CN107139912B - 一种分布式电子液压制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式电子液压制动系统，包括四个车轮制动执行机构、驾驶员踏板感觉模拟机构、电子控制单元和备用小型电池，电子控制单元将电流输出给车轮制动执行机构中的电磁部分，电流通过电磁部分中电磁体套筒上缠绕的线圈产生磁力使电磁部分中的动电磁铁带动液压部分里的液压缸活塞轴向移动，液压缸活塞的移动使液压缸缸体内的制动液在液压缸体和对应的车轮制动轮缸之间流动以起到给对应的车轮制动的作用；本发明取消了现有汽车制动系统中的制动主缸、真空助力器、油杯、大部分管路、电磁阀、电机、蓄能器、油泵等多种零部件，解决了现有制动系统结构复杂、振动噪声大、主动建压不够快速、压力调节不够精确的问题。

Description

一种分布式电子液压制动系统

技术领域

本发明属于汽车制动系统技术领域，涉及一种分布式电子液压制动系统，更确切地说，本发明涉及一种具有四套独立车轮制动执行机构的电子液压制动系统。

背景技术

分布式电子液压制动系统是一种分布式的湿式线控制动系统。分布式的特点使其所有车轮制动执行机构同时失效的概率较小。目前应用最为广泛的制动系统为真空助力系统，由于其结构简单、性能稳定，使其称霸制动系统行业多年。随着新能源汽车和智能汽车的发展对汽车制动系统提出了新的要求：减小、取消对发动机真空度的依赖；能够实现低噪音的主动常规制动；实现驾驶员制动感觉模拟；可应用于再生制动系统；这些新要求是传统真空助力制动系统难以实现的，促使了新型制动系统的出现。

世界范围内各制动厂家及国内外学者通过对传统真空助力器式制动系统进行了改进，使其可广泛应用在驾驶辅助系统。目前国内外新型制动系统按助力形式分为3类：(1)电机直接助力推杆；(2)采用双主缸，电机直接助力副主缸；(3)利用电机泵对主缸进行液压助力。

电机直接助力推杆的新型制动系统包括博世公司取消传统制动系统的真空助力器采用电机直接助力推杆的新型制动系统“IBooster”采用电机带动二级齿轮装置给主缸助力；中国专利公布号为CN103010199A，公布日为2013年4月3日，发明名称为“一种汽车线控制动系统”，申请人为清华大学，该专利采用电机带动丝杠为制动主缸助力；中国专利公布号为CN102795219A，公布日为2012年11月28日，发明名称为“电机助力式集成汽车制动系统”，申请人为浙江亚太机电股份有限公司，该专利采用电机带动滚珠丝杠为制动主缸助力。分析上述专利采用电机直接助力推杆形式的制动系统，由于电机响应较慢，故其快速建压效果不好，其次电机运转会给制动系统带来较大噪声，降低制动品质。

双主缸，电机直接助力副主缸的新型制动系统包括欧洲专利公布号为EP1970271B1，公布日为2011年10月12日，发明名称为“Brake system”，申请人为HondaMotor Co，该专利采用双主缸制动系统，通过电机带动涡轮，涡轮带动丝杠为副主缸助力。中国专利公布号为CN104943672A，公布日为2015年9月30日，发明名称为“一种具有双液压缸四轮失效备份的液压制动系统及方法”，申请人为吉林大学，以及中国专利公布号为CN104512395A，公布日为2015年4月15日，发明名称为“车辆用制动系统”，申请人为本田技研工业株式会社；上述两个专利采用双主缸制动系统，通过电机带动涡轮，涡轮带动丝杠为副主缸助力。分析上述专利采用双主缸，电机直接助力副主缸形式的制动系统，由于采用了两个主缸结构和重量都较大，且电机噪声亦较大。

利用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统包括中国专利公布号为CN103303281A，公布日为2013年9月18日，发明名称为“集成线控制动系统”，申请人为浙江万向精工有限公司，该专利采用电机带动泵为主缸前腔充制动液；中国专利公布号为CN102582601A，公布日为2012年7月18日，发明名称为“采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统”，申请人为同济大学，该专利采用电机泵为三腔充液完成制动过程的助力；分析上述专利采用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统，由于存在电机泵助力零部件，致使系统存在结构复杂，响应慢、且噪声大的问题。

综上所述，研究一套能够实现取消制动主缸、真空助力器、油杯、大部分管路、电磁阀、电机、蓄能器、油泵等多种零部件的制动系统，且该系统能实现主动建压快速、压力调节精确、踏板力全解耦、降低振动噪声、失效保护的功能具有现实意义。

发明内容

本发明为了解决现有制动系统结构复杂、振动噪声大、主动建压不够快速、压力调节不够精确的问题，提出一种分布式电子液压制动系统，该系统取消制动主缸、真空助力器、油杯、大部分管路、电磁阀、电机、蓄能器、油泵等多种零部件，且能实现主动建压快速、压力调节精确、踏板力全解耦、振动噪声低、失效保护的功能。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的分布式电子液压制动系统由四个车轮制动执行机构、驾驶员踏板感觉模拟机构、电子控制单元和备用小型蓄电池组成。所述的车轮制动执行机构包括液压部分和电磁部分。

一种分布式电子液压制动系统，其特征在于，包括四个车轮制动执行机构、驾驶员踏板感觉模拟机构、电子控制单元和备用小型蓄电池，所述的四个车轮制动执行机构各自的液压缸体通过制动软管与对应的汽车车轮的制动轮缸连通，四个车轮制动执行机构各自的电磁部分与电子控制单元的电流输出端连接，电子控制单元的电源输入端与汽车电源输出端连接，液压控制单元的备用电源输入端与备用小型电池连接，驾驶员踏板感觉模拟机构中的用于测量踩踏和松开制动踏板时的位移的位移传感器与电子控制单元连接，所述的车轮制动执行机构从前端至后端由液压部分和电磁部分组成，液压部分包括一个前端开口、后端面中心处开有阶梯通孔的套筒状的液压缸体，液压缸体前端通过一个圆盘型的液压缸端盖盖合，液压缸端盖上加工有四个沿圆周均布的圆形透气通孔，液压缸体前端内壁设置有橡胶挡块，液压缸体内、且位于橡胶挡块后方设置有液压缸活塞，液压缸活塞活塞头外圆柱面设置有活塞密封圈，液压缸活塞的活塞头与液压缸体后端面内壁之间有液压缸回位弹簧，液压缸活塞的活塞头的后端面与液压缸体内壁构成的空腔中有制动液，液压缸体后部有与液压缸体内部空腔连通的缸体通孔，制动液可通过缸体通孔和制动软管在液压缸体和对应的汽车车轮的制动轮缸之间流动，液压缸体后端面中心处的阶梯通孔的前部与液压缸活塞的活塞杆外圆柱面之间设置有活塞杆密封圈，电磁部分包括一个前端面中心处开有阶梯通孔、后端开口的套筒状的电磁体外壳，电磁体外壳的后端通过一个电磁体后端盖盖合，电磁体外壳前端与液压缸体后端螺纹连接，电磁体外壳前端与液压缸体后端之间有一个液压缸拧紧垫片，电磁体外壳内部空腔中设置有一个电磁体套筒，电磁体套筒内部有圆柱形空腔，电磁体套筒外壁缠绕有导线，电磁体套筒内部圆柱形空腔前端有圆柱状的动电磁铁，电磁体套筒内部圆柱形空腔后端有圆柱状的固定电磁体，动电磁铁与固定电磁体在轴向上的宽度之和为电磁体套筒在轴向上的宽度的十分之一至五分之一，动电磁铁可在电磁体套筒内沿轴向前后移动，液压缸活塞的活塞杆的后端穿过液压缸体后端面中心处的阶梯通孔且伸入电磁体外壳前端面中心处的阶梯通孔与动电磁铁前端连接，固定电磁体后端与电磁体后端盖固定连接，电磁体外壳的外壁上开有一个与电磁体外壳内腔连通的电磁体外壳通孔，导线缠绕在电磁体套筒上以后，导线的两个导线连接端通过电磁体外壳通孔穿出电磁体外壳并与电子控制单元的电流输出端连接。

进一步的技术方案包括

液压缸活塞的活塞杆后端的端面上有半径小于活塞杆的圆柱状的液压缸活塞连接销，液压缸活塞连接销的外圆柱面上加工有外螺纹，动电磁铁前端面中心处有螺纹孔，液压缸活塞连接销与动电磁铁前端面螺纹连接。

电磁体后端盖中心处开有通孔，固定轴穿过电磁体后端盖中心处的通孔与固定电磁体的后端面连接，固定轴前端面中心处有一个半径小于固定轴半径的圆柱形的固定轴连接销，固定轴连接销的外圆柱面上加工有外螺纹，固定轴后端的轴体上加工有外螺纹，固定电磁体后端面中心处开有螺纹孔，固定轴连接销与固定电磁体后端面螺纹连接，固定轴的后端穿过电磁体后端盖中心处的通孔与一个拧紧螺母(螺纹连接，拧紧螺母旋紧在电磁体外壳的后端面上，拧紧螺母与电磁体外壳的后端面之间有电磁壳体拧紧垫片。

所述的驾驶员踏板感觉模拟机构由外壳体、弹簧组、活塞、推杆、制动踏板和位移传感器组成，弹簧组和活塞位于外壳体中，推杆前端与制动踏板相连，后端与活塞前端螺纹连接，弹簧组由多根弹簧组成，弹簧的一端抵靠在外壳体的内端面上，弹簧的另一端抵靠在活塞的后端面上，位移传感器安装在推杆上用于测量踩踏和松开制动踏板时推杆在轴向上的位移，位移传感器通过数据线与电子控制单元连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的分布式电子液压制动系统相较于各种传统形式的电子液压制动系统取消了制动主缸、真空助力器、油杯、大部分管路、电磁阀、电机、蓄能器、油泵等多种零部件，结构更加紧凑、简单，发生故障概率更低。

2.本发明所述的分布式电子液压制动系统由于取消了大部分制动管路、电机等零部件，即消除了噪声源，同时避免了各零部件之间产生共振，故可从根本上解决制动系统噪声问题。

3.本发明所述的分布式电子液压制动系统其具有四套独立的车轮制动执行机构，同时失效概率较小，即失效后安全性更高。

4.本发明所述的分布式电子液压制动系统其四套独立的车轮制动执行机构采用电磁控制，使得该制动系统主动建压快速，压力控制精准，踏板力完全解耦，并可单独对四个轮缸压力进行实时调节。

5.本发明所述的分布式电子液压制动系统其四套独立的车轮制动执行机构与轮缸内部制动液采用完全密封，故而可有效的避免制动液中混入空气，提升制动品质。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的结构图；

图2是本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的车轮制动执行机构主视图的的剖视图；

图3是本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的车轮制动执行机构液压部分主视图的的剖视图；

图4是本发明所述的车轮制动执行机构液压缸端盖主视图的剖视图；

图5是本发明所述的车轮制动执行机构液压缸端盖左视图；

图6是本发明所述的车轮制动执行机构液压缸体主视图的剖视图；

图7是本发明所述的车轮制动执行机构液压缸体右视图；

图8是本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的车轮制动执行机构电磁部分主视图的的剖视图；

图9是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体外壳主视图的剖视图；

图10是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体外壳左视图；

图11是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体套筒主视图的剖视图；

图12是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体套筒左视图；

图13是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体后端盖主视图的剖视图；

图14是本发明所述的车轮制动执行机构电磁体后端盖左视图；

图15是本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的驾驶员踏板感觉模拟机构主视图的剖视图；

图中：1.液压缸端盖，2.橡胶挡块，3.活塞密封圈，4.液压缸体，5.液压缸回位弹簧，6.液压缸活塞，7.活塞杆密封圈，8.液压缸拧紧垫片，9.电磁体外壳，10.电磁体套筒，11.导线，12.动电磁铁，13.固定电磁体，14.导线连接端，15.电磁体后端盖，16.固定轴，17.电磁壳体拧紧垫片，18.拧紧螺母，20.弹簧组，21.活塞，22.推杆，23.制动踏板，24.位移传感器，25.车轮制动执行机构，26.驾驶员踏板感觉模拟机构，27.电子控制单元，28.备用小型蓄电池，29.制动液；

具体实施方式

参阅图1，本发明所述的一种分布式电子液压制动系统由四个车轮制动执行机构25、驾驶员踏板感觉模拟机构26、电子控制单元27和备用小型蓄电池28组成。所述的四个车轮制动执行机构25各自的液压缸体4通过制动软管与对应的汽车车轮的制动轮缸连通，四个车轮制动执行机构25各自的电磁部分与电子控制单元27的电流输出端连接，电子控制单元27的电源输入端与汽车电源输出端连接，电子控制单元27的备用电源输入端与备用小型电池28连接，驾驶员踏板感觉模拟机构26中的用于测量踩踏和松开制动踏板23时的位移传感器24与电子控制单元27连接

参阅图2，所述的车轮制动执行机构由液压部分和电磁部分组成。

车轮制动执行机构液压部分结构为：

参阅图3，所述的车轮制动执行机构的液压部分由液压缸端盖1、橡胶挡块2、活塞密封圈3、液压缸体4、液压缸回位弹簧5、液压缸活塞6、活塞杆密封圈7、液压缸拧紧垫片8组成。其主要作用是产生相应轮缸所需液压力；

参阅图4、图5，液压缸端盖1为圆盘类零件，其右端加工有向右开口的圆盘，圆盘底部加工有四个沿圆周均布的圆形透气通孔，圆盘开口内壁处有内螺纹。

橡胶挡块2、活塞密封圈3和活塞杆密封圈7均为橡胶材质，其中橡胶挡块2的主要作用是防止液压缸活塞6运动幅度过大撞击液压端盖1产生振动噪声；活塞密封圈3和活塞杆密封圈7的主要作用是密封液压缸内部的高压制动液；液压缸回位弹簧5的主要作用是当撤销或减弱电磁力后，推动液压缸活塞6向左移动回到初始的位置。液压缸拧紧垫片8为铜制垫片，其主要作用是保证车轮制动执行机构的液压部分与电磁部分能紧固在一起；液压缸活塞6为阶梯轴类零件，其沿轴向加工有三段阶梯，从左到右依次减小，最左端半径较大一段轴为液压缸活塞6的活塞头部，长度较小，其圆柱面上加工有环形凹槽，用来放置活塞密封圈3。左起第二段轴为液压缸活塞6的活塞杆部分，长度较长。左起第三段轴半径最小，长度较短，为液压缸活塞连接销，且其外圆柱面上加工有外螺纹；

参阅图6、图7，液压缸体4为套筒类零件，液压缸体4的前端开口、后端面中心处开有阶梯通孔，液压缸体4前端内壁加工有环形凹槽，该凹槽主要用来放置橡胶挡块2，液压缸体4内部空腔也是车轮制动执行机构高压制动液产生之处，液压缸体4前端外壁有与液压缸端盖1配合安装的外螺纹，其内壁上有一个圆形的缸体通孔，该缸体通孔通过制动软管可直接与制动轮缸相连。液压缸体4后端面中心阶梯通孔前部内壁上有一个用来放置活塞杆密封圈7的环形凹槽。液压缸体4后端外圆柱面有外螺纹。

所述的液压缸体4前端通过液压缸端盖1盖合，液压缸体4前端内壁设置有橡胶挡块2，液压缸体4内、且位于橡胶挡块2后方设置有液压缸活塞6，液压缸活塞6活塞头外圆柱面设置有活塞密封圈3，液压缸活塞6的活塞杆穿过液压缸体4后端面中心处的阶梯通孔与电磁部分中的动磁铁12连接，液压缸活塞6的活塞头与液压缸体4端面内壁之间有液压缸回位弹簧5，液压缸活塞6的活塞头的后端面与液压缸体4内壁构成的空腔中有制动液29，液压缸体4上有与液压缸体4内部空腔连通的缸体通孔，制动液29可通过缸体通孔和制动软管在液压缸体4和对应的汽车车轮的制动轮缸之间流动，液压缸体4后端面中心处通孔的入口处与液压缸活塞6的活塞杆外圆柱面之间设置有活塞杆密封圈7。

装配关系：将活塞密封圈3塞入液压缸活塞6的活塞头部处的凹槽内，使其贴合完好，表面无凸起。将液压缸回位弹簧5从液压缸活塞6的活塞杆端套入底部使之成为活塞体；将活塞杆密封圈7塞入液压缸体4的后端面中心的阶梯通孔环槽内，使其贴合完好，表面无凸起，并将装配好的活塞体从液压缸左侧装入，使液压缸活塞6得活塞杆从液压缸体4后端面中心的阶梯通孔内伸出，同时保证液压缸活塞6的活塞头部与液压缸体4的孔内壁接触。将橡胶挡块2塞入液压缸体4前端内壁上的环形槽内，再将液压缸端盖1拧到液压缸体4的左侧端面上，二者通过螺纹配合。最后将液压缸拧紧垫片8从右侧套入液压缸体4的后端外圆柱面上。至此车轮制动执行机构的液压部分装配完毕。

车轮制动执行机构电磁部分结构为：

参阅图8，所述的车轮制动执行机构的电磁部分由电磁体外壳9、电磁体套筒10、导线11、动电磁铁12、固定电磁体13、导线连接端14、电磁体后端盖15、固定轴16、电磁壳体拧紧垫片17和拧紧螺母18组成。

参阅图9、图10，电磁体外壳9为套筒类零件，其前端面中心处开有阶梯通孔、后端开口，电磁体外壳9的外壁上开有一个与电磁体外壳9内腔连通的电磁体外壳通孔，保证内部导线11的导线连接端14能从该电磁体外壳通孔通过，电磁体外壳9内部空腔也是车轮制动执行机构电磁力产生之处，电磁体外壳9前端外圆柱面上有外螺纹。

参阅图11、图12，电磁体套筒10为套筒类零件，其外圆柱面为三段阶梯轴，左侧阶梯轴半径最大，右侧阶梯轴半径小于左侧阶梯轴半径，中间段阶梯轴半径最小且长度最长，该三段阶梯轴结构形成的凹槽用来缠绕导线11。电磁体套筒10的中心加工有同心通孔即为电磁体套筒10内部圆柱形空腔。

动电磁铁12为圆柱类零件，导线11通电后形成电磁场将动电磁铁12磁化，动电磁铁12左端面中心处加工有同心盲孔，盲孔内壁上加工有内螺纹；固定电磁体13为圆柱类零件，导线11通电后形成电磁场将固定电磁体13磁化，固定电磁体13右端面中心处加工有同心盲孔，盲孔内壁上加工有内螺纹；固定轴16使固定电磁体13固定，固定轴16前端面中心处有一个半径小于固定轴16半径的圆柱形的固定轴连接销，固定轴连接销的外圆柱面上加工有外螺纹，固定轴16通过该外螺纹与固定电磁体13后端面连接固定轴16穿过电磁体后端盖15中心处的通孔与一个拧紧螺母18螺纹连接。拧紧螺母18旋紧在电磁体外壳9的后端面上。电磁壳体拧紧垫片17为铜制垫片位于拧紧螺母18与电磁体外壳9的后端面之间，其主要作用是保证固定电磁体13与电磁体后端盖15紧固在一起；

参阅图13、图14，电磁体后端盖15为圆盘类零件，其左侧加工有向左开口的同心圆盘，圆盘底端沿着内壁加工有环形凹槽，同时圆盘底部中心处加工有同心通孔，固定轴16穿过该通孔与固定电磁体13的后端面连接。

所述的电磁体外壳9的后端通过电磁体后端盖15盖合，电磁体外壳9前端与液压缸体4后端螺纹连接，电磁体外壳9前端与液压缸体4后端之间有一个液压缸拧紧垫片8，电磁体外壳9内部空腔中设置有电磁体套筒10，电磁体套筒10内部有圆柱形空腔，电磁体套筒10外壁缠绕有导线11，电磁体套筒10内部圆柱形空腔前端有圆柱状的动电磁铁12，电磁体套筒10内部圆柱形空腔后端有圆柱状的固定电磁体13，动电磁铁12与固定电磁体13在轴向上的宽度之和为电磁体套筒10在轴向上的宽度的十分之一至五分之一，动电磁铁12可在电磁体套筒10内轴向移动，液压缸活塞6的活塞杆的后端穿过液压缸体4后端面中心处的阶梯通孔且伸入电磁体外壳9前端面中心处阶梯通孔与动电磁铁12前端连接，固定电磁体13后端与电磁体后端盖15通过电磁壳体拧紧垫片17和拧紧螺母18压紧固定在一起，电磁体外壳9的外壁上开有一个与电磁体外壳9内腔连通的电磁体外壳通孔，导线11缠绕在电磁体套筒10上以后，导线11的两个导线连接端14通过电磁体外壳通孔穿出电磁体外壳9并与电子控制单元27的电流输出端连接。

装配关系：将已经装配好的车轮制动执行机构25液压部分从左侧拧入电磁体外壳9，其中液压缸体4后端外圆柱面的外螺纹与电磁体外壳9前端外圆柱面内螺纹相配合，通过液压缸拧紧垫片8使二者紧固在一起。装配时，液压缸活塞6的活塞杆插入电磁体外壳9的前端面中心处的阶梯通孔内，将动电磁铁12送入并通过螺纹与液压缸活塞6的活塞杆上的活塞杆连接销拧紧在一起。确保液压缸活塞6在移动到左端位移极限时其活塞左端撞击橡胶挡块2，动电磁铁12不会撞击电磁体外壳9。

将电磁体套筒10的中心孔内壁上涂抹润滑脂，再将导线11缠绕在电磁体套筒10的中间轴外表面上，并将缠绕了导线11的电磁体套筒10从电磁体外壳9右侧插入电磁体外壳9内腔，使电磁体套筒10左侧半径较大的阶梯轴的左端面紧靠电磁体外壳9的内腔左侧的内壁，同时电磁体套筒10的左侧半径较大的阶梯轴外柱面与电磁体外壳9的内腔的内圆柱面紧密贴合，使其径向定位。电磁体套筒10在插入过程中，使动电磁铁12从其圆柱形空腔前端插入，同时导线11的导线连接端14从电磁体外壳9的分隔底面通孔中穿出。

固定电磁体13右端面的盲孔与固定轴16的左端固定轴连接销通过螺纹连接在一起，将固定轴16的右端从电磁体后端盖15的左侧插入电磁体后端盖15中心处的通孔内，再将电磁壳体拧紧垫片17从右侧套入固定轴16，最后将拧紧螺母18从固定轴16的右端与固定轴16通过螺纹拧紧在一起。将电磁体后端盖15盖合到上述装配好的电磁体外壳9的后端面使得电磁体后端盖15的圆盘内壁内螺纹与电磁体外壳9后端外圆柱面上的外螺纹相配合。同时，该过程中将固定电磁体13插入电磁体套筒10的中心孔中，最后要保证电磁体后端盖15的圆盘底面将电磁体套筒10压紧在电磁体外壳9中，使之轴向定位。

四个车轮制动执行机构液压腔内部的制动液29采用完全密封，安装时将适量制动液29注入液压缸，通过制动软管将四个车轮制动执行机构液压腔与制动轮缸相连接。四个车轮制动执行机构的导线连接端14分别通过导线连接到电子控制单元27的相应接口处，确保导线连接无误，固定完好。

驾驶员踏板感觉模拟机构结构为：

驾驶员踏板感觉模拟机构由外壳体、弹簧组20、活塞21、推杆22、制动踏板23和位移传感器24组成。弹簧组20和活塞21位于外壳体中，推杆22前端与制动踏板23机械相连，后端与活塞21前端螺纹连接。弹簧组20由多根弹簧组成，弹簧的一端抵靠在外壳体的内端面上，弹簧的另一端抵靠在活塞21的后端面上，位移传感器24安装在推杆22上用于测量踩踏和松开制动踏板23时推杆22在轴向上的位移，位移传感器24通过数据线与电子控制单元27连接。

该驾驶员踏板感觉模拟机构取消了传统制动系统中的制动主缸、油杯、真空助力器，同时由传统的液压机构变为纯机械式结构。其主要作用为给驾驶员提供理想的踏板感觉。当驾驶员踩下制动踏板时推杆22带动活塞21左移，弹簧组20受力压缩并给踏板一个反力，模拟传统制动系统的制动感觉。在推杆22移动过程中，位移传感器24实时记录其位移并将信息传给电子控制单元27，电子控制单元27通过识别驾驶员踏板位移、车速、当前路面状况信息发出制动指令。

电子控制单元27的主要作用通过执行机构控制算法得到四个车轮制动执行机构所需的电流，并分别给四个车轮制动执行机构发出其所需电流。

该分布式电子液压制动系统中包括的备用小型蓄电池的主要作用是当车辆突然断电造成整个制动系统无法供电时，该备用小型蓄电池此时作为备用能源为整个制动系统供电，保证制动系统在一段时间内可正常运行。

本发明所述的一种分布式电子液压制动系统的工作原理如下：

常规制动情况下，当驾驶员踩下制动踏板时，位移传感器24实时记录驾驶员在踩踏和松开制动踏板23时推杆22在轴向上的位移并将信息传给电子控制单元27，电子控制单元27通过识别驾驶员踏板位移、车速、当前路面状况信息计算四个车轮所需电流的大小，并给每个车轮制动执行机构通以相应的电流。电流从导线连接端14流入导线11中，电磁体套筒10以及导线11组成的导线管产生电磁场将动电磁铁12和固定电磁体13磁化，此时由于电磁感应现象电磁铁12和固定电磁体13的临近端不同极，致使二者产生吸引力，该吸引力的大小直接由通入导线11中的电流大小来决定。由于固定电磁体13固定不动，故在电磁吸引力的作用下动电磁铁12带动液压缸活塞6克服液压缸回位弹簧5向右移动，此时液压缸体4内部的制动液29被挤压致使液压腔压力升高，并将其内部的制动液29通过液压缸体4外壁上的液压缸体通孔经由制动软管流入对应的制动轮缸内，使该车轮制动。

现对液压缸活塞6进行受力分析：

F_电磁力＝F_弹簧力+P_轮缸A_活塞

式中：F_电磁力—液压缸活塞6受到的电磁吸引力；

F_弹簧力—液压缸活塞6受到的液压缸回位弹簧5的回位弹力；

P_轮缸—轮缸内部的压力，即液压缸内部的压力；

A_活塞—液压缸内压力作用在液压缸活塞6上的面积；

通过上述公式可知，只要控制流入导线11中电流的大小，即可得到相应的轮缸压力。

常规松制动情况下，当驾驶员松制动踏板时，位移传感器24实时记录其位移并将信息传给电子控制单元27，电子控制单元27即可减小通入导线11中的电流，此时电磁力减小，液压缸活塞6在液压缸回位弹簧5的作用下向左移动，轮缸内的制动液29流回液压缸，液压缸内部压力及轮缸压力均降低。

该车轮制动执行机构的电磁原理同电磁阀原理基本相同，由于近年来电磁阀技术的发展，尤其是线性电磁阀技术的发展使得该车轮制动执行机构涉及到的电磁技术成为可能。相比于通过电机产生制动力的制动系统，电机通电后反应时间较长、振动噪声大，而电磁反应则更快速，因而本发明所述的制动系统具有影响快速且振动噪声小的优点；根据线性电磁阀可知，电磁控制具有控制精度高的优点，故而本发明所述的制动系统亦具有控制精度高的优点；由于该制动系统采用踏板力完全解耦的结构，故而可以很好的用于制动能量回收的新能源车上；由于该制动系统取消了传统制动系统的制动主缸、真空助力器、油杯、大部分管路、电磁阀、电机、蓄能器、油泵等多种零部件，故而其集成性更高；由于该制动系统完全采用电控形式，故而可以实现主动快速建压、常规制动、ABS、TCS、ESC功能；由于该制动系统配备了备用小型蓄电池，故而当汽车蓄电池失效的情况下仍具有失效保护的功能。最后该制动系统采用分布式使得其所有车轮制动执行机构同时失效的概率较小，当四个车轮制动执行机构中的一个、两个、三个失效时，可采用相应的容错控制算法来保证制动能力的同时维持车身稳定性。

Claims (4)

1.一种分布式电子液压制动系统，其特征在于，包括四个车轮制动执行机构(25)、驾驶员踏板感觉模拟机构(26)、电子控制单元(27)和备用小型蓄电池(28)，所述的四个车轮制动执行机构(25)各自的液压缸体(4)通过制动软管与对应的汽车车轮的制动轮缸连通，四个车轮制动执行机构(25)各自的电磁部分与电子控制单元(27)的电流输出端连接，电子控制单元(27)的电源输入端与汽车电源输出端连接，电子控制单元(27)的备用电源输入端与备用小型电池(28)连接，驾驶员踏板感觉模拟机构(26)中的用于测量踩踏和松开制动踏板(23)时的位移的位移传感器(24)与电子控制单元(27)连接，所述的车轮制动执行机构(25)从前端至后端由液压部分和电磁部分组成，液压部分包括一个前端开口、后端面中心处开有阶梯通孔的套筒状的液压缸体(4)，液压缸体(4)前端通过一个圆盘型的液压缸端盖(1)盖合，液压缸端盖(1)上加工有四个沿圆周均布的圆形透气通孔，液压缸体(4)前端内壁设置有橡胶挡块(2)，液压缸体(4)内、且位于橡胶挡块(2)后方设置有液压缸活塞(6)，液压缸活塞(6)活塞头外圆柱面设置有活塞密封圈(3)，液压缸活塞(6)的活塞头与液压缸体(4)后端面内壁之间有液压缸回位弹簧(5)，液压缸活塞(6)的活塞头的后端面与液压缸体(4)内壁构成的空腔中有制动液(29)，液压缸体(4)后部有与液压缸体(4)内部空腔连通的缸体通孔，制动液(29)可通过缸体通孔和制动软管在液压缸体(4)和对应的汽车车轮的制动轮缸之间流动，液压缸体(4)后端面中心处的阶梯通孔的前部与液压缸活塞(6)的活塞杆外圆柱面之间设置有活塞杆密封圈(7)，电磁部分包括一个前端面中心处开有阶梯通孔、后端开口的套筒状的电磁体外壳(9)，电磁体外壳(9)的后端通过一个电磁体后端盖(15)盖合，电磁体外壳(9)前端与液压缸体(4)后端螺纹连接，电磁体外壳(9)前端与液压缸体(4)后端之间有一个液压缸拧紧垫片(8)，电磁体外壳(9)内部空腔中设置有一个电磁体套筒(10)，电磁体套筒(10)内部有圆柱形空腔，电磁体套筒(10)外壁缠绕有导线(11)，电磁体套筒(10)内部圆柱形空腔前端有圆柱状的动电磁铁(12)，电磁体套筒(10)内部圆柱形空腔后端有圆柱状的固定电磁体(13)，动电磁铁(12)与固定电磁体(13)在轴向上的宽度之和为电磁体套筒(10)在轴向上的宽度的十分之一至五分之一，动电磁铁(12)可在电磁体套筒(10)内沿轴向前后移动，液压缸活塞(6)的活塞杆的后端穿过液压缸体(4)后端面中心处的阶梯通孔且伸入电磁体外壳(9)前端面中心处的阶梯通孔与动电磁铁(12)前端连接，固定电磁体(13)后端与电磁体后端盖(15)固定连接，电磁体外壳(9)的外壁上开有一个与电磁体外壳(9)内腔连通的电磁体外壳通孔，导线(11)缠绕在电磁体套筒(10)上以后，导线(11)的两个导线连接端(14)通过电磁体外壳通孔穿出电磁体外壳(9)并与电子控制单元(27)的电流输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电子液压制动系统，其特征在于，液压缸活塞(6)的活塞杆后端的端面上有半径小于活塞杆的圆柱状的液压缸活塞连接销，液压缸活塞连接销的外圆柱面上加工有外螺纹，动电磁铁(12)前端面中心处有螺纹孔，液压缸活塞连接销与动电磁铁(12)前端面螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种分布式电子液压制动系统，其特征在于，电磁体后端盖(15)中心处开有通孔，固定轴(16)穿过电磁体后端盖(15)中心处的通孔与固定电磁体(13)的后端面连接，固定轴(16)前端面中心处有一个半径小于固定轴(16)半径的圆柱形的固定轴连接销，固定轴连接销的外圆柱面上加工有外螺纹，固定轴(16)后端的轴体上加工有外螺纹，固定电磁体(13)后端面中心处开有螺纹孔，固定轴连接销与固定电磁体(13)后端面螺纹连接，固定轴(16)的后端穿过电磁体后端盖(15)中心处的通孔与一个拧紧螺母(18)螺纹连接，拧紧螺母(18)旋紧在电磁体外壳(9)的后端面上，拧紧螺母(18)与电磁体外壳(9)的后端面之间有电磁壳体拧紧垫片(17)。

4.根据权利要求1所述的一种分布式电子液压制动系统，其特征在于，所述的驾驶员踏板感觉模拟机构(26)由外壳体、弹簧组(20)、活塞(21)、推杆(22)、制动踏板(23)和位移传感器(24)组成，弹簧组(20)和活塞(21)位于外壳体中，推杆(22)前端与制动踏板(23)相连，后端与活塞(21)前端螺纹连接，弹簧组(20)由多根弹簧组成，弹簧的一端抵靠在外壳体的内端面上，弹簧的另一端抵靠在活塞(21)的后端面上，位移传感器(24)安装在推杆(22)上用于测量踩踏和松开制动踏板(23)时推杆(22)在轴向上的位移，位移传感器(24)通过数据线与电子控制单元(27)连接。