一种带失效保护的可调踏板感觉的制动模拟器的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，具体为一种带失效保护的可调踏板感觉的制动模拟器。

背景技术：

随着汽车电子技术的发展，汽车上的电子控制单元也越来越多，对汽车的控制也越来越成熟。在传统的制动技术领域，为了满足法规要求，主要采用液压或者气压制动。但是随着电子技术的发展，传统的制动机构的已经暴露出了，制动响应慢，制动压力管路布置困难，制动力矩难以调节等缺点。

目前，汽车的制动系统大多采用真空助力器，但是随着汽车电动化趋势的增加，蓄能电池会逐渐取代发动机，因此，真空助力器所需要的真空源只能依靠额外增加的真空泵来获得。这样不仅增加了成本，不利于布置，也使得车辆的噪声加大。

传统的制动机构的制动踏板与执行机构没有完全解耦，制动管路的压力由制动主缸产生，制动液经过制动管路作用到制动轮缸，因此，传统的制动系统具有制动响应慢，制动压力管路布置困难，制动力矩难以调节等缺点。现在新型的电动助力制动系统，仍然没有实现制动踏板机构与制动执行机构的完全解耦。难以适应现代汽车的底盘主动控制和新能源汽车的再生制动需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带失效保护的可调踏板感觉的制动模拟器，以解决上述背景技术中提出的现有的制动机构不能适应现代汽车的底盘主动控制和新能源汽车的再生制动需要的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带失效保护的可调踏板感觉的制动模拟器，包括制动踏板总成、电机减速机构总成、制动踏板转角传感器、液压缸总成、电机位置传感器、单向阀总成、制动踏板回位弹簧和电机回位弹簧，所述制动踏板总成安装在液压缸总成的前端，所述制动踏板转角传感器安装在制动踏板总成的前端，所述电机减速机构总成安装在液压缸总成的后端，所述电机位置传感器安装在电机减速机构总成的前端，所述单向阀总成安装在液压缸总成内，所述制动踏板回位弹簧安装在液压缸总成上，所述电机回位弹簧安装在液压缸总成上。

优选的，所述制动踏板总成包括制动踏板、底板、连杆、连接螺栓和连接头，所述制动踏板通过螺栓与底板转动连接，所述制动踏板中间通过螺栓与连杆转动连接，所述连杆后部通过螺栓与连接头连接。

优选的，所述电机减速机构总成包括电机、小齿轮、键a、大齿轮和键b，所述电机的输出轴通过键a与小齿轮啮合连接，所述小齿轮与大齿轮啮合连接，所述大齿轮通过键b与流通孔隙控制阀啮合连接。

优选的，所述液压缸总成包括第一活塞、第一工作腔盖、第一活塞密封环、缸体、第二活塞、第二活塞弹簧、第二活塞密封环、第二工作腔盖和流通孔隙控制阀，所述第一活塞密封环套接在第一活塞的外壁，所述第一工作腔盖的底部安装有第一工作腔，所述第一活塞在第一个工作腔内运动，所述第一工作腔盖通过螺栓与缸体连接，所述流通孔隙控制阀与缸体接触连接，所述第二活塞密封环安装在第二活塞的外部，所述流通孔隙控制阀贯穿第二活塞的中部，所述第二活塞弹簧支撑在第二工作腔盖和第二活塞之间，所述第一活塞的杆部贯穿底板与连接头螺纹连接，所述制动踏板回位弹簧套在第一活塞的杆部与连接头和底板接触连接。

优选的，所述单向阀总成包括单向阀弹簧和单向阀，所述单向阀安装在缸体的流通孔中。

优选的，所述电机与通过大齿轮与流通孔隙控制阀连接，所述电机回位弹簧安装在流通孔隙控制阀的杆部，所述电机回位弹簧的一端贯穿流通孔隙控制阀的杆部，所述电机回位弹簧的另一端与第二工作腔盖之间插接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的制动踏板模拟器采用电机控制流通孔隙控制阀转动的角度，从而改变制动踏板反馈给驾驶员的力，ecu(电子控制单元)可以结合制动踏板位移信号，电机位置信号，产生适当的控制信号，满足不同的驾驶需求，有效模拟操纵制动踏板的感觉。

本发明所述的制动踏板模拟器的结构简单，紧凑，制造和维护的成本低，工作产生的噪声低。并且制动时的舒适性和稳定性都得到很大的提高。

本发明所述的制动踏板模拟器能够很好地适应现在汽车底盘控制技术的需要，是线控制动系统中不可缺少的组成部分。实现制动踏板与制动执行机构的完全解耦，能够很好的适应汽车主动制动技术和智能汽车的发展需求。

本发明所述的制动踏板模拟器具有电机失效备份的功能，当电机失效时，电机回位弹簧会调节流通孔隙控制阀到最大开度的位置，确保制动踏板能够转动，防止无法踩踏制动踏板的情况发生。

本发明所述的制动踏板转角传感器取代位移传感器，使得传感器的位置更好布置。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明b-b、a-a位置截面结构示意图。

图中：1制动踏板转角传感器、2制动踏板、3连杆、4连接螺栓、5连接头、6制动踏板回位弹簧、7底板、8第一活塞、9第一工作腔盖、10单向阀、11单向阀弹簧、12流通孔隙控制阀、13第二活塞、14第二活塞弹簧、15电机位置传感器、16电机、17缸体、18第二工作腔盖、19大齿轮、20键b、21小齿轮、22键a、23第一活塞密封环、24第二活塞密封环、25电机回位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案：一种带失效保护的可调踏板感觉的制动模拟器，用于解决制动时制动踏板在不同位置和速度下给驾驶员提供反馈力的需求，请参阅图1，包括制动踏板总成、电机减速机构总成、制动踏板转角传感器1、液压缸总成、电机位置传感器15、单向阀总成、制动踏板回位弹簧6和电机回位弹簧25，所述制动踏板总成安装在液压缸总成的前端，所述制动踏板转角传感器1安装在制动踏板总成的前端，所述电机减速机构总成安装在液压缸总成的后端，所述电机位置传感器15安装在电机减速机构总成的前端，所述单向阀总成安装在液压缸总成内，所述制动踏板回位弹簧6安装在液压缸总成上，所述电机回位弹簧25安装在液压缸总成上。

所述制动踏板总成包括制动踏板2、底板7、连杆3、连接螺栓4和连接头5，所述制动踏板2通过螺栓与底板7转动连接，并且制动踏板2与底板7相连接的部分采用限制旋转角度的接触方式，所述制动踏板2中间通过螺栓与连杆3转动连接，所述连杆3后部通过螺栓与连接头5连接。

所述电机减速机构总成包括电机16、小齿轮21、键a22、大齿轮19和键b20，所述电机16的输出轴通过键a22与小齿轮21啮合连接，所述小齿轮21与大齿轮19啮合连接，所述大齿轮19通过键b20与流通孔隙控制阀12啮合连接。

所述液压缸总成包括第一活塞8、第一工作腔盖9、第一活塞密封环23、缸体17、第二活塞13、第二活塞弹簧14、第二活塞密封环24、第二工作腔盖18和流通孔隙控制阀12，所述第一活塞密封环23套接在第一活塞8的外壁，所述第一工作腔盖9的底部安装有第一工作腔，所述第一活塞8在第一个工作腔内运动，所述第一工作腔盖9通过螺栓与缸体17连接，所述流通孔隙控制阀12与缸体17接触连接，以防止液体在流通孔之外的部分流动，所述第二活塞密封环24安装在第二活塞13的外部，所述流通孔隙控制阀12贯穿第二活塞13的中部，所述第二活塞弹簧14支撑在第二工作腔盖18和第二活塞13之间，所述第一活塞8的杆部贯穿底板7与连接头5螺纹连接，保证第一活塞8做水平直线运动，并且第一活塞8的限位装置保证第一活塞8的行程相对底板7在一定范围内运动，所述制动踏板回位弹簧6套在第一活塞8的杆部与连接头5和底板7接触连接。

所述单向阀总成包括单向阀弹簧11和单向阀10，所述单向阀10安装在缸体17的流通孔中，保证压缩过程不会有液体从流通孔经过；单向阀回位弹簧11确保单向阀10与缸体17具有一定预紧力。

所述电机16与通过大齿轮19与流通孔隙控制阀12连接，来控制流通孔隙的大小，所述电机回位弹簧25安装在流通孔隙控制阀12的杆部，所述电机回位弹簧25的一端贯穿流通孔隙控制阀12的杆部，所述电机回位弹簧25的另一端与第二工作腔盖18之间插接。

在具体使用过程中，电机正常工作的情况：

在驾驶员踩下制动踏板2的情况下，驾驶员踩下制动踏板2时，制动踏板2通过螺栓带动连杆3运动，连杆3通过螺栓带动连接头5运动，连接头5通过螺纹与第一活塞连接，连接后的连接头将连杆传递的运动传递到第一活塞8，第一活塞8通过与底板7圆孔的配合做水平直线运动。第一活塞8通过杆部的限位装置与底板7的圆孔接触，实现踩下制动踏板时的限位目的。第一活塞8的运动使得第一工作腔的面积压缩。在第一工作腔体积的压缩过程中，第一活塞8将第一工作腔内的液体通过压缩孔挤压至第二工作腔。改变压缩孔的面积就能改变制动时的阻尼，压缩孔的面积大小主要由流通孔隙控制阀12和缸体17内孔的相对位置决定。制动踏板转角传感器1将转角信号转变为电信号，电机位置传感器15采集电机16的转角信号，两个信号同时传递到ecu(电子控制单元)中，ecu(电子控制单元)通过计算，输出控制信号到电机16，电机16通过键a22带动小齿轮21转动，小齿轮21通过与大齿轮19的啮合将运动传递到大齿轮19上，大齿轮19通过键b20将运动传递到流通孔隙控制阀12上，大齿轮21最后带动流通孔隙控制阀12转动，由此可以改变压缩孔的面积大小。当制动踏板2在小转角和低速度的情况下，电机16控制流通孔隙控制阀12的转角位置，使得压缩孔处于较大的流通面积，因此作用在制动踏板2上的阻尼力比较小；当制动踏板2处于大转角和高速度的情况下，电机16控制流通孔隙控制阀12的转角位置，使得压缩孔处于较小的流通面积，因此，作用在制动踏板2上的阻尼力比较大。液体进入第二工作腔后，会推动第二活塞13运动，从而使得第二活塞弹簧14压缩，第二工作腔的内部压力增大。第二工作腔的压力增大也会使得第一工作腔内的压力提高，增大作用在制动踏板2上的液压反力；

在驾驶员松开制动踏板2的情况下:

制动踏板回位弹簧6推动连接头5运动，一方面连接头5通过螺栓推动连杆3运动，连杆3通过螺栓使制动踏板2逆时针方向运动，从而使得制动踏板2回到原来的位置；另一方面，连接头5通过螺纹与第一活塞8连接，连接头5的回程运动使得第一活塞8也进行回程运动，第一活塞8向回退时，第一工作腔的面积增大，液体从第二工作腔通过单向阀10流回到第一工作腔内。在液体流动的过程中，由于第二活塞弹簧14的作用，使得第二工作腔内的压力比第一工作腔大，第二工作腔内的液体会推动单向阀弹簧14的预紧力，从而打开单向阀10，使液体从第二工作腔流向第一工作腔，单向阀10孔隙尽可能做大，使得液体回流的过程尽可能快速，以保证下一次制动的可靠性。同时，制动踏板转角传感器1将转角信号转变为电信号，电机位置传感器15采集电机16的转角信号，两个信号同时传递到ecu(电子控制单元)中，ecu(电子控制单元)通过计算，输出控制信号到电机16，电机16通过键a22带动小齿轮21转动，小齿轮21通过与大齿轮19的啮合将运动传递到大齿轮19上，大齿轮19通过键b20将运动传递到流通孔隙控制阀12上，大齿轮21最后带动流通孔隙控制阀12转动，使得流通孔隙控制阀12恢复到相应的位置；

电机失效的情况：

在驾驶员踩下制动踏板2的情况下，驾驶员踩下制动踏板2时，制动踏板2通过螺栓带动连杆3运动，连杆3通过螺栓带动连接头5运动，连接头5通过螺纹与第一活塞连接，连接后的连接头将连杆传递的运动传递到第一活塞8，第一活塞8通过与底板7圆孔的配合做水平直线运动。第一活塞8通过杆部的限位装置与底板7的圆孔接触，实现踩下制动踏板2时的限位目的。第一活塞8的运动使得第一工作腔的面积压缩。在第一工作腔体积的压缩过程中，第一活塞8将第一工作腔内的液体通过压缩孔挤压至第二工作腔。电机16失效时，电机回位弹簧25会带动流通孔隙控制阀12相对缸体17转动到最大开度的状态，确保压缩孔能够顺利流通液体。压缩后的第一工作腔将液体挤入第二工作腔后，会推动第二活塞13运动，从而使得第二活塞弹簧14压缩，第二工作腔的内部压力增大，第二工作腔的压力增大后会使得第一工作腔内的压力提高，增大作用在制动踏板2上的液压反力，从而保证了电机失效时制动的安全性。

虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而且包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。