CN110696795A - 基于电磁调节的踏板感觉模拟器 - Google Patents

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CN110696795A CN201911152311.9A CN201911152311A CN110696795A CN 110696795 A CN110696795 A CN 110696795A CN 201911152311 A CN201911152311 A CN 201911152311A CN 110696795 A CN110696795 A CN 110696795A
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Abstract

本发明公开了一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,包括有模拟器推杆、模拟器缸体、储油杯、电控单元和液压控制单元,其中模拟器缸体内依次装配有第一活塞、第二活塞、第一电磁铁和第二电磁铁,模拟器推杆的后端插设在第一活塞内,模拟器推杆能够推动第一活塞在模拟器缸体的内腔中进行移动,第一活塞和第二活塞之间形成有第一工作腔,第二活塞与模拟器缸体后端盖之间形成有第二工作腔,第一工作腔通过进油管与储油杯相连通,第一工作腔通过出油管与液压控制单元相连通,有益效果:采用踏板感觉模拟器能够实现驾驶员制动意图的快速而准确的辨识;具有失效备份的功能,即当电控单元失效时,能够由驾驶员踩制动踏板提供制动力。

Description

基于电磁调节的踏板感觉模拟器
技术领域
本发明涉及一种踏板感觉模拟器,特别涉及一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器。
背景技术
目前,在当前环保节能减排的趋势下,电动汽车具有更高的技术优势,随着线控制动系统在电动汽车的普及,驾驶员的制动意图不再以机械方式而是通过电子方式传递给制动系统,这就需要设计踏板感觉模拟器来模拟驾驶员的脚感。
目前制动踏板感觉模拟器主要有主动式和被动式两种,其区别主要是踏板力-踏板行程特性曲线是否可调。主动式模拟器踏板力-踏板行程特性可调,但需要外加控制单元和执行机构,结构较为复杂;而被动式踏板感觉模拟器利用弹性元件的压缩特性来模拟脚感,其安全可靠,便于安装,但模拟的踏板感觉较为固定,难以调节。
因此,如何设计出一种结构简单且踏板感觉可调的模拟器,以满足不同驾驶员的制动需求,并提高驾驶员操纵性能,从而提高制动稳定性和响应速度,这是线控制动系统的亟需解决的一大难题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的踏板感觉模拟器在使用过程中所存在的诸多问题而提供的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器。
本发明提供的基于电磁调节的踏板感觉模拟器包括有模拟器推杆、模拟器缸体、储油杯、电控单元和液压控制单元,其中模拟器缸体内依次装配有第一活塞、第二活塞、第一电磁铁和第二电磁铁,模拟器推杆的后端插设在第一活塞内,模拟器推杆能够推动第一活塞在模拟器缸体的内腔中进行移动,第一活塞和第二活塞之间形成有第一工作腔,第二活塞与模拟器缸体后端盖之间形成有第二工作腔,第一工作腔通过进油管与储油杯相连通,第一工作腔通过出油管与液压控制单元相连通,第一电磁铁装配在第二工作腔内,第二电磁铁装配在与第一电磁铁对应的模拟器缸体的后端盖上,第一电磁铁和第二电磁铁与电控单元相连接,电控单元能够控制第一电磁铁和第二电磁铁的开合及电磁铁线圈电流的大小。
模拟器推杆的前端连接有制动踏板,模拟器推杆上设置有第一位移传感器,第一位移传感器与电控单元相连接,第一位移传感器能够把模拟器推杆的位移数据实时传输给电控单元。
第一活塞和第二活塞与模拟器缸体的内侧壁接触部位设置有密封圈,第一活塞和第二活塞之间设置有第一回位弹簧,第二活塞与第一电磁铁之间设置有第二回位弹簧,第一电磁铁插设在模拟器缸体内腔中的支撑块上,在装配第一电磁铁处的模拟器缸体内设置有限位块,限位块用于对支撑块的限位,支撑块上连接有第二位移传感器,第二位移传感器与电控单元相连接,第二位移传感器能够把支撑块的位移数据实时传输给电控单元。
第一工作腔与液压控制单元相连接的出油管上装配有第一电磁阀,第一电磁阀为常开电磁阀,出油管上还连接有支管,支管的另一端与储油杯相连接,支管上连接有第二电磁阀,第二电磁阀为常闭电磁阀,第一电磁阀和第二电磁阀均与电控单元相连接,电控单元控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合。
电控单元是由信号处理单元、低压供电电源、线圈电流控制单元、采样电路和电磁阀控制单元组成,其中信号处理单元、低压供电电源和采样电路均与线圈电流控制单元相连接,低压供电电源还与电磁阀控制单元相连接,低压供电电源为电磁阀控制单元提供电力,信号处理单元还与第一位移传感器和第二位移传感器相连接,第一位移传感器和第二位移传感器能够把获得的数据实时传输给信号处理单元,线圈电流控制单元和采样电路分别与第一电磁铁和第二电磁铁相连接,线圈电流控制单元和采样电路控制第一电磁铁和第二电磁铁的工作,电磁阀控制单元与第一电磁阀和第二电磁阀相连接,电磁阀控制单元控制第一电磁阀和第二电磁阀的工作。
线圈电流控制单元是由放大电路和电压驱动电路组成,放大电路是由第一电阻、第二电阻和电容组成,第一电阻和电容并联,第二电阻一端与第一电阻串联,第二电阻另一端接地,电压驱动电路是由第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一稳压二级管、第二稳压二级管、第一三级管、第二三级管、第三三级管和开关管组成,第三电阻的一端与电源正极相连,第三电阻的另一端与第一三级管的集电极连接,第一三级管的基极与放大电路中的第一电阻右端串联,第一三级管的发射极连接电源地线,第一稳压二级管负极与第一三级管的集电极并联,第一稳压二级管的正极连接第三三级管的基极,第三三级管的发射极与电源地线连接,第三三级管的集电极与第二三级管的集电极串联,第二三级管的发射极与电源正极连接,第二三级管的基极与第四电阻、第二稳压二级管依次串联,第五电阻和第六电阻串联后与第三三级管并联,第五电阻的右端与开关管相连接。
采样电路是由输入端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和模拟比较器组成,其中第七电阻和第九电阻串联组成第一电路,第八电阻和第十电阻串联组成第二电路,第一电路和第二电路相并联,第一电路和第二电路两端由5V电源供电,输入端的第一信号通道与第七电阻和第九电阻之间的第一电路连接,第一信号通道还与模拟比较器的三号引脚连接,输入端的第二信号通道与模拟比较器的二号引脚连接,模拟比较器的四号引脚接地,模拟比较器的八号引脚与电源正极连接,模拟比较器的一号引脚与第十一电阻连接。
电磁阀控制单元是由主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片组成,主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片均与低压供电电源相连接,低压供电电源为主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片供电,电磁阀驱动芯片与第一电磁阀和第二电磁阀相连接,电磁阀驱动芯片控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合,电磁阀驱动芯片还与第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片相连接,主控ARM芯片的数字输出信号经过第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片控制电磁阀驱动芯片,从而控制第一电磁阀和第二电磁阀,第一电磁阀的状态通过电磁阀驱动芯片输出再经第一磁隔离芯片后输入主控ARM芯片,第二电磁阀的状态通过电磁阀驱动芯片输出再经第二磁隔离芯片后输入主控ARM芯片,从而使电控单元能实时了解第一电磁阀和第二电磁阀的状态,电控单元正常工作时通过主控ARM芯片控制第二电磁阀打开和第一电磁阀关闭,当电控单元失效时,第二电磁阀关闭和第一电磁阀打开。
主控ARM芯片的型号为STM32F103ZET6,第一磁隔离芯片和第二磁隔离芯片的型号均为ADUM1402,电磁阀驱动芯片的型号为L9352B。
液压控制单元连接有四个制动轮缸。
上述的第一位移传感器、第二位移传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一电阻、第二电阻、电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一稳压二级管、第二稳压二级管、第一三级管、第二三级管、第三三级管、开关管、输入端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和模拟比较器均是现有设备的组装,因此,具体型号和规格没有进行赘述。
本发明的工作原理:
本发明提供的基于电磁调节的踏板感觉模拟器将驾驶员的制动分为中小强度制动和紧急制动。首先根据第一位移传感器中驾驶员踩制动踏板行程的二次导数与设定阈值T的大小关系,判断驾驶员的制动类别。若驾驶员踩制动踏板行程的二次导数大于阈值T,则为紧急制动,否则为中小强度制动。
中小强度制动时:驾驶员脚踩制动踏板时,带动模拟器推杆移动,进而带动第一活塞和第二活塞向右移动,压缩第一回位弹簧和第二回位弹簧产生踏板脚感。假设第一回位弹簧的刚度为k1,第二回位弹簧的刚度为k2,制动踏板的杠杆比为r,则该阶段模拟的踏板力F1与模拟器推杆的位移x关系为:
Figure BDA0002283875960000051
驾驶员继续踩制动踏板,第一位移传感器会把踏板行程信号传递给电控单元,经过电控单元的决策及相关控制电路输出第一电磁铁的电流I1、第二电磁铁电流的I2。第一电磁铁和第二电磁铁靠近部位磁极相同而产生电磁斥力,电磁斥力与第一回位弹簧、第二回位弹簧弹簧的压缩反力一起模拟驾驶员脚感。第一电磁铁、第二电磁铁产生磁场力FB1、FB2为:
Figure BDA0002283875960000052
Figure BDA0002283875960000053
式中:Φ1、Φ2为电磁铁气隙的磁通,S1、S2为铁芯磁化面积,δ1、δ2为磁铁未吸合时的气隙长度,α1、α2为修正系数,一般在3-4之间;上式的Φ1和Φ2为:
Φ1=I1W1×Gz1×108
Φ2=I2W2×Gz2×108
其中:I1W1、I2W2为电磁线圈的安匝值,G1、G2为气隙磁导。
当固定于第一电磁铁支撑块上的第二位移传感器采集到第一电磁铁左移的距离为x1时,两电磁铁质心初始距离为l,则产生的磁场斥力Fc为:
Figure BDA0002283875960000061
式中:K是一个常数。则该阶段模拟的踏板力F2与制动踏板位移x关系为:
Figure BDA0002283875960000062
随踏板行程的增加,第二电磁铁供电电流I2会不断增大,从而产生不断增大的电磁斥力来模拟驾驶员脚感。当驾驶员松下制动踏板时,第一电磁铁、第二电磁铁会断电,制动踏板会在第一回位弹簧、第二回位弹簧的作用下回到初始位置。在中小强度制动的总过程中第二电磁阀打开,第一电磁阀关闭,模拟器缸体第一工作腔不建立压力。
紧急制动时:第一电磁铁和第二电磁铁不通电,靠第一回位弹簧和第二回位弹簧的压缩反力来模拟驾驶员的脚感。在该过程中,第二电磁阀打开,第一电磁阀关闭,模拟器缸体第一工作腔不建立压力。
当电控单元失效时:第二电磁阀断电处于关闭状态,第一电磁阀断电处于打开状态。模拟器缸体的第一工作腔通过第一电磁阀与液压控制单元连接,液压控制单元与制动轮缸连接。当踩下制动踏板时,模拟器缸体的油压作用于制动轮缸直接实现制动。
本发明的有益效果:
本发明提供的基于电磁调节的踏板感觉模拟器实现了制动踏板与制动轮缸的完全解耦,取消了制动主缸,使制动系统结构简单;通过电控单元实现电磁铁电磁力的精确调节,能够实现踏板感觉的模拟,同时通过调节第二电磁铁电流大小及变化速率实现不同驾驶员的制动需求;采用踏板感觉模拟器能够实现驾驶员制动意图的快速而准确的辨识;本发明具有失效备份的功能,即当电控单元失效时,能够由驾驶员踩制动踏板提供制动力。
附图说明
图1为本发明所述踏板感觉模拟器整体结构示意图。
图2为本发明所述电控单元结构框图。
图3为本发明所述线圈电流控制单元结构示意图。
图4为本发明所述采样电路结构示意图。
上图中的标注如下:
1、模拟器推杆 2、模拟器缸体 3、储油杯 4、电控单元 5、液压控制单元
6、第一活塞 7、第二活塞 8、第一电磁铁 9、第二电磁铁
10、第一工作腔 11、第二工作腔 12、进油管 13、出油管
14、制动踏板 15、第一位移传感器 16、密封圈 17、第一回位弹簧
18、第二回位弹簧 19、支撑块 20、限位块 21、第二位移传感器
22、第一电磁阀 23、支管 24、第二电磁阀 25、信号处理单元
26、低压供电电源 27、线圈电流控制单元 28、采样电路
29、电磁阀控制单元 30、放大电路 31、电压驱动电路 32、第一电阻
33、第二电阻 34、电容 35、第三电阻 36、第四电阻 37、第五电阻
38、第六电阻 39、第一稳压二级管 40、第二稳压二级管 41、第一三级管
42、第二三级管 43、第三三级管 44、开关管 45、输入端 46、第七电阻
47、第八电阻 48、第九电阻 49、第十电阻 50、第十一电阻
51、模拟比较器 52、第一电路 53、第二电路 54、第一信号通道
55、第二信号通道 56、主控ARM芯片 57、第一磁隔离芯片
58、第二磁隔离芯片 59、电磁阀驱动芯片 60、制动轮缸。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示:
本发明提供的基于电磁调节的踏板感觉模拟器包括有模拟器推杆1、模拟器缸体2、储油杯3、电控单元4和液压控制单元5,其中模拟器缸体2内依次装配有第一活塞6、第二活塞7、第一电磁铁8和第二电磁铁9,模拟器推杆1的后端插设在第一活塞6内,模拟器推杆1能够推动第一活塞6在模拟器缸体2的内腔中进行移动,第一活塞6和第二活塞7之间形成有第一工作腔10,第二活塞7与模拟器缸体2后端盖之间形成有第二工作腔11,第一工作腔10通过进油管12与储油杯3相连通,第一工作腔10通过出油管13与液压控制单元5相连通,第一电磁铁8装配在第二工作腔11内,第二电磁铁9装配在与第一电磁铁8对应的模拟器缸体2的后端盖上,第一电磁铁8和第二电磁铁9与电控单元4相连接,电控单元4能够控制第一电磁铁8和第二电磁铁9的开合及电磁铁线圈电流的大小。
模拟器推杆1的前端连接有制动踏板4,模拟器推杆1上设置有第一位移传感器15,第一位移传感器15与电控单元4相连接,第一位移传感器15能够把模拟器推杆1的位移数据实时传输给电控单元4。
第一活塞6和第二活塞7与模拟器缸体2的内侧壁接触部位设置有密封圈16,第一活塞6和第二活塞7之间设置有第一回位弹簧17,第二活塞7与第一电磁铁8之间设置有第二回位弹簧18,第一电磁铁8插设在模拟器缸体2内腔中的支撑块19上,在装配第一电磁铁8处的模拟器缸体2内设置有限位块20,限位块20用于对支撑块19的限位,支撑块19上连接有第二位移传感器21,第二位移传感器21与电控单元4相连接,第二位移传感器21能够把支撑块19的位移数据实时传输给电控单元4。
第一工作腔10与液压控制单元5相连接的出油管13上装配有第一电磁阀22,第一电磁阀22为常开电磁阀,出油管13上还连接有支管23,支管23的另一端与储油杯3相连接,支管23上连接有第二电磁阀24,第二电磁阀24为常闭电磁阀,第一电磁阀22和第二电磁阀24均与电控单元4相连接,电控单元4控制第一电磁阀22和第二电磁阀24的开合。
电控单元4是由信号处理单元25、低压供电电源26、线圈电流控制单元27、采样电路28和电磁阀控制单元29组成,其中信号处理单元25、低压供电电源26和采样电路28均与线圈电流控制单元27相连接,低压供电电源26还与电磁阀控制单元29相连接,低压供电电源26为电磁阀控制单元29提供电力,信号处理单元25还与第一位移传感器15和第二位移传感器21相连接,第一位移传感器15和第二位移传感器21能够把获得的数据实时传输给信号处理单元25,线圈电流控制单元27和采样电路28分别与第一电磁铁8和第二电磁铁9相连接,线圈电流控制单元27和采样电路28控制第一电磁铁8和第二电磁铁9的工作,电磁阀控制单元29与第一电磁阀22和第二电磁阀24相连接,电磁阀控制单元29控制第一电磁阀22和第二电磁阀24的工作。
线圈电流控制单元27是由放大电路30和电压驱动电路31组成,放大电路30是由第一电阻32、第二电阻33和电容34组成,第一电阻32和电容34并联,第二电阻33一端与第一电阻32串联,第二电阻33另一端接地,电压驱动电路31是由第三电阻35、第四电阻36、第五电阻37、第六电阻38、第一稳压二级管39、第二稳压二级管40、第一三级管41、第二三级管42、第三三级管43和开关管44组成,第三电阻35的一端与电源正极相连,第三电阻35的另一端与第一三级管41的集电极连接,第一三级管41的基极与放大电路30中的第一电阻32右端串联,第一三级管41的发射极连接电源地线,第一稳压二级管39负极与第一三级管41的集电极并联,第一稳压二级管39的正极连接第三三级管43的基极,第三三级管43的发射极与电源地线连接,第三三级管43的集电极与第二三级管42的集电极串联,第二三级管42的发射极与电源正极连接,第二三级管42的基极与第四电阻36、第二稳压二级管40依次串联,第五电阻37和第六电阻38串联后与第三三级管43并联,第五电阻37的右端与开关管44相连接。
采样电路28是由输入端45、第七电阻46、第八电阻47、第九电阻48、第十电阻49、第十一电阻50和模拟比较器51组成,其中第七电阻46和第九电阻48串联组成第一电路52,第八电阻47和第十电阻49串联组成第二电路53,第一电路52和第二电路53相并联,第一电路52和第二电路53两端由5V电源供电,输入端45的第一信号通道54与第七电阻46和第九电阻48之间的第一电路52连接,第一信号通道54还与模拟比较器51的三号引脚连接,输入端45的第二信号通道55与模拟比较器51的二号引脚连接,模拟比较器51的四号引脚接地,模拟比较器51的八号引脚与电源正极连接,模拟比较器51的一号引脚与第十一电阻50连接。
电磁阀控制单元29是由主控ARM芯片56、第一磁隔离芯片57、第二磁隔离芯片58和电磁阀驱动芯片59组成,主控ARM芯片56、第一磁隔离芯片57、第二磁隔离芯片58和电磁阀驱动芯片59均与低压供电电源26相连接,低压供电电源26为主控ARM芯片56、第一磁隔离芯片57、第二磁隔离芯片58和电磁阀驱动芯片59供电,电磁阀驱动芯片59与第一电磁阀22和第二电磁阀24相连接,电磁阀驱动芯片59控制第一电磁阀22和第二电磁阀24的开合,电磁阀驱动芯片59还与第一磁隔离芯片57、第二磁隔离芯片58相连接,主控ARM芯片56的数字输出信号经过第一磁隔离芯片57和第二磁隔离芯片58控制电磁阀驱动芯片59,从而控制第一电磁阀22和第二电磁阀24,第一电磁阀22的状态通过电磁阀驱动芯片59输出再经第一磁隔离芯片57后输入主控ARM芯片56,第二电磁阀24的状态通过电磁阀驱动芯片59输出再经第二磁隔离芯片58后输入主控ARM芯片56,从而使电控单元4能实时了解第一电磁阀22和第二电磁阀24的状态,电控单元4正常工作时通过主控ARM芯片56控制第二电磁阀24打开和第一电磁阀22关闭,当电控单元4失效时,第二电磁阀24关闭和第一电磁阀22打开。
主控ARM芯片56的型号为STM32F103ZET6,第一磁隔离芯片57、第二磁隔离芯片58的型号均为ADUM1402,电磁阀驱动芯片59的型号为L9352B。
液压控制单元5连接有四个制动轮缸60。
上述的第一位移传感器15、第二位移传感器21、第一电磁阀22、第二电磁阀24、第一电阻32、第二电阻33、电容34、第三电阻35、第四电阻36、第五电阻37、第六电阻38、第一稳压二级管39、第二稳压二级管40、第一三级管41、第二三级管42、第三三级管43、开关管44、输入端45、第七电阻46、第八电阻47、第九电阻48、第十电阻49、第十一电阻50和模拟比较器51均是现有设备的组装,因此,具体型号和规格没有进行赘述。
本发明的工作原理:
本发明提供的基于电磁调节的踏板感觉模拟器将驾驶员的制动分为中小强度制动和紧急制动。首先根据第一位移传感器15中驾驶员踩制动踏板14行程的二次导数与设定阈值T的大小关系,判断驾驶员的制动类别。若驾驶员踩制动踏板14行程的二次导数大于阈值T,则为紧急制动,否则为中小强度制动。
中小强度制动时:驾驶员脚踩制动踏板14时,带动模拟器推杆1移动,进而带动第一活塞6和第二活塞7向右移动,压缩第一回位弹簧17和第二回位弹簧18产生踏板脚感。假设第一回位弹簧17的刚度为k1,第二回位弹簧18的刚度为k2,制动踏板14的杠杆比为r,则该阶段模拟的踏板力F1与模拟器推杆1的位移x关系为:
Figure BDA0002283875960000121
驾驶员继续踩制动踏板14,第一位移传感器15会把踏板行程信号传递给电控单元4,经过电控单元4的决策及相关控制电路输出第一电磁铁8的电流I1、第二电磁铁9电流的I2。第一电磁铁8和第二电磁铁9靠近部位磁极相同而产生电磁斥力,电磁斥力与第一回位弹簧17、第二回位弹簧18弹簧的压缩反力一起模拟驾驶员脚感。第一电磁铁8、第二电磁铁9产生磁场力FB1、FB2为:
Figure BDA0002283875960000122
式中:Φ1、Φ2为电磁铁气隙的磁通,S1、S2为铁芯磁化面积,δ1、δ2为磁铁未吸合时的气隙长度,α1、α2为修正系数,一般在3-4之间;上式的Φ1和Φ2为:
Φ1=I1W1×Gz1×108
Φ2=I2W2×Gz2×108
其中:I1W1、I2W2为电磁线圈的安匝值,G1、G2为气隙磁导。
当固定于第一电磁铁8支撑块19上的第二位移传感器21采集到第一电磁铁8左移的距离为x1时,两电磁铁质心初始距离为l,则产生的磁场斥力Fc为:
Figure BDA0002283875960000131
式中:K是一个常数。则该阶段模拟的踏板力F2与制动踏板14位移x关系为:
Figure BDA0002283875960000132
随踏板行程的增加,第二电磁铁9供电电流I2会不断增大,从而产生不断增大的电磁斥力来模拟驾驶员脚感。当驾驶员松下制动踏板14时,第一电磁铁8、第二电磁铁9会断电,制动踏板14会在第一回位弹簧17、第二回位弹簧18的作用下回到初始位置。在中小强度制动的总过程中第二电磁阀24打开,第一电磁阀22关闭,模拟器缸体2第一工作腔10不建立压力。
紧急制动时:第一电磁铁8和第二电磁铁9不通电,靠第一回位弹簧17和第二回位弹簧18的压缩反力来模拟驾驶员的脚感。在该过程中,第二电磁阀24打开,第一电磁阀22关闭,模拟器缸体2第一工作腔10不建立压力。
当电控单元4失效时:第二电磁阀24断电处于关闭状态,第一电磁阀22断电处于打开状态。模拟器缸体2的第一工作腔10通过第一电磁阀22与液压控制单元5连接,液压控制单元5与制动轮缸60连接。当踩下制动踏板14时,模拟器缸体2的油压作用于制动轮缸60直接实现制动。

Claims (10)

1.一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:包括有模拟器推杆、模拟器缸体、储油杯、电控单元和液压控制单元,其中模拟器缸体内依次装配有第一活塞、第二活塞、第一电磁铁和第二电磁铁,模拟器推杆的后端插设在第一活塞内,模拟器推杆能够推动第一活塞在模拟器缸体的内腔中进行移动,第一活塞和第二活塞之间形成有第一工作腔,第二活塞与模拟器缸体后端盖之间形成有第二工作腔,第一工作腔通过进油管与储油杯相连通,第一工作腔通过出油管与液压控制单元相连通,第一电磁铁装配在第二工作腔内,第二电磁铁装配在与第一电磁铁对应的模拟器缸体的后端盖上,第一电磁铁和第二电磁铁与电控单元相连接,电控单元能够控制第一电磁铁和第二电磁铁的开合及电磁铁线圈电流的大小。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的模拟器推杆的前端连接有制动踏板,模拟器推杆上设置有第一位移传感器,第一位移传感器与电控单元相连接,第一位移传感器能够把模拟器推杆的位移数据实时传输给电控单元。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的第一活塞和第二活塞与模拟器缸体的内侧壁接触部位设置有密封圈,第一活塞和第二活塞之间设置有第一回位弹簧,第二活塞与第一电磁铁之间设置有第二回位弹簧,第一电磁铁插设在模拟器缸体内腔中的支撑块上,在装配第一电磁铁处的模拟器缸体内设置有限位块,限位块用于对支撑块的限位,支撑块上连接有第二位移传感器,第二位移传感器与电控单元相连接,第二位移传感器能够把支撑块的位移数据实时传输给电控单元。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的第一工作腔与液压控制单元相连接的出油管上装配有第一电磁阀,第一电磁阀为常开电磁阀,出油管上还连接有支管,支管的另一端与储油杯相连接,支管上连接有第二电磁阀,第二电磁阀为常闭电磁阀,第一电磁阀和第二电磁阀均与电控单元相连接,电控单元控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合。
5.根据权利要求1所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的电控单元是由信号处理单元、低压供电电源、线圈电流控制单元、采样电路和电磁阀控制单元组成,其中信号处理单元、低压供电电源和采样电路均与线圈电流控制单元相连接,低压供电电源还与电磁阀控制单元相连接,低压供电电源为电磁阀控制单元提供电力,信号处理单元还与第一位移传感器和第二位移传感器相连接,第一位移传感器和第二位移传感器能够把获得的数据实时传输给信号处理单元,线圈电流控制单元和采样电路分别与第一电磁铁和第二电磁铁相连接,线圈电流控制单元和采样电路控制第一电磁铁和第二电磁铁的工作,电磁阀控制单元与第一电磁阀和第二电磁阀相连接,电磁阀控制单元控制第一电磁阀和第二电磁阀的工作。
6.根据权利要求5所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的线圈电流控制单元是由放大电路和电压驱动电路组成,放大电路是由第一电阻、第二电阻和电容组成,第一电阻和电容并联,第二电阻一端与第一电阻串联,第二电阻另一端接地,电压驱动电路是由第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一稳压二级管、第二稳压二级管、第一三级管、第二三级管、第三三级管和开关管组成,第三电阻的一端与电源正极相连,第三电阻的另一端与第一三级管的集电极连接,第一三级管的基极与放大电路中的第一电阻右端串联,第一三级管的发射极连接电源地线,第一稳压二级管负极与第一三级管的集电极并联,第一稳压二级管的正极连接第三三级管的基极,第三三级管的发射极与电源地线连接,第三三级管的集电极与第二三级管的集电极串联,第二三级管的发射极与电源正极连接,第二三级管的基极与第四电阻、第二稳压二级管依次串联,第五电阻和第六电阻串联后与第三三级管并联,第五电阻的右端与开关管相连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的采样电路是由输入端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻和模拟比较器组成,其中第七电阻和第九电阻串联组成第一电路,第八电阻和第十电阻串联组成第二电路,第一电路和第二电路相并联,第一电路和第二电路两端由5V电源供电,输入端的第一信号通道与第七电阻和第九电阻之间的第一电路连接,第一信号通道还与模拟比较器的三号引脚连接,输入端的第二信号通道与模拟比较器的二号引脚连接,模拟比较器的四号引脚接地,模拟比较器的八号引脚与电源正极连接,模拟比较器的一号引脚与第十一电阻连接。
8.根据权利要求4或5所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的电磁阀控制单元是由主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片组成,主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片均与低压供电电源相连接,低压供电电源为主控ARM芯片、第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片和电磁阀驱动芯片供电,电磁阀驱动芯片与第一电磁阀和第二电磁阀相连接,电磁阀驱动芯片控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合,电磁阀驱动芯片还与第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片相连接,主控ARM芯片的数字输出信号经过第一磁隔离芯片、第二磁隔离芯片控制电磁阀驱动芯片,从而控制第一电磁阀和第二电磁阀,第一电磁阀的状态通过电磁阀驱动芯片输出再经第一磁隔离芯片后输入主控ARM芯片,第二电磁阀的状态通过电磁阀驱动芯片输出再经第二磁隔离芯片后输入主控ARM芯片,从而使电控单元能实时了解第一电磁阀和第二电磁阀的状态,电控单元正常工作时通过主控ARM芯片控制第二电磁阀打开和第一电磁阀关闭,当电控单元失效时,第二电磁阀关闭和第一电磁阀打开。
9.根据权利要求8所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的主控ARM芯片的型号为STM32F103ZET6,第一磁隔离芯片和第二磁隔离芯片的型号均为ADUM1402,电磁阀驱动芯片的型号为L9352B。
10.根据权利要求1所述的一种基于电磁调节的踏板感觉模拟器,其特征在于:所述的液压控制单元连接有四个制动轮缸。
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