CN111137257B - 一种电子液压制动器 - Google Patents

Abstract

本发明电子液压制动器，包括贯穿杆、壳体、推杆、套筒、弹性元件、齿轮螺母、丝杆、滑块、位移传感器、主缸活塞、主缸、电机、齿轮组、踏板以及ECU。贯穿杆穿过壳体后与主缸固定，推杆连接踏板和弹性元件，推杆和套筒在丝杆内滑动，套筒紧贴于推杆和滑块，弹性元件连接推杆和滑块，丝杆外圈与齿轮螺母相啮合，滑块连接弹性元件和位移传感器，滑块与主缸活塞相间隔开，位移传感器固定在壳体上，一端与滑块贴合，主缸与贯穿杆固联，电机固定在壳体上，一端连接齿轮组，齿轮组固定在壳体上，踏板与推杆连接，ECU接收位移传感器信号，控制电机动作。本发明通过齿轮组及丝杆螺母组合方式，节省了结构空间的同时也减小了传动间隙。

Description

一种电子液压制动器

技术领域：

本发明属于新能源汽车技术领域，涉及新能源汽车制动技术，尤其涉及一种电子液压制动器。

背景技术：

在汽车各大系统中，制动器是非常关键的组成部件，其性能的优劣会直接影响到人们的出行安全。为了提高驾驶员的舒适度，国内外汽车企业广泛采用真空助力作为汽车的刹车助力系统，其原理是通过汽车发动机的进气系统吸入空气，造成真空助力器的一侧出现真空，相对于另一侧的正常空气压力产生压力差，然后利用压力差来加强制动推力，从而达到减轻驾驶员负担的目的。

由于环境污染和能源危机，世界范围内掀起了新能源汽车研究和开发的热潮，与传统的燃油汽车相比，新能源汽车存在几个很明显的特点，尤其是纯电动汽车。一、动力输出不再依靠发动机，从而也缺少了助力器的真空源，需要增加电动真空泵作为真空源，但是电动真空泵的耐久性很难满足汽车制动的使用要求，而且会增加成本，新型的制动器开发变得极其迫切。二、新能源汽车越来越智能化，在紧急情况下，汽车需要与制动系统通讯，要求制动系统可以自己完成制动，而真空助力器是纯机械结构，不具备与整车通讯的条件，无法执行紧急制动工况。另外汽车在制动过程中，汽车的动力通过车轮制动盘与摩擦片摩擦产生的热量散失，造成很严重的能量损失，传统的真空助力器受其结构的限制，无法改变其制动能量的消耗，为了减小损失，所以需要开发新型的电子液压制动器。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种电子液压制动器。

本发明所采用的技术方案有：一种电子液压制动器，包括贯穿杆、壳体、推杆、套筒、弹性元件、齿轮螺母、丝杆、滑块、位移传感器、主缸活塞、主缸、电机、齿轮组、踏板以及ECU，所述贯穿杆穿过壳体后一端固定在安装位置，另一端与主缸固定，所述推杆的一端连接踏板，另一端连接弹性元件，推杆与套筒紧贴于一起，推杆和套筒在丝杆内滑动，所述套筒一端紧贴推杆，另一端紧贴滑块，所述弹性元件一端连接推杆，另一端连接滑块，所述齿轮螺母的外圈与齿轮组相啮合，内圈与丝杆相啮合，所述丝杆的外圈与齿轮螺母相啮合，内圈包覆有推杆、套筒、弹性元件和滑块，所述滑块的一端连接弹性元件，另一端连接位移传感器，滑块与套筒相贴合于一起，滑块与主缸活塞相间隔开，所述位移传感器固定在壳体上，一端与滑块贴合，所述主缸活塞安装在主缸内，所述主缸与贯穿杆固联，所述电机固定在壳体上，一端连接齿轮组，所述齿轮组固定在壳体上，齿轮组输入端与电机连接，输出端与齿轮螺母啮合，所述踏板与推杆连接，所述ECU接收位移传感器信号，控制电机动作。

进一步地，所述弹性元件包覆在套筒内，所述弹性元件为弹簧或者橡胶材料。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明将传统技术中的蜗轮蜗杆及齿轮齿条组合改为齿轮组及丝杆螺母组合方式，节省了结构空间的同时也减小了传动间隙，缩短了制动器的建压响应时间；

2.丝杆与齿轮螺母组合将电机旋转的力矩转化为直线的推力，推动主缸建立液压力；

3.本发明通过包覆在丝杆内的滑块与推杆解耦，电机带动齿轮组旋转，丝杆与滑块同时产生位移，但推杆不产生位移，使踏板保持原位不随动，减小电机输出力矩负担；

4.本发明电子液压制动器集成度更高，电机、齿轮组、推杆以及齿轮螺母等均在壳体上集成，结构紧凑，可缩短纵向布置空间，适用于大多数车型；

5.本发明将传统结构中主缸固定在壳体结构改为主缸固定在贯穿杆方式，壳体只作为电机与齿轮组、推杆以及齿轮螺母等的载体，没有与主缸固定，作用于主缸的力通过贯穿杆传出，可减小壳体的重量；

6.本发明电子液压制动器力矩传递更合理，作用在主缸的推力可通过贯穿杆传出，减小壳体受力，在满足结构疲劳耐久的情况下，仍可进行减重最大化设计；

7.本发明电子液压制动器，位移传感器可检测滑块位移，反馈信号到ECU，从而控制电机动作。

附图说明：

图1为本发明电子液压制动器的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明电子液压制动器包括贯穿杆1、壳体2、推杆3、套筒4、弹性元件5、齿轮螺母6、丝杆7、滑块8、位移传感器9、主缸活塞10、电机12、齿轮组13、踏板14 以及ECU15，其中贯穿杆1穿过壳体2后一端固定在安装位置，另一端与主缸11固定，贯穿杆1可传递主缸活塞10的推力。推杆3的一端连接踏板14，另一端连接弹性元件 5，推杆3与套筒4紧贴于一起，推杆3可以在丝杆7内滑动，传递踏板推力到套筒4。套筒4可在丝杆7内滑动，一端紧贴推杆3，一端紧贴滑块8，进而传递推杆3到滑块8 的推力。弹性元件5一端连接推杆3，另一端连接滑块8，保持推杆3、套筒4、滑块8 的贴紧状态。齿轮螺母6的外圈与齿轮组13相啮合，内圈与丝杆7相啮合，传递齿轮组13到丝7杆的力矩。弹性元件5包覆在套筒4内，不限于弹簧、橡胶材料，在泄压完成后，可保证推杆3与套筒4、滑块8与套筒4的贴合，常规制动时，仍可保证踏板力矩传递。丝杆7的外圈与齿轮螺母6相啮合，内圈包覆有推杆3、套筒4、弹性元件5 和滑块8可传递齿轮螺母6到主缸活塞10的力。滑块8的一端连接弹性元件5，另一端连接位移传感器9，滑块8与套筒4相贴合于一起，滑块8与主缸活塞10之间留有一定间隙，滑块8在丝杆7内滑动过程中可以与主缸活塞10贴合，把套筒4的力传递到主缸活塞10。位移传感器9固定在壳体2上，一端与滑块8贴合，可以监测推杆3的位移，将信号反馈到ECU15。主缸活塞10安装在主缸11内，可传递滑块8和丝杆7的力矩到主缸11。主缸11与贯穿杆1固联，建立液压力传递到制动轮缸。电机12固定在壳体2 上，一端连接齿轮组13，输出力矩到齿轮组13。齿轮组13固定在壳体2上，齿轮组13 输入端与电机12连接，输出端与齿轮螺母6啮合，可将力矩从电机12传递到丝杆7。踏板14与推杆3连接，可将踏板力矩传递到推杆3。ECU15可接收位移传感器9信号，也可控制电机12动作。

本发明电子液压制动器工作原理如下：

1.主动制动模式下，ECU15接收到整车VCU信号，控制电机12动作，电机产生的扭矩可通过齿轮组13、齿轮螺母6传递到丝杆7，推动主缸活塞10，达到建压的目的。同时滑块8与丝杆7共同移动，弹性元件5被拉伸，但拉伸的力不足以带动推杆3和踏板14移动，起到推杆解耦的目的，在主动建压过程中，可保持踏板不随动。

2.常规制动模式下，驾驶员踩下踏板14，推动推杆3、套筒4、滑块8移动，位移传感器9监测到滑块8位移，将信号反馈到ECU，控制电机12动作，电机12转动产生扭矩通过齿轮组13、齿轮螺母6传递到丝杆7，推动主缸活塞10，达到建压的目的。

3.电控失效模式下，驾驶员踩下踏板14，推动推杆3、套筒4、滑块8移动，在移动过程中滑块8与主缸活塞10之间的间隙被消除，滑块8与主缸活塞10贴合，仍然可推动主缸建立液压力。

4.能量回收开启模式下，驾驶员踩下踏板14，推动推杆3、套筒4、滑块8移动，位移传感器9监测到滑块8位移，将信号反馈ECU，ECU与整车VCU通讯协调，控制动力电机制动，而制动器电机不工作，仍可达到制动的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电子液压制动器，其特征在于：包括贯穿杆（1）、壳体（2）、推杆（3）、套筒（4）、弹性元件（5）、齿轮螺母（6）、丝杆（7）、滑块（8）、位移传感器（9）、主缸活塞（10）、主缸（11）、电机（12）、齿轮组（13）、踏板（14）以及ECU（15），所述贯穿杆（1）穿过壳体（2）后一端固定在安装位置，另一端与主缸（11）固定，所述推杆（3）的一端连接踏板（14），另一端连接弹性元件（5），推杆（3）与套筒（4）紧贴于一起，推杆（3）和套筒（4）在丝杆（7）内滑动，所述套筒（4）一端紧贴推杆（3），另一端紧贴滑块（8），所述弹性元件（5）一端连接推杆（3），另一端连接滑块（8），所述齿轮螺母（6）的外圈与齿轮组（13）相啮合，内圈与丝杆（7）相啮合，所述丝杆（7）的外圈与齿轮螺母（6）相啮合，内圈包覆有推杆（3）、套筒（4）、弹性元件（5）和滑块（8），所述滑块（8）的一端连接弹性元件（5），另一端连接位移传感器（9），滑块（8）与套筒（4）相贴合于一起，滑块（8）与主缸活塞（10）相间隔开，所述位移传感器（9）固定在壳体（2）上，一端与滑块（8）贴合，所述主缸活塞（10）安装在主缸（11）内，所述主缸（11）与贯穿杆（1）固联，所述电机（12）固定在壳体（2）上，一端连接齿轮组（13），所述齿轮组（13）固定在壳体（2）上，齿轮组（13）输入端与电机（12）连接，输出端与齿轮螺母（6）啮合，所述踏板（14）与推杆（3）连接，所述ECU（15）接收位移传感器（9）信号，控制电机（12）动作；

主动制动模式下，ECU（15）接收到整车VCU信号，控制电机（12）动作，电机产生的扭矩通过齿轮组（13）、齿轮螺母（6）传递到丝杆（7），推动主缸活塞（10），同时滑块（8）与丝杆（7）共同移动，弹性元件（5）被拉伸；

常规制动模式下，驾驶员踩下踏板（14），推动推杆（3）、套筒（4）、滑块（8）移动，位移传感器（9）监测到滑块（8）位移，将信号反馈到ECU，控制电机（12）动作，电机（12）转动产生扭矩通过齿轮组（13）、齿轮螺母（6）传递到丝杆（7），推动主缸活塞（10），达到建压的目的。

2.如权利要求1所述的电子液压制动器，其特征在于：所述弹性元件（5）包覆在套筒（4）内，所述弹性元件（5）为弹簧或者橡胶材料。

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