CN204514608U - 一种双弹簧踏板感觉模拟器 - Google Patents

Abstract

一种双弹簧踏板感觉模拟器，缸体(1)右侧内径比左侧内径小，其左侧内壁面与第一活塞(3)与第二活塞(5)外壁面配合，其右侧内壁面的直径要大于弹簧支撑块(6)的外径以保证弹簧支撑块(6)能够在其右侧内壁面里移动；所述第一活塞(2)中间有一凸台，凸台顶部面与所述弹簧支撑块(6)左侧凹面以锥面配合；所述第二活塞(5)中间有一圆孔，允许第一活塞(3)的凸台部分穿过；所述弹簧支撑块(6)左端面还与第二活塞(5)右端面以锥面配合。本实用型能够提供良好的制动踏板感觉，结构简单，仅用两段弹簧实现了三种制动踏板感觉的模拟，可应用于多种线控制动系统。

Description

一种双弹簧踏板感觉模拟器

技术领域

本实用新型属于汽车制动技术领域，涉及汽车线控制动系统零部件，尤其是踏板感觉模拟器。

背景技术

相对于传统的制动系统，线控制动系统能实现制动踏板输入力与摩擦制动力的解耦。因此需要对如何提供合适的制动踏板感觉展开研究，以提升驾驶员制动时的舒适性。踏板感觉模拟器的目的在于为驾驶员提供一个良好的踏板感觉，目前市面上常见的踏板感觉模拟器分为主动式与被动式。被动式踏板模拟器踏板力－行程特性不可调节，多通过特殊设计的机械结构实现，较为常见的就是通过回位弹簧来对踏板力－行程曲线来进行直线拟合，较为高级的被动式踏板感觉模拟器还会通过可变节流机构改变通流面积已提供非线性的制动踏板感觉。主动式踏板感觉模拟器踏板力－行程特性可灵活设定，包括控制单元和执行单元，结构比较复杂。

从提供的踏板感觉舒适度来说，主动式踏板感觉模拟器更好，但是其系统复杂，成本高，可靠性不如简单的被动式踏板感觉模拟器，为此需要对被动式踏板感觉模拟器进行更好的开发，特别是对常用到的两段弹簧被动式踏板感觉模拟器进行开发，以期在保证其成本和可靠性等优势的情况下，提供一个更为良好的踏板感觉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种结构简单的踏板感觉模拟器，仅用两段弹簧实现三种制动踏板感觉的模拟，可应用于多种线控制动系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双弹簧串并联复合式踏板感觉模拟器，由缸体、密封件、第一活塞、第一弹簧、第二活塞、弹簧支撑块、第二弹簧组成；所述缸体右侧内径比左侧内径小，其左侧内壁面与第一活塞与第二活塞外壁面配合，其右侧内壁面的直径要大于弹簧支撑块的外径以保证弹簧支撑块能够在其右侧内壁面里移动；所述第一活塞中间设有一凸台，凸台顶部面与所述弹簧支撑块左侧凹面以锥面配合；所述第二活塞中间设有一圆孔，允许第一活塞的凸台部分穿过；所述弹簧支撑块左端面还与第二活塞右端面以锥面配合。

所述第一活塞与第二活塞表面设有对第一弹簧起径向定位作用的槽，所述弹簧支撑块与缸体上设有对第二弹簧起径向定位作用的槽。

所述缸体内侧顶部设有一通气孔，所诉弹簧支撑块中间设有一通气孔，以保证缸内大气压与缸外大气压相同。

所述第一活塞与弹簧支撑块的配合面，以及第二活塞与弹簧支撑块的配合面均能对弹簧支撑块起径向定位的作用。

所述第一弹簧和第二弹簧的刚度不同。

所述缸体的内部空间、第一弹簧和第二弹簧的长度与刚度需要保证第一活塞在向右移动的过程中，第二活塞右侧先与缸体内部大小经交界处形成的台阶相接触，之后第一活塞的凸台再与弹簧支撑块的左面相接触。

与现有的技术相比，本实用新型提出的双弹簧串并联复合式踏板感觉模拟器具有以下优点：

只用两段弹簧得到了三条斜率不同的踏板力－行程直线，相对现有的采用两段弹簧的被动式方案能提供更好的踏板模拟感觉，相对于现有的主动式方案可靠性更好。

附图说明

图1是本实用新型实施结构示意图。

1—缸体、2—密封件、3—第一活塞、4—第一弹簧、5—第二活塞、6—弹簧支撑块、7—第二弹簧。

图2是本实用新型参考设计的某一踏板力－行程曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步加以说明。

实施例1

如图1～2所示，双弹簧串并联复合式踏板感觉模拟器，由缸体1、密封件2、第一活塞3、第一弹簧4、第二活塞5、弹簧支撑块6、第二弹簧7组成。

缸体1右侧内径比左侧内径小，其左侧内壁面与第一活塞3与第二活塞5外壁面配合，其右侧内壁面的直径要大于弹簧支撑块6的外径以保证弹簧支撑块6能够在其右侧内壁面里移动。

第一活塞2中间有一凸台，凸台顶部面与所述弹簧支撑块6左侧凹面以锥面配合。

第二活塞5中间有一圆孔，允许第一活塞3的凸台部分穿过。

弹簧支撑块6左端面还与第二活塞5右端面以锥面配合。

第一活塞3与第二活塞5表面具有对第一弹簧4起径向定位作用的槽，所述弹簧支撑块6与缸体1上具有对第二弹簧7起径向定位作用的槽。

缸体1内侧顶部具有一通气孔，弹簧支撑块6中间有一通气孔，以保证缸内大气压与缸外大气压相同。

第一活塞3与弹簧支撑块6的配合面，以及第二活塞5与弹簧支撑块6的配合面均能对弹簧支撑块起径向定位的作用。

所述第一弹簧4和第二弹簧7的刚度不同。

缸体1的内部空间、第一弹簧4和第二弹簧7的长度与刚度需要保证第一活塞3在向右移动的过程中，第二活塞5右侧先与缸体1内部大小经交界处形成的台阶相接触，之后第一活塞3的凸台再与弹簧支撑块6的左面相接触。

工作时，当活塞3前进，第一弹簧4与第二弹簧7同时压缩，两弹簧是串联，设第一弹簧4的刚度为k₁，第二弹簧7的刚度为k₂，其中k₁≠k₂，则此时系统的弹簧刚度k_a满足以下关系式：

$k_a=\frac{1}{\frac{1}{k_1}+\frac{1}{k_2}}<\min (k_1,k_2)$

随着活塞3继续前进，第二活塞5右侧先与缸体1内部大小经交界处形成的台阶相接触，此时第二活塞5不再移动，第二弹簧7不再压缩变形，此时系统的弹簧刚度k_b满足以下关系式：

k_b＝k₁

当活塞3继续前进，其凸台穿过第二活塞5中间的孔与弹簧支撑块6的左侧面相接触，将继续压缩第二弹簧7，此时第一弹簧4与第二弹簧7为并联，此时系统的弹簧刚度k_c满足以下关系式：

k_c＝k₁+k₂

综上可知，三个阶段的系统刚度k_a<k_b<k_c。

这样就由两段弹簧得到了三条斜率不同的关系直线。

结合图2所示的参考设计的某一踏板力－行程曲线，进一步说明双弹簧串并联复合式踏板感觉模拟器。

理想的踏板感觉模拟器是能提供与传统汽车相同的踏板感觉，以图2所示的踏板力－行程曲线为原型的传统制动系统采用带真空助力器的双回路系统目标踏板特性。其中，OA为消除制动系统各组件间隙并初始建立压力阶段，AB为真空助力器助力作用阶段，BC为助力结束后推杆直接作用于制动主缸阶段。为了简单起见，以三条直线L1、L2、L3拟合该曲线。

通过适当选择第一弹簧4的刚度k₁与第二弹簧7的刚度k₂以实现L1、L2与L3。目前采用双段弹簧的被动式踏板感觉模拟器只能用两条直线拟合踏板力－行程曲线，本实用新型双弹簧串并联复合式踏板感觉模拟器在不增加弹簧数量的基础上，使拟合直线变为三条，踏板感觉更好。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：包括缸体(1)、密封件(2)、第一活塞(3)、第一弹簧(4)、第二活塞(5)、弹簧支撑块(6)、第二弹簧(7)；所述缸体(1)右侧内径比左侧内径小，其左侧内壁面与第一活塞(3)与第二活塞(5)外壁面配合，其右侧内壁面的直径要大于弹簧支撑块(6)的外径以保证弹簧支撑块(6)能够在其右侧内壁面里移动；所述第一活塞(2)中间有一凸台，凸台顶部面与所述弹簧支撑块(6)左侧凹面以锥面配合；所述第二活塞(5)中间有一圆孔，允许第一活塞(3)的凸台部分穿过；所述弹簧支撑块(6)左端面还与第二活塞(5)右端面以锥面配合。

2.根据权利要求1所述的双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：所述第一活塞(3)与第二活塞(5)表面设有对第一弹簧(4)起径向定位作用的槽，所述弹簧支撑块(6)与缸体(1)上设有对第二弹簧(7)起径向定位作用的槽。

3.根据权利要求1所述的双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：所述缸体(1)内侧顶部设有一通气孔，所述弹簧支撑块(6)中间设有一通气孔，以保证缸内大气压与缸外大气压相同。

4.根据权利要求1所述的双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：所述第一活塞(3)与弹簧支撑块(6)的配合面，以及第二活塞(5)与弹簧支撑块(6)的配合面均对弹簧支撑块加以径向定位。

5.根据权利要求1所述的双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：所述第一弹簧(4)和第二弹簧(7)的刚度不同。

6.根据权利要求1所述的双弹簧踏板感觉模拟器，其特征在于：所述缸体(1)的内部空间、第一弹簧(4)和第二弹簧(7)的长度与刚度相互匹配使得第一活塞(3)在向右移动的过程中，第二活塞(5)右侧先与缸体(1)内部大小经交界处形成的台阶相接触，之后第一活塞(3)的凸台再与弹簧支撑块的左面相接触。