CN113753008A - 一种压力控制模块及电液伺服制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种压力控制模块及电液伺服制动系统。压力控制模块包括电机、丝杠、防转结构、活塞以及缸体，电机包括壳体、定子、转子以及法兰端盖，转子具有中空腔；丝杠设置于中空腔内，并与转子固定连接，丝杠上螺纹连接有丝母；防转结构用于防止丝母转动；活塞套设于丝杠的外周，并与丝母固定连接；缸体设置于法兰端盖上，缸体具有液压腔，活塞能够在液压腔内伸缩。本发明提供的压力控制模块为集成式结构，能够简化压力控制模块与HCU本体装配时的工艺，提高装配效率；还能够在与HCU本体进行装配前对压力控制模块进行密封检测及性能检测，降低装配后的电液制动系统的不良率；另外，能够大大减小整体结构的尺寸。

Description

一种压力控制模块及电液伺服制动系统
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种压力控制模块及电液伺服制动系统。
背景技术
随着汽车电动化与智能化的不断发展，机电液伺服制动系统的开发需求也越来越多，其中压力控制模块为整个系统的核心部件。
现有技术提供的压力控制模块，大多由电机通过行星齿轮减速机构来带动丝杠旋转，丝杠的旋转再转化为丝母的平动，丝母与活塞为一体式结构，最终带动活塞前进或后退以实现增压和减压。首先，采用行星齿轮减速机构会造成机械传动效率降低，在输出端获得相同轴向力需要增加驱动电机的扭矩；其次，由于行星齿轮减速机构重合度低，会导致系统工作时噪音较大；最后，行星齿轮减速机构配合传动电机，会导致整体的结构尺寸较大。
现有技术提供的压力控制模块，还有一部分由电机直接驱动丝杠旋转，但是压力控制模块在与混合动力整车控制器(HCU本体)进行装配时，首先要先将转矩耦合器等部件装配到HCU本体上，再将电机组件装配到HCU本体上，在装配电机组件的过程中，丝杠副狭槽与转矩耦合器找正困难，装配过程复杂。
因此，亟需一种压力控制模块以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力控制模块及电液伺服制动系统，能够简化压力控制模块与HCU本体装配时的工艺，还能够减小整体结构的尺寸。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种压力控制模块，包括：
电机，包括壳体、设置于所述壳体内的定子和转子、以及设置于所述壳体一端的法兰端盖，所述转子与所述定子转动连接，且所述转子具有中空腔；
丝杠，设置于所述中空腔内，并与所述转子固定连接，所述丝杠上螺纹连接有丝母；
防转结构，设置于所述中空腔内，并与所述丝母连接，用于防止所述丝母转动，使得所述丝母在所述丝杠转动时仅发生轴向平移；
活塞，套设于所述丝杠的外周，并与所述丝母固定连接；
缸体，设置于所述法兰端盖上，所述缸体具有液压腔，所述活塞能够在所述丝母的带动下在所述液压腔内伸缩。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述防转结构包括防转套筒，所述防转套筒固定于所述中空腔内，且所述防转套筒套设于所述丝母的外周，所述防转套筒的内周面以及所述丝母的外周面，其中一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转槽，另一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转凸起，所述第一防转凸起与所述第一防转槽滑动配合。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述防转套筒与所述法兰端盖为铆压连接，所述法兰端盖的内圈具有第一铆压面，所述防转套筒的外周面具有第二铆压面，所述第一铆压面和所述第二铆压面铆压连接。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述法兰端盖的内圈还具有铆压导向面，所述铆压导向面用于将所述第二铆压面导入所述第一铆压面。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述第二铆压面上设置有滚花结构。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述防转套筒与所述法兰端盖为一体成型结构。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述法兰端盖的外周面以及所述壳体的内周面，其中一者上设置有第二防转槽，另一者上设置有第二防转凸起，所述第二防转凸起与所述第二防转槽相匹配。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述中空腔包括第一腔部和第二腔部，所述第一腔部的直径大于所述第二腔部的直径；所述丝杠包括相连接的光轴段和螺纹段，所述丝母螺纹连接于所述螺纹段，且所述螺纹段和所述丝母位于所述第一腔部，所述光轴段位于所述第二腔部，所述光轴段与所述转子固定连接。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述压力控制模块还包括第一缓冲挡圈，所述第一缓冲挡圈设置于所述第一腔部和所述第二腔部的连接面上，所述第一缓冲挡圈用于对所述丝母的回程进行缓冲。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述压力控制模块还包括第二缓冲挡圈，所述第二缓冲挡圈设置于所述法兰端盖的内圈中，所述第二缓冲挡圈用于对所述丝母的进程进行缓冲。
作为压力控制模块的优选技术方案，所述缸体的内壁上开设有第一密封环槽，所述第一密封环槽内设置有第一密封圈，所述缸体的外壁上开设有第二密封环槽，所述第二密封环槽内设置有第二密封圈。
一种电液伺服制动系统，包括如上任一方案所述的压力控制模块。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的压力控制模块，将建压所需的丝杠、丝母、活塞、防转结构以及缸体等零部件全部集成在电机上形成集成式结构，一方面能够简化压力控制模块与HCU本体装配时的工艺，提高装配效率；另一方面能够在与HCU本体进行装配前对压力控制模块进行密封检测及性能检测，测试通过后再与HCU本体进行装配，降低装配后的电液制动系统的不良率；另外，通过将丝杠、丝母、防转结构以及活塞等部件设置于转子的中空腔内，能够大大减小整体结构的尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例提供的压力控制模块的分解结构示意图；
图2是本发明实施例提供的压力控制模块的装配结构示意图；
图3是本发明实施例提供的压力控制模块的剖视图；
图4是本发明实施例中所涉及的电机的结构示意图；
图5是本发明实施例中所涉及的丝杠和丝母的结构示意图；
图6是本发明实施例中所涉及的防转套筒的结构示意图；
图7是本发明实施例中所涉及的法兰端盖的结构示意图；
图8是本发明实施例中所涉及的缸体的结构示意图；
图9是本发明实施例中所涉及的电液伺服制动系统的分解结构示意图。
图中：
100、压力控制模块；200、HCU本体；
10、电机；11、壳体；111、第二防转槽；12、定子；13、转子；131、中空腔；14、法兰端盖；141、第一铆压面；142、铆压导向面；143、第二防转凸起；144、第二螺纹孔；15、堵盖；20、丝杠；21、螺纹段；22、光轴段；30、丝母；31、第一防转槽；40、防转套筒；41、第一防转凸起；42、第二铆压面；421、滚花结构；50、活塞；60、缸体；61、螺钉过孔；62、第一密封环槽；63、第二密封环槽；64、液压腔；71、第一螺钉；72、限位环；73、第二螺钉；81、第一缓冲挡圈；82、第二缓冲挡圈；91、第一密封圈；92、第二密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
现有技术提供的压力控制模块，大多由电机通过行星齿轮减速机构来带动丝杠旋转，丝杠的旋转再转化为丝母的平动，丝母与活塞为一体式结构，最终带动活塞前进或后退以实现增压和减压。首先，采用行星齿轮减速机构会造成机械传动效率降低，在输出端获得相同轴向力需要增加驱动电机的扭矩；其次，由于行星齿轮减速机构重合度低，会导致系统工作时噪音较大；最后，行星齿轮减速机构配合传动电机，会导致整体的结构尺寸较大。
现有技术提供的压力控制模块，还有一部分由电机直接驱动丝杠旋转，但是压力控制模块在与HCU本体进行装配时，首先要先将转矩耦合器等部件装配到HCU本体上，再将电机组件装配到HCU本体上，在装配电机组件的过程中，丝杠副狭槽与转矩耦合器找正困难，装配过程复杂。
基于上述现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种压力控制模块100，如图1至图4所示，该压力控制模块100包括电机10、丝杠20、防转结构、活塞50以及缸体60，其中，电机10包括壳体11、设置于壳体11内的定子12和转子13、设置于壳体11一端的法兰端盖14、以及设置于壳体11另一端的堵盖15，转子13与定子12转动连接，且转子13具有中空腔131；丝杠20设置于中空腔131内，并与转子13固定连接，转子13能够带动丝杠20转动，丝杠20上螺纹连接有丝母30；防转结构设置于中空腔131内，并与丝母30连接，用于防止丝母30转动，使得丝母30在丝杠20转动时仅发生轴向平移，以使丝杠20的转动能够转化为丝母30的平动；活塞50套设于丝杠20的外周，并与丝母30固定连接；缸体60设置于法兰端盖14上，缸体60具有液压腔64，液压腔64内设置有制动液，活塞50能够在丝母30的带动下在液压腔64内伸缩，以实现增压或减压。
本发明实施例提供的压力控制模块100，将建压所需的丝杠20、丝母30、活塞50、防转结构以及缸体60等零部件全部集成在电机10上形成集成式结构，一方面能够简化压力控制模块100与HCU本体200装配时的工艺，提高装配效率；另一方面能够在与HCU本体200进行装配前对压力控制模块100进行密封检测及性能检测，测试通过后再与HCU本体200进行装配，降低装配后的电液制动系统的不良率；另外，通过将丝杠20、丝母30、防转结构以及活塞50等部件设置于转子13的中空腔131内，能够大大减小整体结构的尺寸。
于本实施例中，参见图4和图5，转子13的中空腔131包括第一腔部和第二腔部，第一腔部的直径大于第二腔部的直径；丝杠20包括相连接的光轴段22和螺纹段21，丝母30螺纹连接于螺纹段21，且螺纹段21和丝母30位于第一腔部，光轴段22位于第二腔部，光轴段22与转子13固定连接。通过上述结构设置，便于丝杠20的固定及丝母30回程的限位。优选地，可结合图1所示，光轴段22与转子13之间通过第一螺钉71连接，具体地，光轴段22的端面开设有第一螺纹孔，第一螺钉71的螺纹部连接于第一螺孔，第一螺钉71的头部抵接于转子13的端面。进一步优选地，第一螺钉71的头部与转子13的端面之间设置有限位环72，以使第一螺钉71与转子13的连接更加可靠。
于本实施例中，防转结构包括防转套筒40，防转套筒40一端与法兰端盖14连接，且防转套筒40套设于丝母30的外周，参见图5和图6，防转套筒40的内周面以及丝母30的外周面，其中一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转槽31，另一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转凸起41，第一防转凸起41与第一防转槽31滑动配合。当转子13带动丝杠20转动时，丝母30能够在第一防转凸起41和第一防转槽31的作用下沿第一防转凸起41和第一防转槽31的延伸方向做平移运动。上述结构简单且可靠。第一防转凸起41和第一防转槽31均可设置有多个，于本实施例中示出了第一防转凸起41和第一防转槽31均设置三个的情况，于其他实施例中可以根据具体情况来设置，并不以本实施例为限。
于本实施例中，优选地，参见图6和图7，防转套筒40一端与法兰端盖14通过铆压的方式连接，法兰端盖14的内圈具有第一铆压面141，防转套筒40的端部外周面具有第二铆压面42，第一铆压面141和第二铆压面42铆压连接。优选地，法兰端盖14的内圈还具有铆压导向面142，铆压导向面142用于将防转套筒40的第二铆压面42导入法兰端盖14的第一铆压面141，更加便于第一铆压面141和第二铆压面42的铆压连接。另外优选地，第二铆压面42上设置有滚花结构421，使得第二铆压面42与第一铆压面141之间的铆压连接更加可靠。或者，于其他实施例中，防转套筒40与法兰端盖14还可以为一体成型结构，以简化工艺。
于本实施例中，法兰端盖14与壳体11之间采用铆压连接。优选地，参见图7，并结合图4，法兰端盖14的外周面以及壳体11的内周面，其中一者上设置有第二防转槽111，另一者上设置有第二防转凸起143，第二防转凸起143与第二防转槽111相匹配。通过设置第二防转凸起143和第二防转槽111能够使得法兰端盖14与壳体11的连接更加可靠。
于本实施例中，法兰端盖14与缸体60之间通过第二螺钉73连接。具体地，参见图7和图8，并结合图1，法兰端盖14上设置有第二螺纹孔144，缸体60上设置有螺钉过孔61，第二螺钉73穿过螺钉过孔61后与第二螺纹孔144螺纹连接，实现法兰端盖14与缸体60的固定连接。第二螺钉73的数量为多个，本实施例中优选为三个，当然于其他实施例中，第二螺钉73的数量还可以多于三个，并不以本实施例为限。
参见图1，本发明实施例提供的压力控制模块100还包括第一缓冲挡圈81，第一缓冲挡圈81设置于第一腔部和第二腔部的连接面上，第一缓冲挡圈81用于对丝母30的回程进行缓冲。优选地，第一腔部和第二腔部的连接面上开设有固定槽，第一缓冲挡圈81设置于固定槽内。另外，本发明实施例提供的压力控制模块100还包括第二缓冲挡圈82，第二缓冲挡圈82设置于法兰端盖14的内圈中，第二缓冲挡圈82用于对丝母30的进程进行缓冲。
此外，参见图8，并结合图1至图3，缸体60的内壁上开设有第一密封环槽62，第一密封环槽62内设置有第一密封圈91，以与活塞50形成密封环境。缸体60的外壁上开设有第二密封环槽63，第二密封环槽63内设置有第二密封圈92，以在该压力控制模块100与HCU总成装配时形成密封环境。第一密封圈91和第二密封圈92的数量均可设置有多个，本实施例示出了第一密封圈91为两个，第二密封圈92为三个的情况，于其他实施例中可以根据具体情况来设置，并不以本实施例为限。
本发明实施例还提供一种电液伺服制动系统，包括如上所述的压力控制模块100以及HCU本体200，压力控制模块100中的电机10的壳体11与HCU本体200的壳体固定连接，压力控制模块100中的缸体60伸入HCU本体200的腔体内。其中HCU本体200的结构和工作原理均为现有技术，在此不再详述。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种压力控制模块，其特征在于，包括：
电机(10)，包括壳体(11)、设置于所述壳体(11)内的定子(12)和转子(13)、以及设置于所述壳体(11)一端的法兰端盖(14)，所述转子(13)与所述定子(12)转动连接，且所述转子(13)具有中空腔(131)；
丝杠(20)，设置于所述中空腔(131)内，并与所述转子(13)固定连接，所述丝杠(20)上螺纹连接有丝母(30)；
防转结构，设置于所述中空腔(131)内，并与所述丝母(30)连接，用于防止所述丝母(30)转动，使得所述丝母(30)在所述丝杠(20)转动时仅发生轴向平移；
活塞(50)，套设于所述丝杠(20)的外周，并与所述丝母(30)固定连接；
缸体(60)，设置于所述法兰端盖(14)上，所述缸体(60)具有液压腔(64)，所述活塞(50)能够在所述丝母(30)的带动下在所述液压腔(64)内伸缩。
2.根据权利要求1所述的压力控制模块，其特征在于，所述防转结构包括防转套筒(40)，所述防转套筒(40)固定于所述中空腔(131)内，且所述防转套筒(40)套设于所述丝母(30)的外周，所述防转套筒(40)的内周面以及所述丝母(30)的外周面，其中一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转槽(31)，另一者上设置有沿自身轴向延伸的第一防转凸起(41)，所述第一防转凸起(41)与所述第一防转槽(31)滑动配合。
3.根据权利要求2所述的压力控制模块，其特征在于，所述防转套筒(40)与所述法兰端盖(14)为铆压连接，所述法兰端盖(14)的内圈具有第一铆压面(141)，所述防转套筒(40)的外周面具有第二铆压面(42)，所述第一铆压面(141)和所述第二铆压面(42)铆压连接。
4.根据权利要求3所述的压力控制模块，其特征在于，所述法兰端盖(14)的内圈还具有铆压导向面(142)，所述铆压导向面(142)用于将所述第二铆压面(42)导入所述第一铆压面(141)。
5.根据权利要求3所述的压力控制模块，其特征在于，所述第二铆压面(42)上设置有滚花结构(421)。
6.根据权利要求2所述的压力控制模块，其特征在于，所述防转套筒(40)与所述法兰端盖(14)为一体成型结构。
7.根据权利要求1-6任一项所述的压力控制模块，其特征在于，所述法兰端盖(14)的外周面以及所述壳体(11)的内周面，其中一者上设置有第二防转槽(111)，另一者上设置有第二防转凸起(143)，所述第二防转凸起(143)与所述第二防转槽(111)相匹配。
8.根据权利要求1-6任一项所述的压力控制模块，其特征在于，所述中空腔(131)包括第一腔部和第二腔部，所述第一腔部的直径大于所述第二腔部的直径；所述丝杠(20)包括相连接的光轴段(22)和螺纹段(21)，所述丝母(30)螺纹连接于所述螺纹段(21)，且所述螺纹段(21)和所述丝母(30)位于所述第一腔部，所述光轴段(22)位于所述第二腔部，所述光轴段(22)与所述转子(13)固定连接。
9.根据权利要求8所述的压力控制模块，其特征在于，所述压力控制模块还包括第一缓冲挡圈(81)，所述第一缓冲挡圈(81)设置于所述第一腔部和所述第二腔部的连接面上，所述第一缓冲挡圈(81)用于对所述丝母(30)的回程进行缓冲。
10.根据权利要求1-6任一项所述的压力控制模块，其特征在于，所述压力控制模块还包括第二缓冲挡圈(82)，所述第二缓冲挡圈(82)设置于所述法兰端盖(14)的内圈中，所述第二缓冲挡圈(82)用于对所述丝母(30)的进程进行缓冲。
11.根据权利要求1-6任一项所述的压力控制模块，其特征在于，所述缸体(60)的内壁上开设有第一密封环槽(62)，所述第一密封环槽(62)内设置有第一密封圈(91)，所述缸体(60)的外壁上开设有第二密封环槽(63)，所述第二密封环槽(63)内设置有第二密封圈(92)。
12.一种电液伺服制动系统，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的压力控制模块。
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