CN107458358B - 一种内置式制动踏板行程传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置式制动踏板行程传感器装置，包括壳体、制动踏板、与制动踏板转动且滑动地连接的第一推杆，制动踏板能够相对壳体转动，第一推杆能够相对壳体滑动，传感器装置还包括滑动地设置在壳体内的齿条、与齿条相啮合的齿轮、用于检测制动踏板的行程的行程传感器组件，齿条与第一推杆固定连接，齿轮转动设置在壳体上，行程传感器组件包括固定设置在壳体上的传感器，传感器为霍尔型传感器，传感器与车载控制器电连接，行程传感器组件还包括固定设置在齿轮上的感应磁钢。该传感器装置结构紧凑、可靠性高，采用霍尔原理进行检测，同时具有无接触、分辨率高、耐震动、耐磨损、功耗小、安装方便等优点。
Description
技术领域
本发明具体涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种内置式制动踏板行程传感器装置。
背景技术
早期的车辆的制动踏板传感器主要为开关型，仅能探测制动踏板处于分离或接合状态。随着汽车应用技术的发展，需要在制动踏板的制动过程中提供连续变化的全行程信号。目前市面上的制动踏板行程传感器，主要通过在制动踏板的铰链轴的同轴位置处安装行程传感器，以便在制动过程中通过制动踏板旋转带动行程传感器旋转从而使行程传感器输出信号，并以该输出信号的变化来检测制动踏板的行程。这种方式虽然原理简单，但其安装结构相对复杂、制动踏板总成布置不便。另一方面，此行程传感器内部大多为滑动电阻器原理，连续变化精度不高，长期使用易磨损，影响可靠性。
申请号为201310660015.6，名称为用于制动器踏板设备的行程传感器的专利文献中提供了一种用于制动器踏板设备的行程传感器，该装置通过增加额外的连接机构，提高了制动器踏板操纵时的旋转角信号的精度。该装置的另一个优点是不再受踏板臂形变的影响，有效提高了踏板行程传感器检测的可靠性。然而，该行程传感器存在结构复杂、安装布置不便等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的问题，提供一种结构简单，安装方便、可靠性高的内置式制动踏板行程传感器装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种内置式制动踏板行程传感器装置，包括壳体、制动踏板、与所述制动踏板能够转动且滑动地连接的第一推杆，所述制动踏板能够相对所述壳体转动地设置，所述第一推杆能够相对所述壳体滑动地设置，所述传感器装置还包括能够滑动地设置在所述壳体内的齿条、与所述齿条相啮合的齿轮、用于检测所述制动踏板的行程的行程传感器组件，所述齿条与所述第一推杆相固定连接，所述齿轮能够转动地设置在所述壳体上，所述行程传感器组件包括固定设置在所述壳体上用于检测所述制动踏板的行程的传感器，所述传感器为霍尔型传感器，所述传感器与车载控制器电连接，所述行程传感器组件还包括固定设置在所述齿轮上的感应磁钢。
优选地，所述齿轮具有齿轮轴，所述齿轮轴的中心设有凹槽，所述感应磁钢固定设置在所述凹槽中。
优选地，所述齿轮、所述传感器和所述感应磁钢的中心轴线沿同一直线方向延伸。
优选地，所述传感器为芯片式传感器，所述传感器设置在电路板中，所述电路板固定设置在所述壳体上。
优选地，所述传感器的的输出信号为模拟信号、脉宽信号和串行通信信号中的一种。
优选地，所述感应磁钢材料为钕铁硼、钐钴、铝镍钴、镍锌铁氧体、粘结钕铁硼中的一种。
优选地，所述制动踏板与所述第一推杆的一端部通过销轴连接，所述制动踏板上设有沿其长度方向延伸的第一滑槽，所述销轴能够沿所述第一滑槽的长度延伸方向滑动地设置在所述第一滑槽中。
优选地，所述传感器装置还包括能够滑动地设置在所述壳体中的第二推杆，所述第二推杆的滑动方向与所述第一推杆的滑动方向相同，所述第二推杆上设有沿所述第二推杆的滑动方向延伸的第二滑槽，所述齿条能够沿所述第二滑槽的长度延伸方向滑动地设置在所述第二滑槽中。
进一步地，所述第一推杆与所述第二推杆的中心轴线沿同一直线方向延伸。
进一步地，所述第一推杆与所述第二推杆之间设有0~10mm的间隙。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的内置式制动踏板行程传感器装置在驾驶员施加制动过程中，能将第一推杆的直线位移，通过齿轮齿条传动装置转换成旋转角位移，并通过基于霍尔原理的行程传感器组件将该角位移以电信号的形式输出。其不改变现有制动踏板的结构和安装方式，工艺继承性好，并且该装置内置于制动设备内，结构紧凑、可靠性高，采用霍尔原理进行检测，同时具有无接触、分辨率高、耐震动、耐磨损、功耗小、安装方便等优点。
附图说明
附图1为本发明的内置式制动踏板行程传感器装置的结构示意图；
附图2为附图1中沿A-A线的剖视图。
其中：1、壳体；2、制动踏板；21、第一滑槽；3、第一推杆；4、齿条；5、齿轮；6、行程传感器组件；61、罩壳；62、电路板；63、感应磁钢；64、线束；7、销轴；8、第二推杆；81、第二滑槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1和图2所示的内置式制动踏板行程传感器装置，包括壳体1、制动踏板2、第一推杆3、齿条4、齿轮5和用于检测制动踏板2的行程的行程传感器组件6。
制动踏板2为常规车辆的制动踏板，制动踏板2的一端部铰接在位于车体前部的踏板支架上，第一推杆3的一端部能够转动且能够滑动地连接在制动踏板2上，第一推杆3能够相对壳体1滑动地设置。
具体的，制动踏板2与第一推杆3的一端部通过销轴7相转动连接，在制动踏板2上设有沿其长度方向延伸的第一滑槽21，销轴7位于第一滑槽21中，能够在第一滑槽21中转动，并能够沿第一滑槽21的长度延伸方向滑动地设置。当驾驶员踩下制动踏板2时，制动踏板2因驾驶员的操作受力，绕其与踏板支架的铰接点转动，并将驾驶员作用在制动踏板2上的力传递至第一推杆3，便会推动第一推杆3相对壳体1做直线运动。
齿条4与第一推杆3的另一端部相固定连接，齿轮5能够转动地设置在壳体1上，齿条4与齿轮5相啮合，当第一推杆3相对壳体1做直线运动时，带动齿条4也相对壳体1做直线运动，通过齿条4与齿轮5的啮合，驱使齿轮5相对壳体1转动。
行程传感器组件6包括固定设置在壳体1上的罩壳61、设置在罩壳61中用于检测制动踏板2的行程的传感器，传感器与车载控制器通过线束64连接，线束64采用汽车级防水线束，将传感器检测到的制动踏板2在制动过程中的信号传输到车载控制器中，传感器的输出信号可通过编程设置为模拟信号输出、脉宽信号输出或串行通信信号输出。
罩壳61的材质为尼龙。
传感器为霍尔型传感器，行程传感器组件6还包括固定设置在齿轮5上的感应磁钢63，具体的，齿轮5具有齿轮轴，在齿轮轴的中心设有凹槽，感应磁钢63固定设置在该凹槽中。该行程传感器组件6采用霍尔原理进行检测，具有无接触、分辨率高、耐震动、耐磨损、功耗小、可靠性高的优点。
为了提高测试精度，传感器的中心轴线、感应磁钢63的中心轴线以及齿轮5的中心轴线沿同一直线方向延伸最佳。即使在安装时存在偏差，也需保证传感器的中心轴线、感应磁钢63的中心轴线以及齿轮5的中心轴线之间的偏心距不超过0.5mm。
本实施例中，传感器采用芯片式传感器，其集成设置在电路板62上，电路板62固定设置在壳体1上，在壳体1上安装电路板62时，需要保证电路板62上的传感器的中心轴线与感应磁钢63的中心轴线位于同一直线上。
感应磁钢63的材质可以选择钕铁硼(NdFeB)、钐钴（SmCo）、铝镍钴（ALNiCo）、镍锌铁氧体（Ferrite）、粘结钕铁硼（Bonded NdFeB）等永磁材料中的一种。
该内置式制动踏板行程传感器装置还包括能够滑动地设置在壳体1中的第二推杆8，第二推杆8的滑动方向与第一推杆3的滑动方向相同，且第二推杆8的中心轴线与第一推杆3的中心轴线沿同一直线方向延伸，在第二推杆8上设有沿其滑动方向延伸的第二滑槽81，齿条4的大部分设置在第二滑槽81中并能够沿第二滑槽81的长度延伸方向滑动地设置。第二推杆8靠近第一推杆3的一端面与第一推杆3的另一端面之间留有0~10mm的间隙，本实施例中，该间隙值为5mm。当第一推杆3因制动踏板2的作用力做直线运动时，其运动一定行程后可推动第二推杆8在壳体1内滑动。
该内置式制动踏板行程传感器装置的工作原理如下：
当驾驶员踩下制动踏板2时，制动踏板2受力后绕铰接点转动并推动第一推杆3做直线运动，第一推杆3相对壳体1移动带动与其连接的齿条4在第二推杆8的第二滑槽81内滑动，此时制动踏板2的位移已通过第一推杆3转换为齿条4的滑动位移，齿条4滑动又进而带动齿轮5相对壳体1做旋转运动，同时因齿轮轴的凹槽内安装了感应磁钢63，感应磁钢63也跟随齿轮5做旋转运动，感应磁钢63的旋转角变化，可被设置在壳体1上的传感器检测，并以一定的电信号形式输出传递到车载控制器中。
本发明的内置式制动踏板行程传感器，能在驾驶员施加制动过程中，将第一推杆的直线位移通过齿轮齿条传动装置转换成旋转角位移，并通过基于霍尔原理的行程传感器将该角位移以电信号的形式输出，大大提高了制动踏板的行程检测的精度和可靠性。而且该装置不改变现有制动踏板总成的结构和安装方式，工艺继承性好；该装置内置于制动设备内，结构紧凑。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种内置式制动踏板行程传感器装置，包括壳体、制动踏板、与所述制动踏板能够转动且滑动地连接的第一推杆，所述制动踏板能够相对所述壳体转动地设置，所述第一推杆能够相对所述壳体滑动地设置，其特征在于：所述传感器装置还包括能够滑动地设置在所述壳体内的齿条、与所述齿条相啮合的齿轮、用于检测所述制动踏板的行程的行程传感器组件，所述齿条与所述第一推杆相固定连接，所述齿轮能够转动地设置在所述壳体上，所述行程传感器组件包括固定设置在所述壳体上用于检测所述制动踏板的行程的传感器，所述传感器为霍尔型传感器，所述传感器与车载控制器电连接，所述行程传感器组件还包括固定设置在所述齿轮上的感应磁钢，所述齿轮具有齿轮轴，所述齿轮轴的中心设有凹槽，所述感应磁钢固定设置在所述凹槽中，所述齿轮、所述传感器和所述感应磁钢的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述传感器装置还包括能够滑动地设置在所述壳体中的第二推杆，所述第二推杆的滑动方向与所述第一推杆的滑动方向相同，所述第二推杆上设有沿所述第二推杆的滑动方向延伸的第二滑槽，所述齿条能够沿所述第二滑槽的长度延伸方向滑动地设置在所述第二滑槽中。
2.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述传感器为芯片式传感器，所述传感器设置在电路板中，所述电路板固定设置在所述壳体上。
3.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述传感器的输出信号为模拟信号、脉宽信号和串行通信信号中的一种。
4.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述感应磁钢材料为钕铁硼、钐钴、铝镍钴、镍锌铁氧体、粘结钕铁硼中的一种。
5.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述制动踏板与所述第一推杆的一端部通过销轴连接，所述制动踏板上设有沿其长度方向延伸的第一滑槽，所述销轴能够沿所述第一滑槽的长度延伸方向滑动地设置在所述第一滑槽中。
6.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述第一推杆与所述第二推杆的中心轴线沿同一直线方向延伸。
7.根据权利要求1所述的内置式制动踏板行程传感器装置，其特征在于：所述第一推杆与所述第二推杆之间设有0~10mm的间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |