CN100491172C - 电动驻车制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动驻车制动装置。它包含：执行机构，用于执行驻车制动或释放制动；控制模块，包括控制电路以及信号采集电路，信号采集电路至少采集有驻车制动开关、发动机转速、汽车车速、变速箱档位以及点火锁档位的信号，控制电路根据采集电路采集的信号作出判断并发出控制执行机构的指令；以及紧急解除组件，当装置自身出现异常而导致装置不能正常工作解除制动状态时，用于解除装置的制动状态。本技术方案的有益效果是：本电动驻车制动装置不仅能够有效解决传统手动驻车制动所存在的缺点，弥补其中的不足，而且还能完全满足GB7258《机动车运行安全技术条件》等汽车制动方面的国家标准，具有很强的实用性。

Description

电动驻车制动装置

技术领域

本发明涉及一种电动驻车制动装置，特别是涉及一种汽车电动驻车制动装置。

背景技术

目前汽车驻车制动装置绝大多数是手动驻车制动装置，手动驻车制动装置存在有如下一些不足之处：1.每次工作需要驾驶员手动操作，操作繁琐，在汽车坡起时，操作过于复杂，经常因难以控制而导致汽车溜坡，存在安全隐患；2.在大角度的坡面上驻车时，操作费力，驻车比较困难，同时经常难以获得足够大的制动力来确保汽车可靠驻车，存在安全隐患；3.不论平地还是坡面，驾驶员习惯把驻车制动操纵杆拉至较大行程，确保汽车可靠驻车，这样，在平地驻车制动的情况下，也就是说在大多数的使用条件下，增大了制动器、制动拉索等汽车制动机械零部件的磨损与变形；4.手动制动装置使用时间久了，制动拉索中的钢索会变形伸长，钢索变长会影响其使用性，同时装置可能因此难以获得足够的制动力而存在安全隐患；5.手动驻车制动装置具有较大的操纵机构，其占用了较大的车室空间。

发明内容

本发明提供一种电动驻车制动装置，其可克服目前手动驻车制动装置所存在的的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动驻车制动装置，它包含：执行机构，用于执行驻车制动或释放制动；控制模块，包括控制电路以及信号采集电路，信号采集电路至少采集有驻车制动开关、发动机转速、汽车车速、变速箱档位以及点火锁档位的信号，控制电路根据采集电路采集的信号作出判断并发出控制执行机构的指令；以及紧急解除组件，当装置自身出现异常而导致装置不能正常工作解除制动状态时，用于解除装置的制动状态。

还包括：倾角传感器，用于检测汽车停驻地面的角度；该控制模块的信号采集电路还采集有倾角传感器的信号，控制电路通过倾角检测及计算后，驱动执行机构使装置产生与地面角度相适应的制动力。

还包括：拉力传感器，用于检测制动力大小；制动时，控制电路通过拉力传感器检测制动力大小，以确保装置获得足够的制动力；释放时，控制电路通过拉力传感器检测拉力大小，以保证驻车制动彻底解除；该拉力传感器、倾角传感器以及控制电路之间相配合以系统形成完整的反馈控制回路。

该执行机构包括：电机；减速器，传动连接于电机的动力输出端；转轴组件，传动连接于减速器的动力输出端，该转轴组件具有可转动的转轴，转轴内设有内螺纹；以及制动拉索组件，传动连接于转轴，该制动拉索组件具有啮合于转轴的螺杆以及连接于螺杆的制动拉索；

上述的转轴和螺杆之间可相对转动以使螺杆轴向运动，螺杆带动制动拉索拉紧以制动。本技术特征具有的有益效果为：转轴的结构设计实现了把减速器的旋转运动转换成制动拉索螺杆的直线运动，内部螺纹连接传动使得其驱动制动拉索螺杆时的轴向作用力成倍增加；同时，在维持汽车驻车制动状态的过程中，转轴与制动拉索螺杆通过螺纹连接结构共同实现了汽车驻车制动的自锁功能，装置的执行机构不再需要消耗蓄电池的能量来维持汽车的驻车制动状态。

该电机的外壳上开设有螺孔，该减速器的外壳上开设有可以通过螺钉螺杆的圆孔，另配有螺钉螺杆穿过减速器外壳圆孔并把电机直接锁紧固定在减速器外壳上。本技术特征具有的有益效果为：螺钉螺杆穿过减速器外壳圆孔以把电机直接锁紧固定在减速器外壳上，此连接结构简单又容易实现，则不但保证了电机与减速器的可靠连接，而且只占用很小的空间，这给电机及减速器自身的设计带来了较大的方便。

该制动拉索组件包括：螺杆，啮合于转轴的内螺纹；锁头，固接于螺杆端部并用于保证螺杆只能轴向直线运动而不能转动运动；以及制动拉索，一端固接于锁头，以跟随螺杆轴向直线运动。本技术特征具有的有益效果为：制动拉索的锁头不但起到了螺杆与拉索紧固连接的作用，而且具有定位及导向的作用，则保证了螺杆与钢索只可以轴向直线运动而不能转动运动，这对驻车制动的最终实现起到了一定的作用。

该转轴组件头部设有锁舌和拨叉，拨叉可转动以顶开锁舌使其脱离锁接位置，如果锁舌处于锁接状态则转轴组件位置定位，如果处于松释状态则转轴组件可轴向运动；

该紧急解除组件包括：弹簧，一端定位；钢索，内紧固有铁珠；连接片，连接于弹簧另一端和钢索尾端之间；

钢索头端外接手柄，手柄可活动以带动钢索运动，铁珠随钢索运动，铁珠运动到适当位置可带动转轴组件上的拨叉转动以使其顶开锁舌，然后在制动器回位弹簧的作用下，转轴组件以及制动拉索组件一同轴向运动以解除驻车制动状态。本技术特征具有的有益效果为：紧急解除拉索组件的铁珠与钢索连接简单而可靠，铁珠与转轴的拨叉的配合设计更简单与实用，保证了实现紧急解除这一操作的简单性与可靠性，提高了装置使用的安全性。

该控制电路包括电机驱动电路、倾角传感器检测电路以及拉力传感器检测电路，电机驱动电路包括有电机正反转控制部分、电机电流过载检测部分以及电机电源控制部分，拉力传感器检测电路和倾角传感器检测电路均连接电机驱动电路。

本技术方案的有益效果是：

其一，本电动驻车制动装置不仅能够有效解决传统手动驻车制动所存在的缺点，弥补其中的不足，而且还能完全满足GB7258《机动车运行安全技术条件》等汽车制动方面的国家标准，具有很强的实用性；

其二，本电动驻车制动装置设有控制模块，则电动驻车制动装置不但具有自动控制功能，而且通过外部与装置匹配设计的驻车制动开关，也可以手动的控制电动驻车制动装置；这大大提高了驾驶的操作舒适性及安全性，特别是在汽车坡起时，电动驻车制动装置大大减小了驾驶员的操作难度，从而大大减少了汽车溜坡的可能性，这给驾驶员及乘员提供了更多的安全保护；这对于一些力气相对较小的女士，或者是手臂存在关节炎等病症的人来说，极大的方便了他们对汽车的使用；

其三，装置设有紧急解除组件，当蓄电池或装置自身出现异常而导致装置不能正常工作解除制动状态时，可以通过紧急解除组件解除装置的制动状态，则可避免因制动状态不能解除而带来的极大的不便和安全隐患；

其四，装置设有倾角传感器，驻车制动时装置检测汽车停驻地面的角度，控制电路通过倾角检测及计算后，驱动执行机构使装置产生与地面角度相适应大小的制动力，使得在一般的使用条件下，装置控制更精确、反应更迅速；

如果没有倾角传感器对汽车驻车倾角的检测，那么电动驻车制动装置每次驻车制动时，不论在何种角度的地面上，都必须产生较大的制动力来确保汽车可靠驻车，这样的话，不仅增加了装置对蓄电池能源的消耗，而且增加了制动系统相关零部件的磨损，降低了零部件的使用寿命；电动驻车制动装置因地面角度的不同而产生不同的制动力，而在一般情况下，汽车都停驻在坡度较小的地面上或者平地上，因此在一般的使用情况下，装置需要较小的作用力，可以保证汽车可靠驻车的制动力就可以了，不需要像手动驻车制动时，因操作习惯而经常作用过大的制动力，这样，电动制动作用力相对手动制动作用力较小，则电动驻车制动装置就减少制动机械零部件的磨损与变形，就会延长使用寿命；

设有倾角传感器，使得装置更人性化、智能化，更加符合驾驶员的使用要求，更加贴近驾驶员实际操作，同时也更节能，更经济、实用；

其五，装置设有拉力传感器，制动时控制电路通过拉力传感器检测制动力的大小，以确保装置获得足够的制动力，这样可以保证汽车可靠驻车；释放时控制电路通过检测拉力，这样可以保证驻车制动彻底解除。如果没有拉力传感器反馈，可能会出现汽车驻车制动时制动力不够，解除时释放不到位，制动力不够可能导致汽车滑坡，释放不到位，可能导致制动零部件过度磨损，这些都是安全隐患；

其六，装置采集的信号齐全、合理，除采集驻车制动开关、发动机转速、汽车车速、变速箱档位、点火锁档位等信号外，还采集了拉力传感器以及倾角传感器信号，则使得系统形成了完整的反馈控制回路；装置通过倾角传感器检测坡度大小，通过拉力传感器检测制动力的大小，汽车在较大角度的坡面上驻车时，装置因自身设计特性，可自动产生比一般驾驶员手动操纵要大得多的制动力，其拥有更好的制动效果，这提高了驻车的安全性；

其七，电动驻车制动装置因为设有拉力传感器检测制动效果，制动拉索内钢索行程也设计得相对较大，因此当装置使用时间长了，钢索即使有部分的变形伸长，装置还是可以使用，并且同样会产生足够大的制动力来确保汽车可靠驻车，钢索的变形对电动驻车制动装置的功用影响，相比手动驻车制动装置要小得多；

其八，电动驻车制动装置不需要手动驻车制动装置用到的手动操纵部分，因此其节省出来更多的车室空间，这更大的满足了用户对汽车的空间需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为电动驻车制动装置结构框图，其中实线框内为装置总成，外面为装置外

部与其连接的零部件；

图2为电动驻车制动装置的爆炸图；

图3为电动驻车制动装置内部零部件的装配图；

图4为电动驻车制动装置部分零部件的剖视图，既是图3中A-A向；

图5为电机组件20及减速器组件30的爆炸图；

图6A为转轴组件40的主视图；

图6B为转轴组件40的主视爆炸图；

图6C为转轴组件40的左视图；

图6D为转轴组件40的右视图；

图6E为转轴组件40上拨叉45的轴侧图；

图7A为紧急解除的动作示意图之一；

图7B为图7A的剖面图；

图7C为紧急解除的动作示意图之二；

图7D为图7C的剖面图；

图7E为紧急解除的动作示意图之三；

图7F为图7E的剖面图；

图8为电动驻车制动装置的电路原理框图；

图9A为控制电路10的电机驱动电路的原理图。

图9B为控制电路10的倾角传感器检测电路的原理图。

图9C为控制电路10的拉力传感器检测电路的原理图。

具体实施方式

请参阅图1、图2以及图3，一种电动驻车制动装置，包括外壳1、上盖2、密封垫3、滑轮4、卡片5、固定侧密封圈6、固定侧堵头7、固定侧封口盖8、控制电路组件10、电机组件20、减速器组件30、转轴组件40、驻车制动拉索组件50、拉力传感器组件60以及紧急解除拉索组件70。本电动驻车制动装置的各零部件一体化设计，实现了高度的集成化，相比分散的结构来讲，此设计更容易实现电动驻车制动装置自身的应有的功能，也提高了产品的可靠性及稳定性，同时装置更便利于修理与维护。

请参阅图2，上盖2与外壳1通过螺钉连接固定，中间放置防水密封垫3。

请参阅图2以及图3，控制电路组件10包括外接接插件11、电机电源线12、传感器接插件13以及倾角传感器15等，该外接接插件11、电机电源线12、传感器接插件13以及倾角传感器15分别焊接在控制电路组件10上。该控制电路组件10的外接接插件11从外壳1中的方形装配孔1-d穿过后，通过接插件护套嵌入方形孔，接插件护套上装有橡胶圈，保证装置的密封性，电路板下边沿嵌入外壳1内部的卡槽1-c中，把控制电路组件10固定在外壳1上。

请参阅图4及图5，电机组件20包括电机本体21、电机齿轮22以及螺钉23；电机齿轮22通过内部中心孔与电机本体21上的输出轴21-c过盈配合，紧固连接。减速器组件30包括输入齿轮31、中间齿轮32、输出齿轮33、输入齿轮支撑轴34、中间齿轮支撑轴35、两输出齿轮支撑轴承36、上盖37、外壳38以及螺钉39；减速器组件30中的减速器输入齿轮31的大径齿轮31-a与电机齿轮22相啮合，输入齿轮的小径齿轮31-b与中间齿轮的大径齿轮32-a啮合，中间齿轮的小径齿轮32-b与输出齿轮的外径齿轮33-a啮合；在上盖37与外壳38中都设有固定齿轮支撑轴34、35的小圆柱，如37-a，有固定轴承36的大圆柱，如37-b。四个螺钉39通过减速器外壳38上圆孔后拧入减速器上盖37上的四个螺钉固定柱37-c中，连接固定减速器上盖37与减速器外壳38。电机组件20通过两电机固定螺钉23与减速器上盖37固定连接。请参阅图2以及图3，电机组件20中电机本体21上的两个电机连接端子21-a连接控制电路组件10中的两根电机电源线12，并焊接连接；减速器组件30通过螺钉固定于外壳1上。本实施例中减速器结构的主要特点在于其合理的齿轮结构设计及布局方式，此结构不但保证了减速器可实现较大的减速比，而且减速器内部的空间利用率极高，减速器整体十分紧凑，占用空间小。此外，减速器的三个齿轮采用塑胶材料制成，使得减速器传动效率高，噪音小，满足了其高转速工作的要求，同时，采用塑胶齿轮也有效的降低了减速器的成本。

请参阅图4、图6A、图6B、图6C、图6D以及图6E，转轴组件40包括转轴41、环箍42、连接销43、基体44、拨叉45、锁舌46、弹簧47以及销钉48。转轴组件40中转轴41与环箍42紧固连接，环箍42通过连接销43与基体44连接，转轴41与基体44之间轴向方向不可运动，转轴41可以绕连接销43转动；拨叉45上的转动轴45-a穿过锁舌46内的孔，转动轴45-a的两端支撑在基体44两侧的圆孔上，转动轴的截面与锁舌46内孔的外形相同，皆为缺圆，拨叉45的转动轴转动时，带动锁舌46同步转动；拨叉45的另外一端连接弹簧47的上端，弹簧47的下端通过销钉48固定在基体44上。请参阅图2、图5以及图6C，转轴组件40中转轴41上的花键41-a与减速器组件30中输出齿轮33内径上的花键槽33-b相啮合，实现转轴组件40与减速器组件30的连接配合。

请参阅图2，制动拉索组件50包括螺杆51、锁头52、钢索53、拉索密封圈54、拉索堵头55、铁箍56、橡胶套管57以及拉索封口盖58等，通过锁头52把螺杆51与钢索53紧固连接，通过铁箍56把拉索堵头55与橡胶套管57紧固连接，钢索53通过橡胶套管57，在橡胶套管57中可以移动。请参阅图2、图3以及图4，制动拉索组件50中的螺杆51穿过外壳1上的出索侧圆孔1-f后，通过螺纹51-a与转轴组件40中转轴41上的内螺纹41-b相啮合，实现制动拉索螺杆51与转轴组件40的连接配合；拉索密封圈54套在拉索堵头55，一起装入外壳1上出索侧圆孔1-f中，再通过拉索封口盖58内部螺纹与外壳1上的螺纹1-b相啮合，把制动拉索堵头55固定在外壳1上；制动拉索组件50的锁头52被外壳1的方形滑槽1-h限制只可沿滑槽滑动，不可以转动。本实施例中制动拉索螺杆的运动实现了装置对汽车驻车进行制动与解除的动作，其堵头、密封圈及封口盖与外壳的结构，不但保证了制动拉索堵头及橡胶套管与外壳的可靠连接，而且装置在装配孔处具有很好的密封效果。

请参阅图2，拉力传感器组件60包括连接线61、卡片连接杆62、传感器本体63、锁舌连接杆64以及小接插件65；传感器本体63包含弹性体、感应片、电路、外壳，附图中未详细表示及指示，卡片连接杆62和锁舌连接杆64与传感器本体63固定连接，不可以轴向运动和转动；连接线61从传感器本体63的电路上焊接引出，小接插件65焊接在连接线61。请参阅图2、图3以及图4，卡片连接杆62通过卡片5卡在外壳1上，固定侧密封圈6套在固定侧堵头7上，一起装入外壳固定侧圆孔1-e中，固定住卡片5，然后，固定侧封口盖8通过内部螺纹与外壳1螺纹1-a相啮合，以把固定侧堵头7固定在外壳1上；小接插件65与控制电路组件10上的传感器接插件13相连接；锁舌连接杆64与转轴组件40上的锁舌46连接，实现了拉力传感器组件60与转轴组件40的连接。

请参阅图2，紧急解除拉索组件70包括铁珠71、连接片72、弹簧73、钢索74、堵头75、铁箍76、橡胶套管77等，铁珠71与钢索74紧固连接，连接片72把弹簧73的一端与钢索74的头部紧固连接，堵头75与橡胶套管77通过铁箍76紧固连接，钢索74通过橡胶套管77，可以在橡胶套管77中移动。请参阅图2、图3以及图4，弹簧73、铁珠71及钢索74穿过外壳1上紧急解除拉索堵头75装配用的圆孔1-g后，钢索74绕过滑轮4，用螺钉把弹簧73中的固定头73-a固定在外壳上，固定位置在外壳1内底面的中部，转轴41的下方。堵头75嵌入外壳1中的圆孔(1-g)卡紧固定在外壳1上。请参阅图2以及图4，滑轮4通过固定螺钉固定在外壳1上，滑轮可绕螺钉转动，位置在外壳1上装配拉力传感器组件60的一侧。

请参阅图2、图4、图6A、图6B、图6C、图6D、图7A、图7B、图7C、图7D、图7E以及图7F，装置在正常工作状态下，锁舌46把拉力传感器组件60中的锁舌连接杆64锁在转轴组件40的基体44中，使得拉力传感器组件60与转轴组件40之间不可轴向运动；拨叉45的下部分为与球钩状，其与紧急解除拉索组件70中的铁珠71配合，拨叉45的另外一端连接弹簧47的上端，弹簧47的下端通过销钉48固定在基体44上，装置在非正常工作状态时，在外力的作用下铁珠71带动拨叉45转动，拨叉45转动带动锁舌46转动，锁舌46转动到一定的位置时，其不再卡住锁舌连接杆64，从而使得转轴组件40与拉力传感器组件60之间的连接解除，连接解除之后，转轴组件40在外力下可轴向运动。本实施例中转轴组件头部的结构，不但保证了其与拉力传感器的可靠连接，而且其与紧急解除拉索及拉力传感器的配合作用巧妙的实现了装置的紧急解除功能。此外，转轴结构紧凑，耗材少，占用空间小；拉力传感器在结构设计上不但保证了其与外壳及其与转轴的可靠连接，而且与转轴连接的锁舌连接杆协助紧急解除拉索及转轴共同实现了装置的紧急解除功能。

结合上述的结构具体描述本装置的工作过程：

一、装置驻车制动与解除的工作原理及过程：

控制电路组件10通过外接接插件11检测汽车车身上驻车制动开关、发动机转速、汽车车速、变速箱档位、点火锁档位等信号，同时控制电路组件10检测装置内部拉力传感器60与倾角传感器15的信号，控制电路组件10上的单片机对各种信号及系统状态进行综合的逻辑判断确认当前的动作指令后，准确迅速的对汽车驻车进行制动或解除。电动驻车制动装置的主要功能部件为控制电路组件10、电机组件20、减速器组件30、转轴组件40、制动拉索组件50、拉力传感器组件60、紧急解除拉索组件70。

驻车制动过程：当装置产生制动动作时，控制电路10驱动电机20输出轴D1a方向旋转，然后电机齿轮22带动减速器30的输入齿轮31旋转，之后通过减速器30的减速增扭后，减速器输出齿轮33通过内部的花键槽33-b与转轴41的花键41-a啮合，驱动转轴41旋转，转轴41通过内部的梯形螺纹与制动拉索组件50中螺杆51的梯形螺纹啮合传动；转轴组件40中基体44与拉力传感器组件60固定连接，拉力传感器组件60与外壳1固定连接，从而拉力传感器组件60及转轴组件40在正常工作状态时，皆不可轴向运动，转轴41也不可以轴向运动，而螺杆51与锁头52只能在外壳1相应的滑槽内移动，也不能转动，所以当转轴41旋转时，在自身不能轴向运动的情况下，其作用效果是驱动螺杆51直线运动，制动时，螺杆51往D1c方向运动，使得钢索53收紧，钢索53与汽车的手动驻车制动拉索中的钢索或汽车的制动器中的驻车制动作用杆是直接连接的，从而钢索53收紧牵引的运动就实现了汽车的驻车制动动作。装置在制动时，因为电机高速旋转作用过程平均转速超过12000转/分钟，所以整个制动过程的作用时间很短，不超过2秒，而电机及减速器又设计有较大的作用扭矩，所以制动时装置可以使制动钢索迅速产生高达300公斤力大小的作用力，从而使汽车平稳可靠驻车。当汽车处于不同的坡面上时，装置通过自身的倾角传感器检测坡度的大小从而自动作用相应大小的制动力，力的大小又通过装置自身的拉力传感器传送给控制电路，整个装置形成了闭环控制回路。在驻车制动动作瞬时完成以后，汽车的驻车制动状态不再需要电机的工作来维持，装置也不再需要消耗汽车蓄电池的电能，装置通过内部转轴与制动螺杆之间纯机械的自锁作用来维持汽车的驻车制动状态。

驻车制动解除过程：汽车驻车从制动状态转换到释放状态我们称之为驻车制动的解除，装置在解除驻车制动时，动作与产生驻车制动时相反，控制电路驱动电机D1b方向旋转，之后电机齿轮带动减速器，减速器带动转轴，转轴驱动制动拉索螺杆，使制动拉索的钢索往D1d方向运动，从而解除汽车的驻车制动状态。驻车制动解除过程的作用时间也很短，不超过2秒。汽车在坡面上起步时，对于手动变速器汽车，在汽车发动机启动，驾驶员踩下离合踏板，把变速器挂上前进档或后退档后，驾驶员逐步松开离合踏板，当离合器摩擦片开始啮合时，驾驶员踩下油门踏板使发动机加速，此时电动驻车制动装置判断汽车有运动意图后，随同发动机的加速立即自动解除制动状态，汽车则开始行进；在以上的过程中，传统的手动驻车制动装置，需要油门、离合及手制动三者的配合来保证汽车平稳起步，而采用电动驻车装置时，只需要油门及离合两者的配合，因此降低了汽车坡起的难度，大大减少了汽车溜坡的可能。对于自动变速器汽车，当汽车发动机启动，驾驶员踩下制动踏板，把变速器挂上前进档或后退档后，踩下油门踏板，随同发动机的加速，电动驻车制动装置立即自动解除制动状态，汽车则开始行进。

电动驻车制动装置与传统的手动驻车制动装置相比，不论是在汽车起步，还是停车驻车时，驾驶员都不需要再操作手动制动手柄，这大大的减小了驾驶员的操作难度，提高了驾驶的舒适性，同时也提高了驾驶的安全性。

二、装置紧急解除的工作原理及过程：

当汽车蓄电池处于亏电状态，或者当电动驻车制动装置自身存在故障，导致电动驻车制动装置不能正常工作时，可能会出现当汽车处于驻车制动的状态，操作驻车制动开关或进行别的操作都不能正常解除装置制动状态的情况。在这种特殊的情况下，我们通过如下的方法来紧急解除装置的制动状态。装置中特别设计有紧急解除拉索组件70、滑轮4、转轴组件40的基体44、拨叉45、锁舌46、弹簧47、销钉48及拉力传感器组件60的锁舌连接杆64，通过以上零部件的配合作用来完成电动驻车制动装置的紧急解除动作。作用过程如下：请请参阅图7A、图7B、图7C、图7D、图7E以及图7F，紧急解除拉索组件70中的钢索74与设计在车身外部的紧急解除拉索手柄附图中未表示相连接，当拉引手柄时，解除拉索组件70中的弹簧73伸长，解除钢索74绕滑轮4滑动，铁珠71带动拨叉45往D6a方向运动，拨叉45带动锁舌46往D6b方向转动，当铁珠71从位置B运动到位置C时，锁舌46的下端从位置D提高到了位置E，从而锁舌46与锁舌连接杆64脱离；之后，钢索74在外力的作用下继续往D6a方向运动，铁珠71通过拨叉45既而带动转轴组件40中的基体44往D6c方向开始运动，当基体44脱离拉力传感器组件60从位置F运动到位置J时，基体44与锁舌连接杆64的连接则完全解除，至此转轴组件40与拉力传感器组件60之间的连接也已经完全解除，之后，转轴组件40与制动拉索组件50中的螺杆51、锁头52及钢索53在汽车制动器回位弹簧的作用下，一同往D1d如图2方向运动，从而使得汽车的驻车制动状态解除。如果是非电动驻车制动装置自身的故障而执行了紧急解除动作，按规定操作驻车制动开关数次，装置在会自动恢复到正常的工作状态，作用过程如下：控制电路10根据开关指令，控制驱动电机齿轮22D1b方向旋转，电机旋转最终驱动制动拉索螺杆51往D1d方向运动，而转轴组件40往拉力传感器组件60方向轴向，即D1c方向运动，当锁头52运动到头时，螺杆51不能够再继续往D1d方向运动，此时转轴41继续旋转，因为螺杆51的轴向的反作用力，基体44继续移动，锁舌连接杆64进入到基体44中，既而使锁舌连接杆64恢复到与转轴组件40正常的配合状态中，至此，装置恢复到了正常的工作状态。在紧急解除之后，装置通过指示灯闪烁报警来提示驾驶员，当装置恢复到正常的工作状态之后，指示灯停止闪烁。为了确保行车安全，装置紧急解除之后，如无法恢复到正常工作状态，则需要立即进汽车维修服务站对装置对其进行修复，恢复系统正常的工作状态。

电路原理框图及工作原理说明：电路原理框图请参阅图8，图中粗实线框内表示的是整个电动驻车制动装置中电器件的组成，虚线内表示的是控制电路组件10中电器件的组成，控制电路组件10不包含有电机20及拉力传感器60，但装置中则包含这两个电器件；粗实线框外表示的是外界与装置中电路连接情况，含有驻车制动开关、发动机转速信号等。

控制电路10中重要的几个功能模块原理，包括电机驱动电路、倾角传感器检测电路以及拉力传感器检测电路，原理说明如下：

电机驱动电路请参阅图9A，整个电机的驱动电路由三部分组成：电机正反转控制部分、电机电流过载检测部分以及电机电源控制部分。电机正反转控制部分：通过单片机的输出端T-Drive1及T-Drive2驱动三极管Q1及Q2的导通与截止，来控制继电器Relay1及Relay2的线圈，使继电器的触点导通与断开，继电器的公共端分别连接于电机的两极Motor1及Motor2，从而协调控制电机的正反转。电机电流过载检测部分：供应电机电源的负极通过MOS管M2及电阻R26接地，正常工作时，M2导通，电机工作时的电流流经R26，在R26上产生电压降，通过对此电压降与固定电压值相比较，比较的结果由U4A电压比较器输出，经过Q4反向输出给单片机检测。如果电机的电流过载时，在R26上产生的电压降超过固定值，那么单片机则会检测到其过载信号。电机电源控制部分：电机电源控制部分控制的是电机的负极，通过单片机的输出端T-Control控制三极管Q3的导通与截止，来控制MOS管M1的开关，从而控制MOS管M2的开关，达到控制电机的负极与地的接通与断开。

倾角传感器检测电路请参阅图9B，倾角传感器选用现成的NS-25/2B成熟产品，根据其特性规范，外连接驱动电路及信号输出电路，其中T-Output1，T-Output2，T-Output3，T-Otput4是单片机的输出脚，为倾角传感器检测电路的驱动端；检测电路的输出端连接至单片机输入端T-Input，其实现把倾角传感器的信号输入单片机供其进行处理。

拉力传感器检测电路请参阅图9C，H1为电阻应变式拉力传感器，正常工作时其输出2和3间产生弱电压，此弱电压经过由U4B等组成的差动放大电路放大，之后其输出连接至单片机的AD转换接口T-PullSensorAD。

结合实际操作，本实施例的电动驻车制动装置在实际使用中具有如下的功能：

1、自动制动：汽车停车，旋转钥匙离开点火锁ON档，发动机熄火，电动驻车制动装置自动制动。

2、自动解除：汽车起步，换档使变速箱处在前进档或后退档，踩下油门踏板使发动机加速，装置自动解除制动。

3、手动操作：钥匙处于点火锁ON档，上拉驻车制动开关，装置产生制动，下按驻车制动开关，装置解除制动。钥匙不在点火锁ON档时，如果装置处于解除状态，手动操作可以使装置制动，如果处于制动状态，手动操作不能解除装置的制动状态。长上拉驻车制动开关2-3秒，可使装置获得更大的驻车制动力。

4、状态指示：钥匙处于点火锁ON档，装置处于制动状态时，仪表及驻车制动开关内的驻车制动指示灯常亮，处于解除状态时指示灯不亮。自动制动时，指示灯亮约30秒后熄灭。电动驻车装置发生故障时，仪表及驻车制动开关指示灯闪烁，提示请速进汽车维修站检修。

5、装置设计有自诊断功能，可以通过汽车故障分析诊断仪对其进行检测与故障诊断。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种电动驻车制动装置，其特征是：它包含：

执行机构，用于执行驻车制动或释放制动；

控制模块，包括控制电路以及信号采集电路，信号采集电路至少采集有驻车制动开关、发动机转速、汽车车速、变速箱档位以及点火锁档位的信号，控制电路根据采集电路采集的信号作出判断并发出控制执行机构的指令；以及

紧急解除组件，当装置自身出现异常而导致装置不能正常工作解除制动状态时，用于解除装置的制动状态；

倾角传感器，用于检测汽车停驻地面的角度；

该控制模块的信号采集电路还采集有倾角传感器的信号，控制电路通过倾角检测及计算后，驱动执行机构使装置产生与地面角度相适应的制动力。

2.根据权利要求1所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：还包括：

拉力传感器，用于检测制动力大小；

制动时，控制电路通过拉力传感器检测制动力大小，以确保装置获得足够的制动力；释放时，控制电路通过拉力传感器检测拉力大小，以保证驻车制动彻底解除；

该拉力传感器、倾角传感器以及控制电路之间相配合以系统形成完整的反馈控制回路。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：该执行机构包括：

电机；

减速器，传动连接于电机的动力输出端；

转轴组件，传动连接于减速器的动力输出端，该转轴组件具有可转动的转轴，转轴内设有内螺纹；以及

制动拉索组件，传动连接于转轴，该制动拉索组件具有啮合于转轴的螺杆以及连接于螺杆的制动拉索；

上述的转轴和螺杆之间可相对转动以使螺杆轴向运动，螺杆带动制动拉索拉紧以制动。

4.根据权利要求3所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：该电机的外壳上开设有螺孔，该减速器的外壳上开设有可以通过螺钉螺杆的圆孔，另配有螺钉把电机直接锁紧固定在减速器外壳上。

5.根据权利要求3所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：该制动拉索组件包括：

螺杆，啮合于转轴的内螺纹；

锁头，固接于螺杆端部并用于保证螺杆只能轴向直线运动而不能转动运动；以及

制动拉索，一端固接于锁头，以跟随螺杆轴向直线运动。

6.根据权利要求3所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：

该转轴组件头部设有锁舌和拨叉，拨叉可转动以顶开锁舌使其脱离锁接位置，如果锁舌处于锁接状态则转轴组件位置定位，如果处于松释状态则转轴组件可轴向运动。

7.根据权利要求6所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：该紧急解除组件包括：

弹簧，一端定位；

钢索，内紧固有铁珠；

连接片，连接于弹簧另一端和钢索尾端之间；

钢索头端外接手柄，手柄可活动以带动钢索运动，铁珠随钢索运动，铁珠运动到适当位置可带动转轴组件上的拨叉转动以使其顶开锁舌，然后在制动器回位弹簧的作用下，转轴组件以及制动拉索组件一同轴向运动以解除驻车制动状态。

8.根据权利要求2所述的一种电动驻车制动装置，其特征是：该控制电路包括电机驱动电路、倾角传感器检测电路以及拉力传感器检测电路，电机驱动电路包括有电机正反转控制部分、电机电流过载检测部分以及电机电源控制部分，拉力传感器检测电路和倾角传感器检测电路均连接电机驱动电路。

Images