CN103909918A - 电机驱动的制动器系统 - Google Patents

Abstract

一种电机驱动的制动器系统，其包括停车制动器，具体而言，一种电机驱动的停车制动器系统，其中应用小型电机和通过所述小型电机相互摩擦或释放的多个盘与摩擦垫而实现停车制动器，因而与现有的电磁阀的操作噪声相比能够降低电磁阀的操作噪声，并且能够防止即使在驾驶期间小型电机发生动力故障，也不释放电机驱动的制动器系统的制动动力的现象。

Description

电机驱动的制动器系统

技术领域

本发明涉及一种电机驱动的制动器系统。更具体而言，本发明涉及一种包括停车制动器的电机驱动的制动器系统。

背景技术

电机驱动的制动器系统是指这样的下一代制动器系统，其能够提供比现有的液压制动器系统更快且更精确的制动响应性能，由于液压管路的移除而导致的更简化的封装布局，不使用制动器油的最低的环境污染，高效应用程序逻辑的简化开发，由于主缸和真空助力器的移除而导致的改善的碰撞安全性，等等。

在电机驱动的制动器系统中，通过使用螺旋形机构将从电机和减速器传输的旋转动力转换为线性动力而对制动器片加压。因此，电机驱动的停车制动器系统获得了制动动力。相反，当动力关闭时，通过制动器片的压力使螺旋形机构在相反的方向上松开，从而制动动力得以释放。

由于电机驱动的制动器系统的这些特性，单独的停车制动器装置可以与电机驱动的制动器系统相结合，从而能够在动力关闭时提供停车制动动力。也即，由于在现有的液压制动器系统中的单独的停车制动器更加昂贵和沉重，因此配置为与电机驱动的制动器系统共用用于制动的电机动力的单独的停车制动器装置可以装配到电机驱动的制动器系统以致力于解决这些问题。

下面将参考图1和图2来描述，具有停车制动器的常规电机驱动的制动器系统的配置和操作。

在图1和图2中，附图标记100表示电机驱动的制动器系统，附图标记200表示停车制动器。电机驱动的制动器系统100包括附接在钳壳体102中的摩擦垫104，以及设置在摩擦垫104之间以便由摩擦垫104加压的盘106。向前和向后可移动的汽缸108安装在钳壳体102的水平贯通孔隙中，并且具有螺旋孔隙的压力构件110整体地安装在汽缸108内。

在该情况下，具有两个侧轴的电机114和减速器装配在钳壳体102的内端部分。此处，电机114的外轴用作螺旋形推杆116，螺旋形推杆116插入并且固定到压力构件110的螺旋孔隙112中，并且内轴用作旋转轴120，旋转轴120具有形成在其外圆周表面上的锁定销118。

与此同时，作为停车制动器200的一个构造，停车制动器壳体202整体装配到电机114的内表面，电机114的旋转轴120可旋转地设置在停车制动器壳体202的中间部分。

电磁阀204装配在停车制动器壳体202的内表面上，并且水平管206设置在电磁阀204和旋转轴120之间。竖直板形状的滑动盘208与水平管206的内端部分整体地形成。在该情况下，如沿着图2中的线D-D剖切的剖视图所示，旋转轴120的锁定销118插入其中的锁定槽212形成在水平管206的内直径表面中。

弹簧210设置电磁阀204和滑动盘208之间以便可压缩和可消耗。摩擦板214附接到停车制动器壳体202的内壁表面，滑动盘208摩擦地接触摩擦板214以执行停车制动。

用于打开/关闭供应到装置的动力的控制器220连接到电机114和电磁阀204。因此，在正常制动期间，控制器220打开电机114，并且根据推动制动器踏板的程度，同时打开电磁阀。

随后，当电机114的推杆116进行持续旋转时，固定到推杆116的压力构件110进行朝向车辆向外方向的直线移动。这是因为推杆116形成为螺旋形形状。

连续地，与压力构件110整体地形成的汽缸108按压摩擦垫104，同时，对插入摩擦垫104之间的盘106进行按压，从而在驾驶期间执行制动。在该情况下，由于动力施加到电磁阀204，因此停车制动器得以释放。

也即，当电磁阀204打开时，电磁阀204通过来自电磁铁的力来拉动滑动盘208。在该情况下，滑动盘208与摩擦板214隔开，从而释放停车制动器，电机114的旋转轴120变为可旋转。同时，设置在电磁阀204和滑动盘208之间的弹簧210得以压缩。

因此，在与电机114的旋转轴120相同轴上的推杆116的向前/反向旋转受到限制，从而能够在驾驶期间与停车制动器的释放一起平稳地执行电机驱动的制动器系统的制动操作。

另一方面，当在操作电机驱动的制动器系统之后，将到电磁阀204的动力关闭时，在通过弹簧210的弹力滑动期间，滑动盘208紧紧粘附到摩擦板214，以使电机114的旋转轴120的旋转受到限制，从而操作停车制动器。

也即，在滑动盘208紧紧粘附到摩擦板214的状态下，形成在电机114的旋转轴120上的锁定销118卡住在与滑动盘208整体地形成的水平管206中的锁定槽212中，以使电机114的旋转轴120不旋转，从而操作停车制动器。因此，在与电机114的旋转轴120同一轴上的推杆116的反向旋转受到限制，以使停车制动器的制动动力得以保持。

然而，在具有停车制动器的传统的电机驱动的制动器系统中，在停车制动器的操作和释放期间增大了电磁阀的操作噪声。虽然在驾驶期间停止到电磁阀的动力供应时，为了安全的目的应当释放制动动力，但是一旦发生动力故障，则不能释放制动动力。因此，车辆可能会失去控制，可能造成严重的事故。

换言之，当在驾驶车辆期间操作电机驱动的制动器系统，释放停车制动器时，由于控制器中的错误或故障而使动力未供应到电磁阀时，也即，当动力应用到待打开的电磁阀时，如上所述操作停车制动器，因此，电机驱动的制动器系统的制动动力可能不会释放。因此，车辆可能会失去控制从而造成事故。

发明内容

本发明提供了一种电机驱动的制动器系统，其中应用小型电机和通过所述小型电机相互摩擦或释放的多个盘与摩擦垫而实现了停车制动器，从而与现有的电磁阀的操作噪声相比能够降低电磁阀的操作噪声，并且能够防止即使在驾驶期间小型电机发生动力故障，也不释放电机驱动的制动器系统的制动动力的现象。

在一方面，本发明提供了一种电机驱动的制动器系统，其包括用于提供制动动力的电机，为在所述电机的外部方向上的轴的推杆，为在所述电机的内部方向上的轴的旋转轴，以及装配在电机或电机/减速器装配在其中的壳体内的停车制动器壳体。更具体而言，该系统包括：滑动盘和摩擦垫、压力构件、小型电机，以及螺旋形推杆，所述滑动盘和所述摩擦垫交替地装配在旋转轴的外直径和所述停车制动器壳体的内直径之间以限制或释放所述旋转轴的旋转；所述压力构件设置为邻近最外层的滑动盘以便按压所述滑动盘和所述摩擦垫，并且具有形成在压力构件外表面中的螺旋孔隙；所述小型电机装配到所述停车制动器壳体的外部内壁表面以便通过接收仅在停车制动器的制动和所述停车制动器的释放期间供应的动力来操作；所述螺旋形推杆作为所述小型电机的驱动轴，插入到所述压力构件的螺旋孔隙中以便为所述压力构件的向前和向后移动的目的而进行持续旋转。在示例性实施方案中，引导所述压力构件的直线移动同时围绕所述压力构件的外直径表面的引导构件可以装配到所述停车制动器壳体的内直径表面。

在另一个示例性实施方案中，在按压所述滑动盘和所述摩擦垫时提供承载能力的固定盘可以装配在所述电机的内表面和最内层的摩擦垫之间。

在另一个示例性实施方案中，可以在所述停车制动器壳体的内直径表面上形成第一突出部，并且可以在所述摩擦垫的外直径表面中形成第一嵌入槽，所述第一嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第一突出部。

在另一个示例性实施方案中，可以在所述滑动盘的内直径表面上形成第二突出部，并且可以在所述旋转轴的外直径表面中形成第二嵌入槽，所述第二嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第二突出部。

在另一个示例性实施方案中，可以在所述引导构件的内直径表面上形成第三突出部，并且可以在所述压力构件的外直径表面中形成第三嵌入槽，所述第三嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第三突出部。

有利地，由于在驾驶期间不需要与现有的电磁阀式停车制动器中类似的用于所述停车制动器的动力，因此能够降低电力消耗并且能够大大降低电磁阀的操作噪音。

第二，现有的电磁阀式停车制动器具有这样的缺点，当在驾驶期间进行电机驱动的制动器系统的制动时发生电磁阀动力故障时，由于因为电磁阀未关闭，所以不执行停车制动器的操作和电机驱动的制动器系统的制动的现象而引起车辆失控。然而，在本发明中，不必须在驾驶期间为停车制动器提供动力，从而能够防止制动器不释放，并且能够防止车辆的任何失控。

第三，包括小型电机的多级盘和摩擦垫用于在操作停车制动器时防止用于操作电机驱动的制动器系统的电机的解锁，从而能够减少整个制动器系统的重量和成本。

第四，即使发生停车制动器故障，也能够进行电机驱动的制动器系统的制动和电机驱动的制动器系统的制动的释放，从而提高安全性。

下面讨论本发明的上述特征及其它特征。

附图说明

接下来将参照由所附附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以显示的方式给出，因而对本发明是非限定性的，在这些附图中：

图1和图2为示出了传统的电机驱动的制动器系统的剖视图，其中图1显示了制动状态，而图2显示了制动器释放状态；

图3和图4为示出了根据本发明的实施方案的电机驱动的制动器系统的剖视图，其中图3显示了制动状态，而图4显示了制动器释放状态；

图5为沿着图3中的线A-A剖切的剖视图；

图6为沿着图3中的线B-B剖切的剖视图；

图7为沿着图3中的线C-C剖切的剖视图；以及

图8和图9为示出了根据本发明的实施方案的电机驱动的制动器系统的操作的流程图。

应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和外形的本发明的具体设计特征将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

接下来将对本发明的不同实施方案详细地作出引用，实施方案的实例被显示在所附附图中并被描述如下。虽然本发明与示例性的实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本发明限制为那些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方案。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括移动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧发动机式车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非汽油的能源的燃料）。

此外，应当理解，下面的方法通过至少一个控制器得以执行。术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储指令，而处理器特别配置为执行所述指令来执行下面进一步描述的一个或多个流程。

此外，本发明的控制逻辑可以具体表现为在计算机可读介质上的永久性计算机可读媒体，其包含通过处理器、控制器等来执行的可执行程序指令。该计算机可读介质的实例包括但不限于：ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在网络联接的计算机系统中以使计算机可读媒体以分布式的方式来存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN）。

图3和图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的包括停车制动器的电机驱动的制动器系统的剖视图。在图3和图4中，附图标记100表示电机驱动的制动器系统，附图标记200表示停车制动器。

电机驱动的制动器系统100基本上包括附接在钳壳体102中的摩擦垫104，以及设置在摩擦垫104之间以便在实施制动时由摩擦垫104加压的盘106。

向前和向后可移动的汽缸108安装在钳壳体102的水平贯通孔隙中，并且具有螺旋孔隙的压力构件110整体地安装在汽缸108内。

在该情况下，具有两个侧轴的电机114和减速器装配在钳壳体102的内端部分。此处，电机114的外轴用作螺旋形推杆116，螺旋形推杆116插入并且固定到压力构件110的螺旋孔隙112中，并且与该外轴在同一轴上的内轴用作旋转轴120。

与此同时，作为停车制动器200的一个构造，停车制动器壳体202整体装配到电机114的内表面，电机114的旋转轴120可旋转地设置在停车制动器壳体202的中间部分。

此处，多个滑动盘302和多个摩擦垫304交替地堆叠且布置在旋转轴120的外直径和停车制动器壳体202的内直径之间。此处，滑动盘302和摩擦垫304限制旋转轴120的旋转以执行停车制动器的制动，或释放对旋转轴的旋转的限制以释放停车制动器的制动。在该情况下，固定盘316装配在电机114的内表面和最内层的摩擦垫304之间。此处，固定盘316作为在对滑动盘302和摩擦垫304加压时的支撑板。

向前和向后移动作为对滑动盘302和摩擦垫304加压的装置的压力构件308设置为邻近最外层的滑动盘。因此，用于将压力构件308连接到小型电机310的螺旋孔隙306形成在压力构件308的外表面中。

特别地，小型电机310作为允许压力构件308向前并向后移动以对滑动盘302和摩擦垫304加压的驱动源装配到外侧内壁表面。因此，小型电机310在正常时间保持在关闭状态中，且通过接收仅在停车制动器的制动和释放中提供的动力来驱动小型电机310。

为此，为小型电机310的驱动轴的螺旋形推杆312插入并固定到压力构件308的螺旋孔隙306中以便执行持续旋转。推杆312允许压力构件308向前和向后移动。

引导构件314装配至停车制动器壳体202的内直径表面。引导构件314引导压力构件308的直线移动，同时围绕压力构件308的水平管的外直径表面。

如图5所示，为了限制摩擦垫304的旋转，在停车制动器壳体202的内直径表面上形成第一突出部318，并且在摩擦垫304的外直径表面中形成第一嵌入槽320。

因此，第一突出部318插入并固定到第一嵌入槽320中，以使摩擦垫304固定到停车制动器壳体202的内直径表面，同时，摩擦垫304的内直径表面与旋转轴120隔开。

如图6所示，为了使滑动盘302与旋转轴120一起旋转，在滑动盘302的内直径表面上形成第二突出部322，并且在旋转轴120的外直径表面中形成第二嵌入槽324。

因此，第二突出部322插入并固定到第二嵌入槽324中，以使滑动盘302固定到旋转轴120的外直径表面，同时，滑动盘302的外直径表面与停车制动器壳体202的内直径表面隔开。

如图7所示，为了确保压力构件308的直线移动，在引导构件314的内直径表面上形成第三突出部326，并且在压力构件308的外直径表面中形成第三嵌入槽328，第三嵌入槽328具有插入并固定到其中的第三突出部326。因此，当压力构件308进行向前和向后的直线移动时，引导构件314的第三突出部326插入第三嵌入槽328，从而引导压力构件308的直线移动。因此，能够确保压力构件308的向前和向后的直线移动。

下面，配置为如上所述的电机驱动的制动器系统的操作将描述如下。

停车制动器的操作（制动）

图3为示出了根据本发明的实施方案的电机驱动的制动器系统的停车制动器的操作状态的剖视图。图8为示出了电机驱动的制动器系统的操作的流程图。

当电机114的推杆116通过从控制器220供应到电机驱动的制动器系统100的电机114的动力在向前方向上进行持续旋转时，固定到推杆116的压力构件110进行朝向车辆外部方向的直线移动。其原因在于推杆116形成为螺旋形形状。

连续地，与压力构件110整体地形成的汽缸108按压摩擦垫104，同时，按压插入摩擦垫104之间的盘106，从而执行车辆的制动。

当摩擦垫104对于盘106的夹紧力大于参考值A时或当电机114的旋转角度大于参考值B时，控制器220对小型电机310供应动力。因此，当小型电机310的推杆312在向前方向上进行持续旋转时，固定到在推杆312的压力构件308向前移动。其原因在于推杆312也形成为螺旋形形状。

连续地，随着压力构件308向前移动，滑动盘302和摩擦垫304彼此紧紧地粘附，从而限制电机114的旋转轴120以使其不再旋转。

当从控制器220施加到小型电机310的电流大于参考值C时或当小型电机310的旋转角度大于参考值D时，到电机114和小型电机310的动力供应停止。因此，限制了电机114的旋转轴120，同时，限制了在与旋转轴120同一轴的推杆116的反向旋转，从而进行了停车制动器的操作（制动）。

停车制动器的操作（制动）的释放

图4为示出了根据本发明的实施方案的电机驱动的制动器系统的停车制动器的释放状态的剖视图。图9为示出了电机驱动的制动器系统的操作的流程图。首先，当电机114的推杆116通过从控制器220施加到电机驱动的制动器系统的电机114的动力在相反方向上进行持续旋转时，固定到推杆114的压力构件110进行朝向车辆内部方向的直线移动。其原因在于推杆116形成为螺旋形形状。

同时，当小型电机310的推杆312通过从控制器220施加到小型电机310的动力在相反方向上进行持续旋转时，固定到推杆312的压力构件308向后移动。其原因在于推杆312也形成为螺旋形形状。

连续地，随着压力构件308向后移动，滑动盘302和摩擦垫304彼此紧紧地粘附的状态得以释放，从而电机114的旋转轴120变为可旋转状态。因此，与电机驱动的制动器系统100的压力构件110整体地形成的汽缸108向后移动，并且释放了由于摩擦垫104引起的盘106的夹紧力，从而释放了停车制动器的制动。

最后，当从控制器220施加到小型电机310的电流大于参考值E时或当小型电机310的旋转角度小于参考值F时，到小型电机310的动力供应停止。

与此同时，由于电机114的旋转轴120的限制在车辆的驾驶期间得以释放，因此控制器220根据制动器踏板的输入来控制电机114的驱动，从而能够平稳地进行电机驱动的制动器系统的制动。另外，由于在驾驶期间不必须为停车制动器的小型电机供应动力，因此不会释放电机驱动的制动器系统的制动，从而能够容易地防止车辆旋转的发生。

已经参考本发明的示例性实施方案详细地描述了本发明。然而，本领域技术人员将清楚，可以在不脱离本发明的原理和精神的这些实施方案中进行改变，本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中得以限定。

Claims (13)

1.一种电机驱动的制动器系统，其包括用于提供制动动力的电机，在所述电机的外部方向上的体现为轴的推杆，在所述电机的内部方向上的体现为轴的旋转轴，以及装配在电机或电机/减速器装配在其内的壳体内的停车制动器壳体，所述系统包括：

滑动盘和摩擦垫，所述滑动盘和所述摩擦垫交替地装配在所述旋转轴的外直径和所述停车制动器壳体的内直径之间，限制或释放所述旋转轴的旋转；

压力构件，所述压力构件设置为邻近最外层的滑动盘以便按压所述滑动盘和所述摩擦垫，并且具有形成在压力构件外表面中的螺旋孔隙；

小型电机，所述小型电机装配到所述停车制动器壳体的外部内壁表面并且根据接收仅在停车制动器的制动和所述停车制动器的释放的应用期间供应的动力来操作；以及

螺旋形推杆，所述螺旋形推杆作为所述小型电机的驱动轴，插入到所述压力构件的螺旋孔隙中以便为了所述压力构件的向前和向后移动的目的而进行持续旋转。

2.根据权利要求1所述的电机驱动的制动器系统，其中引导所述压力构件的直线移动同时围绕所述压力构件的外直径表面的引导构件装配到所述停车制动器壳体的内直径表面。

3.根据权利要求1所述的电机驱动的制动器系统，其中在按压所述滑动盘和所述摩擦垫时提供承载能力的固定盘装配在所述电机的内表面和最内层的摩擦垫之间。

4.根据权利要求1所述的电机驱动的制动器系统，其中在所述停车制动器壳体的内直径表面上形成第一突出部，并且在所述摩擦垫的外直径表面中形成第一嵌入槽，所述第一嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第一突出部。

5.根据权利要求1所述的电机驱动的制动器系统，其中在所述滑动盘的内直径表面上形成第二突出部，并且在所述旋转轴的外直径表面中形成第二嵌入槽，所述第二嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第二突出部。

6.根据权利要求1所述的电机驱动的制动器系统，其中所述系统进一步包括控制器，所述控制器为所述电机和所述小型电机提供动力。

7.根据权利要求2所述的电机驱动的制动器系统，其中在所述引导构件的内直径表面上形成第三突出部，并且在所述压力构件的外直径表面中形成第三嵌入槽，所述第三嵌入槽具有插入并固定到其中的所述第三突出部。

8.一种控制电机驱动的制动器系统的方法，所述方法包括：

响应于接收来自控制器的信号而旋转电机以操作所述电机驱动的制动器系统；

通过所述控制器来确定施加到盘的夹紧力是否大于第一参考值，或所述电机的旋转角度是否大于第二参考值；

响应于确定所述夹紧力大于第一值，或所述电机的旋转角度大于所述第二参考值，旋转小型电机以按压滑动盘；

通过所述控制器来确定所述小型电机的电流是否大于第三参考值，或所述小型电机的旋转角度是否大于第四参考值；以及

响应于确定所述电流大于第三值，或所述小型电机的旋转角度大于所述第四参考值，关闭所述电机和所述小型电机。

9.根据权利要求8所述的控制电机驱动的制动器系统的方法，其中，同时关闭所述小型电机和所述电机。

10.根据权利要求8所述的控制电机驱动的制动器系统的方法，其中，首先关闭所述电机，然后关闭所述小型电机。

11.一种永久性计算机可读介质，其包含通过控制器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

响应于接收来自控制器的信号而旋转电机以操作电机驱动的制动器系统的程序指令；

确定施加到盘的夹紧力是否大于第一参考值，或所述电机的旋转角度是否大于第二参考值的程序指令；

响应于确定所述夹紧力大于第一值，或所述电机的旋转角度大于所述第二参考值，旋转小型电机以按压滑动盘的程序指令；

确定所述小型电机的电流是否大于第三参考值，或所述小型电机的旋转角度是否大于第四参考值的程序指令；以及

响应于确定所述电流大于第三值，或所述小型电机的旋转角度大于所述第四参考值，关闭所述电机和所述小型电机的程序指令。

12.根据权利要求11所述的永久性计算机可读介质，其中，同时关闭所述小型电机和所述电机。

13.根据权利要求11所述的永久性计算机可读介质，其中，首先关闭所述电机，然后关闭所述小型电机。