技术领域
[0001] 本
发明涉及车辆制动控制系统技术领域，特别涉及一种分布式制动系统及制动力矩矢量控制方法。
背景技术
[0002]
汽车制动系统与汽车行车安全密切相关。传统汽车的液压制动系统都由驾驶人通过踩下制动
踏板施加制动压力于各
车轮制动器的轮缸，从而实现制动并使车辆减速。高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统(ADS)等智能汽车系统要求制动系统能够对车辆实施自主制动，即在未踩下制动踏板的情况下对部分或全部车轮施加制动。目前可实施自主制动的制动系统大多采用电动助力，并保留了制动踏板等制动操纵装置。随着无人物流配送车的发展，不再需要制动操纵装置、适用于ADS的自主制动系统已经提上议事日程。
[0003] 在现有的制动系统中，通常采用电动缸装置输出制动压力，而电动缸装置只能实现
行车制动，无法实现驻车制动功能。车辆要实现驻车功能需在已有制动电动缸的
基础上增加其他驻车机构，使得其结构和相应的控制都比较复杂、成本较高。而对于行车制动和驻车制动，还要求一定的实际应用的可靠性。
[0004] 并且为了提高制动的可靠性和行车安全性，汽车制动系统一般采用相互独立的多回路结构，以保证一个或多个回路发生故障而失效时其他正常回路仍能继续起制动作用。专为ADS开发的自主制动系统不仅应考虑尽可能沿用传统的车轮制动器，还应考虑采用多回路冗余结构。此外，传统的制动系统大多不能实现独立制动压力矢量控制。现在市场上高端的轿车实现了一定的制动压力矢量分配功能，但价格昂贵，不适用于普通车型，并且应用较复杂且有限制。因此，如何设计出具有结构简单、使用可靠、成本较低且同时满足行车与驻车制动需要的制动装置是
机动车辆自动驾驶系统亟待解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服
现有技术的问题，提供一种安全可靠且成本低廉的独立
增压泵分布式制动系统，其用于汽车制动系统能同时满足行车制动与驻车制动需要。
[0006] 本发明为达上述目的所采用的技术方案是，包括电源、制动
控制器、压力
传感器、制动踏板、踏板位移传感器和人力缸，其特征在于：
[0007] 所述人力缸、所述
压力传感器、所述踏板位移传感器分别与所述制动控制器电联接；
[0008] 所述分布式制动系统还包括至少三个
柱塞泵，所述至少三个柱塞泵分别与所述制动控制器电联接，所述柱塞泵一一对应联接至汽车上的相同数量的车轮制动器；所述车轮制动器与相对应的所述柱塞泵之间还设有泄压管路，每一所述泄压管路上均设置有电磁
阀，所述
电磁阀分别与所述制动控制器电联接，所述柱塞泵与相对应的车轮制动器以及电磁阀形成一个制动回路。所述电磁阀为
常闭式电磁阀；
[0009] 车辆的车轮电连接有车轮速度传感器，所述车轮速度传感器与所述制动控制器电连接。
[0010] 进一步地，所述柱塞泵包括：右后柱塞泵、左后柱塞泵、右
前柱塞泵以及左前柱塞泵，所述的电磁阀包括右后电磁阀、左后电磁
控制阀、右前电磁阀以及左前电磁阀，其中：所述右后柱塞泵通过制动管路联接右后车轮制动器，所述的右后车轮制动器与右后柱塞泵之间还设有右后泄压管路，所述右后电磁阀设置在所述右后泄压管路上；
[0011] 所述左后柱塞泵通过制动管路联接左后车轮制动器，所述的左后车轮制动器与左后柱塞泵之间还设有左后泄压管路，所述左后电磁阀设置在所述左后泄压管路上；
[0012] 所述右前柱塞泵通过制动管路联接右前车轮制动器，所述的右前车轮制动器与右前柱塞泵之间还设有右前泄压管路，所述右前电磁阀设置在所述右前泄压管路上；
[0013] 所述左前柱塞泵通过制动管路联接右前车轮制动器，所述的左前车轮制动器与左前柱塞泵之间还设有左前泄压管路，所述左前电磁阀设置在所述左前泄压管路上。
[0014] 进一步地，所述柱塞泵包括固定联接的泵体、壳体和
电机，所述电机与所述制动控制器电联接，所述泵体内安装有柱塞套和柱塞，所述壳体内安装有联接所述电机和所述柱塞的传动机构；
[0015] 其中，所述柱塞套远离所述柱塞的一侧安装有出油阀接头，所述出油阀接头内朝向所述柱塞的方向依次装配有出油阀组件和进油阀组件，所述进油阀组件包括进油
阀座和进油阀芯，且所述进油阀座、所述柱塞套及所述柱塞之间形成柱塞腔，所述进油阀座上分别开设有进油阀芯进油孔以及连通所述柱塞腔和所述出油阀组件的进油阀芯出油孔；所述进油阀芯进油孔通过开设在所述柱塞套上的柱塞套进油孔及开设在所述泵体上的泵体进油孔与所述人力缸连通；
[0016] 所述的出油阀接头内部沿轴向具有轴向通孔，在所述轴向通孔靠近所述柱塞一侧设有安装槽；所述的出油阀组件包括设置在出油阀接头内的出油阀座与出油阀芯；所述的出油阀座与所述进油阀座均安装在所述安装槽内，所述的出油阀座与所述进油阀座相贴合，且所述进油阀座位于靠近所述柱塞一侧，所述的出油阀芯安装在轴向通孔内，位于所述出油阀座远离所述进油阀座的一侧；
[0017] 所述的柱塞套、出油阀接头以及进油阀座之间形成一个环形进油通道，所述的柱塞套进油孔以及进油阀芯进油孔均与所述的环形进油通道相连通，所述的柱塞套进油孔绕柱塞套的周向间隔布置有多个，所述的进油阀芯进油孔沿所述进油阀座径向开设。
[0018] 进一步地，所述的进油阀座朝柱塞方向开设
盲孔，所述的进油阀芯进油孔与所述的盲孔相连通，所述的进油阀芯安装在所述盲孔内，并且，所述的进油阀芯上具有与所述盲孔的开口相配合的端头，用于所述盲孔的打开与关闭，所述进油阀芯与所述柱塞套之间设有进油阀芯回位
弹簧；
[0019] 所述的出油阀座上设有出油孔，在所述出油孔上设有用于开启和关闭所述出油孔的
钢球，所述的钢球位于所述出油孔与所述出油阀芯之间，并且，所述的钢球与出油阀芯之间还设有出油阀弹簧，所述的出油阀芯内开设出油阀芯出油孔；
[0020] 所述的柱塞套上位于所述柱塞套进油孔两侧均设有
密封圈，所述的柱塞套、泵体以及密封圈之间形成环形腔体，所述的泵体进油孔、柱塞套进油孔分别与所述环形腔体相连通。
[0021] 进一步地，所述的传动机构包括：
凸轮轴，其与所述电机通过
联轴器相联接；滚轮座，其滑动设置在所述泵体内，所述滚轮座与所述柱塞相贴合；滚轮，其设置在所述滚轮座内，所述滚轮与所述
凸轮轴中的凸轮相配合；复位机构，其设置在所述的滚轮座与所述柱塞之间，用于所述柱塞复位。
[0022] 进一步地，所述的复位机构包括所述复位机构包括固定在所述滚轮座上的弹簧座，以及设置在所述的弹簧座与所述的柱塞套之间的回位弹簧；所述柱塞靠近所述滚轮座的端头上设有卡接部，所述卡接部穿入所述弹簧座并与所述弹簧座相卡合，所述的滚轮座与所述卡接部相贴合。
[0023] 进一步地，所述人力缸包括储液罐、与所述储液罐连通的人力缸缸体、滑动设置于所述人力缸缸体内的
活塞组件以及用于驱动所述活塞组件滑动的
齿条，所述齿条与所述制动踏板通过推动杆连接，所述齿条与所述活塞组件之间有一空行程；所述人力缸还包括与所述人力缸缸体连接的端盖，所述端盖内还设置有与所述齿条
啮合的
齿轮，所述齿轮绕自身轴线的转动经所述踏板位移传感器输出转
角信号；
[0024] 所述活塞组件包括沿其滑动方向设置的第一前活塞与第二前活塞、与所述第一前活塞连接且与所述齿条配合的第一后活塞以及用于连接所述第二前活塞与第一后活塞的第二后活塞，所述第一前活塞、第一后活塞以及所述人力缸缸体的内壁之间形成有第一腔体，所述第一前活塞、第二后活塞以及所述人力缸缸体的内壁之间形成有第二腔体，所述第二后活塞、第二前活塞以及所述人力缸缸体的内壁之间形成有第三腔体，所述第二前活塞与所述人力缸缸体的内壁之间形成有第四腔体；
[0025] 所述人力缸缸体上开设有：连通所述储液罐与所述第一腔体的第一供液孔、连通所述储液罐与所述第二腔体的第一补偿孔、连通所述储液罐与所述第三腔体第二供液孔、连通所述储液罐与所述第四腔体的第二补偿孔、连通所述第二腔体的第一排液孔以及连通所述第四腔体的第二排液孔；
[0026] 所述第一前活塞上设置有第一前皮碗，所述第二前活塞上设置有第二前皮碗，所述第一前活塞与第二后活塞之间设置有第一弹性件，所述第二前活塞与所述人力缸缸体的内壁之间设置有第二弹性件，所述第一后活塞与所述第二后活塞滑动连接，所述第一弹性件处于预压状态下时，所述第一前皮碗位于所述第一供液孔与第一补偿孔之间，所述第二弹性件处于预压状态下时，所述第二前皮碗处于所述第二供液孔与第二补偿孔之间；所述第一弹性件的弹性系数大于所述第二弹性件的弹性系数。
[0027] 进一步地，所述齿条与所述人力缸缸体的内壁之间设置有弹性件，所述第一后活塞朝向所述齿条的一侧开设有插孔，所述齿条上具有与所述插孔相插接配合的抵顶部；所述弹性件处于预压状态下时，所述抵顶部的端面与所述插孔的底面之间存在所述空行程。
[0028] 所述制动控制器还与车辆的其它电控系统相连，用于接收其它电控系统的制动
请求。
[0029] 本发明应用于汽车制动时的工作原理为：
[0030] 行车制动阶段：当所述制动控制器接收到制动命令时，启动柱塞泵，柱塞泵输出压力通过制动管路作用到车轮制动器上，直到柱塞泵输出的压力达到制动所需的压力，在整个行车制动阶段电磁阀均断开状态，作用到车轮制动器的高压油无法通过电磁阀进行泄压；
[0031] 压力保持阶段：当柱塞泵输出的压力达到制动所需的压力时，停止柱塞泵的工作，此时电磁阀为断开状态，作用到车轮制动器的高压油无法通过电磁阀进行泄压，而且柱塞泵也停止输出压力，因此，在压力保持阶段，作用到车轮制动器的压力为一个定值；则该车轮制动器内持续保持一个制动压力，因此实现驻车制动；
[0032] 泄压阶段：制动控制器接收到制动结束的命令，停止柱塞泵的工作，并且将电磁阀转为接通状态，此时作用到车轮制动器的高压油通过电磁阀回流到储液罐内，进行泄压。
[0033] 本发明包括以下几种制动模式以及制动力矩矢量控制方法：
线控制动模式，踩下制动踏板时，空行程逐渐减小。空行程未完全消除时，踏板力不会传到活塞组件，即制动踏板与人力缸以及各车轮制动器处于解耦状态。
[0034] 在小踏板行程的线控制动模式下，车轮制动器所需的制动力通常由柱塞泵提供。具体工作过程为：制动控制器接收到踏板位移传感器的信号后计算所需的制动力及电机的目标
电流，并向电机发送指令使它们转动并输出转矩，通过联轴器带动凸轮轴转动，凸轮轴带动滚轮向右移动，柱塞腔内压力下降，低压油从人力缸通过制动管路经泵体进油孔、柱塞套进油孔、进油阀芯出油孔、进油阀芯，快速填满柱塞腔。凸轮轴带动滚轮向左移动，柱塞腔内的油液压力升高，此压力作用在进油阀芯左端紧贴进油阀座，使高压油无法通过阀芯进入柱塞套进油孔实现密封，迫使高压油经进油阀芯出油孔、出油阀座，克服出油阀弹簧回复力顶开出钢球，经出油阀芯、出油接头、油管至制动车轮制动器，柱塞如此多次往复运动，产生更多的高压油进入车轮制动器直至产生目标压力；若松开制动踏板，此过程中踏板位移传感器测得的踏板位移减小，制动控制器据此减小电机的目标电流，电机的转矩随之减小；
若制动踏板完全松开，则制动解除，踏板位移传感器测得的踏板位移为零，制动控制器据此令电机停止工作。
[0035] 助力制动模式，当制动踏板位移增大到空行程消除并进一步加大制动踏板位移，踏板力可直接传到人力缸的活塞组件上并使人力缸有压力输出，系统工作于助力制动模式。其具体工作过程为：空行程消除后，制动踏板力经支承销、推动杆和齿条作用于活塞组件并使之前移，人力缸建立起压力，该压力经制动管路作用于车轮制动器；制动控制器根据踏板位移信号和事先设定的助力特性曲线计算出电机的目标电流并
驱动电机工作；在踏板力和电机转矩的共同作用下，产生的压力经制动管路输出至相应车轮制动器，从而实现助力制动。助力模式时，电磁阀关闭；人力缸产生的高压油进入柱塞腔，再经柱塞泵加压输出至车轮制动器，直至产生目标压力。当其泄压时，则电磁阀断电，此时车轮制动器经管路与储液罐联通，高压油回流至储液罐，实现泄压；助力制动模式下若松开制动踏板，踏板力减小，踏板位移传感器测得的踏板位移减小，制动控制器据此减小电机的目标电流，制动器压力下降；若助力制动模式下制动踏板松开导致空行程>0，则系统由助力制动模式切换为线控制动模式。
[0036] 自主制动模式，制动控制器接收到来自其它电控系统的制动请求时，系统工作于自主制动模式。自主制动模式下的具体工作过程为：制动控制器根据接收到的来自其它电控系统的制动请求计算出电机的目标转矩，然后分别向电机发出转矩命令，控制各柱塞泵工作，从而对车轮制动器实施自主制动。自主制动模式时，电磁阀关闭。当其泄压时，则电磁阀断电，此时制动管路经管路与储液罐联通，高压油回流至储液罐，实现泄压；线控制动模式下的控制依据是踏板行程的大小，而自主制动模式下的控制依据是来自其它电控系统的制动请求，除此之外两种模式下的工作过程是相同的。失效防护制动模式，当制动回路出现故障时，系统工作于失效防护制动模式。若制动控制器检测到系统出现一个或多个制动回路失效时。以一个制动回路失效时的原理为例，当一个制动回路失效的故障模式下，若接收到来自其它电控系统的制动请求，则首先根据请求的制动减速度大小换算成制动力并分配给未失效制动回路的各车轮，然后控制未失效制动回路的电机输出转矩，从而实现失效防护制动。
[0037] 失效人力备份制动模式，当制动控制器和电源发生故障线控制动回路失效时，仍可通过人力制动保证一定的制
动能力。驾驶员踩下制动踏板后，通过推动杆、齿条推动所述人力缸的活塞组件，人力缸建立起的制动压力经制动管路传至相应车轮制动器，实施人力备份制动。
[0038] 控制方法：所述制动控制器获取所述踏板位移传感器采集的踏板信号、车轮速度传感器采集的当前速度信号、当前行驶状态和
方向盘转角信号，并结合所述踏板信号及所述速度信号分析计算车轮所需的转速，输出
电信号至对应的所述柱塞泵的电机输出转矩产生制动压力，并通过制动管路输出制动压力至相应车轮制动器对相应车轮的转速进行控制，实现控
制模式。
[0039] 修正方法：所述制动控制器获取车轮速度传感器采集的速度信号，并分析此时车轮的转速，判断此时转速是否与所述控制模式下的所述车轮制动器控制的转速一致，若不一致，所述制动控制器向相应柱塞泵的电机发出转速修正信号以输出对应的转矩，产生制动压力并通过制动管路将所述制动压力传递至相应所述车轮制动器对相应车轮的转速进行修正，实现修正模式。
[0040] 进一步地，所述线控制动回路指所述电动缸通过电线、信号线及制动管路与所述制动控制器和车轮制动器相连接形成的回路。
[0041] 由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0042] 1.本发明独立增压泵分布式制动系统既具有线控制动系统所具有的控制灵活、制动响应快、制动压力动态特性好的优点，又具有人力制动系统的高可靠性；
[0043] 2.本发明独立增压泵分布式制动系统无需另设专
门的线控制动失效备份装置，即使电机失效，驾驶员仍可通过对制动踏板的操作完成人力备份制动；
[0044] 3.通过柱塞泵代替传统的
真空助力系统输出制动压力，使其同时满足行车与驻车制动需要；
[0045] 4.本发明的四个制动回路相互独立又互为冗余，故制动的可靠性高、失效防护性强；
[0046] 5.本发明的所有车轮制动力可以独立控制和调节，车轮的制动力控制灵活，控制压力
精度高；
[0047] 6.本发明可对每个汽车车轮上的制动压力进行矢量控制，实现了汽车独立
扭矩的分配。
附图说明
[0048] 图1为本发明的结构示意图；
[0049] 图2为本发明中柱塞泵的剖视图；
[0050] 图3为图2中的F部放大图；
[0051] 图4为图2中的G-G剖视图；
[0052] 图5为本发明中人力缸及其操纵装置结构示意图。
[0053] 图中各部件标号为：1-制动踏板；2-支承销；3-踏板位移传感器；4-人力缸；5-压力传感器；6-电源；7-制动控制器；8a-右后柱塞泵；8b-左后柱塞泵；8c-右前柱塞泵；8d-左前柱塞泵；9-右后车轮制动器；10-左后车轮制动器；11-右前车轮制动器；12-左前车轮制动器；13a-右后电磁阀；13b-左后电磁控制阀；13c-右前电磁阀；13d-左前电磁阀；
[0054] 101-电机；102-联轴器；103-凸轮轴；104-油封；105-壳体；106-滚轮；107-滚轮座；108-弹簧座；109-回位弹簧；111-柱塞；112-柱塞套；113-进油阀芯回位弹簧；114-进油阀芯；115-进油阀座；116-出油阀座；117-钢球；118-出油阀弹簧；119-出油阀芯；120-出油阀接头；121-出油阀接头密封圈；122-密封圈；123-挡圈；124-轴瓦；125-泵体；126-限位件；
127-孔；A-泵体进油孔；H-柱塞套进油孔；C1-进油阀芯进油孔；C2-进油阀芯出油孔；D-柱塞腔；E-出油阀芯出油孔；
[0055] 401-推动杆；402-
螺母；403-齿条；404-端盖；405-齿轮；406-弹性件；407-限位销；408-第一缸体；409-第一后活塞；410-第一后皮碗；411-密封圈；412-第一前皮碗；413-第一前活塞；414-前
螺栓；415-第一弹性件；416-第二后活塞；417-第二后皮碗；418-第二前活塞；419-第二前皮碗；420-后螺栓；421-第二弹性件；422-第二缸体；423-储液罐；S-空行程；
A1-第一腔体；A2-第三腔体；D1-第二腔体；D2-第四腔体；B1-第一供液孔；B2-第二供液孔；
F1-第一补偿孔；F2-第二补偿孔；E1-第一排液孔；E2-第二排液孔。
具体实施方式
[0056] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0057] 如图1所示，本发明独立增压泵分布式制动系统，包括制动踏板1、支承销2、踏板位移传感器3、人力缸4、压力传感器5、电源6、制动控制器7、右后电磁阀13a、左后电磁阀13b、右前电磁阀13c、左前电磁阀13d、右后车轮制动器9、左后车轮制动器10、右前车轮制动器11、左前车轮制动器12、右后柱塞泵8a、左后柱塞泵8b、右前柱塞泵8c、左前柱塞泵8d以及信号线、电源线及制动管路在本
实施例中，电磁阀为常闭式电磁阀。
[0058] 根据本发明柱塞泵的数量与车辆的车轮制动器数量一致，本发明设置四个独立控制的制动回路可运用于四轮车辆的制动。在其他实施例中，本发明也可以应用于三轮车辆中，对应设置三个柱塞泵、三个电磁阀与三个车轮制动器形成三个制动回路。本发明也可以应用于超过四轮的车辆中，譬如六轮车轮，则对应地设置六个柱塞泵、六个电磁阀与六个车轮制动器形成三个制动回路。
[0059] 制动踏板1通过支承销2与人力缸4联接。如图1所示右后柱塞泵8a通过制动管路联接右后车轮制动器9，右后车轮制动器9与右后柱塞泵8a之间还设有右后泄压管路，右后电磁阀13a设置在右后泄压管路上；左后柱塞泵8b通过制动管路联接左后车轮制动器10，左后车轮制动器10与左后柱塞泵8b之间还设有左后泄压管路，左后电磁阀13b设置在左后泄压管路上；右前柱塞泵8c通过制动管路联接右前车轮制动器11，右前车轮制动器11与右前柱塞泵8c之间还设有右前泄压管路，右前电磁阀13c设置在右前泄压管路上；左前柱塞泵8d通过制动管路联接左前车轮制动器12，左前车轮制动器12与左前柱塞泵8d之间还设有左前泄压管路，左前电磁阀13d设置在左前泄压管路上。压力传感器5用来测量主缸的位移，踏板位移传感器3用来测量踏板的位移，它们通过信号线与制动控制器7联接。制动控制器7与电机101、电源6、电磁阀电联接。制动控制器7还通过信号线与图1中所示其它电控系统联接。
[0060] 如图2所示，右后柱塞泵8a、左后柱塞泵8b、右前柱塞泵8c以及左前柱塞泵8d结构相同。柱塞泵包括固定联接的泵体125、壳体105和电机101，泵体125与壳体105通过螺栓固定联接，其中，泵体125为横向放置，壳体105纵向插入至泵体125的右端。电机101设置在壳体105上端。电机101与制动控制器7电联接，通过制动控制器7控制电机101的开启与关闭。泵体125内安装有柱塞套112和柱塞111，柱塞套112从泵体125的左端插入至泵体125内，柱塞套112与泵体125通过螺栓固定联接。在柱塞套112内的右端轴向设有通孔，柱塞111滑动设置在柱塞套112的通孔内，其中，柱塞111的右端伸出通孔与传动机构联接。传动机构安装在壳体105内，该传动机构用于将电机101的动力转变为柱塞111的左右移动。
[0061] 柱塞套112内的左端具有安装槽，该安装槽与柱塞套112内右端的通道相连通。在该安装槽内安装有出油阀接头120，该出油阀接头120从柱塞套112的左端插入至柱塞套112内的安装槽内，该出油阀接头120与柱塞套112
螺纹固定联接，在出油阀接头120与柱塞套112之间设有出油阀接头密封圈121，用于防止液压油外泄。在出油阀接头120内朝向柱塞
111的方向依次装配有出油阀组件和进油阀组件。进油阀组件包括进油阀座115和进油阀芯
114，出油阀组件包括出油阀座116与出油阀芯119。进油阀座115、柱塞套112及柱塞111之间形成柱塞腔D。进油阀座115上分别开设有进油阀芯进油孔C1以及连通柱塞腔D和出油阀组件的进油阀芯出油孔C2。进油阀芯进油孔C1沿进油阀座115径向开设，进油阀芯出油孔C2沿平行于进油阀座115轴向开设。进油阀芯进油孔C1通过开设在柱塞套112上的柱塞套进油孔H及开设在泵体上的泵体进油孔A与人力缸4通过制动管路连通。液压油依次通过泵体进油孔A、柱塞套进油孔H、进油阀芯进油孔C1最后进入到柱塞腔D中。
[0062] 出油阀接头120内部沿轴向具有轴向通孔，在轴向通孔靠近柱塞111一侧设有安装槽。进油阀组件和出油阀组件装配在轴向通孔与安装槽内。出油阀座116与进油阀座115均安装在安装槽内，出油阀座116的右端面与进油阀座115的左端面相贴合，实现环面密封；进油阀座115位于靠近柱塞111一侧，进油阀座115的右端面上设有环形凸肩，在柱塞套112上与进油阀座115右端面环形凸肩相对应的
位置上也具有一个环形凸肩，进油阀座115上的环形凸肩与柱塞套112上的环形凸肩相贴合，实现环面密封。出油阀座116的左端面与出油阀接头120内部的环形端面相贴合，实现环面密封。进油阀座115与出油阀座116固定在出油阀接头120的安装槽内。出油阀芯119安装在轴向通孔内。本实施例中的轴向通孔由圆锥形通道与圆柱形通道所构成，圆台形通道位于靠近出油阀座116一侧。
[0063] 柱塞套112、出油阀接头120以及进油阀座115之间形成一个环形进油通道。柱塞套进油孔H以及进油阀芯进油孔C1均与环形进油通道相连通。柱塞套进油孔H绕柱塞套112的周向间隔布置有若干个，在本实施例中共设置了四个柱塞套进油孔H，四个柱塞套进油孔H绕柱塞套112同一周向间隔90度角布置，当然，若将柱塞套进油孔H设置成一个或者多个都应在本发明的保护范围内。
[0064] 进油阀座115朝柱塞111方向开设盲孔，该盲孔的开口呈广口型，进油阀芯进油孔C1与该盲孔相连通，进油阀芯114安装在盲孔内，进油阀芯114上具有与盲孔的广口型开口相配合的端头，用于盲孔的打开与关闭。进油阀芯114与柱塞套112之间设有进油阀芯回位弹簧113，用于进油阀芯114的回位。
[0065] 出油阀座116上设有出油孔，该出油孔沿出油阀座116轴向设置。在出油孔上设有用于开启和关闭出油孔的钢球117，钢球117位于出油孔与出油阀芯119之间，并且，钢球117与出油阀芯119之间还设有出油阀弹簧118，用于钢球117的回位，在出油阀芯119内开设出油阀芯出油孔E，该出油阀芯出油孔E包括沿出油阀芯119轴向设置的盲孔，以及沿出油阀芯119径向设置的通孔，其径向设置的通孔与轴向设置的盲孔的底部连通。沿出油阀芯119轴向设置的盲孔的开口位于远离出油阀座116一侧。
[0066] 柱塞套112上位于柱塞套进油孔H两侧均设有密封圈122，柱塞套112、泵体125以及密封圈122之间形成环形腔体，泵体进油孔A以及柱塞套进油孔H均与环形腔体相连通。本实施例中的柱塞套112与柱塞111为间隙配合，即柱塞套112与柱塞111之间存在间隙，柱塞套112上设有孔127，孔127连通环形腔体与间隙。柱塞腔D内的液压油进入间隙内起润滑作用，多余的液压油可通过孔127回流到环形腔体内。
[0067] 如图2和图4所示，传动机构包括与电机101通过联轴器102相联接的凸轮轴103，以及滑动设置在泵体125内的滚轮座107，滚轮座107的左端面与柱塞111的右端面相贴合。在壳体105空腔内设有轴瓦124，用于
支撑凸轮轴103。在壳体105空腔内还设有挡圈123，用于防止凸轮轴103的轴向窜动。在壳体105空腔内还设有油封104，用于防止壳体105内的
润滑油外泄。在滚轮座107内设有滚轮106，该滚轮106安装滚轮座107内，且滚轮106有一部分凸出与凸轮轴103中的凸轮相配合。在本实施例中，该凸轮采用的是盘型凸轮，其盘型凸轮共设有三个桃头，三个桃头结构相同且均匀分布；于其他实施例中，桃头的数量可以为一个、两个、四个或其它数量。在滚轮座107与柱塞111之间还设有复位机构，用于柱塞111的复位。其复位机构包括固定联接在滚轮座107上的弹簧座108，弹簧座108与柱塞套112之间设有回位弹簧109，柱塞111靠近滚轮座107的端头上设有卡接部，卡接部与弹簧座108相卡合，滚轮座107与卡接部相贴合。本实施例中的弹簧座108的内部为圆柱形中空结构，滚轮座107与滚轮106安装在弹簧座108内部的圆柱形中空结构内。壳体105上设有一个限位件126，该限位件126伸入至壳体105内，与滚轮座107相配合使用，用于对滚轮座107的限位，使滚轮座107只能左右移动，不能转动。该传动机构的工作原理为：电机101接收到制动控制器7的指令开始转动，通过联轴器102带动凸轮轴103转动，凸轮轴103的盘型凸轮推动滚轮106向左移动，从而推动滚轮座107向左移动，从而推动柱塞111向左移动。当凸轮轴103转动到一定的角度后，盘型凸轮将滚轮106推动至最左端时，继续转动，受回位弹簧109的弹力，将弹簧座108往右推动，弹簧座108推动滚轮座107与柱塞111往右移动。盘型凸轮共设有三个桃头，所以凸轮轴103转动一周带动柱塞111往复运动三次。
[0068] 本发明中柱塞泵制动时的工作原理为：
[0069] 当其他电控系统检测到车辆需要制动时，发送指令到制动控制器7。电机101接收到制动控制器7指令开始转动，通过联轴器102带动凸轮轴103转动，凸轮轴103带动滚轮106向右移动，柱塞腔D内压力下降，低压油从人力缸4通过制动管路经泵体进油孔A、柱塞套进油孔H、进油阀芯出油孔C1、进油阀芯114，快速填满柱塞腔D。凸轮轴103带动滚轮106向左移动，柱塞腔D内的油液压力升高，此压力作用在进油阀芯114左端紧贴进油阀座115，高压油无法通过进油阀芯114进入柱塞套进油孔H实现密封，迫使高压油经进油阀芯出油孔C2、出油阀座116，克服出油阀弹簧118回复力顶开出钢球117，经出油阀芯119、出油接头120、油管至制动车轮制动器，柱塞111如此多次往复运动，产生更多的高压油进入车轮制动器直至产生目标压力。在此阶段电磁阀一直是断开状态，制动管路中的高压油无法通过电磁阀进入到储液罐423内，实现泄压。
[0070] 压力保持阶段：当车轮制动器产生目标压力时，电机101停止转动，钢球117左右两侧也压力均衡，液压油停止流动。在此阶段电磁阀一直是断开状态，制动管路中的高压油无法通过电磁阀进入到储液罐423内，实现泄压。在压力保持阶段，作用到车轮制动器的压力为一个定值，则该车轮制动器内持续保持一个制动压力，因此实现驻车制动。
[0071] 泄压阶段：在制动结束时，制动控制器7发送指令给电机101，停止转动，柱塞111停止左右往复移动，同时制动控制器7发送指令电磁阀，电磁阀打开，高压油通过油管流入储液罐423，实现车轮制动器泄压至零后，发送指令给电磁阀，电磁阀断电。进油阀芯114只受到回位弹簧113的作用力，无法完全密封，泵体进油孔A、柱塞套进油孔H、进油阀芯进油孔C1、柱塞腔D、进油阀芯出油孔C2油液再次互通，各处压力相同。
[0072] 如图5所示，人力缸4包括储液罐423、与储液罐423连通的人力缸缸体、滑动设置于人力缸缸体内的活塞组件以及用于驱动活塞组件滑动的齿条403，齿条403与制动踏板1通过推动杆401连接，推动杆401与制动踏板1通过支承销2连接。在本实施例中，推动杆401与齿条403通过螺母402连接。齿条403与活塞组件之间有一空行程S。
[0073] 人力缸4还包括与人力缸缸体连接的端盖404，端盖404内还设置有与齿条403啮合的齿轮405，齿轮405绕自身轴线的转动经踏板位移传感器3输出转角信号。在本实施例中，人力缸包括第一缸体408与第二缸体422，其为固定连接且相连通，并在连接处设置密封圈411。
[0074] 具体的，活塞组件包括沿其滑动方向设置的第一前活塞413与第二前活塞418、与第一前活塞413连接且与齿条403配合的第一后活塞409以及用于连接第二前活塞418与第一后活塞409的第二后活塞416。第一前活塞413与第一后活塞409通过前螺栓414固定连接，第一前活塞413与第一后活塞409同步运动。第二前活塞418与第二后活塞416通过后螺栓420固定连接，第二前活塞418与第二后活塞416同步运动。第一后活塞409与第二后活塞416应当为滑动连接，在本实施例中，通过在第一后活塞409上设置伸出的杆件，在第二后活塞
416上开设供杆件滑动配合孔来实现。
[0075] 第一前活塞413、第一后活塞409以及第一缸体408的内壁之间形成有第一腔体A1，第一前活塞413、第二后活塞416以及第二缸体422的内壁之间形成有第二腔体D1，第二后活塞416、第二前活塞418以及第二缸体422的内壁之间形成有第三腔体A2，第二前活塞418与第二缸体422的内壁之间形成有第四腔体D2；
[0076] 人力缸缸体上开设有：连通储液罐423与第一腔体A1的第一供液孔B1、连通储液罐423与第二腔体D1的第一补偿孔F1、连通储液罐423与第三腔体A2第二供液孔B2、连通储液罐423与第四腔体D2的第二补偿孔F2、连通第二腔体D1的第一排液孔E1以及连通第四腔体D2的第二排液孔E2；
[0077] 第一前活塞413上设置有第一前皮碗412，第二前活塞418上设置有第二前皮碗419，第一前活塞413与第二后活塞416之间设置有第一弹性件415，第二前活塞418与人力缸缸体的内壁之间设置有第二弹性件421，第一后活塞409与第二后活塞416滑动连接，第一弹性件415处于预压状态下时，第一前皮碗412位于第一供液孔B1与第一补偿孔F1之间，第二弹性件421处于预压状态下时，第二前皮碗419处于第二供液孔B2与第二补偿孔F2之间。同时，人力缸缸体上还设置有限位销407，当第一弹性件415与第二弹性件421处于预压状态下时，第一后活塞409抵靠与限位销407上。第一后活塞409与第二后活塞416上分别设置有第一后皮碗411与第二后皮碗417。
[0078] 作为较好的实施例，第一弹性件415的弹性系数大于第二弹性件421的弹性系数。齿条403与人力缸缸体的内壁之间设置有弹性件406，在本实施例中，弹性件406为
锥形弹簧。第一后活塞409朝向齿条403的一侧开设有插孔，齿条403上具有与插孔相插接配合的抵顶部；弹性件406处于预压状态下时，抵顶部的端面与插孔的底面之间存在空行程S。具体设计为，插孔为圆柱孔，圆柱孔的底面为内凹的球面状，抵顶部为圆柱，端面为凸出的球面状。
抵顶部的球面移动至与内凹的球面相
接触之间的这段距离变为空行程S。
[0079] 该混合制动系统包括以下几种制动方法以及制动力矩矢量控制方法。下面对各功能进行详细说明。
[0080] 1、线控制动模式
[0081] 制动踏板1的行程较小时，系统工作于线控制动模式。踩下制动踏板1时，空行程S逐渐减小。空行程S未完全消除时，踏板力不会传到活塞组件，即制动踏板1与人力缸4以及各车轮制动器处于解耦状态。
[0082] 在小踏板行程的线控制动模式下，右后车轮制动器9、左后车轮制动器10、右前车轮制动器11、左前车轮制动器12所需的制动力通常由柱塞泵提供。具体工作过程为：制动控制器7接收到踏板位移传感器3的信号后计算所需的制动力及电机101的目标电流，并向电机101发送指令使它们转动并输出转矩，通过联轴器102带动凸轮轴103转动，凸轮轴103带动滚轮106向右移动，柱塞腔D内压力下降，低压油从人力缸4通过制动管路经泵体进油孔A、柱塞套进油孔H、进油阀芯出油孔C1、进油阀芯114，快速填满柱塞腔D。凸轮轴103带动滚轮106向左移动，柱塞腔D内的油液压力升高，此压力作用在进油阀芯114左端紧贴进油阀座
115，使高压油无法通过阀芯进入柱塞套进油孔H实现密封，迫使高压油经进油阀芯出油孔C2、出油阀座116，克服出油阀弹簧118回复力顶开出钢球117，经出油阀芯119、出油接头
120、油管至制动车轮制动器，柱塞111如此多次往复运动，产生更多的高压油进入车轮制动器直至产生目标压力；若松开制动踏板1，则此过程中踏板位移传感器3测得的踏板位移减小，制动控制器7据此减小电机101的目标电流，电机101的转矩随之减小；若制动踏板1完全松开，则制动解除，踏板位移传感器3测得的踏板位移为零，制动控制器7据此令电机101停止工作。处于该模式下，电磁阀关闭。
[0083] 2、助力制动模式
[0084] 当制动踏板位移增大到空行程S消除并进一步加大制动踏板位移，踏板力可直接传到人力缸4的活塞组件上并使人力缸4有压力输出，系统工作于助力制动模式。其具体工作过程为：空行程S消除后，S＝0，制动踏板力经支承销2、推动杆401和齿条403作用于活塞组件并使之前移，使得第一前皮碗412与第二前皮碗419分别盖住第一补偿孔F1与第二补偿孔F2，此时第二腔体D1与第四腔体D2建立高压，第一排液孔E1与第二排液孔E2输出压力，该压力经制动管路作用于车轮制动器；制动控制器7根据踏板位移信号和事先设定的助力特性曲线计算出电机101的目标电流并驱动电机101工作；在踏板力和电机转矩的共同作用下，产生的压力经制动管路输出至相应车轮制动器，从而实现助力制动。助力模式时，电磁阀关闭；人力缸4产生的高压油进入柱塞腔，再经柱塞泵加压输出至车轮制动器，直至产生目标压力。当其泄压时，则电磁阀断电，此时车轮制动器经管路与储液罐423联通，4高压油回流至储液罐423，实现泄压；助力制动模式下若松开制动踏板1，踏板力减小，踏板位移传感器3测得的踏板位移减小，制动控制器7据此减小电机101的目标电流，制动器压力下降；若助力制动模式下制动踏板1松开导致空行程S>0，则系统由助力制动模式切换为线控制动模式。
[0085] 3、自主制动模式
[0086] 制动控制器7接收到来自其它电控系统的制动请求时，系统工作于自主制动模式。自主制动模式下的具体工作过程为：制动控制器7根据接收到的来自其它电控系统的制动请求计算出电机101的目标转矩，然后分别向电机101发出转矩命令，控制各柱塞泵工作，从而对制动器实施自主制动。自主制动模式时，电磁阀关闭。当其泄压时，则电磁阀断电，此时制动管路经管路与储液罐423联通，高压油回流至储液罐423，实现泄压；线控制动模式下的控制依据是踏板行程的大小，而自主制动模式下的控制依据是来自其它电控系统的制动请求，除此之外两种模式下的工作过程是相同的。
[0087] 4、失效防护制动模式
[0088] 当制动回路出现故障时，系统工作于失效防护制动模式。
[0089] 若制动控制器7检测到系统出现一个或多个制动回路失效时。以一个制动回路失效时的原理为例，当一个制动回路失效的故障模式下，若接收到来自其它电控系统的制动请求，则首先根据请求的制动减速度大小换算成制动力并分配给未失效制动回路的各车轮，然后控制未失效制动回路的电机101输出转矩，从而实现失效防护制动。
[0090] 5、失效人力备份制动模式
[0091] 当制动控制器7和电源6发生故障线控制动回路失效时，仍可通过人力制动保证一定的制动能力。驾驶员踩下制动踏板1后，通过推动杆401、齿条403推动人力缸4的活塞组件，人力缸4建立起的制动压力经制动管路传至相应车轮制动器，实施人力备份制动。
[0092] 6、控制方法：制动控制器7获取踏板位移传感器3采集的踏板信号、车轮速度传感器采集的当前速度信号(现有技术图中未示出)、当前行驶状态和方向盘转角信号(现有技术图中未示出)，并结合踏板信号及速度信号分析计算每个车轮所需的转速，输出电信号至每个车轮分别对应的柱塞泵的电机101输出转矩产生制动压力，并通过制动管路输出制动压力至相对应车轮制动器对相应车轮的转速进行控制，实现控制模式；
[0093] 7、修正方法：制动控制器7获取车轮速度传感器采集的速度信号，并分析此时车轮的转速，判断此时转速是否与控制模式下的车轮制动器测出的转速一致，若不一致，制动控制器7向转速不一致的车轮相对应柱塞泵的电机101发出转速修正信号，以输出对应的转矩，产生制动压力并通过制动管路将制动压力传递至相应车轮制动器对相应车轮的转速进行修正，实现修正模式。
[0094] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
