CN217623528U - 一种车辆用制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆用制动系统，所述制动系统包括电控制动系统和备份液压式制动系统；所述电控制动系统包括前轮电控制动器、后轮电控制动器、电子制动踏板总成；所述前轮电控制动器、所述后轮电控制动器、所述电子制动踏板总成之间通过整车线束连接；所述备份液压式制动系统通过传统液压形式控制所述车辆用制动系统中的一个或多个制动器。本实用新型所述电控制动系统在车辆内采用X型布置或H型布置，在车辆用制动系统中起主要作用；当电控制动系统失效或者电控制动输出过低时，所述备份液压式制动系统工作，满足车辆制动功能。本实用新型实现了车辆制动系统的电控化，使车辆制动系统结构简化，同时也提升了驾驶的安全性。

Description

一种车辆用制动系统

技术领域

本实用新型属于汽车制动系统技术领域，涉及一种车辆用制动系统，用于替代传统的液压式制动系统以实现车辆系统电控化。

背景技术

现有的制动系统一般基于传统液压式制动器，归类为机械式制动系统结构形式。驾驶员通过制动踏板推动制动主缸触发车辆制动需求，制动主缸通过推动制动液沿着制动管路向车轮方向运动，并传递至位于车轮上的液压式制动器上实现车辆制动；随着车辆制动力的增加，驾驶员作用在制动踏板上的力也会增加；传统制动系统布置有真空助力器，真空助力器的功能是将驾驶员通过踏板作用在制动主缸上的力放大，以实现比较小的踏板力，车辆可以实现比较大的制动力输出。专利《CN110422155A-一种电控制动系统的控制方法及其装置、电控制动系统》是将传统的真空助力器调整为通过电机驱动的形式推动制动主缸，并推动制动液向轮端运动，以实现车辆制动。这种电控制动系统还是以制动主缸和制动液作为制动驱动和主要介质，即车辆制动是通过液压式制动系统来实现的。

随着车辆自动化和智能化，车辆的储能的形式已经转变为蓄电池，也就是说通过电能驱动的系统在车辆上会变得越来越普遍。传统的液压制动系统属于电液结合，采用制动液为中间介质，对于能量损耗有很大的影响；因此，随着新能源车和自动驾驶等技术的兴起，对于车辆制动系统实现电控化或自动化提出了需求。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种车辆用制动系统。

本实用新型和现有液压式制动系统显著的区别是，采用电机直接驱动车辆制动，保留部分液压系统作为电控制动系统潜在失效的备份。即本实用新型以电控制动为主，液压为辅，制动通过踏板触发，在踏板和主缸间隙消除前采用电控制动，间隙消除后电控制动和液压制动并存，液压属于电控制动系统严格意义的备份，属于解耦的系统；而现有的类似制动系统属于踏板触发后液压制动和电控制动混合触发，不区分主次，也不区分液压和电控的先后次序，属于混合式，系统不解耦。

本实用新型所要解决的技术问题：

通过使用电控制动系统，可以满足：

1.车辆制动系统电控化，可以为自动驾驶提供技术条件；

2.车辆制动系统结构简化，系统匹配相对简单；

3.设计有备份液压式制动系统，提升驾驶安全性。

电控制动系统通过制动踏板产生制动需求电信号并传递至制动控制器，制动控制器驱动车轮端的制动电机，从而实现车辆制动功能；即车辆的制动加载和制动释放功能全部可以通过电机等电控系统来实现。

本实用新型提供了一种车辆用制动系统，在车辆内采用X型布置或H型布置，所述制动系统包括电控制动系统和备份液压式制动系统；

所述电控制动系统包括前轮电控制动器、后轮电控制动器、电子制动踏板总成；所述前轮电控制动器、所述后轮电控制动器、所述电子制动踏板总成之间通过整车线束连接；

所述备份液压式制动系统通过传统液压形式控制所述车辆用制动系统中的一个或多个控制器；典型的可以在两个前轮布置备份液压式制动系统。

本实用新型中，所述电控制动系统在车辆用制动系统中起主要作用；当电控制动系统失效或者电控制动输出过低时，所述备份液压式制动系统工作，满足车辆制动功能。

所述前轮电控制动器包括前轮第一制动器、前轮第二制动器、前控制器；所述前轮第一制动器、所述前轮第二制动器、所述前控制器之间通过电路线束连接；所述前轮第一制动器和前轮第二制动器上各安装有驱动电机，通过线束供电，工作过程中位于制动器的电机运转，驱动制动器工作，以实现车辆制动功能。

所述后轮电控制动器包括后轮第一制动器、后轮第二制动器、后控制器；所述后轮第一制动器、所述后轮第二制动器、所述后控制器之间通过电路线束连接；所述后轮第一制动器和后轮第二制动器上各安装有驱动电机，通过线束供电，工作过程中位于制动器的电机运转，驱动制动器工作，以实现车辆制动功能

所述电子制动踏板总成包括踏板总成、主缸总成；所述踏板总成为电子踏板形式，输出踏板位置的电信号，控制前控制器和后控制器的电机驱动。

所述主缸总成为传统液压形式，所述主缸总成与踏板总成间隙配合，踏板总成在工作过程中经过一段机械空行程才会和主缸总成接触。

所述前轮电控制动器或后轮电控制动器中，制动器上集成有电机，采用电机直接驱动；所述电控制动系统工作过程中通过所述前控制器或后控制器驱动电机以实现制动功能；所述踏板总成用于触发车辆制动，在踏板总成和主缸总成间隙消除前，只有电控制动系统工作以实现车辆制动。

所述踏板总成和主缸总成间隙消除后，主缸总成中的液压开始建压，并通过液压制动管路推动制动液以驱动位于车轮上的液压制动系统制动。

本实用新型提供的制动系统在正常制动时，踏板总成被踩下，踏板总成与主缸总成之间的间隙减小但未消失，电控制动系统通过检测踏板总成的运动位移产生的电信号实现车辆制动；

在因实际情况导致电控制动系统不足以满足制动需要时，踏板总成被踩下时，运动位移增大，踏板总成与主缸总成间隙消失，踏板总成推动主缸总成中的制动液沿着液压制动管路推动所述车辆用制动系统中的一个或多个制动器产生液压作用下的制动力实现制动。

在实际制动场景中，若前轮电控制动器失效，在驾驶员踩下制动踏板时，当制动踏板未与主缸总成接触时，只有后轮产生制动；当制动踏板与主缸总成接触后，通过备份液压式制动系统控制的制动器配合行使制动功能满足车辆制动需求；

若后轮电控制动器失效，在驾驶员踩下制动踏板时，当制动踏板未与主缸总成接触时，前轮产生电子制动；当制动踏板与主缸总成接触后，通过备份液压式制动系统控制的制动器配合行使车辆制动功能满足车辆制动需求；

若前后轮电控制动器同时失效，在驾驶员踩下制动踏板时，当制动踏板未与主缸总成接触时，不产生制动；当制动踏板与主缸总成接触后，通过备份液压式制动系统控制的制动器单独行使制动功能满足车辆制动需求。

本实用新型可取得的有益效果：

1.简化整车制动系统架构；

2.制动电控化，为自动驾驶等提供基础；

3.提高制动效能；

4.减少车辆拖滞产生的能量损耗，提高车辆续航。

此外，本实用新型使用的电控制动系统使整车制动系统的架构和系统开发变得相对简单。

附图说明

图1为传统液压式系统示意图。

图2为本实用新型系统结构示意图。

图3为本实用新型电控制动示意图。

图4为本实用新型前轮电控失效示意图。

图5为本实用新型电控后轮失效示意图。

图6为本实用新型电控四轮失效示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。

如图1所示的为现有传统液压式制动系统100示意图，其中包含制动踏板160，制动助力器和主缸总成110，连接主缸和车轮的制动液压管路150，前轮液压式制动器120和后轮液压式制动器130；车辆制动过程中，驾驶员通过踩下制动踏板160，制动踏板和助力器主缸总成110固定连接，通过驾驶员作用在制动踏板160上的力推动制动助力器总成110。助力器总成110和安装于前后车轮的制动器120以及130通过液压管路150固定连接；并形成液压通路。制动过程中，助力器总成110在踏板160的作用下推动制动主缸110中的制动液往车轮位置的制动器上运动，前后车轮制动器120和130在液压作用下，产生车辆停止所需要的制动转矩，从而实现车辆制动功能。

制动完成后，驾驶员释放制动踏板160，因为液压通路的存在，制动器120和130上压力撤销，制动过程中流到制动器上的制动液通过管路系统150回流到助力器主缸总成110中，从而实现制动释放功能。

为应对车辆严格的法规要求或者系统潜在失效的功能安全考量，液压系统传递至制动主缸110后制动管路150一般按照X型布置(如图1所示)或者H型布置。这样布置的好处是，将制动管路150分为两路系统，两路管路分别和两个车轮连接，考量任何一套管路失效，另外一路管路系统可以作为备份，以满足系统功能安全以及国家法规的要求。

本实用新型涉及一种车辆电控制动系统，用于适应车辆制动系统的电控化需求。

为实现车辆系统的电控化，将车辆制动器驱动方式有液压式系统制动液制动调整为通过电机驱动的形式，其中电机驱动指令通过控制器来实现。如图2所示的是电控制动系统200 结构形式，其中包含电子制动踏板总成230，前轮电控制动器210，后轮电控制动器220，备份液压式制动系统240。电控制动系统可以参照液压式系统100的布置形式，采用X型布置或者H型布置形式；典型的电控制动系统采用H型布置形式(如图2所示)。其中一个控制器控制两个车轮，液压式制动系统保留部分功能作为电控制动器失效的备份，用于控制两个前轮，这样做的好处是，车辆前轮因为车辆质心偏移等原因，会承担更大的制动效能，液压式备份制动系统240布置于前轮可以获得更多的制动效能；在满足法规的情况下，液压式备份制动系统240可以采用双前轮，双后轮或者一前一后的布置形式，或者布置于车辆的至少一个车轮上。

如图3所示的为电控制动系统200的电控制动单元部分示意图，其中包含电子制动踏板总成230，电控前轮制动器210，电控后轮制动器220。

区别于液压式制动踏板160，电子制动踏板总成230包含踏板总成231，主缸总成232，其中踏板总成231为电子踏板形式，踏板可以输出踏板位置的电信号，用于电控制动系统200 的前控制器213和后控制器223的电机驱动。主缸总成232为传统液压形式，主缸总成232 和踏板总成231之间间隙配合，典型的踏板总成231在工作过程中会经过一段位移(机械空行程)才会和主缸总成232接触，从而实现给主缸总成232加压以实现传统液压制动功能。

前轮电控制动器210包含前控制器213，前轮第一制动器211，前轮第二制动器212；后轮电控制动器220包含后控制器223，后轮第一制动器221，后轮第二制动器222；整车线束226将电子制动踏板总成230和前轮电控制动器210及后轮电控制动器220连接起来。制动过程中电子制动踏板总成230被踩下，并产生踏板总成231位移信号；位移通过电信号的形式被发送给前控制器213和后控制器223，前控制器213和后控制器223将位移信号作为制动触发指令并按照踏板总成231位移大小估算制动力，并驱动位于车轮端的前轮第一制动器211，前轮第二制动器212，后轮第一制动器221，后轮第二制动器222上的电机，以实现车辆制动功能。电控制动系统的控制器会适时接收电子制动踏板总成230的指令，以判断驾驶员意图，并完成相关制动加载和释放的操作。

图6所示的是电控制动系统200去除电控制动系统后的液压式备份制动系统结构示意图，其中包含电子制动踏板总成230，液压制动管路241和对应的前轮第一制动器211，前轮第二制动器212。

按照前面描述的电子制动踏板总成230所对应的踏板总成231和主缸总成232之间有一段间隙(机械空行程)，在常规制动过程中踏板总成231被踩下，踏板总成231和主缸总成 232之间间隙减小，但是未被消除，电控制动系统200通过踏板总成231所提供的电信号实现车辆制动功能。当驾驶员踏板总成231踩得很深，即制动强度很大时，踏板总成231和主缸总成232之间的间隙消除，踏板总成231从而推动主缸总成232中的制动液沿着液压制动管路241推动前轮第一制动器211，前轮第二制动器212产生液压作用下的夹紧力实现制动功能。

这样做的好处是，目前从整车功能安全角度讲，电控系统存在失效的风险，例如电源失效，EMC干扰下的电控系统失效等，这种电控系统完全失效的条件下，需要有机械系统的备份，及驾驶员接管车辆制动后，通过制动踏板的动作也可以实现车辆部分制动功能，以实现车辆制动，以满足当下法规要求。本实用新型涉及的电控制动系统200将车辆4轮通过电机驱动，完全电控化，在本实施例的描述中，以前轮为例，引入基于前轮的液压备份制动系统，从而可以实现电控系统失效后的机械备份。

图4所示的为一种电控系统失效的典型形式，即前轮电控制动器210失效；前轮电控失效后，按照架构形式，车辆制动系统保留的功能为液压备份制动系统240以及后轮电控制动器220功能；后轮电控制动器220通过踏板总成231的踩下程度触发制动强度，在踏板总成 231和主缸总成232之间的间隙没有消除前，只有后轮电控制动器220实现制动功能，当机械空行程消除后，踏板开始推动主缸总成232，从而液压式制动系统240参与制动，和后轮电控制动器220一起满足车辆制动功能。

图5所示的为一种电控系统失效的典型形式，即后轮电控制动器220失效；后轮电控失效后，按照架构形式，车辆制动系统保留的功能为液压备份制动系统240以及前轮电控制动器210功能；前轮电控制动器210通过踏板总成231的踩下程度触发制动强度，在踏板总成 231和主缸总成232之间的间隙没有消除前，只有前轮电控制动器210实现制动功能，当机械空行程消除后，踏板开始推动主缸总成232，从而液压式制动系统240参与制动，制动力和前轮电控制动器210叠加一起满足车辆制动功能。

图6所示的为一种电控系统失效的典型形式，即电控制动系统全部失效；按照架构形式，车辆制动系统保留的功能为液压备份制动系统功能；驾驶员紧急制动，当机械空行程消除后，踏板开始推动主缸总成232，从而液压式制动系统240参与制动，满足车辆制动功能。

本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离本实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (7)

1.一种车辆用制动系统，其特征在于，所述制动系统包括电控制动系统和备份液压式制动系统；

所述电控制动系统包括前轮电控制动器(210)、后轮电控制动器(220)、电子制动踏板总成(230)；所述前轮电控制动器(210)、所述后轮电控制动器(220)、所述电子制动踏板总成(230)之间通过整车线束(226)连接；

所述备份液压式制动系统(240)通过传统液压形式控制所述车辆用制动系统中的一个或多个制动器。

2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述电控制动系统在车辆内采用X型布置或H型布置，在车辆用制动系统中起主要作用；当电控制动系统失效或者电控制动输出过低时，所述备份液压式制动系统工作，满足车辆制动功能。

3.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述前轮电控制动器(210)包括前轮第一制动器(211)、前轮第二制动器(212)、前控制器(213)；所述前轮第一制动器(211)、所述前轮第二制动器(212)、所述前控制器(213)之间通过电路线束(225)连接；

所述后轮电控制动器(220)包括后轮第一制动器(221)、后轮第二制动器(222)、后控制器(223)；所述后轮第一制动器(221)、所述后轮第二制动器(222)、所述后控制器(223)之间通过电路线束(225)连接；

所述电子制动踏板总成(230)包括踏板总成(231)、主缸总成(232)；所述踏板总成(231)为电子踏板形式，输出踏板位置的电信号，控制前控制器(213)和后控制器(223)的电机驱动。

4.如权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述前轮第一制动器(211)、前轮第二制动器(212)、后轮第一制动器(221)和后轮第二制动器(222)上均集成有制动器驱动电机，通过电机运转驱动制动器工作，并实现制动功能。

5.如权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述主缸总成(232)为液压形式，所述主缸总成(232)与踏板总成(231)间隙配合，踏板总成(231)在工作过程中经过一段机械空行程才会和主缸总成(232)接触。

6.如权利要求3所述的制动系统，其特征在于，电控制动系统工作过程中通过所述前控制器(213)或后控制器(223)驱动电机以实现制动功能。

7.如权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述主缸总成(232)通过液压制动管路(241)推动制动液以驱动位于车轮上的液压制动系统制动。

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