一种汽车制动系统及汽车的制作方法

车辆装置的制造及其改造技术1.本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种汽车制动系统及汽车。背景技术：2.汽车液压制动系统是通过踏板压缩制动液从而产生制动压力，锁死制动器，进而实现制动停车。3.驾驶员踩下制动踏板，通过制动主缸推动制动液，转换产生制动主缸压力及管路压力，同时通过管路传递到前盘式制动器和后盘式或鼓式制动器上，实现制动器抱死制动；当驾驶员松开制动踏板时，制动液由管路回到主缸及制动油壶，从而实现制动释放。目前液压制动较多车型均是前盘式制动器、后鼓式或盘式制动器结构，此种结构普遍应用于目前基本所有液压制动类汽车。4.现有技术的技术方案中的制动系统回路结构简单，当驾驶员踩下制动踏板，通过制动主缸推动制动液，转换产生制动主缸压力及管路压力，同时通过管路传递到制动器上，实现前盘式制动器和后盘式或鼓式制动器抱死制动。但是一般车辆刹车时候由于惯性、前轮响应快以及制动时整车质心前移等原因，前轮产生的制动力较大，后轮较小，刹车主要靠前盘式制动器，因此经常出现前盘式制动器摩擦片磨损较快的现象。该类制动回路结构如图1所示，包括前轮制动器6、后轮制动器8、制动力调节器9和助力器带总泵11。5.现有技术的缺点：6.现有汽车由于刹车时候的质心前移以及前轮相应较快的因素，尤其是在山路工况，频繁使用刹车时，前轮盘式制动器摩擦片会优先与制动盘接触摩擦产生摩擦力，即制动力，而后轮由于管路较长，响应较慢；因此，前轮盘式制动器摩擦片的磨损会比后轮摩擦片磨损快很多，导致驾驶室在使用车辆到一定公里后，前轮盘式制动器摩擦片已磨损完，而后轮摩擦片还剩余较多的摩擦材料，让驾驶员更换前轮制动器摩擦片时候需要去维修服务站更换，更换后轮时也需要再次去维修服务站更换，同时让驾驶员误认为前轮摩擦片质量不好导致磨损快的感觉，影响驾驶员对车辆的主观体验，同时增加车辆的使用成本。7.因此，如何提供一种汽车制动系统及汽车成为本领域亟需解决的技术难题。技术实现要素：8.本发明的目的是提供一种汽车制动系统及汽车。9.根据本发明的第一方面，提供了一种汽车制动系统，包括：控制器、增压电机、减压电机、压力传感器、制动管路、前轮制动器和后轮制动器；10.所述制动管路包括前轮制动管路和后轮制动管路；所述增压电机、减压电机和压力传感器分别与控制器电连接；11.所述压力传感器为多个，分别设置在前轮制动管路上和后轮制动管路上，用于实时检测制动管路的压力；12.当前轮制动器制动力与后轮制动器制动力的差值绝对值不在第一预设值范围内，且前轮制动器制动力大于后轮制动器制动力时，则控制器控制减压电机工作，减小前轮制动管路的油压，以减小前轮制动器制动力；13.和/或14.控制器控制增压电机工作，增加后轮制动管路的油压，以增大后轮制动器制动力。15.可选地，所述压力传感器设置在制动管路的回路上。16.可选地，所述压力传感器为四个，分别设置在汽车前后四个轮的制动管路的回路上。17.可选地，通过控制器控制和分配前轮制动器制动力后，保证前轮制动器制动力与后轮制动器制动力的差值的绝对值在f0～f1范围内，以实现前后轮制动器制动力平衡，具体满足如下条件：18.f整≥f前+f后；19.|f前-f后|＝f0～f1；20.其中，21.f整：整车制动力22.f前：前轮制动器制动力23.f后：后轮制动器制动力；24.f0～f1即为第一预设值范围。25.可选地，所述控制器通过整车制动参数和压力传感器采集的油压，并通过制动力计算模型计算出整车制动力、前轮制动器制动力和后轮制动器制动力。26.可选地，所述制动系统还包括制动踏板、助力器带总泵、前轮制动器和后轮制动器；27.所述控制器与助力器带总泵连接，所述助力器带总泵与制动踏板连接，所述控制器通过前轮制动管路和后轮制动管路分别与前轮制动器和后轮制动器连接。28.可选地，所述制动系统为液压制动系统。29.可选地，所述前轮制动器为盘式制动器；所述后轮制动器为盘式或鼓式制动器。30.可选地，当前轮制动器制动力与后轮制动器制动力的差值绝对值不在第一预设值范围内范围时，且后轮制动器制动力大于前轮制动器制动力，则控制器控制减压电机工作，减小后轮制动管路的油压，以减小后轮制动器制动力；31.和/或32.控制器控制增压电机工作，增加前轮制动管路的油压，以增大前轮制动器制动力。33.根据本发明的第二方面，提供了一种汽车，包括汽车本体，所述汽车本体包括本发明第一方面任一项所述的汽车制动系统。34.根据本发明公开的技术内容，具有如下有益效果：35.本发明解决了普通汽车液压制动系统中前轮制动器磨损过早导致的客户抱怨问题，提高了前轮制动器摩擦片的磨损更换时间，避免了客户抱怨；该系统加长前轮制动器摩擦片寿命，降低客户使用车辆的成本；该装置实用性强，原理简单，可靠性高，可广泛应用，且结构简易，制造成本低；特别在山路等工况下，前轮制动器制动力较大时，容易引起前轮制动器发烫导致性能下降的问题，该制动器摩擦片磨损优化系统结构可以通过增大后轮制动力、减小前轮制动力而避免前轮制动器发烫的问题。36.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明37.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。38.图1为现有技术中的汽车制动系统示意图；39.图2为根据实施例提供的一种汽车制动系统的结构示意图；40.图3为根据实施例提供的一种汽车制动系统的控制结构示意图；41.图4为根据实施例提供的一种汽车制动系统的整车受力分析示意图。42.附图标记说明：1-减压电机，2-控制器、3-增压电机、4-压力传感器、5-前制动管路、6-前轮制动器、7-后轮制动管路、8-后轮制动器、9-制动力调节器、10-液压油壶、11-助力器带总泵、12-制动踏板。具体实施方式43.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。44.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。45.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。46.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。48.本发明旨在设计一种汽车制动系统，尤其是制动器摩擦片磨损优化系统结构，解决了普通汽车液压制动系统中前轮制动器磨损过早导致的客户抱怨问题，特别在山路等下坡工况下，前轮制动器制动力较大时，容易引起前轮制动器发烫导致制动力下降的问题，该制动器摩擦片磨损优化系统结构可以通过增大后轮制动力、减小前轮制动力而避免前轮制动器发烫性能下降的问题；实用性强，可靠性高，提升了制动系统安全性，同时降低车辆使用成本。本方案适用于各类液压制动系统结构。49.根据本发明的第一方面，提供了一种汽车制动系统，在制动系统回路中增加制动力分配控制器(以下简称控制器)，回路中有压力传感器实时检测回路压力，在检测、计算到前轮制动器制动力过大时，执行相关命令以减小前制动管路油压、即实现减小前轮制动器制动力，减小前轮制动器摩擦片的磨损。如图2和图3所示，所述控制系统包括：控制器2、增压电机3、减压电机1、压力传感器4、制动管路、前轮制动器6和后轮制动器8；50.所述制动管路包括前轮制动管路5和后轮制动管路7；所述增压电机3、减压电机1和压力传感器4分别与控制器2电连接；所述压力传感器设置在制动管路的回路上。51.所述压力传感器为四个，分别设置在汽车前后四个轮的制动管路的回路上，用于实时检测制动管路的压力；52.当前轮制动器6制动力与后轮制动器8制动力的差值绝对值不在第一预设值范围内范围时，且前轮制动器制动力大于后轮制动器制动力时，则控制器控制减压电机工作，减小前轮制动管路的油压，以减小前轮制动器制动力；和/或，控制器控制增压电机工作，增加后轮制动管路的油压，以增大后轮制动器制动力；53.一般优选为，若前轮制动力过大，则减压电机工作，执行对前制动管路油压减压，以减小前轮制动器制动力；同时，控制器同步启动增压电机，增加后制动管路油压，增大后轮制动器制动力，保证前轮制动器制动力和后轮制动器制动力之和满足整车制动力需求。54.在制动回路中设置制动力分配控制器，控制器中有压力传感器可以实施检测制动管路中油压，同时具有制动力计算模型、制动力标定数据，在各种工况下刹车时，由于质心前移导致的前轮制动器制动力加大，此时控制器通过管路中油压及制动参数计算出前后轮制动器的制动力，若前轮制动器制动力过大时，发送信号给控制器，控制器根据策略执行启动电机回抽前制动管路中制动液命令，降低前轮制动管路内压力，减小前制动器制动力，同时启动电机增加后制动管路中制动油压，加大后制动器制动力，以保证前后轮制动力相对平衡，同时满足整车制动力的需求；具体的制动力分配的大小、油压的控制，可以通过整车及控制器的标定来实现。55.其中，所述制动系统为液压制动系统，所述前轮制动器为盘式制动器；所述后轮制动器为盘式或鼓式制动器。所述制动系统还包括制动踏板12、助力器带总泵11、前轮制动器6和后轮制动器8；56.所述控制器2与助力器带总泵11连接，所述助力器带总泵11与制动踏板12连接，所述控制器2通过前轮制动管路5和后轮制动管路7分别与前轮制动器6和后轮制动器8连接。57.工作原理：58.通过控制器控制和分配前轮制动器制动力后，保证前轮制动器制动力与后轮制动器制动力的差值的绝对值在f0～f1范围内，以实现前后轮制动器制动力平衡，具体满足如下条件：59.f整≥f前+f后；60.|f前-f后|＝f0～f1；61.其中，62.f整：整车制动力；63.f前：前轮制动器制动力；64.f后：后轮制动器制动力。65.在上述公式中，所述控制器通过整车制动参数和压力传感器采集的油压，并通过制动力计算模型计算出整车制动力、前轮制动器制动力和后轮制动器制动力。压力传感器实时检测制动回路油压，控制器在检测到制动管路中有油压时，说明驾驶员正在实行制动刹车，此时控制器通过整车制动参数(提前输入到控制器中)以及油压，通过制动力计算模型计算出前后制动力的大小进行对比，并与实车标定值(第一预设值范围内)进行对比，若前轮制动力过大，则减压电机工作，执行对前制动管路油压减压，以减小前轮制动器制动力；同时，控制器同步启动增压电机，增加后制动管路油压，增大后轮制动器制动力，保证前轮制动器制动力和后轮制动器制动力之和满足整车制动力需求，制动力具体值可以通过整车及控制器的标定来实现，标定值存储在控制器内，以用与控制器计算的值进行对比分析，66.其中，|f前-f后|＝f0～f1，以上，前后轮制动器制动力分配后，保证前后轮制动器制动力差在f0～f1范围内，以实现前后轮制动器制动力平衡，降低前轮制动器摩擦片的磨损。67.以某微型液压制动汽车为例：68.前盘式后鼓式制动器配置如表1所示：69.其中，前分泵缸为单缸，前制动器直径为有效半径，后制动器为双缸。70.表1[0071][0072]如图4所示为整车受力分析示意图，整车受力分析的具体参数如表2和表3所示，表2[0073] ml1l2hgl空载1750.001240.001860.00520.003100.00满载3195.001935.681164.32650.003100.00[0074]表3[0075] 空载满载前轴荷10501200后轴荷7001995总质量17503195[0076]其中，[0077]z1——汽车制动时水平地面对前轴车轮的法向反力，n；[0078]z2——汽车制动时水平地面对后轴车轮的法向反力，n；[0079]l——汽车轴距，mm；[0080]l1——汽车质心离前轴的距离，mm；[0081]l2——汽车质心离后轴的距离，mm；[0082]hg——汽车质心高度，mm；[0083]g——汽车所受重力，n；[0084]m——汽车质量，kg；[0085]ψ：为地面附着系数，通常取0.7～0.8；[0086]φ：附着系数；[0087]q：制动强度；[0088]β：制动力分配系数；[0089]e:制动效率。[0090]制动力及制动力矩计算和前后制动器制动力计算如下：[0091]制动器制动力：f＝0.95pπd2 dbr/4/r；[0092]前盘制动器制动力矩2628.19n.m；[0093]其中，[0094]r为轮胎滚动半径；[0095]p为制动系统额定压力，设定为10.00mpa；[0096]d为分泵直径；[0097]d为制动器直径为3563.6；[0098]br为鼓式制动器制动效能，取3.40；[0099]后双领蹄鼓式制动器制动力矩3563.6；[0100]表4[0101]项目f前f后β制动力17403.9714254.40.55[0102]故，该微型卡车：|f前-f后|即f0～f1设置在200n～1000n，即200n～1000n为第一预设值范围。[0103]其中，若前制动器或者制动管路损坏失效时，则制动力分配控制器不参与前后制动力调节，以保证整车可以获得后制动器提供的最大的制动力，保证整车制动性能及安全；反之亦然，若后制动器及制动管路损坏或失效时，制动力分配控制器同样不参与前后制动力调节，以保证整车可以获得前制动器提供的最大的制动力，保证整车制动性能及安全。[0104]在一些具体的实施例中，若出现后轮制动力过大的情况时，该制动器摩擦片磨损优化系统也可以实现给后制动管路减压、前制动管路增压，以保证前后轮制动器的制动力分配平衡，减少前后轮制动器摩擦片因磨损不均匀导致的过早更换后轮或者前轮制动器摩擦片。[0105]当前轮制动器制动力与后轮制动器制动力的差值绝对值不在第一预设值范围内范围时，且后轮制动器制动力大于前轮制动器制动力，则控制器控制减压电机工作，减小后轮制动管路的油压，以减小后轮制动器制动力；[0106]和/或控制器控制增压电机工作，增加前轮制动管路的油压，以增大前轮制动器制动力。[0107]本发明公开的一种汽车制动系统，尤其是制动器摩擦片磨损优化分配的方法及原理，在山路等频繁使用刹车工况时，质心前移、前轮制动力大导致前轮磨损快的情况下，将前后轮制动器的制动力重新实时分配优化，同步降低前轮制动力，增大后轮制动器制动力，从而减小前轮制动器摩擦片的磨损，优化前后轮制动器摩擦片的磨损寿命，尽量使得前后轮摩擦片同步磨损完(磨损完指的是摩擦片磨损到报警值，目前车辆均有摩擦片磨损报警结构)，加长驾驶员因前轮制动器摩擦片过早磨损完的时间或里程，且驾驶员可以去一次维修服务站即可完成更换，提高驾驶员对车辆的主观体验感以及降低车辆的使用成本。[0108]综上，本实施例提供的汽车制动系统实际为制动器摩擦片磨损优化系统结构，结构比较简单，成本较低，解决了普通汽车液压制动系统中前轮制动器磨损过早导致的客户抱怨问题，特别在山路等下坡工况下，前轮制动器制动力较大时，容易引起前轮制动器发烫导致制动力下降的问题，该制动器摩擦片磨损优化系统结构可以通过增大后轮制动力、减小前轮制动力而避免前轮制动器发烫性能下降的问题；实用性强，可靠性高。[0109]根据本发明的第二方面，提供了一种汽车，包括汽车本体，所述汽车本体包括第一方面中任一项所述的汽车制动系统。[0110]综上，本实施例解决了普通汽车液压制动系统中前轮制动器磨损过早导致的客户抱怨问题，提高了前轮制动器摩擦片的磨损更换时间，避免了客户抱怨；该系统加长前轮制动器摩擦片寿命，降低客户使用车辆的成本；该装置实用性强，原理简单，可靠性高，可广泛应用，且结构简易，制造成本低；特别在山路等工况下，前轮制动器制动力较大时，容易引起前轮制动器发烫导致性能下降的问题，该制动器摩擦片磨损优化系统结构可以通过增大后轮制动力、减小前轮制动力而避免前轮制动器发烫的问题。[0111]虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，如可通过增加不同压力传感器或其它结构进行前后制动管路油压的减压或加压功能，又或者通过其他的方法实现前轮、后轮制动器制动力的增大或者减小来实现摩擦片的磨损的均衡，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。[0112]虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。









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