WO2014071876A1

WO2014071876A1 - 助力器及制动系统

Info

Publication number: WO2014071876A1
Application number: PCT/CN2013/086822
Authority: WO
Inventors: 章秋生
Original assignee: 博世汽车部件(苏州)有限公司
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-05-15
Also published as: US9701296B2; CN103802813B; CN103802813A; EP2918462B1; EP2918462A1; JP6145172B2; EP2918462A4; JP2015533725A; US20160280196A1

Abstract

一种助力器（100）及制动系统，所述助力器（100）包括阀体（2）及助力组件，该助力组件包括滚珠螺杆，滚珠螺杆包括螺杆（40）、螺母（41）及配合于螺杆（40）与螺母（41）之间的若干滚珠，螺母（41）与阀体（2）联动，螺母（41）在其配合的螺杆（40）上沿直线运动，从而驱动阀体（2）沿直线运动。所述制动系统包括助力器（100）及液压系统，液压系统包括具有活塞（12）的制动主缸（11），阀体（2）连接到所述活塞（12）。该助力器能够提供高的传动效率。

Description

助力器及制动系统技术领域

[0001] 本发明涉及提供助力的装置，尤其涉及助力器及制动系统。

背景技术

[0002] 因人的力量有限，车辆的操作往往需要助力装置，例如，车辆借助压縮空气、高压油等助力器操控车辆的相关装置，以达到使用轻便的目的。现代汽车制动器的发展起源于原始的机械控制装置，最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，那时的汽车重量比较小，速度比较低，机械制动已经能够满足汽车制动的需要，但随着汽车自身重量的增加，助力装置对制动器来说越来越显得重要。

[0003] 2011年 10月 5日公布的中国发明专利申请公开第 CN102205838A号公开一种汽车电动助力制动装置，其包括踏板、与踏板相连的输入力推杆、与输入力推杆相连的助力器、与助力器相连的输出力推杆、与输出力推杆相连的主缸，所述助力器包括连接于输入力推杆和输出力推杆之间的齿条、与齿条啮合的齿轮、通过传动轴与齿轮连接的直流电动机带减速器总成、电子控制单元 ECU 以及连接于输入力推杆上的速度传感器，所述速度传感器与电子控制单元 ECU相连，所述电子控制单元 ECU与直流电动机带减速器总成相连。

[0004] 2006年 12月 6日公布的中国发明专利申请公开第 CN1872599A号公开一种制动助力系统，其包括踏板推杆、橡胶反作用盘、主缸推杆、制动踏板和壳体，并且该系统还包括电机、蜗杆及蜗轮传动装置，将电机的旋转驱动力通过所述蜗杆及蜗轮传动装置变换成直线驱动力。

[0005] 然而无论是中国发明专利申请公开第 CN102205838A 号公开的汽车电动助力制动装置，还是中国发明专利申请公开第 CN1872599A号公开的制动助力系统，其还存在传动效率差、传动噪声高、成本高或者体积不够紧凑的问题。

[0006] 因此，有必要提供改进以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

[0007] 本发明要解决的主要技术问题是提高助力器的传动效率。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种助力器，其包括：

阀体；

助力组件，其包括滚珠螺杆，所述滚珠螺杆包括螺杆、螺母及配合于所述螺杆与螺母之间的若干滚珠，螺母与阀体联动，所述螺母在其配合的所述螺杆上沿直线运动，从而驱动所述阀体沿直线运动。

[0009] 在前述的助力器中，可选地，所述助力组件包括至少两副滚珠螺杆及传动装置，所述传动装置包括输入转轴，所述输入转轴与所述螺杆联动，且将所述输入转轴的旋转动力传递到每根所述螺杆。

[0010] 在前述的助力器中，可选地，所述助力组件还包括助力盘，所述螺母不可相对旋转地安装于所述助力盘，所述助力组件通过所述助力盘驱动所述阀体。

[0011] 在前述的助力器中，可选地，所述助力器还包括壳体，所述阀体相对于所述壳体可在第一位置和第二位置之间沿纵向直线地运动；在所述输入转轴正向旋转时，所述螺母在其配合的所述螺杆上沿前进行程直线运动从而所述助力组件驱动所述阀体向所述第一位置直线地运动，在所述输入转轴反向旋转时，所述螺母在其配合的所述螺杆上沿后退行程直线运动从而所述助力组件驱动所述阀体向所述第二位置直线地运动。

[0012] 在前述的助力器中，可选地，所述助力器还包括输入部件、致动器、电控单元及行程传感器，所述输入部件能在没有助力组件助力的情况下驱动所述阀体向所述第一位置直线地运动，致动器能输出旋转动力到所述输入转轴，所述行程传感器侦测所述输入部件的位移，所述电控单元根据所述行程传感器侦测到的所述输入部件的位移控制所述致动器的工作。

[0013] 在前述的助力器中，可选地，所述助力盘设置中心孔，所述阀体穿过所述中心孔，所述阀体设置助推台，所述螺母通过所述助力盘抵靠所述助推台而驱动所述阀体。

[0014] 在前述的助力器中，可选地，所述助力器还包括第一弹性部件，当所述阀体向所述第一位置运动时，所述第一弹性部件弹性变形而储存势能，当所述第一弹性部件释放势能时，所述第一弹性部件驱动所述阀体向所述第二位置运动。

[0015] 在前述的助力器中，可选地，所述输入部件能相对于所述阀体在休息位置和驱动位置之间往复运动，所述输入部件与所述阀体之间设置第二弹性部件，在没有外力作用的情况下所述输入部件被第二弹性部件的弹性力保持在所述休息位置，在外力驱动所述输入部件向所述驱动位置运动过程中，所述第二弹性部件弹性变形而储存势能，在所述输入部件到达所述驱动位置时所述输入部件在外力的进一步作用下驱动所述阀体运动，当所述第二弹性部件释放势能时，所述第二弹性部件驱动所述输入部件向所述休息位置运动。

[0016] 在前述的助力器中，可选地，所述助力器还包括连接所述输入转轴的致动器，所述致动器为能输出正向及反向旋转动力的电机，所述至少两副滚珠螺杆的螺杆相对于所述阀体轴对称地布置。 [0017] 在前述的助力器中，可选地，所述传动装置为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有安装到钢轴的塑料齿轮。

[0018] 在前述的助力器中，可选地，所述行程传感器为磁体介质传感器。

[0019] 在前述的助力器中，可选地，阀体与螺母之间设置有连接机构，所述连接机构一部分固定于所述螺母，另一部分与阀体连接。

[0020] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种制动系统，其包括前述的助力器及液压系统，所述液压系统包括具有活塞的制动主缸，所述阀体连接到所述活塞。

[0021] 在前述的制动系统中，可选地，所述阀体与所述活塞之间安装弹性材料制造的反作用^!。

[0022] 相较于现有的助力装置，本发明的助力器具有较高的传动效率，并且，结构设计合理、体积较小，成本低廉。

[0023] 通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

[0024] 结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图 1显示根据本发明一种具体实施方式的助力器的示意图，其中为方便显示助力器内部的结构，而没有显示助力器的壳体；

图 2显示沿图 1所示 A— A线剖视的助力器的结构示意图，其中助力器处于休息状态；图 3显示沿图 1所示 B— B线剖视的助力器的结构示意图，其中助力器处于休息状态；图 4为从类似图 3所示视角显示的根据本发明一种具体实施方式的阀体的局部放大结构示意图；

图 5显示图 2所示助力器在施加踏板力并且助力器开动助力功能的状态的结构示意图；图 6显示图 2所示助力器在施加踏板力并且助力器开动助力功能的而达到最大制动助力状态的结构示意图；及

图 7显示图 2所示助力器在助力功能失效的情况下，施加踏板力进行制动时的结构示意图。具体实施方式

[0025] 为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

[0026] 本发明提供了一种制动系统，该制动系统包括如图 1 至 7 中所示出的助力器 100及液压系统，液压系统包括具有活塞 12的制动主缸 11。以下将详细说明本发明所提供的助力器 100的具体实施方式。

[0027] 请参阅图 1 至 7所示，根据本发明一种具体实施方式的助力器 100通过固定螺栓 9 固定。助力器 100包括阀体 2及助力组件，阀体 2连接到制动主缸 11的活塞 12上，该助力组件包括滚珠螺杆及输入转轴 60，滚珠螺杆包括螺杆 40、螺母 41及配合于螺杆 40与螺母 41之间的若干滚珠（未图示），螺杆 40与输入转轴 60联动从而当输入转轴 60旋转时，螺杆 40被从输入转轴 60传递过来的动力驱动旋转且螺母 41在其配合的螺杆 40上沿直线运动，从而助力组件驱动阀体 2沿直线运动。本发明的助力器 100具有较高的传动效率。

[0028] 助力器 100还包括壳体 1，阀体 2相对于壳体 1可在第一位置和第二位置之间沿纵向直线地运动；在输入转轴 60正向旋转时，螺母 41在其配合的螺杆 40上沿前进行程直线运动从而助力组件驱动阀体 2向第一位置直线地运动，在输入转轴 60反向旋转时，螺母 41在其配合的螺杆 40上沿后退行程直线运动从而助力组件驱动阀体 2 向第二位置直线地运动。壳体 1设置收容空间 10，阀体 2包括第一端 21及与第一端 21相对的第二端 22，第一端 21 收容在收容空间 10内，第二端 22突出在收容空间 10夕卜。可选地，壳体 1上安装阀体导承 19，阀体 2安装在阀体导承 19中，从而阀体 2可以在阀体导承 19的导引下沿纵向运动。壳体 1还安装有护罩 13，护罩 13大致呈喇叭形且具有可以伸縮变形的波纹结构，护罩 13 的大口与壳体 1结合。突出在收容空间 10外的阀体 2的第二端 22从护罩 13的底端延伸到护罩 13内。

[0029] 请结合详细参阅图 3及图 4所示，阀体 2的第一端 21的端部设置第一沉孔 23，第一沉孔 23底部中央设置第二沉孔 24，第二沉孔 24的直径小于第一沉孔 23的直径，从而在第一沉孔 23与第二沉孔 24之间形成台阶。阀体 2的第二端 22的端部设置输入沉孔 25。阀体 2的中部设置顶杆孔 27，顶杆孔 27连通第二沉孔 24与输入沉孔 25。

[0030] 在本具体实施方式中，将以助力组件包括两副滚珠螺杆为例来进行说明，两副滚珠螺杆的两根螺杆 40平行地安装于壳体 1的收容空间 10内部，在每根螺杆 4正向旋转时，螺母 41在其配合的螺杆 4上沿前进行程直线运动，在螺母 41的前进行程中助力组件驱动阀体 2 向第一位置直线地运动；在每根螺杆 4反向旋转时，螺母 41在其配合的螺杆 4上沿后退行程直线运动。可选地，助力组件包括传动装置 6，传动装置 6包括输入转轴 60，且将输入转轴 60 的旋转动力传递到每根螺杆 40。具体地，传动装置 6还包括至少两个输出轮 61、 62，并且根据传动的需要可以包括若干中间齿轮（未标号），传动装置 6将输入转轴 60的旋转动力经过变速，转换为两个输出轮 61、 62的旋转动力，每个输出轮 61、 62不可相对旋转地连接一根螺杆 40，从而将输入转轴 60的旋转动力传递到每根螺杆 40。在一种可选的具体实施方式中，传动装置 6为齿轮传动装置，齿轮传动装置具有安装到钢轴的塑料齿轮。尽管在根据本发明的一种具体的实施方式中，传动装置 6被描述为齿轮传动机构形式，但是本领域的技术人员应当知道，本发明不限于这种形式，例如，还可以是链轮传动、皮带轮传动或多种传动形式的组合。如后面将详细描述的，螺母 41不旋转而被旋转的螺杆 40推动，螺母 41通过助力盘 42将助力传递到阀体 2上。在踏板力消失时，由于柱塞 32的运动，行程传感器 81将通知电控单元 8控制作为致动器 7的电机反转，同时如下面将详细描述的，第一弹性部件 51将反推阀体 2回退。虽然本具体实施方式的助力器 100包括两副滚珠螺杆，但是本领域的技术人员应当知道，本发明的助力器 100并不限于两副滚珠螺杆，其也可以包括三副滚珠螺杆，或者更多副的滚珠螺杆，这些均在本发明的保护范围之内。每副滚珠螺杆均包括螺杆 40、螺母 41及配合于螺杆 40与螺母 41之间的若干滚珠。并且，可选地，至少两副滚珠螺杆的螺杆 40 相对于阀体 2 轴对称地布置。从而实现助力组件平衡地对阀体 2 施力。

[0031] 助力组件还包括助力盘 42，助力盘 42相对于阀体 2能纵向运动但不可相对旋转，两个螺母 41均不可相对旋转地安装于助力盘 42，助力组件通过助力盘 42驱动阀体 2。助力盘 42设置中心孔，阀体 2穿过中心孔，阀体 2设置助推台 20，助推台 20靠近阀体 2的第一端 21设置。在螺母 41的前进行程中助力盘 42抵靠助推台 20而驱动阀体 2。

[0032] 助力器 100还包括第一弹性部件 51。在一种具体实施方式中，第一弹性部件 51为螺旋弹簧，第一弹性部件 51安装在壳体 1与固定于阀体 2的推杆保持架 15之间，并且第一弹性部件 51被预压縮。当然，本领域的技术人员知道，第一弹性部件 51还可以采用其他材料制作，也可以采用其他的方式安装第一弹性部件 51。例如，第一弹性部件 51可以是叠片弹簧；第一弹性部件 51的安装方式可以改变为直接安装在相对于壳体 1固定的制动主缸 11与阀体 2之间。相对于前一种安装方式，这种安装方式只需要壳体 1让出位置（例如在壳体 1 上第一弹性部件 51 占据的部位开孔），第一弹性部件 51 即可接触到制动主缸 11 ; 只需要推杆保持架 15让出位置（例如，縮小推杆保持架 15 )，第一弹性部件 51 即可接触到阀体 2。再例如，前面的安装方式都是预压縮变形的，本领域的技术人员知道，第一弹性部件 51 还可以采用拉伸变形的方式。第一弹性部件 51 的各种变化或者改型都属于本发明的范围，只需要第一弹性部件 51 的弹性力可以直接或者间接地作用到阀体 2即可。因此，当阀体 2向第一位置运动时，第一弹性部件 51弹性变形而储存势能，当第一弹性部件 51释放势能时，第一弹性部件 51驱动阀体 2向第二位置运动。

[0033] 助力器 100还包括输入部件 3、致动器 7、电控单元 8及行程传感器 81，输入部件 3 能在没有助力组件助力的情况下驱动阀体 2向第一位置直线地运动，致动器 7连接输入转轴 60从而能够输出旋转动力到输入转轴 60，行程传感器 81侦测输入部件 3的位移，电控单元 8根据行程传感器 81侦测到的输入部件 3的位移控制致动器 7的工作。

[0034] 输入部件 3 能相对于阀体 2在休息位置和驱动位置之间往复运动。输入部件 3包括接受驾驶员的操作请求的踏板（未图示）、连接到踏板的输入杆 31 及连接到输入杆 31 的柱塞 32。输入部件 3 至少部分地安装在输入沉孔 25 中。其中，柱塞 32安装在输入沉孔 25 中，并且至少部分的输入杆 31也安装在输入沉孔 25中。输入沉孔 25纵向一端的开口中安装弹性部件保持架 53，一部分输入杆 31穿过弹性部件保持架 53中部的通孔及护罩 13顶端的通孔以连接踏板。

[0035] 在一种具体实施方式中，致动器 7 为能输出正向旋转及反向旋转动力的电机。本领域的技术人员清楚，通过电路来切换电机的运转方向从而输出正向旋转及反向旋转动力，通常比机械换向更容易实现。并且，由于机械换向装置通常要求占据一定的体积，因此，致动器 7采用能输出正向旋转及反向旋转动力的电机还会有助于縮小助力器 100的整体体积。

[0036] 在一种具体实施方式中，行程传感器 81为磁体介质传感器。径向贯通阀体 2设置导槽 28，导槽 28呈纵向延伸的长槽形，固定于柱塞 32的键 814从柱塞 32的两侧径向伸出来，伸出来的键 814在相对两侧的导槽 28中可沿导槽 28往复纵向移动。阀体 2外部安装磁体保持架 812，磁体保持架 812中安装磁体 810。在如图 3所示的具体实施方式中，磁体保持架 812中安装有两块磁体 810。磁体保持架 812活动地安装在阀体 2外部的槽（未标号）中，并且能在槽的导引下纵向往复运动。键 814 的一端穿过一侧的导槽 28 固定到磁体保持架 812，因此，磁体保持架 812可随着柱塞 32 的运动而运动。行程传感器 81 安装在磁体 810的外侧，当磁体保持架 812及其中安装的两块磁体 810随着柱塞 32运动时，行程传感器 81 将感应到磁场的变化，从而侦测出行程。需要说明的是，在图 3所示的具体实施方式中，磁体保持架 812及其中安装的两块磁体 810位于壳体 1 内部，也说是说，磁体保持架 812及其中安装的两块磁体 810位于壳体 1与阀体 2之间，而行程传感器 81则设置在壳体 1 的外侧。

[0037] 输入部件 3 能相对于阀体 2在休息位置和驱动位置之间往复运动。当输入部件 3相对于阀体 2在休息位置和驱动位置之间往复运动时，柱塞 32相应地在输入沉孔 25中沿纵向往复运动。输入部件 3与阀体 2之间设置第二弹性部件 52，具体地，第二弹性部件 52设置在阀体 2的输入沉孔 25中。可选地，第二弹性部件 52—端安装在输入沉孔 25内的弹性部件保持架 53上，另一端安装到输入部件 3的输入杆 31上，第二弹性部件 52具有一定的预压縮量。如果驾驶员未踩制动踏板，则没有外力作用于输入部件 3，在没有外力作用的情况下，输入部件 3 被第二弹性部件 52 的弹性力保持在休息位置。输入部件 3 处于休息位置时，如图 3所示，由于第二弹性部件 52的弹性，固定于柱塞 32的键 814停靠于导槽 28的靠近第二端的一端。在踏板传来的外力驱动输入部件 3向驱动位置运动的过程中，第二弹性部件 52被压縮弹性变形而储存势能。在输入部件 3到达驱动位置时，如图 7所示，柱塞 32 抵靠于阀体 2。如果从踏板继续传来外力，输入部件 3在外力的进一步作用下纵向地驱动阀体 2向第一位置直线地运动。如果驾驶员松开踏板，踏板不再传来外力，被压縮而储存了弹性势能的第二弹性部件 52 将向回复的方向伸长而释放势能。当第二弹性部件 52 释放势能时，第二弹性部件 52驱动输入部件 3向休息位置运动。

[0038] 在本发明的制动系统中，制动主缸 11具有连接助力器 100的推杆 14的活塞 12，通过推杆保持架 15将推杆 14固定到阀体 2的第一端 21。请重点结合参阅图 2到 4所示，可选地，阀体 2与活塞 12之间安装由弹性材料制造的反作用盘 16，具体地，在阀体 2的第一沉孔 23底部安装反作用盘 16，而推杆 14端部具有增大部，该增大部安装在第一沉孔 23中安装的反作用盘 16外侧。推杆保持架 15中部设置通孔，推杆 14穿过推杆保持架 15中部的通孔而连接到活塞 12，但推杆 14端部的增大部被推杆保持架 15固定在第一沉孔 23中。在阀体 2的第二沉孔 24中安装柱塞盘 17，由于第二沉孔 24与顶杆孔 27连通并且通过第一沉孔 23 的底部中部与第一沉孔 23连通，因此顶杆孔 27中活动的顶杆 18可以接触到柱塞盘 17，并且柱塞盘 17可以接触到装在第一沉孔 23底部的反作用盘 16。

[0039] 本领域的技术人员知道，在根据本发明的技术方案中，传动装置 6 用于提供从旋转运动到旋转运动的传动，可以采用技术成熟的齿轮传动装置，其制造容易且传动效率高。旋转运动在最后由滚珠螺杆转变为直线运动，滚珠螺杆对于动力可以提供大的放大比例，因此需要输入的扭矩小，而且齿轮对轴承 63的侧向力小，有利于降低轴承 63的规格要求。由于滚珠螺杆的螺杆 40与螺母 41两者之间配合有滚珠，故在运转时部件之间为滚动摩擦，滚珠螺杆的传动损失小。另外，滚珠螺杆是发展多年的成熟技术，产业上已经具有精密的制造流程，与传统的螺纹的啮合相比滚珠螺杆的背隙（backlash) 很小，定位精确度高。因此，滚珠螺杆能提供高效率而且高定位精度的旋转运动到直线运动的变化。所以，整体而言，根据本发明的技术方案传动效率高、传动扭矩小、定位精度高而且制造容易而可以提供良好的质量保障。因此，相对于提供同样的助力的情况，根据本发明的技术方案可以采用比传统技术方案更小规格的致动器 7等部件，从而降低成本并且减小助力器 100的体积；而且齿轮可以采用塑料齿轮，从而降低成本并且减小重量，并且减小旋转的传动部件的惯性。例如，齿轮传动装置可具有安装到钢轴的塑料齿轮，具有良好的综合性能。

[0040] 在具体的情况下，助力器 100 可以按照助力驱动模式和人力驱动模式两种模式工作。

[0041] 例如，在致动器 7 及电控单元 8 等控制元件均正常工作的情况下，驾驶员踩下制动踏板时，输入杆 31将外力传递到柱塞 32，柱塞 32再推动顶杆 18，同时通过键 814带动磁体保持架 812。当磁体保持架 812及其中安装的两块磁体 810运动时，行程传感器 81将感应到磁场的变化，从而侦测出行程。电控单元 8采集到行程传感器 81侦测出的信号判断出制动需求，从而命令作为致动器 7 的电机正向运转输出正向的旋转动力，动力经输入转轴 60输入作为传动装置 6 的齿轮传动装置，经过齿轮传动将旋转动力传递到两个输出轮 61、 62；两个输出轮 61、 62的旋转运动是同步的，从而同步驱动与两个输出轮 61、 62分别不可相对旋转地连接的螺杆 40; 由于螺母 41不旋转，因此，螺杆 40相对于螺母 41旋转，从而驱动螺母 41沿前进行程纵向直线运动；螺母 41推动助力盘 42，助力盘 42将推力作用在助推台 20上，从而推动阀体 2向第一位置直线地运动；阀体 2第一端 21的第二沉孔 24底部将推力作用于反作用盘 16的外围环形的区域，从而通过反作用盘 16将推力传递给安装在反作用盘 16外侧的推杆 14，从而推动推杆 14及连接到推杆 14的活塞 12—起运动，同时作为第一弹性部件 51 的弹簧被压縮变形而储存弹性势能。请参阅图 6所示，其中显示助力器 100按照助力驱动模式的示意图，而请参阅图 7所示，其中显示助力器 100按照助力驱动模式达到最大助力的示意图。需要补充说明的是，顶杆 18在柱塞 32的推动下向前运动时，顶杆 18推动柱塞盘 17，反作用盘 16与柱塞盘 17之间通常具有间隙，顶杆 18推动柱塞盘 17 消除反作用盘 16与柱塞盘 17之间的间隙后，柱塞盘 17压在反作用盘 16的中部区域。反作用盘 16通常为橡胶或者类似的弹性材料，该材料的反作用盘 16受到压力的时候具有类似液体的传递压强的效果，当助力越来越大时，反作用盘 16 的外围环形的区域受到的压力越来越大，压强同时将传递到反作用盘 16 的中部区域，从而使得驾驶员可以感觉到压力变大，因而可以获得良好的踩踏反馈。因此，助力器 100可以提供良好驾驶体验。踏板推力通过顶杆 18和柱塞盘 17传递到反作用盘 16上，致动器 7的助力通过阀体 2也作用到反作用盘 16 上。这两个力的合力通过反作用盘 16作用到输出推杆 14上。当驾驶员松开制动踏板时，表示不再需要制动，第二弹性部件 52释放弹性势能而推动输入杆 31，输入杆 31 在第二弹性部件 52的弹力推动作用下向休息位置恢复。同时，柱塞 32也向休息位置恢复，同时通过键 814带动磁体保持架 812，行程传感器 81将感应到磁场的变化，从而侦测出行程变化，电控单元 8采集到行程传感器 81 侦测出的信号判断出制动需求被取消，从而命令作为致动器 7 的电机反向运转输出反向的旋转动力，进而驱动助力组件后退，同时第一弹性部件 51 释放弹性势能而推动阀体 2，阀体 2在第一弹性部件 51 的弹力推动作用下向第二位置恢复。可选地，在致动器 7 内设置有转角传感器（未图示），在助力状态下通过将转角传感器侦测到的数据根据传动装置 6的传动比进行换算可以得知阀体 2的位置。踏板推动柱塞 32的过程中，电控单元 8可控制阀体 2和柱塞 32的相对位置。助力器 100在正常助力工作过程中，由于始终保持阀体 2和柱塞 32的相对位置，因此阀体 2和柱塞 32没有纵向的相互作用力。

[0042] 又例如，在致动器 7、电控单元 8等控制元件或传动装置 6等部件出现故障而不能正常工作的情况下，驾驶员踩下制动踏板时，输入杆 31将外力传递到柱塞 32，同时压縮第二弹性部件 52而储存弹性势能。柱塞 32再推动顶杆 18，同时柱塞 32通过键 814带动磁体保持架 812; 但是，此时由于致动器 7因故无法提供助力，因此螺杆 40不旋转；由于螺杆 40 不旋转，因此螺母 41及助力盘 42保持不动；直到输入部件 3到达驱动位置时，如图 7所示，柱塞 32抵靠于阀体 2; 如果从踏板继续传来外力，输入部件 3在外力的进一步作用下驱动阀体 2向第一位置直线地运动；从而阀体 2推动推杆 14及连接到推杆 14的活塞 12— 起运动，同时作为第一弹性部件 51 的弹簧被压縮变形而储存弹性势能。如果驾驶员松开踏板，踏板不再传来外力，被压縮而储存了弹性势能的第一弹性部件 51 释放弹性势能而推动阀体 2，阀体 2在第一弹性部件 51 的弹力推动作用下向第二位置恢复；最后被压縮而储存了弹性势能的第二弹性部件 52也将伸长而释放势能，当第二弹性部件 52释放势能时，第二弹性部件 52驱动输入部件 3向休息位置运动。

[0043] 本领域的普通技术人员知道，螺母 41 与阀体 2 不限于通过一个助力盘 42 实现联动，可以有多种其他形式实现螺母 41与阀体 2联动。例如，可以在阀体 2与螺母 41之间设置有连接机构（未图示），连接机构一部分固定于螺母 41，另一部分连接于阀体 2。具体地，作为举例，该连接机构可以是连接于螺母 41 与阀体 2之间的导轨机构，该导轨机构限制螺母 41与阀体 2相对转动但允许螺母 41与阀体 2在一定的行程内沿轴向相对滑动。

[0044] 相较于现有的助力装置，本发明的助力器 100 具有较高的传动效率，并且，结构设计合理、体积较小，成本低廉。

[0045] 以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。例如，柱塞 32和顶杆 18可以整体制造为一个零件，还可以用其他位移传感器（如，安装于踏板的角位移传感器等）得到输入部件 3的位移。因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

权利要求项

1. 助力器（100)，其特征在于，其包括：

阀体 (2)；

助力组件，其包括滚珠螺杆，所述滚珠螺杆包括螺杆（40)、螺母（41) 及配合于所述螺杆 (40) 与螺母（41) 之间的若干滚珠，螺母（41) 与阀体（2) 联动，所述螺母（41) 在其配合的所述螺杆（40) 上沿直线运动，从而驱动所述阀体（2) 沿直线运动。

2. 根据权利要求 1 所述的助力器（100)，其中，所述助力组件包括至少两副滚珠螺杆及传动装置（6)，所述传动装置（6) 包括输入转轴（60)，所述输入转轴（60) 与所述螺杆

(40) 联动，且将所述输入转轴（60) 的旋转动力传递到每根所述螺杆（40)。

3. 根据权利要求 1 所述的助力器（100)，其中，所述助力组件还包括助力盘（42)，所述螺母（41) 不可相对旋转地安装于所述助力盘（42)，所述助力组件通过所述助力盘（42) 驱动所述阀体（2)。

4. 根据权利要求 2所述的助力器（100)，其还包括壳体（1)，所述阀体（2) 相对于所述壳体（1) 可在第一位置和第二位置之间沿纵向直线地运动；在所述输入转轴（60) 正向旋转时，所述螺母（41) 在其配合的所述螺杆（40) 上沿前进行程直线运动从而所述助力组件驱动所述阀体（2) 向所述第一位置直线地运动，在所述输入转轴（60) 反向旋转时，所述螺母（41) 在其配合的所述螺杆（40) 上沿后退行程直线运动从而所述助力组件驱动所述阀体

(2) 向所述第二位置直线地运动。

5. 根据权利要求 2 所述的助力器（100)，其还包括输入部件（3)、致动器（7)、电控单元 (8) 及行程传感器（81)，所述输入部件（3) 能在没有助力组件助力的情况下驱动所述阀体（2) 向所述第一位置直线地运动，致动器（7) 能输出旋转动力到所述输入转轴（60)，所述行程传感器（81) 侦测所述输入部件（3) 的位移，所述电控单元（8) 根据所述行程传感器（81) 侦测到的所述输入部件（3) 的位移控制所述致动器（7) 的工作。

6. 根据权利要求 3 所述的助力器（100)，其中，所述助力盘（42) 设置中心孔，所述阀体 (2) 穿过所述中心孔，所述阀体（2) 设置助推台（20)，所述螺母（41) 通过所述助力盘 (42) 抵靠所述助推台（20) 而驱动所述阀体（2)。

7. 根据权利要求 4 所述的助力器（100)，其还包括第一弹性部件（51)，当所述阀体（2) 向所述第一位置运动时，所述第一弹性部件（51) 弹性变形而储存势能，当所述第一弹性部件（51) 释放势能时，所述第一弹性部件（51) 驱动所述阀体（2) 向所述第二位置运动。

8. 根据权利要求 5 所述的助力器（100)，其中，所述输入部件（3) 能相对于所述阀体 (2) 在休息位置和驱动位置之间往复运动，所述输入部件（3 ) 与所述阀体（2) 之间设置第二弹性部件（52)，在没有外力作用的情况下所述输入部件（3 ) 被第二弹性部件（52) 的弹性力保持在所述休息位置，在外力驱动所述输入部件（3 ) 向所述驱动位置运动过程中，所述第二弹性部件（52) 弹性变形而储存势能，在所述输入部件（3 ) 到达所述驱动位置时所述输入部件（3 ) 在外力的进一步作用下驱动所述阀体（2) 运动，当所述第二弹性部件

( 52 ) 释放势能时，所述第二弹性部件（52 ) 驱动所述输入部件（3 ) 向所述休息位置运动。

9. 根据权利要求 2 所述的助力器（100 )，其还包括连接所述输入转轴（60 ) 的致动器 (7)，所述致动器（7) 为能输出正向及反向旋转动力的电机，所述至少两副滚珠螺杆的螺杆（40) 相对于所述阀体（2) 轴对称地布置。

10. 根据权利要求 2 所述的助力器（100)，其中，所述传动装置（6) 为齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有安装到钢轴的塑料齿轮。

11. 根据权利要求 5 所述的助力器（100)，其中，所述行程传感器（81 ) 为磁体介质传感器。

12. 根据权利要求 1 所述的助力器（100)，其中，阀体（2) 与螺母之间设置有连接机构，所述连接机构一部分固定于所述螺母（41 )，另一部分与阀体（2) 连接。

13. 制动系统，其特征在于，其包括根据权利要求 1至 12中任一项所述的助力器（100) 及液压系统，所述液压系统包括具有活塞（12) 的制动主缸（11 )，所述阀体（2) 连接到所述活塞（12)。

14. 根据权利要求 13所述的制动系统，其中，所述阀体（2) 与所述活塞（12) 之间安装弹性材料制造的反作用盘（16)。