CN109538662A - 一种电子机械制动系统用制动执行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子机械制动系统用制动执行装置，包括U型杠杆、摩擦片；所述的U型杠杆为两个，两个的U型杠杆一端的相邻处设有凸轮，U型杠杆的中部与制动钳体铰接连接，制动钳体的顶部设有安装槽体，安装槽体的两个侧壁与压盘活动连接，摩擦片与压盘连接固定；U型杠杆的另一端的端头与压盘位置相应，凸轮受驱动旋转时使两个的U型杠杆同时绕铰接处转动使U型杠杆的另一端的端头推动压盘；制动钳体与制动盘连接固定，制动盘安装在车轮上。该装置该结构简单，工作性能稳定可靠，轴向尺寸小，便于在有限的空间处安装，调整方便，有利于其广泛推广适用。

Description

一种电子机械制动系统用制动执行装置
技术领域
本发明涉及汽车工程下的制动系统，确切地说是一种电子机械制动系统用制动执行装置。
背景技术
线控技术是汽车智能化及无人驾驶的四大核心技术（精确定位、路径规划、环境感知、线控执行）之一，线控制动系统是汽车线控系统的一个重要组成部分。线控制动系统目前分为电子液压制动系统（EHB）和电子机械制动系统（EMB）,电子机械制动系统以电能为能量来源，驾驶员制动意图通过制动踏板单元产生电信号，经数据线传递给制动系统控制器，控制器发出指令，使电机驱动制动执行机构，对车辆实施制动。整个系统中没有连接制动管路，结构简单，体积小，信号通过电传播，反应灵敏，减小制动距离，工作稳定，维护简单，没有液压油管路，不存在液压油泄露问题。通过ECU直接控制，易于实现ABS、TCS、ESP、ACC等功能，是制动系统发展的方向。
目前，电子机械制动系统国内外虽然进行了不少研究，但实际装车的很少。国内也进行了相关研究，也仅处在样机试验阶段，在结构上原理类似，力矩电机+减速器+丝杠螺母机构，丝杠螺母机构用于将电机的旋转运动转换为制动钳的直线运动，这种结构会造成执行机构的轴向尺寸过大，车轮处安装空间受限。另外也有结构将丝杠螺母机构装配在力矩电机的内部，虽然减小了轴向尺寸，但结构较为复杂，制造装配精度要求高，限制了装置的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子机械制动系统用制动执行装置，该装置该结构简单，工作性能稳定可靠，轴向尺寸小，便于在有限的空间处安装，调整方便，有利于其广泛推广适用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种电子机械制动系统用制动执行装置，包括U型杠杆、摩擦片；所述的U型杠杆为两个，两个的U型杠杆一端的相邻处设有凸轮，U型杠杆的中部与制动钳体铰接连接，制动钳体的顶部设有安装槽体，安装槽体的两个侧壁与压盘活动连接，摩擦片与压盘连接固定；U型杠杆的另一端的端头与压盘位置相应，凸轮受驱动旋转时使两个的U型杠杆同时绕铰接处转动使U型杠杆的另一端的端头推动压盘 ；制动钳体与制动盘连接固定，制动盘安装在车轮上。
本发明通过U型杠杆结构实现旋转运动到直线运动的转换，采用凸轮机构实现对U型杠杆的驱动，相关部件均安装固定在制动钳体上，结构紧凑简练，便于预安装、调节。本发明结构简单，工作性能稳定可靠，轴向尺寸小，便于在有限的空间处安装，调整方便，有利于其广泛推广适用。
进一步的优选技术方案如下：
所述的安装槽体处设有导向套筒，压盘通过导向套筒与制动钳体活动连接，压盘与导向套筒之间设有回位弹簧。
制动系统控制器给力矩电机发出指令，其通过行星齿轮减速器带动凸轮旋转，凸轮使U型杠杆绕支撑销旋转，下端滚轮推动压盘克服回位弹簧力的作用，使摩擦片压在旋转的制动盘上，实施制动；相反，制动解除时，力矩电机反转，压盘将在回位弹簧的作用下回位。
所述的制动钳体的安装槽体的顶部设有固定板，制动钳体通过固定板与车桥或车身连接固定。
通过设置固定板，便于本装置通过制动钳体与车体的连接固定。
所述的制动钳体的安装槽体的一侧的底部设有连接座板，制动钳体通过连接座板与制动盘连接固定。
通过设置制动钳体的连接座板，方便制动钳体与制动盘的连接固定。
所述的U型杠杆的另一端的端头与压盘位置相应处设有滚轮，U型杠杆受力转动时，滚轮的轮缘推动压盘。
通过设置滚轮，可以使U型杠杆的另一端为压盘提供沿水平方向上的正压力，减少压盘与制动钳体之间的摩擦力，提高刹车控制的精度。
所述的凸轮由力矩电机驱动，力矩电机的轴端通过行星齿轮减速器与凸轮连接。行星齿轮减速器与凸轮通过花键连接，可以使连接传动更稳定。
所述的U型杠杆的中部通过支撑销与制动钳体铰接连接。
所述的执行机构设有磨损报警装置，磨损报警装置测量摩擦片的厚度变化， 当制动盘与摩擦片的间隙超过固定数值，同时摩擦片依然可用的前提下，力矩电机会带动凸轮转动，使U型杠杆的另一端推动压盘使摩擦片向里运动，消除过量间隙。
本发明具有以下优点：
1.所有部件均安装在制动钳体上，结构紧凑简练，便于预安装，同时调节方便。
2.具有摩擦片磨损自动调节功能，且没有额外增加零部件。
3.执行机构反应迅速、精确。
4.不需液压系统，成本低，经济性好。
5.不会出现液体泄漏，无污染，环境友好性强。
附图说明
图1 为本发明总体结构示意图。
图2 为本发明的执行机构局部示意图。
图3 为本发明的制动钳体示意图。
图4 为本发明的总体结构侧向、正向示意图。
图5 为本发明的U型杠杆示意图。
图6 为本发明的压盘示意图。
图7 为制动执行机构结构原理图。
图8 为制动执行机构控制系统流程图。
附图标记说明：1－制动钳体；2－U型杠杆；3－行星齿轮减速器；4－力矩电机；5－固定螺栓1；6－固定螺栓2；7－凸轮；8－支撑销；9－滚轮；10－摩擦片；11－压盘；12－回位弹簧；13－制动盘；14－导向套筒。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1-6可知，本发明的一种电子机械制动系统用制动执行装置，由U型杠杆2、摩擦片10组成；U型杠杆2为两个，两个的U型杠杆2一端的相邻处设有凸轮7，U型杠杆2的中部与制动钳体1铰接连接，制动钳体1的顶部设有安装槽体，安装槽体的两个侧壁与压盘11活动连接，摩擦片10与压盘11连接固定；U型杠杆2的另一端的端头与压盘11位置相应，凸轮7受驱动旋转时使两个的U型杠杆2同时绕铰接处转动使U型杠杆2的另一端的端头推动压盘11；制动钳体1与制动盘13连接固定，制动盘13安装在车轮上。
通过U型杠杆2结构实现旋转运动到直线运动的转换，采用凸轮7机构实现对U型杠杆2的驱动，相关部件均安装固定在制动钳体1上，结构紧凑简练，便于预安装、调节。本发明结构简单，工作性能稳定可靠，轴向尺寸小，便于在有限的空间处安装，调整方便，有利于其广泛推广适用。
安装槽体处设有导向套筒14，压盘11通过导向套筒14与制动钳体1活动连接，压盘11与导向套筒14之间设有回位弹簧12。
制动系统控制器给力矩电机4发出指令，其通过行星齿轮减速器3带动凸轮7旋转，凸轮7使U型杠杆2绕支撑销8旋转，下端滚轮9推动压盘11克服回位弹簧12力的作用，使摩擦片10压在旋转的制动盘13上，实施制动；相反，制动解除时，力矩电机4反转，压盘11将在回位弹簧12的作用下回位。
U型杠杆2的另一端的端头与压盘11位置相应处设有滚轮9，U型杠杆2受力转动时，滚轮9的轮缘推动压盘11。通过设置滚轮9，可以使U型杠杆2的另一端为压盘11提供沿水平方向上的正压力，减少压盘11与制动钳体1之间的摩擦力，提高刹车控制的精度。
凸轮7由力矩电机4驱动，力矩电机4的轴端通过行星齿轮减速器3与凸轮7连接。行星齿轮减速器3与凸轮7通过花键连接，可以使连接传动更稳定。
U型杠杆2的中部通过支撑销8与制动钳体1铰接连接。
执行机构设有磨损报警装置，磨损报警装置测量摩擦片10的厚度变化，当制动盘13与摩擦片10的间隙超过固定数值，同时摩擦片10依然可用的前提下，力矩电机4会带动凸轮7转动，使U型杠杆2的另一端推动压盘11使摩擦片10向里运动，消除过量间隙。
结合图3可知，制动钳体1的安装槽体的顶部设有固定板，制动钳体1通过固定板与车桥或车身连接固定。通过设置固定板，便于本装置通过制动钳体1与车体的连接固定。制动钳体1的安装槽体的一侧的底部设有连接座板，制动钳体1通过连接座板与制动盘13连接固定。通过设置制动钳体1的连接座板，方便制动钳体1与制动盘13的连接固定。
结合图5可知，U型杠杆2的另一端的端头处设有固定座，固定座安装滚轮9。
结合图6可知，压盘11设有两个部分，一个部分是摩擦片固定部，另一个部分是导向连接部。摩擦片固定部设有连接透孔，便于连接固定摩擦片10。
图7为制动执行机构结构原理图。通过控制器控制输入电流来控制力矩电机输出力矩的大小,经减速机构(行星齿轮减速器)减速增矩,经运动转换机构(U型杠杆)将旋转运动转换为直线运动，使压盘上的摩擦片从两边压紧制动盘，产生制动力矩。
图8为制动执行机构控制系统流程图。驾驶员的制动意图通过踏板行程产生，然后进行踏板解析得到期望的制动强度，将信息传送到控制器，控制器根据控制算法控制力矩电机4的输出转矩，通过执行机构在制动盘13上产生摩擦力矩，最终车轮与路面产生制动力矩。同时，制动过程中电机的电流、车轮的转速和制动盘13夹紧力的大小反馈给控制器，形成闭环。最后达到期望车速，制动过程结束。
本发明的工作原理如下：
1.驾驶员踩下制动踏板，控制系统根据踏板行程与力的关系，进行踏板解析，给力矩电机4发出制动指令；
2.力矩电机4输出制动力矩，经过行星齿轮减速器3的减速增矩，带动凸轮7旋转；
3.凸轮7旋转作用在U型杠杆2上，使杠杆绕支撑销8转动，安装在U型杠杆2下端的滚轮9推动压盘11，沿制动钳体1上导向套筒14移动，使安装在压盘11上的摩擦片10压在随车辆旋转的制动盘13，产生制动力矩。
4.制动力矩将根据制动指令实施常规制动、紧急制动等动作，紧急制动时通过对力矩电机4输出力矩的控制，实现增压、保持、减压的要求，同时，由于采用分布式结构，对某一个车轮单独制动更为方便、快捷。
5.驾驶员松开踏板，控制器发出指令，力矩电机4反转，压盘11在回位弹簧12力的作用下回位。
6.当摩擦片10磨损使制动盘13与摩擦片10间的间隙增大，但摩擦片10依然可用的情况下，安装在制动钳体1上的传感器将采集信息到控制器，控制器发出指令，控制力矩电机4转过一个微小角度，弥补过多的间隙。
本实施例具有以下优点：
1.所有部件均安装在制动钳体1上，结构紧凑简练，便于预安装，同时调节方便。
2.具有摩擦片10磨损自动调节功能，且没有额外增加零部件。
3.执行机构反应迅速、精确。
4.不需液压系统，成本低，经济性好。
5.不会出现液体泄漏，无污染，环境友好性强。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种电子机械制动系统用制动执行装置，包括U型杠杆、摩擦片；其特征在于：所述的U型杠杆为两个，两个的U型杠杆一端的相邻处设有凸轮，U型杠杆的中部与制动钳体铰接连接，制动钳体的顶部设有安装槽体，安装槽体的两个侧壁与压盘活动连接，摩擦片与压盘连接固定；U型杠杆的另一端的端头与压盘位置相应，凸轮受驱动旋转时使两个的U型杠杆同时绕铰接处转动使U型杠杆的另一端的端头推动压盘；制动钳体与制动盘连接固定，制动盘安装在车轮上。
2.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的安装槽体处设有导向套筒，压盘通过导向套筒与制动钳体活动连接，压盘与导向套筒之间设有回位弹簧。
3.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的制动钳体的安装槽体的顶部设有固定板，制动钳体通过固定板与车桥或车身连接固定。
4.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的制动钳体的安装槽体的一侧的底部设有连接座板，制动钳体通过连接座板与制动盘连接固定。
5.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的U型杠杆的另一端的端头与压盘位置相应处设有滚轮，U型杠杆受力转动时，滚轮的轮缘推动压盘。
6.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的凸轮由力矩电机驱动，力矩电机的轴端通过行星齿轮减速器与凸轮连接。
7.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的U型杠杆的中部通过支撑销与制动钳体铰接连接。
8.根据权利要求1所述的电子机械制动系统用制动执行装置，其特征在于：所述的执行机构设有磨损报警装置，磨损报警装置测量摩擦片的厚度变化，当制动盘与摩擦片的间隙超过固定数值，同时摩擦片依然可用的前提下，力矩电机带动凸轮转动，使U型杠杆的另一端推动压盘使摩擦片向里运动，消除过量间隙。
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