解耦式制动助力器的制作方法

1.本发明涉及一种解耦式制动助力器，尤其涉及一种具有电磁锁的解耦式制动助力器。


背景技术：

2.在传统汽车的制动系统中通常采用真空制动助力器为汽车的制动系统提供助力，但是，在电动汽车中不能为传统的真空制动助力器提供足够的真空度，只能通过搭载真空泵来替代发动机作为真空的动力来源，然而这种解决方案导致噪声过大且整车重量增加，因此在电动汽车中通常采用电动制动助力器来提供制动助力。
3.电动制动助力器可以分为非解耦式制动助力器和解耦式制动助力器。解耦式制动助力器在制动时将制动踏板与制动主缸解耦，使得驾驶员踩在制动踏板上的踏板力和踏板行程与制动管路的压力没有直接关系。在使用解耦式制动助力器的汽车制动系统中，通常需要使用弹簧来对制动踏板的制动感觉进行模拟。而在具有制动助力的制动和没有制动助力的制动时，驾驶员踩踏板的制动感觉应该不同，仅仅使用单一的弹簧模拟制动踏板的制动感觉无法对多种制动情况的制动感觉进行匹配，尤其在没有制动助力的制动中，应该首先满足制动安全的需求，弹簧向制动踏板提供的反馈力应该尽可能小。


技术实现要素：

4.本发明一个方面的目的在于使解耦式制动助力器能够针对具有制动助力的制动和没有制动助力的制动分别模拟相应的不同的制动踏板的制动感觉。
5.此外，本发明的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
6.本发明通过提供一种解耦式制动助力器来解决上述问题，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：一种解耦式制动助力器，其中，所述解耦式制动助力器具有用于对制动踏板的制动进行力反馈的力反馈弹簧、附加弹簧、弹簧限制件、电磁锁总成和贯穿杆，力反馈弹簧、附加弹簧和弹簧限制件套装在贯穿杆上，在贯穿杆背离制动踏板的端部构造有位置固定的止挡部，附加弹簧背离制动踏板的一端止挡在止挡部处，附加弹簧的另一端和力反馈弹簧背离制动踏板的一端分别连接到弹簧限制件上，电磁锁总成被设置为对弹簧限制件在贯穿杆上的移动进行锁定或解锁。
附图说明
7.参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1示出了根据本发明的第一实施例的解耦式制动助力器在进行制动助力的制动情况下的结构示意图；图2示出了根据本发明的第一实施例的解耦式制动助力器在进行制动助力的制动情况下电磁锁总成与弹簧限制件的位置关系示意图；
图3示出了根据本发明的第一实施例的解耦式制动助力器在进行没有制动助力的制动情况下的结构示意图；图4示出了根据本发明的第一实施例的解耦式制动助力器在进行没有制动助力的制动情况下电磁锁总成与弹簧限制件的位置关系示意图；图5示出了根据本发明的第二实施例的解耦式制动助力器的电磁锁总成的结构示意图；图6示出了根据本发明的第三实施例的解耦式制动助力器的弹簧限制件的结构示意图。
具体实施方式
8.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，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本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
9.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或者对构件数目的暗示。
10.参考图1和图2，其分别示出了根据本发明第一实施例的解耦式制动助力器在进行制动助力的制动情况下的结构示意图，以及电磁锁总成与弹簧限制件的位置关系示意图。本发明的第一实施例的解耦式制动助力器具有用于对制动踏板的制动进行力反馈的力反馈弹簧1、附加弹簧2、弹簧限制件3、电磁锁总成4和贯穿杆5。所述力反馈弹簧1的一端连接到制动系统的踏杆总成7上，从而在驾驶员踩制动踏板进行制动时，力反馈弹簧1能够产生对制动踏板的力反馈以模拟制动时制动踏板的真实制动感觉。附加弹簧2用于与力反馈弹簧1一起模拟不同制动情况下的制动感觉，附加弹簧2的刚度小于力反馈弹簧1的刚度。弹簧限制件3一般构造成法兰盘。力反馈弹簧1、附加弹簧2和弹簧限制件3套装在贯穿杆5上，弹簧限制件3与贯穿杆5之间构造成丝杆传动，由此，弹簧限制件3能够沿贯穿杆5的轴向方向运动。贯穿杆5相对于踏杆总成7固定在制动助力器上。在贯穿杆5背离制动踏板的端部构造有位置固定的止挡部6。所述止挡部6构造成凸缘，附加弹簧2背离制动踏板的一端止挡在止挡部6处，并且附加弹簧2的另一端和所述力反馈弹簧1背离制动踏板的一端分别连接到弹簧限制件3上，从而弹簧限制件3将附加弹簧2与力反馈弹簧1分隔开，通过力反馈弹簧1和附加弹簧2的拉伸和压缩，弹簧限制件3相应地沿贯穿杆5的轴向方向运动，也就是说，当弹簧限制件3没有被电磁锁总成4锁住时，制动踏板的反馈力通过力反馈弹簧1和附加弹簧2一同提供。电磁锁总成4相对于贯穿杆5固定并通过驱动电机进行驱动。电磁锁总成4一般具有卡接件，在电磁锁总成4的驱动电机工作时，驱动电机驱动卡接件沿垂直于贯穿杆5的轴向的方向运动，直到卡接件卡接到弹簧限制件3中，从而锁住弹簧限制件3使其不能够沿贯穿杆5的轴向方向运动，并且电磁锁总成4中具有复位弹簧，复位弹簧在电磁锁总成4的驱动电机停止工作时将卡接件复位，亦即使卡接件反向运动从而解锁弹簧限制件3。在图1中进行的
是具有制动助力的制动，此时由于制动助力器工作，所以汽车制动力主要由制动助力器来提供，制动助力器中的电机8与踏杆总成7解耦。根据一些企业对于整车制动踏板感觉的要求，需要提供给驾驶员不同的踏板感觉，因此弹簧的整体刚度需要满足多数驾驶员习惯的制动感觉、即类似于传统制动助力时制动踏板的制动感觉，所以此时应该提供较硬的制动踏板的制动感觉，因此需要弹簧的整体刚度较大。此时，电磁锁总成4的驱动电机工作，其驱动电机驱动卡接件使得卡接件沿垂直于贯穿杆5的方向移动并卡接到弹簧限制件3中，由此弹簧限制件3被锁定导致不能够沿贯穿杆5的轴向方向移动。这时弹簧限制件3作为止挡件进行工作，力反馈弹簧1被止挡在弹簧限制件3处，附加弹簧2没有被压缩，仅仅由力反馈弹簧1提供到制动踏板的力反馈从而模拟制动踏板的制动感觉。
11.参考图3和图4，其分别示出根据本发明的第一实施例的解耦式制动助力器在进行没有制动助力的制动情况下的结构示意图，和电磁锁总成与弹簧限制件的位置关系示意图，在图3中进行的是没有制动助力的制动，此时由于制动助力器不工作，制动力需要由踏板力来提供，所以需要给驾驶员提供更小的制动阻力，也即让驾驶员在这种情况下踩踏板更为轻松，因此需要提供较软的制动踏板的制动感觉，需要弹簧的整体刚度较小。此时，电磁锁总成4的驱动电机停止工作，电磁锁总成4中的复位弹簧使卡接件移动回到初始位置，使得弹簧限制件3被解锁，由此弹簧限制件3能够沿贯穿杆5的轴向方向运动。此时力反馈弹簧1和附加弹簧2一同被压缩，并且止挡在构造在贯穿杆5的端部的位置固定的止挡部6处，力反馈弹簧1和附加弹簧2一起提供到制动踏板的力反馈从而模拟制动踏板的制动感觉。由于附加弹簧2刚度较小并且被彻底压缩，所以力反馈弹簧1的压缩量被相对减小，从而实现模拟较软的制动感觉。
12.在使用电磁锁总成4锁定弹簧限制件3时，电磁锁总成4始终受到来自弹簧限制件3的推力，并且始终需要提供较大的工作电流到电磁锁总成4的驱动电机来维持电磁锁总成4的工作状态，这些因素会导致电磁锁总成4发热，可能会导致其使用寿命下降。在本发明的第二实施例中，对电磁锁总成4进行改进，使得在卡接件卡入到弹簧限制件3中时，可以在一段时间内减小电磁锁总成4的驱动电机的工作电流并且不影响卡接件对弹簧限制件3的锁定。在本发明的第三实施例中对弹簧限制件3进行改进，使得其对于电磁锁总成4的推力减小。
13.图5示出根据本发明的第二实施例的解耦式制动助力器的电磁锁总成4的结构示意图。该电磁锁总成4包括驱动机构40、中间机构41和卡接件42。驱动机构40包括驱动电机、复位弹簧和输出端，驱动机构40的输出端能够通过驱动电机驱动朝向贯穿杆5的方向移动，并且通过在驱动机构40中的复位弹簧复位。驱动机构40的输出端构造成垂直于贯穿杆5方向延伸的杆状结构401，并且在其端部构造有c字形的卡口402，在杆状结构401上构造有齿部。卡接件42一端构造成能够卡在所述c字形卡口402中的t字形结构421，当卡接件42卡在所述卡口402中时，卡接件的t字形结构421的头部能够在卡口402中移动，也即t字形结构421的头部与卡口402之间存在间隙。卡接件42的t字形结构421的顶部与卡口402通过连接弹簧连接（连接弹簧未具体在图5中示出），从而当驱动机构40的输出端经驱动电机驱动向着贯穿杆5的方向移动时，其推力经由连接弹簧传递到卡接件42上并推动卡接件42向前移动，而当驱动机构40的输出端相反运动、即沿背离贯穿杆5的方向运动时，驱动机构40的卡口402的两个端部直接卡在卡接件42的t字形结构421的头部底侧并带动卡接件42往回运
动。也就是说，在驱动机构40朝贯穿杆5驱动卡接件42时，驱动机构40与卡接件42是弹性连接，在驱动机构40背离贯穿杆5拉动卡接件42时，驱动机构40与卡接件42刚性连接。
14.电磁锁总成4的中间机构41包括带有两个齿轮和连接轴的齿轮轴组件411以及可移动止挡件412，在第二实施例中，可移动止挡件412构造成带有凹口413的齿条412。齿轮轴组件411的其中一个齿轮与构造在驱动机构40的输出端的杆状结构401上的齿部啮合，另一个齿轮与布置在卡接件42上方的齿条412相啮合。驱动机构40的输出端向前移动时带动齿轮轴组件411进行转动，然后齿轮轴组件411带动齿条412移动，从而将驱动机构40的输出端向垂直于贯穿杆5的轴向方向的直线运动转化成齿条412平行于贯穿杆5的轴向方向的直线运动。在齿条412的下方、即齿条412没有齿的一侧构造有凹口413，并且在卡接件42上构造有与所述凹口413形状相匹配的凸起部422。在电磁锁总成的初始状态中，卡接件42的凸起部422处于齿条412的凹口413内。当所述电磁锁总成4的驱动电机开始工作时，驱动机构40的输出端首先沿垂直于贯穿杆5的轴向的方向向贯穿杆5运动，并且驱动机构40的输出端带动齿轮轴组件411运动，齿轮轴组件411带动齿条412做直线运动，同时驱动机构40的输出端压缩连接弹簧，然后连接弹簧再驱动卡接件42，卡接件42的凸起部422从凹口413中运动出来并且卡接件42卡入到弹簧限制件3中，由于存在连接弹簧，卡接件42的运动相对滞后于驱动机构40的输出端运动，因此在卡接件42卡入到弹簧限制件3中时，卡接件42的位移应该小于驱动机构40的位移。在此，可以设卡接件42从凹口中413出来后一直到完全卡入到弹簧限制件3中时驱动机构40的输出端沿垂直于贯穿杆5的轴向的方向移动了位移x。在卡接件42完全卡入到弹簧限制件3中之后，可以相应减小供应到电磁锁总成4的驱动电机的工作电流，由于工作电流的减小，驱动机构40的输出端会向背离贯穿杆5的方向运动，从而带动卡接件42也沿背离贯穿杆5的方向运动，同时也带动齿轮轴组件411和齿条412做与之前相反的运动。但是由于驱动机构40的输出端反向运动时与卡接件42是刚性连接，无需经过连接弹簧传递动力，所以此时驱动机构40的输出端的位移与卡接件42的位移相等，因此驱动机构40仅需移动更小的位移即可将卡接件42拉回到原来的位置处。因此设当驱动机构40的输出端反向运动了位移y之后，卡接件42的凸起部422即运动到了齿条412处，则此时位移y一定小于位移x，齿条412并没有回到初始状态时凸起部422刚好可以进入到其凹口413中的位置，所以此时凸起部422会止挡在齿条412朝向弹簧限制件3的一侧处，使得卡接件42依旧卡接在弹簧限制件3中。由此，实现了即使减小电磁锁总成4的工作电流，弹簧限制件3依旧被锁定，从而能够避免一直供应大的工作电流到电磁锁总成4导致电磁锁总成4过多地发热。在完全断开电磁锁总成4的工作电流后，复位弹簧会对驱动机构40的输出端产生更大的拉力，从而能够拉动齿条412运动使得凸起部422通过凹口413以使卡接件42解锁弹簧限制件3。
15.应该理解的是，在本发明的第二实施例中，也可以将电磁锁总成4设置成通过驱动电机的反转进行复位来代替通过复位弹簧复位，这样可以当卡接件42的凸起部422卡在齿条412处时，通过施加反向的大工作电流使驱动电机反转，拉动齿条412运动使得凸起部422能够通过凹口413，从而使卡接件42从弹簧限制件3完全退出，以实现弹簧限制件3的解锁。
16.应该理解的是，在第二实施例中，可移动止挡件412还能够设计成具有凹口的齿轮，所述凹口构造在齿轮的外周缘上。所述齿轮布置在卡接件42的上方。该齿轮与齿轮轴总成411中靠近贯穿杆5的齿轮啮合。在电磁锁总成4的初始状态中，所述卡接件42的凸起部
422处于所述齿轮的凹口中，而在工作电流减小导致卡接件42沿背离贯穿杆5的方向运动时，所述凸起部422卡在所述齿轮的外周缘上。
17.参考图6，其示出根据本发明的第三实施例的解耦式制动助力器的弹簧限制件3的结构示意图。在本发明的第三实施例中，对弹簧限制件3进行了改进。在上述第一与第二实施例中，弹簧限制件3通常设计成起止挡作用的法兰盘。而在第三实施例中，弹簧限制件3包括传动机构30和法兰盘31，所述传动机构包括传动齿条301、传动齿轮302和限位圆盘303，传动齿条301构造在法兰盘31上作为传动机构30的输入端，传动齿轮302与传动齿条301啮合，限位圆盘303与传动齿轮302同轴布置作为传动机构30的输出端，在限位圆盘303的外周缘上构造有凹槽，电磁锁总成4的卡接件卡接到所述凹槽中，且限位圆盘303的直径大于传动齿轮302的直径。在所述传动机构30中，设传动齿轮302的直径为d1，限位圆盘303的直径为d2，弹簧对法兰盘31的推力为fn，则由此可以推断出电磁锁总成4受到的来自限位圆盘303的切向力fn'=d1/d2*fn，由于d2》d1，则在有传动机构30的情况下，电磁锁总成4受到的力被减小，从而可以相应地减小电磁锁总成4的工作电流，避免电磁锁总成4过度发热。
18.应该理解的是，在第三实施例中的传动机构30不限于齿轮齿条传动这种形式，在未示出的实施例中，传动机构还能够采用蜗轮蜗杆的形式，此时传动机构包括蜗轮蜗杆机构和限位圆盘，蜗杆构造在法兰盘上作为传动机构的输入端，限位圆盘与蜗轮同轴布置作为传动机构的输出端，限位圆盘的直径大于蜗轮的直径。此外，任何能够将传动机构输出的力、即传动机构输出端对电磁锁总成施加的力fn'相比于输入传动机构的力、即弹簧对法兰盘的推力fn减小的传动机构都能够适用于第三实施例。
19.应该理解的是，在未示出的实施例中，能够将第二实施例和第三实施例的技术方案结合起来，即，不仅按照第二实施例的方案构造电磁锁总成4的结构，以保证减小电磁锁总成4的工作电流时弹簧限制件3仍能够被锁定，而且将传动机构30引入到弹簧限制件3中从而减小电磁锁总成4受到的力，从而进一步避免电磁锁总成4由于一直受到过大的力或一直以大的工作电流进行工作而一直发热。
20.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。