解耦式制动助力装置和车辆

技术领域

本发明涉及车辆制动助力领域，更具体地，本发明涉及一种具有踏板感模拟功能的解耦式制动助力装置和车辆。

背景技术

为了使机动车驾驶员能够舒适地操作制动系统的操作元件，如例如制动踏板，制动系统一般具有制动助力装置。具有制动助力装置的制动系统常常被称为带制动助力的制动系统。对于车辆而言，制动助力装置在驾驶员踩压制动踏板时帮助驾驶员建立制动压力。

现有乘用车辆制动助力装置包括真空助力器和电子助力器两种，真空助力器广泛应用于燃油乘用车辆上，而电子助力器广泛应用于新能源乘用车辆上。然而对于新能源车辆，特别是电动车而言，为了实现制动动能回收，在踩压制动踏板的过程中，期望通过整车主电机的拖滞作用（电机自身降低转速）来参与或实现制动而非完全由车辆制动装置的摩擦片来实现制动，同时通过整车主电机将车辆的动能转换成电能回馈到整车蓄电装置，从而实现能量回收。

在现有的制动系统中，通常需要利用耦合式制动助力装置和带蓄能装置的ESPhev两者协同工作来实现制动和动能回收等功能，该方案要求要求耦合式制动助力装置和ESP hev在制动过程中精密配合，对整车制动匹配要求较高，且该系统成本较高；也可单独利用解耦式集成制动装置来实现制动和动能回收等功能，但是解耦式集成制动装置无法满足高等级自动驾驶需求。

市场期望的制动系统方案是利用解耦式制动助力装置与标准的ESP两者协同工作来实现制动和动能回收等功能，并且解耦式制动装置可模拟出与带真空助力器的传统制动系统接近的踏板感，以便使驾驶员迅速适应。

发明内容

本发明的实施例的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据一些方面，本发明的实施例的目的在于如何赋予解耦式制动助力器直接检测制动踏板行程并依据检测到的踏板行程进行制动的功能，并为解耦式制动助力装置提供一种便于生产线制作、简化装配的技术方案。

实施例通过提供一种踏板感模拟器组件和解耦式制动助力装置来解决上述问题。

具体而言，根据实施例的一方面，提供了一种制动助力装置，包括：

输入杆，所述输入杆用于与制动踏板连接；

与所述输入杆连接的柱塞，在踩压所述制动踏板时，所述输入杆带动所述柱塞沿轴向移动；

位移传感器组件，所述位移传感器组件感测所述输入杆或所述柱塞的轴向位移；

助力电机和控制单元，所述控制单元控制所述助力电机工作以输出制动助力扭矩；

输出推杆，所述输出推杆可操作地与所述助力电机联接以接收所述制动助力扭矩，并执行轴向位移以向制动缸输出制动力；

其中，所述制动助力装置还包括：踏板感模拟装置，所述踏板感模拟装置包括:

位于所述柱塞径向外侧的轴向引导杆;

支撑板，所述支撑板的外侧套设在所述轴向引导杆上, 当所述柱塞与所述支撑板的中部接触时，所述支撑板在所述柱塞的推动下，共同向所述制动主缸的方向移动；以及

设置在所述轴向引导杆上的踏板感模拟弹簧，所述踏板感模拟弹簧抵靠所述支撑板，以向所述支撑板施加反作用力。

另一方面，还提供了一种车辆，其包括根据各个实施例所述的解耦式制动助力装置。

根据实施例的解耦式制动助力装置能够模拟出与带真空助力器的传统制动系统接近的“踏板感”。

附图说明

参照附图，实施例的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对实施例的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1和图2示出了带有和不带有电机和控制单元的根据实施例的解耦式制动助力装置的立体图；

图3、图4和图5示出了图1解耦式制动助力装置去除电机、控制单元和制动主缸的情况下的各个角度的立体图，其中图4中去除了一个连接件以显示内部结构；

图6示出了根据实施例的一个实施例的解耦式制动助力装置的部分部件的立体图；

图7示出了图1的解耦式制动助力装置的纵截面视图；

图8至图11示出了图1的解耦式制动助力装置在踩压踏板过程中的多个阶段的纵截面视图；

图12示出了图1的解耦式制动助力装置的理论踏板力对踏板距离曲线；

图13示出了图1的解耦式制动助力装置的一个示例性改型的纵截面图；

图14示出了图1的解耦式制动助力装置的另一个示例性改型的纵截面图；

图15和图16示出了根据另一个实施例的解耦式制动助力装置的不同角度的立体图；

图17示出了图15的解耦式制动助力装置在去除电机和控制单元后的立体图；

图18示出了图15的解耦式制动助力装置的纵截面视图；

图19示出了图15的解耦式制动助力装置的一种示例性改型；

图20和图21示出了带有和不带有电机和控制单元的根据另一个实施例的解耦式制动助力装置的立体图；以及

图22示出了图20和图21中的解耦式制动助力装置的纵截面视图。

具体实施方式

容易理解，根据实施例的技术方案，在不变更实施例实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对实施例的技术方案的示例性说明，而不应当视为实施例的全部或者视为对实施例技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图1至图7来介绍根据一个实施例的解耦式制动助力装置。解耦式制动助力装置包括：助力电机和其控制单元28，用于提供产生制动助力的初始扭矩，控制单元用于根据各种信息来控制助力电机的工作；齿轮传动组件，其由两个或两个以上的齿轮构成，用于放大电机扭矩并将其传递至主轴螺母24，例如在所示的实施例中，助力电机的输出轴上的齿轮与双联齿轮29啮合，而双联齿轮29进一步与主轴螺母24上的中心齿轮241啮合，中心齿轮241可通过花键来与主轴螺母24接合，由此将助力电机的扭矩放大并传输至主轴螺母24；主壳体100，主壳体100用于支撑并覆盖助力电机内部的各种部件；主轴螺母24和主轴21，主轴螺母24和主轴21同轴设置，并且主轴螺母24的内圈和主轴21的外圈具有匹配的螺纹，主轴21的内端与防转板91固定连接，防转板91的外圈例如通过轴套95来进一步套设在安装在主壳体100上的一对贯穿杆9上，使得防转板91和主轴21无法转动，从而将从助力电机经由主轴螺母24传递的扭矩转化成主轴21的轴向运动；贯穿杆9，其一端连接并固定制动主缸50，另一端连接至主壳体100，中间段用于与防转板91装配以引导防转板91的轴向移动并防止防转板91旋转；支撑件25，其一端连接至输出推杆5背侧的回位弹簧保持架59，另一端连接至防转板91，用于将所述主轴21的推力传递至输出推杆5；输出推杆5，用于将推力输出至所述解耦式制动助力器的制动主缸50；回位弹簧58，其作用于支撑输出推杆5的背侧51的回位弹簧保持架59，其用于将主轴、防转板、输出推杆、齿轮传动组件保持在初始位置，或在制动结束后将所述主轴、防转板、踏板感模拟器、输出推杆、齿轮传动组件推回初始位置。

另外，制动助力装置包括还包括：输入杆1，输入杆1包括外端11和内端12，所述外端11用于与制动踏板连接，以接收并传递驾驶员施加的制动踏板力；与输入杆1的内端12连接的柱塞2，柱塞2位于空心的主轴21的内侧并能够相对于主轴21沿轴向移动，在踩压制动踏板时，输入杆1带动柱塞2沿轴向移动；位移传感器组件，其例如包括：通过支架93与柱塞2连接的磁体94以及固定的磁体传感器组件99，磁体传感器组件99通过感测磁体94移动带来的磁场变化来感测磁体94以及柱塞2的轴向位移，由此感测制动踏板的行程，并反馈给控制单元。在备选实施例中，位移传感器组件可连接至输入杆1以探测输入杆1的轴向位移，由此感测制动踏板的行程。在备选实施例中，位移传感器组件可基于其他方式来探测制动踏板的行程，例如光传感器等。根据实施例的解耦式制动助力装置还包括：踏板感模拟装置，踏板感模拟装置包括:位于柱塞2径向外侧的轴向引导杆7，例如一对轴向引导杆7，支撑板6，支撑板的外侧62套设在轴向引导杆7上, 在图7的实施例中，在初始状态下，柱塞2与支撑板6间隔开，随柱塞2移动，柱塞2将与支撑板6接触，并且支撑板6将在柱塞2的推动下，共同向制动主缸50的方向移动；设置在轴向引导杆7上的踏板感模拟弹簧82,83，踏板感模拟弹簧82,83套装于轴向引导杆7，并且其初始抗力作用于支撑板6，使其抵靠构造于轴向引导杆中部的凸台部79，在踏板的运动过程中，踏板感模拟弹簧82,83被支撑板6压缩，以向所述支撑板6提供反作用力，即踏板感反馈力；套装于输入杆1上的始动力弹簧23，其左端抵靠于主轴21，右端抵靠输入杆1上的挡环，始动力弹簧23用于实现第一段踏板感，即柱塞2的端部与支撑板6接触前的初始踏板感；碟片弹簧组件87，碟片弹簧组件87由2片或2片以上的碟片弹簧组成并连接至柱塞2的内端26，在图示的实施例中示出为两片同心设置的碟片弹簧，该组碟片弹簧组件87在柱塞2移动时与支撑板6接触，并被压缩，由此提供第二段踏板感。另外，将在下文详述的，踏板感模拟弹簧82,83提供第三段踏板感。

在实施例中，柱塞2的外圈设置有主轴21，主轴21的外圈设置有主轴螺母24，主轴21与主轴螺母24之间螺纹接合。在实施例中，防转板91中心位置构造有通孔，通孔套装于主轴21的内端并与主轴21固定连接。备选地，防转板91可通过其他方式连接至主轴。防转板91两端可分别有安装有滑套，滑套分别套设在贯穿杆9上，由此限制所述防转板91和主轴21的转动。主轴螺母24外侧套设空心齿轮241，空心齿轮241与主轴螺母24花键连接，助力电机经由减速齿轮组驱动空心齿轮241。由于主轴21与主轴螺母24之间通过螺纹接合，且主轴21的旋转运动被限制而无法旋转，主轴螺母24的转动将使得主轴21沿轴向移动。如图7和图8中清楚地示出，支撑件25在柱塞2的两侧对称布置，并位于防转板91靠近制动主缸一侧。支撑件25的一端与防转板91固定连接，另一端与所述输出推杆5背侧的回位弹簧保持架59固定连接，其与柱塞2之间没有连接关系并能够各自独立地沿轴向移动。因此，由助力电机驱动，主轴21的轴向移动将带动防转板91、支撑件25和输出推杆5一起向左移动，最终输出推杆5将推力传递至制动主缸50，从而驱动制动主缸50建立制动压强。

从图3至图7中可以看出，根据实施例的解耦式制动助力器共采用了两个支撑件25，且两个支撑件25和防转板91构造成三面开口的通槽，支撑板6的中部61位于该通槽，并且支撑板6在通槽内可沿轴向平移。碟片弹簧组87和磁体支架93与柱塞2固定连接，碟片弹簧组87和磁体支架93从两个支撑件25之间的通槽延伸出，并且碟片弹簧组87在通槽内可沿轴向平移，但是其沿轴线的旋转运动被限制。防转板91两侧构造有绕主轴21轴线对称的通孔，防转板91的通孔分别与磁体支架两端的凸台配合，由此可以避免防转板91移动时对磁体支架93的影响。

由此可以看出，由电机驱动的主轴21、防转板91和支撑件25的轴向运动与输入杆1、柱塞2、碟片弹簧组87、磁体支架93和支撑板6的轴向运动在中部的空间内可相互错开而互不干扰地进行。

在实施例中，参考图7，轴向引导杆7上具有与支撑板6隔开的挡环71，在挡环71和所述支撑板6之间具有间隔件72，间隔件72与支撑板6之间设置有第二踏板感模拟弹簧83，间隔件72与挡环71之间设置有第一踏板感模拟弹簧82。在备选实施例中，支撑板6和挡环71之间可仅设置一个踏板感模拟弹簧82。

区别于现有用于乘用车的制动助力装置(其中输入杆1与输出推杆5联接而一起移动)，根据实施例的解耦式制动助力装置依据输入杆1与输出推杆5接触状态，可构造成解耦和耦合两种工作方式，可应用于不同类型车辆的不同制动状态；

当根据实施例的解耦式制动助力装置应用于新能源汽车特别是电动车时，且驾驶员踩踏制动踏板进行制动时，控制单元可依据当前的车速和检测到的柱塞2的位移信号(即踏板行程)来决定制动助力模块是否工作，若踏板行程小于一阈值（或称为解耦距离）且当前车速下整车主电机的拖滞扭矩能够满足制动需求，则制动助力模块不工作，即制动助力电机28将不工作，输出推杆5不会随柱塞2的轴向位移而移动，即踏板的位移不会导致输出推杆5输出制动力；若在踏板行程小于一阈值（或称为解耦距离）且当前车速下整车主电机的拖滞扭矩不能够满足制动需求，则制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，即制动助力电机开始输出扭矩，在电机的驱动下输出推杆5会随柱塞2的轴向位移而移动，从而推动制动主缸50建压，此时制动助力模块根据检测到的柱塞2的位移信号，与整车主电机的拖滞扭矩协同工作，共同实现制动。在上述过程中，尽管输入杆1和柱塞2发生位移，但其始终不与输出推杆5接触，此过程即为解耦式制动助力装置的解耦工作方式，输入杆1的行程即解耦行程可例如设置为5mm-18mm，例如可对应于碟片弹簧组87接触支撑板6并达到最大变形之前的行程。若踏板行程大于等于上述阈值即解耦行程后，解耦式制动助力装置进入耦合工作方式，在耦合工作方式下整车主电机可不参与制动，控制单元依据当前的车速和检测到的柱塞2的位移来控制制动助力模块的工作，在电机的驱动下输出推杆5随柱塞2的轴向位移而移动，从而推动制动主缸50建压，最终实现整车制动。因此，在耦合行程中，制动力基本由制动主缸50提供。

当根据实施例的制动助力装置应用于内燃机车，且驾驶员踩踏制动踏板进行制动时，制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，即制动助力电机开始输出扭矩，在电机的驱动下输出推杆5会随柱塞2的轴向位移而移动，从而推动制动主缸建压，此时制动助力模块根据检测到的柱塞2的位移信号输出与之相应的制动力，从而满足驾驶员制动需求。

在该类解耦式制动助力装置中，由于在解耦行程中输入杆1及柱塞2和输出推杆5之间实际并没有机械耦合，导致驾驶员踩踏制动踏板时将不会感受到制动系统反馈的反作用力，因此不会感受到已经熟悉或适应的制动时的踏板感，因此期望的是根据实施例的解耦式制动助力装置能够模拟常规制动助力系统的踏板感。

为此，根据实施例的解耦式制动助力装置还包括：踏板感模拟装置，踏板感模拟装置包括：位于所述柱塞2径向外侧的轴向引导杆7，轴向引导杆7可附接至齿轮壳体100；支撑板6，所述支撑板6的外侧62套设在轴向引导杆7上，例如固定至支撑板6的轴套可套设在引导杆7上, 当所述柱塞与所述支撑板的内侧61接触时，所述支撑板6在所述柱塞的推动下，共同向制动主缸50方向移动；挡环71，所述轴向引导杆7上具有与支撑板6隔开的挡环71，在挡环71和所述支撑板6之间具有间隔件72，间隔件72与挡环71之间设置有第一踏板感模拟弹簧82，间隔件72与支撑板6之间设置有第二踏板感模拟弹簧83，由踏板感模拟弹簧82、83共同提供的初始抗力作用于所述支撑板6，使其抵靠构造于轴向引导杆中部的凸台部79。踏板感模拟弹簧82和83在制动踏板的移动过程中被支撑板6压缩，以向所述支撑板6提供反作用力，即踏板感反馈力。其中第二踏板感模拟弹簧83和间隔件72为可选部件，即可根据实际需求选择是否需要设置踏板感模拟弹簧83和间隔件72。套装于所述输入杆的始动力弹簧23，其左端抵靠于主轴21，右端抵靠输入杆1上的挡环。始动力弹簧23经压缩后提供反作用力，用于实现第一段踏板感，即初始踏板感；碟片弹簧组件87，碟片弹簧组件87由2片或2片以上的碟片弹簧组成，也参与实现踏板感。

继续参考图8至图11来介绍具体的踏板感模拟过程。当驾驶员踩踏制动踏板，当制动踏板产生的推力大于始动力弹簧23的初始抗力时，开始推动所述输入杆1和柱塞2朝制动主缸50方向运动，与此同时始动力弹簧23开始被压缩，由此开始产生第一段踏板感，对应于图12的踏板感曲线中的A区段和图7至图8的过程；继续踩踏制动踏板，输入杆1和柱塞2继续朝制动主缸50方向运动，当碟片弹簧组件87中的一个碟片弹簧开始与支撑板6接触时，第二段踏板感开始。继续踩踏制动踏板，输入杆1和柱塞2继续朝制动主缸50方向运动，碟片弹簧组件87的各个碟片弹簧按次序依次变形，此过程形成第二段踏板感，其对应于图12中的区段B和图8至图9的过程，如图12中所示，第二段踏板感曲线B具有两个区段，其对应于2片碟片弹簧的情况，如选择其他数量的碟片弹簧可改变该区段的踏板感曲线。继续踩踏制动踏板，输入杆1和柱塞2继续朝制动主缸50方向运动，当柱塞2抵靠支撑板6时，碟片弹簧组件87形变达到最大值，此时第二段踏板感结束，第三段踏板感开始。继续踩踏制动踏板，输入杆1和柱塞2推动支撑板6向主缸方向运动，支撑板6开始压缩踏板感模拟弹簧82，83，此过程形成第三段踏板感和可选的第四段踏板感，对应于图12中的区段C和区段D以及图9至图11的过程，其中，第一踏板感弹簧82和83首先一起被压缩直到图10的情况(区段C)，即间隔件72抵靠支撑板6后，随后仅第一踏板感模拟弹簧82被压缩(区段D)。继续踩踏制动踏板，输入杆1和柱塞2推动支撑板6向制动主缸50方向运动，当踏板行程例如已超过20mm时，支撑板6开始抵靠回位弹簧保持器59，此时第三段踏板感结束，随后的踏板感主要由踏板感模拟器和整车制动系统的其他零部件的变形共同形成。

在所述踏板模拟器的工作过程中，始动力弹簧23、碟片弹簧组件87、踏板感模拟弹簧82，83等变形时会产生反作用力，所有反作用力的合力会通过柱塞2和输入杆1传递到制动踏板，与驾驶员踩踏制动踏板而作用到输入杆1上的输入力大小相等，方向相反，所述反作用力的合力会通过制动踏板反馈到驾驶员，被驾驶员感知，再结合此时制动踏板的位移，会形成驾驶员已经熟悉或适应的制动时的踏板感。

继续参考图7至图12来详细介绍根据该实施例的解耦式制动助力装置。在该实施例中，柱塞2的内端26连接至叠片弹簧组件87，例如，在图示的实施例中包括两个碟簧，该两个碟簧并联设置且具有不同曲率半径。该两个碟簧87与支撑板6间隔开，其间存在一定间隙，可用作解耦距离，依据不同车型或整车要求可设置不同的解耦距离，例如5-18mm。此外，在该实施例中，主轴21和输入杆1之间设置有始动力弹簧23。在初始踩压制动踏板时，如图7至图8的过程，输入杆1推动柱塞2轴向移动，始动力弹簧23受压缩而提供反作用力，其对应于图12中的A区段。如前文所详述，在用于电动车时，在该过程中即踏板行程小于解耦距离时，控制单元可依据当前的车速和检测到的柱塞2的位移信号来决定制动助力模块是否工作，若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩能够满足制动需求，则制动助力模块不工作，即制动助力电机将不工作，输出推杆5不会随柱塞2的轴向位移而移动，即踏板的位移不会导致输出推杆5输出制动力；若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩不能够满足制动需求，则制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，即制动助力电机开始输出扭矩，在电机的驱动下输出推杆5会随柱塞2的轴向位移而移动，从而推动制动主缸50建压，此时制动助力模块根据检测到的柱塞2的位移信号，与整车主电机的拖滞扭矩协同工作，共同实现制动。在图8所示实施例为助力电机未工作，主轴21未移动且输出推杆5也未移动，因此，制动助力装置仅记录并输出柱塞2或输入杆1的位移信息，此时整车依靠主电机的拖滞扭矩来制动，并且通过特定装置将整车的动能转换为电能回馈到储能装置，从而实现回收能量。

继续参考图8和图9，在图8的情况下继续踩压制动踏板，则碟片弹簧组件87的各个碟片弹簧依次变形，直到如图9所示的状态，此时碟片弹簧组件87的变形达到最大值，在此过程中，始动力弹簧23和碟片弹簧组件87共同变形产生的反作用力通过柱塞2和输入杆1传递至制动踏板，再结合此时输入杆1的位移，从而形成第二段踏板感，其对应图12中的区段B，并且可依据不同车型或整车要求可设置不同行程的区段B，例如7-12mm左右；碟片弹簧组件87可由一片或一片以上的碟片弹簧依次叠加组成，多个碟片弹簧（例如两片、三片或四片等）依次变形能够使该段行程对应的踏板感更加平顺，更接近期望的踏板感曲线。在该过程中控制单元的工作逻辑与其从图7到图8的过程中的工作逻辑保持一致，即依据当前的车速和检测到的柱塞2的位移信号来决定制动助力模块是否工作，若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩能够满足制动需求，则制动助力模块不工作，即制动助力电机28将不工作，输出推杆5不会随柱塞2的轴向位移而移动，即踏板的位移不会导致输出推杆5输出制动力；若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩不能够满足制动需求，则制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，即制动助力电机开始输出扭矩，在电机的驱动下输出推杆5会随柱塞2的轴向位移而移动，从而推动制动主缸建压，此时制动助力模块根据检测到的柱塞2的位移信号，与整车主电机的拖滞扭矩协同工作，共同实现制动。图9所示实施例为助力电机工作从而推动输出推杆5移动，在该过程中控制单元依据当前车速和柱塞2的位移信号，控制制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，在控制单元的驱动下，助力电机开始产生扭矩，该扭矩经过齿轮传动机构放大并传递到所述主轴螺母24，主轴21与主轴螺母24通过螺纹进行结合，因此扭矩再经主轴螺母24传递至主轴21，由于主轴21与防转板91固定连接，导致主轴21旋转运动受到约束，因此主轴21在扭矩和螺纹的共同作用下与防转板91共同沿轴线向制动主缸方向移动，进而推动支撑件25、回位弹簧保持架59和输出推杆5共同沿轴线向制动主缸50方向移动，从而推动制动主缸建压。防转板91两端分别通过滑套套设在一对贯穿杆9上而无法转动，因此在主轴21向左移动的时，防转板91也跟随其沿防贯穿杆9向左移动。在此过程中所述支撑板6与回位弹簧保持架59之间依然保持距离，即两者不接触。

继续参考图9、图10和图11，在图9的基础上进一步踩压制动踏板将导致柱塞2推动支撑板6沿轴向引导杆7的移动，由此压缩轴向引导杆7上的第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83。在所示的实施例中，间隔件72成凸字型，间隔件72具有平面部721，该平面部721在第一踏板感模拟弹簧82被压缩后与支撑板6接合，第一踏板感模拟弹簧82可具有大于第二踏板感模拟弹簧83的刚性。如图10所示的，第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83由于串联而共同被压缩。参考图11，第二踏板感模拟弹簧83被压缩成间隔件72的平面部721已与支撑板6接合，在此后的行程中，第二踏板感模拟弹簧83将不会再被压缩。在此过程中，由始动力弹簧23、碟片弹簧组件87、第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83共同变形产生的反作用力通过柱塞2和输入杆1传递至制动踏板，再结合此时输入杆1的位移，从而形成第三段踏板感，该段踏板行程对应于图12曲线中的C区段，并且可依据不同车型或整车要求可设置不同行程的区段C，例如5-18mm左右。在该段行程中，通常需要较大的减速度在短时间内将车速降低至安全车速内，为了保证行车安全，此过程中可不再利用整车主电机的拖滞扭矩进行制动，而是完全采用制动助力模块进行制动；在该过程中控制单元依据当前车速和柱塞2的位移信号，控制制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，在控制单元的驱动下，助力电机将工作并以与先前描述的相同的方式推动输出推杆5共同沿轴线向制动主缸50方向移动，从而推动制动主缸建压，进而实现制动。

最后，参考图10和图11，在图10的基础上继续踩压制动踏板将导致第一踏板感模拟弹簧82继续被压缩。在此过程中，由始动力弹簧23、碟片弹簧组件87、第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83共同变形产生的反作用力通过柱塞2和输入杆1传递至制动踏板，再结合此时输入杆1的位移，从而形成第四段踏板感，该段踏板行程对应于图12曲线中的D区段，并且可依据不同车型或整车要求可设置不同行程的区段D，例如3mm左右，由于所述第一踏板感模拟弹簧82的刚度系数大于第二踏板感模拟弹簧83，因此区段D的斜率要大于区段C。在该段行程中，通常需要较大的减速度在短时间内将车速降低至安全车速内，为了保证行车安全，此过程中可不再利用整车主电机的拖滞扭矩进行制动，而是完全采用制动助力模块进行制动；在该过程中控制单元依据当前车速和柱塞2的位移信号，控制制动助力模块快速响应柱塞2的位移信号而开始工作，在控制单元的驱动下，助力电机将工作并以与先前描述的相同的方式推动输出推杆5共同沿轴线向制动主缸方向移动，从而推动制动主缸建压，进而实现制动。

最后，在释放制动踏板时，踏板模拟器模块的各个弹簧依靠自身弹力将恢复到初始状态，同时也将各个零件推回至初始状态；同时在回位弹簧58的弹力作用下，制动助力模块的各个零件也被推回至初始状态。

因此，通过图1至图11所示的实施例的解耦式制动助力装置可实现如图12所示的理论踏板行程和踏板力的反馈曲线，即踏板感曲线。

另一方面，该解耦式制动助力装置和实施例的其他制动助力装置在断电、助力电机失效或其他助力失效的情况下，踩压制动踏板时，助力电机不会驱动输出推杆5移动，此时，输入杆1与柱塞2克服始动力弹簧23和碟片弹簧组件87的弹力后抵靠支撑板6，进而推动支撑板6与输出推杆5的背侧的回位弹簧保持器59直接接合，再克服踏板感模拟弹簧82和踏板感模拟弹簧83的弹力后，直接推动输出推杆5沿轴线向制动主缸方向移动，从而推动制动主缸建压，进而实现制动。通过该布置能够防止在例如助力电机断电或故障等制动助力失灵的情况下，依然可以通过驾驶员踩踏制动踏板来实现制动。

继续参考图13来介绍根据本发明的实施例的一种改型。在该改型中，使碟片弹簧组件87中的一个碟片弹簧871在初始状态下便接触支撑板6，由此通过该碟片弹簧871来替代始动力弹簧23来提供第一段踏板感。继续参考图14来介绍根据本发明的实施例的一种改型。在该改型中，采用位于支撑板6和柱塞2之间的螺旋弹簧88来代替碟片弹簧组件87和始动力弹簧23，由此第一段和第二段踏板感均由螺旋弹簧88来提供。

继续参考图15和图18来介绍根据实施例的另一个实施例的解耦式制动助力装置。在图15中示出了位移传感器组件99，其位于柱塞2的径向外侧。在图18中可更清楚地看到，在该实施例中，取消了碟片弹簧组件87，利用了轴向引导杆7上挡环71和支撑板6之间的弹簧81来作为始动力弹簧，始动力弹簧81分别套装于踏板感模拟弹簧82和踏板感模拟弹簧83外侧，柱塞2的内端直接与磁体支架固定连接，磁体支架靠近制动主缸一侧抵靠支撑板6。此外，在该实施例中，轴向引导杆7上具有与支撑板6隔开的挡环71，始动力弹簧81构造在挡环71和支撑板6之间，始动力弹簧81的径向内侧设置有第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83，其中，第一踏板感模拟弹簧82的第一端(左端)连接至挡环71，第一踏板感模拟弹簧82的第二端(右端)连接至第一轴套74，第二踏板感模拟弹簧83的第一端连接至第一轴套74，第二踏板感模拟弹簧83的第二端（右端）连接至第二轴套75。在未踩压制动踏板的情况下，支撑板6、第二轴套75、第一轴套74和挡环71均间隔开。在该结构中，支撑板6与输出推杆5的背侧51之间存在间隙。在踩压制动踏板时，始动力弹簧81首先被压缩，直到支撑板6与第二轴套75接触，随后第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83被压缩，直到第二轴套75与第一轴套74接合，最后第二踏板感模拟弹簧83不再被压缩而第一踏板感模拟弹簧82被压缩。该结构同样能够提供如图12所示的理论踏板行程和踏板力反馈曲线，即踏板感曲线，其中曲线包括对应于始动力弹簧81、第二踏板感模拟弹簧83和第一踏板感模拟弹簧82的三个区段。根据本实施例的解耦式制动助力装置，其制动助力模块与所述第一个实施例的制动助力模块相同，并且其在各个阶段的工作模式及工作逻辑也与所述第一个实施例的制动助力模块相同。

继续参考图19来介绍根据本发明的制动助力装置的一种改型。其中第一踏板感模拟弹簧82和第二踏板感模拟弹簧83由串联的多个碟簧891替代，串联的多个碟簧891的第一端连接至挡环71，其第二端连接至活动挡环76，在支撑板的轴套接触活动挡环76后压缩串联的多个碟簧891以便模拟出各种踏板感曲线。

再参考图20和图22来介绍根据实施例的另一个实施例的解耦式制动助力装置。在该实施例中，不同于前述实施例的支撑板6和踏板感模拟弹簧81、82和83分别套设在与贯穿杆9平行且沿周向错开的轴向引导杆7上，在该实施例中，支撑板6和踏板感模拟弹簧81、82和83分别套设在轴向引导杆7上，即支撑板6和防转盘9共用轴向引导杆7，支撑板6位于防转板91和制动主缸之间，支撑件25位于防转板91和支撑板6之间。该结构同样能够提供如图12所示的理论踏板行程和踏板力反馈曲线，即踏板感曲线，其中曲线包括对应于始动力弹簧81、第二踏板感模拟弹簧83和第一踏板感模拟弹簧82的三个区段。根据本实施例的解耦式制动助力装置，其制动助力模块与所述第一个实施例的制动助力模块相同，并且其在各个阶段的工作模式及工作逻辑也与所述第一个实施例的制动助力模块相同

根据实施例的另一方面，还提供了一种新能源车辆，特别是电动车，其包括根据各个实施例的制动助力装置，在新能源车辆、特别是电动车中，在制动助力装置的解耦行程中，控制单元依据当前的车速和检测到的制动踏板的位移信号来决定制动助力模块是否工作，若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩能够满足制动需求，则制动助力模块不工作，即制动助力电机将不工作，输出推杆不会随制动踏板的轴向位移而移动，即踏板的位移不会导致输出推杆输出制动力；若在当前车速下整车主电机的拖滞扭矩不能够满足制动需求，则制动助力模块快速响应制动踏板的位移信号而开始工作，即制动助力电机开始输出扭矩，在电机的驱动下输出推杆会随制动踏板的轴向位移而移动，从而推动制动主缸建压，此时制动助力模块根据检测到的制动踏板的位移信号，与整车主电机的拖滞扭矩协同工作，共同实现制动，当整车主电机的拖滞扭矩参与制动时，可以通过特定装置将整车的动能转换为电能回馈到储能装置，从而实现回收能量；在耦合工作方式下或超出设定的整车能量回收条件时，整车主电机不参与制动，控制单元依据当前的车速和检测到的制动踏板的位移来控制制动助力模块的工作，在电机的驱动下输出推杆随制动踏板的轴向位移而移动，从而推动制动主缸建压，最终实现整车制动，此过程中，由于整车主电机没有参与制动，因此没有能量回收；

应当理解的是，实施例的解耦式制动助力器可装设在各种车辆上，包括汽油车、柴油车、轿车、货车、客车、混合动力车辆、纯电动汽车等等。特别地，本解耦式制动助力器可用于具有整车主电机的新能源汽车。此外，在应用于内燃机车的情况下，本解耦式制动助力器能够以电控装置的方式进行工作，也就是说，在检测到驾驶员有制动意图的情况下，如同控制器一般向车辆制动系统发送制动信号，从而实时地实现制动作用。

需要说明的是，所谓的解耦式是指所述踏板感模拟器的输入杆向朝向制动主缸方向运动时，所述支撑板与所述输出推杆可以进行耦合和解耦，即可以接触和非接触。在非接触的情况下，整个制动助力器通过一种方式进行制动，例如可单独依靠整车主电机的拖滞扭矩来实现制动，也可由液压制动主缸配合制动助力，与整车主电机的拖滞扭矩协工作同共实现制动；在接触的情况下，整个制动助力器通过另一种方式进行制动，例如可以由液压制动主缸配合制动助力，与整车主电机的拖滞扭矩协工作同共实现制动，也可以没有主电机的拖滞扭矩，单独依靠液压主制动缸配合制动助力实现制动。由于本文的重点在于踏板行程传感器模块、弹性体、助力器整体的尺寸和主轴螺母轴承的设计，因此有关解耦式制动助力器的其它构件包括其工作原理不多做介绍。

应当理解，始动力弹簧、踏板感模拟弹簧、碟片弹簧组件的尺寸、形状、刚度系数、弹簧的螺距、钢丝直径、钢板厚度、内径、材料、布置形式（如串联或并联）等均可以对整个踏板感模拟机构的特性曲线造成影响。可以通过经验、实验和用户反馈等方式得到所期望的参数和特性曲线。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述实施例的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使实施例的原理更容易理解。在不脱离实施例的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对实施例进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在实施例的专利保护范围之内。