适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统技术方案

本发明专利技术提出一种适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统，以解决现有电动助力制动系统存在的助力总成机构复杂、解耦情况单一、踏板感保持性不好的问题，制动踏板总成通过电动助力总成与制动主缸连接，制动主缸与HCU之间的管路上设置有解耦装置总成，助力电机总成与电动助力总成连接，解耦时可以根据需要通过对电磁阀的控制合理分配前后轴的制动摩擦力，从而实现任意自由度的解耦，保证汽车即使在再生制动的情况下也能保持良好的制动姿态；任何解耦工况下通过对助力电机的控制都能保证制动踏板感保持不变，不影响驾驶员制动时的路感，不需要另设失效备份机构，系统失效时可通过人力使车辆减速或停车，提高行驶安全性。

The electric brake system is suitable for electric vehicle with arbitrary decoupling degree of freedom.

The invention provides an electric power brake system for electric vehicle with arbitrary decoupling degree of freedom to solve the problem that the existing power assisting mechanism is complex, the decoupling condition is single, and the pedal feeling is not good. The brake pedal assembly is connected with the brake master cylinder by the electric power support assembly. There is a decoupling assembly on the line between the brake master cylinder and the HCU, and the power auxiliary motor assembly is connected with the electric power assembly. When decoupling, the braking friction force of the front and back axes can be reasonably distributed in accordance with the control of the solenoid valve, so as to realize the decoupling of arbitrary degree of freedom, so as to ensure the car even in the case of regenerative braking. It can maintain a good brake posture; under any decoupling condition, the control of the auxiliary motor can keep the brake pedal feeling unchanged, do not affect the road sense of the driver, and do not need another failure backup mechanism. When the system fails, the vehicle can be slowed down or stopped by manpower to improve the driving safety.

【技术实现步骤摘要】
适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统
本专利技术属于汽车制动系统
，具体的说是一种适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统。
技术介绍
随着汽车领域技术的发展，传统的液压制动系统已不能满足人们对高安全性、高舒适性的汽车性能的要求。尤其是近些年来随着汽车电动化和智能化的发展趋势，对汽车制动系统提出了更高要求。对于电动化汽车，为了增加续航里程，要求制动系统必须具备再生制动能力，这就要求制动系统能够具有制动踏板与摩擦制动力解耦的能力；对于智能化汽车，要求汽车必须具备主动制动的功能。显然，传统的液压制动系统已无法满足上述要求。作为一种新型的制动系统技术，电动助力制动系统通过结构的设计可以使其具有制动踏板与摩擦制动力解耦的能力，从而满足电动汽车再生制动能力的需求；必要时，电动助力制动系统通过电子控制单元控制助力电机可以实现在没有人员操作的情况下进行主动制动，从而提高汽车的主动安全性，并符合智能化汽车的发展要求。以此同时，电动助力制动系统的失效备份相对于线控制动技术更容易布置，结构简单，成本低。以上的电动助力制动系统的这些优点使其受到了汽车工程师的青睐，电动助力制动系统将会是汽车制动技术未来发展的一个主要方向。然而，目前的电动助力制动系统的助力总成机构大都结构复杂；电动助力制动系统在进行解耦时只能进行部分解耦或者完全解耦，很难在解耦时根据前后轴的需要合理分配前后轴的制动摩擦力，总而实现任意自由度的解耦；在实现制动踏板与摩擦制动力的解耦时驾驶员的制动踏板感往往会发生很大变化，从而严重影响驾驶员的路感。
技术实现思路
为解决上述电动助力制动系统所存在的助力总成机构复杂、解耦情况单一、踏板感保持性不好的问题，本专利技术提出了一种适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统，包括制动踏板总成、电动助力总成、带有储液罐的制动主缸、与制动主缸管路连接的HCU、与HCU管路连接的车辆四个车轮的制动轮缸以及电子控制单元，其特征在于，还包括一个设置在制动主缸与HCU之间的管路上的解耦装置总成以及一个助力电机总成；以制动踏板总成中的制动踏板的踏板力输入的方向为前方，带有踏板行程传感器的制动踏板的中部与一个踏板推杆的前端铰接，电动助力总成的助力总成壳体内有一个助力套筒，助力套筒的中部有通孔，助力推杆设置在该通孔中，助力套筒和助力推杆的轴向长度相同且二者可沿轴向相对移动，踏板推杆的后端穿过助力总成壳体伸入到助力总成壳体中的助力推杆前端的凹槽中，且踏板推杆的后端面与助力推杆前端的凹槽的内端面之间存在间隙，该间隙即为制动踏板的空行程，踏板推杆的后端加工成阶梯轴状，踏板推杆的阶梯轴大轴颈段的端面与助力推杆前端凹槽的内端面之间设置有踏板推杆回位弹簧，在没有踏板力输入的状态下，助力套筒和助力推杆的前端面与助力总成壳体的前内端面接触，助力套筒和助力推杆靠助力总成壳体进行前极限位置的限位，助力总成壳体内还有一个主缸推杆，主缸推杆的前端有一段外径大于主缸推杆杆体外径的连接段，连接段的前端面加工出凹槽，凹槽中配合安装有反馈盘，反馈盘的直径大于助力推杆的外径，安装有反馈盘的主缸推杆的前端面作用在助力推杆和助力套筒的后端面上，主缸推杆的后端与制动主缸的后腔活塞相连，一个外回位弹簧和一个内回位弹簧同轴布置，外回位弹簧设置在助力套筒的后端面与助力总成壳体的后端内壁之间，内回位弹簧设置在主缸推杆的连接段的后端面与助力总成壳体的后端内壁之间；助力套筒的下端加工出一排轮齿，助力套筒通过这些轮齿与一个齿条齿轮的轮齿相啮合形成齿轮齿条传动副；齿条齿轮的轮心与助力电机总成中的减速齿轮的轮心通过轴颈刚性连接，齿条齿轮与减速齿轮的结构完全相同，助力电机总成中的永磁同步电机的输出轴上的电机齿轮与减速齿轮啮合；所述的解耦装置总成包括后腔第一单向阀、前腔第一单向阀、后腔常闭电磁阀、前腔常闭电磁阀、后腔比例压力控制阀、前腔比例压力控制阀，后腔常开电磁阀、前腔常开电磁阀，后腔液压力传感器，前腔液压力传感器、后腔第二单向阀、前腔第二单向阀，制动主缸的后腔出液口与HCU的后腔进液口的液压管路上串联有后腔常开电磁阀，在从后腔常开电磁阀到HCU的后腔进液口之间的管路上安装有后腔液压力传感器，在从制动主缸的后腔出液口到后腔常开电磁阀的管路上开设有连接至储液罐的液压管路a，在液压管路a上并联安装着后腔常闭电磁阀和后腔比例压力控制阀，在后腔常闭电磁阀和后腔比例压力控制阀后分别串联有后腔第一单向阀和后腔第二单向阀，后腔第一单向阀和后腔第二单向阀只允许制动液流向储液罐，而不允许制动液反向流动；同样制动主缸的前腔出液口与HCU的前腔进液口的液压管路上串联有前腔常开电磁阀，在从前腔常开电磁阀到HCU的前腔进液口之间的管路上安装有前腔液压力传感器，在从制动主缸的前腔出液口到前腔常开电磁阀的管路上开设有连接至储液罐的液压管路b，在液压管路b上并联安装着前腔常闭电磁阀和前腔比例压力控制阀，在前腔常闭电磁阀和前腔比例压力控制阀后分别串联有前腔第一单向阀和前腔第二单向阀，前腔第一单向阀和前腔第二单向阀只允许制动液流向储液罐，而不允许制动液反向流动；HCU的四个出液口分别通过管路与车辆四个车轮上的轮缸连接。所述的踏板行程传感器、后腔常闭电磁阀、前腔常闭电磁阀、后腔比例压力控制阀、前腔比例压力控制阀、后腔常开电磁阀、前腔常开电磁阀、后腔液压力传感器、前腔液压力传感器、HCU以及PMSM电机的信号端通过线束与电子控制单元连接。进一步的技术方案包括：制动踏的顶端和转轴支架通过铰链连接，踏板行程传感器亦安装在制动踏板和转轴支架相连接处。踏板推杆回位弹簧的预紧力小于内回位弹簧的预紧力。踏板推杆的后端面与助力推杆前端的凹槽的内端面之间的间隙为10-15mm。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所述的电动助力制动系统在进行解耦时可以根据需要通过对电磁阀的控制合理分配前后轴的制动摩擦力，总而实现任意自由度的解耦，保证汽车即使在再生制动的情况下也能保持良好的制动姿态；2、本专利技术的所述的电动助力制动系统的助力总成机构结构简单，制造成本低，安装方便，适于批量生产；3、本专利技术所述的电动助力制动系统的踏板感一致性好，在任何解耦工况下通过对助力电机的控制都能保证制动踏板感保持不变，从而不影响驾驶员制动时的路感；4、本专利技术所述的电动助力制动系统不需要另设失效备份机构，在系统失效时可通过人力使车辆减速或停车，提高了行驶安全性；5、本专利技术所述的电动助力制动系统的各个部件集成度高，占用空间小，方便布置；6、本专利技术所述的电动助力制动系统的硬件设备适应性广，对不同类型的汽车，尤其是电动汽车均适用，通用性好；7、本专利技术所述的电动助力制动系统工作在解耦状态时，通过对比例压力控制阀开启压力的控制，可以使前后轴轮缸压力按照系统要求进行增压，从而使由摩擦制动力和再生制动力所产生的总制动力特性曲线尽可能与电动助力制动状态下的制动特性曲线相吻合。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1为本专利技术所述一种适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统的结构示意图。图2为本专利技术所述解耦装置总成的结构示意图。图3为电动助力本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统，包括制动踏板总成(1)、电动助力总成(2)、带有储液罐(3)的制动主缸(4)、与制动主缸(4)管路连接的HCU(6)、与HCU(6)管路连接的车辆四个车轮的制动轮缸(7)以及电子控制单元(8)，其特征在于，还包括一个设置在制动主缸(4)与HCU(6)之间的管路上的解耦装置总成(5)以及一个助力电机总成(9)；以制动踏板总成(1)中的制动踏板(101)的踏板力输入的方向为前方，带有踏板行程传感器(102)的制动踏板(101)的中部与一个踏板推杆(103)的前端铰接，电动助力总成(2)的助力总成壳体(201)内有一个助力套筒(202)，助力套筒(202)的中部有通孔，助力推杆(205)设置在该通孔中，助力套筒(202)和助力推杆(205)的轴向长度相同且二者可沿轴向相对移动，踏板推杆(103)的后端穿过助力总成壳体(201)伸入到助力总成壳体(201)中的助力推杆(205)前端的凹槽中，且踏板推杆(103)的后端面与助力推杆(205)前端的凹槽的内端面之间存在间隙，该间隙即为制动踏板(101)的空行程，踏板推杆(103)的后端加工成阶梯轴状，踏板推杆(103)的阶梯轴大轴颈段的端面与助力推杆(205)前端凹槽的内端面之间设置有踏板推杆回位弹簧(203)，在没有踏板力输入的状态下，助力套筒(202)和助力推杆(205)的前端面与助力总成壳体(201)的前内端面接触，助力套筒(202)和助力推杆(205)靠助力总成壳体(201)进行前极限位置的限位，助力总成壳体(201)内还有一个主缸推杆(209)，主缸推杆(209)的前端有一段外径大于主缸推杆(209)杆体外径的连接段，连接段的前端面加工出凹槽，凹槽中配合安装有反馈盘(206)，反馈盘(206)的直径大于助力推杆(205)的外径，安装有反馈盘(206)的主缸推杆(209)的前端面作用在助力推杆(205)和助力套筒(202)的后端面上，主缸推杆(209)的后端与制动主缸(4)的后腔活塞相连，一个外回位弹簧(207)和一个内回位弹簧(208)同轴布置，外回位弹簧(207)设置在助力套筒(202)的后端面与助力总成壳体(201)的后端内壁之间，内回位弹簧(208)设置在主缸推杆(209)的连接段的后端面与助力总成壳体(201)的后端内壁之间；助力套筒(202)的下端加工出一排轮齿，助力套筒(202)通过这些轮齿与一个齿条齿轮(204)的轮齿相啮合形成齿轮齿条传动副；齿条齿轮(204)的轮心与助力电机总成(9)中的减速齿轮(903)的轮心通过轴颈刚性连接，齿条齿轮(204)与减速齿轮(903)的结构完全相同，助力电机总成(9)中的永磁同步电机(901)的输出轴上的电机齿轮(902)与减速齿轮(903)啮合；所述的解耦装置总成(5)包括后腔第一单向阀(501a)、前腔第一单向阀(501b)、后腔常闭电磁阀(502a)、前腔常闭电磁阀(502b)、后腔比例压力控制阀(503a)、前腔比例压力控制阀(503b)，后腔常开电磁阀(504a)、前腔常开电磁阀(504b)，后腔液压力传感器(505a)，前腔液压力传感器(505b)、后腔第二单向阀(506a)、前腔第二单向阀(506b)，制动主缸(4)的后腔出液口与HCU(6)的后腔进液口的液压管路上串联有后腔常开电磁阀(504a)，在从后腔常开电磁阀(504a)到HCU(6)的后腔进液口之间的管路上安装有后腔液压力传感器(505a)，在从制动主缸(4)的后腔出液口到后腔常开电磁阀(504a)的管路上开设有连接至储液罐(3)的液压管路a，在液压管路a上并联安装着后腔常闭电磁阀(502a)和后腔比例压力控制阀(503a)，在后腔常闭电磁阀(502a)和后腔比例压力控制阀(503a)后分别串联有后腔第一单向阀(501a)和后腔第二单向阀(506a)，后腔第一单向阀(501a)和后腔第二单向阀(506a)只允许制动液流向储液罐(3)，而不允许制动液反向流动；同样制动主缸(4)的前腔出液口与HCU(6)的前腔进液口的液压管路上串联有前腔常开电磁阀(504b)，在从前腔常开电磁阀(504b)到HCU(6)的前腔进液口之间的管路上安装有前腔液压力传感器(505b)，在从制动主缸(4)的前腔出液口到前腔常开电磁阀(504b)的管路上开设有连接至储液罐(3)的液压管路b，在液压管路b上并联安装着前腔常闭电磁阀(502b)和前腔比例压力控制阀(503b)，在前腔常闭电磁阀(502b)和前腔比例压力控制阀(503b)后分别串联有前腔第一单向阀(501b)和前腔第二单向阀(506b)，前腔第一单向阀(501b)和前腔第二单向阀(506b)只允许制动液流向储液罐(3)，而不允许制动液反向流动；HCU(6)的四个出液口分别通过...

【技术特征摘要】
1.适用于电动汽车具有任意解耦自由度的电动助力制动系统，包括制动踏板总成(1)、电动助力总成(2)、带有储液罐(3)的制动主缸(4)、与制动主缸(4)管路连接的HCU(6)、与HCU(6)管路连接的车辆四个车轮的制动轮缸(7)以及电子控制单元(8)，其特征在于，还包括一个设置在制动主缸(4)与HCU(6)之间的管路上的解耦装置总成(5)以及一个助力电机总成(9)；以制动踏板总成(1)中的制动踏板(101)的踏板力输入的方向为前方，带有踏板行程传感器(102)的制动踏板(101)的中部与一个踏板推杆(103)的前端铰接，电动助力总成(2)的助力总成壳体(201)内有一个助力套筒(202)，助力套筒(202)的中部有通孔，助力推杆(205)设置在该通孔中，助力套筒(202)和助力推杆(205)的轴向长度相同且二者可沿轴向相对移动，踏板推杆(103)的后端穿过助力总成壳体(201)伸入到助力总成壳体(201)中的助力推杆(205)前端的凹槽中，且踏板推杆(103)的后端面与助力推杆(205)前端的凹槽的内端面之间存在间隙，该间隙即为制动踏板(101)的空行程，踏板推杆(103)的后端加工成阶梯轴状，踏板推杆(103)的阶梯轴大轴颈段的端面与助力推杆(205)前端凹槽的内端面之间设置有踏板推杆回位弹簧(203)，在没有踏板力输入的状态下，助力套筒(202)和助力推杆(205)的前端面与助力总成壳体(201)的前内端面接触，助力套筒(202)和助力推杆(205)靠助力总成壳体(201)进行前极限位置的限位，助力总成壳体(201)内还有一个主缸推杆(209)，主缸推杆(209)的前端有一段外径大于主缸推杆(209)杆体外径的连接段，连接段的前端面加工出凹槽，凹槽中配合安装有反馈盘(206)，反馈盘(206)的直径大于助力推杆(205)的外径，安装有反馈盘(206)的主缸推杆(209)的前端面作用在助力推杆(205)和助力套筒(202)的后端面上，主缸推杆(209)的后端与制动主缸(4)的后腔活塞相连，一个外回位弹簧(207)和一个内回位弹簧(208)同轴布置，外回位弹簧(207)设置在助力套筒(202)的后端面与助力总成壳体(201)的后端内壁之间，内回位弹簧(208)设置在主缸推杆(209)的连接段的后端面与助力总成壳体(201)的后端内壁之间；助力套筒(202)的下端加工出一排轮齿，助力套筒(202)通过这些轮齿与一个齿条齿轮(204)的轮齿相啮合形成齿轮齿条传动副；齿条齿轮(204)的轮心与助力电机总成(9)中的减速齿轮(903)的轮心通过轴颈刚性连接，齿条齿轮(204)与减速齿轮(903)的结构完全相同，助力电机总成(9)中的永磁同步电机(901)的输出轴上的电机齿轮(902)与减速齿轮(903)啮合；所述的解耦装置总成(5)包括后腔第一单向阀(501a)、前腔第一单向阀(501b)、后腔常闭电磁阀(502a)、前腔常闭电磁阀(502...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，邓志辉，宋美洁，朱冰，陈志成，胡志强，邓博伦，武维祥，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22