CN102529935A - 一种汽车制动系统的电助力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车制动系统的电助力装置，属于车辆技术领域。它解决了现有电磁助力装置制动灵活性和稳定性不佳等技术问题。本汽车制动系统的电助力装置，包括固定在推杆上的电磁线圈一和固定在汽车的固定件上电磁线圈二，电磁线圈二的一极与电磁线圈一的一极相对；汽车的固定件上还设有能感应制动踏板动作状态的电子感应单元，电子感应单元联接有与电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈电相联及能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板动作状态控制电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈的通电状态的ECU。本发明能保证不论制动行程长短，驾驶员对踏板施加的作用力均匀，同时具有可控性强，制动助力效果稳定等优点。

Description

一种汽车制动系统的电助力装置

技术领域

本发明属于车辆技术领域，涉及一种新能源汽车，特别是一种汽车制动系统的电助力装置。

背景技术

汽车指有自身装备动力驱动的车辆；一般具有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的车辆。汽车包括车身、驱动系统和制动系统等部件。

目前传统的汽车一般都是采用内燃机驱动的，而石油属于不可再生能源且燃烧石油也会污染环境。为了解决能源危机与环境污染问题，开发新能源驱动汽车已是大势所趋。

内燃机驱动的汽车制动系统中具有真空助力装置，真空助力装置的真空源来自于内燃机进气歧管。对于纯电或燃料电池等新能源汽车来说，内燃机总成已被拆卸，新的驱动装置不具有能提供真空动力源的机构；制动系统由于没有真空动力源而丧失真空助力功能。

为了解决上述存在的问题，有人提出在新能源汽车中安装真空助力泵，进而提供真空动力源。但是安装真空助力泵存在着占用空间且噪声大等问题。

于是，为了解决上述存在的技术问题，又有人提出了新的技术方案。例如，中国专利文献公开的一种制动电磁助力装置【中国专利号：ZL200720175238.3；授权公告：CN201089454Y】，包括制动踏板、踏板推杆、回位弹簧、壳体、电磁线圈、永久磁铁、电子控制单元以及传感器；电磁线圈和永久磁铁中的一者固定在壳体的一端，另一者与踏板推杆位于壳体内的部分固定连接，回位弹簧位于壳体另一端和固定在踏板推杆上的电磁线圈或永久磁铁之间，传感器连接在所述制动踏板上，电子控制单元的输入端和输出端分别与传感器和电磁线圈电连接。该制动助力装置虽然具有占用空间减小和结构紧凑等优点，但是也存在着一定的缺陷。1、虽然采用了永久磁铁，但是汽车助力装置中条件较为复杂，因此永久磁铁的磁性会慢慢地消退；进而逐渐降低助力效果。2、在汽车助力装置中设置永久磁铁，而该磁铁的磁性较强产生电磁干扰，因此会影响电控及附件等的正常运行。3、汽车行驶时经常需要制动，因此回位弹簧被往返地做伸缩动作，极易产生机械疲劳，导致回位弹簧弹力降低，进而逐渐降低助力效果。4、当制动时弹簧被压缩，该结构还导致驾驶员所施加地作用力随制动行程增大而增大，进而降低制动的灵活性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种汽车制动系统的电助力装置，利用本电助力装置可以保证不论制动行程长短，所需施加的作用力均匀。

本发明的目的可通过下列技术来实现：一种汽车制动系统的电助力装置，汽车制动系统包括制动主缸和与制动主缸的推杆相连的制动踏板；本电助力装置设置在制动主缸和制动踏板之间，它包括电磁线圈一和电磁线圈二，电磁线圈二的一极与电磁线圈一的一极相对；所述的电磁线圈一固定在推杆上，所述的电磁线圈二固定在汽车的固定件上；所述的汽车的固定件上还设有能感应制动踏板动作状态的电子感应单元，所述的电子感应单元联接有与所述的电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈电相联及能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板动作状态控制电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈的通电状态的ECU，且踩下制动踏板时，电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈相互吸引，松开制动踏板时，电磁线圈一线圈和电磁线圈二线圈相互排斥。

本电助力装置根据通电线圈产生磁场及磁场同极性相吸异极性相斥、异极性相吸的原理，来实现制动推杆的助力和复位。本电助力装置由电子感应单元感应司机是否执行增加制动动作及制动行程等信息，并将感应到的信息传输至ECU处，ECU处理上述的输入信号并产生对应地控制信号，并根据该控制信号控制电磁线圈一中线圈和电磁线圈二中线圈的通电状态、电流方向以及电流强度等。具体来说，当电子感应单元感应到驾驶员执行增加制动动作时，ECU控制电磁线圈一中线圈和电磁线圈二中线圈处于通电状态并控制对应的电流流向。当电子感应单元感应到驾驶员减少制动行程时ECU控制电磁线圈一中线圈和电磁线圈二中线圈相对于上述的执行增加制动状态下电流方向相反。当电子感应单元感应到驾驶员取消制动时，待踏板复位至初始位置后，ECU可电磁线圈一中线圈和电磁线圈二中线圈处于断电状态。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的电子感应单元包括固定在汽车的固定件上的距离传感器，所述的距离传感器的光束与制动踏板和/或驾驶员脚底部相对。

驾驶员执行增加制动、减少制动行程和取消制动等动作中存在着制动踏板和驾驶员脚底部与一固定位置之间的距离在改变，因此该距离的变化能被距离传感器感应且产生对应地信号传输至ECU中。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的电子感应单元还包括固定在制动踏板踏面上的压力传感器。驾驶员执行增加制动和取消制动对制动踏板踏面所施加的压力是完全不同的，在减少制动行程中施加在制动踏板踏面上的压力相对于执行增加制动的压力也是有降低的，上述的压力变化均能被压力传感器感应到且产生对应地信号传输至ECU中。

同时采用距离传感器和压力传感器感应司机地动作可以确保感应的准确性、稳定性及灵敏度。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的电助力装置还包括电磁线圈三，所述的电磁线圈三固定在汽车的固定件上，所述的电磁线圈一位于电磁线圈二和电磁线圈三之间，所述的电磁线圈三的线圈与能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板动作状态控制电磁线圈三线圈通电状态的上述的ECU电相联，当踩下制动踏板时，电磁线圈一的线圈与电磁线圈二的线圈相互吸引，电磁线圈一的线圈与电磁线圈三的线圈之间的相互排斥；当松开制动踏板时，电磁线圈一的线圈与电磁线圈二的线圈相互排斥，电磁线圈一的线圈与电磁线圈三的线圈之间的相互吸引。

设置电磁线圈三能够增加电磁线圈一被吸或被斥的作用力，即可以提高对推杆施加的拉力和推力；以保证本电助力装置对推杆施加的拉力和推力满足设计要求。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的电磁线圈一套设在推杆上。该结构可以保证电磁线圈一对推杆施加的拉力或推力是均匀分布的，进而提高推杆地运动稳定性。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的推杆包括至少两根平行的支杆，所述的每根支杆上均固定有一个电磁线圈一；所述的电磁线圈二与电磁线圈一的数量相等且电磁线圈二与电磁线圈一一一对应设置。

设置多根支杆且在支杆上固定电磁线圈，也是为了保证本电助力装置对推杆施加的拉力和推力满足设计要求。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的电磁线圈三与电磁线圈一的数量相等且电磁线圈三与电磁线圈一一一对应设置。

在上述的汽车制动系统的电助力装置中，所述的汽车的固定件为制动主缸的缸体和/或车身。

与现有技术相比，本电磁制动助力器的优点在于：

1、本电助力装置中电磁线圈中线圈所需的电源可以与驱动装置的电源相同，因此具有能源清洁，无污染的优点。

2、本电助力装置的阻力和踏板的复位均采用磁力执行，驾驶员对踏板施加的作用力不受其他条件的影响，因此不论制动行程长短，所需施加地作用力均匀。

3、本电助力装置中使用电磁线圈产生磁力，因此可以根据实际需要布置一定数量的电磁线圈，而且还可以通过电流大小来控制制动助力的效果，可控性更强，制动助力效果更稳定。

4、由于本电制动助力器省略了永磁铁和回位弹簧，只需要安装电磁线圈在推杆和制动主缸和/或车身，故产品生产时装配十分容易，可以提高工效。

5、本电制动助力器采用距离传感器和压力传感器感应司机地动作可以确保感应的准确性、稳定性及灵敏度。

附图说明

图1是本汽车制动系统的电助力装置中实施例一的结构示意图。

图2是本汽车制动系统的电助力装置的实施例二的结构示意图。

图3是本汽车制动系统的电助力装置的实施例三的结构示意图。

图4是本汽车制动系统的电助力装置的实施例四的结构示意图。

图5是本汽车制动系统的电助力装置的实施例五的结构示意图。

图中，1、电磁线圈一；2、电磁线圈二；3、电磁线圈三；4、制动主缸；41、缸体；42、推杆；5、制动踏板；6、距离传感器；7、压力传感器；8、ECU；9、支杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本汽车制动系统的电助力装置设置在制动踏板5和制动主缸4之间，它包括电磁线圈一1、电磁线圈二2、电子感应单元和ECU8。

如图1所示，具体来说，制动主缸4包括固定在车身上的缸体41和穿设在缸体41上的推杆42，推杆42的自由端与制动踏板5相铰接。

电磁线圈一1套设在推杆42上，且电磁线圈一1与推杆42固定连接。电磁线圈二2位于电磁线圈一1的一侧，电磁线圈二2的一极与电磁线圈一1的一极相对。电磁线圈二2固定在汽车的固定件上，固定件为制动主缸4的缸体41和/或车身。本实施例中附图给出的方案是电磁线圈二2位于电磁线圈一1和制动主缸4的缸体41之间，电磁线圈二2固定在制动主缸4的缸体41上。

电子感应单元也固定在汽车的固定件上，它能感应制动踏板5动作状态，甚至司机的脚部动作。ECU8(Electronic ControlUnit)电子控制单元，它由微处理器(CPU)、存储器(ROM、、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。电子感应单元、电磁线圈一1线圈和电磁线圈二2线圈电与ECU8均电联接；ECU8能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板5动作状态控制电磁线圈一1线圈和电磁线圈二2线圈的通电状态。电子感应单元包括固定在汽车的固定件上的距离传感器6，距离传感器6的光束与制动踏板5和/或驾驶员脚底部相对。

本电助力装置根据磁场同极性相斥、异极性相吸的原理，来实现制动推杆42的助力和复位。驾驶员执行增加制动、减少制动行程和取消制动等动作中存在着制动踏板5和驾驶员脚底部与一固定位置之间的距离在改变，因此该距离的变化能被距离传感器6感应且产生对应地信号传输至ECU8中。ECU8处理上述的输入信号并产生对应地控制信号，并根据该控制信号控制电磁线圈一1中线圈和电磁线圈二2中线圈的通电状态、电流方向以及电流强度等。

更具体来说，当驾驶员执行增加制动动作时，制动踏板5和/或驾驶员脚底部与距离传感器6之间的距离变小；减少制动行程时距离变大。由此，当距离传感器6感应到距离变小时，ECU8控制电磁线圈一1中线圈和电磁线圈二2中线圈处于通电状态并控制对应的电流流向；本实施例给出的方案是电磁线圈一1与电磁线圈二2相吸。

当距离传感器6感应到距离变大时，ECU8控制电磁线圈一1中线圈和电磁线圈二2中线圈相对于上述的执行增加制动状态下电流方向相反，即电磁线圈一1与电磁线圈二2相斥。

当驾驶员取消制动后，踏板与距离传感器6之间的距离不变且处于较大值上。当电子感应单元感应到驾驶员取消制动时，待踏板复位至初始位置后，ECU8可电磁线圈一1中线圈和电磁线圈二2中线圈处于断电状态。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图2所示，电子感应单元还包括固定在制动踏板5踏面上的压力传感器7。驾驶员执行增加制动和取消制动对制动踏板5踏面所施加的压力是完全不同的，在减少制动行程中施加在制动踏板5踏面上的压力相对于执行增加制动的压力也是有降低的，上述的压力变化均能被压力传感器7感应到且产生对应地信号传输至ECU8中。同时采用距离传感器6和压力传感器7感应司机地动作可以确保感应的准确性、稳定性及灵敏度。

实施例三

本实施例同实施例二的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图3所示，电助力装置还包括电磁线圈三3，电磁线圈三3的一极与电磁线圈一1的另一极相对；电磁线圈三3固定在汽车的固定件上，电磁线圈三3的线圈与能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板5动作状态控制电磁线圈三3线圈通电状态的上述的ECU8电相联，当电磁线圈一1、电磁线圈二2和电磁线圈三3通电时电磁线圈一1与电磁线圈二2之间的吸斥状态和电磁线圈一1与电磁线圈三3之间的吸斥状态相反。

设置电磁线圈三3能够增加电磁线圈一1被吸或被斥的作用力，即可以提高对推杆42施加的拉力和推力；以保证本电助力装置对推杆42施加的拉力和推力满足设计要求。

实施例四

本实施例同实施例二的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图4所示，推杆42包括至少两根平行的支杆9，每根支杆9上均固定有一个电磁线圈一1；电磁线圈二2与电磁线圈一1的数量相等且电磁线圈二2与电磁线圈一1一一对应设置。设置多根支杆9且在支杆9上固定电磁线圈，也是为了保证本电助力装置对推杆42施加的拉力和推力满足设计要求。

实施例五

本实施例同实施例四的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图5所示，电磁线圈三3与电磁线圈一1的数量相等且电磁线圈三3与电磁线圈一1一一对应设置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电磁线圈一1；电磁线圈二2；电磁线圈三3；制动主缸4；缸体41；推杆42；、制动踏板5；距离传感器6；压力传感器7；ECU8；支杆9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种汽车制动系统的电助力装置，汽车制动系统包括具有推杆(42)的制动主缸(4)和与推杆(42)相连的制动踏板(5)；本电助力装置设置在制动主缸(4)和制动踏板(5)之间，其特征在于，本电助力装置包括至少两电磁线圈，该两电磁线圈分别为：电磁线圈一(1)和电磁线圈二(2)，所述的电磁线圈一(1)固定在推杆(42)上，所述的电磁线圈二(2)固定在汽车的固定件上；所述的汽车的固定件上还设有能感应制动踏板(5)动作状态的电子感应单元，所述的电子感应单元联接有与所述的电磁线圈一(1)线圈和电磁线圈二(2)线圈电相联及能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板(5)动作状态控制电磁线圈一(1)线圈和电磁线圈二(2)线圈的通电状态的ECU(8)，且踩下制动踏板(5)时，电磁线圈一(1)线圈和电磁线圈二(2)线圈相互吸引，松开制动踏板(5)时，电磁线圈一(1)线圈和电磁线圈二(2)线圈相互排斥。

2.根据权利要求1所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的电子感应单元包括固定在汽车的固定件上的距离传感器(6)，所述的距离传感器(6)的光束与制动踏板(5)和/或驾驶员脚底部相对。

3.根据权利要求2所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的电子感应单元还包括固定在制动踏板(5)踏面上的压力传感器(7)。

4.根据权利要求1或2或3所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的电助力装置还包括电磁线圈三(3)，所述的电磁线圈三(3)固定在汽车的固定件上，所述的电磁线圈一(1)位于电磁线圈二(2)和电磁线圈三(3)之间，所述的电磁线圈三(3)的线圈与能根据电子触发控制机构感应到的制动踏板(5)动作状态控制电磁线圈三(3)线圈通电状态的上述的ECU(8)电相联，当踩下制动踏板(5)时，电磁线圈一(1)的线圈与电磁线圈二(2)的线圈相互吸引，电磁线圈一(1)的线圈与电磁线圈三(3)的线圈之间的相互排斥；当松开制动踏板(5)时，电磁线圈一(1)的线圈与电磁线圈二(2)的线圈相互排斥，电磁线圈一(1)的线圈与电磁线圈三(3)的线圈之间的相互吸引。

5.根据权利要求1或2或3所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的电磁线圈一(1)套设在推杆(42)上。

6.根据权利要求4所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的推杆(42)包括至少两根平行的支杆(9)，所述的每根支杆(9)上均固定有一个电磁线圈一(1)；所述的电磁线圈二(2)与电磁线圈一(1)的数量相等且电磁线圈二(2)与电磁线圈一(1)一一对应设置。

7.根据权利要求6所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的电磁线圈三(3)与电磁线圈一(1)的数量相等且电磁线圈三(3)与电磁线圈一(1)一一对应设置。

8.根据权利要求1或2或3所述的汽车制动系统的电助力装置，其特征在于，所述的汽车的固定件为制动主缸(4)的缸体(41)和/或车身。

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