CN114043968A - 一种电子机械助力制动系统的建压机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆工程技术领域，具体为一种电子机械助力制动系统的建压机构，包括电机，主缸和制动助力系统总成；制动助力系统总成主要包括第一壳体，第一轴，第一回位弹簧，第一脚感弹簧，顶杆，第二壳体，橡胶垫，顶杆座，调整座，第三壳体，第一传感器齿轮，托盘，第一传感器齿条，第一拨叉，大锥齿轮，第一角接触轴承，第四壳体，螺杆，第一螺母，垫圈，滚珠丝杠，连杆座，连杆，尼龙垫，缓冲垫，前连接杆，第三脚感弹簧，第二角接触轴承，小锥齿轮，轴挡圈，键，其结构合理，实现了驾驶踏板与车轮之间的解耦，保证了驾驶员良好的踏板感觉，同时具备主动制动功能需求的主动建压能力。

Description

一种电子机械助力制动系统的建压机构
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，具体为一种电子机械助力制动系统的建压机构。
背景技术
近年来，新能源汽车与智能化技术得到了快速发展，这对制动系统提出了新的要求。一方面，要求现代制动系统能够实现驾驶踏板与车轮之间的解耦，以保证在制动能量回收的前体下驾驶员能够获得良好的踏板感觉；另一方面，要求现代制动系统具备主动制动功能，以满足自动紧急制动等智能辅助驾驶系统的需求。目前应用最广泛的制动系统为电子机械助力制动系统，传统的电子机械助力制动系统由于不能实现完全解耦，难以满足上述要求。
为此，我们提出一种新型的电子机械助力制动系统的建压机构解决上述问题。
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。
鉴于现有电子机械助力制动系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种电子机械助力制动系统的建压机构，实现了驾驶踏板与车轮之间的解耦，保证了驾驶员良好的踏板感觉，同时具备主动制动功能需求的主动建压能力。
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：
一种电子机械助力制动系统的建压机构，其包括电机，主缸和制动助力系统总成；
制动助力系统总成主要包括第一壳体，第一轴，第一回位弹簧，第一脚感弹簧，顶杆，第二壳体，橡胶垫，顶杆座，调整座，第三壳体，第一传感器齿轮，托盘，第一传感器齿条，第一拨叉，大锥齿轮，第一角接触轴承，第四壳体，螺杆，第一螺母，垫圈，滚珠丝杠，连杆座，连杆，尼龙垫，缓冲垫，前连接杆，第三脚感弹簧，第二角接触轴承，小锥齿轮，轴挡圈，键，第三角接触轴承，第四角接触轴承，第一垫圈，缓冲垫，丝杠，第二螺母，第二脚感弹簧，第一螺钉，第一拨叉，第二传感器齿条，脚感弹簧架，第二垫圈，第二螺钉，托盘架，第一滚针轴承，挡片，第二轴，轴挡圈，第二滚针轴承，传感器，第二传感器齿轮。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：第一轴为电机的输出轴，通过第二角接触轴承、第三角接触轴承安装在第一壳体中。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：小齿轮与第一轴通过键连接，大齿轮与螺母为一体制成，通过第一角接触轴承、第二滚针轴承安装在第四壳体中，滚珠丝杠安装在大齿轮及螺母中。。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：第一传感器齿条与第一传感器齿轮啮合，并通过第一拨叉安装在滚珠丝杠上；第二轴通过第一滚针轴承安装在第三壳体的滑动槽中，通过第一螺钉与托盘架固连，并与滚珠丝杠的端面接触。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：托盘架与顶杆座端面接触；前连接杆安装在滚珠丝杠中，通过尼龙垫、缓冲垫与连杆的球头端铰接；丝杆通过第四角接触轴承、第二螺母安装在前连接杆中，第三脚感弹簧安装在第二螺母与前连接杆之间；调整座安装在脚感弹簧架中，第二脚感弹簧安装在调整座和第二螺母之间。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：顶杆安装在顶杆座的中心孔中，第一脚感弹簧安装在顶杆座和第二壳体之间；第二传感器齿条通过第一拨叉安装在前连接杆上；托盘与托盘架相连，第一回位弹簧安装在托盘与第二壳体之间。
作为本发明所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构的一种优选方案，其中：第一壳体、第二壳体、第三壳体与第四壳体之间通过螺杆，第一螺母及垫圈连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，本发明公开了一种电子机械助力制动系统的建压机构，相比于传统电子机械助力制动系统，本发明无反馈盘，实现了驾驶踏板与车轮之间的完全解耦。
2，本发明公开了一种踏板感觉模拟机构，集成于减压机构壳体中，不需要额外的踏板感觉模拟器及隔离阀等机构。
3，本发明公开了一种电子机械助力制动系统的建压机构的失效备份机构，当系统失效时可通过人力消除间隙，踏板力直接作用于主缸保证建压能力。
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是本发明制动助力系统的整体结构图。
图2是本发明制动助力系统的建压总成结构示意图。
图3是本发明制动助力系统的建压总成结构示意图。
图1中，1电机，6主缸，53传感器，54制动助力系统总成。
图2中，2第一壳体，3第一轴，4第一回位弹簧，5第一脚感弹簧，7顶杆，8第二壳体，9橡胶垫，10顶杆座，11调整座，12第三壳体，13第一传感器齿轮，14托盘，15第一传感器齿条，16第一拨叉，17大锥齿轮，18第一角接触轴承，19第四壳体，20螺杆，21第一螺母，22垫圈，23滚珠丝杠，24连杆座，25连杆，26尼龙垫，27缓冲垫，28前连接杆，29第三脚感弹簧，30第二角接触轴承，31小锥齿轮，32轴挡圈，33键，34第三角接触轴承。
图3中，35第四角接触轴承，36第一垫圈，37缓冲垫，38丝杠，39第二螺母，40第二脚感弹簧，41第一螺钉，42第一拨叉，43第二传感器齿条，44脚感弹簧架，45第二垫圈，46第二螺钉，47托盘架，48第一滚针轴承，49挡片，50第二轴，51轴挡圈，52第二滚针轴承，55第二传感器齿轮。
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。
实施例1
一种电子机械助力制动系统的建压机构，其包括电机1，主缸6和制动助力系统总成54；
制动助力系统总成54主要包括第一壳体2，第一轴3，第一回位弹簧4，第一脚感弹簧5，顶杆7，第二壳体8，橡胶垫9，10顶杆座，11调整座，12第三壳体，13第一传感器齿轮，14托盘，第一传感器齿条15，第一拨叉16，大锥齿轮17，第一角接触轴承18，第四壳体19，螺杆20，第一螺母21，垫圈22，滚珠丝杠23，连杆座23，连杆25，尼龙垫26，缓冲垫27，前连接杆28，第三脚感弹簧29，第二角接触轴承30，小锥齿轮31，轴挡圈32，键33，第三角接触轴承34，第四角接触轴承35，第一垫圈36，缓冲垫37，丝杠38，第二螺母39，第二脚感弹簧40，第一螺钉41，第一拨叉42，第二传感器齿条43，脚感弹簧架44，第二垫圈45，第二螺钉46，托盘架47，第一滚针轴承48，挡片49，第二轴50，轴挡圈51，第二滚针轴承52，传感器53，第二传感器齿轮55。
具体的，第一轴3为电机1的输出轴，通过第二角接触轴承30、第三角接触轴承34安装在第一壳体2中。
具体的，小齿轮31与第一轴3通过键33连接，大齿轮17与螺母为一体制成，通过第一角接触轴承18、第二滚针轴承52安装在第四壳体19中，滚珠丝杠23安装在大齿轮17及螺母中。。
具体的，第一传感器齿条15与第一传感器齿轮13啮合，并通过第一拨叉16安装在滚珠丝杠23上；第二轴50通过第一滚针轴承48安装在第三壳体12的滑动槽中，通过第一螺钉41与托盘架47固连，并与滚珠丝杠23的端面接触。
具体的，托盘架47与顶杆座10端面接触；前连接杆28安装在滚珠丝杠23中，通过尼龙垫26、缓冲垫27与连杆25的球头端铰接；丝杆38通过第四角接触轴承35、第二螺母39安装在前连接杆28中，第三脚感弹簧29安装在第二螺母39与前连接杆28之间；调整座11安装在脚感弹簧架44中，第二脚感弹簧40安装在调整座11和第二螺母39之间。
具体的，顶杆7安装在顶杆座10的中心孔中，第一脚感弹簧5安装在顶杆座10和第二壳体8之间；第二传感器齿条43通过第一拨叉42安装在前连接杆28上；托盘14与托盘架47相连，第一回位弹簧4安装在托盘14与第二壳体8之间。
具体的，第一壳体2、第二壳体8、第三壳体12与第四壳体19之间通过螺杆20，第一螺母21及垫圈连接22。
工作原理
本发明的工作原理可分为正常工作模式和失效备份模式两种模式下的工作原理。
本发明正常工作模式的工作原理为：
驾驶员踩下制动踏板推动连杆25，带动前连接杆28及丝杠38平动。同时，第二传感器齿条43通过第二拨叉42随连杆25同步移动，带动第二传感器齿轮55转动。传感器53读取第二传感器齿轮55的转角并转换为连杆位移。小锥齿轮31通过键33随电机1输出轴转动，带动大锥齿轮17转动。大锥齿轮17上的螺母带动滚柱丝杠23平动。滚柱丝杠23推动托盘架47，从而推动顶杆7使主缸6产生压力。第一传感器齿条15通过第一拨叉16随滚珠丝杠23平动，带动第一传感器齿轮13转动。传感器53读取第一传感器齿轮13的转角并转换为顶杆7(23滚珠丝杠)位移。控制器读取传感器53采集的丝杠38位移和顶杆7位移，传递给上层控制器。上层控制器保证丝杠38和顶杆7间的位移差以保证踏板与主缸解耦。
本发明失效备份模式的工作原理为：
驾驶员踩下制动踏板推动连杆25，带动28前连接杆及丝杠38平动。丝杠38平动并逐渐消除其与连杆7之间的位移差，最终直接推动连杆7产生主缸压力。
另外，本发明踏板感觉的产生原理为：
前连接杆28与通过第三脚感弹簧29连接。调整座11及脚感弹簧架44通过第二脚感弹簧40连接。脚感弹簧架44与第二壳体8通过第一脚感弹簧5连接。第三脚感弹簧29、第二脚感弹簧40与第一脚感弹簧5刚度依次增大数倍。当驾驶员踩下制动踏板推动连杆25，带动前连接杆28移动。在踏板位移增加的第一阶段，由于第三脚感弹簧29刚度远小于第二脚感弹簧40与第一脚感弹簧5，此过程可视为仅有第三脚感弹簧29被压缩，直至前连接杆28之间的间隙完全消除，此阶段的刚度约等于第三脚感弹簧29刚度。在踏板位移增加的第二阶段，由于第二脚感弹簧40刚度远小于第一脚感弹簧5，此过程可视为仅有第二脚感弹簧40被压缩，直至脚感弹簧架44之间的间隙完全消除，此阶段的刚度约等于第二脚感弹簧40的刚度。在踏板位移增加的第三阶段，只有第一脚感弹簧5被压缩，此阶段刚度约等于第一脚感弹簧5刚度。以上原理使本发明的踏板力踏板位移特性贴近真空助力器助力特性，更符合驾驶员的驾驶习性。
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 (7)

1.一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：包括电机(1)，主缸(6)和制动助力系统总成(54)；
制动助力系统总成(54)主要包括第一壳体(2)，第一轴(3)，第一回位弹簧(4)，第一脚感弹簧(5)，顶杆(7)，第二壳体(8)，橡胶垫(9)，10顶杆座，11调整座，12第三壳体，13第一传感器齿轮，14托盘，第一传感器齿条(15)，第一拨叉(16)，大锥齿轮(17)，第一角接触轴承(18)，第四壳体(19)，螺杆(20)，第一螺母(21)，垫圈(22)，滚珠丝杠(23)，连杆座(23)，连杆(25)，尼龙垫(26)，缓冲垫(27)，前连接杆(28)，第三脚感弹簧(29)，第二角接触轴承(30)，小锥齿轮(31)，轴挡圈(32)，键(33)，第三角接触轴承(34)，第四角接触轴承(35)，第一垫圈(36)，缓冲垫(37)，丝杠(38)，第二螺母(39)，第二脚感弹簧(40)，第一螺钉(41)，第一拨叉(42)，第二传感器齿条(43)，脚感弹簧架(44)，第二垫圈(45)，第二螺钉(46)，托盘架(47)，第一滚针轴承(48)，挡片(49)，第二轴(50)，轴挡圈(51)，第二滚针轴承(52)，传感器(53)，第二传感器齿轮(55)。
2.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：第一轴(3)为电机(1)的输出轴，通过第二角接触轴承(30)、第三角接触轴承(34)安装在第一壳体(2)中。
3.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：小齿轮(31)与第一轴(3)通过键(33)连接，大齿轮(17)与螺母为一体制成，通过第一角接触轴承(18)、第二滚针轴承(52)安装在第四壳体(19)中，滚珠丝杠(23)安装在大齿轮(17)及螺母中。
4.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：第一传感器齿条(15)与第一传感器齿轮(13)啮合，并通过第一拨叉(16)安装在滚珠丝杠(23)上；第二轴(50)通过第一滚针轴承(48) 安装在第三壳体(12)的滑动槽中，通过第一螺钉(41)与托盘架(47)固连，并与滚珠丝杠(23)的端面接触。
5.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：托盘架(47)与顶杆座(10)端面接触；前连接杆(28)安装在滚珠丝杠(23)中，通过尼龙垫(26)、缓冲垫(27)与连杆(25)的球头端铰接；丝杆(38)通过第四角接触轴承(35)、第二螺母(39)安装在前连接杆(28)中，第三脚感弹簧(29)安装在第二螺母(39)与前连接杆(28)之间；调整座(11)安装在脚感弹簧架(44)中，第二脚感弹簧(40)安装在调整座(11)和第二螺母(39)之间。
6.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：顶杆(7)安装在顶杆座(10)的中心孔中，第一脚感弹簧(5)安装在顶杆座(10)和第二壳体(8)之间；第二传感器齿条(43)通过第一拨叉(42)安装在前连接杆(28)上；托盘(14)与托盘架(47)相连，第一回位弹簧(4)安装在托盘(14)与第二壳体(8)之间。
7.根据权利要求1所述的一种电子机械助力制动系统的建压机构，其特征在于：第一壳体(2)、第二壳体(8)、第三壳体(12)与第四壳体(19)之间通过螺杆(20)，第一螺母(21)及垫圈连接(22)。
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