CN218431217U - 制动系统的电控压力单元、制动系统及交通工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制动系统的电控压力单元、制动系统及交通工具，其中，电控压力单元包括：电机组件、滚珠丝杠组件以及伺服制动缸组件。电机组件包括电机定子和电机转子；滚珠丝杠组件包括丝杠、螺母以及平动防转件，滚珠丝杠组件伸入电机转子内，丝杠与电机转子驱动连接；伺服制动缸组件包括缸体以及活塞，缸体与电机转子围成空腔，活塞与螺母驱动连接，以使活塞在空腔中可移动，两个环形密封结构与活塞的外壁配合以将空腔分隔为依次布置的丝杠容纳腔、进油腔和出油腔，活塞具有使进油腔与出油腔连通的减压位置以及使进油腔与出油腔不连通的增压位置。应用本实用新型的技术方案能够有效地解决现有技术中电控压力单元机械效率低等问题。

Description

制动系统的电控压力单元、制动系统及交通工具

技术领域

本实用新型涉及交通工具领域，具体而言，涉及一种制动系统的电控压力单元、制动系统及交通工具。

背景技术

现有onebox制动系统最为典型的有BOSCH公司的IPB。BOSCH公司的IPB伺服建压控制单元主要结构为：电机驱动行星齿轮减速机构来带动滚珠丝杠丝母旋转推动丝杠平动，丝杠与活塞为一体式结构，最终带动活塞前向平动或回退平动以便控制建压单元实现后端负载的增压和减压。

BOSCH的IPB伺服建压单元采用了行星齿轮减速机构，由此带来下列三个缺点：1.行星齿轮减速机构造成机械传动效率降低了20％，在输出端获得相同轴向力需要增加驱动电机扭矩；2.由于行星齿轮减速机构重合度低，为机电液伺服制动系统带入了一个最高噪音源，导致BOSCH的IPB系统工作时噪音较大；3.行星齿轮减速机构部分牺牲了传动机构响应系统压力需求的实时性，系统动态建压时间有一定滞后。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种制动系统的电控压力单元、制动系统及交通工具，以解决现有技术中电控压力单元机械效率低、噪音大以及响应系统压力需求的实时性差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种制动系统的电控压力单元，包括：电机组件，包括电机定子以及相对于电机定子可转动的电机转子，电机转子为空心轴；滚珠丝杠组件，包括相互配合的丝杠、螺母以及限制螺母转动的平动防转件，滚珠丝杠组件伸入电机转子内，丝杠与电机转子驱动连接；伺服制动缸组件，包括缸体以及活塞，缸体与电机转子围成空腔，活塞与螺母驱动连接，以使活塞在空腔中可移动，活塞包括第一筒体以及设置于第一筒体内的隔板，隔板将第一筒体分隔为靠近螺母的后筒段以及远离螺母的前筒段，前筒段上设置有过流孔，缸体侧壁上设置有沿其轴向布置的两个环形密封结构，两个环形密封结构与第一筒体的外壁配合以将空腔分隔为依次布置的丝杠容纳腔、进油腔和出油腔，缸体的侧壁上设置有与进油腔连通的进油孔以及与出油腔连通的出油孔，进油腔和出油腔之间的环形密封结构能够封堵过流孔，活塞具有使进油腔与出油腔连通的减压位置以及使进油腔与出油腔不连通的增压位置。

在一个实施方式中，电机转子包括空心轴本体以及设置于空心轴本体周向外侧的电机磁钢，空心轴本体包括第二筒体以及设置于第二筒体端部的筒端面，丝杠的连接端与筒端面通过螺钉连接。

在一个实施方式中，丝杠的连接端的侧壁与第二筒体之间设有联轴器组件，联轴器组件包括套设于丝杠的连接端的联轴器外齿件以及套设于联轴器外齿件外的联轴器缓冲橡胶。

在一个实施方式中，电机组件还包括：外壳以及轴承，电机定子与电机转子位于外壳内，电机组件有且仅有两个轴承，两个轴承分别为支撑电机转子前端的前轴承以及支撑电机转子后端的后轴承。

在一个实施方式中，外壳包括具有安装开口的电机壳体以及盖设于安装开口处的电机端盖，电机端盖上设置有避让活塞的避让孔，电机壳体的后端的侧壁上设置有第一安装台阶，后轴承设置于第一安装台阶处，避让孔的孔壁具有第二安装台阶，前轴承设置于第二安装台阶处。

在一个实施方式中，电机组件还包括：电机壳体，电机定子与电机转子位于电机壳体内，电控压力单元还包括：电机角度传感器组件，设置于电机壳体内以获取电机转子的转动角度。

在一个实施方式中，电机角度传感器组件为电磁感应式电机角度传感器组件。

在一个实施方式中，电机角度传感器组件包括电机角度传感器转子、信号处理电路板以及设置于信号处理电路板上的电机角度传感器感应装置，信号处理电路板以及电机角度传感器感应装置固定设置于电机壳体上，电机角度传感器转子设置于电机转子上。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种制动系统，包括电控压力单元，电控压力单元为上述的电控压力单元。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种交通工具，包括制动系统，制动系统为上述的制动系统。

应用本实用新型的技术方案，通电时，电机转子转动，电机转子带动丝杠转动。丝杠转动能够驱动螺母移动，最终使得与螺母连接的活塞在空腔中移动。当需要减压时，可以使活塞向后移动至减压位置，此时进油腔能够通过过流孔与出油腔连通，轮缸内的液体能够依次进入出油腔、过流孔以及进油腔，从而实现减压功能。当需要增压时，可以使活塞向前移动至增压位置，此时进油腔与出油腔互不连通。随着活塞继续向前移动，出油腔内的液体将被挤压，并由出油孔排出流入轮缸，从而实现增压功能。重要的是，应用本实施例的技术方案，电控压力单元中的丝杠由电机转子直接驱动连接，上述结构不必设置减速机构，因此具有下述三个优点：第一、提高了机械传动效率；第二、降低了电控压力单元工作时产生的噪音；第三、响应系统压力需求的实时性好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的制动系统的电控压力单元的实施例的剖视示意图；

图2示出了图1的电控压力单元的A处的放大结构示意图；

图3示出了图1的电控压力单元的B处的放大结构示意图；以及

图4示出了图1的电控压力单元的活塞的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、空腔；2、丝杠容纳腔；3、进油腔；4、出油腔；10、电机组件；11、电机定子；12、电机转子；121、空心轴本体；122、电机磁钢；123、第二筒体；124、筒端面；13、螺钉；14、联轴器组件；141、联轴器外齿件；142、联轴器缓冲橡胶；15、外壳；151、电机壳体；152、电机端盖；153、避让孔；161、前轴承；162、后轴承；20、滚珠丝杠组件；21、丝杠；22、螺母；23、平动防转件；30、伺服制动缸组件；31、缸体；312、出油孔；32、活塞；321、第一筒体；322、隔板；323、后筒段；324、前筒段；325、过流孔；33、环形密封结构；40、电机角度传感器组件；41、电机角度传感器转子；42、信号处理电路板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1至图4所示，本实施例的制动系统的电控压力单元包括：电机组件10、滚珠丝杠组件20以及伺服制动缸组件30。其中，电机组件10包括电机定子11以及相对于电机定子11可转动的电机转子12，电机转子12为空心轴；滚珠丝杠组件20包括相互配合的丝杠21、螺母22以及限制螺母22转动的平动防转件23，滚珠丝杠组件20伸入空心轴内，丝杠21与电机转子12驱动连接。伺服制动缸组件30包括缸体31以及活塞32，缸体31与电机转子12围成空腔1，活塞32与螺母22驱动连接，以使活塞32在空腔1中可移动，活塞32包括第一筒体321以及设置于第一筒体321内的隔板322，隔板322将第一筒体321分隔为靠近螺母22的后筒段323以及远离螺母22的前筒段324，前筒段324上设置有过流孔325，缸体31侧壁上设置有沿其轴向布置的两个环形密封结构33，两个环形密封结构33与第一筒体321的外壁配合以将空腔1分隔为依次布置的丝杠容纳腔2、进油腔3和出油腔4，缸体31的侧壁上设置有与进油腔3连通的进油孔以及与出油腔4连通的出油孔312，进油腔3和出油腔4之间的环形密封结构33能够封堵过流孔325，活塞32具有使进油腔3与出油腔4连通的减压位置以及使进油腔3与出油腔4不连通的增压位置。

应用本实施例的技术方案，通电时，电机转子12转动，电机转子12带动丝杠21转动。丝杠21转动能够驱动螺母22移动，最终使得与螺母22连接的活塞32在空腔中移动。当需要减压时，可以使活塞32向后移动至减压位置，此时进油腔3能够通过过流孔325与出油腔4连通，轮缸内的液体能够依次进入出油腔4、过流孔325以及进油腔3，从而实现减压功能。当需要增压时，可以使活塞32向前移动至增压位置，此时进油腔3与出油腔4互不连通。随着活塞继续向前移动，出油腔4内的液体将被挤压，并由出油孔312排出流入轮缸，从而实现增压功能。重要的是，应用本实施例的技术方案，电控压力单元中的丝杠21由电机转子12直接驱动连接，上述结构不必设置减速机构，因此具有下述三个优点：第一、提高了机械传动效率；第二、降低了电控压力单元工作时产生的噪音；第三、响应系统压力需求的实时性好。

需要说明的是，应用本实施例的技术方案，活塞32与缸体31之间的密封采用了缸体密封结构，保证了onebox系统满足耐久性要求使其与整车寿命要求相匹配。优选地，在本实施例中，环形密封结构33为制动皮碗。

如图1和图2所示，在本实施例中，电机转子12包括空心轴本体121以及设置于空心轴本体121周向外侧的电机磁钢122，空心轴本体121包括第二筒体123以及设置于第二筒体123端部的筒端面124，丝杠21的连接端与筒端面124通过螺钉13连接。上述结构简单，装配效率高。

如图1和图2所示，在本实施例中，丝杠21的连接端的侧壁与第二筒体123之间设有联轴器组件14，联轴器组件14包括套设于丝杠21的连接端的联轴器外齿件141以及套设于联轴器外齿件141外的联轴器缓冲橡胶142。

如图1和图2所示，在本实施例中，电机组件10还包括：外壳15以及轴承，电机定子11与电机转子12位于外壳15内，电机组件10有且仅有两个轴承，两个轴承分别为支撑电机转子12前端的前轴承161以及支撑电机转子12后端的后轴承162。电机转子12采用的双轴承支撑结构，在保证轴向承载能力的情况下，压力单元自定心自对中，解决了缸体和活塞偏航偏磨问题，提高了满足220万次寿命的能力，同时降低了系统工作时的噪音水平。

如图1和图2所示，在本实施例中，外壳15包括具有安装开口的电机壳体151以及盖设于安装开口处的电机端盖152，电机端盖152上设置有避让活塞32的避让孔153，电机壳体151的后端的侧壁上设置有第一安装台阶，后轴承设置于第一安装台阶处，避让孔153的孔壁具有第二安装台阶，前轴承设置于第二安装台阶处。上述结构简单，便于定位安装。

如图1所示，在本实施例中，电控压力单元还包括：电机角度传感器组件40，以获取电机转子12的转动角度。具体地，电机角度传感器组件40获得电机转子当前角度位置信息，计算出制动系统实时实际压力，根据onebox制动系统压力需求，对电机组件10发出正反转或保持位置的指令(增压、减压、保压)，电机组件10驱动丝杠21将电机转子12的转动运动转化为螺母22的平动运动及活塞32的平动运动来定量精确控制制动压力。

现有技术中，一般采用霍尔式电机角度传感器测量电机转子的转动角度。采用的霍尔式电机角度传感器抗振性能差对环境要求苛刻，在高温下信号误差大，抗干扰能力弱。为了解决上述问题，在本实施例中，电机角度传感器组件40为电磁感应式电机角度传感器组件。采用的电磁感应式电机角度传感器在高温和振动条件下信号稳定，抗干扰能力强。

如图1所示，在本实施例中，电机角度传感器组件40包括电机角度传感器转子41、信号处理电路板42以及设置于信号处理电路板42上的电机角度传感器感应装置，信号处理电路板42以及电机角度传感器感应装置固定设置于电机壳体151内，电机角度传感器转子41设置于电机转子12上。

本申请还提供了一种制动系统，根据本申请的制动系统(图中未示出)的实施例包括电控压力单元，电控压力单元为上述的电控压力单元。由于上述电控压力单元具有机械效率高、噪音小、响应系统压力需求的实时性好、密封性好、使用寿命长等优点，因此具有其的制动系统也具有上述优点。

本申请还提供了一种交通工具，根据本申请的交通工具(图中未示出)的实施例包括制动系统，制动系统为上述的制动系统。由于上述制动系统具有机械效率高、噪音小、响应系统压力需求的实时性好、密封性好、使用寿命长等优点，因此具有其的交通工具也具有上述优点。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制动系统的电控压力单元，其特征在于，包括：

电机组件(10)，包括电机定子(11)以及相对于所述电机定子(11)可转动的电机转子(12)，所述电机转子(12)为空心轴；

滚珠丝杠组件(20)，包括相互配合的丝杠(21)、螺母(22)以及限制所述螺母(22)转动的平动防转件(23)，所述滚珠丝杠组件(20)伸入所述电机转子(12)内，所述丝杠(21)与所述电机转子(12)驱动连接；

伺服制动缸组件(30)，包括缸体(31)以及活塞(32)，所述缸体(31)与所述电机转子(12)围成空腔(1)，所述活塞(32)与所述螺母(22)驱动连接，以使所述活塞(32)在所述空腔(1)中可移动，所述活塞(32)包括第一筒体(321)以及设置于所述第一筒体(321)内的隔板(322)，所述隔板(322)将所述第一筒体(321)分隔为靠近所述螺母(22)的后筒段(323)以及远离所述螺母(22)的前筒段(324)，所述前筒段(324)上设置有过流孔(325)，所述缸体(31)侧壁上设置有沿其轴向布置的两个环形密封结构(33)，两个所述环形密封结构(33)与所述第一筒体(321)的外壁配合以将所述空腔(1)分隔为依次布置的丝杠容纳腔(2)、进油腔(3)和出油腔(4)，所述缸体(31)的侧壁上设置有与所述进油腔(3)连通的进油孔以及与所述出油腔(4)连通的出油孔(312)，所述进油腔(3)和所述出油腔(4)之间的所述环形密封结构(33)能够封堵所述过流孔(325)，所述活塞(32)具有使所述进油腔(3)与所述出油腔(4)连通的减压位置以及使所述进油腔(3)与所述出油腔(4)不连通的增压位置。

2.根据权利要求1所述的电控压力单元，其特征在于，所述电机转子(12)包括空心轴本体(121)以及设置于所述空心轴本体(121)周向外侧的电机磁钢(122)，所述空心轴本体(121)包括第二筒体(123)以及设置于所述第二筒体(123)端部的筒端面(124)，所述丝杠(21)的连接端与所述筒端面(124)通过螺钉(13)连接。

3.根据权利要求2所述的电控压力单元，其特征在于，所述丝杠(21)的连接端的侧壁与所述第二筒体(123)之间设有联轴器组件(14)，所述联轴器组件(14)包括套设于所述丝杠(21)的连接端的联轴器外齿件(141)以及套设于所述联轴器外齿件(141)外的联轴器缓冲橡胶(142)。

4.根据权利要求1所述的电控压力单元，其特征在于，所述电机组件(10)还包括：外壳(15)以及轴承，所述电机定子(11)与所述电机转子(12)位于所述外壳(15)内，所述电机组件(10)有且仅有两个所述轴承，两个所述轴承分别为支撑所述电机转子(12)前端的前轴承(161)以及支撑所述电机转子(12)后端的后轴承(162)。

5.根据权利要求4所述的电控压力单元，其特征在于，所述外壳(15)包括具有安装开口的电机壳体(151)以及盖设于所述安装开口处的电机端盖(152)，所述电机端盖(152)上设置有避让所述活塞(32)的避让孔(153)，所述电机壳体(151)的后端的侧壁上设置有第一安装台阶，所述后轴承(162)设置于所述第一安装台阶处，所述避让孔(153)的孔壁具有第二安装台阶，所述前轴承(161)设置于所述第二安装台阶处。

6.根据权利要求1所述的电控压力单元，其特征在于，所述电机组件(10)还包括：电机壳体(151)，所述电机定子(11)与所述电机转子(12)位于所述电机壳体(151)内，所述电控压力单元还包括：

电机角度传感器组件(40)，设置于所述电机壳体(151)内以获取所述电机转子(12)的转动角度。

7.根据权利要求6所述的电控压力单元，其特征在于，所述电机角度传感器组件(40)为电磁感应式电机角度传感器组件。

8.根据权利要求7所述的电控压力单元，其特征在于，所述电机角度传感器组件(40)包括电机角度传感器转子(41)、信号处理电路板(42)以及设置于信号处理电路板(42)上的电机角度传感器感应装置，所述信号处理电路板(42)以及电机角度传感器感应装置固定设置于所述电机壳体(151)上，所述电机角度传感器转子(41)设置于所述电机转子(12)上。

9.一种制动系统，包括电控压力单元，其特征在于，所述电控压力单元为权利要求1至8中任一项所述的电控压力单元。

10.一种交通工具，包括制动系统，其特征在于，所述制动系统为权利要求9所述的制动系统。

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