CN220314973U - 一种可用于电子机械制动的制动装置、制动系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可用于电子机械制动的制动装置，包括行星齿轮机构、制动机构和电机模块，行星齿轮机构包括太阳轮和至少三个行星轮，太阳轮可转动地安装于轮毂中心，行星轮可转动地安装于车轮，并与太阳轮啮合，电机模块与太阳轮连接，太阳轮能够带动行星轮自转；制动机构包括摩擦衬片，摩擦衬片对应连接于行星轮，并能够在行星轮带动下压迫轮辋或与轮辋脱离。本申请制动装置能够作为电子机械制动的轮端制动装置，缩短制动时间，实现快速响应；同时，直接通过摩擦衬片压迫轮辋，节约成本，实现减重，散热良好；此外，通过控制制动电机的反转行程，能够调节摩擦衬片与轮辋的间隙，克服鼓式制动器间隙自调节性差的缺点。

Description

一种可用于电子机械制动的制动装置、制动系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种可用于电子机械制动的制动装置、制动系统和车辆。

背景技术

汽车智能化、自动驾驶等新科技正引领汽车产业的重大变革，线控制动技术越来越被广泛地使用，相较于当前主流的电子液压制动系统，电子机械制动(ElectroMechanical Brake，EMB)是高级别自动驾驶时代的发展主流。电子机械制动取消了传统的液压管路、轮缸等部件，通过ECU驱动并控制制动执行电机，实现轮端机械制动，具备如下优点：响应快、制动距离更短；集成度高、轻量化；取消液压、维护便捷、成本低。

鼓式制动器是汽车上较早使用的一种制动器，也是较多应用在货车或客车上的制动器，优点是使用较小的力就可以产生巨大的制动力，但其自重较大、制动器间隙自调节性差、散热性能差。

因此，如何提供一种可用于电子机械制动的制动装置，制动效果高效准确，解决传统鼓式制动器间隙自调节性差、散热性能差的缺点，为各种车型的驻车制动提供一种更优的选择，为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可用于电子机械制动的制动装置、制动系统和车辆，制动效果高效准确，解决传统鼓式制动器间隙自调节性差、散热性能差的缺点，为各种车型的驻车制动提供一种更优的选择。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可用于电子机械制动的制动装置，包括行星齿轮机构、制动机构和电机模块，其中：

所述行星齿轮机构包括太阳轮，以及至少三个行星轮，所述太阳轮可转动地安装于车轮的轮毂中心，所述行星轮可转动地安装于所述车轮，并位于所述太阳轮的四周，所述行星轮与所述太阳轮啮合，所述电机模块与所述太阳轮连接，所述太阳轮能够带动所述行星轮在预设角度内自转；

所述制动机构的数量为至少三个，所述制动机构包括摩擦衬片，所述摩擦衬片对应连接于所述行星轮，所述摩擦衬片能够在所述行星轮带动下在第一位置和第二位置切换，在所述第一位置时，所述摩擦衬片压迫轮辋，在所述第二位置时，所述摩擦衬片与所述轮辋脱离。

本实用新型可用于电子机械制动的制动装置中，制动机构能够在行星齿轮机构的传动作用下，在第一位置和第二位置切换，实现车辆制动和正常行驶，具体地：

当车辆需要制动时，可控制电机模块启动，电机模块带动太阳轮转动，太阳轮进而带动四周的行星轮发生自转，由于行星轮的转动，连接于行星轮的摩擦衬片随之转动，当摩擦衬片旋转至第一位置时，摩擦衬片压迫轮辋，使轮辋受到摩擦而减速，迫使车轮停止转动，进而实现制动功能；

当车辆需要正常行驶时，可控制电机模块反向动作，电机模块带动太阳轮反向转动，太阳轮进而带动四周的行星轮反向转动，由于行星轮的转动，连接于行星轮的摩擦衬片随之反向转动，当摩擦衬片旋转至第二位置时，摩擦衬片与轮辋脱离，车轮可正常转动，实现车辆正常行驶。

由此可见，与传统液压制动和空气制动需要利用空气或液压油作为传递介质进行车辆制动，响应时间慢的制动方式相比，本申请提出的基于行星齿轮机构的制动装置能够作为电子机械制动的轮端制动装置，缩短制动作用时间，实现快速制动响应，且不需要助力器，减少空间，布局灵活；同时，与传统鼓式制动器散热性能差相比，本申请制动装置直接通过摩擦衬片压迫轮辋的内表面，使车轮减速制动而不需要制动鼓，节约成本，实现减重，而且散热良好；

此外，可以看出，通过控制制动电机的反转行程，能够控制行星轮的停止位置，以调节摩擦衬片与轮辋之间的间隙：制动电机的反转行程大，摩擦衬片与轮辋之间的间隙变大；相反制动电机的反转行程小，摩擦衬片与轮辋之间的间隙变小；如此，克服鼓式制动器间隙自调节性差的缺点。

可选地，所述行星齿轮机构还包括行星架，所述行星架与所述车轮相对固定，所述行星架具有至少三个行星轴，所述行星轮对应安装于所述行星轴，并能够绕所述行星轴的轴线转动。

可选地，所述行星轮的数量为四个，四个所述行星轮沿所述太阳轮的周向均匀分布。

可选地，所述行星架包括行星架本体，所述行星架本体为方形结构，所述行星架还包括四个所述行星轴，所述行星轴垂直固定于所述行星架本体的四个边角处。

可选地，所述行星架与所述车轮的轮辐或轮毂固定连接。

可选地，所述制动机构还包括制动臂和制动蹄，所述制动臂的一端和所述行星轮连接，所述制动蹄连接于所述制动臂的另一端，所述摩擦衬片安装于所述制动蹄。

可选地，所述电机模块包括制动电机和减速单元，所述制动电机通过所述减速单元与所述太阳轮连接。

可选地，所述电机模块还包括控制单元，所述控制单元与所述制动电机电连接，所述控制单元能够接收来自整车控制器的制动信号，并控制所述制动电机启动。

本实用新型还提供一种制动系统，包括前述可用于电子机械制动的制动装置，还包括整车控制器，车速传感器和制动踏板传感器，所述制动踏板传感器用于检测制动信号，所述整车控制器与所述车速传感器、所述制动踏板传感器和控制单元均电连接。

本实用新型制动系统，包括前述可用于电子机械制动的制动装置，因此具有与前述可用于电子机械制动的制动装置相同的技术效果，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种车辆，包括前述制动系统。

本实用新型车辆，包括前述制动系统，因此具有与前述制动系统相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请所提供可用于电子机械制动的制动装置一种具体实施例在第一位置时的结构示意图；

图2为图1可用于电子机械制动的制动装置在第二位置时的结构示意图；

图3为图1可用于电子机械制动的制动装置第二种角度的结构示意图；

图4为图1可用于电子机械制动的制动装置由第一位置切换至第二位置的结构简图；

图5为图1可用于电子机械制动的制动装置由第二位置切换至第一位置的结构简图；

图6为本申请所提供制动系统一种具体实施例的控制流程图；

其中，图1-图5中的附图标记说明如下：

1-行星齿轮机构；11-太阳轮；12-行星轮；13-行星架；

2-制动机构；21-摩擦衬片；22-制动臂；23-制动蹄；

3-制动电机；

01-车轮；011-轮毂；012-轮辋；013-轮辐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“多个”通常为两个以上；且当采用“多个”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

请参考图1-图5，图1为本申请所提供可用于电子机械制动的制动装置一种具体实施例在第一位置时的结构示意图；图2为图1可用于电子机械制动的制动装置在第二位置时的结构示意图；图3为图1可用于电子机械制动的制动装置第二种角度的结构示意图；图4为图1可用于电子机械制动的制动装置由第一位置切换至第二位置的结构简图；图5为图1可用于电子机械制动的制动装置由第二位置切换至第一位置的结构简图。

本实用新型提供一种可用于电子机械制动的制动装置，包括行星齿轮机构1、制动机构2和电机模块，其中：

行星齿轮机构1包括太阳轮11，以及四个行星轮12，太阳轮11可转动地安装于车轮01的轮毂011中心，行星轮12可转动地安装于车轮01，并均匀分布于太阳轮11的四周，行星轮12与太阳轮11啮合，电机模块与太阳轮11连接，用于驱动太阳轮11转动，太阳轮11能够带动行星轮12在预设角度内自转；

制动机构2的数量也为四个，制动机构2包括摩擦衬片21，摩擦衬片21对应连接于行星轮12，摩擦衬片21能够在行星轮12带动下在第一位置和第二位置切换，在第一位置时，摩擦衬片21压迫轮辋012；在第二位置时，摩擦衬片21与轮辋012脱离。

本实用新型可用于电子机械制动的制动装置中，制动机构2能够在行星齿轮机构1的传动作用下，在第一位置和第二位置切换，实现车辆制动和正常行驶，具体地：

当车辆需要制动时，可控制电机模块启动，电机模块带动太阳轮11转动，太阳轮11进而带动四周的行星轮12发生自转，由于行星轮12的转动，连接于行星轮12的摩擦衬片21也随之转动，当摩擦衬片21旋转至如图1所示的第一位置时，摩擦衬片21压迫轮辋012，使轮辋012受到摩擦而减速，迫使车轮01停止转动，进而实现制动功能；

当车辆需要正常行驶时，可控制电机模块反向动作，电机模块带动太阳轮11反向转动，太阳轮11进而带动四周的行星轮12反向转动，由于行星轮12的转动，连接于行星轮12的摩擦衬片21也随之反向转动，当摩擦衬片21旋转至如图2所示的第二位置时，摩擦衬片21与轮辋012脱离，车轮01可正常转动，实现车辆正常行驶。

由此可见，与传统液压制动和空气制动需要利用空气或液压油作为传递介质进行车辆制动，响应时间慢的制动方式相比，本申请提出的基于行星齿轮机构1的制动装置能够作为电子机械制动的轮端制动装置，缩短制动作用时间，实现快速制动响应，且不需要助力器，减少空间，布局灵活；同时，与传统鼓式制动器散热性能差的特点相比，本申请制动装置直接通过摩擦衬片21压迫轮辋012的内表面，使车轮01减速制动而不需要制动鼓，节约成本，实现减重，而且散热良好。

此外，可以看出，通过控制制动电机3的反转行程，能够控制行星轮12的停止位置，以调节摩擦衬片21与轮辋012之间的间隙：制动电机3的反转行程大，摩擦衬片21与轮辋012之间的间隙变大；相反制动电机3的反转行程小，摩擦衬片21与轮辋012之间的间隙变小；如此，克服鼓式制动器间隙自调节性差的缺点。

请继续参考图1与图2，行星齿轮机构1还包括行星架13，行星架13与车轮相对固定，行星架13包括行星架本体，行星架本体为方形结构，行星架13还包括四个行星轴，行星轴垂直固定于行星架本体的四个边角处，行星轮12一一对应地安装于行星轴，并能够绕行星轴的轴线转动。

如上设置，行星架13能够锁定行星轮12的位置，使得行星轮12只能够绕行星轴的轴线自转，而不能绕太阳轮11公转，即行星轮12相对于太阳轮11的位置不发生改变；由此，行星轮12能够带动摩擦衬片21实现位置切换。

可以理解，行星轮12的数量不做限制，只要能够产生足够的制动力，保证制动效果即可。实际应用中，行星轮12的数量可以为至少三个，行星架13的结构可根据行星轮12的数量进行适应性设计，以行星轮12的数量为三个为例，行星架13包括行星架本体，行星架本体为三角形结构，行星架13还包括三个行星轴，行星轴垂直固定于行星架本体的三个边角处。

其中，行星架13与车轮01相对固定，具体地，行星架13可以与车轮01的轮辐013固定连接；或行星架13与车轮01的轮毂011固定连接。行星架13与轮毂011或轮辐013的固定方式不做限制，如可以焊接固定，也可以通过螺栓等连接件固定。

如图1和图2所示，制动机构2还包括制动臂22和制动蹄23，制动臂22的一端和行星轮12连接，制动蹄23连接于制动臂22的另一端，摩擦衬片21安装于制动蹄23；如此，制动臂22和制动蹄23起到固定摩擦衬片21的作用。

如图3所示，电机模块具体包括制动电机3和减速单元，制动电机3通过减速单元与太阳轮11连接。

如此，制动电机3在经减速单元减速后实现太阳轮11的转动，便于控制行星轮12在预设角度内转动，提高行星轮12、制动机构2的位置精度。

此外，电机模块还包括控制单元，控制单元与制动电机3电连接，控制单元能够接收来自整车控制器的制动信号，并控制制动电机3启动。

具体地，当车辆需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，整车控制器收集分析车辆行驶状态、制动信号等，计算各个车轮01所需的制动力，并发出制动指令给各个制动装置的控制单元；控制单元接收到控制指令，控制制动电机3经过减速单元带动太阳轮11转动，太阳轮11进而带动四周的行星轮12发生自转，由于行星轮12的转动，制动臂22随之转动，当制动臂22旋转至与行星轮12和太阳轮11的圆心共线时，如图1所示的第一位置，制动蹄23和摩擦衬片21压迫轮辋012，使轮辋012受到摩擦而减速，迫使车轮01停止转动，进而实现制动功能。

当驾驶员松开制动踏板时，控制单元控制制动电机3反向动作，电机模块带动太阳轮11反向转动，太阳轮11进而带动四周的行星轮12反向转动，由于行星轮12的转动，连接于行星轮12的摩擦衬片21随之反向转动，当摩擦衬片21旋转至如图2所示的第二位置时，摩擦衬片21与轮辋012脱离，车轮01可正常转动，实现车辆正常行驶。

请参考图6，图6为本申请所提供制动系统一种具体实施例的控制流程图。

本实用新型还提供一种制动系统，包括前述可用于电子机械制动的制动装置，还包括整车控制器，车速传感器和制动踏板传感器，车速传感器用于检测车辆行驶状态，制动踏板传感器用于检测制动信号，整车控制器与车速传感器、制动踏板传感器和控制单元均电连接。

本实用新型制动系统，包括前述可用于电子机械制动的制动装置，因此具有与前述可用于电子机械制动的制动装置相同的技术效果，在此不再赘述。

由图6可见，本申请制动系统的控制原理如下:

驾驶员踩下制动踏板，整车控制器通过收集分析车辆行驶状态、制动信号等，计算各个车轮01所需的制动力，并发出制动指令给各个制动装置的控制单元；控制单元接收到控制指令，控制制动电机3经过减速单元带动太阳轮11转动，太阳轮11进而带动四周的行星轮12发生自转，由于行星架13的连接固定作用，可以保证行星轮12只发生自转而不绕太阳轮11公转，即行星轮12相对于太阳轮11的位置不发生改变，由于行星轮12的转动，固定安装在行星轮12上的制动臂22随之转动，当制动臂22旋转至与行星轮12和太阳轮11的圆心共线时，如图1所示的第一位置，制动蹄23和摩擦衬片21压迫轮辋012，使轮辋012受到摩擦而减速，迫使车轮01停止转动，进而实现制动功能。

当驾驶员松开制动踏板时，控制单元控制制动电机3反转，制动机构2经过行星齿轮机构1的传动复位至滑行状态位置，如图2所示的第二位置。

本实用新型还提供一种车辆，包括前述制动系统。

本实用新型车辆包括前述制动系统，因此具有与前述制动系统相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种可用于电子机械制动的制动装置、制动系统和车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，包括行星齿轮机构(1)、制动机构(2)和电机模块，其中：

所述行星齿轮机构(1)包括太阳轮(11)，以及至少三个行星轮(12)，所述太阳轮(11)可转动地安装于车轮(01)的轮毂(011)中心，所述行星轮(12)可转动地安装于所述车轮，并位于所述太阳轮(11)的四周，所述行星轮(12)与所述太阳轮(11)啮合，所述电机模块与所述太阳轮(11)连接，所述太阳轮(11)能够带动所述行星轮(12)在预设角度内自转；

所述制动机构(2)的数量为至少三个，所述制动机构(2)包括摩擦衬片(21)，所述摩擦衬片(21)对应连接于所述行星轮(12)，所述摩擦衬片(21)能够在所述行星轮(12)带动下在第一位置和第二位置切换，在所述第一位置时，所述摩擦衬片(21)压迫轮辋(012)，在所述第二位置时，所述摩擦衬片(21)与轮辋(012)脱离。

2.根据权利要求1所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述行星齿轮机构(1)还包括行星架(13)，所述行星架(13)与所述车轮相对固定，所述行星架(13)具有至少三个行星轴，所述行星轮(12)对应安装于所述行星轴，并能够绕所述行星轴的轴线转动。

3.根据权利要求2所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述行星轮(12)的数量为四个，四个所述行星轮(12)沿所述太阳轮(11)的周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述行星架(13)包括行星架本体，所述行星架本体为方形结构，所述行星架(13)还包括四个所述行星轴，所述行星轴垂直固定于所述行星架本体的四个边角处。

5.根据权利要求2所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述行星架(13)与所述车轮(01)的轮辐(013)或轮毂(011)固定连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述制动机构(2)还包括制动臂(22)和制动蹄(23)，所述制动臂(22)的一端和所述行星轮(12)连接，所述制动蹄(23)连接于所述制动臂(22)的另一端，所述摩擦衬片(21)安装于所述制动蹄(23)。

7.根据权利要求1-5任一项所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述电机模块包括制动电机(3)和减速单元，所述制动电机(3)通过所述减速单元与所述太阳轮(11)连接。

8.根据权利要求7所述可用于电子机械制动的制动装置，其特征在于，所述电机模块还包括控制单元，所述控制单元与所述制动电机(3)电连接，所述控制单元能够接收来自整车控制器的制动信号，并控制所述制动电机(3)启动。

9.一种制动系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述可用于电子机械制动的制动装置，还包括整车控制器，车速传感器和制动踏板传感器，所述制动踏板传感器用于检测制动信号，所述整车控制器与所述车速传感器、所述制动踏板传感器和控制单元均电连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述制动系统。