一种新型电磁制动踏板装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种新型的制动踏板电磁模拟装置及方法，通过采用电磁结构作为电磁感应装置，直接踩踏制动踏板，依靠弹簧的压缩产生弹性力，并推动和踏板相连的推杆向前移动，当推杆移动到给定位置后，推杆使电磁线圈电路闭合并和可变电阻接触，并且随着推杆移动改变可变电阻的大小，以此改变电磁线圈电流，使铁芯与永磁铁之间产生磁场强度可变的电磁场，产生排斥力，压力传感器采集弹性力和排斥力的合力，传递给制动系统的ECU，再由ECU根据接收到的信号计算出所需的制动力，控制执行机构进行制动，既能够简化制动踏板的结构，又能精确、快速的模拟出踏板反馈力。

A new electromagnetic brake pedal device and its control method

The invention discloses a new type of electromagnetic simulation device and method for the brake pedal. By using the electromagnetic structure as an electromagnetic induction device, the brake pedal is tread directly, the elastic force is generated by the compression of the spring, and the push rod connected to the pedal is moved forward. When the push rod is moved to the position, the push rod makes the electromagnetic coil electric. The road closed and the variable resistance contact, and change the size of the variable resistance with the move of the push rod, so as to change the current of the electromagnetic coil, make the magnetic field with variable magnetic field strength between the iron core and the permanent magnet, produce the repulsion force, the pressure sensor collects the elastic force and the repulsion force, passes to the ECU of the brake system, and then by the EC U calculates the required braking force according to the received signal and controls the actuator to brake. It can not only simplify the structure of the brake pedal, but also accurately and quickly simulate the pedal feedback force.

【技术实现步骤摘要】
一种新型电磁制动踏板装置及控制方法
本专利技术涉及混合动力汽车
,尤其涉及一种新型电磁制动踏板装置及控制方法。
技术介绍
传统汽车上的制动系统，是通过借助制动管路来提供一个制动反馈力。随着电动汽车的发展，取消了制动管路这一结构，利用电信号作为媒介，对整个制动系统进行控制。因此现在电动汽车上用的踏板装置主要是通过踏板模拟器来模拟传统的踏板反馈力，该种踏板装置在结构上基本都包含液压缸、油泵、调压阀(电磁阀)、压力传感器、电控单元(ECU)等部件，其工作原理是将踏板行程转化为电信号传递给电控单元(ECU)，通过电控单元(ECU)调节调压阀(电磁阀)的流通面积，从而控制进入液压缸的流量，因此这种踏板模拟器是通过液压缸内面积的变化来提供踏板制动反馈力，并且结构上比较复杂。目前现有的电子踏板模拟器在结构上比较复杂，其利用液压装置(液压缸、液压泵、调压阀)来提供踏板反馈力，虽然可以达到一定的精确度，但是结构比较复杂。此外，安装踏板装置的空间是有限的，采用液压装置的踏板模拟器所占空间比较大。并且，现有的电子踏板模拟装置，是利用位移传感器来测得踏板的位移，将这个位移信号传递给ECU，再由ECU计算所需的踏板反力，控制液压装置进行调节，在一定程度上会降低制动力的反馈时间，进一步的会影响制动的时间。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术针对混合动力汽车制动踏板装置及控制方法，提出一种新型电磁制动踏板装置及控制方法，用电磁结构来代替原有的液压缸、油泵以及调压阀，在结构上更加简单，符合汽车轻量化的要求。本专利技术的新型电磁制动踏板装置采用的技术方案是：包括制动踏板、电磁感应装置、ECU模块，制动踏板包括踏板垫、踏板臂、支撑架；电磁装置包括推杆、永磁铁、弹簧、铁芯、控制器、电磁线圈；ECU模块包括压力传感器、电控单元ECU、执行机构；所述踏板臂上设有铰链，所述铰链连有连接装置的一端，所述连接装置的另一端与永磁铁一端连接，永磁铁另一端通过弹簧与铁芯一端相连，铁芯另一端与压力传感器连接；所述压力传感器与电控单元ECU、执行机构顺序连接；所述连接装置上装有推杆，推杆的端部接近控制器；控制器中包括可变电阻、总开关、故障指示灯、车载电源、支路开关、继电器KR线圈。进一步，电磁线圈套在铁芯上。进一步，制动踏板通过双扭弹簧安装在支撑架上。进一步，控制器；部电路中车载电源、总开关串联，回路A与回路B并联在车载电源、总开关两端，回路A由继电器KR线圈、电磁线圈、可变电阻串联，回路B由支路开关、故障指示灯串联。上述新型电磁制动踏板装置的控制方法是：踩下踏板垫，带动踏板臂通过双扭弹簧转动，同时踏板臂通过铰链时永磁铁和推杆水平移动；永磁铁另一端通过弹簧与铁芯接触并压缩产生弹性力，该弹性力通过铁芯传递到压力传感器上，提供一个基础踏板反馈力，推杆未与控制器接触；增加踩踏力，推杆继续水平移动与控制器接触，总开关闭合，控制器内部电路闭合，电磁线圈通电产生电磁场，与永磁铁产生排斥力，压力传感器实时采集弹性力和排斥力的合力作为踏板反馈力，并传递给电控单元ECU，电控单元ECU控制执行机构输出制动力，完成制动。进一步，控制器内部电路工作过程为：回路A正常，增加踩踏力，推杆继续水平移动与控制器接触，总开关闭合，回路A产生电流，可变电阻随推杆的移动接入阻值变小，回路A中电流增大，电磁线圈中电流增大，产生的磁场增强，增大电磁线圈与永磁铁的排斥力；同时，继电器KR线圈产生磁性使支路开关断开，回路B断路，故障指示灯不工作。进一步，，控制器内部电路故障报警过程为：回路A断路，回路A无电流，继电器KR线圈无磁性，无法吸引支路开关，回路B通路，回路B有电流，故障指示灯工作，提醒电磁感应装置出现故障。进一步，电磁感应装置故障紧急制动过程：回路A断路，回路A无电流，电磁线圈中无电流，不产生磁性，无法与永磁铁产生排斥力，弹簧与铁芯保持接触，通过弹簧将踩踏力作为踏板反馈力传递到压力传感器，并传递给电控单元ECU，电控单元ECU控制执行机构输出制动力，完成制动。本专利技术的有益效果：1、与现有的踏板模拟器相比，本专利技术设计的新型电磁踏板装置在结构上舍弃了液压装置(液压缸、液压泵、调压阀)，使其变得更加简单，能够为其它结构空出更多的安装空间，符合汽车轻量化的要求；2、在控制上，电磁制动踏板是通过驾驶员的踩踏力直接改变电流的大小，从而提供不同的制动反馈力，无需利用ECU对踏板行程进行信号转换，因此也避免了因制动力反馈时间变长而导致制动时间变长的问题。此外，由于电磁铁的磁场特性是呈现非线性的特点，能够通过电磁铁磁场力的改变，更精确的模拟出踏板反馈力。附图说明图1至图2是本专利技术的电磁制动踏板结构示意图；图3是本专利技术电磁制动踏板中控制器的内部电路图；图4是系统结构框图；图5是系统流程图；图中：1-踏板垫，2-踏板臂，3-铰链，4-推杆，5-永磁铁，6-弹簧，7-电磁线圈，8-控制器，9-铁芯，10-执行机构，11-压力传感器，12-电控单元ECU，13-双扭弹簧，14-可变电阻，15-总开关，16-故障指示灯，17-车载电源，18-支路开关，19-继电器KR线圈，20-支撑架，21-连接装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1、2，本专利技术包括制动踏板、电磁感应装置、ECU模块，制动踏板包括踏板垫1、踏板臂2、支撑架14；电磁装置包括推杆4、永磁铁5、弹簧6、铁芯9、控制器8、电磁线圈7；ECU模块包括压力传感器11、电控单元ECU12、执行机构10；电磁感应装置中连接装置21通过铰链3与踏板臂2连接，连接装置21的另一端与永磁铁5一端连接，永磁铁5另一端通过弹簧6与铁芯9一端相连，铁芯9另一端与压力传感器11；连接装置21上装有推杆4；压力传感器11与电控单元ECU12、执行机构10顺序连接；控制器8中包括可变电阻14、总开关15、故障指示灯16、车载电源17、支路开关18、继电器KR线圈19。电磁线圈7套在铁芯9上。制动踏板通过双扭弹簧13安装在支撑架20上。如图3，控制器8内部电路中车载电源17、总开关15串联，回路A与回路B并联在车载电源17、总开关15两端，回路A由继电器KR线圈19、电磁线圈7、可变电阻14串联，回路B由支路开关18、故障指示灯16串联。控制器内部电路工作过程为：回路A正常，增加踩踏力，推杆4继续水平移动与控制器8接触，总开关15闭合，回路A产生电流，可变电阻14随推杆4的移动接入阻值变小，回路A中电流增大，电磁线圈7中电流增大，产生的磁场增强，增大电磁线圈7与永磁铁5的排斥力；同时，继电器KR线圈19产生磁性使支路开关18断开，回路B断路，故障指示灯16不工作。控制器8内部电路故障报警过程为：回路A断路，回路A无电流，继电器KR线圈19无磁性，无法吸引支路开关18，回路B通路，回路B有电流，故障指示灯16工作，提醒电磁感应装置出现故障。电磁感应装置故障紧急制动过程：回路A断路，回路A无电流，电磁线圈7中无电流，不产生磁性，无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型电磁制动踏板装置，其特征在于，包括制动踏板、电磁感应装置及ECU模块，所述制动踏板包括踏板垫(1)、踏板臂(2)及支撑架(20)；所述电磁感应装置包括推杆(4)、永磁铁(5)、弹簧(6)、铁芯(9)、控制器(8)及电磁线圈(7)；所述ECU模块包括压力传感器(11)、电控单元ECU(12)及执行机构(10)；所述踏板臂(2)上设有铰链(3)，所述铰链(3)连有连接装置(21)的一端，所述连接装置(21)的另一端与永磁铁(5)一端连接，永磁铁(5)另一端通过弹簧(6)与铁芯(9)一端相连，铁芯(9)另一端与压力传感器(11)连接；所述压力传感器(11)与电控单元ECU(12)、执行机构(10)顺序连接；所述连接装置(21)上装有推杆(4)，推杆(4)的端部接近控制器(8)；控制器(8)中包括可变电阻(14)、总开关(15)、故障指示灯(16)、车载电源(17)、支路开关(18)、继电器KR线圈(19)。

【技术特征摘要】
1.一种新型电磁制动踏板装置，其特征在于，包括制动踏板、电磁感应装置及ECU模块，所述制动踏板包括踏板垫(1)、踏板臂(2)及支撑架(20)；所述电磁感应装置包括推杆(4)、永磁铁(5)、弹簧(6)、铁芯(9)、控制器(8)及电磁线圈(7)；所述ECU模块包括压力传感器(11)、电控单元ECU(12)及执行机构(10)；所述踏板臂(2)上设有铰链(3)，所述铰链(3)连有连接装置(21)的一端，所述连接装置(21)的另一端与永磁铁(5)一端连接，永磁铁(5)另一端通过弹簧(6)与铁芯(9)一端相连，铁芯(9)另一端与压力传感器(11)连接；所述压力传感器(11)与电控单元ECU(12)、执行机构(10)顺序连接；所述连接装置(21)上装有推杆(4)，推杆(4)的端部接近控制器(8)；控制器(8)中包括可变电阻(14)、总开关(15)、故障指示灯(16)、车载电源(17)、支路开关(18)、继电器KR线圈(19)。2.根据权利要求1所述的一种新型电磁制动踏板装置，其特征在于，所述电磁线圈(7)套在铁芯(9)上。3.根据权利要求1所述的一种新型电磁制动踏板装置，其特征在于，所述制动踏板通过双扭弹簧(13)安装在支撑架(20)上。4.根据权利要求1所述的一种新型电磁制动踏板装置，其特征在于，所述控制器(8)内部电路中车载电源(17)、总开关(15)串联，车载电源(17)、总开关(15)两端并联回路A与回路B，回路A由继电器KR线圈(19)、电磁线圈(7)、可变电阻(14)串联组成，回路B由支路开关(18)、故障指示灯(16)串联组成。5.一种如权利要求1所述的一种新型电磁制动踏板装置的控制方法，其特征在于，踩下踏板垫(1)，带动踏板臂(2)通过双扭弹簧(13)转动，同时踏板臂(2)通过铰链(3)使永磁铁(5)和推杆(4)水平移动；永磁铁(5)另一端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚明，缪佳宇，陈浩杰，温鹏景，陈士安，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32