CN207328422U - 线控制动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种线控制动系统及车辆。所述线控制动系统包括踏板信号采集器、液压系统、液压控制单元、两个液压制动器、控制器、中间电机，所述两个液压制动器用于制动两个前轮，中间电机用于驱动和制动两个后轮；或者，两个液压制动器用于制动两个后轮，中间电机用于驱动和制动两个前轮，中间电机包括两个电机本体和两个电磁离合器，每个电磁离合器用于制动对应的电机本体的电机轴，控制器用于根据踏板信号采集器采集到的踏板信号控制中间电机，液压控制单元用于根据踏板信号控制液压系统提供给液压制动器的液压力。通过上述方案，使得能够提供一种机械连接少，结构简洁，体积小，易于在整车上布置，且能够有效降低整车质量的线控制动系统。

Description

线控制动系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆制动系统，具体地，涉及一种线控制动系统。

背景技术

线控制动系统(简称BBW)即电子控制制动系统，分为机械式线控制动系统(简称EMB)和液压式线控制动系统(简称EHB)两种。如果把EHB 称为“湿式”的BBW系统，那么EMB就是“干式”的BBW系统。两者的区别在于EMB不再使用制动液及液压部件，制动力矩完全由安装在4个车轮上的电机驱动执行机构实现，而EHB是介于传统液压制动系统和EMB之间的制动系统，是一个过渡系统。

EHB系统是在传统的液压制动系统基础上发展而来的。与传统的液压制动系统有所不同，EHB以电子元件替代部分机械元件，是一个先进的机电一体化系统。EHB用一个综合制动模块取代传统制动器中的压力调节器和ABS 模块，这个综合制动模块可以产生并储存制动压力，可以对四个车轮的制动力矩进行单独调节。EHB系统具有传统液压制动系统无法比拟的优越性，但 EHB系统仍然采用电液控制方式，严格意义上说并不是纯粹的线控制动系统，但是与EMB系统相比，EHB系统在当前技术更加成熟，因而在短期内有极佳的发展前景。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种结构简洁、适于在整车上布置的线控制动系统。

为了实现上述目的，本公开提供一种线控制动系统，包括踏板信号采集器、液压系统、液压控制单元、两个液压制动器、控制器、中间电机，所述两个液压制动器用于制动两个前轮，所述中间电机用于驱动和制动两个后轮；或者，所述两个液压制动器用于制动两个后轮，所述中间电机用于驱动和制动两个前轮，所述中间电机包括两个电机本体和两个电磁离合器，每个电磁离合器用于制动对应的电机本体的电机轴，所述控制器用于根据所述踏板信号采集器采集到的踏板信号控制所述中间电机，所述液压控制单元用于根据所述踏板信号控制所述液压系统提供给所述液压制动器的液压力。

可选地，所述踏板信号采集器包括踏板位移传感器和/或踏板力传感器。

可选地，所述线控制动系统还包括整车状态采集器，所述控制器用于根据所述踏板信号采集器采集到的踏板信号和所述整车状态采集器采集到的整车状态信号控制所述中间电机。

可选地，所述整车状态采集器包括纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器和轮速传感器中的一者或多者。

可选地，所述控制器包括中央控制器和第一控制器，所述中央控制器分别与所述液压控制单元和第一控制器电连接，所述第一控制器用于控制所述中间电机，所述中央控制器接收所述踏板信号并通过车载网络接收整车状态信号。

可选地，所述系统包括电子踏板，该电子踏板包括制动踏板、踏板模拟器、踏板模拟器控制器和所述踏板信号采集器，所述踏板信号采集器与所述踏板模拟器控制器电连接，所述踏板模拟器控制器与所述中央控制器电连接。

可选地，所述踏板模拟器控制器还分别与所述液压控制单元和第一控制器电连接。

可选地，所述电磁离合器包括电磁铁、平移摩擦片和旋转摩擦片，所述电磁铁包括定铁芯、动铁芯和作用于所述动铁芯的驱动弹簧，所述旋转摩擦片随所述电机轴转动，所述平移摩擦片能够在所述动铁芯的驱动下移动。

可选地，所述电磁离合器还包括外座圈和内座圈，所述内座圈与所述电机轴花键连接，所述旋转摩擦片设置在所述内座圈上，所述外座圈与所述中间电机的电机壳体的内壁花键连接，所述平移摩擦片设置在所述外座圈上。

通过上述技术方案，使得本公开能够提供一种机械连接少，结构简洁，体积小，易于在整车上布置，且能够有效降低整车质量的线控制动系统。

本公开还提供一种车辆，包括如上所述的线控制动系统。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一种实施方式的线控制动系统的原理示意图；

图2是中间电机的剖视图；

图3是图2的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

根据本公开的一个方面，如图1所示，提供一种线控制动系统，包括电子踏板200、液压系统、液压控制单元910、两个液压制动器410、控制器、中间电机420。

电子踏板200包括制动踏板210、踏板模拟器220和踏板信号采集器230。踏板模拟器220为驾驶员提供与传统制动系统相似的踏板感觉(踏板反力和踏板行程)，使其能够按照自己的习惯和经验进行制动操作。踏板信号采集器230用于监测驾驶员的操纵意图，可以采用踏板位移传感器或踏板力传感器，也可以二者同时采用，以避免单一类型传感器共态故障的影响，有利于故障诊断。

两个液压制动器410可以为两个前轮制动器，也可以为两个后轮制动器。当两个液压制动器410为两个前轮制动器时，中间电机420用于驱动和制动两个后轮520；当两个液压制动器410为两个后轮制动器时，中间电机420 用于驱动和制动两个前轮510。

如图2和图3所示，中间电机420包括电机壳体421、设置在电机壳体 421内的两个电机本体422和两个电磁离合器423，两个电机本体422分别用于驱动两个车轮，每个电磁离合器423用于制动对应的电机本体422的电机轴4221。

踏板信号采集器230将采集到的踏板信号(例如，踏板加速度、踏板位移、踏板力大小等)传输给控制器和液压控制单元910，控制器根据该踏板信号控制提供给电磁离合器423的电流大小，从而控制电磁离合器423的磁场强度，使得电磁离合器423产生相应的抱紧力以抱紧电机轴4221；液压控制单元910根据该踏板信号控制液压系统提供给液压制动器410的液压力，使得液压制动器410产生相应的制动力。

可选地，如图2和图3所示，电磁离合器423可以包括电磁铁、平移摩擦片4235、旋转摩擦片4236、外座圈4237和内座圈4238。其中，电磁铁可以包括定铁芯4232、动铁芯4233和作用于动铁芯4233的驱动弹簧4234。内座圈4238与电机轴4221通过花键滑动连接，旋转摩擦片4236设置在内座圈4238上以能够在电机轴4221的带动下旋转。外座圈4237与电机壳体421的内壁通过花键滑动连接，平移摩擦片4235设置在外座圈4237上以能够沿电机轴4221的轴向平移。定铁芯4232和动铁芯4233可以均形成为环状结构，并且动铁芯4233套设在电机轴4221的外部，定铁芯4232套设在动铁芯4233的外部，以使中间电机420的结构更紧凑，轴向尺寸更小。当电磁铁失电时，定铁芯4232与动铁芯4233之间的磁吸力消失，动铁芯4233在驱动弹簧4234的作用下向右移动，并推动平移摩擦片4235和旋转摩擦片 4236接合，二者之间的摩擦力使得电机轴4221被抱紧。通过控制提供给电磁铁的电流大小，可以控制定铁芯4232与动铁芯4233之间的磁吸力，从而控制电磁离合器423的抱紧力。

通过上述技术方案，使得本公开能够提供一种机械连接少，结构简洁，体积小，易于在整车上布置，且能够有效降低整车质量的线控制动系统。

在本公开中，为了提高制动平稳性和安全性，所述线控制动系统还可以包括整车状态采集器800，控制器还用于根据整车状态采集器800采集到的整车状态信号控制中间电机420。也就是说，控制器既要接收踏板信号采集器230采集到的踏板信号，又要接收整车状态采集器800采集到的整车状态信号，综合这些信号计算出每个车轮各自实时所需的最佳制动力，达到最佳的制动效果。具体地，控制器可以通过车载网络(例如，TTP/C网络、CAN 网络、Flex ray网络等)接收整车状态采集器800的信号。

这里，整车状态采集器800可以包括纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器和轮速传感器中的一者或多者。相应地，整车状态信号可以包括纵向加速度信号、横向加速度信号、横摆角速度信号、方向盘转角信号和轮速信号中的一者或多者。

具体地，液压系统可以包括通过液压管路相连的储油杯920、电动液压泵930、单向阀940、蓄能器950等。液压控制单元910可以包括电子控制单元和多个电磁阀，电子控制单元用于控制电动液压泵930和电磁阀，以使液压系统向液压制动器410输出相应的液压力。

在本公开中，控制器可以为一个，也可以为多个。为了提高制动响应速度，控制器可以包括中央控制器310和第一控制器320，其中，第一控制器 320用于控制中间电机420，中央控制器310分别与第一控制器320和液压控制单元910电连接。中央控制器310接收踏板信号并通过车载网络接收整车状态信号，用于确定驾驶员意图或者判断整车动力学状态，并向第一控制器320和液压控制单元910发送控制信号。第一控制器320接收中央控制器310的控制信号，控制中间电机420的电机本体422完成扭矩响应，并控制中间电机420的电磁离合器423产生相应的抱紧力。液压控制单元910接收中央控制器310的控制信号，控制液压系统向液压制动器410输出的液压力，使得液压制动器410产生相应的制动力。

可选地，电子踏板200还可以包括用于控制踏板模拟器220中的电机的踏板模拟器控制器240，踏板信号采集器230与踏板模拟器控制器240电连接，踏板模拟器控制器240与中央控制器310电连接，踏板信号采集器230 采集到的踏板信号可以通过踏板模拟器控制器240传输至中央控制器310。需要说明的是，也可以将踏板信号采集器230与中央控制器310直接电连接，从而将踏板信号直接传输至中央控制器310。

进一步地，踏板模拟器控制器240还可以分别与第一控制器320和液压控制单元910电连接，以使踏板信号能够通过踏板模拟器控制器240传输至第一控制器320和液压控制单元910。通过这种方式，使得当中央控制器310 出现故障时，制动系统也能完成基础的制动功能，提高制动安全性。

具体地，所述线控制动系统还可以包括用于向中间电机420、中央控制器310、第一控制器320、液压控制单元910、电子踏板200、以及整车状态采集器800供电的电源600。附图标记700代表电源接口。

以下结合图1简要描述根据本公开的一种实施方式的线控制动系统的工作过程。

驾驶员踩下制动踏板后，通过踏板信号采集器检测出踏板加速度、位移以及踏板力的大小等制动指令信号(即，踏板信号)，中央控制器通过车载网络接收制动指令信号，且综合当前车辆行驶状态下的其他传感器(即，整车状态采集器)的信号计算出每个车轮各自实时所需的最佳制动力，并向第一控制器和液压控制单元发送控制信号。第一控制器根据接收到的控制信号控制中间电机的电机本体完成扭矩响应，并控制中间电机的电磁离合器产生相应的抱紧力以抱紧电机轴。液压控制单元根据接收到的控制信号控制液压系统向液压制动器输出的液压力，以使液压制动器产生相应的制动力。

在本公开中，所采用的液压制动器410可以具有任意适当的结构，本公开对此不作限制。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆采用如上所述的线控制动系统。

综上所述，本公开的线控制动系统具有以下优点：一、液压制动管路数量减少，可有效降低整车质量，结构简洁，体积小，易于布置；二、采用机械和电气连接，信号传递迅速，制动响应快，反应灵敏；三、传动效率高，节省能源；四、电子智能控制功能强大，可以通过修改控制器中的软件程序，配置相关的参数来实现ABS、TCS、ESC、ACC等复杂的电控功能，并且易于和具有制动能量回收系统的新能源汽车进行匹配；五、整个系统可以采用模块化结构，装配简单，维修方便；六、采用电子踏板，取消了制动踏板与制动执行机构的机械和液压连接，一方面，在执行ABS等动作时制动踏板不会有回弹振动，提高了制动舒适性，另一方面，在车辆发生碰撞时冲击力也不会通过制动系统传到驾驶室内，提高了汽车的被动安全性。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种线控制动系统，其特征在于，包括踏板信号采集器(230)、液压系统、液压控制单元(910)、两个液压制动器(410)、控制器、中间电机(420)，

所述两个液压制动器(410)用于制动两个前轮(510)，所述中间电机(420)用于驱动和制动两个后轮(520)；或者，所述两个液压制动器(410)用于制动两个后轮(520)，所述中间电机(420)用于驱动和制动两个前轮(510)，

所述中间电机(420)包括两个电机本体(422)和两个电磁离合器(423)，每个电磁离合器(423)用于制动对应的电机本体(422)的电机轴(4221)，所述控制器用于根据所述踏板信号采集器(230)采集到的踏板信号控制所述中间电机(420)，所述液压控制单元(910)用于根据所述踏板信号控制所述液压系统提供给所述液压制动器(410)的液压力。

2.根据权利要求1所述的线控制动系统，其特征在于，所述踏板信号采集器(230)包括踏板位移传感器和/或踏板力传感器。

3.根据权利要求1所述的线控制动系统，其特征在于，所述线控制动系统还包括整车状态采集器(800)，所述控制器用于根据所述踏板信号采集器(230)采集到的踏板信号和所述整车状态采集器(800)采集到的整车状态信号控制所述中间电机(420)。

4.根据权利要求3所述的线控制动系统，其特征在于，所述整车状态采集器(800)包括纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器和轮速传感器中的一者或多者。

5.根据权利要求3所述的线控制动系统，其特征在于，所述控制器包括中央控制器(310)和第一控制器(320)，所述中央控制器(310)分别与所述液压控制单元(910)和第一控制器(320)电连接，所述第一控制器(320)用于控制所述中间电机(420)，所述中央控制器(310)接收所述踏板信号并通过车载网络接收整车状态信号。

6.根据权利要求5所述的线控制动系统，其特征在于，所述系统包括电子踏板(200)，该电子踏板(200)包括制动踏板(210)、踏板模拟器(220)、踏板模拟器控制器(240)和所述踏板信号采集器(230)，所述踏板信号采集器(230)与所述踏板模拟器控制器(240)电连接，所述踏板模拟器控制器(240)与所述中央控制器(310)电连接。

7.根据权利要求6所述的线控制动系统，其特征在于，所述踏板模拟器控制器(240)还分别与所述液压控制单元(910)和第一控制器(320)电连接。

8.根据权利要求1所述的线控制动系统，其特征在于，所述电磁离合器(423)包括电磁铁、平移摩擦片(4235)和旋转摩擦片(4236)，所述电磁铁包括定铁芯(4232)、动铁芯(4233)和作用于所述动铁芯(4233)的驱动弹簧(4234)，所述旋转摩擦片(4236)随所述电机轴(4221)转动，所述平移摩擦片(4235)能够在所述动铁芯(4233)的驱动下移动。

9.根据权利要求8所述的线控制动系统，其特征在于，所述电磁离合器(423)还包括外座圈(4237)和内座圈(4238)，所述内座圈(4238)与所述电机轴(4221)花键连接，所述旋转摩擦片(4236)设置在所述内座圈(4238)上，所述外座圈(4237)与所述中间电机(420)的电机壳体(421)的内壁花键连接，所述平移摩擦片(4235)设置在所述外座圈(4237)上。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的线控制动系统。