CN207902413U - 一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车制动领域，具体公开了一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器，该踏感模拟器包括壳体，设于壳体内能够往复运动的活塞，固定安装于壳体内壁的霍尔芯片，及固定安装于活塞内长条状的磁石；活塞往复运动的方向和磁石的长度方向一致，磁石的长度与活塞往复运动的行程范围所匹配，霍尔芯片与磁石之间具有固定的垂直距离，霍尔芯片电连接于制动系统的控制器。本实用新型将踏板行程传感器集成于踏感模拟器内部，具体将磁石安装于活塞内，不会改变活塞与磁石构成的整体结构的外部形状，能够通过霍尔芯片准确的检测出制动踏板的行程，捕捉驾驶员制动意图的同时，能够避免磁石的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。

Description

一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器

技术领域

本实用新型涉及汽车制动领域，尤其涉及一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，制动系统正朝着电控制动的方向发展。相比于传统制动系统，电控制动系统具有响应速度快，控制精度高，踏感特性一致等优点。相比于传统的真空助力制动系统，电控制动系统必须装配制动踏板行程传感器，用于捕捉驾驶员的驾驶意图，从而能够实现对其他系统更好的控制。

在汽车制动领域通常把助力器分为制动踏板总成以及踏感模拟器，其中制动踏板行程传感器是踏感模拟器的重要组成部分之一。电控助力制动系统采用的电动助力器分为解耦式电动助力器和非解耦式电动助力器，为了增大制动能量回收率，解耦式电动助力器的需求越来越大。解耦式电动助力器会在制动踏板顶杆与制动主缸顶杆之间形成一段间隙，制动液压力无法直接为驾驶员提供脚感，通常会在电控助力制动系统的制动踏板上安装一个能够提供液压反馈力的踏板行程传感器，通过踏板行程传感器提供的液压反馈力为驾驶员提供脚感。虽然将踏板行程传感器安装在制动踏板上的方案能够满足电动助力器的需求，但是踏板行程传感器与电动助力器进行信息交互时，需要经过CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线进行信息交互，电动助力器与踏板行程传感器之间的集成度不够高。

目前最常用的踏板行程传感器是霍尔式传感器，即接插件端安装霍尔芯片，运动件上布置磁石，通过霍尔芯片感应磁石的磁感线变化，从而得到踏板行程距离。解耦式电动助力器的顶杆一般直接作用于电动助力器的活塞，为了在不影响保证霍尔芯片感应磁石的磁感线变化的前提下，同时解决上述技术问题，通常将磁石直接布置在活塞的一端，但由于活塞上的安装空间有限，若是将磁石直接布置在活塞的一端会导致活塞和磁石构成的整体结构沿轴向的长度过长，而且会影响整个制动系统的重量及体积。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种踏感模拟器及带有该踏感模拟器的电动助力器，能够提高制动踏板行程检测的准确性，同时避免磁石的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种踏感模拟器，包括壳体，设于所述壳体内能够往复运动的活塞，固定安装于所述壳体内壁的霍尔芯片，及固定安装于所述活塞内长条状的磁石；所述活塞往复运动的方向和所述磁石的长度方向一致，所述磁石的长度与所述活塞往复运动的行程范围所匹配，所述霍尔芯片与所述磁石之间具有固定的垂直距离，所述霍尔芯片电连接于制动系统的控制器。

可选地，所述壳体内设有与所述活塞所在活塞孔垂直安装的第一安装孔，所述霍尔芯片安装于所述第一安装孔内并通过接头连接于制动系统的控制器。

可选地，所述磁石随所述活塞往复运动的两个极限位置关于所述霍尔芯片对称。

可选地，所述活塞上设有沿轴向设置的磁石安装孔，所述磁石置于所述磁石安装孔内。

可选地，所述磁石安装孔内放置有护套，所述磁石安装于所述护套内。

可选地，所述护套由塑料材料制成。

可选地，所述磁石由钐钴永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料制成。

可选地，所述活塞由铝合金材料制成。

可选地，所述磁石往复运动的两个极限位置之间的距离为40mm，所述磁石的长度为30mm。

为了实现上述目的，本实施例还提供了一种电动助力器，包括上述的踏感模拟器。

本实用新型的有益效果：本实用新型将踏板行程传感器集成于踏感模拟器的内部，具体将磁石直接安装于活塞内，不会改变活塞与磁石构成的整体结构沿的外部形状，能够通过霍尔芯片准确的检测出制动踏板的行程，在捕捉驾驶员制动意图的同时，能够避免磁石的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。

附图说明

图1是本实用新型所述踏感模拟器的剖视图；

图2是本实用新型安装有磁石的活塞的爆炸图；

图3是图1中I处的局部放大示意图。

图中：

1、壳体；11、第一安装孔；12、通孔；121、第一阶梯孔；1211、第一密封槽；1212、第二密封槽；122、第二阶梯孔；2、活塞；21、磁石安装孔；22、第二安装孔；23、制动液孔；3、霍尔芯片；4、磁石；5、护套；6、顶杆；61、球头；7、球窝；71、插槽；8、接头；91、弹簧组件；92、驱动轴；920、限位板；921、限位孔；9211、第一限位孔；9212、第二限位孔；93、滑动轴；94、主皮碗；95、副皮碗。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例提供了一种踏感模拟器，包括壳体1，设于壳体1内能够往复运动的活塞2，固定安装于壳体1内壁的霍尔芯片3，及固定安装于活塞2内长条状的磁石4；活塞2往复运动的方向和磁石4的长度方向一致，磁石4的长度与活塞2往复运动的行程范围所匹配，霍尔芯片3与磁石4之间具有固定的垂直距离，霍尔芯片3电连接于制动系统的控制器。其中垂直距离为能够通过踏感模拟器实现制动踏板的行程测试的距离。

本实施例将磁石4设置为长条状，磁石4的长度方向与活塞2往复运动的方向一致，且磁石4的长度与活塞2的往复运动的行程范围所匹配，在活塞2往复运动的行程范围内，霍尔芯片3始终能够做切割磁感线运动并产生霍尔信号，以便于实现活塞2行程的测量，进而实现对制动踏板的行程测试。

霍尔芯片3与磁石4之间的垂直距离固定，以实现在活塞2做往复运动时，霍尔芯片3和磁石4的垂直距离等于固定值，保证了霍尔芯片3感应到的磁石4的磁感线变化仅是由磁石4沿活塞2行程方向运动所引起，即霍尔芯片3感应到的磁石4的磁感线变化反映了制动踏板的行程，提高了测试的准确性。

本实施例将踏板行程传感器集成于踏感模拟器的内部，具体将磁石4直接安装于活塞2内，不会改变活塞2与磁石4所构成整体结构的外部形状，能够通过霍尔芯片3准确的检测出制动踏板的行程，在捕捉驾驶员制动意图的同时，能够避免磁石4的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。

本实施例中，壳体1设有沿其长度方向设置的通孔12，通孔12为活塞2往复运动的活塞孔，活塞2置于通孔12内且能够沿通孔12的轴向往复运动。具体的，壳体1的一端设有顶杆6，顶杆6的一端设有球头61，活塞2的一端设有球窝7，球窝7上设有用于插设球头61的插槽71，顶杆6设有球头61的一端伸入壳体1内并使球头61置于插槽71内。

通孔12为阶梯孔，包括第一阶梯孔121和孔径小于第一阶梯孔121的第二阶梯孔122，活塞2和球窝7均置于第一阶梯孔121内，球窝7的最大外径大于第二阶梯孔122的孔径，防止球窝7脱离通孔12。

顶杆6设有球头61的一端为锥形杆，且沿设有球头61的一端向远离球头61的一端延伸的方向锥形杆的外径逐渐增大。将顶杆6设有球头61的一端穿过第二阶梯孔122并使球头61插设于插槽71内后，通过收口工艺将顶杆6与壳体1锁紧，使得球头61不会通过第二阶梯孔122脱离壳体1，继而将球头61卡设于插槽71内。

壳体1内设有与第一阶梯孔121连通且垂直的第一安装孔11，霍尔芯片3安装于第一安装孔11内并通过接头8连接于制动系统的控制器。具体的，接头8的一端置于第一安装孔11内并连接于霍尔芯片3，接头8的另一端通过信号线连接于制动系统的控制器，实现信号的传递。

磁石4随活塞2往复运动的两个极限位置关于霍尔芯片3对称。优选的，磁石4往复运动的两个极限位置之间的距离为40mm，磁石4的长度为30mm。在实际应用中，磁石4往复运动的两个极限位置之间的距离，以及磁石4的长度还可以设置为其他数值，具体根据实际需求设定。

磁石4在通孔12内往复运动的过程中，霍尔芯片3切割磁石4的磁感线，通过上述设置，能够保证整个制动踏板行程检测过程中，检测信号的稳定性和准确性。

如图2所示，活塞2上设有沿轴向设置的磁石安装孔21，磁石安装孔21靠近霍尔芯片3设置，磁石安装孔21内放置有护套5，磁石4安装于护套5内。通过将磁石4安装于磁石安装孔21内，不会增加磁石4与活塞2构成的整体结构沿壳体1长度方向的长度，并通过霍尔芯片3准确的检测出制动踏板的行程，在捕捉驾驶员制动意图的同时，能够避免磁石4的安装对电动助力器的体积以及性能产生影响。优选的，磁石安装孔21设于活塞2靠近顶杆6的一侧。

通过设置护套5，能够防止磁石4与活塞2接触，避免了磁石4被损坏。进一步的，护套5由塑料材料制成。塑料材料制成的护套5重量轻，而且塑料材料制成的护套5不导磁，能够保证磁石4提供的磁场的稳定性。

本实施例中，磁石4可由钐钴永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料制成，活塞2可由铝合金材料制成。由于铝合金材料为不导磁材料，因此活塞2对磁感线的影响可以忽略不计，通过上述设置能够保证磁石4提供的磁场的稳定性。而且磁石4的充磁强度根据所选霍尔芯片3的要求以及磁石4与霍尔芯片3之间的距离确定，磁石4与霍尔芯片3之间的距离根据磁石安装孔21的深度以及霍尔芯片3的安装位置确定，能够根据需求调整磁石4与霍尔芯片3之间的距离，整体要求为霍尔芯片3所感应到的磁石4磁感线变化能够反映制动踏板的行程。

如图3所示，本实施例中，活塞2远离顶杆6的一端设有第二安装孔22，第二安装孔22内设有一端置于其内的弹簧组件91，弹簧组件91的另一端伸出第二安装孔22，并抵压于驱动轴92阶梯面上，驱动轴92连接有驱动气缸(图中未示出)。驱动轴92为阶梯轴，阶梯轴的大径端连接于驱动气缸的伸出端，阶梯轴的小径端伸入第二安装孔22内。

驱动轴92内设有限位孔921，限位孔921为阶梯孔，包括第一限位孔9211和第二限位孔9212，第二限位孔9212的内径小于第一限位孔9211的内径，且第一限位孔9211和第二限位孔9212沿靠近活塞2的方向依次设置。

限位孔921内设有沿其轴向设置的滑动轴93，第二安装孔22为盲孔，滑动轴93的一端伸入第二安装孔22内并连接于第二安装孔22的底壁，滑动轴93的另一端穿入限位孔921内，滑动轴93伸入限位孔921内的一端的最大外径小于第一限位孔9211的内径，大于第二限位孔9212的内径，使得滑动轴93不能脱出限位孔921，而且能够随着活塞2沿轴向往复运动。滑动轴93连接于第二安装孔22的底壁的一端设有限位板920，限位板920连接于第二安装孔22的底壁。弹簧组件91套设于驱动轴92的小径端上，限位板920的最大外径大于驱动轴92小径端的外径，且大于弹簧组件91的最大外径，进而实现将弹簧组件91夹设于限位板920与由驱动轴92的大径端和驱动轴92的小径端共同形成的阶梯面之间。

通过顶杆6驱动活塞2向驱动气缸所在侧运动，使得弹簧组件91压缩；通过弹簧组件91以及驱动气缸驱动活塞2向顶杆6所在侧运动。

第一阶梯孔121内壁沿其周向设有第一密封槽1211和第二密封槽1212，第一密封槽1211和第二密封槽1212之间设有距离。第一密封槽1211和第二密封槽1212均设于第一阶梯孔121远离顶杆6的一侧。第一密封槽1211和第二密封槽1212内分别安装有主皮碗94和副皮碗95，主皮碗94用于密封踏感模拟器中的制动液，保证踏感模拟器能够正常建压；副皮碗95用于保证踏感模拟器内部的制动液不会发现泄漏。

活塞2上设有与第二安装孔22连通的制动液孔23，随着活塞2的往复运动，在制动液孔23位于主皮碗94和副皮碗95之间时，制动液通过制动液孔23进入第二安装孔22内及与其连通的区域内，踏感模拟器进行建压。在制动液孔23位于主皮碗94远离副皮碗95的一侧时，踏感模拟器泄压，踏感模拟器的建压原理和泄压原理均现有技术，在此不再赘叙。本实施例中，第二安装孔22及与其连通的区域为密封区域，至于如何密封为现有技术，在图1中并未示出。

本实施例还提供了一种电动助力器，包括上述的踏感模拟器。本实施例将踏板行程传感器集成于电动助力器内部，适用于解耦式电动助力器，将制动踏板行程传感器的磁石4布置在铝合金材料制成的活塞2内部，保证能够准确检测制动踏板行程，捕捉驾驶员制动意图的同时，保证磁石4的布置位置和长度不会对电动助力器的体积及性能产生影响。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种踏感模拟器，其特征在于，包括壳体(1)，设于所述壳体(1)内能够往复运动的活塞(2)，固定安装于所述壳体(1)内壁的霍尔芯片(3)，及固定安装于所述活塞(2)内长条状的磁石(4)；所述活塞(2)往复运动的方向和所述磁石(4)的长度方向一致，所述磁石(4)的长度与所述活塞(2)往复运动的行程范围所匹配，所述霍尔芯片(3)与所述磁石(4)之间具有固定的垂直距离，所述霍尔芯片(3)电连接于制动系统的控制器。

2.根据权利要求1所述的踏感模拟器，其特征在于，所述壳体(1)内设有与所述活塞(2)所在活塞孔垂直安装的第一安装孔(11)，所述霍尔芯片(3)安装于所述第一安装孔(11)内并通过接头(8)连接于制动系统的控制器。

3.根据权利要求2所述的踏感模拟器，其特征在于，所述磁石(4)随所述活塞(2)往复运动的两个极限位置关于所述霍尔芯片(3)对称。

4.根据权利要求2所述的踏感模拟器，其特征在于，所述活塞(2)上设有沿轴向设置的磁石安装孔(21)，所述磁石(4)置于所述磁石安装孔(21)内。

5.根据权利要求4所述的踏感模拟器，其特征在于，所述磁石安装孔(21)内放置有护套(5)，所述磁石(4)安装于所述护套(5)内。

6.根据权利要求5所述的踏感模拟器，其特征在于，所述护套(5)由塑料材料制成。

7.根据权利要求5所述的踏感模拟器，其特征在于，所述磁石(4)由钐钴永磁材料或粘结钕铁硼永磁材料制成。

8.根据权利要求1所述的踏感模拟器，其特征在于，所述活塞(2)由铝合金材料制成。

9.根据权利要求1至8任一项所述的踏感模拟器，其特征在于，所述磁石(4)往复运动的两个极限位置之间的距离为40mm，所述磁石(4)的长度为30mm。

10.一种电动助力器，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的踏感模拟器。