CN102442292A - 一种制动系统电动助力装置及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制动系统电动助力装置及其运行方法，包括压力传感器，控制器总成，执行机构和直驱电机，其中，所述压力传感器连接制动踏板并用于采集来自制动踏板的压力信号，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至所述压力传感器，并用于接收压力信号和进行逻辑运算，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至直驱电机，并用于将逻辑运算得到的控制信号发给直驱电机，所述直驱电机驱动连接至执行机构，并驱动执行机构从而实现电动助力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动系统领域，具体涉及一种制动系统电动助力装置及其运行方法。
背景技术
电动汽车是汽车发展的趋势，相对与传统的汽油发动机汽车，电动汽车不能提供制动系统真空助力装置所需的真空源，所以需要开发新的助力装置替代原有的真空助力装置。目前，在已知技术中，与本发明技术效果相近似的技术材料有：
1、CN200710111537.5一种电动助力制动系统，它主要的结构是由电机，减速机构，传动机构和控制器，电机的输出轴与减速机构的输入端连接，减速机构输出端连接传动机构，控制器用于感应车辆制动踏板的动作，并根据车辆制动踏板的动作控制电机工作。通过这个技术我们可以实现在电动汽车上实现助力作用，但是它的缺点是不能提供理想的踏板脚感和在紧急制动时不能提供的制动辅助功能，与本发明内容有较大区别。
2、CN200680035496.X电动助力装置，它主要的结构是一种电动助力装置，根据输入部件的绝对位移量来控制位移量以使输入部件与助力部件的相对位移可变。通过结构可以得到希望的各种制动特性，能进行制动感觉的改善。但是它的缺点是进行计算时只是将输入部件的绝对位移量作为计算依据，对制动系统其他部件需液量的一致性要求比较高。而本发明将输入部件的位移量和力作为输入条件，能够更精确的计算出助力装置所需要提供的助力大小，且本发明增加了在紧急制动时的制动辅助BA功能。
随着新能源汽车和电动汽车的发展受到政府的大力支持和各大主机厂的大力投入，新能源汽车和电动汽车会逐渐取代现有的汽油和柴油式汽车，逐渐成为一种趋势。而对于制动系统来说，没有了发动机所提供的真空源，则需要寻找新的真空源或其他助力装置，来帮助驾驶员制动时所需要的踏板力。
发明内容
本发明的目的在于给汽车提供一种制动系统电动助力装置，该电动助力装置能够完全取代传统汽车的真空助力装置，能够通过控制器的精确算法，提供给驾驶员理想制动感觉和助力效果，在紧急制动时具有制动辅助功能，减短制动距离，提高驾驶安全性。
一种电动助力机构，能够完全取代原有的真空助力机构，另外本发明机构能够通过控制算法更好的满足理想的制动踏板要求。同时本发明能够提供制动辅助功能，当驾驶员在紧急制动时，该机构能够判断驾驶员的意图，瞬间增大制动力，减短制动距离，提高汽车安全性能。电动助力装置包含压力传感器，控制器，执行机构和直驱电机，压力传感器采集来自制动踏板的信号，控制器根据踏板信号经过逻辑运算，将控制信号发给直驱电机，直驱电机驱动执行机构，实现电动助力。
本发明的制动系统电动助力装置，包括输入部件，输出部件，壳体总成，位移传感器，压力传感器，控制器，执行机构和直驱电机。输入部件与制动踏板连接，输出部件与制动主缸相连。位移传感器和压力传感器通过输入部件采集踏板的信号，该信号通过线束发送给控制器，控制器通过逻辑运算之后，将控制信号发给直驱电机，直驱电机驱动执行机构，实现电动助力。执行机构带动输出部件前进，输出部件由输入部件的踏板力和执行结构的助力共同作用下推动制动主缸前进，产生液压力。控制器可以通过位移和压力信号对驾驶员是否紧急制动进行判断，当判断驾驶员进行紧急制动时，控制器会控制电机及执行机构瞬间增大助力，提高制动液压力，缩短制动距离。
具体技术方案如下：
一种制动系统电动助力装置，包括压力传感器，控制器总成，执行机构和直驱电机，其中，所述压力传感器连接制动踏板并用于采集来自制动踏板的压力信号，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至所述压力传感器，并用于接收压力信号和进行逻辑运算，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至直驱电机，并用于将逻辑运算得到的控制信号发给直驱电机，所述直驱电机驱动连接至执行机构，并驱动执行机构从而实现电动助力。
进一步地，还包括输入部件，其与制动踏板连接，安装在压力传感器和制动踏板之间，制动踏板通过该输入部件向压力传感器输入压力。
进一步地，输入部件相对于助力装置的轴向可以进行正负度的旋转。
进一步地，还包括输出部件，其与制动主缸相连，执行机构配合连接至输出部件，执行机构的转动带动输出部件的直线运动并对输出部件产生助力。
进一步地，所述执行机构带动输出部件前进，所述输出部件由输入部件的踏板力和执行结构的助力共同作用下推动制动主缸前进，产生液压力。
进一步地，所述执行机构与输出部件通过螺杆和螺套结构配合连接
进一步地，还包括位移传感器，其一端固定，另一端与输入部件相连并随输入部件同步轴向移动，当驾驶员踩制动踏板时，位移传感器用于采集输入部件的相对位移量的位移信号。
进一步地，所述位移传感器通过连接线束或者无线连接至控制器总成，并用于将位移信号传递至控制器总成。
进一步地，所述控制器总成通过线束连接至直驱电机，并通过线束或者无线连接接收位移信号和压力信号，其用于进行逻辑运算，得到需要提供的助力大小，再通过计算转换成直驱电机所需要的电流大小，控制器总成根据逻辑运算的结果通过线束发送给直驱电机。
上述制动系统电动助力装置的运行方法，采用如下步骤：
(1)当驾驶员制动时，控制器接收到位移传感器和压力传感器的位移和压力信号；
(2)控制器根据位移和压力信号判断驾驶员的刹车意图；
(3)当驾驶员踩踏板时的力和速度小于设定的门限值时，控制器则判断驾驶员意图为常规制动，根据车型制动时所需理想踏板力的需求，控制器计算出助力装置所需要提供的助力大小，提供给电机相应的电流，进行助力作用；
(4)当控制器根据信号计算出驾驶员踩踏板的速度和力度超过设定的门限值时，则判断驾驶员的意图为紧急制动，此时控制器根据控制算法，瞬间增大电机的输出功率，增加输出部件的输出力，使制动主缸瞬间增大液压力，实现制动辅助BA功能。
与目前现有技术相比，本发明通过控制算法，能够提供给驾驶员理想的驾驶脚感，另外本发明机构中含有制动辅助功能，能够在紧急制动的情况下，能够瞬间增大制动力，减短制动距离，提高汽车的安全性。
附图说明
图1是本发明制动系统电动助力装置内部结构示意图；
图2是本发明电动助力装置的控制系统及流程框图；
在附图中：1-制动踏板，2-输入部件，3-位移传感器，4-压力传感器，5-连接线束，6-控制器总成，7-直驱电机，8-执行机构，9-输出部件，10-壳体总成，11-制动主缸总成。
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
如图1所示，本发明的助力装置由输入部件2，位移传感器3，压力传感器4，连接线束5.控制器总成6，直驱电机7，执行机构8，输出部件9和壳体总成10组成。输入部件2和制动踏板1相连，该输入部件2相对于助力装置的轴向可以进行正负5度的旋转。位移传感器3一端固定，另一端与输入部件2相连，随输入部件2同步轴向移动，当驾驶员踩制动踏板1时，位移传感器3会采集输入部件2的相对位移量，再通过连接线束5将位移信号传递给控制器6。压力传感器4安装于输入部件2和输出部件9之间，当驾驶员进行制动时，压力传感器4会检测到输入部件2的输入力，并将输入力的信号通过连接线束5发送给控制器6。控制器6根据接收到位移信号和压力信号，进行逻辑运算，根据不同车型制动时的理论理想踏板力计算出助力装备所需要提供的助力大小，再通过计算转换成电机所需要的电流大小。控制器6根据逻辑运算的结果通过线束发送给直驱电机7。直驱电机7的转动带动执行机构8工作，执行机构8与输出部件9通过螺杆和螺套结构配合连接，执行机构8的转动带动输出部件9的直线运动，对输出部件9产生助力，则输出部件9的输出力为驾驶员踩踏板时的输入力与电动助力之和。
如图2电动装置的控制系统及流程框图所示。当驾驶员制动时，控制器6会接收到位移传感器3和压力传感器4的位移和压力信号，控制器6根据位移和压力信号判断驾驶员的刹车意图。当驾驶员踩踏板时的力和速度小于设定的门限值时，控制器则会判断驾驶员意图为常规制动，根据车型制动时所需理想踏板力的需求，控制器6计算出助力装置所需要提供的助力大小，提供给电机7相应的电流，进行助力作用。当控制器6根据信号计算出驾驶员踩踏板的速度和力度超过设定的门限值时，则会判断驾驶员的意图为紧急制动，此时控制器会根据控制算法，瞬间增大电机的输出功率，增加输出部件9的输出力，使制动主缸瞬间增大液压力，实现制动辅助BA功能，能够减短制动距离，提高驾驶安全性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制动系统电动助力装置，其特征在于，包括压力传感器，控制器总成，执行机构和直驱电机，其中，所述压力传感器连接制动踏板并用于采集来自制动踏板的压力信号，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至所述压力传感器，并用于接收压力信号和进行逻辑运算，所述控制器总成通过连接线束或者无线连接至直驱电机，并用于将逻辑运算得到的控制信号发给直驱电机，所述直驱电机驱动连接至执行机构，并驱动执行机构从而实现电动助力。
2.如权利要求1所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，还包括输入部件，其与制动踏板连接，安装在压力传感器和制动踏板之间，制动踏板通过该输入部件向压力传感器输入压力。
3.如权利要求2所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，输入部件相对于助力装置的轴向可以进行正负度的旋转。
4.如权利要求1-3中任一项所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，还包括输出部件，其与制动主缸相连，执行机构配合连接至输出部件，执行机构的转动带动输出部件的直线运动并对输出部件产生助力。
5.如权利要求4所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，所述执行机构带动输出部件前进，所述输出部件由输入部件的踏板力和执行结构的助力共同作用下推动制动主缸前进，产生液压力。
6.如权利要求4或5所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，所述执行机构与输出部件通过螺杆和螺套结构配合连接。
7.如权利要求1-6中任一项所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，还包括位移传感器，其一端固定，另一端与输入部件相连并随输入部件同步轴向移动，当驾驶员踩制动踏板时，位移传感器用于采集输入部件的相对位移量的位移信号。
8.如权利要求7所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，所述位移传感器通过连接线束或者无线连接至控制器总成，并用于将位移信号传递至控制器总成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的制动系统电动助力装置，其特征在于，所述控制器总成通过线束连接至直驱电机，并通过线束或者无线连接接收位移信号和压力信号，其用于进行逻辑运算，得到需要提供的助力大小，再通过计算转换成直驱电机所需要的电流大小，控制器总成根据逻辑运算的结果通过线束发送给直驱电机。
10.如权利要求1-9所述制动系统电动助力装置的运行方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)当驾驶员制动时，控制器接收到位移传感器和压力传感器的位移和压力信号；
(2)控制器根据位移和压力信号判断驾驶员的刹车意图；
(3)当驾驶员踩踏板时的力和速度小于设定的门限值时，控制器则判断驾驶员意图为常规制动，根据车型制动时所需理想踏板力的需求，控制器计算出助力装置所需要提供的助力大小，提供给电机相应的电流，进行助力作用；
(4)当控制器根据信号计算出驾驶员踩踏板的速度和力度超过设定的门限值时，则判断驾驶员的意图为紧急制动，此时控制器根据控制算法，瞬间增大电机的输出功率，增加输出部件的输出力，使制动主缸瞬间增大液压力，实现制动辅助BA功能。
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