CN110228459B - 一种电动助力制动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于汽车零件技术领域，具体为一种电动助力制动机构，包括踏板总成、助力总成、推杆总成、电机减速机构总成、连杆、储液罐、制动主缸、底板、踏板转角传感器、电机位置传感器和底板盖，所述踏板总成安装在助力总成的底部，所述踏板总成的后侧与推杆总成连接，所述电机减速机构总成安装在助力总成的左侧，所述制动主缸与推杆总成连接，底板位于踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器位于踏板总成与底板的连接处左侧，所述电机位置传感器位于电机减速机构的动力输出端，所述底板盖安装在底板的顶部，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

一种电动助力制动机构

技术领域

本发明涉及汽车零件技术领域，具体为一种电动助力制动机构。

背景技术

随着石油资源正在逐渐变少，以及获取电能的方式越来越高效，新能源汽车在整个汽车市场中占据越来越重要的地位，汽车获取动能的方式由原来的内燃机做功变成了由储能电池提供能量。

对于制动领域来说，由于驾驶员施加在制动踏板上的力不够大，导致制动效率难以提高。因此，需要额外的制动助力机构。传统的真空助力器通过发动机进气歧管提供的真空度来给驾驶员提供制动助力。但是，当储能电池取代发动机以后，真空助力器便会失去真空源，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，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。并且多级减速机构会增加了制造的成本和后续的维修成本，同时也增加了整车的重量，不利于节约能量。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有制动机构中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种电动助力制动机构，能够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。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种电动助力制动机构，其包括踏板总成、助力总成、推杆总成、电机减速机构总成、连杆、储液罐、制动主缸、底板、踏板转角传感器、电机位置传感器和底板盖，所述踏板总成安装在助力总成的底部，所述踏板总成的后侧与推杆总成连接，所述电机减速机构总成安装在助力总成的左侧，所述连杆的两端分别与踏板总成和推杆总成连接，所述储液罐安装在制动主缸的顶部，所述制动主缸与推杆总成连接，底板位于踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器位于踏板总成与底板的连接处左侧，所述电机位置传感器位于电机减速机构的动力输出端，所述底板盖安装在底板的顶部。

作为本发明所述的一种电动助力制动机构的一种优选方案，其中：所述踏板总成包括踏板架、踏板盖、推杆、推杆连接杆和踏板回位弹簧，所述踏板架的一端用通过插销与底板转动连接，所述踏板架与底板相连接的部分采用限制旋转角度的接触方式，所述推杆连接杆贯穿推杆与踏板架中部开有的槽卡接，所述踏板盖固定在踏板架上，所述踏板回位弹簧套在底板与踏板架连接处的插销上，所述踏板回位弹簧两端分别与底板和踏板盖连接。

作为本发明所述的一种电动助力制动机构的一种优选方案，其中：所述助力总成包括助力板、助力凸轮、助力外壳和反馈盘，所述助力板的一端与底板连接，所述电机的输出端与助力凸轮啮合连接，所述助力凸轮与助力板接触连接，所述反馈盘安装在在助力外壳的内部，所述助力外壳的内部与助力板上的中空圆柱相配合连接。

作为本发明所述的一种电动助力制动机构的一种优选方案，其中：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。

作为本发明所述的一种电动助力制动机构的一种优选方案，其中：所述电机减速机构总成包括电机、小齿轮、键A、大齿轮、键B、传动轴和键C，所述电机的输出轴通过键A与小齿轮啮合连接，所述小齿轮与大齿轮啮合连接，所述大齿轮通过键B与传动轴连接，所述传动轴通过键C与助力凸轮传动连接。

与现有技术相比：本发明所述的电动助力机构采用助力凸轮进行助力，并且凸轮的力经过助力板进行了放大大大的简化了系统的复杂程度，降低了制造成本，维修成本，以及设备的重量。

本发明所述的电动助力机构将助力总成与踏板总成做成一个模块，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。利用主缸活塞推杆与安装在发动机舱内的主缸配合，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。

本发明所述的电动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。

本发明所述的电机助力机构能够沿用制动主缸以及液压控制单元，同时也可以根据电信号调节制动力度，从而改变助力比，实现多种模式的制动效果。

本发明所述的电机助力机构可以实施主动制动，并且制动过程中不会带动制动踏板，可以很好的匹配只能汽车。

本发明所述的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

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种电动助力制动机构的结构示意图；

图2为本发明一种电动助力制动机构的侧视结构示意图。

图中：1踏板架、2连杆、3踏板盖、4助力外壳、5推杆、6推杆连接杆、7反馈盘、8助力板、9助力凸轮、10电机、11主缸活塞推杆、12主缸活塞推杆回位弹簧、13底板、14制动主缸、15储液罐、16踏板回位弹簧、17踏板转角传感器、18大齿轮、19键B、20传动轴、21键C、22键A、23电机位置传感器、24小齿轮、25底板盖。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

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他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

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的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种电动助力制动机构，包括踏板总成、助力总成、推杆总成、电机减速机构总成、连杆2、储液罐15、制动主缸14、底板13、踏板转角传感器17、电机位置传感器23和底板盖25；

踏板总成螺接在助力总成的底部，踏板总成的后侧与推杆总成连接，电机减速机构总成螺接在助力总成的左侧，连杆2的两端分别与踏板总成和推杆总成连接，储液罐15螺接在制动主缸14的顶部，制动主缸14与推杆总成连接，底板13位于踏板总成和推杆总成的底部，踏板转角传感器17位于踏板总成与底板13的连接处左侧，电机位置传感器23位于电机减速机构的动力输出端，底板盖25螺接在底板13的顶部。

请再次参阅图1-2，踏板总成包括踏板架1、踏板盖3、推杆5、推杆连接杆6和踏板回位弹簧16，踏板架1的一端用通过插销与底板13转动连接，踏板架1与底板13相连接的部分采用限制旋转角度的接触方式，推杆连接杆6贯穿推杆5与踏板架1中部开有的槽卡接，踏板盖3固定在踏板架1上，踏板回位弹簧16套在底板13与踏板架1连接处的插销上，踏板回位弹簧16两端分别与底板13和踏板盖3连接。

请再次参阅图1-2， 助力总成包括助力板8、助力凸轮9、助力外壳4和反馈盘7，助力板8的一端与底板13连接，电机10的输出端与助力凸轮9啮合连接，助力凸轮9与助力板8接触连接，反馈盘7套接在在助力外壳4的内部，助力外壳4的内部与助力板8上的中空圆柱相配合连接。

请再次参阅图1-2，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13与底板盖25开有的孔相配合连接，主缸活塞推杆11的末端与主缸活塞相连接，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13和主缸活塞推杆11的端面连接。

请再次参阅图1-2，电机减速机构总成包括电机10、小齿轮24、键A22、大齿轮18、键B19、传动轴20和键C21，电机10的输出轴通过键A22与小齿轮24啮合连接，小齿轮24与大齿轮18啮合连接，大齿轮18通过键B19与传动轴20连接，传动轴20通过键C21与助力凸轮9传动连接。

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3时，踏板盖3通过与踏板架1的连接将运动传递到踏板架1上，随后踏板架1会相对底板13转动相应的角度。同时，踏板架1通过中部的滑槽结构将运动传递到推杆连接杆6上，然后推杆连接杆6通过与推杆5的配合，将运动传递到推杆5上。 推杆5通过与反馈盘7的接触将力作用在反馈盘7上，在踏板架1相对于底板13转动的一定的角度范围内，推杆5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，同时进行着电机助力的过程，踏板转角传感器17将踏板架1的转角信号转变为电信号，电机位置位置传感器23也采集电机10的转角信号，并且将两个信号传递到ECU（电子控制单元）上，ECU（电子控制单元）处理信号之后，输出控制信号传给电机10，电机10通过键A22带动小齿轮24转动，小齿轮24通过与大齿轮18的啮合将运动传递到大齿轮18上，大齿轮18通过键B19将运动传递到传动轴20上，传动轴20通过键C21将运动传递到助力凸轮9上，助力凸轮9转动时将运动传递到助力板8上，助力板8运动之后通过空心圆柱与反馈盘7接触将力作用在反馈盘7上。此时，脚施加力产生的运动与控制电机10产生的运动共同在反馈盘7上耦合，反馈盘7通过与助力外壳4接触将运动传递给助力外壳4，助力外壳4通过螺栓将运动传递到连杆2上，连杆2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13上与之配合的孔保证其运动是相对底板13的平面平行的。主缸活塞推杆11通过限位装置与底板13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16使踏板架1相对底板13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13接触来达到松开踏板时的限位目的，主缸活塞推杆11通过螺栓将运动传递到连杆2上，连杆2通过螺栓运动传递到助力外壳4上，助力外壳4通过与反馈盘7的接触，将力作用到反馈盘7上，反馈盘7通过与助力板8上的空心圆柱作用，使助力板8相对底板13转动一定的角度。与此同时，踏板转角传感器17将踏板架1的转角信号转变为电信号，电机位置位置传感器23也采集电机10的转角信号，并且将两个信号传递到ECU（电子控制单元）上，ECU（电子控制单元）处理信号之后，输出控制信板号传给电机10，电机10通过键A22带动小齿轮24转动，小齿轮24通过与大齿轮18的啮合将运动传递到大齿轮18上，大齿轮18通过键B19将运动传递到传动轴20上，传动轴20通过键C21将运动传递到助力凸轮9上，助力凸轮9由此转动想到相适应的角度。

电机失效的情况下：

制动过程中，当驾驶员踩下踏板盖3时，踏板盖3通过与踏板架1的连接将运动传递到踏板架1上，随后踏板架1会相对底板13转动相应的角度。同时，踏板架1通过中部的滑槽结构将运动传递到推杆连接杆6上，然后推杆连接杆6通过与推杆5的配合，将运动传递到推杆5上。 推杆5通过与反馈盘7的接触将力作用在反馈盘7上，在踏板架1相对于底板13转动的一定的角度范围内，推杆5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。当电机不产生助力时，踏板架1在相对底板13转动一定的角度之后，推杆连接杆6会与助力板8产生接触，从而带动助力板8运动。助力板8运动之后通过空心圆柱与反馈盘7接触将力作用在反馈盘7上。脚施加的力间接的通过助力板8传递到反馈盘7上。此后，反馈盘7通过与助力外壳4接触将运动传递给助力外壳4，助力外壳4通过螺栓将运动传递到连杆2上，连杆2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13与底板盖25形成孔配合保证其运动是相对底板13的平面平行的。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，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物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式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性的描述仅仅是出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方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (2)

1.一种电动助力制动机构，其特征在于：包括踏板总成、助力总成、推杆总成、电机减速机构总成、连杆（2）、储液罐（15）、制动主缸（14）、底板（13）、踏板转角传感器（17）、电机位置传感器（23）和底板盖（25），所述踏板总成安装在助力总成的底部，所述踏板总成的后侧与推杆总成连接，所述电机减速机构总成安装在助力总成的左侧，所述连杆（2）的两端分别与踏板总成和推杆总成连接，所述储液罐（15）安装在制动主缸（14）的顶部，所述制动主缸（14）与推杆总成连接，底板（13）位于踏板总成和推杆总成的底部，所述踏板转角传感器（17）位于踏板总成与底板（13）的连接处左侧，所述电机位置传感器（23）位于电机减速机构的动力输出端，所述底板盖（25）安装在底板（13）的顶部；

所述踏板总成包括踏板架（1）、踏板盖（3）、推杆（5）、推杆连接杆（6）和踏板回位弹簧（16），所述踏板架（1）的一端用通过插销与底板（13）转动连接，所述推杆连接杆（6）贯穿推杆（5）与踏板架（1）中部开有的槽卡接，所述踏板盖（3）固定在踏板架（1）上，所述踏板回位弹簧（16）套在底板（13）与踏板架（1）连接处的插销上，所述踏板回位弹簧（16）两端分别与底板（13）和踏板盖（3）连接；

所述助力总成包括助力板（8）、助力凸轮（9）、助力外壳（4）和反馈盘（7），所述助力板（8）的一端与底板（13）连接，所述电机（10）的输出端与助力凸轮（9）啮合连接，所述助力凸轮（9）与助力板（8）接触连接，所述反馈盘（7）安装在在助力外壳（4）的内部，所述助力外壳（4）的内部与助力板（8）上的中空圆柱相配合连接；

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（13）与底板盖（25）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（13）和主缸活塞推杆的端面连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动助力制动机构，其特征在于：所述电机减速机构总成包括电机（10）、小齿轮（24）、键A（22）、大齿轮（18）、键B（19）、传动轴（20）和键C（21），所述电机（10）的输出轴通过键A（22）与小齿轮（24）啮合连接，所述小齿轮（24）与大齿轮（18）啮合连接，所述大齿轮（18）通过键B（19）与传动轴（20）连接，所述传动轴（20）通过键C（21）与助力凸轮（9）传动连接。