車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)及控制方法和車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)及控制方法和車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，試圖利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管吸取真空來(lái)提供制動(dòng)助力的方式不適用于例如新能源汽車等車型。為此，人們已經(jīng)提出了不少技術(shù)方案，例如在公開(kāi)文獻(xiàn)CN102015397A中提供了一種機(jī)電式制動(dòng)助力機(jī)構(gòu)，其主要組成為空心軸電機(jī)、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和主軸,其中螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與空心軸電機(jī)集成為一體；主軸與螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以滾珠絲杠的形式嚙合，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為主軸的平動(dòng)，主軸推力通過(guò)矩形截面的橡膠圓環(huán)與踏板推桿推力耦合在一起施加在主缸活塞上。
[0003]雖然上述公開(kāi)文獻(xiàn)CN102015397A從功能上解決了目前真空助力器的諸多不足，單身該方案的電機(jī)助力與踏板推桿推力是通過(guò)橡膠圓環(huán)實(shí)現(xiàn)耦合，由于橡膠的非線性特性以及容易老化，使得對(duì)電機(jī)助力大小控制較為困難，不易于對(duì)電機(jī)助力進(jìn)行精確控制，而且其操作舒適感欠佳，長(zhǎng)期穩(wěn)定性也并不可靠，存在著安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明目的是提供一種車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)和方法，以便解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題以及其他方面的問(wèn)題，
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)，所述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)包括:
驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其被設(shè)置成用于在制動(dòng)踏板的空行程階段提供再生制動(dòng)力，并用作發(fā)電機(jī)來(lái)回收制動(dòng)能量；以及
助力電機(jī)和助力系統(tǒng)控制器，所述助力系統(tǒng)控制器被設(shè)置成用于根據(jù)車輛所需的制動(dòng)助力大小來(lái)控制所述助力電機(jī)提供該制動(dòng)助力，并且還控制所述助力電機(jī)在制動(dòng)踏板被駕駛員踩下時(shí)向駕駛員提供反饋力，以便模擬踏板感覺(jué)形成制動(dòng)腳感。
[0005]在上述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)還包括電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，其與所述助力系統(tǒng)控制器相連并包括控制模塊和液壓模塊，以便在所述助力電機(jī)失效時(shí)由所述助力系統(tǒng)控制器向所述控制模塊發(fā)出指令來(lái)控制所述液壓模塊提供所述制動(dòng)助力。
[0006]在上述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述制動(dòng)助力與制動(dòng)踏板的踏板推桿推力通過(guò)碟形彈簧進(jìn)行耦合，所述助力系統(tǒng)控制器被設(shè)置成根據(jù)所述制動(dòng)踏板的踏板推桿位移與所述助力電機(jī)的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關(guān)系來(lái)控制所述制動(dòng)助力的大小。
[0007]在上述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述助力系統(tǒng)控制器還被設(shè)置成根據(jù)所述制動(dòng)踏板的踏板推桿位移與所述助力電機(jī)的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來(lái)檢測(cè)所述助力電機(jī)是否失效。
[0008]在上述車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)與所述助力系統(tǒng)控制器通過(guò)CAN總線相連。
[0009]一種車用電控機(jī)械式助力控制方法，所述車用電控機(jī)械式助力控制方法包括: 設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以便在制動(dòng)踏板的空行程階段通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)提供再生制動(dòng)力，
并將其用作發(fā)電機(jī)來(lái)回收制動(dòng)能量；并且
設(shè)置助力電機(jī)和助力系統(tǒng)控制器，以便通過(guò)所述助力系統(tǒng)控制器根據(jù)車輛所需的制動(dòng)助力大小來(lái)控制所述助力電機(jī)提供該制動(dòng)助力，并且還通過(guò)所述助力系統(tǒng)控制器來(lái)控制所述助力電機(jī)在制動(dòng)踏板被駕駛員踩下時(shí)向駕駛員提供反饋力，以便模擬踏板感覺(jué)形成制動(dòng)腳感。
[0010]在上述車用電控機(jī)械式助力控制方法中，可選地，所述車用電控機(jī)械式助力控制方法還包括:使所述助力系統(tǒng)控制器與具有控制模塊和液壓模塊的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)相連，以便在所述助力電機(jī)失效時(shí)由所述助力系統(tǒng)控制器向所述控制模塊發(fā)出指令來(lái)控制所述液壓模塊提供所述制動(dòng)助力。
[0011]在上述車用電控機(jī)械式助力控制方法中，可選地，通過(guò)碟形彈簧將所述制動(dòng)助力與制動(dòng)踏板的踏板推桿推力進(jìn)行耦合，以便所述助力系統(tǒng)控制器根據(jù)所述制動(dòng)踏板的踏板推桿位移與所述助力電機(jī)的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關(guān)系來(lái)控制所述制動(dòng)助力的大小。
[0012]在上述車用電控機(jī)械式助力控制方法中，可選地，所述助力系統(tǒng)控制器還根據(jù)所述制動(dòng)踏板的踏板推桿位移與所述助力電機(jī)的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來(lái)檢測(cè)所述助力電機(jī)是否失效。
[0013]一種車輛，所述車輛上裝設(shè)有如以上任一項(xiàng)所述的車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)，或者所述車輛上使用如以上任一項(xiàng)所述的車用電控機(jī)械式助力控制方法。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:本車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)及控制方法具有使用性能穩(wěn)定、助力特性可調(diào)、控制方法簡(jiǎn)單、能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)回收等諸多優(yōu)點(diǎn)。采用本發(fā)明可將對(duì)電機(jī)助力控制由現(xiàn)有的電機(jī)電流控制方式轉(zhuǎn)換為電機(jī)轉(zhuǎn)子位移控制，從而能方便地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)助力特性可調(diào)且更為簡(jiǎn)單、精確，而且在助力系統(tǒng)失效的情況下還能提供其他的輔助制動(dòng)助力，因此進(jìn)一步確保了行車安全。此外，采用本發(fā)明還可以由助力電機(jī)來(lái)提供模擬踏板感覺(jué)，提高了車輛的操控感覺(jué)和舒適性。本發(fā)明特別適用于裝備到具有電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的車輛上。
【附圖說(shuō)明】
[0015]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016]圖1是應(yīng)用了一個(gè)本發(fā)明的車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖，其中還標(biāo)不出了車輛上的基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
[0017]圖2是在圖1示例中進(jìn)一步標(biāo)示出了車輛各相關(guān)系統(tǒng)的組成示意圖。
[0018]圖3是在圖1示例中進(jìn)一步標(biāo)示出了車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)的組成示意圖。
[0019]圖4是在大控制步長(zhǎng)控制下的電機(jī)制動(dòng)助力原理說(shuō)明示意圖。
[0020]圖5是在小控制步長(zhǎng)控制下的電機(jī)制動(dòng)助力原理說(shuō)明示意圖。
[0021]圖6是采用本發(fā)明的車用電控機(jī)械式助力控制方法一個(gè)實(shí)施例的控制邏輯圖。
[0022]圖7是制動(dòng)踏板的踏板推桿位移和助力電機(jī)轉(zhuǎn)子的位移關(guān)系映射圖。
[0023]圖8是助力電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位移控制邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]需要說(shuō)明的是，以下將以示例方式來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明的車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)及控制方法和車輛的原理、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，然而所有的描述僅是用來(lái)進(jìn)行說(shuō)明的，而不應(yīng)將它們理解為對(duì)本發(fā)明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各實(shí)施例中予以描述或隱含的任意單個(gè)技術(shù)特征，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個(gè)技術(shù)特征，仍然可以在這些技術(shù)特征(或其等同物)之間繼續(xù)進(jìn)行任意組合或者刪減，從而獲得可能未在本文中直接提及的本發(fā)明的更多其他實(shí)施例。
[0025]概括來(lái)講，本發(fā)明首先提供了不同于現(xiàn)有技術(shù)的車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)，其包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、助力電機(jī)和助力系統(tǒng)控制器，并通過(guò)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)在制動(dòng)踏板的空行程階段提供再生制動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)用作發(fā)電機(jī)來(lái)回收制動(dòng)能量，而助力系統(tǒng)控制器則是根據(jù)車輛所需的制動(dòng)助力大小(例如通過(guò)踏板推桿位移傳感器等部件來(lái)檢測(cè))來(lái)控制助力電機(jī)提供這樣的制動(dòng)助力，并且還在制動(dòng)踏板被駕駛員踩下時(shí)，該助力系統(tǒng)控制器還控制助力電機(jī)向駕駛員提供反饋力，從而能夠模擬出可與制動(dòng)裝備傳統(tǒng)助力器(如真空助力器)的車輛時(shí)相同或相類似的踏板感覺(jué)，提供了良好的制動(dòng)腳感。
[0026]下面就通過(guò)圖1、圖2和圖3等附圖所提供的一個(gè)示例性實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明的車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)的基本組成以及工作情況等。在這個(gè)示例中，車輛上設(shè)置了基礎(chǔ)制動(dòng)系統(tǒng)1、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)2、車用電控機(jī)械式助力系統(tǒng)3和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(EBCM)4，在由驅(qū)動(dòng)電機(jī)21提供制動(dòng)力并回收制動(dòng)能量時(shí)，由助力系統(tǒng)控制器39來(lái)控制助力電機(jī)37輸出制動(dòng)助力，以便模擬出如上所述的踏板感覺(jué)。作為舉例說(shuō)明，在圖2和圖3中還標(biāo)示出了一些具體零部件，它們包括右前制動(dòng)卡鉗11、右后制動(dòng)卡鉗12、右后制動(dòng)管13、左后制動(dòng)管14、左后制動(dòng)卡鉗15、左前制動(dòng)管16、左前制動(dòng)卡鉗17、右前制動(dòng)管18、驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、變速機(jī)構(gòu)22、半軸23、主缸31、主缸襯套32、蝸桿33、蝸輪34、蝸輪傳動(dòng)軸35、聯(lián)軸器36、助力電機(jī)37、電機(jī)轉(zhuǎn)子位移傳感器38、助力系統(tǒng)控制器39、制動(dòng)踏板310、踏板推桿位移傳感器311、推桿彈簧312、助力齒條313、踏板推桿314、碟形彈簧315、主缸活塞回位彈簧316、主缸活塞317、電液壓模塊41、控制模塊42等。
[0027]作為優(yōu)選情形，助力系統(tǒng)控制器39還與電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的控制模塊42例如采用CAN總線等任何適宜的方式進(jìn)行通信，以便在助力電機(jī)37發(fā)生失效的情況下，由助力系統(tǒng)控制器39向該控制I旲塊42發(fā)出指令，然后由后者來(lái)控制電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)中的液壓模塊41提供所需要的制動(dòng)助力，從而輔助駕駛員確保制動(dòng)性能和行車安全。舉例來(lái)講，在一些實(shí)施例中，上述的控制模塊42通?？芍苯硬捎没旌蟿?dòng)力控制模塊(HCU)，當(dāng)然其也允許采用單獨(dú)設(shè)計(jì)的專用控制器件。
[0028]在給出的上述實(shí)施例中，可以優(yōu)選地使用碟形彈簧315或者相類似的變形量可控的彈性元件來(lái)對(duì)助力電機(jī)37所輸出的制動(dòng)助力與制動(dòng)踏板310的踏板推桿推力進(jìn)行耦合，助力系統(tǒng)控制器39則根據(jù)制動(dòng)踏板310的踏板推桿位移與助力電機(jī)37的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關(guān)系來(lái)控制制動(dòng)助力的大小，即由此可以非常方便、精確地調(diào)控電機(jī)助力特性，實(shí)現(xiàn)良好的踏板感覺(jué)。而且，助力系統(tǒng)控制器39還可以進(jìn)一步優(yōu)選地根據(jù)制動(dòng)踏板310的踏板推桿位移與助力電機(jī)37的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來(lái)檢測(cè)該助力電機(jī)37是否已經(jīng)處于失效狀態(tài)。