CN112947612A - 压力控制装置、制动***及压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压力控制装置、制动***及压力控制方法，属于压力控制领域。该压力控制装置包括动力源传动装置和压力源，压力源包括活塞和缸体，活塞与传动装置连接，动力源与传动装置直驱连接，传动装置是单轴承支撑结构，传动装置将动力源的旋转力转化为直线运动力，使压力源活塞沿传动装置的轴线方向做往复直线运动。本申请通过动力源直驱传动装置的方式，简化了传动链，与现有技术的行星齿轮减速机构相比能够将机械传动效率提高20%，解决了行星齿轮减速机构重合度低噪音大，以及***动态建压时间滞后的问题，采用的单轴承支撑结构，在保证轴向承载能力的情况下，消除了前端轴承带来的过度定位原理问题和噪音问题，同时降低了成本。

Description

压力控制装置、制动***及压力控制方法

技术领域

本发明属于压力控制领域，具体是压力控制装置、制动***及压力控制方法。

背景技术

压力控制单元的主要结构为：电机通过驱动行星齿轮减速机构来带动滚珠丝母旋转推动丝杠平动，丝杠与活塞为一体式结构，最终带动活塞前进或后退以便控制压力单元增压和减压，存在下列三个缺点：一、行星齿轮减速机构与直驱式连接相比机械传动效率低了20%，想要在输出端获得相同轴向力需要增加驱动电机的扭矩；二、由于行星齿轮减速机构重合度低，存在工作时噪音较大的问题；三、行星齿轮减速机构重合度低还牺牲了传动机构响应***压力需求的实时性，存在***动态建压时间滞后的问题。

现有取消行星齿轮采用动力源直驱传动装置的技术方案，沿用了丝母驱动丝杆的方式驱动活塞做往复直线运动，该技术方案由于失去了行星齿轮减速机构对丝母的限位，所以需要在丝母的一端设置一个向心轴承，另一端设置一个向心轴承和一个平面轴承，两个向心轴承为丝母的两端提供径向支撑力，平面轴承主要为丝母提供轴向支撑力，但是三个轴承都对丝母的中心度有要求，且会造成过度支撑的问题，三个轴承的过度支撑又存在以下问题：一、需要在轴承安装时预留安装间隙，以适应丝母的加工误差，导致了轴承工作时有产生噪声的间隙；二、轴承本身就是噪声源同样存在噪声的问题；三、过定位存在加工及装配难度高的问题。

发明内容

发明目的：提供压力控制装置、制动***及压力控制方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：压力控制装置包括：

动力源，输出动力。

传动装置，与所述动力源连接。

和压力源，包括活塞和缸体，所述活塞与所述传动装置连接。

所述动力源与传动装置直驱连接，所述传动装置是单轴承支撑结构，所述传动装置将动力源的旋转力转化为直线运动力，使压力源活塞沿传动装置的轴线方向做往复直线运动。

在进一步的实施例中，所述传动装置包括空心轴，由所述动力源驱动旋转。

轴承，支承于所述空心轴的一端。

丝杆，与空心轴连接，并沿压力源活塞运动方向延伸。

丝母，与丝杆螺接配合，所述丝母与压力源活塞连接，所述丝母沿丝杆的轴线方向往复运动。

在进一步的实施例中，还包括防转件，与压力源缸体固定连接，并与丝杆套接配合；

所述防转件内开设有滑动腔，所述防转件的滑动腔内设置有限位部，所述丝母与限位部滑动配合，所述限位部用于对丝母进行周向限位，通过防转件使丝杆驱动丝母，配合动力源和一个轴承对空心轴的两端进行限位，能够解决现有技术中使用丝母驱动丝杆需要三个轴承对丝母和动力源过度支撑的问题，进而降低轴承工作时的噪声，还解决了过定位导致的加工及装配难度高的问题，通过防转件对丝母和丝杆进行限位，使丝母一边做往复直线运动一边对丝杆进行限位，避免了丝母移动至丝杆远离轴承的一端时因丝母偏心转动幅度逐渐增加导致丝母抖动的问题，解决了丝母和压力源使用寿命低的问题。

在进一步的实施例中，所述压力源还包括：

密封件，固定安装在压力源缸体内靠近传动装置的一端，所述压力源活塞与密封件密封配合，通过将密封件安装在压力源缸体上，使用压力源缸体密封结构，保证了机电液伺服***满足耐久性要求使其与整车寿命相匹配。

在进一步的实施例中，所述限位部是至少一个沿防转件中心轴从防转件靠近丝母的一端向压力源活塞方向延伸的凸块。

所述丝母的外壁开设有与限位部滑动配合的滑动槽。

在进一步的实施例中，所述限位部是至少一个沿防转件中心轴从防转件靠近丝母的一端向压力源活塞方向延伸开设的凹槽。

所述丝母的外壁设置有滑动块，所述滑动块与限位部滑动配合。

在进一步的实施例中，压力控制装置还包括电磁感应式角度传感器，所述电磁感应式角度传感器包括传感器转子，用于与动力源转子固定连接，用于随动力源转子转动。

传感器感应电路板，用于与动力源绕组接线座固定连接，所述传感器感应电路板与传感器转子套接配合，用于检测传感器转子的旋转角度。

信号处理电路板，用于与动力源的绕组接线座固定连接，所述信号处理电路板与传感器感应电路板和动力源绕组接线座电连接，用于输出传感器转子的旋转角度，以及向动力源绕组接线座发送电信号，控制动力源转子的转动角度，通过电磁感应式角度传感器实现对动力源转子实时所在角度即位置的测量，以及控制动力源转子转角来控制压力源活塞在压力源缸体中的位置来实现压力控制，电磁感应式角度传感器对环境要求低，高温和振动条件下信号温度，抗干扰能力强，解决了现有技术的霍尔式电机角度传感器对环境要求苛刻，存在高温下信号误差大，抗干扰能力差的问题。

基于压力控制装置的制动***包括：压力控制装置，用于向车轮制动器提供制动力；

控制器，与压力控制装置电连接，用于控制压力控制装置的压力输出量；

液压回路，一端与压力控制装置的压力源连通，另一端与车轮制动器连通，用于传输制动油液和制动力。

基于压力控制装置的压力控制方法包括：S1. 当制动***需要增压时，动力源带动丝杆正向旋转，使丝母和压力源活塞沿丝杆的中心轴向远离动力源的方向位移，将压力源缸体内的油液送入制动***中，为制动***增压。

S2. 当制动***需要减压时，动力源带动丝杆反向旋转，使丝母和压力源活塞沿丝杆的中心轴向靠近动力源的方向位移，将制动***中的油液吸进压力源缸体内，为制动***减压。

在进一步的实施例中，基于压力控制装置的压力控制方法还包括：S3. 当制动***需要增压或减压时，信号处理电路板向动力源绕组接线座发送电信号，使动力源转子的转动预定角度。

S4. 在动力源转子转动时，传感器感应电路板检测动力源转子的旋转角度。

有益效果：本发明公开了压力控制装置、制动***及压力控制方法，通过动力源直驱传动装置的方式，简化了传动链，将动力源的旋转力转化为直线运动力带动压力源活塞沿传动装置的轴线方向做往复直线运动与现有技术的行星齿轮减速机构相比能够将机械传动效率提高20%，解决了行星齿轮减速机构重合度低噪音大，以及***动态建压时间滞后的问题，采用的单轴承支撑结构，在保证轴向承载能力的情况下，消除了前端轴承带来的过度定位原理问题和噪音问题，同时降低了成本。

附图说明

图1是现有行星齿轮方案对比图。

图2是现有压力源活塞与丝杆一体方案对比图。

图3是本发明的装配示意图。

图4是本发明的防转件及丝母剖视示意图。

图1至图4所示附图标记为：压力源缸体1、压力源活塞2、主皮碗3、副皮碗4、缸体外密封圈5、防转件6、传感器转子7、传感器感应和信号处理电路板8、绕组接线座9、动力源定子10、动力源转子11、动力源壳体12、丝杆13、丝母14、空心轴15、压圈16、轴承17、挡圈18、后端盖19、连接螺钉20、端盖密封圈21、限位部61、行星齿轮减速机构100。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

压力控制单元的主要结构为：电机通过驱动行星齿轮减速机构来带动滚珠丝母旋转推动丝杠平动，丝杠与活塞为一体式结构，最终带动活塞前进或后退以便控制压力单元增压和减压，存在下列三个缺点：一、行星齿轮减速机构与直驱式连接相比机械传动效率低了20%，想要在输出端获得相同轴向力需要增加驱动电机的扭矩；二、由于行星齿轮减速机构重合度低，存在工作时噪音较大的问题；三、行星齿轮减速机构重合度低还牺牲了传动机构响应***压力需求的实时性，存在***动态建压时间滞后的问题。

现有取消行星齿轮采用动力源直驱传动装置的技术方案，沿用了丝母驱动丝杆的方式驱动活塞做往复直线运动，该技术方案由于失去了行星齿轮减速机构对丝母的限位，所以需要在丝母的一端设置一个向心轴承，另一端设置一个向心轴承和一个平面轴承，两个向心轴承为丝母的两端提供径向支撑力，平面轴承主要为丝母提供轴向支撑力，但是三个轴承都对丝母的中心度有要求，且会造成过度支撑的问题，三个轴承的过度支撑又存在以下问题：一、需要在轴承安装时预留安装间隙，以适应丝母的加工误差，导致了轴承工作时有产生噪声的间隙；二、轴承本身就是噪声源同样存在噪声的问题；三、过定位存在加工及装配难度高的问题，为了解决上述问题申请人研发了一种压力控制装置、基于该装置的制动***及压力控制方法。

该压力控制装置包括：压力源缸体1、压力源活塞2、主皮碗3、副皮碗4、缸体外密封圈5、防转件6、传感器转子7、传感器感应和信号处理电路板8、绕组接线座9、动力源定子10、动力源转子11、动力源壳体12、丝杆13、丝母14、空心轴15、压圈16、轴承17、挡圈18、后端盖19、连接螺钉20、端盖密封圈21和限位部61。

其中，压力源用于控制制动***的压力，压力源包括压力源缸体1和压力源活塞2，在压力源缸体1内还收容有油液，活塞与传动装置连接。

动力源包括动力源壳体12、绕组接线座9、动力源定子10和动力源转子11，动力源壳体12与压力源缸体1固定连接，在图3所示的实施例中为了清楚的显示装配图的结构，压力源缸体1是局部示意图，绕组接线座9、动力源定子10和动力源转子11收容在动力源壳体12内，动力源定子10和绕组接线座9与动力源壳体12固定连接，动力源转子11与动力源定子10转动连接，动力源转子11绕动力源定子10的中心轴旋转，输出动力。

动力源与传动装置直驱连接，传动装置是单轴承17支撑结构，传动装置将动力源的旋转力转化为直线运动力，使压力源活塞2沿传动装置的轴线方向做往复直线运动。

工作原理：通过动力源直驱传动装置的方式，简化了传动链，将动力源的旋转力转化为直线运动力带动压力源活塞2沿传动装置的轴线方向做往复直线运动与现有技术的行星齿轮减速机构相比能够将机械传动效率提高20%，解决了行星齿轮减速机构重合度低噪音大，以及***动态建压时间滞后的问题，采用的单轴承17支撑结构，在保证轴向承载能力的情况下，消除了前端轴承17带来的过度定位原理问题和噪音问题，同时降低了成本。

在进一步的实施例中，传动装置包括丝杆13、丝母14、空心轴15和轴承17，其中传动装置包括：空心轴15，与动力源转子固定连接，由动力源驱动旋转。

轴承17，固定安装在动力源的动力源壳体12的内部一端，支承于空心轴的一端。

丝杆13，与空心轴连接，并沿压力源活塞运动方向延伸。

丝母14，与丝杆螺接配合，丝母与压力源活塞连接，丝母沿丝杆的轴线方向往复运动。

在进一步的实施例中，传动装置还包括压圈16、挡圈18、后端盖19、连接螺钉20和端盖密封圈21，连接螺钉20依次穿过挡圈18、轴承17和丝杆13，并与丝杆13螺接配合，连接螺钉20远离轴承17的一端收容在后端盖19内，后端盖19与动力源壳体12之间安装有端盖密封圈21。

轴承17的外环一端与动力源壳体12抵接配合，另一端与压圈16的一端抵接配合，轴承17的内环一端与挡圈18抵接配合，另一端与空心轴15抵接配合。

空心轴15的靠近轴承17的一端与轴承17插接配合，使空心轴15的外壁与轴承17的内壁相配合。

压圈16的另一端与动力源壳体12的挡板抵接配合。

通过空心轴15和压圈16能够对轴承17靠近压力源的一端进行限位，通过动力源壳体12和挡圈18能够对轴承17远离压力源的一端进行限位，极大的简化了动力源与传动装置的结构，安装步骤，以及装配精度，极大的降低了生产难度与生产成本。

在进一步的实施例中，仅通过丝杆13驱动丝母14存在丝母14自转无法做往复直线运动的问题，而且丝杆13远离轴承17的一端存在偏心转动，导致丝母14抖动，使丝母14和压力源使用寿命降低的问题。

为了解决上述问题，压力控制装置还包括防转件6，与压力源缸体1固定连接，并与丝杆13套接配合。

防转件6内开设有滑动腔，防转件6的滑动腔内设置有限位部61，丝母14与限位部61滑动配合，限位部61用于对丝母14进行周向限位。

通过防转件6使丝杆13驱动丝母14，配合动力源和一个轴承17对空心轴15的两端进行限位，能够解决现有技术中使用丝母14驱动丝杆13需要三个轴承17对丝母14和动力源过度支撑的问题，进而降低轴承17工作时的噪声，还解决了过定位导致的加工及装配难度高的问题，通过防转件6对丝母14和丝杆13进行限位，使丝母14一边做往复直线运动一边对丝杆13进行限位，避免了丝母14移动至丝杆13远离轴承17的一端时因丝母14偏心转动幅度逐渐增加导致丝母14抖动的问题，解决了丝母14和压力源使用寿命低的问题。

在进一步的实施例中，现有技术中的压力源是采用在活塞外壁安装密封件实现密封，压力源工作的过程中密封件与缸体的内壁往复摩擦，活塞体积受限于缸体内径，所以活塞与密封件的接触面积及限位作用有限，容易出现密封件磨损与脱落导致的使用寿命降低的问题。

为了解决上述问题，压力源包括压力源缸体1。

压力源活塞2，一端收容在压力源缸体1内，另一端穿过压力源缸体1向传动装置延伸。

密封件，至少一个密封件，固定安装在压力源缸体1内靠近传动装置的一端，压力源活塞2与密封件密封配合，在图3所示的实施例中，密封件包括固定安装在压力源缸体1内的主皮碗3和副皮碗4。

在压力源缸体1外还设置有缸体外密封圈5进一步的增加了密封性。

通过将密封件安装在缸体上，使用缸体密封结构，保证了机电液伺服***满足耐久性要求使其与整车寿命相匹配。

在进一步的实施例中，如图4所示实施例，限位部61是至少一个沿防转件6中心轴从防转件6靠近丝母14的一端向压力源活塞2方向延伸的凸块，凸块可以是如图4所示的弧形，也可以是矩形或棱形或尖角形等异形形状。

丝母14的外壁开设有与限位部61滑动配合的滑动槽。

在进一步的实施例中，限位部61是至少一个沿防转件6中心轴从防转件6靠近丝母14的一端向压力源活塞2方向延伸开设的凹槽。

丝母14的外壁设置有滑动块，滑动块与限位部61滑动配合，滑动块可以是弧形，也可以是矩形或棱形或尖角形等异形形状。

在进一步的实施例中，现有压力控制单元所采用的角度传感器是霍尔式电机角度传感器对环境要求苛刻，存在高温下信号误差大，抗干扰能力差的问题。

为了解决上述问题，压力控制装置还包括电磁感应式角度传感器，电磁感应式角度传感器包括传感器转子7，用于与动力源转子11固定连接，用于随动力源转子11转动。

传感器感应电路板，用于与动力源绕组接线座9固定连接，传感器感应电路板与传感器转子7套接配合，用于检测传感器转子7的旋转角度。

信号处理电路板，用于与动力源的绕组接线座9固定连接，信号处理电路板与传感器感应电路板和动力源绕组接线座9电连接，用于输出传感器转子7的旋转角度，以及向动力源绕组接线座9发送电信号，控制动力源转子11的转动角度。

在图3所示的实施例中，传感器感应电路板和信号处理电路板厚度过小，而且相距过近，所以以传感器感应和信号处理电路板8这一个附图标记表示传感器感应电路板和信号处理电路板两个电路板。

通过电磁感应式角度传感器实现对动力源转子11实时所在角度即位置的测量，以及控制动力源转子11转角来控制压力源的活塞在压力源的缸体中的位置来实现压力控制，电磁感应式角度传感器对环境要求低，高温和振动条件下信号温度，抗干扰能力强，解决了现有技术的霍尔式电机角度传感器对环境要求苛刻，存在高温下信号误差大，抗干扰能力差的问题。

基于压力控制装置的制动***包括：压力控制装置，用于向车轮制动器提供制动力。

控制器，与压力控制装置电连接，用于控制压力控制装置的压力输出量。

液压回路，一端与压力控制装置的压力源连通，另一端与车轮制动器连通，用于传输制动油液和制动力。

基于压力控制装置的压力控制方法包括：S1. 当制动***需要增压时，动力源带动丝杆13正向旋转，使丝母14和压力源活塞2沿丝杆13的中心轴向远离动力源的方向位移，将压力源缸体1内的油液送入制动***中，为制动***增压。

S2. 当制动***需要减压时，动力源带动丝杆13反向旋转，使丝母14和压力源活塞2沿丝杆13的中心轴向靠近动力源的方向位移，将制动***中的油液吸进压力源缸体1内，为制动***减压。

在进一步的实施例中，基于压力控制装置的压力控制方法还包括：S3. 当制动***需要增压或减压时，信号处理电路板向动力源绕组接线座9发送电信号，使动力源转子11的转动预定角度。

S4. 在动力源转子11转动时，传感器感应电路板检测动力源转子11的旋转角度。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.压力控制装置，包括：

动力源，输出动力；

传动装置，与所述动力源连接；

和压力源，包括活塞和缸体，所述活塞与所述传动装置连接；

其特征在于，所述动力源与传动装置直驱连接，所述传动装置是单轴承支撑结构，所述传动装置将动力源的旋转力转化为直线运动力，使压力源活塞沿传动装置的轴线方向做往复直线运动。

2.根据权利要求1所述压力控制装置，其特征在于，所述传动装置包括：

空心轴，由所述动力源驱动旋转；

轴承，支承于所述空心轴的一端；

丝杆，与空心轴连接，并沿压力源活塞运动方向延伸；

丝母，与丝杆螺接配合，所述丝母与压力源活塞连接，所述丝母沿丝杆的轴线方向往复运动。

3.根据权利要求2所述压力控制装置，其特征在于，还包括防转件，与压力源缸体固定连接，并与丝杆套接配合；

所述防转件内开设有滑动腔，所述防转件的滑动腔内设置有限位部，所述丝母与限位部滑动配合，所述限位部用于对丝母进行周向限位。

4.根据权利要求1所述压力控制装置，其特征在于，所述压力源还包括：

密封件，固定安装在压力源缸体内靠近传动装置的一端，所述压力源活塞与密封件密封配合。

5.根据权利要求3所述压力控制装置，其特征在于，所述限位部是至少一个沿防转件中心轴从防转件靠近丝母的一端向压力源活塞方向延伸的凸块；

所述丝母的外壁开设有与限位部滑动配合的滑动槽。

6.根据权利要求3所述压力控制装置，其特征在于，所述限位部是至少一个沿防转件中心轴从防转件靠近丝母的一端向压力源活塞方向延伸开设的凹槽；

所述丝母的外壁设置有滑动块，所述滑动块与限位部滑动配合。

7.根据权利要求1所述压力控制装置，其特征在于，还包括电磁感应式角度传感器，所述电磁感应式角度传感器包括传感器转子，用于与动力源转子固定连接，用于随动力源转子转动；

传感器感应电路板，用于与动力源绕组接线座固定连接，所述传感器感应电路板与传感器转子套接配合，用于检测传感器转子的旋转角度；

信号处理电路板，用于与动力源的绕组接线座固定连接，所述信号处理电路板与传感器感应电路板和动力源绕组接线座电连接，用于输出传感器转子的旋转角度，以及向动力源绕组接线座发送电信号，控制动力源转子的转动角度。

8.基于压力控制装置的制动***，其特征在于，包括：压力控制装置，用于向车轮制动器提供制动力；

控制器，与压力控制装置电连接，用于控制压力控制装置的压力输出量；

液压回路，一端与压力控制装置的压力源连通，另一端与车轮制动器连通，用于传输制动油液和制动力。

9.基于压力控制装置的压力控制方法，其特征在于，包括：S1. 当制动***需要增压时，动力源带动丝杆正向旋转，使丝母和压力源活塞沿丝杆的中心轴向远离动力源的方向位移，将压力源缸体内的油液送入制动***中，为制动***增压；

S2. 当制动***需要减压时，动力源带动丝杆反向旋转，使丝母和压力源活塞沿丝杆的中心轴向靠近动力源的方向位移，将制动***中的油液吸进压力源缸体内，为制动***减压。

10.根据权利要求9所述基于压力控制装置的压力控制方法，其特征在于，还包括：S3.当制动***需要增压或减压时，信号处理电路板向动力源绕组接线座发送电信号，使动力源转子的转动预定角度；

S4. 在动力源转子转动时，传感器感应电路板检测动力源转子的旋转角度。

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