CN115123169A - 一种电动助力制动结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动助力制动结构，包括电机和控制器、制动主缸及顶杆总成、壳体、踏板模拟器、电器元件和蜗轮蜗杆减速机构，壳体的两端分别固定安装制动主缸及顶杆总成和踏板模拟器，制动主缸及顶杆总成和踏板模拟器的部分零件在壳体内部接触连接，电机和控制器固定安装在壳体的外侧，蜗轮蜗杆减速机构固定安装在壳体的内部，蜗轮蜗杆减速机构与电机和控制器中的电机和踏板模拟器的部件装配连接，电机和控制器中的控制器与电器元件连接；通过本发明，解决传统制动结构不能无人线控的问题，多种传感器控制保证控制精度及可靠性，满足未来智能驾驶需求，控制器集成EPB控制及电磁抱闸控制实现多种控制功能，同时也能满足传统制动结构的要求。

Description

一种电动助力制动结构
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种电动助力制动结构。
背景技术
电动助力制动可完善电动汽车的制动系统，取消原有的电子真空泵、真空罐等，提高汽车的制动性能，辅助实现多功能的智能驾驶，电动助力制动以传统的液压制动系统为基础，用电机驱动代替原来的真空助力装置，通过控制电机来实现对车辆制动的控制。
现有的技术主要存在如下问题：
专利号：ZL202120653699.7，名称为电动助力制动装置，其技术方案包括助力缸体、踏杆总成、电动助力器和制动泵总成，通过助力座轴向移动于助力缸体内并与制动泵顶杆呈推顶配合，助力座沿移动方向固定设置有助力螺杆，助力套套于助力螺杆外周且内周与助力螺杆外周呈螺纹配合，蜗杆在助力电机驱动下旋转，蜗轮与助力缸体呈转动配合，蜗轮与蜗杆啮合传动，蜗轮设置有供助力套穿过的第一轴向通孔，第一轴向通孔与助力套外周呈周向联动配合且可相对轴向移动，来达到降低噪音、提高传动稳定性。该电动助力制动装置的缺点在于位移传感器只检测助力座与主缸轴向的相对位移，不能检测踏板推杆的实际位移，不能第一时间反馈驾驶员的制动需求意图并进行助力控制。
专利号：ZL201711241634.6，名称为电动助力制动系统，其技术方案包括助力器外壳体、助力套筒、制动踏板推杆和助力体推杆，助力套筒设置在助力器外壳体内，制动踏板推杆的一端穿入助力器外壳体的一端内部，与助力体推杆的一端铰接；助力体推杆安装在助力套筒的一端，且能够沿助力套筒内移动；运动转换机构，运动转换机构安装在助力体推杆的外部，运动转换机构与电机连接，用于实现电机的转动到平动；助力体推杆的另一端上安装有踏板行程传感器铁芯；助力器外壳体的前端盖的外表面上安装有踏板行程传感器感应线圈，且踏板行程传感器感应线圈和踏板行程传感器铁芯平行。该电动助力制动系统的缺点在于采用采用齿轮减速机构和中空滚珠丝杠机构，不利于节省空间，且滚珠丝杆价格高；滚珠丝杠由于运功转速高，产生的噪音大，噪音传递至驾驶室，影响驾驶员对车轮的判断；同时该装置采用的主缸顶杆放置在助力筒的前端，未与主缸连接，在极端工作过程中，会出现主缸顶杆从助力筒脱落导致助力失效的情况。
因此，要保证电动助力制动准确判断与执行，对外部信号的采集是很关键的，包括位移传感器信号采集、轮速信号采集。对机构的运动噪音及可靠性也需要急需解决的。
发明内容
本发明针对现有技术缺陷，提出一种电动助力制动结构，通过电机助力实现制动功能，解决传统制动结构不能无人线控的问题，并增加位移传感器、压力传感器、轮速传感器、加速度传感器，保证控制精度及可靠性，满足未来智能驾驶需求；控制器集成EPB控制及电磁抱闸控制实现多种控制功能，同时也能满足传统制动结构的要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案提供了一种电动助力制动结构，所述电动助力制动结构具有驾驶员控制和无人驾驶两种作业模式，包括电机和控制器、制动主缸及顶杆总成、壳体、踏板模拟器、电器元件和蜗轮蜗杆减速机构；
所述壳体的两端分别固定安装所述制动主缸及顶杆总成和所述踏板模拟器，所述制动主缸及顶杆总成和所述踏板模拟器的部分零件在所述壳体内部接触连接，所述踏板模拟器用于推动所述制动主缸及顶杆总成的活塞压缩液压油产生制动压力；
所述电器元件包括所述位移传感器和所述压力传感器，所述位移传感器固定安装在所述壳体的外侧、且位于所述壳体安装所述踏板模拟器的一端，用于驾驶员控制模式下检测所述踏板模拟器的信号的变化，并反馈至所述电机和控制器中的控制器，形成位移闭环控制；所述压力传感器固定安装在所述制动主缸及顶杆总成的一侧，用于无人驾驶模式下检测所述制动主缸及顶杆总成的制动液压力数据，并反馈至所述电机和控制器中的控制器，形成压力闭环控制；
所述电机和控制器固定安装在所述壳体的外侧，所述蜗轮蜗杆减速机构固定安装在所述壳体的内部，所述蜗轮蜗杆减速机构与所述电机和控制器中的电机和所述踏板模拟器的部件装配连接，用于驱动所述踏板模拟器推动所述制动主缸及顶杆总成的活塞压缩液压油产生制动压力；所述电机和控制器中的控制器与所述电器元件连接，用于接收处理所述电器元件反馈的信号，以及控制所述电机和控制器中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构。
所述制动主缸及顶杆总成包括所述制动主缸和所述顶杆总成，所述顶杆总成与所述制动主缸铰接连接、且位于所述壳体内；所述驱动蜗轮蜗杆减速机构包括所述齿条，所述齿条位于所述壳体的内部，所述齿条上设有限位结构，限位结构的两端分别接触连接所述制动主缸及顶杆总成和所述踏板模拟器；
所述踏板模拟器包括所述推杆、所述拨叉杆和所述磁铁总成；所述推杆设有两个，较长的所述推杆与所述齿条上的限位结构接触连接，较短的所述推杆与所述拨叉杆铰接连接；所述磁铁总成固定安装在所述推杆上方、且位于所述位移传感器下方的所述壳体的内部；所述磁铁总成移动产生磁场变化，所述位移传感器采集所述磁铁总成的位移信息。
进一步地，所述蜗轮蜗杆减速机构还包括所述齿条衬套和齿轮轴；
所述蜗轮蜗杆减速机构的齿轮轴与所述电机和控制器中的电机连接；所述齿条的一侧通过所述齿条衬套与齿轮轴啮合连接；所述电机和控制器中的电机驱动齿轮轴旋转带动所述齿条移动。
进一步地，所述制动主缸及顶杆总成还包括所述制动油壶、所述回位弹簧、所述顶杆连接橡胶和所述顶杆胶垫；
所述制动油壶安装在所述制动主缸的外侧；所述回位弹簧的一端与所述壳体固定连接，另一端与所述齿条的端面连接；
所述回位弹簧、所述顶杆连接橡胶和所述顶杆胶垫位于所述壳体的内部。
进一步地，所述顶杆总成包括顶杆头、连接螺纹杆和顶杆座；
所述顶杆头通过螺母与所述连接螺纹杆锁紧连接，所述连接螺纹杆铰接安装在所述顶杆座上；
所述顶杆头铰接安装在所述制动主缸的活塞上，所述顶杆座与所述制动主缸的活塞之间安装有所述顶杆连接橡胶，所述顶杆座通过所述顶杆胶垫与踏板模拟器连接。
进一步地，所述踏板模拟器还包括推杆壳体、大弹簧、小弹簧、防尘套、弹簧基座、拨叉、锁紧螺母、磁铁总成支撑杆和磁铁总成支撑套；
所述推杆壳体呈T字形结构，所述T字形结构的头部固定安装在所述壳体的法兰面上，所述T字形结构的杆部位于所述齿条未设有限位结构的一端与所述壳体的法兰面之间；所述T字形头部与所述齿条之间设有防磨间隙；
所述推杆壳体的顶面设有开槽，所述推杆安装在所述推杆壳体的开槽内、且在开槽中移动连接；较长的所述推杆和较短的所述推杆之间设有预留间隙，所述预留间隙用于竖直夹紧所述磁铁总成支撑杆；
所述磁铁总成支撑杆的顶部通过所述磁铁总成支撑套与所述磁铁总成连接，所述推杆带动所述磁铁总成支撑杆、所述磁铁总成支撑套和所述磁铁总成在所述推杆壳体顶面的开槽内移动；
所述拨叉杆未与较短的所述推杆连接的一端固定安装有所述弹簧基座，所述弹簧基座的外侧通过所述锁紧螺母固定；所述拨叉固定安装在所述拨叉杆上、且位于所述锁紧螺母的外侧。
所述防尘套设置于所述大弹簧的外围；
所述推杆壳体、所述磁铁总成支撑杆和所述磁铁总成支撑套位于所述壳体的内部。
进一步地，所述顶杆连接橡胶和所述顶杆胶垫用于提高制动稳定性和减少异响；
所述推杆壳体和所述磁铁总成支撑套采用尼龙材料，用于对所述推杆的往复运动提供支撑和润滑。
进一步地，所述大弹簧和所述小弹簧位于所述推杆的外围、且与所述推杆共轴线布置；
所述大弹簧和所述小弹簧的两端分别与所述壳体的法兰面和所述弹簧基座接触连接，调节所述大弹簧和所述小弹簧的弹簧刚度模拟驾驶员的不同脚感反馈。
进一步地，驾驶员控制模式下，所述拨叉推动所述拨叉杆、所述推杆和所述磁铁总成向前移动，所述位移传感器检测所述磁铁总成移动产生的磁场信号变化并传递至所述电机和控制器中电机控制器，所述电机和电机控制器中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构，所述齿条向前推动所述顶杆总成，所述顶杆总成推动所述制动主缸的活塞压缩产生制动压力，所述位移传感器检测所述磁铁总成的位移大小并反馈信号至所述电机和控制器中的控制器，调节制动压力大小，实现位移闭环控制；
无人驾驶模式下，所述电机和电机控制器中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构，驱动所述齿条推动所述顶杆总成和所述制动主缸的活塞压缩液压油产生制动压力，所述压力传感器检测所述制动主缸的制动液压力实际数据并反馈信号至所述电机和电机控制器中的控制器，调节制动压力大小，最终实现压力闭环控制。
进一步地，电子元件还包括轮速传感器、EPB电机和电磁抱闸；
轮速传感器用于检测车辆四个车轮的转速，反馈给所述电机和控制器的控制器及整车VCU；
EPB电机用于车辆驻车使用，所述电机和控制器的控制器控制EPB电机，作用在驱动轴的车轮时，实现驱动脱困功能；
电磁抱闸用于对驱动轴车轮的EPB电机的转子轴实施抱紧停机及释放，所述电机和控制器的控制器对驱动轴的车轮的EPB电机的电磁抱闸进行控制，实现车辆驻车停止，对未采用EPB驻车的车辆，通过电磁抱闸完成驻车停止。
进一步地，所述的电动助力制动结构在整车的应用具有以下功能：线控制动功能、人力制动功能、自动驻车功能和驱动脱困功能；
线控制动功能是根据智能驾驶域的目标压力值与线控制动的响应压力值之差，根据压力控制算法控制电动助力制动系统快速响应制动指令，响应压力值接近目标压力值，实现车辆制动并将制动状态信息反馈至整车控制器，整车控制器继续下一步制动信号的检测与指令处理；
人力制动功能是根据驾驶员踩制动踏板位移行程对应的制动压力值与压力传感器反馈的实际压力值，作为制动执行机构控制器的输入，控制器计算辅助制动压力值，辅助驾驶员完成制动功能，并将相关检测信息反馈至整车控制器进入下一步制动工作状态；
自动驻车功能是自动驻车控制器向EPB发送驻车指令，制动卡钳夹紧，自动驻车状态灯被点亮，驻车后检测到车辆速度为0、挡位为空挡以及制动目标压力为0时，电动助力制动控制器发送释放制动系统制动液压，完成自动驻车功能；
驱动脱困功能是车辆打滑状态，驱动轴轮速较大的一边通过EPB控制器发送制动卡钳夹紧信号，驱动轮轮速较小的一边未发送控制指令，驾驶员踩制动踏板增加驱动力矩，根据驱动轴两侧的转速差，单边EPB增加夹紧力；当检测到非驱动轴的左右轮速值差值≤阈值，EPB的夹紧力保持不变，非驱动轴的两个EPB夹紧力独立控制，实现防滑驱动功能；当车辆前后轴轮速差≤阈值，非驱动轴车速＞0，释放EPB驻车功能。
本发明的有益效果是：
第一、本发明额电动助力制动结构适配性强，用电机驱动替代真空助力装置，具备驾驶员控制模式和无人驾驶模式两种，既能满足传统制动性能的要求，也能满足智能驾驶的无人化需求；
第二、本发明采用弹簧、橡胶、NBR等柔性零件，调整弹簧刚度即可调整脚感，有利于提高制动稳定性、减少异响，提高驾驶体验；
第三、本发明的电机齿条和踏板推杆一起作用，当电机失效时，踏板推杆推动顶杆总成使主缸活塞前进产生制动压力，保证具有刹车效果，保证驾驶的安全性；
第四、本发明中的控制器集成多项采集机控制电路，包括电机控制电路，压力、位移、轮速、加速度传感器解析电路，EPB控制电路、电磁抱闸控制电路；
第五、本发明装置可实现多种控制功能，包括线控制动功能、人力制动功能、自动驻车功能、驱动脱困功能，能适配整车的多种应用条件。
附图说明
图1是本发明实施例的电动助力制动结构的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的制动主缸及顶杆的局部示意图；
图3是本发明实施例的踏板模拟器的整体结构示意图；
图4是本发明实施例的踏板模拟器的爆炸图；
图5是本发明实施例的电动助力制动系统原理框图；
图6是本发明实施例的线控制动功能逻辑图；
图7是本发明实施例的人力制动功能逻辑图；
图8是本发明实施例的自动驻车功能逻辑图；
图9是本发明实施例的驱动脱困功能原理图。
其中，1-电机和控制器；2-制动主缸及顶杆总成；20-制动油壶；21-制动主缸；22-回位弹簧；23-顶杆总成；24-顶杆连接橡胶；25-顶杆胶垫；3-壳体；4-踏板模拟器；400-推杆壳体；401-推杆；402-拨叉杆；403-大弹簧；404-小弹簧；405-防尘套；406-弹簧基座；407-拨叉；408-锁紧螺母；409-磁铁总成支撑杆；410-磁铁总成支撑套；411-磁铁总成；5-电器元件；50-位移传感器；51-压力传感器；蜗轮蜗杆减速机构6；60-齿条衬套；61-齿条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1至图9，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，该实施例提供了一种电动助力制动结构，该电动助力制动结构具有驾驶员控制和无人驾驶两种作业模式，包括电机和控制器1、制动主缸及顶杆总成2、壳体3、踏板模拟器4、电器元件5和蜗轮蜗杆减速机构6。
壳体3的两端分别固定安装制动主缸及顶杆总成2和踏板模拟器4，制动主缸及顶杆总成2和踏板模拟器4的部分零件在壳体3内部接触连接，踏板模拟器4用于推动制动主缸及顶杆总成2的活塞压缩液压油产生制动压力。
电器元件5包括位移传感器50和压力传感器51，位移传感器50通过螺栓固定安装在壳体3的外侧、且位于壳体3安装踏板模拟器4的一端，用于驾驶员控制模式下检测踏板模拟器4的信号的变化，并反馈至电机和控制器1中的控制器，形成位移闭环控制；压力传感器51通过螺栓固定安装在制动主缸及顶杆总成2的一侧，用于无人驾驶模式下检测制动主缸及顶杆总成2的制动液压力数据，并反馈至电机和控制器1中的控制器，形成压力闭环控制。
电机和控制器1通过螺栓固定安装在壳体3的外侧，蜗轮蜗杆减速机构6固定安装在壳体3的内部，蜗轮蜗杆减速机构6与电机和控制器1中的电机和踏板模拟器4的部件装配连接，用于驱动踏板模拟器4推动制动主缸及顶杆总成2的活塞压缩液压油产生制动压力；电机和控制器1中的控制器与电器元件50连接，用于接收处理电器元件50反馈的信号，以及控制电机和控制器1中的电机驱动蜗轮蜗杆减速机构6；电机和控制器1通过控制电机的转速及扭矩大小，能够实现不同的刹车角速度控制，模拟不同的驾驶感受。
如图1所示，蜗轮蜗杆减速机构6包括齿条衬套60、齿条61、齿轮轴和蜗轮蜗杆减速机外壳。
蜗轮蜗杆减速机构6的齿轮轴与电机和控制器1中的电机连接；齿条衬套60和齿条61位于壳体3的内部，齿条61的一侧通过齿条衬套60与齿轮轴啮合连接，齿条衬套60用于降低噪声和齿条61的振动；电机和控制器1中的电机驱动齿轮轴旋转，带动齿条61移动。
齿条61上设有限位结构，限位结构的两端分别接触连接制动主缸及顶杆总成2和踏板模拟器4，用于防止制动主缸及顶杆总成2和踏板模拟器4窜动。
如图1、图2所示，制动主缸及顶杆总成2包括制动油壶20、制动主缸21、回位弹簧22、顶杆总成23、顶杆连接橡胶24和顶杆胶垫25；其中，回位弹簧22、顶杆总成23、顶杆连接橡胶24和顶杆胶垫25位于壳体3的内部。
制动油壶20安装在制动主缸21的外侧，回位弹簧22一端与壳体3固定连接，另一端与齿条61的端面连接。
顶杆总成6包括顶杆头、连接螺纹杆和顶杆座，顶杆头通过螺母与连接螺纹杆锁紧连接，连接螺纹杆铰接安装在顶杆座上。
顶杆总成23的顶杆头铰接安装在制动主缸21的活塞上，使顶杆总成23能够和制动主缸21的活塞同步运动，顶杆总成23的顶杆座与制动主缸21的活塞之间安装有顶杆连接橡胶24，顶杆总成23的顶杆座通过顶杆胶垫25与踏板模拟器4连接，顶杆连接橡胶24和顶杆胶垫25用于提高制动稳定性和减少异响。
如图1、图3、图4所示，踏板模拟器4包括推杆壳体400、推杆401、拨叉杆402、大弹簧403、小弹簧404、防尘套405、弹簧基座406、拨叉407、锁紧螺母408、磁铁总成支撑杆409、磁铁总成支撑套410和磁铁总成411；其中，推杆壳体400、推杆401、磁铁总成支撑杆409、磁铁总成支撑套410和磁铁总成411位于壳体3的内部。
推杆壳体400呈T字形结构，T字形结构的头部通过螺栓固定在安装壳体3的法兰面上，T字形结构的杆部位于齿条61未设有限位结构的一端与壳体3的法兰面之间；T字形头部与齿条61之间设有防磨间隙。
推杆壳体400的顶面设有开槽，用于安装推杆401，推杆401能够在开槽内移动；推杆401设有两个，较长的推杆401通过顶盖与齿条61上的限位结构接触连接，较短的推杆401与拨叉杆402铰接连接，较长的推杆401和较短的推杆401之间设有预留间隙，该预留间隙用于竖直夹紧磁铁总成支撑杆409。
磁铁总成支撑杆409的顶部通过磁铁总成支撑套410与磁铁总成411连接，磁铁总成411位于位移传感器50下方的壳体3的内部；推杆401能够带动磁铁总成支撑杆409、磁铁总成支撑套410和磁铁总成411在推杆壳体400顶面的开槽内移动，磁铁总成411移动产生磁场变化，通过位移传感器50获得磁铁总成411的位移信息，获得的位移信息；推杆壳体400和磁铁总成支撑套410采用尼龙材料，用于对推杆401的往复运动提供支撑和润滑。
拨叉杆402未与较短的推杆401连接的一端固定安装有弹簧基座406，弹簧基座406用于限位大弹簧403和小弹簧404的轴向位移，弹簧基座406的外侧通过锁紧螺母408固定；拨叉407固定安装在拨叉杆402上、且位于锁紧螺母408的外侧。
防尘套405固定安装于大弹簧403的外围，大弹簧403和小弹簧404位于推杆401的外围、且与推杆401共轴线布置，大弹簧403和小弹簧404的两端分别与壳体3的法兰面和弹簧基座406接触连接。大弹簧403和小弹簧404用于模拟驾驶员脚感反馈，通过调节大弹簧403和小弹簧404的弹簧刚度，模拟不同的脚感反馈。
实施例1：
在驾驶员控制模式下的工作原理，首先驾驶员踩动制动踏板，通过拨叉407推动拨叉杆402，在推力的作用下，大弹簧403和小弹簧404被压缩，拨叉杆402推动推杆401和磁铁总成411向前移动，位移传感器50检测到磁铁总成411移动带来的磁场信号变化，将磁铁总成411中额磁铁位置变化信息传递到电机和控制器1中电机控制器上；随后电机和电机控制器1中的控制器根据位移信息分析判断，电机和电机控制器1中的电机驱动蜗轮蜗杆减速机构6将扭矩传递给齿轮轴，齿轮轴驱动齿条61向前移动并推动顶杆总成23，顶杆连接橡胶24和顶杆胶垫25起到降噪和减震的作用；然后顶杆总成23推动制动主缸21的活塞压缩液压油产生制动压力，通过制动系统的液压油管将制动液作用到汽车的车轮，对车辆实施刹车控制；最后由位移传感器50检测磁铁总成411的位移大小，将制动踏板的位移转换为制动压力信号并反馈到电机和控制器1中的控制器，控制器调节电机行程，进而调节制动主缸21的活塞的压缩行程，从而调节制动压力大小，最终完成位移闭环控制。
在控制过程中，当电机和控制器1失效时，蜗轮蜗杆减速机构6不工作，无驱动扭矩传递至齿条61，而推杆401的移动不受齿条61影响，驶员通过用力踩下制动踏板，拨叉杆402能够推动推杆401在推杆壳体400的开槽上向前移动，进而推动顶杆总成23带动制动主缸21的活塞压缩产生制动压力。
实施例2：
在无人驾驶模式下的工作原理，首先电机和电机控制器1中的控制器发送指令给定初始电机行程，电机和电机控制器1中的电机驱动蜗轮蜗杆减速机构6并将扭矩传递至齿轮轴；然后齿轮轴驱动齿条61向前移动，并齿条61推动顶杆总成23带动制动主缸21的活塞压缩液压油产生制动压力，通过制动系统的液压油管将制动液作用到汽车的车轮，对车辆实施刹车控制；最后制动主缸21上的压力传感器51检测制动主缸21的制动液压力实际数据，再反馈给电机和电机控制器1中的控制器，调节电机和控制器1的电机行程，进而对制动压力大小调节，最终完成压力闭环控制。
需要说明的是，在无人驾驶模式下，位移传感器50不工作，电机和控制器1根据整车传送的制动压力需求实施压力闭环控制。
实施例3：
如图5所示，虚线表示控制及通讯，实线表示液压或机械。电机和控制器1中的控制器PCB电路包括电机控制电路、传感器解析电路、加速度解析电路、轮速采集电路、电磁抱闸控制电路和EPB控制电路；电器元件包括位移传感器50、压力传感器51、轮速传感器、制动电机、EPB电机、EPB开关和电磁抱闸。
轮速传感器用于检测车辆四个车轮的转速，反馈给电机和控制器1的控制器及整车VCU。
EPB电机用于车辆驻车使用，使车辆停车后，长时间保证车辆驻停；EPB电机设有两个，分别为EPB1电机、EPB2电机，电机和控制器1的控制器能够对EPB1电机和EPB2电机单独控制，作用在驱动轴的车轮时，实现驱动脱困功能；当车辆在行驶到斜坡、坑洼道路时，导致驱动轴的一侧车轮离开地面空转，另一侧车轮无无输出扭矩，车轮无法将驱动力传递到地面，此时电机和控制器1的控制器对空转车轮实施EPB夹紧，使驱动扭矩传递到地面，实现车辆脱困。
电磁抱闸用于对驱动轴的车轮的EPB电机的转子轴进行抱紧停机及释放，通过控制器的电磁抱闸控制电路，对驱动轴的车轮的EPB电机的电磁抱闸进行控制，实现车辆的驻车停止，对未采用EPB驻车的车辆，通过电磁抱闸完成驻车停止。
实施例4：
如图6所示，本发明的电动助力制动结构包括线控制动功能，电动助力制动结构的线控制动功能由智能驾驶域指令、电机和控制器1中的控制器、整车状态检测、制动压力控制算法和车辆制动信号等组成。
智能驾驶域根据车辆运行需求，向电机和控制器1中的控制器发出目标制动指令，电机和控制器1中的控制器收到指令后，对车辆整车状态、EHB状态和压力反馈状态信息检测，若状态信息检测成功，启动线控制动系统，同时点亮制动灯。
根据智能驾驶域的目标压力值与线控制动的响应压力值之差，通过压力控制算法使电动助力制动系统能够快速响应制动指令，并使响应压力值接近目标压力值，从而达到期望的制动效果。
车辆经过制动后，制动状态信息反馈给电机和控制器1中的控制器，电机和控制器1中的控制器继续下一步制动信号的检测与指令处理，完成可靠有效的线控制动功能。
实施例4：
如图7所示，本发明的电动助力制动结构包括人力制动功能。
电机和控制器1中的控制器收到驾驶员踩制动踏板指令后对车辆状态、EHB状态和压力反馈状态信息检测，若状态检测正常，进入人工助力制动系统模式。
根据驾驶员所踩制动踏板位移行程所对应的制动压力值，与压力传感器反馈的实际压力值作为制动执行机构控制器的输入，控制器计算出辅助制动压力值，辅助驾驶员完成制动功能，制动模式的踏板位移、制动器状态、压力传感器的压力值信息回传电机和控制器1中的控制器进入下一步制动工作状态。
实施例5：
如图8所示，本发明的电动助力制动结构包括自动驻车功能。
当车辆满足自动驻车功能时，电机和控制器1中的控制器首先对整车状态、制动信息、自动驻车信息进行检测，当检测状态信息正常时，开启自动驻车功能系统，当车辆行驶速度≤1km/h以及车辆制动压力保持时间≥1min，自动驻车控制器向EPB发送驻车指令，并使制动卡钳夹紧，同时自动驻车状态灯被点亮。驻车后检测到车辆速度为0、挡位为空挡以及制动目标压力为0时，电动助力制动控制器发送释放制动系统制动液压，完成自动驻车功能。
实施例6：
如图9所示，本发明的电动助力制动结构包括驱动脱困功能。
汽车在弯道行驶或者对开路面状况不一的情况下行驶，内外两侧的驱动车轮会发生打滑现象。
首先电机和控制器1中的控制器通过信息采集单元采集车辆运行的工况，包括车速、驱动力矩和驱动轮两侧的转速，当检测到驱动力矩大于10N.m和驱动轴两侧的转速差大于10km/h时，视为车辆发生打滑现象，此时将开启驱动脱困功能，本发明的实施例借助后轮电子驻车技术实现驱动防滑控制。
在驱动轴轮速较大的一边发送通过EPB控制器发送制动卡钳夹紧信号，而驱动轮轮速较小的一边不发送任何指令。车辆出现打滑，驾驶员继续踩制动踏板引起驱动力矩继续增加，根据驱动轴两侧的转速差，单边EPB增加夹紧力，当检测到驱动轴的左右轮速值差值≤5km/h时，此时EPB工作的夹紧力保持不变，通过后轮两个EPB夹紧力独立控制，实现防滑驱动功能。若车辆前后轴轮速差≤2km/h，且非驱动轴车速大于0，此时释放EPB驻车功能，通过本发明能够辅助驾驶员实现驱动脱困功能。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种电动助力制动结构，其特征在于，所述电动助力制动结构具有驾驶员控制和无人驾驶两种作业模式，包括电机和控制器(1)、制动主缸及顶杆总成(2)、壳体(3)、踏板模拟器(4)、电器元件(5)和蜗轮蜗杆减速机构(6)；
所述壳体(3)的两端分别固定安装所述制动主缸及顶杆总成(2)和所述踏板模拟器(4)，所述制动主缸及顶杆总成(2)和所述踏板模拟器(4)的部分零件在所述壳体(3)内部接触连接，所述踏板模拟器(4)用于推动所述制动主缸及顶杆总成(2)的活塞压缩液压油产生制动压力；
所述电器元件(5)包括所述位移传感器(50)和所述压力传感器(51)，所述位移传感器(50)固定安装在所述壳体(3)的外侧、且位于所述壳体(3)安装所述踏板模拟器(4)的一端，用于驾驶员控制模式下检测所述踏板模拟器(4)的信号的变化，并反馈至所述电机和控制器(1)中的控制器，形成位移闭环控制；所述压力传感器(51)固定安装在所述制动主缸及顶杆总成(2)的一侧，用于无人驾驶模式下检测所述制动主缸及顶杆总成(2)的制动液压力数据，并反馈至所述电机和控制器(1)中的控制器，形成压力闭环控制；
所述电机和控制器(1)固定安装在所述壳体(3)的外侧，所述蜗轮蜗杆减速机构(6)固定安装在所述壳体(3)的内部，所述蜗轮蜗杆减速机构(6)与所述电机和控制器(1)中的电机和所述踏板模拟器(4)的部件装配连接，用于驱动所述踏板模拟器(4)推动所述制动主缸及顶杆总成(2)的活塞压缩液压油产生制动压力；所述电机和控制器(1)中的控制器与所述电器元件(5)连接，用于接收处理所述电器元件(5)反馈的信号，以及控制所述电机和控制器(1)中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构(6)；
所述制动主缸及顶杆总成(2)包括所述制动主缸(21)和所述顶杆总成(23)，所述顶杆总成(23)与所述制动主缸(21)铰接连接、且位于所述壳体(3)内；所述驱动蜗轮蜗杆减速机构(6)包括所述齿条(61)，所述齿条(61)位于所述壳体(3)的内部，所述齿条(61)上设有限位结构，限位结构的两端分别接触连接所述制动主缸及顶杆总成(2)和所述踏板模拟器(4)；
所述踏板模拟器(4)包括所述推杆(401)、所述拨叉杆(402)和所述磁铁总成(411)；所述推杆(401)设有两个，较长的所述推杆(401)与所述齿条(61)上的限位结构接触连接，较短的所述推杆(401)与所述拨叉杆(402)铰接连接；所述磁铁总成(411)固定安装在所述推杆(401)上方、且位于所述位移传感器(50)下方的所述壳体(3)的内部；所述磁铁总成(411)移动产生磁场变化，所述位移传感器(50)采集所述磁铁总成(411)的位移信息。
2.根据权利要求1所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述蜗轮蜗杆减速机构(6)还包括所述齿条(61)衬套(60)和齿轮轴；
所述蜗轮蜗杆减速机构(6)的齿轮轴与所述电机和控制器(1)中的电机连接；所述齿条(61)的一侧通过所述齿条(61)衬套(60)与齿轮轴啮合连接；所述电机和控制器(1)中的电机驱动齿轮轴旋转带动所述齿条(61)移动。
3.根据权利要求2所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述制动主缸及顶杆总成(2)还包括所述制动油壶(20)、所述回位弹簧(22)、所述顶杆连接橡胶(24)和所述顶杆胶垫(25)；
所述制动油壶(20)安装在所述制动主缸(21)的外侧；所述回位弹簧(22)的一端与所述壳体(3)固定连接，另一端与所述齿条(61)的端面连接；
所述回位弹簧(22)、所述顶杆连接橡胶(24)和所述顶杆胶垫(25)位于所述壳体(3)的内部。
4.根据权利要求3所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述顶杆总成(23)包括顶杆头、连接螺纹杆和顶杆座；
所述顶杆头通过螺母与所述连接螺纹杆锁紧连接，所述连接螺纹杆铰接安装在所述顶杆座上；
所述顶杆头铰接安装在所述制动主缸(21)的活塞上，所述顶杆座与所述制动主缸(21)的活塞之间安装有所述顶杆连接橡胶(24)，所述顶杆座通过所述顶杆胶垫(25)与踏板模拟器(4)连接。
5.根据权利要求3所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述踏板模拟器(4)还包括推杆壳体(400)、大弹簧(403)、小弹簧(404)、防尘套(405)、弹簧基座(406)、拨叉(407)、锁紧螺母(408)、磁铁总成支撑杆(409)和磁铁总成支撑套(410)；
所述推杆壳体(400)呈T字形结构，所述T字形结构的头部固定安装在所述壳体(3)的法兰面上，所述T字形结构的杆部位于所述齿条(61)未设有限位结构的一端与所述壳体(3)的法兰面之间；所述T字形头部与所述齿条(61)之间设有防磨间隙；
所述推杆壳体(400)的顶面设有开槽，所述推杆(401)安装在所述推杆壳体(400)的开槽内、且在开槽中移动连接；较长的所述推杆(401)和较短的所述推杆(401)之间设有预留间隙，所述预留间隙用于竖直夹紧所述磁铁总成支撑杆(409)；
所述磁铁总成支撑杆(409)的顶部通过所述磁铁总成支撑套(410)与所述磁铁总成(411)连接，所述推杆(401)带动所述磁铁总成支撑杆(409)、所述磁铁总成支撑套(410)和所述磁铁总成(411)在所述推杆壳体(400)顶面的开槽内移动；
所述拨叉杆(402)未与较短的所述推杆(401)连接的一端固定安装有所述弹簧基座(406)，所述弹簧基座(406)的外侧通过所述锁紧螺母(408)固定；所述拨叉(407)固定安装在所述拨叉杆(402)上、且位于所述锁紧螺母(408)的外侧；
所述防尘套(405)设置于所述大弹簧(403)的外围；
所述推杆壳体(400)、所述磁铁总成支撑杆(409)和所述磁铁总成支撑套(410)位于所述壳体(3)的内部。
6.根据权利要求5所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述顶杆连接橡胶(24)和所述顶杆胶垫(25)用于提高制动稳定性和减少异响；
所述推杆壳体(400)和所述磁铁总成支撑套(410)采用尼龙材料，用于对所述推杆(401)的往复运动提供支撑和润滑。
7.根据权利要求5所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述大弹簧(403)和所述小弹簧(404)位于所述推杆(401)的外围、且与所述推杆(401)共轴线布置；
所述大弹簧(403)和所述小弹簧(404)的两端分别与所述壳体(3)的法兰面和所述弹簧基座(406)接触连接，调节所述大弹簧(403)和所述小弹簧(404)的弹簧刚度模拟驾驶员的不同脚感反馈。
8.根据权利要求所述的电动助力制动结构，其特征在于，驾驶员控制模式下，所述拨叉(407)推动所述拨叉杆(402)、所述推杆(401)和所述磁铁总成(411)向前移动，所述位移传感器(50)检测所述磁铁总成(411)移动产生的磁场信号变化并传递至所述电机和控制器(1)中电机控制器，所述电机和电机控制器中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构(6)，所述齿条(61)向前推动所述顶杆总成(23)，所述顶杆总成(23)推动所述制动主缸(21)的活塞压缩产生制动压力，所述位移传感器(50)检测所述磁铁总成(411)的位移大小并反馈信号至所述电机和控制器(1)中的控制器，调节制动压力大小，实现位移闭环控制；
无人驾驶模式下，所述电机和电机控制器中的电机驱动所述蜗轮蜗杆减速机构(6)，驱动所述齿条(61)推动所述顶杆总成(23)和所述制动主缸(21)的活塞压缩液压油产生制动压力，所述压力传感器(51)检测所述制动主缸(21)的制动液压力实际数据并反馈信号至所述电机和电机控制器中的控制器，调节制动压力大小，最终实现压力闭环控制。
9.根据权利要求1所述的电动助力制动结构，其特征在于，电子元件还包括轮速传感器、EPB电机和电磁抱闸；
轮速传感器用于检测车辆四个车轮的转速，反馈给所述电机和控制器(1)的控制器及整车VCU；
EPB电机用于车辆驻车使用，所述电机和控制器(1)的控制器控制EPB电机，作用在驱动轴的车轮时，实现驱动脱困功能；
电磁抱闸用于对驱动轴车轮的EPB电机的转子轴实施抱紧停机及释放，所述电机和控制器(1)的控制器对驱动轴的车轮的EPB电机的电磁抱闸进行控制，实现车辆驻车停止，对未采用EPB驻车的车辆，通过电磁抱闸完成驻车停止。
10.根据权利要求1所述的电动助力制动结构，其特征在于，所述的电动助力制动结构在整车的应用具有以下功能：线控制动功能、人力制动功能、自动驻车功能和驱动脱困功能；
线控制动功能是根据智能驾驶域的目标压力值与线控制动的响应压力值之差，根据压力控制算法控制电动助力制动系统快速响应制动指令，响应压力值接近目标压力值，实现车辆制动并将制动状态信息反馈至整车控制器，整车控制器继续下一步制动信号的检测与指令处理；
人力制动功能是根据驾驶员踩制动踏板位移行程对应的制动压力值与压力传感器(51)反馈的实际压力值，作为制动执行机构控制器的输入，控制器计算辅助制动压力值，辅助驾驶员完成制动功能，并将相关检测信息反馈至整车控制器进入下一步制动工作状态；
自动驻车功能是自动驻车控制器向EPB发送驻车指令，制动卡钳夹紧，自动驻车状态灯被点亮，驻车后检测到车辆速度为0、挡位为空挡以及制动目标压力为0时，电动助力制动控制器发送释放制动系统制动液压，完成自动驻车功能；
驱动脱困功能是车辆打滑状态，驱动轴轮速较大的一边通过EPB控制器发送制动卡钳夹紧信号，驱动轮轮速较小的一边未发送控制指令，驾驶员踩制动踏板增加驱动力矩，根据驱动轴两侧的转速差，单边EPB增加夹紧力；当检测到非驱动轴的左右轮速值差值≤阈值，EPB的夹紧力保持不变，非驱动轴的两个EPB夹紧力独立控制，实现防滑驱动功能；当车辆前后轴轮速差≤阈值，非驱动轴车速＞0，释放EPB驻车功能。
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