主動式制動踏板行程模擬器及其控制方法

2023-11-29 22:37:51

專利名稱：主動式制動踏板行程模擬器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於汽車制動系統領域的模擬裝置，更確切地說，本發明涉及一種主動式制動踏板行程模擬器及其控制方法。
背景技術：
新能源汽車為了達到降低能源消耗、提升續駛裡程的目標，均引入了再生制動系統。目前，為了獲得良好的制動性能及滿足相關法規的要求，現有的再生制動系統均採用傳統液壓(或氣壓)制動與電機再生制動相結合的方式。為了提升再生制動系統的能量回收率，需要對電機制動力和液壓(或氣壓)制動力進行合理的分配和調整，同時在傳統液壓制動系統中加入踏板行程模擬功能，以便在電機進行制動時讓再生制動系統的制動踏板依然有接近傳統制動踏板的踏板感覺。針對這一問題，國外的廠商和研究機構通常都是通過對液壓制動系統進行完全的重新設計來解決的，如瑪格納動力傳動系統股份及兩合公司的中國專利公布號為CN101927758A，公布日為2010年12月29日，發明名稱為「制動踏板模擬器與制動系統」;豐田自動車株式會社的中國專利公布號為CN102066167A，公布日為2011年5月18日，發明名稱為「行程模擬器以及制動器控制裝置」;羅伯特 博世有限公司的中國專利公布號為CN102256842A，公布日為2011年11月23日，發明名稱為「制動助力器作為踏板模擬器工作和經相應設計的制動助力器」與愛皮加特股份公司的中國專利公布號為CN102582595A，公布日為2012年7月18日，發明名稱為「行程模擬裝置」。

對於國內的汽車廠商來說，因為部件資源和技術相對匱乏，完全重新設計液壓制動系統將面臨難度大、周期長、成本高的問題，不利於市場競爭。目前，國內只有浙江亞太機電股份有限公司的中國專利公布(告)號為CN101879891A，公布(告)日為2010年11月10日，中國專利申請號為CN201010214778.4，發明名稱為「汽車制動踏板感覺模擬器」；中國專利公布(告)號為CN102294997A，公布(告)日為2011年12月28日，中國專利申請號為CN201110160378.4，發明名稱為「汽車制動踏板感覺模擬器」，提出了兩個基於現有液壓制動系統的改進方案。這兩個方案在實現壓力調整時，對液壓調節單元的性能要求超出了現有產品的能力，對現有部件資源的利用依然不夠充分。因此，有必要開發一個裝置，可以在不用對原液壓制動系統進行大幅改動的前提下，實現壓力調節和踏板感覺模擬的功能，以便配合電機進行再生制動。這樣，一方面可以滿足再生制動系統對於傳統液壓制動系統的功能需求，同時也可以降低研發和生產成本，縮短研發周期。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術存在對液壓調節單元的性能要求超出了現有產品的能力，對現有部件資源的利用依然不夠充分的問題，提供了一種主動式制動踏板行程模擬器及其控制方法。
為解決上述技術問題，本發明是採用如下技術方案實現的:所述的主動式制動踏板行程模擬器包括帶齒內循環螺母、第一推力軸承、限位開關、絲杆頂杆、主動齒輪、電動機、電機控制器、第二活塞彈簧、第二活塞、第一活塞彈簧、第一活塞、模擬器缸體、第二推力軸承、隔板與後蓋。後蓋安裝在隔板的左端面上為鉚釘連接，模擬器缸體安裝在隔板的右端面上為螺栓連接，帶齒內循環螺母採用第一推力軸承與第二推力軸承安裝在後蓋與隔板之間，絲杆頂杆的左端裝入帶齒內循環螺母的中心孔內為滾動連接，絲杆頂杆的右端插入模擬器缸體的階梯孔中，絲杆頂杆的右端套裝有第二活塞，第二活塞上套裝有第二活塞彈簧，第二活塞右側的模擬器缸體的階梯孔中安裝有第一活塞，第一活塞彈簧套裝在第一活塞上，電動機安裝在模擬器缸體下方隔板的右端面上，主動齒輪套裝在電動機的輸出軸上為過盈配合連接，主動齒輪與帶齒內循環螺母為嚙合連接，電機控制器安裝在電動機殼體的右端面上，電動機與電機控制器電線連接，限位開關安裝在後蓋的中心位置，限位開關採用限位開關信號線與電機控制器連接。技術方案中所述的絲杆頂杆的左端裝入帶齒內循環螺母的中心孔內為滾動連接是指:帶齒內循環螺母中心通孔上的滾道與絲杆頂杆中的絲杆上的滾道中裝入滾珠。技術方案中所述的帶齒內循環螺母為圓盤類結構件，帶齒內循環螺母的外圓柱面上設置有與主動齒輪相嚙合的齒，帶齒內循環螺母的中心處設置有中心通孔，中心通孔的內圓柱面上設置有安裝滾珠的滾道。所述的絲杆頂杆由左右兩段組成，左段即和帶齒內循環螺母配合的帶螺旋滾道的絲杆，右段為正方形截面的四稜柱體形的表面光滑的滑杆。技術方案中所述的帶齒內循環螺母採用第一推力軸承與第二推力軸承安裝在後蓋與隔板之間是指:帶齒內循環螺母左端面與第一推力軸承的右端面接觸連接，帶齒內循環螺母右端面與第二推力軸承的左端面接觸連接，第一推力軸承的左端安裝在後蓋內側的圓環形凸臺內為接觸連接，第二推力軸承的右端安裝在隔板左端面上的圓環形凸臺內接觸連接，第二推力軸承的左端套裝在帶齒內循環螺母中心處的凸臺上接觸連接。技術方案中所述的第一活塞與第二活塞依次裝入模擬器缸體上的第一活塞孔與第二活塞孔內為滑動連接，第一活塞密封圈安裝在第一活塞上的第一密封槽中，第一活塞彈簧套裝在第一活塞左端的第一活塞杆上為間隙配合，第一活塞彈簧的右端面和第一活塞的第一活塞頭的左環形端面接觸連接，第一活塞彈簧的左端面與第二活塞的右端面接觸連接，第二活塞密封圈安裝在第二活塞上的第二密封槽中，第二活塞彈簧套裝在第二活塞左端的第二活塞杆上為間隙配合，第二活塞彈簧的右端面和第二活塞的第二活塞頭的左環形端面接觸連接，第二活塞彈簧的左端面與隔板的右端面接觸連接。技術方案中所述的模擬器缸體為左端開口右端封閉的圓筒類結構件，在模擬器缸體筒口的外圓柱面上設置有用於安裝的法蘭盤，法蘭盤上均勻地布置有螺栓孔；在模擬器缸體的中軸線上設置有階梯孔，右段為安裝第一活塞與第一活塞彈簧的第一活塞孔，左段為安裝第二活塞與第二活塞彈簧的第二活塞孔，第二活塞孔與第一活塞孔相連通，第二活塞孔與第一活塞孔的迴轉軸線共線；模擬器缸體的圓筒壁上設置有與外部通氣的通氣孔和用於進出制動液的進出油孔。技術方案中所述的帶齒內循環螺母、第一推力軸承、絲杆頂杆、第二推力軸承、第二活塞、第一活塞與模擬器缸體的迴轉軸線共線；電動機輸出軸的迴轉軸線與主動齒輪的迴轉軸線共線；電動機輸出軸的迴轉軸線和帶齒內循環螺母、第一推力軸承、絲杆頂杆、第二推力軸承、第二活塞、第一活塞與模擬器缸體的迴轉軸線平行。一種所述的主動式制動踏板行程模擬器的控制方法，其步驟如下:I)對再生制動系統控制器輸入的工作狀態指令進行檢測:一共有4種工作狀態:(I)空閒狀態即未進行制動；(2)踏板行程模擬狀態；(3)增壓狀態；(4)減壓狀態；2)對絲杆頂杆的位置進行確認，通過檢測限位開關的狀態來判斷絲杆推桿是否處於初始位置；3)根據工作狀態決定電動機的動作:(I)若主動式制動踏板行程模擬器處於空閒狀態，即未進行制動時，根據絲杆頂杆所處的位置來決定如何驅動電動機，若絲杆頂杆未處於初始位置，則驅動電動機使其向初始位置運行；若絲杆頂杆已處於初始位置，則電動機不動。(2)若主動式制動踏板行程模擬器處於踏板行程模擬狀態，根據絲杆頂杆所處的位置來決定如何驅動電動機，若絲杆頂杆未處於初始位置，則驅動電動機使其向初始位置運行；若絲杆頂杆已處於初始位置，則電動機不動。(3)若主動式制動踏板行程模擬器處於增壓狀態，則驅動電動機帶動絲杆頂杆向推動第一活塞的方向運行。(4)若主動式制動踏板行程模擬器處於減壓狀態，則電動機將與電源斷開，並且電極保持懸空。返回步驟I)。與現有技術相比本發明的有益效果是:1.本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器集成度高，自身的功能相對完整，且接口簡單，可以方便的集成在現有的液壓制動系統當中。汽車廠商只需對制動管路進行改動，加入少量電磁閥，即可將其接入傳統的液壓制動系統之中。2.本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器集成了增壓功能和踏板感覺模擬功能，可以讓汽車廠商在現有的傳統液壓制動系統基礎上增加這兩種功能，增大液壓制動系統調節的靈活性和精確度。3.本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器採用兩種不同剛度的彈性元件來模擬踏板感覺，使得模擬踏板力曲線與傳統踏板力曲線更加接近，從而可以使踏板感覺更貼近傳統液壓制動系統。4.本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器可以安裝在混合動力汽車和電動汽車的制動系統中，通過精確的制動壓力調節，可以讓液壓制動與電機制動更好的配合，最大程度的發揮電機再生制動的能力，大幅提升混合動力汽車和電動汽車的經濟性。


下面結合附圖對本發明作進一步的說明:圖1是本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器的主視圖2是本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器的右視圖3是本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器中所採用的絲杆頂杆結構組成的軸測投影圖4是本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器的控制方法的流程框圖5是本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器的踏板力特性曲線圖中:1.帶齒內循環螺母，2.第一推力軸承，3.限位開關，4.絲杆頂杆，5.主動齒輪，6.限位開關信號線,7.第一電動機固定螺栓,8.電動機,9.電機控制器,10.第二活塞彈簧，11.第二活塞，12.第二活塞密封圈，13.第一活塞彈簧，14.第一活塞，15.第一活塞密封圈，16.進出油孔，17.模擬器缸體，18.通氣孔，19.第二隔板連接螺栓，20.第二推力軸承，21.隔板,22.第四後蓋連接鉚釘,23.後蓋,24.滾珠,25.第二電動機固定螺栓,26.第七後蓋連接鉚釘，27.第三隔板連接螺栓,28.第六後蓋連接鉚釘,29.第五後蓋連接鉚釘,30.第三後蓋連接鉚釘，31.第二後蓋連接鉚釘,32.第一後蓋連接鉚釘,33.第一隔板連接螺栓。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作詳細的描述:
參閱圖1與圖2，本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器包括帶齒內循環螺母1、第一推力軸承2、限位開關3、絲杆頂杆4、主動齒輪5、限位開關信號線6、第一電動機固定螺栓7、電動機8、電機控制器9、第二活塞彈簧10、第二活塞11、第二活塞密封圈12、第一活塞彈簧13、第一活塞14、第一活塞密封圈15、模擬器缸體17、第二隔板連接螺栓19、第二推力軸承20、隔板21、第四後蓋連接鉚釘22、後蓋23、滾珠24、第二電動機固定螺栓25、第七後蓋連接鉚釘26、第三隔板連接螺栓27、第六後蓋連接鉚釘28、第五後蓋連接鉚釘29、第三後蓋連接鉚釘30、第二後蓋連接鉚釘31、第一後蓋連接鉚釘32與第一隔板連接螺栓33。
所述的模擬器缸體17為圓筒類結構件，其左端開口，右端封閉，在筒口的外圓柱面上設置有用於安裝的法蘭盤，法蘭盤上均布有螺栓孔；在模擬器缸體17的中軸線上設置有階梯孔，右段為安裝第一活塞14與第一活塞彈簧13的小直徑的第一活塞孔，左段為安裝第二活塞11與第二活塞彈簧10的大直徑的第二活塞孔，第二活塞孔與第一活塞孔相連通，第二活塞孔與第一活塞孔的迴轉軸線共線；模擬器缸體17的圓筒壁上還開有通氣孔18和進出油孔12，分別用於與外部通氣和進出制動液。
所述的帶齒內循環螺母I為圓盤類結構件，帶齒內循環螺母I周邊的外圓柱面上設置有與主動齒輪5相嚙合的齒，帶齒內循環螺母I的中心處設置有中心通孔，中心通孔的內圓柱面上設置有安裝滾珠24的滾道，
參閱圖，3，所述的絲杆頂杆4由兩段組成，左段即和帶齒內循環螺母I的中心通孔與滾珠24配合的設置有螺旋滾道的絲杆；另一段即右段為正方形截面的四稜柱體形的表面光滑的滑杆。
第一活塞14與第二活塞11依次裝入模擬器缸體17的第一活塞孔與第二活塞孔內為滑動連接，第一活塞密封圈15安裝在第一活塞14上的環形的第一密封槽中。第一活塞彈簧13套裝在第一活塞14左端的第一活塞杆上為間隙配合，第一活塞彈簧13的右端面和第一活塞14的第一活塞頭的左環形端面接觸連接，另一端即第一活塞彈簧13的左端面與第二活塞11的右端面接觸連接。第二活塞密封圈12安裝在第二活塞11上的環形的第二密封槽中。第二活塞彈簧10套裝在第二活塞11左端的第二活塞杆上為間隙配合，第二活塞彈簧10的右端面和第二活塞11的第二活塞頭的左環形端面接觸連接，另一端即第二活塞彈簧10的左端面與支撐在隔板21的右端面接觸連接。第二活塞彈簧10的預緊力大於第一活塞彈簧13的預緊力。電動機8通過第一電動機固定螺栓7和第二電動機固定螺栓25固定在隔板21右端面上。電機控制器9安裝在電動機8外殼的右端面上，電動機8的接線端連接在電機控制器9的驅動輸出端子上，電機控制器9與再生制動系統控制器相連接，接收再生制動系統控制器發出的指令。電動機8的轉軸通過過盈配合與主動齒輪5相連接，主動齒輪5與帶齒內循環螺母I外圓周面上的齒嚙合連接，帶齒內循環螺母I套裝在絲杆頂杆4左端的絲杆上，帶齒內循環螺母I採用第一推力軸承2和第二推力軸承20安裝在後蓋23與隔板21之間，實現軸向定位，確切地說，帶齒內循環螺母I左端面與第一推力軸承2的右端面接觸連接，帶齒內循環螺母I右端面與第二推力軸承20的左端面接觸連接，第一推力軸承2的左端安裝在後蓋23內(右)側的圓環形凸臺內為接觸連接(即第一推力軸承2的左端面和後蓋23內側的圓環形凸臺內的後蓋23的右端面接觸連接，第一推力軸承2左端的外圓柱面和後蓋23內側的圓環形凸臺的內圓柱面接觸連接)，第二推力軸承20的右端安裝在隔板21左端面上的圓環形凸臺內為接觸連接(即第二推力軸承20的右端面和隔板21左端面上的圓環形凸臺內的隔板21的左端面接觸連接，第二推力軸承20右端的外圓柱面和隔板21上的圓環形凸臺的內圓柱面接觸連接)，同時，第二推力軸承20的左端套裝在帶齒內循環螺母I中心處的凸臺上為接觸連接。推力軸承可採用50000型推力球軸承(標準GB/T301)或者80000型推力圓柱滾子軸承(標準GT/T4663)。帶齒內循環螺母I與絲杆頂杆4中的絲杆之間裝有滾珠24，通過滾珠24驅動絲杆頂杆4，滾珠可以通過帶齒內循環螺母I內的循環滾道(圖上未畫出)進行循環。滑杆部分穿過隔板21上的正方形孔和第二活塞11上的圓孔，並且與兩者都有一定的間隙。絲杆頂杆4在增壓時可以接觸到第一活塞14，但不會接觸到隔板21。在絲杆頂杆4回到初始位置時，不會與第一活塞14的運動發生幹涉。其中:帶齒內循環螺母1、第一推力軸承2、絲杆頂杆4、第二推力軸承20、第二活塞11、第一活塞14與模擬器缸體17的迴轉軸線共線；電動機8輸出軸的迴轉軸線與主動齒輪5的迴轉軸線共線；電動機8輸出軸的迴轉軸線與主動齒輪5的迴轉軸線和帶齒內循環螺母1、第一推力軸承2、絲杆頂杆4、第二推力軸承20、第二活塞11、第一活塞14與模擬器缸體17的迴轉軸線平行。在後蓋23的中心位置安裝一個限位開關3，限位開關3採用限位開關信號線6與電機控制器9連接，即限位開關3通過限位開關信號線6將信號傳輸至電機控制器9。該開關為一個小行程微動開關，用於確認絲杆頂杆4回到了初始位置，當絲杆頂杆4回到初始位置時，會與限位開關3相接觸，並使開關產生相應的信號。模擬器缸體17的左端面與隔板21的右端面接觸連接，模擬器缸體17與隔板21之間採用三顆螺栓連接，分別是第一隔板連接螺栓33、第二隔板連接螺栓19和第三隔板連接螺栓27。後蓋23的右端面與隔板21的左端面接觸連接，後蓋23與隔板21之間採用七顆鉚釘進行連接，分別是第一後蓋連接鉚釘32、第二後蓋連接鉚釘31、第三後蓋連接鉚釘30、第四後蓋連接鉚釘22、第五後蓋連接鉚釘29、第六後蓋連接鉚釘28和第七後蓋連接鉚釘26。主動式制動踏板行程模擬器的四種工作模式:本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器具有四種工作模式，不同的工作模式下，制動液在管路中的流動路徑不同，管路的切換需要由外部的電磁閥完成，本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器本身不集成模式切換功能。
1.空閒模式
當本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器工作在空閒模式(即未進行制動)時，絲杆頂杆4會壓下限位開關3，此時絲杆頂杆4處於初始位置，電動機8不工作，且制動液不會流入主動式制動踏板行程模擬器中，第二活塞彈簧10與第一活塞彈簧13都處於初始狀態。
2.制動踏板行程模擬模式
參閱圖5，當本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器工作在制動踏板行程模擬模式時，絲杆頂杆4會壓下限位開關3，此時絲杆頂杆4處於初始位置，不會與第一活塞14發生幹涉。當制動管路壓力升高時，制動液從進出油孔12流入，壓力作用在第一活塞14上。當作用在第一活塞14上的力等於第一彈活塞彈簧13的預緊力時，第一活塞彈簧13開始壓縮，此為第一段踏板感覺的模擬過程。當作用在第一活塞上14的力等於第二活塞彈簧10的預緊力時，第二活塞彈簧10開始壓縮，此為第二段踏板感覺模擬過程。如圖所示，兩段踏板模擬的過程結合在一起，便可以模擬出接近真實制動踏板的踏板感覺。第二活塞彈簧10與第一活塞彈簧13壓縮時，模擬器缸體17內的空氣通過通氣孔18排出，以便第二活塞11與第一活塞14可以自由運動。當管路壓力撤出時，第二活塞彈簧10與第一活塞彈簧13回位，制動液從進出油孔12流回管路。
3.增壓模式
當本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器工作在增壓模式時，電動機8帶動主動齒輪5轉動，主動齒輪5又帶動帶齒內循環螺母I轉動。帶齒內循環螺母I的軸向運動被第一推力軸承2和第二推力軸承20所限制，所以只能繞軸線轉動。帶齒內循環螺母I轉動時，其內部滾道中的滾珠24會帶動絲杆頂杆4運動。絲杆頂杆4因滑杆部分受隔板21上的方孔約束，無法進行轉動，只能進行直線往復運動。在絲杆頂杆4運動到與第一活塞14相接觸時，增壓過程開始。隨著絲杆頂杆4持續推動第一活塞14，增壓過程持續進行。
4.減壓模式
當本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器工作在減壓模式時，電動機8的電源被切斷，且電動機8的線圈電極被懸空，高壓制動液將推動第一活塞14和絲杆頂杆4向左運動，直至制動液作用在第一活塞14上的力與阻力相平衡。
參閱圖4，本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器作為制動系統的一個部件，需要根據再生制動系統控制器的指令來工作。本發明所述的主動式制動踏板行程模擬器採用閉環控制方法進行控制，具體步驟如下:
1.對再生制動系統控制器輸入的工作狀態指令進行檢測:一共有4種工作狀態:O空閒狀態即未進行制動；2)踏板行程模擬狀態；3)增壓狀態；4)減壓狀態。
2.對絲杆頂杆4的位置進行確認，通過檢測限位開關3的狀態來判斷絲杆推桿4是否處於初始位置。
3.根據工作狀態決定電動機的動作:
I)若主動式制動踏板行程模擬器處於空閒狀態，即未進行制動時，根據絲杆頂杆4所處的位置來決定如何驅動電動機8，若絲杆頂杆4未處於初始位置，則驅動電動機8使其向初始位置運行；若絲杆頂杆4已回位，則電動機8不動。
2)若主動式制動踏板行程模擬器處於踏板行程模擬狀態，根據絲杆頂杆4所處的位置來決定如何驅動電動機8，若絲杆頂杆4未處於初始位置，則驅動電動機8使其向初始位置運行；若絲杆頂杆4已處於初始位置，則電動機8不動。3)若主動式制動踏板行程模擬器處於增壓狀態，則驅動電動機8帶動絲杆頂杆4向推動第一活塞14的方向運行。4)若主動式制動踏板行程模擬器處於減壓狀態，則電動機8將與電源斷開，並且電極保持懸空。返回步驟I。
權利要求
1.一種主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的主動式制動踏板行程模擬器包括帶齒內循環螺母(I)、第一推力軸承(2)、限位開關(3)、絲杆頂杆(4)、主動齒輪(5)、電動機(8)、電機控制器(9)、第二活塞彈簧(10)、第二活塞(11)、第一活塞彈簧(13)、第一活塞(14)、模擬器缸體(17)、第二推力軸承(20)、隔板(21)與後蓋(23)； 後蓋(23)安裝在隔板(21)的左端面上為鉚釘連接，模擬器缸體(17)安裝在隔板(21)的右端面上為螺栓連接，帶齒內循環螺母(I)採用第一推力軸承(2)與第二推力軸承(20)安裝在後蓋(23)與隔板(21)之間，絲杆頂杆(4)的左端裝入帶齒內循環螺母(I)的中心孔內為滾動連接，絲杆頂杆(4)的右端插入模擬器缸體(17)的階梯孔中，絲杆頂杆(4)的右端套裝有第二活塞(11 )，第二活塞(11)上套裝有第二活塞彈簧(10 )，第二活塞(11)右側的模擬器缸體(17)的階梯孔中安裝有第一活塞(14)，第一活塞彈簧(13)套裝在第一活塞(14)上，電動機(8)安裝在模擬器缸體(17)下方隔板(21)的右端面上，主動齒輪(5)套裝在電動機(8 )的輸出軸上為過盈配合連接，主動齒輪(5 )與帶齒內循環螺母(I)為嚙合連接，電機控制器(9)安裝在電動機(8)殼體的右端面上，電動機(8)與電機控制器(9)電線連接，限位開關(3)安裝在後蓋(23)的中心位置，限位開關(3)採用限位開關信號線(6)與電機控制器(9)連接。
2.按照權利要求1 所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的絲杆頂杆(4)的左端裝入帶齒內循環螺母(I)的中心孔內為滾動連接是指: 帶齒內循環螺母(I)中心通孔上的滾道與絲杆頂杆(4)中的絲杆上的滾道中裝入滾珠(24)。
3.按照權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的帶齒內循環螺母(I)為圓盤類結構件，帶齒內循環螺母(I)的外圓柱面上設置有與主動齒輪(5)相嚙合的齒，帶齒內循環螺母(I)的中心處設置有中心通孔，中心通孔的內圓柱面上設置有安裝滾珠(24)的滾道； 所述的絲杆頂杆(4)由左右兩段組成，左段即和帶齒內循環螺母(I)配合的帶螺旋滾道的絲杆，右段為正方形截面的四稜柱體形的表面光滑的滑杆。
4.按照權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的帶齒內循環螺母(I)採用第一推力軸承(2)與第二推力軸承(20)安裝在後蓋(23)與隔板(21)之間是指: 帶齒內循環螺母(I)左端面與第一推力軸承(2)的右端面接觸連接，帶齒內循環螺母(I)右端面與第二推力軸承(20)的左端面接觸連接，第一推力軸承(2)的左端安裝在後蓋(23)內側的圓環形凸臺內為接觸連接，第二推力軸承(20)的右端安裝在隔板(21)左端面上的圓環形凸臺內接觸連接，第二推力軸承(20)的左端套裝在帶齒內循環螺母(I)中心處的凸臺上接觸連接。
5.按照權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的第一活塞(14)與第二活塞(11)依次裝入模擬器缸體(17)上的第一活塞孔與第二活塞孔內為滑動連接，第一活塞密封圈(15)安裝在第一活塞(14)上的第一密封槽中，第一活塞彈簧(13)套裝在第一活塞(14)左端的第一活塞杆上為間隙配合，第一活塞彈簧(13)的右端面和第一活塞(14)的第一活塞頭的左環形端面接觸連接，第一活塞彈簧(13)的左端面與第二活塞(II)的右端面接觸連接，第二活塞密封圈(12)安裝在第二活塞(11)上的第二密封槽中，第二活塞彈簧(10)套裝在第二活塞(11)左端的第二活塞杆上為間隙配合，第二活塞彈簧(10)的右端面和第二活塞(11)的第二活塞頭的左環形端面接觸連接，第二活塞彈簧(10)的左端面與隔板(21)的右端面接觸連接。
6.按照權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的模擬器缸體(17)為左端開口右端封閉的圓筒類結構件，在模擬器缸體(17)筒口的外圓柱面上設置有用於安裝的法蘭盤，法蘭盤上均勻地布置有螺栓孔；在模擬器缸體(17)的中軸線上設置有階梯孔，右段為安裝第一活塞(14)與第一活塞彈簧(13)的第一活塞孔，左段為安裝第二活塞(11)與第二活塞彈簧(10)的第二活塞孔，第二活塞孔與第一活塞孔相連通，第二活塞孔與第一活塞孔的迴轉軸線共線；模擬器缸體(17)的圓筒壁上設置有與外部通氣的通氣孔(18)和用於進出制動液的進出油孔(16)。
7.按照權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器，其特徵在於，所述的帶齒內循環螺母(I)、第一推力軸承(2)、絲杆頂杆(4)、第二推力軸承(20)、第二活塞(11)、第一活塞(14)與模擬器缸體(17)的迴轉軸線共線；電動機(8)輸出軸的迴轉軸線與主動齒輪(5)的迴轉軸線共線；電動機(8)輸出軸的迴轉軸線和帶齒內循環螺母(I)、第一推力軸承(2)、絲杆頂杆(4 )、第二推力軸承(20 )、第二活塞(11)、第一活塞(14 )與模擬器缸體(17 )的迴轉軸線平行。
8.—種權利要求1所述的主動式制動踏板行程模擬器的控制方法，其特徵在於，所述的主動式制動踏板行程模擬器的控制方法步驟如下: .I)對再生制動系統控制器輸入的工作狀態指令進行檢測:一共有4種工作狀態: (O空閒狀態即未進行制動； (2)踏板行程模擬狀態； (3)增壓狀態； (4)減壓狀態； .2 )對絲杆頂杆(4 )的位置進行確認，通過檢測限位開關(3 )的狀態來判斷絲杆推桿(4 )是否處於初始位置； .3)根據工作狀態決定電動機的動作:(1)若主動式制動踏板行程模擬器處於空閒狀態，即未進行制動時，根據絲杆頂杆(4)所處的位置來決定如何驅動電動機(8)，若絲杆頂杆(4)未處於初始位置，則驅動電動機(8)使其向初始位置運行；若絲杆頂杆(4)已處於初始位置，則電動機(8)不動； (2)若主動式制動踏板行程模擬器處於踏板行程模擬狀態，根據絲杆頂杆(4)所處的位置來決定如何驅動電動機(8)，若絲杆頂杆(4)未處於初始位置，則驅動電動機(8)使其向初始位置運行；若絲杆頂杆(4)已處於初始位置，則電動機(8)不動； (3)若主動式制動踏板行程模擬器處於增壓狀態，則驅動電動機(8)帶動絲杆頂杆(4)向推動第一活塞(14)的方向運行； (4)若主動式制動踏板行程模擬器處於減壓狀態 ，則電動機(8)將與電源斷開，並且電極保持懸空； 返回步驟I)。
全文摘要
本發明公開了一種主動式制動踏板行程模擬器及其控制方法，旨在克服現有技術存在對液壓調節單元性能要求過高，對現有部件利用不充分的問題。其包括帶齒內循環螺母、絲杆頂杆、主動齒輪、電動機、第二活塞、第一活塞、模擬器缸體、隔板、限位開關與後蓋。後蓋與模擬器缸體安裝在隔板的左右側，帶齒內循環螺母採用兩個推力軸承安裝在後蓋與隔板上，絲杆頂杆的左端裝入帶齒內循環螺母的孔內為滾動連接，絲杆頂杆的右端插入模擬器缸體內的第二活塞中，第二活塞的右側安裝有第一活塞，電動機安裝在模擬器缸體的下方，電動機和主動齒輪為固定連接，電機控制器安裝在電動機上，限位開關安裝在後蓋上，限位開關與電機控制器為線連接。還提供一種控制方法。
文檔編號B60T13/66GK103171531SQ201310088259
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者初亮, 趙迪, 姚亮, 楊毅, 喻中朋, 張永生, 蔡健偉, 王兆偉, 武同波, 張世桐 申請人:吉林大學