CN202413774U - 滚珠丝杠式辅助制动执行器和应用所述执行器的汽车总制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滚珠丝杠式辅助制动执行器，包括制动钳（1）、滚珠丝杠副（2）、联轴器（3）、电机（4）和制动踏板（5），所述制动钳（1）的一端与所述制动踏板（5）相连接，其特征在于，滚珠丝杠副（2）作为连接所述制动踏板（5）和电机（4）中间的执行元件，与所述制动钳（1）的另一端相连接。还公开了一种汽车总制动系统，所述系统应用本实用新型所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器。

Description

滚珠丝杠式辅助制动执行器和应用所述执行器的汽车总制动系统

技术领域

本实用新型涉及一种电机驱动式汽车辅助制动装置，更具体地说，本实用新型涉及一种由电机驱动的滚珠丝杠式辅助制动执行器，和应用所述滚珠丝杠式辅助制动执行器的汽车总制动系统。 

背景技术

传统汽车的制动方式是在车轮上安装机械式摩擦制动器，但频繁或长时间制动会造成制动鼓盘和摩擦衬片、制动衬片过热导致制动效能衰退甚至制动失效从而引起重大交通事故。辅助制动装置的作用是在不使用或少使用行车制动器的情况下，使车辆行驶速度降下来或保持稳定，但不能将车辆紧急停止，这种作用称为缓速作用。辅助制动装置，由于可以不使用主制动器就能减缓车辆行驶速度，使主制动器的负荷得到了有效分流，因此大大增强了车辆的安全性，其作用原理与传统制动方式不同，有延长传动系和制动系寿命的功效。 

现有技术中的汽车辅助制动装置大致可分为两种，一种安装在汽车底部、前后轮之间；另一种则与传统的汽车制动装置整合安装为一体。 

例如，授权公告号为CN2473077Y的中国实用新型专利，就公开了一种由朝向地面的辅助制动板和升降装置组成的、安装在汽车底部的前后轮之间的汽车辅助制动装置，该汽车辅助制动装置应用弹簧来推送辅助制动板使其快速压触地面，通过辅助制动板下表面附有耐磨橡胶或防滑齿钉板增大摩擦力来提供辅助制动。这种汽车辅助制动装置的缺点是辅助制动板的使用寿命非常短，并且这种汽车辅助制动装置属于汽车的被动制动装置，它的使用除了完全依赖于驾驶员自身以外，由于突然增大的摩擦力夸大了制动过程的突然性，导致车辆内的司机和乘客的乘座舒适性降低。 

公开号为CN101058311A的中国发明专利申请，则公开了这样一种汽车制动助力系统，该助力系统包括制动踏板、制动总泵、还具有助力电机，该助力电机在制动时推动制动总泵推杆，提供制动助力。该汽车制动助力系统虽然结构简单，但系统的响应较慢，适用范围较窄，且制动力调节过程中对发动机有一定影响。 

实用新型内容

为解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供一种由电机驱动的滚珠丝杠式辅助制动执行器，和应用所述滚珠丝杠式辅助制动执行器的汽车总制动系统。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种滚珠丝杠式辅助制动执行器，包括制动钳1、滚珠丝杠副2、联轴器3、电机4和制动踏板5，所述制动钳1的一端与所述制动踏板5相连接，其特征在于，滚珠丝杠副2作为连接所述制动踏板5和电机4中间的执行元件，与所述制动钳1的另一端相连接，利用滚珠丝杠副传动的可逆性，实现所述辅助制动执行器与原车制动系统的兼容并进行可靠切换。 

本实用新型所提供的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述制动钳1的另一端通过所述滚珠丝杠副2和一联轴器3与所述电机4相连接。。 

本实用新型所提供的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副2是由丝杠、螺母组件和滚珠链组成的螺旋传动装置。并且所述滚珠丝杠副2为FFZD5006-5型滚珠丝杠副。并且所述滚珠丝杠副2采用双推一简支的支撑方式，在所述双推一简支的支撑方式中，所述滚珠丝杠副2丝杠的一端被固定，另一端被支承。 

本实用新型所提供的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副2的传动效率η在90%~95%之间。 

本实用新型还提供一种汽车总制动系统，所述系统应用如本实用新型所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器。 

本实用新型所提供的汽车总制动系统，还包括多个控制装置和CAN总线，其中所述多个控制装置包括雷达ECU、制动ECU、整车控制ECU、AutoBox调试监控和信号采集ECU。 

本实用新型所提供的汽车总制动系统，除所述CAN总线包括CAN总线Ⅰ和CAN总线Ⅱ外，还包括激光雷达和毫米波雷达等雷达设备。其中所述激光雷达和毫米波雷达设备用于收集关于相对距离、相对车速、相对加速度的信号，并在将上述信号转化成雷达信号后，实时传送到CAN总线Ⅱ；所述CAN总线Ⅱ用于将收集到的所述雷达信号通过所述雷达ECU与所述信号采集ECU采集到的其他信息一起被时实传送到CAN总线Ⅰ；当制动ECU从CAN总线Ⅰ接收障碍物信息时，要能够按照制动控制算法计算出当前汽车的安全状态以及制动控制量，然后通过驱动模块驱动电机工作，拉动制动踏板，从而代替驾驶员动作完成期望的制动过程。 

本实用新型所公开的滚珠丝杠式辅助制动执行器，与原车制动系统能够兼容并进行可靠切换，对制动力可以进行电控并能快速响应。当驾驶员在紧急情况下迅速踩制动踏板，但踩踏力又不足时，此执行器便会协助，并在不到1秒的时间内把制动力增至最大，缩短在紧急制动情况下的刹车距离，或当驾驶员在无意识情况下，汽车出现追尾危险时能自动采取制动措施控制汽车。 

附图说明

图1为本实用新型所述滚珠丝杠式辅助制动执行器的系统框架结构图； 

图2为本实用新型所述滚珠丝杠式辅助制动执行器原理示意图；

图3为本实用新型所述滚珠丝杠式辅助制动执行器所用丝杠的实体图。

其中： 

1、制动钳；2、滚珠丝杠副；3、联轴器；4、电机；5、制动踏板。

具体实施方式

下面参照说明书附图1来简要说明应用本实用新型的滚珠丝杠式辅助制动执行器的汽车总制动系统的系统框架结构。在行车过程中，通过车体上安装的激光雷达、毫米波雷达等雷达设备收集到的诸如相对距离、相对车速、相对加速度之类的信号被转化成雷达信号后，所述雷达信号被实时传送到CAN总线Ⅱ。由CAN总线Ⅱ收集到的所述雷达信号通过雷达ECU与信号采集ECU采集到的其他信息一起被时实传送到CAN总线Ⅰ。当制动ECU从CAN总线Ⅰ接收障碍物信息时，要能够按照制动控制算法计算出当前汽车的安全状态以及制动控制量（特别是制动距离），然后通过驱动模块驱动电机工作，拉动制动踏板，从而代替驾驶员动作完成期望的制动过程。在此过程中，滚珠丝杠副是连接制动踏板和电机中间的执行元件。CAN总线Ⅰ还会将信息指令传送到例如整车控制ECU、AutoBox调试监控等其它控制装置。 

在应用本实用新型的滚珠丝杠式辅助制动执行器的汽车总制动系统中，CAN总线Ⅰ除接收由雷达ECU实时输送的信息指令外，还通过信号采集ECU实时采集其他信息。这些信息包括发动机转速、横向加速度、纵向加速度、制动信号、转向信号以及其他传感器信号等。 

接下来，我们参照说明书附图2来示意性地说明本实用新型的滚珠丝杠式辅助制动执行器具体结构。在图2中，数字1表示制动器的制动钳，数字5表示与所述制动钳1的一端相连接的制动踏板，所述制动钳1的另一端则通过滚珠丝杠副2和联轴器3与电机4相连接。 

图3则示出了本实用新型所采用的滚珠丝杠副2的实体图。所述滚珠丝杠副2是由丝杠、螺母组件和滚珠链组成的螺旋传动装置。通过校核计算，在本实用新型中我们选择了FFZD5006-5型滚珠丝杠副，规格如表1中所示。 

在本实用新型中的FFZD5006-5型滚珠丝杠副采用双推一简支（也称双推一支承）的支撑方式。所述双推一简支的支撑方式是滚珠丝杠副安装的常用方式之一。在该种安装方式中，丝杠的一端被固定，另一端被支承。由于固定端的轴承同时承受轴向力和径向力，而支承端的轴承则只承受径向力，而且能作微量的轴向浮动，因此可以避免或减少丝杠因自重而出现的弯曲。同时在丝杠受热变形时可以自由地向一端伸长。因此较适用于中速、精度较高的长丝杠传动系统。 

由于本实用新型的滚珠丝杠式辅助制动执行器是选择滚珠丝杠副2作为连接制动踏板5和电机4中间的执行元件，因此使得本实用新型的辅助制动执行器具有传动的可逆性，既可以将旋转运动转化为直线运动，也可以把直线运动转化为旋转运动，这样就可以实现辅助制动执行器与原车制动系统的兼容并进行可靠切换。 

因此，在车体中应用本实用新型所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，即使在辅助制动执行器发生故障时，也能够保证原车制动系统的正常工作。 

本领域技术人员可以理解的是，本实用新型说明书所公开的所有实施例都只起到示例性说明本实用新型的技术方案的作用，而不是对本实用新型的权利要求书的保护范围的限定。 

Claims (21)

1.一种滚珠丝杠式辅助制动执行器，包括制动钳（1）、滚珠丝杠副（2）、联轴器（3）、电机（4）和制动踏板（5），所述制动钳（1）的一端与所述制动踏板（5）相连接，其特征在于，滚珠丝杠副（2）作为连接所述制动踏板（5）和电机（4）中间的执行元件，与所述制动钳（1）的另一端相连接，利用滚珠丝杠副传动的可逆性，实现所述辅助制动执行器与原车制动系统的兼容并进行可靠切换。

2.如权利要求1所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述制动钳（1）的另一端通过所述滚珠丝杠副（2）和一联轴器（3）与所述电机（4）相连接。

3.如权利要求1所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）是由丝杠、螺母组件和滚珠链组成的螺旋传动装置。

4.如权利要求2所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）是由丝杠、螺母组件和滚珠链组成的螺旋传动装置。

5.如权利要求1至4之一所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）为FFZD5006-5型滚珠丝杠副，采用双推一简支的支撑方式，在所述双推一简支的支撑方式中，所述滚珠丝杠副（2）丝杠的一端被固定，另一端被支承。

6.如权利要求5所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，采用双推一简支的支撑方式安装的所述滚珠丝杠副（2）的丝杠，在其受热变形时可以自由地向一端伸长。

7.如权利要求1至4之一所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）的传动效率η在90%~95%之间。

8.如权利要求5所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）的传动效率η在90%~95%之间。

9.如权利要求6所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器，其中，所述滚珠丝杠副（2）的传动效率η在90%~95%之间。

10.一种汽车总制动系统，所述系统应用如权利要求1至9之一所述的滚珠丝杠式辅助制动执行器。

11.如权利要求10所述的汽车总制动系统，还包括多个控制装置、CAN总线以及雷达设备，其中所述多个控制装置包括雷达ECU、制动ECU、整车控制ECU、AutoBox调试监控和信号采集ECU。

12.如权利要求11所述的汽车总制动系统，其中所述CAN总线包括CAN总线Ⅰ和CAN总线Ⅱ。

13.如权利要求11所述的汽车总制动系统，其中所述雷达设备包括激光雷达和毫米波雷达。

14.如权利要求12所述的汽车总制动系统，其中所述雷达设备包括激光雷达和毫米波雷达。

15.如权利要求13或14所述的汽车总制动系统，其中所述激光雷达和毫米波雷达设备用于收集关于相对距离、相对车速、相对加速度的信号，并在将上述信号转化成雷达信号后，实时传送到CAN总线Ⅱ；所述CAN总线Ⅱ用于将收集到的所述雷达信号通过所述雷达ECU与所述信号采集ECU采集到的其他信息一起被时实传送到CAN总线Ⅰ；当制动ECU从CAN总线Ⅰ接收障碍物信息时，要能够按照制动控制算法计算出当前汽车的安全状态以及制动控制量，然后通过驱动模块驱动电机工作，拉动制动踏板，从而代替驾驶员动作完成期望的制动过程。

16.如权利要求15所述的汽车总制动系统，其中所述制动控制量是制动距离。

17.如权利要求12或14所述的汽车总制动系统，其中所述CAN总线Ⅰ还用于将信息指令传送到整车控制ECU和AutoBox调试监控。

18.如权利要求11至14之一所述的汽车总制动系统，其中所述信号采集ECU采集到的其他信息包括：发动机转速、横向加速度、纵向加速度、制动信号和转向信号。

19.如权利要求15所述的汽车总制动系统，其中所述信号采集ECU采集到的其他信息包括：发动机转速、横向加速度、纵向加速度、制动信号和转向信号。

20.如权利要求16所述的汽车总制动系统，其中所述信号采集ECU采集到的其他信息包括：发动机转速、横向加速度、纵向加速度、制动信号和转向信号。

21.如权利要求17所述的汽车总制动系统，其中所述信号采集ECU采集到的其他信息包括：发动机转速、横向加速度、纵向加速度、制动信号和转向信号。

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