CN201472358U - 一种助力制动系统 - Google Patents

Abstract

一种助力制动系统，包括主缸、控制器、制动踏板、第一压力传感器和第二压力传感器、带有通孔的推板、主缸推杆和至少一个直线电机，直线电机用于带动推板移动，主缸推杆一端与主缸中的活塞相连，另一端穿过推板的通孔与制动踏板相连，通孔的直径大于主缸推杆的直径，在主缸和推板之间的主缸推杆上还设置有限位装置，第一压力传感器用于检测制动踏板上的踩踏力并将检测到的第一压力信号X发送给控制器，第二压力传感器用于检测主缸出油口的压力并将检测到的第二压力信号Y发送给控制器，控制器用于通过对比第一压力信号X和第二压力信号Y来控制直线电机的动作。该助力制动系统可以实现助力电机失效时单纯依靠人力完成制动。

Description

一种助力制动系统

技术领域

本实用新型涉及一种车辆的助力制动系统，尤其涉及电动助力制动系统。

背景技术

助力制动系统又称伺服制动系统，助力制动系统是兼用人力和其它能源提供的助力装置来进行制动的制动系统。传统车辆上普遍采用真空助力制动系统，真空助力制动系统中的真空助力器使用的真空来源于发动机。对于混合动力汽车和电动汽车来说，特别是电动汽车，由于没有设置发动机，也就不能为真空助力器提供真空。

目前比较成熟的做法是外加电动真空泵代替发动机提供真空源，但真空泵体积较大，设置真空泵使得车辆的设计、布置困难且成本增加。另外则有部分厂商采用电动助力的形式提供助力，但是目前的电动助力结构往往存在较大的安全隐患，主要原因在于一旦助力用电机或助力用涡轮蜗杆结构失效就会导致整个助力结构卡死，此时无法保证单纯用人力完成紧急制动。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有电动助力制动系统中当助力用电机或助力用涡轮蜗杆结构失效时无法单纯用人力完成紧急制动的缺点，提供一种当助力用电机失效时可用人力完成紧急制动的助力制动系统。

本实用新型的一种助力制动系统，包括主缸、控制器、制动踏板、第一压力传感器和第二压力传感器，其中，所述助力制动系统还包括：带有通孔的推板、主缸推杆和至少一个直线电机，所述直线电机用于带动所述推板移动，所述主缸推杆一端与主缸中的活塞相连，另一端穿过所述推板的通孔与制动踏板相连，所述通孔的直径大于主缸推杆的直径，在所述主缸和所述推板之间的主缸推杆上还设置有限位装置，所述第一压力传感器用于检测制动踏板上的踩踏力并将检测到的第一压力信号X发送给控制器，所述第二压力传感器用于检测主缸出油口的压力并将检测到的第二压力信号Y发送给控制器，所述控制器用于通过对比第一压力信号X和第二压力信号Y来控制直线电机的动作。

本实用新型的助力制动系统，在正常工作时依靠直线电机来提供制动助力。当直线电机失效时，由于推板通孔的直径大于主缸推杆的直径，即直线电机和推板不会限制主缸推杆的运动，此时驾驶员可以脚踩制动踏板依靠人力实现制动。本实用新型可以实现助力电机失效时依靠人力完成紧急制动。

附图说明

图1是本实用新型助力制动系统的一种实施方式的结构示意图；

图2是图1的轴向半剖视图；

图3是图2中画圈部分A的放大视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。

根据本实用新型的一种实施方式，如图1和2所示，一种助力制动系统，包括主缸4、控制器(图中未示出)、制动踏板(图中未示出)、第一压力传感器(图中未示出)和第二压力传感器(图中未示出)，其中，该助力制动系统还包括：带有通孔的推板3、主缸推杆1和至少一个直线电机2，直线电机2用于带动推板3移动，主缸推杆1一端与主缸4中的活塞相连，另一端穿过推板3的通孔与制动踏板相连，该通孔的直径大于主缸推杆1的直径，在主缸4和推板3之间的主缸推杆1上还设置有限位装置11，第一压力传感器用于检测制动踏板上的踩踏力并将检测到的第一压力信号X发送给控制器，第二压力传感器用于检测主缸出油口的压力并将检测到的第二压力信号Y发送给控制器，控制器用于通过对比第一压力信号X和第二压力信号Y来控制直线电机的动作。

直线电机2是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。

本实用新型的直线电机2优选为短初级长次级，其中次级根据需要和安装空间的要求可以固定在车体上，如车辆前舱的内壁上。初级与推板相连以带动推板移动。

为了防止只有一个直线电机2有可能使推板3在作直线运动时发生倾斜，优选地，直线电机2为两个。

为了更好的保证推板3不会发生倾斜，进一步地，推板3上的通孔为推板3的中心孔，两个直线电机2以中心孔为对称中心对称的连接在推板3上。

控制器(图中未示出)可以采用各种合适的数据处理装置，如单片机、车载ECU(电子控制单元)等，为了减少零件的数量，优选地，控制器为车载ECU。

为了精确的控制直线电机2提供助力，优选地，采用比较制动踏板上的踩踏力和主缸4出油口处的油压力来控制直线电机的动作。为了检测制动踏板上的踩踏力，优选地，第一压力传感器设置在制动踏板上；为了检测主缸4出油口处的油压力，第二压力传感器设置在主缸4的出油口处。

限位装置11可以与主缸推杆1一体成型，如与主缸推杆1一体成型的法兰；也可以为两个不同的装置，如限位装置可以为一个安装在主缸推杆上的定位销，只要该限位装置11可以在推板3的作用下带动主缸推杆1实现制动或者反方向运动时可以在推板3的作用下限制主缸推杆1在所需的位置即可。

为了保证直线电机2能提供所需的助力，优选地，限位装置11在主缸推杆1上的位置，要保证当主缸推杆1推动主缸4达到主缸4所能输出的最大油压力时，限位装置11最多与主缸4恰好接触。同时在不制动时，即主缸推杆1和直线电机2都处于初始位置时，限位装置11与推板3恰好接触。主缸推杆1与主缸4中的活塞相连，用于带动活塞运动，从而使得主缸4出油口的油压力增大或者在主缸4出油口的油压力的作用下推动主缸推杆1复位。

为了防止直线电机2失效时直线电机2影响主缸推杆1的运动，优选地，直线电机2设计为当直线电机2失效时自动退回制动前的位置；并且推板3的通孔的直径大于主缸推杆1的直径，即推板3空套在主缸推杆1上，如图3所示。

为了便于控制，可以将驾驶员踩踏制动踏板的踩踏力与主缸4输出的油压力之间建立一个对应关系，即当制动踏板上的踩踏力为T1时，主缸4输出的油压力应该为T2，其中T2＝nT1，n为根据制动助力的需要而设置的任意常数，例如，n可以设置为1～15，此时即可控制直线电机2运行，当直线电机2运行一段位移之后，主缸4输出的油压力T2＝nT1，即说明直线电机2已经提供了所需的助力，此时即可控制直线电机2保持原位，保持原位是靠控制器控制直线电机2在极小的一段行程内作高频往复运动实现的。相对应的，用第一压力信号X代表制动踏板上的踩踏力T1，用第二压力信号Y代表主缸4出油口处的油压力，当Y＝nX时，实现所需的制动。例如n＝10，当第一压力传感器检测到制动踏板上的踩踏力为50牛时，控制器控制直线电机2运行，同时第二压力传感器不断检测主缸4出油口处的油压力，当主缸4出油口的油压力达到500牛时，控制器控制直线电机2保持原位。

根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型助力制动系统的工作过程如下：

车辆正常行驶时，制动踏板位于初始位置，直线电机2不会运行，主缸推杆1也不会推动主缸4。

当驾驶员想要实现制动意图并踩下制动踏板时，制动踏板上的第一压力传感器检测出制动踏板上的踩踏力并将检测出的该第一压力信号X发送给控制器，此时，主缸4出油口处的液压油的油压力不变，第二压力传感器不发出信号，即Y为零。控制器通过对比信号X、Y，本实施方式中使用差值信号ΔS＝Y-nX(也可以使用其它对比方式，如Δt＝Y/nX等)，其中n如前面所定义。当ΔS＜0时，控制器控制直线电机2运行，从而推动推板3移动，进而推动主缸推杆1移动，主缸4出油口处的油压力逐渐增大。第二压力传感器不断检测主缸4出油口处的油压力，当ΔS＝0时，控制器控制直线电机保持原位。

当驾驶员的制动意图实现后，松开制动踏板，制动踏板将朝与制动偏转的反方向偏转。此时，第一压力信号X减小，而第二压力信号Y瞬时未变，即ΔS＞0，控制器控制直线电机2运行，直线电机2带动推板3不断朝制动时的反方向移动，当制动踏板反方向偏转到某一位置但是尚未回到初始位置时，控制器控制直线电机2反方向运行到使得ΔS＝0时的位置，在油压力的作用下，主缸推杆1不断反方向移动到限位装置11与推板3接触即直线电机2所保持原位的位置。当驾驶员完全放弃制动意图时，制动踏板回到初始位置，控制器控制直线电机2继续反方向运行，直到直线电机2运行到初始位置，主缸推杆1也不断反方向移动直到主缸4中的油压力为零，此时ΔS＝0，制动踏板、直线电机2和主缸推杆1都回到初始位置，即制动前的位置。

本实用新型的助力制动系统，在正常情况下依靠直线电机2的运行来提供制动助力或者维持踩踏力减小时主缸4所提供的油压力，当直线电机2失效时，由于推板3的通孔的直径大于主缸推杆1的直径，因此推板3和直线电机2不会阻碍主缸推杆1的运动，即此时没有外力干扰制动，驾驶员可以依靠人力实现紧急制动。

Claims (8)

1.一种助力制动系统，包括主缸、控制器、制动踏板、第一压力传感器和第二压力传感器，其特征在于，所述助力制动系统还包括：带有通孔的推板、主缸推杆和至少一个直线电机，所述直线电机用于带动所述推板移动，所述主缸推杆一端与主缸中的活塞相连，另一端穿过所述推板的通孔与制动踏板相连，所述通孔的直径大于主缸推杆的直径，在所述主缸和所述推板之间的主缸推杆上还设置有限位装置，所述第一压力传感器用于检测制动踏板上的踩踏力并将检测到的第一压力信号X发送给控制器，所述第二压力传感器用于检测主缸出油口的压力并将检测到的第二压力信号Y发送给控制器，所述控制器用于通过对比第一压力信号X和第二压力信号Y来控制直线电机的动作。

2.根据权利要求1所述的助力制动系统，其特征在于，所述直线电机为两个，所述通孔为所述推板的中心孔，所述两个直线电机对称连接在所述中心孔两侧的推板上。

3.根据权利要求2所述的助力制动系统，其特征在于，所述限位装置为与主缸推杆一体成型的法兰。

4.根据权利要求3所述的助力制动系统，其特征在于，所述控制器为车载ECU。

5.根据权利要求4所述的助力制动系统，其特征在于，所述第一压力传感器设置在所述制动踏板上。

6.根据权利要求5所述的助力制动系统，其特征在于，所述第二压力传感器设置在所述主缸的出油口处。

7.根据权利要求6所述的助力制动系统，其特征在于，所述直线电机包括初级和次级，所述次级固定在车体上，所述初级与所述推板相连。

8.根据权利要求7所述的助力制动系统，其特征在于，所述直线电机为短初级长次级型直线电机。

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