一种解耦的电子液压制动系统

文档序号:1825347 发布日期:2021-11-12 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 一种解耦的电子液压制动系统 (Decoupled electronic hydraulic brake system ) 是由 徐松云 田丰 陈晶杰 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种解耦的电子液压制动系统,包括踏板、踏板推杆、力模拟器、位移传感器、驱动机构、推杆和主缸,所述力模拟器包括力模拟器壳体、模拟器推杆和弹性件,所述踏板与所述踏板推杆铰接,所述踏板推杆背离所述踏板的一端穿入所述力模拟器壳体,并与所述模拟器推杆连接,所述踏板推杆的垂直方向上设置有限位件,以防止所述踏板推杆脱离所述模拟器推杆滑出所述力模拟器壳体,所述模拟器推杆背离所述踏板推杆的一端穿入所述弹性件并穿出所述力模拟器壳体,所述位移传感器根据所述模拟器推杆的移动测得踏板位移信号,所述驱动机构根据所述踏板位移信号控制所述推杆,以使所述主缸进行建压制动,进而达到力滞,提升踏板感觉模拟器效果。(The invention provides a decoupled electronic hydraulic brake system, which comprises a pedal, a pedal push rod, a force simulator, a displacement sensor, a driving mechanism, a push rod and a master cylinder, wherein the force simulator comprises a force simulator shell, a simulator push rod and an elastic part, the pedal is hinged with the pedal push rod, one end of the pedal push rod, which is far away from the pedal, penetrates into the force simulator shell and is connected with the simulator push rod, a limiting part is arranged in the vertical direction of the pedal push rod to prevent the pedal push rod from separating from the simulator push rod and sliding out of the force simulator shell, one end of the simulator push rod, which is far away from the pedal push rod, penetrates into the elastic part and penetrates out of the force simulator shell, the displacement sensor measures a pedal displacement signal according to the movement of the simulator push rod, the driving mechanism controls the push rod according to the pedal displacement signal, so that the master cylinder builds pressure and brakes, and further achieves the effect of force stagnation and pedal feel simulator improvement.)

一种解耦的电子液压制动系统

技术领域

本发明涉及汽车制动系统领域,具体为一种解耦的电子液压制动系统。

背景技术

制动系统是有关汽车安全性能的至关重要的系统,其性能的高低将直接影响整车的行驶安全性能。传统的制动系统,通常由制动踏板,真空助力器,制动主缸,ESC/ABS,制动轮缸及其相应的管路所组成。整个系统较为复杂,并且在体积,质量和集成度上处于劣势。而且,真空助力器的真空度来源于汽车发动机,随着电动车辆的逐渐普及,真空来源成了问题,目前多数车辆采取附加真空泵提供真空度。然而,该方案只是一个临时的解决方案。增加的真空泵不但占用了有限的车辆前舱空间,同时也增加了制动系统的质量和失效风险,这对于车辆和轻量化及安全性是背道而驰的。因此,响应快、功能强大的电子液压制动系统正越来越受到关注。

电子液压制动系统通常有制动电机,制动主缸,轮缸压力控制阀,踏板模拟器,失效备份系统等组成。电子式电子液压制动系统结构简单,可以实现每个轮缸的制动压力精确控制,除了能实现传统制动系统的制动防抱死控制,驱动防滑控制,电子制动力分配控制,电子稳定性控制等功能外,还能通过软件实现紧急制动辅助,制动俯仰控制,制动盘水膜清除,坡道起步辅助等一系列功能。更为重要的是,由于系统的是解耦系统,该系统能够与再生制动力完美结合,在踏板模拟器的帮助下,实现不改变原有制动感觉为前提的制动能量回收最大化。因此电子式电子液压制动系统的采用和推广能全方面提升车辆的安全性,经济性和轻量化,无论是在传统车辆还是在新能源车辆上都具有广泛的应用前景。

与传统真空助力器不同,电子液压制动系统的操纵机构和执行机构通常是解耦的,很多产品是分离式的,如控制器和执行机构分开、位移传感器和执行结构分开等,同时踏板感觉模拟器效果不理想等影响客户驾驶感觉和系统适用性方面的问题,基于此故本发明提出一种解耦的电子液压制动系统,其实现控制器和位移传感器与执行机构集成,壳体分离式设计实现不同客户需求,模拟器增加阻尼结构与真空助力器的踏板感觉更接近。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供了一种解耦的电子液压制动系统,包括踏板、踏板推杆、力模拟器、位移传感器、驱动机构、推杆和主缸,所述力模拟器包括力模拟器壳体、模拟器推杆和弹性件,所述踏板与所述踏板推杆铰接,所述踏板推杆背离所述踏板的一端穿入所述力模拟器壳体,并与所述模拟器推杆连接,所述踏板推杆的垂直方向上设置有限位件,以防止所述踏板推杆脱离所述模拟器推杆滑出所述力模拟器壳体,所述模拟器推杆背离所述踏板推杆的一端穿入所述弹性件并穿出所述力模拟器壳体,所述位移传感器根据所述模拟器推杆的移动测得踏板位移信号,所述驱动机构根据所述踏板位移信号控制所述推杆,以使所述主缸进行建压制动。

进一步,所述模拟器推杆上开设有容纳部,所述限位件背离所述踏板推杆的一端设置有与所述容纳部适配的球形插接部。

进一步,所述力模拟器壳体上开设有用于所述踏板推杆穿入的,且防止所述限位件穿出的限位孔。

进一步,所述模拟器推杆上设置有卡接件,所述卡接件与所述模拟器推杆固定连接,所述弹性件位于所述卡接件与所述力模拟器壳体内壁之间。

进一步,所述力模拟器还包括阻力件,所述阻力件位于所述弹性件与所述卡接件之间,所述阻力件受到所述弹性件产生的轴向弹力而在所述阻力件的外表面与所述力模拟器壳体之间产生滑动摩擦力,从而推动所述模拟器推杆带动所述踏板推杆移动,进而产生力滞。

进一步,所述阻力件包括第一阻力部和第二阻力部,所述第一阻力部与所述第二阻力部上均设置有倾斜面,所述第一阻力部的倾斜面与所述第二阻力部的倾斜面抵接。

进一步,还包括连杆,所述连杆连接于所述模拟器推杆与所述位移传感器之间。

进一步,还包括壳体和转接法兰,所述力模拟器壳体通过所述转接法兰固定在所述壳体上,所述主缸位于所述壳体背离所述力模拟器壳体的一侧,所述驱动结构安装在所述壳体上。

进一步,所述壳体上还设置有导向槽,所述导向槽的轴向与所述模拟器推杆的运动方向一致,所述位移传感器位于所述导向槽内。

进一步,所述驱动机构包括电机控制器总成和传动总成,所述电机控制器总成根据所述踏板位移信号控制所述传动总成推动所述推杆。

与现有技术相比,本技术方案具有以下优点:

由于所述踏板推杆的垂直方向上设置有限位件,并且,所述限位件位于所述力模拟器壳体内,以防止所述踏板推杆在踏板复位的情况下出现滑出所述力模拟器壳体的情况,避免制动失效。所述卡接件受到所述第一弹簧的轴向弹力向靠近所述踏板推杆的方向移动,同时,所述阻力件受到所述第二弹簧的弹力后与所述力模拟器壳体的内壁产生摩擦力,推动所述卡接件带动所述踏板推杆移动,进而达到力滞,提升踏板感觉模拟器效果。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1是本实施例的所述解耦的电子液压制动系统的一个优选实施例的剖视图;

图2是图1中A的放大图。

图中:1踏板、2踏板推杆、3力模拟器壳体、4模拟器推杆、5位移传感器、6导向槽、7推杆、8主缸、9第一弹簧、10第二弹簧、11限位件、12限位孔、13卡接件、14第一阻力部、15第二阻力部、16连杆、17电机控制器总成、18蜗杆、19蜗轮、20齿轮、21齿条、22壳体、23转接法兰、24缓冲件。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示,所述解耦的电子液压制动系统,包括踏板1、踏板推杆2、力模拟器、位移传感器5、驱动机构、推杆7和主缸8,所述力模拟器包括力模拟器壳体3、模拟器推杆4和弹性件,所述踏板1与所述踏板推杆2铰接,所述踏板推杆2背离所述踏板1的一端穿入所述力模拟器壳体3,并与所述模拟器推杆4连接,所述踏板推杆2的垂直方向上设置有限位件11,以防止所述踏板推杆2脱离所述模拟器推杆4滑出所述力模拟器壳体3,所述模拟器推杆4背离所述踏板推杆2的一端穿入所述弹性件并穿出所述力模拟器壳体3,所述位移传感器5可以为接触式位移传感器,或非接触式位移传感器,优选为直线位移位移传感器。所述位移传感器5根据所述模拟器推杆4的移动测得踏板位移信号,所述驱动机构根据所述踏板位移信号控制所述推杆7,以使所述主缸8进行建压制动。

在正常工作模式下,当踏板1受到外力触发时,且该外力大于所述弹性件的预紧力时,所述踏板1带动所述踏板推杆2推动所述模拟器推杆4移动,所述模拟器推杆4克服所述弹性件的弹力向远离所述踏板推杆2的方向移动,此时,所述位移传感器5随着所述模拟器推杆4一起移动,并测得和发送踏板位移信号,所述驱动机构接收踏板位移信号,并利用所述推杆7对所述主缸8进行建压制动,即所述推杆7压缩主缸8内的活塞进而产生相应的制动液压力,制动液压力通过管路流经车身稳定性控制系统/防抱死系统,再通过左前轮制动管路、右前轮制动管路、左后轮制动管路、右后轮制动管路分别作用在左前轮制动器、右前轮制动器、右后轮制动器、左后轮制动器上产生相应的制动力。而当外力解除时,所述模拟器推杆4在所述弹性件的弹力作用下向靠近所述踏板推杆2的方向移动,进而带动所述踏板推杆2推动所述踏板1复位。

其中,由于所述踏板推杆2的垂直方向上设置有限位件11,并且所述限位件11位于所述力模拟器壳体3内,以防止所述踏板推杆2在踏板1复位的情况下出现滑出所述力模拟器壳体3的情况,避免制动失效。

具体地,所述力模拟器壳体3上开设有用于所述踏板推杆2穿入的,且防止所述限位件11穿出的限位孔12。参考图2,所述限位件11位于所述限位孔12与所述模拟器推杆4之间,即所述限位件11靠近所述限位孔12设置。其中,所述限位件11的直径大于所述限位孔12的直径,以防止所述踏板推杆2脱离所述模拟器推杆4滑出所述力模拟器壳体3。所述限位件11可以与所述踏板推杆2一体成型,当然,所述踏板推杆2也可以分体设置,此时所述限位件11与所述踏板推杆2固定连接。

更具体地,所述限位孔12和所述限位件11的横截面均呈圆形,当所述限位件11和所述力模拟器壳体3组装在一起时,所述限位孔12与所述限位件11同轴设置,并且所述限位件11的直径大于所述限位孔12的直径,因此,防止所述踏板推杆2滑出所述力模拟器壳体3。

如图2所示,所述模拟器推杆4上开设有容纳部,所述限位件11背离所述踏板推杆2的一端设置有与所述容纳部适配的球形插接部,插接部呈球形,可以增大与所述容纳部的受力面积,提升所述踏板推杆2与所述模拟器推杆4之间力的传递性能,进而提升所述踏板推杆2触发所述位移传感器5检测的灵敏度。

所述模拟器推杆4上设置有卡接件13,所述卡接件13与所述模拟器推杆4固定连接,所述弹性件位于所述卡接件13与所述力模拟器壳体3内壁之间。

其中,所述卡接件13优选为柱体,所述卡接件13包括第一接触部与第二接触部,所述第一接触部与所述第二接触部一体成型,所述第一接触部与所述踏板推杆2连接,所述第二接触部与所述模拟器推杆4连接,所述第一接触部的直径大于所述第二接触部的直径,所述第二接触部的直径大于所述模拟器推杆4的直径。

所述弹性件包括第一弹簧9与第二弹簧10,所述第一弹簧9与所述第二弹簧10可以为单刚度也可以是变刚度,所述第一弹簧9与所述第二弹簧10可以串联也可以并联。

在一个实施例中,当所述第一弹簧9与所述第二弹簧10串联时,即所述第一弹簧9与所述第二弹簧10连接,进而将其作为一整体的弹性件,所述模拟器推杆4依次穿过所述第一弹簧9、所述第二弹簧10之后穿出所述力模拟器壳体3,所述第一弹簧9远离所述第二弹簧10的一端与所述第二接触部连接,所述第二弹簧10远离所述第一弹簧9的一端与所述力模拟器壳体3的内壁连接;

在另一个实施例中,当所述第一弹簧9与所述第二弹簧10并联时,即所述第一弹簧9、所述第二弹簧10套设在所述模拟器推杆4上,所述第二弹簧10套设在所述第一弹簧9外侧,如图1所示,所述第一弹簧9位于所述第二接触部和所述力模拟器壳体3之间,所述第二弹簧10位于所述第一接触部和所述力模拟器壳体3之间。

如图2所示,所述力模拟器还包括阻力件,所述阻力件位于所述弹性件与所述卡接件13之间,所述阻力件受到所述第二弹簧10产生的轴向弹力后,在所述阻力件的外表面与所述力模拟器壳体3之间产生滑动摩擦力,从而推动所述模拟器推杆4带动所述踏板推杆2移动,进而达到力滞,提升踏板感觉模拟器效果。

具体地,当所述第一弹簧9与所述第二弹簧10并联时,所述阻力件套设在所述第二接触部的外部,且位于所述第一接触部与所述第二弹簧10之间,当所述踏板1复位时,所述卡接件13受到所述第一弹簧9的轴向弹力向靠近所述踏板推杆2的方向移动,同时,所述阻力件受到所述第二弹簧10的弹力后与所述力模拟器壳体3的内壁产生摩擦力,推动所述卡接件13带动所述踏板推杆2移动,进而达到力滞,提升踏板感觉模拟器效果。

更具体地,如图2所示,所述阻力件包括第一阻力部14和第二阻力部15,所述第一阻力部14与所述第二阻力部15上均设置有倾斜面,所述第一阻力部14的倾斜面与所述第二阻力部15的倾斜面抵接。

第一阻力部14所述第二阻力部15与所述第一阻力部14抵接,所述第二弹簧10与所述第二阻力部15连接,第一阻力部14所述第二阻力部15的外表面与所述力模拟器壳体3的周向内侧壁接触。当作用在所述踏板1上的外力解除后,所述第二阻力部15将受到所述第二弹簧10的轴向弹力转化为对所述第一阻力部14的径向推力,所述第一阻力部14在受到所述第二阻力部15的推力后产生并克服自身摩擦力向靠近所述踏板推杆2的方向移动并与所述第一阻力部14与所述第一接触部抵接,并进一步带动第一接触部移动,进而产生力滞,所述阻力件的摩擦力的大小与所述弹性件的弹力正相关。

所述第一阻力部14和所述第二阻力部15上均设置有倾斜面,所述倾斜面可以为锥面、弧面或者其他形状,以改变所述弹性件的弹力作用方向而产生所需的阻尼力滞。所述第一阻力部14的倾斜面与所述第二阻力部15的倾斜面抵接,从而改变所述弹性件的作用方向产生摩擦力进而达到力滞效果。其中,所述第一阻力部14与所述第二阻力部15优选为楔形环,所述第一阻力部14的径向截面优选为直角三角形,所述第二阻力部15的径向截面优选为直角梯形,所述第一阻力部14的横截面的斜边所在的面与所述第二阻力部15的横截面的斜边所在的面接触。所述阻力件为耐磨材料,在受到外力作用时,能产生一定的变形量。

如图1所示,所述解耦的电子液压制动系统还包括壳体22和转接法兰23,所述力模拟器壳体3通过所述转接法兰23固定在所述壳体22上,所述主缸8位于所述壳体22背离所述力模拟器壳体3的一侧,所述驱动结构安装在所述壳体22上。

具体地,所述壳体22呈环形结构,所述力模拟器壳体3与所述主缸8分别位于所述壳体22的两端,并且所述力模拟器壳体3套设于所述转接法兰23上,所述转接法兰23通过螺栓固定于所述壳体22的端部,其中,所述力模拟器壳体3连接所述踏板推杆2的一端位于所述壳体22的外部,所述力模拟器壳体3背离所述踏板推杆2的一端位于所述壳体22的内部,且与所述推杆7相向设置,所述踏板推杆2、所述模拟器推杆4与所述推杆7同轴设置。

另外,所述解耦的电子液压制动系统还包括缓冲件24,所述缓冲件24设置在所述推杆7靠近所述模拟器推杆4的一侧,以避免所述模拟器推杆4冲击所述推杆7。

如图1所示,所述壳体22上还设置有导向槽6,所述导向槽6的轴向与所述模拟器推杆4的运动方向一致,所述位移传感器5位于所述导向槽6内。

继续参考图1,所述解耦的电子液压制动系统还包括连杆16,所述连杆16连接于所述模拟器推杆4与所述位移传感器5之间,即所述位移传感器5能随着所述模拟器推杆4在所述导向槽6内移动。

如图1所示,所述驱动结构安装在所述壳体22上,所述驱动机构包括电机控制器总成17和传动总成,所述电机控制器总成17根据所述踏板位移信号控制所述传动总成推动所述推杆7。

具体地,所述电机控制器总成17包括电机和控制器,二者壳体可共用,所述控制器与所述位移传感器5通讯连接,用于接收所述位移传感器5测得的踏板位移信号,所述电机与所述控制器电连接,所述控制器可以安装在所述电机的输出端、当然也可以安装在所述电机的输入端,以使所述控制器通过所述壳体22或所述电机进行散热。所述控制器控制电机带动所述传动总成运行,以使所述推杆7移动。

所述传动总成包括蜗轮19、蜗杆18、齿轮20和齿条21,所述蜗杆18连接在所述电机的输出轴上,所述蜗杆18与所述蜗轮19垂直啮合连接,所述蜗轮19与所述齿轮20为同轴设置,所述齿条21水平设置且垂直啮合在所述齿轮20上,所述齿条21与所述推杆7固定连接。

所述控制器控制所述电机经过所述蜗杆18、蜗轮19减速后,再通过所述齿轮20、齿条21将旋转运动转变为平动,以使所述推杆7平行移动。

其中,所述电机控制器总成17设置在所述壳体22的外壁上,并且所述齿条21位于所述壳体22与所述力模拟器壳体3上,且所述齿条21为环形结构,所述推杆7固定在所述齿条21的内部。

综上所述,由于所述踏板推杆2的垂直方向上设置有限位件11,并且,所述限位件11位于所述力模拟器壳体3内,以防止所述踏板推杆2在踏板1复位的情况下出现滑出所述力模拟器壳体3的情况,避免制动失效。所述卡接件13受到所述第一弹簧9的轴向弹力向靠近所述踏板推杆2的方向移动,同时,所述阻力件受到所述第二弹簧10的弹力后与所述力模拟器壳体3的内壁产生摩擦力,推动所述卡接件13带动所述踏板推杆2移动,进而达到力滞,提升踏板感觉模拟器效果。

也就是说,只要在本发明上述揭露的基础上,采用了与本发明相同或近似的技术方案,解决了与本发明相同或近似的技术问题,并且达到了与本发明相同或近似的技术效果,都属于本发明的保护范围之内,本发明的具体实施方式并不以此为限。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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