具有電動(dòng)制動(dòng)助力和線控制動(dòng)功能的電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有電動(dòng)制動(dòng)助力和線控制動(dòng)功能的電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)，具有多種工作模式。其中，電動(dòng)制動(dòng)助力模式：制動(dòng)踏板將制動(dòng)液由人力缸輸入至主缸中產(chǎn)生制動(dòng)壓力，同時(shí)電子控制單元控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)施助力，將制動(dòng)壓力輸出至輪缸。再生制動(dòng)模式：通過電子控制單元控制電磁閥的開閉，制動(dòng)踏板將制動(dòng)液由人力缸輸入至踏板行程模擬器的模擬腔產(chǎn)生壓力，提供制動(dòng)踏板感覺；若依靠再生制動(dòng)無法滿足汽車減速需求，則電子控制單元控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，使主缸輸出制動(dòng)壓力至輪缸輔助以摩擦制動(dòng)。主動(dòng)制動(dòng)：電子控制單元控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩使主缸輸出制動(dòng)壓力至輪缸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：兼具線控與非線控多種工作模式的優(yōu)點(diǎn)，且壓力波動(dòng)小、調(diào)壓精度高。
【專利說明】具有電動(dòng)制動(dòng)助力和線控制動(dòng)功能的電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車制動(dòng)系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說，是一種兼有電動(dòng)制動(dòng)助力和線控制動(dòng)功能的電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為汽車核心安全部件的制動(dòng)系統(tǒng)歷經(jīng)了數(shù)次重大變遷和改進(jìn)。從最初的皮革摩擦制動(dòng)到后來出現(xiàn)鼓式、盤式制動(dòng)器，再到后來出現(xiàn)真空助力、電動(dòng)助力、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)以及與ABS相適應(yīng)但成本較高的中心閥式制動(dòng)主缸等。近年來又興起了線控制動(dòng)系統(tǒng)(Brake-by-wire)的研發(fā)，如電子液壓制動(dòng)(EHB)和電子機(jī)械制動(dòng)(EMB)。
[0003]目前汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)大多采用真空助力，少數(shù)汽車采用電動(dòng)助力(如日產(chǎn)汽車公司的e-ACT制動(dòng)系統(tǒng))等其它形式的助力裝置。采用電動(dòng)制動(dòng)助力的汽車在制動(dòng)時(shí)無法切斷制動(dòng)器與人力操作的聯(lián)系，因此在一定程度上影響了制動(dòng)能量回收效果。然而與真空助力相比，電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的助力大小可控，即助力電機(jī)可以根據(jù)需要少助力或不助力以減少摩擦制動(dòng)，因此用于再生制動(dòng)時(shí)可以回收更多能量。
[0004]線控制動(dòng)系統(tǒng)的作用不僅僅在于提高了傳統(tǒng)意義上的汽車制動(dòng)性能如制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性以及制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，更是為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車的底盤主動(dòng)控制和新能源汽車的再生制動(dòng)需要。線控制動(dòng)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)明顯不足:一是不能方便地實(shí)施主動(dòng)制動(dòng)(所謂“主動(dòng)制動(dòng)”，是指在制動(dòng)踏板未被踩下的情況下仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全部或部分車輪的制動(dòng))；二是只要駕駛員踩下制動(dòng)踏板，摩擦制動(dòng)器即參與產(chǎn)生制動(dòng)力。助力制動(dòng)系統(tǒng)的第一個(gè)不足使得其不能很好地滿足驅(qū)動(dòng)防滑控制(ASR)、電子穩(wěn)定控制(ESC)及自適應(yīng)巡航控制(ACC)等底盤主動(dòng)控制系統(tǒng)的主動(dòng)制動(dòng)需要。雖然裝有ASR和基于差壓制動(dòng)的ESC汽車能夠通過這些主動(dòng)控制系統(tǒng)的液壓控制單元實(shí)施主動(dòng)制動(dòng)，但其壓力建立時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而且因其電磁閥不適宜長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作故難以滿足ACC等控制系統(tǒng)的主動(dòng)增壓需要。助力制動(dòng)系統(tǒng)的第二個(gè)不足嚴(yán)重妨礙了電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等新能源汽車的制動(dòng)能量回收。另外，采用線控制動(dòng)還可以獲得更好的制動(dòng)踏板感覺，避免了傳統(tǒng)助力制動(dòng)系統(tǒng)因ABS介入壓力調(diào)節(jié)所引起的制動(dòng)踏板力波動(dòng)。雖然采用中心閥式制動(dòng)主缸亦可以解決傳統(tǒng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的踏板力波動(dòng)問題，但同樣增加了制動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本。
[0005]在線控制動(dòng)系統(tǒng)中，人力踩踏制動(dòng)踏板僅提供制動(dòng)信號(hào)，制動(dòng)能量通常由人力以外的其它供能裝置供給。為提高線控制動(dòng)系統(tǒng)的失效防護(hù)功能，其電子控制單元可以廣泛地自診斷和持續(xù)不斷地監(jiān)控全部系統(tǒng)可信度狀態(tài)。在系統(tǒng)發(fā)生故障而出現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)還可以自動(dòng)地向駕駛員提供現(xiàn)有的、最好的部分功能。在發(fā)生故障時(shí)故障存貯器存貯的故障信息便于診斷和維修。
[0006]目前，已有多種結(jié)構(gòu)的EHB應(yīng)用于量產(chǎn)汽車，如博世公司的電液制動(dòng)控制(SBC)系統(tǒng)、豐田汽車公司的ECB系統(tǒng)和大陸公司的RBS系統(tǒng)等。EHB 一般采用高壓儲(chǔ)液罐作為供能裝置，其壓力由電動(dòng)液壓泵產(chǎn)生，必要時(shí)可以實(shí)施主動(dòng)制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)將高壓儲(chǔ)液罐的制動(dòng)液導(dǎo)入主缸推動(dòng)其活塞或直接輸送給輪缸，依靠控制裝置調(diào)節(jié)輪缸的制動(dòng)壓力。采用踏板行程模擬器為駕駛員提供制動(dòng)踏板感覺，且具有人力備份制動(dòng)的功能。當(dāng)EHB系統(tǒng)失效時(shí)，使用備用的人力液壓制動(dòng)系統(tǒng)。此類制動(dòng)系統(tǒng)因需要高壓儲(chǔ)液罐以及額外的備份液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不是很緊湊。高壓儲(chǔ)液罐使制動(dòng)系統(tǒng)能很快建立制動(dòng)壓力，可以縮短制動(dòng)距離，但在發(fā)生碰撞等情況下可能導(dǎo)致高壓泄漏威脅乘員安全，存在安全隱患。另外，用于高壓儲(chǔ)液罐的泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)即使在未制動(dòng)時(shí)也需頻繁工作，使用壽命受到影響。
[0007]EMB系統(tǒng)則依靠控制裝置控制電機(jī)帶動(dòng)減速增扭等轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，直接將制動(dòng)塊壓靠在制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力。因不需要制動(dòng)液和液壓管路，EMB系統(tǒng)具有制動(dòng)器初始?jí)毫r(shí)間短、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，甚至超過了依靠液壓泵輸出液壓力的EHB。德國(guó)大陸特維斯公司、西門子公司和美國(guó)德爾福公司等全球各主要汽車零部件公司都相繼研制出各自的EMB原型樣機(jī)。此類制動(dòng)系統(tǒng)需要復(fù)雜的機(jī)械轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)才能產(chǎn)生制動(dòng)力，雖然響應(yīng)速度快，但失效防護(hù)能力難以獲得汽車制造商的信賴。采用EMB后無法繼續(xù)使用傳統(tǒng)的制動(dòng)器，需要重新開發(fā)新式的制動(dòng)器以及使用高性能的電源，制造成本較高。由于這些原因，EMB迄今未在量產(chǎn)汽車上得到應(yīng)用。
[0008]除前面提到的EHB和EMB外，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)主缸活塞的電液制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成了另外一類線控制動(dòng)系統(tǒng)。
【發(fā)明者】鄧偉文, 丁能根, 吳堅(jiān) 申請(qǐng)人:揚(yáng)州泰博汽車電子智能科技有限公司