CN208119137U - 一种电动助力制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动助力制动装置，属于汽车制动技术领域，包括：电动助力组件、踏板推杆、控制缸体、橡胶反作用盘、制动主缸、主缸推杆及主缸活塞；所述踏板推杆同轴安装在控制缸体内；控制缸体的端部同轴固定有橡胶反作用盘；所述主缸推杆的一端与橡胶反作用盘相对，另一端通过主缸活塞安装在制动主缸内；所述电动助力组件用于检测踏板推杆的位移，并通过控制控制缸体推动橡胶反作用盘向制动主缸的方向运动，橡胶反作用盘将来自踏板推杆的制动力和来自控制缸体的制动力耦合起来推动主缸推杆向制动主缸的方向运动；本实用新型能够感知驾驶员踩制动踏板力度，进而控制电机通过集成的机械结构推动主缸活塞实现电动助力制动。

Description

一种电动助力制动装置

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，具体涉及一种电动助力制动装置。

背景技术

传统的汽车伺服制动系统依赖真空助力器进行制动助力，真空助力的真空源是发动机进气歧管。但真空助力设备系统复杂，生产成本高。

传统的真空助力制动系统由于制动助力比不可以调整，因此在同一款辆车型上只能实现一种驾驶风格的制动模式，即制动力度与制动踏板的位移是唯一的对应关系，驾驶模式单一。

在无人驾驶系统、预碰撞系统和自适应巡航系统中需要制动系统具有主动制动的功能，而传统的制动系统则无法实现主动制动功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动助力制动装置，能够感知驾驶员踩制动踏板力度，进而控制电机通过集成的机械结构推动主缸活塞实现电动助力制动，并反馈给驾驶员良好踏板感觉。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种电动助力制动装置，包括：电动助力组件、踏板推杆、控制缸体、橡胶反作用盘、制动主缸、回位弹簧、主缸推杆及主缸活塞；

所述踏板推杆的一端与汽车的踏板机构连接，另一端同轴安装在控制缸体内，能够在控制缸体内沿其轴向移动；控制缸体的端部同轴固定有橡胶反作用盘；当不制动时，踏板推杆与橡胶反作用盘不接触，当制动时，踏板推杆移动至与橡胶反作用盘接触后，推动橡胶反作用盘运动；

所述主缸推杆的一端与橡胶反作用盘相对，另一端通过主缸活塞安装在制动主缸内；回位弹簧的一端与固定在控制缸体端部的安装件固接，另一端抵触在制动主缸的端面，回位弹簧处于压缩状态，使主缸推杆抵触在橡胶反作用盘上；

所述电动助力组件用于检测踏板推杆的位移，并通过控制控制缸体推动橡胶反作用盘向制动主缸的方向运动，橡胶反作用盘将来自踏板推杆的制动力和来自控制缸体的制动力耦合起来推动主缸推杆向制动主缸的方向运动，通过主缸活塞对制动主缸内的空腔进行压缩建压。

进一步的，所述电动助力组件包括：电机、蜗轮、蜗杆、丝杠、丝杠螺母、踏板位移传感器及控制模块；

所述踏板位移传感器用于检测踏板推杆的位移，并将踏板推杆的位移信号发送给控制模块，控制模块接收到所述位移信号后，控制电机工作；

所述电机的输出轴同轴固定有蜗杆；蜗轮同轴固定在丝杠螺母外部，且蜗轮与蜗杆啮合；丝杠套装在踏板推杆外部，并与丝杠螺母配合，且丝杠的端面与控制缸体未固定有橡胶反作用盘的端部相抵触。

进一步的，所述踏板推杆由通过球头铰接的踏板推杆A和踏板推杆B组成。

进一步的，所述踏板推杆的中部设有环形的限位凸台，当踏板推杆向制动主缸的方向运动使得所述限位凸台与控制缸体的端面接触时，带动控制缸体一同运动。

进一步的，所述踏板推杆的外部安装有制动弹簧，制动弹簧的两端分别与套装在踏板推杆中部的踏板推杆垫片及控制缸体空腔内设有的环形凸台相抵触，制动弹簧处于压缩状态，产生的预紧力为设定值。

进一步的，所述主缸推杆由顺序同轴对接的主缸推杆A、主缸推杆B及主缸推杆C组成；主缸推杆B的一端与主缸推杆A球头铰接，另一端与主缸推杆C螺纹连接。

进一步的，所述主缸推杆外圆周面的安装件为回位弹簧连接壳体，回位弹簧连接壳体固定在主缸推杆的外圆周面，并套装在控制缸体端部的外圆周面上。

进一步的，所述丝杠螺母通过轴承安装在电机的支撑架上。

有益效果：(1)本实用新型通过踏板位移传感器采集到驾驶员的制动意图后，通过控制模块控制电机工作，使控制缸体和踏板推杆一起推动主缸活塞，给制动主缸建立压力，实现制动过程中的电动助力。

(2)本实用新型的控制模块能够与无人驾驶系统、预碰撞系统、自适应巡航系统进行通讯，在需要的情况下，可以在非驾驶员操作的情况下由控制模块接收到制动指令后直接驱动电机，控制控制缸体推动橡胶反作用盘，橡胶反作用盘通过主缸推杆及主缸活塞给制动主缸建立压力，迅速产生维持车辆安全运行的制动力度，实现主动制动。

(3)本实用新型电动助力失效，即电机不能工作时，踏板推杆通过橡胶反作用盘顺序推动主缸推杆及主缸活塞运动，使制动主缸建压，从而实现紧急制动，且在该紧急制动过程中，丝杠对于控制缸体没有运动干涉，失效备份系统简单可靠。

(4)本实用新型通过控制电机的转动角度即可控制丝杠直线运动长度，进而控制控制缸体与橡胶反作用盘接触的面的位移，即可在同一种车型上实现多种驾驶模式。

(5)本实用新型的丝杠与控制缸体为同轴，使整个装置结构更加紧凑，且丝杠副选用滚珠丝杠副，丝杠球体在丝杠螺母与丝杠之间做滚动运动,使丝杠的运动效率高、摩擦损失小、传动效率高、传动精度高及轴向刚度高。

(6)本实用新型采用传动比大，结构紧凑的蜗轮蜗杆机构，该机构传动平稳，无噪声，因啮合时为线接触，且具有螺旋机构的特点，故其承载能力较大，适合本实用新型传动比大、传递功率不高且间歇工作的特点。

(7)本实用新型设有制动弹簧，当推动踏板推杆A的力大于制动弹簧的预紧力后，才能推动踏板推杆A、踏板推杆B及踏板位移传感器运动，能够避免由于踏板振动或驾驶员误动作产生不希望的制动。

(8)本实用新型的主缸推杆A和主缸推杆B通过球头铰接，主缸推杆B和主缸推杆C通过螺纹连接，踏板推杆A和踏板推杆B球头铰接，使得主缸推杆和踏板推杆的总体长度均可调，能够适用于不同的制动主缸和制动系统。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图。

图2为本实用新型的主缸推杆A、主缸推杆B、主缸推杆C及主缸活塞的连接示意图。

其中，1-踏板推杆A，2-丝杠，3-丝杠螺母，4-丝杠球体，5-踏板推杆B，6-踏板推杆垫片，7-制动弹簧，8-控制缸体，9-踏板位移传感器，10-橡胶反作用盘，11-回位弹簧连接壳体，12-主缸推杆A，13-主缸推杆B，14-主缸推杆C，15-回位弹簧，16-主缸活塞，17-制动主缸，18-蜗轮，19-蜗杆，20-电机，21-控制模块，22-轴承。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供了一种电动助力制动装置，参见附图1，包括：踏板推杆A1、丝杠2、丝杠螺母3、丝杠球体4、踏板推杆B5、踏板推杆垫片6、制动弹簧7、控制缸体8、踏板位移传感器9、橡胶反作用盘10、回位弹簧连接壳体11、主缸推杆A12、主缸推杆B13、主缸推杆C14、回位弹簧15、主缸活塞16、制动主缸17、蜗轮18、蜗杆19、电机20、控制模块21 及轴承22；

电机20安装在外部的支撑架上，电机20的输出轴同轴固定有蜗杆19；丝杠螺母3的一端通过轴承22安装在电机20的支撑架上，另一端同轴固定有蜗轮18，蜗轮18与蜗杆19啮合；丝杠2通过滚柱丝杠球体4与丝杠螺母3配合，形成滚珠丝杠副；

控制缸体8的左端与丝杠2的端部相接触，控制缸体8与丝杠2均为中空结构；丝杠2的空腔中同轴安装有踏板推杆A1，控制缸体8的空腔中同轴安装有踏板推杆B5；踏板推杆A1右端和踏板推杆B5左端通过球头铰接；踏板推杆A1左端和汽车的踏板机构通过螺纹连接，踏板推杆B5左端的外部设有环形的限位凸台，当踏板推杆B5向右运动使该限位凸台抵触在控制缸体8的左端端面时，能够带动控制缸体8一同向右运动，使其与丝杠2不再接触；踏板推杆B5右端加工的孔内安装有踏板位移传感器9，且踏板位移传感器9与踏板推杆B5右端的孔为过盈配合；其中，踏板推杆B5的右端端面能够伸出于控制缸体8的空腔；踏板推杆B5的外部套装有制动弹簧7，制动弹簧7的两端分别与套装在踏板推杆B5中部的踏板推杆垫片6及控制缸体8空腔内设有的环形凸台相抵触，制动弹簧7处于压缩状态，产生的预紧力为设定值；

橡胶反作用盘10安装在控制缸体8的右端端面上，并将控制缸体8的空腔封闭，未进行制动时，踏板推杆B5右端与橡胶反作用盘10端面之间的间隙为设定值，该设定值为1～3mm；

参见附图2，主缸活塞16的右端同轴位于制动主缸17内，且主缸活塞16可在制动主缸17内沿其轴向移动；主缸活塞16为中空结构，其内部同轴固定有主缸推杆C14，主缸推杆B13的一端与主缸推杆C14螺纹连接，另一端伸出于主缸活塞16的左端端面；

回位弹簧连接壳体11套装在控制缸体8的右端，主缸推杆A12固定在回位弹簧连接壳体 11内，且主缸推杆A12和主缸推杆B13通过球头铰接；

回位弹簧15安装在回位弹簧连接壳体11和制动主缸17之间，回位弹簧15的一端固定在回位弹簧连接壳体11上，另一端抵触在制动主缸17的端面，回位弹簧15处于压缩状态，使主缸推杆A12抵触在橡胶反作用盘10上，并起到使踏板推杆A1和踏板推杆B5的回位作用；

控制模块21分别与电机20及踏板位移传感器9电性连接。

工作原理：在制动过程中，当驾驶员脚踩下踏板机构的制动踏板，使得推动踏板推杆A1 的力大于制动弹簧7的预紧力后，则推动踏板推杆A1、踏板推杆B5及踏板位移传感器9向右运动，当踏板推杆B5与橡胶反作用盘10接触后，通过橡胶反作用盘10顺序推动主缸推杆 A12、主缸推杆B13、主缸推杆C14及主缸活塞16向右运动；

同时，踏板位移传感器9检测到踏板推杆B5的位移信号后，将该位移信号传递给控制模块21，控制模块21则驱动电机20工作，电机20的输出轴带动蜗杆19同轴转动，蜗杆19驱动蜗轮18转动，蜗轮18则带动与其固定连接的丝杠螺母3转动，由于丝杠2与丝杠螺母 3配合，丝杠2则沿其轴向向右做直线运动，推动控制缸体8向右做直线运动，进而通过橡胶反作用盘10顺序推动主缸推杆A12、主缸推杆B13、主缸推杆C14及主缸活塞16向右运动；

因此，橡胶反作用盘10将来自踏板推杆B5的制动力和来自控制缸体8的制动力耦合起来形成合力，并将该合力通过主缸推杆A12、主缸推杆B13、主缸推杆C14及主缸活塞16给制动主缸17建立压力，进而实现制动过程中的电动助力。

当电动助力失效，即电机20不能工作时，踏板推杆B5仍然可以通过橡胶反作用盘10顺序推动主缸推杆A12、主缸推杆B13、主缸推杆C14及主缸活塞16向右运动，使制动主缸17 建压；具体的，踏板推杆B5与橡胶反作用盘10接触后对制动主缸17初步建压，随着驾驶员脚踩下踏板机构的制动踏板的踏板力的增大，踏板推杆B5通过其端部的限位凸台抵触在控制缸体8的端面，来带动控制缸体8一同推动橡胶反作用盘10，克服回位弹簧15的预紧力，给制动主缸17进一步建压，实现汽车的紧急制动。

其中，制动弹簧7的预紧力为本实用新型的始动力，即能够推动踏板推杆B5移动的最小输入力，即电机20进入工作状况的门限，能够避免由于踏板振动或驾驶员误动作产生不希望的制动；在踏板推杆B5向右移动，但未与橡胶反作用盘10接触前，制动弹簧7压缩反馈小斜率段踏板感觉曲线，踏板推杆B5与橡胶反作用盘10接触后继续向右移动，制动弹簧7压缩反馈大斜率段踏板感觉曲线；因此，制动弹簧7能够给驾驶员提供踏板力反馈。

设踏板推杆B5与橡胶反作用盘10接触的圆形面为面A，控制缸体8与橡胶反作用盘10 接触的圆环面为面B；在制动过程中，通过调节面A与面B的位移差值det能够调节制动助力比。因此，通过控制模块21控制电机20的转动角度即可控制丝杠2直线运动长度，进而控制控制缸体8与橡胶反作用盘10接触的面B的位移，实现面A与面B的位移差值det可变，即在同一种车型上实现多种驾驶模式。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动助力制动装置，其特征在于，包括：电动助力组件、踏板推杆、控制缸体(8)、橡胶反作用盘(10)、制动主缸(17)、回位弹簧(15)、主缸推杆及主缸活塞(16)；

所述踏板推杆的一端与汽车的踏板机构连接，另一端同轴安装在控制缸体(8)内，能够在控制缸体(8)内沿其轴向移动；控制缸体(8)的端部同轴固定有橡胶反作用盘(10)；当不制动时，踏板推杆与橡胶反作用盘(10)不接触，当制动时，踏板推杆移动至与橡胶反作用盘(10)接触后，推动橡胶反作用盘(10)运动；

所述主缸推杆的一端与橡胶反作用盘(10)相对，另一端通过主缸活塞(16)安装在制动主缸(17)内；回位弹簧(15)的一端与固定在控制缸体(8)端部的安装件固接，另一端抵触在制动主缸(17)的端面，回位弹簧(15)处于压缩状态，使主缸推杆抵触在橡胶反作用盘(10)上；

所述电动助力组件用于检测踏板推杆的位移，并通过控制控制缸体(8)推动橡胶反作用盘(10)向制动主缸(17)的方向运动，橡胶反作用盘(10)将来自踏板推杆的制动力和来自控制缸体(8)的制动力耦合起来推动主缸推杆向制动主缸(17)的方向运动，通过主缸活塞(16)对制动主缸(17)内的空腔进行压缩建压。

2.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述电动助力组件包括：电机(20)、蜗轮(18)、蜗杆(19)、丝杠(2)、丝杠螺母(3)、踏板位移传感器(9)及控制模块(21)；

所述踏板位移传感器(9)用于检测踏板推杆的位移，并将踏板推杆的位移信号发送给控制模块(21)，控制模块(21)接收到所述位移信号后，控制电机(20)工作；

所述电机(20)的输出轴同轴固定有蜗杆(19)；蜗轮(18)同轴固定在丝杠螺母(3)外部，且蜗轮(18)与蜗杆(19)啮合；丝杠(2)套装在踏板推杆外部，并与丝杠螺母(3)配合，且丝杠(2)的端面与控制缸体(8)未固定有橡胶反作用盘(10)的端部相抵触。

3.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述踏板推杆由通过球头铰接的踏板推杆A(1)和踏板推杆B(5)组成。

4.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述踏板推杆的中部设有环形的限位凸台，当踏板推杆向制动主缸(17)的方向运动使得所述限位凸台与控制缸体(8)的端面接触时，带动控制缸体(8)一同运动。

5.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述踏板推杆的外部安装有制动弹簧(7)，制动弹簧(7)的两端分别与套装在踏板推杆中部的踏板推杆垫片(6)及控制缸体(8)空腔内设有的环形凸台相抵触，制动弹簧(7)处于压缩状态，产生的预紧力为设定值。

6.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述主缸推杆由顺序同轴对接的主缸推杆A(12)、主缸推杆B(13)及主缸推杆C(14)组成；主缸推杆B(13)的一端与主缸推杆A(12)球头铰接，另一端与主缸推杆C(14)螺纹连接。

7.如权利要求1所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述主缸推杆外圆周面的安装件为回位弹簧连接壳体(11)，回位弹簧连接壳体(11)固定在主缸推杆的外圆周面，并套装在控制缸体(8)端部的外圆周面上。

8.如权利要求2所述的一种电动助力制动装置，其特征在于，所述丝杠螺母(3)通过轴承(22)安装在电机(20)的支撑架上。