液压制动增压装置、制动系统及车辆

1.本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种液压制动增压装置、制动系统及车辆。


背景技术：

2.随着车辆智能化和无人化进程的深入，人们对车辆制动系统的安全可靠性提出了更高的要求。目前，智能车上广泛应用的制动系统是电子液压制动系统。电子液压制动系统的核心和基础部件是主动增压装置，主动增压装置能够在驾驶员不介入的条件下主动调节制动主缸压力，以实现辅助刹车等智能驾驶功能。
3.相关技术中，电子液压制动系统一般包括行星齿轮、滚珠丝杠和螺母螺杆等多种机械传动部件，上述机械传动部件用于在制动时传递驱动电机的力矩以实现制动主缸的增压或降压。然而上述电子液压制动系统在使用一段时间后容易发生故障，安全可靠性不高。


技术实现要素：

4.本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
5.相关技术中的电子液压制动系统一般采用机械传动部件，而机械传动部件在工作时不可避免地存在摩擦、磨损、材料老化甚至机械卡死等问题。此外，电子液压制动系统并不具备过载保护功能，机械传动部件容易因过载损坏。这些问题的存在使得电子液压制动系统在使用一段时间后容易发生故障。
6.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
7.为此，本发明实施例提出一种液压制动增压装置，该液压制动增压装置采用磁力丝杠作为传动部件，不易发生故障。
8.本发明实施例还提出一种制动系统。
9.本发明实施例还提出一种车辆。
10.本发明实施例的液压制动增压装置包括壳体、驱动模块、增压模块和磁力丝杠，所述驱动模块设于所述壳体，并适于输出转矩；所述增压模块包括缸体、活塞和储液盒，所述活塞滑动配合于所述缸体内，所述储液盒与所述缸体内部连通，并向所述缸体内提供制动液；
11.所述磁力丝杠包括丝杠转子和丝杠动子，所述丝杠转子适于在所述驱动模块的驱动下转动，所述丝杠动子与所述活塞连接并与所述丝杠转子传动配合，且所述丝杠动子与所述壳体滑移配合，所述丝杠转子在转动时与所述丝杠动子之间产生磁力作用，以驱动所述丝杠动子相对于所述壳体滑移，所述丝杠动子适于在滑移时带动所述活塞在所述缸体内滑动以调节所述缸体内的所述制动液的压力。
12.本发明实施例的液压制动增压装置中，丝杠转子与驱动模块连接，驱动模块用于输出转矩以带动丝杠转子转动，丝杠转子与丝杠动子传动配合，且丝杠转子和丝杠动子之间通过磁力作用传动。丝杠动子与壳体滑移配合，使得丝杠转子在转动时将通过磁力作用
带动丝杠转子相对于壳体滑移。丝杠动子与增压模块的活塞连接，丝杠动子相对于壳体滑移时能够带动活塞在缸体内滑动，具体地，丝杠动子带动活塞滑动使缸体内部空间减小时，缸体内的制动液压力升高；丝杠动子带动活塞滑动使缸体内部空间增大时，缸体内的制动液压力降低。
13.由于丝杠动子与丝杠转子之间通过磁力作用传动，并不直接接触，不存在磨损和机械卡死的问题，不容易发生故障。此外，当液压制动增压装置中的部分模块例如驱动模块偶然发生故障导致磁力丝杠过载时，由于丝杠动子与丝杠转子并不直接接触，磁力丝杠不会发生严重损坏，能够起到过载保护的作用。
14.在一些实施例中，所述驱动模块包括定子、第一转子和第二转子，所述定子固定于所述壳体，所述第一转子转动装配于所述壳体并处于所述定子的内侧，所述第二转子设于所述第一转子和所述定子之间，所述驱动模块运行时，所述第一转子的转速高于所述第二转子的转速，所述第二转子上的转矩大于所述第一转子，所述丝杠转子与所述第二转子连接。
15.在一些实施例中，所述定子包括第一永磁阵列，所述第一永磁阵列设于所述定子的内侧，所述第一转子包括第二永磁阵列，所述第一永磁阵列设于所述第一转子的外侧，所述第二转子包括调磁环，所述调磁环位于所述第一永磁阵列和所述第二永磁阵列之间。
16.在一些实施例中，所述液压制动增压装置包括自锁模块，所述自锁模块与所述第一转子连接，且所述自锁模块适于通过锁止所述第一转子，以间接锁止所述第二转子。
17.在一些实施例中，所述丝杠动子包括腔室，至少部分所述丝杠转子配合于所述腔室，且所述丝杠转子能够在所述腔室内转动。
18.在一些实施例中，所述丝杠转子的外周面设有第一螺纹，所述丝杠动子腔室的内壁设有第二螺纹和螺旋形永磁体，所述螺旋形永磁体处于所述第二螺纹的间隔内，且所述螺旋形永磁体为径向充磁，同一侧呈“n极-螺纹-s极-螺纹”的形式交替布置。
19.在一些实施例中，所述丝杠转子的外周面设有第一螺旋形永磁体，所述丝杠动子腔室的内壁设有第二螺旋形永磁体，且所述第二螺旋形永磁体环绕在所述第一螺旋形永磁体的外周；所述第一螺旋形永磁体和所述第二螺旋形永磁体都采用径向充磁且同一侧面呈n级-s级交替排列。
20.在一些实施例中，所述活塞包括第一活塞和第二活塞，所述第一活塞与所述丝杠动子相连，且所述第一活塞位于所述丝杠动子和所述第二活塞之间，所述第一活塞和所述第二活塞之间形成第一腔，所述第二活塞和所述缸体之间形成第二腔，所述第一活塞与所述第二活塞联动以在所述丝杠动子滑移时调节所述第一腔和所述第二腔内的所述制动液的压力。
21.在一些实施例中，所述缸体包括第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口，所述第一进液口和所述第一出液口与所述第一腔连通，所述第二进液口和所述第二出液口与所述第二腔连通，所述储液盒分别通过所述第一进液口、所述第二进液口向所述第一腔、所述第二腔提供所述制动液。
22.本发明实施例的制动系统包括上述任一实施例的液压制动增压装置。
23.本发明实施例的车辆包括上述任一实施例的制动系统。
附图说明
24.图1是本发明实施例的液压制动增压装置的结构示意图。
25.图2是本发明实施例的驱动模块的剖视图。
26.图3是本发明实施例的磁力丝杠的机构示意图。
27.图4是本发明另一实施例的磁力丝杠的结构示意图。
28.附图标记：
29.1、壳体；
30.200、驱动模块；21、定子；211、定子铁芯；212、电枢绕组；213、第一永磁阵列；22、第一转子；221、第一转子铁芯；222、第二永磁阵列；23、第二转子；231、第二转子铁芯；232、调磁环；24、第一轴承；25、第二轴承；26、第三轴承；
31.300、增压模块；31、缸体；311、第一进液口；312、第二进液口；313、第一出液口；314、第二出液口；32、第一活塞；33、第二活塞；34、第一腔；35、第二腔；36、储液盒；
32.4、磁力丝杠；41、丝杠转子；411、丝杠转子铁芯；412、第一螺纹；413、第一螺旋形永磁体；42、丝杠动子；421、第二螺纹；422、螺旋形永磁体；423、第二螺旋形永磁体；43、直线轴承；44、联轴器；
33.5、自锁模块。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.如图1所示，本发明实施例的液压制动增压装置包括壳体1、驱动模块200、增压模块300和磁力丝杠4。
36.驱动模块200设于壳体1，并适于输出转矩。驱动模块200可以包括电机，电机的驱动轴用于输出转矩。
37.增压模块300包括缸体31、活塞和储液盒36，活塞滑动配合于缸体31内，储液盒36与缸体31内部连通，并向缸体31内提供制动液。
38.如图1所示，缸体31可以为一端封闭的柱状，活塞与缸体31之间形成活塞腔，储液盒36可以与活塞腔连通并向活塞腔内提供制动液。当活塞朝向缸体31封闭的一端移动时，活塞腔的空间减小，活塞腔内的制动液压力升高，制动液可以由活塞腔内流向制动器执行制动；当活塞远离缸体31封闭的一端运动时，活塞腔的空间增大，活塞腔内的制动液的压力降低，制动液可以回流到活塞腔内，制动器的制动减弱或制动停止。
39.磁力丝杠4包括丝杠转子41和丝杠动子42，丝杠转子41适于在驱动模块200的驱动下转动，丝杠动子42与活塞连接并与丝杠转子41传动配合，杠动子与壳体1滑移配合。
40.如图1所示，丝杠转子41可以为柱状，丝杠动子42可以为一端开口、另一端封闭的筒状，丝杠转子41装配在丝杠动子42的筒状腔室内，丝杠转子41与丝杠动子42不相接触。丝杠动子42可以通过直线轴承43与壳体1滑动装配。
41.丝杠转子41在转动时与丝杠动子42之间产生磁力作用，以驱动丝杠动子42相对于壳体1滑移，丝杠动子42适于在滑移时带动活塞在缸体31内滑动以调节缸体31内的制动液的压力。
42.如图1所示，丝杠转子41的外周可以设有磁体，丝杠动子42的内壁可以相应地设有磁体或线圈，以在二者之间产生磁力作用。当丝杠转子41转动时带动丝杠动子42滑动，达到调节缸体31内制动液压力的效果。
43.本发明实施例的液压制动增压装置中，丝杠转子与驱动模块连接，驱动模块用于输出转矩以带动丝杠转子转动，丝杠转子与丝杠动子传动配合，且丝杠转子和丝杠动子之间通过磁力作用传动。丝杠动子与壳体滑移配合，使得丝杠转子在转动时将通过磁力作用带动丝杠转子相对于壳体滑移。丝杠动子与增压模块的活塞连接，丝杠动子相对于壳体滑移时能够带动活塞在缸体内滑动。
44.由于丝杠动子与丝杠转子之间通过磁力作用传动，并不直接接触，不存在磨损和机械卡死的问题，不容易发生故障。此外，当液压制动增压装置中的部分模块例如驱动模块偶然发生故障导致磁力丝杠过载时，由于丝杠动子与丝杠转子并不直接接触，磁力丝杠不会发生严重损坏，能够起到过载保护的作用。
45.在一些实施例中，驱动模块200包括定子21、第一转子22和第二转子23，定子21固定于壳体1，第一转子22转动装配于壳体1并处于定子21的内侧，第二转子23设于第一转子22和定子21之间，驱动模块200运行时，第一转子22的转速高于第二转子23的转速，第二转子23上的转矩大于第一转子22，丝杠转子41与第二转子23连接。
46.如图1和图2所示，定子21固定于壳体1的内壁，定子21可以包括定子铁芯211和电枢绕组212，第一转子22可以设置在定子21的内侧并通过第一轴承24与壳体1转动装配，第二转子23可以设置在第一转子22和定子21之间并通过第二轴承25与壳体1转动装配，第一转子22和第二转子23之间可以通过第三轴承26装配。丝杠转子41和第二转子23之间可以通过联轴器44连接，并随第二转子23同步转动。第二转子23上的转矩相较于第一转子22上的转矩较大，对丝杠转子41的驱动效果较好，进而能够使得增压模块300具有较好的增压效果。
47.在一些实施例中，定子21包括第一永磁阵列213，第一永磁阵列213设于定子21的内侧，第一转子22包括第二永磁阵列222，第一永磁阵列213设于第一转子22的外侧，第二转子23包括调磁环232，调磁环232位于第一永磁阵列213和第二永磁阵列222之间。
48.如图1和图2所示，第一永磁阵列213位于定子21的内侧，第一转子22可以包括第一转子铁芯221和第二永磁阵列222，且第二永磁阵列222位于第一转子22的外侧，第二转子23可以包括第二转子铁芯231和调磁环232，调磁环232处于第一永磁阵列213和第二永磁阵列222。驱动模块200运行时，定子21和第一转子22构成常规电机，第一转子22上产生转矩；部分定子21、第一转子22和第二转子23构成磁齿轮减速器，对第一转子22上的转矩进行固定比例放大，并通过第二转子23输出放大后的的转矩，用于驱动丝杠转子41能够使得增压模块300具有较好的增压效果。
49.第一永磁阵列213和第二永磁阵列222可以均采用径向充磁的方式，在同一侧圆周面上为n级-s级交替方式布置。第一永磁阵列213、调磁环232和第二永磁阵列222的极对数满足以下条件：第一永磁阵列213的极对数加上第二永磁阵列222的极对数等于调磁环232的极对数。
50.在一些实施例中，液压制动增压装置包括自锁模块5，自锁模块5与第一转子22连接，且自锁模块5适于通过锁止第一转子22，以间接锁止第二转子23。
51.如图1所示，自锁模块5与第一转子22连接，并用于锁止第一转子22。具体地，自锁模块5可以包括失电制动器，当失电制动器通电时第一转子22可以自由转动，当失电制动器断电时，第一转子22被锁止。由于第一转子22上转矩较小，便于锁止，且可以通过锁止第一转子22间接锁止第二转子23。第二转子23锁止后，丝杠动子42位置固定，活塞在缸体31内的位置固定，缸体31内制动液的压力保持恒定，达到液压制动增压装置自锁的效果。自锁模块5可以适用于长时间制动的场景，例如驻车。
52.在一些实施例中，丝杠动子42包括腔室，至少部分丝杠转子41配合于腔室，且丝杠转子41能够在腔室内转动。
53.如图1所示，丝杠动子42可以为柱状，丝杠动子42的外周可以通过直线轴承43与壳体1装配，丝杠动子42可以包括一端开口的腔室，丝杠转子41转动配合在丝杠动子42的腔室内。
54.在其它实施例中，丝杠转子41包括腔室，丝杠动子42装配在丝杠转子41的腔室内。
55.在一些实施例中，丝杠转子41的外周面设有第一螺纹412，丝杠动子42腔室的内壁设有第二螺纹421和螺旋形永磁体422，螺旋形永磁体422处于第二螺纹421的间隔内，且螺旋形永磁体422为径向充磁，同一侧呈“n极-螺纹-s极-螺纹”的形式交替布置。
56.如图3所示，丝杠转子41可以采用磁阻结构，包括丝杠转子铁芯411和第一螺纹412，第一螺纹412设置在丝杠转子铁芯411的外周。丝杠动子42可以采用永磁结构，具体地，丝杠动子42的腔室内壁设有第二螺纹421和螺旋形永磁体422，螺旋形永磁体422处于第二螺纹421的间隔内，螺旋形永磁体422可以采用径向充磁的方式，同一侧呈n级-第二螺纹421-s级-第二螺纹421的方式交替布置。
57.在一些实施例中，丝杠转子41的外周面设有第一螺旋形永磁体413，丝杠动子42腔室的内壁设有第二螺旋形永磁体423，且第二螺旋形永磁体423环绕在第一螺旋形永磁体413的外周；第一螺旋形永磁体413和第二螺旋形永磁体423都采用径向充磁且同一侧面呈n级-s级交替排列。
58.如图4所示，丝杠转子41可以采用永磁结构，丝杠转子41可以包括丝杠转子铁芯411和第一螺旋形永磁体413，第一螺旋形永磁体413设置在丝杠转子铁芯411的外周面。丝杠动子42腔室的内壁设有第二螺旋形永磁体423，且第二螺旋形永磁体423环绕在第一螺旋形永磁体413的外周。第一螺旋形永磁体413和第二螺旋形永磁体423可以均采用径向充磁，同一侧呈n级-s级交替排列。
59.在其它实施例中，第一螺旋形永磁体413和第二螺旋形永磁体423的充磁方式还可以为halbach永磁阵列结构。
60.在一些实施例中，活塞包括第一活塞32和第二活塞33，第一活塞32与丝杠动子42相连，且第一活塞32位于丝杠动子42和第二活塞33之间，第一活塞32和第二活塞33之间形成第一腔34，第二活塞33和缸体31之间形成第二腔35，第一活塞32与第二活塞33联动以在丝杠动子42滑移时调节第一腔34和第二腔35内的制动液的压力。
61.如图1所示，第一活塞32和第二活塞33均设于缸体31内，且第一活塞32和第二活塞33可以联动，第一活塞32与丝杆动子连接。当丝杆动子朝向缸体31封闭的一端滑移时，第一活塞32和第二活塞33分别挤压第一腔34和第二腔35内的制动液，以提高缸体31内制动液的压力；当丝杠动子42远离缸体31封闭的一端滑移时，缸体31内制动液的压力降低。上述设置
中，第一腔34和第二腔35是相对独立的，可以分别用于控制两套制动器，当其中一个腔室发生故障时，另一个腔室控制的制动器仍然有效，安全性较好。
62.在一些实施例中，缸体31包括第一进液口311、第二进液口312、第一出液口313和第二出液口314，第一进液口311和第一出液口313与第一腔34连通，第二进液口312和第二出液口314与第二腔35连通，储液盒36分别通过第一进液口311、第二进液口312向第一腔34、第二腔35提供制动液。
63.如图1所示，缸体31上设有第一进液口311、第二进液口312、第一出液口313和第二出液口314，储液盒36分别通过第一进液口311、第二进液口312向第一腔34、第二腔35提供制动液。第一出液口313和第二出液口314可以与制动器连接。
64.下面描述本发明实施例的制动系统。
65.本发明实施例的制动系统包括液压制动增压装置，且该液压制动增压装置与上述任一实施例中所述的液压制动增压装置结构相同。
66.下面描述本发明实施例的车辆。
67.本发明实施例的车辆包括制动系统，且该制动系统与上述实施例中所述的制动系统相同。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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的限制。
69.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。
70.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
73.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。