CN102069790A - 一种电子机械制动器电控保压机构以及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子机械制动器、其电控保压机构以及保压方法，包括电机，自锁螺母和滚齿滑块，所述电机连接自锁螺母，电机的正转和反转分别推动自锁螺母向前和向后移动，所述滚齿滑块固定在自锁螺母上，其在自锁螺母移动时随之移动，所述滚齿滑块具有咬合装置，其用于与制动电机的咬合装置相互咬合抱死。
Description
技术领域
本发明涉及汽车线控制动领域，具体涉及一种电子机械制动器电控保压机构以及实现方法。
背景技术
从20世纪90年代起，一些著名的汽车电子零配件生产厂商，如德国的Bosh、Siemens和Centinental Teves等相继开始了对EMB的研究，并作过一些相应的系统仿真和装车试验。另外Eaton、Allied、Signal、Delphi、Varity Lucas、Hayes也参与了EMB的研发竞争之中。而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有清华大学研究过EMB的试验台、同济大学试制出了样机；其他高校也只是进行了一些相关的初步研究，一些核心技术仍未被突破。而本发明是在解决电子制动器目前存在的问题时，提出的电子机械制动器电控保压机构的设计。
由于鼓式制动效能恒定性差；制动鼓空间小，使EMB(Electromechanical Brake System，电控机械制动系统)的电机和传动装置的布置受到限制，现在均以浮钳盘式制动器为基体，进行EMB的研发。由于EMB与汽车目前使用的普通盘式制动器结构类似，只不过其制动钳的促动力不是由液压产生，而是由电机经过传动装置直接驱动制动钳，来产生制动力，制动电机要不停的正、反转，直接影响到电机的寿命。
发明内容
本发明提供了一种电子机械制动器电控保压机构以及实现方法，实现电子机械制动系统在行车制动和驻车时的电控保压功能。
一种电子机械制动器电控保压机构，包括电机，自锁螺母和滚齿滑块，所述电机连接自锁螺母，电机的正转和反转分别推动自锁螺母向前和向后移动，所述滚齿滑块固定在自锁螺母上，其在自锁螺母移动时随之移动，所述滚齿滑块具有咬合装置，其用于与制动电机的咬合装置相互咬合抱死。
进一步地，所述制动电机用于保持整车制动部的制动夹紧力，其在咬合装置相互咬合抱死且完成电控保压后停止工作，使整车以恒定的制动力进行制动。
进一步地，电机包括电机芯轴，该电机芯轴带有螺纹，该螺纹与自锁螺母螺接，该电机芯轴的正转和反转分别推动自锁螺母向前和向后移动。
进一步地，还包括保压机构支架以及滑槽，所述电机以及芯轴，自锁螺母和滚齿滑块均安装在保压机构支架上的滑槽中，所述滑槽还用于使自锁螺母直线移动。
进一步地，所述制动电机的咬合装置为滚齿轮，所述滚齿滑块的咬合装置为与所述滚齿轮相互咬合的齿。
进一步地，所述制动电机包括一电机轴，其通过小齿轮连接至所述滚齿轮。
上述电控保压机构的电子机械制动器，包括制动电机，一级减速齿轮，大齿轮，丝杆以及丝杆螺母，所述制动电机连接至一级减速齿轮并可带动其转动，所述丝杆固定在大齿轮上，所述一级减速齿轮连接至所述丝杆并可向其传动力矩，所述丝杆连接至丝杆螺母并用于推动丝杆螺母进行运动，从而消除制动盘与摩擦片之间的间隙，产生用于制动的夹紧力，实现制动。
一种电子机械制动器电控保压机构的实现方法，包括如下步骤：
在行车制动过程中，ECU进行检测，当检测到持续一段时间内，踏板位移在一定的幅度范围内变化，系统认定需要进入保压阶段；
小电机正转，带螺纹的有刷电机芯轴旋转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死；
完成电控保压后，制动电机停止工作；整车制动过程中以恒定的制动力进行制动；
所述实现方法还包括如下步骤：
需要结束恒定制动力时，踏板行程变化超过一定的幅度，系统认定结束保压阶段；
制动电机工作，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块一起向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，进入一般行车制动状态。
所述实现方法还包括如下步骤：
驻车制动时，制动电机工作；
当增大到一定的制动夹紧力时，小电机正转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死；
关闭制动电机和小电机，驻车制动力将一直保持住；
当车辆启动，需要结束驻车制动时，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，由于滚珠丝杆的非自锁特性，驻车制动力自动消除。
与目前现有技术相比，本发明具有以下有益效果：实现长时间行车制动保压功能，保护制动电机，增加使用寿命，节约维护、使用成本；实现驻车时的保压、自锁功能，实现一键驻车及自动解除驻车制动功能，更为方便舒适；此保压功能采用电控方式，智能化更高、准确性更好、及时性更快。
附图说明
图1a，1b是本发明电子机械制动器电控保压机构的剖视图；
图2是本发明中制动电机的剖视图；
图3是本发明中一级减速齿轮的剖视图；
图4是本发明中电控保压机构的剖视图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明提出的一种电子机械制动器电控保压机构以及实现方法进行详细描述。
在行车制动过程中，当ECU检测到持续一段时间内，踏板位移在一定的幅度范围内变化时，系统就可认定需要进入保压阶段。此时，小电机正转，带螺纹的有刷电机芯轴旋转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死。完成电控保压后，制动电机停止工作，这样，整个制动过程中都会以恒定的制动力进行制动了。需要结束恒定制动力时，只需踏板行程变化超过一定的幅度，系统就认定结束保压阶段，制动电机首先工作，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块一起向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，进入一般行车制动状态。
行车制动时，是通过调整制动电机输入电压的占空比和电流，控制电机输出力矩，从而调节制动盘与摩擦片之间的制动夹紧力。这样，在整个制动过程中，制动电机一直处于堵转状态。一般行车制动时间都较短，4s内即可从80Km/h减速至停止，制动电机可以承受短时间的堵转，但下长坡时，制动电机就不能够长时间堵转了，这时候就需要一个可以电控的保压机构来保持制动夹紧力，关闭堵转的制动电机。
本实施例即是提供一种可以电控的机械保压机构，在驻车制动时，制动电机首先工作，增大到一定的制动夹紧力时，小电机正转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死。关闭制动电机和小电机，驻车制动力将一直保持住。当车辆启动，需要结束驻车制动时，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，由于滚珠丝杆的非自锁特性，驻车制动力自动消除。具体技术方案结合附图详细描述如下：
参照附图，制动电机10转动时，带动一级减速齿轮20转动，将力矩传动到固定在大齿轮24上的丝杆26上，丝杆26旋转推动丝杆螺母3进给运动，消除制动盘与摩擦片之间的间隙，产生用于制动的夹紧力，实现制动。
本发明的可以电控的机械保压机构原理如下：在行车制动过程中，当ECU检测到持续一段时间内，踏板位移在一定的幅度范围内变化时，系统就认定需要进入保压阶段。此时，小电机36正转，带螺纹的小电机芯轴35旋转，推动自锁螺母33向前直线运动，带动固定在自锁螺母33上的滚齿滑块32在保压机构支架及滑槽34上向前直线运动，从而和滚齿轮31咬合抱死。完成电控保压后，制动电机10停止工作，这样，整个制动过程中都会以恒定的制动力进行制动了。当踏板行程变化超过一定的幅度，需要结束恒定制动力时，系统就认定结束保压阶段，制动电机10首先工作，小电机36反转，自锁螺母33和滚齿滑块32一起在保压机构支架及滑槽34上向后直线运动，使滚齿滑块32和滚齿轮31松开，进入一般行车制动状态。
驻车制动时，制动电机10首先工作，增大到一定的制动夹紧力时，小电机36正转，推动自锁螺母33和滚齿滑块32在保压机构支架及滑槽34上向前直线运动，使滚齿滑块32和滚齿轮31咬合抱死后，关闭制动电机10和小电机36，驻车制动力将一直保持住。当需要结束驻车制动时，小电机36反转，自锁螺母33和滚齿滑块32在保压机构支架及滑槽34上向后直线运动，使滚齿滑块32和滚齿轮31松开，由于滚珠丝杆3的非自锁特性，驻车制动力自动消除。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电控保压机构，其特征在于，包括电机，自锁螺母和滚齿滑块，所述电机连接自锁螺母，电机的正转和反转分别推动自锁螺母向前和向后移动，所述滚齿滑块固定在自锁螺母上，其在自锁螺母移动时随之移动，所述滚齿滑块具有咬合装置，其用于与制动电机的咬合装置相互咬合抱死。
2.如权利要求1所述的电控保压机构，其特征在于，所述制动电机用于保持整车制动部的制动夹紧力，其在咬合装置相互咬合抱死且完成电控保压后停止工作，使整车以恒定的制动力进行制动。
3.如权利要求1或2所述的电控保压机构，其特征在于，电机包括电机芯轴，该电机芯轴带有螺纹，该螺纹与自锁螺母螺接，该电机芯轴的正转和反转分别推动自锁螺母向前和向后移动。
4.如权利要求1-3中任一项所述的电控保压机构，其特征在于，还包括保压机构支架以及滑槽，所述电机以及芯轴，自锁螺母和滚齿滑块均安装在保压机构支架上的滑槽中，所述滑槽还用于使自锁螺母直线移动。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电控保压机构，其特征在于，所述制动电机的咬合装置为滚齿轮，所述滚齿滑块的咬合装置为与所述滚齿轮相互咬合的齿。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电控保压机构，其特征在于，所述制动电机包括一电机轴，其通过小齿轮连接至所述滚齿轮。
7.一种使用权利要求1-6所述一种电子机械制动器电控保压机构，包括制动电机，一级减速齿轮，大齿轮，丝杆以及丝杆螺母，所述制动电机连接至一级减速齿轮并可带动其转动，所述丝杆固定在大齿轮上，所述一级减速齿轮连接至所述丝杆并可向其传动力矩，所述丝杆连接至丝杆螺母并用于推动丝杆螺母进行运动，从而消除制动盘与摩擦片之间的间隙，产生用于制动的夹紧力，实现制动。
8.一种权利要求1-6所述电控保压机构的保压方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)在行车制动过程中，ECU进行检测，当检测到持续一段时间内，踏板位移在一定的幅度范围内变化，系统认定需要进入保压阶段；
(2)小电机正转，带螺纹的有刷电机芯轴旋转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死；
(3)完成电控保压后，制动电机停止工作；
(4)整车制动过程中以恒定的制动力进行制动；
9.如权利要求8所述电控保压机构的保压方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
(5)需要结束恒定制动力时，踏板行程变化超过一定的幅度，系统认定结束保压阶段；
(6)制动电机工作，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块一起向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，进入一般行车制动状态。
10.如权利要求8或9所述电控保压机构的保压方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
(7)驻车制动时，制动电机工作；
(8)当增大到一定的制动夹紧力时，小电机正转，推动自锁螺母和滚齿滑块向前直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮咬合抱死；
(9)关闭制动电机和小电机，驻车制动力将一直保持住；
(10)当车辆启动，需要结束驻车制动时，小电机反转，自锁螺母和滚齿滑块向后直线运动，使滚齿滑块和滚齿轮松开，由于滚珠丝杆的非自锁特性，驻车制动力自动消除。
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