CN110821992B - 制动致动器和使用其的机电制动器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种制动致动器和使用其的机电制动器及其控制方法。所述制动致动器设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制，该制动致动器包括：第一致动器，其包括第一动力传递单元，该第一动力传递单元构造成将动力传递至活塞侧；和第二致动器，其包括第二动力传递单元，该第二动力传递单元构造成将动力传递至活塞侧，其中所述第一动力传递单元和所述第二动力传递单元同轴布置。

Description

制动致动器和使用其的机电制动器及其控制方法
技术领域
本公开涉及制动致动器和使用该制动致动器的机电制动器及其控制方法，更具体地涉及一种用于使用多个马达执行制动操作的制动致动器，并且涉及使用该制动致动器的机电制动器。
背景技术
通常，已知用于下一代制动概念的机电制动器是在检测到驾驶员的制动意愿之后使用马达控制车辆的前车轮和后车轮的制动压力的设备。
机电制动器能够实现从通用制动、防抱死制动系统(ABS)、电子稳定控制(ESC)和车辆动力学控制(VDC)到未来智能巡航控制系统所需的自动制动功能的所有智能制动功能。
然而，传统的机电制动器对于执行复杂制动功能或根据车辆状况产生各种制动力具有有限的能力。
为了解决这个问题，已经开发出使用多个致动器的机电制动器。然而，存在要解决例如由使用多个致动器而引起的机电制动器的长度增加以及动力传递结构的复杂性增加的问题。
相关技术文献
专利文献
KR 10-1511437(2015年4月6日)
发明内容
本公开的一个方面是提供一种能够减小致动器的长度并且简化致动器的动力传递结构的制动致动器，还提供使用该制动致动器的机电制动器及其控制方法。
本公开的其他方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来习得。
根据本发明的一个方面，一种制动致动器，该制动致动器设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制，该制动致动器包括：第一致动器，该第一致动器包括第一动力传递单元，该第一动力传递单元构造成将动力传递至活塞侧；和第二致动器，该第二致动器包括第二动力传递单元，该第二动力传递单元构造成将动力传递至所述活塞侧，其中，所述第一动力传递单元和所述第二动力传递单元同轴布置。
此外，所述第一动力传递单元可以包括第一蜗轮齿轮，并且所述第二动力传递单元包括设置在所述第一蜗轮齿轮内的第二蜗轮齿轮。
此外，所述第一动力传递单元可以包括穿过所述第二动力传递单元的轴。
此外，所述第二动力传递单元可以按压或释放连接至所述轴的旋转凸缘。
此外，所述第一致动器还可以包括将动力传递至所述第一动力传递单元的第一齿轮单元，并且所述第一齿轮单元可以包括第一蜗轮、与所述第一蜗轮接合以旋转的第一斜齿轮以及联接至所述第一斜齿轮的旋转中心以旋转的第一蜗轴。
此外，所述第二致动器还可以包括将动力传递至所述第二动力传递单元的第二齿轮单元，并且所述第二齿轮单元可以包括第二蜗轮、与所述第二蜗轮接合以旋转的第二斜齿轮以及联接至所述第二斜齿轮的旋转中心以旋转的第二蜗轴。
此外，所述第一动力传递单元可以包括：第一蜗轮齿轮；旋转按压部分，该旋转按压部分与所述第一蜗轮齿轮联接以旋转；以及按压斜面部分，该按压斜面部分通过所述旋转按压部分的旋转而移动，以按压或释放所述活塞。
此外，所述第二动力传递单元可以由所述旋转按压部分支撑。
此外，所述第二动力传递单元可以按压或释放所述旋转按压部分。
此外，所述第二动力传递单元可以包括：第二蜗轮齿轮；减速部分，该减速部分借助所述第二蜗轮齿轮的旋转而被驱动；旋转部分，该旋转部分借助所述减速部分的驱动而旋转；主轴，该主轴通过插入所述旋转部分而旋转；以及螺母主轴，该螺母主轴通过所述主轴的旋转而在轴向方向上移动。
此外，所述第二动力传递单元可以由所述第一动力传递单元支撑。
此外，所述第二动力传递单元可以包括防旋转部分，该防旋转部分构造成防止所述第一动力传递单元的动力传递。
此外，所述第一动力传递单元可以包括：按压斜面部分，该按压斜面部分与所述活塞接触以按压所述活塞；以及旋转按压部分，该旋转按压部分经由滚珠按压或释放所述按压斜面部分，并且所述第二动力传递单元可以包括：主轴，该主轴穿过所述旋转按压部分；以及螺母主轴，该螺母主轴联接至所述主轴，用于按压或释放所述旋转按压部分。
根据本公开的另一方面，机电制动器包括以上所述的制动致动器。
根据本公开的另一方面，一种机电制动器的控制方法，该机电制动器包括设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制的制动致动器，该控制方法包括以下步骤：将经由按压斜面部分按压所述活塞的滚珠移动至作为制动释放点的最低点的初始位置；在移动所述滚珠之后，将构造成将电能转换成机械旋转动能的第一动力产生单元和第二动力产生单元的旋转位置设定至制动初始位置；通过将与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流与参考值进行比较来确定制动力，以将所述电流供应给所述第一动力产生单元和所述第二动力产生单元中的至少一者；和当与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流小于或等于所述参考值时，执行第一制动，使得由在确定制动力的步骤中计算的电流操作的所述第一动力产生单元直接经由所述按压斜面部分按压所述活塞。
此外，所述控制方法还可以包括：通过将基于经由确定制动力的步骤供应的电流预测的所述第一动力产生单元的旋转轴线的预测旋转值与经由所述第一动力产生单元的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较而校正第一制动力
此外，所述控制方法还可以包括：当与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流超过所述参考值时，执行第二制动，使得所述第一动力产生单元被供应最大电流，并且所述第二动力产生单元由确定制动力的步骤中计算出的电流驱动。
此外，所述控制方法还可以包括：通过将基于经由确定制动力的步骤供应的电流预测的所述第二动力产生单元的旋转轴线的预测旋转值与经由所述第二动力产生单元的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较而校正第二制动力
此外，所述控制方法还可以包括：通过将根据驾驶员的制动意愿的制动时间与参考时间进行比较这样来确定下坡，并且当根据驾驶员的制动意愿的制动时间超过所述参考时间时，去除供应给所述第一动力产生单元的电流，并将计算成与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流供应给所述第二动力产生单元。
根据本公开的另一方面，一种机电制动器的控制方法，该机电制动器包括设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制的制动致动器，该控制方法包括以下步骤：将经由按压斜面部分按压所述活塞的滚珠移动至作为制动释放点的最低点的初始位置；在移动所述滚珠之后，将构造成将电能转换成机械旋转动能的第一动力产生单元和第二动力产生单元的旋转位置设定至制动初始位置；并且根据驾驶员的驻车意愿执行驻车制动，使得在去除供应给所述第一动力产生单元的电流的状态下仅向所述第二动力产生单元供应电流。
附图说明
结合附图，从以下实施方式的描述中，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，在附图中：
图1是示出根据本公开的一个实施方式的机电制动器的视图；
图2是沿图1中的线A-A'剖取的剖视图；
图3是示出根据本公开的实施方式的制动致动器的视图；
图4是示出根据本公开的实施方式的制动致动器的壳体的视图；
图5是示出根据本公开的实施方式的第一和第二致动器与活塞联接的状态的视图；
图6是根据本公开的实施方式的第一和第二致动器的分解图；
图7是示出根据本公开的实施方式的第一和第二致动器联接的状态的局部剖视图；
图8至图10是示出根据本公开的实施方式的控制机电制动器的方法的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。提供以下实施方式以将本公开的技术理念充分地传达给本领域普通技术人员。然而，本公开不限于这些实施方式，并且可以以另一种形式体现。在附图中，可能未示出与描述无关的部分以便阐明本公开，并且为了易于理解，或多或少地夸大地示出了部件的宽度、长度、厚度等。在本说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
参考图1至图7，根据一个实施方式的机电制动器包括盘式制动器100和制动致动器200。
盘式制动器100按压与车辆的车轮一起旋转的盘以执行制动操作。盘式制动器100包括固定型盘式制动器或浮动型盘式制动器。下文中，为了便于解释，描述将限于如图所示的浮动型盘式制动器。
盘式制动器100包括：安装在托架上的一对垫板110；每个垫板110均具有摩擦垫P，摩擦垫P用于按压与车轮一起旋转的盘；卡钳壳体120，其可滑动地安装在托架上，用于操作一对垫板110；以及活塞130，其在卡钳壳体120中设置成可前后移动。
垫板110包括内垫板111和外垫板112，内垫板111具有供附接摩擦垫P的内表面以及接触活塞130的前端的外表面，外垫板112具有供附接摩擦垫P的内表面以及接触卡钳壳体120的外表面。
卡钳壳体120借助一对导杆可滑动地安装在托架上，并包括：气缸部分121，活塞130容纳在该气缸部分中；指状部分122，其用于操作外垫板112；以及连接部分123，其用于连接指状部分122和气缸部分121。
活塞130安设在卡钳壳体120中，并可滑动地插入卡钳壳体120的气缸部分121中。活塞130形成为圆柱形，其内部具有杯形形状并且该活塞由制动致动器200操作以按压垫板110。
活塞130由稍后描述的第一致动器230或第二致动器240致动，或者由第一致动器230和第二致动器240致动。
活塞130设置有与稍后描述的螺母主轴243e的多边形243p相对应的多边形内表面，以便在操作制动致动器200时防止旋转。
制动致动器200安设在盘式制动器100上以按压或释放活塞130，并且具体地安设在卡钳壳体120上以按压或释放活塞130。制动致动器200由电信号控制。
制动致动器200包括：致动器壳体210，其联接至卡钳壳体120；盖220，其密封致动器壳体210的开口表面；以及第一致动器230和第二致动器240，其安设在致动器壳体210中以致动活塞130。
致动器壳体210联接置卡钳壳体120以支撑制动致动器200，并且包括第一容纳部分211、第二容纳部分212以及防移动部分213。
第一容纳部分211和第二容纳部分212形成在圆形中空槽中，以分别容纳稍后描述的第一动力产生单元231和第二动力产生单元241，并经由多个台阶214分别支撑稍后描述的第一齿轮单元232和第二齿轮单元242。
防移动部分213设置在第一容纳部分211和第二容纳部分212之间，以防止第二致动器240移动。防移动部分213防止第二致动器240的待稍后描述的环形齿轮243i的移动，并且具体地与环形齿轮243i接合以防止环形齿轮243i移动。
防移动部分213形成有通孔213a，使得稍后描述的第一动力传递单元233和第二动力传递单元243可以穿过致动器壳体210。通孔213a形成在防移动部分213的底表面的中心，并形成在第一容纳部分211和第二容纳部分212的中心。
第一容纳部分211和第二容纳部分212相对于防移动部分213设置成彼此面对，并且相对于稍后描述的第一动力传递单元233和第二动力传递单元243的旋转轴线A1彼此面对。第一动力传递单元233和第二动力传递单元243的旋转轴线A1指的是第一动力传递单元233和第二动力传递单元243旋转的中心旋转轴线，这也适用于第一动力产生单元231的旋转轴线A2以及第二动力产生单元241的旋转轴线A3，稍后描述旋转轴线A2以及旋转轴线A3。
第一容纳部分211和第二容纳部分212设置在卡钳壳体120的气缸部分121的左侧和右侧，使得紧凑地安设制动致动器200。第一容纳部分211、活塞130和第二容纳部分212排成一行。
盖220安设在致动器壳体210的开口表面上，以密封致动器壳体210的开口表面。盖220设置成具有敞开的底部的盒形，以便与致动器壳体210联接。例如，盖220通过超声波焊接或激光焊接与致动器壳体210联接，以容易地密封致动器壳体210。
第一致动器230安设在致动器壳体210中以致动活塞130并执行制动操作。
第一致动器230包括第一动力产生单元231、第一齿轮单元232和第一动力传递单元233。
第一动力产生单元231容纳在设置于第一容纳部分211中的圆形中空槽中，并且通过操作踏板或设置在车辆的驾驶员座椅中的开关根据驾驶员的制动意愿接收电力，以将电能转换成机械旋转动能。
车辆的电子控制单元(ECU)执行根据踏板或开关的操作信号的制动操作的控制。
第一动力产生单元231包括诸如马达之类的动力产生装置，更具体地包括DC马达。
第一动力产生单元231设置有位置传感器，以感测马达的旋转位置。位置传感器可以使用相对角度传感器，相对角度传感器与绝对角度传感器相比更便宜。
第一动力产生单元231的旋转轴线A2平行于第一动力传递单元233的旋转轴线A1，并且更具体地，平行于第一动力传递单元233和稍后将描述的第二动力传递单元243的旋转轴线A1。
第一动力产生单元231通过正向旋转或反向旋转来按压或释放活塞130。
第一齿轮单元232容纳在第一容纳部分211中以由多个台阶214支撑，并将从第一动力产生单元231产生的动力传递至第一动力传递单元233。
第一齿轮单元232包括第一蜗轮232a、第一斜齿轮232b、第一蜗轴232c和第一滚珠轴承232d。
第一蜗轮232a联接至第一动力产生单元231以绕第一动力产生单元231的轴线旋转。
第一斜齿轮232b与第一蜗轮232a接合并且旋转，使得其旋转方向在垂直于第一动力产生单元231的轴线的方向上切换。
第一蜗轴232c联接至第一斜齿轮232b的旋转中心以旋转，并将第一动力产生单元231的旋转力传递至第一动力传递单元233。第一蜗轴232c设置成使得在轴的一侧设置有蜗轮，并且与蜗轮间隔开的轴的另一侧联接至第一斜齿轮232b。轴的与第一斜齿轮232b联接的另一侧设置成从第一斜齿轮232b突出并由台阶214或单独的支架支撑。
第一滚珠轴承232d联接至第一蜗轴232c并由形成在第一容纳部分211中的台阶214支撑。第一滚珠轴承232d安设在第一蜗轴232c的其中一端(其邻近于第一蜗轴232c的蜗轮)，以与第一蜗轴232c联接并减小彼此接合的第一蜗轮232a、第一斜齿轮232b和第一蜗轴232c旋转期间产生的振动或震动。
第一动力传递单元233将从第一齿轮单元232传递的动力传递至活塞130侧，并且包括第一蜗轮齿轮233a、旋转按压部分233b、滚珠233c和按压斜面部分233d。
第一蜗轮齿轮233a与第一蜗轴232c接合以旋转。第一蜗轮齿轮233a形成为包围稍后描述的第二蜗轮齿轮243，并设置成沿第二蜗轮齿轮243a的外周表面旋转。第一蜗轮齿轮233a将第一齿轮单元232的旋转方向切换回竖直方向，例如，平行于第一动力产生单元231的方向。第一蜗轮齿轮233a由扇形形状的扇形齿轮形成，并且包括扇形形状的底表面和形成有齿轮的侧表面。
当第一蜗轮齿轮233a形成为扇形时，能够减小制动致动器200的总重量，并且可以防止第一蜗轮齿轮233a和稍后描述的第二齿轮单元242彼此干涉。
第一蜗轮齿轮233a由诸如塑料之类的聚合物合成树脂制成，以便当没有动力供应至第一动力产生单元231时沿反向旋转方向即沿制动释放方向旋转。
旋转按压部分233b连接至第一蜗轮齿轮233以旋转，并经由滚珠233c按压该按压斜面部分233d。
旋转按压部分233b包括轴233e和旋转凸缘233f。
轴233e穿过稍后将描述的第二动力传递单元243，并且花键在轴233e的外周上形成为连接至第一蜗轮齿轮233a。当轴233e和第一蜗轮齿轮233a经由花键彼此连接时，旋转按压部分233b借助第二动力传递单元243在轴233e的纵向方向上移动，从而按压该按压斜面部分233d。
轴233e的一端由盖220牢固地支撑。
旋转凸缘233f设置在轴233e的另一端，以与轴233e一起旋转。旋转凸缘233f经由滚珠233c连接至按压斜面部分233d并与轴233e一起旋转，以经由滚珠233c移动该按压斜面部分233d。
在旋转凸缘233f的底表面上形成有一个单独的防止槽，以防止滚珠233c分离。在旋转凸缘233f的两个底表面上形成有单独的防止槽，以防止防旋转部分243f的滚珠243q分离。单独的防止槽的深度小于滚珠233c的直径，从而容纳滚珠233c的一部分。
按压斜面部分233d通过旋转按压部分233b的旋转而移动成与活塞130接触，然后直接按压活塞130。按压斜面部分233d包括引导槽，该引导槽倾斜以根据滚珠233c的旋转移动向前移动以进行制动或向后移动以释放制动。按压斜面部分233d的外表面形成为与活塞130的内表面对应的多边形形状。
第二致动器240安设在致动器壳体210中以致动活塞130并执行制动操作。
第二致动器240包括第二动力产生单元241、第二齿轮单元242和第二动力传递单元243。
第二动力产生单元241容纳在设置于第二容纳部分212中的圆形中空槽中，并且通过操作踏板或设置在车辆的驾驶员座椅中的开关根据驾驶员的制动意愿接收电力以将电能转换成机械旋转动能。
车辆的ECU执行根据踏板或开关的操作信号的制动操作的控制。
第二动力产生单元241包括诸如马达之类的动力产生装置，更具体地包括DC马达。
第二动力产生单元241设置有位置传感器，以感测马达的旋转位置。位置传感器可以使用相对角度传感器，相对角度传感器与绝对角度传感器相比更便宜。
第二动力产生单元241通过正向旋转或反向旋转来按压或释放活塞130。
第二动力产生单元241的旋转轴线A3平行于第二动力传递单元243的旋转轴线A1，并且更具体地，平行于第一动力传递单元233和第二动力传递单元243的旋转轴线A1。
第二齿轮单元242容纳在第二容纳部分212中以由多个台阶214支撑，并将从第二动力产生单元241产生的动力传递至第二动力传递单元243。第二齿轮单元242包括第二蜗轮242a、第二斜齿轮242b、第二蜗轴242c和第二滚珠轴承242d。
第二蜗轮242a联接至第二动力产生单元241以绕第二动力产生单元241的轴线旋转。
第二斜齿轮242b与第二蜗轮242a接合并且旋转，使得其旋转方向在垂直于第二动力产生单元241的轴线的方向上切换。
第二蜗轴242c联接至第二斜齿轮242b的旋转中心以旋转，并将第二动力产生单元241的旋转力传递至第二动力传递单元243。第二蜗轴242c设置成使得在轴的一侧设置有蜗轮，并且与蜗轮间隔开的轴的另一侧联接至第二斜齿轮242b。轴的与第二斜齿轮242b联接的另一侧设置成从第二斜齿轮242b突出并由台阶214或单独的支架支撑。
第二滚珠轴承242d联接至第二蜗轴242c并由形成在第二容纳部分212中的台阶214支撑。第二滚珠轴承242d安设在第二蜗轴242c的其中一端(其邻近于第二蜗轴242c的蜗轮)，以与第二蜗轴242c联接并减小彼此接合的第二蜗轮242a、第二斜齿轮242b和第二蜗轴242c旋转期间产生的振动或震动。
第二动力传递单元243经由旋转凸缘233f将从第二齿轮单元232传递的动力传递至活塞130侧，并且具体地从第二齿轮单元242传递的动力按压旋转凸缘233f以支撑或推进旋转按压部分233b和按压斜面部分233d，从而按压活塞130。
第二动力传递单元243可以设置有与第一动力传递单元233相同的旋转轴线A1。
第二动力传递单元243包括第二蜗轮齿轮243a、减速部分243b、旋转部分243c、主轴243d、螺母主轴243e和防旋转部分243f。
用于接收轴233e的轴接收孔h形成在第二蜗轮齿轮243a、减速部分243b、旋转部分243c和主轴243d的中心处，使得第一动力传递单元233的旋转中心和第二动力传递单元243是相同的。
第二蜗轮齿轮243a与第二蜗轴242c接合以旋转，并设置在第一蜗轮齿轮233a内。第二蜗轮齿轮243a将第二齿轮单元242的旋转方向切换回竖直方向，例如，平行于第二动力产生单元241的方向。供轴233e穿过的轴接收孔h形成于第二蜗轮齿轮243a的中心。第二蜗轮齿轮243a由容纳在其中的轴233e轴向支撑。
减速部分243b由第二蜗轮齿轮243a的旋转驱动，并控制第二致动器240的减速比。减速部分243b包括太阳齿轮243g、行星齿轮243h、环形齿轮243i和行星架243j。
太阳齿轮243g与第二蜗轮齿轮243a一起旋转，并设置成在第二蜗轮齿轮243a的下侧轴向突出。供轴233e穿过的轴接收孔h形成在太阳齿轮243g的中心。
行星齿轮243h与太阳齿轮243g的外侧啮合以旋转。考虑到效率和经济性，可以设置多个行星齿轮243h，更具体地四个行星齿轮243h设置成围绕太阳齿轮243g的形状。行星齿轮243h可旋转地设置，其轴插入行星架243j中。
环形齿轮243i固定至防移动部分213，并包括底表面和侧表面，使得太阳齿轮243g和行星齿轮243h容纳在其中。环形齿轮243i的底表面中形成有孔，以允许太阳齿轮243g插入其中，并且在环形齿轮243i的内侧表面上设置用于容纳行星齿轮243h的内齿轮。环形齿轮243i的外表面上形成有齿轮，以与防移动部分213啮合。
行星架243j可旋转地支撑行星齿轮243h，并且安设成与太阳齿轮243g同轴旋转以输出旋转动力。在行星架243j的中心处，设置一孔，沿该孔的内表面形成有内齿轮，以将行星架243j的旋转动力输出至旋转部分243c。
通过驱动减速部分243b使旋转部分243c旋转。旋转部分243c与设置在行星架243j的孔中的内齿轮接合以旋转，并将旋转力传递至主轴243d。旋转部分243c包括旋转齿轮部分243k和插入部分243l，旋转齿轮部分243k通过与设置在行星架243j的孔中的内齿轮接合而旋转，插入部分243l中形成有内齿轮，使得主轴243d可旋转地插入。供轴233e穿过的轴接收孔h形成在旋转部分243c的中心。
主轴243d通过旋转部分243c的旋转而旋转，并包括插入齿轮部243m和阳螺纹部243n，插入齿轮部243m插入旋转部分243c的插入部分243l中并与形成在插入部分2431中的内齿轮接合以旋转，阳螺纹部243n从插入齿轮部243m朝向活塞130的内中心部分延伸预定长度。
螺母主轴243e通过主轴243d的旋转在轴向方向上前后移动，并且按压或释放防旋转部分243f。螺母主轴243e的内表面设置有联接至主轴243d的阳螺纹部243n的阴螺纹部243o，并且螺母主轴243e的外表面设置有与活塞130的内表面相对应的多边形243p。
螺母主轴243e的端部上形成有用于防止防旋转部分243的滚珠243q分离的单独的防止槽。单独的防止槽的深度小于滚珠243q的直径，从而容纳滚珠243q的一部分。
防旋转部分243f防止第一动力传递单元233的动力传递至第二动力传递单元243。防旋转部分243f通过螺母主轴243e的向前和向后移动而移动以按压旋转按压部分233b，并防止旋转按压部分233b的旋转力传递至螺母主轴243e。防旋转部分243f包括：滚珠243q，其通过旋转按压部分233b的旋转而旋转；以及防移动板243r，其限制滚珠243q以防止滚珠243q移动。
下文中，将参考图8至图10描述控制机电制动器的方法。为了便于解释，将分别描述正常制动模式、下坡制动模式和驻车模式。
正常制动模式、下坡制动模式和驻车模式由车辆的ECU根据驾驶员的制动意愿来控制。
参考图8，根据本公开的一个实施方式的机电制动控制方法的正常制动模式包括初始位置移动步骤(S110)、初始位置设定步骤(S120)、制动力确定步骤(S130)、第一制动步骤(S140)、第一制动力校正步骤(S150)、第一制动释放步骤(S160)、第二制动步骤(S170)，第二制动力校正步骤(S180)和第二制动释放步骤(S190)。
初始位置移动步骤(S110)是这样的步骤：将滚珠233c的位置移动到作为制动释放点的最低点的初始位置，以便执行正常制动模式。具体地，第一动力产生单元231在制动释放方向上旋转以在制动释放方向上操作第一齿轮单元232，并且第一动力传递单元233的滚珠233c通过第一齿轮单元232的操作而在制动释放方向上移动，使得滚珠233c移动至尽可能远离形成在按压斜面部分233d中的引导槽的位置。
另外，第二动力产生单元241沿制动释放方向旋转，以将螺母主轴243e和防旋转部分243f移动至尽可能远离活塞130的位置。
当应用初始位置移动步骤(S110)时，活塞130可以与内垫板111间隔开，从而确保摩擦垫P和盘之间的间隙，以防止摩擦垫P在行进期间被磨损。
另外，能够减小由于产品性能的差异或由于长期使用导致的结构变化而引起的机电制动器的操作误差。
初始位置设定步骤(S120)是在初始位置移动步骤(S110)之后将第一动力产生单元231和第二动力产生单元241的旋转位置设定至制动初始位置的步骤。具体地，通过初始位置移动步骤(S110)在制动释放方向上旋转的第一动力产生单元231和第二动力产生单元241的旋转轴线A2和A3的位置被设定为第一动力产生单元231和第二动力产生单元241中设置的相对角度传感器的参考位置。
当通过初始位置设定步骤(S120)设定相对角度传感器的参考位置时，可以补偿根据驾驶员的制动意愿的制动力(即，夹紧力)，将在稍后描述的第一制动力校正步骤(S150)中详细描述其细节。
当在执行驻车模式之后，驻车模式改变为正常制动模式时，初始位置移动步骤(S110)和初始位置设定步骤(S120)可以用驻车模式的初始位置移动步骤(S310)和初始位置设定步骤(S320)代替，这将在稍后描述。
制动力确定步骤(S130)包括：通过在初始位置设定步骤(S120)之后执行制动时，计算与根据驾驶员的制动意愿的制动力相对应的电流来选择第一制动步骤(S140)或第二制动步骤(S170)。并且，制动力确定步骤(S130)包括：将对应于根据驾驶员的制动意愿的制动力的电流与在设计机电制动器时设定的参考值(例如，电流)进行比较，以将电流供应至第一动力产生单元231和第二动力产生单元241中的至少一者。
参考值可以是5A或15A。
当对应于根据驾驶员的制动意愿的制动力的电流小于或等于设计机电制动器时设定的参考值时，执行第一制动步骤(S140)。并且，在第一制动步骤(S140)中，借助在制动力确定步骤(S130)中计算的电流操作第一动力产生单元231，通过驱动第一动力产生单元231来操作第一齿轮单元232，并且通过第一齿轮单元232的操作来操作第一动力传递单元233以按压活塞130，从而执行制动。
更具体地，在正常制动期间而不是在诸如快速制动的紧急情况下执行第一制动步骤(S140)。在第一制动步骤140中，第一动力产生单元231的驱动力在不经过诸如行星齿轮之类的减速器的情况下直接传递至第一蜗轮232a、第一斜齿轮232b、第一蜗轴232c、第一蜗轮齿轮233a和旋转按压部分233b，用于快速制动。并且，借助传递至旋转按压部分233b的驱动力而旋转移动的滚珠233c快速按压该按压斜面部分233以便按压活塞130，从而执行制动。
第一制动力校正步骤(S150)是这样的步骤：通过将基于经由制动力确定步骤(S130)供应的电流预测的第一动力产生单元231的旋转轴线A2的预测旋转值与经由第一动力产生单元231的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较而校正制动力。当预测旋转值与实际旋转值之间出现差异时，在计算电流的差值之后，通过增大或减小供应给第一动力产生单元231的电流来校正制动力。
第一制动释放步骤(S160)是当没产生驾驶员的制动意愿时通过去除供应给第一动力产生单元231的电流来释放制动的步骤。在第一制动释放步骤(S160)中，摩擦垫P、垫板110、活塞130和按压斜面部分233d通过盘的旋转力在制动释放方向上顺序移动，并且滚珠233c和旋转按压部分233b通过按压斜面部分233d的移动而旋转，并且第一蜗轮齿轮233a旋转，使得第一蜗轴232c、第一斜齿轮232b和第一蜗轮232a沿制动释放方向旋转，从而释放制动。
因为第一动力产生单元231通过由诸如塑料之类的聚合物合成树脂制成的第一蜗轮齿轮233a连接至活塞130，所以当去除供应至第一动力产生单元231的电流时，产生沿制动释放方向的反向旋转。
当发生附加制动时，经由设置在第一动力产生单元231中的相对角度传感器检查第一动力产生单元231的旋转轴线A2的位置，然后通过反映第一动力产生单元231的旋转轴线A2的检查位置经由制动力确定步骤(S130)将电流供应给第一动力产生单元231和第二动力产生单元241中的至少一者。
在第一制动释放步骤(S160)中，当没产生驾驶员的制动意愿时，第一动力产生单元231在制动释放方向上反向旋转以释放制动，然后滚珠233c的位置改变到尽可能远离形成在按压斜面部分233d中的引导槽(即初始位置)的位置。
当对应于根据驾驶员的制动意愿的制动力的电流超过在设计机电制动器时设定的参考值时，执行第二制动步骤(S170)。在第二制动步骤(S170)中，第一动力产生单元231和第二动力产生单元241由在制动力确定步骤(S130)中计算的电流驱动，从而执行制动。
在第二制动步骤(S170)中，最大电流供应给第一动力产生单元231以快速去除摩擦垫P和盘之间的间隙，并且致动第二致动器240，从而执行制动。
更具体地，在第二制动步骤(S170)中，最大电流供应给第一动力产生单元231以按压活塞130，并且第二动力产生单元241的驱动力传递至第二蜗轮242a、第二斜齿轮242b、第二蜗轴242c、第二蜗轮齿轮243a和减速部分243b。通过传递至减速部分243b的减速驱动力使旋转部分243c和主轴243d旋转，并且通过主轴243d的旋转移动螺母主轴243e和防旋转部分243f以按压旋转凸缘233f，从而执行制动。
第二制动力校正步骤(S180)是这样的步骤：通过将基于经由制动力确定步骤(S130)供应的电流预测的第二动力产生单元241的旋转轴线A3的预测旋转值与经由第二动力产生单元241的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较来校正制动力。当发生预测旋转值和实际旋转值之间的差异时，在计算出电流的差值后，通过增大或减小供应给第二动力产生单元231的电流来校正制动力。
当在制动力确定步骤(S130)中确定的电流值是第二动力产生单元241的最大电流时，可以省略第二制动力校正步骤(S180)。
在第二制动释放步骤(S190)中，当没产生驾驶员的制动意愿时，通过与第一制动释放步骤(S160)一起使第二动力产生单元241在制动释放方向上反向旋转来释放制动。
当应用驻车制动器或关闭点火装置时，可以完成正常制动模式。
参考图9，根据本公开的一个实施方式的机电制动控制方法的下坡制动模式包括初始位置移动步骤(S201)、初始位置设定步骤(S202)、制动力确定步骤(S203)、第一制动步骤(S204)、第一制动力校正步骤(S205)、第二制动步骤(S206)、第二制动力校正步骤(S207)、下坡确定步骤(S210)、下坡制动步骤(S220)、下坡制动释放步骤(S230)以及第一制动或第二制动释放步骤(S240)。
下坡制动模式的初始位置移动步骤(S201)、初始位置设定步骤(S202)、制动力确定步骤(S203)、第一制动步骤(S204)、第一制动力校正步骤(S205)、第二制动步骤(S206)和第二制动力校正步骤(207)以与上述正常制动模式的初始位置移动步骤(S110)、初始位置设定步骤(S120)、制动力确定步骤(S130)、第一制动步骤(S140)、制动力校正步骤(S150)、第二制动步骤(S170)和第二制动力校正步骤(S180)相同的方式执行。因此，将省略其描述。
下坡确定步骤(S210)是根据驾驶员的制动意愿确定制动时间以确定供应给第一动力产生单元231和第二动力产生单元241的电流的步骤。具体地，下坡确定步骤(S210)包括：通过将根据驾驶员的制动意愿的制动时间与设计机电制动器时设定的参考时间进行比较，确定下坡，并且当根据驾驶员的制动意愿的制动时间超过参考时间时，去除供应给第一动力产生单元231的电流防止第一动力产生单元231(DC马达)过载，并通过计算与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流，将电流供应给第二动力产生单元241。
参考时间可以是3秒或5秒。
当根据驾驶员的制动意愿的制动时间小于或等于参考时间时，下坡确定步骤(S210)包括选择正常制动以通过第一制动或第二制动释放步骤(S240)释放制动。
在下坡制动步骤(S220)中，第二动力产生单元241由在下坡确定步骤(S210)中计算的电流驱动，从而执行制动。
更具体地，在下坡制动步骤(S220)中，在去除第一动力产生单元231的电流的状态下，螺母主轴243e和防旋转部分243f借助第二动力产生单元241的驱动力而移动以按压旋转凸缘233f，使得执行制动，并且在该制动之后去除供应给第二动力产生单元241的电流以防止第二动力产生单元241(DC马达)过载。
因为第二动力产生单元241通过由金属制成的第二蜗轮齿轮243a和减速部分243b连接至活塞130，所以即使去除了供应给第二动力产生单元241的电流也不会产生制动释放方向上的反向旋转。
此后，当根据驾驶员的制动意愿的制动力改变时，通过制动力确定步骤(S203)再次调节制动力，并且当没产生驾驶员的制动意愿时，通过下坡制动释放步骤(S230)释放制动。
在下坡制动释放步骤(S230)中，第二动力产生单元241在制动释放方向上反向旋转以释放制动。
当应用驻车制动器或关闭点火装置时，可以完成下坡制动模式。
参考图10，根据本公开的一个实施方式的机电制动控制方法的驻车模式包括初始位置移动步骤(S310)、初始位置设定步骤(S320)、驻车步骤(S330)和驻车释放步骤(S340)。
驻车模式的初始位置移动步骤(S310)和初始位置设定步骤(S320)与上述正常制动模式的初始位置移动步骤(S110)和初始位置设定步骤(S120)相同。因此，将省略其描述。
当经由设置在车辆中的驻车开关或驻车杆检查到驾驶员的驻车意愿时，执行驻车步骤(S330)。具体地，在驻车步骤(S330)中，在供应给第一动力产生单元231的电流被去除的状态下，仅向第二动力产生单元241供应电流，并且螺母主轴243e和防旋转部分243f按压旋转凸缘233f，从而执行驻车制动。
此后，去除供应给第二动力产生单元241的电流以维持驻车状态。
当检查到驾驶员的释放驻车制动器的意愿时，执行驻车释放步骤(S340)。在驻车释放步骤(S340)中，第二动力产生单元241在制动释放方向上反向旋转以释放驻车制动器。
当释放驻车制动器时，通过上述正常制动模式或下坡制动模式来控制机电制动器。
根据上面显而易见的是，因为应用了包括不同的动力传递单元的多个致动器，所以根据本公开的制动致动器能够产生复杂的制动功能和各种制动力，并且因为不同的动力传递单元具有相同的旋转轴线，所以制动致动器能够简化动力传递结构。
因为第一动力产生单元的旋转轴线和第二动力产生单元的旋转轴线平行于第一动力传递单元和第二动力传递单元的旋转轴线，所以根据本公开的制动致动器能够减小制动致动器的长度。
因为第二蜗轮齿轮设置在第一蜗轮齿轮内，所以根据本公开的制动致动器能够减小制动致动器的总体积。
因为第一和第二致动器包括斜齿轮和蜗轮形式的齿轮单元，所以根据本公开的机电制动器能够以低噪声操作，并且因为蜗轮的减速比大，所以不需要提供多级齿轮单元，从而能够压缩尺寸。
根据本公开的机电制动器的第二致动器可以包括第二蜗轮、第二斜齿轮、第二蜗轴、第二蜗轮齿轮和减速部分，使得作为驱动源的第二动力产生单元能够减小尺寸并且第二致动器的主轴减速并以高扭矩旋转。并且，当第二动力产生单元的操作停止时，减速部分的大减速比限制主轴的旋转，从而保持制动状态。
通过将第一和第二动力产生单元分别布置在第一和第二动力传递单元的横向方向上使得第一和第二动力产生单元的中心轴线平行于第一和第二动力传递单元的输出轴线，根据本公开的机电制动器能够使机电制动器的总长度比传统机电制动器的总长度短。
因为第一动力传递单元和第二动力传递单元的输出轴线彼此一致，所以根据本公开的机电制动器能够有效地减小第一和第二动力传递单元的布置空间。另外，与传统的机电制动器相比，能够减小机电制动器的总长度和总体积。
尽管已经示出和描述了本公开的一些实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求及其同等物限定了范围的本公开的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行改变。
相关申请的交叉参考
本申请基于2018年8月10日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2018-0093838的韩国专利并要求其优先权，该韩国专利的公开内容通过引用整体结合于此。

Claims (19)

1.一种制动致动器，该制动致动器设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制，该制动致动器包括：
第一致动器，该第一致动器包括第一动力传递单元，该第一动力传递单元构造成将动力传递至活塞侧；和
第二致动器，该第二致动器包括第二动力传递单元，该第二动力传递单元构造成将动力传递至所述活塞侧，
其中，所述第一动力传递单元和所述第二动力传递单元同轴布置,
其中，所述第一动力传递单元包括穿过所述第二动力传递单元的轴。
2.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第一动力传递单元包括第一蜗轮齿轮，并且
所述第二动力传递单元包括设置在所述第一蜗轮齿轮内的第二蜗轮齿轮。
3.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元按压或释放连接至所述轴的旋转凸缘。
4.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第一致动器还包括将动力传递至所述第一动力传递单元的第一齿轮单元，
其中，所述第一齿轮单元包括第一蜗轮、与所述第一蜗轮接合以旋转的第一斜齿轮以及联接至所述第一斜齿轮的旋转中心以旋转的第一蜗轴。
5.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第二致动器还包括将动力传递至所述第二动力传递单元的第二齿轮单元，并且
所述第二齿轮单元包括第二蜗轮、与所述第二蜗轮接合以旋转的第二斜齿轮以及联接至所述第二斜齿轮的旋转中心以旋转的第二蜗轴。
6.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第一动力传递单元包括：第一蜗轮齿轮；旋转按压部分，该旋转按压部分与所述第一蜗轮齿轮联接以旋转；以及按压斜面部分，该按压斜面部分通过所述旋转按压部分的旋转而移动，以按压或释放所述活塞。
7.根据权利要求6所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元由所述旋转按压部分支撑。
8.根据权利要求6所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元按压或释放所述旋转按压部分。
9.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元包括：第二蜗轮齿轮；减速部分，该减速部分借助所述第二蜗轮齿轮的旋转而被驱动；旋转部分，该旋转部分借助所述减速部分的驱动而旋转；主轴，该主轴通过插入所述旋转部分而旋转；以及螺母主轴，该螺母主轴通过所述主轴的旋转而在轴向方向上移动。
10.根据权利要求9所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元由所述第一动力传递单元支撑。
11.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第二动力传递单元包括防旋转部分，该防旋转部分构造成防止所述第一动力传递单元的动力传递。
12.根据权利要求1所述的制动致动器，
其中，所述第一动力传递单元包括：按压斜面部分，该按压斜面部分与所述活塞接触以按压所述活塞；以及旋转按压部分，该旋转按压部分经由滚珠按压或释放所述按压斜面部分，并且
所述第二动力传递单元包括：主轴，该主轴穿过所述旋转按压部分；以及螺母主轴，该螺母主轴联接至所述主轴，用于按压或释放所述旋转按压部分。
13.一种机电制动器，该机电制动器包括根据权利要求1至12中任一项所述的制动致动器。
14.一种机电制动器的控制方法，该机电制动器包括设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制的制动致动器，该控制方法包括以下步骤：
将经由按压斜面部分按压所述活塞的滚珠移动至作为制动释放点的最低点的初始位置；
在移动所述滚珠之后，将构造成将电能转换成机械旋转动能的第一动力产生单元和第二动力产生单元的旋转位置设定至制动初始位置；
通过将与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流与参考值进行比较来确定制动力，以将所述电流供应给所述第一动力产生单元和所述第二动力产生单元中的至少一者；和
当与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流小于或等于所述参考值时，执行第一制动，使得由在确定制动力的步骤中计算的电流操作的所述第一动力产生单元直接经由所述按压斜面部分按压所述活塞。
15.根据权利要求14所述的控制方法，该方法还包括以下步骤：
通过将基于经由确定制动力的步骤供应的电流预测的所述第一动力产生单元的旋转轴线的预测旋转值与经由所述第一动力产生单元的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较而校正第一制动力。
16.根据权利要求14所述的控制方法，该控制方法还包括：
当与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流超过所述参考值时，执行第二制动，使得所述第一动力产生单元被供应最大电流，并且所述第二动力产生单元由确定制动力的步骤中计算出的电流驱动。
17.根据权利要求16所述的控制方法，该控制方法还包括：
通过将基于经由确定制动力的步骤供应的电流预测的所述第二动力产生单元的旋转轴线的预测旋转值与经由所述第二动力产生单元的相对角度传感器感测到的实际旋转值进行比较而校正第二制动力。
18.根据权利要求14所述的控制方法，该控制方法还包括：
通过将根据驾驶员的制动意愿的制动时间与参考时间进行比较这样来确定下坡，并且当根据驾驶员的制动意愿的制动时间超过所述参考时间时，去除供应给所述第一动力产生单元的电流，并将计算成与根据驾驶员的制动意愿的制动力对应的电流供应给所述第二动力产生单元。
19.一种机电制动器的控制方法，该机电制动器包括设置在盘式制动器中以按压或释放活塞并由电信号控制的制动致动器，该控制方法包括以下步骤：
将经由按压斜面部分按压所述活塞的滚珠移动至作为制动释放点的最低点的初始位置；
在移动所述滚珠之后，将构造成将电能转换成机械旋转动能的第一动力产生单元和第二动力产生单元的旋转位置设定至制动初始位置；并且
根据驾驶员的驻车意愿执行驻车制动，使得在去除供应给所述第一动力产生单元的电流的状态下仅向所述第二动力产生单元供应电流，
其中，所述第一动力产生单元和所述第二动力产生单元分别包括第一动力传递单元和第二动力传递单元，并且
其中，所述第一动力传递单元包括穿过所述第二动力传递单元的轴。
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