[实用新型]一种带转矩传感器的制动系统电伺服驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车底盘技术制动领域，具体涉及一种带转矩传感器的制动系统电伺服驱动装置。

背景技术

汽车的制动系统中对于驾驶员制动的需求，一般需要通过真空助力器进行放大，推动制动主缸活塞进而将制动力通过液压管路传递到各个车轮刹车片。其中真空助力器作为一个关键零部件结构复杂，占用空间大，真空源一般由发动机进气歧管产生。在环境和能源的双重压力下，电动汽车的发展成为必然，各个系统零部件的电动化和智能化是电动汽车能够发展的前提。因此电动车制动系统也需要进行电动化设计，目前的技术方案是由电机带动真空泵为真空助力器提供真空源。但是这种方案存在诸多的缺点，一方面，方案结构复杂包括真空泵、真空助力器及制动系统本体等诸多零部件，对于系统的布置和可靠性提供了挑战，成本也相对较高；另一方面，系统耗能较大，电能需要转化为压力才能实现对制动系统的助力，并且在此过程中，管路中需要维持一定的压力，电动真空泵的噪音明显。

事实上，真空助力器的作用目的是对驾驶员制动力的助力，这一点和转向系统的所需要的助力思路相类似，转向系统已经实现了电动助力的普及，借鉴电动转向系统的结构和控制方法来开发制动系统的驱动装置具有很好的实现性。

针对以上问题，本实用新型设计了一种带转矩传感器的制动系统电伺服驱动装置方案，提供一种真空助力器的替代装置，能够提高制动系统的性能和节能性，特别是对于驾驶员踏板力的采集上采用转矩传感器的方式，本实用新型能够支持基于力伺服的常规助力制动和基于位置伺服的智能制动两种模式，对于底盘系统的集成设计以及自动驾驶提供了良好的制动系统执行机构的解决方案，其技术对于制动系统的电动化和智能化具有良好应用前景和市场化前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于研发一种能够在传统车特别是电动车上能够替代制动系统中真空助力器而为驾驶员提供制动助力，而且能够用在辅助驾驶或无人驾驶中提供主动制动的电动伺服驱动装置。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种带转矩传感器的制动系统电伺服驱动装置，所述装置包括竖直布置的蜗轮蜗杆传动部、设于所述蜗轮蜗杆传动部下端的助力部、设于所述蜗轮蜗杆传动部上端的推杆部和设于所述蜗杆输入端的助力电机；所述蜗轮蜗杆部包覆在助力壳体内，所述助力壳体由转矩传感器壳体扣合，助力壳体和转矩传感器壳体沿其竖直轴向上从上至下依次穿设有第一级齿轮、转矩传感器、阀芯、扭杆、阀套、蜗轮和助力小齿轮；所述助力部包括部分穿过所述主壳体的助力壳体，所述助力壳体内设有水平布置且与所述助力小齿轮啮合的助力齿条，所述助力齿条的两端分别设有齿条回位弹簧支撑板和第一滑动轴承，所述第一滑动轴承上套设有第一卡簧；所述齿条回位弹簧支撑板相对于所述助力齿条的另一侧设有制动主缸，所述制动主缸上设有制动油罐；所述推杆部包括部分穿过所述主壳体的推杆壳体，所述推杆壳体内设有与所述助力齿条平行布置且与所述第一级齿轮啮合的第一级齿条，所述第一级齿条的两端分别设有第二滑动轴承和第一级齿条回位弹簧，所述第二滑动轴承外侧同轴的扭矩传感器壳体内孔套接有第二卡簧；所述助力电机的输出轴设有蜗杆，所述蜗杆水平且与所述第一级齿条垂直布置，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗杆的末端设有蜗杆支撑轴承，所述蜗杆与所述蜗杆支撑轴承之间设有蜗杆支撑环。

进一步地，所述转矩传感器外设有转矩传感器壳体，所述转矩传感器包括内芯和外环，所述内芯与所述阀芯固定连接，所述转矩传感器的外环与所述阀套固定连接，所述阀芯和所述阀套之间通过所述扭杆相连。

进一步地，所述装置还包括用于测量踏板深度的踏板位置传感器，保证装置能够实时的检测驾驶者的制动情况，并在辅助驾驶或自动驾驶等需要主动制动的工况下测量电伺服驱动装置的执行情况。

进一步地，所述踏板位置传感器安装于所述助力小齿轮的下端，直接测量蜗轮的转角，转角的大小即反映了踏板的深度大小。

进一步地，所述转矩传感器外设有霍尔元件，借鉴转向中常用的力矩方式，对扭杆直径、长度等进行匹配以适应制动系统中驾驶员踏板力的变化范围，力矩测量采用非接触式霍尔传感器的方式，将扭杆受力产生的变化由霍尔元件感知转化为电信号送给控制器。

进一步地，所述第一级齿轮的上方穿设有第一级齿轮支撑轴承，所述助力小齿轮的下方穿设有助力小齿轮支撑轴承。

进一步地，所述制动主缸的制动主缸推杆指向所述回位弹簧支撑板且环绕设有第二级齿条回位弹簧，所述第二级齿条回位弹簧的两端分别设于所述制动主缸和所述齿条回位弹簧支撑板上。