[发明专利]一种电动汽车的线控制动系统

说明书

本发明专利公开了一种电动汽车的线控制动系统。包括制动输入单元、制动模拟单元、隔离单元、保压单元、机械执行单元、接头单元、制动轮缸。本发明提出的一种电动汽车的线控制动系统具备三种制动模式，即正常工作制动模式、驻车制动模式、备份制动模式。正常工作制动模式下依靠机械执行单元直接产生制动压力，相比于电子液压制动系统具有更快的响应速度。同时免受泥水侵蚀，相比于电子机械制动系统具有更长的使用寿命。驻车制动模式下只需要关闭保压阀就能长时间维持制动压力，能极大的节省电能消耗。另外，本发明公开的线控制动系统还具有备份制动的功能，可以通过人力实现备份制动，极大地提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及汽车主动安全控制领域，更具体地，涉及一种线控制动系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步和汽车保有量的不断增加，人们对汽车安全性能的要求与日俱增。优异的制动性能和一体化的底盘综合控制技术是现代汽车安全性的一个重要评价指标。因此，车辆的制动系统。例如，由原来单纯靠皮革摩擦产生制动，到后来出现鼓式制动器和盘式制动器，再到后来出现了机械式ABS制动系统，数字式电控ABS制动系统。虽然传传统的汽车制动系统虽然能满足制动法规关于制动性能的各项要求，但存在制动效能低、响应慢、结构复杂、维护困难、制动液污染环境等缺点。近十几年来，西方等发达国家又兴起了对车辆线控制动的研究，线控制动应运而生。

线控制动系统主要分为两类：电子机械制动系统和电子液压制动系统。

电子机械制动系统主要由电源、电机、减速增扭机构、运动转换装置、传感器以及电子控制单元组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板压力传感器和踏板位移传感器将踏板力和踏板位移信号传递给电子控制单元。电子控制单元经过计算，给电机输入相应的电流控制电机输出一定的转速和扭矩，该转速和扭矩经过减速增扭机构将转速降低扭矩增大后传递给运动转换机构，运动转换机构将来自电机的转动运动转换为平动运动，进一步地推动摩擦片与制动盘接触产生制动效果。电子机械制动，由于采用电子与机械结合的方式进行制动，在能量传递方面，彻底抛弃了传统的液压管路和真空制动器，用电机作为制动的驱动机构，具有质量轻、制动迅速的特点。电子机械制动系统曾被认为是未来制动执行系统的主要形式，但仍需要解决车载42V电源、可靠性、容错性、抗干扰等诸多关键问题，因此一直得不到广泛应用。

电子液压制动系统是在传统的液压制动器的基础上发展起来的。电子液压制动系统是由制动踏板单元、液压驱动单元、传感器、制动执行单元、电子控制单元组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板单元产生反力模拟踏板感觉，踏板压力传感器和踏板位移传感器将踏板力和踏板位移信号传递给电子控制单元，电子控制单元经过计算，控制液压驱动单元产生相应的液压力，液压力作用在制动执行单元上产生制动效果。液压驱动单元产生液压力通常有两种方案，一种是采用液压泵+高压蓄能器，通过高压蓄能器的高压能量来提供制动主缸压力或轮缸压力。一种是电动机+减速机构，通过电动机将力矩转化成直线运动机构上的推力从而推动制动主缸或液压缸活塞产生制动压力。电子液压制动具有结构紧凑、改善制动效能、噪声小且具有更好的踏板感觉。

电子液压制动系统作为一种比较新型的制动系统，发展时间较短，但是发展前景十分广阔，各大汽车厂商和研究机构都在积极开发这一系统。电子液压系统是在原有的液压制动系统上发展起来的，因此市面上较多采用的是液压泵+高压蓄能器作为液压驱动力的来源。采用电动机+减速机构作为液压驱动力的来源国内研究得比较少。同济大学于卓平团队研发了一种具有新型解耦方式的电子液压制动系统，申请了相关专利。如申请号：201510123264.0，该专利采用带插销的制动踏板，将驾驶员的制动意图输入控制单元，插销与螺杆的滑槽配合实现机械解耦。带滑槽的推杆，通过铰接方式和滚珠丝杠的螺杆机械连接。滚珠丝杠螺杆推动制动主缸活塞产生制动力。清华大学王之中团队研发了一种用于汽车分布式电子液压制动系统，申请了相关专利。如申请号201110095263.1，该专利采用直流电机作为驱动源，利用电机轴的旋转运动通过滚珠丝杠副带动活塞运动，该活塞产生制动压力作用在制动轮缸上。

发明内容