[发明专利]一种高可靠性EMB线控制动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高可靠性EMB线控制动系统及其控制方法，该系统包括电子控制单元、制动单元和辅助能量回收单元，其中电子控制单元接收制动踏板信号，控制线控制动系统实施制动，制动单元包括第一电机与第二电机，用于实施制动力与复位，完成制动过程，辅助能量回收单元由橡胶盘、锥齿轮组、第三电机组成，回收制动过程中部分能量，为电池充电。该线控制动系统制动单元采用双电机冗余结构，正常工作时第一电机正转、第二电机反转，避免制动过程电机频繁正反转，提高电机使用寿命与制动响应速率；一电机失效，另一电机单独制动保证制动可靠性；本发明采用辅助能量回收单元为线控系统电池充电，保证制动系统电量稳定，节能、降低系统能耗。

技术领域

本发明涉及线控制动领域，尤其涉及一种高可靠性EMB线控制动系统及其控制方法。

背景技术

随着节能环保的要求越来越高，新能源汽车的发展迅速。现阶段的新能源汽车发展过程中，在满足车辆安全性的前提下，人们对车辆制动系统的结构与功能提出了更高要求。

制动系统是汽车的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能及生命财产安全，一般采用鼓式或盘式摩擦制动方式，将汽车的动能、势能通过摩擦转化为热能，实现汽车减速或制动的目的。虽然传统液压式、气压式行车制动器能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着响应速度慢、不可主动调节、不易于集成控制等不足之处，不适合当前汽车的发展要求。

线控制动系统作为未来汽车制动系统的发展方向，能够很好地解决上述问题，目前它主要包括电子液压制动(Electronic Hydraulic Brake，EHB)和电子机械制动(Electronic Mechanical Brake，EMB)，这两种制动系统各有优势，也都有各自的缺点。二者相比较，EMB是更优的方案，它不以制动液为工作介质，控制响应更加迅速精确。EMB取消液压系统，直接用电机驱动机械活塞制动，具有下述优点：一、安全优势极为突出，大幅度缩短刹车距离，EMB的反应时间大约90毫秒，比博世公司推出的iBooster电动助力制动系统的120毫秒更快速；二、没有液压系统，不会有液体泄露，对电动车来说尤其重要，液体泄露可能导致短路或元件失效，进而导致灾难；同时成本和维护费用也降低不少。

EMB与传统的制动系统有着极大的差别，其执行机构和控制机构需要完全的重新设计，执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动、需要能够减速增矩、需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等，而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑，是整个EMB系统中非常重要的组成部分。最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作，也申请了一部分专利，主要参与竞争的公司有：Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Hayes等等，而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有二汽、清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作。

EMB制动系统显而易见的具有很多传统制动系统所不能比拟的优势，不过由于其发展时间短，也必不可少的存在许多亟待解决的问题，例如，如果系统电源电量不足，制动系统将失效；由于在高速制动过程中电机频繁正反转产生大量的热量，对驱动电机在高温条件下的工作性能和稳定性提出较高要求，因此需要加强电力系统的可靠性和电机工作的稳定性。

发明内容

针对现有不足，本发明的目的是提供一种高可靠性EMB线控制动系统及其控制方法，具有可靠性高、电机工作稳定、制动响应快速、节能(辅助能量回收)的特点。

本发明系统的技术方案是：

一种高可靠性EMB线控制动系统，包括电子控制单元、制动单元和辅助能量回收单元，所述制动单元包括两个冗余结构的电机以及与电机相连的单向离合器，所述辅助能量回收单元包括橡胶盘、锥齿轮组、第三电机转子与第三电机定子，橡胶盘安装于制动压块上，橡胶盘与锥齿轮组相连，锥齿轮组安装在第三电机转子上，第三电机定子安装在制动器壳体内，与第三电机转子组成第三电机。