CN106740777B - 双缸式制动副缸机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双缸式制动副缸机构，应用于串联式机电助力机构中，所述双缸式制动副缸机构包括：中空的外壳体；制动副缸固定在所述外壳体内，且所述制动副缸与所述外壳体之间形成一第一腔室；副缸活塞可滑动地嵌设在所述制动副缸内，所述制动副缸端盖密封连接在所述副缸活塞的外端部；且所述副缸活塞的外端部连接一踏板推杆，所述踏板推杆的一端与所述副缸活塞连接，另一端穿出所述制动副缸端盖；副缸内活塞可滑动地嵌设在所述副缸活塞和所述制动副缸之间；所述制动副缸上开设有一进油孔和一回流孔，所述进油孔和所述回流孔分别连通所述第一腔室和所述制动副缸的内部。本发明将成本进一步降低，可靠性得到提高。

Description

双缸式制动副缸机构

技术领域

本发明涉及汽车制动系统领域，特别涉及一种双缸式制动副缸机构。

背景技术

在传统汽车液压制动系统中，汽车液压制动系统主要由制动踏板、真空助力器、制动主缸及储液罐、ABS/ESP、相关传感器、制动管路、制动器组成，其中，真空助力是依赖发动机进气真空源或其它真空泵为制动系统提供助力。在真空助力器与制动主缸总成中，制动踏板力经过踏板推杆及顶杆直接传递到制动主缸，与真空助力器产生的制动助力一起推动制动主缸活塞产生制动液压，这里动力的传递是直接通过机械机构进行传递的。

随着汽车技术的发展和汽车技术向线控技术方向发展，逐步出现了线控油门(drive-by-wire)、线控转向(streeing-by-wire)和线控制动(Break-by-wire)，而电子液压制动系统EHB(Electro-Hydraulic Brake-by-wire)作为线控技术的一种重要产品类型，自1994年开始已经取得了长足的发展，其结构更趋于多样化。因为线控制动技术是用电信号替换原来的机械传动，在线控制动系统中制动踏板的踏板力与制动主缸并没有直接关系，致使踏板感觉变弱，很像电子油门踏板，为了保持EHB(包括目前最新出现的部分ebooster)产品中的踏板感觉与传统车型接近。所以，在这类产品中多有踏板感觉模拟器，与踏板行程传感器组共同组成踏板模拟器。其主要作用是：一、测量踏板的行程和位置、踏板加速度，将踏板的运动转化为电信号传给ECU；二、进行踏板感觉模拟，使踏板感保持或接近传统制动系统。

这类产品中的踏板模拟器最主要的结构形式是制动副缸或制动主缸加一个蓄能器产品，市面上同类产品中的类似结构，是由副制动缸与蓄能器共同组成了踏板感觉模拟器，蓄能器被活塞分为上下两个腔，上腔通过管路与制动副缸相连，下腔有弹簧(无制动液)。

当制动时，制动副缸中产生的制动液压通过管路进入蓄能器上腔体，通过活塞压缩弹簧，将液压能量转化为弹簧的势能。蓄能器模拟了制动轮缸，制动副缸模拟了制动主缸，这样，保持或接近了传统液压制动系统的制动踏板感觉。

这类产品中的制动副缸与蓄能器采用分体结构，比较分散，不利于产品的小型化和集成化，另外，这类产品中制动副缸的运动，蓄能器相对静止，所以，如果想将蓄能器集成串联到传动机构中，显然其结构特征不太合适。

因此，本领域技术人员亟待研究设计一种新型的制动副缸，使得其能够与机电助力机构进行串联起踏板模拟器作用，可以运用到踏板模拟器中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中制动副缸采用分体机构，比较分散，不利于产品的小型化和集成化的缺陷，提供一种双缸式制动副缸机构。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种双缸式制动副缸机构，应用于串联式机电助力机构中，其特点在于，所述双缸式制动副缸机构包括：中空的外壳体；

制动副缸，所述制动副缸固定在所述外壳体内，且所述制动副缸与所述外壳体之间形成一第一腔室；

副缸活塞及制动副缸端盖，所述副缸活塞可滑动地嵌设在所述制动副缸内，所述制动副缸端盖密封连接在所述副缸活塞的外端部；且所述副缸活塞的外端部连接一踏板推杆，所述踏板推杆的一端与所述副缸活塞连接，另一端穿出所述制动副缸端盖；

副缸内活塞，所述副缸内活塞可滑动地嵌设在所述副缸活塞和所述制动副缸之间；

所述制动副缸上开设有一进油孔和一回流孔，所述进油孔和所述回流孔分别连通所述第一腔室和所述制动副缸的内部。

较佳地，所述制动副缸上开设有一凹槽，所述凹槽与所述外壳体之间的空间形成所述第一腔室。

较佳地，所述制动副缸和所述外壳体的内壁之间通过第一回位弹簧连接，所述制动副缸和副缸内活塞之间通过第二回位弹簧连接，所述副缸内活塞和所述副缸活塞之间通过第三回位弹簧连接。

较佳地，所述回流孔设置为倾斜式，所述副缸活塞和所述制动副缸端盖之间形成第二腔室，所述回流孔连通所述第一腔室和所述第二腔室。

较佳地，所述制动副缸端盖与所述制动副缸之间密封连接。

较佳地，所述外壳体的外端面固定有一制动液收集器，所述制动液收集器的外侧具有一内空腔，用于收集所述制动副缸轴向往复运动中从所述第一腔室溢流出的制动液。

较佳地，所述制动液收集器上开设有溢流孔，所述第一腔室中溢流出的制动液通过所述溢流孔收集至所述内空腔中。

较佳地，所述制动液收集器的内表面直径与所述外壳体的内表面直径一致，且所述制动液收集器与所述制动副缸的外表面之间通过密封圈密封贴合。

较佳地，所述制动液收集器上设有液位传感器，用于将液位信号传给一控制器。

较佳地，所述外壳体上开设有一开孔，所述开孔用于外接储液罐，且所述开孔与所述第一腔室连通。

本发明的积极进步效果在于：

本发明双缸式制动副缸机构去除了单向阀和阻尼孔，增加了副缸内活塞及副缸内活塞回位弹簧，在制动副缸上增开了制动副缸回流孔，以利于副缸活塞左移时对第二腔室a补液，在副缸活塞右移时第二腔室a排液，所述双缸式制动副缸机构简化了系统结构，成本可进一步降低，可靠性得到提高。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明双缸式制动副缸机构的结构示意图。

图2为本发明双缸式制动副缸机构中外壳体的结构示意图。

图3为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸的结构示意图。

图4为本发明双缸式制动副缸机构中副缸活塞的结构示意图。

图5为本发明双缸式制动副缸机构中副缸内活塞的结构示意图。

图6为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸端盖的结构示意图。

图7为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸内衬套的结构示意图。

图8为本发明双缸式制动副缸机构的初始位置状态图。

图9为本发明双缸式制动副缸机构在内活塞左移的状态图。

图10为本发明双缸式制动副缸机构在内活塞压缩到极限位置的状态图。

图11为本发明双缸式制动副缸机构用于机电助力机构的示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

图1为本发明双缸式制动副缸机构的结构示意图。图2为本发明双缸式制动副缸机构中外壳体的结构示意图。图3为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸的结构示意图。图4为本发明双缸式制动副缸机构中副缸活塞的结构示意图。图5为本发明双缸式制动副缸机构中副缸内活塞的结构示意图。图6为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸端盖的结构示意图。图7为本发明双缸式制动副缸机构中制动副缸内衬套的结构示意图。

如图1至图7所示，本发明的一个实施例中公开了一种双缸式制动副缸机构，应用于串联式机电助力机构中，其中所述双缸式制动副缸机构包括：中空的外壳体10、制动副缸20、副缸活塞30、副缸内活塞40及制动副缸端盖60。制动副缸20固定在外壳体10内，且在制动副缸20与外壳体10之间形成一第一腔室11。副缸活塞30可滑动地嵌设在制动副缸20内，将制动副缸端盖60密封连接在副缸活塞30的外端部。同时，将副缸活塞30的外端部连接一踏板推杆31，踏板推杆31的一端与副缸活塞30连接，另一端穿出制动副缸端盖60。副缸内活塞40可滑动地嵌设在副缸活塞30和制动副缸20之间。另外，在制动副缸20上开设有一进油孔21和一回流孔22，使得进油孔21和回流孔22分别连通第一腔室11和制动副缸20的内部。

此处，第一腔室11通过在制动副缸20上开设一凹槽，通过所述凹槽与外壳体10之间的空间形成。回流孔22设置为倾斜式，在副缸活塞30和制动副缸端盖60之间形成第二腔室a，回流孔22连通第一腔室11和第二腔室a。制动副缸端盖60与制动副缸20之间密封连接。由于所述凹槽的右边侧壁需要考虑到钻回流孔22，因此将其设计成倾斜结构以利于在侧壁上钻孔。

特别地，在制动副缸20和外壳体10的内壁之间通过第一回位弹簧23连接，制动副缸20和副缸内活塞40之间通过第二回位弹簧41连接，副缸内活塞40和副缸活塞30之间通过第三回位弹簧32连接。上述第二回位弹簧41和第三回位弹簧32可以帮助副缸内活塞40和副缸活塞30回位。上述第一回位弹簧23可以帮助制动副缸20回位。在这三组弹簧的共同作用下可以产生模拟踏板感觉。

另外，在外壳体10的外端面固定有一制动液收集器50，例如将制动液收集器50与外壳体10通过螺接或其他方式连接固定到一起。在制动液收集器50的外侧设置一内空腔51，主要用于收集制动副缸20在轴向往复运动中从第一腔室11溢流出的制动液。制动液收集器50的内表面直径与外壳体10的内表面直径设置为一致，并且将制动液收集器50与制动副缸20的外表面之间通过密封圈52密封贴合。

同时，在制动液收集器50上开设有溢流孔53，将第一腔室11中溢流出的制动液通过溢流孔53收集至内空腔51中。进一步地，在制动液收集器50上设有液位传感器54，用于将液位信号传给一控制器(图中未示)。当液面超过一定的量后，制动液收集器50上的液位传感器54会将液位信号传给所述控制器(未画出)，再由所述控制器发出报警指示信号给驾驶员以便做进一步的处理。制动液收集器50主要是防止泄露的制动液进入驾驶舱而影响驾驶环境，并在大泄露量时使系统能够及时发出报警信号。

此外，在外壳体10上开设有一开孔13，这里的开孔13用于外接储液罐(图中未示)，且开孔13与第一腔室11连通。

根据上述机构，副缸内活塞40、副缸活塞30将制动副缸20分为三个腔室，在副缸活塞30和制动副缸端盖60之间形成第二腔室a，在副缸活塞30和副缸内活塞40之间形成第三腔室b，在副缸内活塞40和制动副缸20之间形成第四腔室c。另外，制动副缸20和外壳体10的内隔板12之间形成第五腔室d。此处，第四腔室c和第五腔室d内没有制动液，而第一腔室11、第二腔室a、第三腔室b内有制动液。第二腔室a右边通过制动副缸端盖60的密封圈62与外界密封，在制动副缸端盖60上还开设有开孔61。制动副缸20的内衬套70(可以采用橡胶或塑料类材质)在制动副缸20的第二腔室a的轴向右侧与制动副缸端盖60相连(可以采用粘连或其他连接方式)。当副缸活塞30右移到极限位置时，制动副缸20的内衬套70起到隔振作用，以此避免副缸活塞30与制动副缸端盖60刚性撞击，降低噪声。副缸活塞30与踏板推杆31刚性连接，内衬套70上开设有孔71，踏板推杆31依次穿过孔71和开孔61。

这里的踏板顶杆80与踏板推杆31通过铰链(球铰或销轴)连接，可做上下摆动。制动副缸20可以在第五腔室d中沿轴线做轴向滑动。副缸内活塞40、副缸活塞30与踏板推杆31可以在制动副缸20的第二腔室a、第三腔室b及第四腔室c中做轴向滑动。

图8为本发明双缸式制动副缸机构的初始位置状态图。图9为本发明双缸式制动副缸机构在内活塞左移的状态图。图10为本发明双缸式制动副缸机构在内活塞压缩到极限位置的状态图。

当本发明双缸式制动副缸机构进行运作时，初始状态如图8所示，制动副缸20和副缸内活塞40、副缸活塞30都处于初始位置。首先，制动踏板向下踩，推动踏板顶杆80、踏板推杆31、副缸活塞30左移压缩第三回位弹簧32、第二回位弹簧41变形。同时，第二腔室a形成一定的真空需通过制动副缸20的回流孔22将第一腔室11(第一腔室11是与外界的储液罐等存储容器相连，有足够的制动液存储空间)的低压制动液迅速补充，而第三腔室b中的制动液则通过制动副缸20的进油孔21流入第一腔室11。

此时，由于副缸活塞30还未过制动副缸20的进油孔21，第三腔室b与第一腔室11连通不能建立压力。另外，由于第二回位弹簧41、第三回位弹簧32的弹簧力还没有克服制动副缸20的摩擦力。因此，制动副缸20还没有跟着向左移动。一旦副缸活塞30左移越过制动副缸20的进油孔21时，将第三腔室b与第一腔室11隔离，则第三腔室b将建立起液压。

如图9所示，随着踏板踩踏深度的增加，副缸活塞30通过制动副缸20的进油孔21后，第三腔室b密封建立起液压。当第三腔室b的液压被压缩到一定量后，第三腔室b内的液压将副缸内活塞40和副缸活塞30构成了一个整体(高压的密封第三腔室b将被看做是一个刚性体)推动第二回位弹簧41压缩，且随着踏板深度的增加，第二回位弹簧41的弹簧力克服制动副缸20的摩擦力，制动副缸20左移压缩第一回位弹簧23。同时，推动中间顶杆24左移，进而可以推动左边的传动部件和制动主缸建立制动液压。与此同时，反馈到制动踏板上的踏板力不断地增加，踏板感进一步增强，这与传统汽车的踏板感觉趋势一致。

在这一运动过程中，如果没有制动副缸20的凹槽形成的第一腔室11，则制动副缸20的第二腔室a、第三腔室b将与外界断开。因此，第一腔室11的作用就是保证制动副缸20在轴向运动过程中使第二腔室a内的制动液通过第一腔室11与外部保持连接，第三腔室b在图8到达图9状态前与第一腔室11相连。

当松开制动踏板后，由于第一回位弹簧23的反作用力，将推动制动副缸20右移回正，第二回位弹簧41也将推动副缸内活塞40、副缸活塞30一起回正.当副缸活塞30右移过了制动副缸20的进油孔21后，第三腔室b通过制动副缸20的进油孔21释放液压。此时，第三回位弹簧32会继续推动副缸活塞30右移回正。而在这个回正过程中，第三腔室b通过制动副缸20的进油孔21进行制动液补充。同时，第二腔室a过多的制动液将通过制动副缸20的回流孔22回流到第一腔室11中，进而返回至储液罐(图中未示)。

本发明双缸式制动副缸机构通过副缸活塞30压缩第三腔室b内的第三回位弹簧32、第二回位弹簧41和第一回位弹簧23，从而产生逐渐增强的踏板感觉。如图9和图10所示，副缸活塞30的行程L2为空行程，L＝L3+L4为踏板推杆总行程。基本的踏板感觉力组成：初段为F＝⊿L2×(k1+k2)，⊿L2为副缸活塞在由图8的状态到达图9的状态过程中所走过的行程，k1为第一回位回位弹簧32的刚度，k2为第二回位弹簧41的刚度。在后段踏板感觉力F＝⊿L2×k1+⊿L3×k2+⊿L4×k3，其中k3为第一回位弹簧23的刚度。

图11为本发明双缸式制动副缸机构用于机电助力机构的示意图。

如图11所示，机电助力机构采用本发明双缸式制动副缸机构100，其还包括踏板操纵机构200、踏板行程模拟器300(主要为踏板传感器)、助力机构400(可以为任何形式的机电助力机构)及制动主缸及储液罐500。这些类似机构进行依次串联。

综上所述，本发明双缸式制动副缸机构去除了单向阀和阻尼孔，增加了副缸内活塞及副缸内活塞回位弹簧，在制动副缸上增开了制动副缸回流孔，以利于副缸活塞左移时对第二腔室a补液，在副缸活塞右移时第二腔室a排液，所述双缸式制动副缸机构简化了系统结构，成本可进一步降低，可靠性得到提高。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双缸式制动副缸机构，应用于串联式机电助力机构中，其特征在于，所述双缸式制动副缸机构包括：

中空的外壳体；

制动副缸，所述制动副缸固定在所述外壳体内，且所述制动副缸与所述外壳体之间形成一第一腔室；

副缸活塞及制动副缸端盖，所述副缸活塞可滑动地嵌设在所述制动副缸内，所述制动副缸端盖密封连接在所述副缸活塞的外端部；且所述副缸活塞的外端部连接一踏板推杆，所述踏板推杆的一端与所述副缸活塞连接，另一端穿出所述制动副缸端盖；

副缸内活塞，所述副缸内活塞可滑动地嵌设在所述副缸活塞和所述制动副缸之间；

所述制动副缸上开设有一进油孔和一回流孔，所述进油孔和所述回流孔分别连通所述第一腔室和所述制动副缸的内部；

所述回流孔设置为倾斜式，所述副缸活塞和所述制动副缸端盖之间形成第二腔室，所述回流孔连通所述第一腔室和所述第二腔室。

2.如权利要求1所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动副缸上开设有一凹槽，所述凹槽与所述外壳体之间的空间形成所述第一腔室。

3.如权利要求1所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动副缸和所述外壳体的内壁之间通过第一回位弹簧连接，所述制动副缸和副缸内活塞之间通过第二回位弹簧连接，所述副缸内活塞和所述副缸活塞之间通过第三回位弹簧连接。

4.如权利要求1所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动副缸端盖与所述制动副缸之间密封连接。

5.如权利要求1所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述外壳体的外端面固定有一制动液收集器，所述制动液收集器的外侧具有一内空腔，用于收集所述制动副缸轴向往复运动中从所述第一腔室溢流出的制动液。

6.如权利要求5所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动液收集器上开设有溢流孔，所述第一腔室中溢流出的制动液通过所述溢流孔收集至所述内空腔中。

7.如权利要求6所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动液收集器的内表面直径与所述外壳体的内表面直径一致，且所述制动液收集器与所述制动副缸的外表面之间通过密封圈密封贴合。

8.如权利要求7所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述制动液收集器上设有液位传感器，用于将液位信号传给一控制器。

9.如权利要求1-8任意一项所述的双缸式制动副缸机构，其特征在于，所述外壳体上开设有一开孔，所述开孔用于外接储液罐，且所述开孔与所述第一腔室连通。

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