CN112406819A - 一种制动踏板的防侵入系统、制动踏板及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制动踏板的防侵入系统、制动踏板和车辆。所述防侵入系统包括用于响应于车辆碰撞传感单元输出的碰撞信号输出制动驱动信号，以及响应于锁止触发信号输出锁止驱动信号的控制单元、设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于响应于所述制动驱动信号带动所述制动踏板执行制动操作，并在所述制动踏板达到最大行程时输出所述锁止触发信号的控制单元以及用于响应于所述锁止驱动信号对所述第一执行单元进行行程锁止的第二执行单元。所述制动踏板包括所述防侵入系统。所述车辆包括所述制动踏板。根据本发明，能够解决现有的制动踏板防侵入装置的防侵入效果差，可靠性差的问题。

Description

一种制动踏板的防侵入系统、制动踏板及车辆

技术领域

本发明属于制动踏板防侵入技术领域，更具体地，涉及一种制动踏板的防侵入系统、制动踏板及车辆。

背景技术

汽车碰撞安全一直受到人们的关注，在车辆发生碰撞时，如何降低对驾驶员造成的伤害，也是汽车行业一直在研究的技术难题。通常在车辆发生正面碰撞前，驾驶员会踩下制动踏板进行减速以试图避免碰撞，但由于刹车距离不足等原因，有些碰撞不可避免。此时由于驾驶员的脚放于制动踏板上，随着车辆正面碰撞的发生，发动机舱内动力总成等结构向车尾方向侵入，使得制动泵推动前围板及制动踏板总成整体后移，由此便会对驾驶员的脚部和腿部造成伤害。

此外，在不同的NCAP(新车碰撞测试)中，对制动踏板位移量均有评价指标，踏板位移量的大小会直接影响车辆NCAP星级评定结果。因而无论从驾驶员安全角度考虑，亦或是从提高车型安全星级评定来讲，设计防止制动踏板向驾驶员方向侵入，以有效减少碰撞中制动踏板侵入量的踏板防侵入装置都显得非常重要。

现有车辆制动踏板的防侵入装置主要分为碰撞分离式和外部限位式。其中，碰撞分离式防侵入装置能够在车辆发生正面碰撞时使制动踏板自动脱落，从而实现防止制动踏板侵入的目的。外部限位式防侵入装置能够在车辆发生正面碰撞时通过机械限位的方式防止制动踏板向驾驶员方向侵入。然而，对于碰撞分离式防侵入装置而言，脱落的制动踏板可能会撞到驾驶员的腿部或脚部，从而对驾驶员造成伤害。对于外部限位式防侵入装置而言，其一般通过部分位置的失效起到防止制动踏板侵入的作用，失效的发生受结构设计、生产工艺、材料一致性等诸多因素的限制，故在结构可靠性上不易控制。同时，外部限位式防侵入装置也有着结构复杂和成本较高的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的制动踏板防侵入装置的防侵入效果差，可靠性差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种制动踏板的防侵入系统、制动踏板及车辆。

根据本发明的第一方面，提出了一种制动踏板的防侵入系统。本发明的制动踏板的防侵入系统包括：

控制单元，用于响应于车辆碰撞传感单元输出的碰撞信号输出制动驱动信号，以及响应于锁止触发信号输出锁止驱动信号；

第一执行单元，设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于响应于所述制动驱动信号带动所述制动踏板执行制动操作，并在所述制动踏板的行程不再增加时输出所述锁止触发信号；

第二执行单元，用于响应于所述锁止驱动信号对所述第一执行单元进行行程锁止，以间接地对所述制动踏板进行行程锁止；

其中，车辆碰撞传感单元用于在车辆发生正面碰撞时输出碰撞信号。

作为优选的是，所述控制单元采用车辆电子控制单元实现，所述车辆电子控制单元为车辆原有的电子控制单元或者增设的电子控制单元。

作为优选的是，所述第一执行单元包括动力输出子单元、传动子单元和连接子单元；

所述动力输出子单元用于响应于所述制动驱动信号输出力矩，并在其输出力矩降为零时输出所述锁止触发信号；

所述传动子单元用于对所述力矩进行传递；

所述连接子单元设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于基于输入的力矩带动所述制动踏板执行制动操作。

作为优选的是，所述动力输出子单元采用驱动电机实现。

作为优选的是，所述传动子单元采用齿轮副实现。

作为优选的是，所述连接子单元采用推杆实现，所述推杆上设置有齿条，所述齿条与所述齿轮副的末端从动齿轮相啮合。

作为优选的是，所述第二执行单元采用电磁吸合机构实现；

所述电磁吸合机构包括作为锁止件的衔铁；

所述控制单元用于控制所述电磁吸合机构的通电与断电；

当所述电磁吸合机构断电时，自由状态下的所述衔铁对所述第一执行单元进行接触式锁止，以间接地对所述制动踏板进行行程锁止。

作为优选的是，所述电磁吸合机构还包括壳体、线圈和压缩弹簧；

所述壳体的前端开口设置；

所述线圈固设在所述壳体内并靠近所述壳体的后端，所述线圈与所述控制单元电性连接；

所述衔铁设置在所述壳体的开口端的外侧，并通过所述压缩弹簧与所述线圈相连。

根据本发明的第二方面，提出了一种制动踏板。本发明的制动踏板包括上述任一种制动踏板的防侵入系统。

根据本发明的第三方面，提出了一种车辆。本发明的车辆包括上述制动踏板。

本发明的有益效果在于：

本发明的制动踏板的防侵入系统，在车辆发生正面碰撞时，控制单元对第一执行单元进行驱动，并通过第一执行单元带动制动踏板向其前下方移动，以实现制动操作。当制动踏板移动至最大行程时，控制单元基于第一执行单元的反馈对第二执行单元进行驱动，并通过第二执行单元对第一执行单元进行行程锁止，以间接地对制动踏板进行行程锁止。

与现有的碰撞分离式制动踏板防侵入装置相比，本发明的制动踏板的防侵入系统在车辆发生正面碰撞后能够对处于最大制动行程状态下的制动踏板进行行程锁止，避免了因采用制动踏板脱落设计而导致可能威胁驾驶员安全的问题，防侵入效果好。

本发明的制动踏板的防侵入系统，第一执行单元设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，第二执行单元通过第一执行单元对制动踏板进行行程锁止。与现有的外部限位式防侵入装置相比，本发明的这种内部限位方式的可靠性更高。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的实施例的制动踏板的防侵入系统的原理框图。

图2示出了根据本发明的实施例的第二执行单元的布置示意图。

图3示出了根据本发明的实施例的第二执行单元的第一种行程锁止示意图。

图4示出了根据本发明的实施例的第二执行单元的第二种行程锁止示意图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例：图1示出了本实施例的制动踏板的防侵入系统的原理框图。参照图1，本实施例的制动踏板的防侵入系统包括：

控制单元，用于响应于车辆碰撞传感单元输出的碰撞信号输出制动驱动信号，以及响应于锁止触发信号输出锁止驱动信号；

第一执行单元，设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于响应于制动驱动信号带动制动踏板执行制动操作，并在制动踏板达到最大行程时输出锁止触发信号；

第二执行单元，用于响应于锁止驱动信号对第一执行单元进行行程锁止。

本实施例中，车辆碰撞传感单元为单独的车辆正面碰撞传感器或者车辆安全气囊系统的碰撞传感器。

本实施例中，控制单元采用车辆电子控制单元(ECU)实现，该车辆电子控制单元可以通过对车辆原有的电子控制单元进行相应的调整来实现，也可以是增设的电子控制单元。

图1中，制动主缸用于提供制动油压，制动执行单元基于具有一定压力的制动液执行制动。

本实施例中，第一执行单元包括动力输出子单元、传动子单元和连接子单元；

动力输出子单元用于响应于制动驱动信号输出力矩，并在其输出力矩降为零时输出锁止触发信号；

传动子单元用于对力矩进行传递；

连接子单元设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于基于输入的力矩带动制动踏板执行制动操作。

本实施例中，动力输出子单元采用驱动电机实现，该驱动电机具有角位移自反馈功能。传动子单元采用齿轮副实现。

图2示出了本发明的实施例的第二执行单元的布置示意图。参照图2，本实施例中，连接子单元采用推杆实现，该推杆上设置有与齿轮副的末端从动齿轮1相啮合的齿条2。

本实施例中，第二执行单元采用电磁吸合机构实现；

电磁吸合机构包括作为锁止件的衔铁3；

控制单元用于控制电磁吸合机构的通电与断电；

当电磁吸合机构断电时，自由状态下的衔铁3对第一执行单元进行接触式锁止。

本实施例中，电磁吸合机构还包括壳体4、线圈5和压缩弹簧6；

壳体4的前端开口设置；

线圈5固设在壳体4内并靠近壳体4的后端，线圈5与控制单元电性连接；

衔铁3设置在壳体4的开口端的外侧，并通过压缩弹簧6与线圈5相连。

线圈5内置有铁芯。线圈5的两个接线端分别与ECU的电源端和接地端相连，ECU通过内置的继电器控制线圈5所在电气回路的通与断。

本实施例中，驱动电机的输出轴与齿轮副的首端齿轮联动设置，齿轮副的末端从动齿轮1与带有齿条2的推杆联动设置，齿轮副用于将驱动电机的输出轴的圆周运动转换为推杆的线性运动。当驱动电机的输出轴正转时，推杆在齿轮副的带动下朝车头方向移动，当驱动电机的输出轴反转时，推杆在齿轮副的带动下朝车尾方向移动。

本实施例的电磁吸合机构，当线圈5通电时，线圈5周围产生磁场，对衔铁3产生吸引力，吸合状态下的衔铁3贴合设置在壳体4的开口端上，不与末端从动齿轮1相接触，此时压缩弹簧6处于被压缩的状态。当线圈5断电时，线圈5周围的磁场消失，对衔铁3的吸引力也随之消失，此时自由状态的衔铁3在压缩弹簧6的作用下向末端从动齿轮1伸出并与其相接触，进而对末端从动齿轮1进行行程锁止。

图3示出了本实施例的第二执行单元的第一种行程锁止示意图。图4示出了本实施例的第二执行单元的第二种行程锁止示意图。参照图3和图4，末端从动齿轮1的轮齿1-1与衔铁3前端的限位槽相匹配，末端从动齿轮1的齿槽与衔铁3的前端结构相匹配。在第一种行程锁止情况下，末端从动齿轮1的轮齿1-1伸入衔铁3前端的限位槽内，以实现末端从动齿轮1的行程锁止。在第二种行程锁止情况下，衔铁3的前端结构伸入末端从动齿轮1的齿槽内，即衔铁3前端的两个限位齿3-1均位于末端从动齿轮1的齿槽内，以实现末端从动齿轮1的行程锁止。由此可知，采用基于上述电磁吸合机构的锁止器能够对处于任何行程状态下的末端从动齿轮1进行锁止，可靠性高。当末端从动齿轮1行程锁止时，推杆和制动踏板也相应地被行程锁止。除此之外，当ECU断电时，电磁吸合机构也相应地进入断电状态，进而对齿轮副、推杆和制动踏板进行锁止。

本实施例的制动踏板的防侵入系统，车辆正常行驶状态下，ECU控制电磁吸合机构通电，作为锁止件的衔铁3处于初始位置。当车辆突然发生碰撞时，车辆碰撞传感单元向ECU发送碰撞信号。接收到碰撞信号后，ECU根据预定的控制策略迅速控制驱动电机通过齿轮副带动推杆和制动踏板向车头方向运动，此时制动踏板(踏板面)同时向下方运动。由此，一方面能够使制动踏板(踏板面)快速远离驾驶员的腿部和脚部，以减小碰撞输入腿部和脚部的力，另一方面使制动器快速建压对整车实施制动以在一定程度上减小碰撞的程度。当制动踏板达到最大制动行程时，驱动电机的输出轴的角位移不再变化，此时ECU根据驱动电机的反馈信号控制电磁吸合机构断电。相应地，作为锁止件的衔铁3在压缩弹簧6的推力下弹出，并与齿轮副的末端从动齿轮1相接触，并对其进行锁止，进而锁止住推杆，使推杆保持在一定行程或最大行程上。并且，即使此时整车突然断电，电磁吸合机构也将继续保持锁止工作状态。

上述车辆正常行驶状态包括车辆正在ACC/AEB运行时的状态、驾驶员正在踩制动时的状态和制动液压失效的状态等。只要ECU接收到车辆碰撞传感单元输出的碰撞信号，所述防侵入系统便会自动带动制动踏板向前下方移动，并在其达到最大行程时对推杆进行锁止，进而实现防止制动踏板侵向驾驶员的目的。另外，如果整车碰撞时突然断电，电磁吸合机构也将及时实施锁止并持续保持锁止状态，保持推杆和制动踏板的初始状态(制动踏板不移动也属于碰撞要求的良好状态)。

相应地，本实施例还提出了一种制动踏板，该制动踏板包括上述制动踏板的防侵入系统。

进一步地，本实施例还提出了一种车辆，该车辆包括上述制动踏板。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种制动踏板的防侵入系统，其特征在于，包括：

控制单元，用于响应于车辆碰撞传感单元输出的碰撞信号输出制动驱动信号，以及响应于锁止触发信号输出锁止驱动信号；

第一执行单元，设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于响应于所述制动驱动信号带动所述制动踏板执行制动操作，并在所述制动踏板达到最大行程时输出所述锁止触发信号；

第二执行单元，用于响应于所述锁止驱动信号对所述第一执行单元进行行程锁止。

2.根据权利要求1所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述控制单元采用车辆电子控制单元实现，所述车辆电子控制单元为车辆原有的电子控制单元或者增设的电子控制单元。

3.根据权利要求1所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述第一执行单元包括动力输出子单元、传动子单元和连接子单元；

所述动力输出子单元用于响应于所述制动驱动信号输出力矩，并在其输出力矩降为零时输出所述锁止触发信号；

所述传动子单元用于对所述力矩进行传递；

所述连接子单元设置于制动踏板与制动主缸的活塞之间并与二者联动，用于基于输入的力矩带动所述制动踏板执行制动操作。

4.根据权利要求3所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述动力输出子单元采用驱动电机实现。

5.根据权利要求4所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述传动子单元采用齿轮副实现。

6.根据权利要求5所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述连接子单元采用推杆实现，所述推杆上设置有齿条，所述齿条与所述齿轮副的末端从动齿轮相啮合。

7.根据权利要求1所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述第二执行单元采用电磁吸合机构实现；

所述电磁吸合机构包括作为锁止件的衔铁；

所述控制单元用于控制所述电磁吸合机构的通电与断电；

当所述电磁吸合机构断电时，自由状态下的所述衔铁对所述第一执行单元进行接触式锁止。

8.根据权利要求7所述的制动踏板的防侵入系统，其特征在于，所述电磁吸合机构还包括壳体、线圈和压缩弹簧；

所述壳体的前端开口设置；

所述线圈固设在所述壳体内并靠近所述壳体的后端，所述线圈与所述控制单元电性连接；

所述衔铁设置在所述壳体的开口端的外侧，并通过所述压缩弹簧与所述线圈相连。

9.一种制动踏板，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的防侵入系统。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的制动踏板。

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