一种线控制动系统用的踏板感觉模拟装置的制作方法

1.本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其线控制动系统技术领域。


背景技术：

2.现有机动车辆的发展趋势正在逐渐采用线控制动系统代替传统真空助力器式的制动系统。线控制动系统具有制动能量回收效率高，可开发多种辅助驾驶甚至汽车主动驾驶、主动安全功能的优势。大多数现有的线控制动系统都具备有输入力与输出力完全解耦的功能。这就需要额外的装置用以模拟驾驶员踩下踏板时脚感。
3.现有线控制动系统大多采用多弹簧或多弹簧与弹性元件组合的方式模拟踏板感，该方案虽然踏板感一致性好，结构稳定可靠，但模拟出的踏板感缺少阻尼力，踏板感略差。且在供电系统出现故障，系统无法正常助力时，要克服很大的弹簧力才能通过踏板力产生一定的应急减速度，浪费的踏板力较多，实际传递效率较低。
4.还有少数线控制动系统采用液压腔或液压腔与电磁阀组合的方案模拟踏板感觉。该方案模拟出的踏板感虽然具有阻尼力，但流道数量较多，结构复杂，加工困难，泄露风险较大。且将节流阀设置在电磁阀进油口之前，导致在助力失效状态下，工作介质依然要通过节流阀才能流入储液罐，增加了助力失效状态下应急制动的响应时间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种具有阻尼感的线控制动系统用的踏板感觉模拟装置，同时简化流道结构，减少零件数量，降低成本，降低漏液风险，缩短助力失效时应急制动的响应时间，减少应急制动时踏板力的损失，提高应急制动效能。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种线控制动系统用的踏板感觉模拟装置，包括：
8.球头推杆，一端与制动踏板连接，另一端与推杆活塞以球铰方式连接，由球头推杆传递制动踏板的动作，从而带动推杆活塞移动；
9.推杆活塞，与模拟器主腔体形成推杆腔；
10.模拟腔活塞，与模拟器主腔体形成模拟腔；
11.模拟器主腔体，模拟器主腔体分为模拟器主腔体前段、模拟器主腔体中段、模拟器主腔体后段三部分；所述模拟器主腔体前段与推杆活塞形成推杆腔，所述模拟器主腔体后段与模拟腔活塞形成模拟腔，所述模拟器主腔体中段内设置有第一流道，将推杆腔与模拟腔连通；模拟器主腔体前段、模拟器主腔体中段、模拟器主腔体后段三部分可以制作成一个整体零件，也可以制作成分体的两个部分：推杆腔体和模拟腔体，也可以将所述模拟器主腔体中段替换成中通管路元件，两端分别与模拟器主腔体前段、模拟器主腔体后段连接，并使推杆腔与模拟腔连通；并使推杆腔与模拟腔连通；推杆腔、模拟腔、第一流道中填充有液压油；
12.储液罐，用于存储液压油；
13.电磁阀，设置在所述储液罐与模拟腔之间的第二流道上；
14.负载底座，与模拟器主腔体连接，为负载弹力装置提供支撑；
15.负载弹力装置，设置在模拟腔活塞与负载底座之间，为模拟腔活塞提供弹性力负载。
16.特别是，推杆活塞和所述模拟器主腔体前段之间至少设置有两个密封元件，其中，第一密封元件，设置在靠近所述推杆腔入口位置，安置于所述模拟器主腔体前段内壁的密封圈槽内，或安置于所述推杆活塞外周的密封圈槽内；第二密封元件，设置在靠近所述推杆腔底部位置，安置于所述模拟器主腔体前段内壁的密封圈槽内，或安置于所述推杆活塞外周的密封圈槽内；在所述模拟腔活塞和所述模拟器主腔体后段之间设置第三密封元件，设置在所述模拟腔活塞外周的密封圈槽内，或安置于所述模拟器主腔体后段内壁的密封圈槽内。
17.特别是，所述第一密封元件和/或所述第二密封元件和/或所述第三密封元件可以是唇形密封圈、y型密封圈、星型密封圈、异型密封圈或o型圈；为了加强密封效果，所述第一密封元件处和/或所述第二密封元件处和/或所述第三密封元件处可以采用两个或多个密封元件。
18.特别是，在所述推杆活塞内部和/或外周设置推杆弹力装置，所述推杆弹力装置一端抵住所述推杆活塞，另一端抵住所述模拟器主腔体。
19.特别是，在所述电磁阀的两端并联有第一单向阀。
20.特别是，在所述第一流道上设置节流阀，设置在所述电磁阀与所述模拟腔之间。
21.特别是，所述踏板感觉模拟装置还包括电磁阀控制单元，通过线束与所述电磁阀相连，控制所述电磁阀的开闭；所述电磁阀控制单元可以独立存在，也可以与所述线控制动系统的控制单元集成在一起。
22.特别是，在所述节流阀的两端并联有第二单向阀。
23.特别是，使用制动液作为液压传动工作介质，踏板感觉模拟装置的储液罐可与制动主缸的储液罐集成在一起。
24.特别是，所述电磁阀为常开阀。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.(1)通过弹力装置和液压装置的结合，可提供制动踏板感觉所需的刚度和阻尼特性，实现更加舒适的制动踏板感觉；
27.(2)在助力失效状态下，电磁阀打开，使推杆腔——第一流道——模拟腔中的制动液流入储液罐，负载弹力装置不会被压缩，踏板力不会被负载弹力装置所浪费，因此可以提高线控制动系统的应急制动响应速度和应急制动效能；
28.(3)去除了补液流道，控制单元打开电磁阀，直接从储液罐补液；去除模拟腔后腔与储液罐之间的流道，模拟腔活塞后面不是液压腔，简化流道结构，去除不必要孔道，结构简洁，降低成本，降低泄露风险；
29.(4)助力失效应急制动状态下，工作介质不经过节流阀直接通过电磁阀流入储液罐，提高应急制动的响应时间，提高系统安全性。
附图说明
30.图1为本发明线控制动系统用的踏板感觉模拟装置结构示意图。
31.图2为本发明模拟器主腔体拆分成两个部分的结构示意图。
32.图3为本发明第一、第二密封元件设置在推杆活塞外周密封圈槽内的结构示意图。
33.图4为本发明推杆弹力装置设置在推杆活塞外周的结构示意图。
34.图中：
35.1、球头推杆；2、推杆弹力装置；3、模拟器主腔体；4、第一密封元件；5、第二密封元件；6、第一流道；7、节流阀；8、电磁阀；9、第二单向阀；10、模拟腔活塞；11、负载弹力装置；12负载底座；13、储液罐；14、第三密封元件；15、电磁阀控制单元；16、第一单向阀；17、推杆活塞；18、第二流道；19、推杆腔体； 20、模拟腔体；21、中通管路元件；a、推杆腔；b、模拟腔；3a、模拟器主腔体前段；3b、模拟器主腔体中段；3c、模拟器主腔体后段。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施方式对本发明方案进行进一步详细说明。
37.1、常规助力制动模拟踏板感觉的实施方式
38.如图1所示，本实施公开一种线控制动系统用的踏板感觉模拟装置，该装置包括推杆活塞17、储液罐13、模拟器主腔体3、模拟腔活塞10、电磁阀8、负载底座12、第一密封元件4、第二密封元件5、第三密封元件14、推杆弹力装置2、负载弹力装置11、节流阀7、电磁阀控制单元15。其中，推杆活塞17一端通过球头推杆1连接制动踏板，另一端插入模拟器主腔体3中随制动踏板踩下、释放前后移动。模拟器主腔体3分为模拟器主腔体前段3a、模拟器主腔体中段3b、模拟器主腔体后段3c三部分；模拟器主腔体前段3a与推杆活塞17形成推杆腔a，模拟器主腔体后段3c与模拟腔活塞10形成模拟腔b，模拟器主腔体中段3b内设置有第一流道6，将推杆腔a与模拟腔b连通；第一密封元件4设置在靠近所述推杆腔 a入口位置，安置于所述模拟器主腔体前段3a内壁的密封圈槽内，第二密封元件 5，设置在靠近所述推杆腔a底部位置，安置于所述模拟器主腔体前段3a内壁的密封圈槽内，保证推杆腔a的密封效果。第三密封元件14设置在模拟腔活塞10 和模拟器主腔体后段3c之间模拟腔活塞10外周的密封圈槽内。在所述推杆活塞 17内部设置推杆弹力装置2，推杆弹力装置2一端抵住所述推杆活塞17，另一端抵住所述模拟器主腔体3。电磁阀设置在所述储液罐13与踏板腔a之间的第二流道上18。
39.模拟腔b、推杆腔a、第一流道6中填充有液压传动工作介质。工作介质优选为制动液。电磁阀8与模拟腔b之间设置有节流阀7。电磁阀控制单元15通过线束与电磁阀连接，控制电磁阀关闭。
40.常规助力制动工况下，驾驶员踩下踏板，电磁阀控制单元15控制电磁阀8关闭，踏板带动推杆活塞17在模拟器主腔体3中向后滑动，将推杆腔a中的工作介质挤出通过模拟器主腔体3上的第一流道6流入模拟腔b中，推动模拟腔活塞10 向后运动压缩模拟腔后腔c中的负载弹力装置11，导致前腔b中的工作介质液压力升高，产生踩下踏板的反馈力形成踏板感。当驾驶员快速踩下踏板时，推杆活塞 17推动工作介质快速通过节流阀7时会形成阻尼力，提升踏板感阻尼效果。
41.当驾驶员松开踏板时，模拟腔后腔c中的负载弹力装置11推动模拟腔活塞10 复
位，将模拟腔b中的工作介质挤回推杆腔a，推杆腔a中的推杆弹力装置2推动推杆活塞17保证制动踏板正常回位。当推杆活塞17回到初始位置附近，推杆位移减小到特定阈值以下时，电磁阀控制单元15控制电磁阀8打开，储液罐13中的工作介质通过电磁阀8流入推杆腔a中进行补液。若驾驶员快速松开制动踏板，模拟腔b中的工作介质经过节流孔7时会产生阻尼力，延迟工作介质流回推杆腔 a中，进而实现延迟制动踏板回位，避免产生踏板弹脚的感觉。
42.2、助力失效状态下应急制动的实施方式
43.如图1所示当助力系统故障、助力制动无法正常工作时，电磁阀8为常开阀，再无供电状态下自动打开。驾驶员踩下踏板过程中，踏板带动推杆活塞17将工作介质直接从推杆腔a挤出，经过电磁阀8直接流入储液罐13。驾驶员继续踩下踏板，踏板活塞1会与主缸活塞接触直接推动主缸活塞进行建压。这一过程中，工作介质流入储液罐13不再经过节流阀7，不产生阻尼效果，保证在助力失效情况下快速踩下踏板，可以快速响应减压。同时，驾驶员施加的踏板力完全作用于主缸活塞上，实现了更高的应急制动效能。
44.3、节流阀两端并联单向阀的实施方式
45.如图1所示，在节流阀7的两端新增一条流道，流道上布置有第二单向阀9。助力制动工况下，由于单向阀9只能单向导通，即可在工作介质从推杆腔a流入模拟腔b和工作介质从模拟腔b流回推杆腔a两个过程中实现不同的节流阻尼效果，可实现踏板在踩下和回位过程中不同大小的阻尼感效果。应急制动状态下，工作介质不经过节流阀7和第二单向阀9，制动过程与上述实施方式1、2中所述一致。
46.4、电磁阀两端并联单向阀的实施方式
47.如图1所示，在电磁阀8的两端新增一条流道，流道上布置有第一单向阀16。第一单向阀16单向导通，只允许储液罐13中的工作介质向推杆腔a中流动。当推杆腔a、第一流道6或模拟腔b发生泄露时，驾驶员踩下踏板，制动感觉会发生变化，但不影响助力制动效果，驾驶员松开踏板，推杆弹力装置2会推动推杆活塞17回位，推杆腔a内形成负压。此时，第一单向阀16导通，工作介质从储液罐13流到推杆腔a中，进行补液。保证制动踏板可以正常回到初始位置。
48.5、模拟器主腔体拆分成前后两部分中间由油管连接的实施方式
49.如图2所示，将模拟器主腔体拆分成两个部分，踏板腔体19和模拟腔体20，踏板腔体与推杆活塞17形成推杆腔a，模拟腔体与模拟腔活塞10形成踏板腔b，踏板腔与模拟腔通过中通管路元件21连接，中通管路元件优选为铁管或铜管。制动过程与上述实施方式1、2中所述一致。
50.6、第一密封元件、第二密封元件设置在推杆活塞外周密封圈槽内的实施方式
51.如图3所示，第一密封元件4，也可以设置在推杆活塞17外周的密封圈槽内；第二密封元件5同理，同样可以实现推杆腔a的密封。第三密封元件14也可以设置在模拟器主腔体后段3c内壁的密封圈槽内，实现模拟腔的密封。制动过程与上述实施方式1、2中所述一致。
52.7、推杆弹力装置设置在推杆活塞外周的实施方式
53.如图4所示，推杆弹力装置2可以布置在模拟器主腔体3外侧，一端抵在推杆活塞 1伸出的法兰盘上，另一端抵在模拟器主腔体外壳上，制动时球头推杆推动推杆活塞移动，推杆弹力装置压缩；制动释放时，推杆弹力装置推动推杆活塞带动球头推杆复位。