底盘轮边分布式独立制动执行机构及底盘制动系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种底盘轮边分布式独立制动执行机构，它包括：蓄能器；制动组件，该制动组件具有带轮缸的制动钳体；进油电磁阀，该进油电磁阀的进口与蓄能器的出口相管路连接，进油电磁阀的出口与轮缸的进油口相连通；储液器；回油电磁阀，回油电磁阀的进口与轮缸的出油口相连通，回油电磁阀的出口与储液器相管路连接；制动压力传感器；控制单元，制动压力传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接，进油电磁阀和回油电磁阀的信号输入端分别与控制单元的信号输出端相连接。本发明采用电子液压制动方式，充分利用已有液压制动系统零部件技术，无需布置整车液压管道，动态响应性能好、防失效能力强，制动性能好，易于电动化底盘集成控制。
【专利说明】底盘轮边分布式独立制动执行机构及底盘制动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种底盘轮边分布式独立制动执行机构及底盘制动系统，属于车辆制动【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，国内外电动汽车产业正处于逐步走向产业化的阶段，通常以现有燃油汽车经过局部改造与勉强匹配完成，造成整车重量增加、结构布局不够完善、各子系统性能干涉等问题。电动化底盘由电控制动系统、电控转向系统、电控半主动悬架系统等构成，整个底盘控制集成电子化，通过CAN总线进行信号传输，由整车控制器协调控制，是电动汽车底盘的发展方向。
[0003]制动系统是汽车底盘的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能及生命财产安全。虽然传统液压式、气压式制动系统能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着响应速度慢、不可主动调节、不易于集成控制等不足之处，不适合电动化底盘的发展要求。电控制动系统，主要包括电子液压制动系统(EHB)、电子机械制动系统(EMB)，取消了制动踏板与制动轮缸之间的直接相连，以电线为信息传递媒介，控制单元根据制动踏板位置传感器信号识别制动意图控制制动执行机构动作，实现对车轮制动力的控制，具有结构紧凑、易于集成控制等特点，弥补了传统制动系统结构原理上的不足。
[0004]EMB 一般采用分布式布置方式，制动执行机构独立安装于车轮旁，具有动态响应好、布置方便及防失效能力强等优点，但是其为以电机提供驱动力的干式制动系统，无法使用已有液压、气压制动技术，需要全新开发制动装置，且应急制动实现困难、成本较高，目前产业化使用很少。EHB可以继承传统液压制动系统的一些已有技术，如液压单元生产线、传统液压制动器等，容易实现应急制动功能，但是其一般采用集中布置方式，仍需要布置整车液压管道，动态响应性能可以进一步提高，且单个制动执行装置出现问题会导致整个制动系统失效。至目前为止，结合EMB与EHB优点的底盘轮边分布式独立制动执行机构还鲜有提及。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种底盘轮边分布式独立制动执行机构，它采用电子液压制动方式，充分利用已有液压制动系统零部件技术，无需布置整车液压管道，动态响应性能好、防失效能力强，制动性能好，易于电动化底盘集成控制。
[0006]本发明解决上述技术问题采取的技术方案是:一种底盘轮边分布式独立制动执行机构，它包括:
蓄能器；
制动组件，该制动组件具有带轮缸的制动钳体；
进油电磁阀，该进油电磁阀的进口与蓄能器的出口相管路连接，进油电磁阀的出口与轮缸的进油口相连通；
储液器；
回油电磁阀，回油电磁阀的进口与轮缸的出油口相连通，回油电磁阀的出口与储液器相管路连接；
制动压力传感器，其设置在轮缸内，用于采集轮缸内制动液的压力信息；
控制单元，制动压力传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收制动压力传感器所传递的压力信息并产生相应的加压信号或减压信号，进油电磁阀和回油电磁阀的信号输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，进油电磁阀用于根据接收到的相应的加压信号形成通路，出油电磁阀用于根据接收到的相应的减压信号形成通路。
[0007]本发明进一步所要解决的技术问题是:当制动失效时，具备应急制动功能，底盘轮边分布式独立制动执行机构还包括应急制动装置，该应急制动装置包括制动模拟主缸、制动踏板和卸压阀，制动模拟主缸由其活塞分隔为前端室和后端室，前端室通过卸压阀与轮缸相连接，制动踏板与后端室相活动连接；当卸压阀打开并且踏下制动踏板时，前端室内的制动液通过卸压阀进入轮缸实现制动。
[0008]进一步为了能够模拟传统制动踏板特性，给驾驶员提供良好的踏板感觉，所述的应急制动装置还包括踏板感觉模拟器，该踏板感觉模拟器与所述的前端室相连通。
[0009]进一步提供了一种蓄能器和储能器之间的制动液相互补充的结构，底盘轮边分布式独立制动执行机构还包括油泵、溢流阀和蓄能器压力传感器，油泵的进口与储液器相连通，油泵的出口与蓄能器相连通，溢流阀的进口与蓄能器的溢流口相连通，溢流阀的出口与储液器相连通，蓄能器压力传感器用于采集蓄能器内制动液的压力信息，蓄能器压力传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收蓄能器压力传感器所传递的压力信号并产生相应的泵入信号或溢流信号，油泵的控制输入端和溢流阀的控制输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，油泵用于根据接收到的泵入信号使其工作，溢流阀用于根据接收到的溢流信号使其工作。
[0010]进一步提供了一种制动组件的具体结构以便实现其制动能力，所述的制动组件还具有制动盘，制动盘安装在相对应的车轮上，制动钳体和制动盘相配合以便实现制动。
[0011]进一步为了使储液器能够通过自身吸力将轮缸中的制动液吸回，所述的储液器为膨胀式储液器。
[0012]本发明还提供了一种底盘制动系统，它采用该底盘轮边分布式独立制动执行机构，并且每个车轮对应一个底盘轮边分布式独立制动执行机构。
[0013]采用了上述技术方案后，本发明采用电子液压制动方式，充分利用已有液压制动系统零部件技术，降低设计、生产成本，易于产业化发展；本发明采用分布式布置方式，每个车轮分别设有独立制动执行机构，无需布置整车液压管道，动态响应性能好，易于进行电动化底盘集成控制；本发明易于实现应急制动功能，且抗失效能力强，若某个制动执行机构出现故障，其他几个制动执行机构仍能正常工作，使车辆正常减速制动；本发明结构简单、布置容易、安装方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的底盘轮边分布式独立制动执行机构的原理连接图；
图2为本发明的带有应急制动功能的底盘轮边分布式独立制动执行机构的原理连接图；
图3为本发明的底盘制动系统的分布简图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0016]如图1所示，一种底盘轮边分布式独立制动执行机构，它包括:
蓄能器6 ；
制动组件，该制动组件具有带轮缸的制动钳体2 ；
进油电磁阀4，该进油电磁阀4的进口与蓄能器6的出口相管路连接，进油电磁阀4的出口与轮缸的进油口相连通；
储液器8 ；
回油电磁阀9，回油电磁阀9的进口与轮缸的出油口相连通，回油电磁阀9的出口与储液器8相管路连接；
制动压力传感器3，其设置在轮缸内，用于采集轮缸内制动液的压力信息；
控制单元，制动压力传感器3的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收制动压力传感器3所传递的压力信息并产生相应的加压信号或减压信号，进油电磁阀4和回油电磁阀9的信号输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，进油电磁阀4用于根据接收到的相应的加压信号形成通路，出油电磁阀9用于根据接收到的相应的减压信号形成通路。
[0017]进油电磁阀4、回油电磁阀9采用线性控制电磁阀，分别安装于蓄能器6与轮缸、轮缸与储液器8之间，得到的电信号越大其开启截面越大。
[0018]制动压力传感器3与制动轮缸内制动液相接触，既可实时检测轮缸内制动液的压力，作为制动压力控制的反馈信号，也可作为制动执行机构失效的参考信号；当制动压力较低时，控制单元给进油电磁阀4供电，蓄能器6中的制动液进入轮缸，制动压力增加；当制动液压力较高时，控制单元给回油电磁阀9供电，轮缸中的制动液回到储液器8，制动压力降低。通过不断的快速调节，将制动压力控制在理想的范围内。若制动压力传感器3提供的压力值与目标压力值相差较大，则控制单元认为该制动制动执行机构存在故障，及时通过故障指示灯报警，提醒驾驶员注意。
[0019]如图2所示,该底盘轮边分布式独立制动执行机构还包括应急制动装置,该应急制动装置包括制动模拟主缸12、制动踏板14和卸压阀10，制动模拟主缸12上连通有油箱11，制动模拟主缸12由其活塞分隔为前端室和后端室，前端室通过卸压阀10与轮缸相连接，制动踏板14与后端室相活动连接；当卸压阀10打开并且踏下制动踏板14时，前端室内的制动液通过卸压阀10进入轮缸实现制动。当整个制动系统失效时，驾驶员可通过大力踩踏制动踏板14使制动模拟主缸12前端室内的制动液通过卸压阀10进入两个前轮制动器，实现车辆应急制动功能；后端室与踏板感觉模拟器13 —起，模拟传统制动踏板特性，给驾驶员提供良好的踏板感觉。
[0020]如图2所示，应急制动装置还包括踏板感觉模拟器13，该踏板感觉模拟器13与所述的前端室相连通。
[0021]如图1、2所示，底盘轮边分布式独立制动执行机构还包括油泵7、溢流阀和蓄能器压力传感器5，油泵7的进口与储液器8相连通，油泵7的出口与蓄能器6相连通，溢流阀的进口与蓄能器6的溢流口相连通，溢流阀的出口与储液器8相连通，蓄能器压力传感器5用于采集蓄能器6内制动液的压力信息，蓄能器压力传感器5的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收蓄能器压力传感器5所传递的压力信号并产生相应的泵入信号或溢流信号，油泵7的控制输入端和溢流阀的控制输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，油泵7用于根据接收到的泵入信号使其工作，溢流阀用于根据接收到的溢流信号使其工作。蓄能器6内的压力值必须位于一定范围内，若压力值低至下限值时，则开启油泵7工作，将储液器8内制动液泵入蓄能器6 ;若压力值达到上限值时，则停止油泵7工作，维持蓄能器6内制动液压力；若压力值高于上限值或低于下限值时，则开启报警系统提醒驾驶员注意；蓄能器6与储液器8间设有一个溢流阀，当蓄能器6内压力高于一定值时，溢流阀开启，制动液回流至储液器8，防止蓄能器6内压力过高而带来危害；油泵7由电动机驱动工作，电动机得电转动时，油泵7工作将储液器8内的制动液泵入蓄能器6。当蓄能器6内压力达到规定值时，电动机断电，油泵7停止工作。
[0022]如图1、2所示，制动组件还具有制动盘1，制动盘I安装在相对应的车轮16上，制动钳体2和制动盘I相配合以便实现制动。
[0023]储液器8为膨胀式储液器。
[0024]如图3所示，一种底盘制动系统，安装在汽车15上，它采用该底盘轮边分布式独立制动执行机构，并且每个车轮16对应一个底盘轮边分布式独立制动执行机构，取消了现有液压制动系统及EHB中的长的液压管道。每个车轮制动执行机构相对独立、互不干涉，可以充分发挥每个车轮的附着系数，且若其中一个制动执行机构出现问题，其他几个制动执行机构仍能正常工作，提高了车辆的制动性能及安全性能。图3中，各底盘轮边分布式独立制动执行机构分布如下:右前轮制动执行机构17、右后轮制动执行机构18、左后轮制动执行机构19、左前轮制动执行机构20。
[0025]本底盘制动系统采用分层式控制结构，设有制动系统控制单元及各个车轮子控制单元，制动系统控制单元负责识别驾驶员制动意图、判断制动状态、分配各车轮目标制动力及与电动化底盘其他系统间的信息交互。各车轮子控制单元采集其蓄能器压力传感器5、制动压力传感器3信号，根据制动系统控制单元命令控制制动执行机构动作，实现车轮减速制动，并将执行情况反馈给制动系统控制单元。
[0026]以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于，它包括: 蓄能器(6); 制动组件，该制动组件具有带轮缸的制动钳体(2); 进油电磁阀(4)，该进油电磁阀(4)的进口与蓄能器(6)的出口相管路连接，进油电磁阀(4)的出口与轮缸的进油口相连通； 储液器(8); 回油电磁阀(9)，回油电磁阀(9)的进口与轮缸的出油口相连通，回油电磁阀(9)的出口与储液器(8)相管路连接； 制动压力传感器(3 )，其设置在轮缸内，用于采集轮缸内制动液的压力信息； 控制单元，制动压力传感器(3)的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收制动压力传感器(3)所传递的压力信息并产生相应的加压信号或减压信号，进油电磁阀(4)和回油电磁阀(9)的信号输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，进油电磁阀(4)用于根据接收到的相应的加压信号形成通路，出油电磁阀(9)用于根据接收到的相应的减压信号形成通路。
2.根据权利要求1所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于:还包括应急制动装置，该应急制动装置包括制动模拟主缸(12)、制动踏板(14)和卸压阀(10)，制动模拟主缸(12)由其活塞分隔为前端室和后端室，前端室通过卸压阀(10)与轮缸相连接，制动踏板(14)与后端室相活动连接；当卸压阀(10)打开并且踏下制动踏板(14)时，前端室内的制动液通过卸压阀(10)进入轮缸实现制动。
3.根据权利要求2所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于:所述的应急制动装置还包括踏板感觉模拟器(13)，该踏板感觉模拟器(13)与所述的前端室相连通。
4.根据权利要求1或2或3所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于:还包括油泵(7)、溢流阀和蓄能器压力传感器(5)，油泵(7)的进口与储液器(8)相连通，油泵(7)的出口与蓄能器(6)相连通，溢流阀的进口与蓄能器(6)的溢流口相连通，溢流阀的出口与储液器(8)相连通，蓄能器压力传感器(5)用于采集蓄能器(6)内制动液的压力信息，蓄能器压力传感器(5)的信号输出端与控制单元的信号输入端相连接以便控制单元用于接收蓄能器压力传感器(5)所传递的压力信号并产生相应的泵入信号或溢流信号，油泵(7)的控制输入端和溢流阀的控制输入端分别与控制单元的信号输出端相连接，油泵(7)用于根据接收到的泵入信号使其工作，溢流阀用于根据接收到的溢流信号使其工作。
5.根据权利要求1所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于:所述的制动组件还具有制动盘(1)，制动盘(I)安装在相对应的车轮(16)上，制动钳体(2)和制动盘(I)相配合以便实现制动。
6.根据权利要求1或2或3所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，其特征在于:所述的储液器(8)为膨胀式储液器。
7.一种底盘制动系统，其特征在于:它采用如权利要求1至6中任一项所述的底盘轮边分布式独立制动执行机构，并且每个车轮(16 )对应一个底盘轮边分布式独立制动执行机构。
【文档编号】B60T7/00GK104442777SQ201410695192
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】王奎洋, 贝绍轶, 赵景波, 袁传义 申请人:江苏理工学院