一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统及其控制方法，该制动系统主要包括制动踏板总成、主电液伺服制动总成、辅电液伺服制动总成、电磁换向阀、液压控制单元以及制动器组。其中主电液伺服制动总成和制动踏板相连，主、辅电液伺服制动总成之间通讯连接。两个电液伺服制动总成均与各自的制动主缸相连，并且共用同一个储液罐；每一制动主缸的前、后两个腔分别通过制动管路、电磁换向阀与液压控制单元相连接，并进一步通过制动管路连接至制动器组。本发明专利技术可满足较高设计吨位车辆伺服制动的需求，在保证制动踏板感的前提下，可实现更高效率的制动能量回收，具有结构紧凑、布置方便、制动压力分配优化等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统及控制方法
本专利技术属于汽车制动
，具体地涉及液压制动系统中的伺服制动系统。
技术介绍
汽车制动系统按制动能量的传输方式不同，可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。其中液压制动系统的制动能量传输方式是液压，即制动时通过压缩制动系统内的制动液使液压上升，液压传到轮边制动器上后会最终推动摩擦片贴紧至制动盘或制动鼓，产生阻碍车轮转动的制动力矩，最终由地面反作用于车轮一个与行驶方向相反的地面制动力，使车辆制动。气压制动系统的工作原理与此类似。液压制动系统与气压制动系统相比，其优点有：①液体的传输压力和速度高于气体，所以液压系统的传能装置的尺寸更小，布置更方便；②传动滞后时间短，一般仅是气压传能装置的1/2；③具有较高的传动效率和高的传动比；④结构简单，系统不需要润滑；⑤不消耗发动机的动力。但是受限于整车前机舱的布置空间及助力器的选型，液压制动一般用在中低吨位车上。当前较高设计吨位的车辆上，多采用气压等方式制动。现有技术方案中，在某个吨位阶梯范围内(如6吨及以下)采用大尺寸的单膜片真空助力器和双膜片真空助力器来实现液压制动助力，有的也会采用匹配有大扭矩控制电机的电液伺服制动总成来实现。而当车辆的吨位更高时，当前的真空助力系统及电液制动系统均无法满足液压制动系统的制动性能。现有技术多采用气压制动方案解决。现有技术主要存在以下缺点：1.真空助力制动系统的缺点真空助力器部分。设计吨位较大的车辆若采用真空助力器方案，通常需要很大尺寸(径向)的真空助力器，整车布置比较困难；而且受真空源能力及助力器助力比等的限制，无法实现足够大的制动助力，或者实现足够的制动助力时，无法实现相应理想的踏板力和踏板行程，使得踏板感比较差。制动主缸部分。设计吨位较大的车辆，若采用液压制动方案，则需要匹配有相应规格的制动器。通常情况下，车辆吨位越高则制动器轮缸或分泵的尺寸就越大(以提供更大的制动力矩)，这就直接导致了需液量的增大。在制动踏板杠杆比尺寸(或踏板行程)不变的情况下，必然要求制动主缸缸径变大(制动主缸缸径增大后，在踩下一定踏板行程时，制动主缸可以压缩更多体积的制动液来满足需液量要求)，根据“液压力×横截面积＝作用力”这一关系可以了解，当横截面积增大后(即制动主缸缸径增大)，在实现同样的制动系统压力下，作用力会变大，也就是说制动踏板力需要相应地增加，这样会变得不容易满足法规要求。或者，在不改变制动主缸缸径的前提下，需要增加踏板行程来满足相应的需液量，这样就导致踏板行程变大，也更不容易满足法规要求。2.电液伺服制动系统的缺点电液伺服制动器部分。相对于真空助力器，电液伺服制动器通常径向尺寸相对于真空助力器短，所以在布置空间上问题不大；又由于电液伺服制动器可以调节踏板感，所以也不会有真空助力器踏板感糟糕的问题。但是受限于电机扭矩及传动机构强度，其输出的最大伺服力有限，即在一定的制动主缸缸径条件下，产生的最大制动系统压力一定，且制动主缸缸径越大，在同样的最大伺服力限制下，可输出的最大制动压力会变小。制动主缸部分。和真空助力器方案类似，高吨位车辆通常有较高的需液量，如果制动主缸缸径偏大，虽然踏板行程会减小，但是正常制动建压时电机最终输出的伺服力要求会变高、应急制动时的踏板力也更不容易满足要求；如果制动主缸缸径设计较小，在制动建压时就需要较大的活塞行程，这虽然在解耦式电液伺服制动器上可能不存在问题，但是在应急制动时，很有可能在法规要求的踏板力及踏板行程要求下无法满足相应的减速度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中真空助力器总成方案和单电液伺服制动器方案无法或难以满足较高设计吨位车辆伺服制动能力的问题，提出一种多功能双电机冗余制动系统及其控制方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统，包括主电液伺服制动总成、辅电液伺服制动总成、制动踏板、主制动主缸、辅制动主缸、电磁换向阀、液压控制单元(HCU)和制动器组；其中：所述主电液伺服制动总成与所述辅电液伺服制动总成之间通讯连接，所述主电液伺服制动总成的两端分别与所述制动踏板和所述主制动主缸相连，所述辅电液伺服制动总成与所述辅制动主缸相连；所述主制动主缸的其中一出油口通过第一回路、另一出油口通过第二回路分别连接至所述电磁换向阀的第一、第二进油口，所述辅制动主缸的其中一出油口通过第三回路、另一出油口通过第四回路分别连接至所述电磁换向阀的第三、第四进油口；所述电磁换向阀的第一、第三出油口分别通过第五、第六回路连接至所述液压控制单元的其中一个进油口，并通过所述液压控制单元的出油口与所述制动器组中的第一制动器组相连；所述电磁换向阀的第二、第四出油口分别通过第七、第八回路连接至所述液压控制单元的另外一个进油口，并通过所述液压控制单元的出油口与所述制动器组中的第二制动器组相连；所述电磁换向阀具有第一工作位置和第二工作位置；所述电磁换向阀通电时处于第一工作位置，此时所述第一回路、第二回路与所述第五回路导通，所述第六回路关闭，所述第三回路、第四回路与所述第八回路导通，所述第七回路关闭；所述电磁换向阀断电时切换至第二工作位置，此时至少所述第一回路与所述第五回路导通，且所述第二回路与所述第七回路导通。进一步地，所述主电液伺服制动总成包括主机械总成、第一主缸活塞行程传感器、主控制电机、制动踏板连接机构、制动踏板行程传感器、第一电流传感器、主控制器；其中，所述制动踏板连接机构和所述制动踏板总成相连，所述主机械总成和主制动主缸相连；所述第一主缸活塞行程传感器、制动踏板行程传感器、第一电流传感器分别用于检测所述主制动主缸的活塞行程、制动踏板行程、主控制电机的电流大小；所述主控制器用于接收所述第一主缸活塞行程传感器、制动踏板行程传感器、第一电流传感器的传感器信号，并作为控制依据；所述主控制电机在所述主控制器的驱动下动作以推动所述主制动主缸的活塞运动进行建压；所述辅电液伺服制动总成包括辅机械总成、第二主缸活塞行程传感器、辅控制电机、辅控制器、第二电流传感器；其中，所述辅机械总成和所述辅制动主缸相连；所述第二主缸活塞行程传感器、第二电流传感器分别用于检测所述辅制动主缸的活塞行程、辅控制电机的电流大小，所述辅控制器用于接收所述第二主缸活塞行程传感器、第二电流传感器的传感器信号，并作为控制依据；所述辅控制器与所述主控制器存在通讯连接；所述辅控制电机在所述辅控制器的驱动下动作以推动所述辅制动主缸的活塞运动进行建压。进一步地，所述制动器组包括左前轮制动器、右前轮制动器、左后轮制动器和右后轮制动器。在一个优选实施例中，所述第一制动器组由所述左前轮制动器、右前轮制动器组成；所述第二制动器组由所述左后轮制动器和右后轮制动器组成。此时，制动系统采用的是H型布置方式，在H型布置上可以实现更理想的压力分配，从而降低压力调节单元的工作频次，延长其寿命。在另一实施例中，所述第一制动器组由所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统，其特征在于，包括主电液伺服制动总成(1)、辅电液伺服制动总成(2)、制动踏板总成(3)、主制动主缸(5)、辅制动主缸(6)、电磁换向阀(7)、液压控制单元(8)和制动器组(9)；其中：/n所述主电液伺服制动总成(1)与所述辅电液伺服制动总成(2)之间存在通讯连接，所述主电液伺服制动总成(1)的两端分别与所述制动踏板总成(3)和所述主制动主缸(5)相连，所述辅电液伺服制动总成(2)与所述辅制动主缸(6)相连；/n所述主制动主缸(5)的其中一出油口通过第一回路、另一出油口通过第二回路分别连接至所述电磁换向阀(7)的第一、第二进油口，所述辅制动主缸(6)的其中一出油口通过第三回路、另一出油口通过第四回路分别连接至所述电磁换向阀(7)的第三、第四进油口；所述电磁换向阀(7)的第一、第三出油口分别通过第五、第六回路连接至所述液压控制单元(8)的其中一个进油口，并通过所述液压控制单元(8)的出油口与所述制动器组(9)中的第一制动器组相连；所述电磁换向阀(7)的第二、第四出油口分别通过第七、第八回路连接至所述液压控制单元(8)的另外一个进油口，并通过所述液压控制单元(8)的出油口与所述制动器组(9)中的第二制动器组相连；/n所述电磁换向阀(7)具有第一工作位置和第二工作位置；所述电磁换向阀(7)通电时处于第一工作位置，此时所述第一回路、第二回路与所述第五回路导通，所述第六回路关闭，所述第三回路、第四回路与所述第八回路导通，所述第七回路关闭；所述电磁换向阀(7)断电时切换至第二工作位置，此时至少所述第一回路与所述第五回路导通，且所述第二回路与所述第七回路导通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统，其特征在于，包括主电液伺服制动总成(1)、辅电液伺服制动总成(2)、制动踏板总成(3)、主制动主缸(5)、辅制动主缸(6)、电磁换向阀(7)、液压控制单元(8)和制动器组(9)；其中：
所述主电液伺服制动总成(1)与所述辅电液伺服制动总成(2)之间存在通讯连接，所述主电液伺服制动总成(1)的两端分别与所述制动踏板总成(3)和所述主制动主缸(5)相连，所述辅电液伺服制动总成(2)与所述辅制动主缸(6)相连；
所述主制动主缸(5)的其中一出油口通过第一回路、另一出油口通过第二回路分别连接至所述电磁换向阀(7)的第一、第二进油口，所述辅制动主缸(6)的其中一出油口通过第三回路、另一出油口通过第四回路分别连接至所述电磁换向阀(7)的第三、第四进油口；所述电磁换向阀(7)的第一、第三出油口分别通过第五、第六回路连接至所述液压控制单元(8)的其中一个进油口，并通过所述液压控制单元(8)的出油口与所述制动器组(9)中的第一制动器组相连；所述电磁换向阀(7)的第二、第四出油口分别通过第七、第八回路连接至所述液压控制单元(8)的另外一个进油口，并通过所述液压控制单元(8)的出油口与所述制动器组(9)中的第二制动器组相连；
所述电磁换向阀(7)具有第一工作位置和第二工作位置；所述电磁换向阀(7)通电时处于第一工作位置，此时所述第一回路、第二回路与所述第五回路导通，所述第六回路关闭，所述第三回路、第四回路与所述第八回路导通，所述第七回路关闭；所述电磁换向阀(7)断电时切换至第二工作位置，此时至少所述第一回路与所述第五回路导通，且所述第二回路与所述第七回路导通。


2.根据权利要求1所述的多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统，其特征在于，所述主电液伺服制动总成(1)包括主机械总成(101)、第一主缸活塞行程传感器(102)、主控制电机(103)、制动踏板连接机构(104)、制动踏板行程传感器(105)、第一电流传感器(106)、主控制器(107)；其中，所述制动踏板连接机构(104)和所述制动踏板总成(3)相连，所述主机械总成(101)和主制动主缸(5)相连；所述第一主缸活塞行程传感器(102)、制动踏板行程传感器(105)、第一电流传感器(106)分别用于检测所述主制动主缸(5)的活塞行程、制动踏板行程、主控制电机(103)的电流大小；所述主控制器(107)用于接收所述第一主缸活塞行程传感器(102)、制动踏板行程传感器(105)、第一电流传感器(106)的传感器信号，并作为控制依据；所述主控制电机(103)在所述主控制器(107)的驱动下动作以推动所述主制动主缸(5)的活塞运动进行建压；
所述辅电液伺服制动总成(2)包括辅机械总成(201)、第二主缸活塞行程传感器(202)、辅控制电机(203)、辅控制器(204)、第二电流传感器(205)；其中，所述辅机械总成(201)和所述辅制动主缸(6)相连；所述第二主缸活塞行程传感器(202)、第二电流传感器(205)分别用于检测所述辅制动主缸(6)的活塞行程、辅控制电机(203)的电流大小，所述辅控制器(204)用于接收所述第二主缸活塞行程传感器(202)、第二电流传感器(205)的传感器信号，并作为控制依据；所述辅控制器(204)与所述主控制器(107)通讯连接；所述辅控制电机(203)与所述辅控制器(204)电连接，用于在所述辅控制器(204)的驱动下动作以推动所述辅制动主缸(6)的活塞运动进行建压。


3.根据权利要求1或2所述的多功能电磁换向阀式双电机冗余制动系统，其特征在于，所述制动器组(9)包括左前轮制动器、右前轮制动器、左后轮制动器和右后轮制动器；
所述第一制动器组由所述左前轮制动器和右前轮制动器组成，所述第二制动器组由所述左后轮制动器和右后轮制动器组成；
或者所述第一制动器组由所述左后轮制动器和右后轮制动器组成，所述第二制动器组由所述左前轮制动器和右前轮制...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓波，邓伟文，
申请(专利权)人：南京经纬达汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32