一种制动系统和汽车的制作方法

本发明涉及汽车设计领域，特别涉及一种汽车用制动系统以及采用该制动系统的汽车。

背景技术：

现有的汽车制动系统主要包括液压传动式和气压传动式两种。汽车制动系统主要由车轮制动器和液压传动、气压传动机构组成。其中，车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。液压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和管路组成。气压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动总阀、空气干燥器、四回路保护阀、制动气室和管路等组成。

随着汽车轻量化趋势的发展，尤其是电动汽车的蓬勃发展，现有的汽车制动系统，无论是液压传动式还是气压传动式，由于它们结构的复杂性，部件的多样性的特点，导致了过重的重量和占用过多的空间，并且带来了维修难度和成本的高企。对于汽车轻量化、节能化和电动汽车的设计制造来说，已经造成了阻碍。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种制动系统和采用该制动系统的汽车，以替代传统的液压传动式和气压传动式制动系统，节省占用空间并减轻质量。

本发明技术方案是这样实现的：

一种制动系统，包括：

制动控制模块，所述制动控制模块安装有制动踏板，所述制动控制模块根据所述制动踏板的踏入深度和踏入速度产生电流信号；

电磁制动模块，所述电磁制动模块安装于车轮处，以接收所述电流信号，并在所述电流信号所产生的电磁作用下对所述车轮进行制动。

进一步，所述制动控制模块根据控制策略产生所述电流信号，并调整所述电流信号的电流大小；其中，

所述控制策略包括所述制动踏板的踏入深度和踏入速度；

所述控制策略还包括安装有所述制动系统的汽车的车速、加速度、车轮转速和车身姿态。

进一步，所述车身姿态通过安装于所述汽车的车身的陀螺仪获取。

进一步，所述电磁制动模块包括：

绕组，所述绕组电连接于所述制动控制模块，以接收所述电流信号，并在接收到所述电流信号时，产生穿过所述绕组的磁场；

动子，所述动子安装于所述绕组中并且所述动子的轴心与所述绕组的轴心重合，并且所述动子在所述磁场的作用下移动；

制动盘，所述制动盘安装于所述车轮，并随所述车轮的转动而转动；

第一制动片，所述第一制动片安装于所述动子的端部，并具有与所述制动盘表面平行的第一接触面，以在所述动子的推动下与所述制动盘接触。

进一步，所述动子为高导磁材料。

进一步，所述动子垂直于其轴心的横截面的面积从远离所述第一制动片的一端向靠近所述第一制动片的一端逐渐减小。

进一步，所述动子包括动子芯和导磁片；其中，

所述动子芯的轴心与所述绕组的轴心重合；

所述导磁片为多张，并且多张导磁片的形状相同，并且所述多张导磁片的面积彼此各不相等，所述动子芯穿设于所述多张导磁片的中心，并且所述多张导磁片的面积从所述动子芯的一端到另一端依次减小；

所述第一制动片安装于所述动子芯相邻于面积最小的导磁片一端。

进一步，所述电磁制动模块还包括：

壳体，所述绕组固定于所述壳体中；

连接支架，所述连接支架具有壳体安装端和第二制动片安装端，所述壳体固定安装于所述壳体安装端；

第二制动片，所述第二制动片固定安装于所述第二制动片安装端，并具有与所述制动盘表面平行的第二接触面；其中，

所述制动盘位于所述第一接触面和所述第二接触面之间，在所述动子的推动下，所述制动盘夹持于所述第一制动片和所述第二制动片之间。

进一步，所述电磁制动模块为四个，分别安装于汽车的四个车轮处。

一种汽车，采用如上任一项所述的制动系统。

从上述方案可以看出，本发明的制动系统和汽车，利用线束连接制动控制模块和电磁制动模块，并利用电磁制动模块中的电磁作用，实现了通过电磁制动模块中的动子在绕组通电时产生的磁场的驱动作用下将刹车片和刹车盘进行紧密接触，从而替代了现有的液压传动式和气压传动式制动系统，省去了现有的液压传动式和气压传动式制动系统中的大部分结构，如制动主缸、真空助力装置、abs泵和整车控制管路等，优化了系统结构，并减轻了重量，节省了空间，并且本发明的技术方案也缩短了制动时间。同时，因为采用电信号控制，从而可为新能源汽车和无人驾驶汽车提供线控接口。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明实施例的制动系统的结构框图；

图2为本发明实施例中的电磁制动模块中绕组和动子部分第一实施例结构示意图；

图3为本发明实施例中的电磁制动模块中绕组和动子部分第二实施例结构示意图；

图4为本发明实施例中的电磁制动模块的结构示意图。

标号说明

1、制动控制模块

11、制动踏板

2、电磁制动模块

21、绕组

22、动子

221、动子芯

222、导磁片

23、制动盘

24、第一制动片

241、第一接触面

25、壳体

26、连接支架

27、第二制动片

271、第二接触面

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

如图1所示，本发明实施例的制动系统，主要包括制动控制模块1和电磁制动模块2。其中，制动控制模块1安装有制动踏板11，在一个具体实施例中，制动控制模块1根据制动踏板11的踏入深度和踏入速度产生电流信号。电磁制动模块2安装于车轮处，以接收电流信号，并在电流信号所产生的电磁作用下对车轮进行制动。在本发明实施例中，制动控制模块1和电磁制动模块2之间通过线束连接。

以上，制动控制模块1根据制动踏板11的踏入深度和踏入速度产生电流信号，仅为本发明实施例中的一个简单实现。汽车实际运行中，考虑到车速、加速度、车轮转速和车体姿态等多方面因素和由此带来的安全性因素，电流信号的产生以及电流的大小应当结合多方面的因素。进而，在本发明的一个实施例中，制动控制模块1根据控制策略产生电流信号，并调整电流信号的电流大小。其中，控制策略包括如上所述的制动踏板11的踏入深度和踏入速度，另外，控制策略还包括安装有本发明实施例的制动系统的汽车的车速、加速度、车轮转速和车身姿态。其中，车身姿态例如车身的倾斜程度，包括了向前、向后、向左、向右、向上和向下六个方向，当然，车身的倾斜程度往往是这六个方向中的一个到三个方向的组合，例如前方、左前下方、右后方等。在一个具体实施例中，车身姿态是通过安装于汽车的车身的陀螺仪获取的。

在一个具体实施中，制动控制模块1通过系统电源线束连接于系统电源，以由系统电源供电。在一个具体实施例中，制动控制模块1还可通过系统通信线束连接于整车控制器(vcu，vehiclecontrolunit)，经由vcu从陀螺仪获取车身姿态的相关数据，其中陀螺仪连接于vcu，在其他实施例中，陀螺仪可以直接连接于制动控制模块1，由制动控制模块1直接从陀螺仪获取车身姿态的相关数据。

在一个具体实施例中，电磁制动模块2为四个，分别安装于汽车的四个车轮处。例如，四个电磁制动模块2分别安装于汽车的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。

由于安全永远是车辆行驶中最重要的要求，而在实际行驶中，车辆往往会由于路况问题、紧急事件问题等因素，造成各个车轮的速度之间不一致以及车轮的速度与实际车速之间不匹配的问题，考虑到车辆行驶稳定安全，需要对四个车轮的制动进行各自独立的控制，以保证车身的稳定，因此，对于控制策略的制定非常重要，进而综合考虑汽车的车速、加速度、车轮转速、车身姿态、制动踏板11的踏入深度和踏入速度，并加以多次实践和考量来获取相应的控制策略，能够最大限度地保证行车的安全。

如图2、图3所示，在本发明实施例中，电磁制动模块2包括绕组21、动子22、制动盘23和第一制动片24。其中，绕组21电连接于制动控制模块1，以接收电流信号，并在接收到电流信号时，产生穿过绕组21的磁场。动子22安装于绕组21中，并且动子22的轴心与绕组21的轴心重合，并且动子22在磁场的作用下移动，动子22与绕组21之间不接触。制动盘23安装于车轮，并随车轮的转动而转动。第一制动片24安装于动子22的端部，并具有与制动盘23表面平行的第一接触面241，以在动子22的推动下与制动盘23接触。需要说明的是，图2、图3仅为本发明实施例中关于电磁制动模块2的结构剖视图。

图2和图3分别示出了两种实施例的动子22。其中，如图2所示实施例中，动子22垂直于其轴心的横截面的面积从远离第一制动片24的一端向靠近第一制动片24的一端逐渐减小。在一些具体实施例中，动子22为多棱台形或者圆台形，第一制动片24安装于多棱台或者圆台的顶面一侧，图2所示中，由于示例出的是关于电磁制动模块2的剖视结构，因此，动子22在图2中呈现梯形。

如图3所示实施例中，动子22包括动子芯221和导磁片222。其中，动子芯221的轴心与绕组21的轴心重合。导磁片222为多张，多张导磁片222的形状相同，并且多张导磁片222的面积彼此各不相等，动子芯221穿设于多张导磁片222的中心，并且多张导磁片222的面积从动子芯221的一端到另一端依次减小。第一制动片24安装于动子芯221相邻于面积最小的导磁片222一端。在一些具体实施例中，导磁片222为多边形片状或者圆片状。

在图2所示实施例中，动子22的材料例如电工钢，在图3所示实施例中，导磁片222的材料例如硅钢片，同时动子芯221的材料可以采用电工钢。

在本发明实施例中，动子22的材料采用高导磁材料，例如如上所述的电工钢和硅钢片。

本发明实施例中，在制动控制模块1根据控制策略产生相应电流大小的电流信号，电流信号加载到绕组21，从而电流信号通过绕组21在绕组21内产生磁场时，如图2、图3所示实施例中，由于动子22的直径最大位置处偏离绕组21的中心位置，这样便使得动子22的磁导并非最大，从而绕组21内所产生的磁场会对动子22产生磁拉力，在磁拉力的作用下，动子22被拉向动子22的磁导最大时的位置处，从而推动第一制动片24与制动盘23摩擦产生制动作用。不同电流大小的电流信号会在绕组21内产生不同强度磁场，进而可控制制动力的大小，从而控制车辆制动的缓急(如慢刹车或急刹车)。

本发明实施例中，动子22远离第一制动片24的部分的横截面大于靠近第一制动片24的部分的横截面，这种构型可以使得动子22的远离第一制动片24的部分具有朝向绕组21的中心移动的趋势，从而推动第一制动片24向制动盘23方向移动或者向第一制动片24施加朝向制动盘23方向的力。

如图4所示，本发明实施例中，电磁制动模块2还进一步包括壳体25、连接支架26和第二制动片27。其中，绕组21固定于壳体25中。连接支架26具有壳体安装端和第二制动片安装端，壳体25固定安装于壳体安装端。第二制动片27固定安装于第二制动片安装端，并具有与制动盘23表面平行的第二接触面271。其中，制动盘23位于第一接触面241和第二接触面271之间，在动子22的推动下，制动盘23夹持于第一制动片24和第二制动片27之间。这样，通过第一制动片24和第二制动片27与制动盘23之间的摩擦力便可以实现对车轮的制动作用。

本发明实施例还同时提供了一种汽车，该汽车采用上述各项实施例所述的制动系统。

本发明实施例的制动系统和汽车，利用线束连接制动控制模块和电磁制动模块，并利用电磁制动模块中的电磁作用，实现了通过电磁制动模块中的动子在绕组通电时产生的磁场的驱动作用下将刹车片和刹车盘进行紧密接触，从而替代了现有的液压传动式和气压传动式制动系统，省去了现有的液压传动式和气压传动式制动系统中的大部分结构，如制动主缸、真空助力装置、abs泵和整车控制管路等，优化了系统结构，并减轻了重量，节省了空间，并且本发明实施例的技术方案也缩短了制动时间。同时，因为采用电信号控制，从而可为新能源汽车和无人驾驶汽车提供线控接口。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。