CN209051412U - 一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统，包括电控单元ECU、制动踏板、电池、次级主缸、电控直线运动模块、储液罐、制动主缸、ABS/ESP模块、补液阀、模式切换阀、自动调节阀、调节阀前端液压力传感器、调节阀后端液压力传感器、模拟器前端液压力传感器、踏板位移传感器和踏板模拟器。所述踏板模拟器包括模拟器前腔、模拟器后腔、模拟器活塞和模拟器弹。本实用新型在原有基础上对踏板模拟器结构进行改进，一是将模拟器活塞两侧的面积设计不等，可以实现制动压力放大的作用；二是将模拟器后腔通过液压管路与制动主缸第二工作腔相连，实现良好的踏板力感觉模拟。本实用新型较好的模拟驾驶员的制动踏板感觉，同时该系统具有失效保护模式，保证了驾驶时的舒适性和安全稳定性。

Description

一种具有良好模拟踏板力感觉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，尤其涉及一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统。

背景技术

电动汽车是未来汽车的发展趋势，为了保证乘客驾驶汽车的舒适性和安全性，汽车线控制动系统(Brake-By-Wire System，BBW)便由此发展起来。电子液压制动系统(Electro-Hydraulic Brake System，EHB)是汽车线控制动系统的一种。操纵机构是一个电子式制动踏板替代了传统的液压制动踏板，取消了体积庞大了真空助力器。这种集成电子踏板传感器能精确地感知驾驶人控制踏板的轻重缓急，并转换为电信号传递给电子控制单元，高压液压控制单元则会根据不同的驾驶工况自动调节车轮的制动压力。这一系统缩短了反应时间，也避免了液压机械制动系统作用反力引起的震动而导致驾驶者不自觉地减小制动力的危险。

制动系统是汽车行驶安全的重要保障。相比传统制动系统，电控制动系统具有结构简单，制动响应快，控制精度高，布置灵活，踏板特性一致等诸多优点，易与汽车动态控制系统进行整合；且可满足电动汽车的再生制动系统需求，具有很好发展前景。但电控制动系统取消了制动踏板与制动轮缸的直接连接，因而存在显著的其缺点是驾驶员不能充分的感受制动时的制动反力，在制动时会存在多踩或少踩制动踏板的问题，因此必须采用特定装置来模拟制动踏板感觉，保证给驾驶员制动反馈信息。

中国专利授权公告号CN 206633997 U公开了“一种电子液压制动系统”，该系统中所用踏板模拟器并没有反馈作用力，故而驾驶员踩踏踏板时不能很好的感受到踏板反力的作用。

本实用新型在原有基础上对踏板模拟器结构进行改进，一是将模拟器活塞两侧的面积设计不等，二是将模拟器后腔通过液压管路与制动主缸第二工作腔相连，通过以上改变可以使驾驶员在踩下踏板时有更好的踏板力模拟感觉，保证了驾驶时的舒适性和安全稳定性。

发明内容

基于上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统，可以很好地给驾驶员制动力反馈，实现系统液压力和踏板感觉的主动控制。

本实用新型一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统包括，电控单元ECU、制动踏板、电池、次级主缸活塞、次级主缸、电控直线运动模块、制动主缸第一活塞、制动主缸第一工作腔、储液罐、制动主缸第二活塞、制动主缸第二工作腔、制动主缸、自动调节阀、ABS/ESP模块、补液阀、模式切换阀、调节阀前端液压力传感器、调节阀后端液压力传感器、模拟器前端液压力传感器、踏板位移传感器和踏板模拟器。

电控单元ECU，根据位移信号计算出所需的总制动力，再根据电机，电池的状态计算出再生制动力，总制动力减去再生制动力即可得到制动系统所需产生的制动力；电控直线运动模块包括旋转电机和运动转换单元，运动转换单元包括锥齿轮啮合传动机构和齿轮齿条啮合传动机构，锥齿轮啮合传动机构将电机的旋转运动转换成齿轮齿条啮合传动机构的直线运动，而后推动制动主缸第一活塞开始工作，ECU通过位移信号来实现对电机的控制，并将电机的旋转运动转换成主缸活塞的直线运动从而对制动压力进行控制。

储液罐，用于储存及回收液压管中的油液；ABS/ESP模块，由四个二位二通电磁阀组成，用于调节各轮缸的液压制动力；踏板位移传感器，用于踏板的位移信息并将其反馈给ECU；次级主缸，其中一条支路与踏板模拟器前腔相连，正常制动时用于踏板感觉模拟，失效模式下直接用于制动；制动主缸包括制动主缸第一工作腔和制动主缸第二工作腔，用于将来自踏板的机械能转换成液压能。

踏板模拟器包括模拟器前腔、模拟器后腔、模拟器弹簧和模拟器活塞，其布置在次级主缸和制动主缸第二工作腔之间的液压管路上，用于踏板感觉模拟；

模式转换阀布置在制动主缸和次级主缸之间的液压管路上，该阀为二位四通常闭阀，正常制动时该阀关闭，失效模式下直接用于制动；补液阀布置在储液罐和次级主缸之间的液压管路上，该阀为二位二通常开阀，正常制动时用于补充制动液，失效模式下该阀关闭，防止制动压力不足；自动调节阀布置在踏板模拟器和制动主缸第二工作腔之间的液压管路上，自动调节阀两边各有一个液压力传感器，分别为调节阀前端液压力传感器和调节阀后端液压力传感器，该阀可根据阀两端液压力的大小由ECU控制阀的开口程度，避免紧急制动时，制动主缸第二工作腔液压力过大使模拟器活塞迅速回推；模拟器液压力传感器布置在次级主缸与补液阀之间的液压管路上，用于判断驾驶员的制动意图。

其次，故障诊断系统与电子控制单元单元ECU相连，当某个制动零部件发生故障无法正常工作时能将故障信息传递给电子控制单元ECU；故障诊断系统诊断出制动系统某个地方出现故障时，报警装置启动，并第一时间提醒驾驶员。

由于采用上述方案，本实用新型具有以下明显优点：

1.踏板模拟器后腔和制动踏板第二工作腔相连，使得模拟器后腔的液压力与制动主缸的液压力相同，并通过模拟器活塞的运动反馈给制动踏板，使驾驶员可以感受到充足的踏板反力，实现良好的踏板力感觉模拟。

2.该系统拥有失效保护模式，当机械传动部件出现故障时，可以迅速转换到液压备份模式，确保汽车行驶过程中的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为踏板模拟器结构示意图。

附图中的标号表示：

1-电控单元ECU；2-电池；3-旋转电机；4-锥齿轮副；5-齿轮；6-齿条；7-储液罐；8-制动主缸第一活塞；9-制动主缸第一工作腔；10-制动主缸第二活塞；11-制动主缸第二工作腔；12-自动调节阀；13-调节阀前端液压力传感器；14-调节阀后端液压力传感器；15-制动主缸； 16-ABS/ESP模块；17-模式转换阀；18-踏板模拟器；19-补液阀；20-模拟器前端液压力传感器； 21-次级主缸；22-次级主缸活塞；23-踏板位移传感器；24-制动踏板；25-模拟器后腔；26-模拟器活塞；27-模拟器弹簧；28-模拟器前腔。

具体实施方式

下面结合图对本实用新型做进一步的详细阐述。

正常制动时，当驾驶员踩下制动踏板24时，模式转换阀17、补液阀19均处于工作状态，此时模式转换阀17关闭，补液阀19打开，踏板位移传感器23获得位移信息并传递给电控单元ECU1，电控单元ECU1接收到信息后，计算出所需的总的制动力，然后根据旋转电机 3的工作特性及电池2的工作状态计算出驱动旋转电机3的再生制动力的大小，通过总的制动力减去再生制动力，可得到此次制动所需的液压制动力大小，并将电信号传递给旋转电机 3，然后旋转电机3根据电子控制单元ECU1的指令驱动电控直线运动模块，推动制动主缸第一活塞8开始运动，在制动主缸第一活塞8挡住第一补偿孔时制动主缸第一工作腔9开始建压，从而通过弹簧顶杆推动制动主缸第二活塞10，当制动主缸第二活塞10挡住第二补偿孔时制动主缸第二工作腔11也开始建压，此时制动液经过液压管路流向ABS/ESP模块16，向各制动轮缸传递制动力。

与此同时，当旋转电机3开始转动时，电控单元ECU1发出控制指令，使补液阀19关闭，由于模拟器后腔25与制动主缸第二工作腔11通过液压管路相连，故模拟器后腔25内的液压力与制动主缸15内的液压力相同，此时，部分制动主缸15内的制动液流进模拟器后腔25，推动模拟器活塞26向左运动，使得模拟器前腔28的制动液流进次级主缸21，制动踏板24获得一个液压反力，并传递给驾驶员的脚底，更好的模拟踏板力感觉。特别地，由于模拟器活塞26两侧面积不等，且右侧活塞面积大于左侧，故作用在右侧活塞的压力传递到左侧时，会使模拟器前腔28内的液体压强变大，这样起到了放大制动液压强的作用，使驾驶员感受到的踏板力感觉更强烈。

当旋转电机3因故障而无法提供制动力矩或电控直线运动模块损坏以至于无法传递制动力时，故障诊断系统诊断出故障信号并传递给电控单元ECU1，电控单元ECU1立刻使整个制动系统处于液压备份模式，此时模式转换阀17打开，补液阀19关闭，当驾驶员继续踩下制动踏板24时，制动液直接顺着模式转换阀17流向ABS/ESP模块16，向各制动轮缸传递制动力，此时制动力来源为驾驶员的纯脚力。

Claims (3)

1.一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统，包括电控单元ECU(1)、电池(2)、旋转电机(3)、锥齿轮副(4)、齿轮(5)、齿条(6)、储液罐(7)、制动主缸第一活塞(8)、制动主缸第一工作腔(9)、制动主缸第二活塞(10)、制动主缸第二工作腔(11)、自动调节阀(12)、调节阀前端液压力传感器(13)、调节阀后端液压力传感器(14)、制动主缸(15)、ABS/ESP模块(16)、模式转换阀(17)、踏板模拟器(18)、补液阀(19)、模拟器前端液压力传感器(20)、次级主缸(21)、次级主缸活塞(22)、踏板位移传感器(23)、制动踏板(24)，其特征在于：所述的踏板模拟器(18)包括模拟器后腔(25)、模拟器活塞(26)、模拟器弹簧(27)以及模拟器前腔(28)，所述模拟器前腔(28)与所述次级主缸(21)相连，所述模拟器后腔(25)与所述制动主缸第二工作腔(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统，其特征在于：所述模拟器活塞(26)的两侧面积不等，且右端面积大于左端面积。

3.根据权利要求1所述的一种具有良好模拟踏板力感觉的电子液压制动系统，其特征在于：所述模拟器弹簧(27)安装在所述模拟器前腔(28)内。