[发明专利]车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构

说明书

技术领域

    本发明涉及一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，属于车辆制动技术领域。

背景技术

制动系统是汽车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，包括行车制动器、驻车制动器和辅助制动器。行车制动器为汽车主制动器，一般采用鼓式或盘式摩擦制动方式，将汽车的动能、势能通过摩擦转化为热能，实现汽车减速或制动的目的。虽然传统液压式、气压式行车制动器能够满足现有制动法规的各项要求，但是存在着响应速度慢、不可主动调节、不易于集成控制等不足之处，不适合当前汽车的发展要求。

电子机械制动系统(EMB)是线控制动系统中的一种，由制动踏板模块、电子控制模块、制动执行机构等组成，取消了传统制动系统中液压、气压部件，以电线为信息传递媒介，电驱动元件为制动执行机构，控制单元根据制动踏板位置传感器信号识别驾驶员制动意图，控制制动执行机构动作，实现对车轮制动力的控制。EMB系统具有没有制动介质、不需真空助力装置、反应快速、可主动调节及易于集成控制等特点，弥补了传统制动系统结构原理上的不足，代表着汽车行车制动器的发展趋势。目前，EMB系统的制动执行机构普遍由驱动电机、减速增扭机构、运动转换机构等组成，驱动电机经过减速增扭机构增加转矩，再由运动转换机构将旋转运动转换为直线运动，推动摩擦块压向制动盘，实现车轮制动。电机式制动执行机构结构较为复杂，且由于驱动电机工作于“堵转”的环境下，影响了EMB系统的工作性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，它能够提高制动系统的动态响应性能及制动性能，实现对车轮制动力的控制。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种车辆电子机械制动系统压电式制动执行机构，它包括制动钳体、壳体、活塞、制动活塞组件、回位弹簧、位移放大机构、压电元件和分别位于车辆的制动盘两侧并与制动盘配合制动的摩擦块，制动活塞组件可滑动地安装在制动钳体上，活塞和压电元件位于壳体内，活塞的一侧与压电元件相抵接，所述的位移放大机构设置在活塞的另一侧与制动活塞组件之间以便当压电元件施加外电场产生在活塞轴向方向上的机械变形从而形成该方向上的轴向位移时位移放大机构将其转变为制动活塞组件的轴向位移使制动盘与摩擦块相接触配合产生制动，所述的回位弹簧的一端抵接在制动钳体上，另一端抵接在制动活塞组件上以便当压电元件去除外电场，在活塞轴向方向上的机械变形消失时提供给制动活塞组件的轴向反向推动力以使制动活塞组件回位和使制动盘与摩擦块相分离以使制动消失。

进一步，所述的位移放大机构包括至少两级位移放大单元，每级位移放大单元包括位移放大杠杆、固定底座和凸点，固定底座固定连接在壳体内，位移放大杠杆的固定端铰接在固定底座上以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点设置在相对应的位移放大杠杆的自由端部上，并且该凸点与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆上的凸点与制动活塞组件相抵接，所述的活塞的另一侧抵接在第一级位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位上。

进一步，所述的位移放大机构包括中间活塞、支点单元和至少两级位移放大单元，支点单元包括支点固定底座和支点位移放大杠杆，支点位移放大杠杆的中部铰接在支点固定底座上，每级位移放大单元包括位移放大杠杆、固定底座和凸点，固定底座固定连接在壳体内，位移放大杠杆的固定端铰接在固定底座上以便其自由端绕铰接处转动，所述的凸点设置在相对应的位移放大杠杆的自由端部上，并且该凸点与相邻的位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位相接触，所述的最末级的位移放大单元的位移放大杠杆上的凸点通过中间活塞与支点位移放大杠杆的一端相抵接，支点位移放大杠杆的另一端与制动活塞组件相抵接，所述的活塞的另一侧抵接在第一级位移放大单元的位移放大杠杆上凸点和铰接处之间的部位上。

进一步，所述的制动活塞组件包括制动活塞和制动活塞杆，制动活塞杆的一端与位移放大机构相活动连接，另一端与制动活塞相固定连接，所述的回位弹簧套装在制动活塞杆上并与其抵接。

进一步，所述的压电元件具有多组主要由压电陶瓷层以及分别形成在压电陶瓷层两侧的正电极层和负电极层构成的压电单元件，并且正电极层和负电极层依次电性连接。

进一步，所述的壳体上设置有连接插头，所述的正电极层和负电极层依次电性连接后与连接插头相连接。

进一步，所述的壳体上设有一个风冷或水冷式散热装置。