制动踏板模拟器、汽车制动系统和车辆技术方案

本公开涉及一种制动踏板模拟器、汽车制动系统和车辆，其中所述制动踏板模拟器包括制动踏板、助力电机、用于装配到车身上的装配部、沿轴向间隔布置在装配部两侧的第一弹性件和第二弹性件、位于第一弹性件和第二弹性件之间的齿轮齿条机构、铰接于制动踏板并与第一弹性件配合以能够驱动第一弹性件和第二弹性件同时沿轴向伸缩的推力结构，第一弹性件和第二弹性件共同配合而为制动踏板提供踏板预置力，助力电机的输出轴通过齿轮齿条机构与第一弹性件和第二弹性件配合，以能够为推力结构的驱动提供助力。由此提供可靠的制动踏板的制动感觉而模拟出准确的制动踏板力，具有操作稳定性良好、制动踏板相应迅速等效果。

Brake pedal simulator, automobile brake system and vehicle

The present disclosure relates to a brake pedal simulator, an automobile brake system and a vehicle, wherein the brake pedal simulator comprises a brake pedal, a booster motor, an assembly part for assembly to the body, a first elastic part and a second elastic part arranged at both sides of the assembly part along an axial interval, a gear rack mechanism between the first elastic part and the second elastic part, and a hinged brake pedal. The plate is matched with the first elastomer to drive the first elastomer and the second elastomer to expand along the axis at the same time. The first elastomer and the second elastomer cooperate together to provide the preset force of the pedal for the brake pedal. The output shaft of the booster motor is matched with the first elastomer and the second elastomer through the rack-and-pinion mechanism so as to provide the driving force for the thrust structure. This provides reliable braking sensation of brake pedal and simulates accurate brake pedal force. It has good operation stability and corresponding quick brake pedal effect.

【技术实现步骤摘要】
制动踏板模拟器、汽车制动系统和车辆
本公开涉及车辆制动系统
，具体地，涉及一种制动踏板模拟器、汽车制动系统和车辆。
技术介绍
现有车辆特别是在电动汽车中，部分制动系统取消了传统制动系统的制动踏板与制动器之间的液压或机械连接,使驾驶员无法直接感知制动时反馈到制动踏板上的制动反力，从而丧失了传统制动系统的制动感觉。其中，制动感觉是指包括踏板制动感觉、驾驶员感受到的车辆制动减速度、听觉上的制动噪音以及视觉上的车辆减速度等诸多因素的综合感觉，其中，踏板制动感觉为最重要的部分。对于上述制动系统中通常通过增设制动踏板模拟器来模拟制动踏板的特性，从而为驾驶员提供良好的踏板制动感觉。制动踏板模拟器的工作原理为踏板力的设计目标是通过机械制动元件和某种控制方法来模拟制动踏板特性，例如，现有中通过机械制动元件和液压控制方法来实现。而采用这种液压控制方法的踏板模拟器不仅结构复杂而且因液压系统的液压冲击可能会导致模拟踏板力波动较大进而存在操作稳定性低下的问题。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种结构简单且操作稳定性良好的制动踏板模拟器、包括该制动踏板模拟器的汽车制动系统和车辆。为了实现上述目的，本公开提供一种制动踏板模拟器，该制动踏板模拟器包括制动踏板、助力电机、用于装配到车身上的装配部、沿轴向间隔布置在所述装配部的两侧的第一弹性件和第二弹性件、位于所述第一弹性件和所述第二弹性件之间的齿轮齿条机构、铰接于所述制动踏板并与所述第一弹性件配合以能够驱动所述第一弹性件和所述第二弹性件同时沿所述轴向伸缩的推力结构，所述第一弹性件和所述第二弹性件共同配合而为所述制动踏板提供踏板预置力，所述助力电机的输出轴通过所述齿轮齿条机构与所述第一弹性件和所述第二弹性件配合，以能够为所述推力结构的驱动提供助力。可选地，所述齿轮齿条机构包括齿轮轴和齿条，所述齿轮轴与所述助力电机的输出轴连接且设置有与所述齿条啮合的助力齿轮，所述齿条的第一端连接于所述第一弹性件，所述齿条的第二端抵接或连接于所述第二弹性件。可选地，所述助力电机的输出轴通过传动机构与所述齿轮轴连接。可选地，所述传动机构包括与所述助力电机的输出轴连接的减速机构，所述齿轮轴与所述减速机构的输出端连接。可选地，所述减速机构为齿轮副减速机构，该齿轮副减速机构包括通过传动轴与所述输出轴连接的第一齿轮以及与该第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述齿轮轴上。可选地，所述传动轴与所述齿轮轴平行，所述助力电机和所述减速机构布置在所述齿条的径向方向上的两侧。可选地，所述助力电机、所述减速机构以及所述齿轮齿条机构位于所述装配部对应于所述第二弹性件的一侧。可选地，所述第一弹性件和所述第二弹性件为螺旋弹簧。可选地，所述制动踏板模拟器包括用于安装所述第一弹性件的第一弹簧座以及用于安装所述第二弹性件的第二弹簧座，该第一弹簧座的一端与所述推力结构配合，所述第一弹簧座的另一端抵接于所述第二弹簧座，并且所述第一弹簧座的中部形成有所述齿轮齿条机构的齿条。可选地，所述第一弹簧座包括沿轴向布置的第一凸缘和第一延伸杆，所述第一凸缘与所述推力结构配合并与所述第一延伸杆一同能够沿所述轴向移动，所述第一弹性件安装在所述第一延伸杆上且该第一弹性件的一端抵接于所述第一凸缘，另一端与限位在所述装配部内的抵接凸缘抵接，所述第一延伸杆贯穿所述抵接凸缘且该第一延伸杆的中部形成有所述齿条以与所述助力齿轮啮合，所述第二弹簧座包括与所述第一延伸杆的端部接触的第二凸缘以及从该第二凸缘延伸的第二延伸杆，所述第二弹性件安装在所述第二延伸杆上且该第二弹性件的一端抵接于所述第二凸缘，另一端能够抵接于所述制动踏板模拟器的壳体内。可选地，所述推力结构包括铰接于所述制动踏板的第一推力杆和铰接于该第一推力杆的第二推力杆，该第二推力杆形成为球头螺栓，所述第二推力杆的球头与所述第一弹簧座弧面配合。可选地，所述球头的曲率半径小于所述第一弹簧座对应于所述球头的弧形配合面的曲率半径。可选地，所述第二推力杆的铰接端设置有与该铰接端螺纹连接的U形的铰接座，该铰接座的两侧板上分别形成有铰接孔，所述第二推力杆贯通所述铰接座的底板并通过设置在所述底板上的螺母螺纹连接在该底板上以能够沿轴向调整位置。可选地，所述制动踏板模拟器还包括用于控制所述助力电机的工作状态的控制器以及用于检测所述助力电机的转速的传感器。根据本公开的另一方面，提供一种汽车制动系统，所述汽车制动系统包括如上所述的制动踏板模拟器。可选地，所述汽车制动系统包括制动控制单元，该制动控制单元根据所述制动踏板的实时制动踏板力或踏板行程控制所述助力电机的工作状态。根据本公开的又一方面，提供一种车辆，该车辆包括如上所述的汽车制动系统。通过如上所述的结构，在驾驶员踩下制动踏板时，推力结构驱动第一弹性件和第二弹性件同时沿轴向压缩，推力结构受到第一弹性件和第二弹性件共同配合提供的反向作用力，而当这种反向作用力作用于制动踏板的制动踏板力达到预设值时，助力电机被启动使得其输出转矩通过齿轮齿条机构传递到第一弹性件和第二弹性件而为制动踏板和推力结构提供助力而进一步压缩第一弹性件和第二弹性件。由于齿轮齿条机构承受由第一弹性件和第二弹性件施加的一部分反向作用力而能够降低推力结构受到的反向作用力，使得制动踏板获得合适的制动踏板力，从而提供可靠的制动踏板的制动感觉，由此能够模拟出转的制动踏板力，具有操作稳定性良好、制动踏板响应迅速等效果。此外，当助力电机、齿轮齿条机构或第二弹性件等部件发生故障而无法正常工作时，通过第一弹性件为制动踏板提供基础踏板力而也能够实现制动踏板的制动感觉，从而能够继续实施制动，保证制动系统始终保持正常工作，保持制动功能。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器的结构原理示意图；图2为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器中螺旋机构和第一弹性件、第二弹性件之间的配合状态图；图3为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器的剖视结构图，其中省去了制动踏板、第一推力杆、助力电机、传感器和控制器；图4为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器的第二推力杆的结构图；图5为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器的推力结构和壳体的装配图一，其中省去了第一推力杆；图6为根据本公开第一实施方式的制动踏板模拟器的推力结构和壳体的装配图二，其中省去了第一推力杆；图7为根据本公开第二实施方式的制动踏板模拟器的结构原理示意图一；图8为根据本公开第二实施方式的制动踏板模拟器的结构原理示意图二，其中为了清楚显示内部结构，对于装配部的与第一弹性件配合的部分进行了局部剖切；图9为根据本公开第二实施方式的制动踏板模拟器中齿轮齿条机构、减速机构以及第二弹性件的配合状态图；图10为根据本公开第二实施方式的制动踏板模拟器的第二推力杆的结构图；图11为根据本公开第二实施方式的制动踏板模拟器中推力结构、第一弹性件和壳体的装配图，其中省去了第一推力杆；图12为根据本公开第三实施方式的制动踏板模拟器的结构原理示意图，其中为了清楚显示内部结构，对于装配部的与第一弹性件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制动踏板模拟器，其特征在于，该制动踏板模拟器包括制动踏板(200)、助力电机(201)、用于装配到车身上的装配部(205)、沿轴向间隔布置在所述装配部(205)的两侧的第一弹性件(203)和第二弹性件(204)、位于所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)之间的齿轮齿条机构(206)、铰接于所述制动踏板(200)并与所述第一弹性件(203)配合以能够驱动所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)同时沿所述轴向伸缩的推力结构(202)，所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)共同配合而为所述制动踏板(200)提供踏板预置力，所述助力电机(201)的输出轴(2011)通过所述齿轮齿条机构(206)与所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)配合，以能够为所述推力结构(202)的驱动提供助力。

【技术特征摘要】
1.一种制动踏板模拟器，其特征在于，该制动踏板模拟器包括制动踏板(200)、助力电机(201)、用于装配到车身上的装配部(205)、沿轴向间隔布置在所述装配部(205)的两侧的第一弹性件(203)和第二弹性件(204)、位于所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)之间的齿轮齿条机构(206)、铰接于所述制动踏板(200)并与所述第一弹性件(203)配合以能够驱动所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)同时沿所述轴向伸缩的推力结构(202)，所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)共同配合而为所述制动踏板(200)提供踏板预置力，所述助力电机(201)的输出轴(2011)通过所述齿轮齿条机构(206)与所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)配合，以能够为所述推力结构(202)的驱动提供助力。2.根据权利要求1所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述齿轮齿条机构(206)包括齿轮轴(2061)和齿条(2062)，所述齿轮轴(2061)与所述助力电机(201)的输出轴(2011)连接且设置有与所述齿条(2062)啮合的助力齿轮(2063)，所述齿条(2062)的第一端连接于所述第一弹性件(203)，所述齿条(2062)的第二端抵接或连接于所述第二弹性件(204)。3.根据权利要求2所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述助力电机(201)的输出轴(2011)通过传动机构与所述齿轮轴(2061)连接。4.根据权利要求3所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述传动机构包括与所述助力电机(201)的输出轴(2011)连接的减速机构，所述齿轮轴(2061)与所述减速机构的输出端连接。5.根据权利要求4所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述减速机构为齿轮副减速机构(207)，该齿轮副减速机构(207)包括通过传动轴(2073)与所述输出轴(2011)连接的第一齿轮(2071)以及与该第一齿轮(2071)啮合的第二齿轮(2072)，所述第二齿轮(2072)设置在所述齿轮轴(2061)上。6.根据权利要求5所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述传动轴(2073)与所述齿轮轴(2061)平行，所述助力电机(201)和所述减速机构布置在所述齿条(2062)的径向方向上的两侧。7.根据权利要求4所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述助力电机(201)、所述减速机构以及所述齿轮齿条机构(206)位于所述装配部(205)对应于所述第二弹性件(204)的一侧。8.根据权利要求2-7中任一项所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述第一弹性件(203)和所述第二弹性件(204)为螺旋弹簧。9.根据权利要求8所述的制动踏板模拟器，其特征在于，所述制动踏板模拟器包括用于安装所述第一弹性件(203)的第一弹簧座(210)以及用于安装所述第二弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传博，王铁君，刘苏丽，郑祖雄，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44