专利名称：一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车制动系统，尤其是涉及一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统。
背景技术：
纯电动、混合动力和燃料电池电动汽车等新能源汽车动力总成均以电动机-蓄电池为核心构成了电力驱动系统，而在车辆制动时，电动机以发电方式工作并为蓄电池充电，即具备制动能量回收功能。采用回馈制动可有效地回收车辆制动时原本以热能耗散的能量，提高新能源汽车的能量利用效率、燃油经济性和排放性能。由于电动机回馈制动转矩受到电机外特性和蓄电池充电特性限制，在较高附着系数路面或高速紧急制动时，无法满足车辆制动需求。与机械摩擦制动相结合构成的电液复合制动系统，可充分发挥两者的优势。电液复合制动系统不仅提高整车制动系统的响应速度和控制精度，有利于保证车辆制动安全，还降低了机械制动摩擦片的使用频率和强度，延长机械制动系统的使用寿命。引入回馈制动后,如何保证车辆制动效能、保持原有制动感觉是电液复合制动系统解决的首要问题，而回馈制动力和机械制动力协调控制，回馈制动与车辆稳定性集成控制等策略研究亦与电液复合制动系统结构有关。电液复合制动系统制动能量回收能力和控制策略制定主要受电气系统和液压控制系统的影响，其中，电气系统受到电机外特性和电池充电功率限制。随着研究投入和技术发展，应用于电液复合制动的动力总成系统中电机及蓄电池选型、匹配和控制技术相对成熟，满足上述需求的液压制动系统将成为电液复合制动系统设计的重点和难点。国外大多由汽车生产厂商和制动安全零部件供应商在其现有制动系统基础进行改造和升级，并成功用于新能源汽车，如Toyota在车身稳定性控制系统VSC基础上开发了可与液压制动协调控制的电子控制制动系统ECB，成功应用于Prius车型，并随Prius车型换代而不断升级改·进；Honda开发了具备制动踏板感觉模拟和主缸压力调节功能的集成式制动主缸，其中，制动踏板感觉模拟器由柱形橡胶和弹簧构成，压力调节功能由高压源、调节阀和4个电磁阀等组成，已应用于混合动力车Civic Hybrid ;TRW基于成熟的标准电子稳定控制系统ESC，充分利用标准的真空助力器和ESC组件，推出了具备制动能量回收功能的安全制动系统ESC-R，该系统可适用于前驱、后驱及四驱等车辆不同驱动形式。上述系统在传统制动系统结构基础上进行修改，以满足电液复合制动系统要求，应用于新能源汽车。但上述方案中，有的改进后结构较为复杂，对制造工艺要求极高；有的系统要求控制逻辑复杂，实现成本较高；有的仍然保留真空助力器，但需要额外增加真空栗。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现液压制动和电机回馈制动协调控制的，具备主、被动助力的，并保证较好的制动踏板感觉的采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，其特征在于，该系统包括复合制动控制单元、液压制动子系统和电机回馈制动子系统，所述的复合制动控制单元分别连接液压制动子系统和电机回馈制动子系统；所述的液压制动子系统由集成式制动主缸总成和液压控制单元组成，其中:所述的集成制动主缸总成由集成式制动主缸和高压油源组成；所述的集成式制动王缸包括储油室、制动踏板、踏板位移传感器、缸体、制动王缸推杆、以及设置在缸体内的助力活塞、踏板感觉模拟弹簧组、主缸第一活塞、主缸第二活塞、主缸第一回位弹簧和主缸第二回位弹簧；所述的制动主缸推杆一端伸出缸体外，并在该伸出端安装制动踏板和踏板位移传感器，另一端置于缸体内，并与助力活塞组成被动助力腔，所述的踏板感觉模拟弹簧组置于该被动助力腔内，制动主缸推杆初始位置处的缸体设有与储油室连接的第一通孔，被动助力腔通过设置在缸体上的第二通孔经常关型开关电磁阀后与储油室连接；所述的助力活塞与主缸第一活塞组成主动助力腔，该主动助力腔通过缸体上的第三通孔与高压油源连接；所述的主缸第一活塞与主缸第二活塞在缸体内组成主缸后腔，该主缸后腔通过设置在缸体上的第四通孔与储油室连接，并通过设置在缸体上的第五通孔与液压控制单元连接；所述的第一回位弹簧固定在主缸第一活塞和主缸第二活塞端面上；所述的主缸第二活塞与缸体侧壁组成主缸前腔，该主缸前腔通过设在缸体上的第六通孔与储油室连通，并通过设在缸体上的第七通孔与液压控制单元连接，所述的主缸第二回位弹簧固定在主缸第二活塞的端面和缸体的侧壁上。
所述的高压油源包括电动泵、高压蓄能器、第一单向阀、第二单向阀、油压传感器和常开型开关电磁阀，所述的第三通孔分别与油压传感器、高压蓄能器和常开型开关电磁阀的入口连接，常开型开关电磁阀的出口连接储油室，所述的电动泵入口通过第一单向阀与储油室相连，电动泵的出口通过第二单向阀与高压蓄能器相连；所述的储油室设有油位开关。所述的踏板感觉模拟弹簧组包括第一踏板感觉模拟弹簧和第二踏板感觉模拟弹簧，第一踏板感觉模拟弹簧和第二踏板感觉模拟弹簧均固定于助力活塞端面。所述的液压控制单元设有两个输入口，两个输入口分别连接主缸后腔的第五通孔和主缸前腔的第七通孔，每个输入口对应设置有两个输出口，各输出口分别连接四个车轮的制动轮缸，形成四条独立的控制支路，每个车轮均设有轮速传感器。所述的四条独立的控制支路中两条控制支路共用一组液压组件，两组液压组件连接同一回油电机，所述的液压组件包括液压泵和两个单向阀，两个单向阀分别设置在液压泵两侧，两组液压组件中的两个液压泵由所述回油电机驱动；每条控制支路均设有开关组件，所述的开关组件包括一个常开型开关电磁阀和一个常关型开关电磁阀。所述的电机回馈制动子系统包括电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU和整车控制器VMS，所述的整车控制器VMS分别连接电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU以及复合制动控制单元RBS。所述的复合制动控制单元设有数据采集接口、驱动输出接口和通讯接口，所述的数据采集接口与踏板位移传感器、油压传感器、轮速传感器、油位开关相连，所述的驱动输出接口与电动泵和集成式制动主缸总成中的常开型开关电磁阀和常关型开关电磁阀相连，所述的通讯接口至少包含两个，一个通讯接口与电机回馈子系统中的整车控制器连接，另一个通讯接口与液压控制单元进行连接。所述的电液复合制动系统包括五种控制模式:制动能量回馈控制模式、ABS控制模式、制动能量回收与ABS —体化控制模式、ASR控制模式和失效控制模式；所述的制动能量回收与ABS —体化控制模式的控制方法包括两种:1)当ABS进入控制时，回馈制动立即退出；2)当ABS进入控制时，回馈制动力参与ABS控制。与现有技术相比，本发明具有如下优点:1、集成式制动主缸总成集成了踏板感觉模拟、主被动液压助力功能，较传统真空助力系统，结构紧凑，安装灵活；2、较电机机构助力的复合制动系统相比，集成式制动主缸总成结构简单，方便实现，成本较低；3、保证了制动踏板感觉一致性，可根据目标车辆类型灵活更改；4、具备主被动液压助力功能，提高制动响应速度，有利于精确控制轮缸压力和提高制动效能，具备失效状态下紧急制动功能；5、可以采用传统ABS系统的液压控制组件，沿用传统制动系统的主缸，生产工艺简单、成本较低；6、扩展性和适用性好，复合制动控制单元经扩展后可具备ESP、自适应巡航等功能，系统可广泛应用电纯动汽车、混合动力汽车及燃料电池汽车。
图1为本发明系统结构示意图；图中:10、集成式制动主缸总成；101、储油室；102、第一单向阀；104、第二单向阀；
103、电动泵；105、高压蓄能器；106、油压传感器；107、常开型开关电磁阀；108、常关型开关电磁阀；109、油位开关；201、制动踏板；202、制动踏板传感器；203、第一通孔；204、第二通孔;205、第三通孔;206、第四通孔;207、第六通孔;208、第七通孔;209、主缸前腔;210、主缸第二回位弹簧；211、主缸第二活塞；212、第五通孔；213、主缸第一回位弹簧；214、主缸后腔；215、主缸第一活塞；216、主动助力腔；217、助力活塞；218、第一踏板感觉模拟弹簧；219、被动助力腔；220、第二踏板感觉模拟弹簧；221、制动主缸推杆；222、缸体；30、液压控制单元；301、常开型开关电磁阀a ;303、常开型开关电磁阀b ;314、常开型开关电磁阀c ；316、常开型开关电磁阀d ;302、常关型开关电磁阀a ;304、常关型开关电磁阀b ;315、常关型开关电磁阀c ；318常关型开关电磁阀d ;305、单向阀a ;307、单向阀b ;311、单向阀c ；313、单向阀d ;306、液压泵a ;312、液压泵b ;308、低压蓄能器a ;310、低压蓄能器b ;309、回油电机；401左前轮制动轮缸、402右后轮制动轮缸、403右前轮制动轮缸、404、左后轮制动轮缸；405、轮速传感器a ;406、轮速传感器b ;407、轮速传感器c ;408、轮速传感器d ;RBS、复合制动控制单元；VMS、整车控制器；MCU、电机控制器；BMS、电池管理系统。
具体实施方式
.
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。如图1所示，为本发明系统结构示意图。一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，该系统包括复合制动控制单元、液压制动子系统和电机回馈制动子系统，所述的复合制动控制单元分别连接液压制动子系统和电机回馈制动子系统；所述的液压制动子系统由集成式制动主缸总成10和液压控制单元30组成，其中:所述的集成制动主缸总成10由集成式制动主缸和高压油源组成；所述的集成式制动主缸包括储油室101、制动踏板201、踏板位移传感器202、缸体222、制动主缸推杆221、以及设置在缸体222内的助力活塞217、踏板感觉模拟弹簧组、主缸第一活塞215、主缸第二活塞211、主缸第一回位弹簧213和主缸第二回位弹簧210 ；所述的制动主缸推杆221 —端伸出缸体222外，并在该伸出端安装制动踏板201和踏板位移传感器202，另一端置于缸体222内，并与助力活塞217组成被动助力腔219，所述的踏板感觉模拟弹簧组置于该被动助力腔219内，制动主缸推杆221初始位置处的缸体设有与储油室101连接的第一通孔203，被动助力腔219通过设置在缸体222上的第二通孔204经常关型开关电磁阀108与储油室101连接；所述的助力活塞217与主缸第一活塞215组成主动助力腔216，该主动助力腔216通过缸体222上的第三通孔205与高压油源连接；所述的主缸第一活塞215与主缸第二活塞211在缸体内组成主缸后腔214，该主缸后腔214通过设置在缸体222上的第四通孔206与储油室101连接，并通过设置在缸体222上的第五通孔212与液压控制单元连接；所述的第一回位弹簧213固定在主缸第一活塞215和主缸第二活塞211端面上；所述的主缸第二活塞211与缸体222侧壁组成主缸前腔209，该主缸前腔209通过设在缸体222上的第六通孔207 与储油室101连通，并通过设在缸体222上的第七通孔208与液压控制单元连接，所述的主缸第二回位弹簧210固定在主缸第二活塞211的端面和缸体222的侧壁上；所述的高压油源包括电动泵103、高压蓄能器105、第一单向阀102、第二单向阀104、油压传感器106、常开型开关电磁阀107，所述的第三通孔205分别与油压传感器106、高压蓄能器105和常开型开关电磁阀107的入口连接，常开型开关电磁阀107的出口连接储油室101，所述的电动泵103入口通过第一单向阀102与储油室101相连，电动泵103的出口通过第二单向阀104与高压蓄能器105相连；所述的储油室101设有油位开关109 ；所述的踏板感觉模拟弹簧组包括第一踏板感觉模拟弹簧218和第二踏板感觉模拟弹簧220，第一踏板感觉模拟弹簧218和第二踏板感觉模拟弹簧220均固定于助力活塞217端面；所述的液压控制单元设有两个输入口，两个输入口分别连接主缸后腔214的第五通孔212和主缸前腔209的第七通孔208，每个输入口对应设置有两个输出口，各输出口分别连接四个车轮的制动轮缸，形成四条独立的控制支路，四个车轮分别设有轮速传感器:轮速传感器a405、轮速传感器b406、轮速传感器c407、轮速传感器d408 ；所述的四条独立的控制支路为:第一控制支路:由常开型开关电磁阀a301和常关型开关电磁阀a302组成，第二控制支路:由常开型开关电磁阀b303和常关型开关电磁阀b304组成，第三控制支路:由常开型开关电磁阀c314和常关型开关电磁阀c315组成，第四控制支路:由常开型开关电磁阀d316和常关型开关电磁阀d318组成，其中第一控制支路和第二控制支路并联连接第五通道212，并共用第一液压组件，第一液压组件包括液压泵a306，以及液压泵a306两端设置的单向阀a305和单向阀b307 ;第三控制支路和第四控制支路并联连接第七通道208，并共用第二液压组件，第二液压组件包括液压泵b312，以及液压泵b312两端设置的单向阀c313和单向阀d311，液压泵a306和液压泵b312连接同一回油电机309，两个液压泵由所述回油电机309驱动，所述的单向阀b307前设有低压蓄能器a308，该低压蓄能器a308连通常关型开关电磁阀b304，所述的单向阀d311前设有低压蓄能器b310，该低压蓄能器b310连通常关型开关电磁阀c315 ;所述的第一控制支路连接左前轮制动轮缸401，左前轮制动轮缸401上设有轮速传感器a405，所述的第二控制支路连接右后轮制动轮缸402，右后轮制动轮缸402上设有轮速传感器b406 ;所述的第三控制支路连接右前轮制动轮缸403，右前轮制动轮缸403上设有轮速传感器c407，所述的第四控制支路连接左后轮制动轮缸404，左后轮制动轮缸404上设有轮速传感器d408 ；所述的电机回馈制动子系统包括电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU和整车控制器VMS，所述的整车控制器VMS分别连接电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU以及复合制动控制单元RBS ；所述的复合制动控制单元设有数据采集接口、驱动输出接口和通讯接口，所述的数据采集接口与踏板位移传感器202、油压传感器106、轮速传感器:轮速传感器a405、轮速传感器b406、轮速传感器c407、轮速传感器d408、油位开关109相连，所述的驱动输出接口与电动泵103和集成式制动主缸总成中的常开型开关电磁阀107和常关型开关电磁阀108相连，所述的通讯接口至少包含两个，一个通讯接口与电机回馈子系统中的整车控制器连接，另一个通讯接口与液压控制单元30进行连接。采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统的基本工作原理如下:复合制动控制单元RBS采集制动踏板位移传感器202获取司机制动操作意图，计算得到司机所需制动力；通过采集轮速传感器:轮速传感器a405、轮速传感器b406、轮速传感器c407、轮速传感器d408得到车辆行驶状态，通过采集油压传感器106控制电动泵103和常开型开关电磁阀107为集成式制动主缸提供主动液`压助力，通过CAN总线和电机回馈子系统进行通讯获得车辆当前最大可回馈制动力，根据车辆当前状态和道路工况，确定控制模式，合理分配电回馈制动力和液压制动力。复合制动控制单兀RBS通过CAN总线控制液压控制单兀30对各轮缸压力及其变化进行控制。由于电驱动车辆一般为前轮驱动，所以下面以前轮驱动的电驱动车辆为实施例，进一步说明采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统工作状态和控制模式的工作过程。在车辆制动系统未上电时，复合制动系统处于初始状态，此时，未踩下制动踏板201，电动泵103未工作，常开型开关电磁阀107打开，高压蓄能器105未建立高压，制动主缸推杆221、助力活塞217、主缸第一活塞215和主缸第二活塞211分别在第二踏板感觉模拟弹簧220、主缸第一回位弹簧213和主缸第二回位弹簧210作用下处于缸体222各自运动行程的最右边，即初始位置；常关型开关电磁阀108关闭，被动助力腔219与储油室101连接断开，主动助力腔216通过打开的常开型开关电磁阀107与储油室101相通，制动主缸前腔209、制动主缸后腔214分别通过第六通孔207和第四通孔206与储油室101相通，制动主缸前腔209、制动主缸后腔214分别通过第七通孔208和第五通孔212与液压控制单元相通；常开型开关电磁阀:常开型开关电磁阀a301、常开型开关电磁阀b303、常开型开关电磁阀c314、常开型开关电磁阀d316打开，常关型开关电磁阀:常关型开关电磁阀a302、常关型开关电磁阀b304、常关型开关电磁阀c315、常关型开关电磁阀d318关闭，回油电机309未工作，整个液压制动子系统各处压力均为零。电液复合制动系统上电后，系统进入准备状态，此阶段持续时间较短，常开型开关电磁阀:常开型开关电磁阀a301、常开型开关电磁阀b303、常开型开关电磁阀c314、常开型开关电磁阀d316关闭，常关型开关电磁阀:常关型开关电磁阀a302、常关型开关电磁阀b304、常关型开关电磁阀c315、常关型开关电磁阀d318保持关闭，回油电机309不工作；常开型开关电磁阀107关闭，电动泵103经单向阀102后从储油室101抽取制动液并经单向阀104后泵入高压蓄能器105、主动助力腔216，制动主缸第一活塞215和主缸第二活塞211在主动助力腔216作用下左移，分别封闭第四通孔206和第六通孔207，主缸后腔214和主缸前腔209与储油室101断开，并建立起高压；复合制动控制单元RBS通过采集油压传感器106信号，通过控制电动泵103维持压力的稳定，为之后的制动动作提供主动助力；常关型开关电磁阀108打开，连接储油室101和被动助力腔219。电液复合制动系统正常工作时，制动主缸推杆221在制动踏板201作用下左移，依次压缩第二踏板感觉模拟弹簧220和第一踏板感觉模拟弹簧218，由于主动助力腔216内建立起高压，助力活塞217不会左移，第二踏板感觉模拟弹簧220和第一踏板感觉模拟弹簧218弹簧力反作用于制动主缸推杆221，提供合适的制动踏板感觉；被动助力腔219内制动油通过打开的常开型开关电磁阀108流回储油室101，制动液从储油室101经第一通孔203流入制动主缸推杆221右侧和缸体222间的空隙。通过选用不同初始长度和刚度的第二踏板感觉模拟弹簧220和第一踏板感觉模拟弹簧218，可为不同目标车型提供不同的制动踏板感觉。电液复合制动系统正常工作工程中，电动泵103和高压蓄能器105持续为四个制动轮缸的压力调节提供高压制动液。复合制动控制单元RBS根据车辆状态和道路工况确定电液复合制动系统的控制模式，具有制动能量回馈控制模式、ABS控制模式、制动能量回收与ABS —体化控制模式和ASR控制模式四种控制模式，下面分别进行阐述:1、制动能量回馈控制模式当驾驶员踩下制动踏板201时，从踏板位移传感器202的输出信号中解释出驾驶员的制动意图和制动需求，整车控制器VMS通过CAN总线从电机控制器MCU和电池管理系统BMS获取驱动电机和动力电池等车辆动力总成信息，计算驱动电机当前所能提供的最大回馈力矩值T0，并将最大回馈力矩值TO通过CAN总线发送到电液复合制动控制器RBS。电液复合制动控制器RBS根据轮速传感器:轮速传感器a405、轮速传感器b406、轮速传感器c407、轮速传感器d408和油压压力传感器106，按照制动法规分配前、后轴制动力分别为Ml、M2，结合电机回馈子系统确定的最大回馈力矩值TO，对前轴的电机回馈制动力和液压制动力进行分配，得到当前的电机回馈制动力Tl和液压制动力T2，将当前电机回馈制动力Tl通过CAN总线发送给整车控制器VMS，整车控制器将电机回馈制动力Tl指令通过CAN总线发送给电机控制器MCU以控制驱 动电机发出回馈制动力矩；电液复合制动控制器RBS将前轴液压制动力T2和后轴液压制动力M2指令通过CAN总线发送给液压控制单元30。液压控制单元30根据前轴液压制动力T2和后轴液压制动力M2指令变化，通过对制动轮缸:制动轮缸a401、制动轮缸b402、制动轮缸c403、制动轮缸d404支路的常开型开关电磁阀:常开型开关电磁阀a301、常开型开关电磁阀b303、常开型开关电磁阀c314、常开型开关电磁阀d316和常关型开关电磁阀:常关型开关电磁阀a302、常关型开关电磁阀b304、常关型开关电磁阀c315、常关型开关电磁阀d318进行控制，通过脉宽调制实现制动轮缸:制动轮缸a401、制动轮缸b402、制动轮缸c403、制动轮缸d404的增压、保压和减压。当车速降低到某一值时，驱动电机转速随之下降到某一较低值，驱动电机所能提供的回馈力矩迅速变小降为零(这是由驱动电机本身特性决定的)。电液复合制动控制单元分配电机回馈制动力Tl和液压制动力T2时，将逐渐减小电机回馈制动力Tl并增大液压制动力T2,以满足总制动需求。当制动过程结束时，制动踏板201在第二踏板感觉模拟弹簧220和第一踏板感觉模拟弹簧218作用下回到初始位置；常开型开关电磁阀a301、常开型开关电磁阀b303、常开型开关电磁阀c314、常开型开关电磁阀d316和常关型开关电磁阀:常关型开关电磁阀a302、常关型开关电磁阀b304、常关型开关电磁阀c315、常关型开关电磁阀d318均关闭，回油电机309带动回油泵:回油泵a306、回油泵b312工作，将制动过程中排在低压蓄能器:低压蓄能器a308、低压蓄能器b310中的制动液通过制动管路回到制动主缸后腔214和制动主缸前腔209。2、ABS控制模式当电液复合制动控制单元RBS监测到有车轮抱死趋势，假设该车轮为左前轮，此时，关闭常开型开关电磁阀a301，按照一定控制脉宽打开常关型开关电磁阀a302，使左前轮制动轮缸压力401内制动液回去低压蓄能器308，制动轮缸压力401压力降低。压力降低速率可通过控制常关型开关电磁阀a302的调制脉宽实现。通过对关闭常开型开关电磁阀a301和常关型开关电磁阀a302控制，可以实现ABS控制模式中左前轮制动轮缸压力401的保压和增压。3、制动能量回收与ABS —体化控制模式此控制模式的控制方法包括两种，分别为:(I)当ABS进入控制时，回馈制动立即退出当电液复合制动控制单元RBS监测到需要进行ABS控制时，通过CAN总线与整车控制器VMS进行通讯，整车控制器VMS控制电机控制器MCU按照一定策略将回馈制动力矩减为零，退出制动能量回馈制动。当ABS控制退出时，电液复合制动控制单元RBS通过CAN总线发送整车控制器VMS恢复制动能量回馈制动，整车控制器VMS发送当前应该施加到车轮的电机回馈制动力矩命令值Tl发送给电机控制器MCU，采用上述在制动能量回路控制模式的控制方法进行回馈制动。当ABS进入控制时，回馈制动立即退出后，ABS制动控制完全由液压制动力来实现，具体实现方式与ABS控制模式类似。(2)当ABS进入控制时，回馈制动力参与ABS控制当电液复合 制动控制单元RBS监测到需要进行ABS控制时，电液复合制动控制单元RBS通过CAN总线与整车控制器VMS进行通讯，立即进入ABS控制，整车控制器VMS通知电机控制器MCU立即进入ABS控制，电液复合制动控制单元RBS根据相应控制策略对调整回馈制动力和液压制动力，实现ABS与回馈制动的一体化控制。当ABS控制退出时，电液复合制动控制单元RBS通知整车控制器VMS恢复回馈制动，采用上述在制动能量回馈控制模式的控制方法进行回馈制动。当ABS进入控制时，电机回馈制动力和液压制动力同时作用于车轮，在完成ABS制动过程中，实现了能量的回收。4、ASR控制模式ASR称为驱动防滑控制，又称为TCS，当车辆在低附着路面上行驶时，驾驶员猛踩加速踏板时，驱动轮会发生滑转，此时进入ASR控制模式。ASR控制模式可以通过对滑转轮实施制动从而减小其滑转程度。当某个驱动轮发生滑转时，以左前轮为例，关闭常关型开关电磁阀a302，按照一定调制脉宽打开常开型开关电磁阀a301，使左前轮制动轮缸压力401压力升高，降低滑转程度。压力升高速率可通过控制常开型开关电磁阀a301的调制脉宽实现。通过对关闭常开型开关电磁阀a301和常关型开关电磁阀a302控制，可以实现ASR控制模式中左前轮制动轮 缸压力401的保压和降压。若电气系统失效(如突然掉电)或高压源不能建立高压(如高压蓄能器故障)时，电液复合制动系统进入失效模式，常开型开关电磁阀:常开型开关电磁阀a301、常开型开关电磁阀b303、常开型开关电磁阀c314、常开型开关电磁阀d316打开，常关型开关电磁阀:常关型开关电磁阀&302、常关型开关电磁阀b304、常关型开关电磁阀c315、常关型开关电磁阀d318关闭；电动泵103停止工作，常开型开关电磁阀107打开，高压蓄能器105不能提供高压，主动助力腔216通过打开的常开型开关电磁阀107与储油室相通，不能够再提供主动助力；常关型开关电磁阀108关闭，被动助力腔219与储油室101连接断开，制动主缸推杆221、助力活塞217、主缸第一活塞215和主缸第二活塞211分别在第二踏板感觉模拟弹簧220、主缸第一回位弹簧213和主缸第二回位弹簧210作用下回到初始位置，制动主缸前腔209、制动主缸后腔214分别通过第六通孔207和第四通孔206与储油室相通。当驾驶员有制动需求时，通过深踩制动踏板201，制动主缸推杆221推动被动助力腔219内制动液并压缩第二踏板感觉模拟弹簧220和第一踏板感觉模拟弹簧218，作用于助力活塞217，并作用于主缸第一活塞215，在制动主缸前腔209和制动主缸后腔214同时建立起高压，制动主缸前腔209和制动主缸后腔214内制动液流向四个制动轮缸，保证四个制动轮缸的制动压力，实现了失效状态下的紧急制动。当助力活塞217左移后，制动踏板力在被动助力腔219液压助力作用下实现了放大，即在失效状态下能够实现制动踏板的被动助力。
权利要求
1.一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，其特征在于，该系统包括复合制动控制单元、液压制动子系统和电机回馈制动子系统，所述的复合制动控制单元分别连接液压制动子系统和电机回馈制动子系统； 所述的液压制动子系统由集成式制动主缸总成(10)和液压控制单元(30)组成，其中所述的集成制动主缸总成(10)由集成式制动主缸和高压油源组成； 所述的集成式制动主缸包括储油室(101)、制动踏板(201)、踏板位移传感器(202)、缸体(222)、制动主缸推杆(221)、以及设置在缸体(222)内的助力活塞(217)、踏板感觉模拟弹簧组、主缸第一活塞(215)、主缸第二活塞(211)、主缸第一回位弹簧(213)和主缸第二回位弹黃(210)； 所述的制动主缸推杆(221) —端伸出缸体(222)外，并在该伸出端安装制动踏板(201)和踏板位移传感器(202)，另一端置于缸体(222)内，并与助力活塞(217)组成被动助力腔(219)，所述的踏板感觉模拟弹簧组置于该被动助力腔(219)内，制动主缸推杆(221)初始位置处的缸体设有与储油室(101)连接的第一通孔(203)，被动助力腔(219)通过设置在缸体(222)上的第二通孔(204)经常关型开关电磁阀(108)后与储油室(101)连接； 所述的助力活塞(217)与主缸第一活塞(215)组成主动助力腔(216)，该主动助力腔(216)通过缸体(222)上的第三通孔(205)与高压油源连接； 所述的主缸第一活塞(215)与主缸第二活塞(211)在缸体(222)内组成主缸后腔(214)，该主缸后腔(214)通过设置在缸体(222)上的第四通孔(206)与储油室(101)连接，并通过设置在缸体(222)上的第五通孔(212)与液压控制单元连接；所述的第一回位弹簧(213)固定在主缸第一活塞(215)和主缸第二活塞(211)端面上； 所述的主缸第二活塞(211)与缸体(222)侧壁组成主缸前腔(209)，该主缸前腔(209)通过设在缸体(222)上的第六通孔(207)与储油室(101)连通，并通过设在缸体(222)上的第七通孔(208)与液压控制单元连接，所述的主缸第二回位弹簧(210)固定在主缸第二活塞(211)的端面和缸体(222)的侧壁上。
2.根据权利要求I所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统,其特征在于，所述的高压油源包括电动泵(103)、高压蓄能器(105)、第一单向阀(102)、第二单向阀(104)、油压传感器(106)和常开型开关电磁阀(107)，所述的第三通孔(205)分别与油压传感器(106)、高压蓄能器(105)和常开型开关电磁阀(107)的入口连接，常开型开关电磁阀(107)的出口连接储油室(101)，所述的电动泵(103)入口通过第一单向阀(102)与储油室(101)相连，电动泵(103)的出口通过第二单向阀(104)与高压蓄能器(105)相连； 所述的储油室(101)设有油位开关(109)。
3.根据权利要求I所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统,其特征在于，所述的踏板感觉模拟弹簧组包括第一踏板感觉模拟弹簧(218)和第二踏板感觉模拟弹簧(220)，第一踏板感觉模拟弹簧(218)和第二踏板感觉模拟弹簧(220)均固定于助力活塞(217)端面。
4.根据权利要求I所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统,其特征在于，所述的液压控制单元设有两个输入口，两个输入口分别连接主缸后腔(214)的第五通孔(212)和主缸前腔(209)的第七通孔(208)，每个输入口对应设置有两个输出口，各输出口分别连接四个车轮的制动轮缸，形成四条独立的控制支路，每个车轮均设有轮速传感器。
5.根据权利要求4所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，其特征在于，所述的四条独立的控制支路中两条控制支路共用一组液压组件，两组液压组件连接同一回油电机(309)，所述的液压组件包括液压泵和两个单向阀，两个单向阀分别设置在液压泵两侧，两组液压组件中的两个液压泵由所述回油电机(309)驱动；每条控制支路均设有开关组件，所述的开关组件包括一个常开型开关电磁阀和一个常关型开关电磁阀。
6.根据权利要求I所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统,其特征在于，所述的电机回馈制动子系统包括电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU和整车控制器VMS，所述的整车控制器VMS分别连接电池组及电池管理系统BMS、电机及电机控制器MCU以及复合制动控制单元RBS。
7.根据权利要求I 6中任一所述的采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，其特征在于，所述的复合制动控制单元设有数据采集接口、驱动输出接口和通讯接口，所述的数据采集接口与踏板位移传感器(202)、油压传感器(106)、轮速传感器、油位开关(109)相连，所述的驱动输出接口与电动泵(103)和集成式制动主缸总成中的常开型开关电磁阀(107)和常关型开关电磁阀(108)相连，所述的通讯接口至少包含两个，一个通讯接口与电机回馈子系统中的整车控制器连接，另一个通讯接口与液压控制单元(30)进行连接。
8.根据权利要求I所述的一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统,其特征在于，所述的电液复合制动系统包括五种控制模式制动能量回馈控制模式、ABS控制模式、制动能量回收与ABS —体化控制模式、ASR控制模式和失效控制模式；所述的制动能量回收与ABS —体化控制模式的控制方法包括两种1)当ABS进入控制时，回馈制动立即退出；2)当ABS进入控制时，回馈制动力参与ABS控制。
全文摘要
本发明涉及一种采用集成式制动主缸总成的电液复合制动系统，该系统包括复合制动控制单元、液压制动子系统和电机回馈制动子系统，所述的复合制动控制单元分别连接液压制动子系统和电机回馈制动子系统；所述的液压制动子系统由集成式制动主缸总成(10)和液压控制单元(30)组成，其中所述的集成制动主缸总成(10)由集成式制动主缸和高压油源组成。与现有技术相比，本发明具有结构简单，方便实现，成本较低，扩展性和适用性好等优点。
文档编号B60T8/36GK103253250SQ201310170428
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月9日 优先权日2013年5月9日
发明者孙泽昌, 刘杨 申请人:同济大学