CN111845682A - 具有螺纹传动装置的机电式制动压力产生器以及包括机电式制动压力产生器的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的液压制动系统的机电式制动压力产生器。机电式制动压力产生器包括至少一个用于将驱动侧的旋转运动转换为用于产生制动压力的平移运动的螺纹传动装置。螺纹传动装置在此包括能够通过作为驱动装置的电动马达来旋转的主轴；主轴螺母，该主轴螺母与主轴的螺纹共同起作用，使得主轴螺母随着所述主轴的旋转能够轴向移动并且制动液是能够加荷或者能够卸荷的；和壳体，其与主轴螺母构造防扭转结构，由此在主轴旋转时保护主轴螺母以防止扭转。主轴螺母在此构造至少一个主轴螺母参考面，主轴螺母参考面在所述主轴螺母的卸荷终端位置中如此与至少一个相对于壳体位置固定的止挡面共同起作用，从而能够确定主轴螺母的当前的轴向位置。

Description

具有螺纹传动装置的机电式制动压力产生器以及包括机电式 制动压力产生器的车辆

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的特征的机电式制动压力产生器以及一种按照权利要求9的特征的包括机电式制动压力产生器的车辆。

背景技术

所述机电式制动压力产生器在此同样能够用作制动力放大器，对于所述制动力放大器来说放大所输入的制动力。所述机电式制动压力产生器或者制动力放大器尤其包括用于将驱动侧的旋转运动转换为用于产生制动压力或者放大制动力的平移运动。为简便起见，下面仅仅参照制动压力产生器。

驾驶员的脚踏力通常不足以将客车制动，因而通常要给所述客车配备制动力放大器。通常来说，制动力放大器经常用由燃烧马达产生的负压来工作。在此利用马达压力与环境压力之间的压差，以用于附加于驾驶员的脚踏力将放大力施加到活塞/缸单元的活塞杆上。

对于机动车的将来的驱动方案来说，需要备选的制动压力形成装置，因为负压不再供用于运行传统的真空制动力放大器所用。为此已经开发了在这里引起注意的机电式制动压力产生器。

在此，借助于电动马达在所述活塞/缸单元上产生操纵力。这样的机电式制动压力产生器能够不仅用于提供辅助力，而且也能够在线控制动系统中用于单独地提供操纵力。因此，机电式制动压力产生器尤其在自主驾驶方面是有利的。

由WO 2017/045804 A1已知传统的机电的制动力放大器，其在图1中示出。与此不同的是，本发明也涉及一种机电式制动压力产生器，该机电式制动压力产生器能够在不取决于对于制动踏板的操纵的情况下施加制动力。前述制动力放大器1包括主轴螺母2和（未草绘出来的）电动马达，用该电动马达的运行能够通过正齿轮3将主轴螺母2置于旋转之中。所述主轴螺母2与主轴4处于作用嵌合之中，因而所述主轴4能够借助于被置于旋转之中的主轴螺母2来置于沿着其主轴轴线5的平移运动之中。为了所述主轴4不会由于所述主轴螺母2的旋转而一同旋转，所述制动力放大器1具有支承装置6，所述主轴4与所述支承装置固定地连接。

所述支承装置6包括卡箍6a，在该卡箍（Buegel）的边缘上布置了两个滑动轴承6b。所述滑动轴承6b在拉杆7上运行，所述拉杆基本上平行于主轴轴线5来伸展。通过这个支承装置6，所述主轴4能够沿着轴向方向运动并且受到保护以防止扭转。

由WO 2017/089008A1已知一种具有机电式制动压力产生器的液压式车辆制动设备，所述机电式制动压力产生器作为助力产生器来产生制动力，其中能够用肌肉力来操纵的制动缸仅仅用作用于机电式制动压力产生器的额定值发送器。所述机电式制动压力产生器由此也能够在不取决于能够用肌肉力来操纵的制动缸的情况下来操控，从而也能够在自主的驾驶状态中进行制动。

发明内容

本发明说明了一种用于车辆的液压制动系统的机电式制动压力产生器。所述机电式制动压力产生器包括至少一个用于将驱动侧的旋转运动转换为用于产生制动压力的平移运动的螺纹传动装置。所述螺纹传动装置在此包括：能够通过作为驱动装置的电动马达来旋转的主轴；主轴螺母，该主轴螺母与所述主轴的螺纹共同起作用，使得所述主轴螺母随着所述主轴的旋转能够轴向移动并且制动液是能够加荷或者能够卸荷的；以及壳体，该壳体与所述主轴螺母构造防扭转结构，通过所述防扭转结构在所述主轴旋转时保护所述主轴螺母以防止扭转。

作为螺纹传动装置，在本发明的范围内不仅是指纯粹的主轴传动装置而且指滚珠螺纹传动装置，其中对于所述主轴传动装置来说主轴螺母与主轴处于直接接触之中。滚珠螺纹传动装置是具有被插入在主轴与主轴螺母之间的滚珠的螺旋传动装置。这两个部件分别具有螺旋形的凹槽，所述凹槽一起形成用滚珠填充的螺旋形的管子。横向于螺旋线的螺纹中的形状锁合的连接不是如在纯粹的主轴传动装置中一样在螺纹槽和螺纹梁（Gewinde-Nut und -Damm）之间进行，而是通过所述滚珠来进行。

“制动液的负荷”是指，所述主轴螺母的朝制动液的方向的运动导致制动液的负荷或者挤压，由此继续输送所述制动液。与此相对应，“制动液的卸荷”是指，所述主轴螺母朝以下方向运动，所述主轴螺母以所述方向离开制动液，由此所述制动液被卸荷。这意味着，作用到所述制动液上的压力得以降低。

按照本发明，所述主轴螺母构造至少一个主轴螺母参考面，所述主轴螺母参考面与至少一个相对于壳体呈位置固定的止挡面在所述主轴螺母的卸荷终端位置中如此共同起作用，从而从中能够比如以零位置的形式来确定所述主轴螺母的当前的轴向位置。

本发明的意义上的主轴螺母参考面是在所述主轴螺母上预置的面，该面特别为此而设计并且其在主轴螺母上的位置被保存，以用于借此能够确定所述主轴螺母的轴向位置。与此相对应，构造了相对于所述壳体呈位置固定的止挡面。这个止挡面在运行期间相对于所述壳体不能移动。所述止挡面同样特别为此而设计并且其在所述壳体中的位置同样得到保存，以用于确定主轴螺母的轴向位置。

所述卸荷终端位置是沿卸荷方向的位置，该位置沿这个方向布置在轴向端部上。这个位置是已知的，从而在使主轴螺母相反移动时能够对所述主轴螺母的零点进行重新校准。这一点尤其在重新起动之后是必要的。这一点也在主轴螺母螺纹中的可能的磨损方面是必要的，因而能够确定所述主轴螺母的精确的当前位置。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述主轴通过轴承以相对于壳体旋转的方式受支承，其中所述轴承构造用于主轴螺母的止挡面。通过所述轴承，由此可以以简单的方式构造止挡面。

在本发明的另一种优选的实施方式中，所述防扭转结构通过转矩支架来形成，所述转矩支架（Drehmomentstuetze）嵌合到所述壳体的槽中，其中所述转矩支架构造所述主轴螺母参考面并且所述槽的轴向端部构造所述止挡面。所述转矩支架由此直接止挡在所述壳体上。由此，在止挡到所述止挡面上时所产生的力和力矩不必通过另外的构件来传递，因而在这些构件上不会出现可能的损坏。此外，通过在壳体上的止挡而达到相对于壳体的非常精确的位置，因为存在着短的公差链。通过所述壳体，额外地形成坚固的止挡面并且额外需要的构件的数目由此也最小。

优选所述主轴螺母由塑料材料构成。塑料材料所具有的优点是，其与金属相比更加价廉并且更轻并且比如能够以注塑方法来容易得多地制造。此外，通过塑料材料，可以以简单的方式来形成主轴螺母参考面，该主轴螺母参考面相对于金属在止挡到止挡面上时所发出的噪声少得多。能够额外地为所述主轴螺母选择一种材料，该材料具有与主轴之间的良好的滑动特性并且具有小的磨损。由此，尤其能够在无润滑运行或干运行（Trockenlaufen）时大大降低摩擦。

通过使用由塑料构成的主轴螺母，也降低了在运行期间的噪声。通过塑料额外地产生抑制作用，从而对压力峰值或者力矩峰值进行缓冲或者抑制并且降低作用到之前连接的传动装置上的负载。由此，能够延长之前连接的传动装置的使用寿命。

作为替代方案，所述主轴螺母由金属合金构成。通过金属合金能够构造具有高强度和高使用寿命的主轴螺母。

所述主轴螺母参考面有利地被集成在所述主轴螺母中。所述主轴螺母参考面比如能够通过主轴螺母本身来构造或者通过在注塑时与主轴螺母相连接的额外的构件来构造。由此降低有待安装到螺纹传动装置中的构件的数目。

在另一种有利的实施方式中，所述主轴螺母参考面和/或所述止挡面构造为抑制结构。为此，比如能够在相应的主轴螺母参考面上或者在所述止挡面上布置比如以橡胶缓冲器的形式构成的额外的抑制元件。由此额外地降低噪声产生。除此以外，在移到止挡面上时，还更好地保护了构件以防止可能的损坏。

按照一种适宜的实施方式，所述主轴螺母参考面和/或所述止挡面构造为有弹力的结构。为此，比如能够在相应的面上布置弹簧元件。这个弹簧元件能够作为单独的部件来布置或者能够通过相应的造型来获得有弹力的作用。通过这个弹簧元件，同样显著地降低噪声发展。所述组件的耐久性额外地得到改进。

除此以外，本发明说明了一种具有用于液压制动系统的机电式制动压力产生器的车辆。用这样的车辆，能够获得关于所述机电式制动压力产生器所提到的优点。在一种优选的实施方式中，这种车辆能够是自动化的或者完全自主的车辆。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在以下描述中进行详细解释。其中：

图1示出了由现有技术已知的机电式制动力放大器的图示；

图2示出了由现有技术已知的、用于具有机电式制动压力产生器的车辆的液压制动系统的简化的示意图，并且

图3示出了用于机电式制动压力产生器的螺纹传动装置的一种实施例的纵剖面视图。

具体实施方式

在图2中示出了由现有技术已知的、用于具有机电式制动压力产生器14的车辆的液压制动系统10的简化的示意图。所述液压制动系统10包括机电式制动压力产生器14和活塞/缸单元18。所述活塞/缸单元18和所述机电式制动压力产生器14二者与在这里仅仅作为方框来示出的制动液压系统22液压地连接。

所述制动液压系统22通过不同的阀和另外的用于构造比如电子稳定程序（ESP）的组件来行成。为了能够将车辆制动，所述液压制动系统22额外地与至少一个轮制动机构26相连接，从而通过阀的相应的线路能够在所述轮制动机构26上施加制动力。

所述活塞/缸单元18用肌肉力通过制动踏板30来操纵。与此相比，所述机电式制动压力产生器14的制动力通过电动马达34来产生。为此，所述电动马达34与传动装置38相连接，通过该传动装置来驱动螺纹传动装置42。所述螺纹传动装置42与布置在液压缸44中的液压活塞46相连接，从而能够产生制动压力。

在图3中示出了用于机电式制动压力产生器14的螺纹传动装置42的一种实施例的纵剖面视图。具有螺纹传动装置42的按本发明的机电式制动压力产生器14在此能够使用在图2所示的液压制动系统10中。所述螺纹传动装置42包括主轴50，该主轴能够通过电动马达34来旋转。所述主轴50通过布置在所述主轴50的轴向端部的区域中的轴承54相对于所述螺纹传动装置42的壳体58受支承。所述轴承54在此固定地与所述壳体58相连接。

所述螺纹传动装置42额外地包括主轴螺母62，该主轴螺母与所述主轴50的螺纹66共同起作用，使得所述主轴螺母62随着主轴50的旋转而能够轴向移动。在所示出的实施例中，所述主轴螺母62由塑料材料构造。所述主轴50额外地构造两个径向延伸的转矩支架70。所述转矩支架70嵌合到所述壳体58的相应的槽74中，所述槽构造为纵槽。所述转矩支架70和所述槽74一起形成用于主轴螺母62的防扭转结构，使得所述主轴螺母没有随着主轴50的旋转而一同旋转。

此外，所述主轴螺母62构造主轴螺母参考面78。在这里所示出的实施例中，所述主轴螺母62在转矩支架70上并且在主轴螺母62的轴向的端侧上具有主轴螺母参考面78，其中所述主轴螺母参考面78朝卸荷终端位置的方向布置。在此，所述卸荷终端位置的特征在于，在这个位置中存在着通过主轴螺母62的调整对制动液产生的最小可能的挤压状态。在图3中示出的主轴螺母62处于这个卸荷终端位置中。在所述主轴螺母62上构造的主轴螺母参考面78在这种实施例中被集成在所述主轴螺母62中。

在所述转矩支架70上匹配于主轴螺母参考面78的情况下，在所述槽74的轴向端部上，在壳体58中构造了用于主轴螺母62的止挡面82。在这种实施例中，在所述主轴螺母62的轴向的端侧上匹配于主轴螺母参考面78的情况下，额外地在所述轴承54上布置了另外的止挡面82。通过所述主轴螺母参考面78和所述止挡面82，能够将主轴螺母62移到卸荷终端位置中。对到达卸荷终端位置的情况进行探测，从而通过所限定的卸荷终端位置能够确定并且能够保存所述主轴螺母62的当前位置。

Claims (9)

1.用于车辆的液压制动系统（10）的机电式制动压力产生器（14），具有：至少一个用于将驱动侧的旋转运动转换为平移运动的螺纹传动装置（42）；和能够由所述螺纹传动装置（40）来操纵的用于产生制动压力的活塞/缸单元（18），其中所述螺纹传动装置（42）包括：

-主轴（50），该主轴能够通过作为驱动装置的电动马达（34）来旋转，

-主轴螺母（62），该主轴螺母与所述主轴（50）的螺纹（66）共同起作用，使得所述主轴螺母（62）随着所述主轴（50）的旋转能够轴向移动并且制动液是能够加荷或者能够卸荷的；以及

-壳体（58），该壳体与所述主轴螺母（62）构造防扭转结构（70、74），通过所述防扭转结构在所述主轴（50）旋转时保护所述主轴螺母（62）以防止扭转，

其特征在于，

所述主轴螺母（62）构造至少一个主轴螺母参考面（78），所述主轴螺母参考面与至少一个相对于所述壳体（58）位置固定的止挡面（82）在所述主轴螺母（62）的卸荷终端位置中如此共同起作用，从而从中能够确定所述主轴螺母（62）的当前的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴（50）通过轴承（54）以相对于所述壳体（58）旋转的方式受支承，其中所述轴承（54）构造用于所述主轴螺母（62）的止挡面（82）。

3.根据权利要求1或2所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述防扭转结构（70、74）通过转矩支架（70）来形成，所述转矩支架嵌合到所述壳体（58）的槽（74）中，其中所述转矩支架（70）构造所述主轴螺母参考面（78）并且所述槽（74）的轴向端部构造所述止挡面（82）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴螺母（62）由塑料材料构成。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴螺母（62）由金属合金构成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴螺母参考面（78）被集成到所述主轴螺母（62）中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴螺母参考面（78）和/或所述止挡面（82）构造为抑制结构。

8.根据前述权利要求中任一项所述的机电式制动压力产生器（14），其特征在于，所述主轴螺母参考面（78）和/或所述止挡面（82）构造为有弹力的结构。

9.包括根据前述权利要求中任一项所述的用于液压制动系统（10）的机电式制动压力产生器（14）的车辆。

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