制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法

文档序号:1914525 发布日期:2021-12-03 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法 (Brake caliper, brake system, vehicle and brake control method ) 是由 廖银生 郑海雄 李大为 黄泰硕 于 2020-05-29 设计创作,主要内容包括:本发明属于车辆制动技术领域,尤其涉及一种制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法,该制动卡钳包括钳体、钳体支架、钳体居中装置、第一制动片及第二制动片,所述钳体和钳体支架相对滑动设置;在停止制动且制动踏板被松开后,所述钳体居中装置使所述钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置;其中,在所述第一制动片及第二制动片的制动解除位置,所述第一制动片与制动盘之间的第一间距等于所述第二制动片与制动盘之间的第二间距。本申请的制动卡钳,制动结束后钳体总能够回到居中位置,保证制动盘两侧表面与两制动片间隙相同,实现真正意义上的零拖滞,减小车辆行驶阻力,降低油耗。(The invention belongs to the technical field of vehicle braking, and particularly relates to a brake caliper, a brake system, a vehicle and a brake control method, wherein the brake caliper comprises a caliper body, a caliper body bracket, a caliper body centering device, a first brake pad and a second brake pad, and the caliper body bracket are arranged in a relative sliding manner; after braking is stopped and a brake pedal is released, the caliper body centering device keeps the caliper body at a centering position so as to limit the first brake block and the second brake block at a brake release position; wherein, in a brake release position of the first brake pad and the second brake pad, a first distance between the first brake pad and the brake disc is equal to a second distance between the second brake pad and the brake disc. The utility model provides a brake caliper, the pincers body can get back to the position placed in the middle always after the braking, guarantees that brake disc both sides surface is the same with two brake block clearances, realizes zero dragging in the true sense, reduces the vehicle resistance of traveling, the fuel consumption reduction.)

制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法

技术领域

本发明属于车辆制动技术领域,尤其涉及一种制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法。

背景技术

制动卡钳正常制动时,油液被压入卡钳中,其活塞在液压作用下推动内外两侧的制动片压紧制动盘,产生摩擦力矩而制动。此时,轮缸槽中的矩形的密封圈的刃边在活塞的摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。松开制动时,活塞依靠密封圈的弹力和回位簧片的弹力回位。密封圈除起密封作用外,同时还起到活塞回位和自动调整间隙的作用。如果内外两侧的制动片与制动盘的间隙磨损加大,制动时密封圈变形达到极限后,活塞仍可继续移动,直到内外两侧的制动片压紧制动盘为止。解除制动后,矩密封圈将活塞推回的距离同磨损之前相同,仍保持标准值。但是,现有制动卡钳的钳体没有主动回位机构,靠制动盘工作甩开,但甩开后的钳体与制动盘两侧距离无法保证相同,内外两侧制动片回位量不能做到一样,拖滞力矩无法做到较小水平,导致制动盘发热,行驶阻力增大,增加油耗,尤其对新能源车增加电耗,减小续航。

现有技术中公开了一种新能源车用电磁式减小拖滞力矩的装置,包括EPB(Electrical Park Brake,电子驻车制动系统)、摩擦片、制动盘、钳体支架、主缸及测距组。制动盘和钳体支架固连,制动盘的两侧各设有一个摩擦片。测距组设有测距仪、基座、磁体及电磁线圈。摩擦片靠近制动盘的部分的左端和右端之间的距离小于摩擦片远离制动盘的部分的左端和右两端之间的距离,以形成一个台阶或两个对称的台阶。主缸这一侧的摩擦片的台阶部位设有一个测距组,基座和钳体支架固连。测距仪、磁体、电磁线圈均和基座相连。其中,测距仪靠近相应的制动盘,磁体位于测距仪和电磁线圈之间。

上述方案在传统EPB的基础上增加测距组,并按如下原理进行工作:

车辆在正常制动时,测距仪监测基座到制动盘的距离L,并以此作为标准距离;车辆制动解除后,测距仪得出此时基座到制动盘的距离L1。

当L1≥L+0.2±0.1时,间隙正常,拖滞力矩在正常范围内,装置不工作;当L1<L+0.2±0.1时,电磁线圈通电,产生磁力,与磁体相斥,进而推动摩擦片远离制动盘,从而减小拖滞力矩。

现有的这种装置,默认盘片间隙在0.2±0.1,存在局限性,且只在制动片一侧增加磁体,钳体是浮动结构,不能使钳体居中(内外两侧的制动盘到钳体的间距相同),两侧制动片不能同时远离制动盘,不能真正意义上的减小拖滞力矩。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:针对现有的新能源车用电磁式减小拖滞力矩的装置,不能使钳体居中,两侧制动片不能同时远离制动盘,不能真正意义上的减小拖滞力矩的问题,提供一种制动卡钳、制动系统、车辆及制动控制方法。

为解决上述技术问题,一方面,本发明实施例提供一种制动卡钳,包括钳体、钳体支架、钳体居中装置、第一制动片及第二制动片,所述钳体和钳体支架相对滑动设置;

在停止制动且制动踏板被松开后,所述钳体居中装置使所述钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置;其中,在所述第一制动片及第二制动片的制动解除位置,所述第一制动片与制动盘之间的第一间距等于所述第二制动片与制动盘之间的第二间距。

可选地,所述制动卡钳还包括用于检测所述钳体与钳体支架的相对位移的测距装置。

可选地,所述测距装置为安装在所述钳体支架上的位移传感器。

可选地,所述钳体居中装置为电磁驱动装置;

所述电磁驱动装置包括磁体及电磁线圈,所述磁体固定在所述钳体上,所述电磁线圈固定在所述钳体支架上,所述电磁线圈通电时产生磁场力并作用在所述磁体上,以带动所述钳体相对所述钳体支架沿垂直于所述制动盘的方向移动。

可选地,所述磁体包括基部及柱状部,所述基部固定在所述钳体上,所述柱状部容纳在所述电磁线圈中,并可沿所述电磁线圈的轴向移动。

另一方面,本发明实施例还提供一种制动系统,包括上述的制动卡钳。

再一方面,本发明实施例还提供一种车辆,其包括上述的制动卡钳。

再一方面,本发明实施例还提供一种制动控制方法,包括:

获取停止制动信号,控制钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置;其中,在所述第一制动片及第二制动片的制动解除位置,所述第一制动片与制动盘之间的第一间距等于所述第二制动片与制动盘之间的第二间距。

可选地,获取停止制动信号,控制钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置,包括:

获取停止制动信号之后,获取钳体停止时与钳体支架的相对位移;

判断该相对位移是否等于钳体保持在居中位置时与钳体支架的相对位移;若否,则使钳体居中装置驱动钳体移动并使钳体保持在居中位置。

在制动盘、第一制动片及第二制动片未出现磨损之前,还包括标定钳体保持在居中位置时与钳体支架的相对位移的步骤:

在第一制动片及第二制动片处于初始位置时,控制所述钳体向活塞远离制动盘的方向运动至第二制动片贴上制动盘,检测钳体与钳体支架此时的相对位移绝对值L1;

在第一制动片及第二制动片处于初始位置时,控制钳体向活塞靠近制动盘的方向运动至第一制动片贴上制动盘,检测钳体与钳体支架此时的相对位移绝对值L2;

控制钳体向活塞远离制动盘的方向移动相对位移(L1+L2)/2,使钳体回到居中位置,并标定钳体保持在居中位置时与钳体支架的相对位移为0。

可选地,在检测到制动盘、第一制动片及第二制动盘出现磨损之后,还包括:

获取制动状态下钳体与钳体支架之间的相对位移绝对值L3;

获取停止制动信号之后,获取钳体停止时与钳体支架的相对位移;

判断该相对位移是否等于L3-(L1+L2)/2;若否,钳体居中装置驱动钳体移动并保持在居中位置。

根据本发明实施例的制动卡钳,在停止制动且制动踏板被松开后(获取到停止制动信号时),所述钳体居中装置使所述钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置(所述第一制动片与制动盘之间的第一间距等于所述第二制动片与制动盘之间的第二间距)。这样,本申请的制动卡钳不仅能让第一制动片、第二制动片主动回位,还能根据钳体与钳体支架的相对位移,通过钳体居中装置控制钳体移动,使得在制动结束后钳体总能够回到居中位置,让第一制动片及第二制动片有足够的空间主动回位,进一步保证制动盘两侧表面与两制动片间隙相同,卡钳拖滞力矩达到最佳状态,实现真正意义上的零拖滞,减小车辆行驶阻力,降低油耗,尤其对新能源车减少电耗、增加续航有很大帮助。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的制动卡钳的俯视图;

图2是沿图1中A-A方向的剖视图;

图3是本发明一实施例提供的制动卡钳的仰视图;

图4是本发明一实施例提供的制动卡钳的第二制动片回位装置的安装示意图;

图5是本发明一实施例提供的制动系统的框图。

说明书中的附图标记如下:

100、制动踏板;200、制动灯开关;300、制动主缸;400、电控单元;500、电子稳定程序控制系统;600、制动卡钳;700、助力装置;800、开关。

1、钳体;101、缸;102、爪手;2、钳体支架;3、测距装置;4、钳体居中装置;401、磁体;402、电磁线圈;5、制动盘;6、第一制动片;7、第二制动片;8、活塞;9、密封圈;10a第一回位簧片;10b、第二回位簧片;10c、第三回位簧片;10d、第四回位簧片。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

如图5所示,本发明实施例提供的制动系统,包括制动踏板100、制动灯开关200、制动主缸300、电控单元400、电子稳定程序控制系统500及制动卡钳600。所述制动踏板100连接所述制动主缸300,所述制动主缸300通过所述电子稳定程序控制系统500连接所述制动卡钳。所述电控单元400分别与所述制动灯开关200及电子稳定程序控制系统500电连接。所述电控单元400根据读取的所述制动灯开关200的开关信号以及所述电子稳定程序控制系统500的制动主缸压力信号,判断所述制动踏板100被踩下或松开,以识别驾驶员的制动意图。

该制动系统还包括助力装置700,助力装置700连接在制动主缸300与制动踏板100之间,以提供制动时的助力。

如图1至图4所示,本发明实施例提供的制动卡钳600,包括钳体1、钳体支架2、钳体居中装置4、第一制动片6及第二制动片7,所述钳体1和钳体支架2相对滑动设置。

在停止制动且制动踏板被松开后(获取到停止制动信号之后),所述钳体居中装置4使所述钳体1保持在居中位置,以将所述第一制动片6及第二制动片7限制在制动解除位置;其中,在所述第一制动片6及第二制动片7的制动解除位置,所述第一制动片6与制动盘5之间的第一间距等于所述第二制动片7与制动盘5之间的第二间距。

通常,制动卡钳600还包括第一制动片回位装置、第二制动片回位装置、活塞8及密封圈9,所述活塞9滑动设置在所述卡钳1内形成的缸101内。

所述密封圈9设置在所述活塞8的外壁与缸101的内壁之间。优选地,所述缸101的内壁上设置有位于所述活塞9的径向外侧的密封槽,所述密封圈9置于所述密封槽内。密封圈9通常为矩形密封圈。

制动盘5设置在所述第一制动片6与第二制动片7之间,所述钳体1通过销轴滑动连接在所述钳体支架2上,所述第一制动片6与第二制动片7滑动连接在所述钳体1上,所述活塞8用于推动所述第一制动片6向靠近所述制动盘5的方向移动;所述第一制动片回位装置连接在所述第一制动片6与所述钳体支架2之间,所述第二制动片回位装置连接在所述第二制动片7与所述钳体支架2之间。

钳体1内设置有供第一制动片6与第二制动片7滑行的滑槽。第一制动片6向内的最大位置由所述活塞8限定,即当第一制动片6接触活塞8时,不能向内继续移动。第二制动片7向外的最大位置由所述钳体1上的爪手102限定,即当第二制动片7接触爪手102时,不能向外继续移动。

在一实施例中,制动卡钳600还包括用于检测所述钳体1与钳体支架2的相对位移的测距装置3。测距装置3例如可以是安装在所述钳体支架2上的位移传感器。例如,接近传感器、光电传感器及红外传感器等。测距装置3实时检测所述钳体1与钳体支架2的相对位移。

在踩下制动踏板100时,所述活塞8在流入缸101内的液压油作用下推动所述第一制动片6向靠近所述制动盘5的方向移动并压迫所述密封圈9,以使得所述第一制动片6与第二制动片7从两侧夹紧所述制动盘5,产生摩擦力矩以制动。

在停止制动且制动踏板100被松开后,所述活塞8在所述密封圈9的变形恢复力的作用下回位,所述第一制动片6在所述第一制动片回位装置的驱动下回位,所述第二制动片7在所述第二制动片回位装置的驱动下回位并带动所述钳体1向居中位置移动。

测距装置3获取钳体1停止时与钳体支架2的相对位移,判断该相对位移是否等于钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移;若否,则使钳体居中装置4驱动钳体1移动并使钳体1保持在居中位置。若是,则钳体居中装置4不工作。

在一实施例中,所述第一制动片回位装置包括第一回位簧片10a及第二回位簧片10b,所述第一回位簧片10a连接在所述钳体支架2的第一侧与所述第一制动片6的第一侧之间,所述第二回位簧片10b连接在所述钳体支架2的第二侧与所述第一制动片6的第二侧之间;所述第一制动片6向靠近所述制动盘5的方向移动时,所述第一回位簧片10a及第二回位簧片10b被拉伸;在停止制动且制动踏板100被松开后,所述第一回位簧片10a及第二回位簧片10b回复并带动所述第一制动片6回位。所述第二制动片回位装置包括第三回位簧片10c及第四回位簧片10d,所述第三回位簧片10c连接在所述钳体支架2的第一侧与所述第二制动片7的第一侧之间,所述第四回位簧片10d连接在所述钳体支架2的第二侧与所述第二制动片7的第二侧之间;所述第二制动片7向靠近所述制动盘5的方向移动时,所述第三回位簧片10c及第四回位簧片10d被拉伸;在停止制动且制动踏板100被松开后,所述第三回位簧片10c及第四回位簧片10d回复并带动所述第二制动片7回位。

在一实施例中,所述钳体居中装置4为电磁驱动装置;所述电磁驱动装置包括磁体401及电磁线圈402,所述磁体401固定在所述钳体1上,所述电磁线圈402固定在所述钳体支架2上,所述电磁线圈402通电时产生磁场力并作用在所述磁体401上,以带动所述钳体1相对所述钳体支架2沿垂直于所述制动盘5的方向移动。优选地,所述磁体401包括基部及柱状部,所述基部固定在所述钳体1上,所述柱状部容纳在所述电磁线圈402中,并可沿所述电磁线圈402的轴向移动。这样,电磁线圈402通电时,磁体401受磁场力作用而沿电磁线圈402的轴向移动,以此带动钳体1移动。

制动时,电磁线圈402不通电,电磁驱动装置不工作。

如图5所示,在实现四轮制动时,四轮位置均设置有上述的制动卡钳600,四个制动卡钳600分别与电子稳定程序控制系统500连接,每一制动卡钳600的测距装置3(位移传感器)分别与电控单元400信号连接,每一制动卡钳600上分别安装有钳体居中装置4,四个钳体居中装置4的电磁线圈402分别通过开关800与电控单元400信号连接。电控单元400通过控制开关800的状态,可以控制电磁线圈402的通断电。

根据本发明实施例的制动卡钳及制动系统,在停止制动且制动踏板被松开后(获取到停止制动信号时),所述钳体居中装置使所述钳体保持在居中位置,以将所述第一制动片及第二制动片限制在制动解除位置(所述第一制动片与制动盘之间的第一间距等于所述第二制动片与制动盘之间的第二间距)。这样,本申请的制动卡钳不仅能让第一制动片、第二制动片主动回位,还能根据钳体与钳体支架的相对位移,通过钳体居中装置控制钳体移动,使得在制动结束后钳体总能够回到居中位置,让第一制动片及第二制动片有足够的空间主动回位,进一步保证制动盘两侧表面与两制动片间隙相同,卡钳拖滞力矩达到最佳状态,实现真正意义上的零拖滞,减小车辆行驶阻力,降低油耗,尤其对新能源车减少电耗、增加续航有很大帮助。

另外,本发明实施例还提供一种车辆,其包括上述实施例的制动卡钳600。

另外,参见图5,本发明实施例还提供一种制动控制方法,包括:

获取停止制动信号(在检测到停止制动且制动踏板100被松开时),控制钳体1保持在居中位置,以将所述第一制动片6及第二制动片7限制在制动解除位置;其中,在所述第一制动片6及第二制动片7的制动解除位置,所述第一制动片6与制动盘5之间的第一间距等于所述第二制动片7与制动盘5之间的第二间距。

在一实施例中,判断制动踏板100被踩下的逻辑为:

当所述电控单元400检测到制动灯开关200的断开信号(制动灯亮),且所述电控单元400读取到电子稳定程序控制系统500获得的制动主缸压力达到一定值时(例如10bar),判断制动踏板100被踩下,有制动请求输入。

在一实施例中,判断制动踏板100被松开的逻辑为:

当所述电控单元400检测到制动灯开关200的闭合信号(制动灯熄灭),且所述电控单元400读取到电子稳定程序控制系统500获得的制动主缸压力为0时,判断制动踏板100被松开,本次制动已完成。

在一实施例中,获取停止制动信号,控制钳体1保持在居中位置,以将所述第一制动片6及第二制动片7限制在制动解除位置,包括:

获取停止制动信号之后,获取钳体1停止时与钳体支架2的相对位移。

判断该相对位移是否等于钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移;若否,则使钳体居中装置4驱动钳体1移动并使钳体1保持在居中位置。

在一实施例中,在制动盘5、第一制动片6及第二制动盘7未出现磨损之前(例如新装车),还包括标定居中相对位移的步骤:

在制动盘5、第一制动片6及第二制动片7未出现磨损之前(可以是车辆下线之前或者交付使用之前等),还包括标定钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移的步骤:

在第一制动片6及第二制动片7处于初始位置时,控制所述钳体1向活塞8远离制动盘5的方向运动至第二制动片7贴上制动盘5,检测钳体1与钳体支架2此时的相对位移绝对值L1。

在第一制动片6及第二制动片7处于初始位置时,控制钳体1向活塞8靠近制动盘5的方向运动至第一制动片6贴上制动盘5,检测钳体1与钳体支架2此时的相对位移绝对值L2。

控制钳体1向活塞8远离制动盘5的方向移动相对位移(L1+L2)/2,使钳体1回到居中位置,并标定钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移为0。

在一实施例中,在检测到制动盘5、第一制动片6及第二制动盘7出现磨损之后,还包括:

踩下制动踏板100进行制动,获取制动状态下钳体1与钳体支架2之间的相对位移绝对值L3。

获取停止制动信号之后,获取钳体1停止时与钳体支架2的相对位移。

判断该相对位移是否等于L3-(L1+L2)/2;若否,钳体居中装置4驱动钳体1移动并保持在居中位置。

制动盘5、第一制动片6及第二制动盘7出现磨损的检测方法为:

由制动解除状态到制动状态,当钳体1移动的距离不等于(L1+L2)/2时,则判定制动盘5、第一制动片6及第二制动盘7中的一个或多个发生磨损。

获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移大于钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移时,表明钳体1当前位于居中位置的内侧(第一制动片6所处的一侧),此时电磁线圈402正向通电,钳体1向外移动直到回到居中位置。获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移小于钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移,表明钳体1当前位于居中位置的外侧(第二制动片7所处的一侧),此时电磁线圈402反向通电,钳体1向内移动直到回到居中位置。

在制动盘5、第一制动片6及第二制动片7为未出现磨损时,钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移为0。此时,获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移大于0时,表明钳体1当前位于居中位置的内侧,此时电磁线圈402正向通电,钳体1向外移动直到回到居中位置。获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移小于0时,表明钳体1当前位于居中位置的外侧,此时电磁线圈402反向通电,钳体1向内移动直到回到居中位置。

在制动盘5、第一制动片6及第二制动片7出现磨损的情况下,钳体1保持在居中位置时与钳体支架2的相对位移为L3-(L1+L2)/2。此时,获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移大于L3-(L1+L2)/2时,表明钳体1当前位于居中位置的内侧,此时电磁线圈402正向通电,钳体1向外移动直到回到居中位置。获取停止制动信号之后,获取到钳体1停止时与钳体支架2的相对位移小于L3-(L1+L2)/2时,表明钳体1当前位于居中位置的外侧,此时电磁线圈402反向通电,钳体1向内移动直到回到居中位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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