CN112849109B - 一种制动系统、车辆及制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于车辆制动技术领域，公开了一种制动系统、车辆及制动方法。制动系统，包括轮缸活塞、连接于轮缸活塞的驻车锁止组件和连接于锁止组件的液压控制组件，驻车锁止组件包括锁止杆和连接于锁止杆且用于对轮缸活塞进行限位的限位件；液压控制组件包括可与锁止杆接合和分离的控制转轴和用于控制控制转轴转动的液压驱动结构。车辆具有上述制动系统。制动方法采用上述制动系统，包括驻车制动步骤和解除驻车制动步骤。本发明所提供的一种制动系统、车辆及制动方法，所用制动系统结构简单、成本低，可以取消EPB模块、机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，制动系统的重量及占用空间小，降低制动系统成本。

Description

一种制动系统、车辆及制动方法

技术领域

本发明属于车辆制动技术领域，尤其涉及一种制动系统、车辆及制动方法。

背景技术

目前，汽车制动系统常用EVP（Electric Vacuun Pump，电动真空泵）制动系统和电子液压制动系统，EVP制动系统的技术相对更成熟，成本低廉，但制动过程舒适性差，电子液压制动系统制动舒适性好，并能配合多种舒适性及安全控制模块，已经逐渐取代EVP制动系统。

但电子液压制动系统，一般需要额外的机械手刹或者EPB（Electrical ParkBrake，电子驻车）模块实现驻车制动功能，成本较高且会占用额外的车辆空间进行布置。且由于法规的限制，采用了EPB模块的制动系统，必须同时具备变速箱P挡驻车模块，导致重量及占用空间增加，且提高了成本。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种制动系统、车辆及制动方法，其制动系统重量及占用空间小，且成本低。

本发明的技术方案是：一种制动系统，包括轮缸活塞 、连接于所述轮缸活塞的驻车锁止组件和连接于所述锁止组件的液压控制组件，

所述驻车锁止组件包括锁止杆和连接于所述锁止杆且用于对所述轮缸活塞进行限位的限位件；

所述液压控制组件包括可与所述锁止杆接合和分离的控制转轴和用于控制所述控制转轴转动的液压驱动结构。

可选地，所述锁止杆与所述限位件之间设置有自锁结构。

可选地，所述限位件的一端朝向于所述轮缸活塞，所述自锁结构包括设置于所述限位件的螺纹孔和设置于所述锁止杆的外螺纹段，所述锁止杆的外螺纹段螺纹连接于所述限位件的螺纹孔。

可选地，所述轮缸活塞连接有建压室壳，所述建压室壳设置有离合腔，所述锁止杆与所述控制转轴相向的一端均位于所述离合腔内，所述离合腔内设置有用于使所述锁止杆与所述控制转轴保持对接的液压油。

可选地，所述建压室壳设置有离合腔进油口，所述离合腔进油口处设置有控制阀。

可选地，所述控制阀为常闭式电磁阀。

可选地，所述建压室壳还设置有建压腔，所述液压驱动结构包括驻车进油口、解锁进油口和拨片，所述拨片固定连接或一体成型于所述控制转轴，所述拨片将所述建压腔分隔为两个分腔，所述驻车进油口和解锁进油口设置于所述建压室壳，且所述驻车进油口和解锁进油口分别与所述两个分腔相通。

可选地，其中一所述分腔中设置有用于对所述拨片进行限位的逆向锁止块，另一所述分腔内设置有用于对所述拨片进行限位的顺向锁止块。

可选地，所述锁止杆与所述建压室壳端部之间设置有第一密封圈；

且/或，所述离合腔与所述建压腔之间具有隔断部，所述控制转轴穿过所述隔断部，所述控制转轴与所述隔断部之间设置有第二密封圈。

可选地，所述锁止杆或所述限位件连接有驱动结构，所述锁止杆与所述控制转轴脱离时，所述驱动结构驱动所述锁止杆或所述限位件使所述限位件对所述轮缸活塞进行限位。

可选地，所述驱动结构为弹性蓄能结构或电动动力驱动结构。

可选地，所述驱动结构包括蓄能弹簧，所述蓄能弹簧的一端连接于所述轮缸活塞，所述蓄能弹簧的另一端连接于所述锁止杆。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆具有上述的一种制动系统。

本发明还提供了一种制动方法，包括驻车制动步骤：

制动系统的轮缸活塞向前作用于制动摩擦块；

所述制动系统的锁止杆和控制转轴保持联动；

所述制动系统的液压驱动结构控制控制转轴使所述控制转轴和锁止杆转动至驻车位置；

所述锁止杆带动限位件向前抵顶于所述轮缸活塞并对所述轮缸活塞限位，实现驻车制动；

所述制动方法还包括解除驻车制动步骤：

所述制动系统的液压驱动结构控制控制转轴使所述控制转轴和锁止杆反向转动至解除驻车位置；

所述锁止杆反转并带动限位件后退以使所述轮缸活塞后退脱离制动摩擦块，实现解除驻车制动。

可选地，所述制动方法还包括在液压系统失效时的驻车方法：

液压系统失效，所述控制转轴与所述锁止杆分离；

所述制动系统的驱动结构驱动所述锁止杆或所述限位件，使所述限位件对所述轮缸活塞进行限位。

本发明所提供的一种制动系统、车辆及制动方法，所用制动系统结构简单、成本低，可以取消EPB模块、机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，制动系统的重量及占用空间减小，降低了制动系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种制动系统的立体分解示意图；

图2是本发明实施例提供的一种制动系统的立体剖面示意图

图3是本发明实施例提供的一种制动系统中液压控制组件的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种制动系统，可以用于，包括可以与制动摩擦块（摩擦盘）接触而施加制动力的轮缸活塞1 、连接于轮缸活塞1的驻车锁止组件和连接于锁止组件的液压控制组件。驻车锁止组件包括锁止杆5和连接于锁止杆5且用于对轮缸活塞1进行限位的限位件2，限位件2可以在锁止杆5的作用下向前（即靠近于轮缸活塞1的方向）移至驻车制动位及后退并移至解除驻车制动位，通过限位件2对轮缸活塞1进行限位，防止轮缸活塞1后退，从而使轮缸活塞1保持与制动摩擦块（摩擦盘）接触而实现驻车制动。液压控制组件包括可与锁止杆5接合和分离的控制转轴7和用于控制控制转轴7转动的液压驱动结构，液压控制组件可以驱动控制转轴7的转动方向和角度，进而可以通过锁止杆5使限位件2进退而实现驻车制动及解除驻车制动，这样，可以通过液压控制实现相应建压而驱动控制转轴7、锁止杆5、限位件2进行驻车制动或解除驻车制动，上述制动系统可以应用于液压制动车型，且可以取消EPB（Electrical Park Brake，电子驻车）模块及机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，充分利用并发挥电子液压制动系统的性能，制动系统的重量及占用空间减小，且降低了制动系统的成本，安全可靠性佳。

可选地，锁止杆5与限位件2之间设置有自锁结构，以避免限位件2意外位移，从而可以进一步保证驻车制动的稳定性和可靠性。

可选地，限位件2的一端朝向于轮缸活塞1，自锁结构包括设置于限位件2的螺纹孔和设置于锁止杆5的外螺纹段，锁止杆5的外螺纹段螺纹连接于限位件2的螺纹孔。这样，通过丝杠结构实现自锁，其结构可靠性高且成本低。具体应用中，限位件2可为螺母等具有螺纹孔的结构件。具体应用中，使用丝杠结构作为自锁结构时，定位丝杠（锁止杆5）、固定螺母（限位件2）又可作为两种变形，即可以通过驱动丝杠自转而使螺母进退，或通过固定螺母使丝杠旋转而相对螺母进退，也能实现限位止退及自锁。

当然，作为上述丝杠传动结构的替代方案，自锁结构也可以采用棘轮棘爪、蜗轮蜗杆、超越离合器等。锁止杆5与限位件2之间的运动转换也可采用齿轮齿条、滚珠丝杠、螺母丝杠等，本实施例中，使用螺母丝杠作为运动转换结构以便集成自锁结构。

可选地，轮缸活塞1连接有建压室壳4，建压室壳4设置有离合腔401，锁止杆5与控制转轴7相向的一端均位于离合腔401内，离合腔401内设置有用于使锁止杆5与控制转轴7保持对接的液压油，锁止杆5与控制转轴7保持对接，使锁止杆5与控制转轴7可以同步联动，具体应用中，可以在锁止杆5与控制转轴7相向的一端均设置离合盘，离合盘之间设置有凹凸配合的止转结构，当锁止杆5与控制转轴7对接时，锁止杆5与控制转轴7之间不可相对转动，当锁止杆5与控制转轴7失去液压作用力，锁止杆5与控制转轴7之间的止转结构可分离，锁止杆5可以独立转动。这样，当液压系统失效时，可以通过辅助的驱动机构驱动锁止杆5使限位件2动作，进而实现驻车制动功能。液压系统失效包括但不限于液压管路失效、液压控制单元或增压模块失效等，即液压系统故障使液压控制组件不能正常工作，可以通过辅助的驱动机构驱动锁止杆5使限位件2动作，进而实现驻车制动功能。

可选地，建压室壳4设置有离合腔进油口11，离合腔进油口11处设置有控制阀（图中未示出），控制阀可为常闭式电磁阀等。常规状态下，离合腔401内保持压力使锁止杆5与控制转轴7保持对接不可相对转动。当液压系统失效时，控制阀开启，离合腔401内的液压油可从离合腔进油口11排出，离合腔401卸压，锁止杆5与控制转轴7可相对转动并分离。

可选地，建压室壳4还设置有建压腔402，液压驱动结构包括驻车进油口14、解锁进油口13和拨片701，拨片701固定连接或一体成型于控制转轴7，即拨片701可以带动控制转轴7转动，驻车进油口14、解锁进油口13连通于建压腔402和液压系统的油杯，通过驻车进油口14增压或解锁进油口13增压，可以驱动拨片701并带动控制转轴7、锁止杆5转动，进而驱动限位件2移动。具体地，拨片701将建压腔402分隔为两个分腔，驻车进油口14和解锁进油口13设置于建压室壳4，且驻车进油口14和解锁进油口13分别与两个分腔相通。

可选地，其中一分腔中设置有用于对拨片701进行限位的逆向锁止块12，另一分腔内设置有用于对拨片701进行限位的顺向锁止块15。逆向锁止块12、顺向锁止块15可一体成型于建压室壳4内壁，也可以为固定连接于建压室壳4内壁的结构件。逆向锁止块12、顺向锁止块15可以限制拨片701只能在设定的角度范围内转动，利于提高可靠性。

可选地，锁止杆5与建压室壳4端部之间设置有第一密封圈6，以保证离合腔401的封闭性。

可选地，离合腔401与建压腔402之间具有隔断部，控制转轴7穿过隔断部，控制转轴7与隔断部之间设置有第二密封圈9，以保证建压腔402的封闭性。

可选地，建压腔402的端部可以连接有密封端盖8，以便于装配。

可选地，锁止杆5或限位件2连接有驱动结构，锁止杆5与控制转轴7脱离时，驱动结构驱动锁止杆5或限位件2使限位件2对轮缸活塞1进行限位。本实施例中，驱动结构连接于锁止杆5。

可选地，驱动结构为弹性蓄能结构或电动动力驱动结构，当液压系统失效时，弹性蓄能结构或电动动力驱动结构可以使锁止杆5转动而实现制动驻车或保持制动驻车。

可选地，驱动结构包括蓄能弹簧3，蓄能弹簧3的一端连接于轮缸活塞1或建压室壳4，蓄能弹簧3的另一端连接于锁止杆5。为了应对液压系统失效的工况，本实施例中，采用了蓄能弹簧3作为蓄能装置，还可采用发条弹簧（卷簧）、扭杆弹簧等。

本实施例中，轮缸活塞1的内壁嵌有蓄能弹簧外圈卡扣，锁止杆5的外壁嵌有蓄能弹簧内圈卡扣，蓄能弹簧3可依附于建压室壳4，建压室壳4可以设置有轴承10，控制转轴7可以连接于轴承10，轴承10可为滚针轴承。

当然，驱动结构也可以主动供给能量的方式，例如使用电机驱动以及人力（设置驻车拉索）；车辆动力也可作为失效模式下的能量供给，可以采用啮合传递、带传递、摩擦轮传递等方式也可以驱动锁止杆5、限位件2动作实现制动。

本实施例提供的上述制动系统为液压驻车制动系统，可以应用于具有液压制动系统（基于主动建压）的车辆，其工作原理可以参考如下：

初始状态下，离合腔进油口11由常闭电磁阀控制保持离合腔401内高压，促使锁止杆5后端面与控制转轴7前端面接合，不发生相对转动，此时，建压腔402的解锁进油口13处的液压高于驻车进油口14处的液压，拨片701与顺向锁止块15接触。

驻车时，主动建压模块供给高压驱使轮缸活塞1压紧制动摩擦块，达到要求的制动压力，此时，离合腔401仍保持高压状态，建压室壳4的驻车进油口14供入高压、解锁进油口13与油杯相通，促使拨片701、控制转轴7逆时针旋转，直至限位件2（螺母）抵接轮缸活塞1内壁，此时建压腔402及轮缸卸掉高压，驻车进油口14与解锁进油口13均与油杯相通，轮缸活塞1此时由螺杆螺母产生的自锁效应而无法后退，完成驻车功能。

解除驻车制动时，离合腔401仍保持高压状态，建压室壳4的解锁进油口13供入高压、驻车进油口14与油杯相通，促使拨片701、控制转轴7顺时针旋转，此时，锁止螺母回退，使轮缸活塞1具有回退空间，轮缸活塞1在活塞回位力作用下回退，完成解驻车功能。

当液压管路失效时，控制离合腔进油口11的常闭电磁阀打开，卸去离合腔401高压，此时锁止杆5后端面与控制转轴7前端面分离，锁止杆5与控制转轴7可产生相对转动。此时，蓄能弹簧3外圈卡扣内嵌于不转动的轮缸活塞1，蓄能弹簧3内圈卡扣内嵌于可转动的锁止杆5，蓄能弹簧3的能量释放，驱使锁止杆5转动，锁止杆5驱动锁止螺母（限位件2）推动轮缸活塞1压紧制动摩擦块，由匹配设计好的蓄能弹簧3提供的作用力足够满足法规要求，完成液压系统失效时的驻车功能，安全可靠性高。液压系统失效包括但不限于液压管路失效、液压控制单元或增压模块失效等，即液压系统故障使液压控制组件不能正常工作，可以通过辅助的驱动机构驱动锁止杆5使限位件2动作，进而实现驻车制动功能。

本发明实施例还提供了一种车辆，车辆具有上述的制动系统，上述制动系统为液压驻车制动系统，车辆可为具有液压制动系统（基于主动建压）的车辆，上述制动系统结构简单、成本低、而且可以在液压失效情况下仍能完成驻车动作，可以取消EPB模块、机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，制动系统的重量及占用空间减小，降低了制动系统的成本，且安全可靠性佳。

本发明实施例还提供了一种制动方法，可以采用上述的制动系统或车辆，制动方法包括驻车制动步骤：

制动系统的轮缸活塞1向前作用于制动摩擦块；制动系统的锁止杆5和控制转轴7保持联动；制动系统的液压驱动结构控制控制转轴7使控制转轴7和锁止杆5转动至驻车位置；锁止杆5带动限位件2向前抵顶于轮缸活塞1并对轮缸活塞1限位，实现驻车制动。

上述制动方法还包括解除驻车制动步骤：

制动系统的液压驱动结构控制控制转轴7使控制转轴7和锁止杆5反向转动至解除驻车位置；锁止杆5反转并带动限位件2后退以使轮缸活塞1后退脱离制动摩擦块，实现解除驻车制动，无需EPB模块、机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，制动系统重量及占用空间减小，且降低了制动系统的成本，安全可靠性佳。

具体地，上述制动方法还包括在液压系统失效时的驻车方法：液压系统失效，控制转轴7与锁止杆5分离；制动系统的驱动结构驱动锁止杆5或限位件2，使限位件2对轮缸活塞1进行限位。可以在液压失效情况下仍能完成驻车动作，可以取消EPB模块、机械手刹，也无需额外设置变速箱P挡驻车模块，制动系统重量及占用空间减小，且降低了制动系统的成本，安全可靠性佳。

具体应用中，本实施例所提供的制动方法可以参考如下：

初始状态下，离合腔进油口11由常闭电磁阀控制保持离合腔401内高压，促使锁止杆5后端面与控制转轴7前端面接合，不发生相对转动，此时，建压腔402的解锁进油口13处的液压高于驻车进油口14处的液压，拨片701与顺向锁止块15接触。

驻车时，主动建压模块供给高压驱使轮缸活塞1压紧摩擦块，达到要求的制动压力，此时，离合腔401仍保持高压状态，建压室壳4的驻车进油口14供入高压、解锁进油口13与油杯相通，促使拨片701、控制转轴7逆时针旋转，直至限位件2（螺母）抵接轮缸活塞1内壁，此时建压腔402及轮缸卸掉高压，驻车进油口14与解锁进油口13均与油杯相通，轮缸活塞1此时由螺杆螺母产生的自锁效应而无法后退，完成驻车功能。

解除驻车制动时，离合腔401仍保持高压状态，建压室壳4的解锁进油口13供入高压、驻车进油口14与油杯相通，促使拨片701、控制转轴7顺时针旋转，此时，锁止螺母回退，使轮缸活塞1具有回退空间，轮缸活塞1在活塞回位力作用下回退，完成解驻车功能。

当液压系统失效时，控制离合腔进油口11的常闭电磁阀打开，卸去离合腔401高压，此时锁止杆5后端面与控制转轴7前端面分离，锁止杆5与控制转轴7可产生相对转动。此时，蓄能弹簧3外圈卡扣内嵌于不转动的轮缸活塞1，蓄能弹簧3内圈卡扣内嵌于可转动的锁止杆5，蓄能弹簧3的能量释放，驱使锁止杆5转动，锁止杆5驱动锁止螺母推动轮缸活塞1压紧制动块，由匹配设计好的发条蓄能弹簧3所驱动的压紧力足够满足法规要求，完成液压管路失效、液压控制单元或增压模块失效等相关部件失效时的驻车功能，安全可靠性高。

以上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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种制动系统，其特征在于，包括轮缸活塞 、连接于所述轮缸活塞的驻车锁止组件和连接于所述锁止组件的液压控制组件，

所述驻车锁止组件包括锁止杆和连接于所述锁止杆且用于对所述轮缸活塞进行限位的限位件；

所述液压控制组件包括可与所述锁止杆接合和分离的控制转轴和用于控制所述控制转轴转动的液压驱动结构；

所述轮缸活塞连接有建压室壳，所述建压室壳设置有离合腔，所述锁止杆与所述控制转轴相向的一端均位于所述离合腔内，所述离合腔内设置有用于使所述锁止杆与所述控制转轴保持对接的液压油；

所述建压室壳还设置有建压腔，所述液压驱动结构包括驻车进油口、解锁进油口和拨片，所述拨片固定连接或一体成型于所述控制转轴，所述拨片将所述建压腔分隔为两个分腔，所述驻车进油口和解锁进油口设置于所述建压室壳，且所述驻车进油口和解锁进油口分别与所述两个分腔相通。

2.如权利要求1所述的一种制动系统，其特征在于，所述锁止杆与所述限位件之间设置有自锁结构。

3.如权利要求2所述的一种制动系统，其特征在于，所述限位件的一端朝向于所述轮缸活塞，所述自锁结构包括设置于所述限位件的螺纹孔和设置于所述锁止杆的外螺纹段，所述锁止杆的外螺纹段螺纹连接于所述限位件的螺纹孔。

4.如权利要求1所述的一种制动系统，其特征在于，所述建压室壳设置有离合腔进油口，所述离合腔进油口处设置有控制阀。

5.如权利要求4所述的一种制动系统，其特征在于，所述控制阀为常闭式电磁阀。

6.如权利要求1所述的一种制动系统，其特征在于，其中一所述分腔中设置有用于对所述拨片进行限位的逆向锁止块，另一所述分腔内设置有用于对所述拨片进行限位的顺向锁止块。

7.如权利要求1所述的一种制动系统，其特征在于，所述锁止杆与所述建压室壳端部之间设置有第一密封圈；

且/或，所述离合腔与所述建压腔之间具有隔断部，所述控制转轴穿过所述隔断部，所述控制转轴与所述隔断部之间设置有第二密封圈。

8.如权利要求1所述的一种制动系统，其特征在于，所述锁止杆或所述限位件连接有驱动结构，所述锁止杆与所述控制转轴脱离时，所述驱动结构驱动所述锁止杆或所述限位件使所述限位件对所述轮缸活塞进行限位。

9.如权利要求8所述的一种制动系统，其特征在于，所述驱动结构为弹性蓄能结构或电动动力驱动结构。

10.如权利要求9所述的一种制动系统，其特征在于，所述驱动结构包括蓄能弹簧，所述蓄能弹簧的一端连接于所述轮缸活塞，所述蓄能弹簧的另一端连接于所述锁止杆。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有如权利要求1至10中任一项所述的一种制动系统。

12.一种制动方法，其特征在于，包括驻车制动步骤：

制动系统的轮缸活塞向前作用于制动摩擦块；

所述制动系统的锁止杆和控制转轴保持联动；

所述制动系统的液压驱动结构控制控制转轴使所述控制转轴和锁止杆转动至驻车位置；

所述锁止杆带动限位件向前抵顶于所述轮缸活塞并对所述轮缸活塞限位，实现驻车制动；

所述制动方法还包括解除驻车制动步骤：

所述制动系统的液压驱动结构控制控制转轴使所述控制转轴和锁止杆反向转动至解除驻车位置；

所述锁止杆反转并带动限位件后退以使所述轮缸活塞后退脱离制动摩擦块，实现解除驻车制动。

13.如权利要求12所述的一种制动方法，其特征在于，所述制动方法还包括在液压系统失效时的驻车方法：

液压系统失效，所述控制转轴与所述锁止杆分离；

所述制动系统的驱动结构驱动所述锁止杆或所述限位件，使所述限位件对所述轮缸活塞进行限位。

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