汽车电子制动助力装置

所属技术领域

本发明涉及一种汽车电子制动助力装置，属于汽车部件领域。

背景技术

目前，汽车普遍采用的真空刹车助力装置，依靠发动机产生的真空负压，减轻制动作用力，虽然技术很成熟，但不能做到精确控制和反馈。因此在新能源汽车和自动化控制汽车上开始使用电动制动助力装置，比较具有代表性的是：特斯拉使用的博士ibooster线控助力。有一个明显的缺陷，踩下刹车瞬间要先克服减速机构阻力和摩擦阻力，系统才能起作用，没有缓冲空间，使用中会出现机构反弹和发卡现象，严重危及行车安全。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种汽车电子制动助力装置，不仅能够很好的解决现有电子制动助力器的反弹和发卡缺陷，还能使制动更省力，提高了驾控舒适性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：电机经过减速齿轮驱动齿条轴，在外壳内做直线往复运动，制动总泵设置在齿条轴前端，齿条轴顶动制动总泵活塞往复工作。齿条轴后端外侧与外壳之间设置回位簧，齿条轴后部为空管结构，制动顶杆前端设置在齿条轴空管内，制动顶杆前端与齿条轴空管封闭端设置一定的间隙，制动顶杆上设置弹簧座，弹簧座与外壳之间设置顶杆回位簧，制动顶杆后端与制动臂活销连接。制动臂旋转轴上设置踏板位置传感器，制动臂上部设置制动灯开关，制动臂下端设置制动踏板。制动灯开关和踏板位置传感器信号传递到控制器，控制器根据制动灯开关和踏板位置传感器信号，控制电机的输出扭矩，踏板位置传感器信号和电机输出扭矩成正比。

汽车正常行驶时，制动踏板在最上方位置，制动灯开关无信号，踏板位置传感器输出最小信号或无信号输出，电机不工作。

开始制动时，踩下制动踏板初始，制动踏板带动踏板臂、制动臂旋转轴，围绕踏板臂旋转轴向下旋转，制动顶杆和踏板臂活销连接，制动顶杆克服顶杆回位簧的弹力，在齿条轴后部空管内向前运动。

由于制动臂旋转轴上设置踏板位置传感器，制动臂上部设置制动灯开关，制动臂下端设置制动踏板。制动踏板位置下移，带动制动臂、制动臂旋转轴旋转运动瞬间，踏板位置传感器就能输出制动踏板位移信号，随着制动踏板向下移动，输出信号逐渐增大。制动灯开关接通，向控制器输出踏板位置传感器信号和制动灯开关信号。控制器根据接收到踏板位置传感器信号，控制电源向电机输出小扭矩电流。电机经过减速齿轮驱动齿条轴向前直线运动，由于制动总泵设置在齿条轴前端，齿条轴顶动制动总泵活塞向前工作；当电机扭矩与制动总泵活塞和齿条轴回位簧阻力平衡时，齿条轴不再向前运动，制动总泵保持压力不变。继续向下踩动制动踏板，制动踏板带动踏板臂、制动臂旋转轴，围绕踏板臂旋转轴向下旋转更大角度，

大，同时控制器控制电机增大扭矩，带动齿条轴向前运动。制动顶杆前端始终与齿条轴封闭端保持有间隙，踩下制动踏板的作用力始终只是克服顶杆回位簧的力，就能达到最大的制动力，从而实现了很好的助力效果。

当踏板位置传感器失效时，控制器根据制动灯开关信号，控制电机输出一个固定扭矩电流，驱动齿条轴对制动总泵工作，进行辅助助力制动。

刹车结束，松开制动踏板时，在制动顶杆回位簧的作用下，制动顶杆向后移动，制动臂、制动踏板、制动臂旋转轴一起向上旋转移动，踏板位置传感器信号减小，控制器控制电机输出扭矩同时减小，齿条轴在制动总泵压力和齿条轴回位簧的共同作用下向后移动，制动总泵的制动力减小。当制动踏板回到最上位置时，制动灯开关关闭，不再输出信号，踏板位置传感器输出最小信号或不再输出信号，控制器关闭电机电源，电机无扭矩输出，制动总泵复位。

本发明的有益效果是：用电子自动控制电机力矩代替真空刹车助力系统，制动反应精确灵敏，助力效果良好，特别适用在新能源汽车和自动化驾驶汽车上，具有不可替代的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是汽车电子制动助力装置的结构图。

图中1.控制器，2.踏板位置传感器，3.踏板臂旋转轴，4.制动灯开关，5.踏板臂，6.踏板，7. 活销，8.制动顶杆，9.弹簧座，10.制动顶杆回位簧，11.齿条轴回位簧，12.外壳，13.齿轮轴，14.减速齿轮，15.制动总泵活塞，16.制动总泵，17.电机，18.电源。

具体实施方式

在图1中，开始制动时，踩下制动踏板6初始，制动踏板6带动踏板臂5、制动臂旋转轴3，围绕踏板臂旋转轴3向下旋转，制动顶杆8和踏板臂5活销7连接，制动顶杆8克

服顶杆回位簧9的弹力，在齿条轴13后部空管内向前运动。踏板位置传感器2输出信号逐渐增大，制动灯开关4接通，控制器1根据接收到踏板位置传感器2的信号，控制电源18向电机17输出小扭矩电流。电机17经过减速齿轮14驱动齿条轴13向前直线运动，齿条轴13顶动制动总泵活塞15向前工作；当电机17扭矩与制动总泵活塞15和齿条轴回位簧11阻力平衡时，齿条轴13不再向前运动，制动总泵16保持压力不变。

继续向下踩动制动踏板6，制动踏板6带动踏板臂5、制动臂旋转轴3，围绕踏板臂旋转轴3向下旋转更大角度，踏板位置传感器2向控制器1输出信号加大，控制器1控制电机17输出扭矩同步增大。齿条轴13顶动制动总泵活塞15继续向前运动，制动总泵16产生更大的压力，汽车制动力同步增大。当电机 17扭矩与制动总泵活塞15和齿条轴回位簧11阻力再次平衡时，齿条轴13不再向前运动，制动总泵16保持压力不变。

由于制动顶杆8前端设置在齿条轴13后端空管内，与空管封闭端有一定的间隙，制动顶杆8向前移动的同时，踏板位置传感器2输出信号也在增大，同时控制器1控制电机17增大扭矩，带动齿条轴13向前运动。制动顶杆8前端始终与齿条轴13封闭端保持有间隙，踩下制动踏板6的作用力始终只是克服顶杆回位簧10的力，就能达到最大的制动力，从而实现了很好的助力效果。

当踏板位置传感器3失效时，控制器1根据制动灯开关4信号，控制电机17输出一个固定扭矩电流，驱动齿条轴13对制动总泵16进行辅助助力制动。

刹车结束，松开制动踏板6时，制动顶杆回位簧10的作用力，通过弹簧座9迫使制动顶杆8向后移动，活销7、制动臂5、制动踏板6、制动臂旋转轴3一起向上旋转移动，踏板位置传感器2信号减小，控制器1控制电机17输出扭矩同时减小，齿条轴13在制动总泵活塞15压力和齿条轴回位簧11的共同作用下向后移动，制动总泵16的制动力减小。当制动踏板2同到最上位置时，制动灯开关4关闭，不再输出信号，踏板位置传感器2输出最小信号或不再输出信号，控制器1关闭电机17电源，电机17无扭矩输出，制动总泵15复位。