制動助力器的制造方法
【專利摘要】一種用于車輛制動系統(tǒng)中的制動助力器包括：包括：制動力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向車輛的制動主缸傳遞踏板制動力；助力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向制動主缸傳遞制動助力；第一旋轉(zhuǎn)傳感器，其通過適于將平移運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)與所述制動力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述制動力傳遞元件的軸向位置；以及第二旋轉(zhuǎn)傳感器，其與所述助力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述助力傳遞元件的軸向位置；其中，所述制動助力的產(chǎn)生是基于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測結(jié)果而控制的。本發(fā)明能夠精確檢測制動力傳遞元件和助力傳遞元件的運動，從而對制動助力器的動作進行精確的控制。
【專利說明】制動助力器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種用于車輛制動系統(tǒng)中的制動助力器，尤其是電動制動助力器。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛通常包括用于降低車輛速度和/或使車輛停止的液壓制動系統(tǒng)。用人力來控制制動踏板是費力的事情，因此，很多車輛在液壓制動裝置的基礎(chǔ)上增加了制動助力器。
[0003]傳統(tǒng)上的制動助力器以真空制動助力器為主，其利用發(fā)動機進氣管的真空作為制動助力源，在制動主缸上產(chǎn)生一個比踏板力大若干倍的真空助力。這樣,制動主缸同時接受到踏板力和真空助力，因此可以提高制動主缸的輸出壓力，從而減輕車輛制動所需的踏板力。
[0004]由于真空制動助力器利用發(fā)動機進氣管產(chǎn)生的真空度來產(chǎn)生制動助力，因此，真空制動助力器的工作會對發(fā)動機本身的工作造成一定影響。此外，在發(fā)動機熄火后，沒有了進氣真空度，也就不能產(chǎn)生制動助力。
[0005]作為真空制動助力器的替代，電動制動助力器被提出，其利用電動機來驅(qū)動助力傳遞元件以產(chǎn)生制動助力，而不依賴于發(fā)動機進氣管的真空度。
[0006]在電動制動助力器中，需要使電動機動作與制動踏板的動作相協(xié)調(diào)。為此，設(shè)有傳感器來檢測電動機和制動踏板的運動。通常，電動機本身中設(shè)有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器來監(jiān)視電動機的運動。此外，設(shè)有行程傳感器來監(jiān)視制動踏板或被制動踏板驅(qū)動的制動元件的位移。
[0007]在這種電動制動助力器中，行程傳感器本身難以提供高檢測精度。此外，行程傳感器的耐用性較低，容易受到諸如磁場、污物、結(jié)冰等外界因素的影響。另外，行程傳感器的價格也較為昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的制動助力器中的上述問題中的一或多種。
[0009]為此，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種用于車輛制動系統(tǒng)中的制動助力器，其包括:包括:制動力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向車輛的制動主缸傳遞踏板制動力；助力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向制動主缸傳遞制動助力；第一旋轉(zhuǎn)傳感器，其通過適于將平移運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)與所述制動力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述制動力傳遞元件的軸向位置；以及第二旋轉(zhuǎn)傳感器，其與所述助力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述助力傳遞元件的軸向位置；其中，所述制動助力的產(chǎn)生是基于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測結(jié)果而控制的。
[0010]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述制動助力器還包括電動機，其用于產(chǎn)生制動助力。
[0011]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述電動機通過適于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平移運動的傳動機構(gòu)驅(qū)動所述助力傳遞元件；
[0012]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式,所述電動機為旋轉(zhuǎn)電動機或直線電動機；[0013]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器為所述電動機中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器。
[0014]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述制動助力器還包括電子控制單元，其基于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測結(jié)果來控制制動助力的產(chǎn)生，尤其是控制所述電動機的運轉(zhuǎn)。
[0015]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括:齒條，其與所述制動力傳遞元件相連從而隨所述制動力傳遞元件軸向移動:以及傳感器齒輪，其被所述齒條驅(qū)動而產(chǎn)生可被所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器檢測的旋轉(zhuǎn)運動。
[0016]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述齒條由所述助力傳遞元件承載，并且可相對于所述助力傳遞元件軸向移動。
[0017]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器包括由所述傳感器齒輪承載的傳感器磁體和能夠檢測所述傳感器磁體的磁場變化的感應(yīng)元件。
[0018]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述助力傳遞元件包括沿軸向延伸的中空的閥體；并且所述制動力傳遞元件包括適于通過推桿被制動踏板軸向向前驅(qū)動的柱塞，所述柱塞被構(gòu)造成可在所述閥體中軸向移動。
[0019]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述制動力傳遞元件通過定位銷連接著所述運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)。
[0020]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述定位銷能夠相對于所述助力傳遞元件沿軸向移動一段受限的距離。
[0021]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述制動助力器還包括制動力輸出元件，其被構(gòu)造成將所述踏板制動力和所述制動助力傳遞到制動主缸的主活塞。
[0022]根據(jù)本申請的一個優(yōu)選實施方式，所述制動助力器還包括復(fù)位元件，例如復(fù)位彈簧，其向所述助力傳遞元件施加趨向于使其沿軸向后退的復(fù)位力。
[0023]根據(jù)本申請，利用旋轉(zhuǎn)傳感器來檢測制動力傳遞元件和助力傳遞元件的位置和運動，能夠獲得很高的軸向位置檢測精度。
[0024]此外，旋轉(zhuǎn)傳感器受磁場方向和強度的影響較低，因此，旋轉(zhuǎn)傳感器的信號穩(wěn)定性更高。
[0025]此外，在沾染了外界物質(zhì)例如塵土、油污、結(jié)冰等后，旋轉(zhuǎn)傳感器的性能不會下降太多。因此，旋轉(zhuǎn)傳感器的耐用性好。
[0026]此外，旋轉(zhuǎn)傳感器成本較低，有助于降低制動助力器的總體成本。
[0027]根據(jù)本申請，電子控制單元能夠基于來自旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測信號來精確地控制電動機的運轉(zhuǎn)，從而能夠主動地對制動助力器的動作進行精確的實時控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是根據(jù)本申請的一種可行實施方式的車輛用制動助力器處在非制動狀態(tài)時的剖切正視圖；
[0029]圖2是圖1所示制動助力器處在非制動狀態(tài)時的剖切俯視圖；
[0030]圖3是顯示圖1所示制動助力器中的傳動機構(gòu)的剖切側(cè)視圖；
[0031]圖4是圖1所示制動助力器中采用的柱塞的放大剖視圖；[0032]圖5是圖1所示制動助力器中采用的閥體的放大剖視圖；
[0033]圖6是圖1所示制動助力器中采用的齒條的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0034]下面參照附圖描述本申請的優(yōu)選實施方式。
[0035]需要指出，附圖僅僅是為了示意性顯示本申請的制動助力器的可行實施方式。因此，在附圖中，制動助力器中的各個元件并非按比例繪制的。
[0036]還需要指出，在本申請中，“近側(cè)”或“后側(cè)”是指靠近車輛制動踏板的一側(cè)，“遠側(cè)”或“前側(cè)”是指背離制動踏板、即靠近車輪制動主缸的一側(cè)。
[0037]如圖1、2所示，根據(jù)本申請的一種優(yōu)選實施方式的用于車輛制動系統(tǒng)中的制動助力器包括殼體1，其可由任何適宜的材料例如金屬板材、塑料等制成。
[0038]殼體I可通過適宜的固定裝置安裝到車身上，例如通過圖1所示的系桿2。當(dāng)然，也可利用其它適宜的緊固裝置或結(jié)構(gòu)將殼體I固定到車身。
[0039]殼體I固定支撐著閥體導(dǎo)向件4，其可由金屬、橡膠或塑料材料制成。閥體導(dǎo)向件4限定出軸向貫通的內(nèi)部導(dǎo)向空間。閥體導(dǎo)向件4位于殼體I的朝向制動踏板的一側(cè)上，并且部分地位于殼體I內(nèi)，部分地位于殼體I外。
[0040]構(gòu)成制動助力器的助力傳遞元件的閥體6包括軸向延伸的大致筒形本體部分6a和位于本體部分6a遠端的推動部分6b。這兩個部分可以一體形成，或者分開形成、再組裝到一起。
`[0041 ] 本體部分6a貫穿閥體導(dǎo)向件4的內(nèi)部導(dǎo)向空間，并被閥體導(dǎo)向件4引導(dǎo)而可軸向移動。本體部分6a的近端部分位于殼體I外，本體部分6a的遠端部分和推動部分6b位于殼體I內(nèi)。
[0042]此外，本體部分6a不能繞其中心軸線在閥體導(dǎo)向件4中轉(zhuǎn)動。為此，可在本體部分6a與閥體導(dǎo)向件4之間設(shè)置定位元件(未示出)，例如鍵、導(dǎo)銷等。
[0043]閥體6中沿軸向限定出多個容置空間，如圖5中清楚顯示，這些容置空間包括--沿軸向延伸的中間貫通孔60 ;從中間貫通孔60的近端向后延伸的第一容槽61，其徑向尺寸(例如直徑)大于中間貫通孔60，從而在二者之間形成面向近側(cè)的第一臺肩61a ;從第一容槽61的近端向后延伸的第二容槽62，其徑向尺寸大于第一容槽61，從而在二者之間形成面向近側(cè)的第二臺肩62a ;從中間貫通孔60的遠端向前延伸的第三容槽63，其徑向尺寸大于中間貫通孔60，從而在二者之間形成面向遠側(cè)的第三臺肩63a ;從第三容槽63的遠端向前延伸的第四容槽64，其徑向尺寸大于第三容槽63，從而在二者之間形成面向遠側(cè)的第四臺肩64a。其中，中間貫通孔60、第一容槽61、第二容槽62、第三容槽63形成在本體部分6a中，第四容槽64形成在推動部分6b中。推動部分6b的徑向尺寸優(yōu)選大于本體部分6a，以使得第四容槽64可以具有足夠大的徑向尺寸，甚至大于本體部分6a的外周的徑向尺寸。
[0044]此外，在推動部分6b的外周設(shè)有環(huán)形凸緣65，在本體部分6a中設(shè)有一對從本體部分6a的外周徑向延伸到第一容槽61的彼此相對的通孔66,在本體部分6a的外周的一側(cè)上形成有軸向延伸的齒條插槽67。這些部分的用途將在下面描述。
[0045]在閥體6的中間貫通孔60中，以可軸向移動的方式布置著柱塞桿8，該柱塞桿8在其近端被柱塞10向遠側(cè)推壓。[0046]在圖示的例子中，柱塞桿8和柱塞10被分開構(gòu)成。作為替代，柱塞桿8可以構(gòu)成柱塞10的一部分。
[0047]柱塞桿8和柱塞10 (或是帶有柱塞桿8的一體式柱塞10)構(gòu)成了制動助力器的制動力傳遞元件。
[0048]柱塞10的詳細結(jié)構(gòu)更清楚地顯示于圖4中。如圖中所示，柱塞10包括遠側(cè)部分101和與其一體的近側(cè)部分102。遠側(cè)部分101的形狀和徑向尺寸設(shè)置成適于插入閥體6的中間貫通孔60中。近側(cè)部分102的徑向尺寸(例如直徑)大于遠側(cè)部分101，并且在其中限定出容置空間103，該容置空間103開通于柱塞10的近端面。
[0049]在遠側(cè)部分101和近側(cè)部分102的近端分別形成有外周凸緣104和105。外周凸緣104和105的形狀和徑向尺寸分別被設(shè)置成適于以可軸向滑動的方式安置在閥體6的第一容槽61和第二容槽62中。
[0050]在外周凸緣104中，形成有徑向通孔106，用于接納定位銷108 (參看圖2)并將其固定于此。該定位銷108的徑向兩端插入閥體6中的通孔66中。每個通孔66具有一定的軸向長度，以使得定位銷108的兩端能夠在通孔66中軸向滑動。
[0051]受制動踏板(未示出)驅(qū)動的推桿12插入容置空間103內(nèi)。具體而言，推桿12沿軸向延伸，其中心軸線與柱塞10的中心軸線共線。推桿12包括桿部12a和連接在桿部12a前端的球頭形式的前側(cè)部分12b。此外,桿部12a的外周上形成有或裝有卡環(huán)12c。
[0052]推桿12的桿部12a被制動踏板驅(qū)動，以使得推桿12沿軸向向前移動。推桿12的球頭形前側(cè)部分12b在容置空間103中向前推抵于容置空間103的端壁。
[0053]在閥體6的后端,裝有插筒14,該插筒14具有適于插入柱塞6的容置空間62中的大致筒形本體14a、形成在本體14a前端的徑向向內(nèi)延伸的前端凸緣14b和形成在本體14a后端的徑向向外延伸的后端凸緣14c。后端凸緣14c被固定于閥體6的后端。前端凸緣14b適于被柱塞10的后端抵接。
[0054]此外，在前端凸緣14b與推桿12的卡環(huán)12c之間，裝有復(fù)位彈簧16。這樣，當(dāng)推桿12接收到來自制動踏板的推力時，推桿12可抵抗著復(fù)位彈簧16的彈簧力向前移動。當(dāng)制動踏板的推力消除后，推桿12可被復(fù)位彈簧16的彈簧力推動而向后移動回到原位。
[0055]柱塞桿8的遠端延伸到靠近閥體6中的第三臺肩63a處。在閥體6的第三容槽63和第四容槽64中分別裝有柱塞板18和反作用盤20。
[0056]柱塞板18具有前側(cè)本體部分和與其相連的后側(cè)推壓部分。前側(cè)本體部分的形狀和徑向尺寸設(shè)置成適于在第三容槽63中軸向滑動。后側(cè)推壓部分的徑向尺寸優(yōu)選小于前側(cè)本體部分。
[0057]反作用盤20的形狀和徑向尺寸設(shè)置成適于在第四容槽64中軸向滑動。
[0058]柱塞板18在軸向上被夾持在反作用盤20的近側(cè)表面的內(nèi)側(cè)部分與柱塞桿8的遠端之間。反作用盤20的近側(cè)表面的外周部分由閥體6中的第四臺肩64a向前推抵。
[0059]在反作用盤20的前面布置著制動力輸出桿22。制動力輸出桿22具有后側(cè)基部和與其相連的前側(cè)桿部。制動力輸出桿22的后側(cè)基部的形狀和徑向尺寸與反作用盤20大致一致。制動力輸出桿22的前側(cè)桿部的徑向尺寸優(yōu)選小于后側(cè)基部。
[0060]反作用盤20的前端面向前推抵于制動力輸出桿22的后側(cè)基部，該制動力輸出桿22的前側(cè)桿部連接著車輛制動系統(tǒng)的制動主缸24的主活塞26。主活塞26的中心軸線優(yōu)選與閥體6的中心軸線共線，并且至少由這兩個中心軸線限定出整個制動助力器的中心軸線。
[0061]反作用盤20優(yōu)選為彈性的，例如由彈性橡膠制成。
[0062]制動力輸出桿22通過夾持盤28而被夾持在閥體6的前端處。夾持盤28包括前側(cè)板狀部28a、從前側(cè)板狀部28a的外周邊沿軸向向后延伸的筒狀部28b和從筒狀部28b的后端向外延伸的后側(cè)凸緣部28c。前側(cè)板狀部28a中形成有中心孔，制動力輸出桿22的前側(cè)桿部穿過該中心孔。后側(cè)凸緣部28c的形狀和徑向尺寸大致對應(yīng)于閥體6上的環(huán)形凸緣65。通過布置在殼體I的前端面與后側(cè)凸緣部28c之間的復(fù)位彈簧30，后側(cè)凸緣部28c被推抵于環(huán)形凸緣65的前表面，而前側(cè)板狀部28a被推抵于制動力輸出桿22的后側(cè)基部的前表面。這樣，制動力輸出桿22被夾持在閥體6的前端處，而制動力輸出桿22又將反作用盤20和柱塞板18分別保持在第四容槽64和第三容槽63中。
[0063]閥體6可在閥體導(dǎo)向件4的導(dǎo)引下相對于殼體I軸向移動。具體而言，閥體6可以在電動機32 (參看圖2、3)的驅(qū)動下向前移動，并且在電動機32的驅(qū)動作用消除后，在復(fù)位彈簧30的作用下向近側(cè)移動。
[0064]本申請使用的電動機32可以從各種旋轉(zhuǎn)電動機中選取，例如直流旋轉(zhuǎn)電動機?？梢圆捎萌魏慰尚械膫鲃訖C構(gòu)將電動機32的輸出旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為閥體6沿軸向向前的移動即平移運動。例如，在圖示的例子中，電動機32采用旋轉(zhuǎn)電動機的形式，并且傳動機構(gòu)采用齒輪系34加絲杠裝置36的形式。這樣，電動機32的輸出旋轉(zhuǎn)運動通過齒輪系34和絲杠裝置36轉(zhuǎn)化為向前的直線輸出運動。作為替代，其它將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動的裝置，例如蝸輪_蝸桿裝置等，也可以米用。
[0065]或者，電動機32可以是直線電動機，例如直流直線電動機。在采用直線電動機的情況下，可以通過相應(yīng)的傳動機構(gòu)將電動機的輸出直線運動轉(zhuǎn)化為閥體6沿軸向向前的移動。
[0066]傳動機構(gòu)輸出的向前移動通過傳動套筒50傳遞到閥體6，以使得閥體6抵抗著復(fù)位彈簧30的彈簧力沿軸向向前移動。
[0067]閥體6向前的行程需要受到限制，例如不大于夾持盤28和主缸24之間的軸向距離。
[0068]當(dāng)電動機32反向旋轉(zhuǎn)時，允許閥體6主要在復(fù)位彈簧30的彈簧力以及主活塞26的反作用力的作用下向后移動。
[0069]柱塞10可相對于閥體6軸向移動。具體而言，在圖1、2所示的制動助力器非制動狀態(tài)下，復(fù)位彈簧30通過夾持盤28的后側(cè)凸緣部28c將閥體6向后推壓，以使其位于原位。同時，復(fù)位彈簧30通過夾持盤28的前側(cè)板狀部28a向后推壓制動力輸出桿22，從而依次通過反作用盤20、柱塞板18、柱塞桿8而將柱塞10推壓于最近側(cè)的原位。在此位置，定位銷108被推抵于閥體6中的限定出通孔66近端的部位，并且柱塞10的外周凸緣104和105分別與閥體6中的第一和第二臺肩61a、62a分隔開。在這種狀態(tài)下，如果推桿12接收到來自制動踏板的推力，推桿12會帶動柱塞10向前移動,直至外周凸緣104與第一臺肩61a接合和/或外周凸緣和105與第二臺肩62a接合和/或定位銷108接合閥體6中的限定出通孔66遠端的部位。然后，推桿12通過柱塞10向前推壓閥體6。在來自制動踏板的推力消除后，柱塞10在復(fù)位彈簧30和主活塞26的作用下向后移動而返回其原位。[0070]制動助力器可以包括密封護套52，例如橡膠護套，以保護制動助力器的露在殼體I外面的各功能元件，尤其是閥體6。
[0071]制動助力器還包括電子控制單元，用于檢測柱塞10和閥體6的位置并且因此而控制電動機32的運轉(zhuǎn)。
[0072]具體而言，在圖1、2中，制動助力器處在非制動位置，即駕駛員未踏下制動踏板。此時，沒有制動力作用于制動主缸24的主活塞26。
[0073]接下來，駕駛員踏下制動踏板以實施車輛制動。制動踏板的踏下導(dǎo)致推桿12抵抗著復(fù)位彈簧16的推力而向前軸向移動。推桿12的前側(cè)部分12b推動柱塞10以及柱塞桿8向前移動，而柱塞桿8的遠端經(jīng)柱塞板18向前推壓反作用盤20的內(nèi)側(cè)部分，以使得反作用盤20的內(nèi)側(cè)部分經(jīng)制動力輸出桿22向前推動制動主缸的主活塞26。通過這種方式，駕駛員施加的踏板制動力(人工制動力)被傳遞到主活塞26。
[0074]在柱塞10向前移動的最初階段，閥體6由于受到復(fù)位彈簧30向后的推壓作用而保持沿軸向不動。在此階段中，電子控制單元檢測到柱塞10向前軸向移動而閥體6的軸向位置不變。由此，電子控制單元基于閥體6與柱塞10各自的位置以及二者之間的位置差異判斷出駕駛員的制動意圖。接下來，電子控制單元啟動電動機32正向運轉(zhuǎn)，電動機32的正向旋轉(zhuǎn)輸出經(jīng)前述傳動機構(gòu)帶動閥體6抵抗著復(fù)位彈簧30的推力而向前移動。閥體6的第四臺肩64a向前推壓反作用盤20的外周部分，以使得反作用盤20的外周部分經(jīng)制動力輸出桿22向前推動制動主缸的主活塞26。通過這種方式，電動機32提供的制動助力被傳遞到主活塞26。
[0075]可以看出，制動力輸出桿22構(gòu)成了將踏板制動力和制動助力傳遞到制動主缸的主活塞的制動力輸出元件?？梢岳斫?，其它形式的制動力輸出元件也可被采用。
[0076]在駕駛員施加的踏板制動力和電動機提供的制動助力的作用下，主活塞26將制動主缸中的制動液向各車輪的制動裝置輸送，以實現(xiàn)車輛的制動。此時，制動助力器處在制動位置。電子控制單元基于閥體6與柱塞10各自的位置判斷出制動動作的持續(xù)，并且保持電動機32正向運轉(zhuǎn)，或是在電動機32正向運轉(zhuǎn)一段時間后停止運轉(zhuǎn)，以等待制動動作的結(jié)束。
[0077]當(dāng)駕駛員要結(jié)束制動動作時，其將松開制動踏板。主活塞26受到的制動主缸中的液壓力經(jīng)制動力輸出桿22、反作用盤20的內(nèi)側(cè)部分、柱塞板18以及柱塞桿8沿向后的方向施加到柱塞10，以使柱塞10向后移動而回到圖1、2所示原位。在制動助力器處在從其制動位置向其非制動位置過渡的回程中間位置時，電子控制單元檢測到柱塞10向后軸向移動而閥體6的軸向位置不變或向后移動得比柱塞10慢。由此，電子控制單元基于閥體6與柱塞10各自的位置以及二者之間的位置差異判斷出駕駛員的解除制動意圖。接下來，電子控制單元啟動電動機32反向運轉(zhuǎn)，這樣，通過來自復(fù)位彈簧30以及主活塞26的推力，可促使閥體6向后移動。最終閥體6回到非制動狀態(tài)的原位。電子控制單元判斷出制動釋放(解除)動作的完成，并且停止電動機32的反向運轉(zhuǎn)。
[0078]不論是制動操作，還是制動釋放操作，柱塞10都先沿軸向相對于閥體6先移動很小的距離，然后電子控制單元才能控制電動機32正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。為了控制電動機32的啟動，需要檢測柱塞10和閥體6各自的軸向位置(以及二者的軸向位置差)。此外，在電動機32正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，也可能需要基于柱塞10和閥體6的軸向位置來確定電動機32的旋轉(zhuǎn)速度。因此，為了精確地控制電動機32的啟動和運轉(zhuǎn)，需要高精度地檢測柱塞10和閥體6的軸向位置和速度。
[0079]為此，根據(jù)本申請，設(shè)有用于檢測柱塞10和閥體6的軸向位置的旋轉(zhuǎn)傳感器。
[0080]電動機32本身中設(shè)有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器來監(jiān)視電動機32的運動。因此，電動機32中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器可以用來檢測閥體6的軸向位置。
[0081]為了檢測柱塞10的軸向位置，本申請設(shè)置了專門的旋轉(zhuǎn)傳感器80，如圖3中清楚地顯示。該旋轉(zhuǎn)傳感器80主要包括傳感器磁體82和檢測磁體82的磁場變化的感應(yīng)元件84。傳感器磁體82安裝在傳感器齒輪86上，該傳感器齒輪86與自由齒輪88嚙合，該自由齒輪88又與齒條90嚙合。
[0082]如圖6所示，齒條90包括主體部分92和位于主體部分92后端的柄部96。柄部96中形成有固定孔96，用于被定位銷108的一端插入。主體部分92上形成有齒98，用于與自由齒輪88上的相應(yīng)齒嚙合。
[0083]齒條90以可軸向移動的方式安裝在閥體6上的齒條插槽67中。當(dāng)柱塞10軸向移動時，柱塞10上的定位銷108帶動齒條90同步軸向移動。軸向移動的齒條90通過自由齒輪88帶動傳感器齒輪86旋轉(zhuǎn)。隨著傳感器齒輪86旋轉(zhuǎn)，由傳感器齒輪86承載的磁體82隨之旋轉(zhuǎn)，而感應(yīng)元件84檢測磁體82的磁場變化，以確定傳感器齒輪86的旋轉(zhuǎn)位置。然后，根據(jù)齒條90與傳感器齒輪86之間的傳動比，可以計算出齒條90、也就是柱塞10的軸向位置。
[0084]可以理解，其它能夠?qū)⒅?0的軸向移動即平移運動轉(zhuǎn)化為可被旋轉(zhuǎn)傳感器檢測的旋轉(zhuǎn)運動的運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)也可以采用。
[0085]需要指出，前面描述了本申請的利用電動機提供制動助力的實施方式，因此，上面描述的制動助力器可以稱作電動制動助力器；然而，可以理解，本申請的基本構(gòu)思同樣適用于采用其它動力源提供制動助力的實施方式。
[0086]本申請使用的旋轉(zhuǎn)傳感器可以采用傳感器領(lǐng)域成熟的技術(shù)(例如，無刷電機中采用的旋轉(zhuǎn)傳感器等)，因此不再對其進行詳細描述。
[0087]同現(xiàn)有技術(shù)中使用的行程傳感器相比，本申請利用旋轉(zhuǎn)傳感器來檢測柱塞10的位置。旋轉(zhuǎn)傳感器的分辨率顯著高于行程傳感器，因此，柱塞10的軸向位置的檢測精度較聞。
[0088]此外，旋轉(zhuǎn)傳感器受磁場方向和強度的影響比行程傳感器低，因此，旋轉(zhuǎn)傳感器的信號穩(wěn)定性更高。
[0089]此外，在沾染了外界物質(zhì)例如塵土、油污、結(jié)冰等后，行程傳感器的性能會下降，但旋轉(zhuǎn)傳感器在沾染了這些外界物質(zhì)時，其性能不會下降太多。因此，旋轉(zhuǎn)傳感器的耐用性好。
[0090]此外，旋轉(zhuǎn)傳感器不像行程傳感器那樣需要使用昂貴的大塊磁體，因此成本較低。同時，齒條90、傳感器齒輪86和自由齒輪88都可以由價格較低的塑料制成，因此有助于降低制動助力器的總體成本。并且，這些塑料件的重量較小，不會產(chǎn)生大的慣性力，因此不會對制動助力器的操作產(chǎn)生明顯影響。
[0091 ] 需要指出，作為電動機32中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器的替代或附加，可以采用類似的旋轉(zhuǎn)傳感器來檢測閥體6的軸向位置。[0092]此外，根據(jù)本申請，即使由于電子控制單元出現(xiàn)故障導(dǎo)致電動機32不能運轉(zhuǎn)，但由于閥體6軸向向前的移動不會受到傳動機構(gòu)的任何阻礙，因此，駕駛員通過制動踏板輸入的制動力仍會傳遞到制動主缸24的主活塞26。具體而言，在這種情況下，制動踏板首先通過推桿12向前推動柱塞10。然后，柱塞10接觸到閥體6，從而帶動閥體6—起沿軸向向前移動。這樣，駕駛員通過制動踏板輸入的制動力通過柱塞10和閥體6 二者傳遞到反作用盤20，并由此傳遞到主活塞26。因此，即使是電子控制單元出現(xiàn)故障時，仍能確保通過駕駛員踩踏制動踏板的動作實現(xiàn)車輛制動。
[0093]可以看到，根據(jù)本申請，利用旋轉(zhuǎn)傳感器來檢測柱塞10和閥體6的軸向位置，從而高精度地獲得二者的軸向位置。這樣，能夠主動地精確地控制電動機的運轉(zhuǎn)時間、運轉(zhuǎn)方向、運轉(zhuǎn)速度等，從而能夠?qū)χ苿又ζ鞯膭幼鬟M行精確的實時控制。
[0094]本申請的制動助力器適用于具有各種形式的動力源的車輛，例如燃油車輛、燃氣車輛、電動車輛、混合動力車輛等等。
[0095]雖然這里參考具體的實施方式描述和描述了本申請，但是本申請的范圍并不局限于所示的細節(jié)中。在不偏離本申請的基本原理的情況下，可針對這些細節(jié)做出各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛制動系統(tǒng)中的制動助力器，包括: 制動力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向車輛的制動主缸傳遞踏板制動力； 助力傳遞元件，其被構(gòu)造成可沿軸向移動以便向制動主缸傳遞制動助力； 第一旋轉(zhuǎn)傳感器，其通過適于將平移運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)與所述制動力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述制動力傳遞元件的軸向位置；以及 第二旋轉(zhuǎn)傳感器，其與所述助力傳遞元件運動學(xué)耦合，用于檢測所述助力傳遞元件的軸向位置； 其中，所述制動助力的產(chǎn)生是基于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測結(jié)果而控制的。
2.如權(quán)利要求1所述的制動助力器，還包括電動機，其用于產(chǎn)生制動助力； 優(yōu)選地，所述電動機通過適于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為平移運動的傳動機構(gòu)驅(qū)動所述助力傳遞元件； 此外，優(yōu)選地，所述電動機為旋轉(zhuǎn)電動機或直線電動機； 此外，優(yōu)選地，所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器為所述電動機中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)傳感器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制動助力器，還包括電子控制單元，其基于第一和第二旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測結(jié)果來控制制動助力的產(chǎn)生，尤其是控制所述電動機的運轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的制動助力器，其中，所述運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)包括: 齒條，其與所述制動力傳遞元件相連從而隨所述制動力傳遞元件軸向移動:以及 傳感器齒輪，其被所述齒條驅(qū)動而產(chǎn)生可被所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器檢測的旋轉(zhuǎn)運動； 優(yōu)選地，所述齒條由所述助力傳遞元件承載，并且可相對于所述助力傳遞元件軸向移動。
5.如權(quán)利要求4所述的制動助力器，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器包括由所述傳感器齒輪承載的傳感器磁體和能夠檢測所述傳感器磁體的磁場變化的感應(yīng)元件。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的制動助力器，其中，所述助力傳遞元件包括沿軸向延伸的中空的閥體；并且 所述制動力傳遞元件包括適于通過推桿被制動踏板軸向向前驅(qū)動的柱塞，所述柱塞被構(gòu)造成可在所述閥體中軸向移動。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的制動助力器，其中，所述制動力傳遞元件通過定位銷連接著所述運動轉(zhuǎn)化機構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的制動助力器，其中，所述定位銷能夠相對于所述助力傳遞元件沿軸向移動一段受限的距離。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的制動助力器，還包括制動力輸出元件，其被構(gòu)造成將所述踏板制動力和所述制動助力傳遞到制動主缸的主活塞。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的制動助力器，還包括復(fù)位元件，例如復(fù)位彈簧，其向所述助力傳遞元件施加趨向于使其沿軸向后退的復(fù)位力。
【文檔編號】B60T13/74GK103802814SQ201210452770
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】章秋生 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司