CN207875608U - 一种应用于电控制动系统的传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于电控制动系统的传动机构，包括电机及液压制动装置，所述的电机的轴上设置行星齿轮组件；所述的行星齿轮组件的输出轴上设有圆柱齿轮(10)，所述的圆柱齿轮(10)与齿条柱塞(11)啮合；所述的齿条柱塞(11)与所述的液压制动装置的活塞(15)连接。采用上述技术方案，利用行星齿轮传动的特点，使得电控制动系统的传动机构的体积减小、传动比更大、重量更轻、结构紧凑；简化电机结构；传递功率大，传动效率高、进而提高承载能力；运动平稳、抗冲击和振动能力更强；通过齿轮齿条传动将旋转运动转变为直线运动，使得制动操作能快速进行，保证了车辆和乘车人员的安全。

Description

一种应用于电控制动系统的传动机构

技术领域

本实用新型属于机动车制动系统的技术领域，涉及电控制动系统。更具体地，本实用新型涉及一种应用于该电控制动系统的传动机构，该传动机构将电机的旋转运动转换为直线运动进而实现制动。

背景技术

传统燃油车在驾驶人员踩下刹车踏板后，踏板会推动真空助力泵，再由真空助力泵推动刹车主缸产生刹车液压，控制刹车钳进行刹车。但是，由于真空度是由发动机动力提供，对于新能源和混合动力车型来说，没有发动机，或者混合动力车型在纯电动模式下，真空助力泵是无法工作的。因此不需要真空助力泵的刹车机构应运而生，这就是电控制动系统，而且电控制动系统与各种主动、被动安全系统配合还非常自然。

传统液压制动与电控制动相比，存在以下问题：

1、液压管路冗长而导致执行速度慢，制动滞后；

2、结构复杂，质量大；

3、有制动液的存在，不便于维护；

4、无法和主动安全系统很好地配合；

5、在ABS模式下有回弹振动，有较大的噪音等等。

现有技术为解决传统制动系统的问题，提出了以下技术方案：

专利文献号为US20170137005A1的专利文献，提供了一种液压式线控制动系统，通过行星轮系带动滚珠丝杠来压紧活塞，其输出的力使液压供应装置产生制动力；

专利文献号为WO2017042546A1的专利文献，提供了一种液压式线控制动系统，通过线性执行机构、滚珠丝杠输出的力使液压供应装置产生制动力；

专利文献号为DF10255198A1的专利文献，提供了一种液压式线控制动系统，通过滚珠丝杠、加压装置输出的力使液压供应装置产生制动力。

但包括上述文献在内的现有的各种液压式线控制动系统，其缺点在于布置上：输出的直线运动方向与电机轴方向一致，使系统沿电机轴方向的尺寸较长，占用和浪费的空间过大；电机控制时需要对转子位置进行检测；由于以上方案中电机的两端均无法布置位置检测传感器，造成系统过于复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用于电控制动系统的传动机构，其目的是提高传动效率、使传动机构的结构更加紧凑。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型的应用于电控制动系统的传动机构，包括电机及液压制动装置，所述的电机的轴上设置行星齿轮组件；所述的行星齿轮组件的输出轴上设有圆柱齿轮，所述的圆柱齿轮与齿条柱塞啮合；所述的齿条柱塞与所述的液压制动装置的活塞连接。

所述的圆柱齿轮与齿条柱塞的轴线相互垂直。

所述的行星齿轮组件为同轴分布的两级减速行星齿轮传动机构，即两级中心轮的轴线重合。

所述的行星齿轮组件包括I级中心轮、I级行星轮、齿圈、I级行星架、II级中心轮、II级行星轮、II级行星架；所述的齿圈与电机壳体固定连接；所述的I级中心轮与电机的轴连接为一体；所述的I级行星轮分别与I级中心轮及齿圈啮合；所述的I级行星轮套装在I级行星架的I级行星轮轴上；所述的II级中心轮固定连接在I级行星架上；所述的II级行星轮分别与II级中心轮及齿圈啮合；所述的II级行星轮套装在II级行星架的II级行星轮轴上；所述的圆柱齿轮固定连接在II级行星架上。

所述的电机的轴伸出的端部设置磁性检测元件，所述的磁性检测元件与车辆ECU连接。

所述的活塞通过橡胶圈与阀体形成密封的滑动配合。

在所述的阀体的液压腔内设置弹簧，所述的弹簧为压缩弹簧，其一端顶住活塞。

所述的电机包括电机定子、电机转子，所述的电机定子固定在电机壳体内；所述的电机的轴通过电机轴承安装在电机壳体上。

本实用新型采用上述技术方案，利用行星齿轮传动的特点，使得电控制动系统的传动机构的体积减小、传动比更大、重量更轻、结构紧凑；简化电机结构；传递功率大，传动效率高、进而提高承载能力；运动平稳、抗冲击和振动能力更强；通过齿轮齿条传动将旋转运动转变为直线运动，使得制动操作能快速进行，保证了车辆和乘车人员的安全。

附图说明

附图所示内容及图中标记作简要说明如下：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的A—A剖视的结构示意图。

图中标记为：

1、电机定子，2、电机转子，3、电机轴承，4、电机壳体，5、齿圈，6、I级行星轮，7、I级行星架，8、II级行星轮，9、II级行星架，10、圆柱齿轮(与II级行星架一体)，11、齿条柱塞，12、阀体，13、II级中心轮，14、I级中心轮，15、活塞，16、橡胶圈，17、弹簧，18、磁性元件，19、电控单元。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所示本实用新型的结构，为一种应用于电控制动系统的传动机构，包括电机及液压制动装置。

为了克服现有技术的缺陷，实现提高传动效率、使传动机构的结构更加紧凑的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1、图2所示，本实用新型的应用于电控制动系统的传动机构，所述的电机的轴上设置行星齿轮组件；所述的行星齿轮组件的输出轴上设有圆柱齿轮10，所述的圆柱齿轮10与齿条柱塞11啮合；所述的齿条柱塞11与所述的液压制动装置的活塞15连接。

上述的电控制动系统的传动机构实质上包括直流电机、行星齿轮传动机构、齿轮齿条传动机构三部分。本实用新型利用行星齿轮传动的特点，如体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高、传动效率高、传动比大、运动平稳、抗冲击和振动能力强等；还利用了齿轮齿条传动能把旋转运动转变为直线运动的特点，实现了快速制动的目的。

电机作为输出动力单元，所述的行星齿轮传动机构的输入部分与电机轴固定在一起，通过行星齿轮传动机构对电机进行减速增扭，并通过齿轮齿条传动组件将旋转运动转换为直线运动，进而产生液压或制动力，产生制动效果。电机轴为阶梯轴，并贯穿行星齿轮传动单元和齿轮齿条单元。

上述技术方案保证了电控制动系统在汽车液压制动系统中替代真空助力器，在电动或混合动力汽车上，无需真空源即可实现行车制动。

本实用新型具有的有益效果是：

1、节约能源：本实用新型采用行星齿轮传动机构替代现有技术的真空助力器，这样不需要发动机来提供真空来助力，就可以使得新能源汽车也能有很好的辅助助力装置来帮助驾驶员制动刹车；

2、传递功率大：本实用新型采用两级行星齿轮系来传递转矩，而行星齿轮系在齿轮传动中具有较高的传递功率能力，能满足功率传递；

3、传动比大：两级行星齿轮系统能得到足够大的传动比，传动比越大，就能得到越大的扭矩来提供足够的力输出到液压供应装置；

4、传动效率高：行星齿轮系统能快速地将电机传递的旋转运动输出并在齿轮齿条装置下转换为直线运动，使得制动操作能快速进行，保证了车辆和乘车人员的安全；

5、简化系统结构：电机内部无需再设置位置传感器，位置检测通过电机轴端的磁性元件和ECU内的位置检测芯片完成，简化电机结构，使系统可靠性更高。

所述的圆柱齿轮10与齿条柱塞11的轴线相互垂直。即输出齿条与电机轴成90°垂直。

两级减速行星齿轮传动机构的组成：

所述的行星齿轮组件为同轴分布的两级减速行星齿轮传动机构，即两级中心轮的轴线重合。所述行星齿轮传动机构是由中心太阳轮、齿圈、行星架和行星轮、输出轴构成的传动机构，所述的行星齿轮传动机构中的输出部分与齿轮齿条传动机构的小齿轮固定在一起；行星齿轮传动机构的行星架、太阳轮与电机轴平行。

电机轴连接着一级行星齿轮的太阳轮，电机轴将电机的旋转力传递到一级太阳轮上，一级太阳轮与一级行星轮啮合，通过一级行星轮将力传递到一级行星架上，一级行星架上连接着二级太阳轮，二级太阳轮通过二级行星轮将力传递给二级行星架，二级行星架与齿轮齿条传动单元的齿轮连接。

具体如图1所示：所述的行星齿轮组件包括I级中心轮14、I级行星轮6、齿圈5、I级行星架7、II级中心轮13、II级行星轮8、II级行星架9；所述的齿圈5与电机壳体4固定连接。

所述的I级中心轮14与电机的轴连接为一体；所述的I级行星轮6分别与I级中心轮14及齿圈5啮合；所述的I级行星轮6套装在I级行星架7的I级行星轮轴上；所述的II级中心轮13固定连接在I级行星架7上；所述的II级行星轮8分别与II级中心轮13及齿圈5啮合；所述的II级行星轮8套装在II级行星架9的II级行星轮轴上；所述的圆柱齿轮10固定连接在II级行星架9上。

电机转子2通过电机轴带动一级中心太阳轮13，将旋转运动输出到第一级行星轮系，齿圈相对于电机保持静止；一级中心太阳轮13通过一级行星轮6将运动传递到一级行星架7上，一级行星架7连接着二级中心太阳轮14，运动传递到第二级行星轮系，齿圈相对于电机保持静止；二级中心太阳轮14通过二级行星轮8将运动传递到二级行星架9上。

齿轮齿条机构的组成：

本实用新型通过齿轮齿条传动将旋转运动转变为直线运动，使得制动操作能快速进行，保证了车辆和乘车人员的安全。所述齿轮齿条机构是由输出轴、齿轮、齿条构成的转换机构。齿轮齿条传动机构的齿轮与电机轴同轴安装在一起。齿轮齿条机构将齿轮的旋转运动转换为齿条的直线运动。通过与齿条相连的活塞产生液压，进而产生制动力。

具体如图2所示，二级行星架9连接着外部齿轮齿条机构，从而将电机的旋转运动转换为齿条11的直线运动，最终直线运动传递到液压供应装置上，实现液压制动。

所述的电机的轴伸出的端部设置磁性检测元件18，所述的磁性检测元件18与车辆ECU连接。电机轴的轴端连接用于电机转子位置检测的磁性元件。用于控制时获得电机的实时位置。

因此，电机内部无位置检测装置。将磁性检测元件18与电机轴连接，并随电机转子2的转动而转动。电控单元19平面与电机轴垂直，并具有磁性检测芯片。通过检测磁性元件18的磁场变化而获得电机轴旋转的位置。

所述的活塞15通过橡胶圈16与阀体12形成密封的滑动配合。如图2所示，为了增加密封效果，橡胶圈16采用同轴分布的两件。

在所述的阀体12的液压腔内设置弹簧17，所述的弹簧17为压缩弹簧，其一端顶住活塞15。弹簧17实现活塞15的复位，即解除制动。

如图1所示的电机的结构：所述的电机包括电机定子1、电机转子2，所述的电机定子1固定在电机壳体4内；所述的电机的轴通过电机轴承3安装在电机壳体4上。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于电控制动系统的传动机构，包括电机及液压制动装置，其特征在于：所述的电机的轴上设置行星齿轮组件；所述的行星齿轮组件的输出轴上设有圆柱齿轮(10)，所述的圆柱齿轮(10)与齿条柱塞(11)啮合；所述的齿条柱塞(11)与所述的液压制动装置的活塞(15)连接。

2.按照权利要求1所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的圆柱齿轮(10)与齿条柱塞(11)的轴线相互垂直。

3.按照权利要求1所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的行星齿轮组件为同轴分布的两级减速行星齿轮传动机构，即两级中心轮的轴线重合。

4.按照权利要求3所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的行星齿轮组件包括I级中心轮(14)、I级行星轮(6)、齿圈(5)、I级行星架(7)、II级中心轮(13)、II级行星轮(8)、II级行星架(9)；所述的齿圈(5)与电机壳体(4)固定连接；所述的I级中心轮(14)与电机的轴连接为一体；所述的I级行星轮(6)分别与I级中心轮(14)及齿圈(5)啮合；所述的I级行星轮(6)套装在I级行星架(7)的I级行星轮轴上；所述的II级中心轮(13)固定连接在I级行星架(7)上；所述的II级行星轮(8)分别与II级中心轮(13)及齿圈(5)啮合；所述的II级行星轮(8)套装在II级行星架(9)的II级行星轮轴上；所述的圆柱齿轮(10)固定连接在II级行星架(9)上。

5.按照权利要求1所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的电机的轴伸出的端部设置磁性检测元件(18)，所述的磁性检测元件(18)与车辆ECU连接。

6.按照权利要求1所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的活塞(15)通过橡胶圈(16)与阀体(12)形成密封的滑动配合。

7.按照权利要求6所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：在所述的阀体(12)的液压腔内设置弹簧(17)，所述的弹簧(17)为压缩弹簧，其一端顶住活塞(15)。

8.按照权利要求1所述的应用于电控制动系统的传动机构，其特征在于：所述的电机包括电机定子(1)、电机转子(2)，所述的电机定子(1)固定在电机壳体(4)内；所述的电机的轴通过电机轴承(3)安装在电机壳体(4)上。