CN102991490B - 机电制动模块以及含有该机电制动模块的机电制动*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电制动***。所述机电制动***包括：电动机；传输电动机功率的减速齿轮；连接至该减速齿轮的螺旋轴，该螺旋轴是可旋转地设置的；连接至该螺旋轴的轴螺母，该轴螺母是可线性移动地设置的；当轴螺母在其上施加压力时朝向圆盘移动的刹车片；以及，自锁结构，当所述刹车片接触所述圆盘时，其限制轴螺母的运动并因此阻止轴螺母反向运动。

Description

机电制动模块以及含有该机电制动模块的机电制动***

技术领域

本发明的实施例涉及机电制动模块以及含有该机电制动模块的机电制动***。更加具体地，本发明的实施例涉及具有自锁特性的机电制动模块以及含有该机电制动模块的机电制动***。

背景技术

制动器是用于控制和调节车辆行驶速度的设备。电子液压制动装置（EHB）是将传动液发送至车轮的轮缸并由此使用液体压力进行制动的制动器。此外，机电制动器（EMB）是将电信号发送至车轮的制动钳并驱动电动机进行制动的制动器。

特别地，机电制动***的操作机制如下。当驾驶员踩压踏板时，踏板的传感器检测到制动意愿。电子控制单元根据制动意愿计算车辆的制动功率，并且向安装在轮子上的EMB模块发送信号。根据这个信号驱动电动机，且由电动机的驱动力向前推进制动钳的活塞。活塞推动刹车片，通过刹车片和圆盘之间的摩擦力获得制动功率。同时，当驾驶员进行停车制动时，电子控制单元向EMB模块传输信号。上述内容已经描述了后续动作。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种具有自锁特性的改进的机电制动模块以及包括该机电制动模块的机电制动***。

在某种程度上，将在接下来的说明书中提出本发明的其他方面，并且可以从说明书中显而易见地获得本发明的其他方面或者通过实施本发明而习得本发明的其他方面。

根据本发明的一个方面，提供了一种机电制动***，其包括：电动机；减速齿轮，其传输电动机的功率；螺旋轴，其连接至减速齿轮，所述螺旋轴是可旋转地设置的；轴螺母，其连接至螺旋轴，所述轴螺母是可线性移动地设置的；刹车片，当轴螺母在该刹车片上施加压力时，其朝向圆盘移动；自锁结构，当刹车片接触圆盘时，该自锁结构限制轴螺母的运动并因此阻止轴螺母在相反方向（reverse direction）上移动。

螺旋轴可以以滚珠螺杆的方式连接到轴螺母上。

在自锁结构中，螺旋轴可以包括法兰，其中，当以预定角度或更大角度旋转时，该法兰支撑轴螺母的一部分。

法兰可以包括伸出构件（extention member），其朝向轴螺母延伸，并且轴螺母可以包括由法兰的该伸出构件（extention member）支撑的楔（key）。

伸出构件（extention member）可以包括具有倾角的斜坡。

当刹车片轻微磨损时，该楔（key）可被支撑在该斜坡的下部中，并且当刹车片严重磨损时，该楔（key）可被支撑在该斜坡的上部中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机电制动器的EMB模块，其包括：电动机；减速齿轮，其传输电动机的功率；以及制动钳，其连接至该减速齿轮从而产生制动功率，其中，该制动钳包括：壳体；螺旋轴，其可旋转地设置在该壳体上；轴螺母，其连接至该螺旋轴，所述轴螺母是可线性移动地配置的；以及，刹车片，当轴螺母在该刹车片上施加压力时，其朝向圆盘移动，其中，当刹车片接触圆盘时，螺旋轴支撑轴螺母，从而阻止轴螺母在反方向上移动。

附图说明

结合附图，本发明的这些和/或其它方面将通过以下实施例的说明而变得显而易见并更容易领会，其中：

图1是阐释了根据本发明一个实施例的机电制动***的主要构造的视图；

图2是阐释了根据本发明一个实施例的EMB模块的主要构造的视图；

图3是阐释了根据一个实施例的自锁结构的第一位置的视图；

图4是阐释了沿着图3中A-A’方向的自锁结构的第一位置的视图；

图5是阐释了根据一个实施例的自锁结构的第二位置的视图；

图6是沿着图5中B-B’方向的自锁结构的第二位置的视图；

图7是阐释了根据本发明一个实施例的EMB的第三位置的视图；以及，

图8是阐释了沿着图7中C-C’方向的EMB的第三位置的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明一个实施例的机电制动***。

图1是阐释了根据本发明一个实施例的机电制动***的主要构造的视图。图2是阐释了根据本发明一个实施例的EMB模块的主要构造的视图。

如图1和图2所示，机电制动***包括EMB模块10和控制EMB模块10的运动的电子控制单元100。

EMB模块10包括电动机11、减速齿轮12和制动钳20。

电动机11接收来自电子控制单元100的信号从而产生功率。踏板传感器（未显示）检测驾驶员的制动意愿，并向电子控制单元100发送信号，电子控制单元100检测驾驶员所要求的制动级别并向电动机11发送信号。电动机11产生对应于驾驶员所要求的制动级别的驱动力。同时，电子控制单元100检测驾驶员的停止信号并将该信号发送至电动机11。在这种情况下，电动机11也产生对应于停止所需的制动级别的制动力。

减速齿轮12被连接至电动机11，从而传输功率。减速齿轮12降低电动机11的旋转速率，并增加电动机11的扭矩。减速齿轮12的输出段12a被连接至制动钳20的螺旋轴22，从而传输旋转力。

减速齿轮12可以是单个行星齿轮，并且为了增加减速率，可以将多个行星齿轮平行配置。

制动钳20包括制动钳壳体21、螺旋轴22、轴螺母23以及刹车片24。

螺旋轴22可旋转地设置在制动钳壳体21上。螺旋轴22的输出段22a连接至减速齿轮12的输出终端12a，从而接收旋转力。

轴螺母23可线性移动地设置在制动钳壳体21上。轴螺母23可以滚珠螺杆的方式连接至螺旋轴22。也就是说，滚珠螺杆的方式具有这样一种配置，在这种配置中可以将钢珠***螺旋轴22的螺旋凹槽和轴螺母23的螺旋凹槽之间。这种滚珠螺杆式连接配置可将螺旋轴22的旋转运动转换成轴螺母23的线性运动。

这种滚珠螺杆式连接配置具有高功率转换效率，因此使轴螺母23的自锁变得困难。也就是说，在制动操作期间，轴螺母23返回至初始位置并且移除制动操作。这种现象会发生在螺旋轴和轴螺母之间以滚轴螺杆方式连接以及常规方式连接的情况下。因此，可以在螺旋轴22和轴螺母23之间设置自锁结构30，从而在制动操作中实现轴螺母23的自锁。

刹车片24包括板25和衬块26。轴螺母23朝向圆盘40移动板25，并且衬块26接触圆盘40，从而产生制动功率。

图3是阐释了根据一个实施例的自锁结构的第一位置的视图；图4是阐释了沿着图3中A-A’方向的自锁结构的第一位置的视图；图5是阐释了根据一个实施例的自锁结构的第二位置的视图；图6是沿着图5中B-B’方向的自锁结构的第二位置的视图。

如图2至图6所示，自锁结构30包括设置在螺旋轴22的法兰中的伸出构件（extention member）32以及设置在轴螺母23中的楔（key）33。

伸出构件（extention member）32从法兰31突出并朝向轴螺母23延伸。伸出构件（extention member）32包括至少一个斜坡32a。

楔（key）33在轴螺母23的外表面上突出。楔（key）33为例如导向突出部，其引导轴螺母23在制动钳壳体21的孔21a中线性往复运动。

楔（key）33可由斜坡32a支撑。例如，当刹车片24较厚时，楔（key）33可被支撑在斜坡32a的下部中，并且当刹车片24磨损并变薄时，楔（key）33可被支撑在斜坡32a的上部中。在此，斜坡32a的下部被称为“第一支撑点”32a’，并且斜坡32a的上部被称为“第二支撑点”32a’’。

在下文中，将详细描述机电制动***的操作。

当驾驶员在驾驶期间脚踩制动踏板时，基于踏板传感器（未显示）信号，电子控制单元100检测驾驶员所要求的制动级别，并驱动电动机11产生对应于该制动级别的驱动力。

接下来，通过减速齿轮12将电动机11的驱动力传输至螺旋轴22。因此，螺旋轴22旋转，轴螺母23线性移动。轴螺母23施加压力至板25上，并促使衬块26与圆盘40接触。通过衬块26和圆盘40之间的摩擦力产生制动功率。

接下来，当驾驶员的脚离开制动踏板时，基于踏板传感器信号，电子控制单元100检测制动移除信号，并以相反方向(oppositedirection)驱动电动机11。

接下来，通过减速齿轮12将电动机11的驱动力传输至螺旋轴22，螺旋轴22在相反方向上旋转，并且轴螺母23返回至初始位置。此时，刹车片24也与圆盘间隔开，并且制动功率消失。

此外，当驾驶员想停车时，电子控制单元100接收停止信号从而驱动电动机11。

接下来，通过减速齿轮12将电动机11的驱动力传输至螺旋轴22。当螺旋轴22以预定角度（α）旋转时，轴螺母23线性移动。轴螺母23施加压力至板25上，从而促使衬块26与圆盘40接触。通过衬块26和圆盘40之间的摩擦力来产生制动功率。这种制动功率在刹车片24中产生斥力。这种斥力也被传输至轴螺母23，从而使轴螺母23在相反方向（opposite direction）上移动。然而，在制动操作期间，当螺旋轴22以预定角度（α）旋转时，伸出构件（extention member）32也以预定角度（α）旋转。在这个时候，轴螺母23的楔（key）33通过第一支撑点32a’支撑，从而阻止轴螺母23返回至初始位置，其中第一支撑点32a’设置在伸出构件（extention member）32的斜坡32a的下方。其结果是，尽管停止提供功率，刹车片24仍然与圆盘40接触，并且因此维持制动功率。

接下来，当再次施加功率时，电子控制单元100在相反方向（opposite direction）上驱动电动机11，从而在相反方向（oppositedirection）上旋转螺旋轴22，并且使伸出构件（extention member）32与楔（key）33分开。在这时，轴螺母23再次返回至初始位置，刹车片24与圆盘40分开，并且制动功率消失。

图7是阐释了根据本发明一个实施例的EMB的第三位置的视图；图8是阐释了沿着图7中C-C’方向的EMB的第三位置的视图。

如图7和图8所示，当衬块26变薄时，为了产生制动功率，螺旋轴22应该以大于预定角度（α）的角度（β）旋转。在这时，伸出构件（extention member）32也以大于预定角度（α）的角度（β）旋转。在这时，通过第二支撑点32a”支撑楔（key）33，从而实现轴螺母23的自锁，其中，第二支撑点32a”设置在伸出构件（extentionmember）32的斜坡32a的上部中。其结果是，尽管衬块24被磨损，仍然可以继续重复使用自锁结构30。

根据本发明实施例的机电制动***减少了EMB模块的体积，并因此提高了安装性能。

此外，由于该自锁结构，机电制动***有利地具有优良的装配性能。

此外，机电制动***有利地展现了改善的耐久性和耐热性，因为其即使在没有功率供应的情况下也能够进行自锁。

尽管已经显示和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应意识到，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改进，本发明的范围由权利要求书和它们的等同物限定。

Claims (3)

1.机电制动***，其包括：

电动机；

减速齿轮，其传输所述电动机的功率；

螺旋轴，其连接至所述减速齿轮，所述螺旋轴是可旋转地设置的；

轴螺母，其连接至所述螺旋轴，所述轴螺母是可线性移动地设置的；

刹车片，当所述轴螺母在所述刹车片上施加压力时，所述刹车片朝向一圆盘移动；

自锁结构，当所述刹车片与所述圆盘接触时，所述自锁结构限制所述轴螺母的运动，并由此阻止所述轴螺母反向运动；

其中，在所述自锁结构中，所述螺旋轴包括法兰，其中，当以预定角度或更大角度旋转时，所述法兰支撑所述轴螺母的一部分；

所述法兰包括伸出构件，所述伸出构件朝向所述轴螺母延伸，以及，

所述轴螺母包括楔，所述楔由所述法兰的所述伸出构件支撑；

所述伸出构件包括具有倾角的斜坡；

当所述刹车片轻微磨损时，所述楔被支撑在所述斜坡的下部中，以及，

当所述刹车片严重磨损时，所述楔被支撑在所述斜坡的上部中。

2.如权利要求1所述的机电制动***，其中，所述螺旋轴以滚珠螺杆的方式连接至所述轴螺母。

3.机电制动器的EMB模块，其包括：

电动机；

减速齿轮，其传输所述电动机的功率；以及

制动钳，其连接至所述减速齿轮，从而产生制动功率，

其中，所述制动钳包括：

壳体；

螺旋轴，其可旋转地设置在所述壳体上；

轴螺母，其连接至所述螺旋轴，所述轴螺母是可线性移动地设置的；以及

刹车片，当所述轴螺母在所述刹车片上施加压力时，所述刹车片朝向一圆盘移动，

其中，当所述刹车片与所述圆盘接触时，所述螺旋轴支撑所述轴螺母，从而阻止所述轴螺母反向运动；

其中，所述螺旋轴包括法兰，其中，当以预定角度或更大角度旋转时，所述法兰支撑所述轴螺母的一部分；

所述法兰包括伸出构件，所述伸出构件朝向所述轴螺母延伸，以及，

所述轴螺母包括楔，所述楔由所述法兰的所述伸出构件支撑；

所述伸出构件包括具有倾角的斜坡；

当所述刹车片轻微磨损时，所述楔被支撑在所述斜坡的下部中，以及，

当所述刹车片严重磨损时，所述楔被支撑在所述斜坡的上部中。