CN111301370A - 一种汽车电子制动助力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车电子制动助力装置，包括吊耳，所述吊耳的右侧设有轴杆，所述轴杆的右侧从左至右依次设有防尘罩、第一壳体、第二壳体和主缸，所述轴杆的右端延伸贯穿防尘罩，且延伸至防尘罩的内腔，并设有连接杆，所述连接杆的右端设有螺纹杆，所述连接杆和螺纹杆的外侧边缘共同套设有丝杠，所述丝杠的外侧边缘套设有中心齿轮，所述中心齿轮外靠左处套设有轴承，所述轴承的外侧边缘套设有轴承保护罩，所述中心齿轮的上方设有与之相互啮合的过渡齿轮。本发明相对于目前类似的机构结构简单、造价低，并且能够解决目前同功能部件在主动制动过程中出现的压脚问题。

Description

一种汽车电子制动助力装置
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，具体为一种汽车电子制动助力装置。
背景技术
目前，传统燃油汽车，普遍采用真空助力器装置作为制动时的助力装置，以发动机为动力源，真空助力器通过发动机抽取真空，将驾驶员踩制动踏板的力放大来推动主缸活塞运动，由此来产生制动过程中主缸的建压，实现汽车的制动。随着科技的发展，电动汽车的应用越来越广泛，并且纯电动汽车有取代传统燃油汽车的趋势，因此以后汽车上很少或不能利用真空助力器作为制动的助力装置。对于汽车未来制动的概念以及发展趋势来说，急需一种用来替代真空助力器的装置来完成制动时的助力过程。
为实现电动车的制动能量回收，必须完成制动主缸与制动器的解耦，并通过驱动电机反拖，实现制动能量回收。同时汽车的智能化发展，对汽车制动系统提出了新的要求，如能够实现主动制动，能够匹配底盘主动安全系统的功能。
目前电动助力制动相关专利，如日立的E-ACT系列产品，其采用空心电机作为动力来源，采用滚珠丝杠作为传动机构，但由于空心电机的尺寸较大，因此其体积和质量都比较大，而且其结构复杂，不利于汽车的轻量化及节能。如博世提出的ibooster系列产品，利用销结构将踏板与装置末端的吊耳连接在一起，即驾驶员踩踏板与松开踏板时保证踏板与推杆一同前进与后退，但踏板与吊耳连接的结构形式决定了在其三种工作模式下，踏板一定是随推杆一同运动的，并且由于其装置内的轴杆与套杆前端安装有十字压片，当滑轨运动顶到十字压片后会持续推动安装有十字压片的套杆向前运动，致使踏板被持续带动，且装置内不存在缓冲机构，当踏板受到物体卡滞时踏板会对物体形成一定强度的作用力，例如在驾驶员在没有感知到发生紧急主动制动的情况下，人脚正处于踏板下方时，此时踏板在内部传动机构的带动下持续下移就会挤压人脚，造成驾驶人员脚部受伤。一种新型的汽车电子制动助力装置能够实现取代目前的真空助力器并能够解决现有类似机构在主动制动过程中机构带动踏板出现挤压驾驶员脚的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的踏板可能会出现挤压驾驶员脚缺陷，提供一种汽车电子制动助力装置。所述一种汽车电子制动助力装置具有避免踏板出现挤压驾驶员脚等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种汽车电子制动助力装置，包括吊耳，所述吊耳的右侧设有轴杆，所述轴杆的右侧从左至右依次设有防尘罩、第一壳体、第二壳体和主缸，所述轴杆的右端延伸贯穿防尘罩，且延伸至防尘罩的内腔，并设有连接杆，所述连接杆的右端设有螺纹杆，所述连接杆和螺纹杆的外侧边缘共同套设有丝杠，所述丝杠的外侧边缘套设有中心齿轮，所述中心齿轮外侧靠左处套设有轴承，所述轴承的外侧边缘套设有轴承保护罩，所述中心齿轮的上方设有与之相互啮合的过渡齿轮，所述过渡齿轮的上方设有与之相互啮合的主动齿轮，所述第一壳体的顶部设有电机，所述电机的动力输出端与主动齿轮固定连接，所述螺纹杆的右端依次设有滑轨和安装座，所述安装座靠近滑轨的一侧设有限位板，所述滑轨上设有两个滑块，所述螺纹杆的右端延伸至安装座的内腔，并依次套设有缓冲弹簧和挤压弹簧，所述安装座的右侧设有主缸顶头，所述主缸顶头与螺纹杆之间设有缓冲垫，所述主缸顶头的外侧边缘套设有回程弹簧，所述主缸顶头的右侧设有主缸，所述主缸的右侧延伸至第二壳体的外侧，所述第二壳体的后侧设有两个安装螺钉，且两个所述安装螺钉为上下设置，所述安装螺钉上套设有第一螺母和第二螺母，且所述第一螺母位于第二螺母的左侧。
优选的，所述丝杠的内壁固定连接有丝杠内凸台，所述螺纹杆外侧边缘固定连接有压片，且所述缓冲弹簧位于压片和丝杠内凸台之间。
优选的，所述压片上安装有磁性组件，所述磁性组件的左侧设有位移传感器。
优选的，所述连接杆的外侧边缘开设有外螺纹，且所述外螺纹靠近连接杆的右端，所述螺纹杆左端内侧边缘开设有内螺纹，且所述内螺纹与外螺纹相互啮合。
优选的，所述中心齿轮中心处开设有四线螺纹线。
优选的，所述滑轨顶部设有两个导向台。
优选的，所述滑轨底部与丝杠顶部分别设有四爪凸台与四爪凹槽，且所述四爪凸台与四爪凹槽相互匹配。
优选的，所述主缸顶头右侧边缘开设有单壁槽。
优选的，所述回程弹簧为锥弹簧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种汽车电子制动助力装置相对于目前类似的机构结构简单、造价低，并且能够解决目前同功能部件在主动制动过程中出现的压脚问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明俯视图；
图3为本发明螺纹杆的结构示意图；
图4为本发明丝杠的结构示意图；
图5为本发明安装座的结构示意图。
图中标号：1、吊耳；2、轴杆；3、防尘罩；4、丝杠；4a、丝杠内凸台；4b、四爪凹槽；5、连接杆；5a、内螺纹；6、轴承保护罩；7、轴承；8、中心齿轮；9、滑轨；9a、导向台；9b、四爪凸台；10、缓冲弹簧；11、挤压弹簧；12、螺纹杆；12a、压片；12b、内螺纹；13、安装座；13a、限位板；14、回程弹簧；15、主缸顶头；16、安装螺钉；17、第一壳体；18、滑块；19、第二壳体；20、第一螺母；21、第二螺母；22、主缸；23、过渡齿轮；24、主动齿轮；25、电机；26、位移传感器；27、磁性组件；28、缓冲垫。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种汽车电子制动助力装置，包括吊耳1，吊耳1的右侧设有轴杆2，轴杆2的右侧从左至右依次设有防尘罩3、第一壳体17、第二壳体19和主缸22，轴杆2的右端延伸贯穿防尘罩3，且延伸至防尘罩3的内腔，并设有连接杆5，连接杆5的右端设有螺纹杆12，连接杆5和螺纹杆12的外侧边缘共同套设有丝杠4，连接杆5的外侧边缘开设有外螺纹5a，且外螺纹5a靠近连接杆5的右端，螺纹杆12左端外侧边缘开设有内螺纹12b，且内螺纹12b与外螺纹5a相互啮合，这样设置是为了使得螺纹杆12穿过丝杠内凸台4a与连接杆2进行连接，丝杠4的外侧边缘套设有轴承7和中心齿轮8，且轴承7位于中心齿轮8的左侧，中心齿轮8中心处开设有四线螺纹线，这样设置是为了使得中心齿轮8能与丝杠4配合，可以将旋转运动转变为直线运动，并且四线螺纹线传递速率快，轴承7的外侧边缘套设有轴承保护罩6，中心齿轮8的上方设有与之相互啮合的过渡齿轮23，过渡齿轮23的上方设有与之相互啮合的主动齿轮24，第一壳体17的顶部设有电机25，电机25的动力输出端与主动齿轮24固定连接，螺纹杆12的右端依次设有滑轨9和安装座13，安装座13靠近9的一侧设有限位板13a，滑轨9顶部设有两个导向台9a，备份制动时对安装座13起到导向作用，滑轨9底部与丝杠4顶部分别设有四爪凸台9b与四爪凹槽4b，且四爪凸台9b与四爪凹槽4b相互匹配，这样设置是为了使得在中心齿轮8旋转驱动丝杠4向前运动的过程中防止传动部件的转动，滑轨9上设有两个滑块18，螺纹杆12的右端延伸至安装座13的内腔，并依次套设有缓冲弹簧10和挤压弹簧11，丝杠4的内壁固定连接有丝杠内凸台4a，螺纹杆12外侧边缘固定连接有压片12a，且缓冲弹簧10位于压片12a和丝杠内凸台4a之间，这样设置使得缓冲弹簧10既能起到主动制动中带动踏板随动的作用，又能起到防止压伤驾驶人员脚的作用，压片12a上安装有磁性组件27，磁性组件27的左侧设有位移传感器26，当压片12a前方的挤压弹簧11可以在驾驶员踩踏板的情况下被压缩，磁性组件27可随螺纹杆12运动产生与位移传感器26相对位移，安装座13的右侧设有主缸顶头15，主缸顶头15与螺纹杆12之间设有缓冲垫28，主缸顶头15的外侧边缘套设有回程弹簧14，主缸顶头15右侧边缘开设有单壁槽，可以对配合的回程弹簧14起到配合端的固定作用，结构简单，回程弹簧14为锥弹簧，锥弹簧稳定，锥弹簧的特性曲线是非线性的，可模拟回程时与液压力的配合，主缸顶头15的右侧设有主缸22，主缸22的右侧延伸至第二壳体19的外侧，第二壳体19的后侧设有两个安装螺钉16，且两个安装螺钉16为上下设置，安装螺钉16上套设有第一螺母20和第二螺母21，且第一螺母20位于第二螺母21的左侧。
工作原理：该装置的吊耳1与制动踏板通过销结构相连接，通过安装螺钉16安装固定于车身上，该制动助力装置可实现三种模式：助力制动、主动制动、备份制动，在助力制动时需要驾驶员踩踏板使传感器26与磁性组件27之间产生相对位移，根据位移量的大小控制电机25工作进行助力的大小的调节，主动制动模式下，电机25的运行只接受整车刹车信号的控制，当接受到刹车信号时电机25开始工作，此时传感器26与磁性组件27之间产生的相对位移不会对主动制动过程造成影响，备份制动是当机构出现故障，助力、主动制动模式失效的情况下能够凭借驾驶员踩踏板实现制动的模式，主动制动与助力制动过程中在不同的信号触发电机25的工作后经减速轮系的降速增扭，由中心齿轮8的旋转运动带动丝杠4的直线运动推动导轨9向前运动，其前部的安装座13与主缸顶头15一同被向前推，回程弹簧14被压缩，主缸22的活塞被压入实现建压，助力及主动制动结束后，在回程弹簧14弹力的作用下，机构内各部件被回推复位，备份制动时驾驶员需要用力踩踏板，轴杆2、连接杆5和螺纹杆12被向前推动，安装座13被顶起推动主缸顶头15挤压主缸22的活塞实现建压，回程弹簧14被压缩，各部件回位也是靠回程弹簧14的弹力推回；
机构内缓冲弹簧10被压缩一定的位移量，此时压缩力F1要大于所连接踏板的回位扭簧的扭转力T1，以保证主动制动过程中在内部部件带动踏板前进和回位的过程中踏板不发生抖动，挤压弹簧11的安装时被压缩一定的位移量，而此时挤压弹簧11的压缩力F2不大于回程弹簧14的压缩力F3，避免了驾驶员踩踏板时回程弹簧14就被压缩，影响位移传感器26识别磁性组件27的位移量的变化，并且等于缓冲弹簧10的压缩力F1，以保证机构内部件的稳定；
助力制动模式，其触发需要驾驶员踩制动踏板，踏板推动连接为一体的轴杆2、连接杆5、螺纹杆12向前运动，此时缓冲弹簧10被释放压缩位移X1，挤压弹簧11被再次压缩位移X1，由于磁性组件固定安装在螺纹杆12的压片12a上，其随螺纹杆12再次压缩挤压弹簧11的运动位移相同，又位移传感器固定在安装座13上，在挤压弹簧11完全被压缩之前其相对于在滑轨上的位置不发生相对变化，所以位移传感器26识别的位移变化量就等于挤压弹簧14再次被压缩的位移X1，在此被压缩的位移决定了助力电机25输出参数的值；电机25开始工作后，电机25输出转矩通过过渡齿轮23传递到中心齿轮8，中心齿轮8旋转带动丝杠4直线运动向前推进，丝杠8又推动滑轨9及与滑轨9想连接的安装座13运动，最终主缸顶头15推动主缸22的活塞建压，此时回程弹簧14被压缩一定的位移量；当制动结束后，驾驶员松开踏板，挤压弹簧11再次被压缩的位移X1减小，即位移传感器26感应到的位移变化量减小，电机25的输出参数再次发生变化，回程弹簧14推动建压时的各部件回位或在电机25的作用下在回程的某处停止保持在一定制动力下的持续制动；
主动制动模式，电机25接收到整车刹车信号时开始制动，过渡齿轮26将电机的输出扭矩传递到中心齿轮8上，中心齿轮8将扭矩转化为推力推动丝杠4向前运动，再由丝杠4推动前方的滑轨9、安装座13等向前运动，使主缸顶头15挤压主缸22的活塞实现建压，丝杠4的运动会使丝杠内凸台4a拖动缓冲弹簧10运动继而推动螺纹杆12运动，最终带动踏板运动；当电机25接收到刹车结束的信号后，在电机25及回程弹簧14的作用下，各部件回位主动制动结束，然而主动制动过程中可能出现在驾驶员没有意识到制动开始的情况下，此时驾驶员的脚极有可能处于制动踏板的下方，为避免机构运动带动踏板压伤驾驶员的脚，当踏板受到脚等物体卡滞时，螺纹杆12、连接杆2及吊耳1随踏板停止运动，而此机构中丝杠内凸台4a与螺纹杆12的压片之间放置的缓冲弹簧10被压缩，使丝杠4仍能够继续向前运动实现建压，但存在缓冲弹簧10的缓冲作用不会对驾驶员的脚造成大的伤害，保证驾驶人员的安全，主动制动时踏板的随动，消除了再次踩踏板时的空行程，即使驾驶人员在下意识去踩踏板时也不会因存在空行程造成心里的恐慌；
备份制动模式，当机构或整车电气系统失效时，驾驶员需要用力踩制动踏板推动主缸22的活塞建压，在此过程中，驾驶员踩踏板时经吊耳1与连接杆2将踏板力传到螺纹杆12的压片12a上，继而使挤压弹簧11被压缩，当挤压弹簧11被压缩后的力F4大于回程弹簧14的初始压缩力F3时，就会推动安装座13沿滑轨9上的导向台9a向前运动，最终带动主缸顶头15推动主缸22的活塞实现备份制动，回程时回位弹簧14推动安装座13沿导向台9a回位，螺纹杆12和后部连接部件、踏板在挤压弹簧11及踏板回位扭簧的扭转力下回位，在备份制动过程中不需要丝杠4及滑轨9运动。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种汽车电子制动助力装置，包括吊耳(1)，其特征在于：所述吊耳(1)的右侧设有轴杆(2)，所述轴杆(2)的右侧从左至右依次设有防尘罩(3)、第一壳体(17)、第二壳体(19)和主缸(22)，所述轴杆(2)的右端延伸贯穿防尘罩(3)，且延伸至防尘罩(3)的内腔，并设有连接杆(5)，所述连接杆(5)的右端设有螺纹杆(12)，所述连接杆(5)和螺纹杆(12)的外侧边缘共同套设有丝杠(4)，所述丝杠(4)的外侧边缘套设有中心齿轮(8)，且所述中心齿轮(8)外靠左处套设有轴承(7)，所述轴承(7)的外侧边缘套设有轴承保护罩(6)，所述中心齿轮(8)的上方设有与之相互啮合的过渡齿轮(23)，所述过渡齿轮(23)的上方设有与之相互啮合的主动齿轮(24)，所述第一壳体(17)的顶部设有电机(25)，所述电机(25)的动力输出端与主动齿轮(24)固定连接，所述螺纹杆(12)的右端依次设有滑轨(9)和安装座(13)，所述安装座(13)靠近滑轨(9)的一侧设有限位板(13a)，所述滑轨(9)上设有两个滑块(18)，所述螺纹杆(12)的右端延伸至安装座(13)的内腔，并依次套设有缓冲弹簧(10)和挤压弹簧(11)，所述安装座(13)的右侧设有主缸顶头(15)，所述主缸顶头(15)与螺纹杆(12)之间设有缓冲垫(28)，所述主缸顶头(15)的外侧边缘套设有回程弹簧(14)，所述主缸顶头(15)的右侧设有主缸(22)，所述主缸(22)的右侧延伸至第二壳体(19)的外侧，所述第二壳体(19)的后侧设有两个安装螺钉(16)，且两个所述安装螺钉(16)为上下设置，所述安装螺钉(16)上套设有第一螺母(20)和第二螺母(21)，且所述第一螺母(20)位于第二螺母(21)的左侧。
2.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述丝杠(4)的内壁固定连接有丝杠内凸台(4a)，所述螺纹杆(12)外侧边缘固定连接有压片(12a)，且所述缓冲弹簧(10)位于压片(12a)和丝杠内凸台(4a)之间。
3.根据权利要求2所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述压片(12a)上安装有磁性组件(27)，所述磁性组件(27)的左侧设有位移传感器(26)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述连接杆(5)的外侧边缘开设有外螺纹(5a)，且所述外螺纹(5a)靠近连接杆(5)的右端，所述螺纹杆(12)左端内侧边缘开设有内螺纹(12b)，且所述内螺纹(12b)与外螺纹(5a)相互啮合。
5.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述中心齿轮(8)中心处开设有四线螺纹线。
6.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述滑轨(9)顶部设有两个导向台(9a)。
7.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述滑轨(9)底部与丝杠(4)顶部分别设有四爪凸台(9b)与四爪凹槽(4b)，且所述四爪凸台(9b)与四爪凹槽(4b)相互匹配。
8.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述主缸顶头(15)右侧边缘开设有单壁槽。
9.根据权利要求1所述的一种汽车电子制动助力装置，其特征在于：所述回程弹簧(14)为锥弹簧。
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