CN101780795B - 制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明的制动系统是一种双制动系统，包括控制当制动器踏板被操作时用于制动的部件的ECU、被ECU控制通过锁定轮盘在正常制动中制动的主制动器、和副制动器，该副制动器安装在轮盘上，且实现副制动功能以在检测到主制动器故障的ECU的控制下通过锁定轮盘为了安全实现紧急制动。因此，当主制动器的马达故障时，通过实现紧急制动同时实现F-S(故障-安全)可以改进安全性。此外，也可以在实际应用于车辆的EWB或EMB中实现和液压制动系统一样的稳定FR(故障率)，加速采用诸如EMB、EWB的BBW(线制动)技术的制动系统的普遍使用。

Description

制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统，尤其涉及一种利用双制动系统获得安全制动功能的制动系统。

背景技术

通常，液压制动器操作通过利用液压将衬垫压靠盘来制动。液压制动器具有复杂的结构，在改进制动性能可靠性和安全性上有些限制。另一方面，电子机械制动器(EMB)具有相当简单的结构和良好的制动性能可靠性。因此，EMB的使用增多。EMB通过将马达功率直接转换成直线运动力来实现制动。

作为利用马达功率的EMB，已经提出了一种EWB(电子楔块制动器)，利用楔块作用实现制动，其中楔块作用通过用于制动的激励器操作的楔形组件、通过将制动衬垫压靠盘以产生摩擦力来推进输入力。EMB和EWB通常称为BBW(线制动)技术。

但是，电子机械制动器应该在12V操作，利用电信号和电装置实现制动，与液压制动系统相比，有FR(故障率)增加的根本限制。

因此，已经开发了几种方法来将FR(故障率)降低到与稳定的液压制动系统相同的水平。例如，通过配置控制EWB或EMB的控制逻辑和反映它的电路，通过实现F-S(故障-安全)来降低FR(故障率)，但是，该方法当作为功率源的马达故障时不提供机械地产生制动力的装置。因此，安全性差，并且由于安全性低，是该方法难于实际用于车辆的一个原因。

发明内容

本发明实施例有助于克服现有技术的缺陷，除了利用马达功率产生楔块作用或采用产生直线运动力的EWB或EMB制动车辆以外，当马达故障时，为了安全产生紧急制动力，同时利用专用EWB或EMB型制动系统实现F-S(故障-安全)，在实际应用于车辆的EWB或EMB中实现和液压制动系统一样的稳定FR(故障率)。

此外，由于本发明的和EWB或EMB型制动系统加在一起的专用制动系统仅提供为了安全的紧急制动力，不需要对所有前后车轮进行安装，本发明的另一目的是通过采用比与主制动器结构相比小且薄的衬垫来最小化重量和价格。

本发明的实施例通过使BBW(线制动)制动系统满足法定要求，有助于其加速普遍应用，通过进一步提供紧急制动系统，即使EWB或EMB型制动系统也能实际应用车辆。

根据本发明实施例，一种具有安全制动功能的制动系统包括ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)、主制动器和副制动器。所述ECU利用传感器检测制动器踏板的操作且控制制动。所述主制动器包括卡钳，所述卡钳具有推压轮盘的衬垫，并且利用由ECU的控制驱动的马达产生用于保持轮盘的输出力矩。所述副制动器包括卡钳，所述卡钳具有衬垫，所述衬垫在离开所述主制动器的预定位置推压轮盘，并且将衬垫向轮盘推压，用于响应由已经检测到主制动器故障的ECU产生的控制信号制动车辆。

所述主制动器是EWB(电子楔块制动器)型，所述主制动器包括：马达、主楔块和卡钳。所述马达被ECU控制且具有将旋转转换成直线运动的转换单元。所述主楔块包括辊、移动/固定板，利用由马达提供的直线运动增加用于推压轮盘的输入。卡钳覆盖所述轮盘且具有在所述主楔块移动时推压所述轮盘的内/外衬垫。

此外，所述副制动器包括：卡钳、螺线管和副楔块。所述卡钳覆盖所述轮盘且具有内/外衬垫。所述螺线管通过ECU的控制开启或关闭，并且具有拉出以施加负载的杆。所述副楔块包括：移动板，通过螺线管杆向所述移动板施加负载；和固定板，所述固定板固定到所述卡钳；和辊，所述辊设置在雕刻在所述移动/固定板上的楔块表面之间，在被从所述螺线管杆施加的负载推压时，除了将所述衬垫向所述轮盘推压以外实现楔块作用。

此外，所述螺线管设置在预定位置以推压所述副楔块的侧面且被所述卡钳固定。

此外，所述卡钳还包括在离开所述副楔块两侧预定位置的左、右制动器。

此外，左/右延伸端从所述移动板两侧突出以在预定间隙容纳所述固定板，且左延伸端直接接收由所述螺线管的杆施加的负载。

此外，所述楔块表面的角度在摩擦系数＞tan(楔块表面的角度)的范围内。

此外，所述副楔块还包括被所述卡钳弹性支撑的返回弹簧。

另一方面，所述副制动器包括卡钳、副楔块、压缩弹簧和螺线管。所述卡钳覆盖所述轮盘，具有内/外衬垫和离开副楔块预定位置的左/右制动器。所述副楔块包括：移动板，所述移动板和所述推压的衬垫一起沿轮盘的旋转方向推压同时限制轮盘；固定板，所述固定板固定到所述卡钳；和辊，所述辊设置在雕刻在所述移动/固定板上的楔块表面之间。压缩弹簧具有固定到所述移动板的一端和对固定到所述移动板以和所述移动板一起移动的楔块框架连续施加负载的另一端。所述螺线管具有限制所述楔块框架的螺线管杆，在被ECU的控制开启和关闭时，限动和释放所述楔块框架。

此外，所述螺线管设置在所述副楔块的一侧。

此外，所述螺线管还包括向所述螺线管杆施加负载的张力弹簧。

根据本发明，通过实际对车辆采用EWB或EMB型制动系统，进一步提供一种专用制动系统，在作为功率源的马达故障时，该专用制动系统为了安全执行紧急制动同时实现F-S(故障-安全)，也可以在实际应用于车辆的EWB或EMB中实现和液压制动系统一样的稳定FR(故障率)，通过满足法定要求，加速BBW(线制动)制动系统的普遍应用。

此外，由于采用本发明的EWB或EBM型的BBW(线制动)制动系统，使用仅提供紧急制动力的专用制动系统，可以有选择地安装在前轮或后轮中，通过采用比主制动器结构小且薄的衬垫，最小化重量和价格。

附图说明

为了更好地理解本发明的本质和目的，下面将结合附图进行详细说明，其中：

图1是说明依据本发明实施例的具有安全制动功能的制动系统的结构图；

图2是说明依据本发明实施例的EWB型主制动器的制动操作的图；

图3是说明当依据本发明实施例的主制动器故障时EWB型副制动器的安全制动操作的图；

图4是说明依据本发明另一实施例的EWB型副制动器的结构图；

图5是说明当主制动器故障时图4中示出的EWB型副制动器的安全制动操作的图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明实施例，这些实施例是示例性的，可由本领域技术人员以不同的方式实现，并且本发明不限于这里描述的实施例。

图1是说明依据本发明的具有安全制动功能的制动系统的结构图，其中，本发明的制动系统包括ECU1、主制动器2和副制动器10，ECU1控制当制动踏板被操作时用于制动的部件，主制动器2被ECU1控制通过锁定轮盘用于在正常制动中制动，副制动器10安装在轮盘上，实现副制动功能，通过已检测到主制动器2故障的ECU1的控制，为了安全通过锁定轮盘实现紧急制动。

根据本实施例的主制动器2是EWB(电子楔块制动器)，通过楔块操作实现制动，利用通常由激励器操作的楔块组件，通过将制动衬垫压到盘上以产生磨擦力来推进输入。

此外，不使用EWB型主制动器，而使用EMB型(电子机械制动器)，这是一种电子制动装置，可以用作本发明的主制动器，EMB利用螺杆通过将马达功率转换成轴向运动力来压轮盘。

EWB(电子楔块制动器)或EMB(电子机械制动器)共同称为BBW(线制动)技术，在本实施例中EWB示范性地作为主制动器2。

主制动器2通常包括马达3、主楔块4和卡钳5，马达3由ECU1控制并且具有将旋转变换成直线运动的转换单元，主楔块4通过利用由驱动马达3提供的直线运动推进推压轮盘的输入，卡钳5覆盖轮盘并且具有当主楔块4移动时推压轮盘的内/外衬垫21、22。

此外，主制动器2提供有NSL(非自锁)型螺杆结构和螺线管，用于维持从衬垫21、22到轮盘的预定间隙的磨损校正，用于实现由于马达3故障或主楔块4故障的F-S(故障-安全)，用于实现EPB(电子停车制动)功能，是一种电子停车制动器，是EWB型制动装置的公同配置。

主楔块4包括固定到卡钳5的固定板4b和面对固定板4b的移动板4a，二者之间有辊4c，移动板通过由驱动马达3转换的直线运动力相对于固定板直线运动。

利用具有上述结构的主楔块4产生的楔块作用的自激励作用在现有技术的制动器中是公知的，其中当移动板4a相对于固定板4b直线运动时，设置在固定和移动板4b、4a之间的槽中的辊4c移动，使得移动板4a将衬垫向轮盘推压，同时移动离开固定板4b，从而产生另外的输入力。

根据主制动器2的操作，例如，当ECU1旋转马达3时，如图2所示，主楔块4操作以产生楔块作用，为了将衬垫向轮盘推压。

即，当马达的旋转通过杆和螺母的螺杆组件(诸如线缆拉力转换单元)转换成直线运动时，在主楔块4的移动板4a移动的同时辊4c移动，使得通过移动板4a的连续向前运动产生楔块作用，如图2A到2C所示。

接下来，在不制动时，移动板4a通过马达3的反转返回到初始位置，如图2D和2E所示。在车辆的后向制动中，如图2F和2G所示，可动板4a与前向制动相反地移动，且产生同样的楔块作用。

与主制动器2相同，当主制动器2的马达3故障时副制动器10被ECU1单独驱动，副制动器设置有用于楔块作用的副楔块13。

即，副制动器10，如图1所示，包括覆盖轮盘且具有输入/输出衬垫21、22的卡钳12、具有通过ECU1开启/关闭的螺线管11a的制动操作单元11、和在通过螺线管11a移动的同时将衬垫20向轮盘推压而产生楔块作用的副楔块13。

对于此结构，制动操作单元11包括具有杆11b的螺线管11a，杆11b被拉出以施加负载，当通过ECU1检测到主制动器2的马达3故障时制动操作单元11被开启。

在该结构中，螺线管11a设置为使得杆11b推压副楔块13的侧面，且通过卡钳12固定。

此外，卡钳12还在离开副楔块13两侧的预定位置设置有左/右制动器12a、12b，用于限制副制动器13的移动距离。

即，左/右制动器12a、12b设置为防止在前向或后向制动中前向/后向移动的副楔块13过量移动和间隙，根据副制动器10所需的制动力的程度来确定。

但是，左/右制动器12a、12b可不使用螺线管11a构成，可以通过将在从螺线管11a拉出时推压副楔块13的杆11b的拉出长度设定为预定值来实现，即，根据副楔块13稳定操作的移动距离设定杆11b的长度。

此外，副楔块13包括固定到卡钳5的固定板15和面对固定板15的移动板14，二者之间有辊16，通过由螺线管11a施加的直线运动力，移动板14相对于固定板直线运动。

此外，副楔块13还设置有由卡钳12弹性支撑的返回弹簧17，当螺线管11a关闭时返回弹簧17帮助移动板14返回初始位置。

此外，从移动板14两侧突出的左/右延伸端14b、14c以预定间隙容纳固定板15。左延伸端14b被螺线管11a的杆11b推压，而右延伸端14c和卡钳12一起弹性地支撑返回弹簧17。

此外，楔块表面14a、15a是形成在移动/固定板14、15上的槽，使得辊16稳定地放置，具有稳定产生制动力的几何形状，用于防止由于车轮卡住引起的过量制动力，车轮卡住是当辊16相对于楔块表面14a、15a的摩擦力控制不足时产生的，由于制动力是由作为辊16上产生的输入力的摩擦力施加的。

这是为了防止由于副楔块13操作的辊16的摩擦角比楔块角更大，为了此目的，楔块表面14a、15a的角度被确定在摩擦系数＞tan(楔块表面的角度)的范围内。

因此，ECU1利用副楔块13的楔块作用提供紧急制动力，当副制动器10检测操作时，即ECU1检测到主制动器2的马达3故障或主制动器2的功率供应有问题，难于用主制动器2正常制动车辆，不可能将车辆移动到安全区域。

在该操作中，当ECU1开启螺线管11a时，如图3所示，螺线管11a的杆11b被拉出且推压副楔块13，辊16被副楔块13推压移动，从而产生将内衬垫推压到轮盘的楔块作用。

即，由于移动板14被从螺线管11a施加的负载推压同时压缩返回弹簧17，设置在移动板14和固定板15的楔块表面14a、15a之间的辊16移动同时产生摩擦力。

如上所述，当辊16移动时，移动板14被推压且移动离开固定板15，使得移动板14将内衬垫21推压到轮盘上，从而产生制动力同时限制轮盘。

以上述与主制动器2相同的方式实现副楔块13的自激励楔块作用，驾驶员可以驾驶车辆，同时即使在主制动器2有问题时通过副楔块13的作用稳定控制车辆。

另一方面，本发明的副楔块10可以不同方式实现副楔块的操作，例如，可能配置成使用用于副楔块13的操作的弹簧的压力。

即，在包括移动板14、固定板15和设置在楔块14a、15a之间的辊16的副楔块13的结构中，将移动板14向轮盘推压的压缩弹簧34的负载施加到移动板14，压缩弹簧34的压力仅当主制动器2故障时通过螺线管31的开启/关闭施加。

为了该操作，压缩弹簧34的一端固定到移动板14，其另一端固定到楔块框架33，该楔块框架固定到移动板14且和移动板14一起移动，使得由压缩弹簧34施加的负载可以经由楔块框架33将移动板14向轮盘推压。

此外，螺线管31设置在副楔块13的一侧，使得螺线管杆31a插入楔块框架33，使得当螺线管开启或关闭时由于螺线管杆31a堵塞楔块框架，可以在负载从压缩弹簧34连续施加的情况下防止楔块框架33移动。

此外，螺线管31还设置有张力弹簧32，并且在螺线管31在操作之后返回时，张力弹簧32将螺线管杆31a向副楔块13推压。

此外，卡钳12还在离开副楔块13两侧的预定位置提供有左/右制动器12a、12b，其限制副楔块13的运动距离。

如上所述，利用压缩弹簧的方法也利用副楔块13的楔块作用提供紧急制动力，即当ECU1检测到主制动器2的马达3故障或主制动器2的功率供应有问题时，开启或关闭螺线管31，通过螺线管杆31a限制的副楔块被释放和操作。

即，如图5所示，从螺线管杆31a脱离的副楔块13被通过压缩弹簧34施加的负载推压，并且因此压缩弹簧34推压楔块框架33，楔块框架33推压移动板14，使得内衬垫21向轮盘推压。

在如上所述和轮盘的接触中，内衬垫21通过轮盘的反作用力(即，轮盘的旋转)被沿轮盘的旋转方向推压，移动板14通过推压的内衬垫21沿相同方向移动。

由于移动板14如上所述被推压，设置在移动板14和固定板15的楔块表面14a、15a之间的辊16移动同时产生摩擦，使得移动板14移动离开固定板15，内衬垫21进一步推压轮盘，从而产生用于使车辆停止的制动力。

由于推压力通过压缩弹簧34的负载施加到楔块框架33，即使主制动器2有问题，即使特定输入没有施加到副楔块13，通过将内衬垫21向轮盘推压且利用楔块作用产生制动力，驾驶员可以驾驶车辆，同时安全控制车辆。

Claims (7)

1.一种制动系统，其特征在于,该系统包括：

电子控制单元ECU，所述ECU利用传感器检测制动器踏板的操作且控制制动；

主制动器，所述主制动器包括主卡钳，所述主卡钳具有至少一个推压轮盘的主衬垫，并且利用由ECU的控制驱动的马达产生用于保持轮盘的输出力矩；和

副制动器，所述副制动器包括副卡钳，所述副卡钳具有至少一个在离开至少一个主衬垫的预定位置处推压轮盘的副衬垫，并且将副衬垫向轮盘推压，用于响应由已经检测到主制动器故障的ECU产生的控制信号制动车辆; 

所述副制动器包括：

副卡钳，所述副卡钳覆盖所述轮盘，其中至少一个副衬垫包括内衬垫和外衬垫；

螺线管，所述螺线管通过ECU的控制开启或关闭，并且具有拉出以施加负载的螺线管杆；和

副楔块，所述副楔块包括：

移动板，通过螺线管杆向所述移动板施加负载；和

固定板，所述固定板固定到所述副卡钳；和

辊，所述辊设置在雕刻在所述移动板和所述固定板上的副楔块表面之间，配置成在被从所述螺线管杆施加的负载推压时，除了将所述副衬垫向所述轮盘推压以外，实现楔块作用;

所述副楔块表面的角度在摩擦系数大于副楔块表面的角度正切值的范围内;

所述副楔块还包括被所述副卡钳弹性支撑的返回弹簧;

所述副卡钳还包括离开所述副楔块两侧预定位置的左制动器和右制动器。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于,所述主制动器是电子楔块制动器EWB，该主制动器包括：

马达，所述马达被ECU控制且具有将旋转转换成线性运动的转换单元；

主楔块，所述主楔块包括辊、移动板和固定板，所述主楔块配置成利用线性运动推进用于推压轮盘的输入；和

主卡钳，所述主卡钳覆盖所述轮盘，其中至少一个主衬垫包括配置成在所述主楔块移动时推压所述轮盘的内衬垫和外衬垫。

3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于,所述螺线管设置在预定位置以推压所述副楔块的侧面且被所述副卡钳固定。

4.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于,左延伸端和右延伸端从所述移动板两侧突出以在预定间隙容纳所述固定板，且左延伸端直接接收由所述螺线管杆施加的负载。

5.一种制动系统，其特征在于, 该系统包括：电子控制单元ECU，所述ECU利用传感器检测制动器踏板的操作且控制制动；

主制动器，所述主制动器包括主卡钳，所述主卡钳具有至少一个推压轮盘的主衬垫，并且利用由ECU的控制驱动的马达产生用于保持轮盘的输出力矩；和

副制动器，所述副制动器包括副卡钳，所述副卡钳具有至少一个在离开至少一个主衬垫的预定位置处推压轮盘的副衬垫，并且将副衬垫向轮盘推压，用于响应由已经检测到主制动器故障的ECU产生的控制信号制动车辆; 

所述副制动器包括：

副卡钳，所述副卡钳覆盖所述轮盘，其中至少一个副衬垫包括内衬垫和外衬垫，其中副卡钳包括在离开副楔块预定位置的左制动器和右制动器；

所述副楔块包括：

移动板，所述移动板和所述推压的副衬垫一起沿轮盘的旋转方向推压同时限制轮盘；

固定板，所述固定板固定到所述副卡钳；和

辊，所述辊设置在雕刻在所述移动板和所述固定板上的副楔块表面之间；

压缩弹簧，其一端固定到所述移动板，另一端对固定到所述移动板以和所述移动板一起移动的楔块框架连续施加负载；和

螺线管，所述螺线管具有限制所述楔块框架的螺线管杆，在被ECU的控制开启和关闭时限制和释放所述楔块框架。

6.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于,所述螺线管设置在所述副楔块的一侧。

7.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于,所述螺线管还包括向所述螺线管杆施加负载的张力弹簧。

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