本發(fā)明屬于車輛制動設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器及其汽車制動踏板機構(gòu)。

背景技術(shù)：

制動系統(tǒng)是汽車底盤的重要組成部分之一，直接關(guān)系到汽車綜合性能及生命財產(chǎn)安全。雖然傳統(tǒng)液壓式、氣壓式制動系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)有制動法規(guī)的各項要求，但是存在著管道布置復(fù)雜、依靠真空助力裝置、制動響應(yīng)速度較慢、制動力矩不可主動調(diào)節(jié)及難于與其他系統(tǒng)集成控制等不足之處，不適合汽車尤其是電動汽車底盤集成化控制的發(fā)展要求。

電控制動系統(tǒng)現(xiàn)實了制動踏板機構(gòu)與制動執(zhí)行機構(gòu)的解耦，主要有電子液壓制動系統(tǒng)(ehb)與電子機械制動系統(tǒng)(emb)兩種，取消了制動踏板機構(gòu)與制動執(zhí)行機構(gòu)之間的直接連接，以電線為信息傳遞媒介，電子控制單元根據(jù)相關(guān)傳感器信號識別制動意圖，控制制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)對各個車輪制動力的控制，具有不依賴真空助力裝置、動態(tài)響應(yīng)迅速、易于集成控制等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理上的不足。

由于制動踏板機構(gòu)與制動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)了解耦，使得電控制動系統(tǒng)的制動踏板不再依賴于傳統(tǒng)的真空助力裝置，制動踏板結(jié)構(gòu)與駕駛員制動感覺等都會發(fā)生較大變化，因此需要對汽車解耦分布式制動系統(tǒng)制動踏板機構(gòu)進行全新設(shè)計。目前，在已有可查詢的汽車制動系統(tǒng)制動踏板機構(gòu)相關(guān)信息中，與本發(fā)明最相關(guān)的技術(shù)是授權(quán)公告號為cn101982356b的發(fā)明專利——汽車制動踏板機構(gòu)及其踏板感覺模擬器和授權(quán)公告號為cn201989768u的實用新型專利——一種汽車線控制動系統(tǒng)的制動踏板裝置。上述實用新型采用踏板位移傳感器識別駕駛員的制動意圖，利用磁流變液可變阻尼特性動態(tài)調(diào)節(jié)制動踏板阻尼力，提高了制動踏板感覺和汽車制動性能。上述發(fā)明采用壓電式踏板壓力傳感器與踏板線性位移傳感器共同識別駕駛員的制動意圖，踏板感覺模擬功能部分采用雙彈簧機構(gòu)，在中小強度制動時，只有外側(cè)彈簧起作用；在高強度或緊急制動時，內(nèi)、外側(cè)彈簧同時參與工作。但是，上述發(fā)明中磁流變液式踏板感覺模擬器與上述發(fā)明中壓電式踏板壓力傳感器等，都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制繁瑣、成本較高及實現(xiàn)困難等問題，且兩者都沒有考慮制動意圖預(yù)識別和應(yīng)急制動功能。至目前為止，具有制動意圖預(yù)識別和應(yīng)急制動功能的可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器及其汽車制動踏板機構(gòu)還鮮有提及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器及其汽車制動踏板機構(gòu)。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器，包括：

第一踏板感覺模擬機構(gòu)，包括第一殼體、第一彈性組件和第三彈性組件，第一殼體的軸向兩端分別設(shè)有前端蓋板和后端蓋板，第一彈性組件密封且移動地設(shè)置于第一殼體的軸向腔體內(nèi)且在初始狀態(tài)時緊靠于前端蓋板上，第三彈性組件設(shè)置于后端蓋板上；

連接機構(gòu)，包括設(shè)置于第一殼體下方的第二殼體，第二殼體的上端面和下端面的中間位置設(shè)有中心圓孔，中心圓孔分別與第一殼體、第三殼體的軸向腔體相連通，第二殼體的側(cè)端面上還設(shè)有與中心圓孔相連通的側(cè)通孔；

第二踏板感覺模擬機構(gòu)，包括第三殼體和第二彈性組件，第三殼體的軸向一端設(shè)有底部端蓋，第三殼體的軸心與第一殼體的軸心相互垂直，第二彈性組件密封且移動地設(shè)置于第三殼體的軸向腔體內(nèi)且在初始狀態(tài)時具有一定的預(yù)緊度，第一殼體、第二殼體和第三殼體之間相連通的空間內(nèi)填充有液壓油；

制動推桿，其活動設(shè)置于第一殼體內(nèi)且與第一彈性組件連接；

驅(qū)動連接機構(gòu)，其設(shè)置于第二殼體的外側(cè)且移動設(shè)置于側(cè)通孔內(nèi)；

應(yīng)急開關(guān)，其設(shè)置于后端蓋板上且位于第三彈性組件的中心位置，應(yīng)急開關(guān)為機械觸點式開關(guān)，應(yīng)急開關(guān)為常開狀態(tài)。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，依次采用第二彈性組件、第一彈性組件、第三彈性組件分別為主作用的模擬方式，可有效模擬制動踏板機構(gòu)的操縱感覺，通過液壓油流通截面和流動阻尼的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)制動工作特性曲線的調(diào)節(jié)；結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，響應(yīng)迅速，制動感覺可調(diào)，提高了制動的穩(wěn)定性、舒適性和安全性。

作為優(yōu)選的方案，上述的第一彈性組件包括第一彈簧座圈、第二彈簧座圈、第一彈簧、密封圈和應(yīng)急推桿，第一彈簧座圈、第二彈簧座圈沿第一殼體軸向由其前端向后端依次設(shè)置于第一殼體的軸向腔體內(nèi)，第一彈簧設(shè)置于第一彈簧座圈和第二彈簧座圈上，密封圈套設(shè)于第二彈簧座圈上，應(yīng)急推桿設(shè)置于第二彈簧座圈上。

上述的第三彈性組件為彈性元件，彈性元件由彈性塑料制作而成，彈性元件為圓柱結(jié)構(gòu)，彈性元件設(shè)置于后端蓋板上，應(yīng)急開關(guān)設(shè)置于后端蓋板上且位于彈性元件的中心位置。

上述的第二彈性組件包括第二彈簧和活塞，活塞沿第三殼體的軸向移動設(shè)置于第三殼體的軸向腔體內(nèi)，第二彈簧設(shè)置于活塞和底部端蓋之間，第一彈簧的剛度系數(shù)大于第二彈簧的剛度系數(shù)。

上述的驅(qū)動連接機構(gòu)包括驅(qū)動電機、絲桿、螺母和調(diào)節(jié)柱塞，驅(qū)動電機設(shè)置于第二殼體的外側(cè)且其輸出端與絲桿連接，螺母套設(shè)于絲桿上且與絲桿螺紋連接，調(diào)節(jié)柱塞設(shè)置于螺母的軸向端面上并移動設(shè)置于側(cè)通孔內(nèi)。

采用上述有限的方案，第一殼體、第二殼體和第三殼體之間相連通的空間內(nèi)填充有液壓油，使得第一彈簧和第二彈簧在初始狀態(tài)時具有一定的預(yù)緊度，并使第一彈簧座圈緊靠于前端蓋板上。在中小強度制動時，主要由第二彈簧模擬中小強度的制動感覺；在大強度制動時，第二彈簧已被壓縮至極限附近，主要由第一彈簧模擬大強度的制動感覺；在緊急制動時，驅(qū)動電機動作帶動絲桿轉(zhuǎn)動，使得螺母向側(cè)通孔內(nèi)側(cè)移動，從而帶動調(diào)節(jié)柱塞移動，減小液壓油的流通截面，從而適當增加制動踏板阻力，主動調(diào)節(jié)制動感覺，滿足緊急制動時的需求。當制動系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，制動推桿推動到底，彈性元件受壓變形較大，使得應(yīng)急開關(guān)閉合，可啟動備用制動功能。

作為優(yōu)選的方案，本發(fā)明提供一種汽車制動踏板機構(gòu)，包括：

安裝支架，包括相連的第一安裝部和第二安裝部，第二安裝部位于第一安裝部的下方；

制動踏板，包括踏板本體和踏板轉(zhuǎn)軸，踏板轉(zhuǎn)軸的頂端轉(zhuǎn)動設(shè)置于第一安裝部上，踏板本體設(shè)置于踏板轉(zhuǎn)軸的底端用以帶動踏板轉(zhuǎn)軸繞其與第一安裝部的連接點轉(zhuǎn)動；

可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器，可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器設(shè)置于第二安裝部上，制動推桿還與踏板轉(zhuǎn)軸活動連接；

感應(yīng)傳感器，其設(shè)置于踏板本體上，用于預(yù)先感知駕駛員的制動意圖；

踏板位移傳感器，其設(shè)置于第一安裝部上且與踏板轉(zhuǎn)軸的頂端連接，用于準確識別駕駛員的制動意圖。

采用上述優(yōu)選的方案，感應(yīng)傳感器可預(yù)先感知駕駛員的制動意圖，為制動力矩實施及制動力分配提供預(yù)留時間，從而縮短制動相應(yīng)時間，提高提車綜合制動性能；踏板位移傳感器可提高制動系統(tǒng)的控制精度和容錯能力。

同時，安裝支架是整個制動踏板機構(gòu)的安裝基礎(chǔ)，通過螺栓、螺母與車身、車架固定連接，安裝支架采用l型結(jié)構(gòu)。

另外，上述的感應(yīng)傳感器為紅外感應(yīng)式傳感器或超聲波式傳感器，踏板位移傳感器為雙可變阻式角位移傳感器或霍爾式角位移傳感器。雙可變阻式角位移傳感器包括感應(yīng)器殼體、感應(yīng)轉(zhuǎn)軸、第一滑塊、第一滑片、第二滑塊和第二滑片，感應(yīng)器殼體設(shè)置于第一安裝部上，第一滑片、第二滑片為弧形結(jié)構(gòu)且二者的弧度一致，第一滑片和第二滑片固定設(shè)置于感應(yīng)器殼體內(nèi)，感應(yīng)轉(zhuǎn)軸的長度方向的一端與踏板轉(zhuǎn)軸的頂端固定連接，第一滑塊、第二滑塊設(shè)置于感應(yīng)轉(zhuǎn)軸的長度方向的另一端且二者之間設(shè)置有設(shè)定間隔，第一滑塊移動設(shè)置于第一滑片上，第二滑塊移動設(shè)置于第二滑片上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的汽車制動踏板機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的踏板位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的踏板位移傳感器的電路示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。

為了達到本發(fā)明的目的，如圖1至圖2所示，在本發(fā)明的其中一種實施方式中提供一種可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器，包括：

第一踏板感覺模擬機構(gòu)6，包括第一殼體12、第一彈性組件和第三彈性組件，第一殼體12的軸向兩端分別設(shè)有前端蓋板10和后端蓋板，第一彈性組件密封且移動地設(shè)置于第一殼體12的軸向腔體內(nèi)且在初始狀態(tài)時緊靠于前端蓋板10上，第三彈性組件設(shè)置于后端蓋板上；

連接機構(gòu)7，包括設(shè)置于第一殼體12下方的第二殼體20，第二殼體20的上端面和下端面的中間位置設(shè)有中心圓孔，中心圓孔分別與第一殼體12、第三殼體21的軸向腔體相連通，第二殼體20的側(cè)端面上還設(shè)有與中心圓孔相連通的側(cè)通孔；

第二踏板感覺模擬機構(gòu)8，包括第三殼體21和第二彈性組件，第三殼體21的軸向一端設(shè)有底部端蓋，第三殼體21的軸心與第一殼體12的軸心相互垂直，第二彈性組件密封且移動地設(shè)置于第三殼體21的軸向腔體內(nèi)且在初始狀態(tài)時具有一定的預(yù)緊度；

制動推桿3，其活動設(shè)置于第一殼體12內(nèi)且與第一彈性組件連接；

驅(qū)動連接機構(gòu)，其設(shè)置于第二殼體20的外側(cè)且移動設(shè)置于側(cè)通孔內(nèi)；

第一殼體12、第二殼體20和第三殼體21之間相連通的空間內(nèi)填充有液壓油；

應(yīng)急開關(guān)18，其設(shè)置于后端蓋板上且位于第三彈性組件的中心位置，應(yīng)急開關(guān)為機械觸點式開關(guān)，應(yīng)急開關(guān)為常開狀態(tài)。

本實施方式相較于現(xiàn)有技術(shù)，依次采用第二彈性組件、第一彈性組件、第三彈性組件分別為主作用的模擬方式，可有效模擬制動踏板機構(gòu)的操縱感覺，通過液壓油流通截面和流動阻尼的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)制動工作特性曲線的調(diào)節(jié)；結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，響應(yīng)迅速，制動感覺可調(diào)，提高了制動的穩(wěn)定性、舒適性和安全性。

如圖1所示，為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的第一彈性組件包括第一彈簧座圈11、第二彈簧座圈15、第一彈簧13、密封圈14和應(yīng)急推桿16，第一彈簧座圈11、第二彈簧座圈15沿第一殼體12軸向由其前端向后端依次設(shè)置于第一殼體12的軸向腔體內(nèi)，第一彈簧13設(shè)置于第一彈簧座圈11和第二彈簧座圈15上，密封圈14套設(shè)于第二彈簧座圈15上，應(yīng)急推桿16設(shè)置于第二彈簧座圈15上，應(yīng)急推桿16上設(shè)有圓盤狀結(jié)構(gòu)。

上述的第三彈性組件為彈性元件17，彈性元件17由彈性塑料制作而成，彈性元件17為圓柱結(jié)構(gòu)，彈性元件17設(shè)置于后端蓋板上，應(yīng)急開關(guān)18設(shè)置于后端蓋板上且位于彈性元件17的中心位置。

上述的第二彈性組件包括第二彈簧23和活塞22，活塞22沿第三殼體21的軸向移動設(shè)置于第三殼體21的軸向腔體內(nèi)，第二彈簧23設(shè)置于活塞22和底部端蓋之間，第一彈簧13的剛度系數(shù)大于第二彈簧23的剛度系數(shù)。

上述的驅(qū)動連接機構(gòu)包括驅(qū)動電機9、絲桿25、螺母24和調(diào)節(jié)柱塞19，驅(qū)動電機9設(shè)置于第二殼體20的外側(cè)且其輸出端與絲桿25連接，螺母24套設(shè)于絲桿25上且與絲桿25螺紋連接，調(diào)節(jié)柱塞19設(shè)置于螺母24的軸向端面上并移動設(shè)置于側(cè)通孔內(nèi)。

采用上述有限的方案，第一殼體12、第二殼體20和第三殼體21之間相連通的空間內(nèi)填充有液壓油，使得第一彈簧13和第二彈簧23在初始狀態(tài)時具有一定的預(yù)緊度，并使第一彈簧座圈11緊靠于前端蓋板10上。

在中小強度制動時，主要由第二彈簧23模擬中小強度的制動感覺。

在大強度制動時，第二彈簧23已被壓縮至極限附近，主要由第一彈簧13模擬大強度的制動感覺。

在緊急制動時，驅(qū)動電機9動作帶動絲桿25轉(zhuǎn)動，使得螺母24向側(cè)通孔內(nèi)側(cè)移動，從而帶動調(diào)節(jié)柱塞19移動，減小液壓油的流通截面，從而適當增加制動踏板阻力，主動調(diào)節(jié)制動感覺，滿足緊急制動時的需求。

當制動系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，制動推桿推動到底，彈性元件受壓變形較大，使得應(yīng)急開關(guān)閉合，可啟動備用制動功能。在駕駛室內(nèi)儀表板上的適當位置設(shè)置有制動感覺調(diào)節(jié)裝置，包括“增加”和“減小”兩個基本按鈕。按下“增加”按鈕時，驅(qū)動電機9正向轉(zhuǎn)動，通過絲桿25帶動螺母24向側(cè)通孔內(nèi)側(cè)移動，使得調(diào)節(jié)柱塞19向側(cè)通孔內(nèi)側(cè)移動，增加制動踏板力；按下“減小”按鈕時，驅(qū)動電機7反向轉(zhuǎn)動，通過絲桿25帶動螺母24向側(cè)通孔外側(cè)移動，使得調(diào)節(jié)柱塞19向側(cè)通孔外側(cè)移動，減小制動踏板力。駕駛員可以根據(jù)自己的個人喜好習(xí)慣，自主改變踏板感覺模擬器的工作特性曲線。而且，制動系統(tǒng)的存儲機構(gòu)具有不同駕駛員調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的記憶功能，不同駕駛員可通過記憶功能，一鍵恢復(fù)自己上次所設(shè)定工作特性曲線。

如圖2所示，為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種汽車制動踏板機構(gòu)，包括：

安裝支架4，包括相連的第一安裝部和第二安裝部，第二安裝部位于第一安裝部的下方；

制動踏板1，包括踏板本體和踏板轉(zhuǎn)軸，踏板轉(zhuǎn)軸的頂端轉(zhuǎn)動設(shè)置于第一安裝部上，踏板本體設(shè)置于踏板轉(zhuǎn)軸的底端用以帶動踏板轉(zhuǎn)軸繞其與第一安裝部的連接點轉(zhuǎn)動；

可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器，可調(diào)式阻尼踏板感覺模擬器設(shè)置于第二安裝部上，制動推桿還與踏板轉(zhuǎn)軸活動連接；

感應(yīng)傳感器2，其設(shè)置于踏板本體上，用于預(yù)先感知駕駛員的制動意圖；

踏板位移傳感器5，其設(shè)置于第一安裝部上且與踏板轉(zhuǎn)軸的頂端連接，用于準確識別駕駛員的制動意圖。

采用上述優(yōu)選的方案，感應(yīng)傳感器可預(yù)先感知駕駛員的制動意圖，為制動力矩實施及制動力分配提供預(yù)留時間，從而縮短制動相應(yīng)時間，提高提車綜合制動性能；踏板位移傳感器可提高制動系統(tǒng)的控制精度和容錯能力。

其中，安裝支架4是整個制動踏板機構(gòu)的安裝基礎(chǔ)，通過螺栓、螺母與車身、車架固定連接，安裝支架采用l型結(jié)構(gòu)。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的感應(yīng)傳感器2為紅外感應(yīng)式傳感器或超聲波式傳感器，具體的可根據(jù)實際情況選擇。

采用上述優(yōu)選的方案，在汽車制動時，當駕駛員將右腳移至制動踏板上方時，感應(yīng)傳感器2即可在駕駛員實施實際制動之前預(yù)先感知駕駛員的制動意圖，為制動力矩實施及制動力分配提供預(yù)留時間，從而縮短制動相應(yīng)時間，提高提車綜合制動性能。感應(yīng)傳感器2在檢測范圍內(nèi)通過感應(yīng)傳感器2產(chǎn)生信號與踏板位移傳感器5產(chǎn)生信號之間的時間差值，可預(yù)先判斷本次制動的緊急程度。不同的緊急程度，制動執(zhí)行機構(gòu)采用不同的控制策略，例如緊急制動時，制動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)增大制動力矩隨踏板位移變化的增加速度，使得汽車能夠快速停車，而提高制動安全性能。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在本發(fā)明的另一種實施方式中，在前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，上述的踏板位移傳感器5為雙可變阻式角位移傳感器或霍爾式角位移傳感器。

如圖3至圖4所示，雙可變阻式角位移傳感器包括感應(yīng)器殼體、感應(yīng)轉(zhuǎn)軸26、第一滑塊27、第一滑片28、第二滑塊30和第二滑片29，感應(yīng)器殼體設(shè)置于第一安裝部上，第一滑片28、第二滑片29為弧形結(jié)構(gòu)且二者的弧度一致，第一滑片28和第二滑片29固定設(shè)置于感應(yīng)器殼體內(nèi)，感應(yīng)轉(zhuǎn)軸26的長度方向的一端與踏板轉(zhuǎn)軸的頂端固定連接，第一滑塊27、第二滑塊30設(shè)置于感應(yīng)轉(zhuǎn)軸26的長度方向的另一端且二者之間設(shè)置有設(shè)定間隔，第一滑塊27移動設(shè)置于第一滑片28上，第二滑塊30移動設(shè)置于第二滑片29上。

采用上述優(yōu)選的方案，兩個滑片與兩個滑塊分別結(jié)合，構(gòu)成兩個滑動變阻器g101、g102。當駕駛員踩動制動踏板時，感應(yīng)轉(zhuǎn)軸隨著踏板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第一滑塊27、第二滑塊30分別在第一滑片28、第二滑片29上滑動，輸出踏板位移及位移變化率信息，用于判斷駕駛員的制動意圖。兩個滑動變阻器配合工作，可提高制動系統(tǒng)的控制精度和容錯能力。如果其中一個出現(xiàn)故障，可根據(jù)另一個信號繼續(xù)工作，并及時報警提醒駕駛員盡快修復(fù)。以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。