CN112298138B - 制动踏板模拟器、制动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种制动踏板模拟器、制动系统及车辆，制动系统包括制动踏板模拟器和制动器，制动踏板模拟器包括推力组件、紧急制动拉索以及第一弹性件，推力组件用于连接在制动踏板与第一弹性件之间，推力组件能够在制动踏板的作用力下沿第一方向移动，第一弹性件用于向推力组件施加朝向与第一方向相反的第二方向的弹性力，以使推力组件复位，紧急制动拉索的一端与推力组件连接，另一端用于与制动器的拉臂连接，以使紧急制动拉索能够在推力组件沿第一方向移动时张紧并拉动拉臂运动，从而使制动器输出制动力。通过上述技术方案，驾驶员通过踩踏制动踏板可以使推力组件移动并使紧急制动拉索拉动制动器的拉臂运动，使制动器输出制动力并实现紧急制动。

Description

制动踏板模拟器、制动系统及车辆

技术领域

本公开涉及制动系统技术领域，具体地，涉及一种制动踏板模拟器、使用该制动踏板模拟器的制动系统、以及使用该制动系统的车辆。

背景技术

传统的液压或气动式制动系统中，存在气液管路复杂、维修困难、布置结构复杂、制动动态响应慢、制动舒适性能较低等明显缺点。例如，在液压制动系统中，在防抱死制动系统动作时制动踏板会产生回弹振动现象，影响了制动舒适性能。再如，传统的液压制动系统中因采用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，因此不仅具有结构及装配复杂且体积大、维护困难的问题，而且由于系统中设置有连接相应部件的液压制动管路以及制动液，需要定期更换液压油和定期检查是否存在液压油泄漏的问题。

基于上述诸多问题，近年来线控制动系统逐渐取代了液压或气动式制动系统。线控制动系统具有结构简单、制动动态响应快且制动舒适性能好的优点，但是，不管是在液压式制动系统、气动式制动系统、或者线控制动系统的控制中，一旦液压管路、气压管路、或者电路发生故障，制动系统将失去制动能力，可靠性较低。

发明内容

本公开的目的是提供一种制动系统，该制动系统可靠性高、安全性能好。

为了实现上述目的，本公开提供一种制动系统，包括制动踏板模拟器和制动器，所述制动踏板模拟器包括推力组件、紧急制动拉索以及第一弹性件，所述推力组件用于连接在制动踏板与所述第一弹性件之间，所述推力组件能够在所述制动踏板的作用力下沿第一方向移动，所述第一弹性件用于向所述推力组件施加朝向与所述第一方向相反的第二方向的弹性力，以使所述推力组件复位，所述紧急制动拉索的一端与所述推力组件连接，另一端用于与所述制动器的拉臂连接，以使所述紧急制动拉索能够在所述推力组件沿所述第一方向移动时张紧并拉动所述拉臂运动，从而使所述制动器输出制动力。

可选地，所述制动踏板模拟器还包括第一电机，所述第一电机用于在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供助力，或者在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供阻力。

可选地，所述制动踏板模拟器还包括第一丝杠机构，所述第一丝杠机构位于所述第一电机与所述推力组件之间，所述第一丝杠机构包括第一丝杠和套装在所述第一丝杠上的第一螺母，所述第一螺母安装在所述推力组件上，所述第一电机用于驱动所述第一丝杠转动，以使所述第一螺母沿所述第一丝杠的轴向移动。

可选地，所述第一丝杠机构的螺纹升角大于其自锁角。

可选地，所述推力组件包括推力杆、推力板以及第二弹性件，所述推力杆位于所述制动踏板与所述推力板之间，所述第二弹性件用于向所述推力杆施加朝向所述第二方向的弹性力，以使所述推力杆复位，所述第一弹性件用于向所述推力板施加朝向所述第二方向的弹性力，所述紧急制动拉索远离所述拉臂的一端连接于所述推力板，所述第一螺母安装在所述推力板上。

可选地，所述推力杆靠近所述推力板的端面与所述推力板间隔设置。

可选地，所述制动踏板模拟器还包括第一壳体，所述第一壳体上形成有开口，所述推力板安装在所述第一壳体中并能够在所述开口内移动，所述推力板将所述第一壳体内部分成第一腔室和第二腔室，所述第一弹性件、所述第一丝杠机构位于所述第一腔室内，所述第二弹性件位于所述第二腔室内，所述第一弹性件的一端与所述第一壳体抵顶，另一端与所述推力板抵顶，所述推力杆上形成有沿其径向延伸的止挡部，所述推力杆的一端伸入所述第二腔室内，且所述第二弹性件的一端与所述止挡部抵顶，另一端与所述第一壳体抵顶。

可选地，所述推力板的一端从所述开口向外伸出于所述第一壳体并与所述紧急制动拉索连接。

可选地，所述制动系统还包括驻车制动单元，所述驻车制动单元包括滑块和用于驱动所述滑块移动的第二电机，所述紧急制动拉索包括第一紧急制动拉索和第二紧急制动拉索，所述第一紧急制动拉索的一端与所述滑块连接，另一端与所述推力组件连接，所述第二紧急制动拉索的一端与所述滑块连接，另一端与所述拉臂连接，所述制动系统具有紧急制动状态和驻车制动状态，在所述紧急制动状态，所述推力组件在所述制动踏板的作用力下沿所述第一方向移动，所述第一紧急制动拉索张紧并拉动所述滑块沿第三方向移动，以使所述第二紧急制动拉索张紧并拉动所述拉臂运动；在所述驻车制动状态，所述第二电机驱动所述滑块沿所述第三方向移动，以使所述第二紧急制动拉索张紧并拉动所述拉臂运动。

可选地，所述驻车制动单元还包括驻车制动拉索，所述第二电机通过所述驻车制动拉索拉动所述滑块沿所述第三方向移动。

可选地，所述驻车制动单元还包括第二壳体和第二丝杠机构，所述滑块可滑动地安装在所述第二壳体上，所述驻车制动拉索、所述第二丝杠机构位于所述第二壳体内，所述第二丝杠机构包括第二丝杠和套装在所述第二丝杠上的第二螺母，所述第二电机用于驱动所述第二丝杠转动，所述驻车制动拉索的一端与所述第二螺母连接，另一端与所述滑块连接。

可选地，所述驻车制动单元还包括减速器，所述第二电机通过所述减速器驱动所述第二丝杠转动。

可选地，所述制动器为多个，多个所述制动器分别用于制动车辆左轮和车辆右轮，所述制动系统还包括拉索平衡器，所述紧急制动拉索通过所述拉索平衡器分成第一部分和第二部分，所述第一部分与用于制动所述车辆左轮的所述制动器的所述拉臂连接，所述第二部分与用于制动所述车辆右轮的所述制动器的所述拉臂连接。

可选地，所述制动器还包括用于使所述制动器输出制动力的行车制动单元，所述制动系统还包括控制器和制动踏板信号采集器；

其中，在所述行车制动单元发生故障的情况下，所述控制器用于响应于接收到的所述制动踏板信号采集器采集到的制动信号，控制所述第一电机在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供助力；

在所述行车制动单元未发生故障的情况下，所述控制器用于控制所述第一电机在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供阻力。

可选地，所述制动踏板模拟器还包括第一电机，所述制动器还包括用于使所述制动器输出制动力的行车制动单元，所述制动系统还包括控制器和制动踏板信号采集器；

其中，在所述行车制动单元发生故障且所述第一电机和所述第二电机均未发生故障的情况下，所述控制器用于响应于接收到的所述制动踏板信号采集器采集到的制动信号，控制所述第一电机在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供阻力，以及控制所述第二电机驱动所述滑块沿所述第三方向移动；

在所述行车制动单元以及所述第二电机发生故障且所述第一电机未发生故障的情况下，所述控制器用于控制所述第一电机在所述制动踏板驱动所述推力组件沿所述第一方向移动时提供助力。

通过上述技术方案，由于制动器的拉臂通过拉索与推力组件连接，在制动器的行车制动单元和/或制动系统的驻车制动单元发生故障，或者整车掉电、所有电控设备都无法启动的情况下，行车制动单元和/或驻车制动单元无法使制动器输出制动力时，驾驶员通过踩踏制动踏板可以使推力组件沿第一方向移动，从而使紧急制动拉索张紧并拉动制动器的拉臂运动，拉臂带动制动器的制动执行组件运动以使制动块能够压紧制动盘，进而使制动器输出制动力并实现紧急制动。换言之，在紧急制动时，制动力的动力来源为驾驶员踩踏制动踏板而产生的作用力，即，通过人工干预进行人为紧急制动，制动可靠性高，能够有效地提高制动系统的安全性能，避免因行车制动单元和/或驻车制动单元的液压制动管路损坏或机械传动结构卡死而使车辆无法制动的情况发生。

并且，由于第一弹性件向推力组件施加的弹性力朝向第二方向，第一弹性件不仅能够在制动踏板被松开时驱动推力组件朝向第二方向移动并复位，还能够在制动踏板被踩踏时，向推力组件提供一定的阻力，从而通过推力组件和制动踏板向驾驶员提供一定的制动反馈，使驾驶员踩踏制动踏板时的踩踏感更好，提升驾驶员踩踏制动踏板时的舒适性。

根据本公开的另一个方面，提供一种制动踏板模拟器，该制动踏板模拟器为上述的制动踏板模拟器。

根据本公开的再一个方面，提供一种车辆，包括上述的制动系统。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的制动踏板模拟器的剖视示意图，其中，还示出了制动踏板信号采集器；

图2本公开一种示例性实施方式提供的驻车制动单元的剖视示意图；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的制动踏板模拟器和驻车制动单元的剖视示意图；

图4是本公开一种示例性实施方式提供的紧急制动拉索的布置示意图。

附图标记说明

100 制动踏板模拟器 101 推力组件

1011 推力杆 1012 推力板

1013 第二弹性件 1014 止挡部

102 紧急制动拉索 1021 第一紧急制动拉索

1022 第二紧急制动拉索 103 第一弹性件

104 第一电机 105 第一丝杠机构

1051 第一丝杠 1052 第一螺母

106 第一壳体 1061 开口

1062 第一腔室 1063 第二腔室

200 制动器 300 驻车制动单元

301 滑块 302 第二电机

303 驻车制动拉索 304 第二壳体

305 第二丝杠机构 3051 第二丝杠

3052 第二螺母 306 减速器

400 制动踏板 500 拉索平衡器

600 车辆左轮 700 车辆右轮

800 控制器 900 制动踏板信号采集器

A1 第一方向 A2 第二方向

A3 第三方向 A4 第四方向

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图4所示，本公开提供一种制动系统，该制动系统可以用于车辆的制动，例如乘用车、商用车、火车、地铁、轻轨、有轨电车等车辆的制动。该制动系统包括制动踏板400模拟器100和制动器200，制动踏板400模拟器100包括推力组件101、紧急制动拉索102以及第一弹性件103，推力组件101用于连接在制动踏板400与第一弹性件103之间，推力组件101能够在制动踏板400的作用力下沿第一方向A1移动，第一弹性件103用于向推力组件101施加朝向与第一方向A1相反的第二方向A2的弹性力，以使推力组件101复位，紧急制动拉索102的一端与推力组件101连接，另一端用于与制动器200的拉臂连接，以使紧急制动拉索102能够在推力组件101沿第一方向A1移动时张紧并拉动拉臂运动，从而使制动器200输出制动力。

通过上述技术方案，由于制动器200的拉臂通过拉索与推力组件101连接，在制动器200的行车制动单元和/或制动系统的驻车制动单元300发生故障，或者整车掉电、所有电控设备都无法启动的情况下，行车制动单元和/或驻车制动单元300无法使制动器200输出制动力时，驾驶员通过踩踏制动踏板400可以使推力组件101沿第一方向A1移动，从而使紧急制动拉索102张紧并拉动制动器200的拉臂运动，拉臂带动制动器200的制动执行组件运动以使制动块能够压紧制动盘，进而使制动器200输出制动力并实现紧急制动。换言之，在紧急制动时，制动力的动力来源为驾驶员踩踏制动踏板400而产生的作用力，即，通过人工干预进行人为紧急制动，制动可靠性高，能够有效地提高制动系统的安全性能，避免因行车制动单元和/或驻车制动单元300的液压制动管路损坏或机械传动结构卡死而使车辆无法制动的情况发生。

并且，由于第一弹性件103向推力组件101施加的弹性力朝向第二方向A2，第一弹性件103不仅能够在制动踏板400被松开时驱动推力组件101朝向第二方向A2移动并复位，还能够在制动踏板400被踩踏时，向推力组件101提供一定的阻力，从而通过推力组件101和制动踏板400向驾驶员提供一定的制动反馈，使驾驶员踩踏制动踏板400时的踩踏感更好，提升驾驶员踩踏制动踏板400时的舒适性。

需要说明的是，上文提到的制动器200可以是盘式制动器或鼓式制动器，当制动器200的拉臂运动时(例如转动时)，可以带动制动器200的制动执行组件朝向制动块移动，并推动制动块压紧制动盘。由于拉臂运动并带动制动执行组件移动的技术方案为公知技术，因此本公开不对该技术方案进行详细说明。这里，作为一种示例，公告号为CN201100344Y的实用新型专利公开了一种鼓式制动器200，本公开的紧急制动拉索102的一端可以连接在该鼓式制动器200的拉臂上，当拉索拉动拉臂时，拉臂绕右制动蹄上的支点顺时针运动，从而带动左制动蹄和右制动蹄移动，实现制动的目的。这里，上文及下文提到的制动执行组件为制动器中受到作用力后驱动制动块朝向制动盘移动的组件，制动执行组件为公知技术，因此本公开在此不对制动执行组件的具体结构和工作原理进行详细说明。

为进一步地提高本公开提供的制动系统的安全性能，在本公开中，参照1所示，制动踏板400模拟器100还可以包括第一电机104，第一电机104用于在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供助力，或者在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供阻力。这里，通过使第一电机104正转或反转便能够控制第一电机104向推力组件101提供助力或阻力。

在行车制动单元和驻车制动单元未发生故障的情况下，即，车辆无需人为干预进行紧急制动的情况下，当驾驶员踩踏制动踏板400时，可以控制第一电机104向推力组件101提供阻力，从而向驾驶员提供制动力反馈，提升驾驶员踩踏制动踏板400时的脚感；在行车制动单元和驻车制动单元发生故障的情况下，即，车辆无法正常进行制动需要人为干预进行紧急制动的情况下，当驾驶员踩踏制动踏板400时，可以控制第一电机104向推力组件101提供助力，帮助推力组件101沿第一方向A1移动，从而使紧急制动拉索102张紧并拉动推臂运动，使制动器200输出制动力。这样，在第一电机104提供助力的过程中，驾驶员无需使用较大的力便能够踩下制动踏板400，并实现紧急制动，使得制动效果更好、制动系统的安全性能更高，并且，在驾驶员踩踏制动踏板400时，由于无需使用较大的踩踏力变能够实现紧急制动，不易使驾驶员产生恐惧感，更有益于驾驶员在紧急时刻控制车辆的行驶。

进一步地，为实现第一电机104向推力组件101提供朝向第一方向A1的助力或朝向第二方向A2的阻力，在本公开提供的一种实施方式中，如图1所示，制动踏板400模拟器100还包括第一丝杠1051机构105，第一丝杠1051机构105位于第一电机104与推力组件101之间，第一丝杠1051机构105包括第一丝杠1051和套装在第一丝杠1051上的第一螺母1052，第一螺母1052安装在推力组件101上，第一电机104用于驱动第一丝杠1051转动，以使第一螺母1052沿第一丝杠1051的轴向移动。通过使第一电机104正转或反转，可以使第一丝杠1051顺时针转动或逆时针转动，从而使第一螺母1052能够带动推力组件101朝向第一方向A1移动或朝向第二方向A2移动。在其他实施方式中，第一电机可以为直线电机，第一电机的输出轴与推力组件连接，从而直接驱动推力组件移动。

进一步地，第一丝杠机构105的螺纹升角大于其自锁角。也就是说，第一丝杠机构105为不自锁的丝杠机构，这样，当第一电机104出现故障、或整车处于掉电状态，第一电机104无法启动时，第一螺母1052也能够在推力组件101的作用力下沿第一丝杠1051朝向第一方向A1移动。也就是说，在紧急制动时，即使第一电机104出现故障无法向推力组件101提供助力，第一螺母1052也不会锁死在第一丝杠1051上，即第一螺母1052不会阻挡推力组件101朝向第一方向A1移动，从而使推力组件101能够顺利地控制拉索张紧并拉动制动器200的拉臂，进而保证制动器200能够输出制动力。第一丝杠机构105可以为滚珠丝杠机构、滚柱丝杠机构等，本公开对第一丝杠机构105的具体类型不作限定，只要第一丝杠机构105的螺纹升角可以大于其自锁角即可。

推力组件101可以具有任意适当的结构和形状，在本公开提供的一种实施方式中，如图1所示，推力组件101可以包括推力杆1011、推力板1012以及第二弹性件1013，推力杆1011位于制动踏板400与推力板1012之间，第二弹性件1013用于向推力杆1011施加朝向第二方向A2的弹性力，以使推力杆1011复位，第一弹性件103用于向推力板1012施加朝向第二方向A2的弹性力，紧急制动拉索102远离拉臂的一端连接于推力板1012，第一螺母1052安装在推力板1012上。推力杆1011用于建立制动踏板400与推力板1012之间的力的传递，从而使制动踏板400模拟器100可以布置在车辆的任意位置，第二弹性件1013可以在驾驶员结束踩踏制动踏板400后使推力杆1011复位，从而使制动踏板400复位，便于驾驶员实施下一次制动。

进一步地，如图1所示，推力杆1011靠近推力板1012的端面与推力板1012间隔设置。当驾驶员踩踏制动踏板400时，推力杆1011和制动踏板400运动，制动踏板信号采集器900可以立刻采集到制动信号，从而使控制器800可以控制行车制动单元和/或驻车制动单元工作，此时，由于推力杆1011与推力板1012之间间隔设置，推力杆1011还未与推力板1012接触并推动推力板1012移动，从而使拉索并未张紧并拉动拉臂。当推力杆1011与推力杆1011接触并推动推力板1012移动时，行车制动单元和/或驻车制动单元已经开始运行并驱动制动执行组件动作，制动块已经开始朝向制动盘运动，此时，拉索虽然张紧但并不向制动执行组件输出力。也就是说，推力杆1011靠近推力板1012的端面与推力板1012间隔设置使得行车制动单元和/或驻车制动单元可以先于拉索控制制动执行组件动作，这样，可以防止每次制动时拉索都拉动推臂运动，造成推臂摩擦损坏的可能性增大，拉索与推臂连接处的磨损增大，从而提高制动器200和制动踏板模拟器100的可靠性和使用寿命。

并且，在第一丝杠机构105卡死、推力板1012无法沿第一方向A1移动的情况下，由于推力杆1011与推力板1012间隔设置，推力杆1011仍然可以被制动踏板400踩下一定距离，从而使制动踏板信号采集器900能够采集到制动信号，从而控制行车制动单元或驻车制动单元300运行，实现车辆的制动。

为便于推力板1012、第一弹性件103、第二弹性件1013的安装和保护，在本公开提供的一种实施方式中，如图1所示，制动踏板模拟器100还可以包括第一壳体106，第一壳体106上形成有开口1061，推力板1012安装在第一壳体106中并能够在开口1061内移动，推力板1012将第一壳体106内部分成第一腔室1062和第二腔室1063，第一弹性件103、第一丝杠机构105位于第一腔室1062内，第二弹性件1013位于第二腔室1063内，第一弹性件103的一端与第一壳体106抵顶，另一端与推力板1012抵顶，推力杆1011上形成有沿其径向延伸的止挡部1014，推力杆1011的一端伸入第二腔室1063内，且第二弹性件1013的一端与止挡部1014抵顶，另一端与第一壳体106抵顶。在其他实施方式中，第二弹性件的一端也可以与推力板抵顶，另一端与推力杆抵顶。这里，上文及下文提到的弹性件可以为弹簧，也可以为弹性块等具有弹性的结构。

进一步地，推力板1012的一端从开口1061向外伸出于第一壳体106并与紧急制动拉索102连接，从而可以避免推力板1012在带动紧急制动拉索102移动并张紧的过程中，紧急制动拉索102在与第一开口1061接触、摩擦并损坏，延长紧急制动拉索102的使用寿命。

此外，如图2和图3所示，在本公开提供的一种实施方式中，制动系统还包括驻车制动单元300，驻车制动单元300包括滑块301和用于驱动滑块301移动的第二电机302，紧急制动拉索102包括第一紧急制动拉索1021和第二紧急制动拉索1022，第一紧急制动拉索1021的一端与滑块301连接，另一端与推力组件101连接，第二紧急制动拉索1022的一端与滑块301连接，另一端与拉臂连接，制动系统具有紧急制动状态和驻车制动状态，在紧急制动状态，推力组件101在制动踏板400的作用力下沿第一方向A1移动，第一紧急制动拉索1021张紧并拉动滑块301沿第三方向A3移动，以使第二紧急制动拉索1022张紧并拉动拉臂运动；在驻车制动状态，第二电机302驱动滑块301沿第三方向A3移动，以使第二紧急制动拉索1022张紧并拉动拉臂运动，从而实现驻车制动。这里，根据驻车制动单元300和踏板制动模拟器的具体布置位置，第三方向A3可以不同于第一方向A1和第二方向A2，也可以平行于第一方向A1或第二方向A2。

通过设置滑块301使得驻车制动单元300和制动踏板模拟器100集成到了一起，也就是说，驻车制动单元300和制动踏板模拟器100均是通过第二紧急制动拉索1022来拉动拉臂的，从而无需在拉臂上设置多个拉索，更加便于制动系统的装配。

进一步地，如图2所示，驻车制动单元300还包括驻车制动拉索303，第二电机302通过驻车制动拉索303拉动滑块301沿第三方向A3移动。如图1至图3所示，由于驻车制动拉索303和第一紧急制动拉索1021均连接在滑块301上，这样，在执行驻车制动时，由于当驾驶员踩踏制动踏板400时，第一紧急制动拉索1021已经拉动滑块301沿第三方向A3移动了，且滑块301已经移动到了预设位置(该预设位置为能够使制动器200产生制动力的位置)，此时，驻车制动拉索303处于松弛状态，因此在执行驻车制动时，驻车制动拉索303在第二电机302的作用下虽然逐渐张紧，但由于滑块301已经处于预设位置，驻车制动拉索303无需再向滑块301施加使其沿第三方向A3移动的作用力，从而使驻车制动不会影响驾驶员踩踏制动踏板400的感觉，也就是说，第二电机302驱动驻车制动拉索303逐渐张紧的作用力不会通过滑块301、第一紧急制动拉索1021、推力组件101传递到制动踏板400上。

进一步地，驻车制动单元300还包括第二壳体304和第二丝杠机构305，滑块301可滑动地安装在第二壳体304上，驻车制动拉索303、第二丝杠机构305位于第二壳体304内，第二丝杠机构305包括第二丝杠3051和套装在第二丝杠3051上的第二螺母3052，第二电机302用于驱动第二丝杠3051转动，驻车制动拉索303的一端与第二螺母3052连接，另一端与滑块301连接。通过控制第二电机302的正转或反转可以使第二丝杠3051顺时针转动或逆时针转动，从而使第二螺母3052朝向第三方向A3移动，以通过滑块301拉动第二紧急制动拉索1022，或朝向与第三方向A3相反的第四方向A4移动，以在滑块301复位时能够使驻车制动拉索303随滑块301移动。

进一步地，驻车制动单元300还包括减速器306，第二电机302通过减速器306驱动第二丝杠3051转动，通过减速器306对第二电机302进行减速增扭，从而使得第二电机302可以尽可能选用体积小的电机，便于第二电机302的布置。

在制动结束后，滑块301朝向第四方向A4移动并复位。在现有技术中，通常制动器的拉臂上设置有复位弹簧，当驾驶员松开制动踏板时，拉臂受到的紧急制动拉索102的拉力消失，复位弹簧使拉臂复位，并通过第二紧急制动拉索1022带动滑块301沿第四方向A4移动，从而使滑块301复位。对于现有技术中拉臂处没有设置复位弹簧的技术方案而言，在本公开提供的一种实施方式中，可以在第二壳体304上设置用于驱动滑块301沿第四方向A4移动的第三弹性件(未示出)，从而使滑块301能够在制动结束后复位，以为下一次制动做好准备。

另外，在本公开提供的一种实施方式中，参照图4，制动器200为多个，多个制动器200分别用于制动车辆左轮600和车辆右轮700，例如，制动器200可以为四个，四个制动器200分别用于制动车辆左前轮、车辆右前轮、车辆左后轮和车辆右后轮；或者，制动器200可以为两个，两个制动器200分别用于制动车辆左前轮和车辆右前轮，或者两个制动器200分别用于制动车辆左后轮和车辆右后轮。其中，为了将经济拉索提供的制动力均匀分配给多个制动器200，制动系统还可以包括拉索平衡器500，紧急制动拉索102通过拉索平衡器500分成第一部分和第二部分，第一部分与用于制动车辆左轮600的制动器200的拉臂连接，第二部分与用于制动车辆右轮700的制动器200的拉臂连接。也就是说，拉索平衡器500可以将一根紧急制动拉索102分成两股，一股与用于制动车辆左轮600的制动器200连接，另一股用于与制动车辆右轮700的制动器200连接，以使两股紧急制动拉索102能够分别提供大小相同的力矩。

这里，如图3和图4所示，对于线控制动系统还设置有驻车制动单元300的实施例而言，如上文所提及的紧急制动拉索102包括第一紧急制动拉索1021和第二紧急制动拉索1022，第一紧急制动拉索1021连接在驻车制动单元300的滑块301与制动踏板模拟器100的推力板1012之间，第二紧急制动拉索1022可以通过拉索平衡器500分成两股，一股与用于制动车辆左轮600的制动器200连接，另一股用于与制动车辆右轮700的制动器200连接。

此外，在本公开提供的一种实施方式中，如图3和图4所示，制动器200还可以包括用于使制动器200输出制动力的行车制动单元，制动系统还包括控制器800和制动踏板信号采集器900；

其中，在行车制动单元发生故障的情况下，控制器800用于响应于接收到的制动踏板信号采集器900采集到的制动信号，控制第一电机104在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供助力；

在行车制动单元未发生故障的情况下，控制器800用于控制第一电机104在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供阻力。

这里，制动踏板信号采集器900可以包括制动踏板400位移传感器、制动踏板400力传感器中的一者或多者；通过制动踏板信号采集器900可以检测出制动踏板400加速度、位移以及踏板力的大小等制动指令信号(即，踏板信号)，控制器800接收制动指令信号并响应于该制动指令信号对第一电机104的输出力矩、启停、正转反转等进行控制。

在行车制动单元发生故障的情况下，说明行车制动单元无法驱动制动执行组件运动以使制动块能够压紧制动盘，进而使制动器200输出制动力，此时，在驾驶员踩下制动踏板400的过程中，制动踏板400推动推力组件101沿第一方向A1运动，控制器800控制第一电机104向推力组件101提供助力，以辅助推力组件101沿第一方向A1运动，这样，驾驶员无需使用较大的踩踏力便能够使紧急制动拉索102拉动制动盘的拉臂运动，从而使制动执行组件运动，进而使制动器200输出制动力，实现紧急制动。

在行车制动单元未发生故障的情况下，控制器800可以根据接收到的制动指令信号控制行车制动单元启动，以使制动器200输出制动力，此时，控制器800控制第一电机104向推力组件101提供阻力，以向驾驶员提供制动反馈。

需要说明的是，上文及下文提到的行车制动单元可以包括液压制动系统中的油缸、活塞杆等组件，通过控制油缸内的液压油的大小可以实现活塞杆的伸缩，使活塞杆向制动执行组件提供推力，使其能够驱动制动块移动并压紧制动盘，行车制动单元发生故障可以是液压管路断裂、漏油等无法使活塞杆伸缩的故障。或者，行车制动单元也可以包括线控制动系统中的电机、丝杠螺母机构等组件，通过控制电机输出转动力矩可以使丝杠螺母机构向制动执行组件提供推力，行车制动单元故障可以是电机无法启停、丝杠螺母机构卡死等无法向制动执行组件提供推力的故障。行车制动单元和制动执行组件为本领域公知技术，本公开这里对行车制动单元和制动执行组件的详细工作原理不进行详细说明。

在本公开提供的另一种实施方式中，制动踏板模拟器100还包括第一电机104，制动器200还包括用于使制动器200输出制动力的行车制动单元，制动系统还包括控制器800和制动踏板信号采集器900；

其中，在行车制动单元发生故障且第一电机104和第二电机302均未发生故障的情况下，控制器800用于响应于接收到的制动踏板信号采集器900采集到的制动信号，控制第一电机104在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供阻力，以及控制第二电机302驱动滑块301沿第三方向A3移动；

在行车制动单元以及第二电机302发生故障且第一电机104未发生故障的情况下，控制器800用于控制第一电机104在制动踏板400驱动推力组件101沿第一方向A1移动时提供助力。

也就是说，在行车制动单元未发生故障时，优先使用行车制动单元使制动器200输出制动力；在行车制动单元发生故障，且驻车制动单元300未发生故障(第二电机302未发生故障时)，使用驻车制动单元300使制动器200输出制动力，此时，第一电机104提供制动力反馈；在行车制动单元和驻车制动单元300均发生故障时，控制器800控制第一电机104向推力组件101提供助力，以辅助推力组件101沿第一方向A1运动，这样，驾驶员无需使用较大的踩踏力便能够使紧急制动拉索102拉动制动盘的拉臂运动，实现紧急制动；在行车制动单元、驻车制动单元300、第一电机104均发生故障时(例如，在整车掉电的情况下)，通过驾驶员踩踏制动踏板400来驱动推力组件101沿第一方向A1移动，从而实现人工干预的紧急制动。这样，无论在哪种情况下，制动系统均能够提供制动力，保证车辆能够实现制动，提高车辆的安全性能。

下面提供控制器800实现上述相关控制的一种可能的实现方式：

针对包含行车制动单元以及第一电机104的制动系统，控制器800包括一寄存器，该寄存器存在用于记录行车制动单元的运行状态的标志位，例如该标志位的值为0时，表征该行车制动单元发生故障，该标志位的值为1时，表征该行车制动单元未发生故障。基于此，控制器800可以实时监控行车制动单元的运行状态，并根据表征行车制动单元是否发生故障的监测结果对标志位进行赋值。同时，控制器800在获取到制动指令信号时，若该标志位的值为1，则生成用于控制第一电机104向推力组件101提供阻力的电机控制指令；若该标志位的值为0，则生成用于控制第一电机104向推力组件101提供助力的电机控制指令。

同理，针对包含行车制动单元，第一电机104以及第二电机302的制动系统，控制器800的寄存器中可以预设有分别用于记录行车制动单元，第一电机104以及第二电机302是否发生故障的三个标志位，由控制器800根据对行车制动单元，第一电机104以及第二电机302是否发生故障的监测结果对相应的标识位进行赋值。这样，控制器800可以在获取到制动指令信号后，根据三个标识位的值，即可以实现预定的控制策略，例如实现上述举例中提及的一种可能的控制策略：优先使用行车制动单元使制动器200输出制动力；在行车制动单元发生故障，且驻车制动单元300未发生故障(即第二电机302未发生故障时)，使用驻车制动单元300使制动器200输出制动力，并控制第一电机104提供制动力反馈；在行车制动单元和驻车制动单元300均发生故障时，控制器800控制第一电机104向推力组件101提供助力，以辅助推力组件101沿第一方向A1运动。

根据本公开的另一个方面，提供一种制动踏板模拟器100，该制动踏板模拟器100为上述的制动踏板模拟器100。

根据本公开的再一个方面，提供一种车辆，包括上述的制动系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (17)

1.一种制动系统，其特征在于，包括制动踏板模拟器(100)和制动器(200)，所述制动踏板模拟器(100)包括推力组件(101)、紧急制动拉索(102)以及第一弹性件(103)，所述推力组件(101)用于连接在制动踏板(400)与所述第一弹性件(103)之间，所述推力组件(101)能够在所述制动踏板(400)的作用力下沿第一方向(A1)移动，所述第一弹性件(103)用于向所述推力组件(101)施加朝向与所述第一方向(A1)相反的第二方向(A2)的弹性力，以使所述推力组件(101)复位，所述紧急制动拉索(102)的一端与所述推力组件(101)连接，另一端用于与所述制动器(200)的拉臂连接，以使所述紧急制动拉索(102)能够在所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时张紧并拉动所述拉臂运动，从而使所述制动器(200)输出制动力。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动踏板模拟器(100)还包括第一电机(104)，所述第一电机(104)用于在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供助力，或者在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供阻力。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述制动踏板模拟器(100)还包括第一丝杠机构(105)，所述第一丝杠机构(105)位于所述第一电机(104)与所述推力组件(101)之间，所述第一丝杠机构(105)包括第一丝杠(1051)和套装在所述第一丝杠(1051)上的第一螺母(1052)，所述第一螺母(1052)安装在所述推力组件(101)上，所述第一电机(104)用于驱动所述第一丝杠(1051)转动，以使所述第一螺母(1052)沿所述第一丝杠(1051)的轴向移动。

4.根据权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述第一丝杠机构(105)的螺纹升角大于其自锁角。

5.根据权利要求3所述的制动系统，其特征在于，所述推力组件(101)包括推力杆(1011)、推力板(1012)以及第二弹性件(1013)，所述推力杆(1011)位于所述制动踏板(400)与所述推力板(1012)之间，所述第二弹性件(1013)用于向所述推力杆(1011)施加朝向所述第二方向(A2)的弹性力，以使所述推力杆(1011)复位，所述第一弹性件(103)用于向所述推力板(1012)施加朝向所述第二方向(A2)的弹性力，所述紧急制动拉索(102)远离所述拉臂的一端连接于所述推力板(1012)，所述第一螺母(1052)安装在所述推力板(1012)上。

6.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于，所述推力杆(1011)靠近所述推力板(1012)的端面与所述推力板(1012)间隔设置。

7.根据权利要求5所述的制动系统，其特征在于，所述制动踏板模拟器(100)还包括第一壳体(106)，所述第一壳体(106)上形成有开口(1061)，所述推力板(1012)安装在所述第一壳体(106)中并能够在所述开口(1061)内移动，所述推力板(1012)将所述第一壳体(106)内部分成第一腔室(1062)和第二腔室(1063)，所述第一弹性件(103)、所述第一丝杠机构(105)位于所述第一腔室(1062)内，所述第二弹性件(1013)位于所述第二腔室(1063)内，所述第一弹性件(103)的一端与所述第一壳体(106)抵顶，另一端与所述推力板(1012)抵顶，所述推力杆(1011)上形成有沿其径向延伸的止挡部(1014)，所述推力杆(1011)的一端伸入所述第二腔室(1063)内，且所述第二弹性件(1013)的一端与所述止挡部(1014)抵顶，另一端与所述第一壳体(106)抵顶。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其特征在于，所述推力板(1012)的一端从所述开口(1061)向外伸出于所述第一壳体(106)并与所述紧急制动拉索(102)连接。

9.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括驻车制动单元(300)，所述驻车制动单元(300)包括滑块(301)和用于驱动所述滑块(301)移动的第二电机(302)，所述紧急制动拉索(102)包括第一紧急制动拉索(1021)和第二紧急制动拉索(1022)，所述第一紧急制动拉索(1021)的一端与所述滑块(301)连接，另一端与所述推力组件(101)连接，所述第二紧急制动拉索(1022)的一端与所述滑块(301)连接，另一端与所述拉臂连接，所述制动系统具有紧急制动状态和驻车制动状态，在所述紧急制动状态，所述推力组件(101)在所述制动踏板(400)的作用力下沿所述第一方向(A1)移动，所述第一紧急制动拉索(1021)张紧并拉动所述滑块(301)沿第三方向(A3)移动，以使所述第二紧急制动拉索(1022)张紧并拉动所述拉臂运动；在所述驻车制动状态，所述第二电机(302)驱动所述滑块(301)沿所述第三方向(A3)移动，以使所述第二紧急制动拉索(1022)张紧并拉动所述拉臂运动。

10.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述驻车制动单元(300)还包括驻车制动拉索(303)，所述第二电机(302)通过所述驻车制动拉索(303)拉动所述滑块(301)沿所述第三方向(A3)移动。

11.根据权利要求10所述的制动系统，其特征在于，所述驻车制动单元(300)还包括第二壳体(304)和第二丝杠机构(305)，所述滑块(301)可滑动地安装在所述第二壳体(304)上，所述驻车制动拉索(303)、所述第二丝杠机构(305)位于所述第二壳体(304)内，所述第二丝杠机构(305)包括第二丝杠(3051)和套装在所述第二丝杠(3051)上的第二螺母(3052)，所述第二电机(302)用于驱动所述第二丝杠(3051)转动，所述驻车制动拉索(303)的一端与所述第二螺母(3052)连接，另一端与所述滑块(301)连接。

12.根据权利要求11所述的制动系统，其特征在于，所述驻车制动单元(300)还包括减速器(306)，所述第二电机(302)通过所述减速器(306)驱动所述第二丝杠(3051)转动。

13.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动器(200)为多个，多个所述制动器(200)分别用于制动车辆左轮(600)和车辆右轮(700)，所述制动系统还包括拉索平衡器(500)，所述紧急制动拉索(102)通过所述拉索平衡器(500)分成第一部分和第二部分，所述第一部分与用于制动所述车辆左轮(600)的所述制动器(200)的所述拉臂连接，所述第二部分与用于制动所述车辆右轮(700)的所述制动器(200)的所述拉臂连接。

14.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述制动器(200)还包括用于使所述制动器(200)输出制动力的行车制动单元，所述制动系统还包括控制器(800)和制动踏板信号采集器(900)；

其中，在所述行车制动单元发生故障的情况下，所述控制器(800)用于响应于接收到的所述制动踏板信号采集器(900)采集到的制动信号，控制所述第一电机(104)在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供助力；

在所述行车制动单元未发生故障的情况下，所述控制器(800)用于控制所述第一电机(104)在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供阻力。

15.根据权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述制动踏板模拟器(100)还包括第一电机(104)，所述制动器(200)还包括用于使所述制动器(200)输出制动力的行车制动单元，所述制动系统还包括控制器(800)和制动踏板信号采集器(900)；

其中，在所述行车制动单元发生故障且所述第一电机(104)和所述第二电机(302)均未发生故障的情况下，所述控制器(800)用于响应于接收到的所述制动踏板信号采集器(900)采集到的制动信号，控制所述第一电机(104)在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供阻力，以及控制所述第二电机(302)驱动所述滑块(301)沿所述第三方向(A3)移动；

在所述行车制动单元以及所述第二电机(302)发生故障且所述第一电机(104)未发生故障的情况下，所述控制器(800)用于控制所述第一电机(104)在所述制动踏板(400)驱动所述推力组件(101)沿所述第一方向(A1)移动时提供助力。

16.一种制动踏板模拟器，其特征在于，所述制动踏板模拟器(100)为权利要求1-15中任一项所述的制动踏板模拟器(100)。

17.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-15中任一项所述的制动系统。

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