| 专利名称： | 一种电子机械制动系统 | ||
| 专利名称(英文)： | An electronic mechanical brake system | ||
| 专利号： | CN201610012598.5 | 申请时间： | 20160107 |
| 公开号： | CN105438157A | 公开时间： | 20160330 |
| 申请人： | 西华大学 | ||
| 申请地址： | 610039 四川省成都市金牛区西华街道金周路999号 | ||
| 发明人： | 孙仁云; 李锋; 李何钰秋; 王腾飞; 雷鹏; 张潇 | ||
| 分类号： | B60T13/74 | 主分类号： | B60T13/74 |
| 代理机构： | 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司 11385 | 代理人： | 董芙蓉 |
| 摘要： | 本发明公开了一种电子机械制动系统，包括两级螺旋传动、电子控制单元ECU、力矩电机、行星齿轮减速机构、左旋螺母、滚珠丝杆机构、自增力机构、制动盘和制动钳体等。所述力矩电机产生的转矩通过行星减速机构、两级螺旋传动机构、滚珠丝杆机构、自增力机构传递，最终带动制动钳体夹紧制动盘。螺旋传动的特点是在传动没有遇到阻力之前小螺旋件不运动，而大螺旋件运动，使得螺旋螺母以较快的速度运动，提高响应速度。当传动遇到阻力后大螺旋件不运动而小螺旋件运动，使得传动机构获得较大的传动比。所述电子机械制动系统还包括电子驻车机构，由圆柱齿轮和电控部件组成，信号传递迅速，反应灵敏，制动效果较好，适合电动汽车采用。 | ||
| 摘要(英文)： | The present invention discloses an electronic mechanical brake system, comprising a two-stage helical screw drive, the electronic control unit ECU, a torque motor, a planetary gear reduction mechanism, the left-hand nut, the ball screw mechanism, self-energizing mechanism, such as brake discs and brake caliper. Torque generated by the torque motor through the planetary speed reducing mechanism, two-stage helical screw drive mechanism, ball screw mechanism, self-energizing mechanism transmits the, final drives the brake caliper clamp a brake disk. The spiral driving characteristics of the transmission not encountered resistance is small screw member does not move before, movement of the screw member, so that the screw nut to move at a relatively high speed, improves the speed of response. When the transmission resistance large spiral member does not move after the movement of the small screw member, so as to make the transmission mechanism is obtained in the transmission ratio of the relatively large. The electronic mechanical brake system further comprises electronic parking mechanism, a cylindrical gear and electric control components, signal transfer rapid, sensitive response, good braking effect, is suitable for the electric automobile. | ||
1.一种电子机械制动系统，其特征在于：包括力矩电机、 行星齿轮减速机构、两级螺旋传动机构、电子控制单元ECU(11)、 左旋螺母(10)、滚珠丝杆机构、自增力机构(18)、内制动垫块 (19)、制动盘(20)、制动钳体(17)、圆柱齿轮(13)、电控部 件(12)、橡胶密封圈(21)和外制动垫块(23)； 所述力矩电机采用永磁无刷直流力矩电机，包括电机定子 (4)和电机转子(5)； 所述行星齿轮减速机构设在力矩电机的外壳内，该行星齿轮 减速机构包括行星轮(2)、行星架(1)、齿圈(3)和太阳轮(24)； 所述电机转子(5)带动行星齿轮减速机构转动； 所述两级螺旋传动机构包括丝杆(6)、小螺旋件(7)、大螺 旋件(8)和切换器(9)；所述丝杆(6)连接行星齿轮减速机构， 小螺旋件(7)安装于丝杆(6)上，大螺旋件(8)安装在小螺 旋件上(7)，切换器(9)安装在小螺旋件(7)一侧，并连接电 子控制单元ECU(11)； 所述滚珠丝杆机构包括螺旋螺母(15)、滚珠(14)和螺旋 芯轴(16)；所述螺旋螺母(15)通过螺杆(22)与切换器(9) 连接，滚珠(14)和螺旋芯轴(16)安装在螺旋螺母(15)内； 所述滚珠丝杆机构连接自增力机构(18)，所述制动垫块(19) 安装在自增力机构(18)一侧； 所述制动钳体(17)连接左旋螺母(10)，左旋螺母(10) 安装在螺杆(22)上； 所述圆柱齿轮(13)固定在螺杆(22)上，圆柱齿轮(13) 连接电控部件(12)，电控部件(12)与电子控制单元ECU(11) 连接。
1.一种电子机械制动系统，其特征在于：包括力矩电机、 行星齿轮减速机构、两级螺旋传动机构、电子控制单元ECU(11)、 左旋螺母(10)、滚珠丝杆机构、自增力机构(18)、内制动垫块 (19)、制动盘(20)、制动钳体(17)、圆柱齿轮(13)、电控部 件(12)、橡胶密封圈(21)和外制动垫块(23)； 所述力矩电机采用永磁无刷直流力矩电机，包括电机定子 (4)和电机转子(5)； 所述行星齿轮减速机构设在力矩电机的外壳内，该行星齿轮 减速机构包括行星轮(2)、行星架(1)、齿圈(3)和太阳轮(24)； 所述电机转子(5)带动行星齿轮减速机构转动； 所述两级螺旋传动机构包括丝杆(6)、小螺旋件(7)、大螺 旋件(8)和切换器(9)；所述丝杆(6)连接行星齿轮减速机构， 小螺旋件(7)安装于丝杆(6)上，大螺旋件(8)安装在小螺 旋件上(7)，切换器(9)安装在小螺旋件(7)一侧，并连接电 子控制单元ECU(11)； 所述滚珠丝杆机构包括螺旋螺母(15)、滚珠(14)和螺旋 芯轴(16)；所述螺旋螺母(15)通过螺杆(22)与切换器(9) 连接，滚珠(14)和螺旋芯轴(16)安装在螺旋螺母(15)内； 所述滚珠丝杆机构连接自增力机构(18)，所述制动垫块(19) 安装在自增力机构(18)一侧； 所述制动钳体(17)连接左旋螺母(10)，左旋螺母(10) 安装在螺杆(22)上； 所述圆柱齿轮(13)固定在螺杆(22)上，圆柱齿轮(13) 连接电控部件(12)，电控部件(12)与电子控制单元ECU(11) 连接。
翻译：技术领域
本发明涉及汽车制动系统，尤其涉及一种电子机械制动系 统，属于汽车制动安全技术领域。
背景技术
随着汽车电子技术的快速发展，电子技术已经渗透到了制动 系统，制动系统在汽车的安全方面发挥着至关重要的作用。
传统的液压或气压制动系统的制动方式已经不能很好地满 足当代人对汽车的要求，其制动器体积较大，制动管路布置复杂， 在尺寸上没有多大的优化空间。
电子机械制动系统使用电子元器件取代部分机械元件，通过 电线取代全部制动管路，省掉了很多制动系统的阀类元器件，缩 短了制动响应时间，提高了制动性能。另外采用电子控制单元 (ECU)对制动系统进行整体控制，每个制动器都有各自的控制 单元，在此基础上可以增加各种电子控制功能，便于进行功能的 集成和改进。
电子机械制动采用CAN总线进行数据的接收和发送，缩短了 信号传送的时间，通过各传感器信号的收集，由电控ECU进行反 馈控制，能较好的适应各种路况的变化。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种结构简单、制动响 应较快和制动性能稳定的电子机械制动系统，从而可以延长电子 机械制动系统的使用寿命，节约成本。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种电子机 械制动系统，其特征在于：包括力矩电机、行星齿轮减速机构、 两级螺旋传动机构、电子控制单元ECU、左旋螺母、滚珠丝杆机 构、自增力机构、内制动垫块、制动盘、制动钳体、圆柱齿轮、 电控部件、橡胶密封圈和外制动垫块；
所述力矩电机采用永磁无刷直流力矩电机，包括电机定子和 电机转子；
所述行星齿轮减速机构设在力矩电机的外壳内，该行星齿轮 减速机构包括行星轮、行星架和齿圈；所述电机转子带动行星齿 轮减速机构转动；
所述两级螺旋传动机构包括丝杆、小螺旋件、大螺旋件和切 换器；所述丝杆连接行星齿轮减速机构，小螺旋件安装于丝杆上， 大螺旋件安装在小螺旋件上，切换器安装在小螺旋件一侧，并连 接电子控制单元ECU；
所述滚珠丝杆机构包括螺旋螺母、滚珠和螺旋芯轴；所述螺 旋螺母通过螺杆与切换器连接，滚珠和螺旋芯轴安装在螺旋螺母 内；
所述滚珠丝杆机构连接自增力机构，所述制动垫块安装在自 增力机构一侧；
所述制动钳体连接左旋螺母，左旋螺母安装在螺杆上；
所述圆柱齿轮固定在螺杆上，圆柱齿轮连接电控部件，电控 部件与电子控制单元ECU连接。
本发明与现有技术相比的优点是：
1、不需要制动液和制动管路，避免了制动液泄露的问题， 同时有利于环保。
2、模块式结构更加整体化，装配简单，维修方便。
3、由于制动踏板与制动执行机构之间没有液压管路连接， 取而代之的是数据线，这不仅减少了制动器的作用时间，进而有 效地缩短制动距离，同时大大地减少了使用空间。
4、本发明采用自增力机构，输入力矩经过两次放大，具有 很好的增力效果，同时该机构具备电子驻车的功能。
5、本发明制动钳体与自增力机构之间采用橡胶密封圈，具 有自动复位的功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
1-行星架；2-行星齿轮；3-齿圈；4-电机定子；5-电机转子； 6-丝杆；7-小螺旋件；8-大螺旋件；9-切换器；10-左旋螺母； 11-电子控制单元ECU；12-电控部件；13-圆柱齿轮；14-滚珠， 15-螺旋螺母；16-螺旋芯轴；17-制动钳体；18-自增力机构；19- 制动垫块；20-制动盘；21-橡胶密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种电子机械制动系统包括力矩电机、行星齿 轮减速机构、两级螺旋传动机构、电子控制单元ECU11、左旋 螺母10、滚珠丝杆机构、自增力机构18、内制动垫块19、制动 盘20、制动钳体17、圆柱齿轮13、电控部件12、橡胶密封圈 21和外制动垫块23；
所述力矩电机采用永磁无刷直流力矩电机，包括电机定子4 和电机转子5；
所述行星齿轮减速机构设在力矩电机的外壳内，该行星齿轮 减速机构包括行星轮2、行星架1、齿圈3和太阳轮24；所述电 机转子5带动行星齿轮减速机构转动；
所述两级螺旋传动机构包括丝杆6、小螺旋件7、大螺旋件 8和切换器9；所述丝杆6连接行星齿轮减速机构，小螺旋件7 安装于丝杆6上，大螺旋件8安装在小螺旋件上7，切换器9安 装在小螺旋件7一侧，并连接电子控制单元ECU11；
所述滚珠丝杆机构包括螺旋螺母15、滚珠14和螺旋芯轴16； 所述螺旋螺母15通过螺杆22与切换器9连接，滚珠14和螺旋 芯轴16安装在螺旋螺母15内；
所述滚珠丝杆机构连接自增力机构18，所述制动垫块19安 装在自增力机构18一侧；
所述制动钳体17连接左旋螺母10，左旋螺母10安装在螺 杆22上；
所述圆柱齿轮13固定在螺杆22上，圆柱齿轮13连接电控 部件12，电控部件12与电子控制单元ECU11连接。
本发明的工作原理：电子控制单元ECU11与两级螺旋传动 机构的切换器9相连，控制小螺旋件7和大螺旋件8的切换，力 矩电机产生的转矩通过行星减速机构、两级螺旋传动机构机构、 滚珠丝杆机构和自增力机构18传递，最终带动内制动垫块19夹 紧制动盘20的左侧，同时左旋螺母10向左运动，带动制动钳体 17向左运动，使外制动垫块23也夹紧制动盘20的右侧。
行星减速机构的中心轮为电机转子内侧的外齿圈，行星架输 出端的丝杆6与电机转子5中芯轴同向对齐，行星架1的转矩由 电机转子5产生，通过行星轮2将力矩传给两级螺旋传动机构。
在传动没有遇到阻力之前小螺旋件7不运动，而大螺旋件8 运动，使得螺旋螺母15以较快的速度运动，提高响应速度，迅 速减小运动间隙。当传动遇到阻力后大螺旋件8不运动而小螺旋 件7运动，使得传动机构获得较大的传动比。这不仅满足电子机 械制动系统制动时的快速响应要求，还可以增大减速增扭的效 果。
通过滚珠14将相应的旋转运动转变为轴向平移运动，带动 螺旋芯轴16轴向移动，再经过自增力机构18，使制动力矩增大 作用在制动垫块19上对制动盘20进行制动。
当汽车需要驻车制动时，电控单元ECU11给电控部件12的 线圈通电，三角形卡钳25就作用在圆柱齿轮13上，使螺杆22 锁死不能转动，进而实现驻车功能。
本发明不需要制动液和制动管路，避免了制动液泄露的问 题；零部件数量减少，增大了使用空间，结构简单，安装方便； 由于制动踏板与制动执行机构之间没有液压管路连接，取而代之 的是数据线，这不仅减少了制动器的作用时间，进而有效地缩短 制动距离；本专利采用自增力机构，输入力矩经过两次放大，具 有很好的增力效果，同时该机构具备电子驻车的功能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利 范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效 流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包 括在本发明的专利保护范围内。
