CN114715107A - 一种应用于重型车辆的电子机械制动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆制动技术领域，具体为一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，包括制动器，所述制动器安装在刹车盘上，所述制动器的一侧安装有动作腔，所述动作腔的通过转轴转动连接有增力臂。本发明开发了一套重型车辆专用的电子机械制动系统，可替代目前18吨以下重型车辆的传统气压制动系统，全系统采用分布式制动系统布局，结构简单，集成度高，制动响应速度快，气压制动系统的行车制动响应时间普遍在1000ms以内，应用EMB系统的车型，响应时间可控制在250ms以内，更利于主动安全控制与再生制动系统耦合控制，可实现制动力的四轮连续独立控制，实现越野脱困，坦克调头等车辆战术控制，硬件精简，便于安装维护，质量轻体积小，可实现军车轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域，具体为一种应用于重型车辆的电子机械制动系统。
背景技术
目前重型车辆(总质量4.5吨至18吨)普遍采用气压制动形式，在气压系统基础上衍生出了ABS、EBS等气压电控制动系统。由于气压制动本身的技术局限性，目前车辆中存在制动系统响应慢，线控制动精度低，制动舒适性差的等技术劣势，同时气压制动系统结构复杂，系统失效风险高，气压制动系统柜中从储气罐至制动气室任何一个环节出现泄漏，都会造成制动失效，从而产生巨大的安全风险。
车辆安全是车辆发展的永恒主题，而车辆制动系统性能的优劣将直接影响到车辆行驶安全。随着车辆电子技术的不断发展，线控制动技术逐渐在车辆上得到普遍应用。作为线控制动的最高形式，电子机械制动系统是完全的、高度集成的机电一体化装置。可以有效集成ABS、TCS、ACC等主动安全控制功能，使得车辆的操纵性和安全性进一步得到提升。此外，重型车辆采用的气压制动系统面临管路布置复杂、气压元件寿命短，制动管路漏气等问题。EMB系统利用精确的传感器和电子执行元件代替传统气压制动系统，可以精简系统结构、提高制动响应速度、实现制动力精确控制从而改善车辆制动性能，为车辆安全提供重要保障。因此，开发安全可靠的机电一体化电子机械制动系统对于重型车辆制动性能的提升具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，包括制动器，所述制动器安装在刹车盘上，所述制动器的一侧安装有动作腔，所述动作腔的通过转轴转动连接有增力臂，所述增力臂的末端活动安装在丝杠螺母机构的输出端，所述丝杠螺母机构固定安装在动作腔的顶部，所述丝杠螺母机构的顶部固定安装有永磁同步电机，所述增力臂的另外一端活动搭接在传动块上，所述传动块活动套接在顶片上，所述顶片与所述传动块之间设置有复位弹簧，所述顶片和所述传动块之间通过复位弹簧弹性连接。
优选的，所述永磁同步电机的动力输出端与丝杠螺母机构的动力输出端传动连接。
优选的，所述永磁同步电机的内部设置有MOC机构，所述MOC机构与永磁同步电机电性连接。
优选的，所述增力臂与转轴连接的一端为球体结构，且所述转轴与所述增力臂之间为非同心设置，且所述增力臂远离丝杠螺母机构的边缘处到转轴的距离大于增力臂靠近丝杠螺母机构的边缘处到转轴的距离。
优选的，所述顶片与所述传动块之间设置有腔室，所述复位弹簧置于腔室内。
优选的，所述增力臂设置为长度可调整结构。
优选的，所述顶片远离传动块的一端搭接在制动器的制动片上。
优选的，所述丝杠螺母机构的输出轴活动贯穿动作腔的顶部并置于动作腔的内部。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明开发了一套重型车辆专用的电子机械制动系统，可替代目前18吨以下重型车辆的传统气压制动系统，全系统采用分布式制动系统布局，结构简单，集成度高，制动响应速度快，气压制动系统的行车制动响应时间普遍在1000ms以内，应用EMB系统的车型，响应时间可控制在250ms以内，更利于主动安全控制与再生制动系统耦合控制，可实现制动力的四轮连续独立控制，实现越野脱困，坦克调头等车辆战术控制，硬件精简，便于安装维护，质量轻体积小，可实现军车轻量化。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明系统原理图；
图3为本发明实施例示意图。
图中：1、刹车盘；2、制动器；3、动作腔；4、顶片；5、传动块；6、复位弹簧；7、转轴；8、增力臂；9、丝杠螺母机构；10、永磁同步电机；11、MOC机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，包括制动器2安装在刹车盘1上，制动器2的一侧安装有动作腔3，动作腔3的通过转轴7转动连接有增力臂8，增力臂8的末端活动安装在丝杠螺母机构9的输出端，丝杠螺母机构9固定安装在动作腔3的顶部，丝杠螺母机构9的顶部固定安装有永磁同步电机10，增力臂8的另外一端活动搭接在传动块5上，传动块5活动套接在顶片4上，顶片4与传动块5之间设置有复位弹簧6，顶片4和传动块5之间通过复位弹簧6弹性连接。
本实施例中，永磁同步电机10的动力输出端与丝杠螺母机构9的动力输出端传动连接。
本实施例中，永磁同步电机10的内部设置有MOC机构11，MOC机构11与永磁同步电机10电性连接。
本实施例中，增力臂8与转轴7连接的一端为球体结构，且转轴7与增力臂8之间为非同心设置，且增力臂8远离丝杠螺母机构9的边缘处到转轴7的距离大于增力臂8靠近丝杠螺母机构9的边缘处到转轴7的距离。
本实施例中，顶片4与传动块5之间设置有腔室，复位弹簧6置于腔室内。
本实施例中，增力臂8设置为长度可调整结构。
本实施例中，顶片4远离传动块5的一端搭接在制动器2的制动片上。
本实施例中，丝杠螺母机构9的输出轴活动贯穿动作腔3的顶部并置于动作腔3的内部。
本发明的使用方法和优点：该种电子机械制动系统在使用时，工作过程如下：
如图1、图2和图3，控制器采用自主线控底盘域控制器进行控制，采用GD32国产32位车规级通用微控制器作为主控芯片，同时控制器系统软件实现了结构化和标准化，可集成不同功能软件模块，规范分布式开发流程中的交换格式，软件开发过程和结果均符合参照VDA6.3的功能安全标准，作为行车安全的重要保证，本系统在装备车辆时，其主要作用原理如图3所示。EMB中央控制器接收来自轮速传感器、方向盘转角传感器、组合惯导、域控制器发出的轮速、方向盘转角、车身姿态及线控指令等信号，在特定工况下触发不同的底盘控制功能，然后中央控制器根据控制策略对8个轮子的制动力进行分配，制动力发送信号与反馈信号均通过CAN总线与轮控单元进行通讯，轮控单元接收制动力信号后对轮边进行制动力控制，从而实现线控制动功能，EMB系统进行制动操作时能够快速、及时、准确地传递期望制动夹紧力，可实现包括主动防抱死、牵引力控制、车身稳定性控制、线控制动、全地形脱困等功能，通过制动器2从两侧夹紧刹车盘1。在本系统中，驾驶员进行制动操作，电子制动踏板带行程传感器通过控制器直接控制分布在车轮的电动机械制动器，中央控制器接受电子制动踏板的制动信号制动速度和制动力和车轮的车速信号，直接控制车轮的电动助力制动器实施车轮制动。相比于传统的气压制动方式，本系统不需要气压源、控制阀与制动气室等气压零部件，有效减轻了质量，节省了空间，且从源头上避免了气压关键元件或管路系统失灵，导致车辆无法制动的问题，有效提高了制动可靠性和行驶安全，本系统在工作时，当车辆在行驶状态，通过永磁同步电机10控制丝杠螺母机构9的输出端伸出，通过增力臂8挤压传动块5，通过传动块5控制制动器2进行工作，当车辆处于驻车状态下，MOC机构11控制永磁同步电机10持续工作，从而使得制动器2处于长期处于制动状态，从而实现驻车。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，包括制动器(2)，其特征在于：所述制动器(2)安装在刹车盘(1)上，所述制动器(2)的一侧安装有动作腔(3)，所述动作腔(3)的通过转轴(7)转动连接有增力臂(8)，所述增力臂(8)的末端活动安装在丝杠螺母机构(9)的输出端，所述丝杠螺母机构(9)固定安装在动作腔(3)的顶部，所述丝杠螺母机构(9)的顶部固定安装有永磁同步电机(10)，所述增力臂(8)的另外一端活动搭接在传动块(5)上，所述传动块(5)活动套接在顶片(4)上，所述顶片(4)与所述传动块(5)之间设置有复位弹簧(6)，所述顶片(4)和所述传动块(5)之间通过复位弹簧(6)弹性连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述永磁同步电机(10)的动力输出端与丝杠螺母机构(9)的动力输出端传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述永磁同步电机(10)的内部设置有MOC机构(11)，所述MOC机构(11)与永磁同步电机(10)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述增力臂(8)与转轴(7)连接的一端为球体结构，且所述转轴(7)与所述增力臂(8)之间为非同心设置，且所述增力臂(8)远离丝杠螺母机构(9)的边缘处到转轴(7)的距离大于增力臂(8)靠近丝杠螺母机构(9)的边缘处到转轴(7)的距离。
5.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述顶片(4)与所述传动块(5)之间设置有腔室，所述复位弹簧(6)置于腔室内。
6.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述增力臂(8)设置为长度可调整结构。
7.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述顶片(4)远离传动块(5)的一端搭接在制动器(2)的制动片上。
8.根据权利要求1所述的一种应用于重型车辆的电子机械制动系统，其特征在于：所述丝杠螺母机构(9)的输出轴活动贯穿动作腔(3)的顶部并置于动作腔(3)的内部。
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| WO2014106454A1 (zh) * | 2013-01-03 | 2014-07-10 | Yang Guohui | 刹车鼓装置 |
| CN105438157A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-30 | 西华大学 | 一种电子机械制动系统 |
| CN110131332A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-16 | 吉林大学 | 一种商用车电子机械制动器 |
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