汽车电控制动系统的制作方法

本发明属于汽车制动领域，尤其涉及一种汽车电控制动系统。

背景技术：

目前汽车上的制动系统主要按照车辆种类来分，主要为液压制动和气压制动，一般重量较低的乘用车都采用液力式制动，主要由踏板、真空助力器及主缸、制动器以及制动碟组成。当乘用车驾驶员进行制动时，通过踩动踏板，真空助力器利用内部获得的真空与大气的压差，对其内部的推杆产生助力，并作用至主缸内的双活塞上，主缸内活塞活动推动主缸的制动液产生压力，并传递至四轮上的制动器进行制动。这类制动系统的真空来源主要由发动机、真空泵等真空源提供。目前由于法规和技术的发展，防抱死系统abs和动态稳定控制系统esp也引入至制动系统，该系统主要在传统制动系统基础上，收集轮速传感器、方向转角传感器及横摆角速度传感器等的信号，利用连接在主缸与制动器之间的控制模块，对车辆的防抱死和动态稳定性能进行控制，从而获得更高安全性能。因此，这类制动系统被称为传统真空助力液压制动系统。

目前该类制动系统是全世界范围内乘用车普遍采用的设计结构方式，其优点为稳定可靠，设计成熟，缺点为整个系统涉及零件过多，接口繁琐，集成度低，总体成本偏高。此外，随着汽车整车技术的发展以及日趋严格的车辆环保和排放要求，此类制动系统已经日趋显示其不适合时代要求的缺点，主要体现在两点：第一点，发动机技术日趋注重环保省油，导致了其进气效率提高，带来真空度的相应下降，越来越不能满足制动真空助力的要求，尽管有些车辆开始配置机械真空泵，但由于机械真空泵为发动机功能附件，对油耗有较大影响；而电子真空泵存在噪音大、寿命短及成本高的缺点。两种真空泵都无法被所有整车设计者所采用和普及。第二点，国家新能源汽车的日趋重视和发展，催生了带大功率行车电机在新能源车的应用，此类电机可以在车辆有减速意图时能量回收发电，实现制动能量的再生，但由于传统制动液力系统的存在，传统液力与电力制动在进行减速有同时存在的情况，影响驾驶员正常驾驶，特别是低附路面，会严重影响abs和esp的正常作用，存在很大安全隐患。

现在市场上的纯电动汽车，采用电机驱动代替传统的发动机，因此失去了真空来源，无法为汽车刹车总泵提供真空助力。为了实现真空助力功能，需要额外加装一个真空助力泵来产生真空状态获得助力，它采用车载电源提供动力，推进泵体上的电机进行活塞运动从而产生真空，采用真空助力泵的做法提高了汽车成本，还使得汽车结构更加复杂。

公开号为cn106184172a的发明专利公开了一种自动驾驶汽车的电控制动系统，其中制动踏板与真空助力器相连，真空助力器与主制动缸相连，主制动缸与第一单向阀相连，第一单向阀与四轮制动管路/分泵相连接；压力传感器和检测信号与控制器相连，压力传感器同时与主制动缸相连；控制器与步进直线电机相连，步进直线电机与辅制动缸相连，辅制动缸与第二单向阀相连，第二单向阀与四轮制动管路/分泵相连接。该发明存在的缺点为：当发动机大量进气时，很容易打破真空环境，从而使得真空助力器失去助力作用。而且真空助力器的设置要求驾驶员在刹车的时候踩住刹车踏板而不是反复踩踏刹车踏板，但是在一些紧急情况下，驾驶员一旦紧张，容易多次踩踏制动踏板，从而使得真空助力器里的真空状态被破坏从而失去助力作用导致刹车失灵。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种汽车电控制动系统，本发明通过改变制动系统中电控制动阀的结构，使得本发明中的制动系统不再需要真空助力器的帮助，有效地防止了真空助力器失效后制动系统无法工作这种情况的发生，结构简单，且具有更强的可靠性。同时本发明中还包括有主动刹车控制模块，只需要将主动刹车控制模块与电控制动阀中的比例电磁铁电连接，就可以成为辅助制动装置，当车载的主动刹车控制模块感应到前方有人且车速过快时，可以发送一个一个电信号到电控制动阀中，控制电控制动阀进行制动，防止因驾驶员来不及反应而导致的交通事故。

为实现上述目的，其采用的技术方案是：一种汽车电控制动系统，包括制动踏板及其复位件、制动装置、执行器，所述制动踏板与执行器之间通过制动装置相连，所述执行器与制动装置之间还设置有abs系统以及控制abs系统的控制器，所述abs系统与控制器之间电连接，车轮上设置有用于感应车轮转速的速度传感器，所述速度传感器与控制器之间电连接，所述制动装置包括电位器、电控制动阀、储油罐、蓄能器和输油泵，所述电控制动阀与所述制动踏板之间通过电位器相连，所述储油罐和蓄能器之间通过输油泵相连，所述电控制动阀包括有阀芯、用于将阀芯复位的复位组件、回油口、压力油入口、压力油出口、油路通道，电动制动阀上固定设置有与所述阀芯联动配合并能驱使阀芯开启的比例电磁铁，在阀芯处于最高处时，所述回油口、压力油出口之间的油路通道相连通，所述压力油入口和压力油出口之间的油路通道被截止，当阀芯向下移动后，所述回油口、压力油出口之间的油路通道被截止，所述压力油入口和压力油出口之间的油路通道相连通，所述比例电磁铁与电位器电相连，所述回油口通过低压油管与储油罐相连，所述压力油入口通过压力油管与蓄能器相连，所述压力油出口通过压力油管与执行器相连。

上述结构中，当制动踏板未踩下时，电位器断开，比例电磁铁中无电流经过，比例电磁铁无法工作，不产生磁力，此时阀芯位于电控制动阀的最高处，电控制动阀处于关闭状态。此时在阀芯的作用下，回油口、压力油出口之间的油路通道相连通，压力油入口和压力油出口之间的油路通道被截止。当驾驶员踩下制动踏板后，将电位器接通，使电流从比例电磁铁中流过，从而使得比例电磁铁产生磁力，使得铁芯向下移动，推动阀芯向下移动。阀芯向下移动后，电控制动阀从关闭状态转变为开启状态，回油口和压力油出口之间的油路通道在阀芯的作用下被截止，而压力油入口和压力油出口之间的油路通道在阀芯的作用下相连通。此时汽车制动系统中的蓄能器通过预先储存好的能量，将压力油从压力油入口压入电控制动阀中，再从压力油出口流入制动系统的执行器中，从而达到降低车轮转速的作用。随着压力油的输入，电控制动阀上的压力油出口处和顶杆之间油路通道内的油压开始增大，油压通过顶杆对阀芯施加了一个向上的逐渐增大的推力，当油压产生的推力大于比例电磁铁产生的吸力时，阀芯开始向上移动，阀芯从开启状态转变为稳定状态。阀芯在向上移动的过程中将压力油入口和压力油出口之间油路通道截止，此时回油口和压力油出口之间油路通道在阀芯的作用下依旧被截止，压力油出口处和制动系统中的执行器内的油压处于一个稳定的状态。驾驶员施加在制动踏板上的力越大，将制动踏板踩得越深，电控制动阀处于稳定状态时压力油出口和执行器内的油压越大，车轮转速降低地越快。驾驶员松开制动踏板后，制动踏板在其复位件的作用下完成复位，使得电位器断开，比例电磁铁中产生磁力消失，阀芯在其复位组件的作用下向上复位，此时电控制动阀从稳定状态转变为关闭状态，阀芯在向上复位的过程中将回油口、压力油出口之间的油路通道相连通，压力油入口和压力油出口之间的油路通道在阀芯的作用下依旧被截止。执行器中的高压油从压力油出口回流进电控制动阀中，然后通过油路通道从回油口流出，进入储油罐中留待下次使用。通过设置速度传感器，可以感知车轮的转速变化，设置abs系统和控制器的目的在于急刹车时防止车轮抱死而打滑。本发明中的电控制动阀设置有两个，分别控制对角的两个车轮，在其中一个失效的情况下，另一个依然可以工作，避免了单一电控制动阀失效时无法刹车的情况，也符合国家的规定。

进一步地，还包括有主动刹车控制模块，所述主动刹车控制模块与所述比例电磁铁之间电连接。

上述结构中，同时本发明中还包括有主动刹车控制模块，只需要将主动刹车控制模块与电控制动阀中的比例电磁铁电连接，就可以成为辅助制动装置，当车载的主动刹车控制模块感应到前方有人且车速过快时，可以发送一个一个电信号到比例电磁铁中，从而控制电控制动阀进行制动，防止因驾驶员来不及反应而导致的交通事故。本发明中的主动刹车控制模块可以为不同车型中的主动刹车控制模块，只需要将比例电磁铁与主动刹车控制模块之间进行简单的电连接，就可以实现在不同车型中加装本发明所公开的制动系统，具有很强的适应性和推广价值。

进一步地，所述阀芯包括上阀芯和下阀芯，所述上下阀芯一体设置，所述上阀芯和下阀芯与电控制动阀两侧内壁之间密封配合，所述上阀芯上设置有用于当上阀芯位于最高处时使回油口和压力油出口之间的油路通道保持连通的上通道，所述下阀芯上设置有当下阀芯向下移动时使压力油入口和压力油出口之间油路通道保持连通的下通道。

上述结构中，阀芯分为上阀芯和下阀芯，上下阀芯之间一体设置，上阀芯这部分单独负责回油口和压力油出口之间油路通道的启闭，下阀芯这部分单独负责压力油入口和压力油出口之间油路通道的启闭。上阀芯和下阀芯一体设置可以使得上下阀芯可以同步移动，使得电控制动阀启闭状态之间的转换更加平稳。当阀芯处于关闭状态时，阀芯位于电控刹车阀内的最高处，上阀芯这部分上的上通道与回油口和压力油出口之间的油路通道连通，回油口和压力油出口之间的油路通道保持连通状态，此时下阀芯这部分上的下通道与压力油入口和压力油出口之间油路通道不相通，压力油入口和压力油出口之间的油路通道被截止；当阀芯从关闭状态转变为稳定状态时，阀芯在向上移动的过程中，上阀芯这部分上的上通道和下阀芯这部分上的下通道随着阀芯向上移动，此时上阀芯的上通道与回油口和压力油出口之间油路通道不连通，回油口和压力油出口之间油路通道被截止，下阀芯的下通道与压力油入口和压力油出口之间油路通道不连通，压力油入口和压力油出口之间油路通道被截止；当阀芯从稳定状态转变成开启状态后，阀芯向上移动时，上阀芯这部分上的上通道和下阀芯这部分上的下通道随着阀芯向上移动，此时上阀芯的上通道与回油口和压力油出口之间油路通道不相连，回油口和压力油出口之间油路通道被截止，下阀芯的下通道与压力油入口和压力油出口之间油路通道连通，压力油入口和压力油出口之间油路通道保持连通状态。这样设置的好处在于用简单的结构实现了回油口、压力油出口、压力油入口之间的启闭关系，简化了电控制动阀的结构，增强了电控制动阀工作时的可靠性，使得电控制动阀的结构更加精简合理。

进一步地，所述复位组件包括有复位弹簧，所述复位弹簧设置在所述下阀芯和电控制动阀内壁之间，所述复位弹簧上端与所述下阀芯下端面相抵触，下端与电控制动阀内壁相抵触。

上述结构中，当驾驶员放开制动踏板后，阀芯在复位弹簧的作用下向上回复，下阀芯这部分上的下通道随着阀芯向上移动，将压力油入口和压力油出口之间油路通道截止，使得蓄能器无法继续通过刹车阀向执行器输入压力油，上阀芯这部分上的上通道向上移动，将回油口和压力油出口之间油路通道连通，使得执行器中的油从压力油出口流回电控刹车阀内，使得执行器停止工作，恢复车轮转速，油再从回油口回到储油罐中，留待下次使用。本发明用简单的结构，实现了阀芯的复位，使得电控制动阀结构更加精简合理，方便加工和维修。

进一步地，所述电控制动阀上位于上阀芯和下阀芯之间的内壁上设置有上通孔，所述上通孔与回油口之间通过油路通道相连通。

上述结构中，在阀芯向下移动或复位的过程中，阀芯与电控制动阀内壁会形成一个空腔，其体积在阀芯移动的过程中会发生变化，空腔中的油通过上通孔进出空腔，从而保持空腔中的压强稳定，使得上阀芯和下阀芯可以良好地工作。

进一步地，所述电控制动阀上位于下阀芯下方的内壁上设置有下通孔，所述下通孔与回油口之间通过油路通道相连通。

上述结构中，在阀芯向下移动或者复位的过程中，阀芯与顶杆接触的部分与电控制动阀之间会形成一个空腔，其体积在阀芯移动的过程中会发生变化，空腔中的油通过下通孔进出空腔，从而保持空腔中的压强稳定，使得下阀芯可以良好地工作。

进一步地，所述下阀芯下端面处设置有顶杆，所述顶杆上端面与所述下阀芯的下端面相抵触，所述顶杆插设在复位弹簧中，所述顶杆下端设置有与压力油出口相连通的油路通道。

上述结构中，随着压力油的输入，电控制动阀上的压力油出口处和顶杆之间油路通道内的油压开始增大，油压通过顶杆对阀芯施加了一个向上的逐渐增大的推力，当油压产生的推力大于比例电磁铁产生的吸力时，阀芯开始向上移动，阀芯从开启状态转变为稳定状态。阀芯在向上移动的过程中将压力油入口和压力油出口之间油路通道截止，此时回油口和压力油出口之间油路通道在阀芯的作用下依旧被截止，压力油出口处和制动系统中的执行器内的油压处于一个稳定的状态。本发明用简单的结构，使电控制动阀可以根据制动踏板踩下的深度来得到一个稳定的刹车力，具有更好的可靠性。

进一步地，所述电控制动阀还包括有上盖和下盖，所述上盖和下盖分别可拆卸地设置在电控制动阀上端和下端，所述比例电磁铁固定设置在上盖上。

上述结构中，设置上盖和下盖的目的在于方便加工电控制动阀内部的结构，同时使得维修人员可以更方便地更换电控制动阀中的上下阀芯和复位弹簧等零件。

进一步地，所述比例电磁铁包括有铁芯和线圈，所述铁芯下端与所述阀芯相抵触，所述上盖上设置有供铁芯穿入的通孔，所述铁芯上还设置有微调弹簧和防磨环。

上述结构中，当驾驶员踩下制动踏板后，线圈内的电流增大使得其产生吸力增大，将铁芯向下吸，从而带动阀芯向下移动，使得电控刹车阀从关闭状态变为开启状态，当驾驶员松开制动踏板后，线圈内的电流减小使得其产生的吸力减小，使得阀芯在其复位组件的作用从开启状态转变为关闭状态。设置微调弹簧的作用是调节比例电磁铁的灵敏度，使得驾驶员可以根据自己的驾驶习惯来调节制动踏板的灵敏度，设置防磨环的目的在于减少铁芯在上下移动时的磨损，延长本发明的使用寿命。

进一步地，所述蓄能器上设置有用于感应蓄能器中压力的压力传感器，所述输油泵上还设置有油泵电控系统，所述压力传感器和油泵电控系统之间电连接。

上述结构中，压力传感器可以感知蓄能器中的压力，当蓄能器中的压力过小时，油泵电控系统控制输油泵，将储油罐中的油输入到蓄能器中并加压，从而保证蓄能器中的压力维持在可工作的范围内。

附图说明

附图1为本实施例系统结构图；

附图2为本实施例压力油入口局部剖视图；

附图3为本实施例侧视图；

附图4为本实施例阀芯关闭状态剖视图；

附图5为本实施例阀芯开启状态剖视图；

附图6为本实施例上视图；

附图7为本实施例下视图。

制动踏板1、制动装置2、执行器3、主动刹车模块4、abs系统5、速度传感器6、

复位件11、电位器21、电控制动阀22、储油罐23、蓄能器24、输油泵25、油泵电控系统26、比例电磁铁27、控制器51、

上盖22a、下盖22b、阀芯221、复位组件222、回油口223、压力油入口224、压力油出口225、油路通道226、顶杆227、压力传感器241、铁芯271、线圈272、微调弹簧273、防磨环274、

上阀芯221a、下阀芯221b、上通道2211、下通道2212、上通孔2213、下通孔2214。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行具体的描述。

由附图可知，本发明为一种汽车电控制动系统，包括制动踏板1及其复位件11、制动装置2、执行器3和主动刹车模块4，制动踏板1与执行器3之间通过制动装置2相连，执行器3与制动装置2之间还设置有abs系统5以及控制abs系统的控制器51，abs系统5与控制器51之间电连接，车轮上设置有用于感应车轮转速的速度传感器6，速度传感器6与控制器51之间电连接，制动装置2包括电位器21、电控制动阀22、储油罐23、蓄能器24和输油泵25，蓄能器24上设置有用于感应蓄能器24中压力的压力传感器241，输油泵25上还设置有油泵电控系统26，压力传感器241和油泵电控系统26之间电连接。电控制动阀22与制动踏板1之间通过电位器21相连，储油罐23和蓄能器24之间通过输油泵25相连，电控制动阀22包括有阀芯221、用于将阀芯221复位的复位组件222、回油口223、压力油入口224、压力油出口225、油路通道226，电动制动阀22上固定设置有与阀芯221联动配合并能驱使阀芯221开启的比例电磁铁27，比例电磁铁27与主动刹车控制模块4之间电连接。在阀芯221处于最高处时，回油口223、压力油出口225之间的油路通道226相连通，压力油入口224和压力油出口225之间的油路通道226被截止，当阀芯221向下移动后，回油口223、压力油出口225之间的油路通道226被截止，压力油入口224和压力油出口225之间的油路通道226相连通，比例电磁铁27与电位器21电相连，回油口223通过低压油管与储油罐23相连，压力油入口224通过压力油管与蓄能器24相连，压力油出口225通过压力油管与执行器3相连。

本实施例中的阀芯221包括上阀芯221a和下阀芯221b，上阀芯221a和下阀芯221b一体设置，上阀芯221a和下阀芯221b与电控制动阀22两侧内壁之间密封配合，上阀芯221a上设置有用于当上阀芯221a位于最高处时使回油口223和压力油出口225之间的油路通道226保持连通的上通道2211，下阀芯221b上设置有当下阀芯221b向下移动时使压力油入口224和压力油出口225之间油路通道226保持连通的下通道2212。电控制动阀22上位于上阀芯221a和下阀芯221b之间的内壁上设置有上通孔2213，上通孔2213与回油口223之间通过油路通道226相连通。电控制动阀22上位于下阀芯221b下方的内壁上设置有下通孔2214，下通孔2214与回油口223之间通过油路通道226相连通。

本实施例中阀芯221的复位组件222包括有复位弹簧，复位弹簧设置在下阀芯221b和电控制动阀22内壁之间，复位弹簧上端与下阀芯221b下端面相抵触，复位弹簧下端与电控制动阀22内壁相抵触。下阀芯221b下端面处设置有顶杆227，顶杆227上端面与下阀芯221b的下端面相抵触，顶杆227插设在复位弹簧中，顶杆227下端设置有与压力油出口225相连通的油路通道226。

本实施例中的比例电磁铁27为比例电磁铁，包括有铁芯271和线圈272，铁芯271下端与阀芯221相抵触，上盖上22a上设置有供铁芯271穿入的通孔，铁芯271上还设置有微调弹簧273和防磨环274。比例电磁铁的特点为铁芯271的位移与线圈272中的电流成比例，这样使得驾驶员可以更好地控制制动系统。

电控制动阀22还包括有上盖22a和下盖22b，上盖22a和下盖22b分别可拆卸地设置在电控制动阀22上端和下端。本实施例中，上盖22a和下盖22b通过螺钉设置在电控制动阀22上端和下端，比例电磁铁27固定设置在上盖22a上。

本实施例的工作原理为：当制动踏板1未踩下时，电位器21断开，比例电磁铁27中无电流经过，比例电磁铁27无法工作，不产生磁力，此时阀芯221位于电控制动阀22的最高处，电控制动阀22处于关闭状态。此时在阀芯221的作用下，回油口223、压力油出口225之间的油路通道226相连通，压力油入口224和压力油出口225之间的油路通道226被截止。当驾驶员踩下制动踏板1后，将电位器21接通，使电流从比例电磁铁27中流过，从而使得比例电磁铁27产生磁力，使得铁芯271向下移动，推动阀芯221向下移动。阀芯221向下移动后，电控制动阀22从关闭状态转变为开启状态，回油口223和压力油出口225之间的油路通道226在阀芯221的作用下被截止，而压力油入口224和压力油出口225之间的油路通道226在阀芯221的作用下相连通。此时蓄能器24通过预先储存好的能量，将压力油从压力油入口224压入电控制动阀22中，再从压力油出口225流入执行器3中，从而达到降低车轮转速的作用。在制动过程中，随着压力油的输入，电控制动阀22上的压力油出口225处和顶杆227之间油路通道226内的油压开始增大，油压通过顶杆227对阀芯221施加了一个向上的逐渐增大的推力，当油压产生的推力大于比例电磁铁227产生的吸力时，阀芯221开始向上移动，阀芯221从开启状态转变为稳定状态。阀芯221在向上移动的过程中将压力油入口224和压力油出口225之间油路通道226截止，此时回油口223和压力油出口225之间油路通道226在阀芯221的作用下依旧被截止，压力油出口225处和执行器3内的油压处于一个稳定的状态。驾驶员施加在制动踏板1上的力越大，将制动踏板1踩得越深，电控制动阀22处于稳定状态时压力油出口225和执行器3内的油压越大，车轮转速降低地越快。驾驶员松开制动踏板1后，制动踏板1在其复位件11的作用下完成复位，使得电位器21断开，比例电磁铁27中产生磁力消失，阀芯221在其复位组件222的作用下向上复位，此时电控制动阀22从稳定状态转变为关闭状态，阀芯221在向上复位的过程中将回油口223、压力油出口225之间的油路通道226相连通，压力油入口224和压力油出口225之间的油路通道226在阀芯221的作用下依旧被截止。执行器3中的高压油从压力油出口225回流进电控制动阀22中，然后通过油路通道226从回油口223流出，进入储油罐23中留待下次使用。

本实施例中的主动刹车控制模块工作原理为：当车载的主动刹车控制模块4感应到前方有人且车速过快时，可以发送一个一个电信号到比例电磁铁27中，控制比例电磁铁27带动阀芯221进行上述过程完成制动过程。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，比如采用类似工艺、类似结构的等效产品仍属本发明所涵盖的范围。