CN116181826A - 车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆。车辆制动器包括钳体件、摩擦片、弹性件和应力检测件。其中，钳体件包括固定部和传动部。弹性件位于摩擦片的一侧。钳体件通过固定部与车辆的车体相连接，驱动机构通过传动部带动摩擦片沿制动盘的轴向方向朝向制动盘移动，使得弹性件的簧体部发生形变。应力检测件固定连接于弹性件的簧体部的表面，并根据弹性件的簧体部的形变输出应力检测信号。本申请实施例提供的车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆可以根据应力检测信号判断当前的制动夹紧力，从而实现驱动机构的闭环控制，进而提高电子机械制动装置的可靠性。

Description

车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆

技术领域

本申请实施例涉及电子机械制动技术领域，特别涉及一种车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆。

背景技术

电子机械制动系统(Electro-Mechanical Braking System，EMB)是一种利用电机驱动机械结构推动摩擦片夹紧制动盘以产生制动的制动系统。在制动过程中，通过控制电机的转速和转角决定制动夹紧力。其中，当制动夹紧力大于临界值时，会产生抱死。当制动夹紧力较小时，可能不能减小车辆的行驶速度。因此，制动夹紧力的大小会影响电子机械制动系统的可靠性，进而影响着车辆的行驶安全。相应的，如何准确测量制动夹紧力的大小、并保证电子机械制动系统的可靠性成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种车辆制动器、电子机械制动装置以及车辆，可以根据制动夹紧力实现闭环制动控制，能够提高电子机械制动装置的可靠性。

本申请第一方面提供一种车辆制动器，该车辆制动器至少包括钳体件、摩擦片、弹性件和应力检测件。其中，所述钳体件包括固定部和传动部，所述固定部用于与所述车辆的车体相连接，所述传动部用于传动连接所述摩擦片和驱动机构，所述驱动机构通过所述传动部带动所述摩擦片沿所述车辆的制动盘的轴向方向移动。所述弹性件位于所述摩擦片的一侧，所述摩擦片沿所述制动盘的轴向方向朝向所述制动盘移动使得所述弹性件的簧体部发生形变。所述应力检测件固定连接于所述弹性件的簧体部的表面，所述应力检测件用于根据所述弹性件的簧体部的形变输出应力检测信号。

本申请实施例的摩擦片夹紧制动盘时，制动盘和摩擦片之间的制动夹紧力会使得弹性件的簧体部发生形变，应力检测件根据簧体部的形变输出应力检测信号。根据应力检测信号可以获得当前制动夹紧力的大小，从而可以判断当前的制动夹紧力是否等于预设的制动夹紧力。相应的，驱动机构可以根据应力检测件输出的应力检测信号调整驱动机构的驱动力，从而提高制动夹紧力的精准性，能够提高电子机械制动装置的可靠性。

在一种可能的实施方式中，所述弹性件的轴线与所述制动盘、所述摩擦片、所述传动部的轴向相平行，所述弹性件设置于所述摩擦片与所述传动部之间、或者所述弹性件设置于所述摩擦片与所述制动盘之间。如此设置，可以确保弹性件受到摩擦片和制动盘之间的制动夹紧力，保证应力检测件能够输出应力检测信号。

在一种可能的实施方式中，所述摩擦片的数量为两个，两个所述摩擦片沿所述制动盘的轴向方向相对设置，一个所述摩擦片与所述钳体件的所述固定部相连接，另一个所述摩擦片与所述钳体件的所述传动部相连接，所述弹性件设置数量为两个，其中：两个所述弹性件分别设置于一个所述摩擦片与所述制动盘之间、另一个所述摩擦片与所述制动盘之间。或，两个所述弹性件分别设置于一个所述摩擦片与所述制动盘之间、另一个所述摩擦片与所述传动部之间。通过设置两个弹性件，可以提高根据应力检测信号获得的制动夹紧力的准确性，有助于进一步地提高电子机械制动装置的可靠性。

在一种可能的实施方式中，所述弹性件还包括壳体部和可动部，所述簧体部为碟形弹簧。其中，所述壳体部具有容纳腔体和连接开口，所述连接开口与所述容纳腔体连通，所述容纳腔体用于容纳所述簧体部和所述应力检测件，所述簧体部沿所述弹性件的径向截面包括两个倾斜段，两个所述倾斜段沿所述弹性件的轴线对称，所述簧体部沿所述弹性件的轴向方向包括朝向所述连接开口的外表面和朝向所述容纳腔体底部的内表面，所述应力检测件设置于所述簧体部的内表面和外表面中的至少一个。所述可动部用于接受所述摩擦片、所述制动盘和所述传动部中的其中一个的驱动并穿过所述连接开口沿所述弹性件的轴线移动，所述可动部沿所述弹性件的轴线朝向所述簧体部移动时带动所述簧体部发生形变使得两个所述倾斜段的倾斜角度减少。

采用碟形弹簧作为弹性件的簧体部，可得到较大的应变差，可以提高制动夹紧力的准确性。另外，由于碟形弹簧的高应力范围大，应力检测件的粘接位置所导致的偏差，不会导致制动夹紧力的准确性减小。除此之外，由于碟形弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸较大，可以减小弹性件在轴向上的尺寸，可以避免弹性件在轴向上占用过多空间。

在一种可能的实施方式中，所述可动部朝向所述簧体部一端包括至少一个避让缺口，所述避让缺口用于避让设置于所述簧体部外表面的应力检测件，从而应力检测件可以设置在簧体部的最大压应力处，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述容纳腔体的腔底包括至少一个避让槽，所述避让槽用于避让设置于所述簧体部的内表面的所述应力检测件，一方面可以确保应力检测件设置在簧体部的最大拉应力处，有助于提高制动夹紧力的准确性，另一方面可以在簧体部沿弹性件的轴向发生形变时避免应力检测件与容纳腔体的腔底抵接而导致应力检测件损坏。

在一种可能的实施方式中，所述可动部朝向所述容纳腔体的腔壁的表面设置有过线通孔，所述过线通孔用于保证输出应力检测信号。

在一种可能的实施方式中，所述壳体部还具有穿线开口，所述穿线开口与所述容纳腔体连通，所述穿线开口用于保证输出应力检测信号。

在一种可能的实施方式中，所述弹性件的壳体部固定于所述摩擦片，所述弹性件的可动部朝向所述制动盘。或者，所述弹性件的壳体部固定于所述制动盘，所述弹性件的可动部朝向所述摩擦片。或者，所述弹性件的壳体部固定于所述传动部，所述弹性件的可动部朝向所述摩擦片。或者，所述弹性件的壳体部固定于所述摩擦片，所述弹性件的可动部朝向所述传动部。

在一种可能的实施方式中，所述簧体部沿所述弹性件的轴向方向包括外表面和内表面，所述应力检测件包括拉应力检测件和压应力检测件中的至少一种，所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面且用于在所述簧体部发生形变时输出拉应力检测信号，所述压应力检测件位于所述簧体部的外表面且用于在所述簧体部发生形变时输出压应力检测信号。如此设置，可以根据拉应力检测信号和压应力检测信号中的至少一个获得制动夹紧力。

在一种可能的实施方式中，所述应力检测件包括至少一组检测件，每组检测件包括一个拉应力检测件和一个压应力检测，每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件分别设置于所述簧体部的外表面和内表面。其中，每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件相层叠。或者，每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件相间隔，如此设置，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述簧体部的外表面和内表面为环形，所述应力检测件包括至少两组检测件，每组检测件包括一个拉应力检测件和一个压应力检测，其中：所述至少两个拉应力检测件沿所述簧体部内表面的周向间隔设置，所述至少两个压应力检测件沿所述簧体部外表面的周向间隔设置。如此设置，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述压应力检测件位于所述簧体部的外表面靠近内径边缘的部分。所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面靠近内径边缘的部分，或者，所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面靠近外径边缘的部分。如此设置，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述压应力检测件或所述拉应力检测件中的至少一个用于向所述驱动机构的控制装置输出所述应力检测信号。控制装置可以根据应力检测信号计算出当前的制动夹紧力与制动所需的制动夹紧力的偏差、并根据该偏差调整驱动机构的驱动力。

在一种可能的实施方式中，所述压应力检测件为电阻应变片，且所述电阻应变片位于所述簧体部的外表面并与所述簧体部粘接。

在一种可能的实施方式中，所述拉应力检测件为电阻应变片，且所述电阻应变片位于所述簧体部的内表面并与所述簧体部粘接。

本申请第二方面提供一种电子机械制动装置，其包括驱动机构和如第一方面任一项所述的车辆制动器，所述驱动机构通过所述车辆制动器的传动部与所述车辆制动器的摩擦片传动连接。通过包括车辆制动器，该车辆制动器具有较高的可靠性，从而有助于提高电子机械制动装置的可靠性。

在一种可能的实施方式中，所述驱动机构包括减速器和电机，所述电机的输出轴通过所述减速器与所述车辆制动器的传动部传动连接，所述电机通过所述传动部和所述减速器带动所述摩擦片沿所述车辆的制动盘的轴向方向移动。

本申请第三方面提供一种车辆，其包括车体、制动盘和如第二方面所述的电子机械制动装置，所述电子机械制动装置的钳体件固定连接在所述车体上，所述电子机械制动装置的摩擦片用于夹紧所述制动盘。通过包括电子机械制动装置，可以保证车辆的正常行驶，从而可以提升车辆的安全性。

附图说明

图1为一种电子机械制动装置的结构示意图；

图2为本申请第一种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图；

图3为图2所示实施例的去掉壳体部的弹性件的正视图；

图4为本申请实施例提供的一种碟形弹簧的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的碟形弹簧的上Ⅰ-Ⅳ四点所受的第一种应力示意图；

图6为本申请实施例提供的碟形弹簧的上Ⅰ-Ⅳ四点所受的第二种应力示意图；

图7为碟形弹簧上的最大拉应力点与D/d和h_o/t的关系图；

图8为本申请实施例提供的应力检测件在碟形弹簧上的一种布置示意的剖面图；

图9为本申请实施例提供的应力检测件在碟形弹簧上的另一种布置示意的剖面图；

图10为图8所示实施例的碟形弹簧的俯视图；

图11为图8所示实施例的碟形弹簧的仰视图；

图12为图9所示实施例的碟形弹簧的俯视图；

图13为本申请第二种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图；

图14为本申请第三种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图；

图15为本申请第四种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图。

附图标记说明：

100、车辆制动器；

10、弹性件；

11、簧体部；

12、壳体部；

121、容纳腔体；122、避让槽；123、连接开口；124、穿线开口；

13、可动部；

131、避让缺口；132、过线通孔；133、主体段；1331、第一主体段；1332、第二主体段；134、环形段；

20、应力检测件；21、压应力检测件；22、拉应力检测件；

30、钳体件；

31、固定部；311、制动钳体；

32、传动部；321、丝杠；322、螺母；

40、摩擦片

50、配合部；60、限位部；

71、第一导线；72、第二导线；

200、驱动机构；210、电机；220、减速器；230、控制装置；

300、电子机械制动装置；

400、制动盘。

具体实施方式

本申请实施例提供一种车辆包括车体、车轮、制动盘和电子机械制动装置。制动盘固定连接于车轮。电子机械制动装置固定连接于车辆，电子机械制动装置用于夹紧制动盘以实现车辆制动。

其中，车辆可以是电动车/电动汽车(Electric Vehicle，EV)，或者还可以为纯电动汽车(Pure Electric Vehicle/Battery Electric Vehicle，PEV/BEV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、增程式电动汽车(Range Extended Electric Vehicle，REEV)、插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)、新能源汽车(NewEnergy Vehicle，NEV)等。

图1为一种电子机械制动装置的结构示意图。如图1所示，电子机械制动装置可以包括驱动机构200和车辆制动器100。

本申请实施例中，车辆制动器100可以包括钳体件30和摩擦片40。钳体件30可以包括固定部31和传动部32。固定部31用于与车辆的车体相连接，以将车辆制动器100安装在车体上。

本申请实施例中，驱动机构200可以包括减速器220、电机210和控制装置230。电机210的输出轴通过减速器220与传动部32传动连接。电机210通过减速器220和传动部32与摩擦片40传动连接，电机210通过传动部32和减速器220带动摩擦片40沿车辆的制动盘400的轴向方向移动，使得摩擦片40可以贴近制动盘400以夹紧制动盘400。

控制装置230与电机210电连接，控制装置230能够根据制动信号对电机210实施电流控制，进而可以控制电机210的转速和转角。其中，制动信号可以是驾驶者踩下车辆的制动踏板或按下车辆的电子驻车制动系统(Electrical Park Brake，EPB)按钮。控制装置230接收到制动信号，控制电机210转动，电机210通过传动部32和减速器220带着摩擦片40朝着制动盘400运动，摩擦片40夹紧制动盘400，以实现车辆制动。

在制动过程中，摩擦片40夹紧制动盘400的制动夹紧力的大小与制动效果正相关。例如制动夹紧力越大，那么制动效果越好，车辆速度减速到预定速度所用时间也越小。由于制动夹紧力是由电机210的转动通过传动部32变为直线运动所产生的，制动夹紧力并不是直接产生的，因而夹紧制动盘400的制动夹紧力的大小与制动所需的制动夹紧力可能存在偏差，这就会导致实际的制动夹紧力小于或大于制动所需的制动夹紧力。需要说明的是，偏差的产生可以是传动部32长时间使用而产生磨损、电机210非正常工作、车辆振动等因素导致的。

其中，实际的制动夹紧力小于制动所需的制动夹紧力时，可能出现车辆减速过长、无法使车辆速度降下来等情形。实际的制动夹紧力大于制动所需的制动夹紧力时，可能出现车辆抱死，影响行车安全。因此，如何准确测量制动夹紧力带下、并保证电子机械制动装置300的可靠性成为一个亟待解决的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供一种车辆制动器100、电子机械制动装置以及车辆。

其中，本申请实施例提供的车辆制动器100的摩擦片40夹紧制动盘400时，驱动机构200可以根据当前的制动夹紧力与制动所需的制动夹紧力的偏差调整驱动机构200的驱动力，使得当前的制动夹紧力变为制动所需的制动夹紧力。因此，可以提高制动夹紧力的准确性，能够实现闭环制动控制，进而电子机械制动装置300可以更好地进行制动调节，可以提高电子机械制动装置300的可靠性。

下面对本申请实施例提供的车辆制动器100的实现方式进行阐述。

参见图1所示，本申请实施例提供的车辆制动器100可以包括钳体件30、摩擦片40、弹性件10和应力检测件20。钳体件30可以包括固定部31和传动部32。固定部31用于与车辆的车体相连接，从而车辆制动器100可以安装在车辆的车体上。传动部32用于传动连接摩擦片40和驱动机构200，从而驱动机构200可以通过传动部32带动摩擦片40沿车辆的制动盘400的轴向方向移动，进而摩擦片40可以夹紧车辆的制动盘400，以实现制动。

一种实施例中，摩擦片40的数量为两个，两个摩擦片40沿制动盘400的轴向方向相对设置，一个摩擦片40与钳体件30的固定部31相连接，另一个摩擦片40与钳体件30的传动部32相连接。弹性件10位于另一个摩擦片40和传动部32之间，弹性件10固定于传动部32。在制动过程中，另一个摩擦片40沿制动盘400的轴向方向朝向制动盘400移动使得弹性件10的簧体部11发生形变。应力检测件20固定连接于弹性件10的簧体部11的表面。应力检测件20用于根据弹性件10的簧体部11的形变输出应力检测信号，从而驱动机构200可以根据应力检测信号修整当前的制动夹紧力，可以提高制动夹紧力的准确性。

应力检测件20可以与驱动机构200的控制装置230电连接，应力检测件20将应力检测信号输送给控制装置230。控制装置230根据应力检测信号计算出当前的制动夹紧力、并判断当前的制动夹紧力是否等于制动所需的制动夹紧力。控制装置230根据当前的制动夹紧力与制动所需的制动夹紧力的偏差调整驱动机构200的驱动力，使得当前的制动夹紧力变为制动所需的制动夹紧力。

需要说明的是，根据应力检测信号计算当前的制动夹紧力除了在控制装置230实现外，也可以通过车辆的控制器实现。另外，调整驱动机构200的驱动力也可以通过车辆的控制器实现。因此，根据应力检测信号调整驱动机构200的驱动力的控制器包括但不限于控制装置230、车辆的控制器等。

在制动过程中，驱动机构200通过传动部32带动两个摩擦片40分别沿制动盘400的轴向方向朝着制动盘400移动，直至两个摩擦片40夹紧制动盘400以实现制动。其中，另一个摩擦片40朝着制动盘400移动的过程中，弹性件10的簧体部11会发生形变。

相对应地，应力检测件20会根据簧体部11的形变向驱动机构200的控制装置230发送应力检测信号，控制装置230根据应力检测信号调整驱动机构200的电机210的转速和转角，来调整驱动机构200的驱动力。通过弹性件10和应力检测件20，可以实现闭环制动控制，能够减小当前的制动夹紧力与制动所需的制动夹紧力的偏差，确保制动夹紧力的准确性，由此可以提高电子机械制动装置300的可靠性。

传动部32的作用是将电机210的转动转变为直线运动，因而传动部32可以是滚珠丝杠321、凸轮机构、曲柄滑块机构、曲柄连杆机构等机构，这里不作限制。例如，在一些实施例中，如图1所示，传动部32可以包括螺母322和丝杠321。丝杠321的一端与电机210的输出轴与驱动机构200的减速器220传动连接，丝杠321的另一端靠近另一个摩擦片40并与固定部31传动连接。螺母322套设在丝杆上并与丝杠321螺纹连接，且螺母322位于另一个摩擦片40背离制动盘400的一侧。电机210通过减速器220带动丝杠321转动，丝杠321带动螺母322沿制动盘400的轴向方向移动，螺母322可以远离或靠近另一个摩擦片40，从而螺母322可以推动另一个摩擦片40贴近制动盘400的另一侧。另外，在丝杠321转动的过程中，丝杠321还会通过固定部31带着一个摩擦片40朝着制动盘400移动，直至该摩擦片40贴近制动盘400的一侧。因此，传动部32可以确保两个摩擦片40分别贴近制动盘400的相对两侧，夹紧制动盘400以实现车辆制动。

需要说明的是，螺母322在沿制动盘400的轴向方向移动的过程中，螺母322仅做轴向运动，螺母322不以丝杠321为转轴转动。

由于弹性件10位于另一个摩擦片40和传动部32之间，因此，弹性件10固定连接在螺母322上，从而弹性件10可以随着螺母322一起沿制动盘400的轴向方向移动。

由于摩擦片40的数量为两个时，因而固定部31的作用之一是连接两个摩擦片40中的其中一个，固定部31的作用之二是与车辆的车体连接以将车辆制动器100固定在车辆的车体上。然而，在一些实施例中，摩擦片40的数量也可以是一个，且摩擦片40与传动部32相连接。相对应地，固定部31的作用是与车辆的车体连接以将车辆制动器100固定在车辆的车体上。

对于固定部31的具体结构，这里不作限制。例如，在一些实施例中，如图1所示，固定部31可以包括制动钳体311。制动钳体311的第一端用于与车辆的车体相连接，从而车辆制动器100可以安装在车体上。制动钳体311的第二端与两个摩擦片40中的一个摩擦片40相连接，从而传动部32可以通过制动钳体311带动该摩擦片40朝制动盘400移动。制动钳体311的第三端与传动部32传动连接，从而驱动机构200可以通过传动部32带动两个摩擦片40夹紧制动盘400。

在一些实施例中，固定部31还可以包括固定钳体(图中未示出)。固定钳体的第一端与制动钳体311活动连接，固定钳体的第二端与车辆的车体固定连接。通过固定钳体实现转动钳体311与车体连接，可以简化制动钳体311的结构、减小制动钳体311与车体的安装难度。

两个摩擦片40中的一个摩擦片40与固定部31可以固定连接或活动连接，两个摩擦片40中的另一个摩擦片40可以与传动部32固定连接或活动连接，这里不作限制。

弹性件10的轴线与制动盘400、摩擦片40、传动部32的轴向相平行，这样可以确保摩擦片40和制动盘400之间的制动夹紧力可以作用到簧体部11上并使簧体部11发生形变。

在本申请实施例中，如图1所示，弹性件10位于传动部32和摩擦片40之间。然而，在一些可能的实现方式中，弹性件10也可以设置在摩擦片40和制动盘400之间(图中未示出)。其中，弹性件10可以固定连接于摩擦片40或制动盘400，这里不作限制。

在本申请实施例中，如图1所示，弹性件10的数量为一个，且位于传动部32和摩擦片40之间。然而，在一些可能的实现方式中，弹性件10设置数量也可以为两个(图中未示出)。其中，两个弹性件10分别设置于一个摩擦片40与制动盘400之间、另一个摩擦片40与制动盘400之间。或者，两个弹性件10分别设置于一个摩擦片40与制动盘400之间、另一个摩擦片40与传动部32之间。或者，两个弹性件10位于一个摩擦片40的相对两侧，且两个弹性件10中的其中一个弹性件10位于传动部32和一个摩擦片40之间。

可以理解的是，采用两个弹性件10，可以在其中一个弹性件10损坏时，另一个弹性件10也可以正常工作，仍可以保证应力检测件20输出应力检测信号。另外，还有助于减小根据应力检测信号获得的制动夹紧力的偏差，可以进一步地提高采集到的制动夹紧力的准确性。

需要说明的是，两个弹性件10可以分别对应一个应力检测件20，或者两个弹性件10共用一个应力检测件20，这里不作限制。

图2为本申请第一种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图，图3为图2所示实施例的去掉壳体部的弹性件的正视图。在一种可能的实现方式中，参见图2所示，弹性件10包括簧体部11、壳体部12和可动部13。其中，簧体部11为碟形弹簧。壳体部12具有容纳腔体121和连接开口123。连接开口123与容纳腔体121连通。容纳腔体121用于容纳簧体部11和应力检测件20。

簧体部11沿弹性件10的径向截面包括两个倾斜段，两个倾斜段沿弹性件10的轴线对称。其中，弹性件10的径向截面平行于弹性件10的轴线。簧体部11沿弹性件10的轴向方向包括朝向连接开口123的外表面和朝向容纳腔体121底部的内表面。应力检测件20设置于簧体部11的内表面和外表面，换言之，簧体部11的内表面和外表面均设置有应力检测件20。可动部13用于接受摩擦片40的驱动并穿过连接开口123沿弹性件10的轴线移动。可动部13沿弹性件10的轴线朝向簧体部11移动时带动簧体部11发生形变使得两个倾斜段的倾斜角度减少。其中，弹性件10的轴线平行于碟形弹簧的轴线。

其中，驱动指的是在摩擦片40向可动部13施加一个作用力，使得可动部13能够沿弹性件10的轴线移动，可以促使簧体部11发生形变。需要说明的是，在本申请实施例中，可动部13接收摩擦片40的驱动。然而，在一些实施例中，可动部13也可以接收传动部32或制动盘400的驱动，这取决于弹性件10的布置方式。

需要说明的是，簧体部11除了为碟形弹簧外，也可以是其他形状的弹性体。例如，簧体部11可以为内锥形弹性体、轮辐式弹性体等。

在本申请实施例中，如图2所示，簧体部11和内表面和外表面均设置有应力检测件20。然而，在一些实施例中，应力检测件20也可以单独设置在簧体部11的内表面上。或者，在一些实施例中，应力检测件20可以单独设置在簧体部11的外表面上。

可动部13与壳体部12可活动地连接，以确保制动夹紧力可以促使可动部13沿弹性件10的轴线朝向簧体部11移动，使得簧体部11发生形变。

在一些可能的实现方式中，如图2和图3所示，可动部13朝向簧体部11一端包括两个避让缺口131。避让缺口131用于避让设置于簧体部11的外表面的应力检测件20，从而应力检测件20可以覆盖碟形弹簧的最大压应力点，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在本申请实施例中，对于避让缺口131的形状，这里不作具体限制。例如，避让缺口131可以是半圆形缺口、弧形缺口或矩形缺口等。

避让缺口131的数量包括但不限于两个，例如避让缺口131的数量还可以是一、三、四、五等。其中，可以根据位于簧体部11的外表面上的应力检测件20的数量而定。

在一些可能的实现方式中，如图2所示，容纳腔体121的腔底包括两个避让槽122。避让槽122用于避让设置于簧体部11的内表面的应力检测件20。在簧体部11沿弹性件10的轴向发生形变时，可以避免应力检测件20与容纳腔体121的腔底抵接而导致应力检测件20损坏。

需要说明的是，簧体部11未发生形变时，位于簧体部11的内表面的应力检测件20可以位于避让槽122的上方。簧体部11发生形变时，位于簧体部11的内表面的应力检测件20的部分插设于避让槽122内，可以避免应力检测件20损坏。

避让槽122的数量包括但不限于两个，例如避让槽122的数量还可以是一、三、四、五等。其中，根据位于簧体部11的内表面上的应力检测件20的数量而定。

避让槽122的形状这里不作具体限制，例如避让槽122可以是弧形槽、多边形槽等。

在一些可能的实现方式中，如图2和图3所示，可动部13朝向容纳腔体121的腔壁的表面设置有过线通孔132。过线通孔132用于供与压应力检测件21电连接的第一导线71和/或与拉应力检测件22电连接第二导线72穿过。通过该过线通孔132，可以确保应力检测件20输出应力检测信号。过线通孔132的数量为至少一个，这里不作限制。例如图2所示，过线通孔132的数量为两个。

在一些实施例中，当可动部13具有避让缺口131时，采用避让缺口131供第一导线71和/或第二导线72穿过也可以，从而无需设置过线通孔132。

在一些可能的实现方式中，如图2所示，可动部13可以包括主体段133和环绕弹性件10的轴线且为中空结构的环形段134。环形段134的一端与主体段133固定连接，环形段134的另一端与簧体部11的顶端接触。采用这样结构的可动部13，可以简化可动部13的复杂结构。

主体段133的形状可以根据连接开口123的形状而定，这里不作限制。例如连接开口123为圆形开口时，主体段133可以为圆柱形。

继续参考图2，主体段133可以包括弹性件10的轴向层叠的第一主体段1331的第二主体段1332。第一主体段1331位于第二主体段1332的上方，且第一主体段1331与第二主体段1332共同限定出台阶面。第二主体段1332与环形段134固定连接。第一主体段1331用于与摩擦片40抵触，从而制动夹紧力使得可动部13移动，第二主体段1332可以使簧体部11可以发生形变。

可以理解的是，上述内容中的过线通孔132和避让缺口131中的至少一个设置在环形段134上。

在一些可能的实现方式中，如图2所示，壳体部12还具有穿线开口124，穿线开口124与容纳腔体121连通。穿线开口124用于供第一导线71和第二导线72穿过，保证可以输出应力检测信号。

在一些可能的实现方式中，壳体部12固定于传动部32，可动部13朝向摩擦片40。如此设置，可动部13能够接收摩擦片40的驱动，以使簧体部11发生形变。

然而，壳体部12和可动部13除了如此设置外。在一些实施例中，壳体部12也可以固定于摩擦片40，且可动部13朝向传动部32。或者，在另一些实施例中，弹性件10位于制动盘400和摩擦片40之间，那么弹性件10的壳体部12固定于摩擦片40，弹性件10的可动部13朝向制动盘400。或者，弹性件10的壳体部12固定于制动盘400，弹性件10的可动部13朝向摩擦片40。

由于可动部13可活动地安装在连接开口123内，为了避免可动部13从连接开口123内脱落。在一些可能的实现方式中，可以在壳体部12和可动部13之间设置限位结构。在簧体部11未发生形变时，限位结构可以确保可动部13不从连接开口123内脱落。

在一些实施例中，如图2所示，限位结构可以包括配合部50和限位部60。连接开口123的内壁限定出限位部60。可动部13的外壁限定出配合部50。在簧体部11未发生形变时，通过配合部50和限位部60配合，可以保证簧体部11与可动部13接触，避免可动部13从连接开口123内脱落。

继续参考图2，配合部50可以为环绕可动部13的第一台阶面，限位部60可以为环绕连接开口123的轴线的第二台阶面。通过第一台阶面和第二台阶面相互抵接，可以保证可动部13不从连接开口123脱落。

在一些可能的实现方式中，如图2所示，应力检测件20可以包括拉应力检测件22和压应力检测件21。拉应力检测件22位于簧体部11的内表面且用于在簧体部11发生形变时输出拉应力检测信号。压应力检测件21位于簧体部11的外表面且用于在簧体部11发生形变时输出压应力检测信号。通过拉应力检测件22和压应力检测件21，可以根据拉应力和压应力的应变差来计算制动夹紧力，有助于提高制动夹紧力的准确性。

压应力检测件21可以为电阻应变片，且电阻应变片位于簧体部11的外表面并与簧体部11粘接。

拉应力检测件22可以为电阻应变片，且电阻应变片位于簧体部11的内表面并与簧体部11粘接。

当压应力检测件21和拉应力检测件22均为电阻应变片时，可以根据电阻应变片的数量构成不同结构的检测电路，以得到应变差。例如，在一些实施例中，压应力检测件21和拉应力件侧件均为两个，且压应力检测件21和拉应力检测件22均为电阻应变片，四个电阻应变片可以共同构成一个惠斯通电桥。

其中，惠斯通电路的原理：R1、R2、R3、R4为四个贴在碟形弹簧阻值相等的电阻，激励电压为Vs，输出电压为Vo。输出电压与激励电压的关系为：Vo＝Vs(R1/(R1+R2)-R4/(R3+R4))，不受力状态下，Vo＝0。受力状况下，该等式化简得Vo＝k/4Vs(ε₁-ε₂+ε₃-ε₄)，其中k为应变片的系数，ε为应变，拉应变为正，压应变为负。

需要说明的是，应力检测件20除了包括拉应力检测件22和压应力检测件21这种两种应力检测件20外。在一些实施例中，所有的应力检测件20均可以是拉应力检测件22。或者，在一些实施例中，所有的应力检测件20均可以是压应力检测件21。因此，除了通过应变差获得制动夹紧力外，也可以根据拉应力或压应力获得制动夹紧力。

在一些可能的实现方式中，如图2所示，应力检测件20可以包括两组检测件。每组检测件包括一个拉应力检测件22和一个压应力检测件21。每组检测件的压应力检测件21和拉应力检测件22分别设置于簧体部11的外表面和内表面。每组检测件的压应力检测件21和拉应力检测件22相层叠。如此设置，压应力检测件21和拉应力检测件22可以构成一个惠斯通电桥，可以根据应变差计算出制动夹紧力的大小，有助于提高制动夹紧力的准确性。

由于每组检测件的拉应力检测件22和压应力检测件21层叠，从而每组检测件的拉应力检测件22和压应力检测位于簧体部11的同一位置的相对两侧，可以采集同一位置处的拉应力和压应力，有助于提高制动夹紧力的准确性。

检测件的数量除了为两组外，检测件的数量也可以是一、三、四、五、两等，这里不作限制。其中，可以根据检测电路的种类而定。比如检测电路为惠斯通电桥时，惠斯通电桥可以包括4-8个应力检测件20，即惠斯通电桥可以包括2-4组检测件。

需要说明的是，每组检测件的压应力检测件21和拉应力检测件22除了沿簧体部11的轴线相层叠外。在一些实施例中，每组检测件的压应力检测件21和拉应力检测件22也可以沿簧体部11的径向方向相间隔(例如图9所示)，也有助于提高制动夹紧力的准确性。

在一些可能的实现方式中，簧体部11的外表面和内表面为环形(例如图10和图11所示)。两个拉应力检测件22沿簧体部11内表面的周向间隔设置。两个压应力检测件21沿簧体部11外表面的周向间隔设置。如此设置，有助于提高制动夹紧力的准确性。

可以理解的是，当检测件的数量为两组以上时，拉应力检测件22和压应力检测件21的数量都为至少两个。其中，至少两个拉应力检测件22沿簧体部11的内表面的周向间隔设置，至少两个压应力检测件21沿簧体部11的外表面间隔设置。

在本申请实施例中，由于簧体部11为碟形弹簧，可以利用碟形弹簧独特的应变特性，可以得到较大的应变片差，从而可以得到灵敏度高的测量结果。另外，碟形弹簧还具有加工成本低，可以减小弹性件10的成本，进而可以减小车辆制动器100的成本。

除此之外，由于碟形弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸较大，能够在很小的变形条件下，承受变化范围很大的轴向载荷。碟形弹簧的单位体积的变性能较大，具有较好的缓冲吸振能力。因此，碟形弹簧使得弹性件10适合轴向空间小、径向空间大而载荷大的场景。因而在车辆制动器100中，传动部32与摩擦片40在制动盘400的轴向方向上的间距较小，因而弹性件10可以不受传动部32与摩擦片40之间的轴向间距的限制。

车辆制动时，制动夹紧力会使得碟形弹簧被压缩。碟形弹簧的内径变小，受到压应力。碟形弹簧的外径变大，受到拉应力。为了得到较大的应变差，以获得精准的测量结果，需要将压应力检测件21贴在碟形弹簧的最大压应力点，将拉应力检测件22贴在碟形弹簧的最大拉应力点。

下面阐述如何确定碟形弹簧的最大压应力点和最大拉应力点。

图4为本申请实施例提供的一种碟形弹簧的结构示意图。如图4所示，经过分析，最大压应力点可能是碟形弹簧的外表面上的I点或IV点，最大拉应力点可能是碟形弹簧的内表面上的Ⅱ点或者Ⅲ点，具体可以通过以下公式计算Ⅰ-Ⅳ四点所受的应力。

其中，σ_I为I点的应力，σ_II为Ⅱ点的应力，σ_III为Ⅲ点的应力，σ_IV为IV点的应力。C为碟形弹簧的外径与内径的比值，C＝D/d，D为碟形弹簧的外径，d为碟形弹簧的内径。μ为泊松比。需要说明的是，计算应力时，结果为正值时是拉应力，负值时是压应力。

下面为参数K₁、K₂、K₃、K₄、C₁和C₂的计算公式。

/>

参数K₁、K₂、K₃的值除了通过上述的计算公式外，也可以根据C＝D/d从表1中查取。

表1为参数K₁、K₂、K₃的取值。

C＝D/d	1.90	1.92	1.94	1.96	1.98	2.00	2.02	2.04
									K1	0.672	0.677	0.682	0.686	0.690	0.694	0.698	0.702
K2	1.197	1.201	1.206	1.211	1.215	1.220	1.224	1.229
									K3	1.339	1.347	1.355	1.362	1.370	1.378	1.385	1.393

对于参数K₄，当碟形弹簧为无支承面弹簧时，K₄＝1。当碟形弹簧为有支承面弹簧时，按上述内容中的计算公式进行计算。为了使上述内容中的公式能适用于有支承面的碟簧，需要将其厚度的计算值按照表2减薄，然后以减薄后的厚度t′替代t和以h′₀＝H₀′-t′代替h₀。

表2为有支承面碟簧的厚度减薄量。

系列	A	B	C
				t′/t	0.94	0.94	0.96

图5为本申请实施例提供的碟形弹簧的上Ⅰ-Ⅳ四点所受的第一种应力示意图，图6为本申请实施例提供的碟形弹簧的上Ⅰ-Ⅳ四点所受的第二种应力示意图。通过上述最大拉应力和最大压应力的计算，如图5和图6所示，无论最大拉应力在在Ⅱ点或者Ⅲ点，最大压应力始终在I点。如图5或图6所示，可知最大拉应力在Ⅱ点或者Ⅲ点，取决于c＝D/d和h_o/t。h_o/t为碟形弹簧被压平时的变形量与碟形弹簧的厚度之比。图7为碟形弹簧上的最大拉应力点与D/d和h_o/t的关系图。参考图7，可以根据不同碟形弹簧的具体尺寸，确定出最大拉应力点是Ⅱ点或者Ⅲ点。

因此，将压应力检测件21贴在最大压应力点，将拉应力检测件22贴在最大拉应力点，可以使应变差达到最大，有助于提高制动夹紧力的准确性。

图8为本申请实施例提供的应力检测件在碟形弹簧上的一种布置示意的剖面图，图9为本申请实施例提供的应力检测件在碟形弹簧上的另一种布置示意的剖面图，图10为图8所示实施例的碟形弹簧的俯视图，图11为图8所示实施例的碟形弹簧的仰视图，图12为图9所示实施例的碟形弹簧的俯视图。

由于碟形弹簧上的所有I点构成一个位于碟形弹簧的外表面的内径边缘的圆环。同理，碟形弹簧上的所有Ⅱ点或者Ⅲ点也构成一个位于碟形弹簧的内表面的内径边缘或外径边缘的圆环。因此，如图8和图10所示，压应力检测件21位于碟形弹簧的外表面靠近内径边缘的部分。如图8和图11所示，拉应力检测件22位于碟形弹簧的内表面靠近内径边缘的部分。或者，如图9和图12所示，拉应力检测件22位于碟形弹簧的内表面靠近外径边缘的部分。

需要说明的是，压应力检测件21粘贴在碟形弹簧的外表面上时，可以覆盖碟形弹簧的最大压应力点(例如图10所示，压应力检测件21覆盖Ⅰ点)，或者不覆盖最大压应力点。其中，压应力检测件21覆盖最大压应力点时，可以进一步地提高应变差，有助于提高制动夹紧力的准确性。同理可得，拉应力检测件22粘贴在碟形弹簧的内表面上时，可以覆盖碟形弹簧的最大拉应力点(如图11所示，拉应力检测件22覆盖Ⅱ点)，或者不覆盖最大拉应力点。中，拉应力检测件22覆盖最大压应力点时，可以进一步地提高应变差，有助于提高制动夹紧力的准确性。

在上述内容中，容纳腔体121的腔底包括避让槽122。然而，当簧体部11的最大形变量较小且拉应力检测件22位于碟形弹簧的内表面靠近内径边缘的部分时，也可以去掉避让槽122，例如图13所示。其中，图13为本申请第二种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图。

由于簧体部11的最大形变量较小，从而在簧体部11的形变量达到最大形变量时，簧体部11的内表面靠近内径边缘的部分与容纳腔体121的腔底之间的间距大于拉应力检测件22的厚度。因此，拉应力检测件22不会与容纳腔体121的腔底接触，拉应力检测件22不会损坏，因而可以不用设置避让槽122。

在上述内容中，可动部13上设置有避让缺口131，以使压应力检测件21可以覆盖最大压应力点。然而，压应力检测件21也可以无需覆盖最大压应力点，相对应地，可动部13上无需设置避让缺口131。图14为本申请第三种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面。例如图14所示，压应力检测件21位于可动部13朝向容纳腔体121的腔壁的侧面侧。

可以理解的是，压应力检测件21与最大应应力点之间的间距应尽可能的小，可以提高应变差。例如，在一些实施中，压应力检测件21与可动部13接触，且压应力检测件21与碟形弹簧固定连接。

图15为本申请第四种实施例提供的弹性件与应力检测件配合的剖面图。图15与图2的区别在于，拉应力检测件22位于簧体部11的内表面靠近外径边缘的部分，拉应力检测件22的部分伸入避让槽122内。在簧体部11的径向方向上，每组的拉应力检测件22和压应力检测件21间隔设置。由于簧体部11的内表面靠近外径边缘的部分与容纳腔体121的腔底之间的间距较小，避让槽122可以避让拉应力检测件22，以确保簧体部11正常形变以及避免拉应力检测件22损坏。

需要说明的是，拉应力检测件22可以不覆盖最大拉应力点(如图15所示，拉应力检测件22不覆盖Ⅲ点)。或者，避让槽122沿簧体部11的径向方向朝着容纳腔体121的腔壁延伸(图中未示出)，使得拉应力检测件22可以覆盖最大拉应力点(拉应力检测件22覆盖Ⅲ点)。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

Claims (15)

1.一种车辆制动器，其特征在于，包括钳体件、摩擦片、弹性件和应力检测件，其中：

所述钳体件包括固定部和传动部，所述固定部用于与所述车辆的车体相连接，所述传动部用于传动连接所述摩擦片和驱动机构，所述驱动机构通过所述传动部带动所述摩擦片沿所述车辆的制动盘的轴向方向移动；

所述弹性件位于所述摩擦片的一侧，所述摩擦片沿所述制动盘的轴向方向朝向所述制动盘移动使得所述弹性件的簧体部发生形变；

所述应力检测件固定连接于所述弹性件的簧体部的表面，所述应力检测件用于根据所述弹性件的簧体部的形变输出应力检测信号。

2.根据权利要求1所述的车辆制动器，其特征在于，所述弹性件的轴线与所述制动盘、所述摩擦片、所述传动部的轴向相平行，所述弹性件设置于所述摩擦片与所述传动部之间、或者所述弹性件设置于所述摩擦片与所述制动盘之间。

3.根据权利要求1-2任一项所述的车辆制动器，其特征在于，所述摩擦片的数量为两个，两个所述摩擦片沿所述制动盘的轴向方向相对设置，一个所述摩擦片与所述钳体件的所述固定部相连接，另一个所述摩擦片与所述钳体件的所述传动部相连接，所述弹性件设置数量为两个，其中：

两个所述弹性件分别设置于一个所述摩擦片与所述制动盘之间、另一个所述摩擦片与所述制动盘之间；或，

两个所述弹性件分别设置于一个所述摩擦片与所述制动盘之间、另一个所述摩擦片与所述传动部之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆制动器，其特征在于，所述弹性件还包括壳体部和可动部，所述簧体部为碟形弹簧，其中：

所述壳体部具有容纳腔体和连接开口，所述连接开口与所述容纳腔体连通，所述容纳腔体用于容纳所述簧体部和所述应力检测件，所述簧体部沿所述弹性件的径向截面包括两个倾斜段，两个所述倾斜段沿所述弹性件的轴线对称，所述簧体部沿所述弹性件的轴向方向包括朝向所述连接开口的外表面和朝向所述容纳腔体底部的内表面，所述应力检测件设置于所述簧体部的内表面和外表面中的至少一个；

所述可动部用于接受所述摩擦片、所述制动盘和所述传动部中的其中一个的驱动并穿过所述连接开口沿所述弹性件的轴线移动，所述可动部沿所述弹性件的轴线朝向所述簧体部移动时带动所述簧体部发生形变使得两个所述倾斜段的倾斜角度减少。

5.根据权利要求4所述的车辆制动器，其特征在于，所述可动部朝向所述簧体部一端包括至少一个避让缺口，所述避让缺口用于避让设置于所述簧体部的外表面的应力检测件。

6.根据权利要求4所述的车辆制动器，其特征在于，所述容纳腔体的腔底包括至少一个避让槽，所述避让槽用于避让设置于所述簧体部的内表面的所述应力检测件。

7.根据权利要求4所述的车辆制动器，其特征在于，所述弹性件的壳体部固定于所述摩擦片，所述弹性件的可动部朝向所述制动盘；或者，

所述弹性件的壳体部固定于所述制动盘，所述弹性件的可动部朝向所述摩擦片；或者，

所述弹性件的壳体部固定于所述传动部，所述弹性件的可动部朝向所述摩擦片；或者，

所述弹性件的壳体部固定于所述摩擦片，所述弹性件的可动部朝向所述传动部。

8.根据权利要求1-3任一项所述的车辆制动器，其特征在于，所述簧体部沿所述弹性件的轴向方向包括外表面和内表面，所述应力检测件包括拉应力检测件和压应力检测件中的至少一种，所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面且用于在所述簧体部发生形变时输出拉应力检测信号，所述压应力检测件位于所述簧体部的外表面且用于在所述簧体部发生形变时输出压应力检测信号。

9.根据权利要求8所述的车辆制动器，其特征在于，所述应力检测件包括至少一组检测件，每组检测件包括一个拉应力检测件和一个压应力检测，每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件分别设置于所述簧体部的外表面和内表面，其中：

每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件相层叠；或者，

每组所述检测件的所述压应力检测件和所述拉应力检测件相间隔。

10.根据权利要求8所述的车辆制动器，其特征在于，所述簧体部的外表面和内表面为环形，所述应力检测件包括至少两组检测件，每组检测件包括一个拉应力检测件和一个压应力检测，其中：

所述至少两个拉应力检测件沿所述簧体部内表面的周向间隔设置，所述至少两个压应力检测件沿所述簧体部外表面的周向间隔设置。

11.根据权利要求10所述的车辆制动器，其特征在于，所述压应力检测件位于所述簧体部的外表面靠近内径边缘的部分；所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面靠近内径边缘的部分，或者，所述拉应力检测件位于所述簧体部的内表面靠近外径边缘的部分。

12.根据权利要求10所述的车辆制动器，其特征在于，所述压应力检测件或所述拉应力检测件中的至少一个用于向所述驱动机构的控制装置输出所述应力检测信号。

13.一种电子机械制动装置，其特征在于，包括驱动机构和如权利要求1至12任一项所述的车辆制动器，所述驱动机构通过所述车辆制动器的传动部与所述车辆制动器的摩擦片传动连接。

14.根据权利要求13所述的电子机械制动装置，其特征在于，所述驱动机构包括减速器和电机，所述电机的输出轴通过所述减速器与所述车辆制动器的传动部传动连接，所述电机通过所述传动部和所述减速器带动所述摩擦片沿车辆的制动盘的轴向方向移动。

15.一种车辆，其特征在于，包括车体、制动盘和如权利要求13或14所述的电子机械制动装置，所述电子机械制动装置的钳体件固定连接在所述车体上，所述电子机械制动装置的摩擦片用于夹紧所述制动盘。

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