CN108162940A - 智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法 - Google Patents

智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法,制动***将机械式电控制动***与集成电机式电控制动***相结合,并通过电子控制单元独立控制;电子机械制动EMB模块由两个制动器组成;集成电机式电控制动IBS模块由集成电机、滚珠丝杠机构和制动压力产生单元组成;所述滚珠丝杠机构固连于集成电机的转子内,转子将动力通过滚珠丝杠机构传递至制动压力产生单元的输出推杆;所述制动压力产生单元的两个主缸内腔在输出推杆的推动下产生制动压力,并经由电磁阀实现对两个制动轮缸的制动控制;本发明将机械式电控制动***与集成电机式电控制动***相结合,解决了单一制动***存在的不足,以实现快速建压、精准控压,并能够实现多工况下的制动。

Description

智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法
技术领域
本发明属于智能汽车制动技术领域,具体涉及智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法。
背景技术
随着节能与新能源汽车的电动化、智能化与网联化,为了保证车辆制动安全性,人们对车辆制动***的结构与功能提出了更高要求。在保证车辆制动稳定性与可靠性的前提下,为实现新能源汽车的电动化、智能化与网联化,优化制动***结构、提高制动响应速度、精确控制制动压力、实现辅助制动功能集成,已成为新能源汽车发展的迫切需求。
汽车制动***由最初依赖真空助力器的液压制动***,发展至现在的液压式电控制动***(Electronic Hydraulic Brake System,简称EHB)、机械式电控制动***(Electronic mechanical Brake System,简称EMB)及集成电机式电控制动***(Integrated Braking System,简称IBS)等多种线控制动形式;线控EHB、EMB及IBS制动***均存在优缺点,其优点在于:线控EHB制动***可实现四轮独立控制,精确快速的调节制动压力,同时具备失效制动功能及制动能量回收功能;线控EMB制动***则具有体积小、响应快、精度高、兼容性强以及稳定性高等优点;线控IBS制动***制动响应迅速、压力调节精确,可实现防抱死制动***(Anti-lockBrakingSystem,简称ABS)、车身电子稳定性控制***(Electronic Speed Control System,简称ESC)以及牵引力控制***(TractionControl System,简称TCS)等辅助制动***的兼容;其缺点在于:线控EHB制动***由于采用电机带动液压泵,由此产生高压液体,但在进行制动时存在一定的响应滞后性;线控EMB制动***在进行制动时需要四套执行机构,对相应的电机性能要求较高,且针对失效制动这一工况,仍需备份失效机构;线控IBS制动***通过电机推动制动主缸实现制动,但在减压时需要电机进行反转,对电机性能要求很高。
上述现有的线控制动***在实际应用过程中均存在局限性,无法将各自的优势充分发挥出来。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明提供了智能汽车复合线控制动***及其制动控制方法,将机械式电控制动***与集成电机式电控制动***相结合,解决了单一制动***应用过程中存在的不足,以实现快速建压、精准控压。结合说明书附图,本发明的技术方案如下:
智能汽车复合线控制动***,由制动踏板操纵机构、电子控制单元、储油杯、电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块组成;
所述电子机械制动EMB模块由两个分别与电子控制单元电子信号连接的制动器组成;
所述集成电机式电控制动IBS模块由集成电机、滚珠丝杠机构和制动压力产生单元组成;所述集成电机与电子控制单元信号连接,滚珠丝杠机构中的丝杠螺母固连于集成电机的转子内,转子将动力通过滚珠丝杠机构传递至制动压力产生单元的输出推杆;
所述制动压力产生单元中,前后依次设有两个主缸内腔,位于后端的主缸内腔对应的主缸内腔活塞与输出推杆接触连接,并在输出推杆的推动下直线往复运动;所述主缸内腔一侧分别经由常开线性电磁阀与制动轮缸管路连接;主缸内腔另一侧分别经由单向阀与储油杯管路连接;在主缸内腔与常开线性电磁阀相连接的管路上任意一点经由常闭开关电磁阀与储油杯管路连接;在所述制动轮缸的液油口处安装有压力传感器;
所述制动踏板操纵机构、电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块中的所有传感器及电磁阀均分别与电子控制单元信号连接。
进一步地,所述制动踏板操纵机构由踏板机构、踏板感觉模拟器、第一常闭开关电磁阀10和第一常开开关电磁阀16组成;
所述踏板机构由踏板1、位移传感器2、踏板推杆3、踏板推杆壳体4踏板活塞6和第一橡胶反作用盘12组成;
所述踏板1、踏板推杆3、踏板活塞6和第一橡胶反作用盘12依次连接安装在踏板推杆壳体4内,所述踏板活塞6与踏板推杆壳体4之间形成踏板推杆壳体内腔11,所述第一橡胶反作用盘12连接在伸出踏板推杆壳体4的踏板活塞推杆一端,所述位移传感器2安装在踏板推杆3上;
所述踏板推杆壳体内腔11分别经由第一常闭开关电磁阀10和第一常开开关电磁阀16与踏板感觉模拟器和储油杯23管路连接。
更进一步地,所述踏板感觉模拟器由踏板感觉模拟器弹簧5、踏板感觉模拟器活塞7和踏板感觉模拟器壳体8组成;
所述踏板感觉模拟器活塞7位于踏板感觉模拟器壳体8内部,所述踏板感觉模拟器弹簧5安装在踏板感觉模拟器壳体8后腔室,所述踏板感觉模拟器壳体8前腔室为踏板感觉模拟器内腔9;在所述踏板推杆壳体内腔11经由第一常闭开关电磁阀10与踏板感觉模拟器内腔9管路连接。
进一步地,所述集成电机由第一轴承13、电机壳体15、定子17、转子18和第二轴承19组成;所述电机壳体15与踏板推杆壳体4固定连接;所述定子17固定于电机壳体15内侧,所述转子18安装在定子17内侧,且转子18的前后端通过第一轴承13和第二轴承19支撑;
所述滚珠丝杠机构由丝杠螺母20、滚珠体21和丝杠螺杆22组成;所述丝滚珠丝杠机构安装在转子18内侧,所述丝杠螺杆22内部也为中空结构。
进一步地,所述制动压力产生单元由主缸壳体24、输出推杆25、第二橡胶反作用盘14、主缸第一内腔活塞26、主缸第一弹簧28、主缸第二内腔活塞29、主缸第二弹簧31、第二常闭开关电磁阀32、第三常闭开关电磁阀33、第二常开线性电磁阀34、第三常开线性电磁阀39、第一压力传感器35、第二压力传感器38、第一制动轮缸36以及第二制动轮缸37组成;
所述主缸壳体24与电机壳体15固定连接;
所述输出推杆25的后端穿过丝杠螺杆22内部,所述第二橡胶反作用盘14安装在输出推杆25的后端;
所述丝杠螺杆22内设有内沿,并与输出推杆25的外沿相接触连接;
所述主缸第一内腔活塞26与主缸第二内腔活塞29将主缸壳体24分为主缸第一内腔27和主缸第二内腔30,所述主缸第一弹簧28和主缸第二弹簧31分别安装在主缸第一内腔27和主缸第二内腔30内;
所述主缸第一内腔27和主缸第二内腔30的一侧分别经由第一单向阀43和第二单向阀44管路连接于储油杯23,所述主缸第一内腔27和主缸第二内腔30的另一侧分别经由第三常开线性电磁阀39和第二常开线性电磁阀34与第二制动轮缸37和第一制动轮缸36管路连接;在主缸第一内腔27与第三常开线性电磁阀39相连接的管路上任意一点经由第二常闭开关电磁阀32与储油杯管路连接;在主缸第二内腔30与第二常开线性电磁阀34相连接的管路上任意一点经由第三常闭开关电磁阀33与储油杯管路连接;
所述第一压力传感器35和第二压力传感器38分别安装在第一制动轮缸36和第二制动轮缸37的液油口处。
进一步地,所述电子机械制动EMB模块中的制动器为楔式制动器,所述楔式制动器由制动衬片63、外楔块64、内楔块65、滚柱62、电机66、滚珠丝杠螺杆67、滚珠丝杠螺母69以及驱动机构68组成;
所述制动衬片63固定在外楔块64外侧,外楔块64内侧设有楔形槽,且在外楔块64内侧设有驱动板,所述内楔块65的内侧设有与外楔块64内侧相匹配的楔形槽,外楔块64与内楔块65内侧形成两端窄中间宽的楔形空间,所述滚柱62安装在所述楔形空间内;
所述滚珠丝杠螺母69与电机66的输出端同轴连接,所述滚珠丝杠螺杆67与滚珠丝杠螺母69配合连接形成滚珠丝杠副;
所述驱动机构68安装在滚珠丝杠螺杆67的端部,驱动机构68与外楔块64上的驱动板相连,在电机66的驱动下,驱动机构68通过驱动板带动外楔块***,滚柱62在楔形空间内的运动带动外楔块64向外侧的制动衬片63运动产生制动力;
所述电机66与电子控制单元40信号连接。
智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法,其中,所述通电有效状态下的制动控制方法为:
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号,经分析判断后分别向电子机械制动EMB模块或集成电机式电控制动IBS模块发出制动控制指令;其中,电子控制单元分别向电子机械制动EMB模块中的两个制动器发出驱动控制信号,控制两个制动器单独或同时进行制动增压、保压或减压;电子控制单元分别向集成电机式电控制动IBS模块中的集成电机和常开线性电磁阀或常闭开关电磁阀发出驱动控制信号,滚珠丝杠机构在集成电机的带动下推动输出推杆向两个主缸内腔施加制动压力,并通过控制常开线性电磁阀或常闭开关电磁阀开启或关闭,实现对两个制动轮缸单独或同时进行制动增压、保压或减压;
所述断电失效状态下的制动控制方法为:
驾驶员通过踩踏踏板推动制动踏板操纵机构,制动踏板操纵机构的末端直接作用于制动压力产生单元的输出推杆,输出推杆向两个主缸内腔施加制动压力,并通过常开线性电磁阀实现对两个制动轮缸同时进行制动增压或减压。
进一步地,在所述通电有效状态下的制动控制方法实施过程中,电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令,控制常开线性电磁阀的开度,进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力。
进一步地,所述电子机械制动EMB模块中的制动器采用如权利要求6所述的楔式制动器,所述电子机械制动EMB模块的制动控制方法具体如下:
在***通电有效状态下,电子控制单元40驱动控制电机66启动,并通过滚珠丝杠螺母69将旋转运动传递并转化为滚柱丝杠螺杆67的直线运动,在滚柱丝杠螺杆67的带动下,执行机构68带动外楔块64的驱动板沿滚柱丝杠螺杆65的轴向运动,滚柱62在外楔块64与内楔块65之间形成的两端窄中间宽的楔形空间内相对运动的同时,带动外楔块63沿着滚柱丝杠螺杆65的径向往复运动,使制动衬片63与制动盘之间的制动压力增大或减小;
在上述制动压力增大或减小的过程中,电子控制单元40控制电机66输出的制动力矩,进而控制施加到制动衬片上的制动压力,实现电子机械制动EMB模块制动力的调节;
电子控制单元40控制电机66停止运行,楔式制动器各部件将相对静止固定,实现制动力的保持。
结合说明书附图,本发明的有益效果在于:
1、本发明所述复合线控制动***采用电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块两种制动模块,使制动***结构紧凑、建压快速、控压精确,并能够实现失效制动和再生制动功能。
2、本发明所述复合线控制动***取消了电动汽车和传统汽车制动***中的真空助力器、电子真空泵以及储气罐等相关部件,简化了制动***的结构,缩小了制动***的体积,节省布置空间,便于制动***的安装,有利于车辆的总体布置。
3、本发明所述复合线控制动***中采用电子机械制动EMB模块,电子控制单元ECU直接通过电子线路对电子机械制动EMB模块中的制动器进行并行控制,无需设置复杂的液压管路,且制动器直接由电机推动完成动作,制动响应快,制动压力控制精确。
4、本发明所述复合线控制动***中采用集成电机式电控制动IBS模块,电子控制单元ECU在接收到制动指令信号后,控制电机推动制动主缸进行制动,能够实现快速建压,并通过线性电磁阀实现压力的精确控制。
5、本发明所述复合线控制动***在制动***断电失效的情况下,仍能通过踏板推杆、踏板活塞、输入推杆、制动主缸、线性电磁阀实现制动,确保车辆的行驶安全。
6、本发明所述复合线控制动***中采用踏板感觉模拟器,能够较好地模拟制动感觉,给驾驶员提供良好的踏板反馈;在断电失效工况下,由开关电磁阀确保踏板推杆壳体内腔中的液体进入储油杯内,实现失效制动。
7、本发明所述复合线控制动***能够实现分时串行制动或同时并行制动,可实现制动过程的串行控制及并行控制,以满足不同工况下的制动需求。
8、本发明所述复合线控制动***及制动控制方法能够实现“主动建压”、“精确控压”、“失效制动”、“再生制动”等制动压力调节功能,并以此为支撑,进而实现制动***的“常规制动”、“ABS制动”、“TCS制动”、“ESC制动”以及部分辅助驾驶功能,如“自动紧急制动(AEB)”、“车道保持辅助(LKA)”、“自适应巡航(ACC)”或“辅助泊车(APA”)等。
9、本发明所述复合线控制动***能够实现制动轮缸制动压力和制动踏板踏板力的全解耦,并以此为支撑,进而实现电动汽车或者混合动力汽车在制动能量回收工况下能够对制动压力进行调节,且制动过程中路感清晰,并可避免较大的制动***震动对驾驶员的影响。
附图说明
图1为本发明所述智能汽车复合线控制动***的组成结构示意图;
图2为本发明所述智能汽车复合线控制动***中,楔式制动器的结构示意图;
图3为本发明所述智能汽车复合线控制动***的实施例一结构示意图;
图4为本发明所述智能汽车复合线控制动***的实施例二结构示意图;
图5为本发明所述智能汽车复合线控制动***的实施例三结构示意图;
图6为本发明所述智能汽车复合线控制动***的实施例四结构示意图;
图中:
1-踏板, 2-位移传感器, 3-踏板推杆,
4-踏板推杆壳体, 5-踏板感觉模拟器弹簧, 6-踏板活塞,
7-踏板感觉模拟器活塞, 8-踏板感觉模拟器壳体, 9-踏板感觉模拟器内腔,
10-第一常闭开关电磁阀, 11-踏板推杆壳体内腔, 12-第一橡胶反作用盘,
13-第一轴承, 14-第二橡胶反作用盘, 15-电机壳体,
16-第一常开开关电磁阀, 17-定子, 18-转子,
19-第二轴承, 20-丝杠螺母, 21-滚珠体,
22-丝杠螺杆, 23-储油杯, 24-主缸壳体,
25-输出推杆, 26-主缸第一内腔活塞, 27-主缸第一内腔,
28-主缸第一弹簧, 29-主缸第二内腔活塞, 30-主缸第二内腔,
31-主缸第二弹簧, 32-第二常闭开关电磁阀, 33-第三常闭开关电磁阀,
34-第二常开线性电磁阀, 35-第一压力传感器, 36-第一制动轮缸,
37-第二制动轮缸, 38-第二压力传感器, 39-第三常开线性电磁阀,
40-电子控制单元, 41-第一楔式制动器, 42-第二楔式制动器,
43-第一单向阀 44-第二单向阀
62-滚柱, 63-制动衬片, 64-外楔块,
65-内楔块, 66-电机, 67-滚珠丝杠螺杆,
68-驱动机构, 69-滚珠丝杠螺母。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所述技术方案,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
本发明提供了智能汽车复合线控制动***,由制动踏板操纵机构、电子控制单元、储油杯、电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块组成。
所述制动踏板操纵机构由踏板机构、踏板感觉模拟器、第一常闭开关电磁阀10和第一常开开关电磁阀16组成;
如图1所示,所述踏板机构由踏板1、位移传感器2、踏板推杆3、踏板推杆壳体4、踏板活塞6和第一橡胶反作用盘12组成;其中,所述踏板1连接在踏板推杆3的一端,踏板推杆3的另一端伸入踏板推杆壳体4中与踏板活塞6一侧相抵,踏板活塞6的另一侧设有踏板活塞推杆,所述踏板活塞推杆穿过踏板推杆壳体4内设置的隔板伸出踏板推杆壳体4,所述踏板活塞6与踏板推杆壳体4内设置的隔板之间相对密封形成踏板推杆壳体内腔11,所述踏板推杆3推动踏板活塞6在踏板推杆壳体内腔11内直线运动;所述第一橡胶反作用盘12连接在伸出踏板推杆壳体4的踏板活塞推杆一端;所述位移传感器2安装在踏板推杆3上。
如图1所示,所述踏板感觉模拟器由踏板感觉模拟器弹簧5、踏板感觉模拟器活塞7和踏板感觉模拟器壳体8组成;所述踏板感觉模拟器活塞7位于踏板感觉模拟器壳体8内部,并将踏板感觉模拟器壳体8分为前后两个相对独立的腔室,所述踏板感觉模拟器弹簧5安装在踏板感觉模拟器壳体8后端腔室内;踏板感觉模拟器弹簧5一段连接在踏板感觉模拟器壳体8底部,另一端连接在踏板感觉模拟器活塞7的端面上;所述踏板感觉模拟器壳体8前端的腔室为踏板感觉模拟器内腔9;当踏板感觉模拟器活塞7在踏板感觉模拟器内腔9中的液压油压力作用下向后端腔室运动进而压缩踏板感觉模拟器弹簧5时,踏板感觉模拟器弹簧5将产生弹性阻力,阻碍踏板感觉模拟器活塞7运动进而模拟制动感觉;
如图1所示,在所述踏板推杆壳体内腔11上开有两个油口,其中一个油口通过液压管路与踏板感觉模拟器内腔9连接,所述第一常闭开关电磁阀10连接在踏板推杆壳体内腔11与踏板感觉模拟器内腔9之间的液压管路上;踏板推杆壳体内腔11的另一个油口通过液压管路与储油杯23的A油口连接,所述第一常开开关电磁阀16连接在踏板推杆壳体内腔11与储油杯23之间的液压管路上;
所述位移传感器2、第一常闭开关电磁阀10和第一常开开关电磁阀16分别与电子控制单元40通过电子线路连接。
所述集成电机式电控制动IBS模块由集成电机、滚珠丝杠机构和制动压力产生单元组成;
如图1所示,所述集成电机由第一轴承13、电机壳体15、定子17、转子18和第二轴承19组成;所述电机壳体15的后端与踏板推杆壳体4之间采用螺栓固定连接;所述定子17与电机壳体15的内侧壁固定连接,在电机壳体15内侧前后端设有环形安装内沿,所述转子18安装在定子17内,且转子18的前后端通过第一轴承13和第二轴承19支撑安装在电机壳体15内,其中,第一轴承13的外圈和第二轴承19的外圈与电机壳体15内侧的环形安装内沿内侧配合安装,第一轴承13的内圈和第二轴承19的内圈与转子18两端的轴状凸起配合安装;所述转子18为中空结构,其内部用于安装滚珠丝杠机构;
如图1所示,所述滚珠丝杠机构由丝杠螺母20、滚珠体21和丝杠螺杆22组成;所述丝杠螺母20安装在转子18内侧,且丝杠螺母20与转子18沿圆周方向相对固定以传递动力;所述丝杠螺杆22安装在丝杠螺母20内部,滚柱体21安装在丝杠螺杆22与丝杠螺母20之件的螺旋滚道内,丝杠螺母20、滚珠体21和丝杠螺杆22形成滚珠丝杠副,实现丝杠螺母20的旋转运动与丝杠螺杆22直线运动之间的转化;所述丝杠螺杆22内部也为中空结构,且在丝杠螺杆22的内部设有横截面为矩形的环形内沿;
如图1所示,所述制动压力产生单元由主缸壳体24、输出推杆25、第二橡胶反作用盘14、主缸第一内腔活塞26、主缸第一弹簧28、主缸第二内腔活塞29、主缸第二弹簧31、第二常闭开关电磁阀32、第三常闭开关电磁阀33、第二常开线性电磁阀34、第三常开线性电磁阀39、第一压力传感器35、第二压力传感器38、第一制动轮缸36以及第二制动轮缸37组成;所述主缸壳体24开口一端与电机壳体15的前端通过螺栓固定连接;所述输出推杆25的后端穿过丝杠螺杆22内部的环形内沿,所述第二橡胶反作用盘14安装在输出推杆25的后端,所述第二橡胶反作用盘14与第一橡胶反作用盘12正相对;所述输出推杆25的中部设有环形外沿,所述环形外沿与丝杠螺杆22内部的环形内沿相配合接触连接,实现丝杠螺杆22与输出推杆2之间直线运动的动力传递;所述输出推杆25前端伸入主缸壳体24内与主缸第一内腔活塞26的后端面相抵,所述第一内腔活塞26的前端面与主缸第二内腔活塞29的后端面和四周的主缸壳体24形成相对密封的主缸第一内腔27,所述主缸第一弹簧28安装在主缸第一内腔27内,即主缸第一弹簧28的一端连接第一内腔活塞26的前端面,另一端连接主缸第二内腔活塞29的后端面;所述主缸第二内腔活塞29的前端面与主缸壳体24的底部形成相对密封的主缸第二内腔30,所述主缸第二弹簧31安装在主缸第二内腔30内,即主缸第二弹簧31的一端连接主缸第二内腔活塞29的前端面,另一端连接主缸壳体24的底面;
如图1所示,所述主缸第一内腔27的一侧通过液压管路连接于储油杯23的C油口,且主缸第一内腔27与储油杯23的C油口之间的液压管道上还安装有一个第一单向阀43,所述第一单向阀43实现储油杯23的C油口至主缸第一内腔27单向导通;主缸第二内腔30的一侧通过液压管路连接于储油杯23的D油口,且主缸第二内腔30与储油杯23的D口之间的液压管道上还安装有一个第二单向阀44,所述第二单向阀44实现储油杯23的D油口至主缸第二内腔30的单向导通,主缸第一内腔27与主缸第二内腔30通过储油杯23和对应的单向阀的单向导通作用实现对两个主缸内腔的补液;所述主缸第一内腔27的另一侧通过液压管路与第二制动轮缸37连接,且所述第三常开线性电磁阀39和第二压力传感器38依次连接在从主缸第一内腔27至第二制动轮缸37的连接管路上;所述主缸第二内腔30的另一侧通过液压管路与第一制动轮缸36连接,且所述第二常开线性电磁阀34和第一压力传感器35依次连接在从主缸第二内腔30至第一制动轮缸36的连接管路上;此外,所述第二常闭开关电磁阀32连接在主缸第一内腔27连接第三常开线性电磁阀39的液压管路与主缸第二内腔30连接第二常开线性电磁阀34的液压管路之间,所述第三常闭开关电磁阀33连接在主缸第二内腔30连接第二常开线性电磁阀34的液压管路与储油杯的B出油口之间;
所述第二常闭开关电磁阀32、第三常闭开关电磁阀33、第二常开线性电磁阀34、第三常开线性电磁阀39、第一压力传感器35、第二压力传感器38以及集成电机分别与电子控制单元40电子线路连接。
前述电子线路连接中,所述第一常闭开关电磁阀10、第二常闭开关电磁阀32、第三常闭开关电磁阀33、第一常开开关电磁阀16、第二常开线性电磁阀34、第三常开线性电磁阀39以及集成电机与电子控制单元40为驱动电路连接,电子控制单元40分别向其发送驱动控制信号;所述位移传感器2、第一压力传感器35和第二压力传感器38与电子控制单元40为信号采集电路连接,其分别采集相应的位移或液压力信号后发送至电子控制单元40进一步处理。
所述的第一常闭开关电磁阀10、第二常闭开关电磁阀32、第三常闭开关电磁阀33在断电状态下均处于关闭状态,在通电状态下均处于导通状态;所述第一常开开关电磁阀16、第二常开线性电磁阀34、第三常开线性电磁阀39在断电状态下均处于导通状态,在通电状态下处于关闭状态。
所述集成电机式电控制动IBS模块中,所述第一制动轮缸36和第二制动轮缸37分别通过连接鼓式制动器或盘式制动器实现对相应的车轮进行制动。
所述电子机械制动EMB模块中,分别通过两个盘式制动器对相应的车轮进行制动,如图1所示,所述电子机械制动EMB模块中分别采用第一楔式制动器41和第二楔式制动器42对相应的车轮进行制动,所述第一楔式制动器41和第二楔式制动器42结构完全相同。
如图2所示,第一楔式制动器由制动衬片63、外楔块64、内楔块65、滚柱62、电机66、滚珠丝杠螺杆67、滚珠丝杠螺母69以及驱动机构68组成;所述外楔块64外侧为平面结构,内侧带有三个楔形槽,且外楔块64的内侧一个楔形槽的两端垂直设有一对驱动板,所述内楔块65内侧面与外楔块64内侧面相对设置,且内楔块65的内侧面上设有三个与外楔块64相匹配的楔形槽,外楔块64内侧的楔形槽与内楔块65内侧的楔形槽之间形成三个与两端窄中间宽的楔形空间,所述滚柱62安装在所述楔形空间内;所述电机66成对设置在内楔块65外侧面两端,所述电机66通过电子线路与电子控制单元40驱动信号连接,所述滚珠丝杠螺母69端部与电机66的输出端同轴连接,所述滚珠丝杠螺杆67与滚珠丝杠螺母69配合连接形成滚珠丝杠副;两根所述滚珠丝杠螺杆67分别相向穿过驱动板,所述驱动机构68安装在滚珠丝杠螺杆67的端部,且驱动机构68位于一对驱动板之间;电机66启动后驱动滚珠丝杠螺母69旋转,滚珠丝杠螺母69旋转带动滚珠丝杠螺杆67直线运动,驱动机构68在滚珠丝杠螺杆67的带动下进一步带动外楔块64沿滚珠丝杠螺杆67方向直线运动,此时内楔块65相对静止,滚柱62在楔形空间内相对地由中间宽的空间向端部转的空间运动,进而带动外楔块64垂直于滚珠丝杠螺杆67方向直线运动,进而带动其外侧的制动衬片63垂直于滚珠丝杠螺杆67方向直线运动,即将制动力通过制动衬片63作用于摩擦片,进而对相应车轮进行制动。
如前所述,本发明所述智能汽车复合线控制动***中的电子机械制动EMB和集成电机式电控制动IBS模块分别对应两个制动器,即分别控制车辆的两个车轮,故根据不同的制动模块控制不同位置的车轮,本发明所述复合线控制动***在车辆上的实际运用中存在以下四种构型,分别为:
构型一:如图3所示,前轴左轮与前轴右轮采用集成电机式电控制动IBS模块制动,后轴左轮与后轴右轮采用电子机械制动EMB模块制动;
构型二:如图4所示,后轴左轮与后轴右轮采用集成电机式电控制动IBS模块制动,前轴左轮与前轴右轮采用电子机械制动EMB模块制动;
构型三:如图5所示,前轴左轮与后轴右轮采用集成电机式电控制动IBS模块制动,前轴右轮与后轴左轮采用电子机械制动EMB模块制动;
构型四:如图6所示,前轴右轮与后轴左轮采用集成电机式电控制动IBS模块制动,前轴左轮与后轴右轮采用电子机械制动EMB模块制动;
根据前述智能汽车复合线控制动***的具体结构组成及连接关系,本发明还提供了智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,所述制动控制方法包括:通电状态下复合线控制动***的制动控制方法和断电状态下复合线控制动***的制动控制方法;
所述制动过程的控制方法具体如下:
1、在通电有效状态下,所述复合线控制动***的制动控制方法如下:
1.1、制动踏板制动感觉模拟方法:
如图1所示,当驾驶员踩踏踏板1时,踏板1推动踏板推杆3前移,踏板推杆3推动踏板活塞6在踏板推杆壳体内腔11内运动,此时电子控制单元40(ECU)控制第一常闭开关电磁阀10通电打开,电子控制单元40控制第一常开开关电磁阀16通电闭合,踏板推杆壳体内腔11内的液压油在踏板活塞6的作用下通过液压管路,经第一常闭开关电磁阀10流入踏板感觉模拟器内腔9内,液压油推动踏板感觉模拟器活塞7运动,踏板感觉模拟器活塞7后连接有踏板感觉模拟器弹簧5,踏板感觉模拟器弹簧5由踏板感觉模拟器活塞7推动产生形变形成弹性阻力,实现模拟踏板制动感觉;
1.2、集成电机式电控制动IBS模块增压控制方法:
如图1所示,当驾驶员踩踏踏板1时,位移传感器2将踏板位移信号传输至电子控制单元40(ECU)中,电子控制单元40根据输入的踏板位移信号,或者在无需踩踏踏板1的情况下,电子控制单元40通过其他车载传感器及检测***判断并输出控制信号,所述电子控制单元40输出集成电机式电控制动IBS模块的控制信号,控制集成电机的输出,集成电机在电子控制单元40的控制下启动,电机转子18正转并带动其内部的丝杆螺母20旋转,丝杆螺母20通过滚珠体21驱动丝杠螺杆22,将丝杆螺母20的旋转运动转化为驱动丝杠螺杆22的直线运动,驱动丝杠螺杆22向前端(靠近主缸内腔方向)运动,丝杠螺杆22为中空结构,输出推杆25位于其中,丝杠螺杆22通过其内侧圆周上的环形凸起推动输出推杆25向前运动(向着压缩主缸内腔空间的方向运动),输出推杆25进一步推动主缸内腔第一活塞26向前运动;
1.2.1、第二制动轮缸37增压制动:
如图1所示,在第二压力传感器38的监测下,当第二制动轮缸37内的压力达到预设的制动压力前,电子控制单元40发出控制指令,控制第三常开线性电磁阀39处于断电开启的通路状态,控制第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33均处于断电关闭的断路状态,故根据前面所述,输出推杆25推动主缸内腔第一活塞26向前运动压缩主缸第一内腔27空间,在主缸第一内腔27中产生制动压力,主缸第一内腔27中的制动液通过液压管路,经由第三常开线性电磁阀39到达第二制动轮缸37中,产生制动力,实现第二制动轮缸37增压制动;此外,在上述第二制动轮缸37增压制动过程中,电子控制单元40向第三常开线性电磁阀39发出调节控制指令,控制第三常开线性电磁阀39的开度进而线性调节流经第三常开线性电磁阀39的制动液压力;
1.2.2、第一制动轮缸36增压制动:
如图1所示,在第一压力传感器35的监测下,当第一制动轮缸36内的压力达到预设的制动压力前,电子控制单元40发出控制指令,控制第二常开线性电磁阀34处于断电开启的通路状态,控制第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33均处于默认断电关闭的断路状态,故根据前面所述,输出推杆25推动主缸内腔第一活塞26向前运动压缩主缸第一内腔27空间产生制动压力,主缸第一内腔27中的制动压力进一步推动主缸第二内腔活塞29向前运动,进而压缩主缸第二内腔30的空间,在主缸第二内腔30内产生制动压力,主缸第二内腔30中的制动液通过液压管路,经由第二常开线性电磁阀34到达第一制动轮缸36中,产生制动力,实现第一制动轮缸36增压制动;此外,在上述第一制动轮缸36增压制动过程中,电子控制单元40向第二常开线性电磁阀34发出调节控制指令,控制第二常开线性电磁阀34的开度进而线性调节流经第二常开线性电磁阀34的制动液压力;
1.3、集成电机式电控制动IBS模块制动保压控制方法:
1.3.1、第一制动轮缸36制动保压:
如图1所示,当需要第一制动轮缸36保持制动压力时,电子控制单元40(ECU)向第二常开线性电磁阀34发出控制指令,控制第二常开线性电磁阀34处于通电闭合的断路状态,与此同时,电子控制单元40(ECU)控制第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33均处于断电关闭的断路状态,进而实现对第一制动轮缸36内制动压力的保持;
1.3.2、第二制动轮缸37制动保压:
如图1所示,当需要第二制动轮缸37保持制动压力时,电子控制单元40(ECU)向第三常开线性电磁阀39发出控制指令,控制第三常开线性电磁阀39处于通电闭合的断路状态,与此同时,电子控制单元40(ECU)控制第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33均处于断电关闭的断路状态,进而实现对第二制动轮缸37内制动压力的保持;
1.4、集成电机式电控制动IBS模块制动减压控制方法:
如图1所示,当驾驶员松开踏板1时,踏板感觉模拟器弹簧5的回位力推动踏板感觉模拟器活塞7向前移动,或者在无需踩踏踏板1的情况下,电子控制单元40通过其他车载传感器及检测***判断并输出控制信号,此时电子控制单元40(ECU)控制第一常闭开关电磁阀10通电打开,电子控制单元40控制第一常开开关电磁阀16通电闭合,踏板感觉模拟器活塞7推动液压油经由液压管路通过第一常闭开关电磁阀10流入踏板推杆壳体内腔11内,踏板推杆壳体内腔11内的液压油推动踏板活塞6后移,踏板活塞6进而推动踏板推杆3后移;安装在踏板推杆3上的位移传感器2将踏板位移信号传输至电子控制单元40(ECU)中,电子控制单元40根据输入的踏板位移信号,输出集成电机式电控制动IBS模块的控制信号,控制集成电机的输出,集成电机在电子控制单元40的控制下驱动电机转子18反转,电机转子18带动其内部的丝杆螺母20反向旋转,丝杆螺母20通过滚珠体21驱动丝杠螺杆22,将丝杆螺母20的旋转运动转化为驱动丝杠螺杆22的直线运动,驱动丝杠螺杆22向后端(远离主缸内腔方向)运动;
1.4.1、第一制动轮缸36制动减压:
如图1所示,丝杠螺杆22向后端运动的过程中,在第一压力传感器35的监测下,当第一制动轮缸36内的压力达到预设压力值前,电子控制单元40发出控制指令,控制第二常开线性电磁阀34处于断电开启的通路状态,第一制动轮缸36中的高压制动液通过液压管路经由第二常开线性电磁阀34回流至主缸第二内腔30中,主缸第二内腔30中的高压制动液推动主缸内腔第二活塞29向后运动,并在主缸第一内腔27中产生高压制动液,主缸第一内腔27中的高压制动液推动主缸内腔第一活塞26向后运动,主缸内腔第一活塞26向后运动的过程中推动输出推杆25在丝杠螺杆22内腔中沿轴线方向向后运动,实现第一制动轮缸36制动减压;与第一制动轮缸36制动增压过程相类似地,在上述第一制动轮缸36制动减压过程中,电子控制单元40向第二常开线性电磁阀34发出调节控制指令,控制第二常开线性电磁阀34的开度进而线性调节流经第二常开线性电磁阀34的制动液压力;
此外,在上述第一制动轮缸36制动减压过程中,电子控制单元40还可以根据实际需要控制第三常闭开关电磁阀33处于通电开启的通路状态,使第一制动轮缸36内的高压制动液通过液压管路依次经由第二常开线性电磁阀34和第三常闭开关电磁阀33流回至储油杯23以实现第一制动轮缸36快速减压;
1.4.2、第二制动轮缸37制动减压:
如图1所示,丝杠螺杆22向后端运动的过程中,在第二压力传感器38的监测下,当第二制动轮缸37内的压力达到预设压力值前,电子控制单元40发出控制指令,控制第三常开线性电磁阀39处于断电开启的通路状态,第二制动轮缸37中的高压制动液通过液压管路经由第三常开线性电磁阀39回流至主缸第一内腔27中,主缸第一内腔27中的高压制动液推动主缸内腔第一活塞26向后运动,主缸内腔第一活塞26向后运动的过程中推动输出推杆25在丝杠螺杆22内腔中沿轴线方向向后运动,实现第二制动轮缸37制动减压;与第二制动轮缸37制动增压过程相类似地,在上述第二制动轮缸37制动减压过程中,电子控制单元40向第三常开线性电磁阀39发出调节控制指令,控制第三常开线性电磁阀39的开度进而线性调节流经第三常开线性电磁阀39的制动液压力;
此外,在上述第二制动轮缸37制动减压过程中,电子控制单元40还可以根据实际需要控制第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33处于通电开启的通路状态,使第二制动轮缸37内的高压制动液通过液压管路依次经由第三常开线性电磁阀39、第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33流回至储油杯23以实现第一制动轮缸36快速减压;
1.5、电子机械制动EMB模块制动增压控制方法:
所述第一楔式制动器41和第二楔式制动器42的增压控制方法相同,电子控制单元40根据实际制动需要可分别控制第一楔式制动器41或第二楔式制动器42单独增压或控制第一楔式制动器41和第二楔式制动器42同时增压,所述第一楔式制动器41或第二楔式制动器42的增压控制方法如下:
如图1所示,当驾驶员踩踏踏板1时,位移传感器2将踏板位移信号传输至电子控制单元40(ECU)中,电子控制单元40根据位移传感器2检测并传输的踏板位移信号,或者在无需踩踏踏板1的情况下,电子控制单元40通过其他车载传感器及检测***判断并输出控制信号,所述电子控制单元40向电子机械制动EMB模块中的第一楔式制动器41或第二楔式制动器42输出控制信号,如图2所示,在电子控制单元40的驱动控制下,电机66正转启动,并通过滚珠丝杠螺母69将旋转运动传递并转化为滚柱丝杠螺杆67的直线运动,在位于执行机构68两端的滚柱丝杠螺杆67的配合带动下,执行机构68将带动外楔块64的驱动板沿滚柱丝杠螺杆65的轴向运动,由于外楔块64与内楔块65之间为两端窄中间宽的楔形空间,故执行机构68带动外楔块63的驱动板沿滚柱丝杠螺杆65的轴向从楔形空间的中间位置向楔形空间的端部位置运动的同时,在滚柱62和内楔块65的挤压作用下,执行机构68还将带动外楔块63沿着滚柱丝杠螺杆65的径向运动,即外楔块64推动制动衬片63向前运动,使制动衬片63与制动盘之间的制动压力增大;
在上述电子机械制动EMB模块制动增压过程中,通过电子控制单元40控制电机66输出的制动力矩,实现控制施加到制动衬片63上的制动压力,实现电子机械制动EMB模块制动力的调节。
1.6、电子机械制动EMB模块制动保压控制方法:
所述第一楔式制动器41和第二楔式制动器42的保压控制方法相同,电子控制单元40根据实际制动需要可分别控制第一楔式制动器41或第二楔式制动器42单独保压或控制第一楔式制动器41和第二楔式制动器42同时保压,所述第一楔式制动器41或第二楔式制动器42的保压控制方法如下:
如图2所示,当需要第一楔式制动器41或第二楔式制动器42保持制动压力时,电子控制单元40(ECU)向电机66发出控制指令,控制电机66停止运行转动,使执行机构68保持在目标压力所需位置不动,以此保证外楔块64和制动衬片63位置固定,实现制动压力的保持;
1.7、电子机械制动EMB模块制动减压控制方法:
所述第一楔式制动器41和第二楔式制动器42的减压控制方法相同,电子控制单元40根据实际制动需要可分别控制第一楔式制动器41或第二楔式制动器42单独减压或控制第一楔式制动器41和第二楔式制动器42同时减压,所述第一楔式制动器41或第二楔式制动器42的减压控制方法如下:
如图1所示,当驾驶员松开踏板1时,位移传感器2将踏板位移信号传输至电子控制单元40(ECU)中,电子控制单元40根据位移传感器2检测并传输的踏板位移信号,或者在无需控制踏板1的情况下,电子控制单元40通过其他车载传感器及检测***判断并输出控制信号,所述电子控制单元40向电子机械制动EMB模块中的第一楔式制动器41或第二楔式制动器42输出控制信号,如图2所示,在电子控制单元40的驱动控制下,电机66反转,并通过滚珠丝杠螺母69将旋转运动传递并转化为滚柱丝杠螺杆67的直线运动,在位于执行机构68两端的滚柱丝杠螺杆67的配合带动下,执行机构68将带动外楔块64的驱动板沿滚柱丝杠螺杆65的轴向运动,由于外楔块64与内楔块65之间为两端窄中间宽的楔形空间,故执行机构68带动外楔块63的驱动板沿滚柱丝杠螺杆65的轴向从楔形空间的端部位置向楔形空间的中间位置运动的同时,滚柱62和内楔块65得以释放,执行机构68将带动外楔块63沿着滚柱丝杠螺杆65的径向运动,使外楔块64释放制动衬片63向后运动,制动衬片63与制动盘之间的制动压力减小;
在上述电子机械制动EMB模块制动增压过程中,通过电子控制单元40控制电机66输出的制动力矩,控制制动衬片63与制动盘之间的减压幅度,实现电子机械制动EMB模块制动力的调节。
2、在断电失效状态下,所述复合线控制动***的制动控制方法如下:
如图1所示,当所述复合线控制动***因断电而失效时,各个电磁阀均恢复到断电初始默认状态,即第一常闭开关电磁阀10、第二常闭开关电磁阀32和第三常闭开关电磁阀33均处于断电关闭的断路状态,第一常开开关电磁阀16、第二常开线性电磁阀34和第三常开线性电磁阀39处于开启状态;电子机械制动EMB模块因断电失效不参与制动过程;
当驾驶员踩踏踏板1进行断电失效制动时,踏板1推动踏板推杆3,踏板推杆3推动踏板活塞6,踏板推杆壳体内腔11中的液压油经过第一常开开关电磁阀16流入储油杯23中,踏板活塞6继续向前运动,踏板活塞6的另一端伸出踏板推杆壳体内腔11,且连接有第一橡胶反作用盘12,踏板活塞6推动第一橡胶反作用盘12运动直至第一橡胶反作用盘12与第二橡胶反作用盘14接触,推动输出推杆25向前运动,输出推杆25推动主缸内腔第一活塞26向前运动,在主缸第一内腔27中产生制动压力;主缸第一内腔27中的制动压力会推动主缸第二内腔活塞29,在主缸第二内腔30内产生制动压力;主缸第二内腔30中的制动液通过液压管路经由第二常开线性电磁阀34达到第一制动轮缸36中,主缸第一内腔27中的制动液通过液压管路经由第三常开线性电磁阀39达到第二制动轮缸37中,由此实现断电失效时的制动增压;
当驾驶员松开踏板1解除制动时,第一制动轮缸36中的制动液通过液压管路经由第二常开线性电磁阀34流回主缸第二内腔30,第二制动轮缸37中的制动液通过液压管路经由第三常开线性电磁阀39流回主缸第一内腔27,主缸第二内腔活塞29和主缸第一内腔活塞26分别向后端移动,主缸第一内腔活塞26推动输出推杆25向后端移动,位于输出推杆25后端的第二橡胶反作用盘14依次推动第一橡胶反作用盘12、踏板活塞6、踏板推杆3和踏板1向后端运动恢复到解除制动的初始状态,与此同时,储油杯23对踏板推杆壳体内腔11、主缸第一内腔27和主缸第二内腔30进行补液,为下一次制动做好准备。
根据上述复合线控制动***的各控制方法,本发明所述的复合线控制动***能够实现的功能包括:常规制动、ABS制动、TCS制动、ESC制动、断电失效制动、再生制动调节以及ACC、AEB和APA工况下的智能辅助驾驶制动,各制动控制方法及应用的过程具体如下:
1、常规制动:通电有效状态下,根据前述控制方法,驾驶员通知控制踏板1,所述集成电机式电控制动IBS模块中的第一制动轮缸36和第二制动轮缸37同时进行制动增压或制动减压,与之相对应地,所述电子机械制动EMB模块中的第一楔式制动器41和第二楔式制动器42同时进行制动增压或制动减压;
2、ABS制动:在进行常规制动时,当电子控制单元40判断车轮发生抱死时触发ABS,在触发ABS控制后,根据前述控制方法,所述集成电机式电控制动IBS模块中的第一制动轮缸36和第二制动轮缸37以及所述电子机械制动EMB模块中的第一楔式制动器41和第二楔式制动器42同时依次进行制动减压、制动保压或制动增压,并反复这一过程,直至压力调节至最佳状态;
3、TCS制动:在车辆行驶过程中,通电有效状态下,电子控制单元40判断出部分车轮出现打滑,TCS控制触发,在此情况下,无需踩踏踏板1,由电子控制单元40根据判断直接控制集成电机式电控制动IBS模块或电子机械制动EMB模块,实现制动轮缸与制动器全解耦,打滑车轮所对应安装的制动轮缸或制动器,在电子控制单元40控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压,实现对打滑车轮制动压力的控制,直至消除对应车轮的打滑;
4、ESC制动:在车辆行驶过程中,通电有效状态下,电子控制单元40判断出部分车轮出现失稳,ESC控制触发,在此情况下,无需踩踏踏板1,由电子控制单元40根据判断直接控制集成电机式电控制动IBS模块或电子机械制动EMB模块,实现制动轮缸与制动器全解耦,电子控制单元40分别对车轮所对应安装的制动轮缸或制动器进行制动增压、制动保压或制动减压,使对应车轮的制动压力达到目标值,以保证车辆稳定性;
5、断电失效制动:断电失效状态下,如前所述,驾驶员通过踩踏踏板1,集成电机式电控制动IBS模块中的第一制动轮缸36和第二制动轮缸37实现制动增压或制动减压,电子机械制动EMB模块因断电失效不参与制动过程;
6、再生制动调节:当车辆进行再生制动时,需实现踏板力和制动轮缸制动压力的全解耦,即在进行制动能量回收过程中,制动轮缸对制动***提供的制动压力需求降低,但需要驾驶员的踏板力保持不变。该制动***可通过制动***中的踏板感觉模拟器来实现再生制动过程中踏板力和制动轮缸压力的全解耦。当所述制动***在正常制动过程中,再生制动介入后,四个车轮所需制动力减小,通过合理的控制算法,计算出集成电机式电控制动IBS模块中两制动轮缸对应的常开线性电磁阀所需的控制信号来分别控制两线性电磁阀两端的压力差,实现制动压力的线性调节;同时并计算出电子机械制动EMB模块中电机所需驱动丝杠螺杆的行程差,实现制动压力的调节,由此使四轮所需制动力与目标所需制动力基本一致,实现再生制动调节。
7、ACC、AEB、LKA和APA工况:目前,车辆的辅助驾驶功能越来越丰富,本发明所述的制动***亦可兼容部分智能辅助驾驶功能。当车辆处于辅助驾驶工况运行时,整车控制器会根据车辆的需求判断是否需要触发制动,当需要时,无需踩踏制动踏板,由整车控制器输出控制信号至本发明所述复合线控制动***的电子控制单元40中,由复合线控制动***的电子控制单元40直接控制电子机械制动EMB模块或集成电机式电控制动IBS模块进行制动增压、制动保压或制动减压,由此实现ACC、AEB、LKA或APA模式下的制动需求。
基于上述复合线控制动***的制动控制方法,并结合前述复合线控制动***在车辆上的实际运用中存在的四种构型,集成电机式电控制动IBS模块中的两个制动轮缸和电子机械制动EMB模块中的两个制动器所组成的四组制动装置分别于车辆的四个车轮一一对应,实现对不同构型下的车辆进行精准、有效且稳定的制动控制。

Claims (10)

1.智能汽车复合线控制动***,其特征在于:由制动踏板操纵机构、电子控制单元、储油杯、电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块组成;
所述电子机械制动EMB模块由两个分别与电子控制单元电子信号连接的制动器组成;
所述集成电机式电控制动IBS模块由集成电机、滚珠丝杠机构和制动压力产生单元组成;所述集成电机与电子控制单元信号连接,滚珠丝杠机构中的丝杠螺母固连于集成电机的转子内,转子将动力通过滚珠丝杠机构传递至制动压力产生单元的输出推杆;
所述制动压力产生单元中,前后依次设有两个主缸内腔,位于后端的主缸内腔对应的主缸内腔活塞与输出推杆接触连接,并在输出推杆的推动下直线往复运动;所述主缸内腔一侧分别经由常开线性电磁阀与制动轮缸管路连接;主缸内腔另一侧分别经由单向阀与储油杯管路连接;在主缸内腔与常开线性电磁阀相连接的管路上任意一点经由常闭开关电磁阀与储油杯管路连接;在所述制动轮缸的液油口处安装有压力传感器;
所述制动踏板操纵机构、电子机械制动EMB模块和集成电机式电控制动IBS模块中的所有传感器及电磁阀均分别与电子控制单元信号连接。
2.如权利要求1所述的智能汽车复合线控制动***,其特征在于:
所述制动踏板操纵机构由踏板机构、踏板感觉模拟器、第一常闭开关电磁阀(10)和第一常开开关电磁阀(16)组成;
所述踏板机构由踏板(1)、位移传感器(2)、踏板推杆(3)、踏板推杆壳体(4)踏板活塞(6)和第一橡胶反作用盘(12)组成;
所述踏板(1)、踏板推杆(3)、踏板活塞(6)和第一橡胶反作用盘(12)依次连接安装在踏板推杆壳体(4)内,所述踏板活塞(6)与踏板推杆壳体(4)之间形成踏板推杆壳体内腔(11),所述第一橡胶反作用盘(12)连接在伸出踏板推杆壳体(4)的踏板活塞推杆一端,所述位移传感器(2)安装在踏板推杆(3)上;
所述踏板推杆壳体内腔(11)分别经由第一常闭开关电磁阀(10)和第一常开开关电磁阀(16)与踏板感觉模拟器和储油杯(23)管路连接。
3.如权利要求2所述的智能汽车复合线控制动***,其特征在于:
所述踏板感觉模拟器由踏板感觉模拟器弹簧(5)、踏板感觉模拟器活塞(7)和踏板感觉模拟器壳体(8)组成;
所述踏板感觉模拟器活塞(7)位于踏板感觉模拟器壳体(8)内部,所述踏板感觉模拟器弹簧(5)安装在踏板感觉模拟器壳体(8)后腔室,所述踏板感觉模拟器壳体(8)前腔室为踏板感觉模拟器内腔(9);在所述踏板推杆壳体内腔(11)经由第一常闭开关电磁阀(10)与踏板感觉模拟器内腔(9)管路连接。
4.如权利要求1所述的智能汽车复合线控制动***,其特征在于:
所述集成电机由第一轴承(13)、电机壳体(15)、定子(17)、转子(18)和第二轴承(19)组成;所述电机壳体(15)与踏板推杆壳体(4)固定连接;所述定子(17)固定于电机壳体(15)内侧,所述转子(18)安装在定子(17)内侧,且转子(18)的前后端通过第一轴承(13)和第二轴承(19)支撑;
所述滚珠丝杠机构由丝杠螺母(20)、滚珠体(21)和丝杠螺杆(22)组成;所述丝滚珠丝杠机构安装在转子(18)内侧,所述丝杠螺杆(22)内部也为中空结构。
5.如权利要求1或4所述的智能汽车复合线控制动***,其特征在于:
所述制动压力产生单元由主缸壳体(24)、输出推杆(25)、第二橡胶反作用盘(14)、主缸第一内腔活塞(26)、主缸第一弹簧(28)、主缸第二内腔活塞(29)、主缸第二弹簧(31)、第二常闭开关电磁阀(32)、第三常闭开关电磁阀(33)、第二常开线性电磁阀(34)、第三常开线性电磁阀(39)、第一压力传感器(35)、第二压力传感器(38)、第一制动轮缸(36)以及第二制动轮缸(37)组成;
所述主缸壳体(24)与电机壳体(15)固定连接;
所述输出推杆(25)的后端穿过丝杠螺杆(22)内部,所述第二橡胶反作用盘(14)安装在输出推杆(25)的后端;
所述丝杠螺杆(22)内设有内沿,并与输出推杆(25)的外沿相接触连接;
所述主缸第一内腔活塞(26)与主缸第二内腔活塞(29)将主缸壳体(24)分为主缸第一内腔(27)和主缸第二内腔(30),所述主缸第一弹簧(28)和主缸第二弹簧(31)分别安装在主缸第一内腔(27)和主缸第二内腔(30)内;
所述主缸第一内腔(27)和主缸第二内腔(30)的一侧分别经由第一单向阀(43)和第二单向阀(44)管路连接于储油杯(23),所述主缸第一内腔(27)和主缸第二内腔(30)的另一侧分别经由第三常开线性电磁阀(39)和第二常开线性电磁阀(34)与第二制动轮缸(37)和第一制动轮缸(36)管路连接;在主缸第一内腔(27)与第三常开线性电磁阀(39)相连接的管路上任意一点经由第二常闭开关电磁阀(32)与储油杯管路连接;在主缸第二内腔(30)与第二常开线性电磁阀(34)相连接的管路上任意一点经由第三常闭开关电磁阀(33)与储油杯管路连接;
所述第一压力传感器(35)和第二压力传感器(38)分别安装在第一制动轮缸(36)和第二制动轮缸(37)的液油口处。
6.如权利要求1所述的智能汽车复合线控制动***,其特征在于:
所述电子机械制动EMB模块中的制动器为楔式制动器,所述楔式制动器由制动衬片(63)、外楔块(64)、内楔块(65)、滚柱(62)、电机(66)、滚珠丝杠螺杆(67)、滚珠丝杠螺母(69)以及驱动机构(68)组成;
所述制动衬片(63)固定在外楔块(64)外侧,外楔块(64)内侧设有楔形槽,且在外楔块(64)内侧设有驱动板,所述内楔块(65)的内侧设有与外楔块(64)内侧相匹配的楔形槽,外楔块(64)与内楔块(65)内侧形成两端窄中间宽的楔形空间,所述滚柱(62)安装在所述楔形空间内;
所述滚珠丝杠螺母(69)与电机(66)的输出端同轴连接,所述滚珠丝杠螺杆(67)与滚珠丝杠螺母(69)配合连接形成滚珠丝杠副;
所述驱动机构(68)安装在滚珠丝杠螺杆(67)的端部,驱动机构(68)与外楔块(64)上的驱动板相连,在电机(66)的驱动下,驱动机构(68)通过驱动板带动外楔块(64)运动,滚柱(62)在楔形空间内的运动带动外楔块(64)向外侧的制动衬片(63)运动产生制动力;
所述电机(66)与电子控制单元(40)信号连接。
7.如权利要求1所述智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,其特征在于:
所述制动控制方法包括通电有效状态下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法,其中,所述通电有效状态下的制动控制方法为:
电子控制单元接收车辆行驶过程中的检测信号,经分析判断后分别向电子机械制动EMB模块或集成电机式电控制动IBS模块发出制动控制指令;其中,电子控制单元分别向电子机械制动EMB模块中的两个制动器发出驱动控制信号,控制两个制动器单独或同时进行制动增压、保压或减压;电子控制单元分别向集成电机式电控制动IBS模块中的集成电机和常开线性电磁阀或常闭开关电磁阀发出驱动控制信号,滚珠丝杠机构在集成电机的带动下推动输出推杆向两个主缸内腔施加制动压力,并通过控制常开线性电磁阀或常闭开关电磁阀开启或关闭,实现对两个制动轮缸单独或同时进行制动增压、保压或减压。
8.如权利要求7所述智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,其特征在于:
所述断电失效状态下的制动控制方法为:
驾驶员通过踩踏踏板推动制动踏板操纵机构,制动踏板操纵机构的末端直接作用于制动压力产生单元的输出推杆,输出推杆向两个主缸内腔施加制动压力,并通过常开线性电磁阀实现对两个制动轮缸同时进行制动增压或减压。
9.如权利要求7所述智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,其特征在于:
在所述通电有效状态下的制动控制方法实施过程中,电子控制单元向常开线性电磁阀发出调节控制指令,控制常开线性电磁阀的开度,进而线性调节流经常开线性电磁阀的制动液压力。
10.如权利要求7所述智能汽车复合线控制动***的制动控制方法,其特征在于:
所述电子机械制动EMB模块中的制动器采用如权利要求(6)所述的楔式制动器,所述电子机械制动EMB模块的制动控制方法具体如下:
在***通电有效状态下,电子控制单元(40)驱动控制电机(66)启动,并通过滚珠丝杠螺母(69)将旋转运动传递并转化为滚柱丝杠螺杆(67)的直线运动,在滚柱丝杠螺杆(67)的带动下,执行机构(68)带动外楔块(64)的驱动板沿滚柱丝杠螺杆(65)的轴向运动,滚柱(62)在外楔块(64)与内楔块(65)之间形成的两端窄中间宽的楔形空间内相对运动的同时,带动外楔块(63)沿着滚柱丝杠螺杆(65)的径向往复运动,使制动衬片(63)与制动盘之间的制动压力增大或减小;
在上述制动压力增大或减小的过程中,电子控制单元(40)控制电机(66)输出的制动力矩,进而控制施加到制动衬片上的制动压力,实现电子机械制动EMB模块制动力的调节;
电子控制单元(40)控制电机(66)停止运行,楔式制动器各部件将相对静止固定,实现制动力的保持。
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