CN210258384U - 一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车制动技术领域，具体提供了一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，包括线控制动回路以及人力制动回路；所述线控制动回路包括伺服电动缸(8)、以及与所述伺服电动缸(8)连通第一车轮制动器组，所述第一车轮制动器组为双卡钳制动器，其包括第一卡钳与第二卡钳，所述伺服电动缸(8)与所述第一卡钳连通；所述人力制动回路包括制动主缸(6)以及与所述制动主缸(6)连通的第二卡钳和第二车轮制动器组。本实用新型将双卡钳制动器应用于双回路电液混合制动系统中，使得失效防护能力更强，可靠性更高，同时具有结构紧凑、控制灵活、制动响应快、制动压力控制精度高、制造成本低等优点。

Description

一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统

技术领域

本发明涉及汽车制动系统技术领域，特别涉及一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统。

背景技术

汽车制动系统与汽车行车安全密切相关。汽车制动系统一般采用双回路结构，以提高行车制动的可靠性。传统的双回路液压制动系统主要由制动踏板、真空助力器、制动人力缸、液压管路、后轮制动器和前轮制动器等组成。

现在线控制动取消了传统制动系统的机械连接，具有结构更简单、控制更灵活、响应时间更短、制动性能更好、维护简单等优点。目前已经提出的线控制动系统主要包括电子液压制动系统(EHB)和电子机械式制动系统(EMB)等。从功能上看，线控制动系统一方面可以灵活地协调摩擦制动与回馈制动，以支持电动汽车在不影响制动踏板感觉的前提下尽可能多地回收制动能量；另一方面，还可方便地实现自主制动，以满足智能汽车系统对制动的要求。

目前的汽车液压制动大多仍采用的是真空助力器，真空助力器成本低廉，技术成熟，如果沿用原车的真空助力器进行双回路制动系统的设计成本低廉。

双卡钳制动器是指有两个卡钳的车轮制动器，参照图1所示，现有的双卡钳结构大致包括制动盘c以及与制动盘c配合的第一卡钳a与第二卡钳b，第一卡钳a与第二卡钳b通过油路与制动油缸连接，通过油路中油液压力的变化，来实现第一卡钳a和第二卡钳b与制动盘c之间的配合。

因此，有必要设计一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，这个系统中一条制动回路为汽车原有的制动系统，另一条回路能够实现自主制动，并能保证两条回路互不干扰。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种高可靠性且制动响应快的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是，一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，包括线控制动回路以及人力制动回路；

所述线控制动回路包括伺服电动缸、与所述伺服电动缸电连接的制动控制器以及与所述伺服电动缸连通第一车轮制动器组，所述第一车轮制动器组均为双卡钳制动器，其包括第一卡钳与第二卡钳，所述伺服电动缸与所述第一卡钳连通；

所述人力制动回路包括制动踏板、制动主缸、与所述制动主缸连通的储液罐、与所述制动主缸连接的真空助力器以及与所述制动主缸连通的所述第一车轮制动器组的第二卡钳和第二车轮制动器组；

所述采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统还包括用于获取所述制动主缸内液压的压力传感器，所述压力传感器与所述制动控制器电连接。

在一些实施例中，所述伺服电动缸包括电动缸缸体、滑动设置于所述电动缸缸体内的电动缸活塞、驱动所述电动缸活塞滑动的电机、以及与所述电动缸缸体连接的电动缸储液罐，所述电机与所述制动控制器电连接。

在一些实施例中，所述电动缸活塞与所述电动缸缸体之间形成有第一腔体与第二腔体，所述电动缸活塞与所述电动缸缸体之间设置有复位件；

所述电动缸缸体上开设有：连通所述电动缸储液罐与第一腔体的补偿孔、连通所述电动缸储液罐与第二腔体的供液孔以及连通所述第一腔体与相应的车轮制动器的排液孔；

所述电动缸活塞上设置有皮碗，所述复位件处于预压状态下时，所述皮碗位于所述补偿孔和供液孔之间。

在一些实施例中，所述电动缸内还设置有滚珠丝杆副，所述滚珠丝杆副包括由所述电机驱动的滚丝螺母以及与所述电动缸活塞联接的丝杆。

在一些实施例中，所述采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统还包括与所述电动缸缸体连接的壳体，所述滚珠丝杆副设置于所述壳体内；

所述壳体的内部为圆柱形中空结构，其内部包括相连通且直径依次增大的第一圆柱形空腔、第二圆柱形空腔以及第三圆柱形空腔，所述第一圆柱形空腔与第二圆柱形空腔之间设置有隔断面，所述隔断面上开设有供所述丝杆穿过的通孔；所述第二圆柱形空腔与所述第三圆柱形空腔之间形成轴肩，所述滚丝螺母可转动地设置于所述第三圆柱内，且所述滚丝螺母的一端通过轴承固定在所述轴肩上；所述壳体靠近所述电动缸活塞的一端沿轴向向外延伸形成凸台，所述凸台与所述电动缸缸体的开口密封配合并固定连接。

在一些实施例中，所述电动缸缸体上还固定设置有导向销，所述丝杆上开设有与所述导向销配合的导向槽，所述复位件处于预压状态时，所述导向槽靠近所述电动缸活塞的一端与所述导向销抵接。

在一些实施例中，所述复位件为弹簧，其一端与所述电动缸的内壁连接，另一端与所述电动缸活塞连接。

在一些实施例中，汽车的车轮制动器有四个，所述第一车轮制动器组有一个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有三个车轮制动器；或所述第一车轮制动器组有两个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有两个车轮制动器；或所述第一车轮制动器组有三个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有一个车轮制动器。

在一些实施例中，所述第一车轮制动器组为两个前轮制动器，所述第二车轮制动器组为两个后轮制动器。

在一些实施例中，所述制动控制器还与其他至少一个可以发出自主制动请求的汽车电控系统连接。

由于采用上述技术方案，相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型一种带真空助力的双回路电液混合制动系统既具有线控制动系统所具有的控制灵活、制动响应快的优点，又具有人力制动系统的高可靠性；

2.本实用新型的双回路混合制动系统无需另设专门的线控制动失效备份装置，即使电机失效，驾驶员仍可通过对制动踏板的操作完成人力备份制动；

3.本实用新型与其它电动助力系统相比，本实用新型双回路混合制动系统无需通过复杂的助力控制算法即可获得良好的制动踏板力感觉。

4.本实用新型采用双卡钳制动器配合电动缸与制动主缸的方式，使得其可靠性更高。

附图说明

图1为现有技术中双卡钳制动器的结构示意图；

图2为本实用新型一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统的原理图；

图3为本实用新型一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统中伺服电动缸的结构示意图；

图中，1-制动踏板；2-支撑销；3-推杆；4-真空助力器；5-储液罐；6-制动主缸；7-压力传感器；8-伺服电动缸；9-电源；10-制动控制器；11-左前制动盘；12-右前制动盘；13-右后制动盘；14-左后制动盘；111-左前第一卡钳；111-左前第二卡钳；121-右前第一卡钳122-右前第二卡钳131-右后第一卡钳；141-右后第二卡钳；801-电机；802-联轴器；803-滚丝螺母；804-轴承；805-挡圈；806-钢球；807-丝杆；808-壳体；809-O形圈；810-导向销；811-密封圈；812-电动缸活塞；813-皮碗；814-螺栓；815-电动缸储液罐；816-复位件；817-电动缸缸体；A-第二腔体；B-供液孔；C-补偿孔；D-第一腔体；E-排液孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

参照图2、图3，一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，包括线控制动回路以及人力制动回路；

所述线控制动回路包括伺服电动缸8、与所述伺服电动缸8电连接的制动控制器10以及与所述伺服电动缸8连通第一车轮制动器组，制动控制器10还与电源9电连接，电源9用于给制动控制器10供电。所述第一车轮制动器组均为双卡钳制动器，其包括第一卡钳与第二卡钳，所述伺服电动缸8与所述第一卡钳连通；所述人力制动回路包括制动踏板1、制动主缸6、与所述制动主缸6连通的储液罐5、与所述制动主缸6连接的真空助力器4以及与所述制动主缸6连通的第二卡钳和第二车轮制动器组。

所述制动踏板1通过所述支承销2与所述推杆3联接，所述储液罐5与所述制动主缸6相连，所述制动主缸6与所述真空助力器4连接。所述压力传感器7用来测量所述制动主缸6的输出压力，通过信号线与所述制动控制器10连接。所述制动控制器10通过电源线与所述电源9以及所述伺服电动缸8的所述电机801连接。所述制动控制器10根据所述压力传感器7测得的所述制动主缸6的压力或者其它电控系统的制动请求，控制所述伺服电动缸8的电机工作以便向相应的轮缸输出制动压力。

所述采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统还包括用于获取所述制动主缸6内液压的压力传感器7，所述压力传感器7与所述制动控制器10电连接。

所述伺服电动缸8包括电动缸缸体817、滑动设置于所述电动缸缸体817内的电动缸活塞812、驱动所述电动缸活塞812滑动的电机801、以及与所述电动缸缸体817连接的电动缸储液罐815，所述电机801与所述制动控制器10电连接。

所述电动缸活塞812与所述电动缸缸体817之间形成有第一腔体D与第二腔体A，所述电动缸活塞812与所述电动缸缸体817之间设置有复位件816；

所述电动缸缸体817上开设有：连通所述电动缸储液罐815与第一腔体(D)的补偿孔C、连通所述电动缸储液罐815与第二腔体A的供液孔B以及连通所述第一腔体D与相应的车轮制动器的排液孔E；

所述电动缸活塞812上设置有皮碗813，所述复位件816处于预压状态下时，所述皮碗813位于所述补偿孔C和供液孔B之间。皮碗813随着活塞812的移动，可以实现对补偿孔C的开启和关闭。这里的预压状态是指，在复位件816不受到力的作用时，根据其所在位置处于的一种初始状态。

所述电动缸8内还设置有滚珠丝杆副，所述滚珠丝杆副包括由所述电机801驱动的滚丝螺母803、与所述电动缸活塞812联接的丝杆807以及钢球806，丝杆807与电动缸活塞812通过螺栓814连接。具体的，电机801与滚丝螺母803通过联轴器802联接。电动缸缸体817连接有壳体808，电动缸缸体817与壳体808采用螺栓联接，紧固后密封圈811被压紧在接合面处起密封作用。滚珠丝杆副由一对轴承804支承在壳体808内。通过电机801带动滚丝螺母8103的转动，使得丝杆807推动电动缸活塞812。

具体的，所述壳体808的内部为圆柱形中空结构，其内部包括相连通且直径依次增大的第一圆柱形空腔、第二圆柱形空腔以及第三圆柱形空腔，所述第一圆柱形空腔与第二圆柱形空腔之间设置有隔断面，所述隔断面上开设有供所述丝杆807穿过的通孔；通孔上设置有O型圈809。所述第二圆柱形空腔与所述第三圆柱形空腔之间形成轴肩，所述滚丝螺母803可转动地设置于所述第三圆柱内，且所述滚丝螺母803的一端通过一对轴承804固定在所述轴肩上；挡圈805用于轴承804轴向定位并限制滚丝螺母803的轴向移动。所述壳体808靠近所述电动缸活塞812的一端沿轴向向外延伸形成凸台，所述凸台与所述电动缸缸体817的开口密封配合并固定连接。

另外，电动缸缸体817上还固定设置有导向销810，所述丝杆807上开设有与所述导向销810配合的导向槽，所述复位件816处于预压状态时，所述导向槽靠近所述电动缸活塞812的一端与所述导向销810抵接。这里的预压状态与上文中的预压状态的意思相同。导向销810一端插入丝杆807的导向槽内，使得丝杆807只能沿轴向平动而不能绕轴向转动；通过螺栓814与丝杆807固定联接的电动缸活塞812位于电动缸缸体817内，在复位件816预压力作用下丝杆807的导向槽靠近电动缸活塞812一端压靠在导向810上，该限位使得皮碗813轴向位于补偿孔C和供液孔B之间。

在本实施例中，所述复位件816为弹簧，其一端与所述电动缸缸体817连接，另一端与所述电动缸活塞812连接。

所述制动控制器10还连接至汽车的其他电控系统。其他电控系统为如ADAS或ADS等能发出自主制动请求的电控系统。

为便于对本实用新型进说明，本实施例中的第一车轮制动器组与第二车轮制动器组区分点在于是否与伺服电动缸8相连通，与伺服电动缸8相连的车轮制动器总称为第一车轮制动器组，其余为第二车轮制动器组。在本实用新型中，汽车上的车轮个数可以多种，例如三个车轮、四个车轮、六个车轮等，并且第一车轮制动器组与第二车轮制动器组中的个数不受限定。本实施例中，以4个车轮的形式以及第一车轮制动器组中包含两个双卡钳制动器为例进行说明。

所述第一车轮制动器组为两个前轮制动器，所述第二车轮制动器组为两个后轮制动器。具体的，左前制动器上的左前第一卡钳111以及右前制动器上的右前第一卡钳121与伺服电动缸8连通，而左前制动器上的左前第二卡钳112、右前制动器上的右前第二卡钳122以及右后制动器上的右后第一卡钳131和左后制动器上的左后第一卡钳141均与制动主缸6连通。即，左前制动器包括左前第一卡钳111与左前第二卡钳112以及左前制动盘11、右前制动器包括右前第一卡钳121与右前第二卡钳1223以及右前制动盘12、右后制动器包括右后第一卡钳131以及右后制动盘13、左后制动器包括做后第一卡钳141以及左后制动盘14。

上述的连通方式仅为其中一种较好的实施例，也可以是第一车轮制动器组包括左前制动器和右后制动器，第二车轮制动器组包括右前制动器和左后制动器。这两种方式都适用于采用两个双卡钳制动器的形式。同理，对于三个双卡钳的方式，也可以采用类似的连接方式，例如，左前制动器、右前制动器以及右后制动器为双卡钳制动器。方式多样，在本实用新型中不再穷举。

本实用新型具有一下几种工作模式：

1.混合制动

当驾驶员踩下制动踏板1时，踏板力经踏板臂放大后推动推杆3向前移动，通过真空助力器4的助力作用推动制动主缸6产生制动压力，从而使两个前轮制动器上的第二卡钳以及两个后轮制动器上的第一卡钳产生制动力实现人力制动。同时，制动控制器10接收到压力传感器7的信号计算出相应的车轮制动力，根据制动力分配曲线和计算出的第二制动器组制动力计算出两个前轮制动器上的第一卡钳的目标制动力并将其换算为电机801的目标转矩和目标电流；制动控制器10驱动电机801工作，并带动滚珠丝杆副推动电动缸活塞812运动；当随电动缸活塞812一同运动的皮碗813将电动缸补偿孔C完全覆盖住之后第一腔体D建立起压力，该压力经电动缸排液孔E和制动管路传至两个前轮制动器上的第一卡钳，产生制动力矩实现第一制动器组线控制动。

2、自主制动模式

当制动控制器10检测到车辆的其他电控系统有制动请求时，制动控制器10根据电控系统请求的制动力矩控制电机801输出转矩，驱动滚珠丝杆副推动电动缸活塞812运动；当随活塞812一同运动的皮碗813将电动缸补偿孔C完全覆盖住之后高压腔D建立起压力，该压力经电动缸排液孔E和制动管路传至两个前轮制动器上的第一卡钳，产生制动力矩实现自主制动。

3.失效备份人力制动模式

当制动控制器10和电源9发生故障使得线控制动回路失效时，仍可通过人力制动保证制动能力。与上述相同原理，踏板力经踏板臂放大后推动推杆3向前移动，通过真空助力器4的助力作用推动制动主缸6产生制动压力，从而使两个前轮制动器上的第二卡钳以及两个后轮制动器上的第一卡钳产生制动力实现失效备份人力制动模式。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，包括线控制动回路以及人力制动回路；

所述线控制动回路包括伺服电动缸(8)、与所述伺服电动缸(8)电连接的制动控制器(10)以及与所述伺服电动缸(8)连通第一车轮制动器组，所述第一车轮制动器组均为双卡钳制动器，其包括第一卡钳与第二卡钳，所述伺服电动缸(8)与所述第一卡钳连通；

所述人力制动回路包括制动踏板(1)、制动主缸(6)、与所述制动主缸(6)连通的储液罐(5)、与所述制动主缸(6)连接的真空助力器(4)以及与所述制动主缸(6)连通的所述第一车轮制动器组的第二卡钳和第二车轮制动器组；所述采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统还包括用于获取所述制动主缸(6)内液压的压力传感器(7)，所述压力传感器(7)与所述制动控制器(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述伺服电动缸(8)包括电动缸缸体(817)、滑动设置于所述电动缸缸体(817)内的电动缸活塞(812)、驱动所述电动缸活塞(812)滑动的电机(801)、以及与所述电动缸缸体(817)连接的电动缸储液罐(815)，所述电机(801)与所述制动控制器(10)电连接。

3.根据权利要求2所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述电动缸活塞(812)与所述电动缸缸体(817)之间形成有第一腔体(D)与第二腔体(A)，所述电动缸活塞(812)与所述电动缸缸体(817)之间设置有复位件(816)；

所述电动缸缸体(817)上开设有：连通所述电动缸储液罐(815)与第一腔体(D)的补偿孔(C)、连通所述电动缸储液罐(815)与第二腔体(A)的供液孔(B)以及连通所述第一腔体(D)与相应的车轮制动器的排液孔(E)；

所述电动缸活塞(812)上设置有皮碗(813)，所述复位件(816)处于预压状态下时，所述皮碗(813)位于所述补偿孔(C)和供液孔(B)之间。

4.根据权利要求3所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述电动缸(8)内还设置有滚珠丝杆副，所述滚珠丝杆副包括由所述电机(801)驱动的滚丝螺母(803)以及与所述电动缸活塞(812)联接的丝杆(807)。

5.根据权利要求4所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统还包括与所述电动缸缸体(817)连接的壳体(808)，所述滚珠丝杆副设置于所述壳体(808)内；

所述壳体(808)的内部为圆柱形中空结构，其内部包括相连通且直径依次增大的第一圆柱形空腔、第二圆柱形空腔以及第三圆柱形空腔，所述第一圆柱形空腔与第二圆柱形空腔之间设置有隔断面，所述隔断面上开设有供所述丝杆(807)穿过的通孔；所述第二圆柱形空腔与所述第三圆柱形空腔之间形成轴肩，所述滚丝螺母(803)可转动地设置于所述第三圆柱内，且所述滚丝螺母(803)的一端通过轴承(804)固定在所述轴肩上；所述壳体(808)靠近所述电动缸活塞(812)的一端沿轴向向外延伸形成凸台，所述凸台与所述电动缸缸体(817)的开口密封配合并固定连接。

6.根据权利要求4所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述电动缸缸体(817)上还固定设置有导向销(810)，所述丝杆(807)上开设有与所述导向销(810)配合的导向槽，所述复位件(816)处于预压状态时，所述导向槽靠近所述电动缸活塞(812)的一端与所述导向销(810)抵接。

7.根据权利要求3所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述复位件(816)为弹簧，其一端与所述电动缸缸体(817)的内壁连接，另一端与所述电动缸活塞(812)连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，汽车的车轮制动器有四个，所述第一车轮制动器组有一个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有三个车轮制动器；或所述第一车轮制动器组有两个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有两个车轮制动器；或所述第一车轮制动器组有三个车轮制动器，所述第二车轮制动器组有一个车轮制动器。

9.根据权利要求8所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述第一车轮制动器组为两个前轮制动器，所述第二车轮制动器组为两个后轮制动器。

10.根据权利要求1所述的采用双卡钳制动器的双回路电液混合制动系统，其特征在于，所述制动控制器(10)还与其他至少一个可以发出自主制动请求的汽车电控系统连接。

Images