專利名稱：一種汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，線控制動(dòng)系統(tǒng)逐漸成為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。在線控 制動(dòng)系統(tǒng)中，駕駛員踩制動(dòng)踏板的動(dòng)作僅具有提供制動(dòng)意圖信號(hào)的作用，制動(dòng)能量由駕駛 員以外的能量源直接提供。線控制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能高，取消 了真空助力結(jié)構(gòu)，減小了系統(tǒng)的體積和重量，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)，方便與未來的交通管理系 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接。 目前，線控制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)尚不成熟，還處在不斷完善的階段。目前提出的線控制 動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案主要有兩種電子液壓制動(dòng)(EHB)和電子機(jī)械制動(dòng)(EMB)。它們各有優(yōu)點(diǎn)，但 也存在明顯的不足。EHB系統(tǒng)依靠高壓蓄能器產(chǎn)生制動(dòng)液壓，一旦高壓蓄能器失效，如內(nèi)部 氮?dú)庑孤?，則會(huì)嚴(yán)重影響制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能。EHB失效模式的備用制動(dòng)系統(tǒng)不僅增加了系 統(tǒng)的復(fù)雜程度，而且由于是人力液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其制動(dòng)效能比較低。EMB系統(tǒng)沒有制動(dòng)液，是 純粹的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)。EMB —般采取的實(shí)現(xiàn)方案是依靠輪邊電機(jī)帶動(dòng)一套行星齒輪減 速增扭機(jī)構(gòu)、一套運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、一套杠桿增力機(jī)構(gòu)直接將制動(dòng)塊壓到制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng) 力。由于這三套減速增扭機(jī)構(gòu)的存在，EMB系統(tǒng)的機(jī)械減速比很大，這將降低系統(tǒng)的正、逆效 率，從而要求電機(jī)具有更大的功率，增加了系統(tǒng)的重量，對(duì)電源也提出了更高的要求。另外， 大的機(jī)械減速比還會(huì)使系統(tǒng)的正、逆效率有較大的差距(逆效率小于正效率)，從而加劇機(jī) 械系統(tǒng)輸入輸出的遲滯效應(yīng)，降低了系統(tǒng)的線性度，加大了控制的難度。此外，由于不再使 用液壓制動(dòng)，傳統(tǒng)的制動(dòng)器不能在EMB中繼續(xù)使用，必須開發(fā)新的制動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，基于現(xiàn)有線控制動(dòng)系 統(tǒng)的不足，對(duì)EHB和EMB的系統(tǒng)取長(zhǎng)補(bǔ)短，綜合兩者之間的優(yōu)勢(shì)，既能夠保證制動(dòng)系統(tǒng)的可 靠性，又能夠達(dá)到制動(dòng)的功率要求。 本實(shí)用新型提出的汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括 四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于接收電子控制單元的制動(dòng)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的制 動(dòng)，車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過供電線路與電子控制單元相連；四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在 車輛車身的底板上； 制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，由制動(dòng)踏板、踏板感覺模擬器和踏板信號(hào)傳感器組成，用于當(dāng)駕駛
員踩下所述制動(dòng)踏板之后，踏板感覺模擬器為駕駛員提供與傳統(tǒng)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)相似的
踏板感覺，踏板信號(hào)傳感器采集駕駛員踩下所述制動(dòng)踏板產(chǎn)生的制動(dòng)信號(hào)，通過電子線路
將該制動(dòng)信號(hào)傳遞給電子控制單元，制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)安裝在車輛駕駛員右腳下側(cè)； 前輪輪速傳感器和后輪輪速傳感器，用于接收車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)
送至電子控制單元，前輪輪速傳感器安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，后輪輪速傳感器安裝在后軸的軸頭
3上； 報(bào)警燈，用于接收電子控制單元的報(bào)警信息，并顯示，報(bào)警燈安裝于駕駛儀表板 上； 電子控制單元，用于接收踏板信號(hào)傳感器采集的駕駛員踏板信號(hào)以及前輪輪速傳 感器和后輪輪速傳感器采集的輪速信號(hào)，并根據(jù)踏板信號(hào)判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，根據(jù)輪 速信號(hào)計(jì)算車輪的滑動(dòng)率，計(jì)算出對(duì)各車輪施加的制動(dòng)力，并控制各個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的電機(jī)電壓，進(jìn)而控制電機(jī)輸出扭矩；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元發(fā)出報(bào)警信息，使 報(bào)警燈顯示，電子控制單元安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。 上述制動(dòng)系統(tǒng)中，所述的車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、大螺母、推桿座、絲杠、推桿、 活塞、活塞缸、活塞缸與制動(dòng)器之間的液壓連接管路和制動(dòng)器組成，所述的電機(jī)通過供電線 路與所述的電子控制單元相連；所述的絲杠與電機(jī)的輸出軸相對(duì)固定，絲杠、推桿座和活塞 缸同軸安裝，活塞缸固定在車輛車身的底板上，通過液壓連接管路與制動(dòng)器連接；所述的絲 杠伸入推桿座中，所述的大螺母與絲杠相互嚙合，大螺母與推桿座相對(duì)固定；推桿座通過所 述的推桿與所述的活塞相互聯(lián)動(dòng)，活塞置于活塞缸中。 本實(shí)用新型提出的汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)車輪都有各自獨(dú) 立的車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即使某個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效，其余的車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍能 夠不受影響地實(shí)施制動(dòng)，因此與采用高壓蓄能器的EHB系統(tǒng)相比，具有更高的可靠性。已有 的EMB系統(tǒng)采用純粹的機(jī)械減速增扭機(jī)構(gòu)放大電機(jī)的輸出扭矩提供制動(dòng)力，本實(shí)用新型的 車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)則采用機(jī)械減速增扭機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)一同放大電機(jī)的輸出扭矩，其中機(jī) 械減速增扭機(jī)構(gòu)只包括起運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化作用的滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，因此與EMB系統(tǒng)相比機(jī)械減速比 大大降低，具有更高的正、逆效率，對(duì)電機(jī)功率的要求比EMB系統(tǒng)低，現(xiàn)有的車載電源仍然 可以在本實(shí)用新型中使用，系統(tǒng)的線性度比EMB系統(tǒng)好，控制更加方便，而且現(xiàn)有制動(dòng)器仍 然可以在本實(shí)用新型中使用。另外，本實(shí)用新型的制動(dòng)系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，可以通過增 加系統(tǒng)的傳感器和控制策略，實(shí)現(xiàn)ESP控制。還可以進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的功能，通過和智能交 通系統(tǒng)(TMS) —體化，可以實(shí)現(xiàn)底盤車身控制，從而達(dá)到主動(dòng)制動(dòng)的功能。因此本實(shí)用新型 具有良好的應(yīng)用前景。

圖1是本實(shí)用新型制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖1和圖2中，1是制動(dòng)踏板，2是踏板感覺模擬器，3是踏板信號(hào)傳感器，4是車輪 制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，5是輪速傳感器，6是報(bào)警燈，7是電機(jī)，8是大螺母，9是推桿座，10是絲杠， 11是推桿，12是活塞，13是活塞缸，14是活塞缸與制動(dòng)器之間的液壓連接管路，15是制動(dòng)器 (盤式制動(dòng)器或鼓式制動(dòng)器)，16是活塞密封圈，17是螺栓，18是螺母。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括 四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4，用于接收電子控制單元的制動(dòng)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的制
動(dòng)，車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過供電線路與電子控制單元相連；四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在CN 201457350 U
說明書
車身底板上； 制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，由制動(dòng)踏板1、踏板感覺模擬器2和踏板信號(hào)傳感器3組成，用于 當(dāng)駕駛員踩下所述制動(dòng)踏板1之后，踏板感覺模擬器2為駕駛員提供與傳統(tǒng)真空助力制動(dòng) 系統(tǒng)相似的踏板感覺，踏板信號(hào)傳感器3采集駕駛員踩下所述制動(dòng)踏板產(chǎn)生的制動(dòng)信號(hào)， 通過電子線路將該制動(dòng)信號(hào)傳遞給電子控制單元，制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)安裝在車輛駕駛員右腳下 前輪輪速傳感器和后輪輪速傳感器5，用于接收車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā) 送至電子控制單元，前輪輪速傳感器安裝在車輛轉(zhuǎn)向節(jié)上，后輪輪速傳感器安裝在車輛后 軸的軸頭上； 報(bào)警燈6，用于接收電子控制單元的報(bào)警信息，并顯示，報(bào)警燈6安裝于車輛駕駛 儀表板上； 電子控制單元，用于接收踏板信號(hào)傳感器采集的駕駛員踏板信號(hào)以及前輪輪速傳 感器和后輪輪速傳感器采集的輪速信號(hào)，并根據(jù)踏板信號(hào)判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，根據(jù)輪 速信號(hào)計(jì)算車輪的滑動(dòng)率，計(jì)算出對(duì)各車輪施加的制動(dòng)力，并控制各個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的電機(jī)電壓，進(jìn)而控制電機(jī)的輸出扭矩；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元發(fā)出報(bào)警信息， 使報(bào)警燈顯示；電子控制單元安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。 本實(shí)用新型制動(dòng)系統(tǒng)中，車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由電機(jī)7、大螺母 8、推桿座9、絲杠10、推桿11、活塞12、活塞缸13、活塞缸與制動(dòng)器之間的液壓連接管路14 和制動(dòng)器15組成。電機(jī)7通過供電線路與所述的電子控制單元相連。絲杠10與電機(jī)7的 輸出軸相對(duì)固定，絲杠10、推桿座9和活塞缸13同軸安裝，活塞缸13固定在車輛的車身底 板上，通過液壓連接管路14與制動(dòng)器15連接。絲杠10伸入推桿座9中。大螺母8與絲杠 10相互嚙合，大螺母8與推桿座9相對(duì)固定。推桿座9通過推桿11與活塞12相互聯(lián)動(dòng)，活 塞12置于活塞缸13中，活塞12上安裝有密封圈16。 本實(shí)用新型制動(dòng)系統(tǒng)中的踏板信號(hào)傳感器，可以是踏板行程傳感器，也可以是踏 板力傳感器，或者兩者并用。電子控制單元，可以采用Infineon公司的XC164十六位單片 機(jī)，單片機(jī)的電源是車載蓄電池組。 制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)、推桿活 塞機(jī)構(gòu)、活塞缸、活塞缸與制動(dòng)器之間的液壓連接管路和制動(dòng)器，制動(dòng)器可以采用已有常規(guī) 的盤式制動(dòng)器或鼓式制動(dòng)器。制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的 機(jī)構(gòu)在原理上是一個(gè)滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，螺桿即絲杠10是旋轉(zhuǎn)部分，與所述電機(jī)的輸出軸固定 后由電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；大螺母8是直線運(yùn)動(dòng)部分，其與推桿活塞機(jī)構(gòu)的推桿座9通過 螺栓或者其他方式連接，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中采用螺栓17和螺母18固定。大螺母 8推動(dòng)推桿活塞機(jī)構(gòu)的活塞12在活塞缸13中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 電子線路包括供電線路和控制信號(hào)線路。報(bào)警燈在制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候會(huì)顯 示報(bào)警信息。 以下介紹本實(shí)用新型制動(dòng)系統(tǒng)的工作過程 駕駛員踩下制動(dòng)踏板1后，踏板感覺模擬器2為駕駛員提供與傳統(tǒng)真空助力制動(dòng) 系統(tǒng)相似的踏板感覺，踏板信號(hào)傳感器3采集制動(dòng)信號(hào)并傳遞給電子控制單元。電子控制 單元接收輪速傳感器采集的輪速信號(hào)，依據(jù)ABS控制策略，計(jì)算出每個(gè)車輪應(yīng)該施加的制動(dòng)力大小以及與之對(duì)應(yīng)的每個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)應(yīng)該施加電壓的大小。通過控制向 電機(jī)施加的電壓的P麗波占空比的大小，實(shí)現(xiàn)控制向電機(jī)施加電壓的大小，從而控制電機(jī) 的輸出扭矩大小。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，并起到了減速增 扭的作用，使電機(jī)的輸出扭矩轉(zhuǎn)化為作用在推桿活塞機(jī)構(gòu)上的推力。該推力由制動(dòng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)中的液壓系統(tǒng)(包括活塞缸13、活塞缸與制動(dòng)器之間的液壓連接管路14、制動(dòng)器15)進(jìn) 一步的放大，并作用在制動(dòng)器上，由制動(dòng)器中的制動(dòng)塊作用在制動(dòng)盤(或制動(dòng)鼓)上。通過 控制電機(jī)上施加的電壓的大小，達(dá)到控制制動(dòng)器中制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(或制動(dòng)鼓)壓緊力大 小的目的，從而控制制動(dòng)力的大小，實(shí)現(xiàn)ABS控制過程。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元 發(fā)出報(bào)警信息，使報(bào)警燈顯示。 最后應(yīng)該說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照具體的實(shí)施方案對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方 案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于該制動(dòng)系統(tǒng)包括四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于接收電子控制單元的制動(dòng)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的制動(dòng)，車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過供電線路與電子控制單元相連；四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在車輛車身的底板上；制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，由制動(dòng)踏板、踏板感覺模擬器和踏板信號(hào)傳感器組成，用于當(dāng)駕駛員踩下所述制動(dòng)踏板之后，踏板感覺模擬器為駕駛員提供與傳統(tǒng)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)相似的踏板感覺，踏板信號(hào)傳感器采集駕駛員踩下所述制動(dòng)踏板產(chǎn)生的制動(dòng)信號(hào)，通過電子線路將該制動(dòng)信號(hào)傳遞給電子控制單元，制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)安裝在車輛駕駛員右腳下側(cè)；前輪輪速傳感器和后輪輪速傳感器，用于接收車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至電子控制單元，前輪輪速傳感器安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上，后輪輪速傳感器安裝在后軸的軸頭上；報(bào)警燈，用于接收電子控制單元的報(bào)警信息，并顯示，報(bào)警燈安裝于車輛駕駛儀表板上；電子控制單元，用于接收踏板信號(hào)傳感器采集的駕駛員踏板信號(hào)以及前輪輪速傳感器和后輪輪速傳感器采集的輪速信號(hào)，并根據(jù)踏板信號(hào)判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，根據(jù)輪速信號(hào)計(jì)算車輪的滑動(dòng)率，計(jì)算出對(duì)各車輪施加的制動(dòng)力，并控制各個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)電壓，進(jìn)而控制電機(jī)輸出扭矩；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電子控制單元發(fā)出報(bào)警信息，使報(bào)警燈顯示，電子控制單元安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于其中所述的車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、 大螺母、推桿座、絲杠、推桿、活塞、活塞缸和制動(dòng)器組成，所述的電機(jī)通過供電線路與所述 的電子控制單元相連；所述的絲杠與電機(jī)的輸出軸相對(duì)固定，絲杠、推桿座和活塞缸同軸安 裝，所述的活塞缸固定在車輛車身的底板上，通過液壓連接管路與制動(dòng)器連接；所述的絲杠 伸入推桿座中，所述的大螺母與絲杠相互嚙合，大螺母與推桿座相對(duì)固定；推桿座通過所述 的推桿與所述的活塞相互聯(lián)動(dòng)，活塞置于活塞缸中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車電子機(jī)械液壓制動(dòng)系統(tǒng)，屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。包括四個(gè)車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，用于接收電子控制單元的制動(dòng)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車輪的制動(dòng)；制動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，用于當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板后，踏板感覺模擬器為駕駛員提供踏板感覺，踏板信號(hào)傳感器采集駕駛員的制動(dòng)信號(hào)；前輪輪速傳感器和后輪輪速傳感器，用于接收車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)；報(bào)警燈，用于接收電子控制單元的報(bào)警信息，并顯示；電子控制單元，用于根據(jù)各種接收的信號(hào)，計(jì)算出對(duì)各車輪施加的制動(dòng)力。本實(shí)用新型的制動(dòng)系統(tǒng)中，各車輪都有各自獨(dú)立的車輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有更高的可靠性。機(jī)械減速比大大降低，具有更高的正、逆效率，控制更加方便具有很好的擴(kuò)展性。
文檔編號(hào)B60T17/22GK201457350SQ20092011066
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者于良耀, 何元超, 單東升, 宋健, 徐祖惠, 朱典彬, 李亮, 李紅志, 沈俊, 王偉瑋, 王治中, 童幸源 申請(qǐng)人:清華大學(xué);武漢元豐汽車電控系統(tǒng)有限公司