CN115610397B - 一种电子机械制动装置 - Google Patents

Abstract

一种电子机械制动装置，用于与制动件配合使用，电子机械制动装置具有第一制动状态和第二制动状态，电子机械制动装置包括驱动组件、传动组件、移动组件和弹性件；其中：移动组件装设于传动组件，并与制动件间隔相对布置；弹性件设置于移动组件面向制动件的一侧，驱动组件的动力端耦合至传动组件；在第一制动状态下，传动组件能够受驱动组件的持续驱动，而驱使移动组件朝向制动件移动，以使弹性件挤压制动件，从而产生制动；该设计能提高制动调节精度，还能避免驱动组件处于大电流的堵转工作状态，且不需要驱动组件频繁的启停切换，影响驱动组件已有的功能，进一步提高了制动系统的制动性能和安全性。

Description

一种电子机械制动装置

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，具体涉及一种电子机械制动装置。

背景技术

随着汽车技术的飞速发展，人们对汽车的安全性和可靠性要求越来越高，其中汽车制动系统能否快速响应驾驶证的制动意图，是影响汽车安全性的关键因素；虽然传统液压式制动装置能够满足现有制动法规的各项要求，但存在有响应速度慢、制动管路长和不易集成控制等问题，不适合现代汽车的发展要求；因此电子机械制动系统应运而生，然而在现有电子机械制动系统中，实现车辆的长时间制动功能时需要电机处于大电流堵转状态，而电机大电流堵转极易导致其功能失效，影响车辆的制动性能和安全性。

发明内容

本发明提供一种电子机械制动装置，主要解决驱动电机内大电流堵转情况，提高汽车制动性能和安全性。

一种电子机械制动装置, 用于与制动件配合使用，所述电子机械制动装置具有第一制动状态和第二制动状态，所述电子机械制动装置包括驱动组件、传动组件、移动组件和弹性件；其中：

所述移动组件装设于所述传动组件，并与所述制动件间隔相对布置；所述弹性件设置于所述移动组件面向所述制动件的一侧，所述驱动组件的动力端耦合至所述传动组件；

在所述第一制动状态下，所述传动组件能够受所述驱动组件的持续驱动，而驱使所述移动组件朝向所述制动件移动，以使所述弹性件挤压所述制动件，从而产生制动；

在所述第二制动状态下，所述移动组件在所述驱动组件驱动和所述弹性件的弹性势能释放作用的配合下，所述移动组件背向所述制动件移动，以使所述弹性件释放所述制动件，从而解除制动。

一种实施例中，所述弹性件数量设置为一个，所述弹性件沿所述移动组件的移动路径布置于所述移动组件面对所述制动件的一侧，所述弹性件的一端连接所述移动组件、另一端用于连接所述制动件；

或所述弹性件的数量设置为多个，多个所述弹性件围绕所述移动组件的移动路径间隔排布所述移动组件面对所述制动件的一侧，所述弹性件的一端连接所述移动组件、另一端用于连接所述制动件。

一种实施例中，所述弹性件包括碟片弹簧。

一种实施例中，所述传动组件包括丝杠、若干根滚柱、内齿圈、行星架以及挡圈；所述移动组件包括螺母；

所述丝杠贯穿于所述螺母设置，若干所述滚柱围绕所述丝杠布置于所述丝杠与所述螺母之间，所述滚柱与丝杠啮合；所述内齿圈设置于所述螺母的两端，并与所述滚柱端部上的齿轮啮合；所述行星架位于所述内齿圈远离所述螺母内部的一侧，且同时位于所述螺母和所述丝杠之间，所述滚柱端部与所述行星架上的孔对应插接；所述挡圈设置于所述行星架远离所述内齿圈的一侧，用于防止所述行星架轴向窜动。

一种实施例中，还包括锁止件，所述锁止件设置于所述移动组件外部或者所述驱动组件上，所述锁止件用于锁定和解除所述移动组件在所述传动组件上的位置。

一种实施例中，所述锁止件包括锁止外壳、外摩擦片、内摩擦片和线圈；其中，所述外摩擦片固定于所述锁止外壳，所述内摩擦片与所述移动组件固定，且所述线圈电连接所述外摩擦片或所述内摩擦片；

在所述线圈断电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互接触吸合，以将所述移动组件锁定于所述传动组件；在所述线圈通电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互释放分离，以解除对所述移动组件的锁定；

或在所述线圈通电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互接触吸合，以将所述移动组件锁定于所述传动组件；在所述线圈断电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互释放分离，以解除对所述移动组件的锁定。

一种实施例中，所述锁止件包括摩擦块和动力源；所述动力源的动力端耦合至所述摩擦块；所述动力源用于驱使所述摩擦块靠近所述移动组件，以锁定所述移动组件在所述传动组件上的位置；所述动力源还用于驱使所述摩擦块远离所述移动组件，以解除所述移动组件在所述传动组件上的位置。

一种实施例中，所述驱动组件包括驱动电机和传动机构，所述传动机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆连接，所述蜗轮装设于所述传动组件端部；所述驱动电机驱动所述蜗杆进行转动运动，从而带动所述蜗轮同步进行转动运动，进而带动所述传动组件同步进行转动运动；

或所述传动机构包括齿轮箱，所述齿轮箱具有动力输入端和动力输出端，所述驱动电机与所述齿轮箱的动力输入端连接，所述齿轮箱的动力输出端装设于所述传动组件端部，用以带动所述传动组件进行转动运动。

一种实施例中，所述锁止件位于所述驱动电机的动力输出端或者所述传动机构处，通过阻止所述驱动电机的动力输出端输出或者所述传动机构进行转动运动，从而阻止所述传动组件进行转动运动，进而阻止所述移动组件在所述传动组件上移动。

一种实施例中，所述电子机械装置还具有第三制动状态，所述第三制动状态下的所述驱动组件的工作电流被设置为小于所述第一制动状态下的所述驱动组件的工作电流；且在所述第三制动状态下，所述锁止件能够将所述移动组件锁定于所述传动组件上的预设位置。

依据上述实施例提供的一种电子机械制动装置，将弹性件设置于移动组件面向制动件的一侧，通过驱动组件持续驱动传动组件，从而驱使移动组件朝向制动件移动，以使弹性件挤压制动件，从而产生制动；在此过程中，移动组件一直在进行移动，用以压缩弹性件，从而避免了驱动组件中的驱动电机处于大电流的堵转工作状态；然后可知弹性件是缓慢进行压缩的，那么制动件受到的制动力也是逐步增加的，因此该设计提高了制动调节的精度。

其次，在第三制动状态下，锁止件能够将移动组件锁定于传动组件上的预设位置，此时驱动组件内的驱动电机的工作电流被设置为小于第一制动状态下的驱动组件内的驱动电机的工作电流；该设计使得驱动电机不用频繁的启停切换去解决驱动电机内部大电流堵转问题，影响驱动电机已有的功能，进而也提高了制动系统的制动性能和安全性。

最后，本电子机械制动装置整体结构尺寸较小，减小了空间设计，易于安装于汽车内。

附图说明

图1为本申请提供的电子机械制动装置在一种实施例中的结构示意图；

图2为本申请提供的电子机械制动装置在一种实施例中的结构示意图（无驱动电机）；

图3为本申请提供的电子机械制动装置在一种实施例中的剖面图。

图中各附图标记如下：

1、驱动组件；11、驱动电机；12、传动机构；121、蜗轮；122、蜗杆；

2、传动组件；21、丝杠；22、滚柱；23、内齿圈；24、行星架；25、挡圈；

3、移动组件；

4、弹性件；

5、制动件；51、制动钳体；52、制动盘；

6、锁止件；61、锁止外壳；62、外摩擦片；63、内摩擦片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

本发明针对制动系统中驱动电机在制动时处于大电流堵转状态，进而容易导致驱动电机其功能失效的问题而设计的一种电子机械制动装置，现有电子机械制动系统，在制动过程中，当制动件中的制动钳体与制动盘接触并增大制动力时，给予制动钳体力的移动件（例如螺母）几乎不会轴向移动，具体而言，对制动钳体施加力的移动件在空间上处于相对“静止”状态，此时用于驱动移动件挤压制动钳体的驱动电机会处于大电流堵转状态，而处于大电流堵转的驱动电机极易因此导致其功能失效，从而产生故障，影响制动系统的制动性能和安全性；本申请改变了移动件在制动过程中“不动”这一情况，使得驱动电机不会处于大电流堵转状态，以及提高了制动调节的精度，进一步提高了制动系统的制动性能和安全性。

实施例1

一种电子机械制动装置，具体请参照图1至图3，用于与制动件5配合使用，其具有第一制动状态、第三制动状态以及第二制动状态；电子机械制动装置包括驱动组件1、传动组件2、移动组件3、弹性件4以及锁止件6；移动组件3装设于传动组件2，并与制动件5间隔相对布置，弹性件4设置于移动组件3面向制动件5的一侧，驱动组件1的动力端耦合至传动组件2，锁止件6设置于移动组件3外部。

驱动组件1包括驱动电机11和传动机构12，驱动电机11用于驱动传动机构12进行传动；本申请中，传动机构12包括蜗轮121和蜗杆122，蜗轮121与蜗杆122连接，蜗轮121装设于传动组件2端部；驱动电机11驱动蜗杆122进行转动运动，从而带动蜗轮121同步进行转动运动，进而带动传动组件2同步进行转动运动。

进一步地，传动机构12也可包括齿轮箱，齿轮箱具有动力输入端和动力输出端，驱动电机11与齿轮箱的动力输入端连接，齿轮箱的动力输出端装设于传动组件2端部，用以带动传动组件2进行转动运动，进而便于后续结构正常运行。

在其他实施例中，传动机构12为能够将驱动电机11的动力输出转化给传动组件2的结构体。

进一步地，具体请参照图3，传动组件2包括丝杠21、若干根滚柱22、内齿圈23、行星架24以及挡圈25；移动组件3包括螺母；其中传动组件2进行转动，从而带动移动组件3在传动组件2上面向制动件5方向进行移动，具体内容如下：

丝杠21贯穿于螺母设置，若干滚柱22围绕丝杠21布置于丝杠21与螺母之间，滚柱22与丝杠21啮合；内齿圈23设置于螺母的两端，并与滚柱22端部上的齿轮啮合；行星架24位于内齿圈23远离螺母内部的一侧，且同时位于螺母和丝杠21之间，滚柱22端部与行星架24上的孔对应插接，从而保证滚柱22在远动过程中始终沿圆周分布；挡圈25设置于行星架24远离内齿圈23的一侧，用于防止行星架24轴向窜动。

前述传动组件2以及移动组件3的运动方式为：丝杠21的端部与驱动组件1内的传动机构12的动力输出端连接，本申请中，传动机构12的动力输出端为蜗轮121或者齿轮箱的动力输出端；通过驱动电机11的持续驱动，使得传动机构12持续进行输出；从而使得丝杠21持续进行转动，即与滚柱22产生相对的轴向运动，此时滚柱22相对于丝杠21做纯滚动，产生与丝杠21反向的自转，同时又绕丝杠21作与丝杠21同向的公转；滚柱22与螺母为同向螺旋啮合，因此螺母做轴向运动，即传动组件2将旋转运动转化为移动件的轴向运动，也就是表示螺母持续沿制动件5方向直线移动，从而挤压弹性件4，直到达到所需的制动力。

可以理解的是，本实施例中的传动组件2所采用的结构大致为滚柱丝杠机构，本领域技术人员应知晓该机构的基本结构构造和运动原理，故在此不作赘述。

其中，本实施例中传动组件2与移动组件3的配合具有较强的承载能力，能够以较小的结构输出更大的力，即使得移动组件3中的螺母有较强抗冲击能力。

进一步地，弹性件4包括碟片弹簧，碟片弹簧刚度较大，能承受较大的冲击力，不容易丧失弹性性能；本申请中，弹性件4数量设置为一个，弹性件4沿移动组件3的移动路径布置于移动组件3面对制动件5的一侧，弹性件4的一端连接移动组件3、另一端用于连接制动件5；移动组件3在面向制动件5移动时，会压缩弹性件4，产生制动；具体而言，制动件5包括制动钳体51和制动盘52，弹性件4与制动钳体51连接，当弹性件4受压缩后会挤压制动钳体51，使得制动钳体51与制动盘52紧密接触，直至达到所需的制动力；在达到所需制动力的过程中，弹性件4的压缩量是逐渐增加的，那么制动件5所受到的制动力也是逐渐增加，其增加程度可根据弹性件4的压缩程度确定，进一步提高了制动调节的精度。

进一步的，弹性件4的数量也可以设置为多个，多个弹性件4围绕移动组件3的移动路径间隔排布移动组件3面对制动件5的一侧，弹性件4的一端连接移动组件3、另一端用于连接制动件5，其运行原理与上述一致，在此不做细致阐述。

在其他的实施例中，弹性件4也可为其他弹簧或者其他具有弹性的元件，该弹性件4需满足刚性较大，不容易被折断以及不容易丧失弹性势能的性能。

一种实施例中，锁止件6设置于移动组件3外部，锁止件6用于锁定和解除移动组件3在传动组件2上的位置。

具体地，锁止件6包括锁止外壳61、外摩擦片62、内摩擦片63、线圈、铁芯、衔铁以及联接件，其中，外摩擦片62设置于锁止外壳61外部，内摩擦片63与移动组件3固定。

在线圈断电时，外摩擦片62与内摩擦片63能够相互接触吸合，以将移动组件3锁定于传动组件2；在线圈通电时，外摩擦片62与内摩擦片63能够相互释放分离，以解除对移动组件3的锁定；从而实现本机械制动装置由第三制动状态到第二制动状态的转换。

一些实施例中，也可设置为在线圈通电时，外摩擦片62与内摩擦片63能够相互接触吸合，以将移动组件3锁定于传动组件2；在线圈断电时，外摩擦片62与内摩擦片63能够相互释放分离，以解除对移动组件3的锁定。

前述锁止件6可以类似为电磁离合器结构，通过通/断电实现锁定和解除锁定。

关于本机械制动装置中各结构在“第一、二、三制动状态”下的运动方式以及作用做进一步描述，具体如下：

首先第一制动状态表示车辆在增大制动力的行车制动过程中；第三制动状态表示本电子机械装置在达到所需的制动力后，继续维持此制动力的行车制动过程中，例如车辆长下坡时；第二状态则是表示本电子机械制动装置解除第二状态后的行车制动过程中。

当本电子机械制动装置处于第一制动状态时；传动组件2能够受驱动组件1的持续驱动，从而驱使移动组件3朝向制动件5移动，以使弹性件4挤压制动件5，从而产生制动；即驱动组件1内的驱动电机11驱动传动机构12，从而驱动传动组件2进行传动；即丝杠21进行转动，同时在若干根滚柱22、内齿圈23、行星架24以及挡圈25的配合下，丝杠21带动螺母持续向制动件5方向移动，从而持续挤压弹性件4于制动件5，制动钳体51在受力的情况下挤压制动盘52，直到达到所需的制动力，然后进入到第三制动状态；其中，在第一制动状态时，制动钳体51受到的力根据弹性件4的压缩量确定，弹性件4是通过移动组件3的挤压缓慢进行压缩，从而制动件5所受的力也是逐步进行增加，因此该设计能够提高制动调节的精度；同时此过程中，驱动电机11因为一直在持续工作，所以其内部的工作电流不会堵转，进而提高了本装置的制动性能和安全性。

在进入到第三制动状态后，为了保证制动件上的制动力不变，则需要保持移动组件3，即螺母需要处于稳定位置，使得制动件5中的制动钳体51能一直紧密抵压住制动盘52，稳定其制动力；因此锁止件6通过通/断电便将移动组件3锁定于传动组件2上的预设位置；在此过程中，驱动组件1的工作电流通过控制模块（未绘出）被设置为小于在处于第一制动状态时驱动组件1的工作电流，使得驱动电机11处于小电流堵转状态，此状态的驱动电机11内部不会出现大电流堵转的情况，因此不会增加能耗，且又避免了驱动电机11做频繁的启停工作，影响其制动性能。

当本机械制动装置处于第二制动状态时，前述锁止件6通过通/断电（与前述锁止件6的通/断电）形成对应，使得外摩擦片62和内摩擦片63相互分离，此时移动组件3没有锁止件6的固定，移动组件3便通过驱动组件1内驱动电机11进行反转驱动以及在弹性件4的弹性势能释放作用的配合下，移动组件3背向制动件5移动，以使弹性件4逐渐释放制动件5，从而慢慢解除制动件5的制动；具体而言，此过程表示为当移动组件3没有被锁止件6固定住位置后，驱动组件1内的驱动电机11以在第一制动状态下驱动电机11转动方向的相反方向进行转动，使得传动组件2进行反转，同时在压缩后的弹性件4释放弹性势能的配合下，共同促使移动组件3背向制动件5移动，回复至最初第一制动状态时的初始位置；从而使得制动件5中制动钳体51与制动盘52渐渐远离，制动状态得到解除。

其中，在其他的实施例中，若驱动电机11出现故障，移动组件3通过弹性件4的回复便可直接移动至初始位置，从而解除制动。

实施例2

本实施例与上述实施例结构以及运行方式基本相同，其不同点在于锁止件6的结构不同，本实施例中锁止件6包括摩擦块和动力源；动力源的动力端耦合至摩擦块；动力源用于驱使摩擦块靠近移动组件3，以锁定移动组件3在传动组件2上的位置，从而保持第三制动状态；动力源还用于驱使摩擦块远离移动组件3，以解除移动组件3在传动组件2上的位置，从而第二制动状态。

本申请中，关于锁止件6的位置除了安装在移动组件3外部外，还可以设置在驱动组件1上，例如设置在驱动电机11的输出端或者传动机构12上，在第一制动状态时，锁止件6阻止驱动电机11的输出端或者传动机构12上结构进行转动，从而阻止传动组件2进行转动；当传动组件2无法进行转动后，螺母因为与其啮合连接，螺母受到弹性件4的弹性势能释放作用时也无法克服丝杠的力，因而无法进行移动，从而与弹性件4相互制衡，进而维持第三制动状态；当解除制动时，即让锁止件6解除锁定，移动组件3便按前述说明的结构配合下回复至初始位置，具体回复请参照实施例1中内容。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种电子机械制动装置, 用于与制动件配合使用，其特征在于，所述电子机械制动装置具有第一制动状态、第二制动状态和第三制动状态，所述电子机械制动装置包括驱动组件、传动组件、移动组件、弹性件和锁止件；其中：

所述移动组件装设于所述传动组件，并与所述制动件间隔相对布置；所述弹性件设置于所述移动组件面向所述制动件的一侧，所述驱动组件的动力端耦合至所述传动组件；

所述锁止件设置于所述移动组件外部或者所述驱动组件上，所述锁止件用于锁定和解除所述移动组件在所述传动组件上的位置；

在所述第一制动状态下，所述传动组件能够受所述驱动组件的持续驱动，而驱使所述移动组件朝向所述制动件移动，以使所述弹性件挤压所述制动件，从而产生制动；

在所述第二制动状态下，所述移动组件在所述驱动组件驱动和所述弹性件的弹性势能释放作用的配合下，所述移动组件背向所述制动件移动，以使所述弹性件释放所述制动件，从而解除制动；

所述第三制动状态下的所述驱动组件的工作电流被设置为小于所述第一制动状态下的所述驱动组件的工作电流；且在所述第三制动状态下，所述锁止件能够将所述移动组件锁定于所述传动组件上的预设位置。

2.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述弹性件数量设置为一个，所述弹性件沿所述移动组件的移动路径布置于所述移动组件面对所述制动件的一侧，所述弹性件的一端连接所述移动组件、另一端用于连接所述制动件；

或所述弹性件的数量设置为多个，多个所述弹性件围绕所述移动组件的移动路径间隔排布所述移动组件面对所述制动件的一侧，所述弹性件的一端连接所述移动组件、另一端用于连接所述制动件。

3.如权利要求2所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述弹性件包括碟片弹簧。

4.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述传动组件包括丝杠、若干根滚柱、内齿圈、行星架以及挡圈；所述移动组件包括螺母；

所述丝杠贯穿于所述螺母设置，若干所述滚柱围绕所述丝杠布置于所述丝杠与所述螺母之间，所述滚柱与丝杠啮合；所述内齿圈设置于所述螺母的两端，并与所述滚柱端部上的齿轮啮合；所述行星架位于所述内齿圈远离所述螺母内部的一侧，且同时位于所述螺母和所述丝杠之间，所述滚柱端部与所述行星架上的孔对应插接；所述挡圈设置于所述行星架远离所述内齿圈的一侧，用于防止所述行星架轴向窜动。

5.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述锁止件包括锁止外壳、外摩擦片、内摩擦片和线圈；其中，所述外摩擦片固定于所述锁止外壳，所述内摩擦片与所述移动组件固定，且所述线圈电连接所述外摩擦片或所述内摩擦片；

在所述线圈断电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互接触吸合，以将所述移动组件锁定于所述传动组件；在所述线圈通电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互释放分离，以解除对所述移动组件的锁定；

或在所述线圈通电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互接触吸合，

以将所述移动组件锁定于所述传动组件；在所述线圈断电时，所述外摩擦片与所述内摩擦片能够相互释放分离，以解除对所述移动组件的锁定。

6.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述锁止件包括摩擦块和动力源；所述动力源的动力端耦合至所述摩擦块；所述动力源用于驱使所述摩擦块靠近所述移动组件，以锁定所述移动组件在所述传动组件上的位置；所述动力源还用于驱使所述摩擦块远离所述移动组件，以解除所述移动组件在所述传动组件上的位置。

7.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机和传动机构，所述传动机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆连接，所述蜗轮装设于所述传动组件端部；所述驱动电机驱动所述蜗杆进行转动运动，从而带动所述蜗轮同步进行转动运动，进而带动所述传动组件同步进行转动运动；

或所述传动机构包括齿轮箱，所述齿轮箱具有动力输入端和动力输出端，

所述驱动电机与所述齿轮箱的动力输入端连接，所述齿轮箱的动力输出端装设于所述传动组件端部，用以带动所述传动组件进行转动运动。

8.如权利要求7所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述锁止件位于所述驱动电机的动力输出端或者所述传动机构处，通过阻止所述驱动电机的动力输出端输出或者所述传动机构进行转动运动，从而阻止所述传动组件进行转动运动，进而阻止所述移动组件在所述传动组件上移动。

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