CN116424292A - 用于电子机械制动系统的驻车制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其包括壳体、电机、电磁铁组件、棘轮和棘爪，电机固定在壳体的一侧面，且电机的轴穿过壳体至壳体的另一侧面，棘轮压装在电机的轴上，电磁铁组件固定在壳体的另一侧面上；棘爪的一端部与电磁铁组件连接，另一端部与一棘爪固定轴转动连接，棘爪固定轴压装在壳体的另一侧面；当车辆驻车时，电磁铁组件接收驻车信号指令，驱动棘爪转动，使得棘爪与棘轮锁紧，实现驻车制动。本发明进一步完善了EMB的产品结构，提升了汽车制动的安全性能，对EMB产品的竞争力有较大的提升。所述驻车制动装置结构简单，工艺简洁，与传统的电磁制动器相比，更好的节约了生产成本。

Description

用于电子机械制动系统的驻车制动装置

技术领域

本发明涉及汽车制动系统领域，特别涉及一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置。

背景技术

在现有技术中，汽车制动系统随着行业发展和技术改进，从最初的皮革摩擦制动，到后来的鼓式、盘式制动器、再到后来机械式电控ABS制动系统、随着电控技术的发展又出现了模拟电子ABS制动系统、ESC(车身电子稳定控制系统)、EPB(电子驻车制动系统)。

近年来随着电动汽车的普及，国内外又兴起了对车辆线控系统的研究，线控制动就是用精确的电子传感器和电子执行元件代替传统的制动系统，帮助车辆助力制动、回收能量，实现制动失效保护等，其弥补了传统液压制动在真空源失效情况下的制动缺陷。

线控制动可以分为电子机械线控制动EMB和电子液压线控制动EHB两种。其中，电子液压线控制动EHB保留了传统的液压工作模式，按是否与ABS/ESC集成而分为One-box和Two-box方案。电子液压线控制动EHB的制动踏板不再与制动轮缸直接相连，而是采用的是电子刹车踏板，即刹车踏板与制动系统并无刚性连接，也无液压连接(如果有也只是作为备用系统)，而是仅仅连接着一个制动踏板传感器，用于给ECU输入一个踏板位置信号。

然而，电子机械线控制动EMB与电子液压线控制动EHB不同，它不是在传统液压制动系统上发展而来，而是与传统的制动系统有着极大的差别，完全抛弃了液压装置使用电子机械系统替代，其能量源只需要电能，因此执行和控制机构需要完全的重新设计。也就是说，电子机械线控制动EMB取消了使用一百多年的刹车液压管路，采用电机驱动传动机构直接给制动盘施加制动力。这个原理有点像电子手刹，但是与电子手刹最大的不同是它需要能够产生足够大的制动力并且制动线性要高度可调，响应要非常迅速。

在电子机械线控制动EMB系统中，所有液压装置(包括主缸、液压管路、助力装置等)均被电子机械系统替代，ABS、ESC、EPB也被电机驱动装置取代。电子机械线控制动EMB系统的ECU通过制动器踏板传感器信号以及车速等车辆状态信号，驱动和控制执行机构的电机来产生所需的制动力。

电子机械线控制动EMB系统中由于需要较大的制动力，而整车空间较小，现有的EMB结构无自锁装置，在车辆驻车时无法进行制动。

有鉴于此，本发明申请人设计了一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电子机械线控制动EMB系统中，车辆在驻车时无法进行制动的缺陷，提供一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特点在于，所述驻车制动装置包括壳体、电机、电磁铁组件、棘轮和棘爪，所述电机固定在所述壳体的一侧面，且所述电机的轴穿过所述壳体至所述壳体的另一侧面，所述棘轮压装在所述电机的轴上，所述电磁铁组件固定在所述壳体的另一侧面上；

所述棘爪的一端部与所述电磁铁组件连接，另一端部与一棘爪固定轴转动连接，所述棘爪固定轴压装在所述壳体的另一侧面；

当车辆驻车时，所述电磁铁组件接收驻车信号指令，驱动所述棘爪转动，使得所述棘爪与所述棘轮锁紧，实现驻车制动。

根据本发明的一个实施例，所述驻车制动装置还包括电机齿轮，所述电机齿轮压装在所述电机的轴上，位于所述棘轮的上方。

根据本发明的一个实施例，所述电磁铁组件包括芯棒、支架组件、弹性件、定铁芯和动铁芯，所述支架组件内设置有一轴向贯通的安装孔，所述定铁芯安装在所述安装孔内的一端部；

所述芯棒的一端部穿过所述定铁芯设置在所述安装孔内，所述动铁芯安装在所述安装孔的另一端部，且所述动铁芯与所述芯棒的另一端部连接，所述弹性件安装在所述芯棒上，且所述弹性件的两端分别与所述定铁芯和所述动铁芯相抵；所述芯棒的另一端部与所述棘爪的一端部连接。

根据本发明的一个实施例，所述支架组件包括第一支架、第二支架和绕线骨架，所述绕线骨架安装在所述第一支架和所述第二支架之间，所述绕线骨架上绕设有线圈，所述线圈环绕所述安装孔。

根据本发明的一个实施例，所述定铁芯内设置有一定位孔，所述弹性件安装在所述定位孔内。

根据本发明的一个实施例，所述弹性件采用弹簧。

根据本发明的一个实施例，所述第二支架上设置有接线端子，所述接线端子通过线束与电子控制单元连接。

根据本发明的一个实施例，所述棘爪的一端部的侧部设置有第一连接孔，通过所述第一连接孔与所述芯棒的另一端部连接，所述棘爪的另一端部上设置有棘爪定位孔，通过所述棘爪定位孔安装在所述棘爪固定轴上；

所述棘爪上还设置有一棘爪卡爪，所述棘爪卡爪与所述棘轮相互匹配。

根据本发明的一个实施例，所述棘爪的一端部的上部设置有第二连接孔，所述芯棒的另一端部开设有第三连接孔，通过所述第二连接孔和所述第三连接孔用开口销进行连接。

根据本发明的一个实施例，所述棘轮上设置有棘轮定位孔，所述棘轮的外周设置有连续的齿形部，所述棘爪卡爪落在所述齿形部内时形成单边自锁。

本发明的积极进步效果在于：

本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置，进一步完善了EMB的产品结构，提升了汽车制动的安全性能，对EMB产品的竞争力有较大的提升。

所述驻车制动装置结构简单，工艺简洁，与传统的电磁制动器相比，更好的节约了生产成本。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置的立体图。

图2为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置中电磁铁组件的剖视图。

图3为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置中棘爪的结构示意图。

图4为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置中棘轮的结构示意图。

图5为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置在电磁铁通电时的工作示意图。

图6为本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置在电磁铁断电时的工作示意图。

【附图标记】

壳体 10

电机 20

电磁铁组件 30

棘轮 40

棘爪 50

棘爪固定轴 60

电机齿轮 70

芯棒 31

支架组件 32

弹性件 33

定铁芯 34

动铁芯 35

定位孔 341

第一支架 321

第二支架 322

绕线骨架 323

线圈 324

接线端子 325

安装孔 326

衬套 342

第一连接孔 51

棘爪定位孔 52

棘爪卡爪 53

第二连接孔 54

开口销 55

挡圈 90

棘轮定位孔 41

齿形部 42

固定件 80

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

如图1所示，本发明公开了一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其包括壳体10、电机20、电磁铁组件30、棘轮40和棘爪50。其中，电机20固定在壳体10的一侧面，且电机20的轴穿过壳体10至壳体10的另一侧面，棘轮40压装在电机20的轴上，电磁铁组件30固定在壳体10的另一侧面上。棘爪50的一端部与电磁铁组件30连接，另一端部与一棘爪固定轴60转动连接，棘爪固定轴60压装在壳体10的另一侧面。

当车辆驻车时，电磁铁组件30接收驻车信号指令，驱动棘爪50转动，使得棘爪50与棘轮40锁紧，实现驻车制动。

所述驻车制动装置还包括电机齿轮70，将电机齿轮70压装在电机20的轴上，位于棘轮40的上方。

如图2所示，电磁铁组件30优选地包括芯棒31、支架组件32、弹性件33、定铁芯34和动铁芯35。在支架组件32内设置有一轴向贯通的安装孔326，定铁芯34安装在安装孔326内的一端部，将芯棒31的一端部穿过定铁芯34设置在安装孔326内，动铁芯35安装在安装孔326的另一端部，且动铁芯35与芯棒31的另一端部连接，弹性件33安装在芯棒31上。

同时，弹性件33的两端分别与定铁芯34和动铁芯35相抵。芯棒31的另一端部与棘爪50的一端部连接。这里的弹性件33优选地采用弹簧。当然，此处仅为举例，弹性件33主要起到对动铁芯35提供预压力和回弹力的作用。其他具有弹性的部件均在本申请的保护范围内。

为了弹性件33安装定位，可以在定铁芯34内设置有一定位孔341，将弹性件安装在定位孔341内。这种结构可以实现对弹性件33的安装进行定位。进一步地，在定位孔341内还可以设置一衬套342，弹性件33的一端部与衬套342相抵。

此处，支架组件32可以优选地包括第一支架321、第二支架322和绕线骨架323，将绕线骨架323安装在第一支架321和第二支架322之间，绕线骨架323上绕设有线圈324，使得线圈324环绕安装孔326。在第二支架322上设置有接线端子325，接线端子325通过线束与整车ECU连接。

如图3所示，棘爪50优选地设置为长杆型。棘爪50的一端部的侧部设置有第一连接孔51，通过第一连接孔51与芯棒31的另一端部连接，棘爪50的另一端部上设置有棘爪定位孔52，通过棘爪定位孔52安装在棘爪固定轴60上。

进一步地，在棘爪50上还设置有一棘爪卡爪53，使得棘爪卡爪53与棘轮40相互匹配。

另外，在棘爪50的一端部的上部还设置有第二连接孔54，在芯棒31的另一端部开设有第三连接孔(图中未示)，这样通过第二连接孔54和所述第三连接孔用开口销55进行连接。

棘爪定位孔52定位于棘爪固定轴60上，轴向用异形挡圈90定位。棘爪U形孔(即第一连接孔51)与电磁体组件30相连，轴向通过棘爪U形孔(即第二连接孔54)装配开口销55，让棘爪40和电磁体组件30固连。

当棘爪卡爪53落在棘轮40的齿形槽中具有单边自锁功能。当机构开始单边自锁工作时，棘爪卡爪53受到较大的压力不能断裂，棘爪卡爪53部位需要专门进行热处理提高硬度。

如图4所示，本实施例中设置的棘轮40呈圆环形，在棘轮40的中间设置有棘轮定位孔41。棘轮40通过棘轮定位孔41压装在电机20的轴上。在棘轮40的外周设置有均布的齿形部42。当棘爪卡爪53落在齿形部42内时形成单边自锁。

棘轮40的棘轮定位孔41用于棘轮40装配到电机20的轴上，棘轮40的外径有多个相同的齿形部42。当棘爪卡爪53落在棘轮40的齿形部42的槽中具有单边自锁功能。当机构开始单边自锁工作时，棘轮40的齿形部42受到较大的压力不能断裂，棘轮40的齿形部42的部位需要进行热处理来提高棘轮齿形部42的硬度。

如上述结构描述，芯棒31的一端部和动铁芯35设置为过盈配合连接，芯棒31的另一端部通过第三连接孔和棘爪50的一端部的第二连接孔54对准，用开口销55连接。第一支架321的孔可用固定件80(例如固定螺钉)对电磁体组件30安装于壳体10上，通过孔轴配合固定定铁芯34。定铁芯34可以为弹性件33(例如弹簧)的安装进行定位，绕线骨架323用于线圈324的绕制和定位。弹性件33(例如弹簧)安装时会进行预压，接线端子325通过线束与ECU(电子控制单元)相连。动铁芯35和第二支架322、芯棒31过盈连接，第二支架322定位孔可用固定件80(例如固定螺钉)对电磁体组件30安装于壳体10上。

本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置中，电机齿轮70通过定位孔压装在电机20的轴上进行安装固定，棘轮40通过定位孔压装在在电机20的轴上进行安装固定。电磁铁组件30整体通过多个固定件80(例如固定螺钉)装配在壳体10上，电磁铁组件30通过芯棒31的孔和棘爪40的U形孔用开口销55进行连接。

棘爪固定轴60通过过盈压装在壳体10的定位孔进行固定，棘爪40的一端通过开口销55和电磁体组件30连接，另外一端通过定位孔和棘爪固定轴60间隙配合，棘爪40的轴向运动由挡圈90限制固定。

如图5所示，车辆行车时，电磁铁组件处于通电状态，，整车ECU(电子控制单元)将行车信号指令发给电磁铁组件30，电磁铁组件30的接线端子325通电，内置的线圈324通电产生磁力，使定铁芯34和动铁芯35产生磁化具有磁力。定铁芯34的磁力吸附动铁芯35，该磁力克服弹性件33(例如弹簧)的预压力，使定铁芯34带着芯棒31一起向推动棘爪卡爪53离开棘轮40的齿形槽。踏板位移传感器将制动信号传给整车ECU时，整车ECU控制电机20带动电机齿轮70转动，电机齿轮70传递力给齿轮机构，齿轮机构推动丝杠进行行车制动。行车制动时，面对电机轴方向，电机按图示箭头转动。

如图6所示，车辆驻车时，电磁铁组件处于断电状态，整车ECU将驻车信号指令发给电磁铁组件30，电磁铁组30的接线端子325断电，使内置的定铁芯34和动铁芯35断电无磁力。动铁芯35和芯棒31带动棘爪50在弹性件33(例如弹簧)的预压力作用下复位，从而使得棘爪50落在棘轮40的齿形槽中进行驻车制动，防止电机20的反转。车辆驻车时，面对电机轴方向，防止电机按图示箭头转动，避免车辆斜坡溜车造成安全事故。

综上所述，本发明用于电子机械制动系统的驻车制动装置，结构简单，工艺简洁，与传统的电磁制动器相比，更好的节约了生产成本。进一步完善了EMB的产品结构，提升了汽车制动的安全性能，对EMB产品的竞争力有较大的提升。

所述驻车制动装置结构简单，工艺简洁，与传统的电磁制动器相比，更好的节约了生产成本。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述驻车制动装置包括壳体、电机、电磁铁组件、棘轮和棘爪，所述电机固定在所述壳体的一侧面，且所述电机的轴穿过所述壳体至所述壳体的另一侧面，所述棘轮压装在所述电机的轴上，所述电磁铁组件固定在所述壳体的另一侧面上；

所述棘爪的一端部与所述电磁铁组件连接，另一端部与一棘爪固定轴转动连接，所述棘爪固定轴压装在所述壳体的另一侧面；

当车辆驻车时，所述电磁铁组件接收驻车信号指令，驱动所述棘爪转动，使得所述棘爪与所述棘轮锁紧，实现驻车制动。

2.如权利要求1所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述驻车制动装置还包括电机齿轮，所述电机齿轮压装在所述电机的轴上，位于所述棘轮的上方。

3.如权利要求1所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述电磁铁组件包括芯棒、支架组件、弹性件、定铁芯和动铁芯，所述支架组件内设置有一轴向贯通的安装孔，所述定铁芯安装在所述安装孔内的一端部；

所述芯棒的一端部穿过所述定铁芯设置在所述安装孔内，所述动铁芯安装在所述安装孔的另一端部，且所述动铁芯与所述芯棒的另一端部连接，所述弹性件安装在所述芯棒上，且所述弹性件的两端分别与所述定铁芯和所述动铁芯相抵；所述芯棒的另一端部与所述棘爪的一端部连接。

4.如权利要求3所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述支架组件包括第一支架、第二支架和绕线骨架，所述绕线骨架安装在所述第一支架和所述第二支架之间，所述绕线骨架上绕设有线圈，所述线圈环绕所述安装孔。

5.如权利要求3所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述定铁芯内设置有一定位孔，所述弹性件安装在所述定位孔内。

6.如权利要求3所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述弹性件采用弹簧。

7.如权利要求4所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述第二支架上设置有接线端子，所述接线端子通过线束与电子控制单元连接。

8.如权利要求3所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述棘爪的一端部的侧部设置有第一连接孔，通过所述第一连接孔与所述芯棒的另一端部连接，所述棘爪的另一端部上设置有棘爪定位孔，通过所述棘爪定位孔安装在所述棘爪固定轴上；

所述棘爪上还设置有一棘爪卡爪，所述棘爪卡爪与所述棘轮相互匹配。

9.如权利要求8所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述棘爪的一端部的上部设置有第二连接孔，所述芯棒的另一端部开设有第三连接孔，通过所述第二连接孔和所述第三连接孔用开口销进行连接。

10.如权利要求1所述的用于电子机械制动系统的驻车制动装置，其特征在于，所述棘轮上设置有棘轮定位孔，所述棘轮的外周设置有连续的齿形部，所述棘爪卡爪落在所述齿形部内时形成单边自锁。

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