CN209454723U - 一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型包括：踏板模拟器、曲柄滑块机构、电控单元ECU、电机、制动主缸、ABS/ESP、传感器、电磁阀和液压管路。正常制动时，各传感器检测信号传递给电控单元ECU，控制电机的旋转最后转化直线运动产生制动；出现故障时，该系统通过曲柄滑块机构实现机械保护，驾驶员踩下制动踏板使曲柄转动，带动滑块机构沿着导轨右移，克服主缸弹簧力作用，推动螺杆、主缸第一、第二活塞的右移建压，完成机械制动。曲柄滑块机构简单，稳定性好，易实现降低制造成本，且机械保护可靠性高，同时滑块内的导管采用陶瓷材料，噪声小耐温性能好，满足使用要求。

Description

一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车制动技术领域，尤其是一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，人们的生活水平不断的提高，在汽车制动方面也提出了新要求，如何让汽车在高速行驶时能稳定、可靠、按照驾驶员的要求完成制动是一个新的方向。该电子液压制动系统结构简单，稳定性高，利用各传感器精确检测并把信号传递给电控单元，电控单元根据信号判断驾驶员的制动意图，控制执行机构产生制动力，实现高效、精确、可靠的制动。同时在电子液压制动失效时，利用曲柄滑块机构的简单、成熟的技术，完成稳定可靠的机械保护。一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统在此背景下产生的。

目前的电子液压制动系统组成包括：高压蓄能器、电机、泵。由这三部分来控制系统制动力，因为该项技术的不娴熟，同时，高压蓄能器容易泄露，存在安全问题。由于结构的设计不合理，没有充分利用驾驶员的踏板力，能源上就产生一定程度的浪费。除此之外，在电子液压制动失效时，机械保护结构复杂且制造成本高。

而具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统主要由制动踏板单元、液压驱动单元、制动执行单元和控制单元组成。制动踏板单元可以获取驾驶员制动意图，将踏板信号转化为电信号传递给电控单元；液压驱动单元由电机和传动机构组成，由电控单元控制实现线控制动，同时完成高效的、可靠的制动，也高效地利用了制动力；制动执行单元由各液压缸、电磁阀和一些管理等，来实现液压力的传递，并完成主缸减压的工作，也解决了高压蓄能器的不可靠性的问题；电控单元主要是接收信号，再处理信号，最后实现制动力的主动控制。而曲柄滑块机构结构简单，技术成熟，在机械保护时稳定可靠。

中国专利授权公告号CN104787020A公开了“一种具有新型解耦方式的电子液压制动系统”，该系统在电机出现故障或在传动机构失效时，需要机械保护时，则需要完成解耦才能实现机械制动，当解耦不成功，车辆处于无刹车状态，也就是机械保护程度不高，同时，加上解耦机构，使制动系统结构更加复杂，不易制造成本就变高。

发明内容

鉴于以上存在的问题，本实用新型的目的是提供一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统。利用曲柄滑块机构的简单、技术成熟等特点，解决在电机或传动机构失效时，完成稳定可靠的机械保护。

本实用新型具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统组成：制动踏板、踏板模拟器、曲柄、导轨、滑块、滑块导管、滚珠丝杠的螺杆、滚珠丝杠的螺母、齿轮副、电机、主缸第一活塞、储液器、主缸第二活塞、主缸弹簧、主缸、液压力传感器、ABS/ESP模块、解耦阀、电控单元ECU、补液阀、踏板位移传感器、踏板模拟器推杆。

制动踏板与踏板模拟器连接，驾驶员踩下制动踏板，踏板模拟器和踏板位移传感器检测驾驶员制动意图来形成电信号，传递给电控单元ECU，电控单元控制电机的转动；滚珠丝杠的螺杆和滚珠丝杠的螺母连接，而滚珠丝杠的螺母上有一个齿轮副，另一个齿轮副通过导杆直接与电动机相连，这样，可以把电机的旋转运动转化为滚珠丝杆的螺杆的直线运动，同时根据电控单元的电信号，控制电机的转速，进而控制滚珠丝杆的螺杆的直线运动的速度，滚珠丝杆的螺杆与主缸第一活塞推杆连接，螺杆的直线运动推动主缸第一活塞推杆，再推动主缸第一活塞运动，当第一活塞遮挡住对应的出液口时，通过各液压管路的连接，主缸开始建压，液压油再流向ABS/ESP模块产生制动力。电控单元ECU与各传感器和电磁阀连接，用来接收各电信号，同时，电控单元ECU根据踏板位移信号计算出此次制动需要的总制动力，然后根据电机、电池状态计算出车辆能够产生的再生制动力，总制动力减去再生制动力后即所述系统需要产生的制动力。

电机失效或传动机构出现故障时，踏板与曲柄滑块机构连接，滑块通过导管与滚珠丝杠螺杆上的导轨连接，实现机械保护之前，踏板模拟器在踏板液压力作用下，液压油通过液压管路，流向电磁阀到制动主缸中，之后滑块在人力的作用下再推动滚珠丝杠螺杆，螺杆推动第一活塞运动建压，实现机械保护作用下的制动。

所述液压力传感器分布在主缸和ABS/ESP模块之间主缸和踏板模拟器之间，用来测量液压管路压力，以产生电信号传递给电控单元，可以实现踏板模拟器的反馈控制。

所述的解耦阀连接在主缸和踏板模拟器之间，补液阀连接在储液器和踏板模拟器之间，通过电控单元的控制电磁阀的开关，配合踏板模拟器产生电信号，同时控制液压油的流动，实现系统的功能。

其次，电子液压过程中，曲柄滑块机构中的滑块在踏板力作用下的运动速度小于螺杆在电机作用力下的运动速度，避免产生撞击。导管可选用陶瓷复合材料，该材料摩擦时具有噪声小，耐高温等性能。

与现有的电子液压制动系统相比，该系统具有以下明显优点。

本实用新型的电子液压制动系统利用曲柄滑块机构的简单和技术成熟，在系统失效时，通过滑块推动滚珠丝杠的螺杆进而产生制动力，机械保护的稳定性和可靠性都提高。

本实用新型的电子液压制动系统结构简单，制造成本低，控制容易，能满足电子液压制动的要求。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为滑块与导轨连接示意图。

附图中的标号表示：

1—制动踏板;2—踏板模拟器；3—曲柄；4—导轨；5—滑块；6—滑块导管；7—滚珠丝杠的螺杆；8—滚珠丝杠的螺母；9、18—齿轮副；10—电机；11—主缸第一活塞；12—储液器；13—主缸第二活塞；14—主缸弹簧；15—主缸；16、19—液压力传感器；17—ABS/ESP模块； 20—解耦阀；21—电控单元ECU；22—补液阀；23—踏板位移传感器；24—踏板模拟器推杆。

具体实施方式

为使本实用新型具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统的目的、方案和效果更加清楚，下面结合附图1和附图2对本实用新型进行详细描述。

正常工作情况下，解耦阀20和补液阀22均通电，此时解耦阀20关闭，补液阀22打开（储液器12通过液压管流向该阀，因为该阀为常开阀，液压油直接流向踏板模拟器2，起到液压力供给作用）。当驾驶员踩下制动踏板1，制动踏板力克服踏板模拟器2的弹簧力作用，使踏板模拟器推杆24向右移动，由于解耦阀20的关闭，通过力的相互作用可以获得驾驶员的制动意图，过程中踏板位移传感器23产生电信号，传递给电控单元ECU21。电控单元ECU21，根据踏板位移信号计算出此次制动需要的总制动力，然后根据电机、电池等计算出车辆能够产生的再生制动力，总制动力减去再生制动力后即所述系统需要产生的制动力。制动系统所需的制动力通过控制电机10的旋转，电机10通过齿轮副9和18使滚珠丝杠的螺母8转动，滚珠丝杠的螺母8和滚珠丝杠的螺杆7通过螺纹连接，这样就把电机的旋转运动转化成滚珠丝杠的螺杆的直线运动，滚珠丝杠的螺杆7向右移动克服主缸弹簧力14的作用，推动主缸第一活塞11向右移动，当主缸第一活塞遮住第一出液口时，主缸15开始建压，随着电机的继续旋转运动，通过直线运动机构，系统继续克服主缸弹簧力14的作用，推动主缸第二活塞13运动，过程中液压力传感器16和19检测液压力大小产生电信号传递给电控单元ECU形成反馈，电控单元ECU再根据对信号的处理，最后控制主缸的建压，液压油通过液压管路流向ABS\ESP17模块17，完成电子液压制动。

根据国家法规的要求，当电子液压制动系统出现故障或者失效时，车辆的制动系统任有一定强度的制动，本实用新型具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统也具有机械保护的方案，具体措施如下。

当电机10或传动机构失效时，解耦阀20和补液阀22均段电，此时解耦阀20打开，补液阀22关闭，驾驶员踩下制动踏板1时，推动踏板模拟器推杆24右移，此时，踏板模拟器液压内的液压油通过管路、解耦阀、管路流向主缸，产生一定的制动力；同时，随着驾驶员踩下制动踏板，带动曲柄滑块机构的曲柄3转动，曲柄3的转动带动滑块5在导轨4上的向右移动，滑块5继而推动滚珠丝杠的螺杆7右移，接着与电子液压制动过程一样，螺杆7的右移克服主缸弹簧力14的作用，使主缸第一活塞11和主缸第二活塞13右移，使主缸15建压，液压油再通过管路流向ABS/ESP模块17，完成机械保护作用。

Claims (4)

1.一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统，包括：制动踏板(1)、踏板模拟器(2)、曲柄(3)、导轨(4)、滑块(5)、滑块导管(6)、滚珠丝杠的螺杆(7)、滚珠丝杠的螺母(8)、齿轮副(9、18)、电机(10)、主缸第一活塞(11)、储液器(12)、主缸第二活塞(13)、主缸弹簧(14)、主缸(15)、液压力传感器(16、19)、ABS/ESP模块(17)、解耦阀(20)、电控单元ECU(21)、补液阀(22)、踏板位移传感器(23)、踏板模拟器推杆(24)；其特征在于：电控直线运动模块包括电机(10)和运动转换单元，运动转化单元为滚珠丝杠的螺杆(7)和滚珠丝杠的螺母(8)；所述的具有曲柄滑块机构保护包括曲柄(3)滑块(5)、安装在滑块上的导管(6)、连接在滚珠丝杠的螺杆(7)的导轨(4)；所述的液压力传感器分别安装在主缸(15)和踏板模拟器(2)之间的液压管路、主缸(15)和ABS/ESP模块(17)液压管路之间。

2.根据权利要求1所述的一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统，其特征是所述的曲柄滑块中，在正常情况下，驾驶员踩下制动踏板(1)，带动曲柄(3)转动，使滑块(5)沿着导轨产生一个速度，而电机(10)在电控单元ECU(21)的控制下滚珠丝杠的螺杆(7)产生另外一个速度，避免撞击，滑块的速度小于滚珠丝杠的螺杆的速度。

3.根据权利要求1所述的一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统，其特征是所述的滑块中的导管(6)采用陶瓷合成材料，在运动过程中可以减少噪声，同时可以耐高温。

4.根据权利要求1所述的一种具有曲柄滑块机构保护的电子液压制动系统，其特征是所述的液压力传感器(16、19)检测液压油管路的压力大小，形成电信号传递给电控单元ECU(21)，实现反馈调节。