| 专利名称： | 用于汽车的电动制动系统及使用其的方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Electric braking system for automobiles, and using method of electric braking system | ||
| 专利号： | CN201510358289.9 | 申请时间： | 20150625 |
| 公开号： | CN105000010A | 公开时间： | 20151028 |
| 申请人： | 奇瑞汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 241006 安徽省芜湖市芜湖经济技术开发区长春路8号 | ||
| 发明人： | 张志辉; 张绍山 | ||
| 分类号： | B60T13/72; B60T13/74 | 主分类号： | B60T13/72 |
| 代理机构： | 北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138 | 代理人： | 吕耀萍 |
| 摘要： | 本发明公开了一种用于汽车的电动制动系统及使用其的方法，属于汽车制动领域。该电动制动机构包括：制动摇臂，该制动摇臂一端与汽车真空助力器顶杆连接；齿轮机构，该齿轮机构的齿轮轴与制动摇臂另一端固定连接且能够带动制动摇臂上下摆动；电机，该电机与汽车电子控制单元连接，电机的电机轴驱动齿轮机构转动；在汽车电子控制单元识别到需要自动制动时，控制电机正向转动并经由齿轮机构使制动摇臂向下摆动压下顶杆实现自动制动。本发明提供的用于汽车的电动制动系统及使用其的方法是一种高效率高可靠性的制动系统，利用齿轮传动原理缩小了制动系统的整体体积，且同时脱离了人为干预避免了人为错误操作造成的交通安全问题，智能化实现车辆制动。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses an electric braking system for automobiles, and a using method of the electric braking system, and belongs to the field of automobile braking. The electric braking system comprises a braking rock arm, a gear mechanism and a motor, wherein one end of the braking rock arm is connected with a pushing rod of a vacuum booster of an automobile; a gear shaft of the gear mechanism is fixedly connected with the other end of the braking rock arm, and the braking rock arm can be driven to swing up and down; the motor is connected with an electronic control unit of the automobile, and the gear mechanism is driven to rotate by the motor shaft of the motor; when the electronic control unit of the automobile identifies that automatic brake is needed, the motor is controlled to rotate in the forward direction, and the braking rock arm is controlled by the gear mechanism to swing downwards so as to press down the pushing rod, so that automatic brake is realized. The electric braking system for automobiles, and the using method of the electric braking system, which are provided by the invention, are high in efficiency and reliability; the overall volume of the braking system is shrunk by utilizing a gear transmission principle; besides, the human intervention is eliminated, so that the traffic safety problem caused by faulty operation is solved, and the automobile brake is intelligently realized. | ||
1.一种用于汽车的电动制动机构，其特征在于， 所述电动制动机构包括： 制动摇臂，所述制动摇臂的一端与汽车的真空助力器的顶杆连接； 齿轮机构，所述齿轮机构的齿轮轴与所述制动摇臂的另一端固定连接并且 能够带动所述制动摇臂上下摆动； 电机，所述电机与汽车的电子控制单元相连接，所述电机的电机轴驱动所 述齿轮机构转动； 在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制所述电机驱动所述电 机轴正向转动，并经由齿轮机构使所述制动摇臂向下摆动压下所述顶杆实现自 动制动。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述 电机轴固定连接，所述电机轴驱动所述主动齿轮转动，所述从动齿轮的齿轮轴 与所述制动摇臂固定连接并且能够带动所述制动摇臂摆动。
3.根据权利要求2所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述从动齿轮的齿轮轴为空心齿轮轴。
4.根据权利要求2所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 在所述汽车的真空助力器上设置有制动支架，所述电机、所述齿轮机构和 制动摇臂被安装在所述制动支架上。
5.根据权利要求4所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 电机轴的轴套、主动齿轮被依次套接到电机轴上，通过平键将主动齿轮周 向定位在电机轴上，并且通过垫片和锁紧构件固定主动齿轮在电机轴上的轴向 位置。
6.根据权利要求5所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述从动齿轮的齿轮轴在一端处与从动齿轮连接，而另一端延伸穿过制动 摇臂上的安装孔与制动摇臂固定连接， 所述电动制动系统还包括弹力构件，所述弹力构件一端连接至所述制动支 架而另一端与所述制动摇臂连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在 于， 在所述制动摇臂的上下摆动行程的上止点处设置有上止点行程开关，所述 上止点形成开关设置在所述制动支架上。
8.根据权利要求7所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 当所述汽车的电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制所述电机驱 动所述电机轴反向转动，经由齿轮机构使得所述制动摇臂向上摆动，在弹力构 件的辅助作用下抬起所述顶杆，所述制动摇臂继续向上摆动直至触发所述上止 点行程开关，所述上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使所述电机 停止反向转动，从而制动摇臂停止摆动，最终实现制动脱离。
9.一种使用根据权利要求1-8中任一项所述的用于汽车的电动制动系统的 方法，所述方法包括下列步骤： (1)在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制电机驱动电机轴 正向转动； (2)电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向下摆动并压下真空助力器的 顶杆实现自动制动； (3)在电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制电机驱动电机轴反 向转动，电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向上摆动抬起真空助力器的顶 杆，最终实现制动脱离。
10.根据权利要求9所述的使用用于汽车的电动制动系统的方法，其特征在 于， 在步骤(3)中，在制动摇臂向上摆动的过程中，制动摇臂在设置在齿轮机 构的齿轮轴上的弹力构件的辅助作用下抬起真空助力器的顶杆； 制动摇臂向上摆动直到触发设置在所述制动摇臂的上下摆动行程中的上止 点处的上止点行程开关时才停止，其中当所述上止点行程开关被触发时，所述 上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使所述电机停止反向转动，制 动摇臂停止向上摆动，最终实现制动脱离。
1.一种用于汽车的电动制动机构，其特征在于， 所述电动制动机构包括： 制动摇臂，所述制动摇臂的一端与汽车的真空助力器的顶杆连接； 齿轮机构，所述齿轮机构的齿轮轴与所述制动摇臂的另一端固定连接并且 能够带动所述制动摇臂上下摆动； 电机，所述电机与汽车的电子控制单元相连接，所述电机的电机轴驱动所 述齿轮机构转动； 在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制所述电机驱动所述电 机轴正向转动，并经由齿轮机构使所述制动摇臂向下摆动压下所述顶杆实现自 动制动。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述 电机轴固定连接，所述电机轴驱动所述主动齿轮转动，所述从动齿轮的齿轮轴 与所述制动摇臂固定连接并且能够带动所述制动摇臂摆动。
3.根据权利要求2所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述从动齿轮的齿轮轴为空心齿轮轴。
4.根据权利要求2所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 在所述汽车的真空助力器上设置有制动支架，所述电机、所述齿轮机构和 制动摇臂被安装在所述制动支架上。
5.根据权利要求4所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 电机轴的轴套、主动齿轮被依次套接到电机轴上，通过平键将主动齿轮周 向定位在电机轴上，并且通过垫片和锁紧构件固定主动齿轮在电机轴上的轴向 位置。
6.根据权利要求5所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 所述从动齿轮的齿轮轴在一端处与从动齿轮连接，而另一端延伸穿过制动 摇臂上的安装孔与制动摇臂固定连接， 所述电动制动系统还包括弹力构件，所述弹力构件一端连接至所述制动支 架而另一端与所述制动摇臂连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在 于， 在所述制动摇臂的上下摆动行程的上止点处设置有上止点行程开关，所述 上止点形成开关设置在所述制动支架上。
8.根据权利要求7所述的用于汽车的电动制动系统，其特征在于， 当所述汽车的电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制所述电机驱 动所述电机轴反向转动，经由齿轮机构使得所述制动摇臂向上摆动，在弹力构 件的辅助作用下抬起所述顶杆，所述制动摇臂继续向上摆动直至触发所述上止 点行程开关，所述上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使所述电机 停止反向转动，从而制动摇臂停止摆动，最终实现制动脱离。
9.一种使用根据权利要求1-8中任一项所述的用于汽车的电动制动系统的 方法，所述方法包括下列步骤： (1)在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制电机驱动电机轴 正向转动； (2)电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向下摆动并压下真空助力器的 顶杆实现自动制动； (3)在电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制电机驱动电机轴反 向转动，电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向上摆动抬起真空助力器的顶 杆，最终实现制动脱离。
10.根据权利要求9所述的使用用于汽车的电动制动系统的方法，其特征在 于， 在步骤(3)中，在制动摇臂向上摆动的过程中，制动摇臂在设置在齿轮机 构的齿轮轴上的弹力构件的辅助作用下抬起真空助力器的顶杆； 制动摇臂向上摆动直到触发设置在所述制动摇臂的上下摆动行程中的上止 点处的上止点行程开关时才停止，其中当所述上止点行程开关被触发时，所述 上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使所述电机停止反向转动，制 动摇臂停止向上摆动，最终实现制动脱离。
翻译：技术领域
本发明涉及汽车制动领域，特别涉及用于汽车的电动制动系统及使用其的 方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的发展，汽车逐渐成为人们的主要代步工具，而安 全行车也成为人们日益关注的焦点。
由于在行驶过程中，驾驶员长时间保持固定姿势，血液循环不畅容易引起 视觉疲劳、反应迟钝、驾驶不灵活等现象，一旦出现突发状况，则无法立即做 出正确的判断和应对。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：当汽车 在行驶过程中，驾驶员发现前方出现突发状况而不能选择正确的时机采取制动， 容易造成安全事故的发生。
因此，确有必要提供一种能够自动制动的用于汽车的电动制动系统及使用 其的方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供 了一种用于汽车的电动制动机构及使用其的方法。所述技术方案如下：
本发明的一个目的是提供了一种电动制动机构。
本发明的还一目的是提供了一种使用电动制动机构的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种电动制动机构，该电动制动机构包括：
制动摇臂，所述制动摇臂的一端与汽车的真空助力器的顶杆连接；
齿轮机构，所述齿轮机构的齿轮轴与所述制动摇臂的另一端固定连接并且 能够带动所述制动摇臂上下摆动；
电机，所述电机与汽车的电子控制单元相连接，所述电机的电机轴驱动所 述齿轮机构转动；
在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制所述电机驱动所述电 机轴正向转动，并经由齿轮机构使所述制动摇臂向下摆动压下所述顶杆实现自 动制动。
进一步地，所述齿轮机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动 齿轮与所述电机轴固定连接，所述电机轴驱动所述主动齿轮转动，所述从动齿 轮的齿轮轴与所述制动摇臂固定连接并且能够带动所述制动摇臂摆动。
具体地，所述从动齿轮的齿轮轴为空心齿轮轴。
进一步地，在所述汽车的真空助力器上设置有制动支架，所述电机、所述 齿轮机构和制动摇臂被安装在所述制动支架上。
进一步地，电机轴的轴套、主动齿轮被依次套接到电机轴上，通过平键将 主动齿轮周向定位在电机轴上，并且通过垫片和锁紧构件固定主动齿轮在电机 轴上的轴向位置。
进一步地，所述从动齿轮的齿轮轴在一端处与从动齿轮连接，而另一端延 伸穿过制动摇臂上的安装孔与制动摇臂固定连接，
所述电动制动系统还包括弹力构件，所述弹力构件一端连接至所述制动支 架而另一端与所述制动摇臂连接。
进一步地，在所述制动摇臂的上下摆动行程的上止点处设置有上止点行程 开关，所述上止点形成开关设置在所述制动支架上。
具体地，当所述汽车的电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制所 述电机驱动所述电机轴反向转动，经由齿轮机构使得所述制动摇臂向上摆动， 在弹力构件的辅助作用下抬起所述顶杆，所述制动摇臂继续向上摆动直至触发 所述上止点行程开关，所述上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使 所述电机停止反向转动，从而制动摇臂停止摆动，最终实现制动脱离。
根据本发明的另一目的，提供了一种使用上述的用于汽车的电动制动系统 的方法，所述方法包括下列步骤：
(1)在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制电机驱动电机轴 正向转动；
(2)电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向下摆动并压下真空助力器的 顶杆实现自动制动；
(3)在电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制电机驱动电机轴反 向转动，电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向上摆动抬起真空助力器的顶 杆，最终实现制动脱离。
具体地，在步骤(3)中，在制动摇臂向上摆动的过程中，制动摇臂在设置 在齿轮机构的齿轮轴上的弹力构件的辅助作用下抬起真空助力器的顶杆；
制动摇臂向上摆动直到触发设置在所述制动摇臂的上下摆动行程中的上止 点处的上止点行程开关时才停止，其中当所述上止点行程开关被触发时，所述 上止点行程开关将信号反馈至所述电子控制单元使所述电机停止反向转动，制 动摇臂停止向上摆动，最终实现制动脱离。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的用于汽车的电动制动 系统及使用其的方法是一种高效率、高可靠性的制动系统，利用齿轮的传动原 理，缩小了制动系统的整体体积，本发明的用于汽车的电动制动系统脱离了人 为干预，避免了人为错误操作造成的交通安全问题，智能化的实现了车辆的制 动。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的用于汽车的电动制动系统的结构示意图；
图2是图1所示的用于汽车的电动制动系统的局部结构示意图；
图3是沿图2所示的A-A线切割获得的剖视图；
图4是图1所示的齿轮机构与电机连接的结构示意图；
图5是图1所示的用于汽车的电动制动系统的俯视图；
图6是图1所示的用于汽车的电动制动系统的侧视图；
图7是沿图6所示的B-B线切割获得的剖视图；
图8是使用用于汽车的电动制动系统的方法的流程图。
其中，100电动制动系统，10制动摇臂，20齿轮机构，21主动齿轮，22从 动齿轮，221齿轮轴，30电机，31电机轴，32轴套，33平键，34垫片，40制 动支架，50真空助力器，51顶杆，60弹性构件，70上止点行程开关，81电机 锁紧螺钉，82大齿轮锁紧螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，其示出了根据本发明的一个实施例的用于汽车的电动控制系统 100。电动控制系统100包括制动摇臂10、齿轮机构20和电机30。具体地，结 合图2和图3所示，制动摇臂10的一端与汽车的真空助力器50的顶杆51连接， 齿轮机构20的齿轮轴221与制动摇臂10的另一端固定连接，并且能够带动制 动摇臂10上下摆动，电机30与汽车的电子控制单元(ECU)相连接，电机30 的电机轴31驱动齿轮机构20转动。在汽车的电子控制单元(ECU)识别到需 要自动制动时，控制电机30驱动电机轴31正向转动，并经由齿轮机构20使制 动摇臂10向下摆动压下顶杆51实现自动制动。
在本发明的一个示例中，汽车的真空助力器50上设置有制动支架40，制动 摇臂10、齿轮机构20和电机30被安装在制动支架40上。制动摇臂10和电机 30位于齿轮机构20的相对的两侧。具体地，电机30使用电机锁紧螺钉81安装 于制动支架40上，再将轴套32插入电机轴31，之后将主动齿轮21套入电机轴 31并使用平键33周向定位，再装上垫片34使用锁紧构件，例如大齿轮锁紧螺 钉82拧紧来固定主动齿轮21轴向位置。
结合图3和图4所示，齿轮机构20包括相互啮合的主动齿轮21和从动齿 轮22。在本发明的一个示例中，主动齿轮可以为一个、两个或者更多个，从动 齿轮也可以为一个、两个或者更多个，当然本领域技术人员可以根据需要进行 相应的选择。在本发明的另一个示例中，主动齿轮为大齿轮，从动齿轮为小齿 轮，即主动齿轮的直径大于从动齿轮的直径。
结合图3和图4所示，电机轴31的轴套和主动齿轮21被依次套接到电机 轴31上，且平键33将主动齿轮21周向定位在电机轴31上。在主动齿轮21套 接在电机轴31之后，垫片34被安装在电机轴31的端部，并使用锁紧构件，例 如大齿轮锁紧螺钉82拧紧来固定主动齿轮在电机轴31上的轴向定位，这样当 电机30的电机轴31转动时，电机轴31能够带动主动齿轮21转动，进而带动 从动齿轮22转动。
结合图4和图5所示，从动齿轮22的齿轮轴221的一端处与从动齿轮22 连接，另一端延伸穿过制动摇臂10上的安装孔(未示出)与制动摇臂10固定 连接，例如通过焊接连接或者通过螺栓连接。当然本领域的技术人员可以明白， 本示例仅是一种示例性说明，不应当理解为对本发明的一种限制，制动摇臂10 与齿轮轴221之间的连接方式可以采用其它的方式进行替代，只要能实现制动 摇臂10和齿轮轴221之间固定连接即可。通过这样的设计，当主动齿轮21被 驱动转动时，带动从动齿轮22转动，使得从动齿轮22的齿轮轴221能够带动 制动摇臂10摆动。
在本发明的一个示例中，从动齿轮22的齿轮轴221为空心齿轮轴。空心齿 轮轴与从动齿轮22可以为一体成型，也可以将齿轮轴通过螺栓从动齿轮上，本 领域的技术人员还可以采用其它的方式进行替代，只要能实现齿轮轴与从动齿 轮彼此固定连接即可。
结合图6和图7所示，在本发明的另一示例中，从动齿轮22的齿轮轴221 上还套接有弹力构件60，例如弹簧。弹簧的一端连接到制动支架40上，另一端 与制动摇臂10相连接，这样当结束自动制动时，制动摇臂10可以在弹簧的帮 助下抬起真空助力器50的顶杆51，实现制动脱离。
继续参见图6，在本发明的还一示例中，在制动摇臂的上下摆动行程的上止 点处设置有上止点行程开关70，上止点行程开关70固定在制动支架40上。当 汽车的电子控制单元(ECU)识别到需要结束自动制动时，使得电机30的电机 轴31反向转动，经由齿轮机构20使得制动摇臂10向上摆动，在弹力构件60 的辅助作用下抬起顶杆51，制动摇臂10继续向上摆动直至触发上止点行程开关 70。上止点行程开关70将信号反馈至汽车的电子控制单元(ECU)，进而控制 电机30停止反向转动，从而制动摇臂10停止摆动，最终实现制动脱离。
下面通过详细描述用于汽车的电动制动系统的工作原理来进一步说明用于 汽车的电动制动系统的具体结构。
工作时，电机通过控制线连接整车的电子控制单元(ECU)检测本车速度 信号，并通过前方雷达检测车辆前方障碍物情况，当本车速度大于0且前方发 现障碍物时危险存在，电机正向转动，电机轴的转动带动主动齿轮和从动齿轮 彼此做相对转动，由此从动齿轮带动空心齿轮轴转动，而空心齿轮轴转动带动 制动摇臂向下摆动，然后压下真空助力器的顶杆，顶杆与汽车的制动主缸相连 接，真空助力器将压力传递至制动主缸，并推动制动主缸内的液压油分别流至 汽车的前后制动缸，最终实现自动制动。
当本车速度等于0且前方无障碍物时危险解除，此时汽车的电子控制单元 控制电机反向转动，并驱动电机轴反向转动且带动主动齿轮和从动齿轮做相对 转动，之后带动从动齿轮的空心齿轮轴转动，空心齿轮轴带动制动摇臂反向摆 动，也就是，使制动摇臂向上摆动，制动摇臂在助力弹簧的帮助下抬起真空助 力器的顶杆，由于顶杆与汽车的制动主缸相连接，在抬起顶杆的同时，汽车的 前后制动缸内的液压油回流，且当制动摇臂继续向上摆动时，触发上止点行程 开关，上止点行程开关反馈信号控制电机停止反向转动，最终使制动脱离。
参见图8，其示出了根据本发明的一个实施例的用于汽车的电动制动系统的 方法的流程图。该方法包括下列步骤：
(1)在汽车的电子控制单元识别到需要自动制动时，控制电机驱动电机轴 正向转动；
(2)电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向下摆动并压下真空助力器的 顶杆实现自动制动；
(3)在电子控制单元识别到需要结束自动制动时，控制电机驱动电机轴反 向转动，电机轴带动齿轮机构转动，使制动摇臂向上摆动抬起真空助力器的顶 杆，最终实现制动脱离。
具体地，在步骤(3)中，在制动摇臂向上摆动的过程中，制动摇臂在设置 在齿轮机构的齿轮轴上的弹力构件的辅助作用下抬起真空助力器的顶杆。
在本发明的一个示例中，制动摇臂向上摆动直到触发设置在制动摇臂的上 下摆动行程中的上止点处的上止点行程开关时才停止，其中当上止点行程开关 被触发时，上止点行程开关将信号反馈至电子控制单元，使电机停止反向转动， 制动摇臂停止向上摆动，最终实现制动脱离。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的用于汽车的电动制动 系统及使用其的方法是一种高效率、高可靠性的制动系统，利用齿轮的传动原 理，缩小了制动系统的整体体积，本发明的用于汽车的电动制动系统脱离了人 为干预，避免了人为错误操作造成的交通安全问题，智能化地实现了车辆的制 动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
