CN208181039U - 一种车用刹车助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车用刹车助力装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术无法实现助力强弱以及助力快慢的调整，无法满足不同车型需要的问题。本车用刹车助力装置包括真空度传感器、电动真空泵、控制器、三通单向阀和功能选择开关，真空度传感器和电动真空泵均与控制器连接，三通单向阀包括用于连接车辆发动机的第一接头、用于连接真空助力器的第二接头、用于连接电动真空泵的第三接头以及设置于第三接头处可转动的阀板，真空度传感器设置在第二接头处，功能选择开关和阀板均与控制器连接。本车用刹车助力装置能够实现多车型通用。

Description

一种车用刹车助力装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种车用刹车助力装置。

背景技术

对于装备自然吸气发动机的车辆，发动机启动后，由于发动机不断进气作用，以及进气管道和节气门的喉管效应，会在节气门后方的进气歧管中产生负压。现有车型常利用该负压作为真空助力器的动力源，为驾驶员行车制动提供制动助力。

发动机排量、发动机转速、节气门开度、进气管路结构、空气滤清器阻力等影响进气歧管真空的大小。正常情况下，制动时时加速油门会被释放。即踩制动时真空度可近似为发动机怠速时真空度。

在其他不变情况下，影响真空度的主要是怠速发动机转速与节气门开度，怠速提高将影响整车油耗。而随着发动机排量愈来愈小，仅依靠发动机自然吸气产生真空已无法满足提供充足制动助力需求。综合表现为，连续点刹后，制动踏板硬。长时间踩制动时，辅助制动力降低，刹车距离加长，影响整车安全。同时长时间大力踩制动较硬的踏板，使得驾驶员容易疲劳。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了电动汽车真空泵控制器【申请号：CN201510742229.7】，包括真空压力传感器电路、单片机电路、电源处理电路、电子真空泵驱动电路、电子真空泵工作电流检测电路、异常报警电路；真空压力传感器电路获取真空助力器内部的压力值，当压力值小于-50kpa时，真空压力传感器电路传送信号给单片机电路，单片机电路发出命令给电子真空泵驱动电路，电子真空泵驱动电路开启电子真空泵，电子真空泵对真空助力器进行抽真空动作；当压力值到达-70kpa时，真空压力传感器电路传送信号给单片机电路，单片机电路发出命令给电子真空泵驱动电路，电子真空泵驱动电路关闭真空泵，电子真空泵对真空助力器进行停止抽真空动作；电源处理电路提供稳定的电压给整个系统。该发明虽然能够解决长时间踩制动，辅助制动力降低的问题，但是该发明只能实现其单一的助力作用，无法实现助力强弱以及助力快慢的调整，无法满足不同车型的需要。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种车用刹车助力装置，该车用刹车助力装置所要解决的技术问题为：如何实现多车型通用。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种车用刹车助力装置，包括真空度传感器、电动真空泵和控制器，所述真空度传感器和电动真空泵均与所述控制器连接，所述车用刹车助力装置还包括三通单向阀和功能选择开关，所述三通单向阀包括用于连接车辆发动机的第一接头、用于连接真空助力器的第二接头、用于连接电动真空泵的第三接头以及设置于第三接头处可转动的阀板，所述真空度传感器设置在第二接头处，所述功能选择开关和阀板均与所述控制器连接。

本车用刹车助力装置的工作原理为：在功能选择开关选择单独助力时，控制器控制阀板关闭，三通单向阀变为二通接头，本装置作为单独助力使用；在选择辅助助力时，控制器控制阀板转动，使三通单向阀变为三通接头，本装置作为辅助助力使用。在发动机启动后，功能选择开关对助力强弱和助力快慢进行设定，真空度传感器实时检测真空助力器端的真空度，将获得的真空度与功能选择开关设定的真空度开启值进行对比，在真空度小于真空度开启值时，控制器控制电动真空泵启动工作；在电动真空泵运行过程中，控制器不断地对真空助力器端的真空度进行监控，在真空度大于功能选择开关设定的真空度关闭值时，控制电动真空泵关闭。本车用刹车助力装置通过功能选择开关和三通单向阀的设置，实现了不同车型不同真空度需求，实现了多车型通用。

在上述的车用刹车助力装置中，所述功能选择开关包括拨码开关和上拉电阻，所述上拉电阻连接在拨码开关和控制器之间。拨码开关简单易用，具有功能选项和编码地址选择的作用，能够较方便的实现多车型通用，而且在使用过程中不会因为氧化，而造成接触不良现象。

在上述的车用刹车助力装置中，所述控制器包括MCU模块以及与所述MCU模块连接的驱动模块和电源模块，所述电动真空泵与所述驱动模块连接，所述真空度传感器和功能选择开关均与MCU模块连接。电源模块用于为MCU模块、驱动模块、真空度传感器以及功能选择开关提供所需的电能。

在上述的车用刹车助力装置中，所述驱动模块包括MOS管驱动电路，所述MOS管驱动电路包括光耦合器U1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，所述光耦合器U1的第一输入引脚与MCU模块连接，第二输入引脚接地，所述光耦合器U1的第一输出引脚连接第一MOS管Q1的栅极、第二MOS管Q2的栅极和第三MOS管Q3的栅极，所述光耦合器U1的第二输出引脚接地，所述第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的源极和第三MOS管Q3的源极均接地，所述第一MOS管Q1的漏极、第二MOS管Q2的漏极和第三MOS管Q3的漏极均与电动真空泵连接，所述第一MOS管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极连接电源模块，所述二极管D1的负极串联连接电阻R1和电阻R2后接地，所述电阻R1和电阻R2的连接处与所述光耦合器U1的第一输出引脚连接。

光耦合器U1的应用能够减少电磁干扰，提高输出信号的稳定性；采用三个MOS管和光耦合器U1来共同驱动电动真空泵的工作，能够有效提高电动真空泵启动的稳定性和安全性。

在上述的车用刹车助力装置中，所述二极管D1的负极与第一MOS管Q1的漏极之间还连接有电阻R3，所述光耦合器U1的第一输入端与MCU模块之间还连接有电阻R4。电阻R3和电阻R4用于起到限流保护的作用。

在上述的车用刹车助力装置中，所述驱动模块包括继电器。采用继电器来控制电动真空泵的运转或停止，能够降低成本。

在上述的车用刹车助力装置中，所述电源模块包括第一稳压器U2、第二稳压器U3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管D2，所述第一稳压器U2的输入引脚和第二稳压器U3的输入引脚均与二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极用于连接车载蓄电池，所述第一稳压器U2的输入引脚分别连接电容C1和电容C2后接地，所述第一稳压器U2的输出引脚连接电容C3后接地，所述第二稳压器U3的输入引脚连接电容C4接地，所述第二稳压器U3的输出引脚连接电容C5后接地。车载蓄电池的电压通过电源模块的第一稳压器U2和第二稳压器U3转换后给MCU模块、真空度传感器、功能选择开关和驱动模块提供工作所需的电压。

与现有技术相比，本车用刹车助力装置能够通过功能选择开关和三通单向阀实现对车辆刹车单独助力、辅助助力、助力强弱和助力快慢的控制，实现了不同车型不同真空度需求，实现了多车型通用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型实施例一的电路图。

图3是本实用新型实施例二的电路图。

图中，1、真空度传感器；2、控制器；21、MCU模块；22、电源模块；23、驱动模块；3、功能选择开关；31、拨码开关；32、上拉电阻；4、三通单向阀；41、阀板；5、电动真空泵。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、2所示，本车用刹车助力装置包括真空度传感器1、电动真空泵5、控制器2、三通单向阀4和功能选择开关3，其中，真空度传感器1和电动真空泵5均与控制器2连接，三通单向阀4包括用于连接车辆发动机的第一接头、用于连接真空助力器的第二接头、用于连接电动真空泵5的第三接头以及设置于所述第三接头处可转动的阀板41，真空度传感器1设置在第二接头处，功能选择开关3和阀板41均与控制器2连接。

作为优选方案，功能选择开关3包括拨码开关31和上拉电阻32，上拉电阻32连接在拨码开关31和控制器2之间。其中，上拉电阻32包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的阻值均可选择10千欧的电阻。拨码开关31简单易用，具有功能选项和编码地址选择的作用，能够较方便的实现多车型通用，而且在使用过程中不会因为氧化，而造成接触不良现象。

作为优选方案，控制器2包括MCU模块21以及与MCU模块21连接的驱动模块23和电源模块22，电动真空泵5与驱动模块23连接，真空度传感器1和功能选择开关3均与MCU模块21连接。电源模块22用于为MCU模块21、驱动模块23、真空度传感器1以及功能选择开关3提供所需的电能。

作为优选方案，驱动模块23包括MOS管驱动电路，MOS管驱动电路包括光耦合器U1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，光耦合器U1的第一输入引脚与MCU模块21连接，第二输入引脚接地，光耦合器U1的第一输出引脚连接第一MOS管Q1的栅极、第二MOS管Q2的栅极和第三MOS管Q3的栅极，光耦合器U1的第二输出引脚接地，第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的源极和第三MOS管Q3的源极均接地，第一MOS管Q1的漏极、第二MOS管Q2的漏极和第三MOS管Q3的漏极均与电动真空泵5连接，第一MOS管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极连接电源模块22，二极管D1的负极串联连接电阻R1和电阻R2后接地，电阻R1和电阻R2的连接处与光耦合器U1的第一输出引脚连接。

光耦合器U1的应用能够减少电磁干扰，提高输出信号的稳定性；采用三个MOS管和光耦合器U1来共同驱动电动真空泵5的工作，能够有效提高电动真空泵5启动的稳定性和安全性。

作为优选方案，二极管D1的负极与第一MOS管Q1的漏极之间还连接有电阻R3，光耦合器U1的第一输入端与MCU模块21之间还连接有电阻R4。电阻R3和电阻R4用于起到限流保护的作用。

作为优选方案，电源模块22包括第一稳压器U2、第二稳压器U3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管D2，第一稳压器U2的输入引脚和第二稳压器U3的输入引脚均与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极用于连接车载蓄电池，第一稳压器U2的输入引脚分别连接电容C1和电容C2后接地，第一稳压器U2的输出引脚连接电容C3后接地，第二稳压器U3的输入引脚连接电容C4接地，第二稳压器U3的输出引脚连接电容C5后接地；二极管D2的负极与二极管D1的正极连接，第一稳压器U2输出引脚连接MCU模块21的电源端和上拉电阻32，第二稳压器U3输出引脚连接真空度传感器1的电源引脚。其中，第一稳压器U2采用型号为AMS1117-3.3V的稳压器，第二稳压器U3采用信号为7805的稳压器。车载蓄电池的12V电压通过电源模块22的第一稳压器U2转换后变成3.3V，用于给MCU模块21和功能选择开关3提供工作所需的电压；车载蓄电池的12V电压通过电源模块22的第二稳压器U3转换后变成5V，用于给驱动模块23提供工作所需的电压。

作为优选方案，功能选择开关3和控制器2均集成在电动真空泵5上。这样的设置，能够降低本装置的占用空间，并且便于布置。

作为优选方案，真空度传感器1与MCU模块21之间还连接有滤波电路，滤波电路包括电阻R9和电容C6。

本车用刹车助力装置的工作原理为：在功能选择开关3选择单独助力时，控制器2控制阀板41关闭，三通单向阀4变为二通接头，作为单独助力使用；在选择辅助助力时，控制器2控制阀板41开启，三通单向阀4为三通接头，作为辅助助力使用。在发动机启动后，功能选择开关3对助力强弱和助力快慢进行设定，其中，助力强弱的设定包括真空度为30～70kpa的A级辅助力、30～60kpa的B级辅助力、25～70kpa的C级辅助力和25～60kpa的D级辅助力；在设定辅助力后，真空度传感器1实时检测真空助力器端的真空度，将获得的真空度与功能选择开关3设定的真空度开启值进行对比，如设定A级辅助力时，即获得的真空度小于30kpa时，控制器2控制电动真空泵5启动工作；在电动真空泵5运行过程中，控制器2不断地对真空助力器端的真空度进行监控，在真空度大于功能选择开关3设定的真空度关闭值时，即获得的真空度小于70kpa时，控制电动真空泵5关闭。本车用刹车助力装置通过功能选择开关3和三通单向阀4的设置，实现了不同车型不同真空度需求，实现了多车型通用。

实施例二：

如图3所示，本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，驱动模块23包括继电器。采用继电器来控制电动真空泵5的运转或停止，能够降低成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种车用刹车助力装置，包括真空度传感器(1)、电动真空泵(5)和控制器(2)，所述真空度传感器(1)和电动真空泵(5)均与所述控制器(2)连接，其特征在于，所述车用刹车助力装置还包括三通单向阀(4)和功能选择开关(3)，所述三通单向阀(4)包括用于连接车辆发动机的第一接头、用于连接真空助力器的第二接头、用于连接电动真空泵(5)的第三接头以及设置于所述第三接头处可转动的阀板(41)，所述真空度传感器(1)设置在第二接头处，所述功能选择开关(3)和阀板(41)均与所述控制器(2)连接。

2.根据权利要求1所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述功能选择开关(3)包括拨码开关(31)和上拉电阻(32)，所述上拉电阻(32)连接在拨码开关(31)和控制器(2)之间。

3.根据权利要求1或2所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述控制器(2)包括MCU模块(21)以及与所述MCU模块(21)连接的驱动模块(23)和电源模块(22)，所述电动真空泵(5)与所述驱动模块(23)连接，所述真空度传感器(1)和功能选择开关(3)均与MCU模块(21)连接。

4.根据权利要求3所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述驱动模块(23)包括MOS管驱动电路，所述MOS管驱动电路包括光耦合器U1、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，所述光耦合器U1的第一输入引脚与MCU模块(21)连接，第二输入引脚接地，所述光耦合器U1的第一输出引脚连接第一MOS管Q1的栅极、第二MOS管Q2的栅极和第三MOS管Q3的栅极，所述光耦合器U1的第二输出引脚接地，所述第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的源极和第三MOS管Q3的源极均接地，所述第一MOS管Q1的漏极、第二MOS管Q2的漏极和第三MOS管Q3的漏极均与电动真空泵(5)连接，所述第一MOS管Q1的漏极与二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极连接电源模块(22)，所述二极管D1的负极串联连接电阻R1和电阻R2后接地，所述电阻R1和电阻R2的连接处与所述光耦合器U1的第一输出引脚连接。

5.根据权利要求4所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述二极管D1的负极与第一MOS管Q1的漏极之间还连接有电阻R3，所述光耦合器U1的第一输入端与MCU模块(21)之间还连接有电阻R4。

6.根据权利要求3所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述驱动模块(23)包括继电器。

7.根据权利要求3所述的车用刹车助力装置，其特征在于，所述电源模块(22)包括第一稳压器U2、第二稳压器U3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管D2，所述第一稳压器U2的输入引脚和第二稳压器U3的输入引脚均与二极管D2的负极连接，所述二极管D2的正极用于连接车载蓄电池，所述第一稳压器U2的输入引脚分别连接电容C1和电容C2后接地，所述第一稳压器U2的输出引脚连接电容C3后接地，所述第二稳压器U3的输入引脚连接电容C4接地，所述第二稳压器U3的输出引脚连接电容C5后接地。