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CN116146625A - 一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法 - Google Patents

一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法 Download PDF

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CN116146625A CN202310131829.4A CN202310131829A CN116146625A CN 116146625 A CN116146625 A CN 116146625A CN 202310131829 A CN202310131829 A CN 202310131829A CN 116146625 A CN116146625 A CN 116146625A
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Abstract

本发明公开了一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：该方法适用于以电机产生驱动力的电子机械制动器，所述电子机械制动器包括制动钳体、由电机和减速机构组成的驱动机构、将旋转运动转化为直线运动的传动机构；其中制动钳体设置有位于制动盘两侧的摩擦片，摩擦片包括内摩擦片和外摩擦片；传动机构用于将电机输出轴的正反旋转运动转换为轴向伸缩运动，从而提供摩擦片的压紧力和实现制动回位功能；电机与上位机通讯连接；本方法包括：当电子机械制动器处于非制动状态时，限定电机输出轴的转动位置，使得摩擦片与制动盘之间的间隙保持在一定范围内。

Description

一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法
技术领域
本发明涉及车辆制动器的控制领域，具体涉及一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
背景技术
盘式制动钳在乘用车及商用车均得到长久的应用。目前传统盘式制动钳的传力媒介为液压或气压。传统燃油车通过发动机带动液压泵或空压机工作，将动力能转化为压力能，然后将压力能传导至轮边制动钳进行制动。而传统的商用车气压制动系统将压缩机的压力传导至轮边，整车还需布置相对复杂的气管路、储气筒以及各类控制阀，同时管路中气压的建立和撤销均具有一定的滞后时间，同时还存在较大的噪声问题。液压制动的反应时间比气压制动短，但对回路的密封要求较高。液压制动较气压制动具有操作轻便、易于采用各种优化调节装置等优点，但是其结构复杂、系统中精密件较多，这使得液压制动方式并没有广泛应用于商用车，目前主要应用于乘用车上。
随着新能源汽车的发展，内燃机被电机取代。现阶段新能源汽车液压制动以及气压制动均需在车辆上配备电液压泵或电空压机将电能转化为压力能，然后将压力能传导至轮边。与此同时伴随着汽车电子技术的进步，人们对车辆制动性能的要求越来越高，精确的制动控制将是汽车制动技术不断进步的目标。随着技术的进步，人们开始着眼于线控制动技术(Brake-By-Wire)的研究，所谓线控制动技术，指将一系列智能控制系统集成从而实现一些高级的功能，比如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、电子稳定性控制系统(ESP)及主动避撞技术(ACC)等等，线控制动技术的最终目标是取代传统的气压或液压制动系统，进而由更为先进的电子技术代替。作为由传统的气压或液压制动系统向线控制动系统过渡的产品，出现了线控液压制动系统(Electro HydraulicBrake,简称EHB),简单来说，EHB就是将传统的液压控制系统改为电子控制系统，但其制动器的执行系统仍然为液压形式，即“液控液”的模式改为了“电控液”的模式，当然对于气压制动系统，也可以有相应的存在形式。EHB只是线控制动技术的先期研究，其最终目的还是实现电子机械制动系统，即EMB。不再需要液压或气压系统，是一种通过电信号控制电机的纯机械制动系统。
EMB具有明显的优势，具体说来其性能特点如下:
1.由于取消了气管路，大大减少了制动响应时间，有效地缩短了制动距离，为行车安全
提供了有力保障；
2.取消了空压机、储气筒等部件，使得整车布置更加灵活；
3.制动踏板可调，无回弹振动，舒适性和安全性更好；
4.通过控制系统即可实现所有附加功能，如ABS,TCS,ESP,ACC等等；
5.未来亦可通过车联网系统与国家交通管理系统联网；
无论从制动效率及响应时间以及制动系统成本上都有更大的优势。
当电子机械制动器处于非制动状态时，电机输出轴由于不受约束，可以自由正反转动，车辆颠簸等外界条件造成电机输出轴有可能出现反转，导致摩擦片与制动盘之间间隙变大，影响制动响应速度。本发明旨在提供几种方法，保持电机输出轴在非制动状态时，能保持可控的位置，避免出现自由转动，造成摩擦片与制动盘之间的间隙不可控，影响制动响应速度，导致制动距离变长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，使电子机械制动器在处于非制动状态时，其摩擦片和制动盘之间的间隙可控，保证制动的响应速度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，该方法适用于以电机产生驱动力的电子机械制动器，所述电子机械制动器包括制动钳体、由电机和减速机构组成的驱动机构、将旋转运动转化为直线运动的传动机构；其中制动钳体设置有位于制动盘两侧的摩擦片，摩擦片包括内摩擦片和外摩擦片；传动机构用于将电机输出轴的正反旋转运动转换为轴向伸缩运动，从而提供摩擦片的压紧力和实现制动回位功能；电机与上位机通讯连接；
本方法包括：当电子机械制动器处于非制动状态时，限定电机输出轴的转动位置，使得摩擦片与制动盘之间的间隙保持在一定范围内。
按上述方案，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器向电机发送指令，使电机输出轴保持静止，以克服非制动状态下制动系统对电机输出轴施加的外力力矩。
按上述方案，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器对电机输出轴的转动角度设定一定的范围值，并对电机输出轴的转动角度进行实时监测，当电机输出轴的转动角度超过设定的范围值时，则上位机或电机驱动器驱动电机的输出轴的转动角度回到设定的范围值内驱动电机的输出轴。
按上述方案，所述转动角度设定的范围值依据设定的摩擦片与制动盘之间的间隙范围，以及速比和传动机构的实际结构得到。
按上述方案，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在电机的尾轴设置由上位机控制的电磁制动器，通过上位机控制指令，使电磁制动器在非制动状态下对电机输出轴抱闸，进而保持电机输出轴的静止。
按上述方案，从制动状态转为非制动状态时，首先进行电磁制动器抱闸，而后电机断电。
按上述方案，所述的一定范围为：摩擦片与制动盘之间的单边间隙为0.3～0.6mm。
一种电机控制器，用于在控制电子机械制动器时，实现上文所述的所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
一种新能源汽车，采用了上文所述的电子机械制动器电机控制器。
一种计算机可读存储介质，其存有计算机程序，所述的计算机程序被电机控制器调用后实现上文所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
本发明的有益效果是：通过限定电机输出轴的转动位置，使得在非制动状态下，摩擦片与制动盘之间的间隙保持在一定范围内，避免了电机输出轴因为车辆颠簸或其他外接条件影响时产生的电机旋转，进而造成摩擦片与制动盘之间的间隙时空、制动响应时间和制动距离变长的事故。
附图说明
图1是本发明一实施例的电子机械制动器的结构示意图；
图2是本发明一实施例的具有电磁制动器的电子机械制动器的结构示意图。
图中：1-卡钳体，2-推块，3-丝杠螺母，4-丝杠轴，5-推力轴承，6-轴套，7-驱动机构，8-卡钳支架，9-制动盘，10-外摩擦片，11-内摩擦片，12-电磁制动器。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
参见图1，一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，该方法适用于以电机产生驱动力的电子机械制动器，所述电子机械制动器包括制动钳体、由电机和减速机构组成的驱动机构7、将旋转运动转化为直线运动的传动机构；其中制动钳体设置有位于制动盘9两侧的摩擦片，摩擦片包括内摩擦片11和外摩擦片10；传动机构用于将电机输出轴的正反旋转运动转换为轴向伸缩运动，从而提供摩擦片的压紧力和实现制动回位功能；电机与上位机通讯连接；
本方法包括：当电子机械制动器处于非制动状态时，限定电机输出轴的转动位置，使得摩擦片与制动盘9之间的间隙保持在一定范围内。
进一步地，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器向电机发送指令，使电机输出轴保持静止，以克服非制动状态下制动系统对电机输出轴施加的外力力矩。
进一步地，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器对电机输出轴的转动角度设定一定的范围值，并对电机输出轴的转动角度进行实时监测，当电机输出轴的转动角度超过设定的范围值时，则上位机或电机驱动器驱动电机的输出轴的转动角度回到设定的范围值内驱动电机的输出轴。
进一步地，所述转动角度设定的范围值依据设定的摩擦片与制动盘之间的间隙范围，以及速比和传动机构的实际结构得到。
进一步地，参见图2，电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在电机的尾轴设置由上位机控制的电磁制动器，通过上位机控制指令，使电磁制动器在非制动状态下对电机输出轴抱闸，进而保持电机输出轴的静止。
进一步地，从制动状态转为非制动状态时，首先进行电磁制动器抱闸，而后电机断电。
进一步地，所述的一定范围为：摩擦片与制动盘9之间的单边间隙为0.3～0.6mm。
进一步地，传动机构为与电机输出轴相连的滚珠丝杠结构，制动机构包括受电机驱动的内摩擦片11和固定设置的外摩擦片10；其中丝杠轴4与电机输出轴通过键连接，丝杠轴4上的丝杠螺母3固定有推块2，推块2与摩擦片内片11之间、或推块2与卡钳体1之间，设有止转机构，从而保证推块2只沿轴向运动。本发明所述的传动机构不限于本实施例中的滚珠丝杠副，还可以是其他螺纹丝杠、楔块、曲柄连杆、涡轮蜗杆、齿轮齿条、偏心轮/凸轮、半齿加弹簧等各种转化机械结构。
进一步地，所述电机为直流伺服电机；本发明所述的电机不限于本实施例中的直流伺服电机，其他控制电机均可实现。
进一步地，所述减速机构为行星减速机构；本发明所述的减速机构不限于本实施例中的行星减速机构，还可以是齿轮箱，蜗轮蜗杆或其他减速机构。
一种电机控制器，用于在控制电子机械制动器时，实现上文所述的所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
一种新能源汽车，采用了上文所述的电子机械制动器电机控制器。
一种计算机可读存储介质，其存有计算机程序，所述的计算机程序被电机控制器调用后实现上文所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：该方法适用于以电机产生驱动力的电子机械制动器，所述电子机械制动器包括制动钳体、由电机和减速机构组成的驱动机构、将旋转运动转化为直线运动的传动机构；其中制动钳体设置有位于制动盘两侧的摩擦片，摩擦片包括内摩擦片和外摩擦片；传动机构用于将电机输出轴的正反旋转运动转换为轴向伸缩运动，从而提供摩擦片的压紧力和实现制动回位功能；电机与上位机通讯连接；
本方法包括：当电子机械制动器处于非制动状态时，限定电机输出轴的转动位置，使得摩擦片与制动盘之间的间隙保持在一定范围内。
2.根据权利要求1所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器向电机发送指令，使电机输出轴保持静止，以克服非制动状态下制动系统对电机输出轴施加的外力力矩。
3.根据权利要求1所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在非制动状态下通过上位机或电机驱动器对电机输出轴的转动角度设定一定的范围值，并对电机输出轴的转动角度进行实时监测，当电机输出轴的转动角度超过设定的范围值时，则上位机或电机驱动器驱动电机的输出轴的转动角度回到设定的范围值内。
4.根据权利要求3所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：所述转动角度设定的范围值依据设定的摩擦片与制动盘之间的间隙范围，以及速比和传动机构的实际结构得到。
5.根据权利要求1所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：电机输出轴的转动位置的具体限定方法为，在电机的尾轴设置由上位机控制的电磁制动器，通过上位机控制指令，使电磁制动器在非制动状态下对电机输出轴抱闸，进而保持电机输出轴的静止。
6.根据权利要求4所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：从制动状态转为非制动状态时，首先进行电磁制动器抱闸，而后电机断电。
7.根据权利要求1所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法，其特征在于：所述的一定范围为：摩擦片与制动盘之间的单边间隙为0.3～0.6mm。
8.一种电机控制器，其特征在于：用于在控制电子机械制动器时，实现权利要求1-7任一所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
9.一种新能源汽车，其特征在于：采用了权利要求8所述的电子机械制动器电机控制器。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其存有计算机程序，所述的计算机程序被电机控制器调用后实现权利要求1-7任一所述的电子机械制动器摩擦片与制动盘间隙的保持方法。
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