CN110979275B - 一种制动踏板位移检测装置及检测方法 - Google Patents

一种制动踏板位移检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制动踏板位移检测装置及检测方法，检测装置包括踏板感觉模拟单元、踏板位移检测单元；所述踏板感觉模拟单元包括踏板、输入杆、助力器、活塞、缸体、第一弹簧、第二弹簧、导流管、压力传感器，踏板的中部与输入杆的一端连接，踏板的上端与活塞相连，助力器与输入杆的另一端相连，活塞置于缸体内，活塞的两端分别通过第一弹簧和第二弹簧与缸体的两端连接，压力传感器安装在导流管上；所述踏板位移检测单元包括油箱和称重传感器，称重传感器设置在油箱底部；缸体的一端通过导流管与油箱连通。本发明安装在助力器之外，可以简化与助力器耦合的机械结构；可以间接的获得踏板位移，用于车辆动力学控制。

Description

一种制动踏板位移检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种制动踏板位移检测装置及检测方法。
背景技术
驾驶人的驾驶行为对车辆安全运行有着重要的影响。在车辆行驶时，需要对驾驶人行为进行表征，制动踏板操作则是驾驶人驾驶行为的一种。在表征制动踏板操作时，通常需要采集踏板操作数据，如采用拉线式位移传感器或者旋转式编码器采集制动踏板位移。通过检测得来的踏板位移，可以很好的反应驾驶员驾驶意图，来控制车辆安全行驶。但当前，检测位移类的传感器价格高昂，系统成本高，大多内置于助力器中，在助力器中布置安装有一定的难度，且相关结构复杂。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低且能实现踏板位移检测和模拟驾驶员踏板感要求的制动踏板位移检测装置及检测方法。
本发明采用的技术方案是：一种制动踏板位移检测装置，包括踏板感觉模拟单元、踏板位移检测单元；所述踏板感觉模拟单元包括踏板、输入杆、助力器、活塞、缸体、第一弹簧、第二弹簧、导流管、压力传感器，踏板的中部与输入杆的一端连接，踏板的上端与活塞相连，助力器与输入杆的另一端相连，活塞置于缸体内，活塞的两端分别通过第一弹簧和第二弹簧与缸体的两端连接，压力传感器安装在导流管上；所述踏板位移检测单元包括油箱和称重传感器，称重传感器设置在油箱底部；缸体的一端通过导流管与油箱连通。
上述的制动踏板位移检测装置中，所述的油箱顶板上设有进气孔。
一种利用上述的制动踏板位移检测装置的制动踏板位移检检测方法，包括如下步骤：
1）组装好制动踏板位移检测装置，将助力器和缸体固定；记录油箱底部称重传感器的初始数值，即为油箱初始重量G0；
2）踩下踏板，活塞会在缸体内向左移动，压缩第二弹簧，拉伸第一弹簧，由于缸体中充满了油液，第二弹簧所在的密闭腔会被压缩，油液经导流管排到油箱内；
3）记录布置在底部的称重传感器的数值，即为油箱重量G，记录导流管上的压力传感器测得的压力P，该压力为油箱内油液压力，活塞所移动的位移即为踏板位移，由下式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
；
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为油箱内径；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为油液密度；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为重力加速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为缸体内径；反馈到驾驶员脚上的踏板感觉由第一弹簧和第二弹簧的刚度决定，即
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为第一弹簧刚度；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为第二弹簧刚度；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为踏板位移；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为压力传感器数值，即缸体内液体压力；
Figure DEST_PATH_IMAGE010A
为缸体内径。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明安装在助力器之外，可以简化与助力器耦合的机械结构；可以间接的获得踏板位移，用于车辆动力学控制；还可以调节两个弹簧刚度，对驾驶员踏板感进行调整；该装置结构简单，成本低下。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的新型制动踏板位移检测装置，包括踏板感觉模拟单元、踏板位移检测单元；所述踏板感觉模拟单元包含踏板1、输入杆2、助力器3、活塞5、第一弹簧4、第二弹簧6、缸体7、导流管8、压力传感器12，踏板1中部与输入杆2的一端铰接，踏板1的上端与活塞5相连，助力器3与输入杆2的另一端相连。活塞5置于缸体7内，活塞5的两端分别通过第一弹簧4和第二弹簧6与缸体7的两端连接，压力传感器12设置在导流管8上。所述踏板位移检测单元包括油箱9和称重传感器10，油箱9顶板上设有进气孔11，油箱9底部设有称重传感器10。缸体7的一端通过导流管8与油箱连通。
一种利用上述的制动踏板位移检测装置的制动踏板位移检检测方法，包括如下步骤：
1）组装好制动踏板位移检测装置，将助力器3和缸体7固定；记录油箱底部称重传感器10的初始数值，即为油箱初始重量G0；
2）踩下踏板1，活塞5在缸体内向左移动，压缩第二弹簧6，拉伸第一弹簧4，由于缸体7中充满了油液，第二弹簧6所在的密闭腔会被压缩，油液经导流管8排到油箱9内；
3）记录布置在油箱9底部的称重传感器10的数值，即为油箱重量G，记录导流管8上的压力传感器测得的压力P，该压力为油箱9内油液压力，活塞5所移动的位移即为踏板1位移，由下式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
；
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
为油箱内径；
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
为油液密度；
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
为重力加速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE010AA
为缸体内径；反馈到驾驶员脚上的踏板感觉由第一弹簧和第二弹簧的刚度决定，即
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
；式中：为第一弹簧刚度；
Figure DEST_PATH_IMAGE016A
为第二弹簧刚度；
Figure DEST_PATH_IMAGE018A
为踏板位移；
Figure DEST_PATH_IMAGE020A
为压力传感器数值，即缸体内液体压力；为缸体内径。
本发明的工作原理如下：当踩下制动踏板1时，活塞5会在缸体7内向左移动，压第二弹簧6并拉第一弹簧4，由于缸体7中充满了液体，第二弹簧6所在的密闭腔会被压缩，液体经导流管8排到油箱9内，布置在底部的称重传感器10数值将会变化，同时，因液体受压，导流管8中的压力传感器12将会显示第二弹簧6所在的密闭腔和油箱9内液体的压力，活塞5所移动的位移即为踏板位移，由下式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
反馈到驾驶员脚上的踏板感觉将由第一弹簧和第二弹簧的刚度决定，即
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
。

Claims (1)

1.一种制动踏板位移检检测方法，其采用的制动踏板位移检测装置包括踏板感觉模拟单元、踏板位移检测单元；所述踏板感觉模拟单元包括踏板、输入杆、助力器、活塞、缸体、第一弹簧、第二弹簧、导流管、压力传感器，踏板的中部与输入杆的一端连接，踏板的上端与活塞相连，助力器与输入杆的另一端相连，活塞置于缸体内，活塞的两端分别通过第一弹簧和第二弹簧与缸体的两端连接，压力传感器安装在导流管上；所述踏板位移检测单元包括油箱和称重传感器，称重传感器设置在油箱底部；缸体的一端通过导流管与油箱连通；
包括如下步骤：
1）组装好制动踏板位移检测装置，将助力器和缸体固定；记录油箱底部称重传感器的初始数值，即为油箱初始重量G0；
2）踩下踏板，活塞会在缸体内向左移动，压缩第二弹簧，拉伸第一弹簧，由于缸体中充满了油液，第二弹簧所在的密闭腔会被压缩，油液经导流管排到油箱内；
3）记录布置在底部的称重传感器的数值，即为油箱重量G，记录导流管上的压力传感器测得的压力P，该压力为油箱内油液压力，活塞所移动的位移即为踏板位移x，由下式计算：
Figure 512467DEST_PATH_IMAGE001
；
式中：
Figure 787591DEST_PATH_IMAGE002
为油箱内径；
Figure 431062DEST_PATH_IMAGE003
为油液密度；g为重力加速度；
Figure 828545DEST_PATH_IMAGE004
为缸体内径；反馈到驾驶员脚上的踏板感觉由第一弹簧和第二弹簧的刚度决定，即
Figure 557467DEST_PATH_IMAGE005
；式中：
Figure 636281DEST_PATH_IMAGE006
为第一弹簧刚度；
Figure 134259DEST_PATH_IMAGE007
为第二弹簧刚度；为踏板位移；
Figure 905906DEST_PATH_IMAGE008
为压力传感器数值，即缸体内液体压力；
Figure 168129DEST_PATH_IMAGE009
为缸体内径。
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