CN109987075A - 电子机械踏板模拟器、线控制制动系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子机械踏板模拟器、线控制制动系统以及车辆，电子机械踏板模拟器包括：壳体、推杆、活塞、助力部件、第一弹性件以及第二弹性件，推杆、活塞均可滑动地设于壳体上，助力部件与壳体固定连接且具有可移动的推压件，推杆通过第一弹性件将推压件推抵在活塞上，活塞通过第二弹性件推抵在壳体上，推压件被构造成能够驱动活塞移动，以在推压件沿第一方向运动时辅助活塞推抵推杆，且在推压件沿第二方向运动时辅助推杆推抵活塞，其中，第一方向与第二方向相反。由此，通过助力部件对推杆受到的力进行补偿或阻滞，从而可在驾驶员制动过程中，可提供给驾驶员适当的反馈力，提升踏板感觉。

Description

电子机械踏板模拟器、线控制制动系统以及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种电子机械踏板模拟器、线控制制动系统以及车辆。

背景技术

相关技术中，当车辆需要制动时，驾驶员需下踩制动踏板。对于传统车辆而言，传统车辆的制动踏板与制动器之间的液压或机械连接，制动系统反馈的制动反作用力能够直接作用在踏板上以为驾驶员提供舒适、合理的制动感觉。而由于电动车辆上电制动的加入以及制动踏板与制动器之间的液压或机械连接的取消，驾驶员无法直接感知制动时反馈到制动踏板上的反作用力(即踏板的刚性反馈)，造成驾驶员的制动感觉不良，影响驾驶员的驾驶体验。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种电子机械踏板模拟器，所述电子机械踏板模拟器能够合理模拟踏板受力，提升踏板感觉，提高驾驶体验。

本发明还提出了一种具有上述的电子机械踏板模拟器的线控制制动系统以及车辆。

根据本发明第一方面实施例的电子机械踏板模拟器包括：壳体、推杆、活塞、助力部件、第一弹性件以及第二弹性件，所述推杆、所述活塞均可滑动地设于所述壳体上，所述助力部件与所述壳体固定连接且具有可移动的推压件，所述推杆通过所述第一弹性件将所述推压件推抵在所述活塞上，所述活塞通过所述第二弹性件推抵在所述壳体上，所述推压件被构造成能够驱动所述活塞移动，以在所述推压件沿第一方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆，且在所述推压件沿第二方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。

根据本发明实施例的电子机械踏板模拟器，当推杆下压时，活塞将第一弹性件抵压在推压件上，并使第一弹性件与第二弹性件均被压缩，第一弹性件以及第二弹性件被压缩会将反作用力反馈给推杆。当反馈给推杆的推力小于驾驶员对踏板力的实际需求(即目标踏板力)时，助力部件需对推杆受到的反馈力做出补偿，从而使推杆受到的反馈力可供给驾驶员良好的制动感受；当第一弹性件以及第二弹性件反馈给推杆的力大于驾驶员对踏板力的实际需求(即目标踏板力)时，助力部件需对推杆受到的反馈力进行阻滞，从而使推杆受到的反馈力可经制动踏板提供给驾驶员适当的制动感受。

根据本发明的一些实施例，所述推压件驱动活塞移动时，所述第一弹性件与所述第二弹性件的变形趋势相反。

在一些实施例中，所述第一弹性件的刚度小于所述第二弹性件的刚度，所述推压件沿朝向所述推杆方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆，所述推压件沿远离所述推杆方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞，或者所述第一弹性件的刚度大于所述第二弹性件的刚度，所述推压件沿朝向所述推杆方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞，所述推压件沿远离所述推杆方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆。

根据本发明的一些实施例，所述第一弹性件为压缩弹簧，所述第二弹性件为碟簧。

在一些实施例中，所述活塞朝向所述推压件的一端敞开并形成有容纳槽，所述第一弹性件设于所述容纳槽内，所述推压件经所述活塞的另一端伸入所述容纳槽内，以夹在所述容纳槽的底壁与所述第一弹性件之间。

进一步地，所述壳体内设有导向腔室以及与所述导向腔室连通的第一敞开口，所述活塞的一端经所述第一敞开口伸入所述导向腔室内且与所述导向腔室滑动配合，所述活塞的另一端在所述壳体外将位于所述壳体外的所述第二弹性件抵压到所述壳体上。

可选地，所述壳体包括：主缸体以及端盖，所述主缸体内形成有所述导向腔室和所述第一敞开口，所述端盖在所述第二弹性件和所述活塞的外侧与所述主缸体的一端连接，以对所述活塞和所述第二弹性件进行轴向限位，所述端盖具有供所述推杆伸入所述壳体内并与所述推杆滑动配合的导向孔。

可选地，所述活塞朝向所述端盖的一端具有止挡翻边，所述第二弹性件的一端与所述壳体固定连接，所述第二弹性件的另一端与所述止挡翻边止抵配合且常驱动所述活塞靠近所述端盖。

在一些实施例中，所述壳体具有与所述导向腔室连通的第二敞开口，所述助力部件的一部分位于所述壳体外且所述推压件经所述第二敞开口伸入所述导向腔室内，所述第一敞开口形成在所述壳体的端部且所述第二敞开口形成在所述壳体的侧部。

根据本发明的一些实施例，所述助力部件包括：驱动电机、第一传动机构以及第二传动机构，所述驱动电机具有输出轴，所述第一传动机构包括主动件、从动件，所述主动件和所述从动件互相传动，所述主动件与所述输出轴通过减速器连接，所述第一传动机构为链传动机构、齿轮传动机构、带传动机构、蜗轮蜗杆传动机构中的任一种，所述第二传动机构包括转动件和移动件，所述转动件和所述移动件通过螺纹传动或通过轮齿啮合，所述转动件与所述从动件连接，所述移动件形成为所述助力部件的动力输出件，所述第二传动机构为齿轮齿条传动机构、丝杆螺母传动机构、滚珠丝杠传动机构中的任一种。

在一些实施例中，所述助力部件包括：安装壳、驱动电机、行星齿轮传动机构以及齿轮齿条传动机构，安装壳与所述壳体固定连接，所述安装壳设有内齿圈，所述驱动电机与所述安装壳固定连接，所述行星齿轮传动机构包括太阳轮、多个行星轮以及行星轮架，所述多个行星轮环绕所述太阳轮设置且均连接在所述行星轮架上，每个所述行星轮均位于所述内齿圈与所述太阳轮之间且分别与两者啮合，所述齿轮齿条传动机构包括齿轮和与齿轮啮合的齿条，所述齿轮与所述行星齿轮架固定连接，所述齿条形成为所述推压件。

进一步地，所述驱动电机、所述行星齿轮传动机构均位于所述安装壳内，所述齿轮齿条传动机构位于所述壳体内且所述行星轮架伸入所述安装壳内以与所述行星轮架固定连接。

可选地，所述齿条的一端与所述壳体滑动配合，所述齿条的另一端穿过所述活塞且具有止抵在所述活塞与所述第一弹性件之间的止挡部。

根据本发明第二方面实施例的线控制制动系统包括：如上述实施例中所述的电子机械踏板模拟器以及控制元件，所述电子机械踏板模拟器上设有力传感器和位移传感器，所述位移传感器与所述控制元件电连接，以检测所述推杆的当前位移并将位移信号发送给控制元件，所述力传感器与所述控制元件电连接，以检测所述推杆所受的当前推力并将推力信号发送给控制元件，所述助力部件在所述当前推力与当前位移所对应的预设推力不相等时，控制所述助力部件得电且通过所述推动部件作用于所述推杆，直至所述当前推力与所述预设推力相等。

本发明又提出一种具有上述线控制制动系统的车辆包括：制动踏板以及如上述实施例中所述的电子机械踏板模拟器，所述推杆的一端与所述制动踏板连接且另一端伸入所述导向腔室。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电子机械踏板模拟器的示意图；

图2是根据本发明实施例的电子机械踏板模拟器的剖视图；

图3是根据本发明实施例的制动踏板力传感器的助力部件示意图；

图4是根据本发明实施例的电子机械踏板模拟器的推杆、第二弹性件、位移传感器以及力传感器的示意图；

图5是根据本发明实施例的踏板感模拟器的原理图。

附图标记：

电子机械踏板模拟器100，制动踏板200，

壳体1，主缸体11，安装座111，端盖12，导向孔121，第一敞开口13，第二敞开口14，

推杆2，活塞3，助力部件4，驱动电机41，第一传动机构42，太阳轮421，行星轮422，行星轮架423，第二传动机构43，齿轮431，齿条432，安装壳44，推压件45，止挡部451，

第一弹性件5，第二弹性件6，力传感器7，位移传感器8，控制元件9，

容纳槽a，导向腔室b。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前，线控制制动系统是一个全新的制动机构，是制动驱动机构功能与触动装置上的革新。线控制制动系统取消了传统的液压制动系统，以电机提供制动能源，以电信号传输驾驶员制动意图，执行机构为电子机械制动执行器。当车辆制动时，驾驶员踩下制动踏板200，制动踏板200带有电子机械踏板模拟器100，踏板行程信号可通过CAN(控制器局域网络：Controller Area Network)总线传送至控制器。控制器同时接收车速轮速、电机电流和转子位置信号，通过综合的计算分析，控制器发出控制信号。功率驱动电路根据控制器的控制信号向电子机械制动执行器(如鼓式制动器或盘式制动器)的驱动部件(如直线电机)提供相应大小和方向的电流，从而控制驱动部件的运动方向、推力大小、运动速度。这样，驱动部件再带动执行机构(如驻车制动执行机构或行车制动执行机构)，以产生制动力输给车轮而实施制动。

该线控制制动系统用一个电子机械踏板模拟器100模拟制动踏板200特性，取消了体积较大的真空制动助力器、制动主缸、储油器等常规液压制动系统的部件，采用纯机械的电子机械踏板模拟器，去除了中间变量(液压、气压等)，提高了整车的可集成化程度，响应时间快、机械性能好。更重要的是，本发明实施例的电子机械踏板模拟器100是基于线控制控制技术的驾驶感受差，且现有的电子机械踏板模拟器100不能准确、直观的反馈力传感器所受的压力而进行的改进。

下面参考图1至图5描述根据本发明实施例的电子机械踏板模拟器100。

如图1和图2所示，根据本发明第一方面实施例的电子机械踏板模拟器100包括：壳体1、推杆2、活塞3、助力部件4、第一弹性件5以及第二弹性件6，推杆2、活塞3均可滑动地设于壳体1上，助力部件4与壳体1固定连接且具有可移动的推压件45，推杆2通过第一弹性件5将推压件45推抵在活塞3上，活塞3通过第二弹性件6推抵在壳体1上，推压件45被构造成能够驱动活塞3移动，以在推压件45沿第一方向运动时辅助活塞3推抵推杆2，且在推压件45沿第二方向运动时辅助推杆2推抵活塞3，其中，第一方向与第二方向相反。

可以理解的是，当推杆2下压时，活塞3将第一弹性件5抵压在推压件45上，并使第一弹性件5与第二弹性件6均被压缩，第一弹性件5以及第二弹性件6被压缩会将反作用力反馈给推杆2。当反馈给推杆2的推力小于驾驶员对踏板力的实际需求(即目标踏板力)时，助力部件4需对推杆2受到的反馈力做出补偿，从而使推杆2受到的反馈力可供给驾驶员良好的制动感受；当第一弹性件5以及第二弹性件6反馈给推杆2的力大于驾驶员对踏板力的实际需求(即目标踏板力)时，助力部件4需对推杆2受到的反馈力进行阻滞，从而使推杆2受到的反馈力可经制动踏板200提供给驾驶员适当的制动感受。

也就是说，当推杆2推动活塞3时，第一弹性件5以及第二弹性件6同时收缩，以提供驾驶员踩踏制动踏板200时的反馈力，进而在第一弹性件5以及第二弹性件6的反馈力与预目标踏板力不匹配时，通过助力部件4推动推压件45以补偿或阻滞反馈力，使电子机械踏板模拟器100的踏板力模拟效果更加真实。

由于弹性件的作用力大多具有线性特性，而踏板力特性有时需要的是非线性的，因此本发明采用第一弹性件5、第二弹性件6以及助力部件4相结合的方法模拟踏板受到的反作用力(即踏板力)，即利用弹性件的弹力和助力部件4的驱动力来综合模拟踏板力。其中，弹性件提供基础踏板力，保证制动系统工作实时踏板的“制动感觉”，助力部件4和第一弹性件5、第二弹性件6一起提供目标踏板力，补偿或阻滞基础踏板力和目标踏板力之间的剩余部分。这样，通过第一弹性件5以及第二弹性件6和助力部件4将踏板特性模拟出来，踏板感觉更真实、合理。

更重要的是，本发明实施例的踏板感模拟器1采用第一弹性件5隔离助力部件4和推杆2，以调节弹性件的方式间接调节反馈给推杆2的压力，有效避免助力部件4与推杆2之间直接接触带来的冲击，最大程度地降低了助力部件4故障对推杆2运动的影响。

进一步地，第一弹性件5位于活塞3背离推杆2的一侧，从而在推杆2下压时，可以通过第一弹性件5吸收一定的压力，以起到缓冲作用，进而提高电子机械踏板模拟器100的工作稳定性。

需要说明的是，制动感觉包括踏板制动感觉、驾驶员感受到的车辆制动减速度、听觉上的制动噪音和视觉上的车辆减速度等多种因素。其中，踏板制动感觉是踏板下移位移和踏板反馈力等多项数据综合反馈的效果，踏板制动感觉最为重要，良好的踏板制动感觉可提高驾驶员的驾驶体验。此外，当车辆制动完成后，可以通过第一弹性件5、第二弹性件6以及助力部件4使制动踏板200快速回复至初始状态(即未踩踏制动踏板200时制动踏板200的自然伸出状态)并通过多个弹性件为制动踏板200提供未踩踏前的基础踏板力，以提高车辆的工作稳定性。

根据本发明的一些实施例，推压件45驱动活塞3移动时，第一弹性件5与第二弹性件6的变形趋势相反。也就是说，在驾驶员踩踏制动踏板200的过程中，当第一弹性件5在助力部件4的带动下朝向初始状态回复时，第二弹性件6在助力部件4的带动下被进一步地压缩，当第一弹性件5在助力部件4的带动下被压缩时，第二弹性件6在助力部件4的带动下朝向初始状态回复。由此，使助力部件4可以同时对第一弹性件5以及第二弹性件6进行调整，以使电子机械踏板模拟器100的反馈力调整范围更大。在一些实施例中，第一弹性件5的刚度小于第二弹性件6的刚度，推压件45沿朝向推杆2方向运动时辅助活塞3推抵推杆2，推压件45沿远离推杆2方向运动时辅助推杆2推抵活塞3，或者第一弹性件5的刚度大于第二弹性件6的刚度，推压件45沿朝向推杆2方向运动时辅助推杆2推抵活塞3，推压件45沿远离推杆2方向运动时辅助活塞3推抵推杆2。

由此，通过设置两个刚度系数不同的弹性件，以使电子机械踏板模拟器100可以在受力时，使第一弹性件5以及第二弹性件6同时收缩，并使刚度较大的弹性件逐渐收缩，且在第一弹性件5以及第二弹性件6被压缩的过程中，弹性件的刚度保持恒定，不仅可以提高电子机械踏板模拟器100的推力调节的精确度，而且使第一弹性件5与第二弹性件6之间的载荷分布更加均匀。

这里，可以理解的是，当第一弹性件5的刚度小于第二弹性件6的刚度时，推压件45沿朝向推杆2方向运动时辅助活塞3推抵推杆2以阻滞第一弹性件5以及第二弹性件6的反馈力，推压件45沿远离推杆2方向运动时辅助推杆2推抵活塞3以补偿第一弹性件5以及第二弹性件6的反馈力；当第一弹性件5的刚度大于第二弹性件6的刚度时，推压件45沿朝向推杆2方向运动时辅助推杆2止抵活塞3以补偿第一弹性件5以及第二弹性件6的反馈力当前推力，推压件45沿远离推杆2方向运动时辅助活塞3推抵推杆2以阻滞第一弹性件5以及第二弹性件6的反馈力。

在图1和图2所示的具体的实施例中，第一弹性件5为压缩弹簧，第二弹性件6为碟簧。这样，第一弹性件5以及第二弹性件6的选用更加合理，不仅可以降低电子机械踏板模拟器100的生产成本，而且使电子机械踏板模拟器100的体积更小，空间布置更加合理。

如图1所示，活塞3朝向推压件45的一端敞开并形成有容纳槽a，第一弹性件5设于容纳槽a内，推压件45经活塞3的另一端伸入容纳槽a内，以夹在容纳槽a的底壁与第一弹性件5之间。这样，通过推压件45以及容纳槽a对第一弹性件5进行限位，以提高助力部件4、第二弹性件6以及活塞3的整体的结构稳定性。

进一步地，壳体1内设有导向腔室b以及与导向腔室b连通的第一敞开口13，活塞3的一端经第一敞开口13伸入导向腔室b内且与导向腔室b滑动配合，活塞3的另一端在壳体1外将位于壳体1外的第二弹性件6抵压到壳体1上。

由此，通过导向腔室b对推压件45以及推杆2的运动提供导向，并使第二弹性件6可以在壳体1外止抵在壳体1上，第一弹性件5可以在推压件45的带动下，在导向腔室b中运动，以使第一弹性件5与第二弹性件6在轴向上间隔开，以提高第一弹性件5、活塞3以及推压件45的运动稳定性，进而提高电子机械踏板模拟器100的工作稳定性。

如图2所示，壳体1包括：主缸体11以及端盖12，主缸体11内形成有导向腔室b和第一敞开口13，端盖12在第二弹性件6和活塞3的外侧与主缸体11的一端连接，以对活塞3和第二弹性件6进行轴向限位，端盖12具有供推杆2伸入壳体1内并与推杆2滑动配合的导向孔121。

这样，不仅通过端盖12使第二弹性件6在壳体1上的固定更加稳定，而且通过端盖12对第二弹性件6进行限位，通过导向孔121对推杆2推抵第二弹性件6的运动提供导向，以使第二弹性件6的受力更均匀、运动更平稳。

进一步地，主缸体11上还具有安装座111，从而可以将第二弹性件6止抵在安装座111上，以提高主缸体11与第二弹性件6的连接稳定性。

可选地，活塞3朝向端盖12的一端具有止挡翻边，第二弹性件6的一端与壳体1固定连接，第二弹性件6的另一端与止挡翻边止抵配合且常驱动活塞3靠近端盖12。这样，通过第二弹性件6与止挡翻边的止抵配合，以防止活塞3由端盖12的一端脱出壳体1，以提高电子机械踏板模拟器100的结构稳定性。

在一些实施例中，壳体1具有与导向腔室b连通的第二敞开口14，助力部件4的一部分位于壳体1外且推压件45经第二敞开口14伸入导向腔室b内，第一敞开口13形成在壳体1的端部且第二敞开口14形成在壳体1的侧部。由此，以方便助力部件4、活塞3以及第一弹性件5在壳体1上的安装以及布置，使电子机械踏板模拟器100的各个部件的空间布置更加合理，以使电子机械踏板模拟器100的空间占用更小。

如图3所示，助力部件4包括：驱动电机41、第一传动机构42以及第二传动机构43，驱动电机41具有输出轴，第一传动机构42包括主动件、从动件，主动件和从动件互相传动，主动件与输出轴通过减速器连接，第一传动机构42为链传动机构、齿轮431传动机构、带传动机构、蜗轮蜗杆传动机构中的任一种，第二传动机构43包括转动件和移动件，转动件和移动件通过螺纹传动或通过轮齿啮合，转动件与从动件连接，移动件形成为助力部件4的动力输出件，第二传动机构43为齿轮齿条传动机构、丝杆螺母传动机构、滚珠丝杠传动机构中的任一种。

由此，第一传动机构42将驱动电机41的动力传递给第二传动机构43，第二传动机构43将转动件的转动转换成移动件的直线往复运动，以在移动件的作用下，使推压件45朝向第二弹性件6或者远离第二弹性件6运动，这样不仅可以通过第一传动机构42以及第二传动机构43将驱动电机41的动力传递给推压件45，而且使传动更加平稳、以使推压件45的运动更加平稳。

如图3所示，助力部件4包括：安装壳44、驱动电机41、行星齿轮传动机构以及齿轮齿条传动机构，安装壳44与壳体1固定连接，安装壳44设有内齿圈441，驱动电机41与安装壳44固定连接，行星齿轮传动机构包括太阳轮421、多个行星轮422以及行星轮架423，多个行星轮422环绕太阳轮421设置且均连接在行星轮架423上，每个行星轮422均位于内齿圈与太阳轮421之间且分别与两者啮合，齿轮齿条传动机构包括齿轮431和与齿轮431啮合的齿条432，齿轮431与行星齿轮431架固定连接，齿条432形成为推压件45。

其中，内齿圈441可以与安装壳11一体成型，也可以是嵌设或过盈配合在安装壳11内的零件。

换言之，行星齿轮传动机构形成为第一传动机构42，齿轮齿条传动机构形成为第二传动机构43，齿轮431形成为转动件以带动齿条432，齿条432形成为推压件45，以推动活塞3。由此，是助力部件4的结构更加简单，动力传递更加平稳。

进一步地，驱动电机41、行星齿轮431传动机构均位于安装壳44内，齿轮齿条传动机构位于壳体1内且行星轮架423伸入安装壳44内以与行星轮架423固定连接，以使行星齿轮431传动机构、驱动电机41以及齿轮齿条传动机构的布置更加合理。

如图3所示，齿条432的一端与壳体1滑动配合，齿条432的另一端穿过活塞3且具有止抵在活塞3与第一弹性件5之间的止挡部451。由此，可以通过止挡部451对齿条432的运动行程进行限定，以提高齿轮齿条传动机构的传动稳定性。

根据本发明第二方面实施例的线控制制动系统包括：如上述实施例中的电子机械踏板模拟器100以及控制元件9，电子机械踏板模拟器100上设有力传感器7和位移传感器8，位移传感器8与控制元件9电连接，以检测推杆2的当前位移并将位移信号发送给控制元件9，力传感器7与控制元件9电连接，以检测推杆2所受的当前推力并将推力信号发送给控制元件9，助力部件4在当前推力与当前位移所对应的预设推力不相等时，控制助力部件4得电且通过推动部件作用于推杆2，直至当前推力与预设推力相等。

具体而言，控制元件9通过位移传感器8反馈的推杆2位移量以及力传感器7反馈的推杆2受力，并将其与控制元件9中预设的推杆2达到该位移量时的预设推力进行比对，以在当前推力与预设推力不一致时，使助力部件4工作，通过推压件45推抵活塞3或者推抵推杆2，以使当前推力与预设推力相一致。

这样，通过助力部件4对当前推力进行调整，从而使电子机械踏板模拟器100所提供的推力更加接近预设推力，不仅可以使线控制制动系统具有更高的工作稳定性，而且可以在使用过程中，为驾驶员提供踏板力反馈，以提高驾驶感受。

可选地，控制元件9包括ECU和电流放大器，电流放大器可对电流放大。这样的结构设置便于控制元件9更好地调控助力部件4的工作状态。

本发明又提出一种具有上述线控制制动系统的车辆包括：制动踏板200以及如上述实施例中的电子机械踏板模拟器100，推杆2的一端与制动踏板200固定连接且另一端伸入导向腔室b。

根据本发明实施例的车辆，在驾驶员踩踏制动踏板200时，可以通过推杆2推动活塞3，以使电子机械踏板模拟器100为驾驶员提供踏板力反馈，以提高驾驶员的驾驶感受，进而使驾驶员可以根据驾驶感受，调整踩踏制动踏板200的力，以提高车辆的行驶安全性。

参照图1和图5描述根据本发明一个具体实施例的电子机械踏板感模拟器100的工作过程。

通过调节第一弹性件5(如螺旋弹簧)以及第二弹性件6(如碟形弹簧)的预紧力可以给踏板2(或制动踏板200)一定的预置力，这也符合传统踏板感觉事实，当驾驶员施力踩踏制动踏板200时，推杆2运动并推动活塞3压迫第一弹性件5以及第二弹性件6变形，力传感器7以及位移传感器8实时采集推杆2的位移以及压力信息，并发送给控制元件9，控制元件9将这些信号发生给更高层系统，供其实现功能所需，同时也综合由更高层系统传递下来的信息，计算推杆2实际“行程-压力”关系与目标“行程-压力”关系之间的差距，然后控制驱动电机41输出转速转矩，经行星齿轮机传动构减速增距后驱动行星轮架423旋转，使得与其啮合的齿条432直线运动，这时齿条432就能够对第一弹性件5和第二弹性件6的压缩量(通过活塞3)施以调节，使得推杆2受到的压力大小趋向目标值，并通过制动踏板200反馈到驾驶员，实现踏板感觉的调节。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种电子机械踏板模拟器，其特征在于，包括：

壳体；

推杆；

活塞，所述推杆、所述活塞均可滑动地设于所述壳体上；

助力部件，所述助力部件与所述壳体固定连接且具有可移动的推压件；

第一弹性件，所述推杆通过所述第一弹性件将所述推压件推抵在所述活塞上；以及

第二弹性件，所述活塞通过所述第二弹性件推抵在所述壳体上，所述推压件被构造成能够驱动所述活塞移动，以在所述推压件沿第一方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆，且在所述推压件沿第二方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。

2.根据权利要求1所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述推压件驱动所述活塞移动时，所述第一弹性件与所述第二弹性件的变形趋势相反。

3.根据权利要求2所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，

所述第一弹性件的刚度小于所述第二弹性件的刚度，所述推压件沿朝向所述推杆方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆，所述推压件沿远离所述推杆方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞；或者

所述第一弹性件的刚度大于所述第二弹性件的刚度，所述推压件沿朝向所述推杆方向运动时辅助所述推杆推抵所述活塞，所述推压件沿远离所述推杆方向运动时辅助所述活塞推抵所述推杆。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述第一弹性件为压缩弹簧，所述第二弹性件为碟簧。

5.根据权利要求1所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述活塞朝向所述推压件的一端敞开并形成有容纳槽，所述第一弹性件设于所述容纳槽内，所述推压件经所述活塞的另一端伸入所述容纳槽内，以夹在所述容纳槽的底壁与所述第一弹性件之间。

6.根据权利要求1或5述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述壳体内设有导向腔室以及与所述导向腔室连通的第一敞开口，所述活塞的一端经所述第一敞开口伸入所述导向腔室内且与所述导向腔室滑动配合，所述活塞的另一端在所述壳体外将位于所述壳体外的所述第二弹性件抵压到所述壳体上。

7.根据权利要求6述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述壳体包括：

主缸体，所述主缸体内形成有所述导向腔室和所述第一敞开口；以及

端盖，所述端盖在所述第二弹性件和所述活塞的外侧与所述主缸体的一端连接，以对所述活塞和所述第二弹性件进行轴向限位，所述端盖具有供所述推杆伸入所述壳体内并与所述推杆滑动配合的导向孔。

8.根据权利要求6述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述活塞朝向所述端盖的一端具有止挡翻边，所述第二弹性件的一端与所述壳体固定连接，所述第二弹性件的另一端与所述止挡翻边止抵配合且常驱动所述活塞靠近所述端盖。

9.根据权利要求6述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述壳体具有与所述导向腔室连通的第二敞开口，所述助力部件的一部分位于所述壳体外且所述推压件经所述第二敞开口伸入所述导向腔室内，所述第一敞开口形成在所述壳体的端部且所述第二敞开口形成在所述壳体的侧部。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述助力部件包括：

驱动电机，所述驱动电机具有输出轴；

第一传动机构，所述第一传动机构包括主动件、从动件，所述主动件和所述从动件互相传动，所述主动件与所述输出轴通过减速器连接，所述第一传动机构为链传动机构、齿轮传动机构、带传动机构、蜗轮蜗杆传动机构中的任一种；以及

第二传动机构，所述第二传动机构包括转动件和移动件，所述转动件和所述移动件通过螺纹传动或通过轮齿啮合，所述转动件与所述从动件连接，所述移动件形成为所述助力部件的动力输出件，所述第二传动机构为齿轮齿条传动机构、丝杆螺母传动机构、滚珠丝杠传动机构中的任一种。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的电子机械踏板模拟器，其特征在于，所述助力部件包括：

安装壳，安装壳与所述壳体固定连接，所述安装壳设有内齿圈；

驱动电机，所述驱动电机与所述安装壳固定连接；

行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括太阳轮、多个行星轮以及行星轮架，所述多个行星轮环绕所述太阳轮设置且均连接在所述行星轮架上，每个所述行星轮均位于所述内齿圈与所述太阳轮之间且分别与两者啮合；以及

齿轮齿条传动机构，所述齿轮齿条传动机构包括齿轮和与齿轮啮合的齿条，所述齿轮与所述行星齿轮架固定连接，所述齿条形成为所述推压件。

12.根据权利要求11所述的电子机械踏板模拟器，所述驱动电机、所述行星齿轮传动机构均位于所述安装壳内，所述齿轮齿条传动机构位于所述壳体内且所述行星轮架伸入所述安装壳内以与所述行星轮架固定连接。

13.根据权利要求11所述的电子机械踏板模拟器，所述齿条的一端与所述壳体滑动配合，所述齿条的另一端穿过所述活塞且具有止抵在所述活塞与所述第一弹性件之间的止挡部。

14.一种线控制制动系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-13中任一项所述的电子机械踏板模拟器，所述电子机械踏板模拟器上设有力传感器和位移传感器；以及

控制元件，所述位移传感器与所述控制元件电连接，以检测所述推杆的当前位移并将位移信号发送给控制元件，所述力传感器与所述控制元件电连接，以检测所述推杆所受的当前推力并将推力信号发送给控制元件，所述助力部件在所述当前推力与当前位移所对应的预设推力不相等时，控制所述助力部件得电且通过所述推动部件作用于所述推杆，直至所述当前推力与所述预设推力相等。

15.一种车辆，其特征在于，包括：

制动踏板；以及

如权利要求1-13中任一项所述的电子机械踏板模拟器，所述推杆的一端与所述制动踏板连接且另一端伸入所述导向腔室。