阅读说明：本技术 踏板感觉模拟器以及线控制动系统 (Pedal feel simulator and brake-by-wire system ) 是由 D·F·罗伊特 罗东强 于 2019-07-29 设计创作，主要内容包括：本申请实施例提供一种踏板感觉模拟器以及线控制动系统。该踏板感觉模拟器包括：本体；位移活塞,该位移活塞设置在该本体内并且可沿着该本体的轴向移动,该位移活塞具有位于下部的中空部分,该中空部分由环绕壁包围；定位器,该定位器固定在该本体内并且设置在该位移活塞的下方；第一弹性件,该第一弹性件设置在该位移活塞与该定位器之间并且由该定位器保持；以及第二弹性件,该第二弹性件设置在该位移活塞的中空部分内,在该第二弹性件的底面与该定位器的顶面之间设有气隙。(The embodiment of the application provides a pedal feel simulator and a brake-by-wire system. The pedal feel simulator includes: a body; a displacement piston provided in the body and movable in an axial direction of the body, the displacement piston having a hollow portion at a lower portion, the hollow portion being surrounded by a surrounding wall; a retainer fixed within the body and disposed below the displacement piston; a first elastic member that is provided between the displacement piston and the retainer and is held by the retainer; and a second elastic member disposed within the hollow portion of the displacement piston, an air gap being provided between a bottom surface of the second elastic member and a top surface of the retainer.)

踏板感觉模拟器以及线控制动系统

技术领域

本申请涉及汽车踏板组件领域，尤其涉及一种踏板感觉模拟器以及线控制动系统。

背景技术

车辆的传统制动系统包括机械和/或液压制动系统，其在车辆的驾驶员与制动控制单元之间提供直接机械联动和/或液压力传递路径。在传统制动系统中使用直接施加踏板制动力。驾驶员已经习惯了这种系统产生的踏板响应或“感觉”。

在线控制动或类似类型的车辆制动系统中，通过电动或电动液压控制装置产生施加在车轮制动器上的制动力。线控制动系统中需要踏板感觉模拟器来模拟驾驶员所习惯的踏板感觉。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

目前的市场上有多种踏板感觉仿真器。本申请的发明人发现，大多数踏板感觉仿真器包括许多部件。在某些情况下需要专门设计的结构，例如，这些结构可以是具有额外引导件和密封件等的螺纹帽。因此，这些踏板感觉仿真器的成本和复杂性相对较高。

本申请实施例提供了一种踏板感觉模拟器以及线控制动系统。该踏板感觉模拟器利用活塞的中空部分来容纳第二弹性件，以减小该踏板感觉模拟器的体积，并降低成本和结构的复杂度。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种踏板感觉模拟器，该踏板感觉模拟器包括：

本体；

位移活塞，该位移活塞设置在该本体内并且可沿着该本体的轴向移动，其中，该位移活塞具有位于下部的中空部分，该中空部分由环绕壁包围；

***，该***固定在该本体内并且设置在该位移活塞的下方；

第一弹性件，该第一弹性件设置在该位移活塞与该***之间并且由该***保持；以及

第二弹性件，该第二弹性件设置在该位移活塞的中空部分内，其中，在该第二弹性件的底面与该***的顶面之间设有气隙。

根据本申请的一个实施例，该环绕壁在径向上与该***的侧壁的上部重叠。

根据本申请的一个实施例，第一台阶部设置在该***的侧壁上，该第一台阶部的外径大于该环绕壁的内径，且该环绕壁的底端与该第一台阶部之间的距离大于该轴向上的该气隙的尺寸。

根据本申请的一个实施例，第二台阶部设置在该***的侧壁的下部上，该第二台阶部的外径大于该第一台阶部的外径，该第一弹性件的一个端部附接到该第二台阶部，且该第一弹性件的另一个端部附接到该环绕壁。

根据本申请的一个实施例，该第二台阶部的外缘嵌入该本体的内壁中。

根据本申请的一个实施例，该第二弹性件经由至少一个凸出部附接到该环绕壁的内膛。

根据本申请的一个实施例，该第一弹性件是一种钢制弹簧，且该第二弹性件用橡胶制成。

根据本申请的一个实施例，该中空部分的上部包括第一接触面和第一斜面，且该第二弹性件的上部包括第二接触面和第二斜面，该第一接触面与该第二接触面相互接触。

根据本申请的一个实施例，当该第二弹性件的底面贴靠在该***的顶面上时，施加在该位移活塞上的力与该位移活塞的位移之间的关系由以下因素中的至少一个确定：

该第一斜面与该轴向之间的第一角度；

该第二斜面与该轴向之间的第二角度；以及

该中空部分的直径。

根据本申请的一个实施例，该***的顶面的外缘的半径小于预定值。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种线控制动系统，包括前面任一实施例所述的踏板感觉模拟器。

本申请的有益效果在于：可减小该踏板感觉模拟器的体积，并降低成本和结构的复杂度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请的实施例的该踏板感觉模拟器的轴向截面示意图；

图2示出了不同的第一角度α1时施加在该位移活塞12上的力F与该位移活塞12的位移之间的关系；

图3示出了不同的直径r2时施加在该位移活塞12上的力F与该位移活塞12的位移之间的关系；

图4是该***的顶面的外缘附近的放大视图；

图5是本申请的实施例的该线控制动系统的示意图；

图6是初级活塞的行程与施加在该主活塞513上的踏板力之间的关系的示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”是指不同的元素。单数形式“一”旨在还包括复数形式，除非上下文另外明确指出。用在本文中的术语“包含”、“包括”和/或“具有”是指所陈述的特征、元素、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。术语“基于”应理解为“至少部分基于……”。术语“一个实施例”和“实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”应理解为“至少另一个实施例”。其它的定义可显式地和隐式地包括在下文中。

此外，在本申请的下面的描述中，为了便于说明，将以本体的腔室的中心轴C为中心的半径的方向称为“径向”，将以该中心轴为中心的圆周的方向称为“周向”，将以沿着该中心轴的方向称为“轴向”，将从***指向第二弹性件的“轴向”的方向称为“向上方向”，并且将与该“向上方向”相反的方向称为“向下方向”。

实施例的第一方面

本申请实施例提供一种踏板感觉模拟器。

图1是本申请的实施例的该踏板感觉模拟器的轴向截面示意图。

如图1所示，该踏板感觉模拟器包括本体11、位移活塞12、***13、第一弹性件14和第二弹性件15。

在一些实施例中，该本体11具有腔室11a，该位移活塞12、***13、第一弹性件14和第二弹性件15容纳在该腔室11a中。在一些实例中，该腔室11a呈圆柱形。

在一些实施例中，该位移活塞12设置在该本体11内，即，容纳在该腔室11a内。该位移活塞12可沿着该本体11的轴向D移动。

如图1所示，该位移活塞12具有位于下部12a的中空部分121。在某些实例中，该中空部分121由环绕壁122包围。

在一些实施例中，该***13固定在该腔室11a内。例如，该***13设置在该位移活塞12的下方。

如图1所示，在一些实施例中，该第一弹性件14设置在该位移活塞12与该***13之间。该第一弹性件14由该***13保持。

如图1所示，在一些实施例中，该第二弹性件15设置在该位移活塞12的中空部分121内。

该第二弹性件15附接到该环绕壁122的内膛1221，以使该第二弹性15在接触该***13之前可与该位移活塞12一起沿着该轴向移动。

在一些实施例中，在该第二弹性件15接触该***13之前，在该第二弹性件15的底面151与该***13的顶面131之间形成有气隙16。

在一些实施例中，该位移活塞12从该腔室11a中的最高位置向下方向移动，该第一弹性件14受到该位移活塞12的挤压，并且该气隙16变窄。这样就通过该第一弹性件14的力实现了踏板感觉模拟的第一阶段。

当该气隙16变为零时，即，该第二弹性件15与该***13接触时，该第二弹性件15开始受到挤压，而且如果该位移活塞12继续向下移动的话，该第二弹性件15与该第一弹性件14共同提供力来实现踏板感觉模拟的第二阶段。这样，该踏板感觉模拟器1就提供了两级踏板感觉模拟。

根据本申请的实施例，该第二弹性件设置在该活塞的中空部分内，这样就减小了该踏板感觉模拟器的体积，减少了额外部件，并且降低了成本和结构的复杂度。

在一些实施例中，当该位移活塞12处于该腔室11a内的最高位置时，该环绕壁122就会在径向R上与该***13的侧壁132的上部重叠。这些重叠部分在图1中用虚线圈132a示出。当该位移活塞12上下移动时，该***13的侧壁132引导该位移活塞12。这样就无需额外的引导部件，从而降低成本和复杂度。

如图1所示，在一些实施例中，第一台阶部133设置在该***13的侧壁132上。该第一台阶部133的外径r1大于该环绕壁122的内径r2。该环绕壁122的底端122a与该第一台阶部133之间的距离d1大于该轴向D上的该气隙16的尺寸。

当该位移活塞12向下移动直到该环绕壁122的底端122a与该第一台阶部133接触时，该第一台阶部133阻止该位移活塞12的移动。这样，该第一台阶部133就避免了对该第一弹性件14的过度挤压，从而延长了该第一弹性1件14的工作寿命。

如图1所示，在一些实施例中，第二台阶部134设置在该***13的侧壁132的下部132a上。该第二台阶部134的外径r3大于该第一台阶部133的外径r1，并且该第二台阶部134在该***13的底部形成凸缘。该第一弹性件14的一个端部141附接到该第二台阶部134，且该第一弹性件14的另一个端部142附接到该环绕壁122。这样，该第一弹性件14就以低成本附接到该***13。

如图1所示，在一些实施例中，该第二台阶部134的外缘1341嵌入到该本体11的内壁111中，这样就将该***13以低成本设置在该腔室11a中。

如图1所示，在一些实施例中，该第二弹性件15经由至少一个凸出部152附接到该环绕壁122的内膛1221。该凸出部152沿着径向R凸出，并且略微挤压该内膛1221，从而将该第二弹性件15稳定在该内膛1221内。

在一些实施例中，该第一弹性件14是一种钢制弹簧。该第二弹性件15用橡胶制成，例如，该第二弹性件15是一种弹性体(elastomer)。不过，本申请并不仅限于此，该第一弹性件14和该第二弹性件15还可以是其它类型。

在一些实施例中，需要在踏板感觉的第一阶段有较轻的力，并且该第一阶段由该第一弹性件14的刚度和/或该气隙16的尺寸所决定。

在一些实施例中，该中空部分121的上部包括第一接触面1211和第一斜面1212。该第一斜面1212在径向R上围绕该第一接触面1211而设置。

在一些实施例中，该第二弹性件15的上部包括第二接触面153和第二斜面154。该第二斜面154在径向R上围绕该第二接触面153而设置。

如图1所示，在一些实施例中，该第一接触面1211与该第二接触面151相互接触。这样，该位移活塞12就能够挤压该第二弹性件15。

当该第二弹性件15的底面151按压在所述***13的顶面131上时，施加在该位移活塞12上的力F与该位移活塞12的位移之间的关系由以下因素中的至少一个确定：该第一斜面1212与该轴向D之间的第一角度α1，该第二斜面154与该轴向D之间的第二角度α2，以及该中空部分121的直径r2(即，该环绕壁122的内径r2，或者该内膛1221的直径)。

在一些实施例中，在受到挤压时，该第二弹性件15(橡胶弹簧或弹性体)变形，并且变形后的第二弹性件15与该第一斜面1212接触。该第一角度α1对在轴向D上施加在该第二弹性件15上的第一力f1以及在径向R上施加在该第二弹性件15上的第二力f2产生影响。该第一力f1和该第二力f2随着该第一角度α1的变化而变化。

图2示出了不同的第一角度α1时施加在该位移活塞12上的力F与该位移活塞12的位移之间的关系。如图2所示，201、202和203分别表示α1＝30°、α1＝36.85°和α1＝45°时该力F与该位移之间的关系。

在一些实施例中，在受到挤压时，该第二弹性件15(橡胶弹簧或弹性体)不但沿着该轴向D而且沿着该径向R变形。例如，当沿着该轴向D在该第二弹性件15上施加压力时，该第二弹性件15沿着该轴向D变短并且沿着该径向R变宽。该环绕壁122的内膛1221限制该第二弹性件15沿着该径向R的变形。因此，该中空部分121的直径r2对该第二弹性件15的变形产生影响。

图3示出了不同的直径r2时施加在该位移活塞12上的力F与该位移活塞12的位移之间的关系。如图3所示，线301和302分别表示r2＝19mm和r2＝21mm时的该力F与该位移之间的关系。

在一些实施例中，该第二角度α2限定该第二弹性件15的形状和柔性。因此，在施加压力时，该第二角度α2对该第二弹性件15的变形产生影响。

在一些实施例中，该第一角度α1、该第二角度α2和该直径r2中的至少一个设计成得到该力F与该位移活塞12的位移之间的所希望的关系，以实现踏板感觉模拟的第一阶段。

图4是该***的顶面的外缘附近的放大视图。如图4所示，由于该***13的顶面131的外缘1311的半径较大，所以该第二弹性件15更多的部分被挤压进该外缘1311与该内膛1221之间的空间13a内，这个部分易于经历过多的变形，并且操作时间会被缩短。

在一些实施例中，该***13的顶面131的外缘1311的半径小于预定值，以使该第二弹性件15的较少部分被挤入该外缘1311与该内膛1221之间的空间内，从而延长该第二弹性件15的使用寿命。

在一些实施例中，如图1所示，该踏板感觉模拟器1还包括组装到该本体1的第一阀门17和第二阀门18。在一些实例中，该第一阀门17是一种双向阀门，和/或该第二阀门18是一种单向阀门。

在需要制动力时，流体可通过该第一阀门17流入该腔室11a，并且将该力F施加在该位移活塞12上。在不需要制动力时，该第一弹性件14和/或该第二弹性件15将该位移活塞12向上推动，且流体可通过该第一阀门17和该第二阀门18流出。

在一些实施例中，该第二阀门18是一种深冲件。该第二阀门18还可以从制动防抱死(antilock brake system,ABS)系统重复使用，以降低成本。

如图1所示，在一些实施例中，该踏板感觉模拟器1还包括位于该位移活塞12与该本体1之间的密封部18.

在一些实施例中，该位移活塞12可通过标准车床工艺用铝或其它材料制成，或者用塑料制成，以用于数量更大的用途。例如，基于经济性分析，该位移活塞12在螺旋机上制成或者用模制塑料制成。

在一些实施例中，该***13用常规的机械加工工艺制成，以用于低体积、低投资用途，或者在有较大的体积要求时用深拉工艺制成低成本部件。

根据本申请的实施例，可提供低成本、可制造的两级踏板感觉模拟器1。

实施例的第二方面

本申请实施例提供一种线控制动系统。

图5是本申请的实施例的该线控制动系统的示意图。

如图5所示，在一些实施例中，该线控制动系统5包括踏板感觉模拟器1、主汽缸51、多个电子助力控制阀52、电子稳定控制单元53和压力供应单元54。在一些实施例中，在实施例的第一方面已对该踏板感觉模拟器1进行了描述。

如图5所示，在一些实施例中，该主汽缸51包括初级回路511、次级回路512和初级活塞513。当踏板感觉模拟器阀门(PFEV)56打开时，该初级活塞513作为该踏板感觉模拟器1的致动器。该PFEV 56对应于图1中的第一阀门17。

或者，若该初级回路511中的流体流失时，该PFEV被关闭，且来自该主汽缸51的压力经由该电子稳定控制单元53进入车轮制动器55。有足够的电子助力控制阀52来应对所有相关的安全功能，如诊断出现故障的主活塞，出现故障的液压回路，等等。

在一些实施例中，在将踏板力施加到该初级活塞513上时，该初级活塞513的行程包括三个阶段。第一阶段对应于将该主汽缸51的旁路孔514关闭的该初级活塞513的行程。第二阶段对应于该踏板感觉模拟器1的气隙16，该第二阶段中的该初级活塞513的行程产生在实施例的第一方面中所描述的踏板感觉模拟的第一阶段。第三阶段对应于该踏板感觉模拟器1中的第二弹性件15的变形，该第三阶段中的该初级活塞513的行程产生在实施例的第一方面中所描述的踏板感觉模拟的第二阶段。

图6是该主活塞的行程与施加在该主活塞513上的踏板力之间的关系的示意图。如图6所示，将线600分成三个部分。第一部分601对应于该行程的第一阶段。第二部分602对应于该行程的第二阶段，该踏板感觉模拟的第一阶段在此阶段产生。第三部分603对应于该行程的第三阶段，该踏板感觉模拟的第二阶段在此阶段产生。

例如，在正常助力时，通过将该旁路孔514关闭的行程、以及该第一弹性件14的刚度和/或该气隙16的大小来调节初始阶段的该踏板感觉模拟。

若助力失败，则在将该旁路孔514关闭之后在该主汽缸51中产生压力。这样，仅在行程的第一阶段中有行程损失，从而有利于减少行程损失。

相反，若该踏板感觉模拟器1中没有设计该气隙16，则为了满足与在图6中所示的正常助力相同的踏板感觉模拟，必须将关闭该旁路孔514的行程延长，这样，在助推失败的情况下，需要很长的行程损失才能在该主汽缸51内产生压力。

因此，本实施例中的线控制动系统5的安全性和可靠性能够被提高。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。