本發(fā)明涉及汽車制動安全領(lǐng)域，特別涉及一種適用于電控液壓制動系統(tǒng)的自增力式制動踏板感覺模擬裝置。

背景技術(shù)：

制動系統(tǒng)對汽車的安全行駛具有重要意義，現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的電控液壓制動系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，控制精度高，制動效果好，易于和整車控制系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)點。但是由于電控液壓制動系統(tǒng)的制動主缸和制動輪缸并不相連，駕駛員踩下制動踏板時無法獲得制動感應(yīng)信息。因此對制動踏板感覺模擬器的研究十分重要。

Hyun-Dong KIM的踏板模擬器(US 2016/0114769Al)，模擬器與制動主缸直接相連，模擬器內(nèi)部活塞壓縮止回閥產(chǎn)生壓力。該模擬器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不易加工。BOSCH公司研制了一種帶有動作模擬器的制動裝置(專利公開號CN1419505A)，采用了高壓蓄能器和氣體彈簧結(jié)合方式模擬制動踏板感覺，但是由于高壓蓄能器需要驅(qū)動裝置且氣體彈簧也需要氣源導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高。楊得新的“制動踏板感覺模擬器及包括其的機(jī)電助力機(jī)構(gòu)”(申請?zhí)?01520814907.1)，采用機(jī)電助力制動副缸的形式，且有制動液收集器和制動液調(diào)整裝置。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、有利于集成化但電力助力機(jī)構(gòu)在汽車斷電的情況下會失效無法發(fā)揮作用。吳文浩的“一種用于線控制動系統(tǒng)的踏板感覺模擬器”(申請?zhí)?01520910220.8)采用活塞壓縮雙彈簧的形式來模擬踏板感覺，結(jié)構(gòu)簡單但是活塞壓縮彈簧與實際制動存在差距，模擬效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種自增力式制動踏板感覺模擬裝置，增強制動踏板感覺模擬裝置模擬效果，并提高應(yīng)急制動效果。

技術(shù)方案：一種自增力式制動踏板感覺模擬裝置，包括制動主缸、油杯、制動主缸活塞、制動主缸推桿、制動踏板、制動輪缸、液壓控制單元；所述制動踏板通過制動主缸推桿連接制動主缸活塞，所述制動主缸活塞與油杯連通，所述制動輪缸連接液壓控制單元；

還包括增力裝置、模擬裝置閥塊；所述模擬裝置閥塊包括助力缸、助力推桿、助力缸活塞、兩位三通電磁閥、模擬器液壓缸、模擬器活塞、模擬器回位彈簧、橡膠塊；

所述助力推桿連接所述助力缸活塞，所述制動主缸推桿通過所述增力裝置連接助力推桿，所述制動主缸活塞通過所述增力裝置帶動所述助力缸活塞同步運動；

所述兩位三通電磁閥的進(jìn)油口通過油管與制動主缸及助力缸連接，兩位三通電磁閥的第一出油口連接液壓控制單元，兩位三通電磁閥的第二出油口連接模擬器液壓缸，所述兩位三通電磁閥通電時，進(jìn)油口與第二出油口連通，所述兩位三通電磁閥斷電時，進(jìn)油口與第一出油口連通；

所述模擬器回位彈簧和橡膠塊安裝在底座上，模擬器回位彈簧套在所述橡膠塊上；所述模擬器活塞位于模擬器液壓缸內(nèi)，模擬器活塞的一側(cè)承受液壓油的壓力，另一側(cè)與模擬器回位彈簧連接；在所述模擬器回位彈簧的自然狀態(tài)下，所述橡膠塊與模擬器活塞之間留有間距。

進(jìn)一步的，所述增力裝置包含第一齒條，第一齒輪、第二齒輪、第二齒條，所述第一齒輪的直徑小于第二齒輪的直徑；所述第一齒條安裝在制動主缸推桿上并與第一齒輪嚙合，所述第二齒條安裝在助力推桿上并與第二齒輪嚙合，所述第一齒輪(7)和第二齒輪嚙合。

進(jìn)一步的，所述助力缸活塞面積小于制動主缸活塞的面積。

進(jìn)一步的，在所述模擬器回位彈簧的自然狀態(tài)下，所述橡膠塊與模擬器活塞之間留有的間距設(shè)定為制動系統(tǒng)中制動摩擦塊與制動盤的間隙值。

進(jìn)一步的，所述橡膠塊的剛度設(shè)定為制動系統(tǒng)中制動盤的剛度值。

有益效果：1.結(jié)構(gòu)簡單；本發(fā)明僅需一個電磁閥，增力裝置僅需一對齒輪及齒條，模擬器結(jié)構(gòu)簡單。

2.模擬感覺真實；增力裝置及助力缸起到模擬真空助力器的作用；模擬器活塞與橡膠塊受力過程可真實模擬制動時制動輪缸活塞與制動盤受力效果。

3.自增力；在應(yīng)急制動時通過增力裝置和助力缸將踏板力放大，使制動輪缸獲得較大的液壓力，從而提高了電控液壓制動系統(tǒng)的失效保障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的自增力式制動踏板感覺模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，一種自增力式制動踏板感覺模擬裝置，包括制動主缸1、油杯2、制動主缸活塞3、制動主缸推桿4、制動踏板5、制動輪缸19、液壓控制單元18。制動踏板5通過制動主缸推桿4連接制動主缸活塞3，制動主缸活塞3與油杯2連通，所述制動輪缸19連接液壓控制單元18。

還包括增力裝置、模擬裝置閥塊12；模擬裝置閥塊12包括助力缸11、助力推桿9、助力缸活塞10、兩位三通電磁閥13、模擬器液壓缸14、模擬器活塞17、模擬器回位彈簧15、橡膠塊16。

助力推桿9連接助力缸活塞10，制動主缸推桿4通過增力裝置連接助力推桿9，制動主缸活塞3通過所述增力裝置帶動助力缸活塞10同步運動。本實施例中，增力裝置包含第一齒條6，第一齒輪7、第二齒輪8、第二齒條20，所述第一齒輪7的直徑小于第二齒輪8的直徑；第一齒條6安裝在制動主缸推桿4上并與第一齒輪7嚙合，第二齒條20安裝在助力推桿9上并與第二齒輪8嚙合，第一齒輪7和第二齒輪8嚙合。助力缸活塞10面積小于制動主缸活塞3的面積，可隨帶第二齒條20的助力推桿9在助力缸11內(nèi)左右移動，并密封助力缸11左側(cè)液壓油。

兩位三通電磁閥13的進(jìn)油口通過油管與制動主缸1及助力缸11連接，兩位三通電磁閥13的第一出油口連接液壓控制單元18，兩位三通電磁閥13的第二出油口連接模擬器液壓缸14。兩位三通電磁閥13通電時，進(jìn)油口與第二出油口連通，兩位三通電磁閥13斷電時，進(jìn)油口與第一出油口連通。

模擬器回位彈簧15和橡膠塊16安裝在底座上，模擬器回位彈簧15套在所述橡膠塊16上。模擬器活塞17位于模擬器液壓缸14內(nèi)，模擬器活塞17的一側(cè)承受液壓油的壓力，另一側(cè)與模擬器回位彈簧15連接。在模擬器回位彈簧15的自然狀態(tài)下，橡膠塊16與模擬器活塞17之間留有間距，該間距設(shè)定為制動系統(tǒng)中制動摩擦塊與制動盤的間隙值。橡膠塊16的剛度設(shè)定為制動系統(tǒng)中制動盤的剛度值。

具體工作過程如下：

當(dāng)電控液壓制動系統(tǒng)正常工作時，兩位三通電磁閥13通電，進(jìn)油口與模擬器液壓缸連通，制動輪缸19的液壓力由電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元18調(diào)節(jié)。駕駛員踩下制動踏板5，有兩路液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13流入模擬器液壓缸14。其中一路來自制動主缸1，制動踏板5推動制動主缸推桿4向左移動，制動主缸推桿4推動制動主缸活塞3向左移動，主缸活塞3克服制動主缸回位彈簧的彈力推動制動主缸1內(nèi)的液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13流向模擬器液壓缸14。

另一路來自助力缸11，制動主缸推桿4在推動制動主缸活塞3移動的同時帶動齒條6向左移動，齒條6帶動小齒輪7逆時針旋轉(zhuǎn)，小齒輪7帶動大齒輪8順時針旋轉(zhuǎn)，大齒輪8帶動帶齒條20的助力推桿9向左移動，助力推桿9推動助力缸活塞10向左移動，助力缸活塞10推動助力缸11內(nèi)的液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13流向模擬器液壓缸14。

來自制動主缸1和助力缸11的液壓油一起進(jìn)入模擬器液壓缸14推動模擬器活塞17向右運動，模擬器活塞17克服模擬器回位彈簧15的彈力及模擬器活塞17與橡膠塊16之間的間隙之后壓縮橡膠塊16，起到模擬制動效果。駕駛員松開制動踏板5時，制動主缸活塞3在制動主缸回位彈簧的作用下向右移，活塞推動制動主缸推桿4向右移動，制動踏板5在制動主缸的推桿4作用下回到原來位置；同時制動主缸推桿4帶動齒條6向右移動，齒條6帶動小齒輪7順時針旋轉(zhuǎn)，小齒輪7帶動大齒輪8旋轉(zhuǎn)，大齒輪8帶動帶有齒條20的助力推桿9向右移動，助力缸活塞10隨助力推桿9一起向右移動；模擬器活塞17在模擬器回位彈簧15的作用下推動液壓油向左移動，液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13分別流向制動主缸1和助力缸11。

當(dāng)電控液壓制動系統(tǒng)失電時，或者當(dāng)電控單元檢測到駕駛員踩下踏板但各輪缸壓力不增加，控制兩位三通電磁閥斷電，進(jìn)油口與電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元HCU連通，進(jìn)油口與模擬器液壓缸斷開。駕駛員踩下制動踏板5，有兩路液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13及電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元HCU流向制動輪缸19。其中一路來自制動主缸1，制動踏板5推動制動主缸推桿4向左移動，制動主缸推桿4推動制動主缸活塞3向左運動，主缸活塞3克服制動主缸回位彈簧的彈力推動制動主缸1內(nèi)的液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13及電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元HCU進(jìn)入制動輪缸19。

另一路來自助力缸11，制動主缸推桿4推動制動主缸活塞3向左移動的同時帶動齒條6向左運動，齒條6帶動小齒7輪逆時針旋轉(zhuǎn)，小齒輪7帶動大齒輪8順時針旋轉(zhuǎn)，大齒輪8帶動帶齒條20的助力推桿9向左運動，助力推桿9推動助力缸活塞10向左運動推動助力缸11內(nèi)的液壓油經(jīng)兩位三通電磁閥13及電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元HCU進(jìn)入制動輪缸19，由于齒輪7和齒輪8嚙合的減速增矩作用，使助力推桿9獲得推力大于制動主缸推桿4的推力，且助力缸活塞10的面積小于制動主缸活塞3的面積，使得助力缸輸出油壓增大，與來自制動主缸1的液壓油一起進(jìn)入制動輪缸19，明顯的增大輪缸壓力，保障應(yīng)急制動效果。

駕駛員松開制動踏板5時，制動主缸活塞3在制動主缸回位彈簧的作用下向右移，活塞推動制動主缸推桿4向右移動，制動踏板5在制動主缸1的作用下回到原來位置；同時制動主缸推桿4帶動齒條6向右移動，齒條6帶動小齒輪7順時針旋轉(zhuǎn)，小齒輪7帶動大齒輪8旋轉(zhuǎn)，大齒輪8帶動助力推桿9向右移動，助力缸活塞10隨助力推桿9一起向右移動；制動輪缸19內(nèi)的液壓油經(jīng)電控液壓制動系統(tǒng)液壓控制單元HCU及兩位三通電磁閥13分別流向制動主缸和助力缸。

本發(fā)明的裝置在電控液壓制動系統(tǒng)正常工作時，來自制動主缸和助力缸的液壓油經(jīng)兩位三通閥流入制動踏板感覺模擬器，推動模擬器活塞壓縮橡膠塊，可模擬真實制動效果；在電控液壓制動系統(tǒng)失效時，駕駛員踩下制動踏板，制動主缸的液壓油和增壓后的助力缸液壓油一起進(jìn)入制動輪缸，可明顯的增大輪缸制動壓力，保障應(yīng)急制動效果。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。