机电式驻车制动器发明专利

专利名称：机电式驻车制动器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111677962.7

专利申请（专利权）人：浙江万安科技股份有限公司
权利人地址：浙江省绍兴市诸暨市店口镇中央路188号

专利发明（设计）人：陈锋,马加什·克拉波特,胡斐,俞碧君,姚玉丽

专利摘要：本发明涉及车辆制动系统的驻车系统领域，公开了机电式驻车制动器，包括一个电机驱动的电机凸轮；包括用于和电机凸轮配合的控制位D；手控凸轮和壳体之间连接有回位扭簧，手控阀处于锁止状态时，回位扭簧积聚有回弹力，当锁止销脱离锁止位时，回位扭簧带动手控凸轮回到释放状态；电机凸轮由控制电机直接控制或者间接控制转动，车辆由驻车到释放状态过程中，电机凸轮可推动锁止销缩回解除锁止使手控凸轮回位，车辆由释放到驻车状态过程中，电机凸轮可带动手控凸轮同步转动使驻车制动器处于驻车状态。该驻车制动器能够实现机械驻车和电子驻车，而且不需要对传统的机械驻车结构进行大规模更换，能够适配到现有的机械式驻车制动器上。

主权利要求：
1.机电式驻车制动器，其特征在于：包括壳体（1）、操纵杆（2）、操纵杆（2）底部固定连接有一手控凸轮（3），还包括一个电机驱动的电机凸轮（4）；
操纵杆（2）上设置有机械锁，机械锁的下端设置有锁止销（5），锁止销（5）可在机械锁内部弹簧的作用下滑入驻车制动器的锁止位置；
手控凸轮（3）包括用于和气动比例阀连接控制气动比例阀开度的控制位A（6），还包括用于和电机凸轮（4）配合的控制位D（7）；手控凸轮（3）和壳体（1）之间连接有回位扭簧（30），手控阀处于锁止状态时，回位扭簧（30）积聚有回弹力，当锁止销（5）脱离锁止位时，回位扭簧（30）带动手控凸轮（3）回到释放状态；
电机凸轮（4）由控制电机直接控制或者间接控制转动，车辆由驻车到释放状态过程中，电机凸轮（4）可推动锁止销（5）缩回解除锁止使手控凸轮（3）回位，车辆由释放到驻车状态过程中，电机凸轮（4）可带动手控凸轮（3）同步转动使驻车制动器处于驻车状态；电机凸轮（4）用于作用在机械锁上解除机械锁锁止的作用面B为弧形面，电机凸轮（4）用于作用在控制位D（7）上带动手控凸轮（3）同步转动的面为作用面E（9）；操纵杆（2）的长度与驱动电机的扭矩成比例设置；驱动电机扭矩越大，操纵杆（2）的长度越长；手控凸轮（3）的中部设置有插槽C（10），电机凸轮（4）包括转动插接在插槽C（10）中的转轴（15），电机凸轮（4）还包括驱动扇叶（11），作用面B为驱动扇叶（11）外侧的弧面，作用面E（9）为驱动扇叶（11）内侧的平面或者斜面，转轴（15）转动带动驱动扇叶（11）；驱动扇叶（11）的外形为类扇形结构，由外侧的弧形的作用面B、以及作用面两端连接至电机凸轮（4）中心的第一侧面（12）和第二侧面（13）组成，第一侧面（12）为作用面E（9），第一侧面（12）和第二侧面（13）的长度不同；
手动凸轮包括凸轮主体，控制位D（7）突出在凸轮主体靠近电机凸轮（4）的侧面上，电机凸轮（4）在调至驻车位置的过程中可作用在控制位D（7）上推动手动凸轮同步转动；
凸轮主体靠近电机凸轮（4）的一侧设置有半包围状的围板（16），电机凸轮（4）安装在围板（16）内侧，围板（16）至少一端的表面为控制位D（7），凸轮主体的中部设置有插槽C（10），电机凸轮（4）通过转轴（15）转动安装在插槽C（10）中，锁止销（5）位于作用面B转动的路径上，锁止销（5）可在作用面B的推动下缩回操纵杆（2）的槽内解除锁止。
2.根据权利要求1所述的机电式驻车制动器，其特征在于：电机凸轮（4）包括圆柱形的固定部（14），转轴（15）设置在固定部（14）靠近手动凸轮的表面上，转轴（15）、固定部（14）以及手动凸轮为同轴线设置。
3.根据权利要求1所述的机电式驻车制动器，其特征在于：电机凸轮（4）远离手动凸轮的一侧设置有用于连接驱动电机的连接孔（17）。
4.根据权利要求1所述的机电式驻车制动器，其特征在于：还包括处理器，处理器与驱动电机连接，处理器根据采集的信号控制驱动电机正转、反转、断电，实现车辆的驻车、释放以及解除电机控制。
5.车辆，其特征在于：配备有权利要求1至权利要求4任一所述的机电式驻车制动器。 说明书 : 机电式驻车制动器技术领域[0001] 本发明属于商用车空气制动系统驻车制动领域，具体涉及机电式驻车制动器。背景技术[0002] 空气制动系统的驻车制动器是通过使用压缩空气来工作的。当驻车制动器被启动时，弹簧推动刹车片，为了释放驻车制动器，压缩空气被引入弹簧式执行器，压力与弹簧的力量相抵。压缩空气的流量由车辆的驾驶员通过所谓的手刹阀来控制(图1)。在停车位置，杠杆被一个机械锁锁定(21)。要松开驻车制动器，司机首先需要解开机械锁，通常是通过拉动机械锁来实现的，然后可以将控制杆移动到释放位置并通过一个扭力弹簧保持在那里。在杠杆在停车和释放位置之间的移动过程中，由于杠杆控制着一个气动比例阀(22)，所以压力和制动力在弹簧制动器执行器中是按比例变化的。驻车制动阀是一个非常可靠的装置，但需要驾驶员操作。如果在司机离开驾驶室之前没有将其切换到停车状态，车辆就会溜走并导致事故的发生。这是汽车行业引入电子系统的基本动机，即使在驾驶员忘记操作的情况下，该系统也能启动驻车制动器。[0003] 汽车行业引入电动驻车制动器，这意味着驾驶员使用开关或操纵杆，产生一个电子信号来指挥驻车制动阀单元，它可以实现自动停车等功能。[0004] WO2015155260A1、WO2018172394A1、WO2018166845A1中描述的发明是控制弹簧制动执行器中压力的解决方案。所有在商用车市场上实施的类似解决方案都有一个主要的缺点，即在信号传输或电力供应发生故障的情况下，车辆的驾驶员无法从驾驶座上启动或释放驻车制动器，因此司机开始通过增加额外的阀门来修改系统。由于这种修改，电动驻车制动器的安全概念不再有效，车辆的安全也没有得到保证。发明内容[0005] 本发明为车辆驾驶员提供了一种解决方案，能够独立于驻车制动控制器的信号传输或电子供应或控制逻辑来控制车辆的驻车制动，并实现自动驻车或释放功能。本发明是一种与手动手刹阀一样可以由驾驶员操作的手刹阀，也可以通过电子控制进行操作。[0006] 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：[0007] 机电式驻车制动器，包括壳体、操纵杆、操纵杆底部固定连接有一手控凸轮，还包括一个电机驱动的电机凸轮；[0008] 操纵杆上设置有机械锁，机械锁的下端设置有锁止销，锁止销可在机械锁内部弹簧的作用下滑入驻车制动器的锁止位置；[0009] 手控凸轮包括用于和气动比例阀连接控制气动比例阀开度的控制位A，还包括用于和电机凸轮配合的控制位D；手控凸轮和壳体之间连接有回位扭簧，手控阀处于锁止状态时，回位扭簧积聚有回弹力，当锁止销脱离锁止位时，回位扭簧带动手控凸轮回到释放状态；[0010] 电机凸轮由控制电机直接控制或者间接控制转动，车辆由驻车到释放状态过程中，电机凸轮可推动锁止销缩回解除锁止使手控凸轮回位，车辆由释放到驻车状态过程中，电机凸轮可带动手控凸轮同步转动使驻车制动器处于驻车状态。[0011] 作为优选，电机凸轮用于作用在机械锁上解除机械锁锁止的作用面B为弧形面，电机凸轮用于作用在控制位D上带动手控凸轮同步转动的面为作用面E。[0012] 作为优选，手控凸轮的中部设置有插槽C，电机凸轮包括转动插接在插槽C中的转轴，电机凸轮还包括驱动扇叶，作用面B为驱动扇叶外侧的弧面，作用面E为驱动扇叶内侧的平面或者斜面，转轴转动带动驱动扇叶。[0013] 作为优选，驱动扇叶的外形为类扇形结构，由外侧的弧形的作用面B、以及作用面两端连接至电机凸轮中心的第一侧面和第二侧面组成，第一侧面为作用面E，第一侧面和第二侧面的长度不同。[0014] 作为优选，电机凸轮包括圆柱形的固定部，转轴设置在固定部靠近手动凸轮的表面上，转轴、固定部以及手动凸轮为同轴线设置。[0015] 作为优选，手动凸轮包括凸轮主体，控制位D突出在凸轮主体靠近电机凸轮的侧面上，电机凸轮在调至驻车位置的过程中可作用在控制位D上推动手动凸轮同步转动。[0016] 作为优选，凸轮主体靠近电机凸轮的一侧设置有半包围状的围板，电机凸轮安装在围板内侧，围板至少一端的表面为控制位D，凸轮主体的中部设置有插槽C，电机凸轮通过转轴转动安装在插槽C中，锁止销位于作用面B转动的路径上，锁止销可在作用面B的推动下缩回操纵杆的槽内解除锁止。[0017] 作为优选，电机凸轮远离手动凸轮的一侧设置有用于连接驱动电机的连接孔。[0018] 作为优选，还包括处理器，处理器与驱动电机连接，处理器根据采集的信号控制驱动电机正转、反转、断电，实现车辆的驻车、释放以及解除电机控制。[0019] 本发明对传统的机械式驻车制动器进行重新改造设计，设计的机电式驻车制动器可以在任何时候通过用手移动杠杆来推翻电动执行器的作用。在电气或控制故障的情况下，司机也能推翻电动控制。同时其可以在驾驶员忘记驻车锁车时电机进行自动上锁，避免车辆车辆溜坡发生事故。[0020] 相较于电子驻车系统，其具有成本低不需要采用集成的电子驻车控制阀，而且能够适配到现有机械式驻车制动器，相较于机械式驻车制动器更加安全。附图说明[0021] 图1为背景技术驻车制动器图。[0022] 图2电机凸轮、手控凸轮以及壳体的装配图。[0023] 图3为电机凸轮的结构示意图。[0024] 图4是电机凸轮的结构示意图。[0025] 图5是手控凸轮及操纵杆的结构示意图。[0026] 图6是手控凸轮及操纵杆的结构示意图。[0027] 图7是释放位置至驻车位置状态过程中的初始示意图。[0028] 图8是驻车位置至释放位置状态过程中的初始示意图。[0029] 图9机电驻车制动器的爆炸图。[0030] 图10是扭簧和手控凸轮的装配示意图。[0031] 图11是回位扭簧与壳体以及密封罩、壳体的配合爆炸示意图。[0032] 图中的数字代表以下技术名称：1—壳体、2—操纵杆、3—手控凸轮、4—电机凸轮、5—锁止销、6—控制位A、7—控制位D、8—作用面B、9—作用面E、10—插槽C、11—驱动扇叶、12—第一侧面、13—第二侧面、14—固定部、15—转轴、16—围板、17—连接孔、18—固定部。具体实施方式[0033] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。[0034] 实施例1[0035] 机电式驻车制动器，包括壳体1、操纵杆2、操纵杆2底部固定连接有一手控凸轮3，还包括一个电机驱动的电机凸轮4；其中操纵杆2以及手控凸轮3的结构与现有结构较为相同，区别在于本方案对手动凸轮的结构进行改造，使其能够适配到电机凸轮4结构，电机凸轮4结构不会影响手动凸轮单独进行驻车制动以及驻车释放。[0036] 本方案中，操纵杆2上设置有机械锁，机械锁的下端设置有锁止销5，锁止销5可在机械锁内部弹簧的作用下滑入驻车制动器的锁止位置；该种结构为驻车制动器的常用结构，所以如果需要电机进行解除驻车制动即需要对锁止销5进行解锁操作。[0037] 手控凸轮3包括用于和气动比例阀连接控制气动比例阀开度的控制位A6，根据手控凸轮3转动的角度可以控制气动比例阀的开度，从而控制驻车力的大小。方案还包括用于和电机凸轮4配合的控制位D7；电机凸轮4根据控制位D7实现和手动凸轮的联动，实现电动控制驻车。其中本实施例中手控凸轮3和壳体1之间连接有回位扭簧30，手控阀处于锁止状态时，回位扭簧30积聚有回弹力，当锁止销5脱离锁止位时，回位扭簧30带动手控凸轮3回到释放状态；所以在驻车释放的过程中只需要接触锁止销5的锁止即可，传统的机械式驻车制动器是通过操纵杆2上的按钮来实现锁止销5的缩回。本实施例中回位扭簧30设置在手控凸轮的另一侧，与电机凸轮相对。回位扭簧30的一端卡设在手控凸轮3中的限位槽31内，另一端限位在壳体1上，具体为壳体上安装有密封罩33，密封罩33定位安装在壳体1上不可相对壳体1发生转动。密封罩内侧设置有定位槽32，回位扭簧30的另一端卡设在定位槽32内。所以手控凸轮3在驻车的过程中会带动回位扭簧30簧体变形积聚弹性势能。[0038] 电机凸轮4由控制电机直接控制或者间接控制转动，车辆由驻车到释放状态过程中，电机凸轮4可推动锁止销5缩回解除锁止使手控凸轮3在扭簧的作用下回位；车辆由释放到驻车状态过程中，电机凸轮4可带动手控凸轮3同步转动使驻车制动器处于驻车状态，当落入到驻车位时，锁止销5弹出锁止在壳体1上的锁止位上图中未示出。[0039] 本实施例中，电机凸轮4用于作用在机械锁上解除机械锁锁止的作用面B为弧形面，作用面B在将机械锁销推回时(此时机械锁销在扭簧的作用下开始回位壳体1限制机械锁销伸出)，作用面B继续转动脱离对机械锁销的限制，同时作用面B不会与壳体1出现干涉现象。电机凸轮4用于作用在控制位D7上带动手控凸轮3同步转动的面为作用面E9。操纵杆2的长度与驱动电机的扭矩成比例设置；驱动电机扭矩越大，操纵杆2的长度越长；因为在手动操作时有时操纵杆2需要克服驱动电机的扭矩才能进行手动操作，若杆太短电机扭矩过大则手动操作会十分困难，电机的动作可以根据操纵杆2的转动进行操作；驾驶员可以掰动这个操纵杆2来控制这个驱动电机。[0040] 本实施例中，手控凸轮3的中部设置有插槽C10，电机凸轮4包括转动插接在插槽C10中的转轴15，电机凸轮4还包括驱动扇叶11，作用面B为驱动扇叶11外侧的弧面，作用面E9为驱动扇叶11内侧的平面或者斜面，转轴15转动带动驱动扇叶11。驱动扇叶11的外形为类扇形结构，由外侧的弧形的作用面B、以及作用面两端连接至电机凸轮4中心的第一侧面12和第二侧面13组成，第一侧面12为作用面E9，第一侧面12和第二侧面13的长度不同。所以驱动扇叶11可以作为凸轮结构使用。[0041] 本实施例中，电机凸轮4包括圆柱形的固定部14，转轴15设置在固定部14靠近手动凸轮的表面上，转轴15、固定部14以及手动凸轮为同轴线设置。手动凸轮包括凸轮主体，控制位D7突出在凸轮主体靠近电机凸轮4的侧面上，电机凸轮4在调至驻车位置的过程中可作用在控制位D7上推动手动凸轮同步转动。[0042] 本实施例中，凸轮主体靠近电机凸轮4的一侧设置有半包围状的围板16，电机凸轮4安装在围板16内侧，围板16至少一端的表面为控制位D7，凸轮主体的中部设置有插槽C10，电机凸轮4通过转轴15转动安装在插槽C10中，锁止销5位于作用面B转动的路径上，锁止销5可在作用面B的推动下缩回操纵杆2的槽内解除锁止。电机凸轮4远离手动凸轮的一侧设置有用于连接驱动电机的连接孔17。[0043] 本发明对传统的机械式驻车制动器进行重新改造设计，设计的机电式驻车制动器可以在任何时候通过用手移动杠杆来推翻电动执行器的作用。在电气或控制故障的情况下，司机也能推翻电动控制。同时其可以在驾驶员忘记驻车锁车时电机进行自动上锁，避免车辆车辆溜坡发生事故。[0044] 该机电式驻车制动器的工作过程如下：[0045] 当手动操作时，电机凸轮4不会对手动凸轮的操作造成影响；所以驾驶员可以正常进行驻车制动以及驻车释放操作；[0046] 当需要电机凸轮4介入时，电机通电并根据处理器给出的驻车信号或者释放信号控制电机凸轮4的正转和反转从而实现电动控制驻车和释放，给车辆多一层安全保障，当人员离开车辆忘记驻车时，车辆会控制电机凸轮4进行自动上锁驻车。[0047] 实施例2[0048] 本实施例与实施例1的区别之处在于，还包括处理器，处理器与驱动电机连接，处理器根据采集的信号控制驱动电机正转、反转、断电，实现车辆的驻车、释放以及解除电机控制。当系统得到驻车信号，系统检测到车辆未进行驻车时，电机会带动电机凸轮4推动手动凸轮进行驻车制动。[0049] 实施例3[0050] 本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例所采用的围板16为多段式结构，其主要目的为行程半包围的腔室，以及一端能够作为控制位D7于控制面E接触。[0051] 实施例4[0052] 车辆，配置有上述的机电式驻车制动器。

专利地区：浙江

专利申请日期：2021-12-31

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114368366B