CN103863288A

CN103863288A - 用于踏板模拟器的推力控制装置

Info

Publication number: CN103863288A
Application number: CN201310120559.3A
Authority: CN
Inventors: 田甲培; 崔在一
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2033-04-09
Also published as: KR20140076117A; US20140157771A1; US9254829B2; DE102013206321B4; KR101438942B1; DE102013206321A1; CN103863288B

Abstract

一种用于踏板模拟器的推力控制装置，其包括模拟器缸，其中从主缸延伸的第一管道和第二管道分别连接到所述模拟器缸前侧和后侧。第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别安装在所述第一管道和所述第二管道中，以及第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞设置在所述模拟器缸的内部的前侧和后侧。缓冲构件，所述缓冲构件安装在所述第一活塞和所述第二活塞之间，并且在踏板的操作期间，通过应用从所述主缸提供的液体的量而在所述模拟器缸中可变化地设定所述第二活塞的位置来控制踏板推力特性。

Description

用于踏板模拟器的推力控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于制动踏板模拟器的踏板力控制装置，更具体而言，涉及一种在采用踏板模拟器的制动系统中控制踏板的推力特性的装置。

背景技术

通常而言，用于车辆的线控制动系统（brake-by-wire system）是指这样一种系统，该系统不包括驾驶员和制动轮之间的机械连接，但允许电动卡尺来制动车辆，该电动卡尺设置在车辆的车轮之内并且通过控制器控制该电动卡尺以便保持盘片，该盘片设置在车轮的电动卡尺之内。线控制动系统包括机电制动器（electromechanical brakes），其应用具有12V电机的致动器的动力作为车轮盘片制动动力，以及电动楔形制动器（electro-wedge brakes），其具有用于车轮盘片制动动力的为楔形结构的再生电机动力以产生较高的制动动力。

线控制动系统包括机械装置和电动装置，该机械装置提供了液压推力特性以使得驾驶员在踏板的操纵期间感受到压力，该电动装置识别驾驶员的踏板意图，其中踏板模拟器用作该电动装置。踏板模拟器通常采用通过橡胶减震器或弹簧产生的推力、通过磁体产生的磁力，以及磁流变（MR）液（magentorheological fluid）产生的粘度变化，并且踏板模拟器通常检测踏板力的特性，例如，在不采用液压压力时的液压压力的踏板力的特性，以提供足够的踏板力到驾驶员。

已知的已开发技术应用电机和控制器来控制行程模拟器弹簧的初始安装载荷以改变踏板的推力特性，并且应用车辆的行驶状态检测机构来控制基于车辆的行驶条件的推力特性。因此，该系统包括制动操纵构件；控制器，该控制器配置为改变推力/行程特性、检测运行状态/行驶环境，并根据车辆的行驶状态来操作推力/行程。

然而，已开发技术需要电机、齿轮，和螺钉，以及也控制电机的单独的机构，导致了生产成本的增加、重量的增加，和结构的复杂性，以及封装的困难。

发明内容

本发明提供了一种用于踏板模拟器的推力控制装置，其中，可以通过在制动踏板的操作期间应用从主缸提供的液压压力来改变活塞的设定位置，并且通过基于活塞到踏板的位置的改变来施加推力而改变踏板推力特性，从而通过允许驾驶员能够根据驾驶员的意图任意地改变踏板推力而提高驾驶员的满意度，并且通过比相关技术添加更少的零件来控制各种踏板推力特性，同时降低了生产成本和重量。

根据本发明的一个方面，用于踏板模拟器的推力控制装置可以包括：模拟器缸，其中从主缸延伸的第一管道和第二管道分别连接到所述模拟器缸前侧和后侧；第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别安装在所述第一管道和所述第二管道中；第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞设置在所述模拟器缸的内部的前侧和后侧；以及缓冲构件，所述缓冲构件安装在所述第一活塞和所述第二活塞之间，其中在踏板的操作期间，通过应用从所述主缸提供的液体的量而在所述模拟器缸中可变化地设定所述第二活塞的位置来控制踏板推力特性。

在本发明的实施方案中，可以通过在所述模拟器缸中改变所述第一活塞和所述第二活塞的设定面积来不同地控制所述踏板推力特性。

在本发明的另一个实施方案中，可以基于对应于通过踏板行程传感器所检测到的信号或踏板的操作时间的电磁阀的打开/关闭时间对提供到所述模拟器缸中以设定所述第二活塞的位置的液体量进行控制。

在本发明的另一个实施方案中，插入到所述第一活塞和所述第二活塞之间的所述缓冲构件可以对应于弹簧、橡胶以及弹簧和橡胶的结合。

在本发明的另一个实施方案中，所述第一电磁阀可以连接到所述模拟器缸的第一腔室并且所述第二电磁阀可以连接到所述模拟器缸的第二腔室，以允许基于所述电磁阀的打开/关闭操作来控制进入腔室的液体量。

因此，根据本发明的所述推力控制装置具有以下优点。首先，由于可以在驾驶员选择驾驶模式时任意改变踏板的推力，因此可以提高驾驶员的满意度并且提高产品价值。其次，由于可以通过仅添加弹簧、橡胶、活塞、电磁阀之一来改变各种踏板推力特性，因此与在相关技术中采用电机的方法相比较，可以降低制造成本和重量。

附图说明

接下来将参照示例性实施方案及其所显示的附图详细地描述本发明的以上和其他特征，在此之后所给附图仅作为显示的方式，因而对本发明是非限定性的，其中：

图1为显示根据本发明的示例性实施方案的用于踏板模拟器的推力控制装置的示例性示意图；

图2A和图2B为显示根据本发明的示例性实施方案的用于图1的踏板模拟器的推力控制装置的使用中状态的示例性示意图；

图3为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的用于踏板模拟器的推力控制装置的示例性示意图；以及

图4A和图4B为显示根据本发明的示例性实施方案的用于图3的踏板模拟器的推力控制装置的使用中状态的示例性示意图。

应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种示例性特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如，源于非汽油的能源的燃料）。

在本文中所应用的术语仅出于描述特定的实施方案的目的，而并非旨在限制本发明。如在本文中所应用，除非上下文中明确地指出，单数形式“一个（a）”、“一个（an）”以及“该（the）也旨在包含复数形式。”应当进一步地理解，术语包括（“comprises）”和/或“包括（comprising）”，在本说明书中使用时，指定了阐明的特征、整数、步骤、操作、元件和/或零件的存在，但并不排除一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、元件、零件和/或群组的存在或增加。如本文中所应用，术语“和/或”包括一个或更多相关联的列出的项的任何和所有组合。

下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。

图1为显示根据本发明的示例性实施方案的用于踏板模拟器的推力控制装置的示例性示意图。如图1所示，用于踏板模拟器的推力控制装置可以配置为，在踏板的运行期间应用从主缸发送到模拟器缸的液体量在模拟器缸中控制阀门的设定位置，从而可变地控制踏板推力特性。

具体而言，车辆的制动装置的主缸10和配置为提供给驾驶员的踏板感觉的模拟器缸13分别地加以设置，并且主缸10和模拟器缸13可以通过两个管道连接以便允许液体从主缸10发送到模拟器缸13。换言之，包括电磁阀21和子电磁阀22的主管道24和子管道25，可以分别朝向主缸10延伸并进入主缸10，并且从主管道24分支的第一管道11可以连接到模拟器缸13的后侧，而第二管道12可以同时连接到模拟器缸13。因此，沿着主管道24从主缸10排出的液体量可以通过第一管道11和第二管道12被送到模拟器缸13。

第一电磁阀14和第二电磁阀15可以分别安装在第一管道11和第二管道12之内，从而使得设定到模拟器缸13的液体量可以通过第一电磁阀14和第二电磁阀15来阻塞。具体而言，当“常开（normally open）”（NO）类型的阀被用做第一电磁阀14，而“常闭（normally closed）”（NC）类型的阀被用做第二电磁阀15时，可以减少阀的控制的数量和动力消耗。

两个活塞，即设置在缸的前侧的第一活塞16和设置在缸的后侧的第二活塞17可以安装在模拟器缸13之内。因此，通过在第一活塞16向后移动时通过第一管道11引入的液体量，第一腔室26可以形成在第一活塞16和缸的壁表面之间，并且通过在第二活塞17向前移动时通过第二管道12引入的液体量，第二腔室23可以形成在第二活塞17和缸的壁表面之间。

缓冲构件18可以插入到第一活塞16和第二活塞17之间，第一活塞16和第二活塞17通过应用缓冲构件18彼此支撑。具体而言，缓冲构件18可以采用各种形式，比如单独应用弹簧18a的形式、单独应用橡胶18b的形式，以及同时应用弹簧18a和橡胶18b的形式。

控制器20（例如,制动控制器）可以配置为操作安装在第一管道11中的第一电磁阀14和安装在第二管道12中的第二电磁阀15，因此可以通过应用控制器20操作第一电磁阀14和第二电磁阀15来控制进入模拟器缸13的腔室26和腔室23的液体量。换言之，为设定第二活塞17或第一活塞16的位置，控制器20可以配置为接收由踏板行程传感器19所检测到的信号，或接收用于踏板的运行时间的信号（例如，来自踏板位置传感器的信号），并且控制器20可以配置为操作第二电磁阀15或第一电磁阀14的打开/关闭时间，以便对进入模拟器缸13的液体量进行控制。

例如，踏板操作起动信号可以被输入到控制器20，控制器可以配置为操作第一电磁阀14或第二电磁阀15的打开/关闭时间，以便对通过第一管道11和第二管道12进入模拟器缸13的腔室26和腔室23的液体量进行控制。换言之，控制器20可以被配置为计算从踏板操作起始时间到仅打开阀预设时间的时间，从而对进入腔室的液体量进行控制。

随着阀开启和关闭一段时间，可以对进入第一活塞16的第一腔室26和第二活塞17的第二腔室23的液体的量进行控制，因此，可以基于进入腔室的液体量来确定第一活塞16和第二活塞17的位置。

作为另一个实例，控制器20可以配置为接收踏板行程传感器19的信号来操作第一电磁阀14或第二电磁阀15的打开/关闭时间，从而对通过第一管道11和第二管道12进入模拟器缸13的腔室26和腔室23的液体量进行控制。换言之，控制器20可以被配置为仅在预设的行程范围之内接收踏板行程传感器19的信号来打开阀，从而对进入腔室的液体量进行控制。

因此，通过液体量的控制来控制第一活塞16或第二活塞17的设定位置的该方法可以通过由用户的模式选择来执行，且当用户选择不同的模式（比如模式1、模式2和模式3）时，控制器20可以被配置为基于所选择的模式来控制进入腔室的液体量，从而不同地设定第一活塞16和第二活塞17的位置。具体而言，可以采用用于确定对应模式的液体量的任何众所周知的方法，而不进行特定的限制。

因此，下面将描述用于踏板模拟器的推力控制装置的使用中状态。图2A和图2B为显示用于图1的踏板模拟器的推力控制装置的使用中状态的示例性示意图。

如图2A和图2B所示，安装在主管道24中的主阀21关闭，并且作为实例，在用户选择模式1的推力特性时，踏板被操作时，由踏板行程传感器19的信息被传输到控制器20。随后，在第一次制动操作（在模式输入后执行）期间，当主缸10的主活塞向前移动时，可以打开第二电磁阀15，通过关闭第一电磁阀14来移动第二活塞17并且在第二腔室23中填充预先确定的液体量。

此外，当预先确定的液体量填充第二腔室23时，可以关闭第二电磁阀15并且可以打开第一电磁阀14。在另外发生的踏板行程时产生的推力可以通过第一个活塞16和缓冲构件18得以产生。在第一制动操作释放后的第二制动操作期间，第二电磁阀15可以保持关闭，然后第二活塞17可以朝向缓冲构件18移动（例如，向前）。特别地，缓冲构件18的初始载荷可以不同于在第二活塞17移动之前的缓冲构件18的初始载荷。当在踏板的操作期间通过打开第一电磁阀14来移动第一活塞16时，可以根据第二活塞的位置在踏板中产生推力。

另外，当踏板推力特性将改变（例如，选择模式2的推力特性）时，可以在改变推力特性之后的第一制动操作期间打开第二电磁阀15，并且可以在第一电磁阀14关闭后，基于通过该方法的液体量的控制来不同地设定第二活塞的位置，使得模式2的推力特性不同于模式1。可以通过该方法获得各种模式（比如模式1、模式2和模式3）的推力特性。

图3为显示根据本发明的另一个示例性实施方案的用于踏板模拟器的推力控制装置的示例性示意图。

如图3所示，可以通过在模拟器缸13中改变第一活塞16和第二活塞17的区域来不同地控制踏板推力特性，并且由于管道连接结构、电磁阀的安装位置、活塞的设置，以及缓冲构件的应用能够与第一实施方案的内容一样，因此将省略其详细描述。

然而，与第一活塞16相比较，安装在模拟器缸13的内部的后侧的第二活塞17可以具有基本上较小的直径，因此第二活塞17可以设置在具有与第二活塞17的外径相对应的内径的缸的部分处（例如，与模拟器缸本体的直径相比较，具有基本上较小的直径的缸的后部）。因此，第二活塞17的第二腔室23的横截面可以小于第一活塞16的第一腔室26的横截面。因此，当第一活塞16和第二活塞17的横截面不同时，例如，当第一活塞16的横截面设定为大于第二活塞17的横截面时，可以使得推力特性在以下方式上不同。

如图4A和图4B所示，当第一电磁阀14打开而第二电磁阀15关闭时，液体可以被传输到第一腔室26以便在踏板的操作期间移动第一活塞16，并且对应于第一活塞的面积乘以第一管道的压强的力可以与缓冲构件18的变形所产生的力平衡（例如，第一条件）。

此外，当第二电磁阀15打开而第一电磁阀14关闭时，液体可以被传输到第二腔室23以便在踏板的操作期间移动第二活塞17，并且对应于第二活塞的面积乘以第二管道的压强的力可以与缓冲构件18的变形所产生的力平衡（例如，第二条件）。

当缓冲构件在第一条件和第二条件下以相同的量变形时，因为第二活塞17的面积是更小，所以施加到第二管道12的压力可以更高。由于踏板的推力对应于通过由缸的压强与主缸的主活塞的面积相乘而获得的值，因此当在第二条件下操作踏板模拟器时，可以产生更高的推力。

在第二条件下，当液体流入待操作的第二腔室23时，由于第二活塞17的面积更小，因此踏板行程（缓冲构件通过该踏板行程得以变形相同的量）可以短于第一条件下的踏板行程。特别地，当第一活塞和第二活塞的面积被设定为不同时，可以通过打开和关闭第一电磁阀和第二电磁阀来改变第一活塞和第二活塞的初始位置，并且到推力特性的行程可以通过同时进行控制来自由地控制。

已经参考本发明的示例性实施方案详细地描述了本发明。然而，本领域技术人员将清楚，可以在不脱离本发明的原理和精神的这些实施方案中进行改变，本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中得以限定。

Claims

1.一种用于踏板模拟器的推力控制装置，包括：

模拟器缸，其中从主缸延伸的第一管道和第二管道分别连接到所述模拟器缸前侧和后侧；

第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别安装在所述第一管道和所述第二管道中；

第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和所述第二活塞设置在所述模拟器缸的内部的前侧和后侧；以及

缓冲构件，所述缓冲构件安装在所述第一活塞和所述第二活塞之间，

其中，在踏板的操作期间，通过应用从所述主缸提供的液体量而在所述模拟器缸中变化地设定所述第二活塞的位置来控制踏板推力特性。

2.根据权利要求1所述的用于踏板模拟器的推力控制装置，其中通过在所述模拟器缸中变化地设定所述第一活塞和所述第二活塞的面积来控制所述踏板推力特性。

3.根据权利要求2所述的用于踏板模拟器的推力控制装置，其中基于根据通过踏板行程传感器所检测到的信号或踏板的操作时间的电磁阀的打开/关闭时间对提供到所述模拟器缸中以设定所述第二活塞的位置的液体量进行控制。

4.根据权利要求2所述的用于踏板模拟器的推力控制装置，其中插入到所述第一活塞和所述第二活塞之间的所述缓冲构件对应于弹簧、橡胶以及弹簧和橡胶的结合。

5.根据权利要求2所述的用于踏板模拟器的推力控制装置，其中所述第一电磁阀连接到所述模拟器缸的第一腔室并且所述第二电磁阀连接到所述模拟器缸的第二腔室，以便基于所述电磁阀的打开/关闭操作来控制进入腔室的所述液体量。

6.一种用于踏板模拟器的推力控制装置，包括：

其中，在踏板的操作期间，通过应用从所述主缸提供的液体量而在所述模拟器缸中变化地设定所述第一活塞的位置来控制踏板推力特性。