汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构技术方案

本发明专利技术涉及车辆制动技术领域，具体涉及汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，包括制动执行部分与再生电机部分。制动执行部分包括步进电机、行星齿轮机构、丝杆螺母机构、限位开关等，再生电机部分包括电磁离合器、再生电机，电磁离合器与再生电机沿车轮制动盘轴向布置。当汽车制动时，优先控制电磁离合器接合，制动盘带动再生电机转动，将汽车制动能量转变为电能并提供制动力矩。当再生电机提供的制动力矩不够时，控制步进电机转动，通过行星齿轮机构与丝杆螺母机构将摩擦块推向制动盘实施摩擦制动。本发明专利技术具有结构紧凑、布置方便等优点，可直接利用回收的制动能量驱动制动执行机构，且能分担汽车制动负荷降低制动盘摩擦副的磨损。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆制动
，具体涉及一种汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构。
技术介绍
制动系统是汽车底盘的重要组成部分之一，直接关系到汽车综合性能及生命财产安全。虽然传统液压式、气压式制动系统能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着管道布置复杂、依靠真空助力装置、制动响应速度较慢、制动力矩不可主动调节及难于与其他系统集成控制等不足之处，不适合汽车尤其是电动汽车底盘集成化控制的发展要求。电控制动系统现实了制动系统的解耦，主要有电子液压制动系统(EHB)与电子机械制动系统(EMB)两种，取消了制动踏板与制动轮缸之间的直接连接，以电线为信息传递媒介，电子控制单元根据相关传感器信号识别制动意图，控制制动执行机构动作，实现对车轮制动力的控制，具有不依赖真空助力装置、易于集成控制等优点，弥补了传统制动系统结构原理上的不足。但是，EHB系统一般采用集中布置方式，仍需布置整车液压管道，动态响应性能可以进一步提高。EMB系统一般采用分布布置方式，无需布置整车制动管道，具有动态性能好、布置容易等优点。但是，目前EMB系统大多为单电机执行机构，未能充分利用汽车制动能量驱动摩擦制动，且不能分流汽车制动负荷而降低摩擦制动副磨损。至目前为止，汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构还鲜有提及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种适用于汽车解耦分布式制动系统，采用电子机械制动方式，无需布置整车制动管道，动态响应性能好，结构紧凑，布置方便，易于与其它系统集成控制，可将制动能量转变为电能直接驱动制动执行部分，并且能分担制动负荷，降低摩擦副磨损。为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，该汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构设置在每个车轮制动盘处，汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构包括再生电机部分和制动执行部分，再生电机部分包括电磁离合器和再生电机，电磁离合器和再生电机均沿车轮制动盘轴向布置，电磁离合器结合时，车轮制动盘带动再生电机转动，将汽车的制动能量转变为电能并为制动执行部分提供制动力矩；制动执行部分包括步进电机、行星齿轮机构、丝杆螺母机构和摩擦块，行星齿轮机构的行星架与丝杆螺母机构相连，步进电机带动行星齿轮机构的太阳轮转动，丝杆螺母机构将丝杆的旋转运动转变为螺母的直线运动，丝杆螺母机构的螺母推动摩擦块压向车轮制动盘进行摩擦制动。作为本专利技术的优化方案，制动执行部分还包括电子控制单元和锂电池，步进电机包括左侧步进电机和右侧步进电机，行星齿轮机构包括左侧行星齿轮机构和右侧行星齿轮机构，丝杆螺母机构包括左侧丝杆、右侧丝杆、左侧螺母和右侧螺母，电子控制单元控制步进电机转动，左侧步进电机和右侧步进电机关于车轮制动盘对称布置，左侧步进电机与左侧行星齿轮机构的太阳轮连接，右侧步进电机与右侧行星齿轮机构的太阳轮连接，左侧行星齿轮机构的行星架与左侧丝杆相连接，右侧行星齿轮机构的行星架与右侧丝杆相连接，左侧螺母和左侧丝杆相连接，右侧螺母与右侧丝杆相连接，锂电池用于为汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构提供电能。作为本专利技术的优化方案，制动执行部分还包括左侧摩擦块垫片和右侧摩擦块垫片，左侧摩擦块垫片与左侧螺母相连，右侧摩擦块垫片与右侧螺母相连，摩擦块包括左侧的摩擦块和右侧的摩擦块，左侧的摩擦块连接在左侧摩擦块垫片上，右侧的摩擦块连接在右侧摩擦块垫片上。作为本专利技术的优化方案，制动执行部分还包括左侧压力传感器和右侧压力传感器，左侧压力传感器和右侧压力传感器为压电式压力传感器或应变式压力传感器，左侧压力传感器设置在左侧的摩擦块和左侧摩擦块垫片之间，右侧压力传感器设置在右侧的摩擦块和右侧摩擦块垫片之间，左侧压力传感器和右侧压力传感器均反馈制动压力信号给电子控制单元。作为本专利技术的优化方案，制动执行部分还包括左侧限位开关和右侧限位开关，左侧限位开关设置在左侧螺母与左侧摩擦块垫片之间，左侧限位开关位于左侧摩擦块垫片的中心位置，右侧限位开关设置在右侧螺母与右侧摩擦块垫片之间，右侧限位开关位于右侧摩擦块垫片的中心位置。作为本专利技术的优化方案，左侧限位开关和右侧限位开关均为常开触点开关，左侧丝杆的前端与左侧限位开关相接触，使得左侧限位开关的触点闭合，左侧限位开关将触点闭合信息传输给电子控制单元，右侧丝杆的前端与右侧限位开关相接触，使得右侧限位开关的触点闭合，右侧限位开关将触点闭合信息传输给电子控制单元，电子控制单元接收到左侧限位开关将触点闭合的信息或右侧限位开关将触点闭合的信息，电子控制单元控制步进电机断电。作为本专利技术的优化方案，汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构还包括冷却风扇和温度传感器，冷却风扇设置在锂电池的一侧，汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构内部还设置有散热通道，散热通道中设置有金属散热细网，温度传感器将所测的温度传输给电子控制单元，电子控制单元判断温度达到一定值时，控制冷却风扇转动工作。作为本专利技术的优化方案，电子控制单元控制再生电机的通断电，再生电机自带风扇，风扇用于再生电机和电磁离合器的散热。作为本专利技术的优化方案，锂电池与汽车电源连接线之间设置有二极管。本专利技术具有积极的效果：1)本专利技术为解耦分布式制动执行机构，无需布置整车制动管道，易于与其它系统集成控制，结构紧凑、布置方便且动态响应迅速；2)本专利技术可将制动能量转变为电能，并可直接用于驱动制动执行机构动作，提高制动能量利用效率及降低能源消耗；3)本专利技术的再生电机工作时，能产生制动转矩分担制动负荷，降低制动盘摩擦副的磨损，提高摩擦副的使用寿命及抗热衰退性能；4)本专利技术具有较好的抗失效能力，各个制动执行机构相对独立，如果其中一个出现故障，其它几个仍可使汽车可靠减速、停车；5)本专利技术易于实现应急制动功能，可由汽车自身制动能量驱动制动执行机构动作，实现汽车应急制动；6)本专利技术具有间接检测摩擦块磨损情况的功能；7)本专利技术具有自我冷却功能，可防止制动时温度过高而影响制动性能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的布置示意图。其中：1、车轮制动盘，11、电磁离合器，12、再生电机，24、摩擦块，25、电子控制单元，26、锂电池，211、左侧步进电机，212、右侧步进电机，221、左侧行星齿轮机构，222、右侧行星齿轮机构，231、左侧丝杆，232、右侧丝杆，233、左侧螺母，234、右侧螺母，27、左侧摩擦块垫片，28、右侧摩擦块垫片，29、左侧压力传感器，210、右侧压力传感器，213、左侧限位开关，214、右侧限位开关，3、冷却风扇。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，所述的汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构设置在每个车轮制动盘(1)处，其特征在于：所述汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构包括再生电机部分和制动执行部分，所述的再生电机部分包括电磁离合器(11)和再生电机(12)，所述的电磁离合器(11)和再生电机(12)均沿车轮制动盘(1)轴向布置，电磁离合器(11)结合时，车轮制动盘(1)带动再生电机(12)转动，将汽车的制动能量转变为电能并为制动执行部分提供制动力矩；制动执行部分包括步进电机、行星齿轮机构、丝杆螺母机构和摩擦块(24)，行星齿轮机构的行星架与丝杆螺母机构相连，所述的步进电机带动行星齿轮机构的太阳轮转动，所述的丝杆螺母机构将丝杆的旋转运动转变为螺母的直线运动，丝杆螺母机构的螺母推动摩擦块(24)压向车轮制动盘(1)进行摩擦制动。

【技术特征摘要】
1.汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，所述的汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构设置在每个车轮制动盘(1)处，其特征在于：所述汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构包括再生电机部分和制动执行部分，所述的再生电机部分包括电磁离合器(11)和再生电机(12)，所述的电磁离合器(11)和再生电机(12)均沿车轮制动盘(1)轴向布置，电磁离合器(11)结合时，车轮制动盘(1)带动再生电机(12)转动，将汽车的制动能量转变为电能并为制动执行部分提供制动力矩；制动执行部分包括步进电机、行星齿轮机构、丝杆螺母机构和摩擦块(24)，行星齿轮机构的行星架与丝杆螺母机构相连，所述的步进电机带动行星齿轮机构的太阳轮转动，所述的丝杆螺母机构将丝杆的旋转运动转变为螺母的直线运动，丝杆螺母机构的螺母推动摩擦块(24)压向车轮制动盘(1)进行摩擦制动。2.根据权利要求1所述的汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，其特征在于：所述的制动执行部分还包括电子控制单元(25)和锂电池(26)，所述的步进电机包括左侧步进电机(211)和右侧步进电机(212)，所述的行星齿轮机构包括左侧行星齿轮机构(221)和右侧行星齿轮机构(222)，所述的丝杆螺母机构包括左侧丝杆(231)、右侧丝杆(232)、左侧螺母(233)和右侧螺母(234)，所述的电子控制单元(25)控制步进电机转动，所述的左侧步进电机(211)和右侧步进电机(212)关于车轮制动盘(1)对称布置，左侧步进电机(211)与左侧行星齿轮机构(221)的太阳轮连接，右侧步进电机(212)与右侧行星齿轮机构(222)的太阳轮连接，左侧行星齿轮机构(221)的行星架与左侧丝杆(231)相连接，右侧行星齿轮机构(222)的行星架与右侧丝杆(232)相连接，左侧螺母(233)和左侧丝杆(231)相连接，右侧螺母(234)与右侧丝杆(232)相连接，所述的锂电池(26)用于为汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构提供电能。3.根据权利要求2所述的汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，其特征在于：所述的制动执行部分还包括左侧摩擦块垫片(27)和右侧摩擦块垫片(28)，左侧摩擦块垫片(27)与左侧螺母(233)相连，右侧摩擦块垫片(28)与右侧螺母(234)相连，所述的摩擦块(24)包括左侧的摩擦块和右侧的摩擦块，左侧的摩擦块连接在左侧摩擦块垫片(27)上，右侧的摩擦块连接在右侧摩擦块垫片(28)上。4.根据权利要求3所述的汽车电子机械制动系统自供电式双电机制动执行机构，其特征在于：所述的制动执行部分还包括左侧压力传感器(29)和右侧压...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝绍轶，张兰春，赖晓杰，王忠收，童欣，卞军军，马志航，王奎洋，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32