本發(fā)明屬于汽車制動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電子液壓制動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車制動系統(tǒng)，作為汽車的重要組成部分之一，自其產(chǎn)生以來就扮演著極為重要的角色，并且隨著人們對制動性能的要求越來越高，原有的制動系統(tǒng)由于在結(jié)構(gòu)和原理方面的限制對制動性能的提高潛力有限，因而，急需有一種新型的制動系統(tǒng)來滿足其新的需求。汽車線控制動系統(tǒng)（Brake-By-Wire System，簡稱BBW）便是在這種背景下發(fā)展起來的。

線控制動系統(tǒng)，結(jié)合了傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)和線控技術(shù)，能較好地滿足現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)發(fā)展的新需求，是新時代汽車制動系統(tǒng)發(fā)展的方向。汽車線控制動系統(tǒng)可分為電子液壓制動系統(tǒng)（Electro-Hydraulic Brake System，簡稱EHB）和電子機械制動系統(tǒng)（Electro-Mechanical Brake System，簡稱EMB）兩種類型。其中，EMB系統(tǒng)，其液壓系統(tǒng)被電子機械系統(tǒng)完全取代，并且取消了機械式或液壓式后備系統(tǒng)，普遍被當(dāng)作是線控制動系統(tǒng)的最終發(fā)展方向。但由于取消了后備系統(tǒng)，可靠性就更值得重視；并且，由于其執(zhí)行機構(gòu)需要具備有足夠的能量來維持高效的制動效能，現(xiàn)在有的車載12V電源已不能滿足其要求，這就需要重新建立新的42V的車載電源高壓系統(tǒng)，而因此引起的安全技術(shù)問題仍待解決。而EHB系統(tǒng)，是從傳統(tǒng)制動系統(tǒng)到EMB系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程的過渡產(chǎn)物，仍保留了傳統(tǒng)的液壓制動功能，可靠性相對較好；同時，作為一種新的制動系統(tǒng)，它將傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的部分機械元件用電子元件來替代，彌補了傳統(tǒng)設(shè)計和原理的不足之處，可以極大限度地提高汽車制動性能。此外，EHB系統(tǒng)仍可利用現(xiàn)有的12V車載電源，不需要建立新的電路系統(tǒng)。

現(xiàn)在流行的電子液壓制動系統(tǒng)大多采用電機、高壓蓄能器和泵作為動力源，但高壓蓄能器存在氮氣泄漏的危險，可靠性和安全性仍有待提高。

在現(xiàn)行的電子液壓制動系統(tǒng)中用電機和減速機構(gòu)來代替泵、高壓蓄能器，也能實現(xiàn)其控制調(diào)節(jié)功能，而且用電機驅(qū)動機構(gòu)來作用于制動主缸，并不存在高壓蓄能器等所存在的安全隱患。與流行的電子液壓制動系統(tǒng)相比，這種制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，降低了成本，可靠性和安全性更高，并且通過ECU的直接控制，可以實現(xiàn)ABS、ESP、TCS、ACC等功能，其發(fā)展空間巨大，是未來制動系統(tǒng)的發(fā)展方向。

中國專利授權(quán)公告號CN103754210A公開了“一種電機驅(qū)動的電子液壓制動系統(tǒng)”，該系統(tǒng)以蝸桿蝸輪+齒輪齒條機構(gòu)為運動轉(zhuǎn)換單元，正常模式下，ECU接受踏板模擬器的信息后傳遞給電機，電機再驅(qū)動運動轉(zhuǎn)換單元使制動主缸工作產(chǎn)生液壓制動力，從而作用于車輪制動輪缸實現(xiàn)制動；失效模式下，制動踏板推桿直接推動齒條使制動主缸工作，從而實現(xiàn)制動。由于蝸桿蝸輪傳動機構(gòu)有傳動效率低下、工作時發(fā)熱量較大、齒面易磨損、生產(chǎn)成本高的缺點，本發(fā)明采用錐齒輪傳動+齒輪齒條機構(gòu)作為運動轉(zhuǎn)換單元，與蝸桿蝸輪傳動機構(gòu)相比，錐齒輪傳動機構(gòu)具有使用壽命長、能承受高載荷工作狀態(tài)、耐腐蝕、成本低、效率高等優(yōu)點；失效模式下，制動踏板推桿直接作用于次級主缸產(chǎn)生液壓制動力，從而作用于輪缸實現(xiàn)制動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電子液壓制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有回收制動能量、提高響應(yīng)時間、精確控制制動力的功能，能夠很好地將制動力反饋給駕駛員，實現(xiàn)液壓力和踏板力的主動控制。

本發(fā)明一種電子液壓制動系統(tǒng)包括電子控制單元ECU、電池、電控直線運動模塊、推桿、制動主缸第一活塞、制動主缸第一工作腔、儲液罐、制動主缸第二活塞、制動主缸第二工作腔、制動主缸、ABS/ESP模塊、開關(guān)閥、踏板模擬器、線控電磁閥、液壓力傳感器1、液壓力傳感器2、模式切換閥、次級主缸、踏板推桿、踏板位移傳感器、制動踏板。

電子控制單元ECU，根據(jù)位移信號計算出所需的總制動力，再根據(jù)電機、電池的狀態(tài)計算出再生制動力，總制動力減去再生制動力即可得制動系統(tǒng)所需產(chǎn)生的制動力；電控直線運動模塊包括旋轉(zhuǎn)電機和運動轉(zhuǎn)換單元，運動轉(zhuǎn)換單元包括錐齒輪嚙合傳動機構(gòu)和齒輪齒條嚙合傳動機構(gòu)，錐齒輪嚙合傳動機構(gòu)將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成齒輪齒條嚙合傳動機構(gòu)的直線運動，從而推動推桿使制動主缸開始工作，且通過位移信號來實現(xiàn)對電機的控制，并將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成推桿的直線運動，從而對制動壓力進行控制；推桿，用于推動制動主缸的活塞；儲液罐，用于儲存及回收液壓管路中的油液；制動主缸，包括制動主缸第一腔和制動主缸第二腔，用于將來自踏板的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能。

制動主缸第一工作腔與制動主缸第二工作腔分別通過液壓管路和開關(guān)閥連接；ABS/ESP模塊，由四個二位二通電磁閥組成，用于調(diào)節(jié)各輪缸的制動力；開關(guān)閥為常閉式，正常制動時防止油液倒流，影響制動效果，失效模式下，與模式切換閥共同作用，模式切換閥進行切換，開關(guān)閥打開，踩下制動踏板，次級主缸直接作用于各車輪制動輪缸，實現(xiàn)制動；踏板模擬器，用于模擬踏板的制動反饋力；線控電磁閥，用于調(diào)節(jié)阻尼、對踏板力進行主動控制；液壓力傳感器，用于判斷駕駛員的制動意圖；模式切換閥，用于正常模式和失效模式之間的切換；次級主缸，正常制動模式下用于踏板感覺模擬，失效模式下直接用于制動；踏板位移傳感器，用于獲取制動踏板的位移信息并將其反饋給ECU；制動踏板，用于獲取駕駛員的制動信息。

模式切換閥位于在次級主缸跟踏板模擬器之間的制動管路上，該電磁閥為兩位三通電磁閥；而模式切換閥與踏板模擬器之間的制動管路上還裝有一個液壓力傳感器，測量該回路的液壓力，來識別駕駛員的制動意圖并進行踏板感覺模擬的反饋控制。在踏板模擬器與儲液罐之間的管路上還布置了一個線控電磁閥，該電磁閥為二位二通閥，可以主動調(diào)節(jié)模擬踏板力。

次級主缸、踏板模擬器、液壓力傳感器和線控電磁閥共同進行制動踏板感覺的模擬，調(diào)節(jié)線控電磁閥的流量可對踏板力進行主動控制。

其次，故障診斷系統(tǒng)與電子控制單元ECU通信連接，當(dāng)某個制動零部件發(fā)生故障無法正常工作時能將故障信息傳遞給電子控制單元ECU；故障診斷系統(tǒng)診斷出制動系統(tǒng)某個地方出現(xiàn)故障時，報警系統(tǒng)會第一時間提醒駕駛員。

與現(xiàn)有的電子液壓制動系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有以下明顯優(yōu)點。

次級主缸通過電磁閥與各車輪制動輪缸連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機失效時，次級主缸直接作用于車輪制動輪缸，實現(xiàn)制動。

ABS/ESP模塊使用四個電磁閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由十二個電磁閥，即每個電磁閥控制一個車輪制動輪缸的液壓力，結(jié)構(gòu)簡單，成本降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2為錐齒輪嚙合傳動機構(gòu)的示意圖。

圖3為齒輪齒條嚙合傳動機構(gòu)的示意圖。

圖中，1-電子控制單元ECU；2-電池；3-旋轉(zhuǎn)電機；4-錐齒輪嚙合傳動機構(gòu)；5-齒輪；6-齒條；7-推桿；8-制動主缸第一活塞；9-制動主缸第一工作腔；10-儲液罐；11-制動主缸第二活塞；12-制動主缸第二工作腔；13-制動主缸；14-ABS/ESP模塊；15-開關(guān)閥；16-踏板模擬器；17-線控電磁閥；18-液壓力傳感器1；19-液壓力傳感器2；20-模式切換閥；21-次級主缸；22-踏板推桿；23-踏板位移傳感器；24-制動踏板。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖1～圖3對本發(fā)明作進一步地的詳細描述。

當(dāng)駕駛員踩下制動踏板（24）時，模式切換閥（20）、開關(guān)閥（15）、線控電磁閥（17）均處于工作狀態(tài)，踏板位移傳感器（23）獲得位移信息并傳遞給電子控制單元ECU（1），電子控制單元ECU（1）接收到信息后根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機（3）的工作特性及電池工作狀態(tài)計算出驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機（3）的再生制動力的大小，通過總的制動力減去再生制動力，可得到此次制動所需的液壓制動力大小，并將電信號傳遞給旋轉(zhuǎn)電機（3），然后旋轉(zhuǎn)電機（3）根據(jù)電子控制單元ECU（1）的指令驅(qū)動電控直線運動模塊推動與推桿（7）相連的制動主缸第一活塞（8），在制動主缸第一活塞（8）擋住第一補償孔時制動主缸第一工作腔（9）開始建壓，從而通過彈簧頂桿推動制動主缸第二活塞（11），而當(dāng)制動主缸第二活塞（11）擋住第二補償孔時制動主缸第二工作腔（12）也開始建壓，此時制動液經(jīng)過液壓管路流向ABS/ESP模塊（14），向各制動輪缸傳遞制動力。

在本發(fā)明中，電控直線運動模塊包括旋轉(zhuǎn)電機（3）、錐齒輪嚙合傳動機構(gòu)（4）、齒輪（5）齒條（6）嚙合傳動機構(gòu)。旋轉(zhuǎn)電機（3）通過線路與電子控制單元ECU（1）連接，根據(jù)電子控制單元ECU（1）傳遞的旋轉(zhuǎn)電機（3）力矩信號驅(qū)動直線運動機構(gòu)。制動主缸（13）包括制動主缸第一活塞（8）、制動主缸第一工作腔（9）、制動主缸第二活塞（11）、制動主缸第二工作腔（12），制動主缸第一工作腔（9）和制動主缸第二工作腔（12）被制動主缸第二活塞（11）隔開，并且都通過補償孔與儲液罐（10）連接。制動主缸第一工作腔（9）和制動主缸第二工作腔（12）分別通過液壓管路與ABS/ESP模塊（14）相連，而ABS/ESP模塊（14）也經(jīng)液壓管路與車輛各制動器相連。

當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機（3）因故障而無法提供制動力矩或電控直線運動模塊損壞以至于無法傳遞制動力時，故障診斷系統(tǒng)診斷出故障信息并傳遞給電子控制單元ECU（1），電子控制單元ECU（1）立刻使整個制動系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)，模式切換閥（20）、開關(guān)閥（15）均不工作后，次級主缸（21）與ABS/ESP模塊（14）直接連接，踩下制動踏板（24），制動液由次級主缸（21）直接流向ABS/ESP模塊（14），從而產(chǎn)生制動力，對車輛實現(xiàn)制動。