具有停车制动功能的汽车制动装置及其电-机轮制动器
2019-11-22

具有停车制动功能的汽车制动装置及其电-机轮制动器

汽车制动装置,具有至少一个第一和第二电-机轮制动器(10),其均包括产生操纵力的电执行器及自增该操纵力的自增力装置,将摩擦部件压到旋转制动部件(14)上,每个自增力装置具有一个支撑其支座(22)的楔(18),该楔具有至少一个楔角是α的楔面(20、20’)。第一和第二轮制动器的自增力装置分别具有至少一个制动向前的运动时增力的楔面(20)和至少一个制动向后运动时增力的楔面(20’),楔角在一些例子中选择为使轮制动器(10)在常用摩擦系数μ时自锁。在停车制动功能中,第一和第二轮制动器的摩擦部件分别应用制动向前运动时放大力的楔面(20)、制动向后运动时放大力的楔面(20’)压紧制动部件。本发明还涉及该制动装置的电-机制动器。

如上所述,在自行增力电-机轮制动器中,外部施加到汽车上的力在停车制动位置可以产生一个轮制动器自动的其它压紧。这是可能的,原因在于制动器的执行器作用的自行增力楔形结构,在执行器的操作元件和楔之间有一定的间隙,其中执行器的操作元件可以对其产生作用。在停车制动位置的轮制动器自动的压紧可以持续进行,直到消耗完所述间隙。为了对利用根据本发明的汽车制动装置的停车制动功能防护的汽车恢复到施加外力之后使外力可以进行轮制动器的自动持续压紧的状态,当在执行器和楔之间的沿止动方向的间隙已经消耗完毕时,根据优选的实施例可以对实现停车制动功能的轮制动器的执行器进行“不受力”的随动调整。“不受力”的随动应当仅重新产生所述间隙,但不产生额外的止动力。

通过两个驱动器34、34’相反的工作,楔18的操作是无间隙的。“无间隙性”对于制动器10在最佳自放大范围内工作是重要的。因为在该范围内,由于驱动制动器时摩擦系数μ在μ大于楔角α的正切值和μ小于楔角α的正切值两个状态之间快速改变。也就是说,在最佳自放大点附近,在需要一个正输入力FA和需要一个负的输入力FA两个状态之间快速切换,以维持一个特定的想要的制动力。如果执行器不是无间隙的,那么在输入力FA的每一个符号变化时在执行器中将有间隙,这将导致一个不确定的状态,因此也可以导致制动器的可调整性更差。利用在正常情况下相反方向工作的驱动器34、34’的无间隙操纵可以有效地防止此问题。

为了获得停车制动功能,优选地,在特定的时间间隔后和/或根据与压紧相关的部件的温度来实现轮制动器的持续的压紧,直至达到预定的压紧力,所述预定压紧力与上述预定压紧力相同。特定的时间间隔可以这样选择,使得可冷却一个初始的发热制动器,力控制的压紧在某种程度上引起再次压紧。另外的或附加的方式是,可根据温度实现控制力的压紧,如根据制动盘、制动钳或者其它类似与制动器相关的制动部件的温度压紧。由于初始的压紧力随着制动器的温度降低而降低,通过这种方式可确保在较长的时间内保持所希望的制动力。轮制动器的持续压紧可以包括一个或者多个压紧过程。

通常特别在双轴汽车中,第一轮制动器是前轮制动器,第二轮制动器是后轮制动器。但是第一轮制动器和第二轮制动器可以设置在汽车的一个以及同一轴线上,例如设置在牵引机的驱动轴上。

通常特别在双轴汽车中,第一轮制动器是前轮制动器,第二轮制动器是后轮制动器。但是第一轮制动器和第二轮制动器可以设置在汽车的一个以及同一轴线上,例如设置在牵引机的驱动轴上。

如上所述,在自行增力电-机轮制动器中,外部施加到汽车上的力在停车制动位置可以产生一个轮制动器自动的其它压紧。这是可能的,原因在于制动器的执行器作用的自行增力楔形结构,在执行器的操作元件和楔之间有一定的间隙,其中执行器的操作元件可以对其产生作用。在停车制动位置的轮制动器自动的压紧可以持续进行,直到消耗完所述间隙。为了对利用根据本发明的汽车制动装置的停车制动功能防护的汽车恢复到施加外力之后使外力可以进行轮制动器的自动持续压紧的状态,当在执行器和楔之间的沿止动方向的间隙已经消耗完毕时,根据优选的实施例可以对实现停车制动功能的轮制动器的执行器进行“不受力”的随动调整。“不受力”的随动应当仅重新产生所述间隙,但不产生额外的止动力。

因此,如果存在一个调节装置42(见图2),制动器10自身可以调节支撑摩擦片16。该调节装置(见图4、5、9)由电动机44、驱动蜗杆46及齿轮48组成,其中电动机44驱动蜗杆46,蜗杆与齿轮48相啮合。齿轮48设置在制动钳中,分别具有内螺纹,与相应的螺栓24相啮合,所述螺栓24与支座22固定相连(见图5)。齿轮48作为蜗杆传动的主轴螺母,而螺栓24是螺杆。在所示实施例中,有四个螺栓24,由于齿轮48的不同的旋转方向,两个螺栓24是左螺纹,两个螺栓24是右螺纹。利用电动机44,调节装置42可以将支座22与制动钳26的距离加大,也就是说,支座22沿制动盘14的方向运动。通过这种方式,制动器10的间隙也就是指在松开制动器时制动盘14和摩擦片表面之间的距离保持为常数。图10示出了与图4相同的视图,但是还包括过分磨损的摩擦片16、30。

本发明涉及一种具有自行增力(self-boosting)电-机轮制动器(electromechanical wheel brakes)的汽车制动装置及其自行增力电-机轮制动器。

原则上,为了实现停车制动功能,只要分别具有第一和第二轮制动器就够了。所述第一和第二轮制动器优选在汽车上以对角相对设置,并以所述方式压紧。为了提高在停车制动位置得到的停车制动力,通常有两个第一轮制动器和两个第二轮制动器,优选是两个前制动器和两个后制动器,如所述方式压紧。也可以在停车制动位置沿轴线方向(axis-wise)压紧,使在停车制动功能中一个轮制动器使用了为制动向前运动时放大力的楔面,而另外一个轮制动器使用了为制动向后运动时放大力的楔面。但是前提是所有轮制动器分别具有用于既在制动向前的运动又在向后运动时放大力楔面。如果汽车包括多个后轴,所有后轴或仅一部分后轴的轮制动器用于实现停车制动功能。

下面将进一步阐述电-机制动器10的功能特别是根据图11的自行增力装置。如前所述,制动盘14的用于每个旋转方向的自行增力装置均包括楔形面20、20’,所述楔形面支撑所述支座22的互补设计的面21、21’。在图中的实施例中,每一个楔形面20、20’相对于所述制动盘14设置为楔角α。但是,在一个旋转方向作用的楔角与另外一个旋转方向作用的楔角不必是相同的。在图11中,由箭头示出作用到楔18的力。

以下结合附图对于根据本发明的制动器进一步作详细说明。