一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统，包括：踏板推杆；传动轴，其空套在所述踏板推杆外侧；电机，其带动传动轴转动；阻挡板，其固定在踏板推杆上，且阻挡板设置在所述传动轴的一端；压缩装置，其一端与踏板推杆的另一端相连接；第一弹簧，其设置在所述阻挡板和所述压缩装置之间；滑动副，其与所述传动轴螺旋配合，且所述滑动副可滑动的设置在所述传动轴上；套筒，其设置在所述滑动副和所述压缩装置之间；液压缸，其与所述压缩装置的另一端相连接，用于给制动器提供高压油路；第二弹簧，其设置在所述液压缸和所述压缩装置之间。本发明专利技术还公开一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统的控制方法，能够对车辆制动进行精准补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车制动
，更具体的是，本专利技术涉及一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统及其控制方法。
技术介绍
目前，随着经济的快速发展，人们生活水平的逐渐提高，汽车的保有量也在迅速的增长。因此，车辆的制动问题就尤为重要。目前传统汽车液压制动系统中大部分是采用真空助力，只有较少数的汽车采用电机助力制动(如Bosch公司的iBooster制动系统，NissanMotors公司的e-ACT制动系统)等其他方式的制动助力装置。但是传统汽车的制动系统可能由于汽车制动踏板行程过大，造成车辆在制动过程中制动力不足，车辆的制动作用迟缓，制动效能很低甚至丧失。而且传统汽车的制动助力装置，由于制动踏板与制动液压系统未完全解耦，所以在很大程度上削减了制动能量的回收，并且在能量回收过程中会出现制动力的缺失。相比于真空助力方式，电机助力制动系统，能精确控制制动系统液压力、响应快速，但目前流行的电机制动系统，在电机助力和制动踏板助力的耦合上存在延迟等问题，容易使制动踏板造成“踩空”的感觉，不能有效的反馈路感制动力矩，同时在制动能量回收状态，当电机力矩耦合时，制动踏板也容易出现“踩空”现象。因此，补偿车辆制动过程中出现的制动力不足现象，并且能够在能量回收时保持车辆的制动力是保证车辆制动安全性的首要任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计开发了一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统，通过液压主缸与电机助力的结合，有效解决了制动力不足的问题，并且通过两个回位弹簧和电机的反向旋转，解决了制动踏板踩空的问题。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统的控制方法，根据制动踏板的状态和车辆制动时所需的不同制动力，改变电机的状态，并且能够通过制动踏板的位移判断出车辆制动所需的制动助力，能够对车辆制动进行精准补偿。本专利技术提供的技术方案为：一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统，包括：踏板推杆，其一端与车辆的制动踏板相连接；以及传动轴，其空套在所述踏板推杆外侧，且所述传动轴的长度小于所述踏板推杆的长度；电机，其带动所述传动轴转动；阻挡板，其固定在所述踏板推杆上，且所述阻挡板设置在所述传动轴的一端；压缩装置，其一端与所述踏板推杆的另一端相连接；第一弹簧，其设置在所述阻挡板和所述压缩装置之间；滑动副，其与所述传动轴螺旋配合，且所述滑动副可滑动的设置在所述传动轴上；套筒，其设置在所述滑动副和所述压缩装置之间；液压缸，其与所述压缩装置的另一端相连接，用于给制动器提供高压油路；第二弹簧，其设置在所述液压缸和所述压缩装置之间。优选的是，还包括：壳体，其为L型中空结构；其中，所述传动轴、阻挡板、压缩装置、第一弹簧、滑动副、套筒和第二弹簧均设置在所述壳体内部，所述电机可拆卸的设置在所述壳体外侧的一端；所述液压缸设置在所述壳体外侧的另一端。优选的是，还包括：联轴器，其一端与所述电机的输出轴相连接；第一齿轮轴，其一端可转动的设置在所述壳体的内侧，另一端与所述联轴器的另一端相连接；第二齿轮轴，其两端均可转动的设置在所述壳体的内侧，且所述第二齿轮轴与所述第一齿轮轴相啮合；齿轮，其固定在所述传动轴上，且所述齿轮与所述第二齿轮轴啮合，用于带动所述传动轴转动。优选的是，所述液压缸包括：液压主缸，其与所述压缩装置的另一端相连接；储油箱，其与所述液压主缸相连接。优选的是，所述压缩装置包括：推杆座，其具有中心通孔，且所述踏板推杆的另一端穿过所述中心通孔；缓冲块，其可移动的设置在所述推杆座的一侧，且所述缓冲块与所述踏板推杆的另一端固定连接；顶杆，其一端与所述缓冲块固定连接，另一端可移动的设置在所述液压主缸的内部。优选的是，还包括：踏板位移传感器，其设置在所述踏板推杆的另一端；踏板位移传感器信号单元，其设置在车辆的底盘上，所述踏板位移传感器信号单元与所述踏板位移传感器电联；电机信号单元，其设置在所述电机上，用于控制电机的启动和转速；油量传感器，其设置在所述储油箱中，用于检测所述储油箱中的油量；轮速传感器，其设置在车轮上；测距传感器，其设置在车辆的前部，用于检测车辆与前方障碍物的距离；整车控制器，其与所述踏板位移传感器信号单元、电机信号单元、油量传感器、轮速传感器和测距传感器相连接。一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统的控制方法，使用所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，包括如下过程：在车辆行驶时，若制动踏板位移为零且车辆与障碍物之间的安全系数小于安全阈值时，整车控制器控制电机制动；若制动踏板位移不为零，则判断车辆所需制动力：若车辆所需制动力小于制动阈值，则车辆制动力通过反拖电机制动提供；若车辆所需制动力不小于制动阈值，则车辆制动力通过踏板推杆和电机制动提供。优选的是，所述安全系数满足：式中，Asafe为安全系数，K为调节系数，m为车辆质量，g为重力加速度，μk为轮胎与底面的摩擦系数，R为轮胎的半径，froll为车辆轮胎的滚动阻力，Sact为车辆与障碍物间的距离，Vact为车速，Vaver为车辆行驶的平均车速；所述安全阈值为1.34。优选的是，所述制动阈值满足：式中，Mresh为制动阈值，δ为滑移率，V1为制动初速度，为车辆前轮的内束脚，γ为路面坡度；其中，所述滑移率满足：式中，δ为滑移率，Vt为车辆的理论速度，Va为车辆的实际速度。优选的是，当车辆制动力通过踏板推杆和电机制动提供时，所述电机输出力矩与制动踏板力之间满足：式中，Fm为电机输出力矩，k1为第二弹簧刚度，x1为踏板位移，c1为推杆座阻尼系数，为踏板位移的一阶导数，k2为第一弹簧刚度，x2为阀体位移，c2为踏板推杆阻尼系数，为阀体位移的一阶导数，F01为第二弹簧的初始力，F02为第一弹簧的初始力，FL为液压主缸的压力，m1为推杆座质量，为为踏板位移的二阶导数，FP为制动踏板力，m2为阀体质量，为阀体位移的二阶导数。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术设计开发的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，采用在液压主缸前端将踏板推杆和电机助力活塞推杆耦合，可以有效的补偿系统在制动过程中出现的制动力不足，弥补在能量回收过程中出现的制动力“缺失感”；(2)本专利技术设计开发的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，利用两个回位弹簧，加上电机的精准控制，解决了传统的反馈盘式电动助力系统在正常制动模式下踏板感生硬或易出现踩空感的问题；(3)本专利技术设计开发的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，采用电机驱动，利用两级减速装置和滚珠丝杠装置，将电机的旋转运动转化为平动运动输出，传动比大，传动效率高，结构设计紧凑，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，包括：/n踏板推杆，其一端与车辆的制动踏板相连接；以及/n传动轴，其空套在所述踏板推杆外侧，且所述传动轴的长度小于所述踏板推杆的长度；/n电机，其带动所述传动轴转动；/n阻挡板，其固定在所述踏板推杆上，且所述阻挡板设置在所述传动轴的一端；/n压缩装置，其一端与所述踏板推杆的另一端相连接；/n第一弹簧，其设置在所述阻挡板和所述压缩装置之间；/n滑动副，其与所述传动轴螺旋配合，且所述滑动副可滑动的设置在所述传动轴上；/n套筒，其设置在所述滑动副和所述压缩装置之间；/n液压缸，其与所述压缩装置的另一端相连接，用于给制动器提供高压油路；/n第二弹簧，其设置在所述液压缸和所述压缩装置之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，包括：
踏板推杆，其一端与车辆的制动踏板相连接；以及
传动轴，其空套在所述踏板推杆外侧，且所述传动轴的长度小于所述踏板推杆的长度；
电机，其带动所述传动轴转动；
阻挡板，其固定在所述踏板推杆上，且所述阻挡板设置在所述传动轴的一端；
压缩装置，其一端与所述踏板推杆的另一端相连接；
第一弹簧，其设置在所述阻挡板和所述压缩装置之间；
滑动副，其与所述传动轴螺旋配合，且所述滑动副可滑动的设置在所述传动轴上；
套筒，其设置在所述滑动副和所述压缩装置之间；
液压缸，其与所述压缩装置的另一端相连接，用于给制动器提供高压油路；
第二弹簧，其设置在所述液压缸和所述压缩装置之间。


2.如权利要求1所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，还包括：
壳体，其为L型中空结构；
其中，所述传动轴、阻挡板、压缩装置、第一弹簧、滑动副、套筒和第二弹簧均设置在所述壳体内部，所述电机可拆卸的设置在所述壳体外侧的一端；所述液压缸设置在所述壳体外侧的另一端。


3.如权利要求2所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，还包括：
联轴器，其一端与所述电机的输出轴相连接；
第一齿轮轴，其一端可转动的设置在所述壳体的内侧，另一端与所述联轴器的另一端相连接；
第二齿轮轴，其两端均可转动的设置在所述壳体的内侧，且所述第二齿轮轴与所述第一齿轮轴相啮合；
齿轮，其固定在所述传动轴上，且所述齿轮与所述第二齿轮轴啮合，用于带动所述传动轴转动。


4.如权利要求3所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，所述液压缸包括：
液压主缸，其与所述压缩装置的另一端相连接；
储油箱，其与所述液压主缸相连接。


5.如权利要求4所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，所述压缩装置包括：
推杆座，其具有中心通孔，且所述踏板推杆的另一端穿过所述中心通孔；
缓冲块，其可移动的设置在所述推杆座的一侧，且所述缓冲块与所述踏板推杆的另一端固定连接；
顶杆，其一端与所述缓冲块固定连接，另一端可移动的设置在所述液压主缸的内部。


6.如权利要求5所述的具有制动力校准功能的电机助力制动系统，其特征在于，还包括：
踏板位移传感器，其设置在所述踏板推杆的另一端；
踏板位移传感器信号单元，其设置在车辆的底盘上，所述踏板位移传感器信号单元与...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖峰，安靖宇，宋世欣，宋传学，彭思仑，王达，孙发荣，段文献，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22