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一种电液复合伺服制动系统技术方案

技术编号:14499845 阅读:114 留言:0更新日期:2017-01-30 03:57
本实用新型专利技术公开一种电液复合伺服制动系统,它包括制动踏板、踏板回位装置、电动助力总成、主缸、储液罐、主缸压力传感器、液压控制单元、轮缸、电机、电子控制单元、制动踏板行程传感器。踩下制动踏板,制动踏板的作用力经推杆、反应盘等推动主缸的活塞;同时,电子控制单元根据制动踏板行程传感器的信号计算助力大小,控制电机输出转矩,经过同步带及滚珠丝杠两级传动装置,推动反应盘和顶杆实施助力;主缸最终将制动压力经液压控制单元输出至各轮缸。本实用新型专利技术具有以下优点:踏板感觉可设计;可在驾驶员未采取操作时通过电子控制单元控制电机输出的扭矩,实现主动制动;可在电子控制装置失效的情况下通过踩下制动踏板实现人力备份制动。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于汽车制动系统
,具体来说,是一种利用同步带和滚珠丝杠机构作为主要伺服传动的电液复合伺服制动系统
技术介绍
作为汽车核心安全部件的制动系统历经了数次重大变迁和改进。从最初的皮革摩擦制动到后来出现鼓式、盘式制动器,再到后来出现真空助力、电动助力、防抱死制动系统(ABS)以及与ABS相适应但成本较高的中心阀式制动主缸等。近年来又兴起了线控制动系统(Brake-by-wire)的研发,如电子液压制动(EHB)和电子机械制动(EMB)。目前汽车液压制动系统大多采用真空助力,少数汽车采用电动助力(如日产汽车公司的e-ACT制动系统)等其它形式的助力装置。采用真空助力的车辆,助力大小不可控,制动性能的恒定性和稳定性得不到保证;而采用普通电动制动助力的车辆会因ABS介入压力调节所引起的制动踏板力剧烈波动。同时,无论是真空助力制动或是电动助力制动,都不能方便的实现底盘的主动控制。而线控制动系统的出现,不仅仅在于提高了传统意义上的汽车制动性能如制动效能、制动效能的恒定性以及制动时的方向稳定性,更是为了适应现代汽车的底盘主动控制。线控制动系统克服了传统助力制动系统不能方便地实施主动制动(所谓“主动制动”,是指在制动踏板未被踩下的情况下仍然可以实现对全部或部分车轮的制动)的缺陷。助力制动系统的这个不足使其不能很好地满足自主紧急制动(AEB)、驱动防滑控制(ASR)、电子稳定控制(ESC)及自适应巡航控制(ACC)等底盘主动控制系统的主动制动需要。虽然装有ASR和基于差压制动的ESC汽车能够通过这些主动控制系统的液压控制单元实施主动制动,但其压力建立时间相对较长,而且因其电磁阀不适宜长时间连续工作故难以满足AEB等控制系统的主动增压需要。另外,采用线控制动还可以获得更好的制动踏板感觉,避免了传统助力制动系统因ABS介入压力调节所引起的剧烈制动踏板力波动。虽然采用中心阀式制动主缸亦可以解决传统助力制动系统的踏板力波动问题,但同样增加了制动系统的复杂性与成本。在线控制动系统中,人力踩踏制动踏板仅提供制动信号,制动能量通常由人力以外的其它供能装置供给。为提高线控制动系统的失效防护功能,其电子控制单元可以广泛地自诊断和持续不断地监控全部系统可信度状态。在系统发生故障而出现危险状态时,系统还可以自动地向驾驶员提供现有的、最好的部分功能。在发生故障时故障存贮器存贮的故障信息便于诊断和维修。目前,已有多种结构的EHB应用于量产汽车,如博世公司的电液制动控制(SBC)系统、丰田汽车公司的ECB系统和大陆公司的RBS系统等。EHB一般采用高压储液罐作为供能装置,其压力由电动液压泵产生,必要时可以实施主动制动。制动时将高压储液罐的制动液导入主缸推动其活塞或直接输送给轮缸,依靠控制装置调节轮缸的制动压力。采用踏板行程模拟器为驾驶员提供制动踏板感觉,且具有人力备份制动的功能。当EHB系统失效时,使用备用的人力液压制动系统。此类制动系统因需要高压储液罐以及额外的备份液压系统,系统结构不是很紧凑。高压储液罐使制动系统能很快建立制动压力,可以缩短制动距离,但在发生碰撞等情况下可能导致高压泄漏威胁乘员安全,存在安全隐患。另外,用于高压储液罐的泵及其驱动电机即使在未制动时也需频繁工作,使用寿命受到影响。EMB系统则依靠控制装置控制电机带动减速增扭等转换机构,直接将制动块压靠在制动盘上产生制动力。因不需要制动液和液压管路,EMB系统具有制动器初始压力建立时间短、动态响应快等优点,甚至超过了依靠液压泵输出液压力的EHB。德国大陆特维斯公司、西门子公司和美国德尔福公司等全球各主要汽车零部件公司都相继研制出各自的EMB原型样机。此类制动系统需要复杂的机械转换结构才能产生制动力,虽然响应速度快,但失效防护能力难以获得汽车制造商的信赖。采用EMB后无法继续使用传统的制动器,需要重新开发新式的制动器以及使用高性能的电源,制造成本较高。由于这些原因,EMB迄今未在量产汽车上得到应用。除前面提到的EHB和EMB外,采用电机驱动制动主缸活塞的电液制动系统构成了另外一类线控制动系统,公开号为CN103010199A的中国专利技术专利“一种汽车线控制动系统”即属于此类。各类线控制动系统虽然具有如上所述的诸多优点,但它们相对于非线控系统而言同时也存在一些不足:需要设置专门的失效备份装置,增加了系统的复杂程度和成本;正常工作条件下踏板力总是依赖模拟器产生,踏板力不可调节;施加于制动踏板的人力没有被直接用来产生制动力,不利于缩短制动器起作用时间。为解决上述问题,很多公司提出了多种结构方案,比如博世公司最近新推出了电动机械助力器iBooster,其电机扭矩经由蜗轮蜗杆放大,并通过齿轮齿条传动装置转换为直线推力,最终由齿条经顶杆推动主缸活塞实现助力制动。该装置同时还具有主动制动功能。但是蜗轮蜗杆机械效率较低,且易导致磨损和失效。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题,本技术的目的是提出一种利用同步带和滚珠丝杠机构作为主要伺服传动的电液复合伺服制动系统,可以在电动助力制动模式、主动制动模式等多种模式下工作,并具有人力备份制动功能。为了达到上述目的,本技术采用以下技术方案:一种电液复合伺服制动系统,其特征在于:包括制动踏板、踏板回位装置、电动助力总成、主缸、储液罐、主缸压力传感器、液压控制单元、轮缸、电机、电子控制单元、制动踏板行程传感器;其中:所述踏板回位装置包括回位弹性件、推杆和弹性件底座,所述推杆的后端部与所述制动踏板相连;所述电动助力总成包括壳体、丝杠、滚珠丝杠螺母、推盘、反应盘推块、反应盘滑块、反应盘、顶杆、电机和同步带;所述丝杠仅可绕自身轴向转动地连接在所述壳体内,所述滚珠丝杠螺母仅可沿所述滚珠丝杠的轴向前后运动地配合在所述滚珠丝杠上,所述推盘前后运动地设置在所述滚珠丝杠螺母的前端;所述反应盘推块、反应盘滑块和反应盘分别可前后运动设置并从后向前依次设置在所述推盘的中孔内,所述推杆从后向前活动贯穿所述丝杠并且所述推杆的前端顶在所述反应盘推块上,所述顶杆的后端顶在所述反应盘上;所述电机的输出轴通过所述同步带与所述丝杠相连;所述主缸包括主缸缸体、主缸第一活塞、主缸第二活塞、第一活塞回位弹簧和第二活塞回位弹簧;其中,所述主缸第一活塞的后端部活动穿过所述主缸缸体的后端面,所述主缸第二活塞位于所述主缸缸体的内侧前部;所述主缸第一活塞与所述主缸第二活塞之间形成第一高压腔,所述主缸第二活塞与所述主缸缸体的前端面之间形成第二高压腔;所述顶杆的前端顶在所述主缸第一活塞上;所述储液罐分别与所述主缸缸体中的所述第一高压腔和所述第二高压腔相连;所述第一高压腔和所述第二高压腔分别通过制动管路与所述液压控制单元相连,所述液压控制单元与所述轮缸通过制动管路相连;所述主缸压力传感器设置在所述主缸上,所述制动踏板行程传感器设置在所述制动踏板上,所述电子控制单元分别与所述电机、所述主缸压力传感器和所述制动踏板行程传感器相连接,所述电子控制单元接收所述制动踏板行程传感器获取的制动踏板的位移信号以及所述主缸压力传感器获取的所述第一高压腔或所述第二高压腔的压力信号,并控制所述电机的输出转矩。优选地,所述回位弹性件为回位弹簧,所述弹性件底座为弹簧座。弹性件底座可与防火墙固连。驾驶员踩下踏板本文档来自技高网
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一种电液复合伺服制动系统

【技术保护点】
一种电液复合伺服制动系统,其特征在于:包括制动踏板、踏板回位装置、电动助力总成、主缸、储液罐、主缸压力传感器、液压控制单元、轮缸、电机、电子控制单元、制动踏板行程传感器;其中:所述踏板回位装置包括回位弹性件、推杆和弹性件底座,所述推杆的后端部与所述制动踏板相连;所述电动助力总成包括壳体、丝杠、滚珠丝杠螺母、推盘、反应盘推块、反应盘滑块、反应盘、顶杆、电机和同步带;所述丝杠仅可绕自身轴向转动地连接在所述壳体内,所述滚珠丝杠螺母仅可沿所述滚珠丝杠的轴向前后运动地配合在所述滚珠丝杠上,所述推盘前后运动地设置在所述滚珠丝杠螺母的前端;所述反应盘推块、反应盘滑块和反应盘分别可前后运动设置并从后向前依次设置在所述推盘的中孔内,所述推杆从后向前活动贯穿所述丝杠并且所述推杆的前端顶在所述反应盘推块上,所述顶杆的后端顶在所述反应盘上;所述电机的输出轴通过所述同步带与所述丝杠相连;所述主缸包括主缸缸体、主缸第一活塞、主缸第二活塞、第一活塞回位弹簧和第二活塞回位弹簧;其中,所述主缸第一活塞的后端部活动穿过所述主缸缸体的后端面,所述主缸第二活塞位于所述主缸缸体的内侧前部;所述主缸第一活塞与所述主缸第二活塞之间形成第一高压腔,所述主缸第二活塞与所述主缸缸体的前端面之间形成第二高压腔;所述顶杆的前端顶在所述主缸第一活塞上;所述储液罐分别与所述主缸缸体中的所述第一高压腔和所述第二高压腔相连;所述第一高压腔和所述第二高压腔分别通过制动管路与所述液压控制单元相连,所述液压控制单元与所述轮缸通过制动管路相连;所述主缸压力传感器设置在所述主缸上,所述制动踏板行程传感器设置在所述制动踏板上,所述电子控制单元分别与所述电机、所述主缸压力传感器和所述制动踏板行程传感器相连接,所述电子控制单元接收所述制动踏板行程传感器获取的制动踏板的位移信号以及所述主缸压力传感器获取的所述第一高压腔或所述第二高压腔的压力信号,并控制所述电机的输出转矩。...

【技术特征摘要】
1.一种电液复合伺服制动系统,其特征在于:包括制动踏板、踏板回位装置、电动助力总成、主缸、储液罐、主缸压力传感器、液压控制单元、轮缸、电机、电子控制单元、制动踏板行程传感器;其中:所述踏板回位装置包括回位弹性件、推杆和弹性件底座,所述推杆的后端部与所述制动踏板相连;所述电动助力总成包括壳体、丝杠、滚珠丝杠螺母、推盘、反应盘推块、反应盘滑块、反应盘、顶杆、电机和同步带;所述丝杠仅可绕自身轴向转动地连接在所述壳体内,所述滚珠丝杠螺母仅可沿所述滚珠丝杠的轴向前后运动地配合在所述滚珠丝杠上,所述推盘前后运动地设置在所述滚珠丝杠螺母的前端;所述反应盘推块、反应盘滑块和反应盘分别可前后运动设置并从后向前依次设置在所述推盘的中孔内,所述推杆从后向前活动贯穿所述丝杠并且所述推杆的前端顶在所述反应盘推块上,所述顶杆的后端顶在所述反应盘上;所述电机的输出轴通过所述同步带与所述丝杠相连;所述主缸包括主缸缸体、主缸第一活塞、主缸第二活塞、第一活塞回位弹簧和第二活塞回位弹簧;其中,所述主缸第一活塞的后端部活动穿过所述主缸缸体的后端面,所述主缸第二活塞位于所述主缸缸体的内侧前部;所述主缸第一活塞与所述主缸第二活塞之间形成第一高压腔,所述主缸第二活塞与所述主缸缸体的前端面之间形成第二高压腔;所述顶杆的前端顶在所述主缸第一活塞上;所述储液罐分别与所述主缸缸体中的所述第一高压腔和所述第二高压腔相连;所述第一高压腔和所述第二高压腔分别通过制动管路与所述液压控制单元相连,所述液压控制单元与所述轮缸通过制动管路相连;所述主缸压力传感器设置在所述主缸上,所述制动踏板行程传感器设置在所述制动踏板上,所述电子控制单元分别与所述电机、所述主缸压力传感器和所述制动踏板行程传感器相连接,所述电子控制单元接收所述制动...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓伟文丁能根
申请(专利权)人:邓伟文丁能根
类型:新型
国别省市:北京;11

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