CN107628013A - 一种新能源车电控制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源车电控制动系统及方法，系统包括VCU、踏板、可检测踏板信息的踏板模拟单元、受踏板模拟单元控制启动的主缸和若干制动执行单元，所述的踏板模拟单元与VCU之间电连接，所述的制动执行单元分别与VCU电连接，所述的主缸分别与制动执行单元通过制动管路连接。本发明旨在提供一种有独立动力源、相应速度较快的新能源车电控制动系统及方法。

Description

一种新能源车电控制动系统及方法

技术领域

本发明属于车辆制动领域，尤其涉及一种新能源车电控制动系统。

背景技术

传统的车辆制动系统，其制动的实现过程，是通过驾驶员施加力在制动踏板上，后经过真空助力系统的放大并转化为液压力，作用在制动器上，从而实现制动。真空助力系统由真空助力器带制动主缸、真空罐、真空泵、真空管组成，其中真空助力器带制动主缸利用真空与大气的压力差，将驾驶员施加于脚踏板上的制动力进行放大，并将这个力传导至制动主缸，建立液压，实现踏板力向液压力的转变。传统制动系统只能通过制动液作为力的传递媒介，将人作用在脚踏板上的力，经过主缸建压，传递到制动器，液体传导压力的效率及涉及部件较多，导致制动响应较慢。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种有独立动力源、相应速度较快的新能源车电控制动系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新能源车电控制动系统，包括VCU、踏板、可检测踏板信息的踏板模拟单元、受踏板模拟单元控制启动的主缸和若干制动执行单元，所述的踏板模拟单元与VCU之间电连接，所述的制动执行单元分别与VCU电连接，所述的主缸分别与制动执行单元通过制动管路连接。踏板模拟单元用于检测踏板的行程位移量，当踩下踏板时，踏板模拟单元检测到踏板出现位移，此时将踏板位移信息传至VCU，VCU使制动执行单元启动进行制动。这样，制动直接通过电信号传送至制动执行单元，响应时间减小，制动响应较快。

作为优选，所述的制动执行单元包括壳体和钳体，所述钳体内设有缸体以及相对布置的定摩擦片和动摩擦片，所述缸体内设有作用于动摩擦片向定摩擦片移动的制动活塞，所述的制动活塞设有滑动配合的推块，所述壳体内设有带动推块作用于动摩擦片的电机。VCU可直接驱动电机，带动推块作用于动摩擦片，使得动摩擦片和定摩擦片之间的距离缩短，从而实现制动。液压也可进入到缸体内作用于制动活塞，动摩擦片在制动活塞作用下靠近定摩擦片。这样，制动执行单元上有单独的动力源电机，VCU可直接控制各个制动执行单元启闭，从而实现主动刹车，在有需要时，还可切换至制动管路液压控制制动执行单元，实现在电控和液压控制之间切换。

作为优选，所述电机的输出轴上设有小齿轮，所述的壳体内设有与推块螺纹配合的转杆，所述的转杆转动时带动推块沿转杆轴向移动，所述转杆上设有与小齿轮联动的大齿轮。这样，当电机的输出轴转动时，小齿轮随输出轴同步转动，动力通过大齿轮传递至转杆，转杆转动时带动螺纹配合的推块想动摩擦片作用，将动摩擦片顶出。

作为优选，所述的转杆远离推块的一端设有与制动管路连通的进油口，所述进油口的另一端与缸体的内腔连通。这样，转杆既作为电控时带动推块作用于动摩擦片的传动件，又作为液压控制时的油液管路，整体结构更为紧凑。

作为优选，所述的踏板模拟单元和VCU之间设有踏板行程信号传输线束和踏板加速度信号传输线束。这样，踏板模拟单元可同时将踏板行程位移信号和踏板加速度信号，便于VCU准确判断驾驶者的制动意图，进而控制电机输出扭矩。

作为优选，所述的VCU上设有车速信号连接端口。这样，VCU可以采集到车速信号，在电控制动时如果检测到车速没有下降，可及时切换至液压制动管路，提高制动可靠性和安全性。

作为优选，所述制动活塞与缸体的内壁之间滑动配合，制动活塞的外壁上设有与内壁密封的活塞密封圈。

作为优选，所述制动活塞设有与推块滑动配合的滑动孔，推块与滑动孔之间设有推块密封圈。

一种新能源车电控制动方法，包括以下步骤：

a. 当制动踏板产生位移时，踏板模拟单元检测到制动踏板行程信息，并计算出踏板加速度信息；

b. 踏板模拟单元将制动踏板行程信息和踏板加速度信息传送至VCU ，VCU向制动执行单元发送制动信号，启动制动执行单元进行制动；

c. 步骤b中，如果踏板模拟单元检测到制动踏板位移行程，VCU启动制动执行单元进行制动，且车速并未降低时，则踏板模拟单元驱动主缸建立液压，通过制动管路驱动制动执行单元进行制动。

本发明的有益效果是：（1）VCU可直接通过制动信号线束控制踏板模拟单元提供刹车动力源，实现主动刹车；（2）可在电控和液压控制之间进行切换，可靠性和安全性较高；（3）采用电控制动时，制动系统的响应时间短，响应速度较高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明中制动执行单元的结构示意图；

图3是本发明中制动执行单元的剖视图。

图中：VCU1，踏板模拟单元2，踏板3，制动管路4，制动执行单元5，壳体5a，钳体5b，定摩擦片5c，动摩擦片5d，电机5e，大齿轮5f，拉带5g，转杆5h，制动活塞5i，推块密封圈5j，活塞密封圈5k，缸体51，进油口501，制动信号线束6，主缸7，踏板行程信号传输线束8a，踏板加速度信号传输线束8b，推块9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种新能源车电控制动系统，包括VCU1、踏板3、踏板模拟单元2、主缸7和四个制动执行单元5。VCU为车辆控制单元，用于实现整车控制决策，踏板便于驾驶者踩踏从而进行制动操作，踏板模拟单元用于检测踏板信息并提供脚踏板的反馈，四个制动执行单元对应于车辆的四个车轮，主缸的启闭受到踏板模拟单元的控制，踏板模拟单元可根据指令使主缸开启建立液压。

踏板模拟单元与VCU之间电连接，踏板模拟单元可检测出踏板的位移行程量，并根据位移时间和速度计算出踏板加速度，踏板模拟单元和VCU之间设有踏板行程信号传输线束8a和踏板加速度信号传输线束8b，可同时将踏板行程信号和踏板加速度信号传输至VCU，便于VCU能够准确判断驾驶者的制动意图。四个制动执行单元分别与VCU电连接，VCU可直接通过制动信号线束6控制各个制动执行单元。主缸分别与制动执行单元通过制动管路4连接，踏板模拟单元可驱动主缸建立液压进行制动，作为备用的液压制动管路。VCU上设有车速信号连接端口，便于VCU根据车速信号切换至液压制动管路，提高制动可靠性和安全性。

结合图2、图3所示，制动执行单元包括壳体5a和钳体5b，钳体内设有缸体51以及相对布置的定摩擦片5c和动摩擦片5d，缸体内设有作用于动摩擦片向定摩擦片移动的制动活塞5i。制动活塞的中心设有滑动孔，滑动孔中设有推块9。壳体内设有带动推块作用于动摩擦片的电机5e，电机的输出轴上设有小齿轮，壳体内设有与推块螺纹配合的转杆5h，转杆的轴向与推块的移动方向一致，推块可相对转杆轴向进行滑移，而在圆周方向上推块受到制动活塞限位，因此转杆转动时带动推块沿转杆轴向移动。转杆上设有大齿轮5f，大齿轮与小齿轮之间设有拉带5g，通过拉带进行传动。各个制动执行单元的电机通过制动信号线束与VCU连接，VCU可控制电机的启闭以及电机的输出扭矩。

转杆远离推块的一端设有与制动管路连通的进油口501，进油口的另一端与缸体的内腔连通，进油口连接制动管路，主缸提供的液压通过制动管路进入到缸体内部，并作用于制动活塞。制动活塞与缸体的内壁之间滑动配合，制动活塞的外壁上设有与内壁密封的活塞密封圈5k。制动活塞设有与推块滑动配合的滑动孔，推块与滑动孔之间设有推块密封圈5j。

在实际运行过程中，当VCU驱动电机启动时，电机的输出轴转动，输出轴上的小齿轮也同步转动，小齿轮通过拉带使大齿轮带动转杆联动，转杆在转动时，由于推块和转杆为螺纹连接，同时推块在圆周方向受到限位，因此推块顶出推动动摩擦片靠近定摩擦片，从而实现制动。当主缸建立液压时，油液通过制动管路进入到转杆的进油口，并通过进油口的另一端进入到缸体的内腔中，使得制动活塞推动动摩擦片靠近定摩擦片。

一种新能源车电控制动方法，包括以下步骤：

a. 当驾驶者踩下制动踏板进行制动时，制动踏板产生位移，踏板模拟单元检测到制动踏板行程信息，并计算出踏板加速度信息；

b. 踏板模拟单元将制动踏板行程信息和踏板加速度信息传送至VCU，VCU向制动执行单元发送制动信号，制动执行单元内的电机启动，转杆推动推块，使得动摩擦片和定摩擦片作用于车轮的制动盘进行制动；

c. 步骤b中，如果踏板模拟单元检测到制动踏板位移行程，VCU启动制动执行单元进行制动，但整车车速并未降低时，则踏板模拟单元驱动主缸建立液压，油液通过制动管路进入到制动执行单元的缸体内，驱动制动活塞推动动摩擦片进行制动。

Claims (9)

1.一种新能源车电控制动系统，其特征是，包括VCU（1）、踏板（3）、可检测踏板（3）信息的踏板模拟单元（2）、受踏板模拟单元（2）控制启动的主缸（7）和若干制动执行单元（5），所述的踏板模拟单元（2）与VCU（1）之间电连接，所述的制动执行单元（5）分别与VCU（1）电连接，所述的主缸（7）分别与制动执行单元（5）通过制动管路（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述的制动执行单元（5）包括壳体（5a）和钳体（5b），所述钳体（5b）内设有缸体（51）以及相对布置的定摩擦片（5c）和动摩擦片（5d），所述缸体（51）内设有作用于动摩擦片（5d）向定摩擦片（5c）移动的制动活塞（5i），所述的制动活塞（5i）设有滑动配合的推块（9），所述壳体（5a）内设有带动推块（9）作用于动摩擦片（5d）的电机（5e）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述电机（5e）的输出轴上设有小齿轮，所述的壳体（5a）内设有与推块（9）螺纹配合的转杆（5h），所述的转杆（5h）转动时带动推块（9）沿转杆（5h）轴向移动，所述转杆（5h）上设有与小齿轮联动的大齿轮（5f）。

4.根据权利要求3所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述的转杆（5h）远离推块（9）的一端设有与制动管路（4）连通的进油口（501），所述进油口（501）的另一端与缸体（51）的内腔连通。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述的踏板模拟单元（2）和VCU（1）之间设有踏板行程信号传输线束（8a）和踏板加速度信号传输线束（8b）。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述的VCU上设有车速信号连接端口。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述制动活塞（5i）与缸体（51）的内壁之间滑动配合，制动活塞（5i）的外壁上设有与内壁密封的活塞密封圈（5k）。

8.根据权利要求7所述的一种新能源车电控制动系统，其特征是，所述制动活塞（5i）设有与推块（9）滑动配合的滑动孔，推块（9）与滑动孔之间设有推块密封圈（5j）。

9.一种新能源车电控制动方法，包括以下步骤：

a. 当制动踏板产生位移时，踏板模拟单元检测到制动踏板行程信息，并计算出踏板加速度信息；

b. 踏板模拟单元将制动踏板行程信息和踏板加速度信息传送至VCU，VCU向制动执行单元发送制动信号，启动制动执行单元进行制动；

c. 步骤b中，如果踏板模拟单元检测到制动踏板位移行程，VCU启动制动执行单元进行制动，但整车车速并未降低时，则踏板模拟单元驱动主缸建立液压，通过制动管路驱动制动执行单元进行制动。