本發(fā)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(tǒng)純電式制動執(zhí)行機構(gòu)。

背景技術：

制動系統(tǒng)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(chǎn)安全。雖然傳統(tǒng)液壓式、氣壓式制動系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)有制動法規(guī)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(diào)節(jié)及難于與其他系統(tǒng)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(fā)展要求。

電控制動系統(tǒng)實現(xiàn)了制動系統(tǒng)的解耦，主要有電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)與電子機械制動系統(tǒng)(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(jù)相關傳感器信號識別制動意圖，控制制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)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(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理上的不足。

但是，EHB系統(tǒng)一般采用集中布置方式，仍需布置整車液壓管道，動態(tài)響應性能可以進一步提高。EMB系統(tǒng)一般采用分布布置方式，無需布置整車制動管道，具有動態(tài)性能好、布置容易等優(yōu)點。但是，目前EMB系統(tǒng)大多為單電機執(zhí)行機構(gòu)，未能充分利用汽車制動能量驅(qū)動摩擦制動，且不能分流汽車制動負荷而降低摩擦制動副磨損。而且，不論是EHB系統(tǒng)，還是EMB系統(tǒng)，都屬于摩擦制動方式，不可避免會出現(xiàn)制動器磨損、摩擦粉塵及制動器熱衰退等問題。至目前為止，汽車解耦分布式制動系統(tǒng)純電式制動執(zhí)行機構(gòu)還鮮有提及。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種適用于汽車解耦分布式制動系統(tǒng)，采用純電式制動方式，取消傳統(tǒng)的摩擦制動裝置，無需布置整車制動管道，動態(tài)響應性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，布置方便，易于與其他系統(tǒng)集成控制，可由再生電機將制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤苯域?qū)動電磁制動器工作，且能分擔制動負荷而降低電磁制動器能耗的純電式制動執(zhí)行機構(gòu)。

本發(fā)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(tǒng)純電式制動執(zhí)行機構(gòu)，包括制動盤、電磁離合器、電磁制動器、電池組和電子控制單元，所述電磁離合器的輸入軸和電磁制動器的輸入軸均與所述制動盤傳動連接，所述電磁離合器的從動部分連接有再生電機；所述電池組與所述電磁離合器以及電磁制動器電連接，所述電子控制單元用于控制所述電磁離合器與電池組以及電磁制動器與電池組之間電路的通斷；所述再生電機與所述電池組電連接，所述電子控制單元用于控制所述再生電機向所述電池組充電或控制所述電池組向所述再生電機供電。

進一步地，為有效實現(xiàn)制動盤與電磁離合器及電磁制動器的傳動連接，所述的制動盤圓周面上設置有齒圈，所述制動盤通過齒圈嚙合有小齒輪，所述小齒輪帶動所述電磁離合器的輸入軸以及電磁制動器的輸入軸轉(zhuǎn)動。

進一步地，由于制動執(zhí)行機構(gòu)工作過程中產(chǎn)生熱量，為了將熱量及時散出，還包括冷卻風扇，所述冷卻風扇靠近汽車車身一側(cè)設置，所述冷卻風扇與所述電池組電連接，所述電子控制單元控制所述冷卻風扇與所述電池組之間電的通斷。

進一步地，還包括散熱通道和溫度傳感器，所述散熱通道內(nèi)設置有金屬散熱細網(wǎng)，所述冷卻風扇與所述散熱通道相對應，所述的溫度傳感器與所述電子控制單元電信號連接，所述電子控制單元根據(jù)所述溫度傳感器的信號控制所述冷卻風扇的開啟和關閉。當溫度傳感器檢測到制動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)溫度較高時，電子控制單元接收到溫度傳感器的信號控制冷卻風扇啟動利用散熱通道能夠?qū)崃坑行⒊?，降低制動?zhí)行機構(gòu)內(nèi)的溫度，當溫度降低至預定范圍內(nèi)時，電子控制單元控制冷卻風扇停止運行。

進一步地，所述的電磁離合器包括導磁盤、磁粉、磁粉室、激磁線圈和所述從動部分，所述導磁盤套設在所述電磁離合器的輸入軸上，所述激磁線圈安裝在所述從動部分，所述磁粉分布于所述磁粉室內(nèi)，且所述磁粉室位于激磁線圈和導磁盤之間。當激磁線圈沒有電流時，磁粉沒有收到磁場作用，松散地分布于磁粉室內(nèi)，電磁離合器為分離狀態(tài)，從動部分和電磁離合器的輸入軸之間可以自由轉(zhuǎn)動，再生電機不工作；當激磁線圈有電流通過時，磁粉在磁場作用下快速凝固，由“松散”狀態(tài)豎起呈鏈狀，在磁場中形成“固體磁鏈”，電磁離合器為接合狀態(tài)，將電磁離合器的輸入軸與從動部分連接為一體，此時制動盤可通過小齒輪、電磁離合器驅(qū)動再生電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。導磁盤可通過花鍵與電磁離合器輸入軸相連接，隨著電磁離合器輸入軸一起轉(zhuǎn)動。

作為優(yōu)選，所述激磁線圈通過碳刷、滑環(huán)以及繼電器與所述電池組電連接。

進一步地，所述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(tǒng)對所述電池組供電。這種結(jié)構(gòu)，若汽車電源系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)故障，制動執(zhí)行機構(gòu)仍能正常工作，提高工作可靠性。

進一步地，每個車輪處均獨立設置有所述的制動執(zhí)行機構(gòu)。這樣能夠單獨控制每個車輪的制動，各個制動執(zhí)行機構(gòu)之間互不干涉，提高制動效果。

作為優(yōu)選，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(tài)、分配各車輪目標制動力、與電子控制單元及汽車其他系統(tǒng)間的信息交互。

有益效果：當汽車制動時，電子控制單元控制電池組與電磁離合器之間的電流導通，電磁離合器接合，制動盤通過小齒輪、電磁離合器帶動再生電機轉(zhuǎn)動，將汽車制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑻峁┎糠种苿恿?，達到回收制動能量，分流制動負荷，降低電磁制動器能耗的目的。當再生電機提供的制動力矩不夠時，電子控制單元控制電磁制動器工作，提供制動力矩使車輪減速、制動。

本發(fā)明為解耦分布式制動執(zhí)行機構(gòu)，無需布置整車制動管道，易于與其他系統(tǒng)集成控制，結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便且動態(tài)響應迅速；本發(fā)明取消了傳統(tǒng)的摩擦制動裝置，可避免出現(xiàn)制動器磨損、摩擦粉塵及制動器熱衰退等問題；本發(fā)明可將制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并可直接用于?qū)動電磁制動器工作，提高制動能量利用效率及降低能源消耗；本發(fā)明再生電機工作時，能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩分擔制動負荷，降低電磁制動器能耗；本發(fā)明具有較好的抗失效能力，各個制動執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，如果其中一個出現(xiàn)故障，其他幾個仍可使汽車可靠減速、停車；本發(fā)明易于實現(xiàn)應急制動功能，可由汽車自身制動能量驅(qū)動制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)汽車應急制動；本發(fā)明具有自我冷卻功能，可防止制動執(zhí)行機構(gòu)溫度過高而影響制動性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明純電式制動執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是電磁離合器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是純電式制動執(zhí)行機構(gòu)布置示意圖。

其中:1.制動盤，2.電磁離合器，3.再生電機，4.電子控制單元，5.電池組，6.小齒輪，7.電磁制動器，8.冷卻風扇，9.車輪，10.制動執(zhí)行機構(gòu)，11.激磁線圈，12.磁粉，13.碳刷，14.導磁盤，15.電磁離合器的輸入軸，16.滾動軸承。

具體實施方式

實施例

如圖1所示，一種純電式制動執(zhí)行機構(gòu)，包括制動盤1、電磁離合器2、電磁制動器7、電池組5和電子控制單元4，所述的制動盤1圓周面上設置有齒圈，所述制動盤1通過齒圈嚙合有小齒輪6，所述小齒輪6帶動所述電磁離合器的輸入軸15以及電磁制動器7的輸入軸轉(zhuǎn)動；所述電磁離合器2的從動部分連接有再生電機3，所述電池組5與所述電磁離合器2以及電磁制動器7電連接，所述電子控制單元4用于控制所述電磁離合器2與電池組5以及電磁制動器7與電池組5之間電路的通斷；所述再生電機3與所述電池組5電連接，所述電子控制單元4用于控制所述再生電機3向所述電池組5充電或控制所述電池組5向所述再生電機3供電。所述電池組5與汽車電源連接，且兩者之間設置有二極管；當電池組5電壓高于汽車電源電壓，二極管截止；當電池組5電壓低于汽車電源電壓，二極管導通，汽車電源系統(tǒng)對所述電池組5供電。本申請中的電池組5可以為鋰電池。

所述制動執(zhí)行機構(gòu)10還包括冷卻風扇8，散熱通道和溫度傳感器，所述冷卻風扇8靠近汽車車身一側(cè)設置，所述冷卻風扇8與所述電池組5電連接，所述電子控制單元4控制所述冷卻風扇8與所述電池組5之間電的通斷；所述散熱通道內(nèi)設置有金屬散熱細網(wǎng)，所述冷卻風扇8與所述散熱通道相對應，所述的溫度傳感器與所述電子控制單元4電信號連接，所述電子控制單元4根據(jù)所述溫度傳感器的信號控制所述冷卻風扇8的開啟和關閉。

具體地，本實施例中所述的電磁離合器2為磁粉式電磁離合器，包括導磁盤14、磁粉12、磁粉室、激磁線圈11和所述從動部分，所述導磁盤14套設在所述電磁離合器的輸入軸15上，所述激磁線圈11安裝在所述從動部分，所述磁粉12分布于所述磁粉室內(nèi)，且所述磁粉室位于激磁線圈11和導磁盤14之間；其中所述激磁線圈11通過碳刷13、滑環(huán)以及繼電器與所述電池組5電連接。另外，本實施例中電磁制動器7為磁粉12式制動器，其原理與電磁離合器2相似，只是電磁制動器7沒有從動部分。

如圖3所示，本實施例中整車采用解耦分布式制動系統(tǒng)，每個車輪9處均獨立設置有一個所述的制動執(zhí)行機構(gòu)10(以四個車輪9為例)，各制動執(zhí)行機構(gòu)10之間互不干涉，其中四個所述的電子控制單元4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(tài)、分配各車輪9目標制動力、與電子控制單元4及汽車其他系統(tǒng)間的信息交互。

工作原理如下：車輛正常行駛時，激磁線圈11沒有電流時，磁粉12沒有受到磁場作用，松散地分布于磁粉室內(nèi)，電磁離合器2為分離狀態(tài)，從動部分和電磁離合器的輸入軸15之間可以自由轉(zhuǎn)動，再生電機3不工作；當車輛制動時，總控制單元識別駕駛員的制動意圖，并將信號傳遞至各電子控制單元4，電子控制單元4控制電磁離合器2與電池組5之間電流導通，從而電磁離合器2的激磁線圈11有電流通過，磁粉12在磁場作用下快速凝固，由“松散”狀態(tài)豎起呈鏈狀，在磁場中形成“固體磁鏈”，電磁離合器2為接合狀態(tài)，將電磁離合器的輸入軸15與從動部分連接為一體，此時制動盤1可通過小齒輪6、電磁離合器2驅(qū)動再生電機3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，再生電機3產(chǎn)生電能并向電池組5充電，同時提供部分制動力矩，達到回收制動能量，分流制動負荷，降低電磁制動器7能耗的目的。當再生電機3提供的制動力不夠時，電子控制單元4控制電磁制動器7工作，提供制動力矩使車輪9減速、制動。當汽車處于急加速、爬坡等工況時，電子控制單元4可控制電池組5向再生電機3供電，并控制電磁離合器2閉合，此時再生電機3進入電動機模式，再生電機3通過電磁離合器2、小齒輪6及制動盤1給車輪9提供輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

當制動執(zhí)行機構(gòu)10內(nèi)溫度升高時，溫度傳感器將溫度信號傳遞給電子控制單元4，電子控制單元4控制電池組5與冷卻風扇8聯(lián)通，冷卻風扇8工作，將制動執(zhí)行機構(gòu)10內(nèi)部熱量及時散出。

在所述過程中若電池組5電壓高于汽車電源電壓時，二極管截止，制動執(zhí)行機構(gòu)10電源系統(tǒng)相對獨立，當電池組5電壓低于汽車電源電壓時，二極管導通，汽車電源給鋰電池充電，保證了制動執(zhí)行機構(gòu)10能夠正常使用，若汽車電源系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)故障時，制動執(zhí)行機構(gòu)10仍能正常工作，可靠性高。

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