CN213619707U - 踏板模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种踏板模拟装置，其包括踏板推杆、模拟器外壳、第一弹簧、第二弹簧、弹簧外壳和支撑壳体，模拟器外壳套设在支撑壳体内，踏板推杆设置在模拟器外壳内，踏板推杆的一端与模拟器外壳的外端部连接，另一端与模拟器外壳内的丝杠空心轴滑动连接，弹簧外壳套设在模拟器外壳内，且弹簧外壳与模拟器外壳的外端部留有一间隙；第一弹簧套设在踏板推杆上，一端与模拟器外壳相抵，另一端与丝杠空心轴相抵；第二弹簧套设在第一弹簧外部，一端与弹簧外壳相抵，另一端与丝杠空心轴相抵。本实用新型可以实现去、回程的滞回力，使得用户在踩踏板过程中，脚感更加的平滑，且踏板感可调。

Description

踏板模拟装置

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，特别涉及一种踏板模拟装置。

背景技术

随着电动汽车和混合动力汽车为代表的新能源车辆大力发展和应用，车辆的续航里程一直是广大用户关注的主要问题。制动系统一直以来作为汽车的一个重点研究对象，当前的智能化、电动化发展趋势，对制动系统提出了能够主动建压、能够实现制动能量回收功能等更高的要求和挑战。制动系统除了满足智能驾驶的制动踏板可调、主动制动功能，同时需要和再生制动系统配合工作，既保证制动能量回收效率，也保持良好的制动踏板感觉。

电动助力制动系统通过控制电机可以实现变助力比功能，通过与雷达、摄像头等传感器配合可以实现紧急情况下的自动制动，同时可以实现制动踏板与主缸之间的解耦设计，保证车辆在实现能量回收时具备较好的踏板感。

电动助力制动系统主要可分为两种：

一种如博世推出的ibooster系列，制动踏板与主缸之间和真空助力器一样，通过反应盘实现人力和电助力耦合，该结构的主要优势是能保证与真空助力器的脚感完全一致，缺点是能量回收和主动制动时踏板会有一段跟随下沉。

另外一种是制动踏板与脚感模拟器相连，主缸与电机传动机构相连，踏板与主缸解耦，驾驶员的踩踏脚感由模拟器实现，助力制动由电机传动机构实现，在能力回收或主动制动时不影响驾驶员脚感。目前市面上这种制动系统采用蜗轮蜗杆和齿轮齿条作为传动机构。这种方案，传动效率低、制动响应速度慢，对电机功率要求较高，也不利于汽车节能和紧急主动制动。

有鉴于此，本领域技术人员改进了踏板模拟装置，以期克服上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中电动助力制动系统传动效率低、制动响应速度慢等缺陷，提供一种踏板模拟装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种踏板模拟装置，其特点在于，所述踏板模拟装置包括踏板推杆、模拟器外壳、第一弹簧、第二弹簧、弹簧外壳和支撑壳体，所述模拟器外壳套设在所述支撑壳体内，所述踏板推杆设置在所述模拟器外壳内，所述踏板推杆的一端与所述模拟器外壳的外端部连接，另一端与所述模拟器外壳内的丝杠空心轴滑动连接，所述弹簧外壳套设在所述模拟器外壳内，且所述弹簧外壳与所述模拟器外壳的外端部留有一间隙；

所述第一弹簧套设在所述踏板推杆上，一端与所述模拟器外壳相抵，另一端与所述丝杠空心轴相抵；

所述第二弹簧套设在所述第一弹簧外部，一端与所述弹簧外壳相抵，另一端与所述丝杠空心轴相抵；

当所述踏板推杆受力时，所述踏板推杆和所述模拟器外壳一起沿所述丝杠空心轴向内运动，所述模拟器外壳先压缩所述第一弹簧，再同时压缩所述第一弹簧和所述第二弹簧。

根据本实用新型的一个实施例，所述踏板模拟装置还包括模拟器橡胶，所述模拟器橡胶设置在所述模拟器外壳的外端部的内壁面上，与所述弹簧外壳相对应。

根据本实用新型的一个实施例，所述支撑壳体承载所述丝杠空心轴，通过锁紧螺母固定，所述第一弹簧的另一端与所述锁紧螺母相抵，所述第二弹簧的另一端与所述锁紧螺母相抵。

根据本实用新型的一个实施例，所述锁紧螺母上设置有一向外延伸的凸出部，所述第一弹簧的另一端和所述第二弹簧的另一端分别位于所述凸出部的两侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述踏板模拟装置还包括踏板行程传感器磁铁，所述踏板行程传感器磁铁设置在所述模拟器外壳上。

根据本实用新型的一个实施例，所述模拟器外壳上开设有第一卡槽，所述踏板行程传感器磁铁卡设在所述第一卡槽内，所述支撑壳体内设置有滑槽，所述踏板行程传感器磁铁通过所述滑槽定位。

根据本实用新型的一个实施例，所述踏板行程传感器磁铁的两端设置有弹性结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述模拟器外壳上开设有至少一个第二卡槽，所述第二卡槽内设置有橡胶块。

根据本实用新型的一个实施例，所述橡胶块呈扇环形，中间设置有一段凸起，所述凸起与所述支撑壳体的端面接触，所述橡胶块的环形部分与所述支撑壳体的内孔接触。

根据本实用新型的一个实施例，所述踏板模拟装置还包括传感器本体，所述传感器本体安装在所述支撑壳体上。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型踏板模拟装置采用小弹簧和大弹簧并联的方式连接，在同时压缩小弹簧和大弹簧时，可以使得踏板力曲线进入刚度较大的线性段，去程曲线和回程曲线的踏板力会有一段两倍摩擦力的差值，实现去、回程的滞回力，使得用户在踩踏板过程中，脚感更加的平滑，且踏板感可调。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，

其中：

图1为本实用新型踏板模拟装置的内部结构示意图。

图2为本实用新型踏板模拟装置中弹簧外壳的结构示意图。

图3为本实用新型踏板模拟装置的模拟曲线示意图。

【附图标记】

踏板推杆 10

模拟器外壳 20

第一弹簧 30

第二弹簧 40

弹簧外壳 50

支撑壳体 60

丝杠空心轴 21

模拟器橡胶 70

锁紧螺母 22

限位橡胶 221

凸出部 222

踏板行程传感器磁铁 80

第一卡槽 23

滑槽 61

第二卡槽 24

橡胶块 25

传感器本体 90

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1为本实用新型踏板模拟装置的内部结构示意图。图2为本实用新型踏板模拟装置中弹簧外壳的结构示意图。

如图1和图2所示，本实用新型一种踏板模拟装置，其包括踏板推杆10、模拟器外壳20、第一弹簧30、第二弹簧40、弹簧外壳50和支撑壳体60，将模拟器外壳20套设在支撑壳体60内，踏板推杆10设置在模拟器外壳20内，踏板推杆10的一端与模拟器外壳20的外端部连接，另一端与模拟器外壳20内的丝杠空心轴21滑动连接，弹簧外壳50套设在模拟器外壳20内，且弹簧外壳50与模拟器外壳20的外端部留有一间隙。第一弹簧30套设在踏板推杆10上，一端与模拟器外壳20相抵，另一端与丝杠空心轴21相抵。第二弹簧40套设在第一弹簧30外部，一端与弹簧外壳50相抵，另一端与丝杠空心轴21相抵。此处第一弹簧30优选为小弹簧，第二弹簧40优选为大弹簧。

当踏板推杆10受力时，踏板推杆10和模拟器外壳20一起沿丝杠空心轴21向内运动，模拟器外壳20先压缩第一弹簧30，再同时压缩第一弹簧30和第二弹簧40。

优选地，所述踏板模拟装置还包括模拟器橡胶70，将模拟器橡胶70设置在模拟器外壳20的外端部的内壁面上，与弹簧外壳50相对应。也可以设置在第一弹簧30、第二弹簧40之间设有的一段间隙中。

进一步地，支撑壳体60承载丝杠空心轴21，通过锁紧螺母22固定，锁紧螺母22上设置有限位橡胶221，第一弹簧30的另一端与锁紧螺母22相抵，第二弹簧40的另一端与锁紧螺母22相抵。在锁紧螺母22上还可以优选地设置有一向外延伸的凸出部222，第一弹簧30的另一端和第二弹簧40的另一端分别位于凸出部222的两侧，将第一弹簧30和第二弹簧40相互隔开。

更进一步地，所述踏板模拟装置还包括踏板行程传感器磁铁80，将踏板行程传感器磁铁80设置在模拟器外壳20上。

优选地，在模拟器外壳20上开设有第一卡槽23，踏板行程传感器磁铁80卡设在第一卡槽23内，支撑壳体60内设置有滑槽61，踏板行程传感器磁铁80通过滑槽61定位。另外，在踏板行程传感器磁铁80的两端可以优选地设置有弹性结构。

优选地，在模拟器外壳20上还开设有至少一个第二卡槽24，第二卡槽24内设置有橡胶块25。此处橡胶块25为异形橡胶，整体结构可以优选为呈扇环形，中间设置有一段凸起，所述凸起与支撑壳体60的端面接触，预留一段橡胶压缩量L3，橡胶块25的环形部分与所述支撑壳体的内孔接触，预留一段压缩量L4。

此外，所述踏板模拟装置还包括传感器本体90，传感器本体90安装在支撑壳体60上。

根据上述结构描述，具体地说，本实用新型踏板模拟装置中，踏板推杆10与模拟器外壳20固定连接，通过支撑壳体60限位保证踏板推杆10在中空的丝杠空心轴21内可一定位移运动。第一弹簧30安装在模拟器外壳20和锁紧螺母22之间，并设有预紧力。第二弹簧40安装在弹簧外壳50和锁紧螺母22之间，无预紧力，且整体套在模拟器外壳20内，留有一段间隙L1。模拟器橡胶安装在间隙L1之间，且预留一段橡胶压缩量L2。

踏板行程传感器磁铁80卡设在模拟器外壳20的第一卡槽23上，通过支撑壳体60设置的滑槽61，可一定位移远动且减少运动过程中偏摆引起的信号波动。传感器本体90安装在支撑壳体60的外表面上，并和踏板行程传感器磁铁80平行安装，可增加传感器信号的准确度。踏板行程传感器磁铁80和传感器本体90均位于发动机舱内。

踏板推杆10的一端设有球形凹槽与拨叉铰接在一起，一端设有滑动轴承，置于丝杠空心轴21内。模拟器外壳20可以优选地通过镶嵌注塑或螺纹等与踏板推杆10连接为一体，套设在支撑壳体60内，一段穿过支撑壳体60，一端凸台与支撑壳体20的端面接触。第一弹簧30安装后预留有较大预紧力，且刚度远小于第二弹簧40，第二弹簧40无预紧力。

此外，所述踏板模拟装置的前端盖、后端盖、模拟器外壳20等结构均优选地采用工程塑料材质制作。踏板推杆10与模拟器外壳20优选地通过螺纹、镶嵌注塑等工艺连接为一体。弹簧外壳50可以优选地通过模拟器外壳20的镂空结构，在自由状体下与支撑壳体60端面接触。

图3为本实用新型踏板模拟装置的模拟曲线示意图。

如图3所示，本实用新型踏板模拟装置的具体工作过程为：

当驾驶员踩下制动踏板时，踏板力的作用使得踏板推杆10与模拟器外壳20一起向前运动，同时第一弹簧30在压缩，橡胶块25的压缩量L3在释放，并且要克服橡胶块25的压缩量L4产生的摩擦力，该过程几个力的叠加可实现脚感中要求的始动力A。

继续推进，由于第一弹簧30的刚度很小，可实现该段位移，踏板力曲线趋于平缓，模拟跳增前踏板力A-B。

当推进到模拟器橡胶70与弹簧外壳50接触时，曲线出现拐点B，当推进到模拟器外壳20与弹簧外壳50接触时，曲线拐点C结束，实现跳增过程的圆弧过度B-C。

继续推进，同时压缩第一弹簧30和第二弹簧40，曲线进入刚度较大的线性段，模拟减速度较大时的踏板力C-D。

继续推进，当模拟器外壳20与限位橡胶221接触时，曲线进入最后助力极限段D-E。

当驾驶员松开制动踏板时，踏板推杆10受第一弹簧30和第二弹簧40的反作用力，如上所述的过程反向动作，其中由于橡胶块25的压缩量L4产生的摩擦力，在回程中的作用方向是相反的，故去程曲线和回程曲线的踏板力会有一段两倍摩擦力的差值，该差值实现了去、回程的滞回力。以上所述的模拟器橡胶70、第一弹簧30、第二弹簧40、限位橡胶221的刚度、压缩量都可以在一定范围内调整，从而实现踏板感可调。

综上所述，本实用新型踏板模拟装置采用小弹簧和大弹簧并联的方式连接，在同时压缩小弹簧和大弹簧时，可以使得踏板力曲线进入刚度较大的线性段，去程曲线和回程曲线的踏板力会有一段两倍摩擦力的差值，实现去、回程的滞回力，使得用户在踩踏板过称重，脚感更加的平滑，且踏板感可调。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种踏板模拟装置，其特征在于，所述踏板模拟装置包括踏板推杆、模拟器外壳、第一弹簧、第二弹簧、弹簧外壳和支撑壳体，所述模拟器外壳套设在所述支撑壳体内，所述踏板推杆设置在所述模拟器外壳内，所述踏板推杆的一端与所述模拟器外壳的外端部连接，另一端与所述模拟器外壳内的丝杠空心轴滑动连接，所述弹簧外壳套设在所述模拟器外壳内，且所述弹簧外壳与所述模拟器外壳的外端部留有一间隙；

所述第一弹簧套设在所述踏板推杆上，一端与所述模拟器外壳相抵，另一端与所述丝杠空心轴相抵；

所述第二弹簧套设在所述第一弹簧外部，一端与所述弹簧外壳相抵，另一端与所述丝杠空心轴相抵；

当所述踏板推杆受力时，所述踏板推杆和所述模拟器外壳一起沿所述丝杠空心轴向内运动，所述模拟器外壳先压缩所述第一弹簧，再同时压缩所述第一弹簧和所述第二弹簧。

2.如权利要求1所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述踏板模拟装置还包括模拟器橡胶，所述模拟器橡胶设置在所述模拟器外壳的外端部的内壁面上，与所述弹簧外壳相对应。

3.如权利要求1所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述支撑壳体承载所述丝杠空心轴，通过锁紧螺母固定，所述第一弹簧的另一端与所述锁紧螺母相抵，所述第二弹簧的另一端与所述锁紧螺母相抵。

4.如权利要求3所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述锁紧螺母上设置有一向外延伸的凸出部，所述第一弹簧的另一端和所述第二弹簧的另一端分别位于所述凸出部的两侧。

5.如权利要求1所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述踏板模拟装置还包括踏板行程传感器磁铁，所述踏板行程传感器磁铁设置在所述模拟器外壳上。

6.如权利要求5所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述模拟器外壳上开设有第一卡槽，所述踏板行程传感器磁铁卡设在所述第一卡槽内，所述支撑壳体内设置有滑槽，所述踏板行程传感器磁铁通过所述滑槽定位。

7.如权利要求6所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述踏板行程传感器磁铁的两端设置有弹性结构。

8.如权利要求1所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述模拟器外壳上开设有至少一个第二卡槽，所述第二卡槽内设置有橡胶块。

9.如权利要求8所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述橡胶块呈扇环形，中间设置有一段凸起，所述凸起与所述支撑壳体的端面接触，所述橡胶块的环形部分与所述支撑壳体的内孔接触。

10.如权利要求1所述的踏板模拟装置，其特征在于，所述踏板模拟装置还包括传感器本体，所述传感器本体安装在所述支撑壳体上。

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