CN203460857U - 具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车制动技术领域，具体涉及一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，目的是提供一种结构紧凑、布置方便、失效备份简单且具有多功能的系统。它包括制动器外壳体（27）、电机（2）、液压源、电磁阀和制动轮缸（28）；其特征在于：它还包括制动踏板模拟器和运动转换机构。本实用新型取消了真空助力器，有效降低了整体质量，结构紧凑，易于布置。采用电机作为动力源，采用由与电机转子集成的外螺母和液压腔组成的滚珠螺旋副，以及液压腔活塞组成的运动转换机构，即采用机械和电气连接，制动响应快。通过采用制动踏板模拟器、配合活塞推杆和活塞固定杆，实现了制动机械结构的制动备份，保障了行驶安全性。

Description

具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，具体涉及一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统。

背景技术

现代汽车上广泛使用的液压制动系统包括制动踏板，真空助力器，制动主缸，液压管路，制动轮缸，电磁阀等几部分组成，尽管传统制动系统已经成为一项非常成熟的技术。但该系统也存在一些问题：比如机械部件较多，液压管路复杂，真空助力器体积比较大，尤其在集成电控功能后，系统更加复杂，布置装配难度大。针对传统制动系统在应对当下复杂的行车环境所面临的问题，不少研究人员都对未来制动系统的发展进行了探索，力图突破传统结构上的不足。

随着科技的进步，线控制动系统越来越受到人们的青睐。如电子机械式制动系统(EMB)采用电机作为制动执行机构，取消了传统的液压制动管路，具有响应快，结构简单的特点。电子液压制动系统(EHB)是通过蓄能器提供高压加压，高速开关电磁阀控制轮缸压力，保留了液压管路，具有响应快，可靠性高的特点。但EMB由于系统中采用了大量的电子器件，因此在制动失效时的备份过于复杂，成本过高；EHB由于其直接控制轮缸压力，应用的电磁阀数量过多，液压管路过于繁锁，使得系统过于庞杂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、布置方便、失效备份简单且具有多功能的具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统。

本实用新型是这样实现的：

一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，包括制动器外壳体、电机、液压源、电磁阀和轮缸，它还包括制动踏板模拟器和运动转换机构、；其中，制动器外壳体为圆筒状，与制动踏板模拟器连接；电机分别与电子控制单元和运动转换机构连接；制动踏板模拟器安装在运动转换机构前端；液压源与运动转换机构连接；制动轮缸共四个，分别通过电磁阀与运动转换机构连接。

如上所述的制动踏板模拟器包括制动踏板、踏板推杆、模拟器端面、套筒、模拟器主销轴、模拟器壳体、阻尼元件、踏板位移传感器和踏板模拟器阻尼弹簧；制动踏板与踏板推杆的前端连接；模拟器端面为圆盘状，中心处开有通孔，与套筒的前端固定连接；套筒为圆筒状，前端端面开有锥形孔，中部外侧设有卡环，卡环的前端顶在与模拟器壳体的前端内壁上，在后段的中部开有盲孔作为模拟器主销轴安装孔；踏板推杆的后端穿过模拟器端面中部的通孔与套筒的前端连接；模拟器壳体为两端开口的圆筒状，前后两端开口的尺寸分别与套筒的外径和模拟器主销轴后端的外径相一致，后端开有螺纹孔作为锁止活塞左端长杆安装孔；模拟器主销轴为圆柱体，前部安装在套筒中部的通孔内，后端外径较模拟器主销轴主体部分外径小3～5mm，后端安装在模拟器壳体为后端的开口内，在模拟器主销轴后端端面的中心处开有圆形凹槽作为阻尼元件安装孔；踏板模拟器阻尼弹簧套装在套筒和模拟器主销轴外，前端顶在套筒卡环的后端端面上，后端顶在模拟器壳体为后端内壁上；制动踏板模拟器的踏板位移传感器通过支架与制动踏板的杠杆相连，并固定安装在模拟器壳体为底部端面上；阻尼元件安装在模拟器主销轴后端的阻尼元件安装孔内，与活塞推杆安装位置相对应。

如上所述的运动转换机构包括滚珠螺旋副和液压腔活塞，液压腔活塞安装在滚珠螺旋副内部；其中，滚珠螺旋副包括液压腔和外螺母；其中，液压腔为滚珠丝杠中空结构，螺杆内加工一个直径20mm、长度50mm的容腔，容腔内部结构与传统柱塞式制动主缸容腔一致，包括前腔和后腔；液压腔中部外侧开有螺旋槽作为外螺母安装槽；在液压腔尾部的上下两侧分别开有两个沟槽作预紧机构安装孔；外螺母套装在液压腔的外螺母安装槽内，与液压腔配合实现滚珠螺旋副。

如上所述的电机为中空结构，套装在外螺母外侧，电机转子与外螺母集成为一体。

如上所述的液压腔活塞为通用活塞结构，安装在液压腔内，并与液压腔内部匹配安装，它的一端通过联接销和活塞固定杆连接。

如上所述的液压腔活塞包括前腔活塞和后腔活塞；前腔活塞和后腔活塞将液压腔内部分隔为两个独立的液压腔；后腔活塞弹簧的前端顶在后腔活塞封闭一端的内壁上，后端顶在液压腔后端的内壁上；前腔活塞封闭的一端外端面中部开有凹槽作为活塞固定杆安装孔，前腔活塞的前端分别与活塞固定杆的后端和活塞推杆的后端连接；前腔活塞弹簧前端顶在前腔活塞封闭一端的内壁上，前腔活塞弹簧的后端顶在后腔活塞封闭一端的端面上。

它还包括活塞固定杆和活塞推杆，活塞固定杆为中空的金属圆筒，采用传统的45号钢制成，在它的前段外侧开有环形凹槽，它的后端安装在液压腔前腔活塞封闭的一端的活塞固定杆安装孔内，它的前段与制动器外壳体连接，通过制动器壳体限制其移动，进而限制液压腔活塞的移动；活塞推杆为金属制杆状，后端嵌入活塞固定杆中，顶在前腔活塞封闭的一端外端面上。

如上所述的液压源采用液压蓄能器实现；所述的电磁阀包括锁止活塞腔电磁阀、制动轮缸电磁阀和液压蓄能器电磁阀，其中，制动轮缸电磁阀共有4个，液压蓄能器电磁阀共有2个；液压蓄能器的出液口分别通过液压蓄能器电磁阀与液压腔前腔、液压腔后腔、4个制动轮缸电磁阀的输入端、锁止活塞腔电磁阀的输入端连接；制动轮缸电磁阀的输出端分别与4个制动轮缸8的进液口连接；锁止活塞腔电磁阀的输出端与锁止活塞腔的进液口连接。

如上所述的制动器外壳体为圆筒状，在它后端端面上开有两个通孔，它的前段通过橡胶防尘罩与模拟器端面连接，保护制动踏板模拟器；后端中心部分嵌入活塞固定杆外侧的凹槽内。

它还包括锁止活塞腔；所述的锁止活塞腔共2个，它们均分别与模拟器壳体和制动器外壳体连接，它们的前端均分别与模拟器壳体连接，中部分别穿过制动器外壳体后端的两个通孔；锁止活塞腔包括锁止活塞壳体、锁止活塞和阻尼弹簧；锁止活塞壳体为封闭的圆筒状，前端下部开有锁止活塞腔出液孔，通过锁止活塞腔出液孔与锁止活塞腔电磁阀的输出端连接，使得腔内液体与制动回路相连通；锁止活塞左端为长杆，活塞大端为橡胶活塞，锁止活塞左端长杆通过螺纹安装在模拟器壳体上的锁止活塞左端长杆安装孔内；阻尼弹簧装在锁止活塞右端。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型取消了真空助力器，制动踏板与液压腔之间的机械连接取消，有效降低了整体质量，结构紧凑，易于布置。很大程度上降低了结构上的复杂程度，降低了成本。通过采用电机作为动力源，采用由与电机转子集成的外螺母和液压腔4组成的滚珠螺旋副，以及液压腔活塞5组成的运动转换机构，即采用机械和电气连接，信号传递迅速，制动响应快。通过控制电磁阀和电机来实现了差分制动。通过采用制动踏板模拟器、配合活塞推杆22和活塞固定杆23，实现了制动机械结构的制动备份，当电气结构失效时，备份结构能很快介入，产生一定制动作用，保障了行驶安全性，满足制动法规需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统的原理示意图；

图2为图1中制动系统驱动部分示意图；

图3为图1中锁止活塞腔结构示意图；

图4为图1中预紧机构的结构示意图；

图中，1.制动踏板，2.电机，3.外螺母，4.液压腔，5.液压腔活塞，6.锁止活塞腔电磁阀，7.制动轮缸电磁阀，8.液压蓄能器电磁阀，9.液压蓄能器，10.压力传感器，11.深沟球轴承，12.转角传感器，13.预紧竖连杆，14.预紧横连杆，15.锁止活塞，16.阻尼弹簧，17.踏板位移传感器，18.联接销，19.预紧弹簧，20.活塞腔出液孔，21.锁止活塞壳体，22.活塞推杆，23.活塞固定杆，24.阻尼元件，25.踏板模拟器阻尼弹簧，26.模拟器壳体，27.制动器外壳体，28.制动轮缸，29.踏板推杆，30.套筒，31.模拟器主销轴，32.模拟器端面，33.防尘罩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统进行介绍：

如图1所示，一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，包括制动器外壳体27、电机2、制动踏板模拟器、运动转换机构、液压源、电磁阀和制动轮缸28。其中，制动器外壳体27为圆筒状，它与制动踏板模拟器连接。电机2分别与电子控制单元和运动转换机构连接，在电子控制单元的控制下转动，为运动转换机构提供动力。运动转换机构将电机2的旋转运动转化为直线运动。制动踏板模拟器安装在运动转换机构前端，用于模拟制动感觉和获得驾驶员的制动意图，当电机2失效时，实现车轮制动。液压源与运动转换机构连接，用于补偿液压泄露。制动轮缸28共四个，四个制动轮缸28分别通过电磁阀与运动转换机构连接，在电子控制单元的控制下，为车轮实现制动提供动力。

在本实施例中，制动踏板模拟器包括制动踏板1、踏板推杆29、模拟器端面32、套筒30、模拟器主销轴31、模拟器壳体26、阻尼元件24、踏板位移传感器17和踏板模拟器阻尼弹簧25。制动踏板1与踏板推杆29的前端通过螺栓连接，在驾驶员踩踏下带动踏板推杆29运动。模拟器端面32为圆盘状，它的中心处开有通孔，它与套筒30的前端固定连接。套筒30为圆筒状，在它的前端端面开有锥形孔，中部外侧设有卡环，卡环的前端顶在与模拟器壳体26的前端内壁上，在后段的中部开有盲孔作为模拟器主销轴31安装孔，该盲孔的尺寸与模拟器主销轴31的外径一致。踏板推杆29的后端穿过模拟器端面32中部的通孔与套筒30的前端通过球铰连接。模拟器壳体26为两端开口的圆筒状，前后两端开口的尺寸分别与套筒30的外径和模拟器主销轴31后端的外径相一致，在它的后端开有螺纹孔作为锁止活塞左端长杆安装孔。模拟器主销轴31为圆柱体，它的前部安装在套筒30中部的通孔内，后端外径较模拟器主销轴31主体部分外径小3～5mm，如3mm、4mm或5mm，后端安装在模拟器壳体26为后端的开口内，在模拟器主销轴31后端端面的中心处开有圆形凹槽作为阻尼元件安装孔。踏板模拟器阻尼弹簧25套装在套筒30和模拟器主销轴31外，前端顶在套筒30卡环的后端端面上，后端顶在模拟器壳体26为后端内壁上，它为驾驶员制动提供反作用力来模拟传统车的制动感觉。制动踏板模拟器的踏板位移传感器17通过支架与制动踏板1的杠杆相连，并固定安装在模拟器壳体26为底部端面上。当驾驶员踩下制动踏板1时，踏板位移传感器17则会采集到踏板位移信号，并将该信号发送给电子控制单元。阻尼元件24安装在模拟器主销轴31后端的阻尼元件安装孔内，与活塞推杆22安装位置相对应，一旦电机2失效，制动踏板模拟器可以移动推动活塞推杆22产生制动力。制动踏板1和踏板推杆29为成熟产品，可从市场上购得。模拟器端面32、套筒30、模拟器主销轴31、模拟器壳体26为均采用45号钢制成。踏板模拟器阻尼弹簧25、踏板位移传感器17为通用产品，可从市场上购得。阻尼元件24为橡胶件。

如图2所示，运动转换机构包括滚珠螺旋副和液压腔活塞5，液压腔活塞5安装在滚珠螺旋副内部。

滚珠螺旋副包括液压腔4和外螺母3。液压腔4为滚珠丝杠中空结构，螺杆内加工一个直径20mm、长度50mm的容腔，容腔内部结构与传统柱塞式制动主缸容腔一致，包括前腔和后腔，液压腔4中部外侧开有螺旋槽作为外螺母安装槽；在液压腔4尾部的上下两侧分别开有两个沟槽作预紧机构安装孔。外螺母3套装在液压腔4的外螺母安装槽内，与液压腔4配合实现滚珠螺旋副。电机2为中空结构，套装在外螺母3外侧，电机2转子与外螺母3集成为一体，电机2的扭矩和动态响应匹配整个制动系统的需求。在本实施例中，电机2的堵转扭矩为4NM，电机2堵转电流不能太大，响应时间短，4ms内空转转速能达到2000rpm，正反转切换时间短，电机2的整体转动惯量为10^-5数量级；电机2转动时带动外螺母3旋转，通过滚珠和螺旋槽转化为液压腔4的直线移动。深沟球轴承11套装在外螺母3外侧的两端，用于限制外螺母3的轴向串动。转角传感器12安装在电机2转子处，其输出端与电子控制单元连接，用于检测外螺母3转动的角位移和液压腔4的位置，由此得到活塞与液压腔的相对位移，并将检测得到的角位移信号发送给电子控制单元。在本实施例中，外螺母3、液压腔4和深沟球轴承11均采用轴承钢制成，如采用GCr15制成。

液压腔活塞5为通用活塞结构，安装在液压腔4内，并与液压腔4内部匹配安装，它的一端通过联接销18和活塞固定杆23连接，限制了液压腔活塞5的移动。在本实施例中，液压腔活塞包括前腔活塞和后腔活塞。前腔活塞和后腔活塞将液压腔4内部分隔为两个独立的液压腔。后腔活塞弹簧的前端顶在后腔活塞封闭一端的内壁上，后端顶在液压腔4后端的内壁上；前腔活塞封闭的一端外端面中部开有凹槽作为活塞固定杆安装孔，它的前端分别与活塞固定杆的后端和活塞推杆的后端连接；前腔活塞弹簧前端顶在前腔活塞封闭一端的内壁上，前腔活塞弹簧的后端顶在后腔活塞封闭一端的端面上。在本实施例中，液压腔活塞5采用复合材料制成，如钢铝合金。

活塞固定杆23为中空的金属圆筒，采用传统的45号钢制成，在它的前段外侧开有环形凹槽，它的后端安装在液压腔活塞5前腔活塞封闭的一端的活塞固定杆安装孔内，它的前段与制动器外壳体27连接，通过制动器壳体限制其移动，进而限制了活塞5的移动。活塞推杆22为杆状，它的后端嵌入活塞固定杆23中，顶在前腔活塞封闭的一端外端面上。在本实施例中，活塞推杆22由金属制成，如由7075铝制成。推动活塞推杆22时可使液压腔活塞5与活塞固定杆23脱离，液压腔活塞5即可轴向移动。

制动器外壳体27为圆筒状，由45号钢制成，在它后端端面上开有两个通孔，它的前段通过防尘罩33与模拟器端面连接，保护制动踏板模拟器；后端中心部分嵌入活塞固定杆外侧的凹槽内，限制固定活塞固定杆23移动。防尘罩33采用橡胶防尘罩实现。

如图3所示，预紧机构共2个，它们分别安装在液压腔4上下两侧的预紧机构凹槽内，它包括预紧横连杆14、预紧弹簧19和预紧竖连杆13。预紧竖连杆13为杆状，它的顶部开有圆柱形通孔作为预紧横连杆14安装孔，它的底部直插入液压腔4的预紧机构凹槽内。预紧横连杆14为杆状，它的一端穿过预紧竖连杆13的预紧横连杆14安装孔、安装在制动器外壳体27上。预紧弹簧19套装在紧横连杆14外侧，卡在制动器外壳体27和预紧横连杆14之间，预紧弹簧19保持一定的压缩量，使液压腔4滚珠螺旋副预紧。预紧竖连杆和预紧横连杆可采用45号钢制成，.预紧弹簧为标准件，可从市场上购得。

液压源采用液压蓄能器9实现。电磁阀包括锁止活塞腔电磁阀6、制动轮缸电磁阀7和液压蓄能器电磁阀8，其中，制动轮缸电磁阀7共有4个，液压蓄能器电磁阀8共有2个，液压蓄能器电磁阀8为常闭阀。液压蓄能器9的出液口分别通过液压蓄能器电磁阀8与液压腔4前腔、液压腔4后腔、4个制动轮缸电磁阀7的输入端、锁止活塞腔电磁阀6的输入端连接。制动轮缸电磁阀7的输出端分别与4个制动轮缸28的进液口连接。锁止活塞腔电磁阀6的输出端与锁止活塞腔的进液口连接。上述液压蓄能器9、电磁阀、液压腔4和锁止活塞腔之间的连接均通过液压管路实现。

上述电磁阀的控制端均与电子控制单元连接，在其控制信号的控制下动作。压力传感器10安装在液压蓄能器电磁阀8与液压腔4前腔的管路上，采用通用产品即可。

通过控制蓄能器的电磁阀8的开关，可使液压蓄能器9选择性的和液压管路接通，压力管路直接连通着液压腔4的两个工作腔，通过控制液体进出液压蓄能器9来实现踏板模拟器23与活塞推杆22空行程的大小，当制动液进入液压蓄能器9时，空行程将增大，当制动液反向流出时，空行程将变小。同样，通过分别控制4个制动轮缸电磁阀7，能够实现液压蓄能器9补偿制动液泄露损失，进而调整车轮制动器制动间隙的作用。

在具体的控制实现方式上由压力传感器10得到液压腔4和液压管路的压力，通过转角传感器12推算液压腔4位移，可根据制动轮缸电磁阀7的动作和轮缸的液体压力与体积的关系即P-V特性估算轮缸压力值，来实现压力的精确控制和调节。

本实用新型中所用到的联接销18为锥形销，采用45号钢制成。液压腔活塞5前腔活塞通过联接销18与活塞固定杆23连接，使前腔活塞无法轴向移动，而当施加一定作用力于活塞推杆22上，活塞5会连同推杆22移动。液压腔活塞5通过联接销18和活塞固定杆23连接固定，而活塞固定杆23通过制动器外壳体27固定，即实现了常规制动时活塞固定，液压腔4进给运动，而失效时，也可以由活塞推杆22直接产生制动作用。

如图4所示，锁止活塞腔共2个，它们均分别与模拟器壳体26和制动器外壳体27连接，它们的前端均分别与模拟器壳体26连接，中部分别穿过制动器外壳体27后端的两个通孔。锁止活塞腔包括锁止活塞壳体21、锁止活塞15和阻尼弹簧16。锁止活塞壳体21为封闭的圆筒状，在它的前端下部开有锁止活塞腔出液孔20，通过锁止活塞腔出液孔20与锁止活塞腔电磁阀6的输出端连接，使得腔内液体与制动回路相连通。锁止活塞15左端为长杆，活塞大端为橡胶活塞，锁止活塞左端长杆通过螺纹安装在模拟器壳体26上的锁止活塞左端长杆安装孔内。阻尼弹簧16装在锁止活塞15右端，起导向和阻尼作用，弹簧刚度K小于5000N/m。当锁止活塞腔出液孔20处锁止活塞腔电磁阀6关闭，则锁止活塞15内封闭有液体，锁止活塞15无法移动，则模拟器壳体26也无法直线移动。当锁止活塞腔电磁阀6打开时，锁止活塞15可推动液体到液压回路中，即锁止活塞15可直线移动。同样模拟器壳体26也可运动，限位解除。锁止活塞壳体21为铸铁件，锁止活塞15由采用复合材料制成，如钢铝合金。

制动轮缸采用球墨铸铁制成。

本系统中的电磁阀均采用高速开关阀，为市面上的成熟产品，压力传感器10也沿用传统制动系统的方案，转角传感器12和踏板位移传感器17均选用现有产品，踏板模拟器的结构形式也为现有的技术，实现方式得到过验证。电子控制单元为成熟产品，它对电机2、电磁阀、制动轮缸28的控制可采用现有技术实现。

下面对本系统的工作过程进行介绍：

汽车在正常行驶时，当驾驶员踩下制动踏板1，电子控制单元行程传感器17分析出驾驶员意图，驱动电机2旋转，通过滚珠螺旋副使液压腔4直线运动，液压腔活塞5通过活塞固定杆23和联接销18固定，液压腔4内产生制动压力，打开制动轮缸电磁阀7，制动液进入制动轮缸28产生制动力矩。若需保压，制动轮缸电磁阀7关闭，制动轮缸28保压。若需减压时，电机2反转，液压腔4反向移动，同样制动轮缸电磁阀7打开，制动液从制动轮缸28回流到液压腔4内。

当制动要求各个制动轮缸28压力存在差异时，电子控制单元可以单独打开比如控制左前轮的制动轮缸电磁阀7，关闭其他3个制动轮缸电磁阀7，对左前轮进行制动压力控制。这个过程结束后，关闭左前轮的制动轮缸电磁阀7，对剩下的3个制动轮缸28中的一个进行压力调节，依此使4个轮缸压力在一定的控制周期内达到期望的制动压力，控制上即根据优先级采用顺序制动方式。

当动力源电机2发生故障时，用于锁止活塞腔的电磁阀6打开，正常情况下，电磁阀6是关闭的，即在轴向上使踏板模拟器单元22固定，使人在踩制动踏板时不会产生松动。电磁阀6打开，锁止活塞腔通过液压管路与液压腔4连通，此时当人再次踩下制动踏板1，踏板行程模拟器23就会轴向移动，当克服与活塞推杆22的空行程后，会连同活塞推杆22一起推动液压腔活塞5产生制动压力，即此系统具有制动备份单元。

制动防抱死阶段，在常规制动的基础上，若右前轮进入滑移状态，则电子控制单元对右制动轮缸28进行减压，即右制动轮缸28与液压腔4间的制动轮缸电磁阀7开启，电机2反转带动液压腔4反向移动，液压腔4压力下降，此时右前制动轮缸28压力大于液压腔4内制动液压力，右前轮减压，而其他的三路制动轮缸电磁阀7关闭，处于保压状态，若存在多轮进入滑移状态，则电子控制单元按控制逻辑对各制动轮缸28压力进行依次控制，某轮制动轮缸28的压力调节，也可以通过电子控制单元在若干次调节循环内完成，其原理与单轮增、减、保压的原则一致。

电子稳定性控制的情况下，当车辆失稳后，电子控制单元通过分析各传感器及制动轮缸28压力，结合车辆的状态信息，计算出各目标制动轮缸28需要调节的压力，然后对制动轮缸28进行增、减、保压过程，其原理同制动时车轮防抱死情况，使制动轮缸28压力达到预期值。

主动制动阶段，通过传感器采集的信号，由电子控制单元分配各制动轮缸28的压力，此系统也可以对各制动轮缸28进行主动增压，其过程如前所述。

本实用新型的相对于传统的制动系统取消了真空助力器，消除了对发动机真空度的依赖，采用电机2作为动力源，采用由与电机转子集成的外螺母和液压腔4组成的滚珠螺旋副，以及液压腔活塞5组成的运动转换机构，实现了助力比的可调性，减小了制动系统的体积，布置更加方便灵活，结构紧凑。采用机械和电气连接，信号传递迅速，制动响应快。

此制动系统实现了踏板行程与活塞行程的解耦，即踏板模拟器来模拟解析驾驶员制动意图，更加适用于混合动力汽车和电动汽车，兼容制动能量回收的功能。传统ABS在工作过程中，因为主动减压会给制动系统产生压力冲击，压力波动会传递到驾驶员，造成踏板“打脚”，而此系统即使ABS，ESP作用时，也不会对驾驶员感觉产生任何影响。

通过采用制动踏板模拟器、配合活塞推杆22和活塞固定杆23，实现了制动机械结构的制动备份，当电气结构失效时，备份结构能很快介入，产生一定制动作用，保障了行驶安全性，满足制动法规需求。

Claims (10)

1.一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，包括制动器外壳体（27）、电机（2）、液压源、电磁阀和制动轮缸（28）；其特征在于：它还包括制动踏板模拟器和运动转换机构；其中，所述制动器外壳体（27）为圆筒状，与制动踏板模拟器连接；电机（2）分别与电子控制单元和运动转换机构连接；制动踏板模拟器安装在运动转换机构前端；液压源与运动转换机构连接；制动轮缸（28）共四个，分别通过电磁阀与运动转换机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的制动踏板模拟器包括制动踏板（1）、踏板推杆（29）、模拟器端面（32）、套筒（30）、模拟器主销轴（31）、模拟器壳体（26）、阻尼元件（24）、踏板位移传感器（17）和踏板模拟器阻尼弹簧（25）；制动踏板（1）与踏板推杆（29）的前端连接；模拟器端面（32）为圆盘状，中心处开有通孔，与套筒（30）的前端固定连接；套筒（30）为圆筒状，前端端面开有锥形孔，中部外侧设有卡环，卡环的前端顶在与模拟器壳体（26）的前端内壁上，在后段的中部开有盲孔作为模拟器主销轴（31）安装孔；踏板推杆（29）的后端穿过模拟器端面（32）中部的通孔与套筒（30）的前端连接；模拟器壳体（26）为两端开口的圆筒状，前后两端开口的尺寸分别与套筒（30）的外径和模拟器主销轴（31）后端的外径相一致，后端开有螺纹孔作为锁止活塞左端长杆安装孔；模拟器主销轴（31）为圆柱体，前部安装在套筒（30）中部的通孔内，后端外径较模拟器主销轴（31）主体部分外径小3～5mm，后端安装在模拟器壳体（26）为后端的开口内，在模拟器主销轴（31）后端端面的中心处开有圆形凹槽作为阻尼元件安装孔；踏板模拟器阻尼弹簧（25）套装在套筒（30）和模拟器主销轴（31）外，前端顶在套筒（30）卡环的后端端面上，后端顶在模拟器壳体（26）为后端内壁上；制动踏板模拟器的踏板位移传感器（17）通过支架与制动踏板（1）的杠杆相连，并固定安装在模拟器壳体（26）为底部端面上；阻尼元件（24）安装在模拟器主销轴（31）后端的阻尼元件安装孔内，与活塞推杆（22）安装位置相对应。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的运动转换机构包括滚珠螺旋副和液压腔活塞（5），液压腔活塞（5）安装在滚珠螺旋副内部；其中，滚珠螺旋副包括液压腔（4）和外螺母（3）；其中，液压腔（4）为滚珠丝杠中空结构，螺杆内加工一个直径20mm、长度50mm的容腔，容腔内部结构与传统柱塞式制动主缸容腔一致，包括前腔和后腔；液压腔（4）中部外侧开有螺旋槽作为外螺母安装槽；在液压腔（4）尾部的上下两侧分别开有两个沟槽作预紧机构安装孔；外螺母（3）套装在液压腔（4）的外螺母安装槽内，与液压腔（4）配合实现滚珠螺旋副。

4.根据权利要求3所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的电机（2）为中空结构，套装在外螺母（3）外侧，电机转子与外螺母（3）集成为一体。

5.根据权利要求4所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的液压腔活塞（5）为通用活塞结构，安装在液压腔（4）内，并与液压腔（4）内部匹配安装，它的一端通过联接销18和活塞固定杆（23）连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的液压腔活塞（5）包括前腔活塞和后腔活塞；前腔活塞和后腔活塞将液压腔（4）内部分隔为两个独立的液压腔；后腔活塞弹簧的前端顶在后腔活塞封闭一端的内壁上，后端顶在液压腔（4）后端的内壁上；前腔活塞封闭的一端外端面中部开有凹槽作为活塞固定杆（23）安装孔，前腔活塞的前端分别与活塞固定杆（23）的后端和活塞推杆的后端连接；前腔活塞弹簧前端顶在前腔活塞封闭一端的内壁上，前腔活塞弹簧的后端顶在后腔活塞封闭一端的端面上。

7.根据权利要求6所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：它还包括活塞固定杆（23）和活塞推杆（22），活塞固定杆（23）为中空的金属圆筒，采用传统的45号钢制成，在它的前段外侧开有环形凹槽，它的后端安装在液压腔（4）前腔活塞封闭的一端的活塞固定杆（23）安装孔内，它的前段与制动器外壳体（27）连接，通过制动器壳体限制其移动，进而限制液压腔活塞（5）的移动；活塞推杆（22）为金属制杆状，后端嵌入活塞固定杆（23）中，顶在前腔活塞封闭的一端外端面上。

8.根据权利要求1所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的液压源采用液压蓄能器（9）实现；所述的电磁阀包括锁止活塞腔电磁阀（6）、制动轮缸电磁阀（7）和液压蓄能器电磁阀（8），其中，制动轮缸电磁阀（7）共有4个，液压蓄能器电磁阀（8）共有2个；液压蓄能器（9）的出液口分别通过液压蓄能器电磁阀（8）与液压腔（4）前腔、液压腔（4）后腔、4个制动轮缸电磁阀（7）的输入端、锁止活塞腔电磁阀（6）的输入端连接；制动轮缸电磁阀（7）的输出端分别与4个制动轮缸（28）的进液口连接；锁止活塞腔电磁阀（6）的输出端与锁止活塞腔的进液口连接。

9.根据权利要求1所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：所述的制动器外壳体（27）为圆筒状，在它后端端面上开有两个通孔，它的前段通过橡胶防尘罩（33）与模拟器端面（32）连接，保护制动踏板模拟器；后端中心部分嵌入活塞固定杆（23）外侧的凹槽内。

10.根据权利要求1所述的一种具有失效备份的电机驱动液压腔的主动制动力调节系统，其特征在于：它还包括锁止活塞腔；所述的锁止活塞腔共2个，它们均分别与模拟器壳体（26）和制动器外壳体（27）连接，它们的前端均分别与模拟器壳体（26）连接，中部分别穿过制动器外壳体（27）后端的两个通孔；锁止活塞腔包括锁止活塞壳体（21）、锁止活塞（15）和阻尼弹簧（16）；锁止活塞壳体（21）为封闭的圆筒状，前端下部开有锁止活塞腔出液孔，通过锁止活塞腔出液孔（20）与锁止活塞腔电磁阀的输出端连接，使得腔内液体与制动回路相连通；锁止活塞（15）左端为长杆，活塞大端为橡胶活塞，锁止活塞（15）左端长杆通过螺纹安装在模拟器壳体（26）上的锁止活塞左端长杆安装孔内；阻尼弹簧（16）装在锁止活塞（15）右端。

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