CN1221423C - 用于操纵车辆驻车制动器的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能操纵驻车制动器的紧凑的驱动装置。根据本发明的驱动装置带有一个由两级带传动机构形成的减速齿轮传动装置，减速齿轮传动装置与由无刷直流电动机构成的驱动电机组合在一起。两级带传动机构最好包括两个按照功能顺序布置的齿形带驱动机构，直流电动机最好具有一个带有稀土磁环的外部转子。

Description

用于操纵车辆驻车制动器的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于操纵车辆驻车制动器的驱动装置，其带有连接到制动系上的致动部件。驱动装置带有一个电动机和一个能旋转的力传递部件，力传递部件与致动部件连接。在电动机和能旋转的力传递部件之间设置有减速齿轮传动装置。

背景技术

在豪华汽车中，这样的驱动装置取代了驻车制动器的手动或脚踏装置。这样的驱动装置可以通过手动启动电开关来启动驻车制动器或使驻车制动器退出工作，也可以使用例如转速表信号或者倾斜角度传感器来进行自动控制地启动驻车制动器或使驻车制动器退出工作。

发明内容

本发明提供一种用于操纵驻车制动器的紧凑的驱动装置，其能高效、安静地工作，并且在很短时间内完成致动过程。本发明的技术方案如下：一种用于操纵车辆驻车制动器的驱动装置，包括一个连接到车辆制动系统上的致动部件、一个电动机、一个与致动部件连接的可旋转的力传递部件和一个在电动机和可旋转的力传递部件之间按功能布置的减速齿轮传动装置，其特征在于减速齿轮传动装置由两级带传动机构构成，电动机是无刷直流电动机。

根据本发明的驱动装置带有一个由两级带传动机构构成的减速齿轮传动装置，减速齿轮传动装置与由无刷直流电动机构成的驱动电机组装在一起。两级带传动机构最好包括两个按照功能顺序布置的齿形带，直流电动机最好具有一个带有稀土元素磁环的外部转子。两级带传动机构的高效率使得可以通过电动机电流来检测和控制驱动力，而不需要单独的力传感器。由于使用了高转矩的直流电动机，所以启动时间可以小于0.5秒。启动时间足够短以便可以在紧急情况下获得驻车制动器的ABS(防抱死系统)功能。

因为两级带传动机构是可逆的，也就是说它允许沿着相反方向旋转，所以需要锁止机构来在电动机关闭时候使驻车制动器保持在工作状态。在第一个实施例中，这个锁止机构是在第一级带传动机构中带有一个带轮，带轮的圆周上带有至少一个锁止凹槽，弹簧加载的棘爪与该凹槽啮合互相作用，当带轮沿着与驱动方向相反的方向旋转的时候，棘爪就锁定在凹槽中。棘爪可以通过凸轮盘与锁止凹槽脱开啮合，凸轮盘与带轮这样连接使得该凸轮盘可以在有限的范围内旋转。因为锁止机构安装在带传动的第一级上，在带轮的外圆周上分布有很少，例如两个或三个的锁止位置就足够将整个刹车致动行程分成足够间隔的子行程。

附图说明

下面将通过对优选实施例的描述和附图来介绍本发明的其它特征和优点。

图1是根据第一实施例的驱动装置的最重要的功能部件的透视图；

图2是驱动装置的截面图；

图3是根据第二实施例的驱动装置的部分透视图；

图4是图3中所示实施例的截面图；

具体实施方式

图1中所表示的车辆驻车制动器的驱动装置的功能部件包括：一个带有外部转子的无刷直流电动机10；一个构造成两级带传动机构的减速齿轮传动装置(reduction gear)，第一级包括一个连接到直流电动机外部转子上的小齿轮12、带轮14和齿形带16，第二级包括连接到带轮14上的小齿轮轴18、滚筒20和两个平行的齿形带22、24；以及一个位于带轮14上的锁止机构26。滚筒的两个轴向端带有两个齿环28，齿环在外周表面上互相间隔一定轴向距离形成，齿形带22、24与齿环啮合并在其上运转。齿形带22、24通过共用的可调的张力滚柱30绕在滚筒20和小齿轮轴18上张紧。直流电动机10的轴线、带轮14的轴线和小齿轮轴18的轴线以及滚筒的轴线平行；它们可以位于同一平面内，小齿轮轴18与带轮14同轴。

由两级带传动机构构成的减速齿轮传动装置的有效系数大于80％。无刷的直流电动机10的转子是带有钕磁环的转子，电动机10具有很高的起动转矩，例如高达2Nm。这种组合使得驱动装置可以获得非常短的致动时间，小于0.5秒。

锁止机构26包括：两个棘爪32，它们位于带轮14外圆周上沿直径对置，在附图1中表示了一个棘爪32；以及于带轮14的外圆周上开设的相应的锁止凹槽。棘爪32通过适当的弹簧预受力进入啮合位置。一个凸轮盘34连接到带轮14上，使它可以旋转到一定的程度。在凸轮盘34的外圆周上，还有控制凸轮，棘爪32的棘爪头在控制凸轮上滑动，同时棘爪头也在带有锁止凹槽的带轮14的外圆周表面上方滑动。

滚筒20的外周表面的两个齿环28之间带有缆索槽36(见图2)。缆索槽36的深度相对于滚筒的X-X轴线在外圆周上变化。在缆索槽36中，在相对于X-X轴线的最大半径R1上，通过轴向穿过滚筒20的销38连接有一个牵索40。牵索40构成了车辆驻车制动器的致动部件。图2中的侧视图表示的牵索40沿直径方向与半径R1相对，在缆索槽36的小半径R2上。

直流电动机10的定子42设置在印刷电路板44上，印刷电路板上还带有直流电动机控制电路的电子元件。印刷电路板44被支撑在支承板46上，直流电动机10、小齿轮轴18和滚筒20的轴承被布置在支承板上。所描述的驱动装置的功能部件容纳于外壳48中，外壳有用于牵索40的引出开口50和用于插头的插头底座52。

为了起动驻车制动器，通过手动启动车上的用于启动电动机的开关或自动功能将直流电动机10启动，结果，滚筒20通过两级带传动机构沿着驱动方向被转动。因为缆索槽的大半径R1，在开始阶段，要跨过一个相对大的致动路径，致动力减小，朝着致动路径的末端，缆索槽的小半径R2开始起作用，这样致动力就变大而致动路径变小。在齿形带传动机构的外周表面上的锁止凹槽与棘爪32一起构成了防止反转锁定机构，该防止反转锁定机构只允许沿着驱动方向旋转。对直流电动机10的所消耗的电流的探测为通过减速齿轮传动装置施加到牵索40上的致动力提供了标准。一旦在0.5秒之内达到了所需的致动力例如从1000N到2500N，那么直流电动机10就关闭。因为现在在牵索40上有张紧力，那么滚筒20和通过齿形带22、24和小齿轮轴18连接到滚筒上的带轮14可以与驱动方向相反旋转，直到棘爪32被锁定在带轮14的下个锁止凹槽中。在这种情况下，驻车制动器保持在启动状态直到直流电动机10短暂运转之后，它沿着与正常的驱动方向相反的方向被松开。

为了放松驻车制动器，直流电动机10与通常驱动方向相反的方向短暂运转。通过在凸轮盘34外周表面上的控制凸轮，棘爪32被抬升离开带轮14上的相应的锁止凹槽，这样，带轮就可以自由旋转。通过在牵索40上的持续的张紧力，滚筒20就返回到初始位置，其对应没有工作的驻车制动器的位置。在这个过程中，直流电动机10通过两级带传动被拖动，结果驻车制动器的返回到未工作状态的过程受到阻尼作用以减少噪音。

图3和4所表示的驱动装置基本上与图1和2中的类似，因为其也具有一个无刷直流电动机10和两级带传动机构，带有小齿轮12、带轮14、齿形带16、小齿轮轴18和滚筒120，滚筒120带有宽度变大的单个齿形带122。滚筒120设置在轴124上，轴124还带有一个与滚筒120共轴并与滚筒120轴向靠近的轮126。滚筒120和轮126连接起来以共同旋转，但是在二者之间的有限的相对旋转是可能的。就象在前一个实施例中的滚筒20一样，轮126也带有半径不同的缆索槽136，用来在最大半径的圆周位置处连接制动器拉索140。

轮126的外圆周带有棘轮齿142。一个受弹簧作用的棘轮爪144可旋转地安装在车架上，来与棘轮齿142配合。靠近棘轮齿142，滚筒120带有一个外周凸轮结构146，棘轮爪144轴向跨越棘轮齿142和凸轮结构146。棘轮齿142的几何结构使得当电动机10沿着正常驱动方向旋转的时候，允许滚筒120旋转以卷起制动器拉索140，但是可以阻止滚筒沿着相反的方向旋转，因此就可以使得驻车制动器处于启动工作状态。为了放松驻车制动器，电动机10可以沿着与正常驱动方向的相反方向短暂旋转，以便使得滚筒120相对锁定的轮126稍微旋转。现在外周凸轮结构146可以促使棘轮爪144与棘轮齿142脱开，以便使轮126从锁定状态松开。驻车制动器现在可以自由返回到松开状态。

Claims (15)

1.一种用于操纵车辆驻车制动器的驱动装置，包括一个连接到车辆制动系统上的致动部件、一个电动机、一个与致动部件连接的可旋转的力传递部件和一个在电动机和可旋转的力传递部件之间按功能布置的减速齿轮传动装置，其特征在于减速齿轮传动装置由两级带传动机构构成，电动机是无刷直流电动机。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于至少带传动机构的第二级包括齿形带传动机构。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于带传动机构的每一级均包括齿形带传动机构。

4.如上述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于直流电动机具有一个带有稀土磁环的外部转子。

5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于直流电动机带有一个定子，该定子设置在带有电子控制部件的印刷电路板上。

6.如权利要求2或3所述的驱动装置，其特征在于第二级带传动机构带有一对平行布置的齿形带。

7.如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于可旋转的力传递部件是滚筒，在该滚筒外周表面上有两个齿环沿轴向互相间隔一定距离成形。

8.如权利要求1-3之一所述的驱动装置，其特征在于可旋转的力传递部件由一个圆柱形滚筒构成，在滚筒的外圆周表面上形成有一个缆索槽，缆索槽的相对于滚筒轴线的半径是可以变化的，致动部件是连接到缆索槽中的牵索。

9.如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于牵索通过具有最大半径的缆索槽的圆周角来连接。

10.如权利要求1-3之一所述的驱动装置，其特征在于带传动机构的第一级包括：一个可旋转地安装到车架上的带轮，带轮的圆周表面上带有至少一个锁止凹槽；弹簧加载的棘爪可旋转地安装在车架上，当带传动机构沿着与驱动方向相反的方向旋转的时候，棘爪就被偏压进入与所述凹槽啮合的锁止位置。

11.如权利要求10所述的驱动装置，其特征在于棘爪可以通过凸轮盘与锁止凹槽脱开啮合，凸轮盘与带轮连接以便它可以在有限的范围内相对旋转。

12.如权利要求1到3之一所述的驱动装置，其特征在于可旋转的力传递部件是带有齿形外周表面的滚筒，一个轮与上述滚筒共轴连接以共同旋转，上述轮具有缆索槽，该缆索槽带有相对于该轮的轴线的可变的半径，牵索一端连接到缆索槽中，另一端连接到制动系上。

13.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于牵索通过最大半径的圆周角连接到缆索槽内。

14.如权利要求12所述的驱动装置，其特征在于该轮带有外周锁止齿用来与可旋转的安装在固定车架上的棘轮爪啮合，在车架上还安装有该轮和滚筒，锁止棘轮爪被弹簧偏压到与上述锁止齿啮合的位置上。

15.如权利要求14所述的驱动装置，其特征在于滚筒在靠近该轮的所述锁止齿处带有外周凸轮结构，锁止棘轮爪轴向跨越锁止齿和该凸轮结构，滚筒和该轮连接以便可进行有限的相对旋转，所以当滚筒沿着与正常的驱动方向相反的方向旋转的时候，棘轮爪被该凸轮结构施力移动到脱开啮合的位置。