CN204567631U - 一种半主动式踏板感觉模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于车辆新型制动系统的半主动式踏板感觉模拟器，其包括：制动踏板；用于获取踏板信号的踏板位移传感器及力传感器；踏板力模拟活塞缸；可调节阀口开度的节流阀；电控单元；该半主动式踏板感觉模拟器可用作解耦式制动系统中的踏板感觉模拟，其结构简单，但响应速度快，控制精准，可较好的模拟踏板感觉，从而给驾驶员一个良好的反馈，以保证制动时的安全性。

Description

一种半主动式踏板感觉模拟器

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及汽车制动技术，尤其应用于再生制动中模拟制动踏板感觉。

背景技术

自汽车诞生至今，汽车在给人们的生活带来方便的同时，也带来了一系列的问题。随着汽车尾气排放及污染日趋严重，并逐渐成为大气环境最突出、最紧迫的问题之一，而且近几年成品油的价格变化成上涨的态势，全球不可再生能源日渐减少，用新能源汽车代替传统汽车是不可否认的事实。同时，随着车辆的增多，交通事故频发，导致的人员伤亡和财产损失数目惊人。因此，“安全、节能、环保”成为汽车未来发展的三大主题，制动系统作为直接影响汽车行驶安全的重要组成部分，一直就是人们研究的热点课题。

对于传统液压制动系统，各部分的研究和开发已经基本成熟，但对于进一步提高制动系统的性能有一定局限性，所以各大汽车厂商开始考虑新的制动执行机构，汽车线控制动系统就是在这种环境下应运而生。对于目前受到普遍重视的混合动力汽车的研究和应用，线控制动系统又具有其特别的意义，这是因为传统的真空助力式制动系统应用在混合动力车上存在诸多缺陷，特别是当车辆以纯电动模式行驶时，发动机无法为真空助力器提供真空度。

线控制动系统中制动踏板和车辆制动器之间没有机械连接，目前线控制动分为2 种类型，一种为电液制动系统EHB（electro-hydraulic brake system），另一种为电子机械制动系统EMB（electro-mechanical brake system）。电液制动系统是保留原有制动管路和制动器结构作为备份油路，而另外附加一定的制动压力生成和控制机构完成线控制动。而电子机械制动系统则将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，在轮边增加电子机械制动机构，直接形成制动。由于制动踏板和汽车制动器的机械连接被断开，为了使驾驶员在制动过程中能够获得路感，需要根据驾驶员的输入模拟生成路感，即需要加装踏板感觉模拟器。

踏板感觉模拟器可分为被动式、半主动式和主动式。被动式踏板感觉模拟器结构较为简单，仅利用弹簧和阻尼模拟踏板感觉，且弹簧和阻尼不可调节，因为实际的踏板感觉曲线（踏板位移与踏板力的关系曲线）较为复杂，因此被动式踏板感觉模拟器不能很好的模拟实际的踏板感觉，但由于其结构简单，成本较低，因此还是有应用，如Bosch公司的HAS hev系统使用的就是被动式踏板感觉模拟器。主动式结构较为复杂，多是与再生制动系统结合设计的，由于其拥有主动动力源，因此可模拟任意的踏板感觉，模拟的准确性和可调性好。但由于其结构和控制较复杂，且多与制动系统结合，因此并不多见。半主动式踏板感觉模拟器介于被动式踏板感觉模拟器和主动式踏板感觉模拟器之间，其虽然没有主动动力源，但是其阻尼或刚度可调，通过调节这些参数也可对踏板感觉进行较好的模拟，由于不需要主动动力源，且结构较为简单，因此成本较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种半主动式踏板感觉模拟器，目的是更好的模拟制动踏板感觉，给驾驶员以更好的反馈，以避免驾驶员对制动情况的误判和恐慌，从而保证制动安全性。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种半主动式踏板感觉模拟器，包括：

制动踏板；

与制动踏板连接的踏板力模拟活塞模块，包括活塞缸缸体、回位弹簧、活塞推杆及活塞，用以模拟踏板力；另外，在所述的活塞缸缸体上设有出液孔。

踏板力传感器，与制动踏板连接，用于获取踏板力的信号；也可以说，所述踏板力传感器集成安装于制动踏板上。

踏板位移传感器，与所述的踏板力模拟活塞模块中的活塞推杆连接，用于获取踏板信号；也可以说，所述踏板位移传感器集成安装于活塞推杆上。

节流阀，分别与踏板力模拟活塞模块和储液罐连接，可调节阀口开度；具体地说，所述节流阀的一端与踏板力模拟活塞模块的缸体上的出液孔相连，另一端与储液罐相连，控制阀口开度的电磁开关受电控单元的控制。

电控单元，接收踏板位移传感器和踏板力传感器的信号，发出信号调节节流阀阀口开度。

所述的电控单元与踏板位移传感器及力传感器相连，接受踏板位移传感器和踏板力传感器的信号，电控单元内部储存有需要模拟的踏板感觉目标信息，同时还与可调节阀口开度的节流阀连接，节流阀阀口开度受电控单元控制。

另有，所述踏板位移传感器可以采用线位移传感器。

为提高测量的准确度，所述踏板位移传感器采用两个。

所述节流阀阀口采用三角槽结构，以提高控制精度。

与现有踏板感觉模拟器相比，本创新半主动式踏板感觉模拟器具有如下优点：

1.结构与被动式踏板模拟器接近，采用与被动式踏板模拟器相类似的活塞缸模块，在被动式踏板模拟器的基础上改进，可靠性高，成本低。

2.采用现有的节流阀，避免从新设计，节流阀产品成熟，可靠性高。

3.在踩下踏板时，通过提高调节频率，可以十分接近地模拟目标踏板感觉，效果接近主动式踏板感觉模拟器。

4.与制动系统相对独立，可以安装在各种不同的制动系统中，通用性较好。

5.与主动式踏板模拟器相比，不采用主动动力源来模拟踏板感觉，降低了成本，排除了主动动力源失效的隐患，提高了可靠性。

6.直接利用驾驶员的踩踏力为能源，节约了能源。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中的标号说明：

1—制动踏板；          2—踏板力传感器；

3—踏板位移传感器；    4、5—控制线路；

6—电控单元；          7—储液罐；

8—控制线路；          9—液压管路；

10—节流阀；           11—出液孔；

12—活塞缸缸体；       13—回位弹簧；

14—活塞推杆及活塞；   15—踏板力模拟活塞模块。

具体实施方式

下面请结合说明书附图，对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种主动式踏板感觉模拟器主要包括：

制动踏板1；

与制动踏板1连接的踏板力模拟活塞模块15，包括活塞缸缸体12、回位弹簧13、活塞推杆及活塞14，用以模拟踏板力；另外，在所述的活塞缸缸体12上设有出液孔11。

踏板力传感器2，集成安装于制动踏板1上，用于获取踏板力的信号。

踏板位移传感器3，集成安装于活塞推杆上，用于获取踏板信号。

节流阀10，分别与踏板力模拟活塞模块15和储液罐7连接，可调节阀口开度；具体地说，所述节流阀10的一端与踏板力模拟活塞模块的缸体上的出液孔11相连，另一端与储液罐7相连，控制阀口开度的电磁开关受电控单元的控制。

电控单元6，接收踏板位移传感器和踏板力传感器的信号，发出信号调节节流阀阀口开度。

所述的电控单元6与踏板位移传感器3及踏板力传感器2相连，接受踏板位移传感器3和踏板力传感器2的信号，电控单元6内部储存有需要模拟的踏板感觉目标信息，同时还与节流阀连接10，节流阀阀口开度受电控单元6控制。

在本实施例中，制动踏板1直接与踏板力模拟活塞模块15刚性连接。

本实用新型的半主动式踏板感觉模拟器具体工作过程如下：

（1）踩下制动踏板1时的模拟——驾驶员踩下制动踏板1，推动与制动踏板固连的活塞推杆及活塞14，活塞向前运动压缩回位弹簧13，活塞腔内的液体被挤压，从出液孔11经过节流阀10流入储液罐7，做用在推杆上的力为 （其中为活塞推杆上的力，为回位弹簧的弹力，为阻尼力），踏板力，踏板力传感器2获得踏板力，踏板位移传感器3获得踏板位移，这两个信号经控制线路4和5传输到电控单元6，电控单元6通过踏板位移信号得到一个需要模拟的踏板力，通过与踏板力传感器2测得的实际踏板力比较，当实际踏板力较大时，电控单元6通过控制线路8发出信号控制节流阀阀口开度增大，从而减小阻尼力，以达到减小实际踏板力的目的。当实际踏板力较小时，电控单元6通过控制线路8发出信号控制节流阀阀口开度减小，从而增大阻尼力，以达到增大实际踏板力的目的。

(2) 松开制动踏板1时的模拟——当驾驶员松开制动踏板1时，活塞在回位弹簧13的作用下后退，活塞腔内形成真空度，储液罐7内的液体经过节流阀10回到活塞腔内，此时做用在推杆上的力为，为了使踏板迅速回位，此时节流阀10的阀口开度为最大，从而使阻尼力最小。此时本半主动式踏板感觉模拟器的效果类似于被动式踏板感觉模拟器。

Claims (9)

1.一种半主动式踏板感觉模拟器，其包括：

制动踏板；

与制动踏板连接的踏板力模拟活塞模块，包括活塞缸缸体、回位弹簧、活塞推杆及活塞，用以模拟踏板力；

踏板力传感器，与制动踏板连接，用于获取踏板力的信号；

踏板位移传感器，与所述的踏板力模拟活塞模块中的活塞推杆连接，用于获取踏板信号；

节流阀，分别与踏板力模拟活塞模块和储液罐连接，可调节阀口开度；

电控单元，接收踏板位移传感器和踏板力传感器的信号，发出信号调节节流阀阀口开度。

2.根据权利要求1所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述踏板力模拟活塞模块的活塞缸缸体上设有出液孔。

3.权利要求1所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述踏板位移传感器集成安装于活塞推杆上。

4.权利要求1所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述踏板力传感器集成安装于制动踏板上。

5.权利要求2所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述节流阀的一端与踏板力模拟活塞模块的缸体上的出液孔相连，另一端与储液罐相连，控制阀口开度的电磁开关受电控单元的控制。

6.根据权利要求1所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：

电控单元与踏板位移传感器及力传感器相连，接受踏板位移传感器和踏板力传感器的信号，电控单元内部储存有需要模拟的踏板感觉目标信息，同时还与可调节阀口开度的节流阀连接，节流阀阀口开度受电控单元控制。

7. 权利要求1或3所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述踏板位移传感器采用线位移传感器。

8. 权利要求1或3所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：采用两个所述踏板位移传感器。

9. 权利要求1或5所述的半主动式踏板感觉模拟器，其特征在于：所述节流阀阀口采用三角槽结构。