CN109927686A - 卡钳驻车制动器致动时电子驻车制动马达的手动控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卡钳驻车制动器致动时电子驻车制动马达的手动控制。一种具有扩展功能的电子驻车制动器(EPB)***，该***为车辆驾驶员提供了根据需要手动控制EPB的夹紧力的选项，同时保持现有EPB功能。EPB***包括手杆组件，驾驶员能够将手杆组件移动到不同位置。手杆组件的位置对应于等效的驻车制动夹紧力请求。完全缩回的杆对应于驻车制动器的完全释放动作，完全致动的杆对应于驻车制动器的完全夹紧。在完全缩回位置和完全致动位置之间的任何位置对应于驻车制动器使用力与杆位置的预定比率的部分施加。

Description

卡钳驻车制动器致动时电子驻车制动马达的手动控制

技术领域

本发明总体上涉及一种电子驻车制动***，其具有各种配置以控制车辆动态。

背景技术

许多现有车辆都配备了电子驻车制动器(EPB)。EPB通常包括某种类型的制动单元，该制动单元具有与电子控制单元(ECU)电连通的电子致动器，并且还存在某种类型的开关，该开关由车辆驾驶员选择性地致动以控制EPB的致动。驾驶员在需要时致动开关，使得信号被发送到ECU，然后ECU向致动器发送信号以接合制动单元，防止车辆移动。

当前的EPB***无助于驾驶员对由制动单元产生的夹紧力的量的控制。这些当前的EPB***通常有两种配置，其中制动单元要么完全接合，要么完全释放。在一些应用中，例如越野用途和公路比赛，驾驶员使用驻车制动器来调整车辆动态将是有益的。然而，由于当前EPB***具有有限的配置，使用EPB***控制车辆动态的好处有限。

因此，需要一种具有扩展功能的EPB***，其允许驾驶员使用EPB***来更好地控制车辆动态。

发明内容

本发明是一种具有扩展功能的电子驻车制动器(EPB)***，其为车辆驾驶员提供了根据需要手动控制EPB的夹紧力的选项，同时保持现有EPB功能。

在一个实施例中，根据本发明的EPB***包括手杆组件，其中手杆组件包括杆和用于检测杆位置的换能器，两者都安装在车辆中并连接到EPB***的电子控制单元(ECU)或液压电子控制单元(HECU)。

驾驶员能够将手杆移动到各种位置。杆的位置对应于等效驻车制动器夹紧力要求。完全缩回的杆对应于驻车制动器的完全释放动作，完全致动的杆对应于驻车制动器的完全夹紧。在完全缩回位置和完全致动位置之间的任何位置对应于驻车制动器使用力与杆位置的预定比率的部分施加。

在一个实施例中，EPB***包括致动器，例如马达齿轮单元。在一个实施例中，电流被用作用于检测力的指示器，并且EPB***软件激活EPB***的致动器以产生请求的夹紧力，例如，通过调整马达齿轮单元中的马达的关断电流。手杆组件位置的任何变化都对应于夹紧力的调整。在一个实施例中，如果杆被进一步拉动，则利用新计算的关断电流产生重新夹紧动作。根据手杆的新位置，手杆的部分缩回产生释放动作，以安装新的请求的夹紧力。一旦驾驶员完全缩回杆，EPB***的软件就完全配置致动器，从而不施加夹紧力。

本发明的另一个特征是使用EPB***来用于制动单元的完全接合和脱离，其中当没有部分施加/释放请求时，位于车辆内部的开关用于EPB***的操作。

本发明的其中一个优点是，本发明的EPB***可以在车辆中实现，而无需为EPB***更换或开发新的制动卡钳。

在一个实施例中，本发明是一种电子驻车制动***，其包括：控制装置，例如可操作用于在第一位置和第二位置之间以及在第一位置和第二位置之间的任何位置枢转的杆；与杆电连通的电子控制单元；与电子控制单元电连通的至少一个致动器；以及至少一个盘，致动器可操作用于选择性地向盘施加力。

当杆处于第一位置时，电子控制单元向致动器发送信号以允许盘旋转，和当杆处于第二位置时，电子控制单元向致动器发送信号以防止盘的旋转。

在一个实施例中，杆被枢转，使得ECU向致动器发送信号，使得致动器向可旋转元件施加部分力，从而限制可旋转元件的旋转。

至少一个卡钳连接到致动器，并且致动器配置卡钳以在杆远离第一位置移动时向盘施加力。

在一个实施例中，致动器是马达齿轮单元，然而，在本发明的范围内可以使用其它类型的致动器，例如但不限于独立的DC马达、无刷DC马达、步进马达等。

本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但其旨在仅用于举例说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的具有电子驻车制动***的车辆的示意图；

图2是根据本发明的实施例的电子驻车制动***的示意图；和

图3是图2的圆圈部分的放大图。

具体实施方式

优选实施例的以下描述本质上仅为示例性的，而绝不旨在限制本发明、其应用或用途。

图1示出了具有根据本发明的电子驻车制动器(EPB)***的车辆10A的示意图，该EPB***总体上以10表示。总体上参考附图，***10包括总体上以12示出的控制装置，在该实施例中，该控制装置是与电子控制单元(ECU) 14电连通的杆12。ECU 14与至少一个制动单元电连通，该制动单元在该实施例中是两个制动单元，总体上以16A、16B示出，其中每个制动单元16A、16B能够防止对应的可旋转元件的旋转，该可旋转元件在该实施例中是连接对应车轮(未示出)的两个盘18A、18B。每个制动单元16A、16B包括致动器20A、20B，并且每个致动器20A、20B连接到对应的卡钳22A、22B，并且能够致动对应的卡钳22A、22B。每个卡钳22A、22B具有两个制动片24A、24B、24C、24D，并且能够向制动片24A、24B、24C、24D施加力。其中两个制动片24A、24B位于第一盘18A的相对侧，另外两个制动片24C、24D位于第二盘18B的相对侧。第一致动器20A能够控制第一卡钳22A的操作，使得片24A、24B向第一盘18A施加力，从而限制或防止第一盘18A的旋转。第二致动器20B能够控制第二卡钳22B的操作，使得片24C、24D向第二盘18B施加力，从而限制或防止第二盘18B的旋转。

杆12能够移动到各种位置。更具体地，杆12能够围绕轴线26从图3所示的第一位置旋转到第二位置，在第二位置，杆12已经旋转了角28所示的角向距离，也在图3中示出。杆12还包括换能器，该换能器产生与杆12绕轴线26枢转的角度相对应的电压信号，其中来自换能器的电压信号被发送到ECU 14，ECU 14向每个致动器20A、20B发送表示与杆12的位置相对应的期望夹紧力的信号，且因此对应的夹紧力由每个对应的卡钳22A、22B施加到每个盘18A、18B。致动器20A、20B能够保持夹紧力，使得一旦达到期望的夹紧力，致动器20A、20B能够被停用(使得没有电流施加到致动器20A、20B)，同时仍然保持在对应盘18A、18B上的期望夹紧力。ECU 14包括软件，使得ECU 14被编程为基于杆12的位置命令致动器20A、20B在盘18A、18B上产生所请求的夹紧力。在一个实施例中，致动器20A、20B是马达齿轮单元，每个马达齿轮单元包括连接到用于扭矩放大的齿轮箱的DC马达，其中通向DC马达的电流消耗被用作力估计(即，DC马达的电流消耗对应于施加到盘18A、18B的力)，并且DC马达的关断电流被调整以实现卡钳22A、22B在盘18A、18B上的期望夹紧力。在该实施例中，“关断”电流是一旦达到期望的夹紧力时DC马达的电流水平。一旦达到期望的夹紧力，DC马达将被停用，并且DC马达关断时的电流水平为“关断”电流。尽管致动器20A、20B已经被描述为马达齿轮单元，但是在本发明的范围内可以使用其它类型的致动器，例如但不限于独立的DC马达(无齿轮箱)、无刷DC马达、步进马达等。

当杆12处于第一位置时，如图3所示，零伏的电压信号从杆12发送到ECU 14，使得没有信号从ECU 14发送到每个致动器20A、20B，因此致动器20A、20B不产生夹紧力。当杆12处于第二位置时，十二伏的电压信号从杆12发送到ECU 14，使得对应于最大夹紧力的信号从ECU 14发送到每个致动器20A、20B，并且由致动器20A、20B产生最大夹紧力。杆12也可以被置于第一位置和第二位置之间的任何位置，使得从杆12向ECU 14发送在零伏和十二伏之间任何位置的对应电压信号，使得表示与杆12的位置相对应的期望夹紧力的信号从ECU 14发送到每个致动器20A、20B，并且期望夹紧力由致动器20A、20B产生。在图1-3所示的实施例中，杆12的位置和由致动器20A、20B施加到盘18A、18B的夹紧力之间存在线性关系。然而，在本发明的范围内，杆12的位置和由致动器20A、20B施加到盘18A、18B的夹紧力之间的关系可以是非线性的、指数的或者具有某种其它相关性，使得本发明的EPB***10可以最适合于特定应用。

EPB***10还包括开关30，其也与ECU 14电通信。开关30还可以用于致动制动单元16A、16B。开关30具有两种配置，在第一配置或“断开位置”，开关30被配置成使得ECU 14不向致动器20A、20B发送信号，因此没有力施加于盘18A、18B。当开关30处于断开位置时，致动器20A、20B配置卡钳22A、22B以释放盘18A、18B，从而允许盘18A、18B和因此车轮自由旋转。在第二配置或“接通位置”，开关30被配置成向ECU 14发送信号，对应于最大夹紧力的信号从ECU 14发送到每个致动器20A、20B，并且由致动器20A、20B产生的夹紧力最大化。当开关30处于接通位置时，由致动器20A、20B施加到盘18A、18B的夹紧力最大化，并且盘18A、18B和因此车轮静止，并且被阻止旋转。当车辆10A处于驻车位置时，以及期望防止车辆10A移动，例如当车辆10A停在山坡上时，可以使用开关30。

在操作中，车辆10A的驾驶员可能希望改变车辆动态。这可能发生在不同的驾驶条件下，例如在公路上比赛，或者当在各种类型的地形上越野行驶时。当驾驶员希望改变车辆动态时，驾驶员可以改变杆12的位置，并且将杆12围绕轴线26从第一位置旋转到第二位置，或者在第一位置和第二位置之间的任何位置。当杆12处于图3中所示的第一位置时，零伏的电压信号从杆12发送到ECU 14，没有信号从ECU 14发送到致动器20A、20B，因此没有力施加到盘18A、18B，并且允许盘18A、18B和因此车轮自由旋转。当杆12处于第二位置时，十二伏的电压信号从杆12发送到ECU 14，并且对应于最大夹紧力的信号由ECU 14发送到致动器20A、20B，使得由致动器20A、20B施加到盘18A、18B的夹紧力最大化，并且盘18A、18B和因此车辆静止，并且被阻止旋转。杆12也可以被置于第一位置和第二位置之间的任何位置，在该位置，部分夹紧力被施加到盘18A、18B，降低盘18A、18B和因此车轮的旋转速度，允许驾驶员改变车辆动态。

杆12位置的任何调整都会改变卡钳22A、22B施加到盘18A、18B上的对应夹紧力。当杆12位于第一位置和第二位置之间的任何位置，并且杆12被进一步拉动时，产生具有新的关断电流的“再夹紧动作”。然而，如果杆12部分缩回，则产生“释放动作”，以实现与杆12的新位置相对应的新的请求的夹紧力。

虽然上面已经使用杆12的实施例描述了控制装置，但是在本发明的范围内杆12可以用其它类型的控制装置替换，例如旋钮和不同类型的杆。此外，虽然上面也已经描述了每个旋转元件是盘，但是旋转元件也可以是鼓，或者使得上述EPB***10可以适用于各种类型的制动单元的任何其他类型的旋转元件。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此不脱离本发明要旨的变型意图在本发明的范围内。这样的变型不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种设备，包括：

电子驻车制动***，其包括：

控制装置；

控制单元，其与所述控制装置电连通；

至少一个致动器，其与所述控制单元电连通；和

至少一个可旋转元件，所述致动器可操作用于向所述至少一个可旋转元件施加力；

其中，所述控制单元向所述致动器发送信号，以基于所述控制装置的配置来控制所述至少一个可旋转元件的旋转。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元向所述至少一个致动器发送信号，使得当所述控制装置被置于第一配置时，所述至少一个致动器不会向所述至少一个可旋转元件施加力，从而允许所述至少一个可旋转元件自由旋转。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述控制装置被置于第二配置时，所述控制单元向所述至少一个致动器发送信号，使得所述至少一个致动器向所述至少一个可旋转元件施加力，从而防止所述至少一个可旋转元件的旋转。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制装置被置于使得所述ECU向所述至少一个致动器发送信号的配置，使得所述至少一个致动器向所述至少一个可旋转元件施加部分力，从而限制所述至少一个可旋转元件的旋转。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括连接到所述至少一个致动器的至少一个卡钳，其中，致动器配置所述至少一个卡钳，以在所述杆处于所述第二位置或定位在所述第一位置和所述第二位置之间的任何位置时向所述至少一个盘施加力。

6.根据权利要求1所述的设备，所述控制装置为选自包括旋钮和杆的组中的一者。

7.根据权利要求1所述的设备，所述致动器还包括马达齿轮单元。

8.一种电子驻车制动***，包括：

杆，其可操作用于在第一位置和第二位置之间以及在第一位置和第二位置之间的任何位置枢转；

电子控制单元，其与所述杆电连通；

至少一个致动器，其与所述电子控制单元电连通；

至少一个盘，所述致动器可操作用于选择性地向所述至少一个盘施加力；

其中，当所述杆处于所述第一位置时，所述电子控制单元向所述致动器发送信号以允许所述至少一个盘的旋转，并且当所述杆处于所述第二位置时，所述电子控制单元向所述致动器发送信号以防止所述至少一个盘的旋转。

9.根据权利要求8所述的电子驻车制动***，其中，所述杆枢转，使得所述ECU向所述至少一个致动器发送信号，使得所述至少一个致动器向所述至少一个可旋转元件施加部分力，从而限制所述至少一个可旋转元件的旋转。

10.根据权利要求8所述的电子驻车制动***，还包括连接到所述至少一个致动器的至少一个卡钳，其中，致动器配置所述至少一个卡钳以在所述杆远离所述第一位置移动时向所述至少一个盘施加力。

11.根据权利要求8所述的电子驻车制动***，所述致动器还包括马达齿轮单元。