CN106795930B - 具有双独立致动器的电子驻车制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车辆的电子驻车制动器，其包括具有第一孔和第二孔的制动器卡钳。第一活塞安装在第一孔中，第二活塞安装在第二孔中。第一致动器支撑第一活塞，第二致动器支撑第二活塞。第一致动器和第二致动器单独地控制。

Description

具有双独立致动器的电子驻车制动器

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2014年10月23日提交的美国临时申请No.62/067,542 的优先权和利益，该申请的全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明整体涉及车辆盘式制动器组件，并且具体地，本发明涉及用于这样的盘式制动器组件的电子驻车制动器致动器的改进结构。

背景技术

大多数车辆装备有制动器系统，以用于以受控制的方式减缓或停止车辆的运动。用于汽车或轻型卡车的典型的制动器系统包括：用于各个前轮的盘式制动器组件，以及用于各个后轮的鼓式制动器组件或盘式制动器组件。通过在车辆的操作者压下制动器踏板时产生的液压式或气动式压力来致动制动器组件。这些鼓式制动器组件和盘式制动器组件的结构是本领域中众所周知的，并且由此它们的致动器也是本领域中众所周知的。

典型的盘式制动器组件包括制动器转子，该转子固定到车辆的车轮以用于随该车轮一起旋转。盘式制动器组件还包括卡钳组件，该卡钳组件可滑动地支撑在销上，该销固定到锚固托架。锚固托架固定到与车辆车架连接的车辆的不可旋转部件，例如车轴凸缘或转向节。卡钳组件包括设置在制动器转子的相对两侧上的一对制动器衬里组件。制动器衬里组件连接到一个或多个液压地或气动地致动的活塞，以便在非制动位置和制动位置之间运动，在该制动位置中，制动器衬块运动成与制动器转子的相对制动表面摩擦接合。例如，当车辆的操作者压下制动器踏板时，活塞将制动器衬里组件从非制动位置推压到制动位置，以便摩擦地接合制动器转子的相对制动表面，并且由此减缓或停止车辆的相关车轮的旋转。

盘式制动器组件还可以包括单个机电致动器，该单个机电致动器用来实现盘式制动器组件的驻车制动器功能。机电致动器可以驱动旋转约束的螺母，该螺母通过螺纹连接到马达驱动的芯轴上。当芯轴被旋转驱动时，螺母沿轴向平移，以使活塞运动，并且在制动位置和非制动位置之间推压制动器衬里组件。活塞可以是中空的，螺母和芯轴定位在活塞内。

盘式制动器组件可以包括多个活塞，每个活塞具有单独的螺母和芯轴。为了利用多个活塞实现驻车制动器功能，机电致动器可以仅仅驱动单个活塞的单个螺母和芯轴。然而，当仅仅单个螺母和芯轴被驱动时，单个致动器的尺寸必须较大，以实现驻车制动器功能。作为另外一种选择，单个致动器通过传动装置可以驱动位于多个活塞中的多个螺母和芯轴。然而，传动装置固定了螺母在芯轴上的移动，使得缸全部移动相同的固定量。缸的固定移动与制动器衬里组件的不均匀衬块磨损(例如锥形磨损)结合，导致缸产生不均等的夹持力。因此，期望的是提供一种盘式制动器组件，其具有用于驻车制动器功能的独立地控制的致动器。

发明内容

本发明涉及用于盘式制动器组件的电子驻车制动器以及包括这样的电子驻车制动器的盘式制动器组件。

根据一个实施例，用于机动车辆的电子驻车制动器可以单独地和/ 或组合地包括下列一个或多个特征：制动器卡钳、第一活塞和第二活塞、以及第一致动器和第二致动器。制动器卡钳具有第一孔和第二孔。第一活塞安装在第一孔中，第二活塞安装在第二孔中。第一致动器支撑第一活塞，第二致动器支撑第二活塞。第一致动器和第二致动器单独地控制。

根据另一个实施例，用于机动车辆的电子驻车制动器可以单独地和/或组合地包括下列一个或多个特征：卡钳、制动器衬里组件、第一活塞和第二活塞、以及第一机电致动器和第二机电致动器。卡钳具有第一孔和第二孔。制动器衬里组件安装到卡钳。第一活塞安装在第一孔中，第二活塞安装在第二孔中。第一活塞和第二活塞支撑制动器衬里组件。第一致动器具有第一驱动组件和第一芯轴螺母。第一驱动组件操作性地连接到第一芯轴。第一芯轴螺母操作性地联接到第一芯轴。第一芯轴通过第一驱动组件进行的旋转使得第一芯轴螺母沿轴向运动以支撑第一活塞。第二致动器具有第二驱动组件和第二芯轴螺母。第二驱动组件操作性地连接到第二芯轴。第二芯轴螺母操作性地联接到第二芯轴。第二芯轴通过第二驱动组件进行的旋转使得第二芯轴螺母沿轴向运动以支撑第二活塞。第一致动器和第二致动器单独地控制。

根据另一个实施例，操作机动车辆的电子驻车制动器的方法可以单独地和/或组合地包括下列一个或多个特征：在制动器卡钳的第一孔和第二孔中加压液压流体，直到第一活塞和第二活塞朝向制动器衬里组件移动。第一活塞和第二活塞分别安装在制动器卡钳的第一孔和第二孔中。致动第一芯轴螺母，以支撑第一活塞抵靠制动器衬里组件。致动第二芯轴螺母，以支撑第二活塞抵靠制动器衬里组件。第一芯轴螺母和第二芯轴螺母单独地致动。

电子驻车制动器的实施例的可能的优点在于，每个致动器产生相同的夹持力，而与不均匀衬块磨损(例如锥形磨损)无关。另外的优点在于减小了用于驻车制动器的包装空间。

参考附图，对于本领域技术人员而言，从以下优选实施例的详细描述中，本发明的其它优点将会变得明显。

附图说明

图1为根据本发明的使用电子驻车制动器的第一实施例的盘式制动器组件的透视图。

图2为沿图1的线2-2截取的部分截面图。

图3为沿图1的线3-3截取的部分截面图。

图4为使用电子驻车制动器的第一实施例的盘式制动器组件的透视图。

图5为使用电子驻车制动器的第一实施例的安装的盘式制动器组件的透视图。

图6为沿图5的线6-6截取的部分截面图。

图7为使用电子驻车制动器的第一实施例的驻车制动器系统的示意图。

图8为根据本发明的使用电子驻车制动器的第二实施例的盘式制动器组件的端部透视图。

图9为使用电子驻车制动器的第二实施例的盘式制动器组件的侧透视图。

图10为沿图8的线10-10截取的部分截面图。

具体实施方式

现在参考图1-6，示出了根据本发明形成的整体用100表示的电子驻车制动器的第一实施例，其用于整体用102表示的盘式制动器组件。盘式制动器组件102的整体结构和操作是本领域中众所周知的。作为另外一种选择，如果期望，本发明的具体电子驻车制动器100及其可供选择的实施例可以与其它类型或种类的盘式制动器组件结合使用。

盘式制动器组件102包括制动器卡钳104，第一和第二销106A和 106B分别安装到该制动器卡钳。制动器卡钳104分别通过第一和第二销106A和106B以本领域技术人员已知的方式安装到锚固托架108上并可滑动地支撑在该锚固托架上。制动器卡钳104跨越制动器盘110，该制动器盘以旋转固定的方式安装到车辆车轮112。制动器卡钳104 中安装有整体用114表示的制动器衬里组件，该制动器衬里组件具有支承在制动器卡钳104上的外侧制动器衬里116以及分别支承在第一和第二致动活塞120A和120B上的内侧制动器衬里118。外侧和内侧制动器衬里116和118分别面向彼此，并且在图1所示的释放位置中以小空气间隙设置在制动器盘110的两侧上，使得不会出现显著的残留拖曳力矩。第一活塞120A以可运动的方式安装在优选圆柱形的第一孔122A中，第二活塞120B以可运动的方式安装在优选圆柱形的第二孔122B中。第一和第二孔122A和122B分别处于制动器卡钳104 中。

此外，可以看到，第一和第二活塞120A和120B分别实现为是中空的。第一活塞120A中容纳有整体用126A表示的第一机电致动器的整体用124A表示的旋转约束的第一芯轴螺母。第二活塞120B中容纳有整体用126B表示的第二机电致动器的整体用124B表示的旋转约束的第二芯轴螺母。如图所示，第一致动器126A大致平行于第一活塞 120A，第二致动器126B大致平行于第二活塞120B。作为另外一种选择，第一和第二致动器126A和126B分别可以以除了平行于第一和第二活塞120A和120B之外的其它方式设置。例如，第一和第二致动器 126A和126B分别可以与第一和第二活塞120A和120B成直角。

第一致动器126A优选地包括整体用128A表示的第一驱动组件，该第一驱动组件具有合适的第一电动马达130A和第一传动组件 132A，这两者都是本领域技术人员已知的。第一传动组件132A将转矩从第一马达130A传递到第一芯轴螺母124A。第二致动器126B优选地包括整体用128B表示的第二驱动组件，该第二驱动组件具有合适的第二电动马达130B和第二传动组件132B，这两者也都是本领域技术人员已知的。第二传动组件132B将转矩从第二马达130B传递到第二芯轴螺母124B。转矩没有分别在第一和第二传动组件132A和 132B之间传递。电流供应到第一马达130A以致动或操作第一致动器 126A，并且电流单独地供应到第二马达130B以致动或操作第二致动器126B。电流可以是阶跃的或高频脉冲的，从而存在分别用于第一和第二马达130A和130B中每一个的顺序地定时的电流。

第一驱动组件128A的第一输出轴134A通过传动组件132A驱动第一驱动芯轴136A。第一驱动芯轴136A以螺纹方式容纳在第一芯轴螺母124A的第一螺纹接收器140A中。第二驱动组件128B的第二输出轴134B通过传动组件132B驱动第二驱动芯轴136B。第二驱动芯轴136B以螺纹方式容纳在第二芯轴螺母124B的第二螺纹接收器 140B中。

第一芯轴螺母124A具有第一锥形部分142A，该第一锥形部分可以与第一活塞120A的互补的第一锥形内表面144A支承接触。在释放位置中，在第一锥形部分142A和第一锥形内表面144A之间存在第一间隙。第二芯轴螺母124B具有第二锥形部分142B，该第二锥形部分可以与第二活塞120B的互补的第二锥形内表面144B支承接触。在释放位置中，在第二锥形部分142B和第二锥形内表面144B之间存在第二间隙。如果期望，相应的第一和第二锥形部分142A和142B以及相应的互补的第一和第二内表面144A和144B的构造、形状、配合和/或布置可以以除了所示和所述之外的其它方式设置。例如，相应的第一和第二锥形部分142A和142B以及相应的第一和第二内表面144A 和144B可以具有其它的非锥形互补形状。

当具有盘式制动器组件102的车辆期望进行行车制动时，盘式制动器组件102被液压地致动。例如，盘式制动器组件102可以通过驾驶员经由制动器踏板或者经由驾驶辅助系统液压地致动。例如，驾驶辅助系统可以是防抱死制动系统(ABS)、稳定控制系统或牵引控制系统。当盘式制动器组件102被液压地致动时，第一和第二孔122A 和122B中的液压流体分别被加压(通过本领域技术人员已知的合适手段)，使得第一和第二活塞120A和120B分别朝向制动器衬里组件 114移动。因此，如本领域技术人员已知的，内侧制动器衬里118借助于制动器卡钳104被压到制动器盘110上，同时制动器盘110的相对侧上的制动器卡钳104的对应移动使得外侧制动器衬里116被拉至抵靠制动器盘110的相对侧。

分别向第一和第二孔122A和122B施加加压液压流体的结果是，第一和第二活塞120A和120B分别朝向制动器盘110移动并移动到主动制动位置中。第一和第二芯轴螺母124A和124B分别保持未被致动。

为了以与行车制动类似的方式启动驻车制动器100，第一和第二活塞120A和120B分别通过施加液压压力而首先进入主动制动位置。然后，相应的第一和第二致动器126A和126B的操作使得第一和第二芯轴螺母124A和124B分别朝向制动器盘110移动，直到第一和第二间隙完全消失，并且第一和第二锥形部分142A和142B分别支承在第一和第二活塞120A和120B内对应的第一和第二锥形内表面144A和 144B上。因此，在驻车制动状态中，第一和第二活塞120A和120B 分别经由第一和第二芯轴螺母124A和124B沿轴向支撑在制动器卡钳104的壳体上。

第一和第二致动器126A和126B分别独立地和/或单独地控制和启动。第一和第二致动器126A和126B分别可以独立地启动，使得第一和第二芯轴螺母124A和124B分别将第一和第二活塞120A和120B 支撑在一起。第一和第二致动器126A和126B各自的操作可以是协调的，同时第一和第二致动器126A和126B分别独立地启动。

一旦第一和第二活塞120A和120B分别沿轴向被支撑，就可以相应地移除第一和第二孔122A和122B内的液压压力。驻车制动状态(即夹紧)被保持，原因在于第一和第二芯轴螺母124A和124B相应的位置，以及第一和第二传动组件132A和132B相应的自抑制。分别压靠制动器盘110的外侧和内侧制动器衬里116和118分别经由第一和第二芯轴螺母124A和124B进行支撑。

当要释放驻车制动状态时，加压液压流体再次分别被引导到第一和第二孔122A和122B中。因此，第一和第二活塞120A和120B分别稍稍朝向制动器盘110移动，使得第一和第二芯轴螺母124A和124B 分别释放轴向载荷。分别通过第一和第二致动器126A和126B的控制，第一和第二芯轴螺母124A和124B可以分别向后移动并释放制动器盘 110。第一和第二致动器126A和126B分别独立地和/或单独地控制和释放。

盘式制动器组件102安装到安装凸缘组件，该安装凸缘组件具有第一部件150和第二部件152。第一安装凸缘部件150将盘式制动器组件102固定到整体用154表示的车轴。第二安装凸缘部件152接触车辆悬架158的悬架表面156，以防止盘式制动器组件102的旋转。

第一和第二致动器126A和126B分别大致围绕车轴154沿周向布置。作为另外一种选择，第一和第二致动器126A和126B分别可以以除了所示的之外的其它方式布置，和/或根据车辆要求的包装需求进行布置。

现在参考图7，示意性地示出了整体用170表示的驻车制动器系统。驻车制动器系统170包括在车辆车轮112处的电子驻车制动器100 和盘式制动器组件102以及在车辆车轮112'处的另外的电子驻车制动器100'和盘式制动器组件102'。另外的电子驻车制动器100'、盘式制动器组件102'和车辆车轮112'在结构和操作上基本上类似于电子驻车制动器100、盘式制动器组件102和车辆车轮112。

驻车制动器100、盘式制动器组件102和车辆车轮112安装在车辆的第一侧上，另外的驻车制动器100'、盘式制动器组件102'和车辆车轮112'安装在车辆的第二侧上，第二侧与第一侧相对。作为另外一种选择，另外的驻车制动器100'、盘式制动器组件102'和车辆车轮112' 可以以除了所示的之外的其它方式定位。另外的驻车制动器100'、盘式制动器组件102'和车辆车轮112'可以不同于电子驻车制动器100、盘式制动器组件102和车辆车轮112，以适应在车辆的第二侧上的安装。每个驻车制动器100和100'分别具有第一和第二致动器126A和 126B。因此，如图所示，驻车制动器系统170具有总共四个致动器。作为另外一种选择，本领域技术人员将会理解，驻车制动器系统170 可以包括除了驻车制动器100和100'之外另外的驻车制动器。

驻车制动器100和100'通过分别整体用174和176表示的第一和第二控制线路连接到电子控制单元(ECU)172。第一和第二控制线路174和176每个都包括两个单独的致动器电路，每个致动器电路分别用于驻车制动器100和100'的第一和第二致动器126A和126B。驻车制动器系统170的四个致动器具有四个单独的致动器电路。当操作驻车制动器控制开关178时，ECU172启动或释放(如上所述)驻车制动器100和100'。ECU172独立地和/或单独地启动或释放(即控制) 驻车制动器100和100'的相应的第一和第二致动器126A和126B。 ECU172通过控制器局域网(CAN)总线182连接到防抱死制动系统的泵和控制器组件180。

现在参考图8-10，示出了根据本发明形成的整体用200表示的电子驻车制动器的第二实施例，其用于整体用202表示的盘式制动器组件。电子驻车制动器200是电子驻车制动器100的变型形式，因此相同的附图标记增加100来表示附图中对应的部分，该部分的详细说明将被省略。

第一和第二机电致动器226A和226B相应地彼此平行布置，并且大致平行于车辆悬架258。

根据专利法的规定，在本发明的优选实施例中已经描述和图示了本发明的操作原理和模式。然而，必须理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以除了具体地所示和所述之外的方式实施。

Claims (20)

1.一种盘式制动器组件，其包括：

液压地致动的行车制动器以及液压地和电子地致动的驻车制动器；

制动器卡钳，该制动器卡钳具有第一孔和第二孔；

第一活塞，该第一活塞安装在第一孔中；

第一致动器，该第一致动器支撑第一活塞，并且构造成被电子地致动以产生将制动器衬里压靠制动器盘的夹持力；

第二活塞，该第二活塞安装在第二孔中；

第二致动器，该第二致动器支撑第二活塞，并且构造成被电子地致动以产生将制动器衬里压靠制动器转子的夹持力，其中第一致动器和第二致动器是单独地控制的，并且每个致动器产生相同的夹持力，而与不均匀衬块磨损无关；并且

其中第一活塞和第二活塞构造成通过将加压液压流体供应到第一孔和第二孔而被液压地致动，由此使第一活塞和第二活塞移动抵靠制动器衬里组件。

2.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其中阶跃电流致动第一致动器和第二致动器。

3.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其还包括：

第一马达；

第一芯轴螺母，该第一芯轴螺母支撑第一活塞；

第一传动组件，该第一传动组件将转矩从第一马达传递到第一芯轴螺母；

第二马达；

第二芯轴螺母，该第二芯轴螺母支撑第二活塞；以及

第二传动组件，该第二传动组件将转矩从第二马达传递到第二芯轴螺母，其中转矩不在第一传动组件和第二传动组件之间传递。

4.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其还包括：

制动器盘；和

内侧制动器衬里和外侧制动器衬里，其中当第一致动器支撑第一活塞且第二致动器支撑第二活塞时，内侧制动器衬里和外侧制动器衬里保持抵靠制动器盘。

5.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其还包括：

第一销和第二销，该第一销和第二销安装到卡钳；

锚固托架，该锚固托架可滑动地支撑第一销和第二销；以及

内侧制动器衬里和外侧制动器衬里，其中第一活塞和第二活塞支撑内侧制动器衬里和外侧制动器衬里。

6.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其还包括：

电子控制单元，该电子控制单元单独地控制第一致动器和第二致动器。

7.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其中第一致动器和第二致动器是机电致动器。

8.根据权利要求1所述的盘式制动器组件，其中第一致动器和第二致动器是同时地控制的。

9.一种盘式制动器组件，其包括：

液压地致动的行车制动器以及液压地和电子地致动的驻车制动器；

卡钳，该卡钳具有第一孔和第二孔；

制动器衬里组件，该制动器衬里组件安装到卡钳；

第一活塞，该第一活塞安装在第一孔中；

第二活塞，该第二活塞安装在第二孔中，其中第一活塞和第二活塞支撑制动器衬里组件；

第一机电致动器，该第一机电致动器具有：

第一驱动组件，该第一驱动组件操作性地连接到第一芯轴；和

第一芯轴螺母，该第一芯轴螺母操作性地联接到第一芯轴，其中第一芯轴通过第一驱动组件进行的旋转使得第一芯轴螺母沿轴向运动以支撑第一活塞并产生将制动器衬里组件压靠制动器盘的夹持力；以及

第二机电致动器；该第二机电致动器具有：

第二驱动组件，该第二驱动组件操作性地连接到第二芯轴；和

第二芯轴螺母，该第二芯轴螺母操作性地联接到第二芯轴，其中第二芯轴通过第二驱动组件进行的旋转使得第二芯轴螺母沿轴向运动以支撑第二活塞并产生将制动器衬里组件压靠制动器盘的夹持力，

其中第一机电致动器和第二机电致动器是单独地控制的，并且每个致动器产生相同的夹持力，而与不均匀衬块磨损无关；并且

其中第一活塞和第二活塞构造成通过将加压液压流体供应到第一孔和第二孔而被液压地致动，由此使第一活塞和第二活塞移动抵靠制动器衬里组件。

10.根据权利要求9所述的盘式制动器组件，其中阶跃电流单独地致动第一致动器和第二致动器。

11.根据权利要求9所述的盘式制动器组件，其还包括：

制动器盘，其中当第一活塞和第二活塞支撑制动器衬里组件时，制动器衬里组件保持抵靠制动器盘。

12.根据权利要求9所述的盘式制动器组件，其还包括：

第一销和第二销，该第一销和第二销安装到卡钳；和

锚固托架，该锚固托架可滑动地支撑第一销和第二销。

13.根据权利要求9所述的盘式制动器组件，其还包括：

电子控制单元，该电子控制单元单独地控制第一致动器和第二致动器。

14.根据权利要求9所述的盘式制动器组件，其中第一致动器和第二致动器是同时地控制的。

15.一种操作盘式制动器组件的驻车制动器的方法，该盘式制动器组件具有液压地致动的行车制动器以及液压地和电子地致动的驻车制动器，所述方法包括：

对制动器卡钳的第一孔和第二孔中的液压流体进行加压，直到安装在第一孔中的第一活塞和安装在第二孔中的第二活塞朝向制动器衬里组件移动；

电子地致动第一芯轴螺母，以支撑第一活塞抵靠制动器衬里组件；以及

电子地致动第二芯轴螺母，以支撑第二活塞抵靠制动器衬里组件，其中第一芯轴螺母和第二芯轴螺母是单独地致动的，并且第一芯轴螺母和第二芯轴螺母的致动产生第一活塞和第二活塞抵靠制动器衬里组件的相同的夹持力，而与不均匀衬块磨损无关。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括：

利用阶跃电流单独地致动第一芯轴螺母和第二芯轴螺母。

17.根据权利要求15所述的方法，其中第一芯轴螺母由第一致动器致动，第二芯轴螺母由第二致动器致动，并且第一致动器和第二致动器是单独地控制的。

18.根据权利要求17所述的方法，其中第一致动器和第二致动器是同时地致动的。

19.根据权利要求15所述的方法，其还包括：

利用电子控制单元致动第一芯轴螺母和第二芯轴螺母。

20.根据权利要求15所述的方法，其中制动器卡钳的第一孔和第二孔中的液压流体的加压使第一活塞和第二活塞移动至与制动器衬里组件接合。

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