CN209467118U - 一种线控制动系统踏板模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种线控制动系统踏板模拟器，包括制动主缸，制动主缸一侧与制动踏板相连，另外一侧与模拟器本体相连，模拟器本体内腔设有左活塞和右活塞，左活塞和右活塞将模拟器本体内腔分隔为缓冲腔和与制动主缸相连通的左腔、右腔；缓冲腔内设置有与左活塞和右活塞均接触连接的带有弹性的缓冲件，左活塞和右活塞的相向或相背运动能驱动缓冲件沿左活塞运动的垂直方向直线运动，缓冲件与左活塞、缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹为平滑曲线。本实用新型解决了现有技术的制动踏板力‑制动踏板行程曲线为非线性，进而造成制动舒适性差的问题，提供了一种线控制动系统踏板模拟器，有效提高制动脚感顺滑度和舒适性。

Description

一种线控制动系统踏板模拟器

技术领域

本实用新型涉及制动系统，尤其涉及一种线控制动系统踏板模拟器。

背景技术

“安全、节能、环保”是汽车未来发展的三大主题，制动系统作为汽车的一个重要组成部分，直接影响到汽车行驶的安全性。随着现代科技的发展，同时消费者对汽车安全性能的要求日益提高，汽车制动也得到不断的发展。

制动系统是汽车行驶安全的重要保障,当前绝大部分汽车应用真空助力形式的制动系统，真空助力源由发动机或电动真空泵产生负压进行真空助力。随着汽车主动安全技术的发展以及混合动力和纯电动汽车日益兴起，传统制动系统已不能满足汽车新技术应用如AEB、再生制动能量回收等功能要求，线控制动技术相比传统制动系统,具有结构简单、制动响应快、控制精度高、布置灵活、踏板特性一致等诸多优点,易于与汽车动态控制系统进行整合,且可满足电动汽车及混合动力汽车的再生制动系统需求,具有很好的发展前景。但电控制动系统取消了制动踏板与制动轮缸的直接连接,必须采用特定装置来模拟制动踏板感觉,在制动的过程中，制动踏板行程模拟器给驾驶员一个踏板反作用力，使驾驶员有一个良好的制动踏板感觉，并且驾驶员根据踏板反作用力实时调节制动踏板的行程，保证制动的安全性。

现有典型的线控制动系统如图1所示。驾驶员采取制动时，踩下制动踏板，制动主缸油液进入现有技术模拟器内，实现制动。现有技术模拟器内弹簧通常被设计成两段或多段式，用分段线性的制动踏板力-制动踏板行程曲线特征去尽量贴近，所以现有技术的技术方案的制动踏板力-制动踏板行程曲线是非线性的，因为弹簧的分段数有限，制动脚感不够顺滑，而是呈现分段变化，制动舒适性差，进而影响产品的质量。

发明内容

本实用新型解决了现有技术的制动踏板力-制动踏板行程曲线为非线性，进而造成制动舒适性差的问题，提供了一种线控制动系统踏板模拟器，有效提高制动脚感顺滑度和舒适性。

本实用新型的具体技术方案为：

一种线控制动系统踏板模拟器，包括制动主缸，制动主缸一侧与制动踏板相连，另外一侧与模拟器本体相连，模拟器本体内腔设有左活塞和右活塞，左活塞和右活塞将模拟器本体内腔分隔为缓冲腔和与制动主缸相连通的左腔、右腔；缓冲腔内设置有与左活塞和右活塞均接触连接的带有弹性的缓冲件，左活塞和右活塞的相向或相背运动能驱动缓冲件沿左活塞运动的垂直方向直线运动，缓冲件与左活塞、缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹为平滑曲线。通过制动踏板的运动，从而实现制动主缸内液压油的运动，进而驱动模拟器本体内左活塞和右活塞的相互向或相背运动，进而驱动缓冲件的运动，由于缓冲件带有弹性且缓冲件与左活塞、缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹为平滑曲线，能将力反馈到制动踏板上，进而反馈到脚上，有效提高制动脚感顺滑度和舒适性；而现有技术模拟器内弹簧通常被设计成两段或多段式，用分段线性的制动踏板力-制动踏板行程曲线特征去尽量贴近，所以现有技术的技术方案的制动踏板力-制动踏板行程曲线是非线性的，与现有技术相比，能有效避免弹簧因为分段数有限，导致制动脚感不够顺滑，呈现分段变化，制动舒适性差等问题，制动踏板力-制动踏板行程曲线为平滑曲线，有效提高制动脚感顺滑度，进而提高产品的质量和操作者的舒适度。带有弹性的缓冲件为带有普通弹簧的缓冲件或带有蝶形弹簧的缓冲件或带有弹性拉绳的缓冲件。

作为上述方案的一种优选方案，左活塞和右活塞的中心轴线均与缓冲件的中心轴向垂直。左活塞和右活塞的中心轴线均与缓冲件的中心轴向垂直，使左活塞和右活塞的运动轨迹与缓冲件的运动轨迹垂直。

作为上述方案的一种优选方案，左活塞与缓冲件接触点的运动轨迹和右活塞与缓冲件接触点的运动轨迹对称。左活塞与缓冲件接触点的运动轨迹和右活塞与缓冲件接触点的运动轨迹对称，能有效保证运动的可靠性和缓冲件左右受力均匀。

作为上述方案的一种优选方案，左活塞包括左塞体和左塞头，右活塞包括右塞体和右塞头，左塞头和右塞头均处于缓冲腔内。左塞头和右塞头均处于缓冲腔内，能有效实现左活塞和右活塞的相向或相背运动。

作为上述方案的一种优选方案，缓冲件包括连接件、弹簧和固定在连接件上的缓冲头，弹簧一端与连接件连接，另一端固定在模拟器本体缓冲腔内壁上，缓冲头呈U形。弹簧具有弹性，能将力反馈到制动踏板上，进而反馈到脚上，给操作者以制动脚感，进而更好的实现对制动踏板的控制和感受。

作为上述方案的一种优选方案，设Km为弹簧的刚度，β为制动踏板杠杆比，Dz为制动主缸的直径，Dm为模拟器本体内腔的直径，f(x)为缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹的平滑曲线方程，F为制动踏板力，S为制动踏板行程，根据质量连续性方程和牛顿第二定律可推导出F-S特性方程为：

F＝Km*Dz²[df(x)/dx]*f(0.5Dz*S/Dm)/f(0.5Dz*S/Dm)/β。

作为上述方案的一种优选方案，制动主缸与模拟器本体之间设置有模拟器开闭电磁阀，模拟器开闭电磁阀包括单向阀和二位二通电磁换向阀。模拟器开闭电磁阀能实现对模拟器本体的有效控制和管路的导通。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型与现有技术相比，能有效避免弹簧因为分段数有限，导致制动脚感不够顺滑，呈现分段变化，制动舒适性差等问题，制动踏板力-制动踏板行程曲线为平滑曲线，有效提高制动脚感顺滑度，进而提高产品的质量和操作者的舒适度。带有弹性的缓冲件为带有普通弹簧的缓冲件或带有蝶形弹簧的缓冲件或带有弹性拉绳的缓冲件；

2.本实用新型的由图6所示的制动踏板力-制动踏板行程曲线对比图，能有效避免现有技术制动踏板力-制动踏板行程曲线是非线性的，导致制动脚感不够顺滑，制动舒适性差等问题，有效改善产品的质量；

3.本实用新型的结构简单，控制方便。

附图说明

图1是本实用新型的现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的制动踏板行程为0时的结构示意图；

图4是本实用新型的制动踏板行程处于最大值时的结构示意图；

图5是本实用新型的受力分析特性示意图；

图6是本实用新型与现有技术的制动踏板力-制动踏板行程曲线对比图；

图7是本实用新型的左活塞与缓冲件的连接关系图；

图8是本实用新型的右活塞的结构示意图。

图中：1、制动踏板，2、制动主缸，3、现有技术模拟器，4、模拟器本体，5、模拟器开闭电磁阀，6、制动主缸隔离电磁阀，7、备用制动器，8、左活塞，9、右活塞，10、缓冲件，11、左腔，12、右腔，13、缓冲腔，14、缓冲头，15、连接件，16、弹簧，17、左塞头，18、左塞体，19、右塞头，20、右塞体。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：

如图2、图3、图4、图5、图7和图8所示，一种线控制动系统踏板模拟器，包括制动主缸2，制动主缸2一侧与制动踏板1相连，另外一侧与模拟器本体4相连，模拟器本体4内腔设有左活塞8和右活塞9，左活塞8和右活塞9将模拟器本体4内腔分隔为缓冲腔10和与制动主缸2相连通的左腔11、右腔12；缓冲腔13内设置有与左活塞8和右活塞9均接触连接的带有弹性的缓冲件10，左活塞8和右活塞9的相向或相背运动能驱动缓冲件10沿左活塞8 运动的垂直方向直线运动，缓冲件10与左活塞8、缓冲件10与右活塞9的接触点的运动轨迹为平滑曲线。左活塞8和右活塞9的中心轴线均与缓冲件10的中心轴向垂直。左活塞8与缓冲件10接触点的运动轨迹和右活塞9与缓冲件10接触点的运动轨迹对称。左活塞8包括左塞体18和左塞头17，右活塞9包括右塞体20和右塞头19，左塞头17和右塞头19均处于缓冲腔13内。缓冲件10包括连接件15、弹簧16和固定在连接件15上的缓冲头14，弹簧 16一端与连接件15连接，另一端固定在模拟器本体4的缓冲腔13内壁上，缓冲头14呈U 形。设Km为弹簧的刚度，β为制动踏板杠杆比，Dz为制动主缸的直径，Dm为模拟器本体内腔的直径，f(x)为缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹的平滑曲线方程，F为制动踏板力， S为制动踏板行程，根据质量连续性方程和牛顿第二定律可推导出F-S特性方程为：

F＝Km*Dz²[df(x)/dx]*f(0.5Dz*S/Dm)/f(0.5Dz*S/Dm)/β。

而对于现有技术双段弹簧式的模拟器，设K1为第一段弹簧刚度，K2为第二段弹簧刚度，S1为第一段弹簧与第二段弹簧距离；F0为第一段弹簧预紧力；β为制动踏板杠杆比，Dz为制动主缸直径；Dm为模拟器液压腔直径；则F-S特性方程为：

F＝Dz*(K1*S/β+F0/β)/Dm，0≤S＜S1

F＝Dz[K2*S/β+((K1-K2)*S1+F0)/β]/Dm，S≥S1。

在本实施例中，制动主缸直径Dz与模拟器本体内腔的直径Dm相等，制动踏板杠杆比β为3，f(x)＝x²。可得如图6所示的本实用新型与现有技术的制动踏板力-制动踏板行程曲线对比图。制动主缸2与模拟器本体4之间设置有模拟器开闭电磁阀5，模拟器开闭电磁阀5包括单向阀和二位二通电磁换向阀。在制动主缸2与模拟器本体4连接一侧还连接有备用制动器7，备用制动器7与制动主缸2之间通过制动主缸隔离电磁阀6控制。工作时，通过控制模拟器开闭电磁阀5和制动主缸隔离电磁阀的分别开断，实现制动踏板分别与模拟器本体4和备用制动器7的导通。当模拟器本体工作，备用制动器不工作时，踩动制动踏板1，使液压油压着左活塞8和右活塞9相向运动，进而使缓冲件10向下压缩弹簧16，弹簧16的力进而传递给制动踏板1，进而反馈给操作者，停止踩踏制动踏板1时，由于弹簧16的压缩力会使左活塞8和右活塞9相背运动。当模拟器本体4无法作用时，通过控制制动主缸隔离阀6使备用制动器7作用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，包括制动主缸，制动主缸一侧与制动踏板相连，另外一侧与模拟器本体相连，模拟器本体内腔设有左活塞和右活塞，左活塞和右活塞将模拟器本体内腔分隔为缓冲腔和与制动主缸相连通的左腔、右腔；缓冲腔内设置有与左活塞和右活塞均接触连接的带有弹性的缓冲件，左活塞和右活塞的相向或相背运动能驱动缓冲件沿左活塞运动的垂直方向直线运动，缓冲件与左活塞、缓冲件与右活塞的接触点的运动轨迹为平滑曲线。

2.根据权利要求1所述的一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，左活塞和右活塞的中心轴线均与缓冲件的中心轴向垂直。

3.根据权利要求1所述的一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，左活塞与缓冲件接触点的运动轨迹和右活塞与缓冲件接触点的运动轨迹对称。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，左活塞包括左塞体和左塞头，右活塞包括右塞体和右塞头，左塞头和右塞头均处于缓冲腔内。

5.根据权利要求4所述的一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，缓冲件包括连接件、弹簧和固定在连接件上的缓冲头，弹簧一端与连接件连接，另一端固定在模拟器本体缓冲腔内壁上，缓冲头呈U形。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种线控制动系统踏板模拟器，其特征在于，制动主缸与模拟器本体之间设置有模拟器开闭电磁阀，模拟器开闭电磁阀包括单向阀和二位二通电磁换向阀。