CN107364436A - 一种用于车辆制动的电动助力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于车辆制动的电动助力装置，涉及一种用于车辆制动装置。所述电动助力装置，包括：驱动电机，用于为所述车辆提供制动助力的动力；周转齿轮轮系，用于传递所述驱动电机的动力，其能够按照设定的传动比传递所述驱动电机的动力至所述助力装置的螺纹传动机构处；螺纹传动机构，用于将所述周转齿轮轮系的转动转换为对所述助力装置的推杆机构的直线驱动力；推杆机构，用于驱动所述车辆的制动装置对所述车辆进行制动。本发明的螺纹传动机构与周转齿轮轮系在有效保证机械传动的同时，大大缩小了所述电动助力装置的体积，由于它们体积大大缩小，使得相应结构的重量也大大缩小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆制动装置，特别是涉及一种用于车辆制动的电动助力装置。
背景技术
电驱动混合动力车辆是依靠驱动电机与内燃机，例如发动机，进行混合驱动或者分别独立驱动的新型节能环保车辆。同时，纯电动车辆也应运而生。随着这些车辆的大量出现，为增加其使用操作的方便性，研发设计了相应的助力装置，例如制动助力器。
制动助力器是在人力液压制动传动装置的基础上，为了减轻驾驶员的踏板力的制动加力装置。它通常利用发动机进气管的真空为力源，对液压制动装置进行加力。用人力来控制制动踏板，是件费力的事情。特别是盘式制动器，需要更大的制动力。因此，使用盘式制动器的车辆，一般都配有制动助力器。
当前的混合动力车辆以及纯电动车辆主要采用真空助力装置和电动机械助力装置。真空助力装置效率低；电动机械助力装置虽然效率有所提高，但其功率耗损高，为获得额定制动力，不得不采用体积更大的大功率电动机驱动，并且其机械传动机构存在布置空间大，不利于在整车中布置，而且电动机械助力装置还存在操作过程笨重等缺点。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种用于车辆制动的电动助力装置，在保证能够进行制动助力的同时，尽可能减小自身体积。
本发明一个进一步的目的是要降低车辆制动的电动助力装置的重量。
本发明另一个进一步的目的是要提高车辆制动的电动助力装置的助力效率。
特别地，本发明提供了一种用于车辆制动的电动助力装置，包括：
驱动电机，用于为所述车辆提供制动助力的动力；
周转齿轮轮系，与所述驱动电机相连，用于传递所述驱动电机的动力，其能够按照设定的传动比传递所述驱动电机的动力至所述助力装置的螺纹传动机构处；
螺纹传动机构，与所述周转齿轮轮系相连，用于将所述周转齿轮轮系的转动转换为对所述助力装置的推杆机构的直线驱动力；和
推杆机构，与所述螺纹传动机构相连，用于驱动所述车辆的制动装置对所述车辆进行制动。
进一步地，所述周转齿轮轮系为行星齿轮轮系，其按照减速传动比将所述驱动电机的驱动力传递至所述推杆机构处，以增大对所述推杆机构的驱动力。
进一步地，所述周转齿轮轮系具有：
小齿轮，用于传递所述驱动电机的动力至所述周转齿轮轮系的大齿轮处，其与所述驱动电机的输出轴固接，并与所述大齿轮啮合；
大齿轮，用于传递所述小齿轮的动力至所述周转齿轮轮系的齿圈处，其与所述齿圈同轴固接；
齿圈，用于传递所述大齿轮的动力至所述周转齿轮轮系的至少一个行星轮处，其与所述行星轮啮合；
至少一个行星轮，用于传递所述齿圈的动力至所述周转齿轮轮系的中心轮处，其与中心轮啮合；和
中心轮，用于传递所述行星轮的动力至所述螺纹传动机构，其与所述螺纹传动机构连接；
优选地，所述行星轮为四个，并围绕所述中心轮所处的圆周而均布设置于所述中心轮与所述齿圈之间。
进一步地，所述螺纹传动机构包括：
驱动螺母，用于将所述周转齿轮轮系的转动传递至所述螺纹传动机构的输出螺杆处，其与所述周转齿轮轮系中的动力输出齿轮同轴连接，其内壁与所述输出螺杆外壁螺纹连接；和
输出螺杆，用于将所述驱动螺母的转动转换为对所述推杆机构的推力，其与所述推杆机构连接。
进一步地，所述驱动螺母与所述周转齿轮轮系的中心轮活动连接，以限定所述驱动螺母只能沿着所述中心轮的轴向移动；
优选地，所述驱动螺母与所述中心轮通过花键活动连接。
进一步地，所述驱动螺母与所述输出螺杆之间的螺纹连接为传动螺纹连接；
优选地，所述驱动螺母与所述输出螺杆之间的传动螺纹连接为梯形螺纹连接。
进一步地，所述推杆机构包括：
输入推杆，用于驱动所述推杆机构的输出推杆运动，所述输入推杆被所述螺纹传动机构的相应构件的驱动力，与驾驶员踩踏所述车辆的刹车踏板的力相叠加驱动，所述输入推杆与所述输出推杆机械传动连接；和
输出推杆，用于驱动所述车辆的制动装置对所述车辆进行制动，其与所述车辆的制动装置的相应机构连接；
优选地，所述输出螺杆换套并固定于所述输入推杆的外壁。
进一步地，所述车辆的制动装置包括具有液体的制动液压主缸、制动轮缸以及用于连通所述制动液压主缸与所述制动轮缸的制动管，其中，所述制动液压主缸内具有能够移动的活塞，所述推杆机构能够推动所述活塞移动，使所述制动液压主缸的液体通过所述制动管输出到所述制动轮缸内，从而对所述车辆进行制动；
优选地，所述输出推杆推动所述活塞移动；
优选地，所述液体为液压油。
进一步地，所述车辆为电驱动混合动力车辆。
相对于现有技术，本发明的螺纹传动机构与周转齿轮轮系在有效保证机械传动的同时，大大缩小了所述电动助力装置的体积，由于它们体积大大缩小，使得相应结构的重量也大大缩小。尤其是螺纹传动机构，利用其自身的结构特点，将驱动电机传递至周转齿轮轮系的旋转运动转换为对推杆机构的直线运动，而其转换能力的大小只需调节相应的螺纹倾角便可实现，而不需要调整其直径与长度，使得其重量也相应的降低。从而大大缩小了自身体积与重量。
同时，周转齿轮轮系具有传动比准确，可以有效减少传动过程中的能量损耗，其传动比准确率高达99％，从而大大提供了制动助力装置的传动效率。
进一步地，经过行星齿轮轮系传动，其输出的自由度为一个，从而可以准确的传递驱动电机的输出动力。另外，由于其按照减速传动比传动，根据动能守恒定律，传递的速度越小，其传递的承载力越大，从而保证了对推杆机构施加很大的驱动力，从而更加可靠的保证助力制动的有效及稳定性。
进一步地，实现了对周转齿轮轮系体积的进一步缩小，并同时保证了其可以以减速比形式传递动力，尤其是大齿轮与齿圈同轴固定大大缩小了体积。行星轮的数量越多，其传动越平稳，但是其数量过多，会增加助力装置的重量。因此，发明人通过摸索发现行星轮的数量为四个，既可以实现其传动平稳，又可以实现降低重量。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的所述用于车辆制动的电动助力装置的示意性透视图；
图2是图1所示的所述用于车辆制动的电动助力装置的示意性剖视图；
图3是所述用于车辆制动的电动助力装置的机械传动原理图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的所述用于车辆制动的电动助力装置的示意性透视图。图2是图1所示的所述用于车辆制动的电动助力装置的示意性剖视图。同时结合图1与图2进行说明，并以图1为主进行说明，用于车辆制动的电动助力装置可以包括：驱动电机1、周转齿轮轮系30、螺纹传动机构20以及推杆机构40。驱动电机1用于为车辆提供制动助力的动力。周转齿轮轮系30与所述驱动电机相连，用于传递驱动电机1的动力，其可以按照设定的传动比传递驱动电机1的动力至助力装置的螺纹传动机构20处。螺纹传动机构20与所述周转齿轮轮系30相连，用于将周转齿轮轮系30的转动转换为对助力装置的推杆机构40的直线驱动力。推杆机构40与所述螺纹传动机构20相连，用于驱动车辆的制动装置对车辆进行制动。
相对于现有技术，螺纹传动机构20与周转齿轮轮系30在有效保证机械传动的同时，大大缩小了所述电动助力装置的体积，由于它们体积大大缩小，使得相应结构的重量也大大缩小。尤其是螺纹传动机构20，利用其自身的结构特点，将驱动电机传递至周转齿轮轮系30的旋转运动转换为对推杆机构40的直线运动，而其转换能力的大小只需调节相应的螺纹倾角便可实现，而不需要调整其直径与长度，使得其重量也相应的降低。从而大大缩小了自身体积与重量。
同时，周转齿轮轮系30具有传动比准确，可以有效减少传动过程中的能量损耗，其传动比准确率高达99％，从而大大提供了制动助力装置的传动效率。
图3是所述用于车辆制动的电动助力装置的机械传动原理图。结合图3进行说明，进一步地，周转齿轮轮系30可以是行星齿轮轮系，其按照减速传动比将驱动电机1的驱动力传递至推杆机构40处，以增大对推杆机构40的驱动力。
经过行星齿轮轮系传动，其输出的自由度为一个，从而可以准确的传递驱动电机的输出动力。另外，由于其按照减速传动比传动，根据动能守恒定律，请传递的速度越小，其传递的承载力越大，从而保证了对推杆机构40施加很大的驱动力，从而更加可靠的保证助力制动的有效及稳定性。
同时结合图1与图2进行说明，并以图1为主进行说明，进一步地，周转齿轮轮系30具有小齿轮2、大齿轮9、齿圈3、中心轮5以及至少一个行星轮4。小齿轮2用于传递驱动电机1的动力至周转齿轮轮系30的大齿轮9处，其与驱动电机1的输出轴固接，并与大齿轮9啮合。大齿轮9用于传递小齿轮2的动力至周转齿轮轮系30的齿圈3处，其与齿圈3同轴固接。齿圈3用于传递大齿轮9的动力至周转齿轮轮系30的至少一个行星轮4处，其与行星轮4啮合。至少一个行星轮4用于传递齿圈3的动力至周转齿轮轮系30的中心轮5处，其与至少一个中心轮5啮合。中心轮5用于传递行星轮4的动力至螺纹传动机构20，其与螺纹传动机构20的相应构件连接。
优选地，行星轮4为四个，并围绕中心轮5所处的圆周而均布设置于中心轮5与齿圈3之间。
通过上述设置，实现了对周转齿轮轮系30体积的进一步缩小，并同时保证了其可以以减速比形式传递动力，尤其是大齿轮9与齿圈3同轴固定大大缩小了体积。行星轮4的数量越多，其传动越平稳，但是其数量过多，会增加助力装置的重量。因此，发明人通过摸索发现行星轮4的数量为四个，既可以实现其传动平稳，又可以实现降低重量。
同时结合图1与图2进行说明，并以图2为主进行说明，进一步地，螺纹传动机构20可以包括驱动螺母6与输出螺杆7。驱动螺母6用于将周转齿轮轮系30的转动传递至螺纹传动机构20的输出螺杆7处，其与周转齿轮轮系30中的动力输出齿轮同轴连接，其内壁与输出螺杆7外壁螺纹连接。输出螺杆7用于将驱动螺母6的转动转换为对推杆机构40的推力，其与推杆机构40连接。
转回图1进行说明，驱动螺母6与周转齿轮轮系30的中心轮5活动连接，以限定驱动螺母6只能沿着中心轮5的轴向移动。如此设置，以配合驱动螺母6与输出螺杆7的运动。防止驱动螺母6与周转齿轮轮系30的中心轮5产生运动干涉。
优选地，驱动螺母6与中心轮5通过花键活动连接。通过花键连接，可以增大驱动螺母6与中心轮5的连接稳定性，减小中心轮5与驱动螺母6接触处的应力集中。
继续结合图1进行说明，进一步地，驱动螺母6与输出螺杆7之间的螺纹连接为传动螺纹连接。
优选地，驱动螺母6与输出螺杆7之间的传动螺纹连接为梯形传动螺纹连接。梯形传动螺纹可以实现双向传动，增大其适应性。
由图1转回图2进行说明，进一步地，推杆机构40可以包括输入推杆8与输出推杆10。输入推杆8用于驱动推杆机构40的输出推杆10运动。输入推杆8被螺纹传动机构20的相应构件的驱动力，与驾驶员踩踏车辆的刹车踏板的力相叠加驱动。输入推杆8与输出推杆10机械传动连接。输出推杆10用于驱动车辆的制动装置对车辆进行制动，其与车辆的制动装置的相应机构连接。
优选地，输出螺杆7换套并固定于输入推杆8的外壁。
继续结合图2进行说明，进一步地，车辆的制动装置可以包括具有液体的制动液压主缸、制动轮缸以及用于连通制动液压主缸与制动轮缸的制动管。
制动液压主缸内具有可以移动的活塞11。推杆机构40可以推动活塞11移动，使制动液压主缸的液体通过制动管输出到制动轮缸内，从而对车辆进行制动。
优选地，输出推杆10推动活塞移动。
优选地，液体为液压油。
在附图未显示出的情况下，进一步地，所述车辆为电驱动混合动力车辆。
所述车辆制动的电动助力装置的传动及工作原理：
驾驶员踩下所述车辆的制动踏板，该制动踏板将驾驶员的踩踏力传递至输入推杆8，并且所述车辆通过其他相应装置接收制动指令并启动驱动电机1，驱动电机1通过小齿轮2与大齿轮9将动力传递至齿圈3，齿圈3经过行星轮4将动力传递至中心轮6，驱动螺母6与输出螺杆7将中心轮6的动力转换为推动输入推杆8的驱动力，从而助力制动。
输入推杆8通过机械传动至输出推杆10，输出推杆10推动活塞11移动，使制动液压主缸的液体通过制动管输出到制动轮缸内，从而对车辆进行制动。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种用于车辆制动的电动助力装置，包括：
驱动电机，用于为所述车辆提供制动助力的动力；
周转齿轮轮系，与所述驱动电机相连，用于传递所述驱动电机的动力，其能够按照设定的传动比传递所述驱动电机的动力至所述助力装置的螺纹传动机构处；
螺纹传动机构，与所述周转齿轮轮系相连，用于将所述周转齿轮轮系的转动转换为对所述助力装置的推杆机构的直线驱动力；和
推杆机构，与所述螺纹传动机构相连，用于驱动所述车辆的制动装置对所述车辆进行制动。
2.根据权利要求1所述的助力装置，其特征在于，所述周转齿轮轮系为行星齿轮轮系，其按照减速传动比将所述驱动电机的驱动力传递至所述推杆机构处，以增大对所述推杆机构的驱动力。
3.根据权利要求1或2所述的助力装置，其特征在于，所述周转齿轮轮系具有：
小齿轮，用于传递所述驱动电机的动力至所述周转齿轮轮系的大齿轮处，其与所述驱动电机的输出轴固接，并与所述大齿轮啮合；
大齿轮，用于传递所述小齿轮的动力至所述周转齿轮轮系的齿圈处，其与所述齿圈同轴固接；
齿圈，用于传递所述大齿轮的动力至所述周转齿轮轮系的至少一个行星轮处，其与所述行星轮啮合；
至少一个行星轮，用于传递所述齿圈的动力至所述周转齿轮轮系的中心轮处，其与中心轮啮合；和
中心轮，用于传递所述行星轮的动力至所述螺纹传动机构，其与所述螺纹传动机构连接；
优选地，所述行星轮为四个，并围绕所述中心轮所处的圆周而均布设置于所述中心轮与所述齿圈之间。
4.根据权利要求3所述的助力装置，其特征在于，所述螺纹传动机构包括：
驱动螺母，用于将所述周转齿轮轮系的转动传递至所述螺纹传动机构的输出螺杆处，其与所述周转齿轮轮系中的动力输出齿轮同轴连接，其内壁与所述输出螺杆外壁螺纹连接；和
输出螺杆，用于将所述驱动螺母的转动转换为对所述推杆机构的推力，其与所述推杆机构连接。
5.根据权利要求4所述的助力装置，其特征在于，所述驱动螺母与所述周转齿轮轮系的中心轮活动连接，以限定所述驱动螺母只能沿着所述中心轮的轴向移动；
优选地，所述驱动螺母与所述中心轮通过花键活动连接。
6.根据权利要求4或5所述的助力装置，其特征在于，所述驱动螺母与所述输出螺杆之间的螺纹连接为传动螺纹连接；
优选地，所述驱动螺母与所述输出螺杆之间的传动螺纹连接为梯形螺纹连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的助力装置，其特征在于，所述推杆机构包括：
输入推杆，用于驱动所述推杆机构的输出推杆运动，所述输入推杆被所述螺纹传动机构的相应构件的驱动力，与驾驶员踩踏所述车辆的刹车踏板的力相叠加驱动，所述输入推杆与所述输出推杆机械传动连接；和
输出推杆，用于驱动所述车辆的制动装置对所述车辆进行制动，其与所述车辆的制动装置的相应机构连接；
优选地，所述输出螺杆换套并固定于所述输入推杆的外壁。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的助力装置，其特征在于，所述车辆的制动装置包括具有液体的制动液压主缸、制动轮缸以及用于连通所述制动液压主缸与所述制动轮缸的制动管，其中，所述制动液压主缸内具有能够移动的活塞，所述推杆机构能够推动所述活塞移动，使所述制动液压主缸的液体通过所述制动管输出到所述制动轮缸内，从而对所述车辆进行制动；
优选地，所述输出推杆推动所述活塞移动；
优选地，所述液体为液压油。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的助力装置，其特征在于，所述车辆为电驱动混合动力车辆。
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| CN107364436B (zh) | 2019-05-31 |
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