CN110228457B - 一种新型液压助力制动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了汽车制动技术领域的一种新型液压助力制动机构，包括踏板总成、助力总成、踏板转角传感器、活塞位移传感器和底板盖，所述踏板总成安装在助力总成的，所述踏板总成安装在助力总成的前侧，所述助力总成的后侧通过连杆与推杆总成连接，所述液压缸总成的顶部与踏板总成连接，所述底板安装在踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器安装在踏板总成与底板的连接处，所述活塞位移传感器安装在踏板总成与液压缸总成的连接处，所述底板盖安装在底板与推杆总成连接处的顶部，所述底板盖的顶部与液压缸总成连接,通过该制动助力机构的设置，提供给驾驶员额外的制动力，解决了驾驶员制动力不足的问题。

Description

一种新型液压助力制动机构

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，具体为一种新型液压助力制动机构。

背景技术

随着人们获取电能的方式越来越高效，并且石油资源逐渐减少，驱动汽车的能源也由传统的汽柴油变为电能。对于制动领域来说，传统的真空助力器通过发动机进气歧管提供的真空度来助力，当储能电池取代发动机以后，真空助力器失去真空源，所以需要另外一套提供真空源的装置，这样就会增加了额外的成本，同时真空泵还有体积比较大，工作时产生较大的噪音等缺点。

目前，新型的电动助力制动机构正在逐渐取代传统的真空助力器，这种电动助力系统采用电机提供助力源，不需要额外的真空源。这种可以根据电信号调节制动力度，从而改变助力比，所以，可以在同一辆车上，可以实现多种模式的制动效果，带来不一样的驾驶体验。此外，这种电动助力系统还能与各种主被动安全设备的合作也显得非常自然，能够满足像AEB(自动紧急刹车)，ACC(自适应巡航)等功能的需求。并且，长远来看，这种电动助力系统与未来的自动驾驶技术也有很好的合作前景。

目前，大多数采用发动机提供动力的汽车，大部分都采用传统的真空助力器来实现制动助力的目标，对于传统的真空助力器来说，面对汽车动力源的变化和高级辅助驾驶功能的需求，真空助力器工作时需要的真空度需要单独添加设备来提供。这会大大地提高成本以及增大安装空间和噪音。并且，真空助力器难以应对高级辅助驾驶功能多方面的需求。

对于将助力制动机构与制动踏板机构分开，且把助力机构单独作为一个模块的电动助力制动机构，它们大多采用多级减速机构进行传动。踏板机构和助力机构的分离会减少整车的整体性，对于不同的汽车需要单独给踏板机构和助力机构设计布置空间和安装方式，增加了生产成本和设计成本和安装成本。并且，这种新型的电动助力机构，往往包含复杂的驱动机构，其中包含多级减速齿轮，滚珠丝杠，蜗轮蜗杆等复杂的机构。这样即增加了机构的生产成本，装配成本，也使得整个机构的复杂程度上升，增加后续维修的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型液压助力制动机构，以解决上述背景技术中提出的现有的制动机构不能满足高级辅助驾驶功能的要求且机构复杂程度好的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型液压助力制动机构，包括踏板总成、助力总成、推杆总成、液压缸总成、管路总成、连杆、主缸储液罐、制动主缸、底板、踏板转角传感器、活塞位移传感器和底板盖，所述踏板总成安装在助力总成的前侧，所述助力总成的后侧通过连杆与推杆总成连接，所述液压缸总成的顶部与踏板总成连接，所述液压缸总成的后侧与管路总成连接，所述主缸储液罐安装在制动主缸的顶部，所述制动主缸与推杆总成的后端连接，所述底板安装在踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器安装在踏板总成与底板的连接处，所述活塞位移传感器安装在踏板总成与液压缸总成的连接处，所述底板盖安装在底板与推杆总成连接处的顶部，所述底板盖的顶部与液压缸总成连接。

优选的，所述踏板总成包括踏板架、踏板盖、推杆、推杆连接杆、踏板回位弹簧、踏板转轴螺母和踏板转轴，所述踏板架的一端通过踏板转轴与底板连接，所述踏板转轴的螺纹端与踏板转轴螺母之间螺纹连接，所述推杆连接杆的两端分别与推杆和踏板架相连接，所述踏板架的中部开有两个宽度与推杆连接杆直径相等的槽，所述推杆连接杆贯穿推杆与踏板架中部的槽卡接，所述踏板盖固定在踏板架上，所述踏板回位弹簧两端分别与底板和踏板盖连接。

优选的，所述助力总成包括助力板、助力外壳、反馈盘、活塞连接头和活塞连接销，所述助力板的左端通过穿过底板的踏板转轴与底板连接，所述助力板的右端通过滑槽与活塞连接销配合，所述活塞连接销两端支撑在助力板的滑槽中，所述活塞连接销穿过活塞连接头上的通孔与活塞连接头配合，所述活塞连接头的螺纹孔与活塞杆相连接，所述反馈盘安装在助力外壳的内部，所述助力外壳的内部与助力板上的中空圆柱相配合。

优选的，所述推杆总成包括主缸活塞推杆和主缸活塞推杆回位弹簧，所述主缸活塞推杆贯穿底板与底板盖开有的孔相配合连接，所述主缸活塞推杆的末端与主缸活塞相连接，所述主缸活塞推杆回位弹簧套在主缸活塞推杆上，所述主缸活塞推杆回位弹簧的两端分别与底板和主缸活塞推杆的端面连接。

优选的，所述的液压缸总成包括缸体、进油腔盖、回油腔盖、活塞和活塞密封环，所述活塞密封环套在活塞的外部，所述活塞杆穿过进油腔盖上的孔，所述进油腔盖通过螺栓与缸体连接，所述回油腔盖的内圈先利用螺栓与缸体连接，所述回油腔盖的外圈通过螺栓与底板盖相连。

优选的，所述管路总成包括电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、高压蓄能器、加压泵和储液罐，所述储液罐的3个进出油口分别通过液压管路与加压泵、高压蓄能器、电磁阀C相连，所述高压蓄能器的3个接口通过液压管路分别与加压泵、电磁阀B、储液罐相连，所述电磁阀B另一端通过液压管路与缸体的进油腔连接，所述电磁阀C的另一端通过液压管路与缸体的出油腔相连，所述电磁阀A通过液压管路连接与进油腔和出油腔连接的液压管路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的液压助力机构采用活塞进行助力，并且活塞的力经过助力板进行了放大，液压缸的布置是的机构的复杂程度大大简化，降低了制造成本，维修成本，以及设备的重量。

本发明中的液压助力制动机构将助力总成与踏板总成做成一个整体，使得结构更加紧凑，通过底板上的孔与驾驶室的地板相连接，整个机构可以布置在驾驶室内。并且利用液压管路与安装在发动机舱内的液压系统配合，可以简化整个机构与驾驶舱布局的复杂程度，不需要单独设计踏板机构就可以适配更多的车型。

本发明中的液压助力机构不需要另设专门的失效备份装置，失效时，驾驶员施加在踏板架上的力能够通过连接杆传递到助力板上，最后能够在制动主缸上产生一定的制动压力，满足法规要求，具有高可靠性。

本发明中采用踏板转角传感器取代位移传感器，使得传感器的位置更好布置。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明踏板后侧结构示意图。

图中：1-踏板转角传感器、2-踏板转轴、3-踏板架、4-连杆、5-踏板盖、6-助力外壳、7-推杆、8-推杆连接杆、9-反馈盘、10-助力板、11-主缸活塞推杆、12-主缸活塞推杆回位弹簧、13-底板盖、14-底板、15-回油腔盖、16-活塞密封环、17-缸体、18-活塞、19-进油腔盖、20-活塞位移传感器、21-活塞连接头、22-活塞连接销、23-电磁阀A、24-电磁阀B、25-电磁阀C、26-加压泵、27-储液罐、28-高压蓄能器、29-制动主缸、30-主缸储液罐、31-踏板转轴螺母、32-踏板回位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案：一种新型液压助力制动机构，踏板总成、助力总成、推杆总成、液压缸总成、管路总成、连杆4、主缸储液罐30、制动主缸29、底板14、踏板转角传感器1、活塞位移传感器20和底板盖13，

请再次参阅图1-2，踏板总成安装在助力总成的前侧，助力总成的后侧通过连杆4与推杆总成连接，液压缸总成的顶部与踏板总成连接，液压缸总成的后侧与管路总成连接，主缸储液罐30安装在制动主缸29的顶部，制动主缸29与推杆总成的后端连接，底板14安装在踏板总成和推杆总成的底部，踏板转角传感器1安装在踏板总成与底板14的连接处，活塞位移传感器20安装在踏板总成与液压缸总成的连接处，底板盖13安装在底板14与推杆总成连接处的顶部，底板盖13的顶部与液压缸总成连接。

请再次参阅图1，踏板总成包括踏板架3、踏板盖5、推杆7、推杆连接杆8、踏板回位弹簧32、踏板转轴螺母31和踏板转轴2，踏板架3的一端通过踏板转轴2与底板14连接，踏板转轴2的螺纹端与踏板转轴螺母31之间螺纹连接，推杆连接杆8的两端分别与推杆7和踏板架3相连接，踏板架3的中部开有两个宽度与推杆连接杆8直径相等的槽，推杆连接杆8贯穿推杆7与踏板架3中部的槽卡接，踏板盖5固定在踏板架3上，踏板回位弹簧32两端分别与底板14和踏板盖5连接。

请再次参阅图1，助力总成包括助力板10、助力外壳6、反馈盘9、活塞连接头21和活塞连接销22，助力板10的左端通过穿过底板14的踏板转轴2与底板14连接，助力板10的右端通过滑槽与活塞连接销22配合，活塞连接销22两端支撑在助力板10的滑槽中，活塞连接销22穿过活塞连接头21上的通孔与活塞连接头21配合，活塞连接头21的螺纹孔与活塞18杆相连接，反馈盘9安装在助力外壳6的内部，助力外壳6的内部与助力板10上的中空圆柱相配合。

请再次参阅图1，推杆总成包括主缸活塞推杆11和主缸活塞推杆回位弹簧12，主缸活塞推杆11贯穿底板14与底板盖13开有的孔相配合连接，主缸活塞推杆11的末端与主缸活塞18相连接，主缸活塞推杆回位弹簧12套在主缸活塞推杆11上，主缸活塞推杆回位弹簧12的两端分别与底板14和主缸活塞推杆11的端面连接。

请再次参阅图1，液压缸总成包括缸体17、进油腔盖19、回油腔盖15、活塞18和活塞密封环16，活塞密封环16套在活塞18的外部，活塞18杆穿过进油腔盖19上的孔，进油腔盖19通过螺栓与缸体17连接，回油腔盖15的内圈先利用螺栓与缸体17连接，回油腔盖15的外圈通过螺栓与底板盖13相连。

请再次参阅图1，管路总成包括电磁阀A23、电磁阀B24、电磁阀C25、高压蓄能器28、加压泵26和储液罐27，储液罐27的3个进出油口分别通过液压管路与加压泵26、高压蓄能器28、电磁阀C25相连，高压蓄能器28的3个接口通过液压管路分别与加压泵26、电磁阀B24、储液罐27相连，电磁阀B24另一端通过液压管路与缸体17的进油腔连接，电磁阀C25的另一端通过液压管路与缸体17的出油腔相连，电磁阀A23通过液压管路连接与进油腔和出油腔连接的液压管路。

在具体使用过程中，电机正常工作的情况下：

制动过程中，当驾驶员踩下踏板盖5时，踏板盖5通过与踏板架3的连接将运动传递到踏板架3上，随后踏板架3会相对底板14转动相应的角度。同时，踏板架3通过中部的滑槽结构将运动传递到推杆连接杆8上，然后推杆连接杆8通过与推杆7的配合，将运动传递到推杆7上。推杆7通过与反馈盘9的接触将力作用在反馈盘9上，在踏板架3相对于底板14转动的一定的角度范围内，推杆7运动的位移用来克服空行程，以减少驾驶员的制动时紧张感。在上述传动的过程中，同时进行着液压助力的过程，踏板转角传感器1将踏板架3的转角信号转变为电信号，活塞位移传感器20也采集活塞的位移信号，并且将两个信号传递到电子控制单元上，电子控制单元处理信号之后，输出控制信号传给电磁阀A，电磁阀B，电磁阀C。电磁阀B的一端由高压蓄能器提供高压，高压蓄能器右侧接口通过与加压泵连接来获取高压，高压蓄能器内部左侧接口持续给电磁阀B提供高压，高压蓄能器中间接口通过溢流阀控制高压蓄能器内部压力维持在一定的范围内。电子控制单元通过控制电磁阀B高频率的开闭状态来控制进入进油腔的流量，同时，电子控制单元控制电磁阀A处于关闭状态，保证液体能够完全进入到进油腔中，电子控制单元控制电磁阀C处于打开的状态，确保出油腔的液体能够顺利排出，然后回到储液罐中。活塞18移动时通过活塞连接头21和活塞连接销22将运动传递到助力板10上，助力板10运动之后通过空心圆柱与反馈盘9接触将力作用在反馈盘9上。此时，脚施加力产生的运动与控制电磁阀A，电磁阀B，电磁阀C产生的运动共同在反馈盘9上耦合，反馈盘9通过与助力外壳6接触将运动传递给助力外壳6，助力外壳6通过螺栓将运动传递到连杆4上，连杆4通过螺栓将运动传递到主缸活塞推杆11上，主缸活塞推杆11通过与底板14上与之配合的孔保证其运动是相对底板14的平面平行的。主缸活塞推杆11通过底板14与底板盖13组成的限位装置接触来达到踩下踏板时的限位目的。

回程过程中，踏板回位弹簧32使踏板架3相对底板14逆时针转动一个角度。同时，主缸活塞推杆回位弹簧12也使主缸活塞推杆11反方向行进一定的距离，主缸活塞推杆11通过限位装置与底板14接触来达到踏板回位时的限位目的，主缸活塞推杆11通过螺栓将运动传递到连杆4上，连杆4通过螺栓运动传递到助力外壳6上，助力外壳6通过与反馈盘9的接触，将力作用到反馈盘9上，反馈盘9通过与助力板10上的空心圆柱作用，使助力板10相对底板14转动一定的角度。助力板转动的过程中，通过活塞连接头和活塞连接销带动活塞作回程运动，进油腔的容积减少，出油腔的容积增大。与此同时，踏板转角传感器1将踏板架3的转角信号转变为电信号，活塞位移传感器20也采集活塞的位移信号，并且将两个信号传递到电子控制单元上，电子控制单元处理信号之后，输出控制信号传给电磁阀A，电磁阀B，电磁阀C。回程状态下，电子控制单元控制电磁阀B处于关闭状态，将高压管路与进油腔隔离，电子控制单元控制电磁阀A开启状态，确保进油腔内的油能够顺利流出，电子控制单元控制电磁阀C开启状态，保证有足够的油补充进出油腔。

液压系统失效的情况下：

制动过程中，当驾驶员踩下踏板盖5时，踏板盖5通过与踏板架3的连接将运动传递到踏板架3上，随后踏板架3会相对底板14转动相应的角度。同时，踏板架3通过中部的滑槽结构将运动传递到推杆连接杆8上，然后推杆连接杆8通过与推杆7的配合，将运动传递到推杆7上。推杆7通过与反馈盘9的接触将力作用在反馈盘9上，在踏板架3相对于底板14转动的一定的角度范围内，推杆7运动的位移用来克服空行程，以减少驾驶员的制动时紧张感。当液压系统失效时，踏板架3在相对底板14转动一定的角度之后，推杆连接杆8会与助力板10产生接触，从而带动助力板10转动。助力板转动的过程中，通过活塞连接头和活塞连接销带动活塞作回程运动，进油腔的容积减少，出油腔的容积增大。同时，当液压系统失效时，电磁阀B、电磁阀C处于开启状态，这样就能确保进油腔和出油腔能够自由地吸入或者排除液体，从而不对助力板的运动产生干涉。助力板10运动之后通过空心圆柱与反馈盘9接触将力作用在反馈盘9上。脚施加的力间接的通过助力板10传递到反馈盘9上。此后，反馈盘9通过与助力外壳6接触将运动传递给助力外壳6，助力外壳6通过螺栓将运动传递到连杆4上，连杆4通过螺栓将运动传递到主缸活塞推杆11上，主缸活塞推杆11通过与底板14上与之配合的孔保证其运动是相对底板14的平面平行的。

虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而且包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (3)

1.一种新型液压助力制动机构，其特征在于：包括踏板总成、助力总成、推杆总成、液压缸总成、管路总成、连杆（4）、主缸储液罐（30）、制动主缸（29）、底板（14）、踏板转角传感器（1）、活塞位移传感器（20）和底板盖（13），所述踏板总成安装在助力总成的前侧，所述助力总成的后侧通过连杆（4）与推杆总成连接，所述液压缸总成的顶部与踏板总成连接，所述液压缸总成的后侧与管路总成连接，所述主缸储液罐（30）安装在制动主缸（29）的顶部，所述制动主缸（29）与推杆总成的后端连接，所述底板（14）安装在踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器（1）安装在踏板总成与底板（14）的连接处，所述活塞位移传感器（20）安装在踏板总成与液压缸总成的连接处，所述底板盖（13）安装在底板（14）与推杆总成连接处的顶部，所述底板盖（13）的顶部与液压缸总成连接；

所述助力总成包括助力板（10）、助力外壳（6）、反馈盘（9）、活塞连接头（21）和活塞连接销（22），所述助力板（10）的左端通过穿过底板（14）的踏板转轴（2）与底板（14）连接，所述助力板（10）的右端通过滑槽与活塞连接销（22）配合，所述活塞连接销（22）两端支撑在助力板（10）的滑槽中，所述活塞连接销（22）穿过活塞连接头（21）上的通孔与活塞连接头（21）配合，所述活塞连接头（21）的螺纹孔与活塞（18）杆相连接，所述反馈盘（9）安装在助力外壳（6）的内部，所述助力外壳（6）的内部与助力板（10）上的中空圆柱相配合；

所述的液压缸总成包括缸体（17）、进油腔盖（19）、回油腔盖（15）、活塞（18）和活塞密封环（16），所述活塞密封环（16）套在活塞（18）的外部，所述活塞（18）杆穿过进油腔盖（19）上的孔，所述进油腔盖（19）通过螺栓与缸体（17）连接，所述回油腔盖（15）的内圈先利用螺栓与缸体（17）连接，所述回油腔盖（15）的外圈通过螺栓与底板盖（13）相连；

所述管路总成包括电磁阀A（23）、电磁阀B（24）、电磁阀C（25）、高压蓄能器（28）、加压泵（26）和储液罐（27），所述储液罐（27）的3个进出油口分别通过液压管路与加压泵（26）、高压蓄能器（28）、电磁阀C（25）相连，所述高压蓄能器（28）的3个接口通过液压管路分别与加压泵（26）、电磁阀B（24）、储液罐（27）相连，所述电磁阀B（24）另一端通过液压管路与缸体（17）的进油腔连接，所述电磁阀C（25）的另一端通过液压管路与缸体（17）的出油腔相连，所述电磁阀A（23）通过液压管路连接与进油腔和出油腔连接的液压管路。

2.根据权利要求1所述的一种新型液压助力制动机构，其特征在于：所述踏板总成包括踏板架（3）、踏板盖（5）、推杆（7）、推杆连接杆（8）、踏板回位弹簧（32）、踏板转轴螺母（31）和踏板转轴（2），所述踏板架（3）的一端通过踏板转轴（2）与底板（14）连接，所述踏板转轴（2）的螺纹端与踏板转轴螺母（31）之间螺纹连接，所述推杆连接杆（8）的两端分别与推杆（7）和踏板架（3）相连接，所述踏板架（3）的中部开有两个宽度与推杆连接杆（8）直径相等的槽，所述推杆连接杆（8）贯穿推杆（7）与踏板架（3）中部的槽卡接，所述踏板盖（5）固定在踏板架（3）上，所述踏板回位弹簧（32）两端分别与底板（14）和踏板盖（5）连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型液压助力制动机构，其特征在于：所述推杆总成包括主缸活塞推杆（11）和主缸活塞推杆回位弹簧（12），所述主缸活塞推杆（11）贯穿底板（14）与底板盖（13）开有的孔相配合连接，所述主缸活塞推杆（11）的末端与主缸活塞（18）相连接，所述主缸活塞推杆回位弹簧（12）套在主缸活塞推杆（11）上，所述主缸活塞推杆回位弹簧（12）的两端分别与底板（14）和主缸活塞推杆（11）的端面连接。