CN102717791B - 一种辅助制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车用辅助制动系统。该系统由电控真空助力器、电子控制单元和制动踏板位置传感器组成。电子控制单元通过制动踏板位置传感器感知驾驶员操纵制动踏板的快慢程度，判定驾驶员的制动意图，采用脉宽调制方式控制电控真空助力器上空气电磁阀和真空电磁阀的打开程度，使其提供相应的制动助力。缓慢制动时，辅助制动系统提供的助力幅度较小；快速制动而踏板行程不足时，辅助制动系统自动实施最大制动助力，帮助驾驶员完成紧急制动过程，防止因操作不当导致制动距离过长。

Description

一种辅助制动系统
技术领域
本发明涉及一种用于汽车制动系统中的伺服制动系统，具体涉及一种应用电子控制的辅助制动系统。
背景技术
目前轿车的行车制动系统通常利用真空提供制动助力的伺服制动系统，其中的真空助力器是提供制动助力的器件。常用的真空助力器由前、后壳体合围而成，且用膜片将壳体分成前、后两腔，支撑膜片的托架上开设前、后腔之间的气道，汽车制动时由控制阀上的真空阀将此气道关闭。控制阀上另设空气阀，汽车制动时，空气阀打开，向真空助力器后腔提供大气，膜片两边出现气压差，推动膜片前移提供制动助力。有的真空助力器采用电磁阀来控制真空助力器托架上的真空气道的打开与关闭。驾驶员踩下制动踏板制动时，真空助力器能随踏板的行程提供相应的制动助力。
以上所述的真空助力伺服制动系统，不能有效防止驾驶员在紧急制动时因操作不当导致制动踏板行程不足而致使汽车制动距离延长的情况。
发明内容
本发明针对目前用真空提供制动助力的伺服制动系统的缺点，提供一种电子控制的辅助制动系统，可在紧急制动时而制动踏板行程不足时自动提供最大制动助力。
本发明辅助制动系统由电控真空助力器总成20、电子控制单元ECU13和制动踏板位置传感器14组成。制动踏板位置传感器14是线性电阻器，与制动踏板15同轴转动，并与电子控制单元ECU 13通过导线连接；电控真空助力器总成20上的常开型真空电磁阀8和常闭型空气电磁阀19与电子控制单元ECU 13通过导线连接，并由电子控制单元ECU 13通过脉宽调制的方式控制阀芯的开度来控制进入电控真空助力总成20的后腔B中的空气量，实现不同助力大小的调节。
本发明辅助制动系统的电子控制单元ECU 13通过采集制动踏板位置传感器14上的电信号，根据电信号变化的快慢程度判定驾驶员的制动意图。驾驶员保持制动踏板不动时，电子控制单元ECU 13控制真空电磁阀8和空气电磁阀19均关闭，电控真空助力总成20保持助力的大小；驾驶员紧急制动时，电子控制单元ECU 13使真空电磁阀8关闭，空气电磁阀19打开到最大程度，进入电控真空助力总成20的后腔B中的空气量最大，电控真空助力总成20提供充足的制动助力；驾驶员释放制动踏板时，电子控制单元ECU 13使真空电磁阀8打开，空气电磁阀19关闭电控真空助力总成20的后腔B与外界大气的连接被切断，且通过真空电磁阀8连接发动机进气歧管，电控真空助力总成20的膜片6在膜片回位弹簧3的作用下迅速回位。
本发明辅助制动系统的部件失效时，驾驶员的人力制动通过踏板推杆16、托架10和助力器推杆2直接推动制动主缸活塞进行。
附图说明
图1是本发明辅助制动系统组成示意图。
图2是本发明辅助制动系统制动踏板位置传感器的功能示意图。
图3是本发明辅助制动系统电磁阀脉宽调制PWM控制脉冲示意图。
图4是本发明辅助制动系统真空电磁阀的工作原理示意图。
图5是本发明辅助制动系统空气电磁阀的工作原理示意图。
图6是本发明辅助制动系统工作状态示意图。
附图中标注说明：1-前导体  2-助力器推杆  3-膜片回位弹簧  4-真空管头  5-助力器前壳体  6-膜片  7-空心螺栓  8-真空电磁阀  9-助力器后壳体  10-托架  11-防尘罩  12-支承筒  13-电子控制单元ECU  14-制动踏板位置传感器  15-制动踏板  16-踏板推杆  17-后导体  18-推杆座  19-空气电磁阀  20-电控真空助力器总成  A-前腔  B-后腔
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明辅助制动系统由电控真空助力器总成20、电子控制单元ECU13和制动踏板位置传感器14组成。制动踏板位置传感器14是线性电阻器，与制动踏板15同轴转动，并与电子控制单元ECU 13通过导线连接；电控真空助力器总成20上的常开型真空电磁阀8和常闭型空气电磁阀19与电子控制单元ECU 13通过导线连接，真空电磁阀8与真空管头4均连接发动机进气歧管，空气电磁阀19外接大气。
驾驶员未踩制动踏板15时，真空电磁阀8和空气电磁阀19的线圈均不通电，真空电磁阀8的阀芯处于打开状态，空气电磁阀19的阀芯处于关闭状态，电控真空助力器总成20的前腔A通过真空管头4连接发动机进气歧管，后腔B通过真空电磁阀8连接发动机进气歧管，前后两腔均处于真空状态，膜片6在膜片回位弹簧3的作用下处于原始位置，电控真空助力器总成20不提供制动助力。
驾驶员踩下制动踏板15时，制动踏板位置传感器14一起转动，其输出电信号随制动踏板行程线性变化，如图2所示。电子控制单元ECU 13获取制动踏板位置传感器14信号的大小，并计算出该信号的快慢程度，判别驾驶员的制动意图，对真空电磁阀8和空气电磁阀19输出相应的脉宽调制PWM控制脉冲如图3所示，控制阀芯的打开程度。
如图4a)所示，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8施加占空比为0％的控制脉冲，真空电磁阀8阀芯处于打开状态，此时，电控真空助力器总成20的后腔B与发动机进气歧管连通；如图4b)所示，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8施加占空比为100％的控制脉冲，真空电磁阀8阀芯处于关闭状态，电控真空助力器总成20的后腔B与发动机进气歧管的通路被切断。
如图5a)所示，电子控制单元ECU 13对空气电磁阀19施加占空比为0％的控制脉冲，空气电磁阀19阀芯处于关闭状态，电控真空助力器总成20的后腔B与外界大气的通路被切断；如图5b)所示，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8施加占空比介于0％到100％之间的控制脉冲，空气电磁阀19的阀芯处于相应的打开程度，后腔B与外界大气的通路部分打开，后腔B可进入少量的气体；如图5c)所示电子控制单元ECU 13对空气电磁阀19施加占空比为100％的控制脉冲，空气电磁阀19阀芯处于完全打开状态，电控真空助力器总成20的后腔B与外界大气的通路被完全打开，后腔B可进入最多的气体。
如图6所示，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8施加占空比为100％的控制脉冲，使真空电磁阀8处于关闭状态，对空气电磁阀19施加一定占空比的控制脉冲，外界大气经空气电磁阀19进入电控真空助力器总成20的后腔B，压力升高，与前腔A形成一定的压力差，推动膜片6克服膜片回位弹簧3的作用力移动，提供一定的制动助力。当电子控制单元13通过对制动踏板位置传感器14的信号计算后判断驾驶员实施紧急制动，对空气电磁阀19施加占空比为100％的控制脉冲，使空气电磁阀19完全打开，电控真空助力器总成20的后腔B进入最多的气体，可提供最大助力。
当驾驶员保持制动踏板15不动时，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8施加占空比为100％的控制脉冲，使真空电磁阀8处于关闭状态，而对空气电磁阀19施加占空比为0％的控制脉冲，空气电磁阀19处于关闭状态，电控真空助力器总成20的后腔B处于封闭状态，保持制动助力。
驾驶员松开制动踏板15时，电子控制单元ECU 13对真空电磁阀8和空气电磁阀19施加占空比为0％的控制脉冲，使真空电磁阀8处于打开状态，空气电磁阀19处于关闭状态，电控真空助力器总成20的后腔B与外界大气隔断，并连通发动机进气歧管处于真空状态，与前腔A的压力一致，膜片6回到原始位置。
辅助制动系统的部件失效时，驾驶员通过踏板推杆16、托架10和助力器推杆2直接推动制动主缸活塞进行人力制动。

Claims (3)

1.一种辅助制动系统，由电控真空助力器总成(20)、电子控制单元ECU(13)和制动踏板位置传感器(14)组成，制动踏板位置传感器(14)与制动踏板(15)同轴转动，并与电子控制单元ECU(13)通过导线连接，电控真空助力器总成(20)上的真空电磁阀(8)和空气电磁阀(19)与电子控制单元ECU(13)通过导线连接，其特征在于：所述电控真空助力器总成(20)由助力器前壳体(5)和助力器后壳体(9)合成一个整体，托架(10)和膜片(6)将其分成前、后两个空腔，且托架(10)是一整体，不加工前腔(A)和后腔(B)之间的连接通道；前腔(A)通过真空管头(4)与发动机进气歧管连通，后腔(B)壳体通过空心螺栓(7)在外侧装有真空电磁阀(8)和空气电磁阀(19)，真空电磁阀(8)通过软管连接至发动机进气歧管，空气电磁阀(19)外接大气。
2.根据权利要求1所述的辅助制动系统，其特征在于：真空电磁阀(8)为常开型电磁阀，空气电磁阀(19)是常闭型电磁阀。
3.根据权利要求1所述的辅助制动系统，其特征在于：所述制动踏板位置传感器(14)为线性电阻器。
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