一種液壓助力制動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車助力制動技術領域，涉及一種液壓助力制動系統，特別涉及一種適用于電動車的液壓助力制動系統。
【背景技術】
[0002]隨著世界環境問題和能源危機的日益嚴重，世界各國都在鼓勵研發單位開發各種類型的新能源汽車，來應對越來越復雜的環境和能源問題。新能源汽車主要包括燃氣汽車、燃料電池電動汽車、純電動汽車、液化石油氣汽車、氫能源動力汽車、混合動力汽車、太陽能汽車和其他新能源汽車等。其廢氣排放量比較低，使用可再生能源，清潔環保，并且綜合車輛方面的先進技術，設計技術先進、結構新穎的汽車，具有廣闊的市場應用前景。
[0003]新能源汽車逐步取代傳統汽車已經是不可避免的一種汽車發展趨勢。其中，電動汽車的發展最為迅速，與氫能、太陽能等其他新能源相比，具有能量密度大、受環境影響小等很多優點。隨著水電、核電等技術的發展，未來電能開發也將越來越清潔環保。所以，包括中國在內的世界很多國家都在大力支持電動車技術的發展。
[0004]絕大多數的傳統轎車采用真空助力伺服制動系統，使人力和動力共同參與制動，可以減輕駕駛員的負擔，提高駕駛舒適性。傳統內燃機轎車的制動系統真空助力裝置的真空源來自于發動機進氣歧管，真空度負壓一般可達到0.05?0.07MPa。對于純電動車或燃料電池汽車，發動機總成被拆除后，制動系統由于沒有真空動力源而喪失真空助力功能，僅由人力所產生的制動力無法滿足行車制動的需要，因此需要對制動系統真空助力裝置進行改制。一些電動車上在踏板與主缸之間加上了電動真空泵來產生助力所需要的負壓，雖然可以解決助力問題，但是電動真空助力泵體積較大，很難布置，控制效果也不太理想。因此，對于電動車來說，開發適合電動車的新型助力制動系統是一件十分必要的事情。
[0005]液壓制動系統經歷了幾十年的發展，目前已經是一種穩定的制動系統，在電動車上采用液壓進行助力制動是一種可靠的辦法。現在一些機構已經開發出一些液壓助力制動的系統，比較典型的蓄能器式液壓助力制動系統和柱塞泵式液壓助力制動系統。蓄能器式助力制動系統需要采用高速開關閥，使得控制起來難度比較大，持續助力時蓄能器內部壓力的波動較大，而且開關閥成本較高。在柱塞泵式液壓助力制動系統中，柱塞泵直接助力，控制精度較低，增壓響應慢，也需要采用高速開關閥，而且駕駛員感覺和舒適性較差。
[0006]目前，某些研宄單位已經做了一些液壓助力制動系統的研宄。從大體上來看，現在的液壓助力制動系統主要有兩種方案:基于蓄能器的液壓助力制動系統和基于柱塞泵的液壓助力制動系統。
[0007]例如中國專利號為200510115432.8的“一種液壓助力制動系統”發明專利，該液壓助力制動系統包括電子控制單元、泵油總成、蓄能器、高壓壓力開關、液壓油壺和油路，電子控制單元分別與高壓壓力開關、泵油總成電連接，泵油總成與油壺、蓄能器分別相連。當蓄能器內壓力低于一定值時，泵油總成開啟，向蓄能器內供油加壓，當壓力達到一定值時，泵油總成停止工作。電子控制單元通過控制開關閥的開閉對主缸進行助力控制。該專利采用開關閥結構使得控制起來難度比較大，持續助力時蓄能器內部壓力的波動也會對助力效果和踏板感覺產生較大影響。
[0008]再例如中國專利號為201320439577.3的“一種輔助制動裝置”實用新型專利，該輔助制動裝置包括踏板模擬器、電子控制單元和主缸液壓調節單元，主缸液壓調節單元包括油箱、柱塞泵和開關閥等。制動時柱塞泵開啟，向主缸前腔加壓，進行助力；停止制動時，開啟前腔開關閥泄壓，在回位彈簧的作用下主缸活塞回位。該專利采用柱塞泵直接助力，增壓響應慢。在失效情況下，由于主缸前腔沒有直接與油杯相連，制動時補液會比較困難。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的問題，提供了一種無開關閥結構、增壓速度快、擁有失效備份和良好踏板感覺的新型液壓助力制動系統；特別是針對電動車，提供一種結構簡單且性能可靠的液壓助力制動系統。
[0010]為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的，結合【附圖說明】如下:
[0011]一種液壓助力制動系統，包括電子控制單元1、電機2、滾軸絲杠機構3、助力缸4、轉角傳感器5、油杯6、三腔制動主缸7、制動踏板8和推桿9 ；
[0012]所述電子控制單元I與電機2相連；
[0013]所述電機2與滾軸絲杠機構3相連；
[0014]所述滾軸絲杠機構3與助力缸4中的助力缸活塞43剛性連接；
[0015]所述助力缸4通過油路與三腔制動主缸7連接；
[0016]所述助力缸4通過油路與油杯6相連；
[0017]所述制動踏板8與所述推桿9剛性緊固連接；
[0018]所述推桿9插入到三腔制動主缸7中；
[0019]所述制動踏板8與所述轉角傳感器5相連；
[0020]所述轉角傳感器5與所述電子控制單元I相連。
[0021]技術方案中所述三腔制動主缸7包括主缸端蓋74、主缸缸體84、主缸第一活塞71和主缸第二活塞77 ；
[0022]所述主缸端蓋74與主缸缸體84固定連接，主缸端蓋74與主缸缸體84之間設有密封圈75 ；
[0023]所述主缸第一活塞71和主缸第二活塞77將三腔制動主缸7分隔成三腔制動主缸第一腔85、三腔制動主缸第二腔86和三腔制動主缸第三腔87三個腔室；
[0024]所述三腔制動主缸第一腔85上設有三腔制動主缸第一腔進油口 79 ；
[0025]所述三腔制動主缸第二腔86上設有第一進油口 76和第一出油口 80 ；
[0026]所述三腔制動主缸第三腔87上設有第二進油口 78和第二出油口 82。
[0027]技術方案中所述三腔制動主缸第一腔85內設有凸臺和帶孔的圓柱平板73 ;所述推桿9與帶孔的圓柱平板73固定連接，并插入到三腔制動主缸第一腔85內；在凸臺和帶孔的圓柱平板73之間設有感覺模擬彈簧72 ;
[0028]所述三腔制動主缸第二腔86內設有第一回位彈簧81 ;
[0029]所述三腔制動主缸第三腔87內設有第二回位彈簧83。
[0030]技術方案中所述助力缸4上設有補液口 41、回油口 42和助力缸出油口 44 ；
[0031]所述助力缸活塞43將助力缸4分隔成助力缸第一腔45和助力缸第二腔46 二個腔室；
[0032]所述助力缸出油口 44通過油路與三腔制動主缸7上的第一腔進油口 79連接；
[0033]所述補液口 41和回油口 42通過油路與油杯6直接相連。
[0034]技術方案中所述助力缸活塞43的初始位置在補液口 41和回油口 42之間，與回油口 42的距離小于Imm0
[0035]技術方案中所述第一進油口 76和第二進油口 78分別與油杯6相連，所述第一出油口 80和第二出油口 82分別通過管路I Al、管路II A2與輪缸相連。
[0036]技術方案中所述主缸第一活塞71與推桿9末端之間設有間距。
[0037]本發明所述的液壓助力制動系統的工作原理是:正常制動時，當駕駛員踩下制動踏板8，轉角傳感器5自動采集駕駛員的制動意圖，并傳輸給電子控制單元1，電子控制單元I根據駕駛員的制動意圖控制電機2轉動，通過滾軸絲杠機構3把旋轉運動轉換成向前運動，推動助力缸活塞43向前運動，補液口 41可以隨時向助力缸第一腔45補液，當助力缸活塞43剛開始向前移動時，回油口 42尚未封閉，但助力缸活塞43的初始位置與回油口 42的距離很短，很快回油口 42被活塞43封閉，封閉后在助力缸第二腔46與三腔制動主缸第一腔85之間形成密閉空間，可以建立油壓，當助力缸活塞43繼續移動時，使液壓助力缸4中制動液通過管路進入三腔制動主缸第一腔46，使其得到增壓，推動主缸第一活塞71和第二活塞77向前移動，從而實現助力制動。剛開始制動時，由于推桿9與主缸第一活塞71之間有一定間隙，人力僅僅提供線控信號，并未直接參與助力。繼續踩制動踏板8，使得推桿9克服了間隙與主缸第一活塞71接觸，此時人力也加入進來，推動主缸第一活塞71向前移動，與電機2共同為制動提供助力。相反，當駕駛員停止制動時，電子控制單元I可以根據駕駛員意圖控制電機2反轉，使得助力缸活塞43向后運動，使得助力缸第二腔46與三腔制動主缸第一腔85之間形成的封閉空間油壓減小，主缸第一活塞71和第二活塞77在回位彈簧作用下會逐漸回位，推桿9也會在感覺模擬彈簧72的作用下回到初始位置，當助力缸活塞43越過回油口時，封閉空間與油杯連接，油壓消失，當助力缸活塞43繼續回位時，回油口 42會自動向助力缸第二腔46補液，直至助力缸活塞43回到初始位置。
[0038]本發明所述的液壓助力制動系統進行踏板感覺模擬的原理是:參閱圖2，推桿9通過一個密封良好的孔插入到三腔制動主缸第一腔85中，推桿9與一個帶孔的圓柱平板73緊固連接，帶孔的圓柱平板73外圍有兩個開口，帶孔的圓柱平板73與主缸7中部的凸起間有一個感覺模擬彈簧72，來給駕駛員提供踏板感覺模擬。當駕駛員踩動踏板8時，推桿9向前移動，帶孔的圓柱平板73也會隨之向前移動，感覺模擬彈簧72同時被壓縮，產生一個反作用力，作用在在帶孔的圓柱平板73上，進而傳遞到制動踏板8上，使駕駛員能夠感受一個反饋力。由于這個作用力與踏板8的行程成線性關系，所以可以對駕駛員產生良好的踏板感覺，實現踏板感覺模擬功能。當駕駛員停止制動時，在感覺模擬彈簧72的作用下，制動踏板8也可以自動回位。
[0039]本發明提供的液壓助力制動系統的失效備份工作原理是:當助力機構發生故障時，駕駛員踩下制動踏板8也可以推動推桿9向前運動，克服推桿9與第一活塞71的間隙后，推動主缸第一活塞71向前移動，實現備份制動；與此同時，助力缸回液口 42與油杯6連接，助力缸第二腔46補液回液也十分容易。松下踏板8時，感覺模擬彈簧72也可以使踏板8回位。
[0040]與現有技術相比本發明的有益效果是:
[0041]本發明所述的液壓助力制動系統，直接采用電機絲杠結構，將電機的旋轉運動轉化為活塞的平動，控制方便靈活，而且取消了開關電磁閥，結構簡單，增壓響應快。
[0042]本發明所述的液壓助力制動系統，在失效情況下也能發揮人力作用，進行有效的人力制動，擁有良好的失效備份功能，保證了極端情況下的制動安全性。
[0043]本發明所述的液壓助力制動系統，采用壓縮彈簧來模擬踏板感覺，能給駕駛員提供良好的踏板感覺。
[0044]本發明所述的液壓助力制動系統，踏板與主缸直接相連，與傳統機構相比改