CN109572656B - 电子制动系统的致动器 - Google Patents

Abstract

公开电子制动系统的致动器。本发明的实施例的电子制动系统的致动器包括：驱动部，其具备产生动力且由定子和转子构成的马达；活塞部，其包括活塞，该活塞通过驱动部而进行动作，且在配置于活塞外壳的内部而收纳流体的孔室进行往返移动；动力传递部，其一端结合到转子，另一端结合到活塞，将转子的旋转运动转换为活塞的直线运动；感应磁铁，其与动力传递部结合而沿着马达进行旋转；及马达位置传感器，其与感应磁铁在同轴上隔开配置，基于感应磁铁的旋转而检测马达的位置。

Description

电子制动系统的致动器

技术领域

本发明涉及电子制动系统，更具体地，涉及利用与制动踏板的位移对应的电信号而产生制动力的电子制动系统及用于该电子制动系统的致动器。

背景技术

通常，在车辆上必然安装有用于进行制动的制动系统，近年来为了获得更强力且稳定的制动力而提出了各种的系统。

作为一例，制动系统具有在制动时防止车轮的滑动的防抱死制动系统(ABS：Anti-Lock Brake System)、在车辆紧急启动或急加速时防止驱动轮的滑动的制动牵引力控制系统(BTCS：Brake Traction Control System)、将防抱死制动系统和牵引力控制组合而控制制动液压，从而稳定地保持车辆的行驶状态的车辆姿势控制系统(ESC：ElectronicStability Control System：电子稳定控制系统)等。

在以往的制动系统的情况下，当驾驶者踩下制动踏板时，利用机械地连接的真空助力器而向轮缸供给制动时所需的液压，而近年来通常使用如下的电子制动系统：其包括致动器，当驾驶者踩下制动踏板时，该致动器从检测制动踏板的位移的踏板位移传感器以电信号的方式接收驾驶者的制动意志而向轮缸提供制动时所需的液压。

现有技术文献

专利文献

EP 2 520 473A1(Honda Motor Co.，Ltd.)2012.11.07.

根据上述文献，电子制动系统根据制动踏板的踩踏力而使致动器的马达进行工作，并将马达的旋转力转换为直线运动而对活塞进行加压，从而产生制动时所需的液压。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供一种能够减少部件数且提高组装性及生产性的电子制动系统的致动器。

根据本发明的一个侧面，可提供一种电子制动系统的致动器，该致动器包括：驱动部，其具备马达，该马达产生动力且由定子和转子构成；活塞部，其包括活塞，该活塞通过驱动部而进行动作，且在配置于活塞外壳的内部而收纳流体的孔室进行往返移动；动力传递部，其一端结合到转子，另一端结合到活塞，将转子的旋转运动转换为活塞的直线运动；感应磁铁，其与动力传递部结合而沿着马达进行旋转；及马达位置传感器，其与感应磁铁在同轴上隔开配置，基于感应磁铁的旋转而检测马达的位置。

另外，上述动力传递部可包括与上述转子结合而一起旋转的主轴和与主轴进行螺纹连接的螺母，上述螺母与上述活塞一体形成。

另外，上述孔室可被配置成贯穿活塞外壳，上述孔室的一端可与上述驱动部结合而被密闭，上述孔室的另一端可通过孔盖而被密闭。

另外，上述转子可在内部包括中空缸体，上述动力传递部可设于由上述中空缸体和上述孔室形成的空间。

另外，上述活塞可包括旋转防止部件，上述旋转防止部件可包括：旋转防止环，其设于活塞的末端；至少一个以上的导轨突起，它们突出形成在上述旋转防止环；至少一个以上的导轨槽，它们在上述孔室的内壁沿着长度方向而配置，以供上述导轨突起能够进行滑动。

另外，上述马达位置传感器可配置于电子控制单元。

另外，上述动力传递部的主轴还可包括向孔室的内部延伸配置的磁铁架，上述感应磁铁可配置于上述磁铁架的末端。

另外，还可包括孔盖，该孔盖用于密闭上述孔室的一端，上述孔盖可包括形成为圆盘状的盖主体和从盖主体向驱动部侧延伸而配置的盖缸体，上述盖缸体可将上述磁铁架收纳于内部。

另外，上述孔室可通过上述活塞而分离成第1腔和第2腔，上述活塞在向一个方向移动时可在上述第1腔产生液压，在向另一个方向移动时可在上述第2腔产生液压。

附图说明

图1是概略性地示出包括本发明的一实施例的致动器的电子制动系统的图。

图2是示出本发明的一实施例的电子制动系统的致动器的图。

图3是示出本发明的一实施例的电子制动系统的致动器的切开立体图。

图4是用于说明本发明的一实施例的电子制动系统中的致动器的活塞部的放大图。

标号说明

10：制动踏板          20：主缸

30：储油箱            40：轮缸

50：踏板模拟器        60：马达

70：动力传递单元      80：泵

90：液压回路单元      100：致动器

101：驱动部           102：活塞部

103：电子控制单元     110：马达

112：定子             113：转子

115：中空缸体         120：动力传递部

122：主轴             124：螺母

140：活塞外壳         141：孔室

141a：第1腔           141b：第2腔

150：活塞             151：活塞杆

152：活塞头           153：磁铁架

154：磁铁             160：旋转防止部件

161：旋转防止环       162：导轨突起

104：马达位置传感器

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。下面的实施例是为了向本领域的技术人员充分地传达本发明的思想而提供的示例。本发明不限于在此所示的实施例，也可以通过其他的形态来具体地实现。为了对本发明进行清楚的说明，在附图中对于与说明无关的部分省略了图示，并且为了便于说明，可能将构成要素的宽度、长度、厚度等扩大而进行了图示。在整个说明书中，相同的标号表示相同的构成要件。

在对本发明的一实施例的致动器进行说明之前，首先参照图1而对电子制动系统进行简单说明。

图1是概略性地示出车辆的电子式电动制动系统的图。如图所示，车辆的电子制动系统可包括主缸20、储油箱30、轮缸40、踏板模拟器50、马达60、动力传递单元70、泵80、用于对此进行控制的液压回路单元90。

在驾驶者使制动踏板10进行动作的情况下，主缸20通过输入负载12而被加压来执行产生液压的功能，产生的液压被传递到踏板模拟器50。踏板模拟器50将与所产生的液压相应的反作用力再经由主缸20而传递到制动踏板10，从而使驾驶者感觉到踩踏感。在未实现正常的制动的情况下，使主缸20的液压直接传递到轮缸40侧，由此能够使车辆紧急制动。

另一方面，在正常制动状态的情况下，泵80向轮缸40侧传递液压。具体地，当驾驶者对制动踏板10加压时，由位移传感器11检测制动踏板10的位移而传递到电子控制单元(ECU)，电子控制单元(ECU)基于制动踏板10的位移而驱动马达60。通过马达60而产生的旋转运动通过动力传递单元70而转换为直线往返运动来对泵80内的活塞进行加压，活塞使收纳于泵80的腔的流体向轮缸40侧移动，从而产生制动力。

储油箱30作为存储流体而单元，以与主缸20、轮缸40、踏板模拟器50及泵80连通的方式配置。

液压回路单元90包括用于移送上述的主缸20、泵80及轮缸40的相互之间的流体的流路及用于控制流路内的流体的流动的多个阀，各个部件的配置结构及通过电子控制单元而对它们进行控制的动作等为在车辆制动中周知的惯用技术，因此省略详细的说明。

本实施例的致动器可包括上述的马达60和动力传递单元70。

图2是本发明的一实施例的电子制动系统的致动器截面图。

参照附图，本实施例的致动器100包括产生动力的驱动部101和通过驱动部101的动力而进行动作来产生液压的活塞部102，可通过电子控制单元(ECU)103而对它们进行有效的控制。

驱动部101通过设于踏板侧的位移传感器11的电信号而产生动力，活塞部102通过驱动部101的动力而使内部的活塞进退，并利用所产生的液压而向轮缸FR、FL、RR、RL提供制动压力。

电子控制单元103可包括安装有用于控制驱动部101及电磁阀等的电子元件的印刷电路板。作为参考，踏板位移传感器11检测制动踏板10的位移而向电子控制单元103传递电信号，电子控制单元103分析踏板位移传感器11的信号而计算驾驶者所要求的制动压力，并输出用于控制驱动部101和活塞部102和各种阀的信号，以能够满足该制动压力。

更具体地，驱动部101包括通过供给电源而产生旋转力的马达110。马达110作为通过由电子控制单元103输出的信号而产生旋转力的装置，可产生正向或反向的旋转力。可精密地控制马达110的旋转角速度和旋转角。

马达110包括定子112及转子113。定子112固定到马达外壳111，并形成为环状或圈形而在内部形成第1中空部。转子113配置于定子112的中空部内部，与定子同样地在内部形成圆筒形的第2中空部。

另外，驱动部101可包括在马达110产生旋转力的至少一个磁性体(未图示)，磁性体配置在转子113的外周面而与转子113一起进行旋转。

在配置于转子113的内部的第2中空部设有中空缸体115。中空缸体115形成为一侧被开放的杯形态，与后述的活塞部102的孔室(bore chamber)共用内部空间。在定子112与磁性体114之间形成有间隙，转子113可在马达110的驱动时与定子112之间不发生干涉而进行旋转。

另外，驱动部101还可包括介于马达外壳111与转子113之间的滚珠轴承116。即，滚珠轴承116介于设有定子112的马达外壳111与转子113的中空缸体115之间而可对转子113的旋转进行引导。

另外，驱动部101可包括动力传递部120，该动力传递部120将马达110的旋转运动转换为直线运动而传递到活塞部102的活塞。动力传递部120设于由驱动部101的中空缸体115和活塞部103的孔室形成的圆筒形的空间。

动力传递部120可包括位于马达110的旋转中心的主轴122和与主轴122进行螺纹连接的螺母124。

主轴122的一端结合到设于转子113的中空缸体115的密闭的一侧的端部面而与转子113一起进行旋转。即，在马达的驱动时主轴122需要与转子113一起旋转，因此转子113的中空缸体115和主轴122可利用固定销(未图示)而结合或以非圆形的多角形或椭圆等的槽突起形态结合，以使两个部件122、113可坚固地结合。主轴122在外周面形成有螺旋形态的螺纹。

螺母124在内部包括中空部，以供主轴122贯穿，在中空部的内周面形成有螺纹槽，以与主轴122的螺旋部分进行螺杆-螺母结合。主轴122和螺母124可以实现在螺纹与螺纹槽之间介入滚动球的球-螺杆结合，以互相之间容易螺丝移动。关于螺母124会后述，但是由于通过设于活塞部102的活塞的旋转防止部件而会限制它的旋转，因此主轴122的旋转运动可通过螺母124而转换为直线往返运动。

另一方面，活塞部102包括在内部形成有孔室141的活塞外壳140和在孔室141的内部进行直线往返运动的活塞150。

活塞外壳140组装到马达110的一侧，在与马达外壳111结合时孔室141与驱动部101的中空缸体115在同轴上配置，从而形成可设置活塞150的空间。即，孔室141是活塞150能够进行往返进退移动的空间，又是收纳有用于通过活塞的移动而形成液压的流体的空间。

孔室141以将两端开放的通孔形态配置于活塞外壳140，如上述，一端以与驱动部101的中空缸体115连通的方式结合到马达外壳111，另一端通过孔盖143而被密闭。孔室141配置为多级，孔盖侧比驱动部侧直径大。

孔盖143包括形成为圆盘状的盖主体143a和从盖主体143a向驱动部侧延伸设置的盖缸体143b。盖缸体143b具备比活塞小的直径，以便一部分被收纳到活塞150的内部，在内部包括缸孔。另外，盖缸体143b与主轴122在同轴上配置，缸孔中收纳一部分主轴。具体内容，将后述。

另外，在活塞外壳140上，在与孔室141的垂直方向上追加形成有中空部分142。在该中空部分142中嵌入有主缸及输入负载中的至少一个，从而能够将一体型电子制动装置的尺寸最小化。

另一方面，活塞150在收纳有流体的活塞外壳140的孔室141的内部通过马达110的驱动而进行前后进退，从而产生制动所需的液压。为此，活塞150与螺母124结合而在孔室141滑动，根据本实施例，活塞150与螺母124可一体形成。

活塞150可包括形成为圆筒形的活塞主体151和比活塞主体151直径大的活塞头152。活塞主体151和活塞头152包括贯穿内部的中空部分。

如上述，活塞主体151具备螺母124的功能，因此在内部中空部分形成有螺纹线，以使动力传递部120的主轴122能够实现螺杆-螺母结合。

活塞头152的外周面可滑动地结合到活塞外壳140的孔室141，后述的磁铁架153延伸结合到内部中空部分。

在活塞主体151和活塞头152配置有防止收纳于孔室141的内部的流体泄漏的第1密封部件S1和第2密封部件S2。第1密封部件S1配置于活塞主体151与活塞外壳140之间，第2密封部件S2配置于活塞头152与活塞外壳140之间。在本实施例中，第1密封部件S1、第2密封部件S2分别在活塞外壳140的孔室141的内侧壁设有凹槽，但本发明不限于此，也可在活塞主体151与活塞头152分别设有凹槽。

另外，活塞头152包括防止收纳于孔室141的内部的流体通过内部的中空部分而泄漏到外部的第3密封部件S3。第3密封部件S3可形成为使活塞头152的末端向内侧陷入。第3密封部件S3形成为杯形密封件形态，通过用于防止脱离的密封盖来密封。

另一方面，活塞150在内部包括在马达的驱动时防止沿着动力传递部120的主轴122而旋转的旋转防止部件160。

如图3所示，旋转防止部件160包括设于活塞150的末端的旋转防止环161和设于旋转防止环161的至少一个以上的导轨突起162和设于孔室141的内侧壁而供导轨突起162插入的导轨槽163。

旋转防止环161包括：主体161a，其外径与活塞头152的外径实质上相同并具备中空部分；及套筒161b，其在厚度方向上配置于主体161a。主体161a和套筒161b结合到活塞头152的末端而执行防止上述的第3密封部件S3脱离的密封盖的功能。

导轨突起162在旋转防止环161的主体外径上配置有至少一个以上。在本实施例中，两个导轨突起162以180度的间隔分别设置在孔室141的上部和下部，但本发明不限于此。

导轨突起162以可直线移动的方式结合到在孔室141的内侧壁沿着长度方向而设置的导轨槽163。

因此，如上述设置的活塞150在马达110的驱动时即便动力传递部120的主轴122进行旋转，螺母124即活塞150通过旋转防止部件160的导轨突起162和导轨槽163被限制旋转，因此不进行旋转而在孔室141的内部进行进退动作。

另一方面，在旋转防止环161的内部中空部分结合有从主轴122延伸的圆筒形的磁铁架153。磁铁架153在动力传递部120的主轴122旋转时一起旋转，为此磁铁架153可以以非正圆形态结合到主轴122的端部。

在磁铁架153的另一侧即在与电子控制单元103相邻的一侧设有感应磁铁154。安装于电子控制单元103的马达位置传感器104基于隔开配置的感应磁铁154的旋转所致的磁通量变化而直接检测马达110的位置例如旋转方向和RPM。马达位置传感104安装在配置于电子控制单元103内的印刷电路板，为了进一步提高检测能力，配置在与磁铁154对应的位置即感应磁铁154的旋转轴与马达位置传感器104的中心一致的位置。

另一方面，本实施例的活塞部102构成为双动式活塞。即，如图4放大显示，收纳有流体的孔室141可包括位于活塞头152的前方的第1腔141a和位于活塞150的后方的第2腔141b。

第1腔141a和第2腔141b可分别与一个以上的轮缸FR、FL、RR、RL(参照图1的40)连接而提供液压。例如，活塞150前进而形成于第1腔141a的液压通过第1液压流路L1而传递到一个以上的轮缸FR、FL、RR、RL，并且随着活塞150后退，形成于第2腔141b的液压通过第2液压流路L2而传递到一个以上的轮缸FR、FL、RR、RL。

另外，第1及第2腔141a、141b可分别与轮缸FR、FL、RR、RL连接而去除液压。例如，通过随着活塞150后退而形成于第1腔141a的负压，轮缸FR、FL、RR、RL的制动流体可通过第1液压流路L1而流入第1腔141a，通过随着活塞150前进而形成于第2腔141b的负压，轮缸FR、FL、RR、RL的制动流体可通过第2液压流路L2而流入第2腔141b。

另外，在活塞150前进的情况下，可在第1腔141a产生液压或可在第2腔141b产生负压。相反地，在活塞150后退的情况下，可在第1腔141a产生负压或可在第2腔141b产生液压。通过由电子控制单元103来控制阀来决定是利用腔的液压而向轮缸FR、FL、RR、RL提供制动压力，还是利用腔的负压而解除制动压力。

另一方面，第1腔141a通过活塞外壳140和活塞150的前端而被划分，并且随着活塞150的移动，第1腔141a的体积发生变化。同样地，第2腔141b通过活塞外壳140和活塞150的后端而被划分，并且随着活塞150的移动，第2腔141b的体积发生变化。

另外，活塞150可被配置为在第1腔141a形成液压的第1有效面积大于在第2腔141b形成液压的第2有效面积。

根据本发明的一实施例的电子制动系统的致动器在活塞内部具备在动力传递部的主轴旋转时防止螺母的旋转的旋转防止部件，由此通过有效的空间配置而减少致动器的尺寸，进而能够提高组装性及生产性。

另外，本发明的一实施例的电子制动系统的致动器将活塞构成为双动式结构，从而更迅速地提供液压，更精密地控制升压。

另外，本发明的一实施例的电子制动系统的致动器在动力传递部的末端安装用于检测马达位置的感应磁铁，在与感应磁铁隔开对应的电子控制单元的同轴上配置马达位置传感器，从而具有能够提高马达位置传感器的检测力，并通过有效的空间配置而能够减小致动器的尺寸的效果。

尽管已经示出和描述了本公开的一些实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以在权利要求及其等同物所限定的范围内对这些实施例进行修改。

Claims (7)

1.一种电子制动系统的致动器，该致动器包括：

驱动部，其具备马达，该马达产生动力且由定子和转子构成；

活塞部，其包括活塞，该活塞通过上述驱动部而进行动作，且在配置于活塞外壳的内部而收纳流体的孔室进行往返移动；

动力传递部，其一端结合到上述转子，另一端结合到上述活塞，将转子的旋转运动转换为活塞的直线运动；

感应磁铁，其与上述动力传递部结合而沿着上述马达进行旋转；及

马达位置传感器，其与上述感应磁铁在同轴上隔开配置，基于感应磁铁的旋转而检测上述马达的位置，

上述动力传递部包括与上述转子结合而一起旋转的主轴，

上述主轴还包括向孔室的内部延伸配置的磁铁架，

上述感应磁铁配置于上述磁铁架的末端并且位于填充流体的上述孔室，

该致动器还包括孔盖，该孔盖用于密闭上述孔室的一端，

上述孔盖包括形成为圆盘状的盖主体和从盖主体向驱动部侧延伸而配置的盖缸体，

上述盖主体位于上述孔室的一端并且配置有上述感应磁铁，

上述盖缸体将上述磁铁架收纳于内部，并且上述盖缸体具备比上述活塞小的直径，以便一部分被收纳到上述活塞的内部。

2.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述动力传递部包括与主轴进行螺纹连接的螺母，

上述螺母与上述活塞一体形成。

3.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述孔室被配置成贯穿活塞外壳，

上述孔室的另一端与上述驱动部结合而被密闭。

4.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述转子在内部包括中空缸体，

上述动力传递部设于由上述中空缸体和上述孔室形成的空间。

5.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述活塞包括旋转防止部件，

上述旋转防止部件包括：旋转防止环，其设于活塞的末端；至少一个以上的导轨突起，它们突出形成在上述旋转防止环；至少一个以上的导轨槽，它们在上述孔室的内壁沿着长度方向而配置，以供上述导轨突起能够进行滑动。

6.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述马达位置传感器配置于电子控制单元。

7.根据权利要求1所述的电子制动系统的致动器，其中，

上述孔室通过上述活塞而分离成第1腔和第2腔，

上述活塞在向一个方向移动时在上述第1腔产生液压，在向另一个方向移动时在上述第2腔产生液压。

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