一种汽车线控制动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车线控制动系统，属于汽车制动系统技术领域。该制动系统以一个电机取代了传统真空助力液压制动系统的真空助力器，推动制动主缸中的活塞运动产生制动液压，从而取消了对发动机真空度的依赖；使用踏板模拟器，消除与回馈制动协调控制时对制动踏板感觉的影响；保留现有制动系统的液压控制单元实施液压调节；集成一个后备液压制动系统，在系统供电失效的情况下可由驾驶员实施一定强度的制动。本发明专利技术的制动系统与已有的分布式线控制动方案相比，相对传统的真空助力液压制动系统结构改变小，在车辆上的布置更加方便，并且在控制方面可以继承更多的传统制动系统中的已有技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车线控制动系统，属于汽车制动系统

技术介绍
混合动力汽车、电动汽车的发展，对汽车制动系统提出了新的要求。用于混合动力汽车、电动汽车的制动系统(称为摩擦制动系统，以便与回馈制动区别)，为了与混合动力汽车、电动汽车本身的回馈制动系统实现良好的配合，在制动安全的基础上使回馈制动系统回收尽量多的制动能量，首先应取消对发动机真空度的依赖，其次与回馈制动系统的协调控制不能影响制动踏板感觉。现有的真空助力液压制动系统，真空助力器依赖于发动机真空度，并且与回馈制动协调控制时，其液压控制会影响主缸容量和液压，从而影响制动踏板感觉。为了克服现有制动系统的上述不足，工程师们从上世纪90年代开始研发若干新型制动系统，其中的一些系统于本世纪开始在混合动力汽车、电动汽车上使用。目前公布的新型制动系统有如下方案第一类以丰田的ECB系统为代表(SAE论文2002-01-0300):以电机带动泵，向蓄能器泵入制动液，在蓄能器中建立高压，直接供给制动所需，从而使制动系统取消对发动机真空度的依赖；采用线控制动技术，断开制动踏板与制动器的机械/液压连接(即踏板解耦)，采用踏板模拟器为驾驶员提供制动踏板感觉，从而使摩擦制动与回馈制动的协调控制不影响制动踏板感觉。这类系统的一个缺点是蓄能器中维持的高压是一个安全隐患，如果发生碰撞，蓄能器将变成一个“炮弹”，对乘员造成威胁。第二类系统与第一类系统类似，以本田在SAE论文2007-01-0868中公布的方案为代表，也是通过电机和泵在蓄能器中建立液压，不同的是蓄能器并不直接向制动器提供制动液，而是将液压作用在主缸活塞上，由主缸活塞推动主缸中的制动液，产生制动液压。该类系统存在与第一类系统相同的问题。另一类方案以大陆公司的RBS系统为代表(SAE论文2009-01-1217)，使用一个真空泵向电子真空助力器提供真空度，从而取消对发动机真空度的依赖，并使用踏板模拟器，消除与回馈制动配合时对制动踏板感觉的影响。该方案中电子真空助力器的电磁铁存在热衰退等问题。另一类方案以日产公司的e-ACT系统为代表(SAE论文2011-01-0572)，使用一个电机进行助力，从而取消了对发动机真空度的依赖；主缸第一腔活塞中空，其孔中置有一个柱塞，柱塞与第一腔活塞之间安装着一对压力补偿弹簧；第一腔活塞由电机推动，柱塞由制动踏板推动；电机控制第一腔活塞进行调压，从而消除对柱塞行程和制动踏板行程的影响，一对压力补偿弹簧用于消除压力调节过程中对踏板力的影响，从而保证制动踏板感觉不受影响。这种方案的缺点是受电机控制的主缸第一腔活塞无法在初始位置向后运动实施减压，在制动强度比较小、回馈制动能够独立满足制动强度需求的情况下，驾驶员踩下制动踏板，推动王缸弟一腔活塞中的柱塞向如运动建立一定的制动液压，该液压应该被减下来，但由于受电机控制的主缸第一腔活塞无法在初始位置向后运动实施减压，所以会对总制动力、回馈制动力产生不良影响。另一类方案采用分布式线控制动系统，以电机作为制动力来源，取消对发动机真空度的依赖，使用踏板模拟器，消除与回馈制动配合时对踏板感觉的不良影响。这类方案中不使用制动液的方案以大陆公司的EMB、西门子公司的EWB为代表，制动执行机构需要置于轮边，工作环境较为恶劣。使用制动液的方案以德尔福公司、清华大学的DEHB为代表，制动执行机构可以置于悬架以上，工作环境大为改善，但分布式的结构与传统制动系统的结构相比有较大改变，在安装和布置上存在一定的不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种汽车线控制动系统，以一个电机取代传统真空助力液压制动系统的真空助力器，推动制动主缸中的活塞运动产生制动液压，从而取消了对发动机真空度的依赖；使用踏板模拟器，消除与回馈制动协调控制时对制动踏板感觉的影响；保留现有制动系统的液压控制单兀实施液压调节；集成Iv后备液压制动系统，在系统供电失效的情况下可由驾驶员实施一定强度的制动。本专利技术提出的汽车线控制动系统，包括主缸壳、主缸第一内腔活塞、主缸第一内腔弹簧、主缸第二内腔活塞、主缸第二内腔弹簧、电机、螺母、丝杆、第一轴承、第二轴承、推杆壳体、推杆、制动踏板、模拟器阀、隔离阀、模拟器、液压控制单元、左前制动器、右前制动器、左后制动器、右后制动器、制动踏板传感器和控制器；所述的主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞为中心阀活塞，主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞置于主缸壳中，主缸第一内腔活塞、主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第一内腔,所述的主缸第一内腔弹簧置于主缸第一内腔中，主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第二内腔，主缸第二内腔弹簧置于主缸第二内腔中；所述的丝杆的左端置于主缸壳中，丝杆、主缸第一内腔活塞和主缸壳围成丝杆内腔，主缸第一内腔和主缸第二内腔分别通过制动管路与液压控制单元相连；所述的电机包括电机壳、电机定子、电机转子和螺母；所述的电机壳与主缸壳固连，电机定子固定在电机壳上，电机转子通过第一轴承和第二轴承支承在电机壳中，电机转子为中空结构，所述的螺母置于电机转子中空的孔中，并与电机转子固连；所述的丝杆与所述螺母同轴装配，构成运动副，将电机转子的旋转运动转化为丝杆的平动；所述的推杆壳体与电机壳固连，所述的推杆置于推杆壳体中，推杆与推杆壳体围成推杆内腔，推杆与所述制动踏板铰连，推杆内腔通过制动管路与所述的模拟器阀相连，并通过制动管路与所述的隔离阀相连，模拟器阀为常闭二位二通电磁阀，通过制动管路与模拟器相连，隔离阀为常开二位二通电磁阀，通过制动管路与丝杆内腔相连；所述的模拟器包括模拟器活塞、模拟器弹簧和模拟器壳，模拟器活塞和模拟器弹簧置于模拟器壳中；所述的液压控制单元为防抱死制动液压控制单元或汽车稳定性控制液压控制单元;所述的左前制动器、右前制动器、左后制动器和右后制动器分别通过制动管路与所述的液压控制单元相连；所述的制动踏板传感器安装于推杆腔壳上，用于采集制动踏板信号，并将该信号传递给控制器，制动踏板传感器通过信号线与控制器相连；所述的控制器用于采集制动踏板传感器传递的制动踏板信号以及轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器和横向加速度传感器的信号，控制所述的电机、模拟器阀、隔离阀和液压控制单元，实现制动功能。本专利技术提出的汽车线控制动系统，其优点是与已有技术中使用蓄能器的方案相t匕，其优点是在平时无须积蓄高压，因而降低了安全隐患；与已有技术中的使用真空泵和电子真空助力器的方案相比，其优点是压力控制精度高、热衰退影响小；与已有技术的使用中空主缸第一腔活塞+柱塞+力补偿弹簧的方案相比，由于本专利技术是线控制动系统，在总制动力需求较小、回馈制动可以独立满足制动需求的情况下，踩下制动踏板，摩擦制动系统并不建立制动液压，消除了对总制动力、回馈制动力的不良影响；与已有技术的分布式线控制动方案相比，相对传统的真空助力液压制动系统结构改进小，在车辆上的布置更加方便，并且在控制方面可以继承更多的传统制动系统的已有技术。附图说明图1为本专利技术提出汽车线控制动系统的结构示意图。图1中，I为主缸壳，2为主缸第二内腔，3为主缸第二内腔弹簧，4为主缸第二内腔活塞，5为主缸第一内腔,6为主缸第一内腔弹簧,7为主缸第一内腔活塞,8为丝杆内腔,9为丝杆，10为螺母,11为第一轴承，12为电机壳,13为电机定子，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车线控制动系统，其特征在于：该制动系统包括主缸壳、主缸第一内腔活塞、主缸第一内腔弹簧、主缸第二内腔活塞、主缸第二内腔弹簧、电机、螺母、丝杆、第一轴承、第二轴承、推杆壳体、推杆、制动踏板、模拟器阀、隔离阀、模拟器、液压控制单元、左前制动器、右前制动器、左后制动器、右后制动器、制动踏板传感器和控制器；所述的主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞为中心阀活塞，主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞置于主缸壳中，主缸第一内腔活塞、主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第一内腔，所述的主缸第一内腔弹簧置于主缸第一内腔中，主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第二内腔，主缸第二内腔弹簧置于主缸第二内腔中；所述的丝杆的左端置于主缸壳中，丝杆、主缸第一内腔活塞和主缸壳围成丝杆内腔，主缸第一内腔和主缸第二内腔分别通过制动管路与液压控制单元相连；所述的电机包括电机壳、电机定子、电机转子和螺母；所述的电机壳与主缸壳固连，电机定子固定在电机壳上，电机转子通过第一轴承和第二轴承支承在电机壳中，电机转子为中空结构，所述的螺母置于电机转子中空的孔中，并与电机转子固连；所述的丝杆与所述螺母同轴装配，构成运动副，将电机转子的旋转运动转化为丝杆的平动；所述的推杆壳体与电机壳固连，所述的推杆置于推杆壳体中，推杆与推杆壳体围成推杆内腔，推杆与所述制动踏板铰连，推杆内腔通过制动管路与所述的模拟器阀相连，并通过制动管路与所述的隔离阀相连，模拟器阀为常闭二位二通电磁阀，通过制动管路与模拟器相连，隔离阀为常开二位二通电磁阀，通过制动管路与丝杆内腔相连；所述的模拟器包括模拟器活塞、模拟器弹簧和模拟器壳，模拟器活塞和模拟器弹簧置于模拟器壳中；所述的液压控制单元为防抱死制动液压控制单元或汽车稳定性控制液压控制单元；所述的左前制动器、右前制动器、左后制动器和右后制动器分别通过制动管路与所述的液压控制单元相连；所述的制动踏板传感器安装于推杆腔壳上，用于采集制动踏板信号，并将该信号传递给控制器，制动踏板传感器通过信号线与控制器相连；所述的控制器用于采集制动踏板传感器传递的制动踏板信号以及轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器和横向加速度传感器的信号，控制电机、模拟器阀、隔离阀和液压控制单元，实现制动功能。...

【技术特征摘要】
1. 一种汽车线控制动系统，其特征在于该制动系统包括主缸壳、主缸第一内腔活塞、 主缸第一内腔弹簧、主缸第二内腔活塞、主缸第二内腔弹簧、电机、螺母、丝杆、第一轴承、第二轴承、推杆壳体、推杆、制动踏板、模拟器阀、隔离阀、模拟器、液压控制单元、左前制动器、 右前制动器、左后制动器、右后制动器、制动踏板传感器和控制器；所述的主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞为中心阀活塞，主缸第一内腔活塞和主缸第二内腔活塞置于主缸壳中，主缸第一内腔活塞、主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第一内腔，所述的主缸第一内腔弹簧置于主缸第一内腔中，主缸第二内腔活塞和主缸壳围成主缸第二内腔，主缸第二内腔弹簧置于主缸第二内腔中；所述的丝杆的左端置于主缸壳中，丝杆、主缸第一内腔活塞和主缸壳围成丝杆内腔，主缸第一内腔和主缸第二内腔分别通过制动管路与液压控制单元相连；所述的电机包括电机壳、电机定子、电机转子和螺母；所述的电机壳与主缸壳固连，电机定子固定在电机壳上，电机转子通过第一轴承和第二轴承支承在电机壳中，电机转子为中空结构，所述的螺母置于电机转子中空的孔中，并与电机转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治中，于良耀，王语风，宋健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：