一、混合制动简介
Prius混合动力汽车采用线控制动系统，也称ECB（Electronic Control Brake，简写为ECB），是电子控制制动系统的缩写。ECB系统能根据驾驶员踩制动踏板的程度和所施加的力产生的液压大小计算所需的制动力。液压制动力和再生制动力的分配随车速及制动时间的变化而改变，通过控制液压制动来实现，液压制动和再生制动的总制动力要与驾驶员所需的制动力一致。如果由于系统故障导致再生制动失效，则制动系统会影响控制，结果驾驶员所需的全部制动力都由液压制动系统提供。
［完成任务］请回答以下问题。
（1）什么是线控制动系统？ ____________________。
（2）ECB是什么的缩写？ ____________________。ECB和传统的制动系统的区别是什么？____________________。
二、混合动力汽车ECB的功能
在紧急制动或在易滑路面制动时，ECB系统中的ABS（防抱死制动系统）能防止车轮抱死。EBD（电子制动力分配）利用ABS功能实现前轮和后轮制动力的合理分配。另外，转向制动时，它还能控制左右车轮的制动力，以保持车辆平稳行驶。通过电动机的再生制动和液压的摩擦制动实现再生制动与液压制动的联合控制。ECB中的VSC＋（增强型车辆稳定系统）功能可以防止转向时前轮或后轮急速滑动产生的车辆侧滑，和EPS ECU（电动转向）一起进行联合控制，以便根据车辆的行驶条件提供转向助力。ECB系统的制动助力有两个功能：一是紧急制动时，如果制动踏板力不足，可以增大制动力；二是需要强大制动力时增大制动力。
三、混合制动系统组成
设计上可以取消传统的制动真空助力器，变为采用VSC车辆稳定控制系统的油泵电动机供能，正常制动时，总泵的双腔串联主缸产生的液压不直接作用在轮缸上，而是通过制动行程模拟器的协助，由制动行程传感器和制动压力传感器转换为液压信号来体现驾驶员的制动意图。电控系统通过调整作用于轮缸的制动执行器上液压泵的液压压力，获得实际需要的控制压力。控制系统的ECB ECU和制动防滑控制ECU集成在一起，并和液压制动控制系统（包括带EBD的ABS、制动助力和VSC＋）一起进行综合控制，一般要增加制动控制系统警告灯。
例如相对传统带真空助力的制动系统，日本丰田Prius混合动力汽车的线控制动系统，主要增加了行程模拟器、带有高压蓄能器车辆稳定控制制动执行器、取消真空助力的双腔串联制动总泵和一个备用电源装置，如图6-1所示。
图6-1 丰田Prius混合动力汽车线控制动系统相对传统制动系统新增加的部件
1.行程模拟器
行程模拟器（图6-2）位于总泵和制动执行器之间，它根据制动中驾驶员踏制动踏板的力产生踏板行程。行程模拟器包括弹簧系数不同的两种螺旋弹簧，具有对应于总泵压力的两个阶段的踏板行程特性。
图6-2 行程模拟器
2.备用电源装置
备用电源装置用作备用电源以保证给制动系统稳定地供电。该装置包括28个电容器电池，用于存储车辆电源提供的电量。当车辆电源电压（12V）下降时，电容器电池中的电就会作为辅助电源向制动系统供电。关闭电源开关后，HV系统停止工作时，存储在电容器电池中的电量放出。因此维修中电源开关关闭后，备用电源装置处于放电状态，但电容器中仍有一定的电压。因此，在从车辆上拆下备用电源装置或将其打开检查盒内部之前，一定要检查它的剩余电压，如果必要则使其放电。
Prius的主要组件位置如图6-3所示。
图6-3 Prius的主要组件位置
［完成任务］请完成以下任务。
（1）画出图6-3（a）中制动警告灯和ECB警告灯的符号：__________；ABS故障警告灯的符号：__________；车身稳定系统警告灯符号：__________；防滑指示灯符号：__________。
（2）制动防滑ECU位置：__________。
（3）蜂鸣器的作用：__________。
（4）制动踏板行程传感器的位置和作用：__________。
（5）方向盘转角传感器的作用是：__________。
［完成任务］请根据图6-3（b）完成以下任务。
（1）制动总泵是否有真空助力器？__________。
（2）制动执行器上除了电动机外，还增加了什么？__________。
（3）行程模拟器的作用是什么？行程模拟器上的线束接的是什么元件？__________。
（4）储液罐的位置在哪？__________。
（5）备用电源的位置在哪，其作用是什么？__________。
（6）偏移率和减速度传感器的作用是什么？__________。
四、Prius主组件功能
制动执行器液压源部分包括泵、泵电机、蓄能器、减压阀和蓄能器压力传感器，液压源部分产生并存储制动防滑控制ECU用于控制制动的液压。
蓄能器压力传感器安装在制动执行器中。制动执行器液压控制部分包括2个总泵切断电磁阀、4个增压电磁阀和4个减压电磁阀。2个双位型总泵切断电磁阀由制动防滑控制ECU控制来打开或关闭总泵和轮缸间的通道。4个线性增压电磁阀和4个线性减压电磁阀，它们由制动防滑控制ECU控制以增减轮缸中的液压。总泵压力传感器和轮缸压力传感器都安装在制动执行器中。
制动防滑控制ECU处理各种传感器信号和再生制动信号以便控制再生制动联合控制、带EBD的ABS、VSC＋、制动助力和正常制动。根据各传感器的信号来判断车辆行驶状况，并控制制动执行器动作。
制动总泵：当电源部分出现故障时，制动总泵就直接向轮缸提供液压（由制动踏板产生）。
制动踏板行程传感器：直接检测驾驶员踩下制动踏板的程度。此传感器包括触点式可变电阻器，它用于检测制动踏板行程踩下的程度并发送信号到制动防滑控制ECU，信号采用反向冗余设计，用于检测传感器故障。
ABS警告灯：当制动防滑控制ECU检测到ABS、EBD或制动助力系统中的故障时， ABS警告灯点亮以警告驾驶员。
VSC警告灯：如图6-3所示，当制动防滑控制ECU检测到VSC＋系统中的故障时，VSC警告灯点亮以警告驾驶员。
防滑指示灯：如图6-3所示，当ABS系统、VSC＋系统或电动机牵引力控制工作时，防滑指示灯闪烁来提示驾驶员。
制动控制系统警告灯：如图6-3所示，当制动系统产生不影响制动力的小故障（如再生制动故障）时，该警告灯点亮以警告驾驶员。
制动系统警告灯：如图6-3所示，制动防滑控制ECU检测到制动分配系统的故障时，该警告灯点亮来警告驾驶员。驻车制动打开或制动液液面低时，该警告灯点亮来提示驾驶员。
制动防滑控制警告蜂鸣器：液压或电源部分有故障时，该蜂鸣器连续鸣叫以提示驾驶员。对于装有VSC＋的车型，该蜂鸣器间断鸣叫以提示驾驶员启动VSC＋。
HVECU：收到制动防滑控制ECU的信号后激活再生制动，发送实际再生制动控制值到制动防滑控制ECU。
VSC＋系统工作时，根据制动防滑控制ECU的输出控制请求信号来控制制动力。上坡需要制动助力控制时，HVECU发送后轮制动启动信号到制动防滑控制ECU。
制动液液面警告开关：检测低制动液液面。
Prius的制动执行器包括液压控制和液压源部分。制动执行器中安装有2个总泵压力传感器、4个轮缸压力传感器和1个蓄能器压力传感器、10个液压电磁阀、1个直流电动机。
1.制动执行器液压源
液压源部分包括泵、泵电机、蓄能器、减压阀、2个电机继电器和蓄能器压力传感器，各部分作用如下所述。
蓄能器压力传感器：蓄能器压力传感器持续检测蓄能器中的制动液压力，并发送信号到制动防滑控制ECU。因此，制动防滑控制ECU控制泵电机。
泵和泵电机：采用柱塞泵，泵由电机驱动的凸轮轴带动工作，提供高压液体到蓄能器。
蓄能器：储存泵产生的液压。新款Prius蓄能器的内部和旧车型的相同，充满高压氮气并予以密封。新款Prius上采用了金属波纹管以提高蓄能器的气密性。
减压阀：如果由于蓄能器压力传感器故障导致泵持续工作，则减压阀能使制动液流回储液罐以防止压力过大。
电机继电器包括两种执行不同泵速的继电器：继电器1（低速）和继电器2（高速）。如图6-4所示，通常使用低泵速的继电器1。当由于需要更大液压而使液压迅速降低时，如ABS液压控制时，才使用高泵速的继电器2。如果其中的一个出现故障，则用另一个启动泵。蓄能器压力传感器持续监控蓄能器中的压力并将信号发送到制动防滑控制ECU。如果蓄能器中的压力低于设定值，则制动防滑控制ECU发送启动信号到电机继电器，以便启动泵电机，直到蓄能器中的压力达到设定值。
图6-4 继电器1（低速）和继电器2（高速）控制
如果泵和泵电机意外地持续工作，而使蓄能器中的压力过高或蓄能器传感器出现故障，则减压阀打开使制动液流回储液罐，以降低蓄能器中的压力。
如果蓄能器中的压力异常下降到ECU的设定压力以下，则制动防滑控制ECU点亮制动系统警告灯、制动控制系统警告灯、ABS警告灯和VSC警告灯并使制动防滑控制警告蜂鸣器鸣叫来警告驾驶员制动液压力异常。
2.液压控制部分
如本章第二节中图6-7所示，10个电磁阀和6个压力传感器如下：2个总泵切断电磁阀［（1），（2）］；4个供压阀［（3），（4），（5），（6）］；4个减压阀［（7），（8），（9），（10）］；2个总泵压力传感器［（a），（b）］；4个轮缸压力传感器［（c），（d），（e），（f）］。
总泵切断电磁阀（两位两通常开型）：制动系统启动时，该阀切断总泵和轮缸间的液压通道。
制动系统停止工作或液压源部分有故障时，该阀打开以保持前轮缸液压通道畅通并确保制动有效。但是，这需要用比平常更大的力来踩制动踏板。
增压电磁阀（线性）：增压电磁阀由制动防滑控制ECU控制，它调节蓄能器的液压以便增大轮缸中的液压。
减压电磁阀（线性）：该阀由制动防滑控制ECU控制，调节液压以便降低轮缸的液压。
总泵压力传感器：总泵压力传感器将总泵产生的液压转换为电信号并将电信号发送到制动防滑控制ECU，制动防滑控制ECU判定驾驶员所需的制动力。
轮缸压力传感器：检测作用在各轮缸上的液压，并将这些信号以反馈的形式发送到制动防滑控制ECU。因此，制动防滑控制ECU监控各轮缸的液压并控制增压电磁阀和减压电磁阀以获得最优的轮缸压力。
五、电机再生制动
驱动桥内的主减速器和电机以机械方式连接在一起，驱动轮带动发电机转子转动而发电。这种联合控制提供再生制动和液压制动的总制动力。这样的控制能够最大限度地减少正常液压制动的动能损失，并把这些动能转化为电能。结构设计上增大电机功率有利增大再生制动力。
例如日本丰田Prius混合动力汽车的永磁电动/发电机（MG2）的永磁转子在车轮的带动下扫描定子，当然发电的电压不会超过当时外界施加的外电压。通过混合动力电脑HV ECU控制换流开关元件的斩波时间，实现“斩波发电”。
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