[发明专利]可主动模拟踏板感觉的双电机驱动式电子液压制动系统

说明书

技术领域

本发明属于汽车制动系统领域，涉及可主动模拟踏板感觉的双电机驱动式电子液压制动系统。

背景技术

随着汽车技术的发展，汽车性能得到大幅提升，汽车的行驶安全也越来越受到人们的重视，因此近年来发展汽车安全技术成为汽车学术研究的重要课题之一。有别于传统汽车上的全机械式动力系统结构，清洁能源汽车的动力系统发生了很大的变化，出现了很多新的结构型式和功能类型，为适应这些全新的结构功能设计，传统的制动系统结构变得越来越复杂，并直接导致了制动响应速度变慢、制动系统占用空间过大等问题，更影响了汽车驾驶安全性。因此，可控性好、响应速度快、高效节能的线控制动系统已经成为改善汽车主动安全性能的重要研究方向。

电子液压制动系统(EHB)作为一种较为新型的制动系统，是线控制动系统的一种。它将电子技术与液压系统相结合，用电子元件取代了部分传统的机械部件，即取消了踏板与主缸之间的机械连接及体积庞大的真空助力器，并仍保留了成熟的液压系统。工作时，系统通过采集踏板输入信号识别驾驶员意图，然后根据实际需要对液压压力进行主动调控，提高了汽车的制动效率，也保证了汽车行驶的安全性及稳定性。

早在上世纪60年代，就有设计者构想将原本用在电动机车上的再生制动技术用于电动汽车上，随着混合动力汽车的面世，1997年丰田汽车公司推出了具有标志性意义的混合动力轿车Prius，其上搭载的制动系统集成了ABS防抱死系统和再生制动系统，能提高高达20％的能量利用率。随后，04版的Prius引进电子伺服制动控制技术，并进一步提升电动机、发电机和摩擦制动器的管理，制动过程更加平稳。与此同时，德国Bosch公司也于1996年开发出一套全新的EHB系统，并搭载于某车型上，在实验中得到了令人满意的制动效果。2000年后，TRW，Delphi，Continental Teves等公司相继也开发出了类似的EHB系统，部分设计已经或已计划进入产品化阶段。

从结构上看，典型的电子液压制动系统主要包括踏板单元(制动踏板、踏板感觉模拟器和踏板力/位移传感器)、建压单元、液压调节单元(管路和电磁阀)、信号采集及电子控制单元(ECU、压力传感器和转速传感器)。工作时，ECU通过采集踏板单元接受的位移/力信号，识别驾驶员制动意图，对建压单元及液压调节单元进行控制，从而实现系统液压力的主动调节。

根据建压单元中供能元件的不同，可将电子液压制动系统分为两类。一类以液压泵-高压蓄能器作为液压压力动力源，通过控制高压蓄能器内的液压压力和电磁阀的开关来实现对液压压力的主动调节。但此项技术尚不成熟，可靠性和安全性还存在隐患，同时需要增设踏板模拟器，即驾驶员踩下的踏板力都消耗在踏板模拟器中，造成一定程度上能源的浪费。

另一类以电机作为液压压力动力源，通过对电机转速或转矩的控制实现对液压压力的主动调节。其中，电机与主缸间的减速机构可以将电机的旋转运动转换为直线运动来推动主缸，并能降低电机的最大输出扭矩，减小电机体积。同时，由于制动踏板与主缸间没有液压管路，不存在液压管路泄露、高压蓄能器安全隐患等问题，系统更加可靠安全。此外，采用电机驱动液压系统制动，方便进行液压力的主动控制，并通过机械机构主动控制踏板力，省去了结构复杂的踏板模拟器，在充分利用驾驶员踩下的踏板力的同时实现ABS、TCS等功能。在此基础之上，这种形式的复合制动系统还能保证车辆在自动驾驶时不依靠人力仍可以完成车辆的主动制动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可主动模拟踏板感觉的双电机驱动式电子液压制动系统，旨在准确识别驾驶员的制动意图，充分利用人力，在实现主动模拟踏板感觉的同时，保证液压力的主动控制，回收更多制动能量。

进一步，本发明还可以通过电磁阀的布置很好地满足自动驾驶车辆的制动要求，提供完善的失效备份方案，提高电子液压制动系统的安全性和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可主动模拟踏板感觉的双电机驱动式电子液压制动系统，包括：

制动踏板，接收驾驶员制动意图并将其输入系统；

制动主缸，接收踏板力与对应制动电机经减速机构所产生的合力，建立所需的液压制动力；

次级主缸，接收对应制动电机经减速机构产生的推力，建立所需的液压制动力；

储液罐，用于储存制动液；

踏板位移传感器，用于获取驾驶员踩下制动踏板的位移信号；

踏板力传感器，用于确定驾驶员踩制动踏板力的大小；

液压力传感器，用于获取液压管路压力；