車用電控機械式助力系統(tǒng)及控制方法和車輛的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領域，尤其涉及一種車用電控機械式助力系統(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)動機進氣歧管吸取真空來提供制動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，例如在公開文獻CN102015397A中提供了一種機電式制動助力機構(gòu)，其主要組成為空心軸電機、螺旋傳動機構(gòu)和主軸,其中螺旋傳動機構(gòu)與空心軸電機集成為一體；主軸與螺旋傳動機構(gòu)以滾珠絲杠的形式嚙合，電機轉(zhuǎn)動帶動螺旋傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，進而轉(zhuǎn)換為主軸的平動，主軸推力通過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]雖然上述公開文獻CN102015397A從功能上解決了目前真空助力器的諸多不足，單身該方案的電機助力與踏板推桿推力是通過橡膠圓環(huán)實現(xiàn)耦合，由于橡膠的非線性特性以及容易老化，使得對電機助力大小控制較為困難，不易于對電機助力進行精確控制，而且其操作舒適感欠佳，長期穩(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)中存在的上述問題以及其他方面的問題，
為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種車用電控機械式助力系統(tǒng)，所述車用電控機械式助力系統(tǒng)包括:
驅(qū)動電機，其被設置成用于在制動踏板的空行程階段提供再生制動力，并用作發(fā)電機來回收制動能量；以及
助力電機和助力系統(tǒng)控制器，所述助力系統(tǒng)控制器被設置成用于根據(jù)車輛所需的制動助力大小來控制所述助力電機提供該制動助力，并且還控制所述助力電機在制動踏板被駕駛員踩下時向駕駛員提供反饋力，以便模擬踏板感覺形成制動腳感。
[0005]在上述車用電控機械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述車用電控機械式助力系統(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失效時由所述助力系統(tǒng)控制器向所述控制模塊發(fā)出指令來控制所述液壓模塊提供所述制動助力。
[0006]在上述車用電控機械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述制動助力與制動踏板的踏板推桿推力通過碟形彈簧進行耦合，所述助力系統(tǒng)控制器被設置成根據(jù)所述制動踏板的踏板推桿位移與所述助力電機的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關系來控制所述制動助力的大小。
[0007]在上述車用電控機械式助力系統(tǒng)中，可選地，所述助力系統(tǒng)控制器還被設置成根據(jù)所述制動踏板的踏板推桿位移與所述助力電機的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來檢測所述助力電機是否失效。
[0008]在上述車用電控機械式助力系統(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CAN總線相連。
[0009]一種車用電控機械式助力控制方法，所述車用電控機械式助力控制方法包括: 設置驅(qū)動電機，以便在制動踏板的空行程階段通過所述驅(qū)動電機來提供再生制動力，
并將其用作發(fā)電機來回收制動能量；并且
設置助力電機和助力系統(tǒng)控制器，以便通過所述助力系統(tǒng)控制器根據(jù)車輛所需的制動助力大小來控制所述助力電機提供該制動助力，并且還通過所述助力系統(tǒng)控制器來控制所述助力電機在制動踏板被駕駛員踩下時向駕駛員提供反饋力，以便模擬踏板感覺形成制動腳感。
[0010]在上述車用電控機械式助力控制方法中，可選地，所述車用電控機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失效時由所述助力系統(tǒng)控制器向所述控制模塊發(fā)出指令來控制所述液壓模塊提供所述制動助力。
[0011]在上述車用電控機械式助力控制方法中，可選地，通過碟形彈簧將所述制動助力與制動踏板的踏板推桿推力進行耦合，以便所述助力系統(tǒng)控制器根據(jù)所述制動踏板的踏板推桿位移與所述助力電機的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關系來控制所述制動助力的大小。
[0012]在上述車用電控機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)所述制動踏板的踏板推桿位移與所述助力電機的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來檢測所述助力電機是否失效。
[0013]一種車輛，所述車輛上裝設有如以上任一項所述的車用電控機械式助力系統(tǒng)，或者所述車輛上使用如以上任一項所述的車用電控機械式助力控制方法。
[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)、控制方法簡單、能實現(xiàn)制動回收等諸多優(yōu)點。采用本發(fā)明可將對電機助力控制由現(xiàn)有的電機電流控制方式轉(zhuǎn)換為電機轉(zhuǎn)子位移控制，從而能方便地實現(xiàn)制動助力特性可調(diào)且更為簡單、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助力，因此進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來提供模擬踏板感覺，提高了車輛的操控感覺和舒適性。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。
【附圖說明】
[0015]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細描述。
[0016]圖1是應用了一個本發(fā)明的車用電控機械式助力系統(tǒng)實施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖，其中還標不出了車輛上的基礎制動系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)。
[0017]圖2是在圖1示例中進一步標示出了車輛各相關系統(tǒng)的組成示意圖。
[0018]圖3是在圖1示例中進一步標示出了車用電控機械式助力系統(tǒng)的組成示意圖。
[0019]圖4是在大控制步長控制下的電機制動助力原理說明示意圖。
[0020]圖5是在小控制步長控制下的電機制動助力原理說明示意圖。
[0021]圖6是采用本發(fā)明的車用電控機械式助力控制方法一個實施例的控制邏輯圖。
[0022]圖7是制動踏板的踏板推桿位移和助力電機轉(zhuǎn)子的位移關系映射圖。
[0023]圖8是助力電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位移控制邏輯圖。
【具體實施方式】
[0024]需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本發(fā)明的車用電控機械式助力系統(tǒng)及控制方法和車輛的原理、特點和優(yōu)點，然而所有的描述僅是用來進行說明的，而不應將它們理解為對本發(fā)明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術(shù)特征，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個技術(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)明的更多其他實施例。
[0025]概括來講，本發(fā)明首先提供了不同于現(xiàn)有技術(shù)的車用電控機械式助力系統(tǒng)，其包括驅(qū)動電機、助力電機和助力系統(tǒng)控制器，并通過該驅(qū)動電機來在制動踏板的空行程階段提供再生制動力，該驅(qū)動電機同時用作發(fā)電機來回收制動能量，而助力系統(tǒng)控制器則是根據(jù)車輛所需的制動助力大小(例如通過踏板推桿位移傳感器等部件來檢測)來控制助力電機提供這樣的制動助力，并且還在制動踏板被駕駛員踩下時，該助力系統(tǒng)控制器還控制助力電機向駕駛員提供反饋力，從而能夠模擬出可與制動裝備傳統(tǒng)助力器(如真空助力器)的車輛時相同或相類似的踏板感覺，提供了良好的制動腳感。
[0026]下面就通過圖1、圖2和圖3等附圖所提供的一個示例性實施例來具體說明本發(fā)明的車用電控機械式助力系統(tǒng)的基本組成以及工作情況等。在這個示例中，車輛上設置了基礎制動系統(tǒng)1、動力傳動系統(tǒng)2、車用電控機械式助力系統(tǒng)3和電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(EBCM)4，在由驅(qū)動電機21提供制動力并回收制動能量時，由助力系統(tǒng)控制器39來控制助力電機37輸出制動助力，以便模擬出如上所述的踏板感覺。作為舉例說明，在圖2和圖3中還標示出了一些具體零部件，它們包括右前制動卡鉗11、右后制動卡鉗12、右后制動管13、左后制動管14、左后制動卡鉗15、左前制動管16、左前制動卡鉗17、右前制動管18、驅(qū)動電機21、變速機構(gòu)22、半軸23、主缸31、主缸襯套32、蝸桿33、蝸輪34、蝸輪傳動軸35、聯(lián)軸器36、助力電機37、電機轉(zhuǎn)子位移傳感器38、助力系統(tǒng)控制器39、制動踏板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行通信，以便在助力電機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提供所需要的制動助力，從而輔助駕駛員確保制動性能和行車安全。舉例來講，在一些實施例中，上述的控制模塊42通?？芍苯硬捎没旌蟿恿刂颇K(HCU)，當然其也允許采用單獨設計的專用控制器件。
[0028]在給出的上述實施例中，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對助力電機37所輸出的制動助力與制動踏板310的踏板推桿推力進行耦合，助力系統(tǒng)控制器39則根據(jù)制動踏板310的踏板推桿位移與助力電機37的轉(zhuǎn)子位移之間的映射關系來控制制動助力的大小，即由此可以非常方便、精確地調(diào)控電機助力特性，實現(xiàn)良好的踏板感覺。而且，助力系統(tǒng)控制器39還可以進一步優(yōu)選地根據(jù)制動踏板310的踏板推桿位移與助力電機37的轉(zhuǎn)子位移之間的位移量來檢測該助力電機37是否已經(jīng)處于失效狀態(tài)。