一种车辆自动紧急制动助力器的制作方法

本发明涉及一种车辆自动紧急制动助力器。

背景技术：

传统的车辆自动紧急制动助力器包括壳体、踏板力输入单元、电动力产生单元、支撑与导向单元、复位单元、踏板力传递单元、电动力传递单元和制动力输出单元；踏板力输入单元用于接收来自驾驶员的踏板力；电动力产生单元用于产生电动力；支撑与导向单元用于将踏板力传递单元和电动力传递单元支撑在壳体内，并确保踏板力传递单元和电动力传递单元只能够沿轴向运动；复位单元用于使踏板力传递单元和电动力传递单元复位；踏板力传递单元用于将踏板力传递至力输出单元上；电动力传递单元用于将电动力传递至力输出单元上；制动力输出单元用于将踏板力输入单元输出的踏板力和/或电动力产生单元输出的电动力加载至车辆制动总泵上。

传统的车辆自动紧急制动助力器多采用单支架、中间复位的结构，在复位时，是将踏板力传递单元和电动力传递单元同时复位，例如公开号为cn107949509a、公开号为cn106427966a以及授权公告号为cn105398440b的专利文献中所公开的自动紧急制动助力器。这些车辆自动紧急制动助力器共有的缺点是：

1、当电动力产生单元的电机出现故障时，驾驶员人工踩踏制动踏板进行制动时，需要付出较大的力量，增加了驾驶员负担。

2、导向杆(也称导轨或导柱)在装配时，由于尺寸公差，很难保证螺栓拧紧力矩的一致性，因而无法保证导向杆的装配一致性，进而影响整体产品的可靠性。

技术实现要素：

为解决传统车辆自动紧急制动助力器当电机故障时，需要付出较大的力量才能人工制动的技术问题，本发明提供了一种车辆自动紧急制动助力器。

本发明的技术方案是：

一种车辆自动紧急制动助力器，包括

支撑与导向单元、复位单元；

其特殊之处在于：

所述支撑与导向单元包括踏板力支架、踏板力导向元件、踏板力导轨、电动力支架、电动力导向元件、电动力导轨；

踏板力支架包括踏板推杆、与踏板推杆相连的至少一个踏板力支架臂；踏板力导向元件设置在踏板力支架臂的端部；

电动力支架包括电动推杆、与电动推杆相连的至少一个电动力支架臂；电动力导向元件设置在电动力支架臂的端部；

踏板推杆和电动推杆均为两端开口的筒状结构，踏板推杆设置在电动推杆内，二者间隙配合且可沿轴向相对运动；

踏板力支架臂通过踏板力导向元件与所述踏板力导轨滑动连接；

电动力支架臂通过电动力导向元件与所述电动力导轨滑动连接；

所述踏板力导轨为内和/或外导向结构；

所述电动力导轨为内和/或外导向结构；

所述复位单元包括用于复位电动力支架的电动力支架复位弹簧。

进一步地，所述复位单元还包括用于复位踏板力支架的踏板力支架复位弹簧。

进一步地，踏板力支架复位弹簧的一端与踏板力导向元件接触或连接，踏板力支架复位弹簧的另一端与车辆自动紧急制动助力器的壳体、端盖或所述踏板力导轨接触或连接。

进一步地，踏板力导轨为截面为凹形、c型或ω型的导柱，踏板力导向元件与所述踏板力导轨的内壁配合实现内导向；踏板力支架复位弹簧安装在踏板力导轨内，一端与踏板力导向元件接触或连接，另一端与车辆自动紧急制动助力器的端盖接触或连接。

进一步地，电动力支架复位弹簧的一端与电动力导向元件接触或连接，电动力支架复位弹簧的另一端与车辆自动紧急制动助力器的壳体、端盖或所述电动力导轨接触或连接。

进一步地，电动力导轨为截面为凹形、c型或ω型的导柱，电动力导向元件与所述电动力导轨的内壁配合实现内导向；电动力支架复位弹簧安装在电动力导轨内，一端与电动力导向元件接触或连接，另一端与车辆自动紧急制动助力器的端盖接触或连接。

进一步地，所述踏板力导轨和/或电动力导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的侧壁上；

或者，所述踏板力导轨和/或电动力导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面；

或者，所述踏板力导轨和/或电动力导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的下底面；

或者，所述踏板力导轨和/或电动力导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的安装空间内，且穿过车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面或下底面。

进一步地，所述车辆自动紧急制动助力器还包括变速器组件、传动齿母、设置在所述电动推杆外侧壁上的外螺纹；

传动齿母由具有内螺纹的丝母和具有外传动齿的传动齿轮构成，传动齿轮设置在丝母外；

变速器组件的输入齿轮设置在车辆自动紧急制动助力器的电机输出轴上，变速器组件的输出齿轮与所述传动齿轮啮合；

传动齿母套设在所述电动推杆外，传动齿母通过丝母的内螺纹与所述外螺纹的螺纹连接，驱动电动推杆沿轴向运动。

本发明还提供了另一种车辆自动紧急制动助力器，包括

支撑与导向单元、复位单元；

其特殊之处在于：

所述支撑与导向单元包括导轨、踏板力支架、踏板力导向元件、电动力支架、电动力导向元件；

所述导轨为内导向和外导向结构；

踏板力支架包括踏板推杆、与踏板推杆相连的至少一个踏板力支架臂；踏板力导向元件设置在踏板力支架臂的端部；

电动力支架包括电动推杆、与电动推杆相连的至少一个电动力支架臂；电动力导向元件设置在电动力支架臂的端部；

踏板推杆和电动推杆均为两端开口的筒状结构，踏板推杆设置在电动推杆内，二者间隙配合且可沿轴向相对运动；

踏板力支架臂通过踏板力导向元件与所述导轨滑动连接，踏板力导向元件与所述导轨的外壁配合实现外导向；

电动力支架臂通过电动力导向元件与所述导轨滑动连接，电动力导向元件与所述导轨的内壁配合实现内导向；

所述复位单元包括用于复位电动力支架的电动力支架复位弹簧；所述电动力支架复位弹簧设置在所述导轨内，一端与电动力导向元件相接触或连接，另一端与车辆自动紧急制动助力器的端盖相接触或连接。

进一步地，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的侧壁上；

或者，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面；

或者，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的下底面；

或者，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的安装空间内，且穿过车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面或下底面。

可选的，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面；

或者，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的下底面；

或者，所述导轨设置在车辆自动紧急制动助力器壳体的安装空间内，且穿过车辆自动紧急制动助力器壳体的上底面或下底面；

所述复位单元还包括用于复位踏板力支架的踏板力支架复位弹簧；

踏板力支架复位弹簧与所述电动力支架复位弹簧同轴叠加设置；

所述踏板力支架复位弹簧设置在所述导轨外，一端与踏板力导向元件相接触或连接，另一端与车辆自动紧急制动助力器的端盖相接触或连接；

所述电动力支架复位弹簧设置在所述导轨内，一端与电动力导向元件相接触或连接，另一端与车辆自动紧急制动助力器的端盖相接触或连接。

进一步地，所述车辆自动紧急制动助力器还包括变速器组件、传动齿母、设置在所述电动推杆外侧壁上的外螺纹；

传动齿母由具有内螺纹的丝母和具有外传动齿的传动齿轮构成，传动齿轮设置在丝母外；

变速器组件的输入齿轮设置在车辆自动紧急制动助力器的电机输出轴上，变速器组件的输出齿轮与所述传动齿轮啮合；

传动齿母套设在所述电动推杆外，传动齿母通过丝母的内螺纹与所述外螺纹的螺纹连接，驱动电动推杆沿轴向运动。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的车辆自动紧急制动助力器采用双支架+两侧复位的结构，不论是仅给电动力支架设置复位弹簧，还是双支架有各自导轨且同时给电动力支架和踏板力支架均设置复位弹簧，当车辆自动紧急制动助力器的电机故障时，驾驶员在人工制动时，无需克服电动力支架复位弹簧的弹力，因此所需施加的脚踏力较现有技术更少。

2、本发明将踏板力导轨和电动力导轨设置在车辆自动紧急制动助力器的壳体侧壁上，与壳体一体成型，有效保证了导轨的一致性，提高了产品的稳定性和可靠性；同时，省去了单独装配踏板力导轨和电动力导轨的环节，提高了生产效率，降低了制造成本。

3、本发明中电动推杆与传动齿母之间为螺纹配合传动，螺纹加工效率和成本较低，进一步降低了制造成本。

附图说明

图1是本发明实施例一的剖视图。

图2是本发明实施例一中电动力产生单元与电动力传递单元的配合示意图。

图3是本发明中传动齿母与电动推杆的配合示意图。

图4是图3的爆炸图。

图5是本发明实施例一中电动力支架和电动力导向元件配合示意图。

图6是本发明实施例一中电动力支架臂实施例的结构示意图(即电动支架去除了电动推杆后)。

图7是本发明实施例一中踏板力支架和踏板力导向元件配合示意图。

图8是本发明实施例一中踏板力传递板的结构示意图。

图9是本发明实施例一中中间壳体和底壳配合后的示意图。

图10是本发明实施例一中传动齿母的爆炸图。

图11是本发明实施例一中助力推件与接插件的示意图。

图12是本发明实施例一机构静止状态示意图。

图13是本发明实施例一机构制动状态示意图。

图14是本发明实施例二的剖视图。

图15是本发明中中间壳体的另一种结构形式。

附图标记说明：

1-踏板力输入杆，2-电机输出齿轮，3-中间齿轮组，4-传动齿母，41-丝母，42-传动齿轮，5-电动推杆，51-外螺纹，6-踏板推杆，7-踏板力传递杆，71-前段，72-后段，711-球形卡头，721-爪型卡槽，8-踏板力传递板，10-防转触发柱，101-第一载体，102-第二载体，11-踏板力回位弹簧，12-电动力支架，120-电动力支架臂，121-第二导向孔，122-弹性附件，13-踏板力支架，130-踏板力支架臂，131-第一导向孔，14-电动力导向元件，15-踏板力导向元件，17-助力推件，171-通孔，172-卡扣，173-导向结构，18-第二弹性元件，19-制动力输出元件a，20-制动力输出元件b，21-轴承衬套，22-法兰钢板，23-底壳，24-轴承，25-助力器固定螺栓，26-中间壳体，261-螺栓固定孔，262-导轨，27-上盖，28-制动总泵，29-总泵固定螺栓，31-电机，33-电动力支架复位弹簧，35-第一弹性元件，36-感应磁铁，37-接插件，38-霍尔传感器，39-传感器固定架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一：

车辆自动紧急制动助力器，包括壳体、踏板力输入单元、踏板力传递单元、支撑与导向单元、电动力传递单元、电动力产生单元、复位单元和制动力输出单元。

如图1、图9所示，壳体包括依次连接的上盖27、中间壳体26和底壳23；上盖27的中部开设有用于制动总泵28的柱状输入端穿过的通孔；中间壳体26的内侧壁上设置有四个螺栓固定孔261(螺栓固定孔261既起连接作用，又能够承载作用力)，中间壳体26可以采用拉伸成型、压铸成型、注塑成型等工艺制造；通过总泵固定螺栓29和螺栓固定孔261的配合紧固，将制动总泵28与上盖27一起固定安装在中间壳体26上；底壳23通过助力器固定螺栓25固定安装在车辆上；底壳23侧腔还用于容纳接插件37；底壳23的底部外侧安装有法兰钢板22。

如图1所示，踏板力输入单元包括踏板力输入杆1，踏板力输入杆1的一端与车辆的制动踏板相连，另一端与踏板力传递单元相连。

如图1-2、4所示，踏板力传递单元包括踏板力传递杆7；踏板力传递杆7包括同轴设置的前段71和后段72；前段71的一端与踏板力输入杆1的输出端相连，前段71的另一端与后段72的一端相卡接；具体的，前段71与后段72相卡接的端部设置有球形卡头711，后段72与前段71相卡接的端部设置有用于抱紧球形卡头711的爪形卡槽721；前段71与后段72通过球形卡头711与爪形卡槽721卡接，仅在自动紧急制动模式下且在外力阻滞下前段71与后段72可脱开。

如图1、8所示，后段72的另一端嵌装有第一弹性元件35；在静止状态下，第一弹性元件35与力输出单元的输入端之间具有轴向空行程；后段72的外侧壁上固连有踏板力传递板8；踏板力传递板8上设置有防转触发柱10。

支撑与导向单元包括支架组件、导轨组件和轴承组件；

如图1-7、9所示，支架组件包括踏板力支架13、踏板力导向元件15、电动力支架12、电动力导向元件14；导轨组件包括两个互相平行的截面为c型的导轨262，且导轨262设置在中间壳体26的内侧壁上，与中间壳体26一体成型；踏板力支架13包括踏板推杆6、与踏板推杆6相连的两个踏板力支架臂130；踏板力导向元件15设置在踏板力支架臂130的端部；电动力支架12包括电动推杆5、与电动推杆5相连的两个电动力支架臂120；电动力导向元件14设置在电动力支架臂120的端部；踏板推杆6和电动推杆5均为两端开口的筒状结构，踏板推杆6嵌入于电动推杆5内，且踏板力支架臂130相对于电动力支架臂120更靠近制动力输出单元；踏板力支架臂130通过踏板力导向元件15与导轨262滑动连接，并且踏板力导向元件15与导轨262的外壁配合实现外导向；电动力支架臂120通过电动力导向元件14与导轨262滑动连接，并且电动力导向元件14与导轨262的内壁配合实现内导向；踏板力传递杆7的前段71以及后段72的一部分位于踏板推杆6内；踏板力支架臂130上设置有第一导向孔131，电动力支架臂120上对应位置处设置有第二导向孔121，踏板力传递板8上的防转触发柱10依次穿过第一导向孔131和第二导向孔121。

如图6所示，电动力支架臂120上与踏板力传递板8接触处还设置有弹性附件122；如图8所示，防转触发柱10的侧壁上设置有第一载体101和第二载体102，且第一载体101的轴向长度大于第二载体102的轴向长度；第一载体101的位置与弹性附件122相对应，用于在车辆的制动踏板被异物阻滞时压迫所述弹性附件122使其产生形变；第二载体102用于建立与电动力支架12止挡面的接触，以防止弹性附件122过度变形。

如图1所示，轴承组件包括设置在底壳23上，用于支承传动齿母4的轴承24和轴承衬套21。

如图1-3、10所示，电动力传递单元包括传动齿母4、设置在电动力支架12的电动推杆5外壁的外螺纹51、助力推件17和第二弹性元件18；传动齿母4包括具有内螺纹的丝母41和套设在丝母41外并与其固连于一体的传动齿轮42。

传动齿母4设置在电动推杆5外，二者螺纹配合传动：传动齿母4顺时针或逆时针转动的同时，将螺纹配合的旋转运动转换为电动推杆5沿轴向的平移运动，而传动齿母4因被轴承24支撑限位，只能够转动不能沿轴向平移。

助力推件17设置在踏板力支架13与制动力输出单元之间；如图1、图11所示，助力推件17整体呈碗状，其一端与踏板力支架13的踏板力支架臂130相连，另一端与制动力输出单元相接触；助力推件17的顶部设置有通孔171，通孔171的位置与第一弹性元件35的位置相匹配，尺寸大于第一元件35的尺寸，使得第一弹性元件35在踏板力的作用下能够穿过通孔171并将踏板力传递至力输出单元；第二弹性元件18设置在踏板力支架13与电动力支架12之间。电动力依次通过传动齿轮42、丝母41、外螺纹51、电动力支架12、第二弹性元件18、踏板力支架13和助力推件17传递至制动力输出单元上。

如图11所示，助力推件17上还设置有四个截面为扇形的导向结构173，多个截面为扇形的导向结构173的外壁围成的形状与踏板力传递板8的外侧壁形状相匹配，使得踏板力传递板8可沿着助力推件17的多个截面为扇形的导向结构173作轴向防转运动。

助力推件17的侧边设置有传感器固定架39，助力推件17的底部边缘对称设置有四个卡扣172，用于将助力推件17与踏板力支架13连接。

如图1所示，复位单元包括踏板力回位弹簧11和电动力支架复位弹簧33；踏板力回位弹簧11设置在踏板力传递杆7的后段72外，且位于助力推件17与踏板力传递板8之间；电动力支架复位弹簧33设置在导轨262的c形槽内，其一端与上盖27接触，另一端与电动力导向元件14接触，从而仅用于电动力支架12的复位，此时，当电动力产生单元故障时，驾驶员人工制动时较为省力。

如图2、11所示，电动力产生单元包括传感器组件、控制单元、电机31和变速器；传感器组件用于监测踏板力传递板8与踏板力支架13和/或电动力支架12之间产生的相对位移量，并传递给控制单元；控制单元根据所述位移量，控制电机31运转，电机31产生的电动力通过变速器输出至传动齿母4。传感器组件包括感应磁铁36和霍尔传感器38；感应磁铁36设置在踏板力传递板8上，霍尔传感器38设置在助力推件17上，且它们的位置相对应；变速器包括电机输出齿轮2和中间齿轮组3。

如图1所示，制动力输出单元包括轴向连接的制动力输出元件a19和制动力输出元件b20。

以下结合图1、12-13说明本实施例的辅助制动原理和过程：

制动时，驾驶员向踏板力输入杆1施加踏板力，使踏板力输入杆1沿制动方向平移，从而推动踏板力传递杆7的前段71、踏板力传递杆7的后段72、踏板力传递板8、第一弹性元件35一起沿制动方向运动，随着踏板力的增大，第一弹性元件35接触制动力输出元件a19的底部并且被压缩，同时踏板力通过第一弹性元件35传递给制动力输出元件a19；

跟随地，踏板力传递板8的平移，使得感应磁铁36与霍尔传感器38之间产生相对位移，霍尔传感器38检测到该相对位移，将位移信号传递给电动力产生单元中的控制单元(通常为ecu)，控制单元接收到位移信号后便控制电机31启动，并随着踏板力输入杆1的进/退进行正/反转，而电机31的运转会驱动电机输出齿轮2转动，从而带动中间齿轮组3转动，进而中间齿轮组3带动传动齿母4转动，使得电动推杆5沿着螺纹轴向平移，电动推杆5移动则带动第二弹性元件18、踏板力支架13、助力推件17一起平移，最终通过助力推件17将踏板力和电动力合力传递给制动力输出元件a19，推动制动力输出元件a19和制动力输出元件b20向前移动，进而推动制动总泵28中的活塞向前移动，进行制动动作；

当感应磁铁36和固定在助力推件17上的霍尔传感器38保持相对位移不变的时候，控制单元控制电机31停止运转，保持原有制动状态的扭矩；

在保持制动的过程中，电机31处于扭矩保持状态，使得电机输出齿轮2锁止，达到踏板所需的制动状态；

放弃制动时，踏板力输入杆1失去来自外部的踏板力，踏板力回位弹簧11依次带动踏板力传递板8、踏板力传递杆7的后段72、踏板力传递杆7的前段71，以及踏板力输入杆1复位，制动总泵28也跟着复位。

本实施例在正常制动情况下，踏板力传递杆7前段71上的球形卡头711被后段72上的爪型卡槽721紧紧包裹，前段71与后段72之间没有空行程，驾驶员在踩踏刹车踏板时，刹车踏板感受较好。另外，由于前段71与后段72是连接在一起的，因而在自动紧急制动期间，能够快速响应驾驶员中断自动紧急制动的操作。

在自动紧急制动期间，当制动踏板被障碍物阻滞的时候，车辆的主动雷达探测到前方障碍物在刹车阈值之内时，会向电动力产生单元中的控制单元发送制动信号，控制单元收到制动信号后会驱动电机31运转产生电动力，此时，踏板力输入杆1、踏板力传递杆7的前段71、踏板力传递杆7的后段72、踏板力传递板8以及固定在踏板力传递板8上的防转触发柱10的运动都会因为障碍物而受到限制，此时，除了由踏板力回位弹簧11施加的力以外，障碍物向踏板力输入杆1上也施加了与制动方向相反的力，这将导致：踏板力传递杆7前段71的球形卡头711挣脱后段72的爪型卡槽721的包裹，使得踏板力传递杆7的前段71与后段72分离，前段71停止继续沿制动力方向运动，从而使得制动踏板松开，达到防止夹伤驾驶员脚部的目的，而后段72仍会在电动力的作用下继续平移，实施制动动作。

与此同时，踏板力传递板8和防转触发柱10通过第一载体101压迫电动力支架臂120上的弹性附件122使其变形，由此，第二载体102与电动力支架12上表面之间的间距减小至小于或等于阻滞事件的阈值间距，霍尔传感器38识别到此相对位移，控制单元记录阻滞事件的故障代码，为事故追溯提供信息源。

实施例二：

如图14所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：将第二弹性元件18设置在第一弹性元件35与制动力输出元件a19之间，第二弹性元件18为圆环状结构，第一弹性元件35可穿过第二弹性元件18，将制动力传递给制动力输出元件a19。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别仅在于：

1、电动力支架12和踏板力支架13不共用导轨，而是各自有各自的导轨，也即导轨组件包括电动力导轨和踏板力导轨；

2、电动力导轨和踏板力导轨均为截面为凹形、c形或ω型(如图15所示)的导柱，并且在电动力导轨内安装有电动力支架复位弹簧，在踏板力导轨内安装有踏板力支架复位弹簧。

其余结构形式与实施例一相同。

实施例四：

本实施例与实施例二结构形式大体相同，区别仅在于：本实施例仅在电动力导轨内安装电动力支架复位弹簧。

实施例五：

本实施例与实施例一的区别仅在于：导轨262不设置在中间壳体26的侧壁上，而是设置在底壳23的内底面上。

实施例六：

本实施例与实施例一的区别仅在于：导轨262为实心导柱，且与中间壳体26侧壁分离，导轨262穿过上盖27和底壳23，通过螺栓与上盖27和底壳23连接。

实施例七：

本实施例与实施例一的区别仅在于：导轨262与中间壳体26的侧壁分离，且导轨262外套设有踏板力支架复位弹簧，且踏板力支架复位弹簧的弹力小于电动力支架复位弹簧的弹力，此时，踏板力支架复位弹簧与电动力支架复位弹簧同轴叠加设置。