一种电动汽车的线控制动系统技术方案

本发明专利技术专利公开了一种电动汽车的线控制动系统。包括制动输入单元、制动模拟单元、隔离单元、保压单元、机械执行单元、接头单元、制动轮缸。本发明专利技术提出的一种电动汽车的线控制动系统具备三种制动模式，即正常工作制动模式、驻车制动模式、备份制动模式。正常工作制动模式下依靠机械执行单元直接产生制动压力，相比于电子液压制动系统具有更快的响应速度。同时免受泥水侵蚀，相比于电子机械制动系统具有更长的使用寿命。驻车制动模式下只需要关闭保压阀就能长时间维持制动压力，能极大的节省电能消耗。另外，本发明专利技术公开的线控制动系统还具有备份制动的功能，可以通过人力实现备份制动，极大地提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车的线控制动系统
本专利技术涉及汽车主动安全控制领域，更具体地，涉及一种线控制动系统。
技术介绍
随着科学技术的不断进步和汽车保有量的不断增加，人们对汽车安全性能的要求与日俱增。优异的制动性能和一体化的底盘综合控制技术是现代汽车安全性的一个重要评价指标。因此，车辆的制动系统。例如，由原来单纯靠皮革摩擦产生制动，到后来出现鼓式制动器和盘式制动器，再到后来出现了机械式ABS制动系统，数字式电控ABS制动系统。虽然传传统的汽车制动系统虽然能满足制动法规关于制动性能的各项要求，但存在制动效能低、响应慢、结构复杂、维护困难、制动液污染环境等缺点。近十几年来，西方等发达国家又兴起了对车辆线控制动的研究，线控制动应运而生。线控制动系统主要分为两类：电子机械制动系统和电子液压制动系统。电子机械制动系统主要由电源、电机、减速增扭机构、运动转换装置、传感器以及电子控制单元组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板压力传感器和踏板位移传感器将踏板力和踏板位移信号传递给电子控制单元。电子控制单元经过计算，给电机输入相应的电流控制电机输出一定的转速和扭矩，该转速和扭矩经过减速增扭机构将转速降低扭矩增大后传递给运动转换机构，运动转换机构将来自电机的转动运动转换为平动运动，进一步地推动摩擦片与制动盘接触产生制动效果。电子机械制动，由于采用电子与机械结合的方式进行制动，在能量传递方面，彻底抛弃了传统的液压管路和真空制动器，用电机作为制动的驱动机构，具有质量轻、制动迅速的特点。电子机械制动系统曾被认为是未来制动执行系统的主要形式，但仍需要解决车载42V电源、可靠性、容错性、抗干扰等诸多关键问题，因此一直得不到广泛应用。电子液压制动系统是在传统的液压制动器的基础上发展起来的。电子液压制动系统是由制动踏板单元、液压驱动单元、传感器、制动执行单元、电子控制单元组成。制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板单元产生反力模拟踏板感觉，踏板压力传感器和踏板位移传感器将踏板力和踏板位移信号传递给电子控制单元，电子控制单元经过计算，控制液压驱动单元产生相应的液压力，液压力作用在制动执行单元上产生制动效果。液压驱动单元产生液压力通常有两种方案，一种是采用液压泵+高压蓄能器，通过高压蓄能器的高压能量来提供制动主缸压力或轮缸压力。一种是电动机+减速机构，通过电动机将力矩转化成直线运动机构上的推力从而推动制动主缸或液压缸活塞产生制动压力。电子液压制动具有结构紧凑、改善制动效能、噪声小且具有更好的踏板感觉。电子液压制动系统作为一种比较新型的制动系统，发展时间较短，但是发展前景十分广阔，各大汽车厂商和研究机构都在积极开发这一系统。电子液压系统是在原有的液压制动系统上发展起来的，因此市面上较多采用的是液压泵+高压蓄能器作为液压驱动力的来源。采用电动机+减速机构作为液压驱动力的来源国内研究得比较少。同济大学于卓平团队研发了一种具有新型解耦方式的电子液压制动系统，申请了相关专利。如申请号：201510123264.0，该专利采用带插销的制动踏板，将驾驶员的制动意图输入控制单元，插销与螺杆的滑槽配合实现机械解耦。带滑槽的推杆，通过铰接方式和滚珠丝杠的螺杆机械连接。滚珠丝杠螺杆推动制动主缸活塞产生制动力。清华大学王之中团队研发了一种用于汽车分布式电子液压制动系统，申请了相关专利。如申请号201110095263.1，该专利采用直流电机作为驱动源，利用电机轴的旋转运动通过滚珠丝杠副带动活塞运动，该活塞产生制动压力作用在制动轮缸上。
技术实现思路
本专利技术提出了一种电动汽车的线控制动系统，包括：制动输入单元、制动模拟单元、隔离单元、保压单元、机械执行单元、接头单元、制动轮缸。制动输入单元包括：制动踏板和制动主缸；制动模拟单元包括踏板模拟阀和踏板模拟单元；隔离单元包括隔离阀1、隔离阀2、隔离阀3、隔离阀4；保压单元包括前保压阀、后保压阀；机械执行单元包括：左前车轮机械执行机构、右前车轮机械执行机构、左后车轮机械执行机构、右后车轮机械执行机构；接头单元包括：三通接头、四通接头；制动轮缸包括：左前车轮制动轮缸、右前车轮制动轮缸、左后车轮制动轮缸、右后车轮制动轮缸。制动主缸包括：主缸前腔活塞、主缸后腔活塞、主缸弹簧、推杆和主缸缸体；主缸缸体前端与主缸前腔活塞构成制动主缸第一腔，主缸缸体后端与主缸后腔活塞构成制动主缸第二腔。左前车轮机械执行机构、右前车轮机械执行机构、左后车轮机械执行机构、右后车轮机械执行机构的结构相同，由剖分式壳体、电机、减速增扭机构、运动转换机构、间隙调整机构、以及液压缸组成；其中电机、与液压缸通过螺钉固定在剖分式壳体上，电机轴与减速增扭机构相连，减速增扭机构把来自电机的转速降低、扭矩放大传递到运动转换机构，运动转换机构将来自减速增扭机构的旋转运动转化为直线运动，扭矩转换为推力推动液压缸中的活塞产生制动液压力；间隙调整机构用于调整活塞在液压缸中的初始位置，消除制造误差造成无法装配的问题。隔离阀1、隔离阀2、隔离阀3、隔离阀4、模拟控制阀均属于二位二通阀，其中隔离阀1、隔离阀2、隔离阀3、隔离阀4为常开电磁阀；前保压阀、后保压阀均属于二位四通阀，模拟控制阀、前保压阀、后保压阀为常闭电磁阀。踏板模拟单元由踏板模拟弹簧、踏板模拟活塞以及踏板模拟壳体组成，其中踏板模拟弹簧与踏板模拟活塞均安装在踏板模拟壳体内部。左前车轮机械执行机构通过制动管路与前保压阀相连，前保压阀通过制动管路与四通接头的第2接头相连，进一步地四通接头的第3接头再通过制动管路与左前车轮制动轮缸相连；右前车轮机械执行机构通过制动管路与前保压阀相连，前保压阀通过制动管路与三通接头的第2接头相连，进一步地三通接头的第1接头再通过制动管路与右前车轮制动轮缸相连；隔离阀1布置在三通接头与四通接头之间，分别通过制动管路与三通接头的第3接头以及四通接头的第1接头相连，其中四通接头的第3接头与隔离阀1通过制动管路连接，进一步地隔离阀3再通过制动管路与制动主缸第二腔相连；左后车轮机械执行机构通过制动管路与后保压阀相连，后保压阀通过制动管路与四通接头的第2接头相连，进一步地四通接头的第4接头再通过制动管路与左后车轮制动轮缸相连；右后车轮机械执行机构通过制动管路与后保压阀相连，后保压阀通过制动管路与三通接头的第2接头相连，进一步地三通接头的第1接头再通过制动管路与右后车轮制动轮缸相连；隔离阀2布置在三通接头与四通接头之间，分别通过制动管路与三通接头的第3接头以及四通接头的第1接头连接，其中四通接头的第3接头与隔离阀2通过制动管路连接，隔离阀4再通过制动管路与三通接头的第3接头相连，三通接头的第1接头通过制动管路与制动主缸第一腔相；三通接头的第2接头与模拟控制阀通过制动管路连接，进一步地模拟控制阀通过制动管路再与踏板模拟单元连接。本专利技术的有益之处在于：本专利技术采用电子机械制动系统与电子液压制动系统相结合的方式实现车轮的制动。首先利用电机直接产生扭矩经放大、转换为推力后推动活塞产生制动液压力，相比于电子液压制动具有更快的响应速度。其次相比于依靠安装在车轮内侧电子机械制动器，本专利技术的机械执行机构不受安装位置的约束，避开了雨水和泥泞的侵蚀，极大的提高使用寿命。最后本专利技术具有备份制动，在电源失效或者机械执行机构失效的情形下可以通过人力实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车的线控制动系统，其特征在于：包括制动输入单元（1）、制动模拟单元（2）、隔离单元（3）、保压单元（4）、机械执行单元（5）、接头单元（6）、制动轮缸（7）。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的线控制动系统，其特征在于：包括制动输入单元（1）、制动模拟单元（2）、隔离单元（3）、保压单元（4）、机械执行单元（5）、接头单元（6）、制动轮缸（7）。2.根据权利要求1所述的电动汽车线控制动系统，其特征在于：制动输入单元包括：制动踏板（11）和制动主缸（12）；制动模拟单元（2）包括踏板模拟阀（22）和踏板模拟单元（23）；隔离单元包括：隔离阀（31、32、33、34）；保压单元包括前保压阀（41）、后保压阀（42）；机械执行单元（5）包括：左前车轮机械执行机构（51）、右前车轮机械执行机构（52）、左后车轮机械执行机构（53）、右后车轮机械执行机构（54）；接头单元（6）包括：三通接头（61、62、63）、四通接头（64、65）；制动轮缸（7）包括：左前车轮制动轮缸（71）、右前车轮制动轮缸（72）、左后车轮制动轮缸（73）、右后车轮制动轮缸（74）。3.根据权利要求2所述的电动汽车线控制动系统，其特征在于：制动主缸包括：主缸前腔活塞（121）、主缸后腔活塞（122）、主缸弹簧（123）、推杆（124）和主缸缸体（125）；其中主缸缸体（125）前端与主缸前腔活塞（122）构成制动主缸（12）第一腔，主缸缸体（125）后端与主缸后腔活塞（122）构成主缸（12）第二腔。4.根据权利要求2所述的电动汽车线控制动系统，其特征在于：左前车轮机械执行机构（51）、右前车轮机械执行机构（52）、左后车轮机械执行机构（53）、右后车轮机械执行机构（54）的结构相同，由剖分式壳体（511、521、531、541）、电机（512、522、532、542）、减速增扭机构（513、523、533、543）、运动转换机构（514、524、534、544）、间隙调整机构（515、525、535、545）以及液压缸（516、526、536、546）组成；其中电机（512、522、532、542）与液压缸（516、526、536、546）通过螺钉固定在剖分式壳体（511、521、531、541）上，电机轴与减速增扭机构（513、523、533、543）相连，减速增扭机构（513、523、533、543）把来自电机（512、522、532、542）的转速降低、扭矩放大传递到运动转换机构（514、524、534、544），运动转换机构（514、524、534、544）将来自减速增扭机构减速增扭机构（513、523、533、543的旋转运动转化为直线运动，扭矩转换为推力推动液压缸（516、526、536、546）中的活塞产生制动液压力；间隙调整机构（515、525、535、545）用于调整活塞在液压缸（516、526、536、546）中的初始位置，消除制造误差造成无法装配的问题。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志勇，李博浩，黄彩霞，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43