一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统技术方案

本发明专利技术公开一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统，该电液伺服制动系统包括制动踏板、人力缸、电液伺服缸、制动主缸、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。本发明专利技术通过电液伺服缸与人力缸相独立或叠加作用于制动主缸的活塞，从而对全部或部分车轮施加制动。本发明专利技术的电液伺服制动系统的多种工作模式使其可以根据不同的制动需求工作于主动制动模式、线控制动模式、助力制动模式，并具有失效备份人力制动功能。本发明专利技术的优点在于：具有多种制动模式，可根据实际应用时的制动需求选择最合适的制动模式，且可靠性高、失效防护能力强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车制动系统
，具体来说，是一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统。
技术介绍
汽车制动系统与汽车行车安全密切相关。除传统的真空助力式、电动助力式伺服制动系统以及在它们的基础上发展起来的制动防抱死系统(ABS)外，近年来人们关注的新型制动系统还包括线控制动系统，如电子液压制动系统(EHB)和电子机械式制动系统(EMB)。线控制动系统可以灵活地协调摩擦制动与回馈制动，也可方便地实现主动制动(所谓“主动制动”，是指在未踩下制动踏板的情况下对部分或全部车轮所施加的制动)。线控制动系统在满足制动能量回收、主动避撞等系统对制动系统的要求方面要优于传统的液压制动系统。目前汽车液压制动系统大多仍采用真空助力，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。与真空助力相比，电动助力制动系统的助力大小可控，当需要制动能量回收时，可控制助力电机根据需要实现少助力或不助力，以降低主缸压力输出、尽可能减少摩擦制动器的参与程度，故制动能量回收率更高。线控制动系统取消了传统制动系统的机械连接，具有结构更简单、控制更灵活、响应时间更短、制动性能更好、维护简单等特点。为提高失效防护功能，线控制动系统的电子控制系统一般都具有较传统制动系统更为严格的故障诊断和容错功能。目前已有多种结构形式的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，通过控制进液阀、出液阀实现轮缸压力调节，通过踏板行程模拟器提供制动踏板感觉；当EHB失效时，制动压力可由人力操纵的活塞缸经常开的电磁阀传至轮缸实施备份制动。因采用高压储液罐作为供能装置，EHB正常工作时系统压力响应快，但当发生碰撞等紧急工况下，可能造成高压泄漏，存在安全隐患。另外，用于产生高压的柱塞泵需经常工作，易造成摩损、泄露并可能导致蓄压能力下降。EMB根据制动踏板信号，通过控制电机旋转，经传动装置使得制动钳压紧 制动盘实现汽车制动。EMB具有响应快、易于控制及线控制动技术的特点，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。EMB的缺点是制动失效备份系统设计困难且需要重新开发制动器并使用大功率电源和成本较高的四个高性能电机。近几年提出的IBS将制动供能装置和压力调节装置集成一体，可实现线控制动且具有失效备份制动功能。已授权中国专利“具有带有多功能的存储装置的制动系统”(公开号：CN102639370A)，该系统包括一个电机、滚珠丝杠副、制动主缸、制动踏板、行程模拟器、电磁阀和液压管路等，电机及行程模拟器均布置在制动主缸后端；电机驱动丝杠螺母旋转，滚珠丝杠推动活塞压缩制动液；当电机失效时，依靠人力推动活塞，压缩主缸内制动液。该系统使用的零部件数量少，结构紧凑，便于布置；采用高动态特性电机和多通道复用方法对各轮缸压力实现顺序调节，系统压力响应快且压力控制精确。该系统的缺点是不仅电机成本非常高，而且滚珠丝杆因采用小导程导致加工难度较大、成本也较高。美国专利局公布的“PRESSURE MODULATOR CONTROL”专利(公开号：US2009/0115247A1)，包括两个电机、两个单腔活塞主缸、踏板行程模拟器、运动转换机构、电磁阀和液压管路等，每个主缸均通过两个电磁阀分别与两个轮缸相连通；当电机失效时，可通过人力推动主缸活塞，压缩活塞缸内制动液。该系统每个主缸均通过两个电磁阀分别与两个轮缸相连通，采用双通道复用方法进行压力变容调节，与上述已授权的中国专利技术专利中采用的四通道复用方式相比降低了对电机动态性能的要求。该双电机方案的缺点是两个制动回路相互独立，系统控制的灵活性较差，即无法保证总能选择出一个与实施应用时的电机动态性能相适应的、能发挥系统最佳性能的控制模式。例如，若实施应用时的工艺材料和成本控制条件下电机动态性能不能满足多通道复用方法的运用，则该系统无法实现满足制动要求的压力调节目标。另外，该系统失效备份机构结构复杂。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题，本专利技术的目的是提出一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统，可以在主动制动模式、线控制动模式、助力制动模式下工作，并具有失效备份人力制动功能，以满足不同工况下的制动需求。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统，其特征在于：包括制动踏板、 人力缸、电液伺服缸、制动主缸、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：所述人力缸包括推杆、后壳体、后活塞、阀管、卡紧器、踏板模拟弹簧、前壳体、前活塞、后活塞回位弹簧、顶杆；所述阀管位于所述后壳体内且与所述卡紧器联接，所述推杆的后端部与所述制动踏板相连，所述推杆的前端部嵌入所述卡紧器内；所述后活塞位于所述后壳体内且所述后活塞的前端固连有活动穿入所述前壳体的活塞杆；所述踏板模拟弹簧位于所述阀管和所述后活塞之间；所述后活塞回位弹簧位于所述后活塞和所述后壳体之间；所述后活塞与所述后壳体的前端面及所述阀管之间构成后伺服腔，未踩下所述制动踏板时所述后伺服腔通过开设在所述后壳体上的补偿孔与所述储液罐连通；所述顶杆的后部位于所述前壳体内且与所述前活塞联接；所述前活塞和所述前壳体的后端面之间构成前伺服腔；所述电液伺服缸包括电机、滚珠丝杠套筒、活塞推杆、液压缸缸体、活塞推杆回位弹簧、滚丝螺母、丝杠；所述滚丝螺母仅可绕自身轴向转动地设置在所述滚珠丝杠套筒内，所述电机的输出轴与所述滚丝螺母传动连接；所述滚丝螺母与所述丝杠构成滚珠丝杠副，所述丝杠仅可沿自身轴向前后运动地配合在所述滚丝螺母内；所述活塞推杆的后端顶在所述丝杠的前端上，所述活塞推杆的前端固连有前活塞，所述前活塞位于所述液压缸缸体内，所述活塞推杆回位弹簧位于所述前活塞和所述液压缸缸体的前端面之间，所述前活塞与所述液压缸缸体的后端面之间构成液压腔，所述液压腔通过管路与所述人力缸的所述前伺服腔连通；所述制动主缸包括主缸缸体、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；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制动器通过制动管路相连；所述主缸压力传感器设置在所述制动主缸上，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，所述电液伺服缸还包括导向件和导向件套筒，所述导向件固定在所述丝杠上，所述导向件套筒上沿与所述丝杠的轴向平行的方向延伸开设有与所述导向件配合的导向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统，其特征在于：包括制动踏板、人力缸、电液伺服缸、制动主缸、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：所述人力缸包括推杆、后壳体、后活塞、阀管、卡紧器、踏板模拟弹簧、前壳体、前活塞、后活塞回位弹簧、顶杆；所述阀管位于所述后壳体内且与所述卡紧器联接，所述推杆的后端部与所述制动踏板相连，所述推杆的前端部嵌入所述卡紧器内；所述后活塞位于所述后壳体内且所述后活塞的前端固连有活动穿入所述前壳体的活塞杆；所述踏板模拟弹簧位于所述阀管和所述后活塞之间；所述后活塞回位弹簧位于所述后活塞和所述后壳体之间；所述后活塞与所述后壳体的前端面及所述阀管之间构成后伺服腔，未踩下所述制动踏板时所述后伺服腔通过开设在所述后壳体上的补偿孔与所述储液罐连通；所述顶杆的后部位于所述前壳体内且与所述前活塞联接；所述前活塞和所述前壳体的后端面之间构成前伺服腔；所述电液伺服缸包括电机、滚珠丝杠套筒、活塞推杆、液压缸缸体、活塞推杆回位弹簧、滚丝螺母、丝杠；所述滚丝螺母仅可绕自身轴向转动地设置在所述滚珠丝杠套筒内，所述电机的输出轴与所述滚丝螺母传动连接；所述滚丝螺母与所述丝杠构成滚珠丝杠副，所述丝杠仅可沿自身轴向前后运动地配合在所述滚丝螺母内；所述活塞推杆的后端顶在所述丝杠的前端上，所述活塞推杆的前端固连有前活塞，所述前活塞位于所述液压缸缸体内，所述活塞推杆回位弹簧位于所述前活塞和所述液压缸缸体的前端面之间，所述前活塞与所述液压缸缸体的后端面之间构成液压腔，所述液压腔通过管路与所述人力缸的所述前伺服腔连通；所述制动主缸包括主缸缸体、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；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制动器通过制动管路相连；所述主缸压力传感器设置在所述制动主缸上，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】
1.一种具有多种工作模式的电液伺服制动系统，其特征在于：包括制动踏板、人力缸、电液伺服缸、制动主缸、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：所述人力缸包括推杆、后壳体、后活塞、阀管、卡紧器、踏板模拟弹簧、前壳体、前活塞、后活塞回位弹簧、顶杆；所述阀管位于所述后壳体内且与所述卡紧器联接，所述推杆的后端部与所述制动踏板相连，所述推杆的前端部嵌入所述卡紧器内；所述后活塞位于所述后壳体内且所述后活塞的前端固连有活动穿入所述前壳体的活塞杆；所述踏板模拟弹簧位于所述阀管和所述后活塞之间；所述后活塞回位弹簧位于所述后活塞和所述后壳体之间；所述后活塞与所述后壳体的前端面及所述阀管之间构成后伺服腔，未踩下所述制动踏板时所述后伺服腔通过开设在所述后壳体上的补偿孔与所述储液罐连通；所述顶杆的后部位于所述前壳体内且与所述前活塞联接；所述前活塞和所述前壳体的后端面之间构成前伺服腔；所述电液伺服缸包括电机、滚珠丝杠套筒、活塞推杆、液压缸缸体、活塞推杆回位弹簧、滚丝螺母、丝杠；所述滚丝螺母仅可绕自身轴向转动地设置在所述滚珠丝杠套筒内，所述电机的输出轴与所述滚丝螺母传动连接；所述滚丝螺母与所述丝杠构成滚珠丝杠副，所述丝杠仅可沿自身轴向前后运动地配合在所述滚丝螺母内；所述活塞推杆的后端顶在所述丝杠的前端上，所述活塞推杆的前端固连有前活塞，所述前活塞位于所述液压缸缸体内，所述活塞推杆回位弹簧位于所述前活塞和所述液压缸缸体的前端面之间，所述前活塞与所述液压缸缸体的后端面之间构成液压腔，所述液压腔通过管路与所述人力缸的所述前伺服腔连通；所述制动主缸包括主缸缸体、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；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制动器通过制动管路相连；所述主缸压力传感器设置在所述制动主缸上，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...

【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：发明
国别省市：北京;11