一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；目的是提高电子液压制动系统的集成化程度，提高解耦能力，能够配合再生制动最大限度的回收制动能量，取消反应盘结构，降低制动系统的控制难度，提高系统的响应速度和制动压力控制精度，实现液压制动力的主动控制，能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器。

【技术实现步骤摘要】
一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统
本专利技术涉及一种制动系统，特别涉及一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统。
技术介绍
随着汽车电动化和智能化技术的不断发展，汽车对制动系统提出了更高的要求，不仅要求制动系统能够提供足够的制动效能以及可靠的制动安全性，还要能够配合再生制动，最大限度的回收制动能量，提高电动汽车的续航里程，并且要具备足够的主动制动能力，响应足够迅速、制动压力控制精确，在提高安全性的同时能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器，同时要保证足够舒适的驾驶和乘坐感受，提供更加智能化、多样化的驾驶模式等。传统的真空助力制动系统由于难以满足这些要求，因此很难搭载在电动汽车及具有自动驾驶功能的汽车上，应用逐渐减少，而各种电子液压制动系统应运而生。电子液压制动系统响应速度快，制动压力控制精确；能够实现制动踏板与液压管路的解耦或部分解耦，配合再生制动回收制动能量提高续航里程；具有足够的主动制动能力，具备作为智能驾驶辅助系统底层执行器的能力。然而，目前的电子液压制动系统普遍采用不解耦或者部分解耦的方案，解耦能力有限，不能充分发挥电动汽车的再生制动能力，最大限度地回收制动能量；驾驶员的踏板力与电动助力普遍采用反应盘耦合，在设计控制算法时需要考虑反应盘内外圈形变等问题，控制算法较为复杂；整个液压制动系统集成化程度不够高，布置在实车上有一定困难，并且普遍需要设置用于解耦的电磁阀和踏板力主动调节的电磁阀，电控单元ECU需要精确控制多个电磁阀，导致整个液压制动系统控制难度增大。一些电子液压制动系统采用了部分解耦的方案，在系统进入失效备份模式时，驾驶员必须克服制动踏板及踏板推杆的一段空行程后，制动踏板推杆才能推动制动主缸活塞推杆在制动主缸建压，这段空行程内制动系统无法产生制动力容易发生危险。
技术实现思路
本专利技术提供一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统旨在提高电子液压制动系统的集成化程度，提高解耦能力，能够配合再生制动最大限度的回收制动能量，取消反应盘结构，降低制动系统的控制难度，提高系统的响应速度和制动压力控制精度，实现液压制动力的主动控制，能够作为智能驾驶辅助系统的底层执行器。本专利技术包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；所述的壳体前端开设有通孔，踏板感觉模拟器设在通孔内，踏板推杆与踏板感觉模拟器的前端活塞相连；锁止机构设在壳体前端通孔处，并通过控制线路与电控单元ECU相连，通电状态下锁止机构锁定踏板感觉模拟器；所述的助力电机设在壳体上，并通过控制线路与电控单元ECU相连；制动主缸设在壳体后端，制动主缸的前端设有主缸推杆；滚珠丝杠螺母设在壳体内，滚珠丝杠螺母外圈设有轴承，通过轴承与壳体滚动连接；滚珠丝杠螺母套设在滚珠丝杠螺杆上，构成运动转化机构，滚珠丝杠螺杆一端与制动主缸的主缸推杆相接触；第一齿轮与滚珠丝杠螺母通过矩形花键同轴固连，第二齿轮与助力电机的输出轴同轴固连，第一齿轮与第二齿轮相啮合，构成减速增扭机构；所述的滚珠丝杠螺杆内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆一端与踏板感觉模拟器抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆内部的通孔，并与制动主缸的主缸推杆抵接；所述的踏板行程传感器设在踏板推杆上，并通过控制线路与电控单元ECU相连。所述的踏板感觉模拟器由前后两个贯通的腔体组成，前腔内设有模拟器第一活塞，后腔内设有模拟器第二活塞，模拟器第一活塞与模拟器第二活塞之间设有第一模拟弹簧，模拟器第二活塞与后腔底部之间设有第二模拟弹簧；模拟器第一活塞的前端与踏板推杆相连，模拟器第一活塞的后端设有第一弹性块，模拟器第二活塞后端设有第二弹性块。所述的踏板感觉模拟器的前腔内径小于后腔内径，后腔位于壳体前端通孔内。所述的锁止机构对称设在踏板感觉模拟器的末端，锁止机构包括锁止支架、电磁铁、锁止杆和锁止弹簧，锁止支架设在壳体内部，电磁铁设在锁止支架顶端，电磁铁通过控制线路与电控单元ECU相连；锁止杆的一端枢接在壳体上，能够绕枢轴旋转，锁止杆的另一端一侧朝向电磁铁，另一侧通过锁止弹簧与壳体相连；锁止杆上设有凸起，通电情况下，锁止杆被电磁铁吸附住，锁止杆上的凸起卡住踏板感觉模拟器，将踏板感觉模拟器固定；断电情况下，电磁铁失去对锁止杆的吸附力，锁止杆在锁止弹簧拉力作用下绕枢轴旋转使锁止杆上的凸起脱离锁止位置，踏板感觉模拟器脱离了锁止杆的锁定，能够在壳体前端通孔内沿轴向位移。所述的滚珠丝杠螺杆与制动主缸之间设有回位弹簧，所述的回位弹簧套设在制动主缸的主缸推杆外侧；制动主缸的主缸推杆前端设有弹性垫圈，用于减小滚珠丝杠螺杆对主缸推杆的冲击力，延长使用寿命。所述的制动主缸内设有主缸第一活塞和主缸第二活塞，主缸推杆与主缸第一活塞相连；主缸第一活塞和主缸第二活塞将制动主缸内部分成第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔内设有主缸第一回位弹簧，第二工作腔内设有主缸第二回位弹簧；系统还包括液压控制单元HCU，制动主缸第一工作腔的出液口和第二工作腔的出液口分别通过液压管路与液压控制单元HCU的两个进液口相连，液压控制单元HCU的四个出液口分别通过液压管路与安装在车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸进液口相连。所述液压控制单元HCU具有ESP以及ABS的功能，能够对车辆四个车轮上的四个盘式制动器轮缸的制动液压力进行调节。制动主缸与液压控制单元HCU之间的液压管路上设有液压力传感器，液压力传感器和液压控制单元HCU分别通过控制线路与电控单元ECU相连，液压力传感器用于检测液压管路中的液压力大小，并将信号通过控制线路传递给电控单元ECU。助力电机的输出轴通过深沟球轴承支撑在壳体上，输出轴外端设有挡圈，输出轴上套设有套筒，第二齿轮位于挡圈和套筒之间；套筒一端与第二齿轮抵接，另一端与深沟球轴承抵接，挡圈和套筒用于对第二齿轮进行定位。失效备份推杆上设有导向槽，壳体上设有导向杆，导向杆下端位于导向槽内与导向槽配合，在失效备份推杆运动时起到导向作用。所述的滚珠丝杠螺母外圈的轴承为角接触球轴承，能同时承受径向压力和轴向压力，防止滚珠丝杠螺母发生偏移。所述电控单元ECU可根据各种制动系统传感器以及其他车载传感器传递的信息，选择制动系统的工作模式，控制电磁铁的工作状态，并控制助力电机产生相应的液压制动力。系统还包括储液罐，储液罐与制动主缸的两个进液口相连，用于补充制动主缸的制动液。本专利技术的工作原理：本专利技术所述的一种完全解耦的电子液压制动系统，具有常规制动、主动制动以及失效备份三种工作模式：1、常规制动模式工作原理：当系统处于常规制动模式时，电磁铁处于通电状态，具有电磁吸力，将锁止机构的锁止杆吸附在水平位置，使锁止杆的凸起卡在踏板感觉模拟器的末端，将踏板感觉模拟器固定，不能产生轴向位移；这时，驾驶员踩下制动踏板，踏板推杆直接推动模拟器第一活塞，踏板感觉模拟器中的模拟器第一活塞、模拟器第二活塞、第一模拟弹簧、第二模拟弹簧以及第一弹性块和第二弹性块共同模拟传统真空助力制动系统的驾驶员踏板感觉。常规制动模式时，系统处于完全解耦状态，驾驶员踩下制动踏板，此时踏板行程传感器采集到驾驶员踩下制动踏板的踏板行程信息，将采集到的信号通过控制线路传递到电控单元ECU，电控单元E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；所述的壳体前端开设有通孔，踏板感觉模拟器设在通孔内，踏板推杆与踏板感觉模拟器的前端活塞相连；锁止机构设在通孔末端，并通过控制线路与电控单元ECU相连，通电状态下锁止机构锁定踏板感觉模拟器；所述的助力电机设在壳体上，并通过控制线路与电控单元ECU相连；制动主缸设在壳体后端，制动主缸的前端设有主缸推杆；滚珠丝杠螺母设在壳体内，滚珠丝杠螺母外圈设有轴承，通过轴承与壳体滚动连接；滚珠丝杠螺母套设在滚珠丝杠螺杆上，滚珠丝杠螺杆一端与制动主缸的主缸推杆相接触；第一齿轮与滚珠丝杠螺母同轴固连，第二齿轮与助力电机的输出轴同轴固连，第一齿轮与第二齿轮相啮合；所述的滚珠丝杠螺杆内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆一端与踏板感觉模拟器抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆内部的通孔，并与制动主缸的主缸推杆抵接；所述的踏板行程传感器设在踏板推杆上，并通过控制线路与电控单元ECU相连。

【技术特征摘要】
1.一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：包括壳体、踏板感觉模拟器、踏板推杆、锁止机构、助力电机、制动主缸、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺杆、第一齿轮、第二齿轮、失效备份推杆、踏板行程传感器和电控单元ECU；所述的壳体前端开设有通孔，踏板感觉模拟器设在通孔内，踏板推杆与踏板感觉模拟器的前端活塞相连；锁止机构设在通孔末端，并通过控制线路与电控单元ECU相连，通电状态下锁止机构锁定踏板感觉模拟器；所述的助力电机设在壳体上，并通过控制线路与电控单元ECU相连；制动主缸设在壳体后端，制动主缸的前端设有主缸推杆；滚珠丝杠螺母设在壳体内，滚珠丝杠螺母外圈设有轴承，通过轴承与壳体滚动连接；滚珠丝杠螺母套设在滚珠丝杠螺杆上，滚珠丝杠螺杆一端与制动主缸的主缸推杆相接触；第一齿轮与滚珠丝杠螺母同轴固连，第二齿轮与助力电机的输出轴同轴固连，第一齿轮与第二齿轮相啮合；所述的滚珠丝杠螺杆内部沿轴向开设有通孔，失效备份推杆一端与踏板感觉模拟器抵接，另一端穿过滚珠丝杠螺杆内部的通孔，并与制动主缸的主缸推杆抵接；所述的踏板行程传感器设在踏板推杆上，并通过控制线路与电控单元ECU相连。2.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的踏板感觉模拟器由前后两个贯通的腔体组成，前腔内设有模拟器第一活塞，后腔内设有模拟器第二活塞，模拟器第一活塞与模拟器第二活塞之间设有第一模拟弹簧，模拟器第二活塞与后腔底部之间设有第二模拟弹簧；模拟器第一活塞的前端与踏板推杆相连，模拟器第一活塞的后端设有第一弹性块，模拟器第二活塞后端设有第二弹性块。3.根据权利要求2所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的踏板感觉模拟器的前腔内径小于后腔内径，后腔位于壳体前端通孔内。4.根据权利要求1所述的一种无反应盘的完全解耦式集成电子液压制动系统，其特征在于：所述的锁止机构对称设在踏板感觉模拟器的末端，锁止机构包括锁止支架、电磁铁、锁止杆和锁止弹簧，锁止支架设在壳体内部，电磁铁设在锁止支架顶端，电磁铁通过控制线路与电控单元ECU相连；锁止杆的一端枢接在壳体上，能够绕枢轴旋转，锁止杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，宋东鉴，朱冰，赵文博，雷鹏，田海舰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22