本發(fā)明涉及汽車解耦制動裝置，尤其涉及一種失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)及控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的真空助力制動和電動助力制動系統(tǒng)將踏板力和動力源的助力作為輸入力共同推動制動主缸，并沒有實(shí)現(xiàn)制動的解耦。這種助力系統(tǒng)將踏板力耦合到制動主缸中，大大增加了機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。并且這種系統(tǒng)對助力的控制策略也更加嚴(yán)格。當(dāng)駕駛員誤踩制動踏板時，踏板力也會傳遞到主缸中，出現(xiàn)明顯的制動效果，而駕駛員此時并沒有制動意圖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的、制動效果好的失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)及控制方法；其具有安全可靠、噪音小、制動效果穩(wěn)定以及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)，包括液壓罐9、主缸5、液壓調(diào)節(jié)裝置8和輪缸7；所述液壓罐9的兩出口分別管路連通主缸5的兩供油孔56、57，所述主缸5的兩排液孔64、65分別通過液壓調(diào)節(jié)裝置8連通輪缸7；所述失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)，還包括制動踏板1、制動推桿2、傳動機(jī)構(gòu)3和外置動力源4；

所述外置動力源4用于給傳動機(jī)構(gòu)3提供轉(zhuǎn)動力矩，所述制動踏板1活動連接制動推桿2；

所述傳動機(jī)構(gòu)3包括渦輪38和與其同軸安裝的齒輪39、齒條36和套裝在齒條36外部的解耦套筒31；所述齒條36的上齒嚙合齒輪39；所述齒條36的左端安裝有齒條位移傳感器361，用來測得齒條36與解耦套筒31內(nèi)壁之間的距離，以使外置動力源4正常工作時制動推桿2和傳動機(jī)構(gòu)3之間不會發(fā)生接觸，從而實(shí)現(xiàn)制動解耦；

所述解耦套筒31的左端連接制動推桿2；所述解耦套筒31的右端開口，主缸5的主缸推桿37穿過該開口連接齒條36；

所述制動踏板1還包括一個制動時，用于模擬踩踏感的復(fù)位彈簧22；

所述制動踏板1的一側(cè)設(shè)有用來判斷總制動力需求的踏板位移傳感器11。

所述外置動力源4包括控制器42、電機(jī)43以及電機(jī)43動力輸出的蝸桿41；所述蝸桿41嚙合渦輪38，當(dāng)蝸桿41轉(zhuǎn)動時，將動力輸出給渦輪38，使渦輪38轉(zhuǎn)動；控制器42控制電機(jī)43的運(yùn)行，所述踏板位移傳感器11和齒條位移傳感器361分別電訊連接控制器42；控制器42根據(jù)踏板位移傳感器11的位移量，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)43轉(zhuǎn)動，并通過蝸桿41將扭矩輸出給渦輪38，使渦輪38轉(zhuǎn)動。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是套設(shè)在主缸推桿37上，其一端與解耦套筒31外壁相抵，另一端與傳動機(jī)構(gòu)3相抵用，復(fù)位彈簧22用于模擬制動時的踩踏感；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是套設(shè)在制動推桿2上，其一端與設(shè)置在制動推桿2中部的擋板23連接，另一端與制動推桿2右側(cè)限位板相抵；擋板23與制動推桿2不接觸或滑動接觸；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是一端與解耦套筒31的內(nèi)壁相抵，另一端伸出解耦套筒31的右端開口，并與主缸5的主缸外殼51相抵；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

所述渦輪38和與其同軸安裝的齒輪39共同轉(zhuǎn)動，有相同的轉(zhuǎn)角。

所述主缸5還包括設(shè)置在主缸外殼51內(nèi)的第一供液腔52、第一制動腔54、第一活塞60、第二供液腔53、第二制動腔55、第二活塞61。

所述制動推桿2的左端套設(shè)有用于為其提供導(dǎo)向作用的導(dǎo)向套21。

本發(fā)明失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)的解耦方法如下：

當(dāng)外置動力源4正常工作時的步驟：

踩下制動踏板1，制動推桿2推動解耦套筒31前進(jìn)，解耦套筒31和主缸外殼51之間的復(fù)位彈簧22對解耦套筒31產(chǎn)生反作用力，用來模擬制動時的踩踏感；控制器42根據(jù)踏板位移傳感器11得出外置動力源4應(yīng)產(chǎn)生的功率要求并驅(qū)動蝸桿41，經(jīng)過渦輪38、齒輪39減速增矩后，將動力傳遞給齒條36，將扭矩轉(zhuǎn)化為齒條36軸向運(yùn)動力，并推動主缸推桿37；

主缸推桿37推動第一活塞60和第二活塞61，進(jìn)而壓縮第一供液腔52和第二供液腔53從而建立主缸壓力；

液壓罐9內(nèi)的高壓油通過兩排液孔64、65經(jīng)過液壓調(diào)節(jié)裝置8流入輪缸7進(jìn)行制動；

由于解耦套筒31和齒條36之間具有間隙，外置動力源4帶動齒條36一起移動，導(dǎo)致制動踏板1的力不會傳遞到齒條36上，從而實(shí)現(xiàn)制動踏板1和主缸5之間的完全解耦。

當(dāng)外置動力源4因故障失效時的步驟：

當(dāng)外置動力源4因故障失效而無法產(chǎn)生扭矩驅(qū)動蝸桿41、渦輪38、齒輪39和齒條36時；駕駛員繼續(xù)踩下制動踏板1，制動推桿2推動解耦套筒31前進(jìn)，當(dāng)解耦套筒31繼續(xù)向右側(cè)移動，并克服與齒條36之間的間隙與之接觸后，此時解耦套筒31的內(nèi)壁推動齒條36前進(jìn)，通過主缸推桿37建立主缸壓力。

正常情況下，本發(fā)明制動踏板力并不會傳遞到主缸中，外置動力源的輸出力作為唯一動力推動主缸。它形成制動壓力的速度比常規(guī)系統(tǒng)快三倍。通過制動解耦，可以實(shí)現(xiàn)在主動制動，再配合相關(guān)位移傳感器下，可以實(shí)現(xiàn)自動剎車，自動泊車等附加功能。通過調(diào)整外置動力源的輸出動力，可以在各種車型上都能達(dá)到較好的制動踏板感。解耦制動系統(tǒng)作為新一代的制動系統(tǒng)，將有著傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時克服了許多傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的缺點(diǎn)，具有更高的效率和更快的響應(yīng)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)主動剎車等附加功能，同時也具有更高的可靠性和安全性。

綜上所述，本發(fā)明至少具備如下優(yōu)點(diǎn)：在正常情況下，制動踏板和主缸之間不接觸，故而沒有力的傳遞，實(shí)現(xiàn)解耦。

本發(fā)明采用外置動力源，響應(yīng)迅速，通過調(diào)節(jié)外置動力源輸出力，可以在不同車型上達(dá)到較好的制動踏板感。

本發(fā)明通過制動踏板和主缸之間的解耦，在緊急情況下可以實(shí)現(xiàn)主動剎車，也可以配合倒車?yán)走_(dá)等傳感器實(shí)現(xiàn)自動泊車等功能。

本發(fā)明增加了外置動力源的失效保護(hù)機(jī)構(gòu)。在外置動力源失效的情況下，駕駛員繼續(xù)踩下制動踏板，制動推桿推動解耦套筒前進(jìn)，當(dāng)解耦套筒繼續(xù)向左側(cè)移動，并克服與齒條之間的間隙與之接觸后，此時解耦套筒的內(nèi)壁推動齒條前進(jìn)，通過主缸推桿建立主缸壓力。因此，仍可通過傳動機(jī)構(gòu)將制動踏板的力傳遞到主缸中。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不需要改變現(xiàn)有的主缸結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明技術(shù)手段簡便易行，具備噪音小、制動效果穩(wěn)定、節(jié)能、響應(yīng)迅速、安全高效等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明帶失效保護(hù)的完全解耦型制動系統(tǒng)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖3為本發(fā)明失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖4為本發(fā)明失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖三。

圖5為本發(fā)明控制過程中解耦時踏板位移傳感器11和位移傳感器311的坐標(biāo)圖。

圖6為本發(fā)明控制過程中外置動力源失效時踏板位移傳感器11和位移傳感器311坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1至6所示。本發(fā)明公開了一種失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)，包括液壓罐9、主缸5、液壓調(diào)節(jié)裝置8和輪缸7；所述液壓罐9的兩出口分別管路連通主缸5的兩供油孔56、57，所述主缸5的兩排液孔64、65分別通過液壓調(diào)節(jié)裝置8連通輪缸7；所述失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)，還包括制動踏板1、制動推桿2、傳動機(jī)構(gòu)3和外置動力源4；

所述外置動力源4用于給傳動機(jī)構(gòu)3提供轉(zhuǎn)動力矩，所述制動踏板1活動連接制動推桿2；

所述傳動機(jī)構(gòu)3包括渦輪38和與其同軸安裝的齒輪39、齒條36和套裝在齒條36外部的解耦套筒31；所述齒條36的上齒嚙合齒輪39；所述齒條36的左端安裝有齒條位移傳感器361，用來測得齒條36與解耦套筒31內(nèi)壁之間的距離，以使外置動力源4正常工作時制動推桿2和傳動機(jī)構(gòu)3之間不會發(fā)生接觸，從而實(shí)現(xiàn)制動解耦；

所述解耦套筒31的左端連接制動推桿2；所述解耦套筒31的右端開口，主缸5的主缸推桿37穿過該開口連接齒條36；

所述制動踏板1還包括一個制動時，用于模擬踩踏感的復(fù)位彈簧22；

所述制動踏板1的一側(cè)設(shè)有用來判斷總制動力需求的踏板位移傳感器11。

所述外置動力源4包括控制器42、電機(jī)43以及電機(jī)43動力輸出的蝸桿41；所述蝸桿41嚙合渦輪38，當(dāng)蝸桿41轉(zhuǎn)動時，將動力輸出給渦輪38，使渦輪38轉(zhuǎn)動；控制器42控制電機(jī)43的運(yùn)行，所述踏板位移傳感器11和齒條位移傳感器361分別電訊連接控制器42；控制器42根據(jù)踏板位移傳感器11的位移量，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)43轉(zhuǎn)動，并通過蝸桿41將扭矩輸出給渦輪38，使渦輪38轉(zhuǎn)動。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是套設(shè)在主缸推桿37上，其一端與解耦套筒31外壁相抵，另一端與傳動機(jī)構(gòu)3相抵用，復(fù)位彈簧22用于模擬制動時的踩踏感；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

所述渦輪38和與其同軸安裝的齒輪39共同轉(zhuǎn)動，有相同的轉(zhuǎn)角。

所述主缸5還包括設(shè)置在主缸外殼51內(nèi)的第一供液腔52、第一制動腔54、第一活塞60、第二供液腔53、第二制動腔55、第二活塞61。

所述制動推桿2的左端套設(shè)有用于為其提供導(dǎo)向作用的導(dǎo)向套21。

本發(fā)明工作原理如下：根據(jù)踏板位移傳感器11和位移傳感器361對外置動力源4施加控制；1)正常工作時，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，控制器42控制外置動力源4的輸出力大小使得位移傳感器361的數(shù)值始終大于踏板位移傳感器11數(shù)值，即制動推桿2和傳動機(jī)構(gòu)3保持一定的間隙，制動踏板力不會傳遞到主缸5中，實(shí)現(xiàn)制動解耦；增大外置動力源4的輸出力，使得位移傳感器361曲線斜率大于踏板位移傳感器11曲線斜率時，較小的踏板力便能夠得到較大的主缸5壓力，實(shí)現(xiàn)制動的舒適性；減小外置動力源4的輸出力，使得位移傳感器361曲線斜率小于踏板位移傳感器11曲線斜率時，需要較大的踏板力便能夠得到相同的主缸壓力，實(shí)現(xiàn)“硬”的制動踏板感；2)當(dāng)外置動力源4因故障失效時，駕駛員踩下制動踏板時，制動推桿往傳動機(jī)構(gòu)3方向移動，而傳動機(jī)構(gòu)3不動；當(dāng)齒條36克服與解耦套筒31之間的間隙時，制動推桿2通過解耦套筒31推動齒條36前行，進(jìn)而推動傳動機(jī)構(gòu)3一起移動，建立主缸壓力。

本發(fā)明失效保護(hù)解耦型制動機(jī)構(gòu)的解耦方法，可通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：

當(dāng)外置動力源4正常工作時的步驟：

踩下制動踏板1，制動推桿2推動解耦套筒31前進(jìn)，解耦套筒31和主缸外殼51之間的復(fù)位彈簧22對解耦套筒31產(chǎn)生反作用力，用來模擬制動時的踩踏感；控制器42根據(jù)踏板位移傳感器11得出外置動力源4應(yīng)產(chǎn)生的功率要求并驅(qū)動蝸桿41，經(jīng)過渦輪38、齒輪39減速增矩后，將動力傳遞給齒條36，將扭矩轉(zhuǎn)化為齒條36軸向運(yùn)動力，并推動主缸推桿37；

主缸推桿37推動第一活塞60和第二活塞61，進(jìn)而壓縮第一供液腔52和第二供液腔53從而建立主缸壓力；

液壓罐9內(nèi)的高壓油通過兩排液孔64、65經(jīng)過液壓調(diào)節(jié)裝置8流入輪缸7進(jìn)行制動；

由于解耦套筒31和齒條36之間具有間隙，外置動力源4帶動齒條36一起移動，導(dǎo)致制動踏板1的力不會傳遞到齒條36上，從而實(shí)現(xiàn)制動踏板1和主缸5之間的完全解耦。

另外，按照相關(guān)規(guī)定的要求，制動系統(tǒng)必須考慮到失效情況的發(fā)生以及某些部件發(fā)生故障時，也必須能夠讓駕駛員踩制動踏板的力傳輸?shù)街苿酉到y(tǒng)中，進(jìn)行制動。因此當(dāng)外置動力源4因故障失效而無法產(chǎn)生扭矩驅(qū)動蝸桿41、渦輪38、齒輪39和齒條36時；駕駛員繼續(xù)踩下制動踏板1，制動推桿2推動解耦套筒31前進(jìn)，當(dāng)解耦套筒31繼續(xù)向右側(cè)移動，并克服與齒條36之間的間隙與之接觸后，此時解耦套筒31的內(nèi)壁推動齒條36前進(jìn)，通過主缸推桿37建立主缸壓力。

實(shí)施例2

本實(shí)施例除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1相同。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是套設(shè)在制動推桿2上，其一端與設(shè)置在制動推桿2中部的擋板23連接，另一端與制動推桿2右側(cè)限位板相抵；擋板23與制動推桿2不接觸或滑動接觸；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

實(shí)施例3

本實(shí)施例除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1相同。

所述復(fù)位彈簧22具體安裝位置是一端與解耦套筒31的內(nèi)壁相抵，另一端伸出解耦套筒31的右端開口，并與主缸5的主缸外殼51相抵；當(dāng)往復(fù)踩踏制動踏板1時，制動推桿2可帶動解耦套筒31軸向往復(fù)運(yùn)動。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。