CN101328941A - 单马达电子控制楔式制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单马达电子控制楔式制动系统，它通过采用一个马达的驱动控制能够实现停车制动，制动衬块的摩擦调节，故障保护以及车辆行驶中的制动。该控制系统包括：固定在悬架底盘上并在制动盘的压制方向上可移动的固定板；由安装在固定板上的可移动的楔基体支撑并且在制动时通过马达使内/外制动衬块与制动盘接触的楔运动部；与固定在固定板上的楔固定部接触并且支撑楔基体的后侧面的楔调节部；包括小齿轮螺母的调节单元，该小齿轮螺母可移动地支撑楔调节部，有选择地对楔调节部施加作用力，并通过和楔运动部的合作来调节磨损的内/外制动衬块和制动盘之间的间隙。因此，可以使电子控制楔式制动系统的结构简化，生产成本降低，易于控制。

Description

单马达电子控制楔式制动系统

技术领域

本发明涉及一种单马达电子控制楔式制动系统，尤其涉及通过采用一个马达的驱动控制能够实现停车制动，制动衬块的摩擦调节，故障保护以及车辆行驶中的制动的一种单马达电子控制楔式制动系统。

背景技术

最近，已经研制了一种通过一个马达的驱动控制采用因楔形而产生压靠制动盘的制动力的电子控制楔式制动器。在相关技术中每一个这种电子控制楔式制动系统都包括两个单独的马达，一个马达用于行驶制动和另一个马达用于停车制动，制动衬块的摩擦调节以及故障保护。

由于每个这种电子控制楔式制动系统都包括两个马达，因此该制动系统结构复杂，生产费用相应增加，两个马达难以单独控制。

发明内容

本发明的实施例有助于克服电子控制楔式制动系统的不足，它通过采用一个马达的驱动控制能够实现停车制动，制动衬块的摩擦调节，故障保护以及车辆行驶中的制动。可以使电子控制楔式制动系统的结构简化，生产成本降低，易于控制。

本发明的实施例提供了一种单马达电子控制楔式制动系统，它包括：固定板，楔基体，楔运动部，楔调节部，调节单元，机械反应力机构和电反应力机构。固定板固定在悬架底盘上并在制动盘的压制方向上可移动；楔基体可移动地安装在固定板上；楔运动部通过滚子轴承保持架由楔基体支撑并且在制动时通过马达使内/外制动衬块与制动盘接触；楔调节部与固定在固定板上的楔固定部接触在制动盘的压制方向上可移动并且支撑楔基体的后侧面；调节单元包括可轴向移动的小齿轮螺母，该小齿轮螺母与丝杠啮合并且可移动地支撑楔调节部，有选择地对楔调节部施加作用力，并通过和楔运动部的合作来调节磨损的内/外制动衬块和制动盘之间的间隙；通过和楔运动部的合作有选择地限制小齿轮螺母的运动；电反应力机构，基于车辆的行驶条件有选择地限制小齿轮螺母的运动。

本发明的实施例有助于克服电子控制楔式制动系统的不足，它通过采用一个马达的驱动控制能够实现停车制动，制动衬块的摩擦调节，故障保护以及车辆行驶中的制动。可以使电子控制楔式制动系统的结构简化，生产成本降低，易于控制。

附图说明

为了更好的理解本发明的本质和目的，结合附图参照下面的详细描述。

图1是根据本发明实施例的配备单马达电子控制楔式制动系统的车辆制动系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的配备单马达电子控制楔式制动系统的透视图；

图3是图2的单马达电子控制楔式制动系统的内部结构示意图；

图4是图2的单马达电子控制楔式制动系统的底部示意图；

图5是图2中制动钳壳体撤掉后的单马达电子控制楔式制动系统的示意图；

图6是图5的平面图；

图7是图6的后透视图；

图8是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图；

图9是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图；

图10是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图；

图11是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图；

图12是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图；

图13是单马达电子控制楔式制动系统的的主要部分的放大视图。

具体实施方式

如图1所示，制动踏板1具有用于检测驾驶员压制力大小的制动传感器2，电子控制单元3采用来自制动传感器2的输入信号，将控制信号输出到设在每个车轮上的制动机构。

在本结构中，电子控制单元3通过控制和电池4相连的动力电子控制单元5来调节提供给制动机构的动力。

而且，电子控制单元3通过起动开关6检测车辆起动的打开/关闭，通过每个车轮上设的轮速传感器7来检测车轮的实时转速(角速度)，通过设在制动机构上的载荷传感器8来检测车轮卡死时载荷变化的异常操作。而且，电子控制单元3通过横摆率传感器9来检测操作姿态的变化并且适当的控制制动机构，从而稳定车辆的操作姿态。

如图2至图7所示，制动机构包括：悬架底盘10，制动盘12，制动钳壳体14，固定板16，内制动衬块18和外制动衬块20。

悬架底盘10由车辆悬架系中例如转向节的组件牢固地支撑，制动盘12安装在车轮上接近悬架底盘10的地方，制动钳壳体14由若干第一导柱11固定在悬架底盘10上，因此在压制方向即制动盘12的厚度方向上可移动，固定板16通过若干第二导柱13固定在悬架底盘10上，因此在压制方向即制动盘12的厚度方向上可移动，内制动衬块18和外制动衬块20分别设在制动盘12的内/外侧。

楔基体22固定在固定板16上且在制动盘12的压制方向上可移动。楔运动部24通过滚子轴承保持架23由楔基体22支撑，并在马达26的推动下压制内制动衬块18，该马达26由电子控制单元3控制其在制动时正常/反向转动，因而使内/外制动衬块18和20与制动盘12接触。

螺纹和底(bottoms)形成在楔基体22和楔运动部24彼此的相对面上，滚子轴承保持架23保持若干在螺纹之间与底滚动接触的滚子，并且根据楔基体22和楔运动部24之间相对位置的改变，楔运动部24在制动时被滚子轴承保持架23压制并因而压制内制动衬块18，楔基体22支撑楔运动部24。

制动机构包括：由电子控制单元3控制的马达26，安装在马达26的旋转轴上的丝杠28，和丝杠28啮合的球型螺母30。连接臂A的一端与球型螺母30相连接且另一端和连到楔运动部24的运动板P相连接。

调节单元设在制动机构中以调节制动衬块的摩擦值，其包括：固定在固定板16上的楔固定部32，与楔固定部32接触的在制动盘12的压制方向可移动的并支撑楔基体22的后侧面的楔调节部34，与丝杠46啮合并且可移动地支撑楔调节部34的可轴向移动的小齿轮螺母36，通过和楔运动部24的合作而把直线运动转换成单向转动的第一动力转换机构，受到从第一动力转换部传送来的旋转力的扭矩梁38，把传送自扭矩梁38的旋转力转换成小齿轮螺母36的直线运动的第二动力转换机构。

小齿轮螺母36有选择地对楔调节部34施加作用力并通过和楔运动部24的合作来调节磨损的内/外制动衬块18，20和制动盘12之间的间隙。

如图8至图13所示，第一动力转换机构由与楔运动部24一起动作的第一连接件L1和枢轴臂40组成，所述枢轴臂一端和第一连接件L1的前端铰接，另一端具有通孔，该通孔内部带有内棘轮40a并和形成在扭矩梁38一端的外棘轮38a啮合。

第一连接件L1连接到运动板P，并由连接到第一中间壁16a的第一支架16a’支撑和导向，该第一中间壁16a垂直竖立在安装板16上。因此，制动时第一连接件L1和楔运动部24一起运动。

为了使外棘轮38a和内棘轮40a分离，在枢轴臂40的通孔内形成一间隙40b，压缩弹簧39把形成在枢轴臂40上的第一伸出轴节40c和形成在扭矩梁38一端的第二伸出轴节38b连接起来。因此，外棘轮38a和内棘轮40a之间的旋转力只向一个方向传递。

第二动力转换部由蜗轮42和蜗轮44组成，所述蜗轮42轴向连接扭矩梁38，外棘轮38a在外侧与内棘轮40a啮合，所述蜗轮44安装在和小齿轮螺母36啮合的丝杠46上并和所述蜗轮42啮合在一起。

制动机构还包括：机械反应力机构，其通过和楔运动部24的合作有选择地限制小齿轮螺母36；电反应力机构，根据车辆的操作条件有选择地限制小齿轮螺母36；检测车轮卡死情况的故障保护传感器，其包括设在制动钳壳体上并检测车轮受限时载荷变化的载荷传感器；检测起动器是否打开的起动传感器，其包括一个检测车辆起动是打开/关闭的起动开关。根据这种结构，当故障保护传感器检测车轮卡死时，电反应力机构停止，当起动传感器检测到起动器关闭时，电反应力机构停止而机械反应力机构通过换向马达26开始工作。

当蜗轮44旋转时，由机械反应力机构或者电反应力机构限制其旋转的小齿轮螺母36，在丝杠46的轴向上移动而不转动。然而，机械反应力机构或者电反应力机构解除对小齿轮螺母36的旋转限制时，小齿轮螺母36轴向移动，并随着丝杠46转动。

为了实现上述的操作，机械反应力机构组成如下：与楔运动板24一起动作并具有阶梯部S1和整体形成的端部S2的第二连接件L2；第一控制杆48，其中心铰接到第一中间壁16a，其一端有选择的和阶梯部S1或者端部S2接触，另一端具有第一齿48a，第一齿48a有选择地和在小齿轮螺母36的外圆周径向上整体延伸的螺纹36a啮合；设在第一中间壁16a和第一控制杆48之间并在第一齿48a和螺纹36a的分离方向上提供枢轴力给第一控制杆48的复位弹簧50。

第二连接件L2一端连接到将楔运动部24和连接臂A连接在一起的运动板P，所述连接臂A和球形螺母30相连，所述球形螺母30和马达26的丝杠28一起直线运动。第二连接件L2一端连接到运动板P并由连接到第一中间壁16a的第二支架16a”导向，该第一中间壁16a垂直竖立在安装板16上。

因此，第一控制杆48在铰接点和端部S2接触时以一点为中心进行旋转，使螺纹36a和第一齿48a啮合。跟着小齿轮螺母36的旋转被限制，当上述丝杠46发生旋转时，上述小齿轮螺母36顺着上述丝杠46的轴向上作直线运动。

另一方面，电反应力机构组成如下：第二控制杆52，一端铰接到垂直竖立在安装板16上的第二中间壁16b，另一端具有一个第二齿52a，其有选择地和在小齿轮螺母36的外围径向上整体延伸的螺纹36a啮合；设在第二中间壁16b和第二控制杆52之间并在第二齿52a和螺纹36a的分离方向上提供枢轴力给第二控制杆52的第二复位弹簧54；电磁阀56，具有和第二控制杆52的自由端接触的柱塞，并在提供动力时逆着第二复位弹簧54的弹力使第二齿52a和螺纹36a啮合。

因此，当为电磁阀56提供动力时，第二控制杆52通过柱塞56a的压力在铰接点铰接，相应的第二齿52a与螺纹36a啮合；当丝杠46旋转时小齿轮螺母36的旋转受到限制而在丝杠46的轴向上作直线运动。

以下详细描述根据本发明实施例的单马达电子控制楔式制动系统的操作。

首先，制动时，以通过从制动传感器2接收信号的制动踏板1操作所造成的压力量的变化为基础，电子控制单元控制马达26的正常或者反向旋转。

马达26的正常或者反向旋转传递到丝杠28，相应的丝杠28的正常或者反向旋转转换成和丝杠28啮合的球型螺母30的轴向运动。球型螺母30的轴向运动通过间接臂A传递到楔运动部24，内制动衬块8由楔基体22、滚子轴承保持架23和楔运动部24间的作用力压制。

电子控制单元3以制动盘12的旋转方向为基础以控制楔运动部24的前/后运动，所述旋转方向取决于车辆的行驶方向。

车辆向前行驶中被制动时，通过在制动盘12的正常转动方向上重复的向前和向后往复运动，楔运动部24使内制动衬块18或者外制动衬块20与制动盘12接触。

另一方面，车辆向后行驶中被制动时，通过在制动盘12的反向转动方向上重复的向前和向后往复运动，楔运动部24使内制动衬块18或者外制动衬块20与制动盘12接触。

而且，以上制动是通过采用电反应力机构来限制小齿轮螺母36的旋转而实现的。具体而言，当车辆行驶时，电磁阀56转换到开的状态，电磁阀56的柱塞56a压制第二控制杆52，因此第二齿52a和小齿轮螺母36的螺纹36a啮合。因此，小齿轮螺母36在旋转时被限制并对楔调节部34施加作用力以支撑楔基体22和楔运动部24的的后侧，且通过楔基体22传递的力，楔运动部24将内制动衬块18向着制动盘12压靠。

在上述制动中，与楔运动部24一起操作的第一动力转换机构将直线运动转换成旋转运动，从第一动力转换机构传递的扭矩被输入扭矩梁38，且被输入扭矩梁38的扭矩被第二动力转换机构转换成关于小齿轮螺母36的的直线运动。

尤其，在第一动力转换机构中，枢轴臂40与由楔运动部24推动的第一连接件L1铰接，通过和一端的外棘轮38a单方向的啮合，枢轴臂40上的内棘轮40a把枢轴臂40的枢轴运动单方向传递给扭矩梁38，并且通过磨损的蜗轮42和蜗轮44之间的啮合，传递到扭矩梁38上的旋转力被传递到丝杠46上作为其轴向的旋转力。

在此操作中，当内/外制动衬块18，20磨损时，在制动盘12的压制方向上楔调节部34和楔基体22的后侧分离，楔调节部34的分离通过小齿轮螺母36的轴向运动和丝杠46的转动而调节，在内/外制动衬块18，20和制动盘12之间保持适当的间隙。

当起动开关6关闭时，电子控制单元3使马达26反转，并且通过马达26的反转，机械反应力机构通过限制小齿轮螺母36的旋转以防止将楔基体22向后推。因此，通过马达26的反转而产生并通过将楔运动部24压靠在内制动衬块18上而运用的制动力得以保持。

具体而言，当马达26反转时，第二连接件L2的端部S2压制第一控制杆48的一端，相应的另一端第一齿48a和小齿轮螺母36的螺纹36a啮合。因此，其旋转被限制的小齿轮螺母36对楔调节部34施加作用力以支撑楔基体22的后侧，楔运动部24就可以通过来自楔基体22的作用力而持续将内制动衬块18压靠在制动盘12上。

而且，当车轮卡死引起故障保护时，电子控制单元3通过载荷传感器8检测车轮卡死情况并关闭电磁阀56。因此，电反应力机构不限制小齿轮螺母36的旋转；因而，楔基体22能自由向后运动，即，楔调节部34对楔基体22的支撑解除，并且制动盘12和内/外制动衬块18，20之间的车轮卡死能够解除。

尤其，当故障保护发生时电磁阀56就关闭，第二控制杆52的第二齿52a从小齿轮螺母36的螺纹36a处分离并且解除对小齿轮螺母36的旋转限制。因此，楔调节部34对楔基体22的支撑解除，因而，楔运动部24的限制得以解除，并且可以防止车轮卡死。

如上所述，根据本发明的单马达电子控制楔式制动系统，可以通过利用单马达的制动控制实现在行驶中制动和停车，可以通过机械合作来调节磨损的制动衬块和制动盘之间的间隙，并可以通过机械合作来解除由于故障保护引起的车轮卡死。

而且，电子控制楔式制动系统只包括一个马达，因此其结构简单，生产成本降低并且实现简单控制。

虽然本发明的优选实施例为了说明的目的已经被公开，本领域的技术人员知道，只要不脱离权利要求中的本发明的范围和精神，可以对本申请进行各种修改和增删。

Claims (14)

1、一种单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，它包括：

固定在悬架底盘上并在制动盘的压制方向上可移动的固定板；

安装在固定板上的可移动的楔基体；

通过滚子轴承保持架由楔基体支撑并且在制动时通过马达使内/外制动衬块与制动盘接触的楔运动部；

与楔固定部接触在制动盘的压制方向上可移动并且支撑楔基体的后侧面的楔调节部；

调节单元包括可轴向移动的小齿轮螺母，该小齿轮螺母与丝杠啮合并且可移动地支撑楔调节部，有选择地对楔调节部施加作用力，并通过和楔运动部的合作来调节磨损的内/外制动衬块和制动盘之间的间隙；

通过和楔运动部的合作有选择地限制小齿轮螺母的运动的机械反应力机构；

基于车辆的行驶条件有选择地限制小齿轮螺母的运动的电反应力机构。

2.根据权利要求1所述的单马达电子控制楔式制动系统，它还包括：

检测车轮限制情况的故障保护传感器，

其特征在于，当故障保护传感器检测车轮限制情况时，电反应力机构就停止。

3.根据权利要求2所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述故障保护传感器包括设在制动钳壳体上并检测车轮受限时载荷变化的载荷传感器。

4.根据权利要求2所述的单马达电子控制楔式制动系统，它还包括：

检测车辆是否起动的起动传感器；

其特征在于，当起动传感器检测车辆起动是关闭时，电反应力机构停止，马达反向转动以起动机械反应力机构。

5.根据权利要求4所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述起动传感器包括一个检测车辆起动是打开/关闭的起动开关。

6.根据权利要求4所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述调节单元包括：通过和楔运动部的合作而把直线运动转换成单向转动的第一动力转换机构，受到从第一动力转换机构传送来的旋转力的扭矩梁，把传送自扭矩梁的旋转力转换成小齿轮螺母直线运动的第二动力转换机构。

7.根据权利要求6所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述第一动力转换机构包括与楔运动部一起操作的第一连接件和枢轴臂，所述枢轴臂一端和第一连接件的一端铰接，另一端具有通孔，该通孔内部带有内棘轮并和形成在扭矩梁一端的外棘轮啮合。

8.根据权利要求7所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述内棘轮内有间隙以和外棘轮分离，压缩弹簧把形成在枢轴臂上的第一伸出轴节和形成在扭矩梁一端的第二伸出轴节连接起来。

9.根据权利要求7所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述第一连接件的一端连接到将楔运动部和连接臂连接在一起的运动板，所述连接臂和球形螺母相连，所述球形螺母通过和马达的丝杠合作而作直线运动。

10.根据权利要求7所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述第一连接件由连接到第一中间壁的第一支架导向，该第一中间壁垂直竖立在安装板上。

11.根据权利要求6所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述第二动力转换部包括一个其轴与扭矩梁相连的蜗轮以及一个安装在和小齿轮螺母啮合的丝杠上并和上述蜗轮啮合在一起的另一蜗轮。

12.根据权利要求9所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述机械反应力机构包括：

第二连接件，其与楔运动板一起操作并具有阶梯部和整体形成的端部；

第一控制杆，其中心铰接到第一中间壁，其一端有选择的和阶梯部或者端部接触，另一端具有第一齿，第一齿有选择地和在小齿轮螺母的外圆周径向上整体延伸的螺纹啮合；

复位弹簧，其设在第一中间壁和第一控制杆之间，并在第一齿与螺纹分离的方向上提供枢轴力给第一控制杆，因此，只有第一控制杆和端部接触时第一齿才与螺纹啮合。

13.根据权利要求12所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述第二连接件一端连接到运动板并由连接到第一中间壁的第二支架导向，该第一中间壁垂直竖立在安装板上。

14.根据权利要求12所述的单马达电子控制楔式制动系统，其特征在于，所述电反应力机构包括：

第二控制杆，其一端铰接到垂直竖立在安装板上的第二中间壁，另一端具有一个第二齿，其有选择地和在小齿轮螺母的外围径向上整体延伸的螺纹啮合；

第二复位弹簧，设在第二中间壁和第二控制杆之间并在第二齿和螺纹的分离方向上提供枢轴力给第二控制杆；

电磁阀，具有和第二控制杆的自由端接触的柱塞，并在提供动力时逆着第二复位弹簧的弹力使第二齿和螺纹啮合。

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