電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其包括電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置，采用中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置的大齒輪與一小齒輪嚙合，所述小齒輪連接至電機(jī)的輸出軸，所述電機(jī)和所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置之間連接有一電子控制單元，用于控制所述電機(jī)工作。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)作為動(dòng)力源，采用兩級(jí)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)到平動(dòng)，第一級(jí)為齒輪減速機(jī)構(gòu)，第二級(jí)為中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，傳動(dòng)效率高。通過(guò)連接套筒實(shí)現(xiàn)電機(jī)伺服力和人踩制動(dòng)踏板力之間的解耦，使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服助力系統(tǒng)工作時(shí)不影響駕駛員踩制動(dòng)踏板感覺(jué)。

Electric power assisted braking system

The invention provides an electric brake system, which comprises an electric braking power coupling device, the hollow ball screw mechanism, the gear of the electric braking power coupling device engaged with a pinion, the pinion gear output shaft connected to a motor, an electronic control unit is connected between the motor and the the electric braking power coupling device, which is used to control the motor to work. Electric power brake system of the invention as a power source through the motor, using two motion conversion mechanism, can rotate to the translational motor, first level gear reduction mechanism, the second level for the hollow ball screw mechanism, which has the advantages of simple structure, small size, high transmission efficiency. By connecting the sleeve to realize the decoupling between the servo force and the force of the brake pedal force, the motor driven servo power system does not affect the driver's feeling of stepping on the brake pedal.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及汽車(chē)制動(dòng)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著電動(dòng)汽車(chē)和智能汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)提出了新的要求，如能夠自主產(chǎn)生需要的制動(dòng)力(主動(dòng)制動(dòng))，能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)能量回收功能，以及能夠匹配底盤(pán)主動(dòng)安全系統(tǒng)的功能。例如，制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS，Anti-lock Braking System)、驅(qū)動(dòng)防滑控制(ASR，Acceleration Skid control system)、車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC，Electronic Stability controller)及自適應(yīng)巡航控制(ACC，Adaptive Cruise Control)等。傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)采用的是真空助力器和主缸、輪缸系統(tǒng)。其中，真空助力器需要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)抽取真空度。然而，電動(dòng)汽車(chē)取消了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，這就使得傳統(tǒng)液壓制動(dòng)的真空助力器失去了功能。同時(shí)，由于電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)功能需求，要求在制動(dòng)能量回收控制過(guò)程中，盡量采用電機(jī)反拖產(chǎn)生的再生制動(dòng)力，并同時(shí)不希望駕駛員通過(guò)踩踏板而促動(dòng)輪缸夾緊制動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生的摩擦制動(dòng)力參與制動(dòng)過(guò)程，這就需要制動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)力和再生制動(dòng)力的解耦。近年來(lái)，很多電動(dòng)汽車(chē)采用真空泵代替發(fā)動(dòng)機(jī)抽取真空助力器的真空度，來(lái)保證制動(dòng)系統(tǒng)的助力功能。然而，真空泵方案為了保證真空度需要電機(jī)階段性的工作，即在駕駛員不制動(dòng)的工況下，電機(jī)也需要工作。而且，該系統(tǒng)在連續(xù)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)壓力會(huì)逐漸衰減，可能帶來(lái)安全隱患。該系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)助力比可調(diào)，以及主動(dòng)制動(dòng)等功能，也不能和底盤(pán)其他控制系統(tǒng)集成，存在著一定的局限性。同時(shí)，真空泵和儲(chǔ)氣罐的體積較大，不利于節(jié)省空間。目前的電動(dòng)助力制動(dòng)專(zhuān)利，例如日產(chǎn)的E-ACT系列產(chǎn)品，其采用空心電機(jī)作為動(dòng)力源，采用滾珠絲桿作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，促動(dòng)制動(dòng)主缸產(chǎn)生制動(dòng)力。此種方案，由于空心電機(jī)的尺寸較大，因此使得系統(tǒng)的體積和質(zhì)量都非常龐大，而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于汽車(chē)的輕量化及節(jié)能。另外一種，如博世推出的ibooster系列產(chǎn)品，其采用蝸輪蝸桿和齒輪齒條作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，此種方案，傳動(dòng)的效率較低，對(duì)電機(jī)的性能要求較高，也不利于成本節(jié)約和汽車(chē)的節(jié)能。諸如專(zhuān)利CN104118416A提出的制動(dòng)系統(tǒng)，采用空心電機(jī)加滾珠絲杠的傳動(dòng)方式直接將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠的平動(dòng)，中間缺少減速增扭機(jī)構(gòu)，從而增加了對(duì)電機(jī)扭矩的需求，導(dǎo)致電機(jī)的尺寸過(guò)大。整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有回位彈簧，當(dāng)助力解除時(shí)，絲杠和推桿都沒(méi)有辦法回到原始位置，每次踩踏板推桿的位置不同會(huì)帶來(lái)腳感的突變，且無(wú)法精確控制。此系統(tǒng)的踏板推桿的球形凹槽距離推桿和踏板的鏈接處太遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致駕駛員踩制動(dòng)踏板的力在密封圈處產(chǎn)生過(guò)大的偏轉(zhuǎn)力，阻礙機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。諸如專(zhuān)利CN104709096A所示系統(tǒng)，采用單側(cè)齒輪齒條系統(tǒng)作為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn)力，從而在電機(jī)電流增大的情況下會(huì)產(chǎn)生較大的阻力，容易導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死。人力和電機(jī)力是直接耦合在齒條上的，因此電機(jī)失效時(shí)，人力需要克服電機(jī)的反拖力矩，導(dǎo)致備份制動(dòng)力不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中制動(dòng)系統(tǒng)容易造成安全隱患的缺陷，提供一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，所述電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置，采用中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置的大齒輪與一小齒輪嚙合，所述小齒輪連接至電機(jī)的輸出軸，所述電機(jī)和所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置之間連接有一電子控制單元，用于控制所述電機(jī)工作。較佳地，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置包括：踏板推桿；滾珠絲杠和助力套筒，所述助力套筒嵌設(shè)在所述滾珠絲杠內(nèi)；連接套筒，所述踏板推桿的一端與所述連接套筒的一端連接，所述連接套筒的另一端嵌設(shè)在所述助力套筒的一端內(nèi)；助力體推桿，所述助力體推桿的一端與所述連接套筒連接，另一端穿設(shè)在所述助力套筒內(nèi)，且所述助力體推桿上設(shè)置有一第一彈性部件，使得所述第一彈性部件卡設(shè)在所述連接套筒和所述助力套筒之間，以通過(guò)推動(dòng)所述踏板推桿來(lái)帶動(dòng)所述助力體推桿移動(dòng)；所述助力套筒的另一端設(shè)置有反應(yīng)盤(pán)和主缸頂桿，所述反應(yīng)盤(pán)與所述主缸頂桿連接，所述主缸頂桿的末端設(shè)有第二彈性部件。較佳地，所述踏板推桿與所述連接套筒之間采用球鉸連接，所述連接套筒和所述助力體推桿之間采用過(guò)盈配合。較佳地，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置還包括助力器端蓋，所述助力器端蓋套設(shè)在所述滾珠絲杠的外部，所述助力器端蓋的外表面上設(shè)置有一踏板行程傳感器感應(yīng)線圈；在所述助力器端蓋內(nèi)設(shè)有一踏板行程傳感器鐵芯，所述踏板行程傳感器鐵芯安裝在一踏板行程傳感器安裝軸上，且所述踏板行程傳感器安裝軸安裝在所述連接套筒上，使所述踏板行程傳感器感應(yīng)線圈與所述踏板行程傳感器鐵芯相互平行。較佳地，所述大齒輪和所述滾珠絲杠的螺母連為一體，在所述滾珠絲杠的螺母兩端設(shè)有軸承。較佳地，所述滾珠絲杠為中空式，所述助力套筒的內(nèi)表面設(shè)有階梯狀凸起，且內(nèi)置在所述滾珠絲杠中。較佳地，所述反應(yīng)盤(pán)采用橡膠制成，且所述反應(yīng)盤(pán)的內(nèi)圈與所述助力體推桿的一端接觸，所述反應(yīng)盤(pán)的外圈與所述助力套筒的階梯狀凸起接觸。較佳地，所述助力體推桿的一端位于所述助力套筒內(nèi)，且與所述反應(yīng)盤(pán)之間具有一第一間隙；所述連接套筒和所述助力套筒之間具有一第二間隙，所述第二間隙大于所述第一間隙。較佳地，所述第一彈性部件和所述第二彈性部件采用回位彈簧。較佳地，所述第二彈性部件的一端安裝在彈簧座上，另一端安裝在所述助力器端蓋上；所述主缸頂桿連接到制動(dòng)主缸的活塞上，所述制動(dòng)主缸上還連接有儲(chǔ)液罐。本專(zhuān)利技術(shù)的積極進(jìn)步效果在于：本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)作為動(dòng)力源，采用兩級(jí)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)到平動(dòng)，第一級(jí)為齒輪減速機(jī)構(gòu)，第二級(jí)為中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，傳動(dòng)效率高。通過(guò)連接套筒實(shí)現(xiàn)電機(jī)伺服力和人踩制動(dòng)踏板力之間的解耦，使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服助力系統(tǒng)工作時(shí)不影響駕駛員踩制動(dòng)踏板感覺(jué)。附圖說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中：圖1為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的助力制動(dòng)控制原理圖。圖3為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的主動(dòng)制動(dòng)控制原理圖。圖4為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的變助力比原理圖。具體實(shí)施方式為讓本專(zhuān)利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例。詳細(xì)參考本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來(lái)表示相同或相似的部分。此外，盡管本專(zhuān)利技術(shù)中所使用的術(shù)語(yǔ)是從公知公用的術(shù)語(yǔ)中選擇的，但是本專(zhuān)利技術(shù)說(shuō)明書(shū)中所提及的一些術(shù)語(yǔ)可能是申請(qǐng)人按他或她的判斷來(lái)選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說(shuō)明。此外，要求不僅僅通過(guò)所使用的實(shí)際術(shù)語(yǔ)，而是還要通過(guò)每個(gè)術(shù)語(yǔ)所蘊(yùn)含的意義來(lái)理解本專(zhuān)利技術(shù)。圖1為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的助力制動(dòng)控制原理圖。圖3為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的主動(dòng)制動(dòng)控制原理圖。圖4為本專(zhuān)利技術(shù)電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)的變助力比原理圖。如圖1至圖4所示，本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其包括電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置10，采用中空滾珠絲杠本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置，采用中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置的大齒輪與一小齒輪嚙合，所述小齒輪連接至電機(jī)的輸出軸，所述電機(jī)和所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置之間連接有一電子控制單元，用于控制所述電機(jī)工作。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置，采用中空滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置的大齒輪與一小齒輪嚙合，所述小齒輪連接至電機(jī)的輸出軸，所述電機(jī)和所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置之間連接有一電子控制單元，用于控制所述電機(jī)工作。2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置包括：踏板推桿；滾珠絲杠和助力套筒，所述助力套筒嵌設(shè)在所述滾珠絲杠內(nèi)；連接套筒，所述踏板推桿的一端與所述連接套筒的一端連接，所述連接套筒的另一端嵌設(shè)在所述助力套筒的一端內(nèi)；助力體推桿，所述助力體推桿的一端與所述連接套筒連接，另一端穿設(shè)在所述助力套筒內(nèi)，且所述助力體推桿上設(shè)置有一第一彈性部件，使得所述第一彈性部件卡設(shè)在所述連接套筒和所述助力套筒之間，以通過(guò)推動(dòng)所述踏板推桿來(lái)帶動(dòng)所述助力體推桿移動(dòng)；所述助力套筒的另一端設(shè)置有反應(yīng)盤(pán)和主缸頂桿，所述反應(yīng)盤(pán)與所述主缸頂桿連接，所述主缸頂桿的末端設(shè)有第二彈性部件。3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述踏板推桿與所述連接套筒之間采用球鉸連接，所述連接套筒和所述助力體推桿之間采用過(guò)盈配合。4.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)制動(dòng)助力耦合裝置還包括助力器端蓋，所述助力器端蓋套設(shè)在所述滾珠絲杠的外部，所述助力器端蓋的外表面上設(shè)置有...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒常華，翟林鐸，李宏偉，王汝輝，吳堅(jiān)，何睿，趙健，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海匯眾汽車(chē)制造有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31