CN108422990A - 带有踏杆总成行程反馈机构的电动助力制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有踏杆总成行程反馈机构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，所述的电动助力器包括助力滑套，所述的助力滑套与制动泵顶杆推顶配合，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减速器，该减速器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，还包括有踏杆总成行程反馈机构，反馈齿轮轴的一端设置有用于检测反馈齿轮轴转动角度的角度位置传感器。本发明优点是结构设置合理、且踏杆总成行程反馈输出稳定性可靠。

Description

带有踏杆总成行程反馈机构的电动助力制动装置

技术领域

本发明涉及汽车制动配件，具体是是指电动助力制动装置，特别是指带有踏杆总成行程反馈机构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。

为此，本申请人在先申请了电动助力制动装置的发明和实用新型专利，参见中国专利申请号2016110854500、中国专利申请号2017219208636，其技术方案的结构包括有助力缸体、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，所述的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，所述的助力滑套与制动泵顶杆推顶配合。非常好地解决了上述问题。

但是，发明人继续研究过程中发现，在先研发的电动助力制动装置的技术方案还存在以下问题：

其踏杆总成滑移行程无法直接反馈输出，因为无法根据该行程信号去对应控制电动助力器和制动泵总成的动作，而受限于电动助力制动装置内零部件众多，安装空间小，在电动助力制动装置内直接安装用于检测踏杆总成的行程开关，机构布置困难，且稳定性不佳

因此，提出本项改进技术方案。

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、且踏杆总成行程反馈输出稳定性可靠的带有踏杆总成行程反馈机构的电动助力制动装置。

为实现本发明的第一个目的，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，所述的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，所述的助力滑套与制动泵顶杆推顶配合，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减速器，该减速器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，还包括有踏杆总成行程反馈机构，该踏杆总成行程反馈机构包括有联动固定设置于踏杆总成上并沿踏杆总成行程方向分布的踏杆齿条、以及转动设置有助力缸体上并与踏杆齿条传动啮合配合的反馈齿轮轴，所述的反馈齿轮轴的一端设置有用于检测反馈齿轮轴转动角度的角度位置传感器。

通过本设置，在踏杆总成上设置踏杆齿条，并通过反馈齿轮轴与之传动啮合，然后通过角度位置传感器检测反馈齿轮轴的转动角度，进而就可以输出与踏杆齿条移动行程相对应的行程反馈信号，即为踏杆总成的行程反馈信号，通过该行程反馈信号可以在控制器控制(如汽车ECU)下与电动助力制动装置的电动助力器和制动泵总成协同工作，应用前景广、可扩展性好。

进一步设置是踏杆总成包括有踏杆顶杆，所述的踏杆顶杆上联动固定设置有位于助力滑套内的踏杆齿条基座，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面开设在有条形槽孔，所述的踏杆齿条设置于踏杆齿条基座对应所述条形槽孔的一侧，反馈齿轮轴的驱动齿轮从条形槽孔深入助力滑套内并与踏杆齿条基座上的踏杆齿条啮合传动。通过本设置，提供一种结构设置简单，传动稳定可靠，角度信号输出稳定的实现方式。

进一步设置是反馈齿轮轴的一端同轴联动固定设置有不导磁导杆，该不导磁导杆的外端面同轴固定设置有感应磁体，所述的角度位置传感器设置于感应磁体外侧，且该角度位置传感器包括有与所述的感应磁体相互感应配合并检测感应磁体转动角度的霍尔芯片。通过本设置，利用不导磁导杆屏蔽感应磁体的磁性传递到助力缸体内部，防止其磁化而影响正常工作，另外，该结构利用霍尔芯片直接检测感应磁体，配件来源广，实施方便可靠。

进一步设置是所述的减速器为行星齿轮减速器。

通过本设置，可有效提高机械效率，并减少传动时所产生振动及噪音。

进一步设置是所述的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。

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。

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，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。

综上所述，本发明的优点是：具有踏杆总成行程传感反馈输出功能，且结构设置稳定可靠，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。另外，还具有传动平稳，噪音低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1本发明实施例结构示意图；

图2本发明实施例A-A局部结构示意图；

图3本发明实施例B-B结构示意图；

图4本发明实施例在助力缸体上局部剖切示意图；

图5本发明实施例踏杆总成行程反馈机构及其相关联机构的配合关系立体图；

图6为图3的主视图；

图7为图6的C-C剖视图；

图8为本发明局部结构示意图；

图9为图8的分解示意图；

图10为图8的另一视角的分解示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1至图10所示，为本发明实施例中，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，所述的电动助力器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，所述的助力滑套41与制动泵顶杆51推顶配合。

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减速器43。

本实施例所述的减速器为行星齿轮减速器，其结构可具体参见本申请人在先申请的电动助力制动装置中的减速器设置，具体为中国专利申请号：

ZL2017219208636：也可以采用市场上通用的其他基于行星齿轮减速的行星齿轮减速器。

此外，本实施例该减速器的输出轴48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44传动连接的传动齿条413，还包括有踏杆总成行程反馈机构，该踏杆总成行程反馈机构包括有联动固定设置于踏杆总成2 上并沿踏杆总成2行程方向分布的踏杆齿条61、以及转动设置有助力缸体1上并与踏杆齿条61传动啮合配合的反馈齿轮轴62，所述的反馈齿轮轴62的一端设置有用于检测反馈齿轮轴62转动角度的角度位置传感器63。本发明该角度位置传感器63可采用角度位移传感器或者霍尔传感器等任何可检测反馈齿轮轴62 转动角度的电子传感器件。

本实施例具体设置为：

踏杆总成2包括有踏杆顶杆21，所述的踏杆顶杆21上联动固定设置有位于助力滑套41内的踏杆齿条基座22，所述的助力滑套41的外壁相对于传动齿条 413所在一侧的另一侧面开设在有条形槽孔414，所述的踏杆齿条61设置于踏杆齿条基座22对应所述条形槽孔414的一侧，反馈齿轮轴62的驱动齿轮621 从条形槽孔414深入助力滑套41内并与踏杆齿条基座22上的踏杆齿条61啮合传动。

此外，反馈齿轮轴62的一端同轴联动固定设置有不导磁导杆64，该不导磁导杆64的外端面同轴固定设置有感应磁体65，所述的角度位置传感器63设置于感应磁体65外侧，且该角度位置传感器63包括有与所述的感应磁体相互感应配合并检测感应磁体转动角度的霍尔芯片631。基于霍尔芯片631的角度位置传感器是本领域成熟的电气传感配件，为本领域常规技术，其工作原理本实施例不再详细赘述，可直接从市场采购应用。

此外，本实施例所述的助力滑套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 的踏杆顶杆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。

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。

此外，本实施例所述的制动泵总成5包括有双级并联液压缸，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。

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3对应踏杆总成2的一端向复位弹簧定位销11的对应一端逐渐递增设置。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种带有踏杆总成行程反馈机构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，所述的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，所述的助力滑套与制动泵顶杆推顶配合，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减速器，该减速器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，其特征在于：还包括有踏杆总成行程反馈机构，该踏杆总成行程反馈机构包括有联动固定设置于踏杆总成上并沿踏杆总成行程方向分布的踏杆齿条、以及转动设置有助力缸体上并与踏杆齿条传动啮合配合的反馈齿轮轴，所述的反馈齿轮轴的一端设置有用于检测反馈齿轮轴转动角度的角度位置传感器。

2.根据权利要求1所述的电动助力制动装置，其特征在于：踏杆总成包括有踏杆顶杆，所述的踏杆顶杆上联动固定设置有位于助力滑套内的踏杆齿条基座，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面开设在有条形槽孔，所述的踏杆齿条设置于踏杆齿条基座对应所述条形槽孔的一侧，反馈齿轮轴的驱动齿轮从条形槽孔深入助力滑套内并与踏杆齿条基座上的踏杆齿条啮合传动。

3.根据权利要求1或2所述的电动助力制动装置，其特征在于：反馈齿轮轴的一端同轴联动固定设置有不导磁导杆，该不导磁导杆的外端面同轴固定设置有感应磁体，所述的角度位置传感器设置于感应磁体外侧，且该角度位置传感器包括有与所述的感应磁体相互感应配合并检测感应磁体转动角度的霍尔芯片。

4.根据权利要求1所述的电动助力制动装置，其特征在于：所述的减速器为行星齿轮减速器。

5.根据权利要求1所述的电动助力制动装置，其特征在于：所述的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。

6.根据权利要求5所述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。

7.根据权利要求5所述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。

8.根据权利要求5所述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。

9.根据权利要求5所述的电动助力制动装置，其特征在于：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。