CN115257675B - 一种电子机械制动结构、制动系统、汽车和设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子机械制动结构、制动系统、汽车和设计方法，电子机械制动结构，包括驱动电机，驱动电机包括外壳、定子和转子，还包括致动组件、电机轴、第一固定离合片、第一活动离合片、第二活动离合片和第二固定离合片；电机轴与转子连接；第一固定离合片和第二固定离合片均与电机轴连接；致动组件设置在第一活动离合片和第二活动离合片之间，致动组件包括依次铰接的第一滑块、第一摇杆、第二摇杆和第二滑块；致动组件还包括驱动结构，驱动结构能够驱动第一摇杆和第二摇杆摆动。本发明通过合理设置电子机械制动结构，能够实现线控制动，规避了液压制动系统所存在的问题，还具有控制精确、结构紧凑、制动可靠性高和安全冗余度高的优点。

Description

一种电子机械制动结构、制动系统、汽车和设计方法

技术领域

本发明涉及汽车，具体涉及一种电子机械制动结构、制动系统、汽车和设计方法。

背景技术

在社会经济和科学技术飞速发展的今天，人们在追求汽车动力性和舒适性的同时，对汽车安全性的关注程度也越来越高。这其中对汽车的制动性能尤其重视，因为汽车的制动性直接关系到生命和财产的安全，良好的制动性能是汽车安全行驶的基本保障。

在现有技术中，液压制动系统在汽车上得到广泛应用，液压制动系统主要由制动踏板、制动主缸、真空助力器、液压管路、制动轮缸、制动器等几部分组成。需要汽车制动时，驾驶员踩下制动踏板，在一系列机械结构及真空助力器的帮助下制动主缸内的油液以一定压力通过制动管路流入各轮缸，最终驱动盘式或鼓式制动器完成制动动作，从而实现车轮的制动。

液压制动经过漫长的发展，已经成为了一项非常成熟的技术，现有技术中的汽车基本全部采用液压制动系统。但液压制动系统也存在如下一些问题：机械部件及液压管路较多，真空助力器体积较大，尤其是在集成 ABS、TCS、ESP 等电控功能后，液压制动系统更加复杂，布置装配难度大；液压油需要进行定期更换，并且在使用过程中存在泄露的隐患，污染环境；对于具有制动能量回收系统并且缺少助力真空源的新能源汽车来说，液压制动系统使用受到限制，匹配难度大。

发明内容

本发明的目的是提出一种电子机械制动结构、制动系统、汽车和设计方法，以减轻或消除至少一个上述的技术问题。

本发明所述的一种电子机械制动结构，包括中心轴线沿左右方向延伸的驱动电机，所述驱动电机包括外壳、定子和转子，还包括致动组件和电机轴，还包括从右至左依次设置的第一固定离合片、第一活动离合片、第二活动离合片和第二固定离合片；

所述电机轴与所述转子固定连接；

所述第一固定离合片和所述第二固定离合片均与所述电机轴固定连接；

所述第一活动离合片和所述第二活动离合片均通过轴向滑动连接且周向固定的方式与所述外壳连接；

所述致动组件设置在所述第一活动离合片和所述第二活动离合片之间，所述致动组件包括从右至左依次铰接的第一滑块、第一摇杆、第二摇杆和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块均以沿左右方向滑动的方式与所述外壳连接；

所述致动组件还包括驱动结构，所述驱动结构能够驱动所述第一摇杆和所述第二摇杆摆动，以撑开所述第一滑块和所述第二滑块，使所述第一滑块推动所述第一活动离合片向右抵紧所述第一固定离合片，使所述第二滑块推动所述第二活动离合片向左抵紧所述第二固定离合片；

所述驱动结构包括制动电机和转换机构，所述转换机构用于将其动力输入端的旋转运动转换为其动力输出端的直线运动，所述转换机构的动力出入端与所述制动电机的动力输出端传动连接，所述转换机构的动力输出端与所述第一摇杆和所述第二摇杆传动连接。

可选的，所述转换机构的动力输出端与所述第一摇杆和所述第二摇杆的铰接处传动连接，所述制动电机与所述外壳连接。

可选的，所述制动电机为无刷直流微电机。

可选的，所述转换机构为滚珠丝杠。

可选的，包括多个所述致动组件。

可选的，所述第一摇杆和所述第二摇杆之间的夹角的最大值小于180°。

本发明所述的一种制动系统，包括上述任一项所述的电子机械制动结构，还包括减速器和轮毂，所述驱动电机的动力输出端与所述减速器的动力输入端传动连接，所述轮毂的动力输入端与所述减速器的动力输出端传动连接。

可选的，所述减速器为摆线针轮减速器，所述驱动电机的动力输出端与所述摆线针轮减速器的动力输入端通过第一万向节传动连接，所述轮毂的动力输入端与所述摆线针轮减速器的动力输出端通过第二万向节传动连接。

本发明所述的一种汽车，包括上述任一项所述的制动系统。

本发明提出的一种设计方法，用于设计上述任一项所述的制动系统，包括以下步骤：

S1、根据整车参数计算制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间；

S2、根据法规要求校核制动系统的制动能力；

S3、制动电机选型，计算制动电机的额定动载荷；

S4、减速器选型，选择合适的减速比；

S5、计算减速器的驱动转矩、传动效率和传动比；

S6、对减速器进行强度校核；

S7、判断减速器的强度是否满足要求，若不满足要求则返回S4从新进行减速器选型，直至减速器的强度满足要求；

S8、计算驱动电机的输出功率、转速和转矩；

S9、驱动电机选型；

S10、确定制动系统的技术参数及结构尺寸；

S11、致动组件选型；

S12、制作制动系统样件进行强度校核和试验验证。

本发明通过合理设置电子机械制动结构，能够实现线控制动，规避了液压制动系统所存在的问题，还具有控制精确、结构紧凑、制动可靠性高和安全冗余度高的优点。

附图说明

图1为具体实施方式中所述的电子机械制动结构的结构示意图；

图2为具体实施方式中所述的制动系统的结构示意图；

图3为具体实施方式中所述的摆线针轮减速器的结构示意图；

图4为具体实施方式中所述的设计方法的流程图。

图中：1—驱动电机；11—电机轴；12—外壳；2—固定离合片组件；21—第一固定支架；22—第一固定离合片；23—第二固定支架；24—第二固定离合片；31—第一活动离合片；32—第一活动支架；41—第二活动离合片；42—第二活动支架；5—致动组件；51—制动电机；52—滚珠丝杠；53—第二摇杆；54—第二滑块；55—第一摇杆；56—第一滑块；6—制动控制器；7—第一万向节；8—摆线针轮减速器；801—转臂；802—摆线轮；803—针轮；804—输出轴；9—第二万向节；10—轮毂；101—轮胎安装件；102—固定件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的一种电子机械制动结构，包括中心轴线沿左右方向延伸的驱动电机1，驱动电机1包括外壳12、定子和转子，还包括致动组件5、电机轴11以及从右至左依次间隔设置的第一固定离合片22、第一活动离合片31、第二活动离合片41和第二固定离合片24；电机轴11与转子固定连接，使得电机轴11与转子同步转动，固定连接的方式可以选用但不限于过盈配合、花键连接或螺栓紧固连接；第一固定离合片22和第二固定离合片24均与电机轴11固定连接，使得第一固定离合片22、第二固定离合片24均与电机轴11同步转动；第一活动离合片31和第二活动离合片41均通过轴向滑动连接且周向固定的方式与外壳12连接；致动组件5位于第一活动离合片31和第二活动离合片41之间，致动组件5包括从右至左依次铰接的第一滑块56、第一摇杆55、第二摇杆53和第二滑块54，第一滑块56和第二滑块54均以沿左右方向滑动的方式与外壳12连接；致动组件5还包括驱动结构，驱动结构能够驱动第一摇杆55和第二摇杆53摆动，以撑开第一滑块56和第二滑块54，使第一滑块56推动第一活动离合片31向右抵紧第一固定离合片22以产生制动力矩，使第二滑块54推动第二活动离合片41向左抵紧第二固定离合片24以产生制动力矩；驱动结构包括制动电机51和转换机构，转换机构用于将其动力输入端的旋转运动转换为其动力输出端的直线运动，转换机构的动力出入端与制动电机51的动力输出端传动连接，转换机构的动力输出端与第一摇杆55和第二摇杆53传动连接。

采用上述的技术方案，通过制动电机51提供动力来驱动第一摇杆55和第二摇杆53朝第一方向摆动，使得第一摇杆55和第二摇杆53的夹角增大，从而撑开第一滑块56和第二滑块54，使得第一滑块56向右滑动且第二滑块54向左滑动，利用第一滑块56推动第一活动离合片31向右抵紧第一固定离合片22，第二滑块54推动第二活动离合片41向左抵紧第二固定离合片24，从而实现制动，在制动的过程中，第一摇杆55和第二摇杆53撑着第一滑块56和第二滑块54，能够形成自增力的效果，能够保证制动过程的可靠性，提升整车的安全性；驱动结构驱动第一摇杆55和第二摇杆53朝与第一方向相反的第二方向摆动，第一摇杆55和第二摇杆53的夹角减小，使得第一滑块56向左滑动且第二滑块54向右滑动，能够减小或解除对第一活动离合片31和第二活动离合片41的作用力，从而减小制动力或解除制动。

在一些实施例中，外壳12内设置有第一滑道和第二滑道，第一滑块56与第一滑道滑动连接，第一滑块56能够沿第一滑道滑动，第二滑块54与第二滑道滑动连接，第二滑块54能够沿第二滑道滑动。

在一些实施例中，在电机轴11上固定连接有固定离合片安装座，离合片安装座、第一固定离合片22和第二固定离合片24构成固定离合片组件2，在固定离合片安装座的右端设置有第一固定支架21，在固定离合片安装座的左端设置有第二固定支架23，第一固定离合片22固定设置在第一固定支架21的左侧面上，第二固定离合片24固定设置在第二固定支架23的右侧面上。

在一些实施例中，外壳12内滑动连接有第一活动支架32和第二活动支架42，第一活动支架32限定成仅能够沿左右方向滑动，即第一活动支架32通过轴向滑动连接且周向固定的方式与外壳12连接，具体实施时，第一活动支架32和外壳12之间可以通过花键连接的方式连接在一起，第二活动支架42限定成仅能够沿左右方向滑动，即第二活动支架42通过轴向滑动连接且周向固定的方式与外壳12连接，第一活动离合片31固定设置在第一活动支架32的右侧面上，第二活动离合片41固定设置在第二活动支架42的左侧面上，第一滑块56通过推动第一活动支架32来推动第一活动离合片31，第二滑块54通过推动第二活动支架42来推动第二活动离合片41。

在一些实施例中，第一摇杆55的右端通过第一转轴与第一滑块56铰接，第一摇杆55的左端通过第二转轴与第二摇杆53的右端铰接，第二摇杆53的左端通过第三转轴与第二滑块54铰接，第一转轴、第二转轴和第三转轴相互平行。

在一些实施例中，转换机构的动力输出端与第一摇杆55和第二摇杆53的铰接处传动连接，制动电机51与外壳12固定连接。在具体实施时，转换机构的动力输出端可以直接与第二转轴连接，或者通过转接件间接与第二转轴连接，转换机构输出的直线运动能够带动第二转轴做直线运动，从而同时驱动第一摇杆55和第二摇杆53摆动，能够形成自增力。

在一些实施例中，制动电机51为无刷直流微电机。

在一些实施例中，转换机构为滚珠丝杠52，在具体实施时，滚珠丝杠52的丝杠与电机轴11传动连接且同步转动，滚珠丝杠52的螺母与第一摇杆55和第二摇杆53的铰接点连接，以驱动第一摇杆55和第二摇杆53摆动。

在一些实施例中，为了提升冗余度和提升制动能力，电子机械制动结构包括多个致动组件5。在具体实施时，将第一固定离合片22、第一活动离合片31、第二活动离合片41和第二固定离合片24均设置成环形结构，将多个致动组件5沿电机轴11的周向间隔布置，多个致动组件5互为安全备份，还能够提升对第一活动离合片31和第二活动离合片41的制动力。

在一些实施例中，为了保证致动组件5在制动过程中具有自增力效果，第一摇杆55和第二摇杆53之间的夹角的最大值小于180°。

在一些实施例中，电子机械制动结构还包括制动控制器6，制动控制器6固定安装在驱动电机1的外壳12上，制动控制器6的作用是控制制动电机51，制动控制器6与整车CAN网络交互，实时计算/分配制动结构需要的制动。

上述的电子机械制动结构通过向制动电机51通电来控制制动，通过调整制动电机51的电流大小和方向能够调整制动力，能够实现制动力的精确输出和制动开始、结束时的制动相位的调整，通过合理设置致动组件5，能够形成自增力的效果，能够保证制动过程的可靠性，提升整车的安全性；将致动组件5和各离合片集成到驱动电机1的内部，取消传统汽车制动盘、制动卡钳、羊角等零部件，结构十分紧凑，可节约整车底盘的安装空间。

上述的电子机械制动结构与传统液压制动系统对比，上述的电子机械制动结构以电能作为能量来源，驱动电机1驱动离合片来实现制动功能，由电线传递能量，数据线传递信号。上述的电子机械制动结构简洁的结构、高效的性能极大地提高了汽车的制动安全性。相对传统液压制动系统，上述的电子机械制动结构具有以下优点：机械连接少，没有液压制动管路，可有效降低整车质量；结构简洁，体积小，易于布置；采用机械和电气连接，信号传递迅速，制动响应快，反应灵敏；传动效率高，节省能源；电子智能控制功能强大，可以通过修改ECU中的软件程序，配置相关的参数来实现ABS、TCS、ESP、ACC等复杂的电控功能，并且易于和具有制动能量回收系统的新能源汽车进行匹配；上述的电子机械制动结构采用模块化结构，装配简单，维修方便；上述的电子机械制动结构可与电子踏板配合使用，取消了制动踏板与制动执行机构的机械和液压连接，一方面，在执行ABS等动作时制动踏板不会有回弹振动，提高了制动舒适性；另一方面，在车辆发生碰撞时冲击力也不会通过制动系统传到驾驶室内，提高了汽车的被动安全性；没有液压制动管路和制动液，不存在更换液压油及液压油泄漏的问题，利于环保，上述的电子机械制动结构没有不可回收部件对环境几乎没有污染；上述的电子机械制动结构可拓展更多的通讯接口，提升了制动系统与整车智能网联的集成度，车辆四轮制动可以独立控制，从而实现更高级别的无人驾驶。

上述的电子机械制动结构作为汽车产生制动力矩的执行器，取消了传统制动系统中的制动液/气体等中间介质，将驾驶员制动意图或中央控制器分配给制动系统的通讯信号转换为模拟电信号，可拓展更多的通讯接口，提升了制动系统与整车智能网联的集成度，汽车四轮制动可以独立控制，从而实现更高级别的无人驾驶，为底盘线控制动提供零部件解决方案。利用上述的电子机械制动结构来构成制动系统，取消了传统制动系统中的制动液/气体等中间介质，便于维护保养；制动系统中没中间介质，全为模拟电信号，无泄漏问题；制动系统为通信网络，没有管路和气路，便于维修；结构紧凑，所需布局空间比较灵活；上述的电子机械制动结构由制动电机51驱动，响应速度快，控制精度高，可调范围较广，可满足各种舒适性风格要求；上述的电子机械制动结构以电流为传导介质，响应快、效率高；制动电机51控制精度高，输出的制动力精确性和稳定性好；提高了制动系统的故障诊断能力；便于与其他系统集成，例如防抱死系统、电子稳定性程序等，只需要通过软件集成操作。

本发明提出了一种制动系统，如图2所示，制动系统包括上述任一项所述的电子机械制动结构，还包括减速器和轮毂10，驱动电机1的动力输出端与减速器的动力输入端传动连接，轮毂10的动力输入端与减速器的动力输出端传动连接。

在一些实施例中，减速器为摆线针轮减速器8，驱动电机1的动力输出端与摆线针轮减速器8的动力输入端通过第一万向节7传动连接，轮毂10的动力输入端与摆线针轮减速器8的动力输出端通过第二万向节9传动连接。摆线针轮减速器8能够减速增扭，获得转速较低的输出运动，摆线针轮减速器8具有输入轴与输出轴804同轴的特点，摆线针轮减速器8具有运动平稳、抗冲击和振动的能力强的优点，通过万向节能够实现柔性连接，增加制动系统自由度。

在一些实施例中，如图3所示，摆线针轮减速器8包括转臂801、摆线轮802、针轮803和输出轴804，转臂801是摆线针轮减速器8的输入构件，转臂801一般由输入轴、偏心套和转臂801轴承组成。其中，输入轴与驱动电机1的电机轴11相连；偏心套有两个，径向对称地安装于输入轴上，分别用于安装相位相差180°的两个摆线轮802；偏心套与摆线轮802之间通过滚动轴承连接，该组滚动轴承称为转臂轴承。在具体实施时，可以将转臂801与偏心套制作为一个整体，成为整体式双偏心轴承，它是摆线轮802的旋转轴；摆线轮802是以短幅外摆线的内侧等距曲线作为传动齿廓的传动齿轮，摆线轮802是摆线针轮减速器8的核心构件。根据摆线针轮减速器8的传动原理可知，理论上一个摆线轮802就能实现运动的传递。但实际实施时一般采用两个相同的摆线轮802沿径向对称安装，以使摆线轮802在与针轮803啮合过程中实现静力平衡，减轻振动，提高减速器的承载能力；针轮803是摆线针轮减速器8的关键部件之一。针轮803主要由针齿壳、针齿销和针齿套组成。当摆线轮802与针齿套相啮合时，针齿套可绕针齿销转动，因而将其与摆线轮802啮合中的相对滑移运动转化为纯滚动，以减少啮合摩擦损失；摆线针轮减速器8中，摆线轮802作既有公转又有自转的平面一般运动，要将其自转运动输出为输出轴804的定轴转动，需通过输出轴804实现。输出轴804主要由法兰盘、若干柱销和摆线轮802上开有的柱销孔组成。其中，柱销的一端固定在输出轴804的法兰盘上，另一端插入两摆线行星轮端面的等分孔中，在柱销的悬臂上装有可移动的柱销套以减少摩擦损失。摆线轮802的自转运动可1:1地传递到输出轴804上，带动输出轴804转动。

摆线针轮减速器8的工作原理为：摆线针轮减速器8传递运动时，驱动电机1带动转臂801定轴转动；转臂801转动通过偏心套带动摆线轮802公转；摆线轮802在公转过程中，与针齿啮合；由于摆线轮802与针齿间存在少齿差，针齿对摆线轮802产生反向推力，进而形成与摆线轮802公转方向相反的力矩，推动摆线轮802反向自转；摆线轮802的自转运动，通过W输出机构，1:1地传递到输出轴804上，转化为输出轴804的定轴转动。当输入轴转动一周时，偏心套亦转动一周，即摆线轮802绕针轮803中心公转一周。在此过程中，由于针齿的推动作用，摆线轮802绕其几何中心反向转过一个轮齿；将该反向自转运动通过W输出机构传递到输出轴804后，可获得转速较低的输出运动。

在一些实施例中，驱动电机1的电机轴11通过第一万向节7与摆线针轮减速器8的转臂801传动连接，轮毂10上设置有用于与整车底盘连接的固定件102以及用于安装轮胎的轮胎安装件101，轮胎安装件101通过第二万向节9与摆线针轮减速器8的输出轴804传动连接，通过万向节能够实现柔性连接，增加制动系统自由度，在具体实施时，驱动电机1的外壳12通过螺栓固定连接在整车底盘上。

在行车过程中,驾驶员通过踩制动踏板实施制动，踏板传感器感知踏板位置和变化速度等信息，并将信号传递给制动控制器6，制动控制器6根据此信号判断出驾驶员的制动意图，并结合其他传感器获得的外界和汽车当前状态，实时计算各个车轮所需的最优制动力，制动电机51通电，通过控制制动电机51实时产生与车辆运行状态相匹配的制动力。与此同时，踏板力模拟机构根据车辆、道路、制动系统等各种状态，通过踏板力的变化反馈给驾驶员与传统制动系统相似的“路感”。制动系统通过传感器采集制动电机转速、轮速等信号并实时反馈给制动控制器6，整个制动过程形成闭环控制，以确保获得优异的制动效果。此制动系统还可以和整车的电子控制功能整合，在需要时施加必要的制动力或对制动力进行调节，以实现ABS、TCS、ESP及与制动能量回收。

本发明提出了一种汽车，包括上述任一项所述的制动系统。在汽车的四个车轮处可以各设置一个该制动系统。作为一种优选，该汽车包括制动踏板、中央控制器、ABS控制模块和四个制动系统，制动踏板、中央控制器、ABS控制模块和四个制动系统通过通讯线路连接。制动踏板可以采用电子机械踏板模拟器。

在汽车在制动时，驾驶员踩踏制动踏板，制动踏板上的踏板传感器的信号发送给中央控制器，中央控制器对踏板传感器的信号进行制动意图的分析，并通过车辆CAN信号结合当前车速、车身运动姿态、路面实时场景等信息制定合理的制动力输出给各制动系统，实时控制各制动系统的制动力，当制动控制器6收到来至中央控制器的制动力命令后，制动控制器6通过对各制动系统的制动电机51进行控制，实现对电机轴11转速和转矩的控制，来实现行车制动及ABS防抱死功能，制动工作场景中主要分为三个模块：制动意图识别模块、制动系统和ABS控制模块。

制动意图识别模块，制动意图识别模块包括踏板传感器和中央控制器，制动时，需要进行踏板传感器的信号采集以及踏板传感器的信号分析、决策并分配制动力。驾驶员制动时踩踏制动踏板，而踏板传感器的信号变化间接地体现了驾驶员的制动意图，中央控制器对传感信号分析的过程就是制动意图识别的过程。

制动系统，通过控制制动电机51，使得各离合片和制动电机51协调工作，实现制动力的精确输出和制动开始、结束时的制动相位调整。为了实现制动力的精确输出，需要采用闭环控制，而制动力是闭环反馈中的关键环节控制物理量，可根据驾驶意图或中央控制器的信号输入精确控制摆线针轮减速器8的输出轴804的转速和输出转矩，实时精准产生相应的制动力及四轮制动力分配。

ABS控制模块，在制动过程中，ABS控制模块的作用是让汽车轮胎处于最大附着系数，实现最短的制动距离。ABS控制模块启用时，对制动系统输出的制动力进行偏正修复，将轮胎滑移率作为目标控制量，通过控制算法使轮胎处于当前路面下的最佳滑移率，使轮胎尽可能处于最大附着系数状态。

本发明提出的一种设计方法，用于设计上述任一项所述的制动系统，如图4所示，该设计方法包括以下步骤：

S1、根据整车参数计算制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间；

具体的，整车参数包括整车重量、质心高度、轮胎滚动半径和制动系统有效制动半径，基于整车重量、质心高度、轮胎滚动半径和制动系统有效制动半径，计算制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间。

S2、根据法规要求校核制动系统的制动能力；

具体的，按照我国ZBT24007-89制动法规要求，轿车在满载状态80km/h速度下实施制动，制动距离应不大于50.7m，验证S1中确定的最大夹紧力以及制动间隙消除时间是否满足要求。若最大夹紧力以及制动间隙消除时间满足要求，则可以基于ZBT24007-89制动法规要求和制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间，可以计算出车辆最小减速度，有助于选择适当的致动组件。

S3、制动电机选型，计算制动电机的额定动载荷；

根据前面的确定的制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间，以及车辆最小减速度，选择合适的制动电机。

S4、减速器选型，选择合适的减速比；根据整车参数和驱动电机的性能，选择合适的减速器。

S5、计算减速器的驱动转矩、传动效率和传动比；对S4中选择的减速器进行计算分析，获减速器的驱动转矩、传动效率和传动比。

S6、对减速器进行强度校核；具体的，减速器在力矩和轴向载荷作用下，减速器危险剖面上受有剪应力和压应力，根据整车参数校核减速器的强度。

S7、判断减速器的强度是否满足要求，若不满足要求则返回S4从新进行减速器选型，直至减速器的强度满足要求；

S8、计算驱动电机的输出功率、转速和转矩；根据整车参数和整车性能需求计算驱动电机的输出参数。

S9、驱动电机选型；基于S8中确定的驱动电机的输出参数进行驱动电机选型，若取法选出合适的驱动电机，则返回S8调整驱动电机的输出参数，直至选出合适的驱动电机。

S10、确定制动系统的技术参数及结构尺寸；基于选出的减速器、驱动电机和制动电机，确定制动系统的技术参数及结构尺寸。

S11、致动组件选型；基于制动系统的技术参数及结构尺寸，以及制动电机的选型结果、制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间，进行致动组件中的滚珠丝杠、摇杆和滑块的选型。

S12、制作制动系统样件进行强度校核和试验验证。基于S1-S11形成的制动系统设计方案制作制动系统样件，利用制动系统样件进行产品台架和/或Demo车试验，对制动系统样件进行强度校核和功能检验，判断制动系统样件是否满足设计要求，若不满足，则返回前面步骤调整设计参数从新进行制动系统设计，例如可以返回S9调整驱动电机的设计参数重新进行驱动电机的选型或者返回S3对制动电机进行从新选型，直至制动系统样件满足设计要求，完成制动系统设计。

本发明提出的制动系统的设计方法通过先计算制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间，然后反推制动电机、致动组件的设计参数，再基于制动电机、减速器驱动电机的选型结果确定制动系统的技术参数及结构尺寸，再进行致动组件的选型，能够提升制动系统的设计效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

Claims (10)

1.一种电子机械制动结构，包括中心轴线沿左右方向延伸的驱动电机，所述驱动电机包括外壳、定子和转子，其特征在于，还包括致动组件和电机轴，还包括从右至左依次设置的第一固定离合片、第一活动离合片、第二活动离合片和第二固定离合片；

所述电机轴与所述转子固定连接；

所述第一固定离合片和所述第二固定离合片均与所述电机轴固定连接；

所述第一活动离合片和所述第二活动离合片均通过轴向滑动连接且周向固定的方式与所述外壳连接；

所述致动组件设置在所述第一活动离合片和所述第二活动离合片之间，所述致动组件包括从右至左依次铰接的第一滑块、第一摇杆、第二摇杆和第二滑块，所述第一滑块和所述第二滑块均以沿左右方向滑动的方式与所述外壳连接；

所述致动组件还包括驱动结构，所述驱动结构能够驱动所述第一摇杆和所述第二摇杆摆动，以撑开所述第一滑块和所述第二滑块，使所述第一滑块推动所述第一活动离合片向右抵紧所述第一固定离合片，使所述第二滑块推动所述第二活动离合片向左抵紧所述第二固定离合片；

所述驱动结构包括制动电机和转换机构，所述转换机构用于将其动力输入端的旋转运动转换为其动力输出端的直线运动，所述转换机构的动力出入端与所述制动电机的动力输出端传动连接，所述转换机构的动力输出端与所述第一摇杆和所述第二摇杆传动连接。

2.根据权利要求1所述的电子机械制动结构，其特征在于，所述转换机构的动力输出端与所述第一摇杆和所述第二摇杆的铰接处传动连接，所述制动电机与所述外壳连接。

3.根据权利要求2所述的电子机械制动结构，其特征在于，所述制动电机为无刷直流微电机。

4.根据权利要求2所述的电子机械制动结构，其特征在于，所述转换机构为滚珠丝杠。

5.根据权利要求1所述的电子机械制动结构，其特征在于，包括多个所述致动组件。

6.根据权利要求1所述的电子机械制动结构，其特征在于，所述第一摇杆和所述第二摇杆之间的夹角的最大值小于180°。

7.一种制动系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的电子机械制动结构，还包括减速器和轮毂，所述驱动电机的动力输出端与所述减速器的动力输入端传动连接，所述轮毂的动力输入端与所述减速器的动力输出端传动连接。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述减速器为摆线针轮减速器，所述驱动电机的动力输出端与所述摆线针轮减速器的动力输入端通过第一万向节传动连接，所述轮毂的动力输入端与所述摆线针轮减速器的动力输出端通过第二万向节传动连接。

9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求7或8所述的制动系统。

10.一种设计方法，其特征在于，用于设计权利要求7或8所述的制动系统，包括以下步骤：

S1、根据整车参数计算制动系统的最大夹紧力以及制动间隙消除时间；

S2、根据法规要求校核制动系统的制动能力；

S3、制动电机选型，计算制动电机的额定动载荷；

S4、减速器选型，选择合适的减速比；

S5、计算减速器的驱动转矩、传动效率和传动比；

S6、对减速器进行强度校核；

S7、判断减速器的强度是否满足要求，若不满足要求则返回S4从新进行减速器选型，直至减速器的强度满足要求；

S8、计算驱动电机的输出功率、转速和转矩；

S9、驱动电机选型；

S10、确定制动系统的技术参数及结构尺寸；

S11、致动组件选型；

S12、制作制动系统样件进行强度校核和试验验证。