CN110304031B - 一种电控助力泵、电控助力制动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电控助力泵、电控助力制动系统及汽车，其中，该电控助力泵包括控制器、电机和执行器，控制器与电机信号连接，并能够控制电机运行；执行器包括第一壳体和设于第一壳体内部的行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠包括丝杠和外套于丝杠的螺母，丝杠与螺母之间还设有若干滚柱；丝杠与电机的转轴相连，二者能够同步转动，并驱使螺母进行直线位移，以带动电控助力制动系统的制动部件的活塞进行位移；还包括润滑机构，润滑机构包括驱动泵和润滑油管，驱动泵的进口通过润滑油管与第一壳体的底部相连通，驱动泵的出口通过润滑油管与第一壳体的顶部相连通。本发明所提供电控助力泵，承载能力更高，传动比更大，可提供更大的助力，且使用寿命更长。

Description

一种电控助力泵、电控助力制动系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其涉及一种电控助力泵、电控助力制动系统及汽车。

背景技术

请参考图1-3，图1为现有技术中制动系统的一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中制动主缸、真空助力泵、制动液壶及制动踏板的连接结构示意图，图3为图2中真空助力泵的剖视图。

如图1、图2所示，传统的汽车制动系统通常包括制动主缸01、真空助力泵02、制动液壶03、制动踏板04、手刹05、设于各车轮处的制动器07以及连接于各部件之间的制动油管06，其中，真空助力泵02为驾驶人员踩踏制动踏板04提供助力，可对驾驶人员踩下制动踏板04的力进行放大，从而辅助进行制动。

具体而言，如图3所示，真空助力泵02包括壳体021和设于壳体021 内部的膜片022，壳体021上还连接有推杆023和真空管024。在制动过程中，可通过控制由真空管024进入真空助力泵的真空，改变膜片022两侧的压力差，进而使得膜片022产生位移，然后通过联运装置利用推杆023 协助驾驶人员去踩动制动踏板04。

然而，上述真空助力泵中的真空主要来自于发动机的进气歧管，若管路存在漏气，就很难提供真空，进而导致刹车无助力，难以有效进行刹车；其次，这种真空获取方法本身还会对发动机的工况带来不利影响，导致发动机油耗的增加；再者，受安装空间的限制，该真空助力泵的体积也不能很大，这就限制了其所能够提供助力的大小；更为重要的是，上述真空助力泵的形式只能应用于汽油发动机，而对于柴油发动机或者纯电动的新能源汽车，就需要额外设置真空泵来提供真空。

针对上述问题，现有技术中采用的方案是采用电控助力泵来代替前述的真空助力泵，以适应于在新能源汽车的应用。但是，现有的电控助力泵通常采用的是齿轮齿条或者涡轮蜗杆等执行结构，以将电机的旋转运动转换为制动主缸的直线运动，这种转换方式存在效率低、承载力低以及提供助力小的问题。

因此，如何提供一种转换效率高、承载力高、且可提供较大助力的电控助力泵，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电控助力泵、电控助力制动系统及汽车，其中，该电控助力泵的执行器采用行星滚柱丝杠进行传动，传动比大，转换效率高，具有较大的承载力，并能够提供较大的助力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电控助力泵，用于电控助力制动系统，包括控制器、电机和执行器，所述控制器与所述电机信号连接，并能够控制所述电机运行；所述执行器包括第一壳体和设于第一壳体内部的行星滚柱丝杠，所述行星滚柱丝杠包括丝杠和外套于丝杠的螺母，所述丝杠与所述螺母之间还设有若干滚柱；所述丝杠与所述电机的转轴相连，二者能够同步转动，并驱使所述螺母进行直线位移，以带动所述电控助力制动系统的制动部件的活塞进行位移；还包括润滑机构，所述润滑机构包括驱动泵和润滑油管，所述驱动泵的进口通过所述润滑油管与所述第一壳体的底部相连通，所述驱动泵的出口通过所述润滑油管与所述第一壳体的顶部相连通。

本发明所提供电控助力泵，其执行器采用行星滚柱丝杠进行传动，相比于现有技术中的齿轮齿条或者涡轮蜗杆的执行机构，行星滚柱丝杠的承载能力更高，传动比大，可大幅提高转换效率，以为制动部件提供更大的助力，且结构稳定性高，安装、可靠，使用寿命较长。

此外，该电控助力泵还包括润滑机构，以对执行器内的行星滚柱丝杠进行润滑，可进一步地提高该电控助力泵的使用寿命。

可选地，所述转轴与所述丝杠一体形成；或者，还可以包括连接件，所述转轴与所述丝杠通过所述连接件相连。

可选地，所述螺母的外壁与所述第一壳体的内壁中，一者设有导向块，另一者设有沿轴向延伸的导向槽，所述导向块能够在所述导向槽内滑动。

可选地，所述润滑油管还连接有冷却器，所述冷却器包括第二壳体，所述第二壳体的外壁设有若干散热翅片。

可选地，所述第二壳体内部还填充有滤芯。

可选地，所述驱动泵包括驱动轴，所述驱动轴的一端连接有驱动件，所述驱动轴的另一端与所述转轴传动连接，并能够在所述转轴的带动下转动；所述驱动轴能够带动所述驱动件同步转动，以将所述第一壳体的底部的润滑油泵至所述第一壳体的顶部。

可选地，所述驱动件为叶轮；或者，所述驱动件包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定于所述驱动轴。

可选地，所述驱动轴与所述转轴之间通过齿轮、带轮或者链轮相连。

本发明还提供一种电控助力制动系统，包括电控助力泵和制动部件，所述电控助力泵为上述的电控助力泵，所述制动部件包括制动主缸和与所述制动主缸相连的制动液壶，所述制动主缸内设有活塞，所述螺母的直线位移能够驱使所述活塞进行位移，以完成制动。

由于上述的电控助力泵已具备如上的技术效果，那么，具有该电控助力泵的电控助力制动系统亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

可选地，所述制动主缸内设有制动腔，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞、所述第二活塞间隔设于所述制动腔内；所述第一活塞与所述螺母相连，所述第一活塞与所述第二活塞之间设有第一弹簧，所述第二活塞与所述制动腔的底壁之间设有第二弹簧。

可选地，还包括制动踏板，所述制动踏板设有行程传感器，用于监测所述制动踏板的踩踏行程；所述行程传感器与所述控制器信号连接，并能+ 够将所述踩踏行程发送至所述控制器，所述控制器能够根据所述踩踏行程控制所述电机运行。

本发明还提供一种汽车，包括制动系统，所述制动系统为上述的电控助力制动系统。

由于上述的电控助力制动系统已具备如上的技术效果，那么，具有该电控助力制动系统的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为现有技术中制动系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中制动主缸、真空助力泵、制动液壶及制动踏板的连接结构示意图；

图3为图2中真空助力泵的剖视图；

图4为本发明所提供电控助力泵的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为行星滚柱丝杠的结构示意图；

图6为未设置螺母的行星滚柱丝杠的结构示意图；

图7为转轴、执行器以及润滑机构的连接结构示意图；

图8为主动齿轮、驱动泵以及冷却器的连接结构示意图；

图9为主动齿轮、从动齿轮、驱动轴、第一齿轮以及第二齿轮的连接结构示意图；

图10为驱动泵与冷却器的连接结构示意图；

图11为本发明所提供电动助力制动系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图12为电机、执行器与制动缸的连接结构示意图；

图13为制动缸与制动液壶的连接结构示意图。

图1-3中的附图标记说明如下：

01制动主缸、02真空助力泵、021壳体、022膜片、023真空管、024 推杆、03制动液壶、04制动踏板、05手刹、06制动油管、07制动器。

图4-13中的附图标记说明如下：

1控制器；

2电机、21转轴、211主动齿轮；

3执行器、31第一壳体、32行星滚柱丝杠、321丝杠、322螺母、322a 导向块、323滚柱、324支撑盘、325卡簧；

4润滑机构、41驱动泵、411驱动轴、411a从动齿轮、412驱动件、 412a第一齿轮、412b第二齿轮、42润滑油管、43冷却器、431第二壳体、 431a散热翅片；

5制动主缸、51第一活塞、52第二活塞、53第一弹簧、54第二弹簧；

6制动液壶；

A制动腔、B安装腔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某两个部件的数量时，并不表示这些部件的数量相同。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的部件或结构，并不表示对顺序的某种特殊限定。

实施例1

请参考图4-10，图4为本发明所提供电控助力泵的一种具体实施方式的结构示意图，图5为行星滚柱丝杠的结构示意图，图6为未设置螺母的行星滚柱丝杠的结构示意图，图7为转轴、执行器以及润滑机构的连接结构示意图，图8为主动齿轮、驱动泵以及冷却器的连接结构示意图，图9 为主动齿轮、从动齿轮、驱动轴、第一齿轮以及第二齿轮的连接结构示意图，图10为驱动泵与冷却器的连接结构示意图。

如图4所示，本发明提供一种电控助力泵，用于电控助力制动系统，包括控制器1、电机2和执行器3，控制器1与电机2信号连接，并能够控制电机2运行，执行器3与电机2的转轴21相连，并能够将转轴21的旋转运动转换为直线位移，以驱使电控助力制动系统中制动部件的活塞进行位移，进而产生制动力，并完成车辆的制动。

控制器1能够根据预设的程序或者外界信号等，调控电机2的转速以及转动行程，以便提供具有合适大小的制动力，进而辅助车辆完成缓慢减速或者急停等操作。

区别于现有技术，本发明所提供电控助力泵，其执行器3采用行星滚柱丝杠32进行传动，相比于齿轮齿条或者涡轮蜗杆等执行机构，行星滚柱丝杠32的承载能力更高，公称直径10mm的丝杠321即可承载8000N的力；且由于结构的特异性，行星滚柱丝杠32的传动比大，所需电机2的扭矩极小，以承载8000N的力为例，其只需要约2Nm的扭矩即可，能够大幅提高转换效率，以为制动部件提供更大的制动助力；行星滚柱丝杠32 的结构稳定性高，寿命长，不存在传统真空助力泵漏气无法产生真空的缺陷，更有利于保证制动系统的正常工作，同时，还可避免对发动机的运行工况产生影响，有利于降低油耗。

具体地，如图5、图6所示，执行器3可以包括第一壳体31和设于第一壳体31内部的行星滚柱丝杠32，行星滚柱丝杠32可以包括丝杠321和外套于丝杠321的螺母322，丝杠321与螺母322之间还设有若干滚柱323，各所述滚柱323沿轴向的两端部还可以设有支撑盘324、卡簧325，以限制滚柱323的安装位置。

当驱动丝杠321转动时，通过各滚柱323的作用，可使得螺母322产生直线位移，以带动电控助力制动系统的制动部件的活塞进行位移，进而完成制动。丝杠321可以与电机2的转轴21相连，且二者能够同步转动，也就是说，丝杠321可以在电机2的带动下运行。

详细而言，丝杠321与转轴21可以一体形成，即在加工时，就对二者进行一体制造；或者，二者也可以分别单独制造，然后通过焊接、粘结等方式连于一体；再或者，还可以设置连接件，以通过该连接件将转轴21 与丝杠321相连，该连接件具体可以为花键或者螺纹连接件等。

上述螺母322的外壁与第一壳体31的内壁中，一者可以设有导向块 322a，另一者可以设有沿轴向延伸的导向槽(图中未示出)，导向块322a 能够在导向槽内滑动。

采用这种结构，一方面，可对螺母322的直线位移进行导向，以避免螺母322产生转动，另一方面，还能够对螺母322的直线位移进行限位，以避免螺母322位移量过大、从滚柱323滑脱，同时，还能够对制动部件中的活塞、弹簧等部件进行保护，以避免螺母322位移量过大而导致活塞、弹簧等被压坏。

具体到本发明实施例，上述导向块322a可以设于螺母322的外壁，以便于加工，其数量可以为一个，也可以为多个。当为多个时，各导向块322a 可以沿螺母322的周向间隔设置；或者，多个导向块322a中，若干导向块 322a可以沿轴向间隔设置形成一列，各列导向块322a再沿螺母322的周向间隔设置。可以理解，当螺母322的外壁具有沿周向间隔设置的若干个 (列)导向块322a时，第一壳体31的内壁也应当设有对应数量的若干沿周向间隔设置的导向槽，以与各个(列)导向块322a相匹配。

上述的行星滚柱丝杠32可以采用普通式行星滚柱丝杠，也可以采用差动式行星滚柱丝杠，区别在于：普通式行星滚柱丝杠的滚柱323和螺母322 是有螺纹升角的，且螺纹升角与丝杠321相同，差动式行星滚柱丝杠的滚柱323与螺母322的螺纹升角为零，传动行程小于丝杠321的导程，传动比更大，但传动精度较普通式行星滚柱丝杠差。

在实际应用时，本领域的技术人员可根据实际要求选取行星滚柱丝杠 32的种类，在此本发明实施例并不做具体的限定。

进一步地，上述电控助力泵还可以包括润滑机构4，该润滑机构4可对执行器3内部的执行机构(即行星滚柱丝杠32)进行润滑，以保证执行机构的运行可靠性、稳定性以及使用寿命。

如图7所示，该润滑机构4可以包括驱动泵41和润滑油管42，驱动泵41的进口可以通过润滑油管42与第一壳体31的底部相连通，驱动泵 41的出口可以通过润滑油管42与第一壳体31的顶部相连通，以将第一壳体31底部的润滑油液泵至第一壳体31的顶部，从而完成润滑油液的循环。

上述润滑油管42还可以连接有冷却器43，该冷却器43可对循环的润滑油液进行冷却降温，也就是说，该润滑油液在对执行机构进行润滑的同时，还能够降低执行机构的温度，以进一步地保证执行机构的有效运行。详细而言，上述冷却器43可以包括第二壳体431，第二壳体431的外壁可以设有若干散热翅片431a，进入冷却器43的润滑油液可以通过各散热翅片431a进行有效散热。

再如图10所示，第二壳体431的内部可以形成安装腔B，该安装腔B 可以填充有滤芯(图中未示出)，以滤除长期使用过程润滑油液中所积存的杂质，从而保障润滑油液的润滑效果。该滤芯具体可以为金属滤网式、金属刮片式、锯末滤芯式或者微孔滤纸式等常见的过滤材料。

如此设置，上述冷却器43还相当于过滤器，其同时集成了冷却和过滤两大功能，具有较高的集成度；且由于上述滤芯的设置，润滑油液通过冷却器43的阻力将增大，也就是说，润滑油液在冷却器43中的时间将变长，更有利于保障润滑油液的冷却效果。

冷却器43可以设于驱动泵41与第一壳体31底部的润滑油管42上，也可以设置在驱动泵41与第一壳体31顶部的润滑油管42上，具体到本发明实施例，后者为优选方案，使得循环至第一壳体31顶部的润滑油液已冷却、过滤完全，更有利于保证对行星滚柱丝杠32的冷却、润滑效果。

结合图8、图9，上述驱动泵41可以包括驱动轴411，驱动轴411的一端可以连接有驱动件412，驱动轴411的另一端可以与转轴21传动连接，并能够在转轴21的带动下转动，也就是说，该驱动泵41实际上是由电机 2驱动运行。当驱动轴411转动时，驱动件412可以同步转动，以对第一壳体31底部的润滑油液产生抽吸力，并将该润滑油液泵至第一壳体31的顶部，完成润滑油液的循环。

具体而言，上述驱动件412可以为叶轮，此时，该驱动泵41为叶轮泵；上述驱动件412也可以包括若干叶片，此时，驱动泵41为叶片泵；或者，该驱动件412也可以包括相啮合的第一齿轮412a和第二齿轮412b，第一齿轮412a固定于驱动轴411，当驱动轴411转动时，第一齿轮412a、第二齿轮412b能够相对转动，以驱动润滑油液进行循环，此时，该驱动泵41 为齿轮泵。

驱动轴411与转轴21之间可以通过齿轮、带轮或者链轮相连，以保证二者之间的传动连接。以齿轮连接为例，转轴21可以设有主动齿轮211，驱动轴411可以设有从动齿轮411a，二者可以相啮合，当转轴21转动时，主动齿轮211可同步转动，并带动与之相啮合从动齿轮411a转动，进而带动驱动轴411转动；带轮传动或者链轮传动的结构与之相类似，转轴21 上可以设有主动带轮或主动链轮，驱动轴411上可以设置从动带轮或从动链轮，然后再设置传动带或传动链，即可保障转轴21与驱动轴411之间的传动连接。

实施例2

基于实施例1中所涉及的电控助力泵，本发明还提供一种电控助力制动系统，包括制动部件以及实施例1中的电控助力泵。如此，实施例1中电控助力泵所具有的技术效果，本实施例中的电控助力制动系统亦当具备，在此不做赘述。

请参考图11-13，图11为本发明所提供电动助力制动系统的一种具体实施方式的结构示意图，图12为电机、执行器与制动缸的连接结构示意图，图13为制动缸与制动液壶的连接结构示意图。

如图11所示，本发明还提供了一种电控助力制动系统，包括制动部件和电控助力泵，其中，该电控助力泵为实施例1中所涉及的电控助力泵，制动部件包括制动主缸5和与制动主缸5相连的制动液壶6，制动主缸5 内设有活塞，螺母322的直线位移能够驱使活塞进行位移，以完成制动。

具体而言，可结合图12、图13，制动主缸5内可以设有制动腔A，活塞可以包括第一活塞51和第二活塞52，第一活塞51、第二活塞52间隔设于制动腔A内，第一活塞51可以通过铆接、螺纹连接等方式与螺母322 相连，第一活塞51与第二活塞52之间可以设有第一弹簧53，第二活塞52 与制动腔A的底壁之间设有第二弹簧54。

当螺母322对第一活塞51产生朝向制动腔A底壁的推力时，第一活塞51首先运动，并压缩第一弹簧53，以为后轮提供制动力；随着上述推力的进一步加大，第一活塞51可以压住第二活塞52，并推抵第二活塞52 进行位移，第二弹簧54被压缩，以为前轮提供制动力。

实际上，由于上述电控助力泵是靠电机2来提供助力，也就无需驾驶人员脚部来提供动力，因此，车辆内部可以不设置制动踏板，而可以直接通过拨叉式或者旋钮式的制动开关来控制车辆进入制动状态。

当然，为了不改变驾驶人员的驾驶习惯，上述制动踏板也可以存在，这种情况下，可在制动踏板上设置行程传感器，用于监测制动踏板的踩踏行程，即监测制动踏板的踩下程度。该行程传感器可以与控制器1信号连接，并能够将踩踏行程信号发送至控制器1，控制器1能够根据踩踏行程控制电机2的转速、转动行程等，以便按照驾驶人员的意图提供具有合适大小的制动力。

实施例3

本发明还提供一种汽车，包括制动系统，该制动系统为实施例2中所涉及的电控助力制动系统。

由于该电控助力制动系统已具备如上的技术效果，那么，具有该电控助力制动系统的汽车亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电控助力泵，用于电控助力制动系统，包括控制器(1)、电机(2)和执行器(3)，所述控制器(1)与所述电机(2)信号连接，并能够控制所述电机(2)运行，其特征在于，所述执行器(3)包括第一壳体(31)和设于第一壳体(31)内部的行星滚柱丝杠(32)，所述行星滚柱丝杠(32)包括丝杠(321)和外套于丝杠(321)的螺母(322)，所述丝杠(321)与所述螺母(322)之间还设有若干滚柱(323)；

所述丝杠(321)与所述电机(2)的转轴(21)相连，二者能够同步转动，并驱使所述螺母(322)进行直线位移，以带动所述电控助力制动系统的制动部件的活塞进行位移；

还包括润滑机构(4)，所述润滑机构(4)包括驱动泵(41)和润滑油管(42)，所述驱动泵(41)的进口通过所述润滑油管(42)与所述第一壳体(31)的底部相连通，所述驱动泵(41)的出口通过所述润滑油管(42)与所述第一壳体(31)的顶部相连通；

所述驱动泵(41)包括驱动轴(411)，所述驱动轴(411)的一端连接有驱动件(412)，所述驱动轴(411)的另一端与所述转轴(21)传动连接，并能够在所述转轴(21)的带动下转动；所述驱动轴(411)能够带动所述驱动件(412)同步转动，以将所述第一壳体(31)的底部的润滑油泵至所述第一壳体(31)的顶部。

2.根据权利要求1所述电控助力泵，其特征在于，所述转轴(21)与所述丝杠(321)一体形成；或者，

还可以包括连接件，所述转轴(21)与所述丝杠(321)通过所述连接件相连。

3.根据权利要求1所述电控助力泵，其特征在于，所述螺母(322)的外壁与所述第一壳体(31)的内壁中，一者设有导向块(322a)，另一者设有沿轴向延伸的导向槽，所述导向块(322a)能够在所述导向槽内滑动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述电控助力泵，其特征在于，所述润滑油管(42)还连接有冷却器(43)，所述冷却器(43)包括第二壳体(431)，所述第二壳体(431)的外壁设有若干散热翅片(431a)。

5.根据权利要求4所述电控助力泵，其特征在于，所述第二壳体(431)内部还填充有滤芯。

6.根据权利要求4所述电控助力泵，其特征在于，所述驱动件(412)为叶轮；或者，

所述驱动件(412)包括相啮合的第一齿轮(412a)和第二齿轮(412b)，所述第一齿轮(412a)固定于所述驱动轴(411)。

7.根据权利要求4所述电控助力泵，其特征在于，所述驱动轴(411)与所述转轴(21)之间通过齿轮、带轮或者链轮相连。

8.一种电控助力制动系统，包括电控助力泵和制动部件，其特征在于，所述电控助力泵为权利要求1-7中任一项所述的电控助力泵，所述制动部件包括制动主缸(5)和与所述制动主缸(5)相连的制动液壶(6)，所述制动主缸(5)内设有活塞，所述螺母(322)的直线位移能够驱使所述活塞进行位移，以完成制动。

9.根据权利要求8所述电控助力制动系统，其特征在于，所述制动主缸(5)内设有制动腔(A)，所述活塞包括第一活塞(51)和第二活塞(52)，所述第一活塞(51)、所述第二活塞(52)间隔设于所述制动腔(A)内；

所述第一活塞(51)与所述螺母(322)相连，所述第一活塞(51)与所述第二活塞(52)之间设有第一弹簧(53)，所述第二活塞(52)与所述制动腔(A)的底壁之间设有第二弹簧(54)。

10.根据权利要求8所述电控助力制动系统，其特征在于，还包括制动踏板，所述制动踏板设有行程传感器，用于监测所述制动踏板的踩踏行程；

所述行程传感器与所述控制器(1)信号连接，并能够将所述踩踏行程发送至所述控制器(1)，所述控制器(1)能够根据所述踩踏行程控制所述电机(2)运行。

11.一种汽车，包括制动系统，其特征在于，所述制动系统为权利要求8-10中任一项所述的电控助力制动系统。

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