一种电子机械液压制动器及电子液压线控制动系统论文和设计-李静

全文摘要

本实用新型公开了一种电子机械液压制动器及电子液压线控制动系统，所述制动器在原有电子机械制动器的行星轮系组件和滚珠丝杠副组件基础上增设制动轮缸组件，动力经电机输出后依次通过行星轮系组件和滚珠丝杠副组件传递至制动轮缸缸体，带动制动轮缸缸体前后运动，实现制动增压或制动解除，此外，所述制动轮缸缸体的液压腔还通过常开电磁阀与外部液压制动系统相连，当制动器电机断电失效时，通过打开常开电磁阀，使液压腔与制动系统的制动主缸相连通，使液压油输入液压腔带动制动轮缸缸体运动，实现断电失效下的增压制动。本实用新型采用电机驱动制动和制动轮缸液压制动两种制动形式，在实现线控制动的同时，亦可实现制动系统失效制动。

主设计要求

1.一种电子机械液压制动器，由箱体组件、电机、行星轮系组件、滚珠丝杠副组件、摩擦衬片和制动盘组成，所述行星轮系组件中，太阳轮轴与电机的输出轴同轴连接，齿圈与箱体组件固定连接，行星架与滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆同轴连接，其特征在于：还包括制动轮缸组件；所述制动轮缸组件由制动轮缸缸体(21)和活塞(18)组成，所述制动轮缸缸体(21)开口朝向滚珠丝杠副组件，制动轮缸缸体(21)的缸体外沿与滚珠丝杠副组件中的滚珠丝杠螺母(13)固定连接，所述活塞(18)在制动轮缸缸体(21)内与制动轮缸缸体(21)底部形成液压腔(51)，所述液压腔(51)通过制动轮缸缸体(21)上开设的制动液进出液口(52)与外部液压系统管路连接；所述制动轮缸缸体(21)的外部端面与制动轮缸缸体(21)前端的箱体组件上对应安装有摩擦衬片，所述制动盘安装在两摩擦衬片之间，通过制动轮缸缸体(21)前后直线运动，控制摩擦衬片与制动盘之间压紧或放松，实现制动器制动力的增大或减小。

设计方案

1.一种电子机械液压制动器，由箱体组件、电机、行星轮系组件、滚珠丝杠副组件、摩擦衬片和制动盘组成，所述行星轮系组件中，太阳轮轴与电机的输出轴同轴连接，齿圈与箱体组件固定连接，行星架与滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆同轴连接，其特征在于：

还包括制动轮缸组件；

所述制动轮缸组件由制动轮缸缸体(21)和活塞(18)组成，所述制动轮缸缸体(21)开口朝向滚珠丝杠副组件，制动轮缸缸体(21)的缸体外沿与滚珠丝杠副组件中的滚珠丝杠螺母(13)固定连接，所述活塞(18)在制动轮缸缸体(21)内与制动轮缸缸体(21)底部形成液压腔(51)，所述液压腔(51)通过制动轮缸缸体(21)上开设的制动液进出液口(52)与外部液压系统管路连接；

所述制动轮缸缸体(21)的外部端面与制动轮缸缸体(21)前端的箱体组件上对应安装有摩擦衬片，所述制动盘安装在两摩擦衬片之间，通过制动轮缸缸体(21)前后直线运动，控制摩擦衬片与制动盘之间压紧或放松，实现制动器制动力的增大或减小。

2.如权利要求1所述一种电子机械液压制动器，其特征在于：

所述行星轮系组件由齿圈(32)、行星轮(33)、太阳轮轴(8)以及行星架组成；

所述太阳轮轴(8)一端与电机(1)的输出轴同轴相连，另一端通过轴承同轴旋转安装在行星架内；

所述行星轮(33)有三个，分别安装在行星架端部的行星轮轴上，行星轮(33)的外侧与齿圈(32)相啮合，行星轮(33)的内侧与太阳轮轴(8)相啮合；

所述行星架的轴端外侧通过轴承旋转安装在箱体组件内侧，所述滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆一端通过键同轴连接在行星架的轴端内侧。

3.如权利要求1所述一种电子机械液压制动器，其特征在于：

所述滚珠丝杠副组件由滚珠丝杠螺杆(15)和滚珠丝杠螺母(13)配合连接组成；

所述滚珠丝杠螺母(13)通过滚珠(14)与滚珠丝杠螺杆(15)配合形成滚珠丝杠传动副，滚珠丝杠螺母(13)的外圆周均匀设有凸起，所述凸起与箱体组件内壁设置的轴向滑槽相匹配，在滚珠丝杠螺杆(15)的带动下滚珠丝杠螺母(13)在箱体组件内沿着轴向滑槽前后运动。

4.如权利要求3所述一种电子机械液压制动器，其特征在于：

在所述滚珠丝杠螺母(13)的侧壁上开有润滑油注油口(27)。

5.一种电子液压线控制动系统，由制动主缸组件、踏板感觉模拟组件、储油杯、电子控制单元ECU、制动控制阀组件以及制动器组成，其特征在于：

所述制动控制阀组件由五个常开电磁阀和第二常闭电磁阀(45)组成，其中，第一常开电磁阀(44)的一侧与制动主缸壳体(36)相连，第一常开电磁阀(44)的另一侧分别与第二常开电磁阀(46)、第三常开电磁阀(47)、第四常开电磁阀(48)和第五常开电磁阀(49)的一侧相连，所述第二常闭电磁阀(45)的一侧与储油杯(42)相连，第二常闭电磁阀(45)的另一侧分别与第二常开电磁阀(46)、第三常开电磁阀(47)、第四常开电磁阀(48)和第五常开电磁阀(49)的一侧相连；

所述第一常开电磁阀(44)的另一侧还与第二常闭电磁阀(45)的另一侧管路连接，制动主缸内多余的制动液可依次通过第一常开电磁阀(44)和第二常闭电磁阀(45)流回储油杯(42)；

所述制动器有四个，分别为权利要求1所述电子机械液压制动器；

所述第二常开电磁阀(46)、第三常开电磁阀(47)、第四常开电磁阀(48)和第五常开电磁阀(49)的另一侧分别与对应的电子机械液压制动器的制动液进出液口(52)管路连接；

所述制动控制阀组件中各电磁阀以及电子机械液压制动器的电机(1)均分别与电子控制单元ECU(43)电信号连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于汽车线控制动技术领域，具体涉及一种电子机械液压制动器及电子液压线控制动系统。

背景技术

随着当前节能与新能源汽车技术的发展，人们对车辆的集成化和电气化提出了更高的要求。目前，大部分燃油车辆和部分新能源车辆仍采用传统的制动系统。而传统制动系统采用真空助力器、泵电机、蓄能器泵等，同时在液压管路布置时具有一定的复杂性，故针对节能与新能源车辆，采用集成化和电气化程度更高同时具有较好安全性的线控制动系统是其发展趋势。

目前，线控液压制动系统和线控电子机械制动系统不仅具有较好的集成度，且二者的电气化程度也更高。但是，线控液压制动系统在布置上仍需要较多的液压管路，例如申请号为 201710432366X的专利中所公开的“双转子电机线控液压制动系统”，该制动系统工作完全由液压产生制动力，各个零部件之间采用液压管路连接，其制动系统布置上具有一定的复杂性，但其在车辆制动系统断电失效时仍可通过制动踏板实现一定的制动力；而线控电子机械制动系统虽不需要布置液压管路，在布置上较为简便，但当制动系统出现断电失效时，无法保证车辆具有一定的制动能力。例如申请号为201810596443X的中国专利中所公开的“一种电子机械式制动器”，当该制动器在车辆的制动控制系统中进行应用时，如果车辆制动系统出现断电失效，采用该电子机械式制动器的车轮无法保持一定的制动力，这将影响车辆的安全性。在申请号为2017104142310的专利中所公开的“滚珠丝杠型电子机械制动器”，该制动器同样无法保证车辆制动系统出现断电失效时采用该制动器的车轮仍能保持一定的制动力。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型公开了一种电子机械液压制动器及车辆制动控制系统，本实用新型在实现制动系统线控的同时，采用简单的液压管路布置，能够实现车辆制动系统在断电失效情况下的制动控制。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种电子机械液压制动器，由箱体组件、电机、行星轮系组件、滚珠丝杠副组件、摩擦衬片和制动盘组成，所述行星轮系组件中，太阳轮轴与电机的输出轴同轴连接，齿圈与箱体组件固定连接，行星架与滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆同轴连接，还包括制动轮缸组件；

所述制动轮缸组件由制动轮缸缸体21和活塞18组成，所述制动轮缸缸体21开口朝向滚珠丝杠副组件，制动轮缸缸体21的缸体外沿与滚珠丝杠副组件中的滚珠丝杠螺母13固定连接，所述活塞18在制动轮缸缸体21内与制动轮缸缸体21底部形成液压腔51，所述液压腔51通过制动轮缸缸体21上开设的制动液进出液口52与外部液压系统管路连接；

所述制动轮缸缸体21的外部端面与制动轮缸缸体21前端的箱体组件上对应安装有摩擦衬片，所述制动盘安装在两摩擦衬片之间，通过制动轮缸缸体21前后直线运动，控制摩擦衬片与制动盘之间压紧或放松，实现制动器制动力的增大或减小。

进一步地所述行星轮系组件由齿圈32、行星轮33、太阳轮轴8以及行星架组成；

所述太阳轮轴8一端与电机1的输出轴同轴相连，另一端通过轴承同轴旋转安装在行星架内；

所述行星轮33有三个，分别安装在行星架端部的行星轮轴上，行星轮33的外侧与齿圈 32相啮合，行星轮33的内侧与太阳轮轴8相啮合；

所述行星架的轴端外侧通过轴承旋转安装在箱体组件内侧，所述滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆一端通过键同轴连接在行星架的轴端内侧。

进一步地所述滚珠丝杠副组件由滚珠丝杠螺杆15和滚珠丝杠螺母13配合连接组成；

所述滚珠丝杠螺母13通过滚珠14与滚珠丝杠螺杆15配合形成滚珠丝杠传动副，滚珠丝杠螺母13的外圆周均匀设有凸起，所述凸起与箱体组件内壁设置的轴向滑槽相匹配，在滚珠丝杠螺杆15的带动下滚珠丝杠螺母13在箱体组件内沿着轴向滑槽前后运动。

更进一步地在所述滚珠丝杠螺母13的侧壁上开有润滑油注油口27。

一种电子液压线控制动系统，由制动主缸组件、踏板感觉模拟组件、储油杯、电子控制单元ECU、制动控制阀组件以及制动器组成，所述制动控制阀组件由五个常开电磁阀和第二常闭电磁阀45组成，其中，第一常开电磁阀44的一侧与制动主缸壳体36相连，第一常开电磁阀44的另一侧分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的一侧相连，所述第二常闭电磁阀45的一侧与储油杯42相连，第二常闭电磁阀45的另一侧分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48 和第五常开电磁阀49的一侧相连；

所述第一常开电磁阀44的另一侧还与第二常闭电磁阀45的另一侧管路连接，制动主缸内多余的制动液可依次通过第一常开电磁阀44和第二常闭电磁阀45流回储油杯42；

所述制动器有四个，分别为所述电子机械液压制动器；

所述第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀 49的另一侧分别与对应的电子机械液压制动器的制动液进出液口52管路连接；

所述制动控制阀组件中各电磁阀以及电子机械液压制动器的电机1均分别与电子控制单元ECU43电信号连接。

结合说明书附图，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所述的电子机械液压制动器采用电机驱动制动和制动轮缸液压制动两种制动形式，在实现线控制动的同时，亦可实现车辆制动系统失效时的失效制动。

2.本实用新型所述的电子机械液压制动器采用行星齿轮和滚珠丝杠副的传动形式，实现了电机输出的降转速增扭矩和运动形式变化，结构紧凑，易于操作。

3.本实用新型所述的电子机械液压制动器采用滚珠丝杠螺母与制动轮缸缸体相连接的形式，实现了电机驱动制动。

4.本实用新型所述的电子机械液压制动器设置制动轮缸液压腔，实现了制动器电机故障或制动系统断电故障下的失效制动，保证了车辆行驶的安全性。

5.本实用新型所述的车辆制动控制系统采用所述电子机械液压制动器，相较于传统线控液压制动系统，具有液压管路布置简单，电气化程度高等优点，同时该系统亦可实现主动建压、精确控压及踏板力和制动力的全解耦。

附图说明

图1为本实用新型所述电子机械液压制动器的内部结构示意图；

图2为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星轮系的结构示意图；

图3a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，齿圈全剖视图；

图3b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，齿圈左视图；

图3c为图3a中AA剖视图；

图4a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星轮全剖视图；

图4b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星轮左视图；

图5a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星架一全剖视图；

图5b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星架一左视图；

图6a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，行星架二全剖视图；

图6b为图6a中BB剖视图；

图7a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，滚珠丝杠螺杆主视图；

图7b为图7a中CC剖视图；

图8a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，滚珠丝杠螺母局部剖视图；

图8b为图8a中DD剖视图；

图9为本实用新型所述电子机械液压制动器中，活塞全剖视图；

图10a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，制动轮缸缸体全剖视图；

图10b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，制动轮缸缸体左视图；

图11a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体一全剖视图；

图11b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体一左视图；

图12a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体二全剖视图；

图12b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体二左视图；

图12c为图12a中EE剖视图；

图13a为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体三全剖视图；

图13b为本实用新型所述电子机械液压制动器中，箱体三左视图；

图14为本实用新型所述车辆制动控制系统的结构示意图；

图中：

1电机，2箱体一，3行星架一，4螺钉一，

5轴瓦，6行星架二，7深沟球轴承，8太阳轮轴，

9箱体二，10平键，11圆锥滚子轴承，12衬套，

13滚珠丝杠螺母，14滚珠，15滚珠丝杠螺杆，16箱体三，

17密封圈，18活塞，19摩擦衬片，20制动盘，

21制动轮缸缸体，22矩形密封圈，23螺钉二，24螺栓，

25垫片，26螺母，27润滑油注油口，28螺钉三，

29套筒，30螺钉四，31螺钉五，32齿圈，

33行星轮，34制动踏板，35踏板推杆，36制动主缸壳体，

37踏板感觉模拟器，38主缸活塞，39第一常闭电磁阀，40制动主缸回位弹簧，

41单向阀，42储油杯，43电子控制单元，44第一常开电磁阀，

45第二常闭电磁阀，46第二常开电磁阀，47第三常开电磁阀，48第四常开电磁阀，

49第五常开电磁阀，50踏板位置传感器，51液压腔，52制动液进出液口。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

如图1所示，本实用新型公开了一种电子机械液压制动器，由电机、行星轮系组件、滚珠丝杠副组件、制动轮缸组件、箱体组件、摩擦衬片和制动盘组成；所述电机、行星轮系组件、滚珠丝杠副组件、制动轮缸组件由后至前依次设置，所述电机1的输出轴与行星轮系组件的太阳轮轴8同轴相连，行星轮系组件的行星架与滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆15同轴连接，所述制动轮缸组件的制动轮缸缸体21与滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺母13固定连接，滚珠丝杠副组件的滚珠丝杠螺杆15尾端与制动轮缸组件的活塞18相接触，所述电机1安装在箱体组件外侧，行星轮系组件、滚珠丝杠副组件和制动轮缸组件均安装在箱体组件内，所述电机1驱动行星轮系组件传动，并进一步将运动传递至滚珠丝杠副组件，并最后通过滚珠丝杠副组件带动制动轮缸组件实现制动器的制动或解除制动。

所述箱体组件由箱体一2、箱体二9和箱体三16由后至前依次连接组成。如图11a和图11b所示，所述箱体一2为圆板状，箱体一2的端面圆周外侧均匀开有六个阶梯孔，箱体一2的端面圆周内侧均匀开有四个连接孔，箱体一2的圆心开有中心孔；如图12a、图12b 和12c所示，所述箱体二9的前后端面各设有一圈外沿，在箱体二9的两端外沿上分别沿圆周方向均匀开有六个阶梯孔，所述箱体二9的内侧为阶梯轴孔，在箱体二9的前端轴孔的内圆周表面均匀开有四个轴向滑槽；如图13a和图13b所示，所述箱体三16的后端设有一圈外沿，在箱体三16的后端外沿上沿圆周方向均匀开有六个阶梯孔，所述箱体三16后端面的阶梯孔与箱体二9前端面的阶梯孔相对应，箱体三16通过六组由螺栓24、垫片25和螺母 26组成的连接件与箱体二9固定连接，箱体三16的中段开有中心孔，在箱体三16中段的内圆周面上开有一圈密封槽，箱体三16的前端后侧面上开有螺纹盲孔，用于通过螺钉将摩擦衬片19安装在箱体三16上。

所述电机1沿轴向安装在箱体一2的后端，电机1的壳体端面上沿圆周方向均匀开有四个螺纹孔，电机1壳体端面上的螺纹孔与箱体一2端面上的连接通孔相对应，电机1的壳体通过四个螺钉五31固定安装在箱体一2上，所述电机1的输出轴轴线与箱体一2中心孔轴线共线。

所述行星轮系组件由齿圈32、行星轮33、太阳轮轴8以及行星架组成；如图3a、3b和3c所示，所述齿圈32主体为套筒状，在齿圈32的内圆周表面设有一圈直齿，所述齿圈32 的前后端面各设有一圈内沿，在齿圈32的两端内沿上分别沿圆周方向均匀开有六个螺纹孔，所述齿圈32后端面上的螺纹孔与箱体一2端面上的阶梯孔相对应，齿圈32通过六个螺钉四30与箱体一2固定连接，所述齿圈32前端面上的螺纹孔与箱体二9后端面上的阶梯孔相对应，齿圈32通过六个螺钉三28与箱体二9固定连接；所述行星架由行星架一3和行星架二 6组合而成，如图5a和图5b所示，所述行星架一3为圆板状，在行星架一3的端面上沿圆周方向均匀开有三个阶梯孔，行星架一3的圆心开有中心孔，如图6a和图6b所示，所述行星架二6的内侧为阶梯轴孔，行星架二6前端的轴孔内圆周表面上开有一个键槽，行星架二 6后端的行星架支撑板上沿圆周方向均匀设有三个行星轮轴，在行星轮轴的后端面中心开有螺纹孔，所述行星架二6后端行星轮轴上的螺纹孔与所述行星架一3端面上的阶梯孔相对应，行星架二6前端设有一段行星架轴，所述行星架轴通过一对圆锥滚子轴承11与箱体二9的后端轴孔配合安装，圆锥滚子轴承11的轴承外圈与箱体二9的后端轴孔采用过盈配合，圆锥滚子轴承11的轴承内圈与行星架二6的行星架轴采用过盈配合；如图2、图4a和图4b 所示，所述行星轮33有三个，三个行星轮33分别通过轴瓦5旋转套装在行星架二6的三个行星轮轴上，且三个行星轮33的外侧分别与齿圈32内圆周表面的直齿啮合连接，行星轮 33套装在行星轮轴上后，行星架一3通过三个螺钉一4固定在行星架二6的行星轮轴端面上，实现对行星轮33的轴向限位；所述太阳轮轴8的一端分别穿过行星架一3和箱体一2 的中心孔与电机1的输出轴同轴相连，太阳轮轴8的另一端通过与深沟球轴承7的过渡配合实现与行星架二6后端的轴孔配合安装，太阳轮轴8的中段外圆周表面设有一圈轮齿并与三个行星轮33的内侧啮合连接，所述深沟球轴承7的轴承内圈后端面与太阳轮轴8中段轴肩的前端面之间套装有一个套筒29，以保证太阳轮轴8与深沟球轴承7之间的同轴度。

所述滚珠丝杠副组件由滚珠丝杠螺杆15和滚珠丝杠螺母13配合连接组成；如图7a和图7b所示，所述滚珠丝杠螺杆15的前段为螺纹轴段，滚珠丝杠螺杆15的后段为开有键槽的光轴段，所述滚珠丝杠螺杆15的光轴段通过平键10与行星架二6前端的轴孔同轴连接，滚珠丝杠螺杆15的光轴与平键10之间为过盈配合，行星架二6前端的轴孔与平键10之间为间隙配合，滚珠丝杠螺杆15的螺纹轴段与滚珠丝杠螺母13之间通过安装滚珠14配合连接形成滚珠丝杠传动副，且滚珠丝杠螺杆15的尾端伸入制动轮缸组件的制动轮缸缸体21内与活塞18的后端面相对；如图8a和图8b所示，所述滚珠丝杠螺母13的后端设有圆形滑板，滚珠丝杠螺母13的圆形滑板后端面与圆锥滚子轴承11的轴承内圈前端面之间安装有一个衬套12，以防止滚珠丝杠螺母13对圆锥滚子轴承11产生运动干涉，圆形滑板的外圆周面上均匀设有四个矩形凸起，所述矩形凸起与箱体二9前端轴孔内圆周表面的轴向滑槽相匹配，使矩形凸起在轴向滑槽内沿轴向前后滑动，且使滚珠丝杠螺母13沿圆周方向无转动，滚珠丝杠螺母13的内圆周面上开有与滚珠丝杠螺杆15螺纹段相匹配的内螺纹，滚珠丝杠螺母 13的前端设有一圈外沿，在滚珠丝杠螺母13前端外沿上沿圆周方向均匀开有六个通孔，此外，在滚珠丝杠螺母13后端圆形滑板的侧壁上开有润滑油注油口27，通过润滑油注油口27 向滚珠丝杠螺母13与滚珠丝杠螺杆15之间加注润滑油。

所述制动轮缸组件由制动轮缸缸体21和活塞18组成；如图10a和图10b所示，所述制动轮缸缸体21的开口端的圆周端面上均匀开有六个螺纹孔，制动轮缸缸体21开口端的螺纹孔与滚珠丝杠螺母13前端面上的通孔相对应，制动轮缸缸体21通过螺钉二23与滚珠丝杠螺母13固定连接；所述活塞18配合安装在制动轮缸缸体21内，如图9所示，所述活塞18 的圆周侧壁上开有一圈端面为矩形的密封槽，在活塞18的密封槽与制动轮缸缸体21侧壁之间安装有矩形密封圈，所述活塞18的前端面与制动轮缸缸体21之间形成液压腔51，在液压腔51对应的制动轮缸缸体21侧壁上开有制动液进出液口52，所述制动轮缸缸体21的外圆周侧壁与箱体三16中段的密封槽之间安装有密封圈17，所述制动轮缸缸体21的前端外侧面上开有螺纹盲孔，摩擦衬片19通过螺钉安装连接在制动轮缸缸体21前端面上，在箱体三16的前端后侧面上亦安装有摩擦衬片19，两个所述摩擦衬片19之间设有制动盘20。

本实用新型所述电子机械液压制动器的制动过程包括通电有效状态下的制动和断电失效状态下的制动。

一、通电有效状态下的制动的具体过程如下：

在通电有效状态下，所述电机1通电运行，电机1的输出轴驱动行星轮系组件运转，所述行星轮系组件中，太阳轮轴8在电机1的输出轴的驱动下同步旋转，太阳轮轴8中段上的轮齿带动与其啮合的三个行星轮33运转，进而带动行星架二6旋转并向外输出动力，所述行星轮系组件对电机1的输出转速和输出转矩进行调节，通过行星轮系组件将从电机1输出的高转速且低转矩动力转化为低转速且高转矩动力；

所述行星轮系组件动力输出端的行星架二6旋转并进一步带动至滚珠丝杠副组件运转，所述滚珠丝杠副组件中，滚珠丝杠螺杆15在行星架二6的带动下同步旋转，与滚珠丝杠螺杆15的螺纹段配合连接的滚珠丝杠螺母13由于无法沿轴向旋转，故在滚珠丝杠螺杆15的带动下，滚珠丝杠螺母13沿轴向直线运动；

所述滚珠丝杠副组件动力输出端的滚珠丝杠螺母13沿轴向直线运动带动制动轮缸组件运动，所述制动轮缸组件中，制动轮缸缸体21在滚珠丝杠螺母13的带动下沿轴向同步直线运动；

通过控制电机1的输出轴正转或反转控制行星轮系组件输出端的行星架二6正转或反转，进而控制滚珠丝杠副组件输出端的滚珠丝杠螺母13沿轴向向前或向后移动，最终控制制动轮缸组件中的制动轮缸缸体21沿轴向向前或向后移动，对安装在制动轮缸缸体21与箱体三16之间的摩擦衬片19与制动盘20压紧实现制动器增压，或释放实现制动器减压。

在上述通电有效状态下的制动控制过程中，所述制动轮缸缸体21的液压腔51内充满制动液，且制动液进出液口52通过所在的制动系统的常开电磁阀通电断开来控制实现与外界相阻隔，使液压腔51与外界之间无制动液流动。

二、断电失效状态下的制动具体过程如下：

在断电失效状态下，所述电机1无法运行，本实用新型所述电子机械液压制动器所在的制动系统中与制动轮缸缸体21的液压腔51相连的常开电磁阀断电打开，制动液经制动液进出液口52流入液压腔51，在制动液的压力作用下活塞18向后运动并克服与滚珠丝杠螺杆 15端面之间的间隙，制动液继续注入液压腔51，制动轮缸缸体21在制动液压力作用下向前运动，对安装在制动轮缸缸体21与箱体三16之间的摩擦衬片19与制动盘20压紧进行制动器增压，实现制动器失效制动；

所述制动轮缸缸体21向前运动的同时带动滚珠丝杠螺母13向前运动，并带动滚珠丝杠螺杆15旋转运动，滚珠丝杠螺杆15进一步带动行星轮系组件运动无干涉。

如图14所示，本实用新型公开了一种电子液压线控制动系统，所述制动系统由制动主缸组件、踏板感觉模拟组件、储油杯、电子控制单元ECU、制动控制阀组件以及制动器组成。

所述制动主缸组件由制动踏板34、踏板推杆35、制动主缸壳体36、主缸活塞38、制动主缸回位弹簧40和踏板位置传感器50组成。所述制动踏板34与踏板推杆35连接，踏板位置传感器50安装在踏板推杆35上，所述主缸活塞38位于制动主缸壳体36内部，踏板推杆 35与主缸活塞38后端面连接，所述制动主缸回位弹簧40两端分别安装在主缸活塞38前端面与制动主缸壳体36前端面上，所述制动主缸壳体36上开有三个油口，分别为与踏板感觉模拟组件管道连接的第一油口、与制动力控制阀组件相连的第二油口以及与储油杯42相连的第三油口；

所述踏板感觉模拟组件由踏板感觉模拟器37和第一常闭电磁阀39组成，其中，所述踏板感觉模拟器37通过第一常闭电磁阀39与制动主缸壳体36的第一油口相连；

所述储油杯42通过一个单向阀41与制动主缸壳体36的第三油口相连，且所述单向阀41为储油杯42向制动主缸壳体36单向导通设置，当制动主缸内的液油不足时，储油杯42通过单向阀41向制动主缸补液；

所述制动控制阀组件由五个常开电磁阀和第二常闭电磁阀45组成，其中，第一常开电磁阀44的一侧与制动主缸壳体36的第二油口相连，第一常开电磁阀44的另一侧分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的一侧相连，所述第二常闭电磁阀45的一侧与储油杯42相连，第二常闭电磁阀45的另一侧分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的一侧相连；

此外，所述第一常开电磁阀44的另一侧还与第二常闭电磁阀45的另一侧管路连接，当制动主缸内制动液过多时，制动主缸内多余的制动液可依次通过第一常开电磁阀44和第二常闭电磁阀45流回储油杯42；

所述制动器有四个，四个制动器均为本实用新型前述的电子机械液压制动器，所述第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49分别对应连接一个电子机械液压制动器，所述第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的另一侧分别与对应的电子机械液压制动器的制动液进出液口 52管路连接；

通过所述第一常开电磁阀44分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的配合控制能够实现制动主缸分别与四个电子机械液压制动器的液压腔51相联通，保证所述制动系统断电故障或电机故障时，制动主缸内的制动液能够进入个电子机械液压制动器的液压腔51进行液压制动；通过所述第二常闭电磁阀45分别与第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49的配合控制能够实现四个电子机械液压制动器的液压腔51与储油杯42相联通，保证电子机械液压制动器的液压腔51内制动液始终保持合理容量。

所述踏板位置传感器50、第一常闭电磁阀39、第二常闭电磁阀45、第一常开电磁阀44、第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48、第五常开电磁阀49以及电子机械液压制动器的电机1均分别与电子控制单元ECU43电信号连接。

所述电子液压线控制动系统的制动控制过程包括通电有效状态下的制动控制过程和断电失效状态小的制动控制过程。

一、所述通电有效状态下的制动控制过程具体如下：

1、常规制动过程；

增压过程：

如图14所示，驾驶员在踩踏制动踏板34时，电子控制单元ECU43控制第一常闭电磁阀 39通电开启，踏板感觉模拟器37模拟制动踏板感觉，电子控制单元ECU43控制第二常闭电磁阀45断电关闭，第一常开电磁阀44、第二常开电磁阀46、第三常开电磁阀47、第四常开电磁阀48和第五常开电磁阀49均通电关闭；电子控制单元ECU43根据踏板位置传感器 50检测到的踏板位置变化信号，判断驾驶员制动意图，同时电子控制单元ECU43向外输出控制信号，控制所述电子机械液压制动器的电机1通电正转，所述电子机械液压制动器根据前述的通电有效状态下的制动控制过程工作，使制动系统的每个电子机械液压制动器均进行增压制动，由此实现车辆的制动；在上述增压过程中，踏板力与制动器产生的制动力全解耦。

保压过程：

当所述电子机械液压制动器的完成制动增压后，电子控制单元ECU43控制各个电子机械液压制动器的电机1维持电流不变，使电机1维持固定的输出转矩，由此实现电子液压线控制动系统的压力保持。

减压过程：

当所述电子液压线控制动系统需要减小制动力时，电子控制单元ECU43控制电子机械液压制动器的电机1反转，所述电子机械液压制动器根据前述的通电有效状态下的制动控制过程工作，使制动系统的每个电子机械液压制动器均进行制动减压，由此实现电子液压线控制动系统减压。

2、ABS制动过程；

增压过程：

ABS制动过程中，所述电子液压线控制动系统的增压制动过程与上述常规制动时增压制动过程一致。

保压过程：

ABS制动过程中，所述电子液压线控制动系统的保压过程与上述常规制动时保压制动过程一致。

减压过程：

当电子控制单元ECU43检测到车辆的某个车轮发生抱死时，电子控制单元ECU43控制该抱死车轮对应的电子机械液压制动器的电机1反转，实现对该车轮对应的电子机械液压制动器进行减压；如果多个车轮需同时进行制动减压时，则控制过程与单个车轮减压控制过程一致，均可通过电子控制单元ECU43的控制来实现。

3、TCS和ESP制动控制过程与ABS制动过程基本一致，在此不再赘述。

4、失效制动

制动器电机失效：

当所述电子液压线控制动系统中的一个或多个电机出现故障，致使电子机械液压制动器无法进行制动增压或者减压时，电子控制单元ECU43控制第一常闭电磁阀39和第二常闭电磁阀45断电关闭，电子控制单元ECU43控制电机出现故障的电子机械液压制动器的制动液进出液口52对应连接的常开电磁阀断电开启，驾驶员踩踏制动踏板34，制动主缸内液体进入故障制动器的制动轮缸液压腔51内，所述电子机械液压制动器根据前述的断电失效状态下的制动控制过程工作，使电机出现故障的电子机械液压制动器进行增压制动，由此实现电子机械液压制动器在电机故障的情况下失效制动；

制动系统断电失效：

当整个电子液压线控制动系统断电失效时，系统内所有常开电磁阀均处于断电开启的状态，系统内所有常闭电磁阀均处于断电开启的状态，此时四个车轮对应的电子机械液压制动器的电机均无法进行工作，在此情况下，驾驶员踩踏制动踏板34，制动主缸内的制动液分别通过常开电磁阀进入对应的电子机械液压制动器的液压腔51内，各个电子机械液压制动器根据前述的断电失效状态下的制动控制过程工作，使各个电子机械液压制动器进行增压制动，实现整个电子液压线控制动系统断电失效情况下的失效制动。

设计图

一种电子机械液压制动器及电子液压线控制动系统论文和设计

一种电子机械液压制动器及电子液压线控制动系统论文和设计-李静

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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