本實(shí)用新型涉及汽車領(lǐng)域，更具體地說，本實(shí)用新型涉及到一種制動(dòng)踏板總成設(shè)備，使得汽車可以自動(dòng)通過控制踏板開度來控制車速。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的常規(guī)制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)，只有踏板面和踏板臂，需要人為施加踏板力，通過傳動(dòng)裝置，將踏板力轉(zhuǎn)化為制動(dòng)力。但是隨著更加先進(jìn)的控制策略、自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車正朝著更加智能化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展。無論是自動(dòng)泊車技術(shù)還是更先進(jìn)的智能駕駛技術(shù)，都需要汽車能夠在沒有駕駛員的操作下自動(dòng)控制車速。

目前市場的自動(dòng)泊車需要駕駛員控制車速，影響駕駛感受。而長安大學(xué)的肖焱曦在碩士畢業(yè)論文里所設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電機(jī)帶動(dòng)繞線器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)制動(dòng)踏板轉(zhuǎn)動(dòng)控制車速的裝置，無法判斷是否在人為干預(yù)模式，并且在有駕駛員的人為干預(yù)下無法暫時(shí)斷開電機(jī)，將操縱權(quán)給予到駕駛者。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實(shí)用新型目的是提供一種電機(jī)控制踏板開度從而控制車速的踏板總成，同時(shí)該結(jié)構(gòu)還可以識(shí)別出是否有駕駛員干預(yù)，從而采取不同的制動(dòng)模式。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種步進(jìn)電機(jī)控制踏板開度的制動(dòng)踏板總成，包括步進(jìn)電機(jī)、電磁離合器、單向離合器組合件、制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)、角度編碼器、控制器，

所述步進(jìn)電機(jī)固定在電機(jī)安裝支架上，其輸出軸與電磁離合器的輸入端相連接，所述電磁離合器的輸出端連接單向離合器組合件輸入端，所述單向離合器組合件的輸出端連接制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)一端，所述制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)的另一端連接角度編碼器輸入端；所述控制器通過電路分別連接步進(jìn)電機(jī)、電磁離合器及角度編碼器，用于控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、以及根據(jù)步進(jìn)電機(jī)與角度編碼器7的偏轉(zhuǎn)誤差控制電磁離合器的離合。

作為優(yōu)選方案，所述單向離合器組合件包括法蘭盤、單向離合器外圈、單向離合器內(nèi)圈，所述法蘭盤與電磁離合器輸出端的導(dǎo)磁面相貼合，單向離合器外圈與法蘭盤固定連接，所述單向離合器外圈、單向離合器內(nèi)圈采用起反轉(zhuǎn)鎖止作用的單向傳動(dòng)配合，所述單向離合器內(nèi)圈通過單向離合器輸出軸連接所述制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案，所述的制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)包括軸套、踏板支架、制動(dòng)踏板、踏板軸，所述踏板軸的兩端通過軸套轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在踏板支架上，所述制動(dòng)踏板通過踏板臂固定在踏板軸上。

作為優(yōu)選方案，所述的角度編碼器固定在角度編碼器支架上，其輸入端通過角度編碼器輸入軸連接踏板軸。

作為優(yōu)選方案，所述的單向離合器輸出軸、踏板軸及角度編碼器輸入軸為一體式的階梯軸。

作為優(yōu)選方案，所述單向離合器外圈與法蘭盤通過銷連接為一個(gè)整體，所述單向離合器內(nèi)圈與單向離合器輸出軸通過鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩。

作為優(yōu)選方案，其特征在于：所述步進(jìn)電機(jī)和電磁離合器之間通過鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩。

作為優(yōu)選方案，所述電磁離合器由單獨(dú)電源供電，且與發(fā)動(dòng)機(jī)的電路相互獨(dú)立。

作為優(yōu)選方案，還包括主板，所述角度編碼器支架、踏板支架、電機(jī)安裝支架與主板通過螺栓連接成為一個(gè)整體。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型通過控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)與之連接在一起的制動(dòng)踏板從而控制汽車行駛速度，而無需人為操作；由于單向離合器的存在，踏板不會(huì)因?yàn)閺?fù)位彈簧而自行復(fù)位而是隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊或復(fù)位；編碼器可以識(shí)別出人為干預(yù)工況，通過給電磁離合器斷電，取消電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞，把控制權(quán)交給駕駛員；無需替換制動(dòng)系統(tǒng)的液壓傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，僅需要以本總成結(jié)構(gòu)作為制動(dòng)系統(tǒng)的操縱結(jié)構(gòu)，降低智能駕駛改裝車的成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的踏板總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的踏板總成裝配圖的正視圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁離合器與單向離合器結(jié)合示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的單向離合器內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-步進(jìn)電機(jī)，2-電機(jī)安裝支架，3-電磁離合器，4-單向離合器組合件，5-軸套，6-踏板支架，7-角度編碼器，8-角度編碼器支架，9-制動(dòng)踏板，10-主板，11-單向離合器輸出軸，12-踏板軸，13-角度編碼器輸入軸，41-法蘭盤，42-單向離合器外圈，43-單向離合器內(nèi)圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不限定于本實(shí)用新型。

如圖1和圖2所述，一種步進(jìn)電機(jī)控制踏板開度的制動(dòng)踏板總成，其特征在于：包括步進(jìn)電機(jī)1、電磁離合器3、單向離合器組合件4、制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)、角度編碼器7、控制器，所述步進(jìn)電機(jī)1固定在電機(jī)安裝支架2上，其輸出軸與電磁離合器3的輸入端相連接，所述電磁離合器3的輸出端連接單向離合器組合件4輸入端，所述單向離合器組合件4的輸出端連接制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)一端，所述制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)的另一端連接角度編碼器7輸入端；所述控制器通過電路分別連接步進(jìn)電機(jī)1、電磁離合器3及角度編碼器7，用于控制步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向、以及根據(jù)步進(jìn)電機(jī)1與角度編碼器7的偏轉(zhuǎn)誤差控制電磁離合器3的離合。

具體而言，如圖3和圖4所示，所述單向離合器組合件4包括法蘭盤41、單向離合器外圈42、單向離合器內(nèi)圈43，所述法蘭盤41與電磁離合器3輸出端的導(dǎo)磁面相貼合，單向離合器外圈42與法蘭盤41固定連接，所述單向離合器外圈42、單向離合器內(nèi)圈43采用起反轉(zhuǎn)鎖止作用的單向傳動(dòng)配合，所述單向離合器內(nèi)圈43通過單向離合器輸出軸11連接所述制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)。

具體而言，所述的制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)包括軸套5、踏板支架6、制動(dòng)踏板9、踏板軸12，所述踏板軸12的兩端通過軸套5轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在踏板支架6上，所述制動(dòng)踏板9通過踏板臂固定在踏板軸12上。

具體而言，所述的角度編碼器7焊接固定在角度編碼器支架8上，其輸入端通過角度編碼器輸入軸13連接踏板軸12。

當(dāng)電磁離合器3通電時(shí)，吸住單向離合器組合件的法蘭盤41將步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)矩傳遞給踏板軸12帶動(dòng)制動(dòng)踏板9和角度編碼器7轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁離合器3斷電時(shí)，兩者可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)傳遞轉(zhuǎn)矩。

具體而言，在本實(shí)用新型的另一可行的實(shí)施例中，所述的單向離合器輸出軸11、踏板軸12及角度編碼器輸入軸13為一體式的階梯軸。從而簡化結(jié)構(gòu)，使單向離合器3，角度編碼器7與踏板臂同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體而言，所述單向離合器外圈42與法蘭盤41通過銷連接為一個(gè)整體，所述單向離合器內(nèi)圈43與單向離合器輸出軸11通過鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩。

具體而言，其特征在于：所述步進(jìn)電機(jī)1和電磁離合器3之間通過鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩。

所述電磁離合器3由單獨(dú)電源供電，且與發(fā)動(dòng)機(jī)的電路相互獨(dú)立。

還包括主板10，所述角度編碼器支架8、踏板支架6、電機(jī)安裝支架2與主板10通過螺栓連接成為一個(gè)整體。

上述實(shí)施例中，步進(jìn)電機(jī)1、電磁離合器3、制動(dòng)踏板9、角度編碼器7、單向離合器輸出軸11、踏板軸12、角度編碼器輸入軸13的旋轉(zhuǎn)中心同軸，動(dòng)力傳輸方式為：步進(jìn)電機(jī)1帶動(dòng)電磁離合器3轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁離合器3通電后產(chǎn)生磁力吸住法蘭盤41帶動(dòng)單向離合器外圈42轉(zhuǎn)動(dòng)，單向離合器內(nèi)圈43轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)單向離合器輸出軸11、踏板軸12、角度編碼器輸入軸13同步轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)踏板9以及角度編碼器7隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述實(shí)施例中，圖1中制動(dòng)踏板9位置為下止點(diǎn)，即踏板位移至行程最大位置，該實(shí)施例的踏板角度范圍為0°至57°，制動(dòng)踏板9在上止點(diǎn)時(shí)，為全速運(yùn)行工況，在下止點(diǎn)時(shí)，為最大減速度或駐車工況。

為了避免傳統(tǒng)踏板的復(fù)位機(jī)構(gòu)在駕駛員松開制動(dòng)踏板9時(shí)自動(dòng)將踏板頂回初始位的情況，在電磁離合器3和制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)之間裝有單向離合器組合件4，當(dāng)制動(dòng)踏板9壓緊時(shí)，單向離合器組合件4可隨著電磁離合器3轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)單向離合器組合件4內(nèi)、外圈反向旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)鎖止，使得制動(dòng)踏板9不能自行復(fù)位，因此該制動(dòng)踏板結(jié)構(gòu)在電磁離合器3和步進(jìn)電機(jī)1連接的時(shí)候不會(huì)因?yàn)閺?fù)位而使得制動(dòng)踏板9轉(zhuǎn)角改變。

緊急工況時(shí)，駕駛員理應(yīng)能夠操縱制動(dòng)系統(tǒng)使汽車減速或剎車，因此在機(jī)構(gòu)右端裝有角度編碼器7來達(dá)成此目的，具體為，當(dāng)遇到緊急情況，駕駛員立即踩下制動(dòng)踏板9緊急制動(dòng)，角度編碼器7得到實(shí)時(shí)的偏轉(zhuǎn)信號(hào)，此信號(hào)與步進(jìn)電機(jī)1偏轉(zhuǎn)信號(hào)對(duì)比，當(dāng)誤差超過設(shè)定閾值即判斷為有人為干預(yù)工況，此時(shí)控制器將電磁離合器3斷電，把控制權(quán)交給駕駛員?？刂破鲿?huì)在短暫時(shí)間后聯(lián)通電磁離合器3再次判定角度編碼器7的角度和步進(jìn)電機(jī)1的偏轉(zhuǎn)信號(hào)角度是否一致，即人為干預(yù)情況是否結(jié)束，來決定是否要進(jìn)入到自動(dòng)控制工況。

綜上所述，上述實(shí)施例的目的在于控制智能駕駛時(shí)汽車的車速，同時(shí)可以在電機(jī)控制和人為控制兩種制動(dòng)模式進(jìn)行切換；電機(jī)控制時(shí)，通過控制步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向可以控制制動(dòng)踏板9的開度從而控制車速，單向離合器3可以防止制動(dòng)踏板9自行回位方便電機(jī)控制；人為控制時(shí)，角度編碼器3可以在駕駛員采取緊急剎車時(shí)識(shí)別駕駛員意圖將制動(dòng)控制交給駕駛員，此時(shí)電磁離合器3斷電，產(chǎn)生的磁力消失不再傳遞轉(zhuǎn)矩，直到人為干預(yù)結(jié)束后再由電機(jī)接管。

以上只通過說明的方式描述了本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所述的描述實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，上述附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。