带力滞结构的制动踏板力模拟器的制作方法

本实用新型涉及一种模拟制动踏板力的装置，尤其是涉及一种集成在电子液压控制的制动系统内、以替代传统真空助力器的结构。

背景技术：

传统内燃机汽车的行车制动助力主要通过真空助力器实现，真空助力器需要从发动机的进气歧管或电子真空泵处获取真空源，近年来随着新能源汽车的飞速发展，越来越多的车辆已经没有内燃机了，真空助力器无法再从整车上找到廉价的真空源。为了解决这一问题，一种通过电子液压控制的制动系统正在快速发展，由于该系统里无需集成助力器，但仍需一种可以模拟传统制动踏板力的装置，以给驾驶者带来传统车的驾驶感觉。

普通的踏板模拟器有双重弹簧结构，传统汽车的踏板力曲线一般可以简化为两段力，为模拟这种力的脚感，普通踏板模拟器的前半段踏板力由小弹簧提供，后半段支撑座会与大弹簧接触，产生第二段力。采用弹簧结构的模拟器结构简单，力调试容易。但此种结构具有几个局限性：1、分析传统车制动踏板在踩下去和释放时的力曲线，可以发现两段曲线之间还存在力的偏差，这种偏差就是力的迟滞感觉；2、如果要达到传统车的踏板力大小，需要较大规格的螺旋弹簧尺寸或采用强度高，耐久性能好的特殊材料。

为优化上述问题，一些模拟器在上述结构的基础上增加了橡胶减震弹簧，橡胶弹簧具有压缩能力优秀，可以弥补螺旋弹簧压缩力不足的弱点，从而缩小结构体积，且橡胶弹簧的刚度具有一定的非线性特性，可以部分模拟力迟滞的效果。但橡胶弹簧刚度受环境因素影响较大，尤其是在低温环境下，回复力会变差，影响整体踏板感觉，且橡胶弹簧的特性调试较为困难。

综合来看，目前的踏板力模拟器根本不设计力滞产生结构，其踏板感觉与传感助力器差异明显；有的虽有力滞传感器，但结构复杂，部件体积大，成本效益差。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种带力滞结构的制动踏板力模拟器，既能产生良好的力滞效果，又具备较小的体积，且所需的成本较低。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种带力滞结构的制动踏板力模拟器，其特点在于，其包括一壳体，该壳体内依次容纳有弹簧组、支撑座、摩擦组件和顶块，该顶块的端面上固定有连接键，该顶块的端面上且位于该连接键的两侧分别开设有弧形斜平面，该摩擦组件包括至少两个摩擦块，该摩擦块为扇形柱状，该摩擦块的一端面为倾斜面、另一端面上开设有导条，该倾斜面抵靠该弧形斜平面，该支撑座的一端面固定有键槽，该支撑座的一端面上且位于该键槽的两侧分别固定有直线导轨，该直线导轨与该摩擦块一一对应，该导条与对应的直线导轨滑动连接，该连接键固定于该键槽内，该支撑座的另一端面设置有定位凸台，该弹簧组的一端固定于该定位凸台、另一端抵靠于该壳体的底部。

较佳地，该制动踏板力模拟器还包括一推杆，该推杆的一端设置有铰接于制动踏板臂的拨叉或球头、另一端设置的球头与该顶块上开设的球形槽相铰接。

较佳地，两个弧形斜平面相对于该顶块的中心轴对称。

较佳地，该制动踏板力模拟器还包括一端盖，该端盖上开设有圆孔，该端盖通过该圆孔套设于该推杆上，且该端盖盖设于该壳体上。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型能产生良好的力滞效果，又具备较小的体积，且所需的成本较低。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的制动踏板力模拟器的结构示意图。

图2和3为本实用新型较佳实施例的顶块、摩擦组件和支撑座的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种带力滞结构的制动踏板力模拟器，其包括一壳体1，该壳体1内依次容纳有弹簧组2、支撑座3、摩擦组件、顶块5、端盖6和推杆7。

该推杆7的一端设置有铰接于制动踏板臂的拨叉或球头、另一端设置的球头与该顶块5上开设的球形槽相铰接。制动踏板臂在旋转运动的过程中，会顶着推杆7，然后推杆7顶着顶块5在活塞内作轴向运动。

如图2所示，该顶块5的端面上固定有连接键51，该顶块5的端面上且位于该连接键51的两侧分别开设有弧形斜平面52，两个弧形斜平面52相对于该顶块5的中心轴对称(见图2和3)。

该摩擦组件包括至少两个摩擦块4，该摩擦块4为扇形柱状，该摩擦块4的一端面为倾斜面41、另一端面上开设有导条42，该倾斜面41抵靠该弧形斜平面52，该支撑座3的一端面固定有键槽31，该支撑座3的一端面上且位于该键槽31的两侧分别固定有直线导轨32，该直线导轨32与该摩擦块4一一对应，该导条42与对应的直线导轨32滑动连接，该连接键51固定于该键槽31内，该支撑座3的另一端面设置有定位凸台，该弹簧组2的一端固定于该定位凸台、另一端抵靠于该壳体1的底部。

该端盖6上开设有圆孔，该端盖6通过该圆孔套设于该推杆7上，且该端盖6盖设于该壳体1上。

踏板力组成：F1小弹簧力，F2大弹簧力，f摩擦力，推杆合力F。踩制动时：F踩＝F1+F2+f；松制动时：F松＝F1+F2-f。F踩-F松＝2f。由于摩擦力的存在，踩制动和松制动时，踏板力之间存在差异，这种差异可以模拟传统助力器产生的踏板感觉。

顶块5推动摩擦块4轴线运动的过程中，弧形斜平面52会挤压摩擦块4对应的倾斜面41。连接健51与键槽31形状相对应，保证顶块5和支撑座3之间不会产生绕轴线方向的旋转运动。制动踏板臂在旋转运动的过程中，会顶着推杆7，然后推杆7顶着顶块5在壳体1的活塞内作轴向运动。顶块5受推杆7和壳体力的作用，产生沿壳体1轴线运动，通过弧形斜平面52把运动传递到摩擦块4，并产生一个垂直于轴线方向的分力和一个沿轴线方向的分力。在垂直于轴向方向分力的作用下，摩擦块4与外壳1的内壁产生相互挤压。由于摩擦块4与外壳1的内壁设计有一定的摩擦系数，它们之间的相互作用力会产生一个轴线方向，沿外壳1的内壁分布的摩擦力。沿轴线方向的分力则继续传递到支撑座3，最终引起弹簧组2的轴向压缩。这两个分力与推杆7推力成一定比例关系，比例的大小通过调节弧状斜平面的角度和摩擦系数得到。支撑座3的另一端推动制动主缸内的活塞向前，用于紧急情况下的制动，制动主缸内的结构不在本专利描述中体现。这些直线导轨32配合摩擦元件上的导条42，保证摩擦块4受到挤压时，沿指定的方向与壳体1的内壁摩擦。

支撑座3的下端与壳体1的低端装有两组弹簧。由于传统助力器受力曲线近似可以分为两段助力，初始一段助力斜率较小，第二段助力斜率偏大。为模拟传统助力器的踏板感觉：前半段踏板力由小弹簧提供，后半段支撑座与大弹簧接触，产生第二段力。

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做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。