一种快速回位的传动机构和电子液压制动系统的制作方法

本发明涉及一种传动机构，尤其是涉及一种快速回位的传动机构和电子液压制动系统。

背景技术：

为解决汽车保有量增长带来的严峻问题，车辆电动化、智能化是目前汽车工业寻求突破的重要方向。在城市工况中，汽车的制动比较频繁，因此而消耗的能量占汽车消耗总能量的很大一部分，电动汽车和传统汽车一个重要的区别就是制动系统中引入再生制动，再生制动回收的能量可以增大汽车的续航里程，弥补目前电池技术的不足，达到节能环保的目的；此外，电动汽车的动力源由电机完全或部分取代，这就造成在传统汽车制动系统中的真空助力器无法继续使用，必须添加额外的真空泵装置；为了降低交通事故的发生概率，减轻驾驶员工作负荷，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中，汽车智能化发展对线控制动系统提出了需求。

车辆电动化、智能化发展促使了传统的制动系统向线控制动发展发展。作为线控制动系统的前期产品，电子液压制动系统(ehb)相比于电子机械制动系统(emb)技术更加成熟，容错率高(失效后存在后备执行系统)，抗干扰能力强，布置方便。相对应传统制动系统，ehb具有安全、舒适、响应快、易于实现再生制动、制动力可精确控制等优点，并且可通过控制算法实现abs、esp、tcs等主动安全控制功能。ehb的发展方向是不断提高其综合性能，轻量小型和低成本，且系统高度集成与模块化。

与传统的制动系统相比，电子液压制动系统同样需要满足较快的制动压力释放时间，避免主缸内存在较大的残余液压力等问题带来的安全隐患。由于电子液压制动器内传动机构阻力的存在，尤其是对蜗轮蜗杆来说，有着较低的逆效率，使系统在无外力帮助的情况下，制动主缸压力释放速度缓慢且存在残余制动液压力。若利用制动电机反转使传动机构快速回位，将增加回位过程中液压力高精度控制的难度，特别是当该电子液压制动系统的电控部分失效时，主缸将无法回位，带来安全隐患。所以需要一种电子液压制动系统传动机构回位装置，且占用空间小、结构紧凑，以使系统能够布置在紧凑的汽车前舱。

申请号为201610265555.8的中国专利，将螺旋弹簧与制动主缸的推杆连接，利用齿条回位弹簧的回弹使推杆反向运动，其缺点是：螺旋弹簧本身的压缩长度需要占用制动主缸轴向空间，且由于齿条齿轮、蜗轮蜗杆两级传动，传动阻力较大，逆效率较低，推动传动机构回位，需要较大尺寸的压缩弹簧。将回位弹簧布置在蜗轮上，减少了齿轮齿条传动副带来的回位阻力。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种占用空间小、结构紧凑的快速回位的传动机构和电子液压制动系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种快速回位的传动机构，用于电子液压制动系统，包括相互啮合的蜗杆和蜗轮，所述的蜗杆用于将电机的制动助力传递给蜗轮，所述的蜗轮用于将制动助力通过与其连接的次级传动结构传递给液压制动主缸，

所述的传动机构还包括用于提供扭转力的弹性元件，所述的弹性元件一端与蜗轮连接，另一端位置固定，在传动机构的初始位置，弹性元件存在预紧力，电机产生制动助力时，蜗轮的旋转使弹性元件产生扭矩，所述的扭矩与蜗轮旋转方向相反。

所述的传动机构还包括蜗轮端盖，所述的蜗轮端盖与蜗轮平行且位置固定，所述的弹性元件一端固定在蜗轮端盖上。

所述的弹性元件为弹簧。

所述的弹簧包括扭转弹簧和/或涡卷弹簧。

一种带有所述的快速回位的传动机构的电子液压制动系统，包括依次连接的电机、传动机构、次级传动机构和液压制动主缸，所述的电机与传动机构的蜗杆同轴连接。

所述的次级传动机构包括相互啮合的齿轮和齿条，所述的齿轮与传动机构的蜗轮同轴连接，所述的齿条与液压制动主缸的活塞同向连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)通过预先施加在弹性元件上的预紧力，以及随着制动器工作加载在弹性元件上的力，使制动器取消制动时，传动机构在弹性元件扭矩作用下快速回位，从而使制动主缸内液压力快速下降，提高制动安全性。

(2)使用扭转弹簧、涡卷弹簧作为蓄能装置，相比于压缩、拉伸弹簧占用空间小。

(3)扭转弹簧布置在蜗轮与蜗轮端盖之间，不占用制动主缸轴向空间，从而减少制动器轴向尺寸。

(4)扭转弹簧直接回推蜗轮-蜗杆，相比于回推齿条-齿轮-蜗轮-蜗杆的回位装置，效率更高。

附图说明

图1为本实施例电子液压制动系统的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

附图标记：

1为踏板推杆；2为主缸推杆；3为齿条；4为制动器壳体；5为主缸接头；6为液压制动主缸；7为电机；8为蜗杆；9为蜗轮；10为齿轮；11为蜗轮端盖；12为扭转弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

一种快速回位的传动机构，包括相互啮合的蜗杆8和蜗轮9，蜗杆8用于将电机7的制动助力传递给蜗轮9，蜗轮9用于将制动助力通过与其连接的次级传动结构传递给液压制动主缸6，传动机构还包括蜗轮端盖11和用于提供扭转力的扭转弹簧12，蜗轮端盖11与蜗轮9平行且位置固定，扭转弹簧12一端与蜗轮9连接，另一端固定在蜗轮端盖11上，在传动机构的初始位置，扭转弹簧12存在预紧力，电机7产生制动助力时，蜗轮9的旋转使弹性元件产生扭矩，扭矩与蜗轮9旋转方向相反。

将所述快速回位的传动机构应用于电子液压制动系统，即电机7、传动机构、齿轮10、齿条3和液压制动主缸6依次连接，其中，电机7与、蜗杆8同轴连接，齿轮10与蜗轮9同轴连接，齿条3与齿轮10啮合，并与液压制动主缸6的活塞同向连接。

如图1、2所示，扭转弹簧12布置在蜗轮9与蜗轮端盖11之间，其一端与蜗轮9连接，另一端与端盖11连接。

在制动器正常助力工作时，驾驶员脚踩踏板，作用力通过踏板推杆1传递到主缸推杆2，制动器壳体4中的传感器感受到主缸推杆2的位移，将信号发送给控制中心，控制中心控制电机7转动，由电机7提供助力，电机7输出的扭矩，经蜗杆8传至蜗轮9，带动蜗轮9旋转，从而带动与之相连的扭转弹簧12的一端旋转，由于扭转弹簧的另一端固定在蜗轮端盖11上，蜗轮端盖与制动器壳体4固连，使扭转弹簧12的两端相对旋转了一定角度，从而扭簧12内产生了扭矩，且与当前蜗轮9的旋转方向相反；蜗轮9与齿轮10连接，齿轮10的旋转带动齿条3直线位移，从而推动制动主缸6产生制动液压，完成制动过程。当取消制动时，电机7不再输出扭矩，此时，由于扭转弹簧12产生的扭矩的作用，克服齿轮齿条、蜗轮蜗杆之间的阻力，带动蜗轮9、齿轮10旋转，且方向与制动时相反，从而回推齿条3，同时，液压制动主缸6的活塞与主缸接头5相连，一同推动齿条3，促使其快速回到初始位置，从而减少制动主缸6内压力回到初始状态的时间。

由于在装配时，在传动机构的初始位置，已施加在扭转弹簧12一定预紧力，使传动机构回位的最后阶段，扭转弹簧仍能提供较大的扭力，保证并加快传动机构回到初始位置，确保制动主缸6内不再存在残余液压力。