一種改進(jìn)主缸的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)主缸的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓 制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于石油的枯竭及環(huán)境的破壞等問(wèn)題，節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)使電動(dòng)車(chē)成為汽車(chē)工業(yè) 未來(lái)發(fā)展的主要方向。為了提高能源利用率、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，各國(guó)的汽車(chē)工業(yè)都在大 力研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)，由于電機(jī)、電池技術(shù)等的限制，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短、成本高這兩個(gè)問(wèn)題 阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的普及與商業(yè)化。于是再生制動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生，再生制動(dòng)是利用車(chē)輛在制動(dòng)時(shí) 反向拖滯電動(dòng)機(jī)發(fā)電，把制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在電池中，以達(dá)到回收能量的目的。
[0003] 現(xiàn)有的再生制動(dòng)通常是由一套電機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)與一套液壓制動(dòng)系統(tǒng)組成的。由于電 動(dòng)汽車(chē)上裝有大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所以在汽車(chē)減速制動(dòng)時(shí)，可利用電機(jī)拖滯進(jìn)行制動(dòng)。同時(shí)由 于制動(dòng)時(shí)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(chē)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)或者是制動(dòng)能量回收。這些儲(chǔ)存的 電能可以大量地增加汽車(chē)的續(xù)駛里程，改變電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短，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。
[0004] 再生制動(dòng)系統(tǒng)主要分為油門(mén)踏板式和制動(dòng)踏板式，制動(dòng)踏板式又分為全解耦再生 制動(dòng)系統(tǒng)和未解親再生制動(dòng)系統(tǒng)。
[0005] 未解耦型再生制動(dòng)系統(tǒng)一般是在原有的制動(dòng)助力零件上加載一定的空行程，在此 段空行程里由驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供再生制動(dòng)力，克服這段空行程后液壓制動(dòng)介入，與再生制動(dòng)一 起提供總的制動(dòng)力，這種再生制動(dòng)系統(tǒng)保留了踏板和液壓系統(tǒng)的機(jī)械連接，可靠性和安全 性高，但是其可回收的制動(dòng)能量少，與傳統(tǒng)的制動(dòng)踏板感覺(jué)有偏差。
[0006] 全解耦再生制動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)拖滯制動(dòng)力與液壓制動(dòng)力在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)同時(shí)作用，但 由于電機(jī)反向拖拽力矩并不穩(wěn)定，且所能提供的制動(dòng)力也不足，因此需要液壓制動(dòng)系統(tǒng)的 制動(dòng)力可以實(shí)時(shí)可調(diào)，從而與電機(jī)拖滯制動(dòng)力相配合以提供一個(gè)穩(wěn)定的并足夠強(qiáng)度的制動(dòng) 力。Bosch公司的HAShev系統(tǒng)和TRW公司的SCB系統(tǒng)都屬于全解耦式，其制動(dòng)踏板與液壓 系統(tǒng)完全沒(méi)有機(jī)械連接，一般是通過(guò)安裝高壓蓄能器配合電機(jī)與栗對(duì)液壓系統(tǒng)的制動(dòng)輸入 力進(jìn)彳丁主動(dòng)控制，其回收的制動(dòng)能量多，制動(dòng)響應(yīng)快，能夠準(zhǔn)確識(shí)別駕駛員的制動(dòng)意圖和豐吳 擬踏板感覺(jué)，但高壓蓄能器技術(shù)還不成熟，可靠性和安全性還存在隱患，另外其增加了多個(gè) 電磁閥也提高了控制的難度和失效的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007] 在電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)中用電機(jī)和機(jī)械結(jié)構(gòu)代替高壓蓄能器、栗、液壓管路和電磁 閥，也能實(shí)現(xiàn)液壓力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，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，制動(dòng)踏板與主缸間沒(méi)有液壓管路，不存在液壓管路泄露、高壓蓄能器安全隱患、電磁 閥失效等問(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相比于高壓蓄能器 式的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)E⑶直接控制，易于實(shí)現(xiàn)ABS、TCS、ESC、ACC等功能。這種形式的 再生制動(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。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)主缸的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，目的是回收更 多的制動(dòng)能量、提尚系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、準(zhǔn)確識(shí)別駕駛員的制動(dòng)意圖，實(shí)現(xiàn)液壓力和踏板力的主 動(dòng)控制，并反饋可調(diào)節(jié)的制動(dòng)踏板感覺(jué)，制動(dòng)踏板和主缸間采用機(jī)械連接，保證了安全性和 可靠性。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)主缸的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系 統(tǒng)，包括：
[0010] -種改進(jìn)主缸的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括：
[0011] 制動(dòng)踏板。
[0012] 用于獲取踏板信號(hào)的踏板位移傳感器以及踏板力傳感器。
[0013] 可設(shè)置雙活塞的制動(dòng)主缸，通過(guò)ABS/ESC模塊與車(chē)輛輪邊制動(dòng)器液壓耦合。具體 地，所述的制動(dòng)主缸由第一工作腔活塞和第二工作腔活塞分割成三個(gè)腔，即第一工作腔、第 二工作腔及制動(dòng)力合成腔。
[0014] 在所述的第一工作腔和第二工作腔內(nèi)分別設(shè)有第一工作腔回位彈簧和第二工作 腔回位彈簧；所述的制動(dòng)力合成腔由兩個(gè)活塞推動(dòng)；其中，一個(gè)活塞由第一活塞推桿推動(dòng)， 與第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊連接；另一個(gè)活塞由第二活塞推桿推動(dòng)，與第二電控直線運(yùn)動(dòng)模 塊連接；所述的第一工作腔和第二工作腔與所述的ABS/ESC模塊連接。
[0015] 所述的第一工作腔、第二工作腔和制動(dòng)力合成腔內(nèi)分別設(shè)有出液孔和補(bǔ)償孔。
[0016] 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，包括：第一電機(jī)及第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊，所述的第一電控直線 運(yùn)動(dòng)模塊一端通過(guò)第一活塞推桿推動(dòng)制動(dòng)主缸，另一端連接踏板，與第二電控直線運(yùn)動(dòng)模 塊協(xié)同來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)主缸的液壓制動(dòng)力大小，該模塊的第一電機(jī)能夠主動(dòng)控制踏板力來(lái)模擬 制動(dòng)踏板感覺(jué)；第二電機(jī)及第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊，所述的第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊通過(guò)第 二活塞推桿推動(dòng)制動(dòng)主缸，并且根據(jù)踏板位移傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)主缸的液壓力大小。具體 地，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)接收電控單元發(fā)出的調(diào)節(jié)力矩信號(hào)，分別控制第一電控直線 運(yùn)動(dòng)模塊和第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊。
[0017]另，第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊為一將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該模塊 能夠主動(dòng)控制駕駛員的制動(dòng)踏板力，保證了踏板感覺(jué)；第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊包括一將旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一鎖止機(jī)構(gòu)。
[0018] 所述的第一活塞推桿與第二活塞推桿推動(dòng)活塞后對(duì)制動(dòng)主缸產(chǎn)生的推力在制動(dòng) 力合成腔內(nèi)合成，通過(guò)第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊與第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的協(xié)同工作對(duì)主缸 的液壓制動(dòng)力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)制動(dòng)主缸的第一工作腔活塞和第二工作腔活塞產(chǎn)生期望 的直線運(yùn)動(dòng)。
[0019] 鎖止機(jī)構(gòu)，與第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊相連，該模塊失效時(shí)進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)，使其不能 運(yùn)動(dòng)。
[0020]ABS/ESC模塊，即防抱死制動(dòng)系統(tǒng)/電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)模塊，所述制動(dòng)主缸通過(guò) 液壓管路連接到ABS/ESC模塊，調(diào)節(jié)各輪缸的液壓制動(dòng)力。
[0021 ] 電控單元，接收踏板位移傳感器、踏板力傳感器和液壓力傳感的信號(hào)，制動(dòng)中液壓 制動(dòng)力的大小以及第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊、第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊各自的調(diào)節(jié)力大小。
[0022] 其中，優(yōu)選地，所述第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊和第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊中的傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)為齒輪及滾珠絲杠。
[0023] 另優(yōu)選地，所述踏板位移傳感器采用線位移傳感器。
[0024]當(dāng)?shù)谝换虻诙娍刂本€運(yùn)動(dòng)模塊失效時(shí)，電控單元可以通過(guò)失效模式下的控制算 法對(duì)另一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的電機(jī)進(jìn)行力矩調(diào)節(jié)，保證一定的液壓制動(dòng)力。當(dāng)?shù)谝?、第二?控直線運(yùn)動(dòng)模塊同時(shí)失效時(shí)，鎖止裝置起作用，系統(tǒng)進(jìn)入人力機(jī)械制動(dòng)狀態(tài)，液壓力全部由 駕駛員的踏板力提供。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有顯著的優(yōu)越性如下：
[0026] 1.采用雙電機(jī)協(xié)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，降低了電機(jī)功率，提高了電機(jī)壽命，響應(yīng)速 度快，能夠?qū)σ簤褐苿?dòng)力實(shí)時(shí)控制，主動(dòng)調(diào)節(jié)，在某處電機(jī)失效時(shí)可以由另一電機(jī)為制動(dòng)系 統(tǒng)提供液壓制動(dòng)力。
[0027] 2.根據(jù)電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的變化的再生制動(dòng)力來(lái)調(diào)節(jié)液壓制動(dòng)力的大小， 以提供總的制動(dòng)力，充分利用了人力，能夠正確反映駕駛員的制動(dòng)意圖并最大化地回收制 動(dòng)能量。
[0028] 3.第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的電機(jī)接收電控單元E⑶發(fā)出的信號(hào)后控制運(yùn)動(dòng)調(diào)整 機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)可以對(duì)與制動(dòng)踏板相連的推桿施加作用力，實(shí)現(xiàn)踏板力的主動(dòng)控制，保 證了駕駛員的制動(dòng)踏板感覺(jué)，省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的踏板模擬器。
[0029] 4.自動(dòng)駕駛的車(chē)輛要求能夠在沒(méi)有駕駛員踏板力的情況下制動(dòng)，此時(shí)所述電控 ECU根據(jù)接收的信號(hào)對(duì)第一、第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生液壓制動(dòng)力，滿(mǎn) 足自動(dòng)駕駛的制動(dòng)要求。
[0030] 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)，同時(shí)駕駛員 的踏板力也是總的制動(dòng)力的一部分。在第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊或第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊失 效時(shí)，制動(dòng)踏板仍可以通過(guò)機(jī)械連接和未失效的電控直線運(yùn)動(dòng)模塊一起提供系統(tǒng)所需的制 動(dòng)力；當(dāng)兩個(gè)電控直線運(yùn)動(dòng)模塊同時(shí)失效時(shí)，駕駛員猛踩制動(dòng)踏板，系統(tǒng)也能產(chǎn)生一定的制 動(dòng)力，保證了車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0033]1一制動(dòng)踏板； 2-踏板力傳感器；
[0034]3-踏板位移傳感器； 4一第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊；
[0035]5一第一電機(jī)； 6-齒輪；
[0036] 7-滾珠絲杠螺母； 8-滾珠絲杠的螺桿；
[0037]9-第一活塞推桿； 10-制動(dòng)主缸；
[0038]11一制動(dòng)力合成腔； 12-第一工作腔活塞；
[0039] 13-第一工作腔； 14一第一工作腔回位彈簧；
[0040] 15-第一工作腔出液孔； 16-第二工作腔活塞；
[0041] 17-第二工作腔； 18-第二工作腔出液孔；
[0042] 19一第二工作腔回位彈簧；20-第二工作腔補(bǔ)償孔；
[0043] 21-儲(chǔ)液罐； 22-第一工作腔補(bǔ)償孔；
[0044] 23-制動(dòng)力合成腔補(bǔ)償孔；24-第二活塞推桿；
[0045] 25-第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊；26-第二電機(jī)；
[0046] 27一滾珠絲杜螺桿； 28-鎖止機(jī)構(gòu)；
[0047] 29-電控單元； 30-ABS/ESC模塊；
[0048] 31-液壓力傳感器；
[0049] 32、33、34、35、36-控制線路；
[0050] 37、38、39、40、41一液壓管路。
【具體實(shí)施方式】
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