CN205086893U - 制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构，其包括：中空的外壳体；制动副缸嵌设在所述外壳体内，所述制动副缸的一端部的中间部分设有顶杆，所述端部通过回位弹簧与所述外壳体的内壁面连接；副缸活塞设置在所述制动副缸内，并通过弹性部件与所述制动副缸内壁连接，所述副缸活塞上设有踏板推杆；制动液收集器设置在所述外壳体的外端面上，且环绕套设在所述制动副缸的另一端部周围；制动液调整装置设置在所述外壳体的外部，并连接至所述制动副缸内。所述机电助力机构包括如上所述的制动踏板感觉模拟器。本实用新型制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构结构紧凑、有利于产品的小型化和集成化。

Description

制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构

技术领域

本实用新型涉及汽车制动***领域，特别涉及一种制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构。

背景技术

在汽车领域制动***中，传统汽车液压制动***主要由制动踏板、真空助力器、制动主缸及储液罐、ABS/ESP、相关传感器、制动管路、制动器组成，其中真空助力是依赖发动机的进气真空源或其它真空泵为制动***提供助力。在真空助力器与制动主缸总成中，制动踏板力经过踏板推杆及顶杆直接传递到制动主缸，与真空助力器产生的制动助力一起推动制动主缸活塞产生制动液压，动力的传递是直接通过机械机构进行传递的。

随着汽车技术的发展，汽车技术向线控技术方向发展，逐步出现了线控油门(drive-by-wire)、线控转向(streeing-by-wire)和线控制动(Break-by-wire)，而EHB(Electro-HydraulicBrake-by-wire)电子液压制动***作为线控技术中一种重要产品类型，自1994年开始已经取得了长足的发展，其结构更趋于多样化。因为线控制动技术是用电信号替换原来的机械传动，在线控制动***中制动踏板的踏板力与制动主缸并没有直接关系，致使踏板感觉变弱，很像电子油门踏板，为了保持EHB(包括目前最新出现的部分ebooster)产品中的踏板感觉与传统车型接近，因此在这类产品中大都设置有踏板感觉模拟器，与踏板行程传感器组共同组成踏板模拟器。其主要作用是一方面测量踏板的行程和位置、踏板加速度，将踏板的运动转化为电信号传给ECU；另一方面进行踏板感觉模拟，使踏板感保持或接近传统制动***。

这类产品中的踏板模拟器最主要的结构形式是制动副缸或制动主缸加一个蓄能器产品，市面产品中的类似结构，是由副制动缸与蓄能器共同组成了踏板感觉模拟器，蓄能器被活塞分为上下两个腔，上腔通过管路与制动副缸相连，下腔有弹簧(无制动液)。当制动时，制动副缸中产生的制动液压通过管路进入蓄能器上腔体，通过活塞压缩弹簧，将液压能量转化为弹簧的势能。蓄能器模拟了制动轮缸，制动副缸模拟了制动主缸，这样就可以保持或接近了传统液压制动***的制动踏板感觉。

然而，这类产品制动副缸与蓄能器采用分体式结构，比较分散，不利于产品的小型化和集成化。另外，这类产品中制动副缸的运动，蓄能器相对静止，所以若想要将蓄能器集成串联到传动机构中，显然其结构特征不太合适。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中汽车液压制动***的制动副缸与蓄能器采用分体式结构，不利于产品小型化和集成化的缺陷，提供一种制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种制动踏板感觉模拟器，其特点在于，其包括：

中空的外壳体；

制动副缸，所述制动副缸嵌设在所述外壳体内，所述制动副缸的一端部的中间部分设有顶杆，所述端部通过回位弹簧与所述外壳体的内壁面连接；

副缸活塞，所述副缸活塞设置在所述制动副缸内，并通过弹性部件与所述制动副缸内壁连接，所述副缸活塞上设有踏板推杆；

制动液收集器，所述制动液收集器设置在所述外壳体的外端面上，且环绕套设在所述制动副缸的另一端部周围。

制动液调整装置，所述制动液调整装置设置在所述外壳体的外部，并连接至所述制动副缸内。

较佳地，所述制动液收集器与所述制动副缸之间通过密封圈密封，所述制动液收集器与所述外壳体之间通过螺栓连接。

较佳地，所述制动液收集器的外侧设有一内空腔，且在所述制动液收集器上开设一与所述内空腔连通的收集器内孔道，所述制动副缸上开设有一溢流孔，所述溢流孔与所述收集器内孔道连通，用于将溢流出来的制动液引流至所述内空腔。

较佳地，所述制动液调整装置包括单向阀和阻尼器，所述单向阀和所述阻尼器通过制动管路并联在所述制动副缸的外部。

较佳地，所述阻尼器为一开设有单孔的板。

较佳地，所述阻尼器为减振器阻尼阀。

较佳地，所述制动副缸的外筒壁的中间部分设置有内凹的凹槽，所述凹槽的长度大于等于所述制动副缸的行程。

较佳地，所述制动副缸的外壁和所述外壳体的内壁之间设有密封件，使得所述凹槽与所述外壳体之间形成一个密封腔，所述制动副缸上开设有一连接管道，所述连接管道连通所述密封腔和所述制动副缸的内腔。

较佳地，所述制动副缸和所述副缸活塞之间设置有内衬套，所述内衬套与所述制动副缸的端盖相连。

本实用新型还提供了一种机电助力机构，其特点在于，所述机电助力机构包括如上所述的制动踏板感觉模拟器、踏板操纵机构、踏板行程模拟器、助力装置、制动主缸及储液罐，所述制动踏板感觉模拟器连接在所述助力装置和所述踏板行程模拟器之间，所述踏板行程模拟器与所述踏板操纵机构连接，所述助力装置连接至所述制动主缸及储液罐。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构结构紧凑、有利于产品的小型化和集成化。其通过副缸活塞压缩前述内腔b内的弹性部件和制动液，产生基本的踏板感觉，从而增加的阻尼器提升了制动踏板感觉的模拟，单向阀还解决了内腔b内补液问题。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本实用新型制动踏板感觉模拟器的结构示意图。

图2为本实用新型制动踏板感觉模拟器中外壳体的结构示意图。

图3为本实用新型制动踏板感觉模拟器中阻尼器的结构示意图一。

图4为本实用新型制动踏板感觉模拟器中阻尼器的结构示意图二。

图5为本实用新型制动踏板感觉模拟器中制动液收集器的结构示意图。

图6为本实用新型制动踏板感觉模拟器中制动副缸的结构示意图。

图7为本实用新型制动踏板感觉模拟器中副缸活塞的结构示意图。

图8为本实用新型制动踏板感觉模拟器的初始状态示意图。

图9为本实用新型制动踏板感觉模拟器的弹簧刚压缩状态示意图。

图10为本实用新型制动踏板感觉模拟器的压缩极限状态示意图。

图11为本实用新型机电助力机构的示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构主要应用于EHB(电子液压制动***)及类似产品的踏板模拟器(包括踏板行程模拟器和踏板感觉模拟器，本实用新型涉及到的是踏板感觉模拟器)。当然，也可以引用到其它领域的类似产品机构中。

图1为本实用新型制动踏板感觉模拟器的结构示意图。如图1所示，本实用新型的一个实施例中公开了一种制动踏板感觉模拟器，其包括中空的外壳体10、制动副缸20、副缸活塞40及制动液收集器30及制动液调整装置60。其中，制动副缸20嵌设在外壳体10内，制动副缸20的一端部的中间部分设有顶杆21，所述端部通过回位弹簧12与外壳体的内壁面11连接。副缸活塞40设置在制动副缸20内，并通过弹性部件22与制动副缸20的内壁连接，副缸活塞40上设有踏板推杆50。制动液收集器30设置在外壳体10的外端面上，且环绕套设在制动副缸20的另一端部周围。另外，制动液调整装置60设置在外壳体10的外部，并连接至制动副缸20内。

这里的制动液调整装置60优选为包括单向阀62和阻尼器63，单向阀62和阻尼器63通过制动管路61并联在制动副缸20的外部，并通过管路64连接至储液罐管路。

图2为本实用新型制动踏板感觉模拟器中外壳体的结构示意图。如图2所示，外壳体10上有设有管路接口13，通过制动液调整装置60中的制动管路61连接至单向阀62和阻尼器63，当然，单向阀62和阻尼器63可以集成到外壳体10上。管路64同制动***的储液罐相连。

图3为本实用新型制动踏板感觉模拟器中阻尼器的结构示意图一。图4为本实用新型制动踏板感觉模拟器中阻尼器的结构示意图二。特别地，阻尼器63至少有如图3和图4所示两种结构形式，图3所示为一种简单的单孔结构，将阻尼器63设置为一开设有单孔632的板631，单孔632的孔径很小。图4所示为一种类似减振器阻尼阀633的结构。图3所示的结构简单成本低，但机加难度大，控制精度要求高，且不可调节。然而图4所示的结构成本高，控制精度可稍低，并可通过调节调整垫片改变其阻尼大小。当然，阻尼器63还可以设置为其他多种方式，并不局限于上述举例。

图5为本实用新型制动踏板感觉模拟器中制动液收集器的结构示意图。如图5所示，制动液收集器30本身的内表面与外壳体10的内表面直径一致，并且制动液收集器30与制动副缸20之间通过密封圈31密封，而制动液收集器30与外壳体10之间通过螺栓或其他方式连接到一起。在制动液收集器30的外侧设有一个内空腔e，用于收集制动副缸20的内腔a和外腔c在制动副缸20和副缸活塞40轴向往复运动中溢流的制动液。在制动液收集器30上开设一与内空腔e连通的收集器内孔道32，在制动副缸20上开设有一溢流孔23，使得溢流孔23与收集器内孔道32连通。这样可以通过溢流孔23和收集器内孔道32收集到内空腔e中。

当液面超过一定的量后，制动液收集器30上的液位传感器70会将液位信号传给ECU(电子控制单元，图中未示)。由ECU发出报警指示信号给驾驶员以便做进一步的处理。制动液收集器30主要是防止泄露的制动液进入驾驶舱而影响驾驶环境，并在大泄露量时使***能够及时发出报警信号。

图6为本实用新型制动踏板感觉模拟器中制动副缸的结构示意图。如图6所示，制动副缸20的轴向左侧与顶杆21刚性相连，在制动副缸20的外筒壁的中间部分设置有内凹的凹槽26(铸造或机加均可实现)，凹槽26的长度L大于等于制动副缸20的行程l，即L≥l。制动副缸20的上部外壁和外壳体10的内壁之间设有密封件24，制动副缸20的下部外壁和外壳体10的内壁之间设有密封件25，使得凹槽26与外壳体10之间形成一个密封腔c。在制动副缸20上开设有一连接管道27，将连接管道27连通密封腔c和制动副缸20的内腔b。制动副缸20的左侧设有一回位弹簧12，回位弹簧12的另一端固定于与外壳体10一体的内壁11上。这里的回位弹簧12可以帮助制动副缸20完成回位。

图7为本实用新型制动踏板感觉模拟器中副缸活塞的结构示意图。如图7所示，副缸活塞40将制动副缸20分为a、b左右两个内腔，内腔b中有一弹性部件22(例如弹簧)并且正常情况下内腔b内存有制动液，内腔a通过踏板推杆50与制动副缸20的端盖28间的缝隙同外界大气相连。制动副缸20的内衬套29(可以采用橡胶或塑料类材质)在制动副缸20的a腔轴向右侧与制动副缸20的端盖28相连，两者之间可以采用粘连或其他连接方式。当副缸活塞40右移到极限位置时，制动副缸20的内衬套29起到隔振作用，从而避免制动副缸20的副缸活塞40与制动副缸20的端盖28刚性撞击，以此降低噪声。

此外，副缸活塞40与踏板推杆50刚性连接。踏板顶杆80与踏板推杆50通过铰链(例如球铰或销轴)连接，可做上下摆动。制动副缸20可以在外壳体10的内腔d中沿轴线做轴向滑动。副缸活塞20与踏板推杆50一起可以在制动副缸20的内腔a和内腔b中做轴向滑动。

图8为本实用新型制动踏板感觉模拟器的初始状态示意图。图9为本实用新型制动踏板感觉模拟器的弹簧刚压缩状态示意图。图10为本实用新型制动踏板感觉模拟器的压缩极限状态示意图。

如图8至图10所示，当制动副缸20和副缸活塞40都处于初始位置时，制动踏板向下踩推动踏板顶杆80，带动踏板推杆50，副缸活塞40左移压缩弹性部件22(例如弹簧)变形初步建立一定的踏板反作用力。同时，由于单向阀62的单向截止作用，内腔c和内腔b形成一个相对密闭的液压腔。但此时，由于副缸活塞40的位移很小，还没有建立起足够的液压，踏板的推力还没有克服制动副缸20的摩擦力，故制动副缸20还没有跟着向左移动。

随着踏板踩踏深度的增加，副缸活塞20不断地压缩弹性部件22和内腔b内的制动液。此时，由于单向阀62的单向截止作用，内腔b和内腔c的压力和弹性部件22的弹簧回弹力不断加大，推动制动副缸20在外壳体10的内腔d中作轴向运动(左移)并压缩回位弹簧12。同时，推动顶杆21左移，进而可以推动左边的传动部件和制动主缸建立制动液压。与此同时，反馈到制动踏板上的踏板力不断地增加，踏板感进一步增强，这与传统汽车的踏板感觉趋势一致。

在这一运动过程中，如果没有制动副缸20的外凹槽形成的内腔c，则制动副缸20的连接管路27将与外壳体10的管路接口13断开。内腔c的作用就是保证制动副缸20在轴向运动过程中内腔b的制动液通过内腔c与外部保持连接。

如果没有阻尼器63，内腔b即使与外壳体10的管路接口13、管路61连通，但由于单向阀62的单向截止作用，内腔b、内腔c也将是个与外部隔绝的腔体。制动液虽然有一定的压缩变形特性，但整个内腔b和内腔c的刚度很大，液压的变形有限，所以反应到制动踏板上的感觉将很生硬(即踏板硬的感觉)。而传统液压制动***中存在制动软管的变形、很长的液压管路、制动卡钳的变形、制动块的变形等因素造成了整个液压***有一定变形量而非纯刚性的。另一方面，传统液压***中的制动液流过很多的阀系和管路，存在一定的阻尼特性。为了模拟这一液压环境特性，在本踏板感觉模拟器的设计中加入了阻尼器63来进一步模拟传统液压制动***这一踏板感觉。

当松开制动踏板后，由于弹性部件22和内腔b内液压的反作用力，将推动副缸活塞40回正，向右移动。而制动副缸20则在回位弹簧12的作用下回正。

在副缸活塞40压缩的过程中，有部分制动液经过阻尼器63流回到储液罐中，内腔b和内腔c中的制动液较初始位置时少，回正时需要及时补充。而如果再靠阻尼器63补充，由于阻尼作用(液压阻尼有一定的滞后)很难得到及时的补充。为此，在当内腔b和内腔c的液压降低到一定程度后，单向阀63打开，制动副缸20和副缸活塞40回位到如图8所示的初始位置状态，内腔b和内腔c从储液罐中也补充了足够的制动液。

图11为本实用新型机电助力机构的示意图。如图11所示，本实用新型还提供了一种机电助力机构，所述机电助力机构包括如上所述的制动踏板感觉模拟器100、踏板操纵机构300、踏板行程模拟器200、助力装置400、制动主缸及储液罐500，将制动踏板感觉模拟器100连接在助力装置400和踏板行程模拟器200之间，而踏板行程模拟器200与踏板操纵机构300连接，助力装置400连接至制动主缸及储液罐500。

综上所述，本实用新型制动踏板感觉模拟器及包括其的机电助力机构本通过副缸活塞压缩前述内腔b内的弹性部件和制动液，产生基本的踏板感觉，从而增加的阻尼器提升了制动踏板感觉的模拟，单向阀还解决了内腔b内补液问题。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种制动踏板感觉模拟器，其特征在于，其包括：

中空的外壳体；

制动副缸，所述制动副缸嵌设在所述外壳体内，所述制动副缸的一端部的中间部分设有顶杆，所述端部通过回位弹簧与所述外壳体的内壁面连接；

副缸活塞，所述副缸活塞设置在所述制动副缸内，并通过弹性部件与所述制动副缸内壁连接，所述副缸活塞上设有踏板推杆；

制动液收集器，所述制动液收集器设置在所述外壳体的外端面上，且环绕套设在所述制动副缸的另一端部周围；

制动液调整装置，所述制动液调整装置设置在所述外壳体的外部，并连接至所述制动副缸内。

2.如权利要求1所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动液收集器与所述制动副缸之间通过密封圈密封，所述制动液收集器与所述外壳体之间通过螺栓连接。

3.如权利要求2所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动液收集器的外侧设有一内空腔，且在所述制动液收集器上开设一与所述内空腔连通的收集器内孔道，所述制动副缸上开设有一溢流孔，所述溢流孔与所述收集器内孔道连通，用于将溢流出来的制动液引流至所述内空腔。

4.如权利要求1所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动液调整装置包括单向阀和阻尼器，所述单向阀和所述阻尼器通过制动管路并联在所述制动副缸的外部。

5.如权利要求4所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述阻尼器为一开设有单孔的板。

6.如权利要求4所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述阻尼器为减振器阻尼阀。

7.如权利要求1所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动副缸的外筒壁的中间部分设置有内凹的凹槽，所述凹槽的长度大于等于所述制动副缸的行程。

8.如权利要求7所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动副缸的外壁和所述外壳体的内壁之间设有密封件，使得所述凹槽与所述外壳体之间形成一个密封腔，所述制动副缸上开设有一连接管道，所述连接管道连通所述密封腔和所述制动副缸的内腔。

9.如权利要求1所述的制动踏板感觉模拟器，其特征在于，所述制动副缸和所述副缸活塞之间设置有内衬套，所述内衬套与所述制动副缸的端盖相连。

10.一种机电助力机构，其特征在于，所述机电助力机构包括如上权利要求1-9任意一项所述的制动踏板感觉模拟器、踏板操纵机构、踏板行程模拟器、助力装置、制动主缸及储液罐，所述制动踏板感觉模拟器连接在所述助力装置和所述踏板行程模拟器之间，所述踏板行程模拟器与所述踏板操纵机构连接，所述助力装置连接至所述制动主缸及储液罐。