一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括：制動(dòng)踏板；踏板位移傳感器；次級(jí)主缸；踏板模擬器壓力傳感器；踏板模擬器；踏板模擬器電磁閥；推桿；電控直線運(yùn)動(dòng)模塊，其通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，通過(guò)位移信號(hào)來(lái)控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的線性控制；制動(dòng)主缸，其經(jīng)過(guò)ABS/ESP模塊后與車輛車輪制動(dòng)器液壓耦合；ABS/ESP模塊，既可以被動(dòng)調(diào)節(jié)主缸輸送到車輪制動(dòng)器的壓力，也可以主動(dòng)對(duì)各個(gè)車輪的制動(dòng)器壓力調(diào)節(jié)。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)具有快速響應(yīng)、精確控制制動(dòng)液壓力、較好模擬駕駛員的制動(dòng)踏板感覺(jué)、最大化的回收制動(dòng)能量等特點(diǎn)，同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了雙重失效保護(hù)模式，具有很高的安全性和可靠性。
【專利說(shuō)明】—種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及汽車制動(dòng)技術(shù)，尤其是一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今汽車的發(fā)展有兩個(gè)趨勢(shì):電動(dòng)化和智能化。電動(dòng)汽車上裝有大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在汽車減速制動(dòng)時(shí)，利用電機(jī)的拖滯，將電源反接，產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，進(jìn)行發(fā)電，將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為電能儲(chǔ)存進(jìn)蓄電池中，即再生制動(dòng)(又稱制動(dòng)能量回收)。這些儲(chǔ)存的電能可以大量地增加汽車的續(xù)駛里程，改變電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程低、電池尺寸大的缺點(diǎn)。在電池技術(shù)還不夠完善的今天，能夠極大的彌補(bǔ)電池技術(shù)欠缺所帶來(lái)的問(wèn)題。另一方面是汽車智能化，如今車輛自適應(yīng)巡航系統(tǒng)(ACC)和制動(dòng)輔助系統(tǒng)(BAS)等發(fā)展迅速，可以大大減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)。
[0003]電子液壓系統(tǒng)(EHB)是線控制動(dòng)的一種，其制動(dòng)踏板與液壓系統(tǒng)完全沒(méi)有機(jī)械連接。在制動(dòng)過(guò)程中通過(guò)計(jì)算每次制動(dòng)時(shí)制動(dòng)踏板的位移與制動(dòng)力，來(lái)判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，并且調(diào)節(jié)液壓主動(dòng)動(dòng)力源來(lái)控制、調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的制動(dòng)力，配合驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)力一起完成制動(dòng)。線控系統(tǒng)也能更好的與ACC、BAS等系統(tǒng)協(xié)同作用。
[0004]Toyota、Bosch、TRW和Continental是最早投入電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)研究的公司。日本豐田公司1997年將其電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)ECB裝載于家用型混合動(dòng)力轎車，Prius是第一款使用電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)的小型汽車。Bosch公司在2012年推出了全新的HAS hev系統(tǒng)，液壓調(diào)節(jié)單元沿用了 ESP9.0系統(tǒng)。美國(guó)天合汽車公司(TRW)在2009年研發(fā)了 SCB (SlipControl Boost),與 Bosch 的 HAS 系統(tǒng)相比,其集成了 ESC 的功能。Continental 也在 2012年推出了 MKCl電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)。
[0005]現(xiàn)行電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)大都采用電機(jī)、泵和高壓蓄能器作為動(dòng)力源，然而高壓蓄能器存在氮?dú)庑孤┑奈ｋU(xiǎn)，可靠性和安全性還存在隱患。
[0006]在電子機(jī)械式液壓制動(dòng)系統(tǒng)中用電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)代替高壓蓄能器、泵，也能實(shí)現(xiàn)液壓力的主動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，通過(guò)控制線路傳遞信號(hào)，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)推動(dòng)主缸，不存在高壓蓄能器安全隱患等問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了成本，且機(jī)械連接的可靠性和安全性更高，通過(guò)E⑶直接控制，易于實(shí)現(xiàn)ABS、TCS、ESP、ACC等功能。這種形式的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)前景光明，是未來(lái)制動(dòng)系統(tǒng)重要的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，用以回收制動(dòng)能量、提高系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、精確的控制液壓制動(dòng)力，很好的給駕駛員制動(dòng)力反饋，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)液壓力和踏板力的主動(dòng)控制。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括:制動(dòng)踏板；用于獲取駕駛員踩下制動(dòng)踏板位移信號(hào)的踏板位移傳感器；次級(jí)主缸，正常制動(dòng)時(shí)用于踏板感覺(jué)模擬，失效備份時(shí)直接用于制動(dòng)；用于踏板力主動(dòng)控制和失效判斷的踏板模擬器壓力傳感器；踏板模擬器，用來(lái)模擬踏板感覺(jué)；踏板模擬器電磁閥，用來(lái)主動(dòng)控制踏板力的反饋；推桿，在電機(jī)或人力帶動(dòng)下推動(dòng)主缸活塞；電控直線運(yùn)動(dòng)模塊，其通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，通過(guò)位移信號(hào)來(lái)控制電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的線性控制；制動(dòng)主缸，其包括三個(gè)液壓腔，是在傳統(tǒng)主缸第一腔的前面增加了一腔，其經(jīng)過(guò)ABS/ESP模塊后與車輛車輪制動(dòng)器液壓耦合；ABS/ESP模塊，既可以被動(dòng)調(diào)節(jié)主缸輸送到車輪制動(dòng)器的壓力，也可以主動(dòng)對(duì)各個(gè)車輪的制動(dòng)器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。電控單元ECU，根據(jù)踏板位移信號(hào)計(jì)算出此次制動(dòng)需要的總制動(dòng)力，然后根據(jù)電機(jī)、電池狀態(tài)計(jì)算出車輛能夠產(chǎn)生的再生制動(dòng)力，總制動(dòng)力減去再生制動(dòng)力后即所述系統(tǒng)需要產(chǎn)生的制動(dòng)力，其通過(guò)電機(jī)來(lái)控制。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)包括機(jī)械備份模式和液壓備份模式。
[0009]優(yōu)選地，制動(dòng)踏板與次級(jí)主缸推桿一端相連，次級(jí)主缸推桿另一端與齒條中心的推桿正對(duì)，中間留有間隙，克服間隙后兩者接觸，可傳遞制動(dòng)力，通過(guò)與推桿常接觸的主缸活塞推動(dòng)主缸。
[0010]優(yōu)選地，次級(jí)主缸液壓管路有兩個(gè)支路，一路通過(guò)一個(gè)電磁閥與主缸前腔連接，該電磁閥為常開(kāi)閥，打開(kāi)時(shí)制動(dòng)液可進(jìn)入主缸前腔，另一路與踏板模擬器進(jìn)液口相連。
[0011]優(yōu)選地，主缸一共有3個(gè)液壓腔:前腔、第一工作腔和第二工作腔。主缸前腔通過(guò)一個(gè)電磁閥與儲(chǔ)液罐相連，該電磁閥為常閉閥，通電打開(kāi)后實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液的作用；第一、第二工作腔與ABS/ESP模塊相連，輪缸液壓力調(diào)節(jié)。
[0012]優(yōu)選地，踏板模擬器出口管路通過(guò)一個(gè)電磁閥與儲(chǔ)液罐相連，該電磁閥為常閉閥，可以主動(dòng)調(diào)節(jié)模擬踏板反力。
[0013]優(yōu)選地，所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括電控單元ECU、電機(jī)和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)接受電控單元ECU發(fā)出的調(diào)節(jié)力矩信號(hào)控制直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述的解耦閥，在正常工作模式下關(guān)閉，參與踏板感覺(jué)模擬；在液壓備份模式下，系統(tǒng)斷電，解耦閥打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。次級(jí)主缸推桿克服空行程后推動(dòng)推桿向前運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)主缸推桿，實(shí)現(xiàn)機(jī)械備份保護(hù)。
[0015]優(yōu)選地，所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括所述的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒條是空心的，中間有一根推桿穿過(guò)，推桿左端與次級(jí)主缸的活塞右端有一定的間隙，該間隙為了實(shí)現(xiàn)只有電機(jī)制動(dòng)時(shí)踏板與液壓制動(dòng)解耦，取決于電機(jī)能夠產(chǎn)生的最大再生制動(dòng)力。推桿右端與主缸活塞推桿接觸。當(dāng)處于機(jī)械備份模式時(shí)，克服推桿與次級(jí)主缸活塞之間的間隙，剛性接觸，直接推動(dòng)主缸活塞制動(dòng)。
[0017]該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)解耦閥來(lái)完成液壓備份作用，通過(guò)推桿來(lái)完成機(jī)械備份作用。正常工作下，系統(tǒng)上電，解耦閥關(guān)閉，次級(jí)主缸活塞向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)空行程，這段空行程的位移根據(jù)電機(jī)能夠產(chǎn)生最大的再生制動(dòng)力可以計(jì)算出來(lái)；液壓備份模式下，系統(tǒng)斷電，解耦閥打開(kāi)，次級(jí)主缸中的制動(dòng)液進(jìn)入主缸前腔MC0，推動(dòng)主缸活塞；機(jī)械備份模式下，次級(jí)主缸活塞克服空行程后與推桿接觸，推動(dòng)推桿，進(jìn)一步推動(dòng)主缸活塞進(jìn)行制動(dòng)。
[0018]優(yōu)選地，通過(guò)次級(jí)主缸，踏板模擬器，踏板模擬器壓力傳感器，電磁閥模擬制動(dòng)踏板感覺(jué)，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁閥的流量對(duì)踏板力進(jìn)行主動(dòng)控制。
[0019]主缸前腔與次級(jí)主缸相連，第一工作腔和第二工作腔分別通過(guò)液壓管路與ABS/ESP模塊相連。推桿推動(dòng)第一活塞，第一工作腔建壓后推動(dòng)第二活塞產(chǎn)生期望的直線運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)液經(jīng)過(guò)液壓管路流向ABS/ESP模塊，繼而可以調(diào)節(jié)各輪缸產(chǎn)生的制動(dòng)力。
[0020]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)提供故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)制動(dòng)部件失效發(fā)生故障時(shí)，可以將故障信息傳遞給電控單元。
[0021]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)提供故障報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)故障診斷系統(tǒng)診斷出電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，第一時(shí)間給駕駛員提供報(bào)警。
[0022]當(dāng)電控直線運(yùn)動(dòng)模塊失效時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入液壓備份，所有電磁閥斷電，次級(jí)主缸中的制動(dòng)液進(jìn)入主缸前腔，推動(dòng)主缸第一活塞制動(dòng)。機(jī)械備份時(shí)，次級(jí)主缸活塞推桿推動(dòng)推桿，推桿作用在主缸活塞上。在失效備份時(shí)，系統(tǒng)的制動(dòng)液壓力完全由人腳提供。當(dāng)制動(dòng)管路失效時(shí)，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊完好，系統(tǒng)正常工作，管路漏液由報(bào)警器提醒駕駛員。
[0023]可選擇地，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊可以由外包型電機(jī)、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成，絲杠為空心，其中推桿可以穿過(guò)。
[0024]與現(xiàn)有的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比，本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025]1.采用電機(jī)控制直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，響應(yīng)速度快，對(duì)液壓制動(dòng)力精確控制，很好的配合電機(jī)再生制動(dòng)力，較好的完成駕駛員制動(dòng)意圖。
[0026]2.由于電機(jī)可精確控制，從而可以根據(jù)電機(jī)再生制動(dòng)力、電池狀態(tài)，適時(shí)的調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力，從而最大化地回收制動(dòng)能量。
[0027]3.通過(guò)踏板模擬器出口液壓調(diào)節(jié)，可以對(duì)駕駛員的踏板力進(jìn)行主動(dòng)控制。
[0028]4.次級(jí)主缸與主缸前腔之間有管路連接，電機(jī)失效時(shí)進(jìn)入液壓備份模式，系統(tǒng)穩(wěn)定，安全性好，制動(dòng)感覺(jué)好。
[0029]5.制動(dòng)踏板和制動(dòng)主缸之間保持機(jī)械連接，降低了系統(tǒng)失效的風(fēng)險(xiǎn)，即使電機(jī)失效，液控管路漏油，在推桿作用下，仍然可以產(chǎn)生一定的液壓制動(dòng)力，從而確保系統(tǒng)具有很高的安全性，可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
[0031]圖2為電機(jī)-蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為直線運(yùn)動(dòng)模塊示意圖。
[0033]附圖中的標(biāo)號(hào)表不:
[0034]I一踏板；2—踏板位移傳感器；3—踏板推桿；4一次級(jí)主缸；5—次級(jí)主缸活塞；
6—蝸輪；7—蝸桿；8—齒輪；9—齒條；10—推桿；11—主缸第一活塞；12—電機(jī)；13—主缸前腔；14一儲(chǔ)液罐；15—主缸第一工作腔；16—主缸第二活塞；17—主缸第二工作腔；18—主缸；19一ABS/ESP ;20—補(bǔ)液閥；21—解耦閥；22—調(diào)節(jié)閥；23—液壓力傳感器I ;24—踏板模擬器；25—踏板模擬器活塞；26—液壓力傳感器；27—電控單元ECU。
【具體實(shí)施方式】[0035]如圖1所示，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要包括制動(dòng)踏板1、次級(jí)主缸3、踏板模擬器24、解耦閥21、電機(jī)12、蝸輪6、蝸桿7、主缸18、踏板位移傳感器2、液壓力傳感器26，電磁閥20,22o
[0036]在該實(shí)施例中，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括電控單元ECU27、電機(jī)12、減速機(jī)構(gòu)(蝸輪
6、蝸桿7)、直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(齒輪8、齒條9)。電機(jī)12通過(guò)控制線路與電控單元ECU27相連，根據(jù)電控單元傳遞的電機(jī)力矩信號(hào)控制直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖1中表示的是電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的一種優(yōu)選，電機(jī)12是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，減速機(jī)構(gòu)是蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪齒條機(jī)構(gòu)。主缸18包括前腔13、第一活塞11、第一工作腔15、第二活塞16、第二工作腔17，前腔13分別通過(guò)電磁閥與次級(jí)主缸4、儲(chǔ)液罐14相連，第一工作腔15和第二工作腔17被第二活塞16分隔開(kāi)，并且都有連接儲(chǔ)液罐的補(bǔ)償孔。第一工作腔15和第二工作腔17分別通過(guò)液壓管路與ABS/ESP模塊19相連。ABS/ESP模塊再通過(guò)液壓管路連接到四個(gè)車輪制動(dòng)器上。
[0037]本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)具體工作過(guò)程如下:駕駛員踩下制動(dòng)踏板1，補(bǔ)液閥20、解耦閥21、調(diào)節(jié)閥22上電，踏板位移傳感器2獲得踏板位移，接收到駕駛員的制動(dòng)意圖，將采集到的信號(hào)傳遞到電控單元27中，電控單元根據(jù)電機(jī)工作特性以及電池工作狀態(tài)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)再生制動(dòng)力的大小，通過(guò)總的制動(dòng)力需求減去驅(qū)動(dòng)電機(jī)再生制動(dòng)力，得到此次制動(dòng)中所需的液壓制動(dòng)力大小，然后電控單元通過(guò)控制線路控制電機(jī)12驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)模塊，直線運(yùn)動(dòng)模塊推動(dòng)與主缸推桿相連的第一活塞11，在第一活塞擋住第一補(bǔ)償孔時(shí)第一工作腔開(kāi)始建壓，繼而通過(guò)彈簧、頂桿推動(dòng)第二活塞16直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙钊麚踝〉诙a(bǔ)償孔時(shí)第二工作腔開(kāi)始建壓，制動(dòng)液經(jīng)過(guò)液壓管路流向ABS/ESP模塊19，繼而流向各輪缸產(chǎn)生制動(dòng)力。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)12、蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu)，蝸桿7固連在旋轉(zhuǎn)電機(jī)12的轉(zhuǎn)軸上，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)同軸的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪驅(qū)動(dòng)齒條，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，上述的直線運(yùn)動(dòng)模塊也可以是電機(jī)和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)或者絲杠-螺母機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
[0039]按照國(guó)家法規(guī)要求制動(dòng)系統(tǒng)必須考慮到失效情況的發(fā)生以及某些制動(dòng)部件發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍然可以進(jìn)行一定強(qiáng)度的制動(dòng)。本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)中也包含了失效保護(hù)方案。
[0040]制動(dòng)開(kāi)始或制動(dòng)進(jìn)行中電機(jī)12無(wú)法提供力矩或直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞以致無(wú)法傳遞運(yùn)動(dòng)，故障診斷系統(tǒng)診斷出故障信息，傳遞給電控單元27，電控單元立刻令整個(gè)系統(tǒng)斷電，解耦閥21斷電后，次級(jí)主缸與主缸前腔接通，補(bǔ)液閥20斷電后，前腔與儲(chǔ)液罐之間的管路關(guān)閉。此時(shí)再踩下踏板，次級(jí)主缸4中的制動(dòng)液進(jìn)入主缸前腔13進(jìn)行制動(dòng)，進(jìn)一步踩踏板，次級(jí)主缸活塞5與推桿10接觸，推動(dòng)主缸第一活塞11制動(dòng)。
[0041]目前一些電動(dòng)車上還是裝備的真空助力器，用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)真空泵使真空助力器產(chǎn)生一定真空度。在一些緊急制動(dòng)或者連續(xù)制動(dòng)工況下，真空泵工作響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，使得制動(dòng)效能大大降低。本發(fā)明采用電機(jī)推動(dòng)主缸具有響應(yīng)快速，液壓制動(dòng)力調(diào)節(jié)精確，很好的克服了在緊急制動(dòng)工況或者連續(xù)制動(dòng)工況下制動(dòng)效能的穩(wěn)定性，同時(shí)根據(jù)電機(jī)特性和電池狀態(tài)適時(shí)調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力。
[0042]本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)也可應(yīng)用在新能源汽車上，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)能量回收最大化為目標(biāo)，通過(guò)電控單元對(duì)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓再生制動(dòng)和液壓制動(dòng)一起形成總的制動(dòng)力。
[0043]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:包括: 制動(dòng)踏板； 用于獲取駕駛員踩下制動(dòng)踏板位移的踏板位移傳感器； 次級(jí)主缸，正常制動(dòng)時(shí)用于踏板感覺(jué)模擬，失效備份時(shí)直接用于制動(dòng)； 用于踏板力主動(dòng)控制和失效判斷的踏板模擬器壓力傳感器； 用于踏板力主動(dòng)控制的線控電磁閥； 用于模擬踏板制動(dòng)感覺(jué)的踏板模擬器； 用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)踏板與制動(dòng)回路解耦、液壓失效備份的開(kāi)關(guān)閥； 用于實(shí)現(xiàn)主缸前腔補(bǔ)液作用的開(kāi)關(guān)閥； 用于推動(dòng)主缸活塞的推桿； 電控直線運(yùn)動(dòng)模塊，其通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為推桿的直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)位移信號(hào)來(lái)控制電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的線性控制； 制動(dòng)主缸，其包括三個(gè)液壓腔，在傳統(tǒng)主缸第一腔的前面增加了一腔，該制動(dòng)主缸經(jīng)過(guò)ABS/ESP模塊與車輛車輪制動(dòng)器液壓耦合； ABS/ESP模塊，即車輛的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)/電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)模塊，它可以被動(dòng)和主動(dòng)調(diào)節(jié)各輪缸的液壓制動(dòng)力； 電控單元ECU，根據(jù)踏板位移信號(hào)計(jì)算出此次制動(dòng)需要的總制動(dòng)力，然后根據(jù)電機(jī)、電池狀態(tài)計(jì)算出車輛能夠產(chǎn)生的再生制動(dòng)力，總制動(dòng)力減去再生制動(dòng)力后即所述電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)需要產(chǎn)生的制動(dòng)力，其通過(guò)電機(jī)來(lái)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓力傳感器布置在所述次級(jí)主缸和所述踏板模擬器之間的制動(dòng)管路上，測(cè)量該回路液壓力，以用于制動(dòng)意圖的識(shí)別和踏板感覺(jué)模擬反饋控制。踏板力主動(dòng)控制的線控電磁閥位于踏板模擬器與儲(chǔ)液罐之間的管路上，起到調(diào)節(jié)阻尼的作用，與踏板模擬器內(nèi)的彈簧一起完成踏板感覺(jué)的模擬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸輪齒輪齒條機(jī)構(gòu)或者滾珠絲杠；齒條或者絲杠是中空的，推桿從其中心穿過(guò)，間隙配合；齒條的右端面與推桿中間凸起接觸，正常制動(dòng)時(shí)帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括所述推桿，其左端與所述次級(jí)主缸的活塞右端之間存在間隙以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，右端與所述主缸活塞接觸；機(jī)械備份模式時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板克服推桿與次級(jí)主缸活塞之間的間隙，剛性接觸，直接推動(dòng)主缸活塞制動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述主缸包括三個(gè)液壓腔，在傳統(tǒng)主缸一腔之前增加了主缸前腔，其分別通過(guò)液壓管路與次級(jí)主缸和儲(chǔ)液罐連接，兩條管路上均有一個(gè)電磁閥；與次級(jí)主缸相連的電磁閥在系統(tǒng)正常工作時(shí)完成踏板與制動(dòng)回路的解耦，系統(tǒng)失效時(shí)連通主缸前腔與次級(jí)主缸，實(shí)現(xiàn)液壓備份；與儲(chǔ)液罐相連的電磁閥在正常制動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)向主缸前腔補(bǔ)液的作用，在系統(tǒng)失效時(shí)起到封閉次級(jí)主缸的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:制動(dòng)踏板與次級(jí)主缸推桿一端相連，次級(jí)主缸推桿另一端與齒條中心的推桿正對(duì)，中間留有間隙，克服間隙后兩者接觸，可傳遞制動(dòng)力，通過(guò)與推桿常接觸的主缸活塞推動(dòng)主缸； 或次級(jí)主缸液壓管路有兩個(gè)支路，一路通過(guò)一個(gè)電磁閥與主缸前腔連接，該電磁閥為常開(kāi)閥，打開(kāi)時(shí)制動(dòng)液可進(jìn)入主缸前腔，另一路與踏板模擬器進(jìn)液口相連； 或主缸包括三個(gè)液壓腔:前腔、第一工作腔和第二工作腔；主缸前腔通過(guò)一個(gè)電磁閥與儲(chǔ)液罐相連，該電磁閥為常閉閥，通電打開(kāi)后實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液的作用；第一、第二工作腔與ABS/ESP模塊相連，輪缸液壓力調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:踏板模擬器出口管路通過(guò)一個(gè)電磁閥與儲(chǔ)液罐相連，該電磁閥為常閉閥，可以主動(dòng)調(diào)節(jié)模擬踏板反力； 或所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括電控單元ECU、電機(jī)和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述電機(jī)接受電控單元ECU發(fā)出的調(diào)節(jié)力矩信號(hào)控制直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 解耦閥在正常工作模式下關(guān)閉，參與踏板感覺(jué)模擬；在液壓備份模式下，系統(tǒng)斷電，解耦閥打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；次級(jí)主缸推桿克服空行程后推動(dòng)推桿向前運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)主缸推桿，實(shí)現(xiàn)機(jī)械備份保護(hù)； 或所述電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；優(yōu)選地，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括所述的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒條是空心的，中間有一根推桿穿過(guò)，推桿左端與次級(jí)主缸的活塞右端有間隙，該間隙為了實(shí)現(xiàn)只有電機(jī)制動(dòng)時(shí)踏板與液壓制動(dòng)解耦，取決于電機(jī)能夠產(chǎn)生的最大再生制動(dòng)力；推桿右端與主缸活塞推桿接觸；當(dāng)處于機(jī)械備份模式時(shí)，克服推桿與次級(jí)主缸活塞之間的間隙，剛性接觸，直接推動(dòng)主缸活塞制動(dòng)； 或該電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)解耦閥來(lái)完成液壓備份作用，通過(guò)推桿來(lái)完成機(jī)械備份作用；正常工作下，系統(tǒng)上電，解耦閥關(guān)閉，次級(jí)主缸活塞向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)空行程，這段空行程的位移根據(jù)電機(jī)能夠產(chǎn)生最大的再生制動(dòng)力可以計(jì)算出來(lái)；液壓備份模式下，系統(tǒng)斷電，解耦閥打開(kāi)，次級(jí)主缸中的制動(dòng)液進(jìn)入主缸前腔MCO，推動(dòng)主缸活塞；機(jī)械備份模式下，次級(jí)主缸活塞克服空行程后與推桿接觸`，推動(dòng)推桿，進(jìn)一步推動(dòng)主缸活塞進(jìn)行制動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)次級(jí)主缸、踏板模擬器、踏板模擬器壓力傳感器、電磁閥模擬制動(dòng)踏板感覺(jué)，通過(guò)調(diào)節(jié)電磁閥的流量對(duì)踏板力進(jìn)行主動(dòng)控制； 或主缸前腔與次級(jí)主缸相連，第一工作腔和第二工作腔分別通過(guò)液壓管路與ABS/ESP模塊相連；推桿推動(dòng)第一活塞，第一工作腔建壓后推動(dòng)第二活塞產(chǎn)生期望的直線運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)液經(jīng)過(guò)液壓管路流向ABS/ESP模塊，繼而可以調(diào)節(jié)各輪缸產(chǎn)生的制動(dòng)力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于: 還包括故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)制動(dòng)部件失效發(fā)生故障時(shí)，可以將故障信息傳遞給電控單元； 或還包括故障報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)故障診斷系統(tǒng)診斷出電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，第一時(shí)間給駕駛員提供報(bào)警； 或當(dāng)電控直線運(yùn)動(dòng)模塊失效時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入液壓備份，所有電磁閥斷電，次級(jí)主缸中的制動(dòng)液進(jìn)入主缸前腔，推動(dòng)主缸第一活塞制動(dòng)；機(jī)械備份時(shí)，次級(jí)主缸活塞推桿推動(dòng)推桿，推桿作用在主缸活塞上；在失效備份時(shí)，系統(tǒng)的制動(dòng)液壓力完全由人腳提供；當(dāng)制動(dòng)管路失效時(shí)，電控直線運(yùn)動(dòng)模塊完好，系統(tǒng)正常工作，管路漏液由報(bào)警器提醒駕駛員。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:電控直線運(yùn)動(dòng)模塊由外包型電機(jī)、滾珠絲 杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成，絲杠為空心，其中推桿可以穿過(guò)。
【文檔編號(hào)】B60T13/74GK103754210SQ201410008736
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】余卓平, 廣學(xué)令, 徐松云, 熊璐 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)