[發明專利]一種用于線控制動系統的直驅電液制動單元

無效

• 申請號: 201110332564.1
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102442291A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 常思勤;龔小祥;李小攀
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B60T13/66
• 分類號: B60T13/66
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳樹山

技術領域

本發明屬于一種機電液一體化的制動裝置，特別是一種用于線控制動系統的直驅電液制動單元。

背景技術

隨著國際社會對機動車輛行駛安全性要求的不斷提高，推動了機動車輛制動技術的不斷發展。為克服現有的防抱死制動系統(ABS)用于機動車輛制動所存在的不足，近年來線控制動(Brake-by-wire)技術的發展受到業內的高度重視，成為機動車輛領域研究的前沿技術。與防抱死制動系統(ABS)相比，線控制動系統中的制動踏板不再起到提供制動力的功能，而是起到發出制動強度需求大小指令的作用。線控制動系統不僅能夠使車輛制動性能以及整車動力學性能得到進一步提高，而且特別適合于在電動汽車(包括混合動力電動車輛)中應用。

目前實現線控制動的技術途徑可分為電子液壓制動(EHB)和電子機械制動(EMB)兩大類。如在公開文獻Yasushi?Aoki，et?al.Development?of?Hydraulic?Servo?Brake?System?for?Cooperative?Control?with?Regenerative?Brake.SAE?paper?2007-01-0868中提出了一種EHB線控制動系統，以解決混合動力電動車輛的制動問題。該系統的核心部分為液壓伺服單元(由多個電磁閥和壓力傳感器等組成)和高壓液壓源(由電機、液壓泵和液壓蓄能器組成)，以實現制動管路內壓力的控制調節。該系統制造成本增加，而其制動性能雖有提高但不顯著。又如中國發明專利CN101596868B公開了屬電子機械制動(EMB)的“一種汽車線控制動系統中電子制動器的傳動裝置”，制動電機經減速機構帶動滾珠絲杠的螺母轉動，通過螺母轉動帶動滾珠絲杠作直線運動，從而推動與滾珠絲杠連接的制動缸活塞體作前后運動，實現剎車或松剎。該裝置采用旋轉電機加上旋轉運動轉換為直線運動的機構，直接通過制動器對制動輪施加作用力。但產生較大的作用力以及增加轉化機構，使該裝置重量增加、體積增大，實際應用較為困難。

如何克服現有技術所存在的不足，進一步提高車輛制動效能，已成為當今機動車輛制動技術領域亟待解決的一項重大難題。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足而提供一種用于線控制動系統的直驅電液制動單元，本發明不僅可以直接驅動執行器控制制動力大小，而且具有自動補償制動間隙的功能，有利于提高機動車輛制動性能。

根據本發明提出的一種用于線控制動系統的直驅電液制動單元，包括制動鉗體、橡膠環、輪缸活塞、摩擦塊和制動盤，輪缸活塞位于制動鉗體內部的輪缸內，橡膠環則位于輪缸活塞和輪缸之間，摩擦塊分別對稱位于制動盤的兩側，左側的摩擦塊和輪缸活塞相連，右側的摩擦塊與制動鉗體相連接，其特征在于還包括電磁直線執行器、可沿其軸線運動的執行器運動部件、連接件、柱塞、補液孔、儲液罐和液壓腔，電磁直線執行器與制動鉗體連接為一體，可沿其軸線運動的執行器運動部件通過連接件與柱塞相連接，當柱塞位于最左端位置，儲液罐通過位于電磁直線執行器內部的補液孔與液壓腔相連通，液壓腔位于柱塞和輪缸活塞之間。

本發明的工作原理是：本發明依據給定的制動力需求，通過驅動模塊對執行器驅動電流作閉環控制，使直驅電液制動單元實現相應的制動功能。其中，電磁直線執行器驅動電流的大小與其產生的電磁作用力的大小成正比例關系，在需要制動時，給電磁直線執行器提供驅動電流使其產生電磁作用力，推動柱塞從左向右運動，使液壓腔內的壓力升高，基于不等缸徑液壓缸的作用力放大原理，存在關系式：F_D/F_d＝D²/d²式中F_D和F_d分別為輪缸活塞上作用力和柱塞上作用力，D和d分別為輪缸活塞直徑和柱塞直徑。輪缸活塞上作用力通過摩擦塊作用在轉動的制動盤上，產生制動力矩，而所需該制動力矩的強弱可通過實時調節電磁直線執行器驅動電流的大小來獲得。輪缸活塞通過摩擦塊所產生的制動力的大小與電磁直線執行器的驅動電流大小成正比例關系，即F＝KI，式中F和I分別制動力和驅動電流，K為比例系數。制動過程結束后，通過給電磁直線執行器提供反向的驅動電流使柱塞復位，液壓腔內的壓力下降，而輪缸活塞在橡膠環的作用下復位。