的压力时，通过控制泵元件1104旋转，泵元件1104从储液罐1105抽取液体至泵元件1104的出口，通过给电磁阀1106施加不同的电流则可以控制右侧空间11013内的压力，当电磁阀1106的电流越大时，右侧空间11013内压力也越大；第二、相比较第一模拟器10a，第二模拟器10b直接调节第二活塞1102右侧空间11013的压力，能够提供更硬的制动脚感，而不能提供更软的制动脚感，但第二模拟器10b使得制动系统1000仍然能够实现脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式。

在一些实施例中，如图7所示，模拟器10为第三模拟器10c，第三模拟器10c为在第二模拟器10b的基础上在第二活塞1102上增加第二单向阀1107；其中，第二单向阀1107的入口与右侧空间11013相连，第二单向阀1107的出口与左侧空间11012相连，第二单向阀1107使得液体可以从右侧空间11013流向左侧空间11012，反之则截止。第三模拟器10c通过增加第二单向阀1107，使得制动系统1000不具有脚感调节模式，但仍然具有备份制动模式和主动制动模式。

具体地，第三模拟器10c的工作模式为：第一、液体可以从右侧空间11013流向左侧空间11012，因此无法通过在右侧空间11013内建立压力以提供更硬的制动脚感，故脚感调节模式无法实现。第二、在备份制动模式下，由泵元件1104在右侧空间11013内建立制动压力，其余运行模式与带有第一模拟器10a的制动系统1000的备份制动模式相同。第三、在主动制动模式下，由泵元件1104在右侧空间11013内建立制动压力，其余运行模式与带有第一模拟器10a的制动系统1000的主动制动模式相同。第三模拟器10c无法实现脚感可调的功能，但可通过泵元件1104实现了备份制动模式，确保在建压单元7损坏时也可提供制动力；同时，由于第二单向阀1107和泵元件1104连续泵油的特性，其最大可供流量不受左侧空间11012体积的限制，一定程度上节约了成本和空间。

在一些实施例中，如图8所示，模拟器10为第四模拟器10d，第四模拟器10d与第二模拟器10b整体结构相同，不同的是将泵元件1104的出口与左侧空间11012相连。第四模拟器10d使得制动系统1000仍然具有脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式。

具体地，带有第四模拟器10d的制动系统1000的脚感调节模式、备份制动模式与带有第二模拟器10b的制动系统1000的脚感调节模式和备份制动模式相同。显然，对于第四模拟器10d而言，可以提供更硬或更软的脚感。

需要说明的是，本发明中采用“左”“右”等方位词的表述，仅仅是为描述方便，不对本发明的保护范文作具体限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种制动系统，其特征在于，包括油壶、诊断阀、踏板单元、踏板解耦阀、电缸解耦阀、车轮、建压单元、第一单向阀、模拟器阀和模拟器；所述油壶、所述诊断阀、所述踏板单元、所述踏板解耦阀、所述电缸解耦阀、所述车轮、所述建压单元、所述第一单向阀和所述模拟器阀按照原有制动系统中的连接方式相连；所述模拟器为活塞式的模拟器，所述模拟器与所述踏板单元的主缸一腔出油口相连；

所述制动系统的工作模式包括脚感调节模式、备份制动模式和主动制动模式；

其中，所述脚感调节模式为：在所述脚感调节模式下，所述踏板单元的踏板被踩踏，所述踏板被踩踏时的产生的制动压力输入到所述模拟器，通过所述模拟器调节制动脚感；同时，所述建压单元向所述车轮提供制动压力；

所述备份制动模式为：在所述备份制动模式下，所述建压单元不向所述车轮提供制动压力，所述模拟器向所述车轮提供制动压力，所述踏板被踩踏或不被踩踏；

所述主动制动模式为：在所述主动制动模式下，所述模拟器和所述建压单元共同向所述车轮提供制动压力。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述模拟器为第一模拟器，所述第一模拟器包括：

第一缸套，所述第一缸套的右端具有敞口，所述第一缸套的左端设有第一模拟器孔，所述第一模拟器孔与所述主缸一腔出油口相连；

第一活塞，所述第一活塞可移动地设置在所述第一缸套内，所述第一活塞至所述第一缸套的左端之间的空间为模拟器腔体；

第一电机，所述第一电机通过丝杠组件与所述第一活塞相连，以驱动所述第一活塞左右移动；所述第一电机能够正向和反向的自由旋转，所述丝杠组件为非自锁形式；

第一弹簧阻尼元件，所述第一弹簧阻尼元件设置在所述第一活塞的右侧且不与所述第一活塞直接相连，当所述丝杠组件自特定位置向左移动时，所述第一活塞与所述第一弹簧阻尼元件分离，当所述丝杠组件自特定位置向右移动时，所述第一弹簧阻尼元件被压缩以在所述第一活塞上提供向左的力，从而保证所述第一模拟器在建压时不会受所述第一弹簧阻尼元件的影响，而在脚感模拟时，所述第一弹簧阻尼元件能提供脚感。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述诊断阀未通电时，所述踏板单元的主缸一腔入油口与所述油壶连接，所述诊断阀通电时，所述主缸一腔入油口与所述油壶截断；所述第一模拟器的受力通过所述第一电机控制调节；在未控制所述第一电机时，所述第一活塞的自由运动不会受所述第一电机影响。

4.根据权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述脚感调节模式具体为：当所述踏板被踩下时，ECU感知到所述踏板被踩下，此时所述ECU控制所述踏板解耦阀、所述电缸解耦阀均通电，使所述踏板解耦阀处于切换为闭合状态，所述电缸解耦阀切换为打开状态；同时所述ECU控制所述模拟器阀通电，所述模拟器阀切换为打开状态；此时由于连接于所述踏板单元的主缸二腔出油口处的第一管路被截断，故所述踏板单元的主缸二腔内的液体无法发生流动，致使所述踏板单元的主缸二腔活塞不会发生位移；由于所述模拟器阀为打开状态，故连接于所述第一模拟器的第二管路与所述模拟器腔体直接相连，通过调节所述第一电机的扭矩则可以调节所述模拟器腔体内的不同压力，实现不同的制动脚感；同时所述ECU控制所述建压单元建压，在所述车轮处产生制动压力；

所述备份制动模式具体为：当所述建压单元失效无法提供制动压力时，所述ECU控制所述诊断阀通电，所述诊断阀切换断开状态，使所述踏板单元的主缸一腔入油口与所述油壶的连接通道截断；同时所述ECU控制所述踏板解耦阀断电、所述电缸解耦阀断电，使所述踏板解耦阀处于连通状态、所述电缸解耦阀处于截断状态；同时所述ECU控制所述第一电机旋转，所述第一活塞在所述第一电机的带动下向左移动，所述模拟器腔体的液体经过所述第一单向阀、所述第二管路到达所述踏板解耦阀，并直接到达两个所述车轮，在两个所述车轮处产生制动压力；此时所述第二管路内也具有压力，导致所述踏板单元的主缸一腔也产生了制动压力，由于所述诊断阀处于截断状态，所述主缸一腔的制动压力并不会经过所述诊断阀卸载，在所述主缸一腔的制动压力的作用下，所述主缸二腔活塞向左移动，所述主缸二腔内的液体在所述主缸二腔活塞的作用下到达所述踏板解耦阀，并直接到达另两个所述车轮，在另两个所述车轮处产生制动压力；

所述主动制动模式具体为：当所述踏板未被踩踏时，所述ECU控制所述踏板解耦阀断电、所述电缸解耦阀通电，使所述踏板解耦阀处于连通状态、所述电缸解耦阀处于连通状态；同时所述ECU控制所述诊断阀通电，使所述诊断阀切换断开状态，将所述主缸一腔入油口与所述油壶的连接通道截断；同时所述ECU控制所述建压单元的电机旋转来带动所述建压单元的活塞向左移动及控制所述模拟器的所述第一电机旋转来带动所述第一活塞向左移动，使所述建压单元内和所述模拟器内的液体经过液压管路到达轮缸，在所述车轮处产生制动压力。

5.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，在所述主动制动模式中，还可以通过不对所述诊断阀和所述第一电机进行操作来取消所述模拟器建压。

6.根据权利要求4所述的制动系统，其特征在于，使用所述电机调节不同脚感的实现方式包括如下步骤：

S1：将表征脚感的踏板力-位移曲线转化为模拟器腔体压力-第一活塞位移的曲线；

S2：通过调整所述弹簧阻尼元件的刚度、阻尼、预压力实现不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线，当需要获得不同的脚感时，对于目标的脚感经过步骤S1得到不同的模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线；

S3：将模拟器腔体压力-第一活塞位移目标曲线减去模拟器腔体压力-第一活塞位移原始曲线，得到所述第一电机需要提供的压力曲线；此时所述第一电机的扭矩则计算为T＝P*A_sim*d_mot，其中，P为所述第一电机需要提供的压力曲线；A_sim为所述第一活塞的横截面积，d_mot为所述丝杠组件的导程。

7.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述模拟器为第二模拟器，所述第二模拟器包括：

第二缸套，所述第二缸套的左端设有第二模拟器孔，所述第二模拟器孔与所述主缸一腔出油口相连；

第二活塞，所述第二活塞可左右移动地设置在所述第二缸套内，所述第二活塞和所述第二缸套之间构成左侧空间和右侧空间，所述左侧空间与所述第二模拟器孔连通；

第二弹簧阻尼元件，所述第二弹簧阻尼元件设置在所述右侧空间中；

泵元件，所述泵元件的出口与所述右侧空间连接；

储液罐，所述储液罐与所述泵元件的入口连接；

电磁阀，所述电磁阀的两端与所述泵元件的两端并联；所述电磁阀为线性调控阀；

所述第二模拟器的工作原理为：当需要调节所述右侧空间内的压力时，通过控制所述泵元件旋转，所述泵元件从所述储液罐抽取液体至所述泵元件的出口，通过给所述电磁阀施加不同的电流则可以控制所述右侧空间内的压力，当所述电磁阀的电流越大时，所述右侧空间内压力也越大；

所述第二模拟器使得所述制动系统能够实现所述脚感调节模式、所述备份制动模式和所述主动制动模式。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述模拟器为第三模拟器，所述第三模拟器为在所述第二模拟器的基础上在所述第二活塞上增加第二单向阀；其中，所述第二单向阀的入口与所述右侧空间相连，所述第二单向阀的出口与所述左侧空间相连，所述第二单向阀使得液体可以从所述右侧空间流向所述左侧空间，反之则截止；

所述第三模拟器通过增加所述第二单向阀，使得所述制动系统不具有所述脚感调节模式，但仍然具有所述备份制动模式和所述主动制动模式。

9.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述模拟器为第四模拟器，所述第四模拟器为在所述第二模拟器的基础上，将所述泵元件的出口与所述左侧空间相连；所述第四模拟器使得所述制动系统仍然具有所述脚感调节模式、所述备份制动模式和所述主动制动模式。

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