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原文传递一种具有冗余功能的电液线控制动装置及控制方法

专利名称：	一种具有冗余功能的电液线控制动装置及控制方法
摘要：	本发明涉及一种具有冗余功能的电液线控制动装置及控制方法，包括制动盘、卡钳、取力齿轮、齿轮轴、丝杠、回位弹簧、活塞螺母、密封圈、高压油缸壳体、电磁离合器、固定座、液压控制单元、分体储液罐、储能器、储液罐、角度传感器、制动踏板、制动推杆组件、制动总缸、控制器、左摩擦片、右摩擦片；本发明能够充分利用车辆动能作为动力源，取消驱动电机，有效降低成本；采用齿轮取力机构来驱动高压油缸产生高压制动油液，通过电磁离合器来控制高压油缸是否工作；通过将高压油缸集成到制动油缸上，有效缩短制动管路长度，减少制动管路弹性变形引起的制动压力波动，提高制动响应速度和控制精度；具有集成度高、响应速度快、成本低的优点。
专利类型：	发明专利
申请人：	山东交通学院
发明人：	张竹林;许本博;蒋德飞;戴汝泉;菅秀文
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911364726.2
公开号：	CN110979282A
分类号：	B60T13/14;B;B60;B60T;B60T13;B60T13/14
申请人地址：	250023 山东省济南市天桥区交校路5号山东交通学院
主权项：	1.一种具有冗余功能的电液线控制动装置，包括制动盘（1）、卡钳（2）、取力齿轮（3）、齿轮轴（4）、丝杠（5）、回位弹簧（6）、活塞螺母（7）、密封圈（8）、高压油缸壳体（9）、电磁离合器（10）、固定座（11）、液压控制单元（12）、分体储液罐（13）、储能器（14）、储液罐（15）、角度传感器（16）、制动踏板（17）、制动推杆组件（18）、制动总缸（19）、控制器（20）、左摩擦片（21）、右摩擦片（22）；其特征在于：所述的制动盘（1）上的端帽通过螺栓固定安装在车轮上；所述的卡钳（2）固定安装在车身上，左摩擦片（21）、右摩擦片（22）分别安装在卡钳（2）上的适配槽口中，制动盘（1）布置在左摩擦片（21）、右摩擦片（22）中间；其特征在于：所述的制动盘（1）的周边加工有齿，取力齿轮（3）与制动盘（1）进行齿轮啮合，齿轮轴（4）通过轴承安装在卡钳（2）上的吊耳支座上，齿轮轴（4）的左端与取力齿轮（3）通过键连接，齿轮轴（4）的右端与电磁离合器（10）的输入端连接，丝杠（5）与电磁离合器（10）的输出端连接，电磁离合器（10）通过螺栓固定安装在高压油缸壳体（9）的法兰盘上；所述的高压油缸壳体（9）的一端开有导向限位槽，所述的回位弹簧（6）的内侧固定安装在丝杠（5）上，回位弹簧（6）的外侧卡在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中，回位弹簧（6）用于丝杠（5）回位；所述的丝杠（5）与活塞螺母（7）螺纹连接，活塞螺母（7）上的限位吊耳安装在高压油缸壳体（9）的导向限位槽中以限制其转动；密封圈（8）安装在活塞螺母（7）的槽口中，并与高压油缸壳体（9）形成密封，高压油缸壳体（9）通过固定座（11）固定安装在卡钳（2）上的制动油缸（201）上，制动油缸（201）中安装有制动活塞，制动活塞的一端与右摩擦片（22）接触；所述的制动油缸（201）的右端的制动主缸油管接口（202）、高压油缸壳体（9）右端的高压油管接口（901）分别与液压控制单元（12）的P5口、P1口连接；所述的液压控制单元（12）包括第一单向阀（1201）、第二单向阀（1202）、第三单向阀（1203）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（1205）、第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）、P1口、P2口、P3口、P4口、P5口以及内部流道，第一单向阀（1201）的一端与P1口相连，另一端口与P2口、第一二位二通方向控制阀（1206）相连；第二单向阀（1202）的一端与P1口相连，另一端口与第三单向阀（1203）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）相连；第三单向阀（1203）的另一端口与P3口相连；第一压力传感器（1204）与第三二位二通方向控制阀（1208）的另一端口均与P4口相连；第二压力传感器（1205）与P5口相连；第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）的另一端口均与P5口相连；所述的第二二位二通方向控制阀（1207）处于常开状态；所述的第一二位二通方向控制阀（1206）、第三二位二通方向控制阀（1208）处于常闭状态；所述的分体储液罐（13）与液压控制单元（12）的P2口连接；所述的储能器（14）与液压控制单元（12）的P4口连接；所述的制动总缸（19）与液压控制单元（12）的P3口连接；所述的储液罐（15）与制动总缸（19）连接；所述的制动推杆组件（18）的一端安装在制动总缸（19）中，另一端与制动踏板（17）铰接；所述的制动踏板（17）的顶端与车体铰接，铰接处安装有角度传感器（16）；所述的电磁离合器（10）、角度传感器（16）、第一压力传感器（1204）、第二压力传感器（1205）、第一二位二通方向控制阀（1206）、第二二位二通方向控制阀（1207）、第三二位二通方向控制阀（1208）均与控制器（20）电连接。 2.如权利要求1所述的一种具有冗余功能的电液线控制动装置的控制方法，其特征在于：车辆非制动时，第一压力传感器（1204）实时监测储能器（14）的压力，并将信号传递给控制器（20）；如果储能器（14）的压力过低，控制器（20）根据控制策略控制电磁离合器（10）闭合、第二二位二通方向控制阀（1207）切换到常闭状态、第三二位二通方向控制阀（1208）切换到常开状态，动力由取力齿轮（3）驱动齿轮轴（4）转动，进而驱动丝杠（5）转动，丝杠（5）推动活塞螺母（7）右移，高压油液经高压油管接口（901）进入到液压控制单元（12）的P1口，油液经第二单向阀（1202）、第三二位二通方向控制阀（1208）对储能器（14）进行补压和充液，补充完后，各部件恢复到初始状态；车辆制动时，驾驶员踩下制动踏板（17），角度传感器（16）将信号传递给控制器（20），控制器（20）根据控制策略进行控制，包括消除制动间隙和快速建立制动压力两个过程，两个过程同时进行；消除制动间隙的工作原理为：控制器（20）根据控制策略控制第三二位二通方向控制阀（1208）切换到常开状态，储能器（14）中的油液快速经第三二位二通方向控制阀（1208）、第二二位二通方向控制阀（1207）、制动主缸油管接口（202）进入到制动油缸（201）中，进而推动制动油缸（201）中的制动活塞压紧右摩擦片（22）以消除制动间隙，缩短响应时间；消除制动间隙后，控制器（20）控制第三二位二通方向控制阀（1208）切换到常闭状态；快速建立制动压力的工作原理为：控制器（20）根据控制策略控制电磁离合器（10）闭合，动力由取力齿轮（3）驱动齿轮轴（4）转动，进而驱动丝杠（5）转动，丝杠（5）推动活塞螺母（7）右移，高压油液经高压油管接口（901）进入到液压控制单元（12）的P1口，油液经第二单向阀（1202）、第二二位二通方向控制阀（1207）、制动主缸油管接口（202）进入到制动油缸（201）中，进而推动制动油缸（201）中的制动活塞压紧右摩擦片（22）产生制动力，使车辆快速减速；第二压力传感器（1205）实时采集信号并传递给控制器（20），控制器（20）根据控制策略进行控制，如果制动压力过高，控制器（20）减少电磁离合器（10）的控制电流，进而减少高压油缸壳体（9）中的供油压力，同时，控制器（20）控制第二二位二通方向控制阀（1207）切换到常闭状态、第一二位二通方向控制阀（1206）切换到常开状态，制动油液经第一二位二通方向控制阀（1206）、液压控制单元（12）的P2口回流到分体储液罐（13）中，进行卸压；如果制动压力过低，控制器（20）增加电磁离合器（10）的控制电流，进而增加高压油缸壳体（9）中的供油压力，同时，控制器（20）控制第二二位二通方向控制阀（1207）切换到常开状态、第一二位二通方向控制阀（1206）切换到常闭状态，进行制动增压；如果电磁离合器（10）或者液压控制单元（12）失效，制动油液依然可以由制动踏板（17）推动制动推杆组件（18）产生制动压力，油液由制动总缸（19）流出，经第三单向阀（1203）、第二二位二通方向控制阀（1207）、液压控制单元（12）的P5口、制动主缸油管接口（202）进入到制动油缸（201）中，产生制动力，起到冗余备份作用；制动结束后，控制器（20）控制各元件复位，回位弹簧（6）带动丝杠（5）反转，丝杠（5）进而带动活塞螺母（7）左移，分体储液罐（13）中的油液经第一单向阀（1201）、液压控制单元（12）的P1口、高压油管接口（901）进入到高压油缸壳体（9）中。
所属类别：	发明专利