CN103381802A - 一种电子机械制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子机械制动系统，包括制动踏板、电控ECU、电源、电机、行星减速机构、滚珠丝杆机构、增力机构、制动盘、制动钳体，所述电机产生的转矩通过行星减速机构、滚珠丝杆机构、增力机构传递，最终带动制动钳体夹紧制动盘，所述电子机械制动系统还包括踏板角度传感器，所述踏板角度传感器安装在制动踏板的转接处，踏板角度传感器分别与电控ECU和控制器局域网相连，电控ECU与电机的电源相连。大大减少制动器的作用时间，进而有效地缩短制动距离；同时减少占用空间且数据线布置灵活性大；无需液压系统，减少了能量消耗，适合纯电动汽车采用。

Description

一种电子机械制动系统
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，尤其是涉及一种电子机械制动系统。
背景技术
随着电子技术的发展，电子技术也渗透进了制动系统，即电子制动技术，制动系统在汽车的安全方面扮演着至关重要的角色。
传统的液压制动系统的制动方式及灵敏度已近不能很好地满足现代人对汽车的追求，其制动器体积大，占用空间大，在尺寸上已经没有多大的优化空间，而且制动力不能均匀分配，不能适应不同路况的变化。
电子机械制动（Electronic and mechanical braking system，电子机械制动系统）是指由电子控制方式实现汽车制动的技术，代替原有传统的液压伺服制动装置安装在汽车制动盘上，将传统的制动方式推进了一大步。
电子机械制动采用CAN线进行数据接收和反馈，能大大减少尺寸，通过各传感器的信息的收集，由ECU可进行反馈改变，能很好适应各个路况。
发明内容
为实现制动电子机械化，本发明所要解决的技术问题是提供一种占用空间小，维护方便且能提高汽车主动安全性和稳定性的电子机械制动系统。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种电子机械制动系统，包括制动踏板、电控ECU、电源、电机、行星减速机构、滚珠丝杆机构、增力机构、制动盘、制动钳体，所述电机产生的转矩通过行星减速机构、滚珠丝杆机构、增力机构传递，最终带动制动钳体夹紧制动盘，所述电子机械制动系统还包括踏板角度传感器，所述踏板角度传感器安装在制动踏板的转接处，踏板角度传感器分别与电控ECU和控制器局域网相连，电控ECU与电机的电源相连。
所述电子机械制动系统还包括防抱死机构，所述防抱死机构为与电控ECU相连的电磁铁，电磁铁固定设在一齿轮上，该齿轮与电机的电机转子外侧外齿圈相对应。
所述电子机械制动系统还包括压力、轮速及车速传感器，压力、轮速及车速传感器与电控ECU相连。
所述行星减速机构的中心轮为电机转子内侧的外齿圈，行星轮架输出端的推杆与电机转子中心轴同向对齐。
所述制动钳体包括内侧制动钳和外侧制动钳，内侧制动钳和外侧制动钳之间通过旋转体联动，内侧制动钳一侧与增力机构相对应，内侧制动钳另一侧上对应旋转体一端设有凸出机构，旋转体另一端与外侧制动钳相对应。
所述踏板角度传感器采用电感式角位移传感器，通过CAN线分别与电控ECU和控制器局域网相连。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、由于制动执行器和制动踏板之间没有了液压和机械连接，取而代之是数据线，这不但将大大减少制动器的作用时间，进而有效地缩短制动距离；同时减少使用空间且数据线布置灵活性大；
2、无需制动液，避免制动液泄露问题，同时有利于环保和减少能源利用量；
3、无需液压系统，减少了能量消耗，非常适合纯电动汽车采用；
4、零件数量减少，增大使用空间，提高汽车的舒适度，结构简单，安装简易等。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明电子机械制动系统原理框图。
图2为图1中A区的局部放大图。
图3为图2中C区的局部放大图。
图4为图1中B区的局部放大图。
图中：1、制动踏板，2、踏板角度传感器，3、电控ECU，4、电源，5、电磁铁，6、电机转子外侧外齿圈，7、电机定子，8、电机转子，9、行星减速机构，10、滚珠，11、推杆，12、滚珠丝杆机构，13、增力机构，14、制动盘，15、制动钳推力旋转制动机构，16、制动钳体，16-1、内侧制动钳，16-2、外侧制动钳，16-1-1、凸出机构，17、压力、轮速及车速传感器，18、控制器局域网，19、固定销，19-1、开口销，20、旋转体，21、行星轮，22、行星轮架，23、中心轮，24、内齿轮，25、电机外壳。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，该电子机械制动系统，包括制动踏板1、踏板角度传感器2、电控ECU3、电源4、电机、电磁铁5、行星减速机构9、滚珠丝杆机构12、增力机构13、制动盘14、制动钳体16、压力、轮速及车速传感器17。
其中，电源为12/42V电源；电机采用无刷直流式，包括电机转子外侧外齿圈6、电机定子7、电机转子8；行星减速机构9设在电机外壳25内，为NGW行星减速机构，该行星减速机构9包括行星轮21、行星轮架22、中心轮23、内齿轮24；滚珠丝杆机构12包括滚珠10、推杆11。
踏板角度传感器采用电感式角位移传感器，该传感器设在制动踏板的转接处，踏板角度传感器通过CAN线分别与电控ECU和控制器局域网相连；电控ECU与电机的电源相连，控制电机工作；电机产生的转矩通过行星减速机构、滚珠丝杆机构、增力机构传递，最终带动制动钳体夹紧制动盘。
行星减速机构的中心轮为电机转子内侧的外齿圈，行星轮架输出端的推杆与电机转子中心轴同向对齐；行星架22的转矩由电机转子8产生，通过行星轮将力矩传递给滚珠丝杆机构12，通过滚珠10将相应的旋转运动转为轴向平移运动，带动推杆11，推杆11再经过增力机构13，使制动力增大作用在制动钳体16上对制动盘制动14。
制动钳体包括内侧制动钳16-1、外侧制动钳16-2，内侧制动钳和外侧制动钳之间通过制动钳推力旋转制动机构15联动；制动钳推力旋转制动机构为可绕固定销19旋转的旋转体20，固定销一端利用开口销19-1固定，内侧制动钳一侧与增力机构相对应，内侧制动钳另一侧上对应旋转体一端设有凸出机构16-1-1，旋转体另一端与外侧制动钳相对应。增力机构带动内侧制动钳16-1运动，同时让内侧的凸出机构16-1-1推动旋转体20带动外侧制动钳16-2向制动盘14靠近，最后在制动盘14上产生相应的制动力矩，从而实现稳定制动。
压力、轮速及车速传感器17安装在制动盘外缘处，通过CAN线与电控ECU3和控制器局域网18相连，保持传感器与电控ECU3的数据接收和反馈，与整车的电信号相互畅通。
电子机械制动系统还包括防抱死机构，防抱死机构为与电控ECU相连的电磁铁5，电磁铁采用继电式电磁铁，电磁铁固定设在一齿轮上，该齿轮与电机的电机转子外侧外齿圈6相对应；通过制动盘14上的压力、轮速及车速传感器17的数据让电控ECU3判定是否将抱死，通过设有电磁铁5的齿轮锁死电机转子外侧外齿圈6，实现改变电机转矩使制动盘14上的制动力减少或增加。
电子机械制动系统还包括车身稳定系统，电控ECU通过CAN线和整车的控制器局域网18相连接，接收和发送数据，与整车控制器保持时时通讯，保证系统的稳定性。
当汽车进行制动时，踏板角度传感器2感应制动踏板的角度变化量给电控ECU 3一个相应量的制动信号，随后电控ECU 3让电源4给无刷直流的电机定子7通电，使其产生转矩，再通过中心轮23带动行星轮21，将力矩传递给滚珠丝杆机构12，再通过滚珠10将相应的旋转运动转为轴向平移运动，带动推杆11，推杆11再经过增力机构13，使制动力增大，再带动内侧的制动钳16-1运动，同时让内侧的制动钳的凸出机构16-1-1推动推力旋转体20带动外侧的制动钳16-2向制动盘14靠近，在制动盘14两侧产生相应的制动力矩，实现制动。
另外当制动力过大时，即制动盘14即将产生抱死时，压力、车速及轮速传感器17给电控ECU 3一个电信号，使电磁铁5通电，使与电磁铁相连的齿轮和电机转子外侧外齿圈6相啮合，阻碍电机转子8运动，使其减速，降低制动力传递，避免车轮抱死。
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构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子机械制动系统，包括制动踏板（1）、电控ECU（3）、电源（4）、电机、行星减速机构（9）、滚珠丝杆机构（12）、增力机构（13）、制动盘（14）、制动钳体（16），所述电机产生的转矩通过行星减速机构（9）、滚珠丝杆机构（12）、增力机构（13）传递，最终带动制动钳体（16）夹紧制动盘（14），其特征在于：所述电子机械制动系统还包括踏板角度传感器（2），所述踏板角度传感器（2）安装在制动踏板的转接处，踏板角度传感器（2）分别与电控ECU（3）和控制器局域网（18）相连，电控ECU（3）与电机的电源（4）相连。
2.如权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于：所述电子机械制动系统还包括防抱死机构，所述防抱死机构为与电控ECU相连的电磁铁（5），电磁铁（5）固定设在一齿轮上，该齿轮与电机的电机转子外侧外齿圈（6）相对应。
3.如权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于：所述电子机械制动系统还包括压力、轮速及车速传感器（17），压力、轮速及车速传感器（17）与电控ECU（3）相连。
4.如权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于：所述行星减速机构（9）的中心轮（23）为电机转子（8）内侧的外齿圈，行星轮架（22）输出端的推杆（11）与电机转子（8）中心轴同向对齐。
5.如权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于：所述制动钳体（16）包括内侧制动钳（16-1）和外侧制动钳（16-2），内侧制动钳（16-1）和外侧制动钳（16-2）之间通过旋转体（20）联动，内侧制动钳（16-1）一侧与增力机构（13）相对应，内侧制动钳（16-1）另一侧上对应旋转体（20）一端设有凸出机构，旋转体（20）另一端与外侧制动钳（16-2）相对应。
6.如权利要求1至5任一项所述的电子机械制动系统，其特征在于：所述踏板角度传感器（2）采用电感式角位移传感器，通过CAN线分别与电控ECU（3）和控制器局域网（18）相连。
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