CN108422981B - 四轮电子驻车制动装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四轮电子驻车制动装置，包括分别安装于前、后轮上的驻车制动器一及驻车制动器二，各驻车制动器包括一固定的保持架，保持架围绕于与车轮连接的车轮轮毂外侧周向，保持架上沿圆周方向设有多个滚子，滚子的内端的端面适于和车轮轮毂的外侧圆周面配合，滚子的外侧周向设有多个可移动的制动毂，各制动毂适于合拢并形成一环状断面，各制动毂的一侧设有驱动其移动的驱动机构，滚子的外端的端面适于和相应制动毂的内侧面配合，当各制动毂压靠至相邻的滚子时、滚子适于单向卡住车轮轮毂的旋转，驻车制动器一与驻车制动器二适于对相应的车轮轮毂产生相反的方向限制；利用单向对车轮进行制动的一对驻车制动器来实现驻车制动。

Description

四轮电子驻车制动装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车用四轮电子驻车制动装置，能够对静止的车轮进行制动。

背景技术

现有技术中的汽车驻车制动装置，分为手动驻车制动装置和电子驻车制动装置，但都以摩擦片与制动鼓之间的摩擦力作为制动力的来源，当车辆停于坡度大的坡道上时，该摩擦力不足以使停驶的车辆保持静止状态，所以现有的汽车驻车制动装置的使用环境受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车用四轮电子驻车制动装置，具有更好的制动可靠性。

为了解决该技术问题，本发明提供了一种新能源汽车用四轮电子驻车制动装置，其包括：分别安装于前、后轮上的驻车制动器一及驻车制动器二，各驻车制动器包括一固定的保持架，保持架围绕于与车轮连接的车轮轮毂外侧周向，保持架上沿圆周方向设有多个滚子，滚子的内端的端面适于和车轮轮毂的外侧圆周面配合，滚子的外侧周向设有多个可移动的制动毂，各制动毂适于合拢并形成一环状断面，各制动毂的一侧设有驱动其移动的驱动机构，滚子的外端的端面适于和相应制动毂的内侧面配合，当各制动毂压靠至相邻的滚子时、滚子适于单向卡住车轮轮毂的旋转，驻车制动器一与驻车制动器二适于对相应的车轮轮毂产生相反的方向限制。

所述保持架上均布有多个限位孔，各限位孔内分别设有一滚子，滚子的断面呈S形，滚子的腰部穿设在对应的限位孔中，各滚子适于在对应的限位孔内沿该孔的轴向在设定范围内移动，各滚子适于在对应的限位孔内绕其腰部中心在设定的两个极限位置之间转动。

所述制动毂为两个，分别是上制动毂及下制动毂，上、下制动毂的断面呈半圆环状并且对称设置，上、下制动毂可相向或反向移动，上、下制动毂的一侧分别设有驱动其移动的驱动机构。

所述驱动机构包括电机和丝杆机构，电机与丝杆机构传动连接，丝杆机构分别与对应的制动毂传动连接，电机与电控处理器信号连接。

所述两个极限位置分别是滚子以斜角方向A的方向与车轮轮毂、对应的制动毂接触，以及滚子以斜角方向B的方向与车轮轮毂、对应的制动毂接触；滚子外端部的端面与滚子内端部的端面之间的距离从斜角方向A转动变化至斜角方向B的过程中、逐渐增大。

各限位孔的内径小于滚子外端部及滚子内端部的直径。

驻车制动器一与驻车制动器二中滚子的布置方式对称。

四轮电子驻车制动装置的工作方法，其特征在于包括：

驻车制动器一的工作过程：

上驱动机构一及下驱动机构一分别驱动上制动毂一及下制动毂一反向移动，由于各滚子一可以沿限位孔的轴向移动，所以各滚子一对车轮轮毂一的顺时针、逆时针旋转不产生限制作用，车轮轮毂一可以顺时针或逆时针自由转动，车轮也随车轮轮毂一自由转动；

上驱动机构一及下驱动机构一分别驱动上制动毂一及下制动毂一相向移动直至上制动毂一及下制动毂一压紧在所述各滚子一的滚子外端部，在该压力作用下、各滚子一向车轮轮毂一移动，其滚子内端部压紧于车轮轮毂一的外圆周面上。如图所示，断面呈S形的各滚子一，具有两个斜角方向，即斜角方向A及斜角方向B，斜角方向A的长度小于斜角方向B的长度。滚子外端部的端面与滚子内端部的端面之间的距离从斜角方向A转动变化至斜角方向B的过程中、逐渐增大，即La<Lc<Lb，其中La是A方向的距离，Lb是B方向的距离，Lc是C方向的距离。

各滚子一能够在各自的限位孔中在两个极限位置之间绕其腰部中心转动，所述两个极限位置分别是滚子以斜角方向A的方向与车轮轮毂、对应的制动毂接触，以及滚子以斜角方向B的方向与车轮轮毂、对应的制动毂接触。当车轮轮毂一逆时针转动时，各滚子一在车轮轮毂一驱动下围绕其腰部中心顺时针旋转，从而使车轮轮毂一的外圆周面与各滚子一的滚子内端部的端面之间产生间隙或者相互滑动，各滚子一不会阻碍车轮轮毂一的逆时针转动过程。当车轮轮毂一顺时针转动时，各滚子一在车轮轮毂一驱动下围绕其腰部中心逆时针旋转，在此旋转过程中、各滚子一的内、外端部的接触端面之间的距离逐渐增大，同时该距离将大于车轮轮毂一的外圆周面与上制动毂一、下制动毂一内侧表面之间的距离，所以各滚子一的逆时针旋转过程无法完成，此时车轮轮毂一的顺时针转动过程被阻止，从而对车轮轮毂一连接的车轮进行制动。

相对于现有技术，本发明具有的技术效果是：

（1）本发明的四轮电子驻车制动装置，利用在前、后车轮处安装能够单向对车轮进行制动的驻车制动器来实现对汽车前向及后向的移动限制，各驻车制动器利用滚子的单向卡住车轮轮毂旋转的方式来制动，相比现有通过摩擦力的方式来进行驻车制动，其制动力更大，制动的可靠性、稳定性更高。

（2）利用S形的滚子在保持架的通孔中移动及转动的方式，实现滚子对车轮轮毂进行单向制动及解除制动，制动力的施加及解除过程更迅速，也使驻车制动器的结构更简单，成本更低。

（3）利用两个制动毂的相向或反向移动来控制相应的滚子产生制动力或解除制动力，其结构简单，减少故障的发生率，反应更灵敏。

（4）利用电控处理器控制电机及丝杆机构来进行驻车制动，减少了驾驶员的体力负荷，使操作过程更简便。

（5）滚子利用斜角方向A及B之间的转动来实现对车轮轮毂的单向制动，能够充分利用滚子内、外两端的端面之间距离差值来对车轮轮毂产生制动力，从而单向卡住车轮轮毂的旋转。

（6）限位孔的内径小于滚子内、外端部，可以防止滚子从限位孔中滑出，即车轮轮毂在旋转过程中对滚子产生的振动、冲击，不足以使滚子脱离相应的限位孔。

（7）驻车制动器一、驻车制动器二中滚子对称布置，从而实现了两个驻车制动器对汽车前、后双向的位移进行制动。

附图说明

为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中：

图1为本发明的驻车制动器一的结构示意图；

图2为本发明的驻车制动器一中的保持架及滚子的结构示意图；

图3为本发明的驻车制动器二的结构示意图；

图4为本发明的S形滚子的结构图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明中的各标号所代表的含义是：驻车制动器一101，驻车制动器二102，车轮轮毂一1，保持架一2，滚子一3，上制动毂一4，下制动毂一5，上驱动机构一6，下驱动机构一7，车轮轮毂二8，保持架二9，滚子二10，上制动毂二11，下制动毂二12，上驱动机构二13，下驱动机构二14，限位孔201，滚子外端部301，滚子腰部302，滚子内端部303。

如图1所示，新能源汽车用驻车制动器一101包括圆柱形的车轮轮毂一1，车轮轮毂一1与车轮共旋转轴线固定连接，车轮轮毂一1的周向外侧设有固定的保持架一2，保持架一2上沿圆周方向均布设有多个限位孔201，各限位孔201内分别装设有一断面呈S形的滚子一3，如图2所示、各滚子一3包括滚子外端部301、滚子腰部302及滚子内端部303，滚子腰部302穿设于各限位孔201内，滚子腰部302的直径小于滚子外端部301及滚子内端部303的直径，滚子腰部302的直径小于各限位孔201的直径，各限位孔201的内径小于滚子外端部301及滚子内端部303的直径，各限位孔201的内径可以使位于其中的滚子一3能够在设定的角度范围内、在如图2所示的断面内绕其腰部中心转动，同时各滚子一3能够在设定距离内、沿各限位孔201的轴向移动。

各滚子一3的周向外侧设有断面呈半环形的上制动毂一4及下制动毂一5，上制动毂一4及下制动毂一5的半径相等且开口相对地对称布置、在合拢后适于断面形成圆环状。上制动毂一4的上端连接有上驱动机构一6，下制动毂一5的下端连接有下驱动机构一7，所述上驱动机构一6、下驱动机构一7分别采用电机及丝杆机构，电机与丝杆机构传动连接，丝杆机构与相邻的制动毂传动连接，电机旋转后驱动丝杆机构沿其轴向移动，两个丝杆机构的运动方向相反并适于驱动上制动毂一4及下制动毂一5相向移动或反向移动。

所述保持架一2和保持架二9分别固定在车身上，所述电机及丝杆机构的外壳固定于车身上，各电机分别与设置于车身上的电控处理器（ECU）信号连接，ECU适于控制各电机的工作。

如图3所示，驻车制动器二102的结构与驻车制动器一101相同，两者对称设置，驻车制动器一101和驻车制动器二102分别安装在前、后车轮上。

驻车制动器一101的工作过程是：

1、上驱动机构一6及下驱动机构一7分别驱动上制动毂一4及下制动毂一5反向移动，由于各滚子一3可以沿限位孔201的轴向移动，所以各滚子一3对车轮轮毂一1的顺时针、逆时针旋转不产生限制作用，车轮轮毂一1可以顺时针或逆时针自由转动，车轮也随车轮轮毂一1自由转动；

2、上驱动机构一6及下驱动机构一7分别驱动上制动毂一4及下制动毂一5相向移动直至上制动毂一4及下制动毂一5压紧在所述各滚子一3的滚子外端部301，在该压力作用下、各滚子一3向车轮轮毂一1移动，其滚子内端部303压紧于车轮轮毂一1的外圆周面上。如图4所示，断面呈S形的各滚子一3，具有两个斜角方向，即斜角方向A及斜角方向B，斜角方向A的长度小于斜角方向B的长度。滚子外端部301的端面与滚子内端部303的端面之间的距离从斜角方向A转动变化至斜角方向B的过程中、逐渐增大，如图4所示，即La<Lc<Lb，其中La是A方向的距离，Lb是B方向的距离，Lc是C方向的距离。

各滚子一3能够在各自的限位孔201中在两个极限位置之间绕其腰部中心转动，所述两个极限位置分别是滚子以斜角方向A的方向与车轮轮毂1、对应的制动毂接触，以及滚子以斜角方向B的方向与车轮轮毂1、对应的制动毂接触。当车轮轮毂一1逆时针转动时，各滚子一3在车轮轮毂一1驱动下围绕其腰部中心顺时针旋转，从而使车轮轮毂一1的外圆周面与各滚子一3的滚子内端部303的端面之间产生间隙或者相互滑动，各滚子一3不会阻碍车轮轮毂一1的逆时针转动过程。当车轮轮毂一1顺时针转动时，各滚子一3在车轮轮毂一1驱动下围绕其腰部中心逆时针旋转，在此旋转过程中、各滚子一3的内、外端部的接触端面之间的距离逐渐增大，同时该距离将大于车轮轮毂一1的外圆周面与上制动毂一4、下制动毂一5内侧表面之间的距离，所以各滚子一3的逆时针旋转过程无法完成，此时车轮轮毂一1的顺时针转动过程被阻止，从而对车轮轮毂一1连接的车轮进行制动。

驻车制动器二102的结构与驻车制动器一101相对称，因此其制动过程与驻车制动器一101相反。上驱动机构一6及下驱动机构一7分别驱动上制动毂一4及下制动毂一5反向移动时，车轮轮毂二8能够自由地沿顺时针或逆时针方向转动。当上驱动机构一6及下驱动机构一7分别驱动上制动毂一4及下制动毂一5相向移动至压紧各滚子二10时，车轮轮毂二8能够沿顺时针方向转动而不能沿逆时针方向转动。

将驻车制动器一101、驻车制动器二102分别安装于前、后轮上，就能够对停止的车辆的车轮进行制动，防止其移动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种新能源汽车用四轮电子驻车制动装置，其特征在于包括：分别安装于前、后轮上的驻车制动器一（101）及驻车制动器二（102），各驻车制动器包括一固定的保持架，保持架围绕于与车轮连接的车轮轮毂外侧周向，保持架上沿圆周方向设有多个滚子，滚子的内端的端面适于和车轮轮毂的外侧圆周面配合，滚子的外侧周向设有多个可移动的制动毂，各制动毂适于合拢并形成一环状断面，各制动毂的一侧设有驱动其移动的驱动机构，滚子的外端的端面适于和相应制动毂的内侧面配合，当各制动毂压靠至相邻的滚子时，滚子适于单向卡住车轮轮毂的旋转，驻车制动器一（101）与驻车制动器二（102）适于对相应的车轮轮毂产生相反的方向限制，所述保持架上均布有多个限位孔，各限位孔内分别设有一滚子，滚子的断面呈S形，滚子的腰部穿设在对应的限位孔中，各滚子适于在对应的限位孔内沿该孔的轴向在设定范围内移动，各滚子适于在对应的限位孔内绕其腰部中心在设定的两个极限位置之间转动，所述驱动机构包括电机和丝杆机构，电机与丝杆机构传动连接，丝杆机构分别与对应的制动毂传动连接，电机与电控处理器信号连接，滚子具有两个斜角方向，即斜角方向A及斜角方向B，斜角方向A对应的滚子长度小于斜角方向B对应的滚子长度，所述两个极限位置分别是滚子以斜角方向A的方向与车轮轮毂（1）、对应的制动毂接触，以及滚子以斜角方向B的方向与车轮轮毂（1）、对应的制动毂接触；滚子外端部（301）的端面与滚子内端部（303）的端面之间的距离从斜角方向A转动变化至斜角方向B的过程中逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的四轮电子驻车制动装置，其特征在于：制动毂为两个，分别是上制动毂及下制动毂，上、下制动毂的断面呈半圆环状并且对称设置，上、下制动毂可相向或反向移动，上、下制动毂的一侧分别设有驱动其移动的驱动机构。

3.根据权利要求1所述的四轮电子驻车制动装置，其特征在于：各限位孔的内径小于滚子外端部（301）及滚子内端部（303）的直径。

4.根据权利要求1所述的四轮电子驻车制动装置，其特征在于：驻车制动器一（101）与驻车制动器二（102）中滚子的布置方式对称。