CN108313037A - 一种分体式踏板感模拟装置及利用其调节踏板感的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式踏板感模拟装置，包括制动踏板、踏板臂和踏板附件，还包括分体设置的踏板感调整机构和失效保护制动机构，其中，踏板感调整机构，用于实现踏板感调整的机构，所述的踏板感调整机构设置在与制动踏板制动反向的踏板臂上；所述的踏板感调整机构内部设置有磁场机构，所述的磁场机构在制动踏板制动过程中通电并形成与制动方向反向的大小可调节的磁场力；失效保护制动机构，所述的失效保护制动机构沿制动踏板制动方向设置在踏板附件上。还公开了利用分体式踏板感模拟装置调节踏板感的方法。该分体式踏板感模拟装置，既能够实现对踏板感的自动有效调节，同时还能够实现在整车失电时的正常制动，结构简单，实用性强，效果好。

Description

一种分体式踏板感模拟装置及利用其调节踏板感的方法

技术领域

本发明涉及制动系统技术领域，更具体的说涉及一种分体式踏板感模拟装置及利用其调节踏板感的方法。

背景技术

传统的制动系统，采用制动踏板，助力器主缸，制动油管，轮边制动器的模式。由驾驶员操纵制动踏板，经助力器助力后，在制动主缸建立油压，制动油管将油价传递到轮边制动器，实现刹车。传统制动器包括盘式制动器和鼓式制动器。

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。

中国专利文献（公告日：2017年12月15日，公告号：CN107472217A）公开了一种制动踏板感调整方法，包括：S1，位移传感器获取制动踏板的位移信息，并将所述获取的位移信息发送至整车控制器；S2，整车控制器根据用户选择的踏板感调整方式，确定与来自位移传感器的位移信息对应的电压控制信号，并将所述电压控制信号发送至踏板感模拟装置；S3，踏板感模拟装置根据来自控制器的电压控制信号产生相应强度的电磁力，以调整制动踏板的踏板感，所述电磁力用于调整制动踏板的反馈力；其中，控制器中预设有多种供用户选择的踏板感调整方式，每种踏板感调整方式中包括制动踏板的位移与电压控制信号的对应关系。另外，本发明还公开了一种制动踏板感调整系统和制动踏板感模拟装置。采用本发明，调整了制动踏板感。

中国专利文献（公告日：2012年5月23日，公告号：CN 202225859U）公开了一种电控制动踏板感觉模拟装置，由支架、卷簧组件、角度传感器、踏板、磁流变离合器、力矩传感器、轴、加速度传感器和控制单元组成，本实用新型具有结构简单、响应速度快、低能耗、模拟效果好等优点，本实用新型可以很方便的在不同车型上进行移植，只需改变控制程序即可改变反馈踏板力的大小模拟，消除了传统制动踏板的“打脚”现象。

中国专利文献（公告日：2015年12月23公告号：105172767A）公开了一种电控制动踏板感觉模拟装置及其控制方法，电控制动踏板感觉模拟装置包括安装在制动踏板后面的模拟装置主缸和位移传感器，模拟装置主缸的另一端依次连接调压阀和储液罐，储液罐的另一端与模拟装置主缸连接，模拟装置主缸、调压阀和储液罐形成闭合回路；调压阀上还并联有单向阀；电控制动踏板感觉模拟装置还包括接收位移传感器输出的位移模信号的控制单元，控制单元输出占空比，驱动电路输出电流，驱动调压阀产生电磁力。该种电控制动踏板感觉模拟装置结构紧凑，有利于在车辆上的安装与布置，能够降低生产成本。同时，将制动踏板与电控技术相结合，通过电控实现多种模式下的制动踏板感觉，可以完全模拟出真空助力器在制动时的效果。

中国专利文献（公告日：2017年9月1日，公告号：206456358U）公开了一种自增力式制动踏板感觉模拟装置，包含增力装置，模拟装置阀块，传统液压制动系统的制动主缸、油杯、制动主缸活塞、制动主缸推杆、制动踏板和制动轮缸，以及电控液压制动系统的液压控制单元HCU。在电控液压制动系统正常工作时，来自制动主缸和助力缸的液压油经两位三通阀流入制动踏板感觉模拟器，推动模拟器活塞压缩橡胶块，可模拟真实制动效果；在电控液压制动系统失效时，驾驶员踩下制动踏板，制动主缸的液压油和增压后的助力缸液压油一起进入制动轮缸，可明显的增大轮缸制动压力，保障应急制动效果。

上述技术方案有采用液压油实现踏板感觉模拟装置同时解决失效问题的，也有采用电控实现多种模式下的制动踏板感觉的，还有通过电压控制信号产生相应强度的电磁力来实现制动踏板感调整的。但是上述技术方案大都采用一体式结构进制动踏板感调整，这样的结构设置复杂，而且占有空间，成本高等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决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，踏板感便不能调节等问题，而提供一种能够实现踏板感自动调节和整车断电制动失效保护的分体式踏板感模拟装置及利用其调节踏板感的方法。

本发明实现其第一个技术目的所采用的技术方案是：一种分体式踏板感模拟装置，包括制动踏板、踏板臂和踏板附件，还包括分体设置的踏板感调整机构和失效保护制动机构，其中，

踏板感调整机构，用于实现踏板感调整的机构，所述的踏板感调整机构设置在与制动踏板制动反向的踏板臂上；所述的踏板感调整机构内部设置有磁场机构，所述的磁场机构在制动踏板制动过程中通电并形成与制动方向反向的大小可调节的磁场力；

失效保护制动机构，所述的失效保护制动机构沿制动踏板制动方向设置在踏板附件上。

该分体式踏板感模拟装置，通过对踏板感模拟装置进行全新的设计，在制动踏板上分体设计踏板感调整机构和失效保护制动机构，分体设计使得两者的动作能够分别在不同情况下实现，既能够实现对踏板感的自动有效调节，同时还能够实现在整车失电时的正常制动，使用时，正常踩下制动踏板，踏板臂带动带上的踏板感调整机构移动，并使其内部的磁场机构通电形成阻碍制动踏板的反作用力，通过控制反作用力的大小来自动调节踏板感，当整车供电失效时，可通过深踩踏板，失效保护制动机构工作，并在失效保护制动机构内部产生压力实现制动。该分体式踏板感模拟装置，结构设计巧妙，并且简单，分体式结构能够保证各自动作的独立性和有效性。

作为优选，所述的磁场机构包括磁体、复位弹簧、通电线圈和拉杆，所述的磁体设置在拉杆的一端，所述的通电线圈设置在靠近拉杆另一端处，所述的复位弹簧套设在磁体与通电线圈之间的拉杆上。磁场机构设置为上述结构，在工作时拉杆通过踏板臂带动向下运动，此时，拉杆带动其上的通电线圈一起运动，通电线圈通电形成电磁场，电磁场与磁体之间产生阻碍拉杆向下运动的反作用力，通过反作用力的大小来调节踏板感，结构简单，实用性强。

作为优选，所述的磁场力的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现。

作为优选，所述的踏板感调整机构还包括调整机构壳体，所述的磁场机构滑动设置在调整机构壳体内部并与踏板臂固定连接，所述的调整机构壳体通过一连接座与踏板附件固定连接。设置调整机构壳体既方便与踏板臂的连接又方便其内部磁场机构形成电磁场，进而与磁体形成反作用力，以调节踏板感。

作为优选，所述的调整机构壳体包括一体设置的罩体和滑动腔体，所述的罩体与滑动腔体呈阶梯圆筒结构设置，所述的滑动腔体连接座连接，所述的拉杆与滑动腔体滑动连接。调整机构壳体设置呈上述结构，滑动腔体与踏板附件固定连接，在制动踏板及踏板臂移动时，保证整个调整机构壳体不动，从而使得踏板臂带动其上的拉杆一起移动，实现通电线圈的通电并形成电磁场。

作为优选，所述的失效保护制动机构包括拨叉、推杆和活塞组件，所述的拨叉的一端转动连接在踏板臂上，所述的拨叉的另一端连接在推杆上，所述的推杆的另一端活动穿设在活塞组件内部，当深踩制动踏板时，推杆与活塞组件之间形成制动压力。失效保护制动机构设置有拨叉、推杆和活塞组件，可以通过推杆推动活塞组件形成制动压力，实现制动。

作为优选，所述的活塞组件包括活塞缸体、护罩和设置在活塞缸体内部的第一活塞、第二活塞，所述的活塞缸体固定在踏板附件上，所述的护罩设置在活塞缸体的开口端并且穿设在踏板附件内部，所述的推杆穿过护罩穿设在活塞缸体内部，所述的第一活塞和第二活塞沿活塞缸体的开口端水平设置并且与推杆同轴设置；所述的第一活塞和第二活塞两端的活塞缸体上设置有密封圈。活塞组件设置有活塞缸体、第一活塞、第二活塞，而第一活塞和第二活塞与推杆沿同一轴线设置，推杆在拨叉的带动下向活塞缸体内部推进，并使第一活塞和第二活塞动作，实现制动。

作为优选，所述的活塞缸体上设置有连接制动油壶的制动液进油口，所述的制动液进油口连通活塞缸体内部。

作为优选，制动踏板固定在踏板臂的一端，所述的踏板臂的另一端与踏板附件转动连接，所述的踏板附件上设置有失效保护制动机构安装孔。

本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种利用分体式踏板感模拟装置调节踏板感的方法，包括如下步骤：

步骤一）踏板感调节：正常踩下制动踏板，踏板感调整机构动作：踏板臂带动拉杆移动，通电线圈随拉杆动作并接通电源；通电线圈通电后形成电磁场，电磁场与磁体之间产生反向磁场力，所述的磁场力的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现，磁场力阻碍拉杆向下运动，在制动力与磁场力之间形成抗衡，以此实现踏板感的调节； 松开制动踏板，踏板臂回位，拉杆在复位弹簧的带动下复位；

步骤二）失电制动：当整车供电失效时，深踩制动踏板，失效保护制动机构动作：踏板臂向下运动带动拨叉动作，拨叉带动推杆向活塞缸体内部水平移动，推动第一活塞和第二活塞动作，将制动力传递到活塞组件建立压力，实现制动。

本发明的有益效果是：该分体式踏板感模拟装置，在制动踏板上分体设计踏板感调整机构和失效保护制动机构，分体设计使得两者的动作能够分别在不同情况下实现，既能够实现对踏板感的自动有效调节，同时还能够实现在整车失电时的正常制动，而且结构设计巧妙简单，分体式结构能够保证各自动作的独立性和有效性，而利用分体式踏板感模拟装置调节踏板感的方法，操作简便，实用性强，效果好。

附图说明

图1是本发明分体式踏板感模拟装置的一种结构示意图；

图2是本发明中调整机构壳体的一种结构示意图；

图中：1、制动踏板，2、踏板臂，3、踏板附件，4、踏板感调整机构，5、失效保护制动机构，6、磁场机构，7、磁体，8、复位弹簧，9、通电线圈，10、拉杆，11、调整机构壳体，12、连接座，13、罩体，14、滑动腔体，15、拨叉，16、推杆，17、活塞组件，18、活塞缸体，19、护罩，20、第一活塞，21、第二活塞，22、密封圈，23、制动液进油口，24、失效保护制动机构安装孔，F、磁场力，P、制动压力。

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详细说明。

实施例1：

在图1所示的实施例中，一种分体式踏板感模拟装置，包括制动踏板1、踏板臂2和踏板附件3，还包括分体设置的踏板感调整机构4和失效保护制动机构5，其中，

踏板感调整机构4，用于实现踏板感调整的机构，踏板感调整机构4设置在与制动踏板1制动反向的踏板臂2上；踏板感调整机构4内部设置有磁场机构6，磁场机构6在制动踏板1制动过程中通电并形成与制动方向反向的大小可调节的磁场力F；

失效保护制动机构5，失效保护制动机构5沿制动踏板1制动方向设置在踏板附件3上。

磁场机构6包括磁体7、复位弹簧8、通电线圈9和拉杆10，磁体7设置在拉杆10的一端，通电线圈9设置在靠近拉杆10另一端处，复位弹簧8套设在磁体7与通电线圈9之间的拉杆10上。

磁场力F的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现。通电线圈通过蓄电池提供电源，并通过线束与蓄电池连接，电流大小通过整车控制器控制。

踏板感调整机构4还包括调整机构壳体11，磁场机构6滑动设置在调整机构壳体11内部并与踏板臂2固定连接，调整机构壳体11通过一连接座12与踏板附件3固定连接。

调整机构壳体11包括一体设置的罩体13和滑动腔体14（见图2），罩体13与滑动腔体14呈阶梯圆筒结构设置，滑动腔体14与连接座12连接，拉杆10与滑动腔体14滑动连接。

失效保护制动机构5包括拨叉15、推杆16和活塞组件17，拨叉15的一端转动连接在踏板臂2上，拨叉15的另一端连接在推杆16上，推杆16的另一端活动穿设在活塞组件17内部，当深踩制动踏板时，推杆16与活塞组件17之间形成制动压力P。深踩制动踏板形成的制动压力远大于反向的磁场力，因此可以有实现有效的制动。

活塞组件17包括活塞缸体18、护罩19和设置在活塞缸体18内部的第一活塞20、第二活塞21，活塞缸体18固定在踏板附件3上，护罩19设置在活塞缸体18的开口端并且穿设在踏板附件3内部，推杆16穿过护罩19穿设在活塞缸体18内部，第一活塞20和第二活塞21沿活塞缸体18的开口端水平设置并且与推杆16同轴设置；第一活塞20和第二活塞21两端的活塞缸体18上设置有密封圈22。

活塞缸体18上设置有连接制动油壶的制动液进油口23，制动液进油口23连通活塞缸体18内部。

制动踏板1固定在踏板臂2的一端，踏板臂2的另一端与踏板附件3转动连接，踏板附件3上设置有失效保护制动机构安装孔24。

本申请通过对踏板感模拟装置进行全新的设计，在制动踏板1上分体设计踏板感调整机构4和失效保护制动机构5，踏板感调整机构4包括磁体7、复位弹簧8、通电线圈9、拉杆10和调整机构壳体11，失效保护制动机构5包括拨叉15、推杆16、活塞缸体18、护罩19和设置在活塞缸体18内部的第一活塞20、第二活塞21、密封圈22。通过分体设计使得两者的动作能够分别在不同情况下实现，既能够实现对踏板感的自动有效调节，同时还能够实现在整车失电时的正常制动，使用时，正常踩下制动踏板，踏板臂带动带上的踏板感调整机构移动，并使其内部的磁场机构通电形成阻碍制动踏板的反作用力，通过控制反作用力的大小来自动调节踏板感，当整车供电失效时，可通过深踩踏板，失效保护制动机构工作，并在失效保护制动机构内部产生压力实现制动。该分体式踏板感模拟装置，结构设计巧妙，并且简单，分体式结构能够保证各自动作的独立性和有效性。

一种利用分体式踏板感模拟装置调节踏板感的方法，包括如下步骤：

步骤一）踏板感调节：正常踩下制动踏板1，踏板感调整机构4动作：踏板臂5带动拉杆10移动，通电线圈9随拉杆10动作并接通电源；通电线圈9通电后形成电磁场，电磁场与磁体7之间产生反向磁场力F，磁场力F的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现，磁场力F阻碍拉杆10向下运动，在制动力与磁场力F之间形成抗衡，以此实现踏板感的调节；松开制动踏板1，踏板臂2回位，拉杆10在复位弹簧8的带动下复位；

步骤二）失电制动：当整车供电失效时，深踩制动踏板1，失效保护制动机构5动作：踏板臂2向下运动带动拨叉15动作，拨叉15带动推杆16向活塞缸体18内部水平移动，推动第一活塞20和第二活塞21动作，将制动力传递到活塞组件17建立压力，实现制动。

踏板感调节和平失电制动的工作工程：正常踩下制动踏板，踏板臂带动拉杆移动，通电线圈通电，形成电磁场，电磁场与磁体间形成反向作用力，阻碍拉杆向下移动；可通过调节通电线圈中电流大小，控制该力大小，进而调节踏板感；复位弹簧为回位簧，保证拉杆的回位。当整车供电失效时，可通过深踩踏板，推杆将力传递到活塞缸体，建立压力，实现制动。

该踏板感模拟装置解决了现有的制动系统踏板感调节方式只能在设计阶段进行调整，通过调节制动系统各硬件参数来实现踏板感的调整，一经确定，不能变更的问题，本申请通过分体式踏板感模拟装置，通过电磁对电流线性相关，可以方便的调节踏板感。

Claims (10)

1.一种分体式踏板感模拟装置，包括制动踏板（1）、踏板臂（2）和踏板附件（3），其特征在于：还包括分体设置的踏板感调整机构（4）和失效保护制动机构（5），其中，

踏板感调整机构（4），用于实现踏板感调整的机构，所述的踏板感调整机构（4）设置在与制动踏板（1）制动反向的踏板臂（2）上；所述的踏板感调整机构（4）内部设置有磁场机构（6），所述的磁场机构（6）在制动踏板（1）制动过程中通电并形成与制动方向反向的大小可调节的磁场力；

失效保护制动机构（5），所述的失效保护制动机构（5）沿制动踏板（1）制动方向设置在踏板附件（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的磁场机构（6）包括磁体（7）、复位弹簧（8）、通电线圈（9）和拉杆（10），所述的磁体（7）设置在拉杆（10）的一端，所述的通电线圈（9）设置在靠近拉杆（10）另一端处，所述的复位弹簧（8）套设在磁体（7）与通电线圈（9）之间的拉杆（10）上。

3.根据权利要求2所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的磁场力的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现。

4.根据权利要求1所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的踏板感调整机构（4）还包括调整机构壳体（11），所述的磁场机构（6）滑动设置在调整机构壳体（11）内部并与踏板臂（2）固定连接，所述的调整机构壳体（11）通过一连接座（12）与踏板附件（3）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的调整机构壳体（11）包括一体设置的罩体（13）和滑动腔体（14），所述的罩体（13）与滑动腔体（14）呈阶梯圆筒结构设置，所述的滑动腔体（14）与连接座（12）连接，所述的拉杆（10）与滑动腔体（14）滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的失效保护制动机构（5）包括拨叉（15）、推杆（16）和活塞组件（17），所述的拨叉（15）的一端转动连接在踏板臂（2）上，所述的拨叉（15）的另一端连接在推杆（16）上，所述的推杆（16）的另一端活动穿设在活塞组件（17）内部，当深踩制动踏板（1）时，推杆（16）与活塞组件（17）之间形成制动压力。

7.根据权利要求6所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的活塞组件（17）包括活塞缸体（18）、护罩（19）和设置在活塞缸体（18）内部的第一活塞（20）、第二活塞（21），所述的活塞缸体（18）固定在踏板附件（3）上，所述的护罩（19）设置在活塞缸体（18）的开口端并且穿设在踏板附件（3）内部，所述的推杆（16）穿过护罩（19）穿设在活塞缸体（18）内部，所述的第一活塞（20）和第二活塞（21）沿活塞缸体（18）的开口端水平设置并且与推杆（16）同轴设置；所述的第一活塞（20）和第二活塞（21）两端的活塞缸体（18）上设置有密封圈（22）。

8.根据权利要求7所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：所述的活塞缸体（18）上设置有连接制动油壶的制动液进油口（23），所述的制动液进油口（23）连通活塞缸体（18）内部。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种分体式踏板感模拟装置， 其特征在于：制动踏板（1）固定在踏板臂（2）的一端，所述的踏板臂（2）的另一端与踏板附件（3）转动连接，所述的踏板附件（3）上设置有失效保护制动机构安装孔（24）。

10.一种利用分体式踏板感模拟装置调节踏板感的方法， 其特征在于包括如下步骤：

步骤一）踏板感调节：正常踩下制动踏板，踏板感调整机构动作：踏板臂带动拉杆移动，通电线圈随拉杆动作并接通电源；通电线圈通电后形成电磁场，电磁场与磁体之间产生反向磁场力，所述的磁场力的大小通过整车控制器控制通电线圈电流的大小来实现，磁场力阻碍拉杆向下运动，在制动力与磁场力之间形成抗衡，以此实现踏板感的调节； 松开制动踏板，踏板臂回位，拉杆在复位弹簧的带动下复位；

步骤二）失电制动：当整车供电失效时，深踩制动踏板，失效保护制动机构动作：踏板臂向下运动带动拨叉动作，拨叉带动推杆向活塞缸体内部水平移动，推动第一活塞和第二活塞动作，将制动力传递到活塞组件建立压力，实现制动。