CN106627548B - 基于变刚度弹簧的电动助力制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，包括有助力缸体、踏杆总成、踏杆复位弹簧、电动助力器和制动泵总成，所述的制动泵总成上设置有用于接收制动力的制动泵顶杆，电动助力器包括电动动力总成、滑移设置于助力缸体内并由电动动力总成提供滑移驱动力的助力滑套，助力滑套与制动泵顶杆推顶配合，踏杆复位弹簧设置于轴向通孔内并与踏杆总成的头端弹性复位联接，所述的踏杆总成的头端在其轴向向制动泵顶杆方向滑移过程中依次穿过定位销通孔和助力滑套内的轴向通孔的外端部并推顶作用于制动泵顶杆上。本发明的优点是结构设置合理、踏杆制动力与电动助力制动力相互解耦。

Description

基于变刚度弹簧的电动助力制动装置

技术领域

本发明涉及一种汽配制动部件，具体是指基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，可用于电动汽车、混合动力汽车、无人驾驶汽车或智能驾驶汽车等领域。

背景技术

传统内燃机汽车的制动系统大多采用真空助力装置来协助驾驶者产生足够的制动力，而真空源来自于发动机或机械真空泵。对于新能源汽车（燃料电池汽车和纯电动车）来说，没有发动机来提供真空动力源来提供制动助力，仅由人力所产生的制动力是无法满足行车制动的需求。电动助力制动装置可以很好的满足这种需求。

近几年，各大汽车及零部件厂商相继推出了相似的电子液压制动系统。通过检索，德国博世公司在ESP HEV制动系统的基础上推出了全新的电子液压制动系统，参见中国专利公开号CN103818371A。该电子液压制动系统的结构包括有踏板模拟器、电动助力器、制动泵总成等机构，但是其存在以下问题：

踏板模拟器与电动助力器之间是非解耦的，即踏板模拟器踏杆的驱动力与电动助力器的驱动力相互耦合，同时作用于制动泵总成的制动泵顶杆上。在电动助力器的电机或电机输出传动的机构出现故障时，电动助力器的助力失效，驾驶者只能通过踩踏踏板模拟器的踏杆的方式，来驱动制动泵总成的制动泵顶杆进行制动。而由于踏板模拟器与电动助力器之间是非解耦，驾驶员的脚踏力还需要同时驱动电动助力器的电机等机构进行转动，而由于电动助力器的电机为了实现较高的助力效果，其都是高传动输出比的设置，而反向通过驾驶员的脚踏力反向驱动电机，将非常困难，因此，导致在电动助力器故障时，利用驾驶员的脚踏力去制动不仅响应速度低，而且制动难度大，降低了车辆行驶安全性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种结构设置合理、踏杆制动力与电动助力制动力相互解耦的基于变刚度弹簧的电动助力制动装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有助力缸体、踏杆总成、踏杆复位弹簧、电动助力器和制动泵总成，所述的制动泵总成上设置有用于接收制动力的制动泵顶杆，电动助力器包括电动动力总成、滑移设置于助力缸体内并由电动动力总成提供滑移驱动力的助力滑套，助力滑套与制动泵顶杆推顶配合，

助力滑套内设置有轴向通孔，助力滑套的外壁上设置有导向槽口，所述的踏杆总成滑移设置于助力滑套内的轴向通孔内，踏杆复位弹簧设置于轴向通孔内并与踏杆总成的头端弹性复位联接，所述助力缸体上还固定设置有通过导向槽口插入到轴向通孔内的复位弹簧定位销，所述的踏杆复位弹簧的外端弹性限位支撑于复位弹簧定位销上，且助力滑套通过其导向槽口与复位弹簧定位销做轴向滑移配合，复位弹簧定位销上设置有可供踏杆总成的头端轴向穿过的定位销通孔，所述的踏杆总成的头端在其轴向向制动泵顶杆方向滑移过程中依次穿过定位销通孔和助力滑套内的轴向通孔的外端部并推顶作用于制动泵顶杆上；

所述的踏杆复位弹簧为变刚度弹簧，该变刚度弹簧的刚度系数从踏杆复位弹簧对应踏杆总成的一端向复位弹簧定位销的对应一端逐渐递增设置。

通过本设置，将踏杆总成作用于制动泵顶杆的传动过程与电动助力器通过助力滑套作用于制动泵顶杆的传动过程相互解耦设置，而且该结构设置中，如此，在制动时，电动助力器首先通过助力滑套先施加制动力于制动泵顶杆，并推动制动泵顶杆作活塞运动，使得制动泵总成输出制动压力油进行转动，一旦出现电动助力器故障时，则踏杆总成的头端依次穿过定位销通孔和助力滑套内的轴向通孔的外端部并推顶作用于制动泵顶杆上，进行脚踏制动，而由于其脚踏制动与电动助力制动相互解耦，脚踏制动力制动响应快，制动力要求低，提高了车辆制动的安全性。

另外，本设置，踏杆复位弹簧在踏杆总成进行脚踏时，用于给驾驶员提供脚踏刹车的模拟反馈力，而通过本设置变刚度弹簧，可以更好地提供脚踏的反馈力，模拟传统汽车脚踏刹车的真实度。

进一步设置是所述的电动动力总成包括有电机、以及与电机输出轴联动的少齿差减速机。通过本设置，优选利用少齿差减速机进行动力减速输出，该减速机可以获得更大的输出传动比。而且由于本申请的上述解耦设置，可以设置这种大输出传动比的少齿差减速机，进行制动动力输出，而无需考虑因其电动助力故障而踏杆总成无法进行脚踏刹车的问题。

进一步设置是所述的少齿差减速机的输出轴上联动设置有齿轮轴，所述的助力滑套的外壁一侧设置有与齿轮轴传动连接的传动齿条，所述的助力滑套的外壁相对于传动齿条所在一侧的另一侧上为光滑导向面，所述的助力缸体内转动设置有滚轴，该滚轴与助力滑套的光滑导向面滚动联接配合。

通过本设置，少齿差减速机仅需要通过齿轮轴对助力滑套进行驱动，另一侧由滚轴进行滚动支撑，相较于现有技术的两个齿轮轴驱动结构，对于装配精度要求低，传动稳定性好，并降低了加工成本。

进一步设置是所述的踏杆复位弹簧对应复位弹簧定位销的一侧设置有弹簧套，该弹簧套的外端限位支撑定位于复位弹簧定位销的内端，该弹簧套的中心设置供踏杆总成头端穿过的弹簧套中心孔。通过本设置，方便对踏杆复位弹簧的外端进行定位和支撑，结构设计合理。

进一步设置是所述的制动泵总成包括有双级并联液压缸，制动泵顶杆驱动设置于双级并联液压缸的输入端。

进一步设置是所述的制动泵顶杆的输入端联动设置有制动泵顶杆输入联动板，所述的助力滑套的轴向外端面推顶支撑于制动泵顶杆输入联动板上，且制动泵顶杆输入联动板的中心固定设置有与踏杆总成的头端推顶配合的缓冲垫块。通过本设置，使得助力滑套作用于制动泵顶杆的传动结构与踏板总成的头端作用于制动泵顶杆的传动结构相互布置不受干扰，布局合理，传动稳定。

进一步设置是所述的踏杆总成包括踏杆、踏杆联动套和踏杆套，所述的踏杆联动套固定设置于踏杆套的输入端内，且踏杆固定插设于踏杆联动套内，所述的踏杆套的外壁上套设有与助力滑套的轴向通孔滑移配合的阻尼套。通过本设置，使得踏杆总成在助力滑套内的滑移具有更好的阻尼力，提高脚踏反馈力响应。

综上所述，本发明的优点是：结构设计合理，传动稳定可靠，而且踏杆制动力与电动助力制动力相互解耦，脚踏制动力制动响应快，制动力要求低，提高了车辆制动的安全性。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1 本发明具体实施方式结构示意图；

图2 为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4 为助力滑套的侧视图；

图5为助力滑套的俯视图；

图6 为本发明局部结构示意图；

图7 为图6的分解示意图；

图8 为图6的分解剖视图;

图9 本发明踏杆复位弹簧的弹性力曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

如图1-9所示的本发明具体实施方式，，包括有助力缸体1、踏杆总成2、踏杆复位弹簧3、电动助力器4和制动泵总成5，所述的制动泵总成5上设置有用于接收制动力的制动泵顶杆51，电动助力器4包括电动动力总成、滑移设置于助力缸体1内并由电动动力总成提供滑移驱动力的助力滑套41，本实施例所述的电动动力总成包括有电机42、以及与电机输出轴联动的少齿差减速机43，少齿差减速机43为本领域的成熟齿轮传动机构，本实施例不再详细赘述，另外，助力滑套41与制动泵顶杆51推顶配合，所述的助力滑套41内设置有轴向通孔411，助力滑套41的外壁上设置有导向槽口412，所述的踏杆总成2的前端滑移设置于助力滑套41内的轴向通孔411内，踏杆复位弹簧3设置于轴向通孔411内并与踏杆总成2的头端21弹性复位联接，所述助力缸体1上还固定设置有通过导向槽口412插入到轴向通孔内的复位弹簧定位销11，所述的踏杆复位弹簧3的外端弹性限位支撑于复位弹簧定位销11上，且助力滑套41通过其导向槽口412与复位弹簧定位销11做轴向滑移配合，复位弹簧定位销11上设置有可供踏杆总成的头端轴向穿过的定位销通孔111，所述的踏杆总成2的头端在其轴向向制动泵顶杆51方向滑移过程中依次穿过定位销通孔111和助力滑套41内的轴向通孔411的外端部并推顶作用于制动泵顶杆51上。

本实施例所述的少齿差减速机43的输出轴上联动设置有齿轮轴44，所述的助力滑套41的外壁一侧设置有与齿轮轴传动连接的传动齿条413，所述的助力滑套41的外壁相对于传动齿条所在一侧的另一侧上为光滑导向面414，所述的助力缸体1内转动设置有滚轴12，该滚轴12与助力滑套的光滑导向面414滚动联接配合。

本实施例所述的踏杆复位弹簧3为变刚度弹簧，该变刚度弹簧的刚度系数从踏杆复位弹簧对应踏杆总成的一端向复位弹簧定位销的对应一端逐渐递增设置。

另外，所述的踏杆复位弹簧3对应复位弹簧定位销11的一侧设置有弹簧套12，该弹簧套12的外端限位支撑定位于复位弹簧定位销11的内端，该弹簧套12的中心设置供踏杆总成头端穿过的弹簧套中心孔121。

作为优选地，本实施例所述的制动泵总成5包括有双级并联液压缸52，制动泵顶杆51驱动设置于双级并联液压缸的输入端。双级并联液压缸52为本领域的成熟配件，本实施例不再详细赘述。

另外，所述的制动泵顶杆51的输入端联动设置有制动泵顶杆输入联动板53，所述的助力滑套41的轴向外端面推顶支撑于制动泵顶杆输入联动板53上，且制动泵顶杆输入联动板53的中心固定设置有与踏杆总成的头端推顶配合的缓冲垫块531。

此外，作为优选地，所述的踏杆总成2包括踏杆22、踏杆联动套23和踏杆套24，所述的踏杆联动套23固定设置于踏杆套24的输入端内，且踏杆22固定插设于踏杆联动套23内，所述的踏杆套24的外壁上套设有与助力滑套的轴向通孔滑移配合的阻尼套241。

Claims (7)

1.一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，包括有助力缸体、踏杆总成、踏杆复位弹簧、电动助力器和制动泵总成，所述的制动泵总成上设置有用于接收制动力的制动泵顶杆，电动助力器包括电动动力总成、滑移设置于助力缸体内并由电动动力总成提供滑移驱动力的助力滑套，助力滑套与制动泵顶杆推顶配合， 其特征在于：

助力滑套内设置有轴向通孔，助力滑套的外壁上设置有导向槽口，所述的踏杆总成滑移设置于助力滑套内的轴向通孔内，踏杆复位弹簧设置于轴向通孔内并与踏杆总成的头端弹性复位联接，所述助力缸体上还固定设置有通过导向槽口插入到轴向通孔内的复位弹簧定位销，所述的踏杆复位弹簧的外端弹性限位支撑于复位弹簧定位销上，且助力滑套通过其导向槽口与复位弹簧定位销做轴向滑移配合，复位弹簧定位销上设置有可供踏杆总成的头端轴向穿过的定位销通孔，所述的踏杆总成的头端在其轴向向制动泵顶杆方向滑移过程中依次穿过定位销通孔和助力滑套内的轴向通孔的外端部并推顶作用于制动泵顶杆上；

所述的踏杆复位弹簧为变刚度弹簧，该变刚度弹簧的刚度系数从踏杆复位弹簧对应踏杆总成的一端向复位弹簧定位销的对应一端逐渐递增设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的电动助力器包括有电机、以及与电机输出轴联动的少齿差减速机。

3.根据权利要求2所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的少齿差减速机的输出轴上联动设置有齿轮轴，所述的助力滑套的外壁一侧设置有与齿轮轴传动连接的传动齿条，所述的助力滑套的外壁相对于传动齿条所在一侧的另一侧上为光滑导向面，所述的助力缸体内转动设置有滚轴，该滚轴与助力滑套的光滑导向面滚动联接配合。

4.根据权利要求1所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的踏杆复位弹簧对应复位弹簧定位销的一侧设置有弹簧套，该弹簧套的外端限位支撑定位于复位弹簧定位销的内端，该弹簧套的中心设置供踏杆总成头端穿过的弹簧套中心孔。

5.根据权利要求1所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的制动泵总成包括有双级并联液压缸，制动泵顶杆驱动设置于双级并联液压缸的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的制动泵顶杆的输入端联动设置有制动泵顶杆输入联动板，所述的助力滑套的轴向外端面推顶支撑于制动泵顶杆输入联动板上，且制动泵顶杆输入联动板的中心固定设置有与踏杆总成的头端推顶配合的缓冲垫块。

7.根据权利要求1所述的一种基于变刚度弹簧的电动助力制动装置，其特征在于：所述的踏杆总成包括踏杆、踏杆联动套和踏杆套，所述的踏杆联动套固定设置于踏杆套的输入端内，且踏杆固定插设于踏杆联动套内，所述的踏杆套的外壁上套设有与助力滑套的轴向通孔滑移配合的阻尼套。