CN109606340B - 一种具有备份制动系统的电子机械制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有备份制动系统的电子机械制动系统，包括有制动主缸、储油缸、踏板感觉模拟器、执行机构和控制单元，其中制动主缸通过管路与储油缸和踏板感觉模拟器相连通，执行机构上装配有电机和制动轮缸，制动主缸通过管路与制动轮缸相连通，储油缸也通过管路与执行机构上的制动轮缸相连通，执行机构上的电机与控制单元相连接并由控制单元控制工作。有益效果：实现了现有电子机械制动系统所不具备的备份功能，大大的提高了可靠性。

Description

一种具有备份制动系统的电子机械制动系统
本发明涉及一种电子机械制动系统，特别涉及一种具有备份制动系统的电子机械制动系统。
背景技术
目前，电子机械制动系统与传统制动系统在结构上相比，电子机械制动系统摒弃了制动主缸、真空助力器和液压管路,响应速度更快，传动效率更高，汽车的操纵稳定性得到了提升。同时电子机械制动系统增加了和其他汽车的连接性，使更高级功能的牵引控制和汽车稳定控制变得更加简单。但是目前市场现有的电子机械制动系统做为一套全新的制动系统，没有其他备份制动系统，这使汽车的安全性能大大降低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的电子机械制动系统缺少其他备份系统、可靠性较低的问题，而提供的一种具有备份制动系统的电子机械制动系统。
本发明提供的具有备份制动系统的电子机械制动系统包括有制动主缸、储油缸、踏板感觉模拟器、执行机构和控制单元，其中制动主缸通过管路与储油缸和踏板感觉模拟器相连通，执行机构上装配有电机和制动轮缸，制动主缸通过管路与制动轮缸相连通，储油缸也通过管路与执行机构上的制动轮缸相连通，执行机构上的电机与控制单元相连接并由控制单元控制工作。
制动主缸的内腔中装配有第一活塞和第二活塞，第二活塞把制动主缸的内腔分割成第一腔体和第二腔体，第一活塞能够在第一腔体内进行滑动，第一活塞的后端连接有推杆，推杆的后端连接有制动踏板，制动踏板在踩踏过程中通过推杆使第一活塞在第一腔体内进行滑动，在第一活塞行程的第一腔体的侧壁上装配有踏板位移传感器，踏板位移传感器与控制单元相连接，踏板位移传感器能够把第一活塞的实时位移数据传输给控制单元，第二活塞的前端与第二腔体端头的内侧壁之间设有回位弹簧，第一腔体通过管路与踏板感觉模拟器相连通，连接管路上设有第一电磁阀，第一腔体通过管路与储油缸相连通，连接管路上设有第一单向阀，第二腔体通过管路与执行机构上的制动轮缸相连通，连接管路上设有第二电磁阀，第二腔体通过管路与储油缸相连通，连接管路上设有第二单向阀，前述的第一电磁阀、第一单向阀、第二电磁阀和第二单向阀均与控制单元相连接并由控制单元控制工作。
储油缸通过两条管路与执行机构上的制动轮缸相连通，其中一条连接管路上设有第三电磁阀，另一条连接管路上设有第四电磁阀，第三电磁阀和第四电磁阀均与控制单元连接并由控制单元控制工作。
执行机构设置有四个，每个执行机构均包括有电机、制动轮缸、制动盘和摩擦衬片，制动轮缸由电机驱使进行移动，制动盘设在制动轮缸的后端，制动盘与制动轮缸之间夹设有摩擦衬片，制动盘与箱体后端的内侧壁之间也夹设有摩擦衬片，制动轮缸内装配有密封塞，密封塞的外表面与制动轮缸腔体的内表面之间装配有第一密封圈，制动轮缸的外表面与箱体的内壁之间装配有第二密封圈，电机与控制单元连接并由控制单元控制工作。
制动轮缸的前端设有滚珠丝杠，滚珠丝杠螺接有螺母，螺母的后端与制动轮缸的缸体前端相连接，滚珠丝杠和螺母形成滚珠丝杠副，滚珠丝杠的前端固连有行星架，行星架的内壁设有齿圈，行星架内壁的齿圈同时与三个行星齿轮相啮合，三个行星齿轮还与中间设置的齿轮轴相啮合，齿轮轴为电机的输出轴，电机通过齿轮轴和行星架驱使滚珠丝杠带动螺母和制动轮缸进行前后移动。
控制单元为ECU。
电机为直流无刷电动机。
上述的电机、踏板位移传感器、第一电磁阀、第一单向阀、第二电磁阀、第二单向阀、第三电磁阀、第四电磁阀和ECU均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
本发明的工作原理：
第一种工况：在常规制动工况下，即电机通电、不失效状态下的制动过程如下：
第一电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀处于打开状态，第二电磁阀处于关闭状态。当驾驶人踩下制动踏板时，推杆推动制动主缸内的第一活塞，由于第二电磁阀处于关闭状态，且第一单向阀和第二单向阀为储油缸向第一腔体和第二腔体单向导通。所以第一活塞推动制动液进入踏板感觉模拟器，使驾驶人形成踏板感觉。此时踏板位移，传感器测得踏板位移反馈给ECU的控制单元，从而计算四个车轮的电机应当产生的转矩，电机经过行星齿轮和行星架将动力传输给滚珠丝杠带动制动轮缸的轴向运动后推动摩擦衬片夹紧制动盘以实现制动。
第二种工况：在常规制动系统失效，即电机断电或失效时，备份系统启动：
第一电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀处于关闭状态，第二电磁阀处于打开状态。当驾驶人踩下制动踏板时，推杆推动第一活塞，第一腔体是密封状态，第一活塞通过制动液推动第二活塞，第二活塞将第二腔体中的制动液从制动主缸的出油孔经过管路推进四个有第一密封圈、密封塞和制动轮缸围成的液压腔中，此时密封塞紧靠在滚珠丝杠的后端不动，制动液推动制动轮缸的轴向运动推动摩擦衬片夹紧制动盘以实现紧急制动，此时第一密封圈起到密封、回位的作用。
本发明的有益效果：
本发明提供的具有备份制动系统的电子机械制动系统实现了现有电子机械制动系统所不具备的备份功能，大大的提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明所述制动系统整体结构示意图。
图2为本发明所述执行机构结构示意图。
图3为本发明所述行星架断面结构示意图。
上图中的标注如下：
1、制动主缸 2、储油缸 3、踏板感觉模拟器 4、执行机构
5、控制单元 6、电机 7、制动轮缸 8、第一活塞 9、第二活塞
10、第一腔体 11、第二腔体 12、推杆 13、制动踏板
14、踏板位移传感器 15、回位弹簧 16、第一电磁阀 17、第一单向阀
18、第二电磁阀 19、第二单向阀 20、第三电磁阀 21、第四电磁阀
22、密封塞 23、第一密封圈 24、第二密封圈 25、滚珠丝杠
26、行星架 27、行星齿轮 28、齿轮轴 29、制动盘 30、摩擦衬片
31、螺母。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示：
本发明提供的具有备份制动系统的电子机械制动系统包括有制动主缸1、储油缸2、踏板感觉模拟器3、执行机构4和控制单元5，其中制动主缸1通过管路与储油缸2和踏板感觉模拟器3相连通，执行机构4上装配有电机6和制动轮缸7，制动主缸1通过管路与制动轮缸7相连通，储油缸2也通过管路与执行机构4上的制动轮缸7相连通，执行机构4上的电机6与控制单元5相连接并由控制单元5控制工作。
制动主缸1的内腔中装配有第一活塞8和第二活塞9，第二活塞9把制动主缸1的内腔分割成第一腔体10和第二腔体11，第一活塞8能够在第一腔体10内进行滑动，第一活塞8的后端连接有推杆12，推杆12的后端连接有制动踏板13，制动踏板13在踩踏过程中通过推杆12使第一活塞8在第一腔体10内进行滑动，在第一活塞8行程的第一腔体10的侧壁上装配有踏板位移传感器14，踏板位移传感器14与控制单元5相连接，踏板位移传感器14能够把第一活塞8的实时位移数据传输给控制单元5，第二活塞9的前端与第二腔体11端头的内侧壁之间设有回位弹簧15，第一腔体10通过管路与踏板感觉模拟器3相连通，连接管路上设有第一电磁阀16，第一腔体10通过管路与储油缸2相连通，连接管路上设有第一单向阀17，第二腔体11通过管路与执行机构4上的制动轮缸7相连通，连接管路上设有第二电磁阀18，第二腔体11通过管路与储油缸2相连通，连接管路上设有第二单向阀19，前述的第一电磁阀16、第一单向阀17、第二电磁阀18和第二单向阀19均与控制单元5相连接并由控制单元5控制工作。
储油缸2通过两条管路与执行机构4上的制动轮缸7相连通，其中一条连接管路上设有第三电磁阀20，另一条连接管路上设有第四电磁阀21，第三电磁阀20和第四电磁阀21均与控制单元5连接并由控制单元5控制工作。
执行机构4设置有四个，每个执行机构4均包括有电机6、制动轮缸7、制动盘29和摩擦衬片30，制动轮缸7由电机驱使进行移动，制动盘29设在制动轮缸7的后端，制动盘29与制动轮缸7之间夹设有摩擦衬片30，制动盘29与箱体后端的内侧壁之间也夹设有摩擦衬片30，制动轮缸7内装配有密封塞22，密封塞22的外表面与制动轮缸7腔体的内表面之间装配有第一密封圈23，制动轮缸7的外表面与箱体的内壁之间装配有第二密封圈24，电机6与控制单元5连接并由控制单元5控制工作。
制动轮缸7的前端设有滚珠丝杠25，滚珠丝杠25螺接有螺母31，螺母31的后端与制动轮缸7的缸体前端相连接，滚珠丝杠25和螺母31形成滚珠丝杠副，滚珠丝杠25的前端固连有行星架26，行星架26的内壁设有齿圈，行星架26内壁的齿圈同时与三个行星齿轮27相啮合，三个行星齿轮27还与中间设置的齿轮轴28相啮合，齿轮轴28为电机6的输出轴，电机6通过齿轮轴28和行星架26驱使滚珠丝杠25带动螺母31和制动轮缸7进行前后移动。
控制单元5为ECU。
电机6为直流无刷电动机。
上述的电机6、踏板位移传感器14、第一电磁阀16、第一单向阀17、第二电磁阀18、第二单向阀19、第三电磁阀20、第四电磁阀21和ECU均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。
本发明的工作原理：
第一种工况：在常规制动工况下，即电机6通电、不失效状态下的制动过程如下：
第一电磁阀16、第三电磁阀20和第四电磁阀21处于打开状态，第二电磁阀18处于关闭状态。当驾驶人踩下制动踏板13时，推杆12推动制动主缸1内的第一活塞8，由于第二电磁阀18处于关闭状态，且第一单向阀17和第二单向阀19为储油缸2向第一腔体10和第二腔体11单向导通。所以第一活塞8推动制动液进入踏板感觉模拟器3，使驾驶人形成踏板感觉。此时，踏板位移传感器14测得踏板位移反馈给ECU的控制单元5，从而计算四个车轮的电机6应当产生的转矩，电机6经过行星齿轮27和行星架26将动力传输给滚珠丝杠25带动制动轮缸7的轴向运动后推动摩擦衬片30夹紧制动盘29以实现制动。
第二种工况：在常规制动系统失效，即电机6断电或失效时，备份系统启动：
第一电磁阀16、第三电磁阀20和第四电磁阀21处于关闭状态，第二电磁阀18处于打开状态。当驾驶人踩下制动踏板13时，推杆12推动第一活塞8，第一腔体10是密封状态，第一活塞8通过制动液推动第二活塞9，第二活塞9将第二腔体11中的制动液从制动主缸1的出油孔经过管路推进四个有第一密封圈23、密封塞22和制动轮缸7围成的液压腔中，此时密封塞22紧靠在滚珠丝杠25的后端不动，制动液推动制动轮缸7的轴向运动推动摩擦衬片30夹紧制动盘29以实现紧急制动，此时第一密封圈23起到密封、回位的作用。

Claims (4)

1.一种具有备份制动系统的电子机械制动系统，包括有制动主缸、储油缸、踏板感觉模拟器、执行机构和控制单元，其中制动主缸通过管路与储油缸和踏板感觉模拟器相连通，执行机构上装配有电机和制动轮缸，制动主缸通过管路与制动轮缸相连通，储油缸也通过管路与执行机构上的制动轮缸相连通，执行机构上的电机与控制单元相连接并由控制单元控制工作，其特征在于：所述的制动主缸的内腔中装配有第一活塞和第二活塞，第二活塞把制动主缸的内腔分割成第一腔体和第二腔体，第一活塞能够在第一腔体内进行滑动，第一活塞的后端连接有推杆，推杆的后端连接有制动踏板，制动踏板在踩踏过程中通过推杆使第一活塞在第一腔体内进行滑动，在第一活塞行程的第一腔体的侧壁上装配有踏板位移传感器，踏板位移传感器与控制单元相连接，踏板位移传感器能够把第一活塞的实时位移数据传输给控制单元，第二活塞的前端与第二腔体端头的内侧壁之间设有回位弹簧，第一腔体通过管路与踏板感觉模拟器相连通，连接管路上设有第一电磁阀，第一腔体通过管路与储油缸相连通，连接管路上设有第一单向阀，第二腔体通过管路与执行机构上的制动轮缸相连通，连接管路上设有第二电磁阀，第二腔体通过管路与储油缸相连通，连接管路上设有第二单向阀，前述的第一电磁阀、第一单向阀、第二电磁阀和第二单向阀均与控制单元相连接并由控制单元控制工作，执行机构设置有四个，每个执行机构均包括有电机、制动轮缸、制动盘和摩擦衬片，制动轮缸由电机驱使进行移动，制动盘设在制动轮缸的后端，制动盘与制动轮缸之间夹设有摩擦衬片，制动盘与箱体后端的内侧壁之间也夹设有摩擦衬片，制动轮缸内装配有密封塞，密封塞的外表面与制动轮缸腔体的内表面之间装配有第一密封圈，制动轮缸的外表面与箱体的内壁之间装配有第二密封圈，电机与控制单元连接并由控制单元控制工作，制动轮缸的前端设有滚珠丝杠，滚珠丝杠螺接有螺母，螺母的后端与制动轮缸的缸体前端相连接，滚珠丝杠和螺母形成滚珠丝杠副，滚珠丝杠的前端固连有行星架，行星架的内壁设有齿圈，行星架内壁的齿圈同时与三个行星齿轮相啮合，三个行星齿轮还与中间设置的齿轮轴相啮合，齿轮轴为电机的输出轴，电机通过齿轮轴和行星架驱使滚珠丝杠带动螺母和制动轮缸进行前后移动。
2.根据权利要求1所述的一种具有备份制动系统的电子机械制动系统，其特征在于：所述的储油缸通过两条管路与执行机构上的制动轮缸相连通，其中一条连接管路上设有第三电磁阀，另一条连接管路上设有第四电磁阀，第三电磁阀和第四电磁阀均与控制单元连接并由控制单元控制工作。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有备份制动系统的电子机械制动系统，其特征在于：所述的控制单元为ECU。
4.根据权利要求1所述的一种具有备份制动系统的电子机械制动系统，其特征在于：所述的电机为直流无刷电动机。
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