CN209492519U - 一种制动装置、制动系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制动装置以及采用该制动装置的制动系统和汽车，包括绕组、动子、制动盘和第一制动片；其中，绕组接收驱动信号，并在接收到驱动信号时，产生穿过绕组的磁场；动子安装于绕组中并在磁场的作用下移动；制动盘安装于车轮，并随车轮的转动而转动；第一制动片安装于动子的端部，并具有与制动盘表面平行的第一接触面，以在动子的推动下与制动盘接触。本实用新型技术方案在绕组中置入动子，进而动子由于受到绕组通电时的磁场作用而产生移动，进而推动制动片，实现了通过动子在绕组通电时产生的磁场的驱动下将刹车片和刹车盘进行紧密接触，替代了现有的液压和气压传动式制动系统，减轻了重量，节省了空间，缩短了制动时间。

Description

一种制动装置、制动系统和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车设计领域，特别涉及一种制动装置和采用该制动装置的制动系统以及采用该制动装置的汽车。

背景技术

现有的汽车制动系统主要包括液压传动式和气压传动式两种。汽车制动系统主要由车轮制动器和液压传动、气压传动机构组成。其中，车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。液压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和管路组成。气压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动总阀、空气干燥器、四回路保护阀、制动气室和管路等组成。

随着汽车轻量化趋势的发展，尤其是电动汽车的蓬勃发展，现有的汽车制动系统，无论是液压传动式还是气压传动式，由于它们结构的复杂性，部件的多样性的特点，导致了过重的重量和占用过多的空间，特别是导致了车轮处的复杂结构，并且带来了维修难度和成本的高企。对于汽车轻量化、节能化和电动汽车的设计制造来说，已经造成了阻碍。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种制动装置和采用该制动装置的制动系统以及采用该制动装置的汽车，以简化车轮处的结构，进而节省占用空间并减轻质量。

本实用新型技术方案是这样实现的：

一种制动装置，包括：

绕组，所述绕组接收驱动信号，并在接收到所述驱动信号时，产生穿过所述绕组的磁场；

动子，所述动子安装于所述绕组中并且所述动子的轴心与所述绕组的轴心重合，并且所述动子在所述磁场的作用下移动；

制动盘，所述制动盘安装于车轮，并随所述车轮的转动而转动；以及，

第一制动片，所述第一制动片安装于所述动子的端部，并具有与所述制动盘表面平行的第一接触面，以在所述动子的推动下与所述制动盘接触。

进一步，还包括：

壳体，所述绕组固定安装于所述壳体中；

连接支架，所述连接支架具有壳体安装端和第二制动片安装端，所述壳体固定安装于所述壳体安装端；

第二制动片，所述第二制动片固定安装于所述第二制动片安装端，并具有与所述制动盘表面平行的第二接触面；其中，

所述制动盘位于所述第一接触面和所述第二接触面之间，在所述动子的推动下，所述制动盘夹持于所述第一制动片和所述第二制动片之间。

进一步，所述动子垂直于其轴心的横截面的面积从远离所述第一制动片的一端向靠近所述第一制动片的一端逐渐减小。

进一步，所述动子为多棱台形或者圆台形。

进一步，所述动子包括动子芯和导磁片；其中，

所述动子芯的轴心与所述绕组的轴心重合；

所述导磁片为多张，并且多张导磁片的的形状相同，并且所述多张导磁片的面积彼此各不相等，所述动子芯穿设于所述多张导磁片的中心，并且所述多张导磁片的面积从所述动子芯的一端到另一端依次减小；

所述第一制动片安装于所述动子芯相邻于直径最小的导磁片一端。

进一步，所述导磁片为多边形片状或者圆片状。

进一步，所述动子为高导磁材料。

一种制动系统，包括：

如上任一项所述的制动装置；以及，

制动控制装置，所述制动控制装置电连接于所述绕组，所述制动控制装置安装有制动踏板，所述制动控制装置根据所述制动踏板的踏入深度和踏入速度产生所述驱动信号。

进一步，所述制动装置为四个，分别安装于汽车的四个车轮处。

一种汽车，其特征在于，采用如上任一项所述的制动装置。

从上述方案可以看出，本实用新型的制动装置、制动系统和汽车中，在绕组中置入动子，进而动子由于受到绕组通电时的磁场作用而产生移动，进而推动制动片，实现了通过动子在绕组通电时产生的磁场的驱动下将刹车片和刹车盘进行紧密接触，从而替代了现有的液压传动式和气压传动式制动系统，省去了现有的液压传动式和气压传动式制动系统中的大部分结构，如制动主缸、真空助力装置、ABS泵和整车控制管路等，优化了系统结构，并减轻了重量，节省了空间，并且本实用新型实施例的技术方案也缩短了制动时间。同时，因为采用电信号控制，从而可为新能源汽车和无人驾驶汽车提供线控接口。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型的制动装置的第一实施例结构剖视图；

图2为本实用新型的制动装置的第二实施例结构剖视图；

图3为本实用新型的制动装置的第三实施例结构示意图；

图4为本实用新型实施例的制动系统的结构框图。

标号说明

1、制动装置

11、绕组

12、动子

121、动子芯

122、导磁片

13、制动盘

14、第一制动片

141、第一接触面

15、壳体

16、连接支架

17、第二制动片

171、第二接触面

2、制动控制装置

21、制动踏板

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本实用新型相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本实用新型相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

图1示出了本实用新型的制动装置1的第一实施例的剖视结构，图2示出了本实用新型的制动装置1的第二实施例的剖视结构，图3示出了本实用新型的制动装置1的第三实施例结构。如图1和图2所示并结合图3所示，本实用新型实施例中，制动装置1包括绕组11、动子12、制动盘13和第一制动片14。其中，绕组11接收驱动信号，并在接收到驱动信号时，产生穿过绕组11的磁场。动子12安装于绕组11中，并且动子12的轴心与所述绕组11的轴心重合，并且动子12在磁场的作用下移动，动子12与绕组11之间不接触。制动盘13安装于车轮，并随车轮的转动而转动。第一制动片14安装于动子12的端部，并具有与制动盘13表面平行的第一接触面141，以在动子12的推动下与制动盘13接触。在本实用新型实施例中，驱动信号为电流信号。

图1和图2分别示出了两种实施例的动子12。

其中，如图1所示实施例中，动子12垂直于其轴心的横截面的面积从远离第一制动片14的一端向靠近第一制动片14的一端逐渐减小。在一些具体实施例中，动子12为多棱台形或者圆台形，第一制动片14安装于多棱台或者圆台的顶面一侧，图1所示中，由于示例出的是关于制动装置1的剖视结构，因此动子12在图1中呈现梯形。

如图2所示实施例中，动子12包括动子芯121和导磁片122。其中，动子芯121的轴心与绕组11的轴心重合。导磁片122为多张，并且多张导磁片122的形状相同，并且多张导磁片122的面积的直径彼此各不相等，动子芯121穿设于多张导磁片122的中心，并且多张导磁片122的面积从动子芯121的一端到另一端依次减小。第一制动片14安装于动子芯121相邻于面积最小的导磁片122一端。在一些具体实施例中，导磁片122为多边形片状或者圆片状。

在图1所示实施例中，动子12的材料例如电工钢，在图2所示实施例中，导磁片122的材料例如硅钢片，同时动子芯121的材料可以采用电工钢。

在本实用新型实施例中，动子12的材料采用高导磁材料，例如如上所述的电工钢和硅钢片。

本实用新型实施例中，当一定电流大小的驱动信号加载到绕组11，从而驱动信号会通过绕组11在绕组11内产生磁场时，如图1、图2所示实施例中，由于动子12的直径最大位置处偏离绕组11的中心位置使得动子12的磁导并非最大，从而绕组11内产生磁场的磁场就会对动子12产生磁拉力，在磁拉力的作用下，动子12被拉向动子12的磁导最大时的位置处，从而推动第一制动片14与制动盘13摩擦产生制动作用。不同电流大小的驱动信号会在绕组11内产生不同强度磁场，进而可控制制动力的大小，从而控制车辆制动的缓急(如慢刹车或急刹车)。

本实用新型实施例中，动子12远离第一制动片14的部分的横截面大于靠近第一制动片14的部分的横截面，这种构型可以使得动子12的远离第一制动片14的部分具有朝向绕组11的中心移动的趋势，从而推动第一制动片14向制动盘13方向移动或者向第一制动片14施加朝向制动盘13方向的力。

如图3所示，本实用新型实施例中，制动装置1还进一步包括壳体15、连接支架16和第二制动片17。其中，绕组11固定于壳体15中。连接支架16具有壳体安装端和第二制动片安装端，壳体15固定安装于壳体安装端。第二制动片17固定安装于第二制动片安装端，并具有与制动盘13表面平行的第二接触面171。其中，制动盘13位于第一接触面141和第二接触面171之间，在动子12的推动下，制动盘13夹持于第一制动片14和第二制动片17之间。这样，通过第一制动片14和第二制动片17与制动盘13之间的摩擦力便可以实现对车轮的制动作用。

本实用新型实施例还提供了一种制动系统，该自动系统采用了如上述说明中的制动装置1。该自动系统包括制动装置1和制动控制装置2。其中，制动控制装置2电连接于制动装置1中的绕组11，制动控制装置2安装有制动踏板21，制动控制装置2根据制动踏板21的踏入深度和踏入速度产生驱动信号。在本实用新型实施例中，制动装置1和制动控制装置2之间通过线束连接。

制动控制装置2根据制动踏板21的踏入深度和踏入速度产生制动控制信号，仅为本实用新型实施例中的一个简单实现。汽车实际运行中，考虑到车速、加速度、车轮转速和车体姿态等多方面因素和由此带来的安全性因素，驱动信号的产生应当结合多方面的因素。进而，在本实用新型的一个实施例中，制动控制装置2根据控制策略产生驱动信号。其中，控制策略包括如上所述的制动踏板21的踏入深度和踏入速度，另外，控制策略还包括安装有本实用新型实施例的制动系统的汽车的车速、加速度、车轮转速和车身姿态。其中，车身姿态例如车身的倾斜程度，包括了向前、向后、向左、向右、向上和向下六个方向，当然，车身的倾斜程度往往是这六个方向中的一个到三个方向的组合，例如前方、左前下方、右后方等。在一个具体实施例中，车身姿态是通过安装于汽车的车身的陀螺仪获取的。

在一个具体实施中，制动控制装置2通过系统电源线束连接于系统电源，以由系统电源供电。在一个具体实施例中，制动控制装置2还可通过系统通信线束连接于整车控制器(VCU，Vehicle Control Unit)，经由VCU从陀螺仪获取车身姿态的相关数据，其中陀螺仪连接于VCU，在其他实施例中，陀螺仪可以直接连接于制动控制装置2，由制动控制装置2直接从陀螺仪获取车身姿态的相关数据。

在一个具体实施例中，制动装置1为四个，分别安装于汽车的四个车轮处。例如，四个制动装置1分别安装于汽车的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮。

由于安全永远是车辆行驶中最重要的要求，而在实际行驶中，车辆往往会由于路况问题、紧急事件问题等因素，造成各个车轮的速度之间不一致以及车轮的速度与实际车速之间不匹配的问题，考虑到车辆行驶稳定安全，需要对四个车轮的制动进行各自独立的控制，以保证车身的稳定，因此，对于控制策略的制定非常重要，进而综合考虑汽车的车速、加速度、车轮转速、车身姿态、制动踏板21的踏入深度和踏入速度，并加以多次实践和考量来获取相应的控制策略，能够最大限度地保证行车的安全。

本实用新型实施例还同时提供了一种汽车，该汽车采用上述各项实施例所述的制动装置1。

本实用新型实施例的制动装置、制动系统和汽车中，在绕组中置入动子，进而动子由于受到绕组通电时的磁场作用而产生移动，进而推动制动片，实现了通过动子在绕组通电时产生的磁场的驱动下将刹车片和刹车盘进行紧密接触，从而替代了现有的液压传动式和气压传动式制动系统，省去了现有的液压传动式和气压传动式制动系统中的大部分结构，如制动主缸、真空助力装置、ABS泵和整车控制管路等，优化了系统结构，并减轻了重量，节省了空间，并且本实用新型实施例的技术方案也缩短了制动时间。同时，因为采用电信号控制，从而可为新能源汽车和无人驾驶汽车提供线控接口。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制动装置(1)，其特征在于，包括：

绕组(11)，所述绕组(11)接收驱动信号，并在接收到所述驱动信号时，产生穿过所述绕组(11)的磁场；

动子(12)，所述动子(12)安装于所述绕组(11)中并且所述动子(12)的轴心与所述绕组(11)的轴心重合，并且所述动子(12)在所述磁场的作用下移动；

制动盘(13)，所述制动盘(13)安装于车轮，并随所述车轮的转动而转动；以及，

第一制动片(14)，所述第一制动片(14)安装于所述动子(12)的端部，并具有与所述制动盘(13)表面平行的第一接触面(141)，以在所述动子(12)的推动下与所述制动盘(13)接触。

2.根据权利要求1所述的制动装置(1)，其特征在于，还包括：

壳体(15)，所述绕组(11)固定安装于所述壳体(15)中；

连接支架(16)，所述连接支架(16)具有壳体安装端和第二制动片安装端，所述壳体(15)固定安装于所述壳体安装端；

第二制动片(17)，所述第二制动片(17)固定安装于所述第二制动片安装端，并具有与所述制动盘(13)表面平行的第二接触面(171)；其中，

所述制动盘(13)位于所述第一接触面(141)和所述第二接触面(171)之间，在所述动子(12)的推动下，所述制动盘(13)夹持于所述第一制动片(14)和所述第二制动片(17)之间。

3.根据权利要求1所述的制动装置(1)，其特征在于：

所述动子(12)垂直于其轴心的横截面的面积从远离所述第一制动片(14)的一端向靠近所述第一制动片(14)的一端逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的制动装置(1)，其特征在于：

所述动子(12)为多棱台形或者圆台形。

5.根据权利要求1所述的制动装置(1)，其特征在于：

所述动子(12)包括动子芯(121)和导磁片(122)；其中，

所述动子芯(121)的轴心与所述绕组(11)的轴心重合；

所述导磁片(122)为多张，并且多张导磁片(122)的形状相同，并且所述多张导磁片(122)的面积彼此各不相等，所述动子芯(121)穿设于所述多张导磁片(122)的中心，并且所述多张导磁片(122)的面积从所述动子芯(121)的一端到另一端依次减小；

所述第一制动片(14)安装于所述动子芯(121)相邻于直径最小的导磁片(122)一端。

6.根据权利要求5所述的制动装置(1)，其特征在于：

所述导磁片(122)为多边形片状或者圆片状。

7.根据权利要求1所述的制动装置(1)，其特征在于：

所述动子(12)为高导磁材料。

8.一种制动系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至7任一项所述的制动装置(1)；以及，

制动控制装置(2)，所述制动控制装置(2)电连接于所述绕组(11)，所述制动控制装置(2)安装有制动踏板(21)，所述制动控制装置(2)根据所述制动踏板(21)的踏入深度和踏入速度产生所述驱动信号。

9.根据权利要求8所述的制动系统，其特征在于：

所述制动装置(1)为四个，分别安装于汽车的四个车轮处。

10.一种汽车，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的制动装置(1)。