CN105517859B - 用于电控制动设备的模拟装置和施加对比作用的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的电控制动设备(BBW)的模拟装置(1)，包括：电机(90)，电机具有机动轴线(Z)，机动轴线相对于踏板组(10)的支柱(14)的平移轴线(X)倾斜；对比本体(60)，对比本体与支柱(14)连接；主抵接壁(52)；以及弹性对比元件(70)，弹性对比元件设置于主抵接壁(52)和对比本体(60)之间。对踏板(12)施加对比作用的方法可提供用于，当使用者停止对踏板的压平作用时，致动电机，以实现非激活配置，在非激活配置中，弹性对比元件(70)的最大压缩的有用距离是最小的。

Description

用于电控制动设备的模拟装置和施加对比作用的方法
技术领域
本发明的客体是一种用于电控制动设备(通常称为线控制动设备或BBW设备)的模拟装置。
背景技术
众所周知，在设置有电控制动设备的车辆中，踏板在使用者的脚的作用下执行的运动用来产生用于对旨在执行制动的电机进行控制的输入信号；因此，失去了在传统设备中由流体压力施加的与踏板上的运动的对比作用(contrast action)。
因此，踏板的压平(flatten，变平、弄平)将是自由的，使用者非常难以调节制动，这是因为将失去从踏板朝向使用者的反馈。
为此，已知使用一种制动模拟装置，其根据不同的模式可在踏板上对踏板的自由压平施加对比作用。
制动模拟装置的多种解决方案都是已知的。
根据第一种已知的解决方案，例如在文献US 7,357,465中描述的，模拟装置是机械的且设置有一些在踏板上施加对比作用的弹簧。
然而，机械型的模拟装置具有提供预定的对比作用的缺点，这可能不符合使用者的需求，特别是如果要求特别高时。
根据另一种已知的解决方案，例如在文献KR 20040079701中描述的，模拟装置是电机械的并提供齿轮电机(gear motor)和弹簧，弹簧搁置在板上可通过齿轮电机移动，其中，齿轮电机与踏板的压平方向和弹簧压缩同轴。齿轮电机改变板的位置的作用可改变弹簧的响应，从而改变由此施加的对比作用。
然而，该已知的解决方案的缺点是，必须对电机和支撑部提供足够的尺寸，因为其必须承受可应用于踏板的最大负载。
根据又一已知的解决方案，例如在文献US 6,684,987中描述的，模拟装置是电动型的，且包括作用于踏板的齿轮电机，齿轮电机布置为相对于踏板的压平方向具有倾斜轴线。
此解决方案也具有缺点，例如模拟装置对使用者施加的踏板的压平作用的缓慢响应。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服参考现有技术提到的缺点的用于电控制动设备(BBW)的模拟装置。
附图说明
从以下描述中，参考以下附图，通过说明性的且非限制性的实例，根据本发明的模拟装置的特征和优点将变得更为显而易见，附图中：
-图1示出了根据本发明的一个实施例的模拟装置的图示；
-图2示出了根据图1中的图示的模拟装置的横截面，该模拟装置处于未激活配置，踏板静止；
-图3示出了图2中的根据图2中的剖面线III-III的模拟装置的截面；
-图4示出了图2中的模拟装置，其处于未激活配置，踏板处于有限压平位置；
-图5示出了图2中的模拟装置，其处于中间操作配置，踏板处于中间压平位置；
-图6示出了图2中的模拟装置，其处于有限操作配置，踏板处于有限压平位置。
具体实施方式
参考附图，参考数字1总体表示用于车辆的电控制动设备(BBW)的模拟装置，其与可由使用者操作的踏板组10连接。
踏板组10包括可由使用者操作的踏板12，以及与踏板12形成整体的支柱14，当踏板12压平时，支柱14可沿着平移轴线X平移。支柱14与模拟装置1机械地接合。
根据一个优选实施例，模拟装置1包括支撑组30，其与车辆的固定壁形成整体(例如铰接至该固定壁)以有角度地容纳支柱14。
支撑组30优选地由框架或封闭壳体组成，支撑组包括支撑壁32(例如支撑壁布置在与支柱14相对的一侧上)和引导装置(例如引导装置在与支柱14相同的一侧上包括凸缘35的至少一个引导壁34)。
根据一个实施例变型，将支撑组整体形成在车辆底盘或底盘的部件中，以产生必要的约束反作用。
支撑组30具有内隔室36。
模拟装置1进一步包括移动组40，移动组由支撑组30滑动地支撑，优选地容纳在移动组的内隔室36中。
移动组40可根据指令沿着平移轴线X平移，并由所述引导装置引导平移，例如在所述引导壁34上滑动。
优选地，移动组40包括主壳体42，主壳体例如由衬套44组成，该衬套一方面侧面与近端半壳46相接，另一方面侧面与远端半壳48相接，近端半壳和远端半壳与所述衬套44密封地连接。
主壳体42在内部包括：
-底座50，其以贯通的方式轴向地穿孔，例如属于近端半壳46；
-主抵接壁52，其与底座50轴向地隔开，例如属于衬套44；
-副抵接壁54，优选地其与主抵接壁轴向地隔开，例如属于衬套44；以及
-抵接壁56，例如仍属于衬套44，抵接壁适于形成轴向抵接。
模拟装置1还包括对比本体(contrast body)60，对比本体沿着平移轴线X在近端62和相对的远端64之间延伸，可根据命令相对于主壳体42移动且优选地至少部分地容纳于主壳体中。例如，对比本体60轴向地通过壳体40的底座50，并且由此驱动对比本体60平移。
另外，对比本体60与踏板组10的支柱14的近端62接合。
此外，优选地，对比本体60包括肩部66，该肩部径向延伸以与壳体40的底座50形成抵接，从而避免对比本体60与所述壳体完全脱离。
移动组40进一步包括至少一个弹性元件70，弹性元件在一侧上与衬套44的主抵接壁52抵接，而在另一侧上可与对比本体60接合，以用于影响弹性元件朝向主壳体42的主底座50抵接。
根据一个实施例，弹性元件包括多个面对的盘形弹簧(cup spring)；根据另一实施例(未示出)，弹性元件包括至少一个螺旋弹簧(helical spring)。
优选地，当对比本体60与底座50抵接时，对比本体60与所述弹性对比元件70分离，由弹性圈72保持在适当的位置。
此外，优选地，移动组40包括至少一个弹性复位元件80，该弹性复位元件在一侧上与副抵接壁54抵接，而在另一侧上与对比本体60固定地地接合，用于影响其与底座50邻接。
例如，弹性复位元件80和弹性对比元件70同心地容纳于衬套44中。
特别地，根据一个实施例，弹性复位元件80径向地布置在弹性对比元件70的内部；根据另一实施例(未示出)，弹性复位元件径向地布置在弹性对比元件的外部。
模拟装置1还包括机动移动装置，该机动移动装置被致动以使移动组40移动。
所述移动装置包括电机90，例如直流无刷类型的电机或直流有刷类型的电机，该电机具有驱动轴，驱动轴具有机动轴线Z。
根据一个实施例，移动装置进一步包括蜗杆92和传动元件94，蜗杆的旋转轴线与电机90的机动轴线Z同轴，传动元件例如为与蜗杆92接合的有齿衬套，传动元件的旋转轴线布置为相对于蜗杆92的旋转轴倾斜，例如相对于蜗杆的旋转轴线倾斜90°。传动元件94的旋转轴线与支柱14的平移轴线X重合。
因此，电机90具有相对于平移轴线X倾斜的机动轴线Z，优选地相对于该平移轴线倾斜90°。
传动元件94适于影响移动组40以产生移动，例如通过在衬套44的抵接壁56上轴向地操作。
优选地，在传动元件94和抵接壁56之间布置推力轴承98，例如使所述移动装置滑动或滚动，以将推力从移动组40转移至传动元件94，反之亦然。
此外，移动装置包括沿着平移轴线X延伸的移动螺纹件96，该移动螺纹件例如设置有梯形螺纹，该移动螺纹件与支撑组30连接，例如与支撑组的支撑壁32连接，该移动螺纹件在移动组40的运动过程中固定。
移动螺纹件96与传动元件94接合，例如在有齿衬套内接合。
因此，电机90、蜗杆92和传动元件94位于移动组40上。
模拟装置1还包括电机90的电子管理装置100，例如CPU，电子管理装置包括电机90的电子控制和操作装置102、适于储存制动设备的多个运行参数(例如与所述设备的预期硬度相关)的记录装置104、以及适于检测制动设备的一些状态参数并将对应信号发送至控制和操作装置的检测装置106。例如，检测装置106包括适于检测踏板组10的配置的传感器，例如，踏板12或支柱14的位置，或者使用者对踏板施加的压平速度。
根据一个实施例，为了管理模拟装置1，管理装置100基于预期硬度和检测到的踏板的位置来控制电机90的操作，改变作用于踏板12的对比作用。
在未激活配置中(图2)，传动元件94放置在移动螺纹件96上的前进限制位置，相应地，移动本体40的主抵接壁52处于前进限制位置。
在此配置中，对于对比本体60的预定行程，由对比元件70施加在所述对比本体70上的对比作用较高，因为减小了弹性对比元件70的有用压缩距离，即对比本体60的肩部66和主抵接壁52之间的距离。
踏板静止时(图2)，对比本体60处于有限静止位置，其中，对比本体与移动组40的底座50抵接，通过弹性复位元件80的固定作用而保持在该位置。
在未激活配置中，而踏板处于有限压平状态时(图4)，对比本体60处于有限压平位置，在该位置中，对弹性对比元件70压缩一有用距离H1，以对弹性对比元件70进行最大压缩。
在中间操作配置中(图5)，传动元件94处于中间位置，从移动螺纹件96上的前进限制位置返回，主抵接壁52同样操作。
当踏板处于中间压平位置时(图5)，对比本体60处于中间位置，在该位置中，由弹性对比元件70(与弹性复位元件80一起)影响对比本体，在弹性对比元件上执行对比作用。
在有限操作配置中(图6)，传动元件94放置在移动螺纹件96上的收缩有限位置，相应地，移动本体40的主抵接壁52处于收缩有限位置。
在此配置中，因为增加了有用的压缩距离，所以减小了踏板上感受到的硬度。
在有限操作配置中，而踏板处于有限压平状态时(图6)，对比本体60处于有限压平位置，在该位置中，对弹性对比元件70压缩一有用距离H2，以对弹性对比元件70进行最大压缩，该有用距离比激活操作的静止配置的有用距离H1大。因此，踏板上感受到的硬度小于非激活配置中且踏板处于有限压平位置时的硬度。
当踏板静止时，模拟装置1通常处于非激活操作配置中。
此外，限定电机的管理以使得，如果使用者突然压平踏板(因此，检测到的踏板或支柱的速度大于预设的阈值)，则由于他/她需要快速制动(称为“恐慌制动”)，所以电机不干涉，从而使得该装置保持在非激活配置中。因此，该装置的动作将是非常快速的。
如果踏板的压平反而较为平软(因此，检测到的踏板或支柱的速度小于预设的阈值)，则电机干涉，使该装置从非激活配置转变为有限操作配置。因此，该装置的动作将不会太硬。
当使用者停止压平且开始释放踏板时，操作电机以使该装置回到非激活配置。
创造性地，根据本发明的模拟装置允许克服现有技术的缺点：减小电机上的通常由使用者非常突然地作用于踏板上的作用，同时，也在恐慌制动的情况下，当使用者突然作用于踏板而尝试立即制动时，由于电机不干涉，所以模拟装置的响应是快速的。
特别地，有利地，使用者在踏板上的作用在衬套上减小了，并从衬套开始该作用在轴承上、在传动元件上、在移动螺纹件上、最后在支撑组(不包括电机)上均减小了。
此外，有利地，在恐慌制动的情况下，弹性对比元件会在电机没有任何干涉的情况下立即产生对比作用，因此该装置的响应非常快速且硬性。
此外，有利地，由于电机从不会与使用者的压平作用相反地运行，所以该装置的可靠性较高且机动零件的磨损较低。
明显地，本领域中的技术人员可对上述模拟装置进行改变，以满足具体的需求，这些改变均落在在所附权利要求书中限定的保护范围内。

Claims (11)

1.用于车辆的电控制动设备的模拟装置(1)，
其中，所述模拟装置(1)能与踏板组(10)连接，所述踏板组包括踏板(12)和支柱(14)，所述支柱能与所述踏板一起移动并能通过使用者压平所述踏板而平移，
所述模拟装置(1)包括：
-对比本体(60)，所述对比本体能与所述踏板组(10)的所述支柱(14)一起平移，并能沿着平移轴线(X)平移；
-移动组(40)，所述移动组设置有主抵接壁(52)；
-至少一个弹性对比元件(70)，所述弹性对比元件位于所述主抵接壁(52)与所述对比本体(60)之间，以便能在所述主抵接壁与所述对比本体之间压缩；
-所述移动组的移动装置，所述移动装置适于被致动以实现所述移动组的平移，所述移动装置包括：
a)电机(90)，所述电机具有的机动轴线(Z)相对于所述平移轴线(X)倾斜；
b)传动元件(94)，所述传动元件能由所述电机(90)旋转地控制，所述传动元件具有的旋转轴线与所述平移轴线(X)重合；
c)移动螺纹件(96)，所述移动螺纹件能附接至车辆壁，沿着所述平移轴线(X)延伸，所述传动元件(94)接合在所述移动螺纹件上；
所述传动元件适于作用于所述移动组(40)上，以实现所述移动组的平移，从而改变所述主抵接壁(52)的位置。
2.根据权利要求1所述的模拟装置，其中，所述移动装置包括蜗杆(92)，所述蜗杆具有的旋转轴线与所述电机(90)的所述机动轴线(Z)同轴，且所述蜗杆旋转地连接至所述电机，所述蜗杆与所述传动元件(94)接合。
3.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其中，推力轴承(98)位于所述传动元件(94)与所述移动组(40)的抵接壁(56)之间。
4.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其中，所述移动螺纹件(96)具有梯形螺纹。
5.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其中，所述电机(90)和所述传动元件(94)位于所述移动组(40)上。
6.根据权利要求1或2所述的模拟装置，所述模拟装置包括所述电机(90)的电子管理装置(100)，所述电子管理装置包括所述电机(90)的电子控制和操作装置(102)、适于记录所述电控制动设备的多个运行参数的记录装置(104)、以及适于检测所述踏板组(10)的多个状态参数的检测装置(106)。
7.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其中，当使用者停止压平所述踏板时，所述移动装置适于使所述模拟装置进入非激活配置，在所述非激活配置中，用于所述弹性对比元件(70)的最大压缩的有用距离是最小的。
8.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其中，所述对比本体(60)包括肩部(66)，所述肩部具有径向延伸部以便与所述移动组(40)的底座(50)形成抵接。
9.根据权利要求1或2所述的模拟装置，所述模拟装置包括至少一个弹性复位元件(80)，所述弹性复位元件固定地按压所述对比本体(60)，使所述对比本体远离所述弹性对比元件(70)。
10.根据权利要求6所述的模拟装置，所述状态参数为压平所述踏板(12)或所述支柱(14)的位置或速度。
11.通过根据权利要求1至10中任一项所述的模拟装置(1)向电控制动设备的踏板(12)施加对比作用的方法，
所述方法包括以下步骤：当使用者停止对所述踏板的压平作用时，致动所述移动装置，以实现非激活配置，在所述非激活配置中，所述弹性对比元件(70)的最大压缩的有用距离是最小的。
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