CN114407857A - 一种商用车行车及驻车机电制动促动装置及制动方法 - Google Patents

一种商用车行车及驻车机电制动促动装置及制动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于车辆制动控制系统领域的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置及制动方法;其中驻车制动电机、行车制动电机和自锁机构的缸体均固接于制动器壳体上;自锁机构的驻车制动套筒和缸体滑动连接;行车制动齿条杆的另一端与推杆铰接,推杆随着行车制动齿条杆的直线滑动推动商用车制动器的摇臂;行车制动齿条杆穿过自锁机构,且在自锁机构内固接有行车制动杆挡板,行车制动杆挡板与驻车制动套筒在驻车状态时贴合;驻车制动套筒伸出自锁机构外,驻车制动套筒在自锁机构外的部分设有与驻车制动小齿轮啮合的驻车制动齿部。本发明通过纯机械自锁的方式可以将驻车弹簧锁住,大大节省了驻车电机的工作时间。

Description

一种商用车行车及驻车机电制动促动装置及制动方法
技术领域
本发明属于车辆制动控制系统技术领域,具体为一种商用车行车及驻车机电制动促动装置及制动方法。
背景技术
随着社会的发展,物流交通运输需求量越来越大,商用车运输的占比越来越高,制动系统作为主动安全的重要组成部分,制动系统的安全性和可靠性越来越受到主机厂和制动器厂的关注。目前现有的商用车气压制动系统存在体积大,结构复杂,制动响应慢,故障率高等不足;且制动气室排气时噪声大;气压制动消耗发动机的动力;制动时不平稳,造成行驶舒适性差。
线控制动技术是近年来出现的一种新型制动技术,为了解决上述缺点,本发明设计了一种商用车行车及驻车电子机械制动(EMB)促动装置,采用电机驱动的方式,具有体积小,结构紧凑,制动效率高的特点。除此之外,EMB更加节能环保,相比于商用车气压制动系统安装复杂、维护繁琐,所设计的EMB安装简洁轻便、免售后维护,且系统灵活可靠。
中国专利公开号为CN112211924A的发明专利中公开了一种集成行车及驻车制动功能的电子机械鼓式制动器,包括第一壳体、第二壳体、储能机构、减速机构、力矩电机、制动机构。该电子机械鼓式制动器的行车制动的工作原理为:电机带动锥齿轮机构转动,锥齿轮带动行星架转动,经过行星轮系的运动转化后,第二半轴带动第二滚珠丝杠机构运动,推杆机构推动凸轮转动,从而产生行车制动力。该机构的驻车制动的工作原理为:电磁离合器断电,弹簧弹性势能释放,挡片推动第一滚珠丝杠机构,第一滚珠丝杠机构带动第一半轴转动,经过行星轮系的运动转化后,第二半轴推动第二滚珠丝杠运动,从而使推杆左移,产生驻车制动。上述方法中,驻车制动中的电磁离合器成本高,且产生的电磁力较小,实际工作时很难产生稳定的驻车制动力。
中国专利授权公告号为CN110454519B的发明专利中提出了一种汽车电子机械鼓式制动器,由电机、蜗轮蜗杆、电磁离合器、滚珠丝杠副和连杆增力机构等组成。行车制动时,电机带动蜗轮蜗杆旋转,蜗轮蜗杆带动丝杠螺母运动,螺母丝杠机构带动连杆增力机构运动,从而将制动蹄撑开实现制动。驻车制动时,电机将蜗轮蜗杆旋转到相应位置,蜗轮蜗杆具有自锁性,从而将滚珠丝杠顶在相应位置,实现驻车力的保持。该制动系统靠蜗轮蜗杆实现自锁,蜗轮蜗杆承载大,容易磨损,同时蜗轮蜗杆的传动效率低,维护成本高。
针对上述蜗轮蜗杆部分容易磨损和效率低下和电磁离合器成本高且电磁力有限的问题,本发明目的是为了提供一种节能、效率高且工作稳定可靠的行车制动及驻车制动一体化的机电制动促动装置。
发明内容
针对背景技术中存在的问题,本发明提供了一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,包括:行车制动电机、行车制动减速器、行车制动小齿轮、行车制动齿条杆、驻车制动电机、驻车制动减速器、驻车制动小齿轮、自锁机构和推杆,其中驻车制动电机、行车制动电机和自锁机构的缸体均固接于制动器壳体上;自锁机构的驻车制动套筒和缸体滑动连接;行车制动减速器的动力输入轴和输出轴分别与行车制动电机和行车制动小齿轮相连,行车制动小齿轮与行车制动齿条杆一端的齿条啮合,行车制动齿条杆的另一端与推杆铰接,推杆随着行车制动齿条杆的直线滑动推动商用车制动器的摇臂;行车制动齿条杆穿过自锁机构,且在自锁机构内固接有行车制动杆挡板,行车制动杆挡板与驻车制动套筒在驻车状态时贴合;驻车制动套筒伸出自锁机构外,驻车制动套筒在自锁机构外的部分设有与驻车制动小齿轮啮合的驻车制动齿部,驻车制动减速器的输入轴和输出轴分别与驻车制动电机和驻车制动小齿轮相连;推杆上装有推力传感器。
所述自锁机构包括:缸体、旋转套筒、驻车储能弹簧、驻车制动套筒和套筒转角推动弹簧,其中旋转套筒、驻车储能弹簧、驻车制动套筒、驻车储能弹簧和套筒转角推动弹簧均设置于呈圆柱状的缸体内,缸体内壁上沿周向循环设有以导向槽、斜齿卡止部和斜齿滑动部;旋转套筒设置于驻车制动套筒和缸体之间,旋转套筒的外周均匀设有导向斜齿,每导向槽、斜齿卡止部和斜齿滑动部为一个约束组,导向斜齿的数量与约束组的组数对应;
驻车制动套筒的外周均匀设有斜面推动部和导向凸起,在斜面推动部靠近方向上还设有挡板,导向凸起的数量和位置与导向槽对应,各导向凸起始终位于一条导向槽中,且在导向槽中往复滑动,斜面推动部与旋转套筒上的导向斜齿周期性啮合,每当导向斜齿行驶至极限位置时,导向斜齿在斜面推动部斜面的作用下转动一次;导向槽和斜齿滑动部的总数和斜面突出部的总数相等,且位置一一对应;
驻车制动套筒上还设有旋转套筒推动部,旋转套筒推动部和斜面推动部在径向上将旋转套筒夹在中间;驻车储能弹簧的一端与缸体固接、另一端与旋转套筒推动部相连;套筒转角推动弹簧的一端与缸体固接、另一端与旋转套筒相连。
所述行车制动齿条杆和推杆在自然位置呈180°进行行车制动或驻车制动时,推杆进入制动姿态并和行车制动齿条杆产生制动钝角,160°≤制动钝角<180°。
所述驻车制动套筒和行车制动齿条杆沿平行方向独立滑动。
所述制动杆挡板上设有回位弹簧,在制动杆挡板从制动位置离开时施加一个弹力。
所述推杆上的推力传感器与轮端制动控制器相连,以监测制动盘或制动鼓的就位情况;轮端制动控制器通过行车EMB-ECU与行车驱动电机相连,轮端制动控制器通过驻车EMB-ECU与驻车驱动电机相连;
推力传感器和轮端制动控制器均与紧急控制模块相连;紧急控制模块也通过行车EMB-ECU和驻车EMB-ECU分别与行车驱动电机和驻车驱动电机相连;轮端制动控制器给行车制动电机和驻车制动电机发送信息时,将同样的信息发送给紧急控制模块。
在行驶过程中,轮端制动控制器在需要行车制动时,通过行车EMB-ECU向行车制动电机发送了行车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推杆没有进入制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给驻车制动电机,进行向第一方向旋转进入行车制动,使用驻车储能弹簧的弹性力实现应急制动的功能。
在驻车状态时,轮端制动控制器在需要解除驻车状态时,通过驻车EMB-ECU向驻车制动电机发送了驻车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推杆没有离开制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给行车制动电机,向第一方向旋转,通过行车制动杆挡板推动驻车制动套筒以解除驻车状态。
还公开了一种如所述的商用车行车及驻车机电制动促动装置的制动方法,其特征在于,包括:行车制动方法和驻车制动方法;
所述行车制动方法包括:需要行车制动时,行车制动电机向第一方向旋转带动行车制动齿条杆、球铰和推杆进入制动姿态挤压商用车制动器的摇臂从而推动其制动盘或制动鼓,实现行车制动的产生;需要取消行车制动时,行车制动电机断电,在商用制动器自己弹力的作用下,摇臂会自动往回推动推杆,使得行车制动齿条杆回到自然位置;
所述驻车制动方法包括:
步骤1、驻车制动电机向第一方向旋转脱离非驻车状态:
驻车制动电机向第一方向旋转,带动驻车制动减速器、驻车制动小齿轮、驻车制动齿部和驻车制动套筒移动,在套筒转角推动弹簧的作用下,导向斜齿与斜面推动部啮合;当导向斜齿离开斜齿卡止部所处的区域且侧壁离开斜齿滑动部侧壁时,旋转套筒在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿划过斜面推动部端部的平面,最终滑入导向槽中;
步骤2、驻车制动电机向第二方向旋转进入驻车状态:
驻车制动电机向第二方向旋转,带动驻车制动套筒移动,并推动行车制动齿条杆、球铰和推杆;
步骤3、驻车制动电机向第一方向旋转解除驻车状态:驻车制动电机向第一方向旋转,带动驻车制动减速器、驻车制动小齿轮、驻车制动齿部和驻车制动套筒移动,在套筒转角推动弹簧的作用下,导向斜齿与斜面推动部啮合;当导向斜齿离开导向槽时,旋转套筒在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿依次转过斜面推动部和斜齿滑动部端部的平面,并停留斜齿卡止部的端面上,同时导向斜齿的侧壁与斜齿卡止部的侧壁贴合;
同时,摇臂自动往回推动推杆,使得行车制动齿条杆回到自然位置;
步骤4、驻车制动电机向第二方向旋转进入非驻车状态:驻车制动电机向第二方向旋转,带动驻车制动套筒移动,旋转套筒推动部贴紧旋转套筒实现非驻车状态。
驻车制动电机向所述第二方向旋转时速度缓慢,以减少驻车储能弹簧所带来的冲击。
本发明的有益效果在于:
1.该套行车及驻车一体化机电制动促动装置既可以匹配现有的盘式制动器,也可以匹配鼓式制动器的摇臂,从而替代原有的气压制动促动装置。
2.驻车储能弹簧的使用,可以消除蹄片磨损带来驻车行程增长的问题,从而即使在制动蹄片磨损之后依然可以提供稳定的驻车制动力。
3.行车制动杆件嵌套在驻车制动杆件里,在驻车电机损坏后,行车制动电机也可以消除驻车制动。
4.纯机械自锁的方式可以将驻车弹簧锁住,大大节省了驻车电机的工作时间,有利于节能环保。
5.行车制动电机可以不计成本的情况下实现驻车制动的脱离。
6.驻车制动电机也可以在特殊情况下实现全部行程的紧急制动,还可以作为行车制动的备份,大大提高了行车安全性。
附图说明
图1为本发明一种商用车行车及驻车机电制动促动装置实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例1中略去了缸体后的自锁机构和行车制动齿条杆的结构示意图;
图3为本发明实施例1中驻车制动套筒的结构示意图;
图4为本发明实施例1中过缸体一径面的剖面示意图;
图5为本发明实施例1中旋转套筒的结构示意图;
图6为本发明实施例1在步骤2结束的时候,自锁机构的正视图示意图;
图7为图6在A-A剖面的剖面示意图;
图8为本发明实施例2的流程示意图。
其中,101-行车制动电机,102-行车制动减速器,103-行车制动小齿轮,104-行车制动齿条杆,201-驻车制动电机,202-驻车制动减速器,203-驻车制动小齿轮,204-驻车制动齿部,300-自锁机构,310-缸体,311-导向槽,312-斜齿卡止部,313-斜齿滑动部,314-环状弹簧安装板,315-肋板,320-旋转套筒,321-导向斜齿,330-驻车储能弹簧,340-驻车制动套筒,341-斜面推动部,342-导向凸起,343-旋转套筒推动部,350-套筒转角推动弹簧,401-球铰,402-推杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1~图6所示的本发明实施例1,包括:行车制动电机101、行车制动减速器102、行车制动小齿轮103、行车制动齿条杆104、驻车制动电机201、驻车制动减速器202、驻车制动小齿轮203、驻车制动齿部204、自锁机构300、球铰401和推杆402,其中驻车制动电机201、行车制动电机101和自锁机构300的缸体310均固接于制动器壳体上;驻车制动齿部204和制动器壳体滑动连接,自锁机构300的驻车制动套筒340和缸体310滑动连接;根据工作时的需求,驻车制动套筒340和行车制动齿条杆104沿平行的直线轨迹各自滑动;
行车制动减速器102的动力输入轴和输出轴分别与行车制动电机101和行车制动小齿轮103相连,行车制动小齿轮103与行车制动齿条杆104一端的条尺啮合,行车制动齿条杆104的另一端通过球铰401与推杆402相连,推杆402随着行车制动齿条杆104的直线往复滑动推动商用制动器的摇臂;行车制动齿条杆104穿过自锁机构300,且在自锁机构300内固接有行车制动杆挡板1041,行车制动杆挡板1041与驻车制动套筒340在驻车状态时贴合;驻车制动套筒340伸出自锁机构300外,驻车制动套筒340在自锁机构300外的部分设有与驻车制动小齿轮203啮合的驻车制动齿部204,驻车制动减速器202的输入轴和输出轴分别与驻车制动电机201和驻车制动小齿轮203相连;推杆402上装有推力传感器。
如图1~图7所示的自锁机构300包括:缸体310、旋转套筒320、驻车储能弹簧330、驻车制动套筒340和套筒转角推动弹簧350,其中旋转套筒320、驻车储能弹簧330、驻车制动套筒340、驻车储能弹簧330和套筒转角推动弹簧350均设置于呈圆柱状的缸体310内,缸体310内壁上沿周向循环设有以导向槽311、斜齿滑动部313、斜齿卡止部312和斜齿滑动部313;旋转套筒320设置于驻车制动套筒340和缸体310之间,旋转套筒320的外周均匀设有导向斜齿321,每导向槽311、斜齿滑动部313、斜齿卡止部312和斜齿滑动部313为一个约束组,导向斜齿321的数量与约束组的组数对应;
驻车制动套筒340的外周均匀设有斜面推动部341和导向凸起342,在斜面推动部341靠近方向上还设有挡板,导向凸起342的数量和位置与导向槽311对应,各导向凸起342始终位于一条导向槽311中,且在导向槽311中往复滑动,斜面推动部341与旋转套筒320上的导向斜齿321周期性啮合,每次当导向斜齿321行驶至极限位置时,导向斜齿321在斜面推动部341斜面的作用下,转动一次;因此,导向槽311和斜齿滑动部313的总数和斜面突出部341的总数相等,且位置一一对应;
驻车制动套筒340上还设有旋转套筒推动部343,旋转套筒推动部343和斜面推动部341在径向上将旋转套筒320夹在中间;驻车储能弹簧330的一端与缸体310固接、另一端与旋转套筒推动部343相连;套筒转角推动弹簧350的一端与缸体310固接、另一端与旋转套筒320相连。
当驻车制动电机201向第一方向旋转时,驻车制动套筒340压缩驻车储能弹簧330,在套筒转角推动弹簧350的推动下,旋转套筒320上的导向斜齿321与斜面推动部341啮合一次,直至驻车制动套筒340到达极限位置;当驻车制动电机201向第二方向旋转时,即驻车制动套筒340离开极限位置时,导向斜齿321与斜面推动部341分离,导向斜齿321进入导向槽311或斜齿滑动部313(取决于之前的位置);最后驻车储能弹簧330的弹力施加于旋转套筒推动部343上。
在本实施例中,导向槽311和斜齿滑动部313覆盖的弧度相同,因此各斜面推动部341的尺寸均相等;
在本实施例中,导向斜齿321数量与约束组的组数相等;容易理解的是,约束组的组数可以是导向斜齿321数量的整数倍;且导向斜齿321中斜齿的角度与斜齿滑动部313和斜面推动部341端面倾斜的角度一致;
在本实施例中,驻车储能弹簧330与旋转套筒推动部343相连的方式为固接;驻车储能弹簧330的弹力大,具体为8000-12000N;套筒转角推动弹簧350的弹力较小,具体的,驻车储能弹簧330的弹性力的1/M,其中M为15~25。
在本实施例中,套筒转角推动弹簧350与缸体310固接的方式为:与缸体310内部突出的环状弹簧安装板314固接;环状弹簧安装板314的一侧设有用于加固的肋板315。
本实施例的制动方法包括行车制动方法和驻车制动方法;
行车制动方法包括以下步骤:需要行车制动时,行车制动电机101向第一方向旋转带动行车制动齿条杆104、球铰401和推杆402进入制动姿态挤压商用车制动器中的摇臂从而推动其制动盘或制动鼓,实现行车制动的产生;需要取消行车制动时,行车制动电机101断电,在商用制动器自己弹力的作用下,摇臂会自动往回推动推杆402,使得行车制动齿条杆104回到自然位置(行驶时行车制动齿条杆104的位置)。
行车制动齿条杆104和推杆402在自然位置呈180°(即位于同一直线内),进行行车驻动或驻车驻动时,推杆402推动摇臂进入制动姿态并和行车制动齿条杆104呈制动钝角,160°≤制动钝角<180°。
驻车制动方法包括以下步骤:
需要驻车制动时,步骤1、驻车制动电机向第一方向旋转脱离非驻车状态:驻车制动电机201向第一方向旋转带动驻车制动减速器202、驻车制动小齿轮203、驻车制动齿部204和驻车制动套筒340移动,在套筒转角推动弹簧350的作用下,导向斜齿321与斜面推动部341啮合;当导向斜齿321离开斜齿卡止部312所处的区域且侧壁离开斜齿滑动部313侧壁时,旋转套筒320在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿321划过斜面推动部341端部的平面,最终滑入导向槽311中;
步骤2、驻车制动电机向第二方向旋转(第一方向旋转的反方向)进入驻车状态:驻车制动电机201向第二方向旋转带动驻车制动套筒340移动并推动行车制动齿条杆104、球铰401和推杆402挤压制动盘或制动鼓,如图7所示,实现驻车制动的产生;在驻车储能弹簧330的作用下,驻车制动电机断电后,也可以通过车制动杆挡板1041保证驻车制动套筒340的位置维持驻车制动。
需要解除驻车制动时,步骤3、驻车制动电机向第一方向旋转解除驻车状态:驻车制动电机201向第一方向旋转带动驻车制动减速器202、驻车制动小齿轮203、驻车制动齿部204和驻车制动套筒340移动,在套筒转角推动弹簧350的作用下,导向斜齿321与斜面推动部341啮合;当导向斜齿321离开导向槽311时,旋转套筒320在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿321依次划过斜面推动部341和斜齿滑动部313端部的平面,并停留斜齿卡止部312的端面上,同时导向斜齿321的侧壁与斜齿卡止部312的侧壁贴合;在商用制动器自己弹力的作用下,摇臂会自动往回推动推杆402,使得行车制动齿条杆104回到自然位置;
步骤4、驻车制动电机向第二方向旋转进入非驻车状态:驻车制动电机201向第二方向旋转带动驻车制动套筒340移动,旋转套筒推动部343贴紧旋转套筒320实现非驻车状态;在驻车储能弹簧330的作用下,驻车制动电机断电后,也可以保证驻车制动套筒340的位置维持非驻车状态。
在本实施例中,在步骤2和步骤4的驻车制动电机向第二方向旋转时速度缓慢,以拖住驻车制动套筒340,减少驻车储能弹簧330所带来的冲击和动载荷。
在步骤2之后进入驻车状态时,驻车储能弹簧330通过两种方式维持行车制动齿条杆104处于驻车位置,一种是驻车储能弹簧330处于最大行程;另一种是驻车储能弹簧330接近最大行程,驻车储能弹簧330通过旋转套筒推动部343将旋转套筒推动部343压在旋转套筒320的弹簧安装面322上,弹簧安装面322的另一端压在斜齿滑动部313上(最终作用于行车制动杆挡板1041);但由于套筒转角推动弹簧350的存在,两种方式的最终驻车的效果是一样的。本实施例使用的具体是最大行程的技术方案,因为驻车储能弹簧330的行程是决定驻车状态的实现(最终位置)与否的唯一条件,从而可以忽略导向斜齿321和斜齿滑动部313的磨损不影响驻车制动的效果。
在本实施例中,当推杆402应自动回位但推力传感器确没有发回信号时(如驻车制动的步骤3或取消行车制动时),判定为自然回位失败,轮端制动控制器控制行车制动电机101向第二方向旋转以消除行车制动。容易理解的是,还可以在车制动杆挡板1041上设置一个回位弹簧(图中未示出)以向车制动杆挡板1041从制动位置离开时施加一个弹力,从而保证行车制动齿条杆104回到自然位置时的速度或弥补自然回位失败的问题;回位弹簧的另一端可以空置、与缸体310固接、或其他相对不动作的结构固接如制动器壳体。
如图8所示的实施例2,在实施例1的基础上,
推杆402上的推力传感器与轮端制动控制器相连,以监测制动盘或制动鼓的就位情况;轮端制动控制器通过行车EMB-ECU与行车驱动电机相连,轮端制动控制器通过驻车EMB-ECU与驻车驱动电机相连;
推力传感器和轮端制动控制器均与紧急控制模块相连;同时,紧急控制模块也通过行车EMB-ECU和驻车EMB-ECU分别与行车驱动电机和驻车驱动电机相连;轮端制动控制器每次给行车制动电机101和/或驻车制动电机201发送信息时,将同样的信息发送给紧急控制模块以更新目前的状态。
在行驶过程中,轮端制动控制器在需要行车制动时,通过行车EMB-ECU向行车制动电机101发送了行车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推力传感器检测到推杆402没有进入制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给驻车制动电机201进行向第一方向旋转进入行车制动的步骤1,并在步骤2时直接进入断电模式,使用驻车储能弹簧330的大弹性力实现应急制动功能的实现;从而,当行车制动失效时,驻车制动也可以实现车辆减速或停车。
在驻车状态时,轮端制动控制器在需要解除驻车状态时,通过驻车EMB-ECU向驻车制动电机201发送了驻车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推力传感器检测到推杆402没有离开制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给行车制动电机101进行多余的向第一方向旋转(即步骤3中导向斜齿321与斜面推动部341在轴向上啮合的行程),通过行车制动杆挡板1041推动驻车制动套筒340以解除驻车状态;由于行车制动电机可以解除驻车制动;因此当驻车功能失效,行车制动也可以实现弹簧的释放和解除。
本发明在机械结构上,行车制动电机101可以不计成本的实现驻车制动的脱离,同时驻车制动电机201也可以在特殊情况下实现全部行程的紧急制动。

Claims (10)

1.一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,包括:行车制动电机(101)、行车制动减速器(102)、行车制动小齿轮(103)、行车制动齿条杆(104)、驻车制动电机(201)、驻车制动减速器(202)、驻车制动小齿轮(203)、自锁机构(300)和推杆(402),其中驻车制动电机(201)、行车制动电机(101)和自锁机构(300)的缸体(310)均固接于制动器壳体上;自锁机构(300)的驻车制动套筒(340)和缸体(310)滑动连接;行车制动减速器(102)的动力输入轴和输出轴分别与行车制动电机(101)和行车制动小齿轮(103)相连,行车制动小齿轮(103)与行车制动齿条杆(104)一端的条尺啮合,行车制动齿条杆(104)的另一端与推杆(402)铰接,推杆(402)随着行车制动齿条杆(104)的直线滑动推动制动器的摇臂;行车制动齿条杆(104)穿过自锁机构(300),且在自锁机构(300)内固接有行车制动杆挡板(1041),行车制动杆挡板(1041)与驻车制动套筒(340)在驻车状态时贴合;驻车制动套筒(340)伸出自锁机构(300)外,驻车制动套筒(340)在自锁机构(300)外的部分设有与驻车制动小齿轮(203)啮合的驻车制动齿部(204),驻车制动减速器(202)的输入轴和输出轴分别与驻车制动电机(201)和驻车制动小齿轮(203)相连;推杆(402)上装有推力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,所述自锁机构(300)包括:缸体(310)、旋转套筒(320)、驻车储能弹簧(330)、驻车制动套筒(340)和套筒转角推动弹簧(350),其中旋转套筒(320)、驻车储能弹簧(330)、驻车制动套筒(340)、驻车储能弹簧(330)和套筒转角推动弹簧(350)均设置于呈圆柱状的缸体(310)内,缸体(310)内壁上沿周向循环设有以导向槽(311)、斜齿滑动部(313)、斜齿卡止部(312);旋转套筒(320)设置于驻车制动套筒(340)和缸体(310)之间,旋转套筒(320)的外周均匀设有导向斜齿(321),每导向槽(311)、斜齿滑动部(313)、斜齿卡止部(312)为一个约束组,导向斜齿(321)的数量与约束组的组数对应;
驻车制动套筒(340)的外周均匀设有斜面推动部(341)和导向凸起(342),在斜面推动部(341)靠近方向上还设有挡板,导向凸起(342)的数量和位置与导向槽(311)对应,各导向凸起(342)始终位于一条导向槽(311)中,且在导向槽(311)中往复滑动,斜面推动部(341)与旋转套筒(320)上的导向斜齿(321)周期性啮合,每次当导向斜齿(321)行驶至极限位置时,导向斜齿(321)在斜面推动部(341)斜面的作用下,转动一次;导向槽(311)和斜齿滑动部(313)的总数和斜面突出部(341)的总数相等,且位置一一对应;
驻车制动套筒(340)上还设有旋转套筒推动部(343),旋转套筒推动部(343)和斜面推动部(341)在径向上将旋转套筒(320)夹在中间;驻车储能弹簧(330)的一端与缸体(310)固接、另一端与旋转套筒推动部(343)相连;套筒转角推动弹簧(350)的一端与缸体(310)固接、另一端与旋转套筒(320)相连。
3.根据权利要求1所述的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,所述行车制动齿条杆(104)和所述推杆(402)在自然位置呈180°,进行行车制动或驻车制动时,推杆(402)进入制动姿态并和行车制动齿条杆(104)产生制动钝角,160°≤制动钝角<180°。
4.根据权利要求1所述的一种商用车行驻车机电制动促动装置,其特征在于,所述驻车制动套筒(340)和行车制动齿条杆(104)沿平行方向独立滑动。
5.根据权利要求1所述的一种商用车行驻车机电制动促动装置,其特征在于,所述车制动杆挡板(1041)上设有回位弹簧,在车制动杆挡板(1041)从制动位置离开时施加一个弹力。
6.根据权利要求1或2之一所述的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,所述推杆(402)上的推力传感器与轮端制动控制器相连,以监测制动盘或制动鼓的就位情况;轮端制动控制器通过行车EMB-ECU与行车驱动电机相连,轮端制动控制器通过驻车EMB-ECU与驻车驱动电机相连;
推力传感器和轮端制动控制器均与紧急控制模块相连;紧急控制模块也通过行车EMB-ECU和驻车EMB-ECU分别与行车驱动电机和驻车驱动电机相连;轮端制动控制器给行车制动电机(101)和驻车制动电机(201)发送信息时,将同样的信息发送给紧急控制模块。
7.根据权利要求6所述的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,在行驶过程中,轮端制动控制器在需要行车制动时,通过行车EMB-ECU向行车制动电机发送了行车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推杆没有进入制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给驻车制动电机进行向第一方向旋转进入行车制动,使用驻车储能弹簧的大弹性力实现应急制动功能。
8.根据权利要求6所述的一种商用车行车及驻车机电制动促动装置,其特征在于,在驻车状态时,轮端制动控制器在需要解除驻车状态时,通过驻车EMB-ECU向驻车制动电机发送了驻车制动电机向第一方向旋转的指令,但是推杆没有离开制动姿态;此时紧急控制模块发送信号给行车制动电机向第一方向旋转,通过行车制动杆挡板1041推动驻车制动套筒以解除驻车状态。
9.一种如权利要求1所述的商用车行车及驻车机电制动促动装置的制动方法,其特征在于,包括:行车制动方法和驻车制动方法;
所述行车制动方法包括:需要行车制动时,行车制动电机向第一方向旋转带动行车制动齿条杆、球铰和推杆进入制动姿态挤压商用车制动器的摇臂从而推动其制动盘或制动鼓,实现行车制动的产生;需要取消行车制动时,行车制动电机断电,在商用制动器自己弹力的作用下,摇臂会自动往回推动推杆,使得行车制动齿条杆回到自然位置;
所述驻车制动方法包括:
步骤1、驻车制动电机向第一方向旋转脱离非驻车状态:
驻车制动电机向第一方向旋转,带动驻车制动减速器、驻车制动小齿轮、驻车制动齿部和驻车制动套筒移动,在套筒转角推动弹簧的作用下,导向斜齿与斜面推动部啮合;当导向斜齿离开斜齿卡止部所处的区域且侧壁离开斜齿滑动部侧壁时,旋转套筒在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿划过斜面推动部端部的平面,最终滑入导向槽中;
步骤2、驻车制动电机向第二方向旋转进入驻车状态:
驻车制动电机向第二方向旋转,带动驻车制动套筒移动,并推动行车制动齿条杆、球铰和推杆;
步骤3、驻车制动电机向第一方向旋转解除驻车状态:驻车制动电机向第一方向旋转,带动驻车制动减速器、驻车制动小齿轮、驻车制动齿部和驻车制动套筒移动,在套筒转角推动弹簧的作用下,导向斜齿与斜面推动部啮合;当导向斜齿离开导向槽时,旋转套筒在斜面和弹力的作用下旋转,导向斜齿依次转过斜面推动部和斜齿滑动部端部的平面,并停留斜齿卡止部的端面上,同时导向斜齿的侧壁与斜齿卡止部的侧壁贴合;
同时,摇臂自动往回推动推杆,使得行车制动齿条杆回到自然位置;
步骤4、驻车制动电机向第二方向旋转进入非驻车状态:驻车制动电机向第二方向旋转,带动驻车制动套筒移动,旋转套筒推动部贴紧旋转套筒实现非驻车状态。
10.根据权利要求9所述的一种商用车行驻车机电制动促动装置的制动方法,其特征在于,驻车制动电机向所述第二方向旋转时速度缓慢,以减少驻车储能弹簧所带来的冲击。
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