CN103496365A - 一种电动辅助液压制动总泵 - Google Patents

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孙庆勇
朱建国
孙建兴
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Abstract

本发明提供一种电动辅助液压制动总泵，包括机械部分和电气部分，所述机械部分包括：制动泵体、活塞、螺杆、螺纹推杆和制动踏板；所述电气部分包括：制动液压力传感器、制动电机、踏板位移传感器和制动控制器；所述活塞和螺纹推杆依次滑设于所述制动泵体内；所述踏板位移传感器靠近所述制动踏板与汽车车体的铰接处设置；所述制动控制器的信号输入端与所述制动液压力传感器和所述踏板位移传感器相连、信号输出端与所述制动电机相连，构成闭环控制系统。发明可以通过电力驱动使制动泵的液压油腔内产生油压，有效降低驾驶员踩下制动踏板时所需的踩踏力，还可以在电气系统失效时通过人力驱动，保证汽车制动器正常工作。

Description

一种电动辅助液压制动总泵
技术领域
本发明涉及一种液压制动系统，具体涉及一种电动辅助液压制动总泵。
背景技术
制动系统是车辆行驶中所必备的部分，它能够在行驶过程中发生意外状况时，使车辆及时减速甚至停止，以保证行车安全。汽车尤其是乘用车中多采用液压制动系统，制动时，驾驶员踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞使制动主缸内的油液在一定压力的作用下流入制动轮缸，然后通过轮缸活塞推动摩擦片紧压在制动鼓圆柱面或者制动盘表面上，由此，不旋转的制动片对旋转的制动鼓或者制动盘作用，产生一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓或制动盘将该例句传递到车轮上，由于车轮与地面之间有附着作用，车轮则会对地面产生一个向前的制动力，相应的，地面也会对车轮产生一个向后的作用力即制动力，制动力由车轮传递给整个车身，使车轮产生一定的减速度。
由于车辆制动时所需的制动力矩较大，而摩擦片与制动鼓或制动盘之间的摩擦系数有限，所以液压管路里的压力较大，这就使得驾驶员在踩下制动踏板以求产生上述所需的制动油压时所需体力也较大，在频繁起动和停车等待的城市道路行驶时，驾驶员极易产生疲劳感。
为方便驾驶员的操作，现有的汽车上都装有真空助力器，以辅助驾驶员进行制动操作，但增加了制动系统机械部分的复杂程度，且制动时所需的踩踏力依然很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种省去真空助力器的电动辅助液压制动总泵，降低汽车底盘总重量和制动系统机械部分的复杂程度，减小制动时所需踩踏力。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种电动辅助液压制动总泵，包括机械部分和电气部分，
其中，所述机械部分包括：制动泵体、活塞、螺杆、螺纹推杆和制动踏板；
所述电气部分包括：制动液压力传感器、制动电机、踏板位移传感器和制动控制器；
所述活塞和螺纹推杆依次滑设于所述制动泵体内，所述制动液压力传感器设于所述制动泵体内的液压油腔内；
所述踏板位移传感器靠近所述制动踏板与汽车车体的铰接处设置；
所述制动电机的输出端连接有所述螺杆；
所述制动控制器的信号输入端与所述制动液压力传感器和所述踏板位移传感器相连、信号输出端与所述制动电机相连，构成闭环控制系统。
其中，所述机械部分还包括与所述制动踏板铰接的踏板行程模拟器。
其中，所述机械部分还包括制动泵推杆，所述螺纹推杆中空，所述制动泵推杆的一端滑设于所述螺纹推杆的中心孔内，另一端伸出所述制动泵体后与所述制动踏板铰接。
其中，所述电气部分还包括为所述制动电机供电的蓄电池。
进一步，所述螺纹推杆为外表面加工有齿条的圆筒本体。
发明涉及的工作过程主要包括两种驱动模式：
一、电动驱动模式：驾驶员踩下制动踏板，踏板行程模拟器根据制动踏板踩下的深度产生一个反作用力，供驾驶员及时能够感知制动力的大小；
踏板位移传感器将采集到的信号传递到制动控制器中，制动控制器通过查表得出产生该制动踏板位移时液压泵内相应的制动液压力，并将此值作为目标压力值，并将该目标压力值与制动液压力传感器测得的实际压力值进行比较；
当目标压力值大于实际压力值时，制动电机正向转动，通过螺杆和螺纹推杆构成的螺旋传动副将旋转运动转化为螺纹推杆的直线运动，从而推动活塞压迫制动泵体内油液压力增大到目标压力值；
当目标压力值小于实际压力值时，制动电机反转，制动减轻或解除。
电机运动的快慢由踩下制动踏板的快慢决定，踏板位移传感器采集的信号为时间域信号，可通过此信号获得制动踏板移动过程所用的时间长度，结合制动泵体内径、螺旋传动副的传动比等参数，计算出制动电机应有的转速，从而调节制动电机的PWM输入信号，以调节制动电机的转速。
二、人力驱动模式：当电气系统发生故障，制动电机不能通过螺杆驱动螺纹推杆推动活塞时，螺纹推杆不动；此时，踏板行程模拟器自动失效，制动踏板直接带动推杆推动活塞运动，使主缸内制动液产生压力，保证制动器正常工作。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，可以通过电力驱动使制动泵的液压油腔内产生油压，有效降低驾驶员踩下制动踏板时所需的踩踏力，还可以在电气系统失效时通过人力驱动，保证汽车制动器正常工作。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构简图；
图2为本发明实施例一的机械部分的结构示意图；
图3为本发明实施例一中螺纹推杆的结构示意图。
附图标记说明：
1、制动液压力传感器；
2、制动泵体；2a、活塞；
3、制动电机；3a、螺杆；
4、踏板行程模拟器；
5、制动踏板；
6、踏板位移传感器；
7、制动控制器；
8、制动泵推杆；
9、蓄电池；
10、螺纹推杆；100、圆筒本体；101、齿条。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的汽车制动系统重量大、结构复杂、需踩踏力较大的问题，提供一种电动辅助液压制动总泵。
如图1、图2所示，本发明的实施例提供一种电动辅助液压制动总泵，包括机械部分和电气部分，
其中，所述机械部分包括：制动泵体2、活塞2a、螺杆3a、螺纹推杆10、踏板行程模拟器4、制动泵推杆8和制动踏板5。
所述电气部分包括：制动液压力传感器1、制动电机3、踏板位移传感器6、制动控制器7和蓄电池9。
所述活塞2a和螺纹推杆10依次滑设于所述制动泵体2内，所述制动液压力传感器1设于所述制动泵体2的液压油腔内。
所述踏板位移传感器6靠近所述制动踏板5与汽车车体的铰接处设置。
所述制动电机3的输出端连接有所述螺杆3a。
所述踏板行程模拟器4与所述制动踏板5铰接。
所述螺纹推杆10为外表面加工有齿条101的圆筒本体100（见图3），所述制动泵推杆8的一端滑设于所述圆筒本体的中心孔内，另一端伸出所述制动泵体2后与所述制动踏板5铰接。
所述蓄电池9为所述制动电机3供电。
所述制动控制器7的信号输入端与所述制动液压力传感器1和所述踏板位移传感器6相连、信号输出端与所述制动电机3相连，构成闭环控制系统，实现对制动泵体2内油液压力的闭环控制。
发明实施例一涉及的工作过程主要包括两种驱动模式：
一、电动驱动模式：驾驶员踩下制动踏板，踏板行程模拟器根据制动踏板踩下的深度产生一个反作用力，供驾驶员及时能够感知制动力的大小；
踏板位移传感器将采集到的信号传递到制动控制器中，制动控制器通过查表得出产生该制动踏板位移时液压泵内相应的制动液压力，并将此值作为目标压力值，并将该目标压力值与制动液压力传感器测得的实际压力值进行比较；
当目标压力值大于实际压力值时，制动电机正向转动，通过螺杆和螺纹推杆构成的螺旋传动副将旋转运动转化为螺纹推杆的直线运动，从而推动活塞压迫制动泵体内油液压力增大到目标压力值；
当目标压力值小于实际压力值时，制动电机反转，制动减轻或解除。
电机运动的快慢由踩下制动踏板的快慢决定，踏板位移传感器采集的信号为时间域信号，可通过此信号获得制动踏板移动过程所用的时间长度，结合制动泵体内径、螺旋传动副的传动比等参数，计算出制动电机应有的转速，从而调节制动电机的PWM输入信号，以调节制动电机的转速。
二、人力驱动模式：当电气系统发生故障，制动电机不能通过螺杆驱动螺纹推杆推动活塞时，螺纹推杆不动；此时，踏板行程模拟器自动失效，制动踏板直接带动推杆推动活塞运动，使主缸内制动液产生压力，保证制动器正常工作。
发明可以通过电力驱动使制动泵的液压油腔内产生油压，有效降低驾驶员踩下制动踏板时所需的踩踏力，还可以在电气系统失效时通过人力驱动，保证汽车制动器正常工作。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动辅助液压制动总泵，其特征在于，包括机械部分和电气部分，
其中，所述机械部分包括：制动泵体、活塞、螺杆、螺纹推杆和制动踏板；
所述电气部分包括：制动液压力传感器、制动电机、踏板位移传感器和制动控制器；
所述活塞和螺纹推杆依次滑设于所述制动泵体内，所述制动液压力传感器设于所述制动泵体内的液压油腔内；
所述踏板位移传感器靠近所述制动踏板与汽车车体的铰接处设置；
所述制动电机的输出端连接有所述螺杆；
所述制动控制器的信号输入端与所述制动液压力传感器和所述踏板位移传感器相连、信号输出端与所述制动电机相连，构成闭环控制系统。
2.根据权利要求1所述的电动辅助液压制动总泵，其特征在于，所述机械部分还包括与所述制动踏板铰接的踏板行程模拟器。
3.根据权利要求1所述的电动辅助液压制动总泵，其特征在于，所述机械部分还包括制动泵推杆，所述螺纹推杆中空，所述制动泵推杆的一端滑设于所述螺纹推杆的中心孔内，另一端伸出所述制动泵体后与所述制动踏板铰接。
4.根据权利要求1所述的电动辅助液压制动总泵，其特征在于，所述电气部分还包括为所述制动电机供电的蓄电池。
5.根据权利要求1或3所述的电动辅助液压制动总泵，其特征在于，所述螺纹推杆为外表面加工有齿条的圆筒本体。
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