CN113997918B - 一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，属于汽车制动领域。齿轮与传动螺母转动连接，传动螺母与螺杆组件螺纹连接，阀体部件与螺杆组件间隙配合、滑动连接，螺杆组件与支架通过卡扣固定连接，位移传感器部件中的位移传感器与支架固定连接，阀体部件的磁铁与位移传感器间隙配合，并且相对轴向滑动，磁铁与位移传感器相对滑动产生相对位移，生成位移信号，用于控制电机动作。优点在于结构新颖，可避免由于密封不良导致的失效模式，并且其使用机械作为解耦形式，可靠性更强，可实现机械全解耦，使助力器在汽车制动能量回收时，为车辆带来更大的续航，是未来行车制动系统发展的趋势。

Description

一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件

技术领域

本发明属于汽车制动领域，尤其涉及一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件。

背景技术

在以往的汽车电子制动助力器产品中，如博世Ibooster等产品，使用完全机械连接的方式，及驾驶员踏板直接连接助力器，助力器与制动主缸亦机械连接。此方式导致在车辆制动能量回收时，制动助力器无法完成全解耦，以至于制动器需要与ESC配合进行制动能量回收，制动脚感差，回收效率低。

目前市场中的解耦形式的电控助力器，通常通过控制电磁阀开闭，进而进行液压全解耦，由于密封不良导致模式失效。

发明内容

本发明提供一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，以解决目前存在的无法实现机械全解耦，以及液压全解耦时密封不良导致模式失效的问题。

本发明采取的技术方案是：包括支架、阀体部件、螺杆组件、传动螺母、齿轮和位移传感器部件，其中齿轮与传动螺母转动连接，传动螺母与螺杆组件螺纹连接，阀体部件与螺杆组件间隙配合、滑动连接，螺杆组件与支架通过卡扣固定连接，位移传感器部件中的位移传感器与支架固定连接，阀体部件的磁铁与位移传感器间隙配合，并且相对轴向滑动，磁铁与位移传感器相对滑动产生相对位移，生成位移信号，用于控制电机动作。

本发明所述支架采用具有韧性塑料材质。

本发明所述阀体部件包括磁铁组件、弹簧组件、电磁阀组件、阀杆，其中电磁阀组件与阀杆前端铆接，弹簧组件下端与电磁阀组件固定连接、上端与磁铁组件铆接，磁铁固定连接在磁铁组件边缘。

发明所述电磁阀组件包括包括壳盖、永磁铁、隔磁铜座、衔铁、导磁套、线圈、小弹簧、销钉、销钉镶件、定镶件、动镶件、轴承、弹簧、底座，其中壳盖与底座激光焊接为一体，永磁铁与壳盖过盈铆接为一体，衔铁与隔磁铜座过盈铆接为一体，其在铜质导磁套内自由滑动，导磁套与线圈过盈装配为一体，线圈过渡装配在底座内，销钉与底座为间隙配合，其可在底座的孔内自由滑动，小弹簧套接在销钉外部，定镶件与底座过盈装配为一体，销钉镶件和动镶件与定镶件间隙装配，轴承在弹簧压紧力作用下紧贴动镶件。

本发明所述的壳盖、衔铁、底座采用电磁纯铁材料。

本发明所述的销钉镶件、定镶件、动镶件采用塑料材质。

本发明所述的底座，其底部为奇数个与销钉配合的孔。

本发明所述的底座底部与销钉配合的孔数为5个。

本发明所述传动螺母选择聚丙烯、聚甲醛、聚醚醚酮。

本发明所述传动螺母与螺杆组件的螺纹均为非自锁螺纹。

本发明的优点在于结构新颖，在制动助力器内部集成由电磁阀控制的中心部件，此部件可实现机械全解耦，即驾驶员踏板与制动主缸机械分离。当车辆需要制动能量回收时，驾驶员脚感由弹簧构成的行程模拟器模拟，助力器可不进行或少量制动；当助力器电机损坏时，通过中心部件电磁阀的脉冲推力可将全解耦的机械部件变为刚性连接，此时驾驶员可直接通过制动踏板将车辆减速，相比液压全解耦，其可大大避免由于密封不良导致的失效模式，并且其使用机械作为解耦形式，可靠性更强，可实现机械全解耦，使助力器在汽车制动能量回收时，为车辆带来更大的续航，是未来行车制动系统发展的趋势。

采用本发明的电子制动助力器使用电机作为动力源代替传统真空源，用电机助力代替真空助力，使用可全解耦的机械机构作为机械分离与耦合控制，电机输出动力经过二级斜齿轮减速机构和螺母、螺杆机构最终将旋转运动变化为直线运动，为驾驶员制动提供助力。与传统真空助力装置相比拥有反应速度快、机械结构简单、鲁棒性强等特点。加入控制系统后，助力装置可实现主动启动，为制动主缸提供推力，形成制动力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的I部放大图；

图3是本发明阀体部件的结构示意图；

图4是本发明阀体部件的剖视图；

图5是本发明电磁阀组件的结构示意图；

图6是本发明螺杆组件的结构示意图；

图7是本发明支架外部的结构示意图；

图8是本发明支架内部的结构示意图；

图9是本发明所用的正常状态机构视图；

图10是本发明所用的电机失效状态机构视图。

图11是本发明应用于电子制动助力器的总成图。

具体实施方式

如图1所示，包括支架1、阀体部件2、螺杆组件3、传动螺母4、齿轮5和位移传感器部件6，其中齿轮5与传动螺母4转动连接，传动螺母4与螺杆组件3螺纹连接，阀体部件2与螺杆组件3间隙配合、滑动连接，螺杆组件3与支架1通过卡扣固定连接，位移传感器部件6中的位移传感器601与支架1固定连接，阀体部件2的磁铁205与位移传感器601间隙配合，并且相对轴向滑动，磁铁205与位移传感器601相对滑动产生相对位移，生成位移信号，用于控制电机动作。

本发明所述支架1采用具有韧性塑料材质：尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯，通过卡扣过盈配合体积较小的金属螺杆组件3，使机构整体质量较轻。

如图3、4所示，本发明所述阀体部件2包括磁铁组件201、弹簧组件202、电磁阀组件203、阀杆204，其中电磁阀组件203与阀杆204前端铆接，弹簧组件202下端与电磁阀组件203固定连接、上端与磁铁组件201铆接，磁铁205固定连接在磁铁组件201边缘。

如图5所示，发明所述电磁阀组件203包括包括壳盖20301、永磁铁20302、隔磁铜座20303、衔铁20304、导磁套20305、线圈20306、小弹簧20307、销钉20308、销钉镶件20309、定镶件20310、动镶件20311、轴承20312、弹簧20313、底座20314，其中壳盖20301与底座20314激光焊接为一体，永磁铁20302与壳盖20301过盈铆接为一体，衔铁20304与隔磁铜座20303过盈铆接为一体，其在铜质导磁套20305内自由滑动，导磁套20305与线圈20306过盈装配为一体，线圈20306过渡装配在底座20314内，销钉20308与底座20314为间隙配合，其可在底座20314的孔内自由滑动，小弹簧20307套接在销钉20308外部，定镶件20310与底座20314过盈装配为一体，销钉镶件20309和动镶件20311与定镶件20310间隙装配，轴承20312在弹簧20313压紧力作用下紧贴动镶件20311。

本发明所述的壳盖20301、衔铁20304、底座20314采用电磁纯铁材料。

本发明所述的销钉镶件20309、定镶件20310、动镶件20311采用塑料材质。

本发明所述的底座20314，其底部为奇数个与销钉20308配合的孔，另有奇数个与其对应的加工孔，以便实现机加工可行性。

本发明所述的底座20314底部与销钉20308配合的孔数为5个。

本发明所述传动螺母4选择聚丙烯、聚甲醛、聚醚醚酮，使其与金属螺杆组件3配合产生尽可能小的摩擦力；

本发明所述传动螺母4与螺杆组件3的螺纹均为非自锁螺纹，机构助力完成后，在回位弹簧704的作用下，可以将机构压回初始位置。

工作原理

与以往的汽车电子制动助力器产品不同，本发明的可机械全解耦的电子制动助力器，使用机械解耦的设计方式，用机械结构进行系统耦合与分离控制。

如图11所示，将本发明安装在可机械全解耦的电子制动助力器7中，助力器上壳体702与下壳体717通过密封胶相连接，制动主缸701与上壳体702通过螺纹连接，下壳体717与轴承709通过间隙配合连接并通过挡圈限位，轴承套710与轴承709过盈卡和，防尘罩711与轴承套710过盈装配；

回动簧座708与阀杆204铆接为一体，将回动簧718卡和在中间，起到支撑作用，反馈盘707与支架1过盈装配为一体，回位弹簧704、护圈706、主缸推杆705、支架1之间皆为间隙配合；

传动轴715与齿轮716过盈铆接，齿轮轴712通过轴承713与齿轮714转动连接，齿轮714与齿轮716和齿轮5相啮合；

当驾驶员踩下制动踏板时，踏板与阀杆204相连接，在弹簧组件202的传递作用下，磁铁组件201向上移动，磁铁205与位移传感器601出现位移差。此时电机启动，电机通过齿轮716、齿轮714将扭矩传递至齿轮5，再由传动螺母4、带动螺杆组件3，由于导向杆703抑制支架1旋转，系统整体向上做直线运动，消除磁铁205与位移传感器601的位移差，完成制动助力，解除制动与之相反。

制动过程中，由于阀体部件2内部存在弹簧组件202，驾驶员踏板输入并未直接与反馈盘707和主缸推杆706连接，即驾驶员输入力并未直接输出至制动主缸701，弹簧组件202起到制动踏板脚感的模拟作用。

当电子制动助力器出现助力异常时(电机损坏、控制程序异常或车辆供电异常等现象)，控制器输出脉冲信号至电磁阀组件203，

线圈20306在电流作用下将衔铁20304磁化，由于衔铁与永磁铁间有隔磁铜座20303相隔，永磁铁20302与衔铁20304不会相互磁化，衔铁20304在永磁铁20302作用下，沿导磁套20305向下运动，衔铁20304下压销钉镶件20309沿定镶件20310向下运动，将动镶件20311推至一定距离，使其与定镶件卡槽分离，同时衔铁20302将5个销钉20308向外推出，销钉20308进入螺杆组件3的销钉槽里，将阀体部件2与螺杆组件3连接为一体，此时助力器由机械分离变为耦合状态，驾驶员踏板输入力作用在本发明上，推动制动主缸701前进，形成制动。

当驾驶员踩制动踏板时，弹簧组件202推动磁铁组件201移动，完成助力，此时机械机构处于分离状态，驾驶员输入力不会作用在制动主缸上。当出现助力失效状态时，控制器发出脉冲电压，使电磁阀组件203启动，推出销钉20308，销钉20308与螺杆组件3中的导向槽相啮合，此时机械机构处于耦合状态，驾驶员输入力可通过销钉20308传递至本发明，进一步传递至制动主缸701，为车辆提供制动。

当驾驶员踩下制动踏板，踏板连接阀杆204，带动弹簧组件202、磁铁组件201运动，磁铁205与位移传感器组件6中的位移传感器601产生位移差，由于磁铁磁场变化造成信号差，电机接收信号后启动，带动齿轮5和传动螺母4转动，螺杆组件3带动支架1、位移传感器601直线运动，当位移传感器601运动到与磁铁205平齐时，信号归零，电机停止转动，当驾驶员抬起制动踏板后，出现反向信号，电机反向启动，直至回到原点。

由于机械机构在正常工作状态下处于解耦状态，助力器可与整车匹配实现制动能量回收，当驾驶员踩制动踏板，请求制动需求时，制动系统可判断制动助力器所需的电机助力，此时驾驶员踏板力传递至弹簧组件2中，并由弹簧组件2对驾驶员踏板脚感进行匹配，满足舒适驾驶需求。

Claims (8)

1.一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：包括支架、阀体部件、螺杆组件、传动螺母、齿轮和位移传感器部件，其中齿轮与传动螺母转动连接，传动螺母与螺杆组件螺纹连接，阀体部件与螺杆组件间隙配合、滑动连接，螺杆组件与支架通过卡扣固定连接，位移传感器部件中的位移传感器与支架固定连接，阀体部件的磁铁与位移传感器间隙配合，并且相对轴向滑动，磁铁与位移传感器相对滑动产生相对位移，生成位移信号，用于控制电机动作；

所述阀体部件包括磁铁组件、弹簧组件、电磁阀组件、阀杆，其中电磁阀组件与阀杆前端铆接，弹簧组件下端与电磁阀组件固定连接、上端与磁铁组件铆接，磁铁固定连接在磁铁组件边缘；

所述电磁阀组件包括包括壳盖、永磁铁、隔磁铜座、衔铁、导磁套、线圈、小弹簧、销钉、销钉镶件、定镶件、动镶件、轴承、弹簧、底座，其中壳盖与底座激光焊接为一体，永磁铁与壳盖过盈铆接为一体，衔铁与隔磁铜座过盈铆接为一体，其在铜质导磁套内自由滑动，导磁套与线圈过盈装配为一体，线圈过渡装配在底座内，销钉与底座为间隙配合，其可在底座的孔内自由滑动，小弹簧套接在销钉外部，定镶件与底座过盈装配为一体，销钉镶件和动镶件与定镶件间隙装配，轴承在弹簧压紧力作用下紧贴动镶件；

当驾驶员踩制动踏板时，阀体部件内部弹簧组件推动磁铁组件移动，完成助力，弹簧组件起到制动踏板脚感的模拟作用；当出现助力失效状态时，电磁阀组件启动，线圈在电流作用下将衔铁磁化，由于衔铁与永磁铁间有隔磁铜座相隔，永磁铁与衔铁不会相互磁化，衔铁在永磁铁作用下，沿导磁套向下运动，衔铁下压销钉镶件沿定镶件向下运动，将动镶件推至一定距离，使其与定镶件卡槽分离，同时衔铁将5个销钉向外推出，销钉进入螺杆组件的销钉槽里，将阀体部件与螺杆组件连接为一体，此时助力器由机械分离变为耦合状态，驾驶员踏板输入力作用在支架上，推动制动主缸前进，形成制动。

2.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述支架采用具有韧性塑料材质。

3.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述的壳盖、衔铁、底座采用电磁纯铁材料。

4.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述的销钉镶件、定镶件、动镶件采用塑料材质。

5.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述的底座，其底部为奇数个与销钉配合的孔。

6.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述的底座底部与销钉配合的孔数为5个。

7.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述传动螺母选择聚丙烯、聚甲醛、聚醚醚酮。

8.根据权利要求1所述的一种可机械全解耦的电子制动助力器的中心部件，其特征在于：所述传动螺母与螺杆组件的螺纹均为非自锁螺纹。