CN220430121U - 一种制动踏板装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种制动踏板装置，涉及车辆制动技术领域。本申请提供的制动踏板装置包括制动踏板，所述制动踏板和制动执行装置完全解耦；旋转轴，所述制动踏板通过所述旋转轴与踏板底座连接，所述踏板底座固定安装在车辆驾驶舱的底板上；传感器模块，所述传感器模块安装在所述旋转轴上；阻尼模块，所述阻尼模块安装在所述踏板底座上，用于提供初始阻尼力，以进行制动踏板回位和阻尼力调节；脚感模块，所述脚感模块安装在所述旋转轴末端，用于产生反向扭矩补偿初始阻尼力，以模拟不同的踏板感觉，满足不同用户的驾驶体验。

Description

一种制动踏板装置

技术领域

本申请涉及车辆制动技术领域，尤其涉及制动踏板装置。

背景技术

随着汽车“新四化”整体进程的快速发展，汽车的各个组成部件都逐渐融入了电气化、智能化的元素，以满足人们对车辆可操控性、舒适性和安全性的高要求。制动系统作为汽车底盘的重要组成部分，直接关系到驾驶员及乘客的生命财产安全和车辆的综合性能。驾驶员踩下制动踏板，车辆解析出驾驶员的制动意图通过制动系统对制动盘施加制动扭矩或通过电机产生回馈扭矩以达到制动效果，制动过程中制动踏板反馈给驾驶员的作用力直接影响驾驶员的制动体验。

现有技术为悬挂式的制动踏板，虽然从制动踏板感调节的角度出发，达到提升驾驶员的制动舒适性，但悬挂式制动踏板较地板式制动踏板的操作感觉差，所需安装空间较大。而现有的地板式制动踏板无法有效的根据驾驶员需求对制动踏板感觉进行调节，不能满足驾驶员对制动舒适性的需求。

因此，期望提供一种制动踏板装置，包括制动踏板，所述制动踏板和制动执行装置完全解耦；旋转轴，所述制动踏板通过所述旋转轴与踏板底座连接，所述踏板底座固定安装在车辆驾驶舱的底板上；传感器模块，所述传感器模块安装在所述旋转轴上；阻尼模块，所述阻尼模块安装在所述踏板底座上，用于提供初始阻尼力，以进行制动踏板回位和阻尼力调节；脚感模块，所述脚感模块安装在所述旋转轴末端，用于产生反向扭矩补偿初始阻尼力，以模拟不同的踏板感觉，满足不同用户的驾驶体验。

实用新型内容

根据本申请的一些实施例，提供了一种制动踏板装置，所述制动踏板装置可以包括制动踏板，所述制动踏板和制动执行装置完全解耦；旋转轴，所述制动踏板通过所述旋转轴与踏板底座连接，所述踏板底座固定安装在车辆驾驶舱的底板上；传感器模块，所述传感器模块安装在所述旋转轴上；阻尼模块，所述阻尼模块安装在所述踏板底座上，用于提供初始阻尼力，以进行制动踏板回位和阻尼力调节；脚感模块，所述脚感模块安装在所述旋转轴末端，用于产生反向扭矩补偿初始阻尼力，以模拟不同的踏板感觉。

在一些实施例中，所述传感器模块包括转角传感器、转矩传感器。

在一些实施例中，所述阻尼模块包括第一铰接单元、第一铰接销、第二铰接单元、上壳体、高负载弹簧、阻尼行程器、下壳体、第三铰接单元、第二铰接销、第四铰接单元、阻尼模块底座。

在一些实施例中，所述阻尼模块通过高负载弹簧进行制动踏板回位和阻尼力调节，所述高负载弹簧安装在所述上壳体和所述下壳体之间，用于提供踏板回位力。

在一些实施例中，所述高负载弹簧的材料为高强度材料，包括琴钢线、不锈钢、碳钢线、镀镍线。

在一些实施例中，所述阻尼行程器固定在所述上壳体和所述下壳体之间，用于提供阻尼力。

在一些实施例中，所述脚感模块包括蜗轮、电机输出轴、脚感电机。

在一些实施例中，所述蜗轮布置在所述旋转轴的末端，以键周向固定。

在一些实施例中，所述电机输出轴与所述蜗轮啮合，形成蜗轮蜗杆副，通过所述脚感电机提供反向力矩模拟踏板感。

在一些实施例中，所述脚感电机与所述制动踏板的传动方案包括蜗轮蜗杆、行星轮系、滚珠丝杠、楔形块、凸轮。

本申请的一种制动踏板装置有益效果在于：(1)本申请能够实现制动踏板与制动执行装置完全解耦，两者通过CAN进行通讯，结构紧凑，布置形式灵活多样。(2)本申请能够预先标定阻尼行程器不同的推杆位移-踏板力拟合函数实现轻度、中度和重度的踏板感觉调节。(3)本申请中脚感电机能够根据驾驶员制动意图补偿阻尼行程器提供的初始阻尼力，实现非线性制动脚感。(4)本申请中脚感模块和阻尼模块具有相互备份失效功能，保证车辆制动安全。

附图说明

为更好地理解并阐述本申请的一些实施例，以下将结合附图参考实施例的描述，在这些附图中，同样的数字编号在附图中指示相应的部分。

图1是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性功能结构图。

图2是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性后视结构图。

图3是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性侧视结构图。

图4是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板控制方法的示例性流程图。

1-制动踏板；2-旋转轴；3-传感器模块；4-蜗轮；5-电机输出轴；6-脚感电机；7-第一铰接单元；8-第一铰接销；9-第二铰接单元；10-上壳体；11-高负载弹簧；12-阻尼行程器；13-下壳体；14-第三铰接单元；15-第二铰接销；16-第四铰接单元；17-阻尼模块底座；18-踏板底座。

具体实施方式

以下参考附图的描述为便于综合理解由权利要求及其等效内容所定义的本申请的各种实施例。这些实施例包括各种特定细节以便于理解，但这些仅被视为示例性的。因此，本领域技术人员可以理解对在此描述的各种实施例进行各种变化和修改而不会脱离本申请的范围和精神。另外，为简要并清楚地描述本申请，本申请将省略对公知功能和结构的描述。

在以下说明书和权利要求书中使用的术语和短语不限于字面含义，而是仅为能够清楚和一致地理解本申请。因此，对于本领域技术人员，可以理解，提供对本申请各种实施例的描述仅仅是为说明的目的，而不是限制所附权利要求及其等效定义的本申请。

下面将结合本申请一些实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一”、“一个”、“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本申请中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相绑定的列出项目的任何或所有可能组合。表达“第一”、“第二”、“所述第一”和“所述第二”是用于修饰相应元件而不考虑顺序或者重要性，仅仅被用于区分一种元件与另一元件，而不限制相应元件。

本申请实施例提供了一种制动踏板装置。为了便于理解本申请实施例，以下将参考附图对本申请实施例进行详细描述。

图1是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性功能结构图。如图1所示，所述制动踏板的功能结构可以包括但不限于传感器单元、制动踏板控制器单元、阻尼模块、脚感模块、制动系统控制器单元、制动系统电机模块。在一些实施例中，所述传感器单元可以发送制动踏板转角、制动踏板转矩等信号至所述制动踏板控制器单元。所述制动踏板控制器单元可以将所述制动踏板转角、所述制动踏板转矩等信号，计算为制动踏板开度信号、目标制动转矩信号等，并发送至所述制动系统控制器单元。所述制动系统控制器单元可以根据所述目标制动转矩信号计算对应的解析信号并发送至所述制动系统电机模块。所述制动系统电机模块可以反馈实际制动转矩至所述制动系统控制器单元。

在一些实施例中，所述阻尼模块可以获取初始阻尼转矩，并发送至所述制动踏板控制器单元。作为示例，所述制动踏板控制器单元可以发送脚感阻尼转矩至所述脚感模块；又例如，通过所述脚感模块反馈用户不同的踏板感等。所述不同的踏板感可以包括无级调节踏板感或多级调节踏板感。所述无级调节调节踏板感可以不区分轻重。所述多级调节踏板感可以包括多种等级的踏板感，作为示例，所述踏板感可以包括但不限于轻踏板感、中踏板感、重踏板感等。

图2是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性后视结构图。图3是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性侧视结构图。如图2、图3所示，所述制动踏板可以包括制动踏板1、旋转轴2、传感器模块3、阻尼模块和脚感模块、踏板底座18等。所述传感器模块3可以包括转角传感器、转矩传感器。所述阻尼模块可以包括第一铰接单元7、第一铰接销8、第二铰接单元9、上壳体10、高负载弹簧11、阻尼行程器12、下壳体13、第三铰接单元14、第二铰接销15、第四铰接单元16、阻尼模块底座17。所述脚感模块可以包括蜗轮4、电机输出轴5、脚感电机6。所述踏板底座18可以固定安装在车辆驾驶舱的底板上。

在一些实施例中，制动踏板1通过旋转轴2与踏板底座18连接。

在一些实施例中，传感器模块3的转角传感器安装在旋转轴2上，用于检测驾驶员踩下制动踏板的角度，感知驾驶员的制动意图；传感器模块3的转矩传感器与转角传感器安装在相同位置，用于检测驾驶员踩下制动踏板1的力矩和调整脚感电机6所提供的阻尼力矩。

在一些实施例中，所述阻尼模块的第一铰接单元7和第二铰接单元9分别固定在制动踏板1下表面和上壳体10上表面，第一铰接单元7和第二铰接单元9通过第一铰接销8配合；第三铰接单元14和第四铰接单元16分别固定在下壳体13下表面和阻尼模块底座17上表面，第三铰接单元14和第四铰接单元16通过第二铰接销15配合。

在一些实施例中，所述阻尼模块可以提供初始阻尼力，通过不同型号的高负载弹簧11进行制动踏板回位和阻尼力调节。高负载弹簧11安装在上壳体10和下壳体13之间，用于提供踏板回位力。作为示例，高负载弹簧11可以包括不同的型号，在装配前可以根据用户要求安装在上壳体10和下壳体13之间。高负载弹簧11可以由高强度材料制作，所述高强度材料可以包括但不限于琴钢线、不锈钢、碳钢线、镀镍线等，所述高强度材料的使用强度高、回弹效果好、负载能力高，可以提供弹簧力跟随驾驶员脚部动作使制动踏板1回位。

在一些实施例中，阻尼行程器12固定在上壳体10和下壳体13之间，用于提供初始的阻尼力；阻尼模块底座17安装在踏板底座18上。阻尼行程器12采用液压阻尼器，用于提供制动阶段的初始阻尼力，其阻尼力与速度有关，与位移有关，具有防腐性好、结构紧凑、响应快、寿命长等特点。

在一些实施例中，所述脚感模块可以通过解析踏板转角信号和踏板扭矩信号，利用脚感电机6产生的反向扭矩，以补偿初始阻尼力，实现模拟踏板感觉。所述脚感模块的蜗轮4设置在旋转轴2的末端，以键周向固定。电机输出轴5与蜗轮4啮合，形成蜗轮蜗杆副，通过脚感电机6提供反向力矩模拟踏板感；脚感电机6可以为用于提供小扭矩的永磁同步电机。制动踏板1与脚感电机6之间的传动方案可以包括但不限于蜗轮蜗杆、行星轮系、滚珠丝杠、楔形块、凸轮等传动形式。

根据本申请的一些实施例，提供一种电子驻车系统，所述电子驻车系统可以包括制动踏板，一个存储器，被配置为存储数据及指令；一个与存储器建立通信的处理器，其中，当执行存储器中的指令时，所述处理器被配置为：获取制动踏板的转角信号，发送所述转角信号至第一控制器单元；所述转角信号包括第一开度信号和制动力信号，发送所述第一开度信号和所述制动力信号至第二控制器单元；根据所述第一开度信号和所述制动力信号计算对应的解析信号，并发送至制动系统电机控制单元；通过所述制动系统电机产生制动扭矩并反馈不同的踏板感，实现可调节的踏板感觉，以满足不同用户的驾驶体验。

实施例一

图2是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性后视结构图。图3是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板的示例性侧视结构图。如图2、图3所示，所述制动踏板可以包括制动踏板1、旋转轴2、传感器模块3、阻尼模块和脚感模块、踏板底座18等。所述传感器模块3可以包括转角传感器、转矩传感器。所述阻尼模块可以包括第一铰接单元7、第一铰接销8、第二铰接单元9、上壳体10、高负载弹簧11、阻尼行程器12、下壳体13、第三铰接单元14、第二铰接销15、第四铰接单元16、阻尼模块底座17。所述脚感模块可以包括蜗轮4、电机输出轴5、脚感电机6。所述踏板底座18可以固定安装在车辆驾驶舱的底板上。

图4是根据本申请的一些实施例提供的制动踏板控制方法的示例性流程图。如图4所示，流程400具体包括：

在401，获取制动踏板的转角信号。操作401可以通过转角传感器实现。在一些实施例中，所述转角传感器可以检测制动踏板的转角信号，以获取制动踏板的转角信号。

在402，发送所述转角信号至第一控制器单元，所述转角信号包括第一开度信号和制动力信号。操作402可以通过转角传感器实现。在一些实施例中，所述第一控制器单元包括制动踏板控制器单元。作为示例，所述转角传感器将获取的所述转角信号发送至所述制动踏板控制器单元。所述第一控制器单元根据所述转角信号，计算对应的第一开度信号和制动力信号。在一些实施例中，所述制动踏板控制器单元可以根据所述转角信息计算对应的制动踏板开度信号和目标制动力信号。作为示例，根据所述转角信号可以通过查表或者预设值，计算出对应的制动力信号等。

在403，发送所述第一开度信号和所述制动力信号至第二控制器单元。操作403可以通过制动踏板控制器单元实现。在一些实施例中，所述第二控制器单元包括制动系统控制器单元。作为示例，所述制动踏板控制器单元可以发送所述第一开度信号和所述制动力信号至所述制动系统控制器单元。

在404，根据所述第一开度信号和所述制动力信号计算对应的解析信号，并发送至制动系统电机控制单元。操作404可以制动系统控制器单元通过实现。在一些实施例中，所述制动系统控制器单元可以根据所述第一开度信号和所述制动力信号计算对应的解析信号，并发送至制动系统电机控制单元。

在405，通过所述制动系统电机产生制动扭矩，并反馈不同的踏板感。操作405可以通过制动系统电机实现。在一些实施例中，所述制动系统电机根据所述制动力信号计算的目标制动力矩产生制动扭矩，并反馈不同的踏板感。作为示例，所述制动系统电机可以通过制动装置的传动装置和执行装置对制动盘进行夹紧，进行车辆制动。又例如，所述制动踏板的踏板感可调节，可以通过高负载弹簧和阻尼行程器，使所述制动踏板回位，反馈不同的踏板感；所述不同的踏板感包括无级调节踏板感或多级调节踏板感。所述无级调节调节踏板感可以不区分轻重。所述多级调节踏板感可以包括多种等级的踏板感，作为示例，所述踏板感可以包括但不限于轻踏板感、中踏板感、重踏板感等。

根据本申请的一些实施例，流程400可以进一步包括调节所述制动踏板的阻尼：获取目标踏板感曲线，所述目标踏板感曲线为所述制动踏板在不同位移的目标阻尼力；根据所述目标阻尼力，通过数学模型计算目标阻尼转矩T＝f(θ，θ′)；通过转矩传感器获取实际转矩信号T₁＝f(θ)；根据所述目标阻尼转矩和所述实际转矩信号，确定目标扭矩信号T₂＝T-T₁。在一些实施例中，根据所述目标扭矩信号，通过脚感电机产生对应的扭矩，补偿初始阻尼力矩。

根据本申请的一些实施例，本申请的有益效果在于能够实现制动踏板与制动执行装置完全解耦，两者通过CAN进行通讯，结构紧凑，布置形式灵活多样。本申请能够预先标定阻尼行程器不同的推杆位移-踏板力拟合函数实现轻度、中度和重度的踏板感觉调节。本申请的脚感电机能够根据驾驶员制动意图补偿阻尼行程器提供的初始阻尼力，实现非线性制动脚感。本申请的脚感模块和阻尼模块具有相互备份失效功能，保证车辆制动安全。

需要说明的是，以上对于制动踏板的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例的范围之内。可以理解，对于本领域技术人员，基于本装置的原理，可能在不背离该原理的前提下，对各个结构进行任意组合，或者构成子结构与其它结构组合，对实施上述装置和操作的功能进行形式和细节上的各种修正和改变。例如，制动踏板可以进一步包括其他类型的传感器等。诸如此类的变形，均在本申请的保护范围之内。

综上所述，本申请的制动踏板装置，包括制动踏板，所述制动踏板和制动执行装置完全解耦；旋转轴，所述制动踏板通过所述旋转轴与踏板底座连接，所述踏板底座固定安装在车辆驾驶舱的底板上；传感器模块，所述传感器模块安装在所述旋转轴上；阻尼模块，所述阻尼模块安装在所述踏板底座上，用于提供初始阻尼力，以进行制动踏板回位和阻尼力调节；脚感模块，所述脚感模块安装在所述旋转轴末端，用于产生反向扭矩补偿初始阻尼力，以模拟不同的踏板感觉，满足不同用户的驾驶体验。

需要注意的是，上述的实施例仅仅是用作示例，本申请不限于这样的示例，而是可以进行各种变化。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所揭露的仅为本申请一些优选的实施例，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分结构，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种制动踏板装置，其特征在于，包括：

制动踏板，所述制动踏板和制动执行装置完全解耦；

旋转轴，所述制动踏板通过所述旋转轴与踏板底座连接，所述踏板底座固定安装在车辆驾驶舱的底板上；

传感器模块，所述传感器模块安装在所述旋转轴上；

阻尼模块，所述阻尼模块安装在所述踏板底座上，用于提供初始阻尼力，以进行制动踏板回位和阻尼力调节；

脚感模块，所述脚感模块安装在所述旋转轴末端，用于产生反向扭矩补偿初始阻尼力，以模拟不同的踏板感觉。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器模块包括转角传感器、转矩传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述阻尼模块包括第一铰接单元、第一铰接销、第二铰接单元、上壳体、高负载弹簧、阻尼行程器、下壳体、第三铰接单元、第二铰接销、第四铰接单元、阻尼模块底座。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阻尼模块通过高负载弹簧进行制动踏板回位和阻尼力调节，所述高负载弹簧安装在所述上壳体和所述下壳体之间，用于提供踏板回位力。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高负载弹簧的材料为高强度材料，包括琴钢线、不锈钢、碳钢线、镀镍线。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阻尼行程器固定在所述上壳体和所述下壳体之间，用于提供阻尼力。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脚感模块包括蜗轮、电机输出轴、脚感电机。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述蜗轮布置在所述旋转轴的末端，以键周向固定。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电机输出轴与所述蜗轮啮合，形成蜗轮蜗杆副，通过所述脚感电机提供反向力矩模拟踏板感。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述脚感电机与所述制动踏板的传动方案包括蜗轮蜗杆、行星轮系、滚珠丝杠、楔形块、凸轮。