一种电子液压助力制动系统的制作方法

1.本发明涉及汽车助力制动技术领域，具体是涉及一种电子液压助力制动系统。


背景技术：

2.随着汽车智能化、电动化的快速发展，汽车工业对汽车制动系统技术提出了新的要求。制动系统中不仅要引入再生制动，通过再生制动回收的能量来增大电动汽车的续航里程，而且在制动过程中能够实现制动踏板与车轮之间的解耦，并且使驾驶员获得良好的踏板感觉。此外，还要求汽车制动系统在紧急工况下具备主动制动能力，以降低交通事故发生的概率。
3.为了更好地实现上述要求，线控制动系统成为智能汽车发展的必然趋势。传统制动系统不能实现制动踏板与车轮的完全解耦，制动力难以精确控制，不易实现再生制动和主动制动等。
4.因此，需要提供一种电子液压助力制动系统，旨在解决上述问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种电子液压助力制动系统，以解决上述背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种电子液压助力制动系统，包括制动助力系统总成，所述制动助力系统总成的一端连接有电机，所述制动助力系统总成的一端连接有制动主缸，所述制动主缸包括制动主缸外壳以及设置于制动主缸外壳内部的制动主缸活塞，所述制动助力系统总成包括第一壳体，所述第一壳体的一端设有圆孔，所述制动主缸外壳通过圆孔与第一壳体相连接，所述第一壳体远离圆孔的一端外侧设有第二壳体。
8.作为本发明进一步的方案，所述制动助力系统总成还包括：
9.蜗杆，所述蜗杆通过角接触轴承安装于第一壳体内部，所述蜗杆与电机的输出端相连接；
10.蜗轮，所述蜗轮通过滚针轴承安装于制动主缸外壳内并与蜗杆啮合连接，所述蜗轮外侧设有蜗轮端面延长部分，所述蜗轮与蜗轮端面延长部分为一体成型，所述蜗轮端面延长部分通过角接触轴承安装于第一活塞内。
11.作为本发明进一步的方案，所述第一活塞固定设置于第一壳体和第二壳体之间，所述制动主缸外壳和第二壳体上均设有储液罐，所述储液罐底部分别于制动主缸外壳内部以及第二壳体内部相连通，位于第二壳体上的储液罐底部设有调节阀，所述调节阀包括垫片、复位弹簧和卸液口，所述卸液口位于储液罐底部，所述垫片位于储液罐内，所述垫片与卸液口之间连接有复位弹簧。
12.作为本发明进一步的方案，所述蜗轮端面延长部分与设置于第一壳体内部的丝杠螺母固定连接，所述丝杠螺母内侧安装有设为中空的丝杠，所述丝杠内部设有顶杆，所述顶
杆头部设有的台肩与丝杠端面接触。
13.作为本发明进一步的方案，所述第一活塞和第二壳体之间设有第二活塞，所述第二壳体和第二活塞之间以及第一活塞和第二活塞之间分别通过密封圈构成密封的踏板感觉模拟缸。
14.作为本发明进一步的方案，所述第二活塞远离第一壳体的一端通过连接螺母与踏板推杆相连接，所述踏板推杆远离第一活塞的一端与制动踏板相连接，所述制动踏板上设有踏板位移传感器。
15.作为本发明进一步的方案，所述踏板推杆和顶杆处于同轴线。
16.作为本发明进一步的方案，所述第一活塞和第二活塞之间设有第一弹簧架和第二弹簧架，所述第一弹簧架位于第二弹簧架靠近第一活塞的一侧，所述踏板推杆上设有第一脚感弹簧，所述第一脚感弹簧的一端与第二活塞的内端面相连接，所述第一脚感弹簧的另一端与第二弹簧架相连接，所述第一弹簧架和第二弹簧架之间设有第二脚感弹簧，所述第一活塞靠近第一弹簧架的一端连接有第三脚感弹簧，所述第三脚感弹簧的另一端与第一弹簧架相连接。
17.作为本发明进一步的方案，所述第一弹簧架和第二弹簧架均设为环状且均设于踏板推杆的外侧。
18.综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
19.1.本发明通过踏板感觉模拟缸、第一脚感弹簧、第一弹簧架、第二脚感弹簧、第二弹簧架、第三脚感弹簧、第一活塞和第二活塞之间的配合，可以获得更好的踏板感觉，提高驾驶体验；
20.2.通过踏板位移传感器获得制动踏板的位置信息，电控单元ecu通过对信号的处理和计算来获取驾驶员意图，控制电机动作，以完成助力制动；踏板推杆和顶杆之间预留间隙，形成解耦结构，二者接触之间可满足再生制动功能需求；
21.3.当汽车电子系统失效时，驾驶员可通过人力消除踏板推杆和顶杆之间的间距，踏板力直接作用于主缸活塞，保证建压能力，使汽车具备应急制动的能力；
22.4.在紧急危险工况时，电控单元ecu可控制电机转动，快速通过顶杆推动制动主缸活塞，迅速对制动系统建压，实现主动制动，降低交通事故发生的概率。
23.为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
24.图1为发明实施例的结构示意图。
25.图2为发明实施例中的建压总成结构示意图一。
26.图3为发明实施例中的建压总成结构示意图二。
27.附图标记：1-电机、2-制动主缸、2-1-制动主缸外壳、2-2-制动主缸活塞、3-制动助力系统总成、4-第一壳体、5-调节阀、6-垫片、7-复位弹簧、8-卸液口、9-第一活塞、10-密封圈、11-第二壳体、12-顶杆、13-丝杠、14-丝杠螺母、15-角接触轴承、16-挡圈、17-滚针轴承、18-蜗杆、19-蜗轮、19a-蜗轮断面延长部分、20-踏板感觉模拟缸、21-第一弹簧架、22-第一脚感弹簧、23-踏板推杆、24-连接螺母、25-踏板位移传感器、26-第二活塞、27-第二弹簧架、
28-第二脚感弹簧、29-第三脚感弹簧、30-储液罐。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
30.在本发明的一个实施例中，参见图1、图2和图3，所述一种电子液压助力制动系统，包括制动助力系统总成3，所述制动助力系统总成3的一端连接有电机1，所述制动助力系统总成3的一端连接有制动主缸2，所述制动主缸2包括制动主缸外壳2-1以及设置于制动主缸外壳2-1内部的制动主缸活塞2-2，所述制动助力系统总成3包括第一壳体4，所述第一壳体4的一端设有圆孔，所述制动主缸外壳2-1通过圆孔与第一壳体4相连接，所述第一壳体4远离圆孔的一端外侧设有第二壳体11。
31.其中，所述制动助力系统总成3还包括蜗杆18，所述蜗杆18通过角接触轴承15安装于第一壳体4内部，所述蜗杆18与电机1的输出端相连接；蜗轮19，所述蜗轮19通过滚针轴承17安装于制动主缸外壳2-1内并与蜗杆18啮合连接，所述蜗轮19外侧设有蜗轮端面延长部分19a，所述蜗轮19与蜗轮端面延长部分19a为一体成型，所述蜗轮端面延长部分19a通过角接触轴承15安装于第一活塞9内，所述角接触轴承15通过挡圈16与第一壳体4配合连接；
32.所述第一活塞9固定设置于第一壳体4和第二壳体11之间，所述制动主缸外壳2-1和第二壳体11上均设有储液罐30，所述储液罐30底部分别于制动主缸外壳2-1内部以及第二壳体11内部相连通，位于第二壳体11上的储液罐30底部设有调节阀5，所述调节阀5包括垫片6、复位弹簧7和卸液口8，所述卸液口8位于储液罐30底部，所述垫片6位于储液罐30内，所述垫片6与卸液口8之间连接有复位弹簧7；
33.所述蜗轮端面延长部分19a与设置于第一壳体4内部的丝杠螺母14固定连接，所述丝杠螺母14内侧安装有设为中空的丝杠13，所述丝杠13内部设有顶杆12，所述顶杆12头部设有的台肩与丝杠13端面接触；
34.所述第一活塞9和第二壳体11之间设有第二活塞26，所述第二壳体11和第二活塞26之间以及第一活塞9和第二活塞26之间分别通过密封圈10构成密封的踏板感觉模拟缸20；
35.所述第二活塞26远离第一壳体4的一端通过连接螺母24与踏板推杆23相连接，所述踏板推杆23远离第一活塞9的一端与制动踏板相连接，所述制动踏板上设有踏板位移传感器25，并确保所述踏板推杆23和顶杆12处于同轴线；
36.所述第一活塞9和第二活塞26之间设有第一弹簧架21和第二弹簧架27，所述第一弹簧架21位于第二弹簧架27靠近第一活塞9的一侧，所述踏板推杆23上设有第一脚感弹簧22，所述第一脚感弹簧22的一端与第二活塞26的内端面相连接，所述第一脚感弹簧22的另一端与第二弹簧架27相连接，所述第一弹簧架21和第二弹簧架27之间设有第二脚感弹簧28，所述第一活塞9靠近第一弹簧架21的一端连接有第三脚感弹簧29，所述第三脚感弹簧29的另一端与第一弹簧架21相连接，所述第一弹簧架21和第二弹簧架27均设为环状且均设于踏板推杆23的外侧。
37.具体的，电机1、蜗杆18、蜗轮19、丝杠螺母14、丝杠13和顶杆12为动力组件，提供制动主缸2的建压动力；踏板感觉模拟系统包括踏板感觉模拟缸20和踏板感觉模拟弹簧组件(第一弹簧架21、第一脚感弹簧22、第二弹簧架27、第二脚感弹簧28和第三脚感弹簧29)，踏板位移传感器25用于采集踏板位移信息，由电控单元ecu处理和计算，从而判断驾驶员的制动意图，控制电机1动作；解耦结构，通过踏板推杆23和顶杆12之间预留的间隙来实现解耦，满足再生制动功能需求；失效备份结构，由踏板推杆23、顶杆12和制动主缸活塞2-2组成，能够在电子系统失效时提供部分制动压力。
38.本系统的工作模式分为四种，即助力制动、主动制动、再生制动和应急制动。
39.1.助力制动模式
40.驾驶员踩下制动踏板，制动踏板推动踏板推杆23克服踏板感觉模拟缸20内的液压力与踏板感觉模拟弹簧组件(第一脚感弹簧22、第二脚感弹簧28和第三脚感弹簧29)的弹力作用而运动，此时位移传感器25检测到制动踏板位移和速度等信息，经电控单元ecu处理和计算后，获得驾驶员制动意图，并控制电机1产生相应转矩，电机1输出端带动蜗杆18转动，蜗杆18带动蜗轮19转动，从而带动与蜗轮端面延长部分19a固连的丝杠螺母14同步转动，丝杠螺母14将自身转动转化为丝杠13的平动；丝杠13的端面与顶杆12头部的台肩部分接触，并将作用力传递给顶杆12并使其运动，顶杆12推动制动主缸活塞2-2，使得制动主缸2建立相应的液压力，产生合适的制动力，完成助力制动过程。在这个过程中，踏板推杆23与顶杆12不发生接触，保持制动踏板与车轮的解耦，制动过程中的踏板感觉由踏板感觉模拟缸20内的液压力与踏板感觉模拟弹簧组件(第一脚感弹簧22、第二脚感弹簧28和第三脚感弹簧29)共同产生。
41.2.主动制动模式
42.当电控单元ecu识别到紧急制动工况时，无论驾驶员是否参与制动，电控单元ecu都会快速地控制电机1产生相应转矩，电机1输出端带动蜗杆18转动，蜗杆18带动蜗轮19转动，从而带动与蜗轮端面延长部分19a固连的丝杠螺母14同步转动，丝杠螺母14将自身转动转化为丝杠13的平动，丝杠13的端面与顶杆12头部的台肩部分接触，并将作用力传递给顶杆12使其运动，顶杆12推动制动主缸活塞2-2，使得制动主缸2建立相应的液压力，产生足够的制动力，完成主动制动过程。主动制动过程中，制动踏板不会发生位移。
43.3.再生制动模式
44.驾驶员踩下制动踏板，制动踏板推动踏板推杆23克服踏板感觉模拟缸20内的液压力与踏板感觉模拟弹簧组件的弹力作用而运动，此时位移传感器25检测到踏板位移和速度等信息，电控单元ecu处理和计算后，获得驾驶员制动意图。
45.当仅需再生制动参与时，在踏板推杆23和顶杆12接触之前的一定时间内，车辆的制动力由驱动电机产生，电机1不工作，且顶杆12不发生运动，制动主缸2内不建立任何制动液压力，在此情况下，车辆可以高效地回收制动能量。
46.当判断为需要助力制动配合再生制动共同参与工作时，助力制动可根据位移传感器25信息和再生制动力大小调整介入时机和助力大小，满足较大的制动力需求，并保持良好的踏板感觉。
47.4.应急制动模式(失效备份模式)
48.驾驶员踩下制动踏板，制动踏板推动踏板推杆23克服踏板感觉模拟缸20内的液压
力与踏板感觉模拟弹簧组件的弹力作用而运动，踏板推杆23平动并逐渐消除踏板推杆23与顶杆12之间的间隙，最终两者接触并使得踏板推杆23上的作用力直接传递给顶杆12，此时，因电子系统失效导致电机1无法正常工作，蜗杆18、蜗轮19和丝杠螺母14不发生转动，丝杠13也不发生任何位移，顶杆12在丝杠13中受力平动并推动制动主缸活塞2-2使制动主缸2建立一定的液压力，保证电机助力失效时车辆仍能进行制动，从而完成应急制动过程。
49.本发明踏板感觉的产生原理为：
50.踏板推杆23采用连接螺母24固定连接在第二活塞26上，第二壳体11与第二活塞26之间以及第二活塞26与第一活塞9之间分别通过密封圈10构成密闭的踏板感觉模拟缸20。
51.第一活塞9和第二活塞26之间设有第一弹簧架21和第二弹簧架27，所述第一弹簧架21位于第二弹簧架27靠近第一活塞9的一侧，所述踏板推杆23上设有第一脚感弹簧22，所述第一脚感弹簧22的一端与第二活塞26的内端面相连接，所述第一脚感弹簧22的另一端与第二弹簧架27相连接，所述第一弹簧架21和第二弹簧架27之间设有第二脚感弹簧28，所述第一活塞9靠近第一弹簧架21的一端连接有第三脚感弹簧29，所述第三脚感弹簧29的另一端与第一弹簧架21相连接。第一脚感弹簧22、第二脚感弹簧28、第三脚感弹簧29刚度依次呈数倍增大，使踏板感觉模拟弹簧组件具有分段的特性曲线。
52.当驾驶员踩下制动踏板，制动踏板推动踏板推杆23和第二活塞26一起运动，在踏板位移增加的第一阶段，由于第一脚感弹簧22刚度远小于第二脚感弹簧28和第三脚感弹簧29的刚度，此过程可视为仅有第一脚感弹簧22被压缩，直至第二弹簧架27与第二活塞26之间的间隙完全消除，此阶段的刚度约等于第一脚感弹簧22刚度；在踏板位移增加的第二阶段，由于第二脚感弹簧28刚度远小于第三脚感弹簧29刚度，此过程可视为仅有第二脚感弹簧28被压缩，直至第一弹簧架21与第二活塞26之间的间隙完全消除，此阶段的刚度约等于第二脚感弹簧28刚度；在踏板位移增加的第三阶段，只有第三脚感弹簧29被压缩，此阶段刚度约等于第三脚感弹簧29刚度。
53.在踏板位移增加的每一阶段过程中，均有踏板感觉模拟缸20内形成相应的液压力参与模拟，能够弥补弹性元件的不足，从而获得更好的踏板感觉。当踏板推杆23带动第二活塞26运动时，踏板感觉模拟缸20内体积减小，液压力增大，使调节阀5中的垫片6克服复位弹簧7的预紧力而被顶开，踏板感觉模拟缸20内的制动液通过制动管路流到储液罐30中；当制动结束松开制动踏板时，在踏板感觉模拟弹簧组件的弹力作用下，第二活塞26向回运动，踏板感觉模拟缸20内体积增大，液压力减小，使调节阀5中的垫片6在复位弹簧7的作用力下而关闭，同时调节阀5中的卸液口8打开，使储液罐中的制动液回流到踏板感觉模拟缸20内，起到补充制动液作用，并辅助推动第二活塞26回位。
54.踏板感觉模拟系统包括踏板感觉模拟缸20和踏板感觉模拟弹簧组件(第一弹簧架21、第一脚感弹簧22、第二弹簧架27、第二脚感弹簧28和第三脚感弹簧29)两部分，由踏板感觉模拟缸20内的液压力与踏板感觉模拟弹簧组件共同完成踏板感觉的模拟，使本发明的踏板力踏板位移特性贴近真空助力器助力特性，让驾驶员获得更好的驾驶体验。
55.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电子液压助力制动系统，其特征在于，包括制动助力系统总成，所述制动助力系统总成的一端连接有电机，所述制动助力系统总成的一端连接有制动主缸，所述制动主缸包括制动主缸外壳以及设置于制动主缸外壳内部的制动主缸活塞，所述制动助力系统总成包括第一壳体，所述第一壳体的一端设有圆孔，所述制动主缸外壳通过圆孔与第一壳体相连接，所述第一壳体远离圆孔的一端外侧设有第二壳体。2.根据权利要求1所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述制动助力系统总成还包括：蜗杆，所述蜗杆通过角接触轴承安装于第一壳体内部，所述蜗杆与电机的输出端相连接；蜗轮，所述蜗轮通过滚针轴承安装于制动主缸外壳内并与蜗杆啮合连接，所述蜗轮外侧设有蜗轮端面延长部分，所述蜗轮与蜗轮端面延长部分为一体成型，所述蜗轮端面延长部分通过角接触轴承安装于第一活塞内。3.根据权利要求2所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述第一活塞固定设置于第一壳体和第二壳体之间，所述制动主缸外壳和第二壳体上均设有储液罐，所述储液罐底部分别于制动主缸外壳内部以及第二壳体内部相连通，位于第二壳体上的储液罐底部设有调节阀，所述调节阀包括垫片、复位弹簧和卸液口，所述卸液口位于储液罐底部，所述垫片位于储液罐内，所述垫片与卸液口之间连接有复位弹簧。4.根据权利要求2所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述蜗轮端面延长部分与设置于第一壳体内部的丝杠螺母固定连接，所述丝杠螺母内侧安装有设为中空的丝杠，所述丝杠内部设有顶杆，所述顶杆头部设有的台肩与丝杠端面接触。5.根据权利要求4所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述第一活塞和第二壳体之间设有第二活塞，所述第二壳体和第二活塞之间以及第一活塞和第二活塞之间分别通过密封圈构成密封的踏板感觉模拟缸。6.根据权利要求5所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述第二活塞远离第一壳体的一端通过连接螺母与踏板推杆相连接，所述踏板推杆远离第一活塞的一端与制动踏板相连接，所述制动踏板上设有踏板位移传感器。7.根据权利要求6所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述踏板推杆和顶杆处于同轴线。8.根据权利要求6所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述第一活塞和第二活塞之间设有第一弹簧架和第二弹簧架，所述第一弹簧架位于第二弹簧架靠近第一活塞的一侧，所述踏板推杆上设有第一脚感弹簧，所述第一脚感弹簧的一端与第二活塞的内端面相连接，所述第一脚感弹簧的另一端与第二弹簧架相连接，所述第一弹簧架和第二弹簧架之间设有第二脚感弹簧，所述第一活塞靠近第一弹簧架的一端连接有第三脚感弹簧，所述第三脚感弹簧的另一端与第一弹簧架相连接。9.根据权利要求8所述的电子液压助力制动系统，其特征在于，所述第一弹簧架和第二弹簧架均设为环状且均设于踏板推杆的外侧。

技术总结
本发明公开了一种电子液压助力制动系统，属于汽车助力制动技术领域，所述一种电子液压助力制动系统包括制动助力系统总成，所述制动助力系统总成的一端连接有电机，所述制动助力系统总成的一端连接有制动主缸，所述制动主缸包括制动主缸外壳以及设置于制动主缸外壳内部的制动主缸活塞，所述制动助力系统总成包括第一壳体，所述第一壳体的一端设有圆孔，所述制动主缸外壳通过圆孔与第一壳体相连接，所述第一壳体远离圆孔的一端外侧设有第二壳体，具有提高驾驶体验、制动可靠控制、满足再生制动功能需求、安全应急制动、有效主动制动和安全可靠的优点。可靠的优点。可靠的优点。


技术研发人员：何睿 王鑫海
受保护的技术使用者：长沙汽车创新研究院
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/6/27