CN107719342A - 一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置 - Google Patents

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Abstract

一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，包括：车速传感器、电源、外壳、踏板、制动液壶以及主制动缸，还包括：制动输入机构，安装在外壳前端，一端与踏板铰接，另一端与磁流体机构固定连接；用于踏板感模拟的磁流体机构，安装在外壳内前段，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；踏板感模单元，通过线圈通电产生电磁力，电磁力对磁流体产生作用，改变磁流体的流动阻力,而此电磁力，通过调节输入电流，可以便捷的调整反馈力的大小，从而实现踏板感的调节。

Description

一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置
技术领域
本发明涉及到新能源汽车用模拟踏板，具体涉及一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置。
背景技术
制动系统踏板感，即驾驶员刹车时踩踏板时的感觉，是由制动系统各个零件决定的，包含助力器的助力比、踏板杠杆比、主缸缸径，制动器主缸缸径、摩擦片硬度等因素决定的，传统解决方案中，踏板感的调节是在整车设计阶段，通过不断更改以上各要素的参数，反复验证，来达到理想的踏板感，样车一旦量产，踏板感便不能再进行调整。
制动系统踏板感，即驾驶员刹车时踩踏板时的感觉，是由制动系统各个零件决定的，包含助力器的助力比、踏板杠杆比、主缸缸径，制动器主缸缸径、摩擦片硬度等因素决定的，传统解决方案中，踏板感的调节是在整车设计阶段，通过不断更改以上各要素的参数，反复验证，来达到理想的踏板感，样车一旦量产，踏板感便不能再进行调整。
中国公开专利号CN 103253146A，公开日2013年8月21日，公开了一种集成踏板位移测量的踏板解耦式电液复合制 动系统包括液压制动子系统和电机 回馈制动子系统，液压制动子系统的集成式制动 主缸总成由集成式制动主缸和高压油源组成 ；集 成式制动主缸集成了制动主缸压力产生、踏板感 觉模拟和主被动液压助力功能 ；高压油源的高压油出口与集成式制动主缸连接，为制动过程提供 稳定持续的制动能量。集成式制动主缸安装有压 力传感器实现制动踏板位移的测量，实现了制动 踏板解耦。本发明结构紧凑、实现简单，集成度高， 改善了车辆制动踏板感觉，正常制动情况下具备 主动液压助力功能，在失效情况下具备被动液压 助力功能，有效地保证了车辆制动安全，不仅可应 用于传统车辆线控制动系统，可广泛的适用于纯 电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。
但是其不足之处现有制动系统踏板感调节方式只能在设计阶段进行调整，而且此过程包含工作量巨大。
发明内容
本发明是针对针对传统制动系统的踏板感，只能在整车设计匹配时，通过调整真空助力器助力比，踏板杠杆比等进行调节，方案一旦确定，踏板感便不能调节设计了一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置。
一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，包括：车速传感器、电源、外壳、踏板、制动液壶以及主制动缸，还包括：制动输入机构，安装在外壳前端，一端与踏板铰接，另一端与磁流体机构固定连接；用于踏板感模拟的磁流体机构，安装在外壳内前段，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；所述的磁流体机构包括：磁流体动力腔，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；至少两个磁流体储存室，均通过流体管道与磁流体动力腔连接，外侧贴附有驱动线圈；所述的磁流体储存室的室宽与室高的比例为1比3.5；所述的流体管道的管道长度与磁流体储存室的室宽相等，流体管道的管道直径与磁流体储存室的室宽的比例为1比4；所述的流体管道设置在磁流体储存室室高11/14处；与磁流体储存室数理相等的驱动线圈，均贴附在磁流体储存室外侧，与踏板感模拟电路电连接；所述的驱动线圈线圈直径与磁流体储存室的室宽的比例为5比16；液压传动机构，动力输入端与磁流体机构的动力输出端固定连接，制动液输入端与制动液壶通过油液管道连接，制动液输出端与主制动缸通过油液管道连接；踏板位移传感器，设置在驾驶室内，传感器检测端对准踏板，与踏板感模拟电路电连接；踏板感模拟电路，与踏板位移传感器、车速传感器、电源以及驱动线圈电连接。
踏板感模单元，通过线圈通电产生电磁力，电磁力对磁流体产生作用，改变磁流体的流动阻力,而此电磁力，通过调节输入电流，可以便捷的调整反馈力的大小，从而实现踏板感的调节。
流体管道的管道长度与磁流体储存室的室宽相等可以保证磁流体流过流体管道的距离不会因为太短而使磁流体动力腔中的磁流体受驱动线圈的影响而流动。流体管道的管道直径与磁流体储存室的室宽的比例为1比4，可以保证磁流体在驱动线圈驱动下流动的最大值得到保证，不会由于驱动线圈输出过大而影响磁流体运转和复位。流体管道设置在磁流体储存室室高11/14处使得磁流体在新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置安装后常态静置时不会流入磁流体动力腔，也不会因为在驱动线圈强力驱动下溢出。
作为优选，所述的制动输入机构，还包括：制动板安装器，一端与踏板铰接，另一端设有凹槽，制动板安装器通过凹槽与传动杆固定连接；安装在护罩内的传动杆，一端与制动板安装器固定连接，另一端与磁流体机构的动力输入端固定连接；护罩，用于保护连接杆，安装在外壳前端，中间设置有连接杆。
作为优选所述的磁流体机构，还包括：用于安装前推杆的推杆开孔，设置在磁流体机构前侧；至少两个密封圈，设置于推杆开孔内侧和动力输出口内侧；前推杆，推杆的一端与前活塞固定连接，另一端设置有凹槽，前推杆通过凹槽与制动输入机构固定连接；前活塞，设置在磁流体动力腔内，与前推杆固定连接，与磁流体动力腔滑动连接；第一活塞杆，设置在磁流体动力腔内，一端设置有活塞，另一端与液压传动机构的动力输入端固定连接，与磁流体动力腔滑动连接，与密封圈滑动连接；所述的前活塞和第一活塞杆之间设有空腔，空腔的宽度为3倍流体管道的宽度；所述的第一活塞杆两端为圆角矩形，反向设置有内凹橡胶圈。
作为优选，所述的液压传动机构，还包括：第一液压腔，前端与磁流体动力腔固定连接，后端与第二液压腔固定连接，侧面设置有第一制动液输入口与第一制动液输出口，内部安装有第一活塞杆的后半段第一制动液输入口，与制动液壶连接；第一制动液输出口，与主制动缸连接；第一液压腔与第二液压腔的液压腔交汇口，设置有密封圈；第二液压腔，前端与第一液压腔固定连接，后端封闭，侧面设置有第二制动液输入口与第二制动液输出口，内部安装有第二活塞伸缩杆第二制动液输入口，与制动液壶连接；第二制动液输出口，与主制动缸连接；回复弹簧与第一活塞杆固定连接，与第二活塞伸缩杆固定连接；第二活塞伸缩杆安装在第二液压腔内，与第二液压腔腔壁滑动连接，与密封圈滑动连接；与第一活塞杆的尾端固定连接。
由磁流体机构驱动液压传动机构，而液压传动机构可以同时驱动两个液压系统，通过把制动液从制动液箱输入至液压腔内，通过磁流体机构的动力吧制动液输出至刹车片
作为优选，所述的踏板感模拟电路，还包括：用于控制电路的MCU，有电源供电，与驱动线圈电连接，与踏板加速度传感器电连接；设置在液压传动机构内的踏板加速度传感器，与MCU电连接。
本发明的实质性效果在于一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，通过磁流体对电磁的感应,在磁场中磁流体的流动阻力会大幅增加.电磁对电流线性相关，可以方便的调节踏板感。
附图说明
图1 剖面示意图。
图2 电路示意图。
图中：1、制动板安装器，2、传动杆，3、护罩，4、外壳，5、驱动线圈，6、流体管道，7、磁流体储存室，8、第一制动液输入口，9、第一制动液输出口，10、推杆开孔，11、密封圈，12、前推杆，13、第一活塞杆，14、回复弹簧，15、第二制动液输入口，16、第二制动液输出口，17、第二活塞伸缩杆。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
如图1、和图2所示，所述的一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，包括：车速传感器、电源、外壳4、踏板、制动液壶以及主制动缸，还包括：制动输入机构，安装在外壳4前端，一端与踏板铰接，另一端与磁流体机构固定连接；用于踏板感模拟的磁流体机构，安装在外壳4内前段，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；所述的磁流体机构包括：磁流体动力腔，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；至少两个磁流体储存室7，均通过流体管道6与磁流体动力腔连接，外侧贴附有驱动线圈5；所述的磁流体储存室7的室宽与室高的比例为1比3.5；所述的流体管道6的管道长度与磁流体储存室7的室宽相等，流体管道6的管道直径与磁流体储存室7的室宽的比例为1比4；所述的流体管道6设置在磁流体储存室7室高11/14处；与磁流体储存室7数理相等的驱动线圈5，均贴附在磁流体储存室7外侧，与踏板感模拟电路电连接；所述的驱动线圈5线圈直径与磁流体储存室7的室宽的比例为5比16；液压传动机构，动力输入端与磁流体机构的动力输出端固定连接，制动液输入端与制动液壶通过油液管道连接，制动液输出端与主制动缸通过油液管道连接；踏板位移传感器，设置在驾驶室内，传感器检测端对准踏板，与踏板感模拟电路电连接；踏板感模拟电路，与踏板位移传感器、车速传感器、电源以及驱动线圈5电连接。
踏板感模单元，通过线圈通电产生电磁力，电磁力对磁流体产生作用，改变磁流体的流动阻力,而此电磁力，通过调节输入电流，可以便捷的调整反馈力的大小，从而实现踏板感的调节。
流体管道6的管道长度与磁流体储存室7的室宽相等可以保证磁流体流过流体管道6的距离不会因为太短而使磁流体动力腔中的磁流体受驱动线圈5的影响而流动。流体管道6的管道直径与磁流体储存室7的室宽的比例为1比4，可以保证磁流体在驱动线圈5驱动下流动的最大值得到保证，不会由于驱动线圈5输出过大而影响磁流体运转和复位。流体管道6设置在磁流体储存室7室高11/14处使得磁流体在新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置安装后常态静置时不会流入磁流体动力腔，也不会因为在驱动线圈5强力驱动下溢出。
作为优选，所述的制动输入机构，还包括：制动板安装器1，一端与踏板铰接，另一端设有凹槽，制动板安装器1通过凹槽与传动杆2固定连接；安装在护罩3内的传动杆2，一端与制动板安装器1固定连接，另一端与磁流体机构的动力输入端固定连接；护罩3，用于保护连接杆，安装在外壳4前端，中间设置有连接杆。
作为优选所述的磁流体机构，还包括：用于安装前推杆12的推杆开孔10，设置在磁流体机构前侧；至少两个密封圈11，设置于推杆开孔10内侧和动力输出口内侧；前推杆12，推杆的一端与前活塞固定连接，另一端设置有凹槽，前推杆12通过凹槽与制动输入机构固定连接；前活塞，设置在磁流体动力腔内，与前推杆12固定连接，与磁流体动力腔滑动连接；第一活塞杆13，设置在磁流体动力腔内，一端设置有活塞，另一端与液压传动机构的动力输入端固定连接，与磁流体动力腔滑动连接，与密封圈11滑动连接；所述的前活塞和第一活塞杆13之间设有空腔，空腔的宽度为3倍流体管道6的宽度；所述的第一活塞杆13两端为圆角矩形，反向设置有内凹橡胶圈。
作为优选，所述的液压传动机构，还包括：第一液压腔，前端与磁流体动力腔固定连接，后端与第二液压腔固定连接，侧面设置有第一制动液输入口8与第一制动液输出口9，内部安装有第一活塞杆13的后半段第一制动液输入口8，与制动液壶连接；第一制动液输出口9，与主制动缸连接；第一液压腔与第二液压腔的液压腔交汇口，设置有密封圈11；第二液压腔，前端与第一液压腔固定连接，后端封闭，侧面设置有第二制动液输入口15与第二制动液输出口16，内部安装有第二活塞伸缩杆17第二制动液输入口15，与制动液壶连接；第二制动液输出口16，与主制动缸连接；回复弹簧14与第一活塞杆13固定连接，与第二活塞伸缩杆17固定连接；第二活塞伸缩杆17安装在第二液压腔内，与第二液压腔腔壁滑动连接，与密封圈11滑动连接；与第一活塞杆13的尾端固定连接。
由磁流体机构驱动液压传动机构，而液压传动机构可以同时驱动两个液压系统，通过把制动液从制动液箱输入至液压腔内，通过磁流体机构的动力吧制动液输出至刹车片
作为优选，所述的踏板感模拟电路，还包括：用于控制电路的MCU，有电源供电，与驱动线圈5电连接，与踏板加速度传感器电连接；设置在液压传动机构内的踏板加速度传感器，与MCU电连接。

Claims (5)

1.一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，包括：车速传感器、电源、外壳、踏板、制动液壶以及主制动缸，其特征在于，还包括：
制动输入机构，安装在外壳前端，一端与踏板铰接，另一端与磁流体机构固定连接；
用于踏板感模拟的磁流体机构，安装在外壳内前段，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；
所述的磁流体机构包括：
磁流体动力腔，动力输入端与制动输入机构固定连接，动力输出端与液压传动机构固定连接；
至少两个磁流体储存室，均通过流体管道与磁流体动力腔连接，外侧贴附有驱动线圈；
所述的磁流体储存室的室宽与室高的比例为1比3.5；
所述的流体管道的管道长度与磁流体储存室的室宽相等，流体管道的管道直径与磁流体储存室的室宽的比例为1比4；
所述的流体管道设置在磁流体储存室室高11/14处；
与磁流体储存室数理相等的驱动线圈，均贴附在磁流体储存室外侧，与踏板感模拟电路电连接；
所述的驱动线圈线圈直径与磁流体储存室的室宽的比例为5比16；
液压传动机构，动力输入端与磁流体机构的动力输出端固定连接，制动液输入端与制动液壶通过油液管道连接，制动液输出端与主制动缸通过油液管道连接；
踏板位移传感器，设置在驾驶室内，传感器检测端对准踏板，与踏板感模拟电路电连接；
踏板感模拟电路，与踏板位移传感器、车速传感器、电源以及驱动线圈电连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，其特征在于，所述的制动输入机构，还包括：
制动板安装器，一端与踏板铰接，另一端设有凹槽，制动板安装器通过凹槽与传动杆固定连接；
安装在护罩内的传动杆，一端与制动板安装器固定连接，另一端与磁流体机构的动力输入端固定连接；
护罩，用于保护连接杆，安装在外壳前端，中间设置有连接杆。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，其特征在于，所述的磁流体机构，还包括：
用于安装前推杆的推杆开孔，设置在磁流体机构前侧；
至少两个密封圈，设置于推杆开孔内侧和动力输出口内侧；
前推杆，推杆的一端与前活塞固定连接，另一端设置有凹槽，前推杆通过凹槽与制动输入机构固定连接；
前活塞，设置在磁流体动力腔内，与前推杆固定连接，与磁流体动力腔滑动连接；
第一活塞杆，设置在磁流体动力腔内，一端设置有活塞，另一端与液压传动机构的动力输入端固定连接，与磁流体动力腔滑动连接，与密封圈滑动连接；
所述的前活塞和第一活塞杆之间设有空腔，空腔的宽度为3倍流体管道的宽度；
所述的第一活塞杆两端为圆角矩形，反向设置有内凹橡胶圈。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，其特征在于，所述的液压传动机构，还包括：
第一液压腔，前端与磁流体动力腔固定连接，后端与第二液压腔固定连接，侧面设置有第一制动液输入口与第一制动液输出口，内部安装有第一活塞杆的后半段
第一制动液输入口，与制动液壶连接；
第一制动液输出口，与主制动缸连接；
第一液压腔与第二液压腔的液压腔交汇口，设置有密封圈；
第二液压腔，前端与第一液压腔固定连接，后端封闭，侧面设置有第二制动液输入口与第二制动液输出口，内部安装有第二活塞伸缩杆
第二制动液输入口，与制动液壶连接；
第二制动液输出口，与主制动缸连接；
回复弹簧与第一活塞杆固定连接，与第二活塞伸缩杆固定连接；
第二活塞伸缩杆安装在第二液压腔内，与第二液压腔腔壁滑动连接，与密封圈滑动连接；与第一活塞杆的尾端固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用磁流体式踏板感模拟装置，其特征在于，所述的踏板感模拟电路，还包括：
用于控制电路的MCU，有电源供电，与驱动线圈电连接，与踏板加速度传感器电连接；
设置在液压传动机构内的踏板加速度传感器，与MCU电连接。
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