CN107618496A - 一种电控制动助力器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控制动助力器，包括电机、传动机构、踏板输入机构、壳体组件、电子控制单元、制动主缸和储液罐，所述踏板输入机构固定安装在壳体组件的后端部，所述电机固定安装在壳体组件的下端部，所述制动主缸固定安装在壳体组件的前端部，所述制动主缸的另一端还固定安装有一储液罐，所述传动机构固定安装在壳体组件的内端部。本发明提供的电控制动助力器，解决新能源汽车制动助力不依赖真空源的问题，同时可用于传统汽车及新能源汽车的无人驾驶主动制动执行器，在减小原车的空间布置及系统复杂程度基础上，增大最大制动助力，驾驶员踏板感可调，并可结合先进驾驶辅助系统衍生出多种功能。
Description
技术领域
本发明属于汽车制动助力器领域，具体涉及一种电控制动助力器。
背景技术
传统汽车制动助力器大多为真空助力器形式。传统汽车制动系统多为液压形式，驾驶员踩踏制动踏板，推动踏板输入杆推动制动主缸，真空助力器同时亦将制动助力施加在踏板输入杆，两部分力同时作用以对制动主缸产生轴向推力。制动主缸与四个车轮的制动卡钳活塞腔相当于连通器结构，主缸的液体压强基本无损耗地传递至轮缸，末端的活塞轴向运动夹紧刹车盘以产生制动力。
采用液压形式制动系统时，驾驶员踩踏制动踏板的力经过踏板杠杆比放大后产生的主缸活塞推力，进而产生的液压力不足以提供整车紧急制动所需的液压力，或常规制动时仍需踩踏较大的力，使常规行车制动操作烦重。
真空助力器能产生必要的轴向推力并作用在制动主缸活塞上。单膜片真空助力器被膜片分前后两腔，在非人为操作时前后腔皆同内燃机的进气管路相通并保持在负压状态。人脚作用在真空助力器时会打开后腔的空气阀门，后腔有大气进入后推动膜片向前腔运动，该运动同时产生轴向推力作用在主缸活塞。
传统汽车的动力单元为内燃机形式，如汽油内燃机或柴油内燃机，其利用进气冲程活塞吸气的动作在进气管路形成负压状态。与之相连的真空助力器前后腔亦为负压状态。
新能源汽车多数动力单元为电机，而无内燃机产生真空源。故附加电动气泵对已有的真空助力器抽气以形成负压为一种新能源汽车制动助力的解决方式。
以上涉及多种制动系统总成件，占用空间大，成本高昂，噪声大，寿命短，且不存在响应整车电控系统指令的电控及机械基础，不能满足无人驾驶的主动制动功能要求。故对于传统汽车的无人驾驶升级及新能源汽车的制动需求，均需要一种响应整车指令执行制动、体积紧凑且不依赖真空源的机电一体化制动助力器。
现有此类产品如BOSCH的iBooster,采用蜗杆带动双涡轮齿轮轴，推动齿条的传动形式，电机与总成壳体设计为一体。该种形式的电控制动助力器需单独开发电机及电机附件，而未选用市面已有的批量直流无刷电机，这在很大程度上增加产品的研发成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，现提供一种微电子控制单元驱动直流无刷电机将扭矩和转速通过机械传动机构传递至制动主缸活塞，依据驾驶员踩踏制动踏板的动作提供相应的制动助力以产生制动主缸液压，同时可接受整车电控系统的制动请求并执行的电控制动助力器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电控制动助力器，其创新点在于：包括电机、传动机构、踏板输入机构、壳体组件、电子控制单元、制动主缸和储液罐，所述踏板输入机构固定安装在壳体组件的后端部，所述电机固定安装在壳体组件的下端部，所述制动主缸固定安装在壳体组件的前端部，所述制动主缸的另一端还固定安装有一储液罐，所述传动机构固定安装在壳体组件的内端部。
进一步的，所述制动主缸由外壳、活塞和推杆组成，所述活塞和推杆同轴串联且推杆靠近活塞的端面可轴向推动活塞，所述外壳的上端部还增设有两个加液管道，储液罐通过加液管道与制动主缸进行固定连接，推杆为方形结构。
进一步的，所述壳体组件内开设有主腔和副腔，所述电子控制单元固定安装在副腔内，所述传动机构固定安装在主腔内，所述壳体组件与制动主缸之间还固定安装有一主缸安装转接垫。
进一步的，所述传动机构包括小锥齿轮、大锥齿轮、丝杠和丝杠螺母，所述小锥齿轮与大锥齿轮进行传动连接，所述小锥齿轮与电机轴进行固定连接，所述丝杠螺母安装在丝杠的外端部，所述大锥齿轮固定安装在丝杠螺母的外端部，所述丝杠螺母的远离大锥齿轮的一端为喇叭口中空结构，所述丝杠内沿着轴线方向贯穿有一方形孔，所述方形结构的推杆与丝杠内的方形孔进行相配合使用。
进一步的，所述踏板输入机构包括制动踏板连接器、拉索卷簧机构、角度传感器连接器和角度传感器，所述制动踏板连接器与拉索卷簧机构进行固定连接，所述拉索卷簧机构的另一端通过角度传感器连接器与角度传感器进行传动连接。
进一步的，所述拉索卷簧机构包括卷簧、拉索固定盘、拉索、卷簧固定杆和连接杆a，所述拉索的一端固定安装在壳体组件上，所述拉索的另一端固定安装在拉索固定盘上，所述卷簧固定杆固定安装在壳体组件上，所述卷簧和拉索固定盘均固定安装在卷簧固定杆上，所述连接杆a通过支架固定安装在壳体组件上，所述连接杆a安装在角度传感器连接器、拉索固定杆之间，所述连接杆a与角度传感器连接器和拉索固定杆之间通过过盈连接。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明提供的电控制动助力器，解决新能源汽车制动助力不依赖真空源的问题，同时可用于传统汽车及新能源汽车的无人驾驶主动制动执行器，在减小原车的空间布置及系统复杂程度基础上，增大最大制动助力，驾驶员踏板感可调，并可结合先进驾驶辅助系统衍生出多种功能。
（2）本发明的结构布置形式能满足绝大部分左舵及右舵车型，本发明的安装接口尺寸与原真空助力器安装接口保持一致，4个固定螺钉的中心距有两种规格：72mm×72mm及80mm×60mm；由于设计单独的主缸安装转接垫，可支持多种形式的制动主缸接口尺寸，最大限度减小原车的制动系统基础制动已有的零部件改动。
（3）本发明电机的轴线与总成主轴线垂直相交或近似垂直交错，可依据主轴旋转任意角度安装，只需相应修改安装接口及主缸安装转接垫接口。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的壳体组件的内部结构示意图；
图3为本发明的传动机构的整体结构示意图；
图4为本发明的拉索卷簧机构的整体结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1所示为本发明的整体结构示意图，一种电控制动助力器，包括电机2、传动机构、踏板输入机构3、壳体组件1、电子控制单元4、制动主缸5和储液罐6，踏板输入机构3固定安装在壳体组件1的后端部，电机2固定安装在壳体组件1的下端部，制动主缸5固定安装在壳体组件1的前端部，制动主缸5的另一端还固定安装有一储液罐6，传动机构固定安装在壳体组件1的内端部。
制动主缸5由外壳、活塞和推杆组成，活塞和推杆同轴串联且推杆靠近活塞的端面可轴向推动活塞，外壳的上端部还增设有两个加液管道，储液罐6通过加液管道与制动主缸5进行固定连接，推杆为方形结构。
如图2所示为本发明的壳体组件的内部结构示意图，壳体组件1内开设有主腔11和副腔12，电子控制单元4固定安装在副腔12内，传动机构固定安装在主腔11内，壳体组件1与制动主缸5之间还固定安装有一主缸安装转接垫。
如图3所示为本发明的传动机构的整体结构示意图，传动机构包括小锥齿轮75、大锥齿轮71、丝杠72和丝杠螺母74，小锥齿轮75与大锥齿轮71进行传动连接，小锥齿轮75与电机2通过轴进行固定连接，丝杠螺母74安装在丝杠72的外端部，大锥齿轮71固定安装在丝杠螺母74的外端部，丝杠螺母74的远离大锥齿轮71的一端为喇叭口中空结构，丝杠72内沿着轴线方向贯穿有一方形孔73，方形结构的推杆与丝杠72内的方形孔73进行相配合使用。方形结构的主缸推杆在丝杠方形孔73内部可以自由轴向移动但不可以绕轴转动，方形推杆靠近制动踏板一端与踏板输入杆相连，制动踏板被踩下时能通过踏板输入杆推动方形主缸推杆。
本发明电机2的轴线与总成主轴线垂直相交或近似垂直交错，可依据主轴旋转任意角度安装，只需相应修改安装接口及主缸安装转接垫接口。本发明的结构布置形式能满足绝大部分左舵及右舵车型，本发明的安装接口尺寸与原真空助力器安装接口保持一致，4个固定螺钉的中心距有两种规格：72mm×72mm及80mm×60mm；由于设计单独的主缸安装转接垫，可支持多种形式的制动主缸接口尺寸，最大限度减小原车的制动系统基础制动已有的零部件改动。
踏板输入机构3包括制动踏板连接器33、拉索卷簧机构32、角度传感器连接器326和角度传感器31，制动踏板连接器33与拉索卷簧机构32进行固定连接，拉索卷簧机构32的另一端通过角度传感器连接器326与角度传感器31进行传动连接。
如图4所示为本发明的拉索卷簧机构32的整体结构示意图，拉索卷簧机构32包括卷簧321、拉索固定盘322、拉索324、卷簧固定杆323和连接杆a325，拉索324的一端固定安装在壳体组件1上，拉索324的另一端固定安装在拉索固定盘322上，卷簧固定杆323固定安装在壳体组件1上，卷簧321和拉索固定盘322均固定安装在卷簧固定杆323上，连接杆a325通过支架固定安装在壳体组件1上，连接杆a325安装在角度传感器连接器326、拉索固定杆323之间，连接杆a325与角度传感器连接器326和拉索固定杆323之间通过过盈连接。
本发明提供的电控制动助力器，解决新能源汽车制动助力不依赖真空源的问题，同时可用于传统汽车及新能源汽车的无人驾驶主动制动执行器，在减小原车的空间布置及系统复杂程度基础上，增大最大制动助力，驾驶员踏板感可调，并可结合先进驾驶辅助系统衍生出多种功能。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (6)
1.一种电控制动助力器，其特征在于：包括电机、传动机构、踏板输入机构、壳体组件、电子控制单元、制动主缸和储液罐，所述踏板输入机构固定安装在壳体组件的后端部，所述电机固定安装在壳体组件的下端部，所述制动主缸固定安装在壳体组件的前端部，所述制动主缸的另一端还固定安装有一储液罐，所述传动机构固定安装在壳体组件的内端部。
2.根据权利要求1所述的一种电控制动助力器，其特征在于：所述制动主缸由外壳、活塞和推杆组成，所述活塞和推杆同轴串联且推杆靠近活塞的端面可轴向推动活塞，所述外壳的上端部还增设有两个加液管道，储液罐通过加液管道与制动主缸进行固定连接，推杆为方形结构。
3.根据权利要求1所述的一种电控制动助力器，其特征在于：所述壳体组件内开设有主腔和副腔，所述电子控制单元固定安装在副腔内，所述传动机构固定安装在主腔内，所述壳体组件与制动主缸之间还固定安装有一主缸安装转接垫。
4.根据权利要求1所述的一种电控制动助力器，其特征在于：所述传动机构包括小锥齿轮、大锥齿轮、丝杠和丝杠螺母，所述小锥齿轮与大锥齿轮进行传动连接，所述小锥齿轮与电机轴进行固定连接，所述丝杠螺母安装在丝杠的外端部，所述大锥齿轮固定安装在丝杠螺母的外端部，所述丝杠螺母的远离大锥齿轮的一端为喇叭口中空结构，所述丝杠内沿着轴线方向贯穿有一方形孔，所述方形结构的推杆与丝杠内的方形孔进行相配合使用。
5.根据权利要求1所述的一种电控制动助力器，其特征在于：所述踏板输入机构包括制动踏板连接器、拉索卷簧机构、角度传感器连接器和角度传感器，所述制动踏板连接器与拉索卷簧机构进行固定连接，所述拉索卷簧机构的另一端通过角度传感器连接器与角度传感器进行传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种电控制动助力器，其特征在于：所述拉索卷簧机构包括卷簧、拉索固定盘、拉索、卷簧固定杆和连接杆a，所述拉索的一端固定安装在壳体组件上，所述拉索的另一端固定安装在拉索固定盘上，所述卷簧固定杆固定安装在壳体组件上，所述卷簧和拉索固定盘均固定安装在卷簧固定杆上，所述连接杆a通过支架固定安装在壳体组件上，所述连接杆a安装在角度传感器连接器、拉索固定杆之间，所述连接杆a与角度传感器连接器和拉索固定杆之间通过过盈连接。
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