本发明专利技术涉及一种具有冗余功能的电液线控制动装置及控制方法，包括制动盘、卡钳、取力齿轮、齿轮轴、丝杠、回位弹簧、活塞螺母、密封圈、高压油缸壳体、电磁离合器、固定座、液压控制单元、分体储液罐、储能器、储液罐、角度传感器、制动踏板、制动推杆组件、制动总缸、控制器、左摩擦片、右摩擦片；本发明专利技术能够充分利用车辆动能作为动力源，取消驱动电机，有效降低成本；采用齿轮取力机构来驱动高压油缸产生高压制动油液，通过电磁离合器来控制高压油缸是否工作；通过将高压油缸集成到制动油缸上，有效缩短制动管路长度，减少制动管路弹性变形引起的制动压力波动，提高制动响应速度和控制精度；具有集成度高、响应速度快、成本低的优点。
An electro-hydraulic line control device with redundant function and its control method
【技术实现步骤摘要】
一种具有冗余功能的电液线控制动装置及控制方法
本专利技术涉及汽车制动器领域，尤其涉及一种具有冗余功能的电液线控制动装置。
技术介绍
线控制动技术是近年来出现的一种新型的制动技术，在制动器和制动踏板之间不依靠机械或液力连接，采用电线取代部分或全部制动管路，通过控制器操纵电控元件来控制制动力大小，实现汽车稳定可靠的制动控制。目前线控制动系统主要包括电子液压式制动系统(EHB)和电子机械式制动系统(EMB)两种。线控制动系统有利于整车制动性能的优化，能够方便的与ABS、ASR、ESP等其它电子控制系统整合在一起，因此具有广阔的发展空间。电子机械式制动系统(EMB)通过电机驱动机械机构实现制动过程，大大简化了制动系统的结构，使制动器更加易于布置、装配和检修。但现有的电子机械式制动系统由于在制动器部分往往缺少制动间隙自动调节的功能，使制动器在外部环境变化以及摩擦片磨损的情况下引起制动执行器效率变化不定的问题，从而给制动效能控制带来一定的困难。同时，大部分电子机械式制动系统存在结构比较复杂，安装尺寸较大等问题。并且存在一旦电子元件失效，车辆将完全失去制动能力，因而目前EMB并没有得到广泛的装车应用，仅仅在概念车上。电子液压式制动系统(EHB)由传统的液压制动系统改造而来，制动过程更加迅速，稳定，提高了汽车的制动安全性和舒适性，但由于保留了液压部件，不具备完全线控制动系统的全部优点，通常被看作是电子机械式制动系统(EMB)的一种先期的产品。由于保留了原有的液压管路，即使EHB系统制动失效，车辆依然保有一定的制动能力，因而已经开始大范围装车应用。现有的电子液压式制动系统(EHB)，虽然使用了电子制动踏板，但其制动压力是由电机带动的柱塞泵提供，使用了高压蓄能器储存压力，且备用制动系统中使用了较多的隔离电磁阀，使得整个系统零部件较多，费用较高。另外，现有制动系统中，主缸与压力调节单元并没有集成设计，模块化程度不高，增加了制动管路长度，使得制动压力响应较慢。由于制动管路会在高压刹车油的作用下发生弹性变形，引起制动管路中制动油液压力波动，导致车辆制动精确控制受到较大影响。综上所述，提升电子液压式制动系统(EHB)的制动性能需要解决以下几个关键问题：（1）快速建立制动压力，缩短制动响应时间，实现“快速建压”；（2）缩短高压制动管路的有效作用长度，提升控制车辆制动的精确度，实现“精确控压”。
技术实现思路
本专利技术针对目前现有线控制动系统存在的不足，提供一种具有冗余功能的电液线控制动装置，能够充分利用车辆动能，采用取力机构驱动高压油缸产生高压制动油液，并将高压制动油缸集成到制动油缸上，有效缩短制动管路长度，具有集成度高、响应速度快、成本低的优点。本专利技术是通过如下技术措施实现的：一种具有冗余功能的电液线控制动装置，包括制动盘、卡钳、取力齿轮、齿轮轴、丝杠、回位弹簧、活塞螺母、密封圈、高压油缸壳体、电磁离合器、固定座、液压控制单元、分体储液罐、储能器、储液罐、角度传感器、制动踏板、制动推杆组件、制动总缸、控制器、左摩擦片、右摩擦片；所述的制动盘上的端帽通过螺栓固定安装在车轮上；所述的卡钳固定安装在车身上，左摩擦片、右摩擦片分别安装在卡钳上的适配槽口中，制动盘布置在左摩擦片、右摩擦片中间；所述的制动盘的周边加工有齿，取力齿轮与制动盘进行齿轮啮合，齿轮轴通过轴承安装在卡钳上的吊耳支座上，齿轮轴的左端与取力齿轮通过键连接，齿轮轴的右端与电磁离合器的输入端连接，丝杠与电磁离合器的输出端连接，电磁离合器通过螺栓固定安装在高压油缸壳体的法兰盘上；所述的高压油缸壳体的一端开有导向限位槽，所述的回位弹簧的内侧固定安装在丝杠上，回位弹簧的外侧卡在高压油缸壳体的导向限位槽中，回位弹簧用于丝杠回位；所述的丝杠与活塞螺母螺纹连接，活塞螺母上的限位吊耳安装在高压油缸壳体的导向限位槽中以限制其转动；密封圈安装在活塞螺母的槽口中，并与高压油缸壳体形成密封，高压油缸壳体通过固定座固定安装在卡钳上的制动油缸上，制动油缸中安装有制动活塞，制动活塞的一端与右摩擦片接触；所述的制动油缸的右端的制动主缸油管接口、高压油缸壳体右端的高压油管接口分别与液压控制单元的P5口、P1口连接；所述的液压控制单元包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一二位二通方向控制阀、第二二位二通方向控制阀、第三二位二通方向控制阀、P1口、P2口、P3口、P4口、P5口以及内部流道，第一单向阀的一端与P1口相连，另一端口与P2口、第一二位二通方向控制阀相连；第二单向阀的一端与P1口相连，另一端口与第三单向阀、第二二位二通方向控制阀、第三二位二通方向控制阀相连；第三单向阀的另一端口与P3口相连；第一压力传感器与第三二位二通方向控制阀的另一端口均与P4口相连；第二压力传感器与P5口相连；第一二位二通方向控制阀、第二二位二通方向控制阀的另一端口均与P5口相连；所述的第二二位二通方向控制阀处于常开状态；所述的第一二位二通方向控制阀、第三二位二通方向控制阀处于常闭状态；所述的分体储液罐与液压控制单元的P2口连接；所述的储能器与液压控制单元的P4口连接；所述的制动总缸与液压控制单元的P3口连接；所述的储液罐与制动总缸连接；所述的制动推杆组件的一端安装在制动总缸中，另一端与制动踏板铰接；所述的制动踏板的顶端与车体铰接，铰接处安装有角度传感器；所述的电磁离合器、角度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一二位二通方向控制阀、第二二位二通方向控制阀、第三二位二通方向控制阀均与控制器电连接。本专利技术所涉及的一种具有冗余功能的电液线控制动装置的控制方法所采用的技术方案为：车辆非制动时，第一压力传感器实时监测储能器的压力，并将信号传递给控制器；如果储能器的压力过低，控制器根据控制策略控制电磁离合器闭合、第二二位二通方向控制阀切换到常闭状态、第三二位二通方向控制阀切换到常开状态，动力由取力齿轮驱动齿轮轴转动，进而驱动丝杠转动，丝杠推动活塞螺母右移，高压油液经高压油管接口进入到液压控制单元的P1口，油液经第二单向阀、第三二位二通方向控制阀对储能器进行补压和充液，补充完后，各部件恢复到初始状态；车辆制动时，驾驶员踩下制动踏板，角度传感器将信号传递给控制器，控制器根据控制策略进行控制，包括消除制动间隙和快速建立制动压力两个过程，两个过程同时进行；消除制动间隙的工作原理为：控制器根据控制策略控制第三二位二通方向控制阀切换到常开状态，储能器中的油液快速经第三二位二通方向控制阀、第二二位二通方向控制阀、制动主缸油管接口进入到制动油缸中，进而推动制动油缸中的制动活塞压紧右摩擦片以消除制动间隙，缩短响应时间；消除制动间隙后，控制器控制第三二位二通方向控制阀切换到常闭状态；快速建立制动压力的工作原理为：控制器根据控制策略控制电磁离合器闭合，动力由取力齿轮驱动齿轮轴转动，进而驱动丝杠转动，丝杠推动活塞螺母右移，高压油液经高压油管接口进入到液压控制单元的P1口，油液经第二单向阀、第二二位二通方向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有冗余功能的电液线控制动装置，包括制动盘（1）、卡钳（2）、取力齿轮（3）、齿轮轴（4）、丝杠（5）、回位弹簧（6）、活塞螺母（7）、密封圈（8）、高压油缸壳体（9）、电磁离合器（10）、固定座（11）、液压控制单元（12）、分体储液罐（13）、储能器（14）、储液罐（15）、角度传感器（16）、制动踏板（17）、制动推杆组件（18）、制动总缸（19）、控制器（20）、左摩擦片（21）、右摩擦片（22）；其特征在于：所述的制动盘（1）上的端帽通过螺栓固定安装在车轮上；所述的卡钳（2）固定安装在车身上，左摩擦片（21）、右摩擦片（22）分别安装在卡钳（2）上的适配槽口中，制动盘（1）布置在左摩擦片（21）、右摩擦片（22）中间；/n其特征在于：所述的制动盘（1）的周边加工有齿，取力齿轮（3）与制动盘（1）进行齿轮啮合，齿轮轴（4）通过轴承安装在卡钳（2）上的吊耳支座上，齿轮轴（4）的左端与取力齿轮（3）通过键连接，齿轮轴（4）的右端与电磁离合器（10）的输入端连接，丝杠（5）与电磁离合器（10）的输出端连接，电磁离合器（10）通过螺栓固定安装在高压油缸壳体（9）的法兰盘上；/n所述的高压油缸壳体（9）的一端开有导向限位槽，所述的回位弹簧（6）的内侧固定安装在丝杠（5）上，回位弹簧（6）的外侧卡在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中，回位弹簧（6）用于丝杠（5）回位；/n所述的丝杠（5）与活塞螺母（7）螺纹连接，活塞螺母（7）上的限位吊耳安装在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中以限制其转动；密封圈（8）安装在活塞螺母（7）的槽口中，并与高压油缸壳体（9）形成密封，高压油缸壳体（9）通过固定座（11）固定安装在卡钳（2）上的制动油缸（201）上，制动油缸（201）中安装有制动活塞，制动活塞的一端与右摩擦片（22）接触；/n所述的制动油缸（201）的右端的制动主缸油管接口（202）、高压油缸壳体（9）右端的高压油管接口（901）分别与液压控制单元（12）的P5口、P1口连接；/n所述的液压控制单元（12）包括第一单向阀（1201）、第二单向阀（1202）、第三单向阀（1203）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（1205）、第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）、P1口、P2口、P3口、P4口、P5口以及内部流道，第一单向阀（1201）的一端与P1口相连，另一端口与P2口、第一二位二通方向控制阀（1206）相连；第二单向阀（1202）的一端与P1口相连，另一端口与第三单向阀（1203）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）相连；第三单向阀（1203）的另一端口与P3口相连；第一压力传感器（1204）与第三二位二通方向控制阀（1208）的另一端口均与P4口相连；第二压力传感器（1205）与P5口相连；第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）的另一端口均与P5口相连；所述的第二二位二通方向控制阀（1207）处于常开状态；所述的第一二位二通方向控制阀（1206）、第三二位二通方向控制阀（1208）处于常闭状态；/n所述的分体储液罐（13）与液压控制单元（12）的P2口连接；所述的储能器（14）与液压控制单元（12）的P4口连接；所述的制动总缸（19）与液压控制单元（12）的P3口连接；/n所述的储液罐（15）与制动总缸（19）连接；所述的制动推杆组件（18）的一端安装在制动总缸（19）中，另一端与制动踏板（17）铰接；所述的制动踏板（17）的顶端与车体铰接，铰接处安装有角度传感器（16）；/n所述的电磁离合器（10）、角度传感器（16）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（1205）、第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）均与控制器（20）电连接。/n...
【技术特征摘要】
1.一种具有冗余功能的电液线控制动装置，包括制动盘（1）、卡钳（2）、取力齿轮（3）、齿轮轴（4）、丝杠（5）、回位弹簧（6）、活塞螺母（7）、密封圈（8）、高压油缸壳体（9）、电磁离合器（10）、固定座（11）、液压控制单元（12）、分体储液罐（13）、储能器（14）、储液罐（15）、角度传感器（16）、制动踏板（17）、制动推杆组件（18）、制动总缸（19）、控制器（20）、左摩擦片（21）、右摩擦片（22）；其特征在于：所述的制动盘（1）上的端帽通过螺栓固定安装在车轮上；所述的卡钳（2）固定安装在车身上，左摩擦片（21）、右摩擦片（22）分别安装在卡钳（2）上的适配槽口中，制动盘（1）布置在左摩擦片（21）、右摩擦片（22）中间；
其特征在于：所述的制动盘（1）的周边加工有齿，取力齿轮（3）与制动盘（1）进行齿轮啮合，齿轮轴（4）通过轴承安装在卡钳（2）上的吊耳支座上，齿轮轴（4）的左端与取力齿轮（3）通过键连接，齿轮轴（4）的右端与电磁离合器（10）的输入端连接，丝杠（5）与电磁离合器（10）的输出端连接，电磁离合器（10）通过螺栓固定安装在高压油缸壳体（9）的法兰盘上；
所述的高压油缸壳体（9）的一端开有导向限位槽，所述的回位弹簧（6）的内侧固定安装在丝杠（5）上，回位弹簧（6）的外侧卡在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中，回位弹簧（6）用于丝杠（5）回位；
所述的丝杠（5）与活塞螺母（7）螺纹连接，活塞螺母（7）上的限位吊耳安装在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中以限制其转动；密封圈（8）安装在活塞螺母（7）的槽口中，并与高压油缸壳体（9）形成密封，高压油缸壳体（9）通过固定座（11）固定安装在卡钳（2）上的制动油缸（201）上，制动油缸（201）中安装有制动活塞，制动活塞的一端与右摩擦片（22）接触；
所述的制动油缸（201）的右端的制动主缸油管接口（202）、高压油缸壳体（9）右端的高压油管接口（901）分别与液压控制单元（12）的P5口、P1口连接；
所述的液压控制单元（12）包括第一单向阀（1201）、第二单向阀（1202）、第三单向阀（1203）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（1205）、第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）、P1口、P2口、P3口、P4口、P5口以及内部流道，第一单向阀（1201）的一端与P1口相连，另一端口与P2口、第一二位二通方向控制阀（1206）相连；第二单向阀（1202）的一端与P1口相连，另一端口与第三单向阀（1203）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）相连；第三单向阀（1203）的另一端口与P3口相连；第一压力传感器（1204）与第三二位二通方向控制阀（1208）的另一端口均与P4口相连；第二压力传感器（1205）与P5口相连；第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）的另一端口均与P5口相连；所述的第二二位二通方向控制阀（1207）处于常开状态；所述的第一二位二通方向控制阀（1206）、第三二位二通方向控制阀（1208）处于常闭状态；
所述的分体储液罐（13）与液压控制单元（12）的P2口连接；所述的储能器（14）与液压控制单元（12）的P4口连接；所述的制动总缸（19）与液压控制单元（12）的P3口连接；
所述的储液罐（15）与制动总缸（19）连接；所述的制动推杆组件（18）的一端安装在制动总缸（19）中，另一端与制动踏板（17）铰接；所述的制动踏板（17）的顶端与车体铰接，铰接处安装有角度传感器（16）；
所述的电磁离合器（10）、角度传感器（16）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（12...
【专利技术属性】
技术研发人员：张竹林，许本博，蒋德飞，戴汝泉，菅秀文，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。