本發明涉及車輛制動技術領域，具體涉及一種汽車解耦分布式制動系統電液復合式制動執行機構。

背景技術：

制動系統是汽車底盤的重要組成部分之一，直接關系到汽車綜合性能及生命財產安全。雖然傳統液壓式、氣壓式制動系統能夠滿足現有制動法規的各項要求，但是存在著管道布置復雜、依靠真空助力裝置、制動響應速度較慢、制動力矩不可主動調節及難于與其他系統集成控制等不足之處，不適合汽車尤其是電動汽車底盤集成化控制的發展要求。

電控制動系統現實了制動系統的解耦，主要有電子液壓制動系統(EHB)與電子機械制動系統(EMB)兩種，取消了制動踏板與制動輪缸之間的直接連接，以電線為信息傳遞媒介，電子控制單元根據相關傳感器信號識別制動意圖，控制制動執行機構動作，實現對車輪制動力的控制，具有不依賴真空助力裝置、易于集成控制等優點，彌補了傳統制動系統結構原理上的不足。

但是，EHB系統一般采用集中布置方式，仍需布置整車液壓管道，動態響應性能可以進一步提高。EMB系統一般采用分布布置方式，無需布置整車制動管道，具有動態性能好、布置容易等優點，但是其為以電機直接提供驅動力的干式制動系統，無法使用已有液壓、氣壓制動技術，需要全新開發制動裝置，且應急制動實現困難、成本較高，目前產業化使用很少。

目前，與本發明專利最相關的技術是申請公布號為CN104442777A的發明專利“底盤輪邊分布式獨立制動執行機構及底盤制動系統”。上述發明專利顧及了EHB與EMB兩者的優點，采用電子液壓制動方式和分布式布置方式，具有無需布置液壓管道、動態響應特性好等優點。但是，其內部油泵仍由電機驅動，未能充分利用制動能量，且沒有緩速制動、輔助驅動等功能。至目前為止，汽車解耦分布式制動系統電液復合式制動執行機構還鮮有提及。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的電液復合式制動系統不能充分利用制動能量的缺陷，提供一種汽車解耦分布式制動系統電液復合式制動執行機構。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種汽車解耦分布式制動系統電液復合式制動執行機構，包括制動驅動部分和液壓制動執行部分，所述的制動驅動部分包括制動盤、油泵離合器、電機離合器、電池組和電子控制單元，所述油泵離合器的主動部分和電機離合器的主動部分均與所述制動盤傳動連接，所述油泵離合器的從動部分與油泵的轉子傳動連接，所述電機離合器的從動部分與電機的轉子傳動連接，所述電機與所述電池組電連接，所述電子控制元件控制電機向電池組充電或控制電池組向電機供電；所述電子控制元件控制電機離合器和油泵離合器的分離或結合；所述液壓制動執行機構與所述制動盤配合，所述油泵為所述液壓制動執行部分的動力源。

具體地，所述的液壓制動執行部分包括蓄能器、儲液器和輪缸，所述油泵的進油口與所述儲液器的出油口連接，所述油泵的出油口與上述蓄能器的進油口連接，所述的蓄能器的出油口與所述輪缸的進油口連接，所述輪缸的出油口與所述儲液器進油口連接，所述輪缸內設置有制動活塞，所述制動活塞與制動盤相對的一面上設置有摩擦塊，當所述摩擦塊與制動盤貼緊時實現制動操作。制動時電子控制單元控制油泵離合器結合，油泵離合器的從動部分隨主動部分轉動，其從動部分帶動油泵運行，從而將制動液由儲液器泵入蓄能器內，蓄能器內的高壓制動液進入輪缸，輪缸制動壓力增加，推動制動活塞及摩擦塊壓向制動盤，實現車輛減速、制動，制動完成后由輪缸流回儲液器；同時，電子控制單元控制電機離合器結合，電機離合器的從動部分隨主動部分轉動，從而帶動電機運行進行發電，并對電池組進行充電。

進一步地，所述的儲液器與蓄能器之間設置有泄壓管路，所述泄壓管路上設置有泄壓閥；所述儲液器與所述的輪缸之間設置有回油電磁閥，所述蓄能器與上述輪缸之間設置有進油電磁閥；所述回油電磁閥和進油電磁閥均由所述電子控制單元控制。當油泵運行向蓄能器內泵入制動液時，若蓄能器內壓力高于預定值時，則泄壓閥開啟，制動液回流至儲液器，防止蓄能器內壓力過高而造成安全隱患；回油電磁閥和進油電磁閥可以采用線性控制電磁閥，得到的電信號越大其開啟截面越大，進油電磁閥得電開啟時，蓄能器內的高壓制動液進入輪缸，回油電磁閥得電開啟時，輪缸內的制動液在儲液器吸力的作用下回流至儲液器，輪缸制動壓力降低。通過對進油電磁閥和回油電磁閥的控制，可實現車輪制動壓力的精確調整。

進一步地，為有效監控和利用電子控制單元自動控制各閥的啟閉，所述的蓄能器上設置有蓄能壓力傳感器，所述的輪缸上設置有制動壓力傳感器，所述電子控制單元通過所述制動壓力傳感器的信號控制會有電磁閥。當蓄能器內壓力值高于上限值或下限值時，電子控制單元則可以開啟報警系統提醒駕駛員注意。輪缸上的制動壓力傳感器可實時監測輪缸內制動液的壓力，作為制動壓力控制的反饋信號，也可作為制動執行機構失效的參考信號，當制動壓力較低時，電子控制單元給進油電磁閥供電，蓄能器中的制動液進入輪缸，制動壓力增加；當制動壓力較高時，電子控制單元給回油電磁閥供電，輪缸中的制動液回流至儲液器，制動壓力降低。通過不斷的快速調節，將制動壓力控制在理想的范圍內。若制動壓力傳感器提供的壓力值與目標壓力值相差較大，電子控制單元則會及時通過故障指示燈報警，提醒駕駛員注意。

作為優選，所述的儲液器與油泵之間還設置有散熱器，所述的散熱器出油口處設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述電子控制單元電信號連接。在汽車持續制動時，油泵離合器接合，油泵工作，制動液由儲液器經過散熱器被泵向蓄能器，再經泄壓閥回流至儲液器。如此不斷循環，將部分制動能量轉變為制動液熱能，通過散熱器散發至大氣中，實現緩速制動的目的。若在制動過程中，制動液溫度高于允許值，電子控制單元則會及時通過故障指示燈報警，提醒駕駛員注意。

作為優選，所述的電機離合器和油泵離合器均為電磁離合器，所述電機離合器和油泵離合器均與所述電池組電連接，所述電子控制單元通過控制電機離合器和油泵離合器與電池組之間電流的通斷，控制電機離合器和油泵離合器的分離或結合。

進一步地，每個車輪處均獨立設置所述的制動執行機構。各個制動執行機構之間相互獨立、互不干涉，可以充分發揮每個車輪的附著系數，且若其中一個制動執行機構出現問題，其他幾個制動執行機構仍能正常工作，提高了車輛的制動性能及安全性能。

進一步地，所述的電子控制單元電連接有總控制單元，所述總控制單元負責識別駕駛員制動意圖、判斷制動狀態、分配各車輪目標制動力、與電子控制單元及汽車其他系統間的信息交互。整個制動系統采用分層式控制結構，各電子控制單元用于采集蓄能器壓力、制動壓力及制動液溫度等信號，根據制動系統總控制單元命令控制制動執行機構動作，實現車輪減速、制動，并將相關信息反饋給制動系統總控制單元。

作為優選，所述的電池組與汽車電源連接，且兩者之間設置有二極管，當電池組電壓高于汽車電源電壓，二極管截止；當電池組電壓低于汽車電源電壓，二極管導通，汽車電源系統對所述電池組供電。通常，鋰電池電壓高于汽車電源電壓，二極管截止，制動執行機構電源系統相對獨立；當鋰電池電壓低于汽車電源電壓時，二級管導通，汽車電源系統給鋰電池供電，使制動執行機構保持正常性能。這樣，若汽車電源系統發生突發故障，制動執行機構仍能正常工作，提高工作可靠性。

進一步地，所述的制動驅動部分設置在所述液壓制動執行部分內部。

作為上述結構的一種改進，所述的制動驅動部分與上述液壓制動執行部分并排設置，兩者固定連接為一個整體，可以降低電液復合式制動執行機構整體高度。

有益效果：本發明為解耦分布式制動執行機構，無需布置整車液壓管道，易于與其他系統集成控制，結構緊湊、布置方便且動態響應迅速；本發明利用電機、油泵回收制動能量，驅動制動執行機構動作，促進制動能量再利用及降低能源消耗；本發明電機和油泵能有效分擔制動負荷，降低制動盤摩擦副的磨損，提高摩擦副的使用壽命及抗熱衰退性能；本發明具有相對獨立的電源系統，且各個制動執行機構相對獨立，具有較好的工作可靠性及抗失效能力。本發明易于實現應急制動功能，可由汽車自身制動能量驅動制動執行機構動作，實現汽車應急制動；本發明具有自我冷卻功能，可防止制動執行機構溫度過高而影響制動性能。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是實施例1電液復合式制動執行機構結構簡圖；

圖2是電液復合式制動執行機構液壓系統結構示意圖；

圖3是電液復合式制動執行機構布置示意圖；

圖4是實施例2制動驅動部分和液壓制動執行部分布置示意圖；

圖5是實施例2制動驅動部分結構示意圖；

圖6是實施例2液壓制動執行部分結構示意圖。

其中:1、制動盤，2、輪缸殼體，3、制動活塞，4、摩擦塊，5、輪缸，6、密封圈，7、電機，8、散熱器，9、電機離合器，10、電池組，11、蓄能器，12、小齒輪，13、儲液器，14、油泵離合器，15、電子控制單元，16、油泵，17、車輪，18、制動執行機構，19、制動壓力傳感器，20、進油電磁閥，21、蓄能壓力傳感器，22、溫度傳感器，23、回油電磁閥，24、泄壓閥，25、液壓制動執行部分，26、制動驅動部分。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，一種汽車解耦分布式制動系統電液復合式制動執行機構，包括制動驅動部分26和液壓制動執行部分25，為節省安裝空間，本實施例中制動驅動部分26設置在液壓制動執行部分25內部，所述的制動驅動部分26包括制動盤1、油泵離合器14、電機離合器9、電池組10和電子控制單元15，所述油泵離合器14的主動部分和電機離合器9的主動部分均與所述制動盤1傳動連接，具體地，制動盤1外圈設置有齒圈，小齒輪12與齒圈嚙合，從而制動盤1通過小齒輪12與電機離合器9及油泵離合器14傳動連接；所述油泵離合器14的從動部分與油泵16的轉子傳動連接，所述電機離合器9的從動部分與電機7的轉子傳動連接，所述電機7與所述電池組10電連接，所述電子控制元件控制電機7向電池組10充電或控制電池組10向電機7供電，為進一步保證電池組10的有效性，所述的電池組10與汽車電源連接，且兩者之間設置有二極管，當電池組10電壓高于汽車電源電壓，二極管截止；當電池組10電壓低于汽車電源電壓，二極管導通，汽車電源系統對所述電池組10供電；所述電子控制元件控制電機離合器9和油泵離合器14的分離或結合；所述液壓制動執行機構18與所述制動盤1配合，所述油泵16為所述液壓制動執行部分25的動力源。

具體地，如圖1和2所示，所述的液壓制動執行部分25包括蓄能器11、儲液器13和輪缸5，所述油泵16的進油口與所述儲液器13的出油口連接，所述的儲液器13與油泵16之間還設置有散熱器8，所述的散熱器8出油口處設置有溫度傳感器22，所述溫度傳感器22與所述電子控制單元15電信號連接，所述油泵16的出油口與上述蓄能器11的進油口連接，所述的蓄能器11的出油口與所述輪缸5的進油口連接，所述輪缸5的出油口與所述儲液器13進油口連接，所述輪缸5內設置有制動活塞3，制動活塞3與輪缸殼體2之間通過密封圈6密封，所述制動活塞3與制動盤1相對的一面上設置有摩擦塊4，當所述摩擦塊4與制動盤1貼緊時實現制動操作。所述的儲液器13與蓄能器11之間設置有泄壓管路，所述泄壓管路上設置有泄壓閥24；所述儲液器13與所述的輪缸5之間設置有回油電磁閥23，所述蓄能器11與上述輪缸5之間設置有進油電磁閥20；所述回油電磁閥23和進油電磁閥20均由所述電子控制單元15控制。所述的蓄能器11上設置有蓄能壓力傳感器21，所述的輪缸5上設置有制動壓力傳感器19，所述電子控制單元15通過所述制動壓力傳感器19的信號控制回油電磁閥23。

本實施例中以所述的電機離合器9和油泵離合器14均為電磁離合器為例，所述電機離合器9和油泵離合器14均與所述電池組10電連接，所述電子控制單元15通過控制電機離合器9和油泵離合器14與電池組10之間電流的通斷，控制電機離合器9和油泵離合器14的分離或結合。本申請中電池組10可采用鋰電池，蓄能器11采用高壓蓄能器。

如圖3所示，本實施例中整車采用解耦分布式制動執行結構，每個車輪17處均獨立設置所述的制動執行機構18，個制動執行機構18之間互不干涉，其中四個電子控制單元15與一個總控制單元連接，所述總控制單元負責識別駕駛員制動意圖、判斷制動狀態、分配各車輪17目標制動力、與電子控制單元15及汽車其他系統間的信息交互。

工作原理如下：車輛正常行駛時，電機離合器9和油泵離合器14處于分離狀態，油泵16和電機7不工作；當制動時，電子控制單元15控制電機離合器9和油泵離合器14結合，電機離合器9的主動部分帶動從動部分轉動，從動部分帶動電機7轉子轉動，電機7發電并對電池組10進行充電；油泵離合器14主動部分帶動其從動部分轉動，從動部分帶動油泵16運行，油泵16將制動液由散熱器8出油口泵入蓄能器11，電子控制單元15控制進油電磁閥20打開，使得蓄能器11內高壓制動油進入輪缸5，制動活塞3在制動液壓力作用下在輪缸5內移動并向制動盤1貼近，達到制動效果。制動完成后或需要調整輪缸5內制動壓力時，電子控制單元15控制回油電磁閥23開啟，關閉或使進油電磁閥20開啟截面變小，使得輪缸5內制動液回流至儲液器13，從而通過進油電磁閥20和回油電磁閥23的控制，實現車輪17制動壓力的精確調節。在以上過程中若蓄能器11內壓力過高泄壓閥24開啟，從而制動液由蓄能器11回流至儲液器13內，達到泄壓目的，避免蓄能器11壓力過高帶來的安全隱患；蓄能器11內壓力必須處于一定的范圍內，若壓力低至下限值時，則在汽車行駛過程中電子控制單元15立即控制油泵離合器14接合，驅動油泵16工作，將儲液器13內制動液泵入蓄能器11，而進油電磁閥20不開啟；壓力上限值略大于泄壓閥24開啟壓力。若壓力值高于上限值或低于下限值時，則開啟報警系統提醒駕駛員注意。

在汽車持續制動時，油泵離合器14接合，油泵16工作，制動液由儲液器13經過散熱器8被泵向蓄能器11，再經泄壓閥24回流至儲液器13，如此不斷循環，將部分制動能量轉變為制動液熱能，通過散熱器8散發至大氣中，實現緩速制動的目的。若在制動過程中，制動液溫度高于允許值，電子控制單元15則會及時通過故障指示燈報警，提醒駕駛員注意。

在汽車上坡或加速時，電子控制單元15根據行駛工況可使電機離合器9接合，此時電池組10向電機7供電，電機7作為電動機通過小齒輪12、制動盤1給車輪17提供輔助驅動力矩。當電機離合器9分離時，小齒輪12與電機7轉子動力中斷。

實施例2

與實施例1的區別在于，如圖4～6所示，所述的制動驅動部分26與上述液壓制動執行部分25并排設置，兩部分設置為一體。其工作原理和實施例1中相同，相比于實施例1的設置方式，本實施例設置方式能夠有效降低制動執行結構的整體高度。

應當理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。由本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。