CN110329227B - 一种踏板模拟器、电动助力器和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种踏板模拟器、电动助力器和车辆。其中，踏板模拟器通过在一侧设有开口和另一侧设有开孔的壳体上，贯穿前述开口和开孔设置输入杆，其中，输入杆与开孔密封设置。在壳体内部沿开口至开孔的方向上，依次设置弹性元件、基座、密封垫和卡合部，其中，弹性元件、基座、密封垫依次套设在输入杆上，基座上设有沿开口至开孔方向上的气流孔，密封垫被夹持固定在基座和卡合部之间，并且基座和密封垫的边缘与壳体内壁之间设有间隙，进而，以实现电动助力器的踏板感觉与传统汽车踏板感觉保持一致，提高用户体验。

Description

一种踏板模拟器、电动助力器和车辆

技术领域

本发明实施例涉及车辆制动***技术领域，尤其涉及一种踏板模拟器、电动助力器和车辆。

背景技术

随着电动汽车产业的发展趋势越来越好，配合电动汽车制动***使用的电动助力器使用的也是越来越普及。而电动助力器取代原来的真空助力器，除了能提供制动需要助力以外，还需要给驾驶员传递与传统汽车接近的踏板感觉，甚至更为优化的踏板感觉。而目前现有的电动助力器踏板大多是用弹簧来模拟，给客户的感觉不理想。

发明内容

本发明提供一种踏板模拟器、电动助力器和车辆，以实现电动助力器的踏板感觉与传统汽车踏板感觉保持一致，提高用户体验。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种踏板模拟器，包括：

壳体，所述壳体一侧设有开口，与所述开口相对的一侧设有开孔；

输入杆，所述输入杆依次通过所述开口和所述开孔贯穿所述壳体，且所述输入杆与所述开孔密封设置；所述输入杆在靠近所述开口的一侧设置有卡合部；

基座，位于所述壳体内部且位于所述卡合部靠近所述开孔的一侧，所述基座套设于所述输入杆上；所述基座上设有至少一个气流孔，沿第一方向，所述气流孔贯穿所述基座；其中，所述第一方向与所述开口指向所述开孔的方向平行；

密封垫，位于所述壳体内部且位于所述卡合部和所述基座之间，所述密封垫套设于所述输入杆上；

弹性元件，位于所述壳体内部且位于所述基座与所述开孔之间，所述弹性元件的一端与所述壳体固定连接，所述弹性元件的另一端与所述基座固定连接；

其中，所述基座与和所述密封垫的边缘均与所述壳体内壁之间设有间隙。

根据本发明的一个实施例，所述基座在预设平面上的垂直投影覆盖所述卡合部在预设平面上的垂直投影；

所述密封垫在预设平面上的垂直投影覆盖所述卡合部在预设平面上的垂直投影；

其中，所述预设平面与所述第一方向垂直。

根据本发明的一个实施例，所述基座上设有多个气流孔；多个所述气流孔均匀设置于所述基座上。

根据本发明的一个实施例，所述踏板模拟器还包括垫圈；所述开孔内壁与所述垫圈的外壁贴合设置，所述垫圈的内壁与所述输入杆的外壁贴合。

根据本发明的一个实施例，所述开孔内设有凹槽，所述垫圈嵌入在所述凹槽内。

根据本发明的一个实施例，所述垫圈为O型橡胶垫圈。

根据本发明的一个实施例，所述输入杆为圆柱体输入杆；所述卡合部包括沿所述输入杆径向方向延伸出的圆盘或与所述输入杆过盈配合的圆盘其中的一种。

根据本发明的一个实施例，所述弹性元件为弹簧；所述基座为弹簧座；

其中，所述弹簧套设于所述弹簧座与所述壳体之间的所述输入杆上。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动助力器，包括所述的踏板模拟器。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车辆，包括所述的电动助力器。

与现有技术相比，本发明通过在一侧设有开口和另一侧设有开孔的壳体上，贯穿前述开口和开孔设置输入杆，其中，输入杆与开孔密封设置。在壳体内部沿开口至开孔的方向上，依次设置弹性元件、基座、密封垫和卡合部，其中，弹性元件、基座、密封垫依次套设在输入杆上，基座上设有沿开口至开孔方向上的气流孔，密封垫被夹持固定在基座和卡合部之间，并且基座和密封垫的边缘与壳体内壁之间设有间隙，进而，当输入杆沿开口至开孔的方向上运动时，壳体内部的气体沿基座和密封垫的边缘与壳体内壁之间的间隙流出，并在运动速度达到一定速度时，气体沿基座上的气流孔从基座与密封垫的中间排出；并当输入杆沿开孔至开口的方向上运动时，壳体内部处于真空状态，对输入杆的回弹起到一定的阻力作用，从而使得用户的踏板感体验较好。

附图说明

图1为现有技术中踏板模拟器的结构示意图；

图2是本发明实施例的踏板模拟器的结构示意图；

图3是图2中A-A剖面图；

图4是图2中左视图；

图5是本发明一个实施例的踏板模拟器的第一运动状态示意图；

图6是本发明一个实施例的踏板模拟器的第二运动状态示意图；

图7是图6中B部分的放大图；

图8是本发明一个实施例的踏板模拟器的第三运动状态示意图；

图9是本发明一个实施例的密封垫的结构示意图；

图10是本发明一个实施例的踏板模拟器的结构示意图；

图11是本发明实施例的电动助力器的方框示意图；

图12是本发明实施例的车辆的方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为现有技术中踏板模拟器的结构示意图。如图1所示，现有技术中的踏板模拟器包括输入杆1、档板3和弹簧2，弹簧2设置在档板3和输入杆1的卡合部之间，输入杆1在卡合部远离弹簧2的一端与制动踏板连接，在档板3远离弹簧2的一端与电动助力器的推杆连接，进而在用户踩踏制动踏板时，输入杆1压缩弹簧2，并在用户松开制动踏板之后，被压缩的弹簧2回弹，这时，可能存在的问题是，如果用户踩踏制动踏板较重时，弹簧2的压缩量可能会很大，进而在弹簧2回弹时回弹力会很大，用户体验感较差。

基于上述技术问题，本发明实施例提供了一种踏板模拟器，包括：壳体，壳体一侧设有开口，与开口相对的一侧设有开孔；输入杆，输入杆依次通过开口和开孔贯穿壳体，且输入杆与开孔密封设置；输入杆在靠近开口的一侧设置有卡合部；基座，位于壳体内部且位于卡合部靠近开孔的一侧，基座套设于输入杆上；基座上设有至少一个气流孔，沿第一方向，气流孔贯穿基座；其中，第一方向与开口指向开孔的方向平行；密封垫，位于壳体内部且位于卡合部和基座之间，密封垫套设于输入杆上；弹性元件，位于壳体内部且位于基座与开孔之间，弹性元件的一端与壳体固定连接，弹性元件的另一端与基座固定连接；其中，基座与和密封垫的边缘均与壳体内壁之间设有间隙。从而，在用户踩踏踏板，踏板回弹时，壳体内部可近似于真空，外部的气压相较于壳体内部较大，对踏板的回弹起到一定阻尼作用，使得用户的踏板感体验较好。

以上是本发明的核心思想，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。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。

图2是本发明实施例的踏板模拟器的结构示意图。如图2至图4所示，本发明实施例提供了一种踏板模拟器，包括：输入杆11、壳体12、密封垫14、基座15和弹性元件16。

其中，壳体12一侧设有开口17，与开口17相对的一侧设有开孔18；输入杆11依次通过开口17和开孔18贯穿壳体12，且输入杆11与开孔18密封设置；输入杆11在靠近开口17的一侧设置有卡合部13；基座15，位于壳体12内部且位于卡合部13靠近开孔17的一侧，基座15套设于输入杆11上；基座15上设有至少一个气流孔19，沿第一方向，气流孔19贯穿基座15；其中，第一方向与开口17指向开孔18的方向平行；密封垫14，位于壳体12内部且位于卡合部13和基座15之间，密封垫14套设于输入杆11上；弹性元件16，位于壳体12内部且位于基座15与开孔18之间，弹性元件16的一端与壳体12固定连接，弹性元件16的另一端与基座15固定连接；其中，基座15与和密封垫14的边缘均与壳体12内壁之间设有间隙。

本发明实施例提出的踏板模拟器，具体工作原理如下：如图5所示，驾驶员踩制动踏板时，输入杆11往左侧移动，初始阶段密封垫14与壳体12间是小间隙配合，随着输入杆11往左侧移动或踏板速度超过一定速度(5mm/s)情况下，气流会通过基座15的圆周方向的气流孔19推开密封垫14(如附图6至图7所示)，保证驾驶员制动时无气压阻力，踏板感的模拟通过弹性元件16和气压阻力形成总的进程时的踏板力。如图8所示，驾驶员松踏板时，输入杆11往右侧移动，此时踏板模拟器的气流方向将会保证密封垫14与基座15紧贴，气流只有通过密封垫14与壳体12圆周方向的小间隙补充到壳体12的腔内，此时壳体12的腔内会形成真空，进而给输入杆11回位带来一定的阻尼作用，并且阻尼的大小可以通过密封垫14和壳体12之间的间隙来进行调整，可以对制动踏板感觉进行适应性调整，从而在驾驶员松踏板时避免弹性元件16回位力较大，对驾驶员造成不舒适的踏板感。

其中，阻尼的大小可通过密封垫14和壳体12之间的间隙来调整，进而对制动踏板感觉进行适应性调整，意思是说，如果驾驶员踏板感感受比较重，也就是阻尼的大小较小，那么可以减小密封垫14和壳体12之间的间隙，进而使得驾驶员松踏板时，气流通过间隙进入壳体12腔体内的速度变慢，进而增大阻尼，使得驾驶员的踏板感较好；如果驾驶员踏板感感受比较轻，也就是阻尼的大小较大，那么可以增大密封垫14和壳体12之间的间隙，进而使得驾驶员松踏板时，气流通过间隙进入壳体12腔体内的速度变快，进而减小阻尼，使得驾驶员的踏板感较好。可以理解的是，间隙在预设平面的投影大小可以占预设平面的5％～15％中间任意值，其中，预设平面为垂直于第一方向的平面，第一方向平行于开口17指向开孔18的方向。

需要说明的是，输入杆11上的卡合部13与基座15将密封垫14近输入杆11的部分夹持紧固，也就是说，密封垫14的边缘与基座15紧邻但并不粘贴，进而在输入杆11往左移动时，基座15上的气流孔19中的气流可将密封垫14顶开，进而气流在基座15和密封垫14中间流出，加速了壳体12腔体内的气流的排出，保证驾驶员制动时无气压阻力，使得驾驶员制动时，踏板感也达到最优。

根据本发明的一个实施例，基座15在预设平面上的垂直投影覆盖卡合部13在预设平面上的垂直投影；密封垫14在预设平面上的垂直投影覆盖卡合部13在预设平面上的垂直投影；其中，预设平面与第一方向垂直。

可以理解的是，基座15与密封垫14的在预设平面上的投影均大于卡合部13在预设平面上的投影，从而保证基座15上的气流孔19中的气流可以将密封垫14冲开，卡合部13与基座15只将靠近输入杆11附近的密封垫14固定夹紧。

举例来说，输入杆11为圆柱体输入杆；卡合部13包括沿输入杆11径向方向延伸出的圆盘或与输入杆过盈配合的圆盘其中的一种。

其中，输入杆11的卡合部13在预设平面的投影、基座15在预设平面的投影、密封垫14在预设平面的投影的中心均在一点，输入杆11的卡合部13在预设平面的投影面积约占预设平面面积的15％，基座15在预设平面的投影的面积约占预设平面面积的85％，密封垫14在预设平面的投影面积约占预设平面面积的85％～95％。基座15上的气流孔19在预设平面上的投影在卡合部13的投影之外并在密封垫14投影之内。

根据本发明的一个实施例，如图9所示，基座15上设有多个气流孔19；多个气流孔19均匀设置于基座15上。

其中，多个气流孔19优选为4个或者6个，均匀布置在基座15上。进而使得驾驶员踩踏踏板时，壳体12内部的气体尽快排出，保证驾驶员制动时无气压阻力。

根据本发明的一个实施例，如图10所示，踏板模拟器还包括垫圈20；开孔18内壁与垫圈20的外壁贴合设置，垫圈20的内壁与输入杆11的外壁贴合。

根据本发明的一个实施例，开孔18内设有凹槽，垫圈20嵌入在凹槽内。

根据本发明的一个实施例，垫圈20为O型橡胶垫圈。

由此，垫圈20可以嵌入在开孔18内的凹槽中，并且垫圈20与输入杆11过盈配合。O型橡胶垫圈使得输入杆11与开孔18之间的密封更好。

根据本发明的一个实施例，弹性元件16为弹簧；基座15为弹簧座；其中，弹簧套设于弹簧座与壳体12之间的输入杆11上。

由此，该踏板模拟器结构简单，零件少，能够实现电动助力器踏板感的模拟。

图11是本发明实施例的电动助力器的方框示意图。如图11所示，本发明第二方面实施例提出了一种电动助力器200，包括的踏板模拟器100。

图12是本发明实施例的车辆的方框示意图。如图12所示，本发明第三方面实施例提出了一种车辆300，包括的电动助力器200。

综上所述，本发明通过在一侧设有开口和另一侧设有开孔的壳体上，贯穿前述开口和开孔设置输入杆，其中，输入杆与开孔密封设置。在壳体内部沿开口至开孔的方向上，依次设置弹性元件、基座、密封垫和卡合部，其中，弹性元件、基座、密封垫依次套设在输入杆上，基座上设有沿开口至开孔方向上的气流孔，密封垫被夹持固定在基座和卡合部之间，并且基座和密封垫的边缘与壳体内壁之间设有间隙，进而，当输入杆沿开口至开孔的方向上运动时，壳体内部的气体沿基座和密封垫的边缘与壳体内壁之间的间隙流出，并在运动速度达到一定速度时，气体沿基座上的气流孔从基座与密封垫的中间排出；并当输入杆沿开孔至开口的方向上运动时，壳体内部处于真空状态，对输入杆的回弹起到一定的阻力作用，从而使得用户的踏板感体验较好。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种踏板模拟器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体一侧设有开口，与所述开口相对的一侧设有开孔；

输入杆，所述输入杆依次通过所述开口和所述开孔贯穿所述壳体，且所述输入杆与所述开孔密封设置；所述输入杆在靠近所述开口的一侧设置有卡合部；

基座，位于所述壳体内部且位于所述卡合部靠近所述开孔的一侧，所述基座套设于所述输入杆上；所述基座上设有至少一个气流孔，沿第一方向，所述气流孔贯穿所述基座；其中，所述第一方向与所述开口指向所述开孔的方向平行；

密封垫，位于所述壳体内部且位于所述卡合部和所述基座之间，所述密封垫套设于所述输入杆上；

弹性元件，位于所述壳体内部且位于所述基座与所述开孔之间，所述弹性元件的一端与所述壳体固定连接，所述弹性元件的另一端与所述基座固定连接；

其中，所述基座与和所述密封垫的边缘均与所述壳体内壁之间设有间隙。

2.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其特征在于，所述基座在预设平面上的垂直投影覆盖所述卡合部在预设平面上的垂直投影；

所述密封垫在预设平面上的垂直投影覆盖所述卡合部在预设平面上的垂直投影；

其中，所述预设平面与所述第一方向垂直。

3.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其特征在于，所述基座上设有多个气流孔；

多个所述气流孔均匀设置于所述基座上。

4.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其特征在于，所述踏板模拟器还包括垫圈；

所述开孔内壁与所述垫圈的外壁贴合设置，所述垫圈的内壁与所述输入杆的外壁贴合。

5.根据权利要求4所述的踏板模拟器，其特征在于，所述开孔内设有凹槽，所述垫圈嵌入在所述凹槽内。

6.根据权利要求4或5所述的踏板模拟器，其特征在于，所述垫圈为O型橡胶垫圈。

7.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其特征在于，所述输入杆为圆柱体输入杆；

所述卡合部包括沿所述输入杆径向方向延伸出的圆盘或与所述输入杆过盈配合的圆盘其中的一种。

8.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其特征在于，所述弹性元件为弹簧；所述基座为弹簧座；

其中，所述弹簧套设于所述弹簧座与所述壳体之间的所述输入杆上。

9.一种电动助力器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的踏板模拟器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电动助力器。