CN204567652U - 一种采用电机驱动的电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

一种采用电机驱动的电子液压制动系统，包括：电机、蜗轮、蜗杆、齿轮、齿条、制动主缸、位移传感器、次级主缸、电磁阀、解耦缸、踏板模拟器和压力传感器，所述解耦缸、所述齿条和所述制动主缸同轴线设置；制动踏板力通过解耦缸经由齿条传递给制动主缸；制动主缸两出液口分别与轮缸电磁阀相连；解耦缸出液口通过常闭电磁阀与储液罐相连。其控制方法主要包括常规制动控制、紧急制动控制及系统失效控制。本实用新型制动灵敏、可靠的电子液压制动系统结构简单、紧凑，能实现制动踏板与制动主缸的完全解耦，控制方法简单、有效，系统能充分利用电机制动，取消了高压蓄能器，无安全隐患，可以有效的保证制动的安全与可靠。

Description

一种采用电机驱动的电子液压制动系统

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，涉及采用电机驱动的电子液压制动系统。

背景技术

随着当今社会的进步，经济的飞速发展，生活水平不断的提高，汽车的数量也在迅速的增长，由此也带来了许多的环境和能源问题。另外，随着节能减排的呼声不断增加，如何尽可能的减少能耗，尽可能多的回收能量，成了汽车研发的一个重要议题。

电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake System，简称EHB系统)就是在这样的环境下，在传统的液压制动器的基础上发展起来的。它用电子式制动踏板替代传统的液压制动踏板，从而取消体积庞大的真空助力器。同时这中电子液压制动系统通过各种传感器检测驾驶员的驾驶以及车辆的制动状况，进而准控制制动系统。另一方面，就现行的电子液压制动系统而言，例如Bosch公司的HAS HEV系统和TRW公司的SCB系统，它们的主动动力源都是采用了高压蓄能器配合泵和电机来控制液压系统的制动输入力。电机利用增压泵把制动液输入高压蓄能器中，在控制电磁阀的开闭来使得高压制动液输入主缸，进而完成制动。因此，这系统需要较多数量的电磁阀来配合控制；另外，由于高压蓄能器的技术并不完善，可靠性和安全性还得不到完全的保证。这些因素的存在表明了这个领域还有很大的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用电机驱动的电子液压制动系统，紧凑的结构配上优化的控制策略，能够迅速可靠地进行制动，回收部分制动能量，实现踏板与制动主缸的完全解耦。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种采用电机驱动的电子液压制动系统，包括了电机、蜗轮、蜗杆、齿轮、齿条、制动主缸、位移传感器、次级主缸、电磁阀、解耦缸、踏板模拟器和压力传感器等；控制方法主要包括常规制动控制、紧急制动控制及系统失效控制。

所述解耦缸、所述齿条和所述主缸同轴线设置；齿条一端与解耦缸接触固连，另一端与制动主缸推杆紧密接触，保持一定的预紧力；制动踏板力通过解耦缸经由齿条传递给主缸；主缸的两出液口分别与制动轮缸电磁阀相连；解耦缸出液口通过常闭电磁阀与储液罐相连。

所述的电机输出轴与所述蜗杆同轴相连，电机带动蜗杆转动；所述的齿轮与所蜗轮的中心孔通过键同轴连接，保持相同的角速度。

所述次级主缸与制动踏板相连，次级主缸的出液管分成两路，一路与踏板模拟器连接，另一路通过常开电磁阀与储油罐相连；

常规制动控制，电子控制单元ECU控制电机的转动驱动蜗杆涡轮，进而通过齿轮齿条推动制动主缸，制动液在制动主缸液压腔中受压进入制动轮缸中实施制动；同时踏板推动次级主缸将次级主缸中的制动液压入踏板模拟器，达到模拟踏板感觉的目的。

紧急制动控制，电子控制单元ECU通过控制常开电磁阀上电关闭与常闭电磁阀上电打开以及电机的正反转来控制各制动轮缸的制动压力，保证制动力的同时避免车辆抱死。

系统失效控制，电子控制单元ECU控制电磁阀断电，踏板推动解耦缸进而带动齿条压缩主缸进行制动。

所述解耦缸包括解耦缸活塞顶杆、解耦缸壳体和解耦缸后活塞，解耦缸活塞顶杆、解耦缸壳体和解耦缸后活塞形成解耦缸液压腔。

所述制动主缸包括了制动主缸推杆、制动主缸活塞、制动主缸壳体和制动主缸弹簧；制动主缸推杆和制动主缸活塞置于制动主缸壳体中，制动主缸推杆与制动主缸活塞之间形成制动主缸第一腔，制动主缸活塞与制动主缸壳体形成制动主缸第二腔；制动主缸弹簧放置在两制动主缸腔中。

所述齿条的一端与所述解耦缸的解耦缸后活塞接触固连，另一端与所述制动主缸推杆紧密接触，保持预紧力；制动踏板力推动解耦缸活塞顶杆压缩制动液，制动力通过解耦缸经由齿条传递给制动主缸，压缩主缸制动液；制动主缸两腔的出液口分别与制动轮缸电磁阀相连；解耦缸的出液口通过常闭电磁阀与储液罐相连。

由于采用上述技术方案，与现有复合制动技术相比，本发明新型电子液压制动系统具有如下优点：

1、结构简单，紧凑，易于集成化。

2、采用电机制动，可以根据系统实时状况调整制动力，控制准确，同时可以充分发挥电机再生制动力，较大程度回收制动能量。

3、采用机械连接，同时取消了高压蓄能器，可靠性和安全性得到保障。

4、不需要改动主缸，保证功能的同时采用较少的电磁阀，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的控制策略图。

图中标号说明

1—踏板；2—次级主缸；3—踏板模拟器；4—解耦缸；41—解耦缸活塞顶杆；42—解耦缸壳体；43—解耦缸后活塞；5—齿条；6—齿轮；7—制动主缸；71—制动主缸推杆；72—制动主缸第一腔；73—制动主缸活塞；74—制动主缸第二腔；75—制动主缸壳体；76—制动主缸弹簧；8—轮缸电磁阀；9—常闭电磁阀；10—常开电磁阀；11—电子控制单元ECU；12—压力传感器；13—踏板位移传感器；14—电机控制器；15—电机；16—蜗杆；17—涡轮；18—储液罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

一种采用电机驱动的电子液压制动系统，包括了电机15、蜗杆16、蜗轮17、齿轮6、齿条5、制动主缸7、位移传感器13、次级主缸2、踏板模拟器3、解耦缸4、轮缸电磁阀8、常闭电磁阀9、常开电磁阀10和压力传感器12等；所述一种采用电机驱动的电子液压制动系统及其控制策略的控制方法主要包括常规制动控制策略，紧急制动控制策略，系统失效控制策略。

所述解耦缸4、所述齿条5和所述制动主缸7同轴线设置；所述解耦缸4包括解耦缸活塞顶杆41、解耦缸壳体42和解耦缸后活塞43，解耦缸活塞顶杆41、解耦缸壳体42和解耦缸后活塞43形成解耦缸液压腔；

所述制动主缸7包括了制动主缸推杆71、制动主缸活塞73、制动主缸壳体75和制动主缸弹簧76；制动主缸推杆71和制动主缸活塞73置于制动主缸壳体75中，制动主缸推杆71与制动主缸活塞73之间形成制动主缸第一腔72，制动主缸活塞73与制动主缸壳体75形成制动主缸第二腔；制动主缸弹簧76放置在两制动主缸腔中；

所述齿条5的一端与所述解耦缸4的解耦缸后活塞43接触固连，另一端与所述制动主缸推杆71紧密接触，保持一定的预紧力；制动踏板力推动解耦缸活塞顶杆41压缩制动液，制动力通过解耦缸4经由齿条5传递给制动主缸7，压缩主缸制动液；制动主缸两腔的出液口分别与制动轮缸电磁阀8相连；解耦缸4的出液口通过常闭电磁阀9与储液罐18相连。

所述的电机15输出轴与所述蜗杆16同轴相连，电机15可带动蜗杆16转动；所述的齿轮6与所述蜗轮17的中心孔同轴设置，通过键连接，同时转动，保持相同的角速度。

所述次级主缸2与制动踏板1相连，次级主缸2的出液管路分成两路，一路连接至踏板模拟器3，另一路通过常开电磁阀10与储油罐18相连。

系统工作时，控制流程如图2所示，电子控制单元ECU根据各传感器信号和检测信号，判断系统当前的工作。当系统出现问题，如电机失效，解耦缸失效，管路漏液等问题时，电子控制单元ECU接收检测故障信息，控制系统进入失效模式。当电子控制单元ECU接收到的踏板位移传感器信号，分析出踏板位移变化快到一定程度时，判断驾驶员的制动意图为紧急制动，则电子控制单元ECU进入紧急制动模式。当系统没有故障，也不是紧急制动时，电子控制单元ECU进入正常工作模式。

当系统处于所述常规制动策略状态下时，电子控制单元ECU 11检测到踏板位移传感器13的信号，判断驾驶员的制动意图后，发出信号，控制电机15的转动驱动蜗杆16涡轮17，进而通过齿轮6带动齿条5移动，推动制动主缸推杆71，将主缸液压腔中的制动液压缩经过轮缸电磁阀8进入制动轮缸中实施制动；同时，常开电磁阀10上点断开，常闭电磁阀上电打开9，踏板推动次级主缸2，将次级主缸2中的制动液压入踏板模拟器3，达到模拟踏板感觉的目的；与此同时，解耦缸4中的制动液通过打开的常闭电磁阀9流入储液罐18中，从而实现踏板1与制动主缸7的完全解耦。

当系统处于所述紧急制动策略状态下时，电子控制单元ECU 11控制常开电磁阀10上电关闭与常闭电磁阀9上电打开，同时检测制动系统的状态，当制动压力不足时，ECU控制电机15的正转来实现系统增压，提高制动力；当车轮快要抱死时，ECU控制电机15反转，降低系统液压力；从而在保证制动力的同时避免车辆抱死。当连接主缸同一出液口的两个轮缸中，有一个需要保持液压力，而另一个需要增大或者减少时，电子控制单元ECU将发出信号，关闭连接着需要保压的轮缸电磁阀8，而打开需要变化液压力的轮缸电磁阀8，从而实现每个轮缸的精确控制。

当系统因各种原因，如电机15故障，无法正常工作时，所述系统失效控制策略开始实施，此时，电子控制单元ECU控制常开电磁阀10和常闭电磁阀9断电，此时解耦缸4可以看成一个刚体。驾驶员踩下制动踏板1，踏板推动解耦缸4，进而带动齿条压缩主缸进行制动。保证了车辆制动的可靠性。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：包括：电机、蜗轮、蜗杆、齿轮、齿条、制动主缸、位移传感器、次级主缸、电磁阀、解耦缸、踏板模拟器和压力传感器，所述解耦缸、所述齿条和所述制动主缸同轴线设置；制动踏板力通过解耦缸经由齿条传递给制动主缸；制动主缸两出液口分别与轮缸电磁阀相连；解耦缸出液口通过常闭电磁阀与储液罐相连。

2.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：所述的电机输出轴与蜗杆同轴相连；所述的齿轮与所蜗轮的中心孔通过键同轴连接。

3.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：所述次级主缸与制动踏板相连，出液管分成两路，一路与踏板模拟器连接，另一路通过常开电磁阀与储油罐相连。

4.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：常规制动控制，电子控制单元ECU控制电机的转动驱动蜗杆涡轮，进而通过齿轮齿条推动制动主缸进行增压制动；同时踏板推动次级主缸将制动液压入踏板模拟器，达到模拟踏板感觉的目的。

5.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：紧急制动控制，电子控制单元ECU通过控制各个电磁阀上电以及电机的正反转来控制各制动轮缸的制动压力，保证制动力的同时避免车辆抱死。

6.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：失效制动控制，电子控制单元控制各个电磁阀断电，踏板推动解耦缸进而带动齿条压缩主缸进行制动。

7.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：所述解耦缸包括解耦缸活塞顶杆、解耦缸壳体和解耦缸后活塞，解耦缸活塞顶杆、解耦缸壳体和解耦缸后活塞形成解耦缸液压腔。

8.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：所述制动主缸包括了制动主缸推杆、制动主缸活塞、制动主缸壳体和制动主缸弹簧；制动主缸推杆和制动主缸活塞置于制动主缸壳体中，制动主缸推杆与制动主缸活塞之间形成制动主缸第一腔，制动主缸活塞与制动主缸壳体形成制动主缸第二腔；制动主缸弹簧放置在两制动主缸腔中。

9.根据权利要求1所述的采用电机驱动的电子液压制动系统，其特征在于：所述齿条的一端与所述解耦缸的解耦缸后活塞接触固连，另一端与所述制动主缸推杆紧密接触，保持预紧力；制动踏板力推动解耦缸活塞顶杆压缩制动液，制动力通过解耦缸经由齿条传递给制动主缸，压缩主缸制动液；制动主缸两腔的出液口分别与制动轮缸电磁阀相连；解耦缸的出液口通过常闭电磁阀与储液罐相连。