一种制动踏板感觉模拟器、汽车制动系统和汽车

技术领域

本发明实施例涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种制动踏板感觉模拟器、汽车制动系统和汽车。

背景技术

制动系统是决定汽车安全性能的关键系统，其性能对整车的行驶驾驶安全有着重大的影响。随着整车向电动化、智能化的发展，线控制动系统因其具有响应时间短、高控制精度和灵活布置等特点，正在逐步取代传统制动系统。

虽然电控制动系统实现了驾驶员操纵装置与轮边制动器的解耦，但是却无法提供用户与传统车相接近的制动感觉。

发明内容

本发明实施例提供了一种制动踏板感觉模拟器、汽车制动系统和汽车，提高了与传统车制动踏板感觉的一致性，并且可以实现多种制动踏板感觉。

第一方面，本发明实施例提供了一种汽车制动踏板感觉模拟器，包括：控制器、单腔制动主缸、n个电磁阀和n个模拟器单元；

其中，每个模拟器单元包括模拟器缸体、模拟器活塞和组合弹簧；模拟器活塞和组合弹簧设置于模拟器缸体内部；组合弹簧的一端与模拟器缸体固定连接，另一端与模拟器活塞固定连接；不同模拟器单元的模拟器活塞直径、模拟器活塞行程、组合弹簧刚度和组合弹簧预紧力中至少一个不同；单腔制动主缸的活塞与制动踏板固定连接；模拟器单元与电磁阀一一对应，每一模拟器单元的模拟器缸体通过连接管路与单腔制动主缸连接，每一电磁阀设置于其对应的模拟器单元的连接管路上；

控制器用于确定用户选择的制动感觉模式，并在检测到制动踏板被用户踩下后，根据制动感觉模式打开对应的电磁阀；其中，不同的制动感觉模式对应的电磁阀不同。

可选的，每一制动感觉模式对应的电磁阀数量相同；

每一制动感觉模式对应的电磁阀中至少一个电磁阀与其他制动感觉模式对应的电磁阀不同；

每一制动感觉模式对应的电磁阀数量与其他制动感觉模式对应的电磁阀的数量不同。

可选的，汽车制动踏板感觉模拟器还包括：位移传感器，位移传感器与控制器电连接；

位移传感器用于检测单腔制动主缸的活塞移动的移动距离，并将检测到单腔制动主缸的活塞移动距离信号发送给控制器；

控制器用于根据移动距离信号确定制动踏板是否被踩下。

可选的，汽车制动踏板感觉模拟器还包括：压力传感器，压力传感器与控制器电连接；

压力传感器用于检测单腔制动主缸内的液压，并将检测到的液压信号发送给控制器；

控制器用于根据液压信号确定制动踏板是否被踩下。

可选的，汽车制动踏板感觉模拟器还包括：制动灯开关，制动灯开关设置于制动踏板上；

制动灯开关用于在制动踏板被踩下时打开；

控制器与制动灯开关电连接，控制器用于在制动灯开关被打开时确定制动踏板被踩下。

可选的，汽车制动踏板感觉模拟器还包括：储油杯；

储油杯与单腔制动主缸连通；

储油杯用于向单腔制动主缸供给制动液。

可选的，电磁阀为常闭阀。

第二方面，本发明实施例提供了一种汽车制动系统，包括本发明任意实施例所提供的汽车制动踏板感觉模拟器。

第三方面，本发明实施例提供了一种汽车，包括本发明实施例提供的汽车制动系统。

本发明实施例提供的一种制动踏板感觉模拟器，包括:控制器、单腔制动主缸、n个电磁阀和n个模拟器单元。每个模拟器单元包括模拟器缸体、模拟器活塞和组合弹簧。模拟器活塞和组合弹簧设置于模拟器缸体内部。组合弹簧的一端与模拟器缸体固定连接，另一端与模拟器活塞固定连接。单腔制动主缸的活塞与制动踏板固定连接。模拟器单元与电磁阀一一对应，每一模拟器单元的模拟器缸体通过连接管路与单腔制动主缸连接，每一电磁阀设置于其对应的模拟器单元的连接管路上。控制器用于确定用户选择的制动感觉模式，并在检测到制动踏板被用户踩下后，根据制动感觉模式打开对应的电磁阀。本发明的技术方案中，汽车制动感觉模拟器能够通过用户选择的制动感觉模式打开对应模拟器单元的电磁阀，因每一个制动模式感觉对应的模拟器单元的模拟器活塞直径、模拟器活塞行程以及组合弹簧刚度和组合弹簧预紧力中至少一个与其他制动感觉模式对应的模拟器单元不同，使不同制动感觉模式下制动踏板行程-制动踏板力的关系不同，因此在不同的制动踏板感觉模式下踩下相同的制动踏板的行程，制动踏板力不同，因此本发明实施例不仅可以实现与传统车制动踏板感觉的一致性，还可以实现多种不同的制动感觉。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种汽车制动踏板感觉模拟器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如技术背景所述，在相关技术中，一是在制动主缸与制动防抱死系统(Antilock-Brake-system，ABS)控制单元之间接入模拟器阀块，模拟器阀块通过组合弹簧腔室来实现制动踏板力于行程的反馈，通过电磁阀控制弹簧腔室是否接入制动主缸液压系统中，用于实现当正常使用时由模拟器阀块实现制动踏板感觉反馈。但是，在该方案中制动感觉仅能通过改变系统建压速度来实现，而踏板力和踏板行程在产品定型后无法改变。二是在制动主缸设置有第一活塞和第二活塞，第一活塞为正常制动系统建压腔，第二活塞通过电机驱动滚珠丝杠装置改变弹簧的压缩量，从而实现制动所需踏板力反馈的变化。但该机构结构复杂，实现成本高。

图1是本发明实施例提供的一种汽车制动踏板感觉模拟器的结构示意图，参见图1，该汽车制动踏板感觉模拟器包括：控制器7、单腔制动主缸2、n个电磁阀5和n个模拟器单元6。其中，每个模拟器单元6包括模拟器缸体61、模拟器活塞62和组合弹簧63。模拟器活塞62和组合弹簧63设置于模拟器缸体61内部。组合弹簧63的一端与模拟器缸体61固定连接，另一端与模拟器活塞62固定连接。模拟器单元6的模拟器活塞62直径、模拟器活塞62行程、组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力中至少一个与其他模拟器单元6不同。单腔制动主缸2的活塞与制动踏板固定连接。模拟器单元6与电磁阀5一一对应，每一模拟器单元6的模拟器缸体61通过连接管路与单腔制动主缸2连接，每一电磁阀5设置于其对应的模拟器单元6的连接管路上。控制器7用于确定用户选择的制动感觉模式，并在检测到制动踏板被用户踩下后，根据制动感觉模式打开对应的电磁阀5。其中，不同的制动感觉模式对应的电磁阀5不同。

其中，电磁阀5是一种用来控制流体方向的自动化的器件。可以设置汽车包括多种不同的制动感觉模式，用户可以在制动前根据需要选择对应的制动感觉模式。用户踩下制动踏板时，制动踏板会推动单腔制动主缸2中的活塞移动，压缩单腔制动主缸2内的液体。当控制器7检测到制动踏板被用户踩下后，控制器7则依据用户选择的制动感觉模式，选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀，单腔制动主缸2与模拟器单元6相连通。

不同的制动感觉模式对应的电磁阀5不同,则不同制动感觉模式下单腔制动主缸2连通的模拟器单元6不同，也可以不同制动感觉模式对应的模拟器单元6的数量不同，也可以是不同制动感觉模式对应的模拟器单元6的数量相同，且每一制动感觉模式对应的至少一个模拟器单元6的模拟器活塞62直径、模拟器活塞62行程、组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力中的至少一个，与其他制动感觉模式对应的模拟器单元6不同。

不同模拟器单元6的模拟器活塞62直径、模拟器活塞62行程、组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力中至少一个不同，可以是模拟器活塞62直径、模拟器活塞62行程、组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力中的一个、两个、三个或四个不同。示例性的，不同的模拟器单元6的模拟器活塞62直径不同，模拟器活塞62行程和组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力相同，或者模拟器活塞62行程不同，模拟器活塞62直径和组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力相同，或者组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力不同，模拟器活塞62直径和模拟器活塞62行程相同。也可以是不同的模拟器单元6的模拟器活塞62直径和模拟器活塞62行程不同，组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力相同，或者模拟器活塞62直径和组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力相同，模拟器活塞62行程不相同，或者模拟器活塞62行程和组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力相同，模拟器活塞62直径相同。也可以是不同模拟器单元6中的模拟器活塞62直径不同，模拟器活塞62行程和组合弹簧63刚度和组合弹簧63预紧力全都不相同。

每个模拟器单元6包括一个模拟器缸体61、模拟器活塞62和组合弹簧63。模拟器活塞62的直径或行程不同时，踩下制动踏板时，允许从单腔制动主缸2流入模拟器单元6的制动液体积不同，进而使单腔制动主缸2活塞的最大允许行程不同，因此会使制动踏板的总行程不同。

同样的原理，组合弹簧63的刚度或组合弹簧63的预紧力不同时，也可以改变制动踏板行程-制动踏板力的关系。因此，通过合理设置模拟器活塞62的直径、模拟器活塞62的行程、组合弹簧63的刚度或组合弹簧63的预紧力，设置不同的制动感觉模式对应打开不同的电磁阀，可以实现多种制动踏板感觉的调整。

在本发明的技术方案中，汽车制动感觉模拟器能够通过用户选择的制动感觉模式打开对应模拟器单元的电磁阀5，因每一个制动模式感觉对应的模拟器单元6的模拟器活塞62直径、模拟器活塞62行程以及组合弹簧刚度63和组合弹簧63预紧力中至少一个与其他制动感觉模式对应的模拟器单元6不同，使不同制动感觉模式下制动踏板行程-制动踏板力的关系不同，因此在不同的制动踏板感觉模式下踩下相同的制动踏板的行程、制动踏板力不同，因此本发明实施例不仅可以实现与传统车制动踏板感觉的一致性，还可以实现多种不同的制动感觉。

制动感觉模式对应的电磁阀5的数量，与其他制动感觉模式对应的电磁阀5的数量不同时，不同制动感觉模式踩下制动踏板时，制动踏板行程-制动踏板力的关系不同，可以实现更多种制动踏板行程-制动踏板力的关系，实现多种制动踏板感觉。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选的，每一制动感觉模式对应的电磁阀5数量相同。每一制动感觉模式对应的电磁阀5中至少一个电磁阀5与其他制动感觉模式对应的电磁阀5不同。每一制动感觉模式对应的电磁阀5数量与其他制动感觉模式对应的电磁阀5的数量不同，

具体的，当控制器根据制动模式打开电磁阀5时，控制器打开每一制动感觉模式对应电磁阀5的数量是相同的，但是每一制动感觉模式对应打开的电磁阀5中至少一个电磁阀5所对应的模拟器单元6与其他制动感觉模式对应的电磁阀5所对应的模拟器单元6不同。因每一个制动模式感觉对应的模拟器单元的模拟器活塞直径、模拟器活塞行程以及组合弹簧刚度和组合弹簧预紧力中至少一个与其他制动感觉模式对应的模拟器单元不同，不同制动感觉模式踩下制动踏板时，制动踏板行程-制动踏板力的关系不同，踩下相同的制动踏板行程时，制动踏板力不同。也可以是制动感觉模式可以对应一个电磁阀5(即对应一个模拟器单元6)，也可以对应两个电磁阀5(即对应两个模拟器单元6)，也可以对应多个电磁阀5(即对应多个模拟器单元)，本实施例并不做具体限定。部分制动感觉模式对应的电磁阀5数量与其他制动感觉模式对应的电磁阀5的数量不同，也可能是所有制动感觉模式对应的电磁阀5数量全都不同，本发明实施例不进行限定。

本实施例所提供的技术方案，通过设置每一制动感觉模式对应的电磁阀5中至少有一个电磁阀5所对应的模拟器单元6与其他制动感觉模式对应的电磁阀5所对应的模拟器单元6不同，使得踩下相同的制动踏板行程时，引起制动踏板力不同。也可以是制动感觉模式对应的电磁阀5的数量，与其他制动感觉模式对应的电磁阀5的数量不同时，从而都能够实现多种制动踏板感觉。

继续参加图1，在上述各实施例的基础上，可选的，该汽车制动踏板感觉模拟器还包括：位移传感器3，位移传感器3与控制器7电连接。位移传感器3用于检测单腔制动主缸2的活塞移动的移动距离，并将检测到单腔制动主缸2的活塞移动距离信号发送给控制器7。控制器7用于根据移动距离信号确定制动踏板是否被踩下。

其中，位移传感器7是一种测量单腔制动主缸2的活塞相对于参考位置的位置变化并将其转换为电信号输出的装置。

具体的，当用户踩下踏板时，制动踏板推动单腔制动主缸2活塞移动，位移传感器3记录单腔制动主缸2活塞的位移，然后将位移信号发送给控制器7，当位移信号达到启动阈值时，控制器7根据用户选择的制动感觉模式打开对应模拟器单元6的电磁阀5，使对应的模拟器单元6与单腔制动主缸2连通，当位移传感器3的位移信号失效时，控制器7就会按照未失效的信号选择性打开模拟器单元6的电磁阀5。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选的，该汽车制动踏板感觉模拟器还包括：压力传感器4，压力传感器4与控制器7电连接。压力传感器4用于检测单腔制动主缸2内的液压，并将检测到的液压信号发送给控制器7。控制器用于根据液压信号确定制动踏板是否被踩下。

具体的，当制动踏板推动单腔制动主缸2活塞移动时，单腔制动主缸2活塞就会压缩单腔制动主缸2内的液体，压力传感器4将记录缸体内部液压，并且将液压信号传送给压力传感器4，当液压信号达到启动阈值时，控制器7则依据用户选择的制动感觉模式选择性打开模拟器单元6对应的电磁阀5，当液压信号失效时，控制器就会按照未失效的信号选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀5。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选的，该汽车制动踏板感觉模拟器还包括：制动灯开关8，制动灯开关8设置于制动踏板上；制动灯开关8用于在制动踏板被踩下时打开；控制器7与制动灯开关8电连接，控制器7用于在制动灯开关8被打开时确定制动踏板被踩下。

具体的，当用户踩下制动踏板时，控制器7就会接收由位移传感器3和压力传感器4传送的位移信号和液压信号，同时制动灯开关开启，控制器7也会接收安装在制动踏板上的制动灯开关8信号，当位移信号或液压信号中任意一个达到启动阈值时，控制器7将会根据用户选择的制动模式感觉，选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀5。当位移信号或液压信号的其中一个失效时，控制器7就会按照未失效的信号选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀5。仅当位移信号和液压信号均失效时，控制器7就会按照制动灯开关8信号选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀5。

在本实施例技术方案中，控制器7通过位移信号、液压信号和制动灯开关信号判断制动踏板是否被踩下，并且将依据用户选择的制动感觉模式选择性打开对应模拟器单元6的电磁阀5，从而实现了对制动踏板的行程和行程力的调整，有利于提高用户操纵习惯的一致性。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选的，该汽车制动踏板感觉模拟器还包括：储油杯1，储油杯1与单腔制动主缸2连通，储油杯1用于向单腔制动主缸2供给制动液。

具体的，当用户踩下制动踏板时，单腔制动主缸2内的活塞移动，活塞移动，使主缸皮碗通过补偿孔时，单腔制动主缸2活塞建压腔内制动液与储液杯1隔离，随着单腔制动主缸2内的活塞进一步移动，将建压腔内制动液推入对应用户选择的制动感觉模式选择性打开的模拟器单元6。当松开制动踏板时，模拟器单元6的制动液在组合弹簧63的作用下，推动单腔制动主缸2内的活塞回退，直至主缸皮碗通过补偿孔，制动液流回储油杯1。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选的，电磁阀5为常闭阀。

具体的，当未踩下踏板时，通往多个模拟器单元6的多个电磁阀5均处于关闭状态。当踩下制动踏板时，控制器根据用户选择的制动感觉模式选择性打开对应模拟器单元6的常闭阀5。

本发明实施例提供了一种汽车制动系统，包括本发明任意实施例提供的汽车制动踏板感觉模拟器。

本实施例的技术方案，该汽车制动系统能够通过汽车制动踏板感觉模拟器实现对制动踏板行程和制动踏板力的改变，有利于满足用户获得与传统车相接近的制动感觉。

本发明实施例提供了一种汽车，包括本发明实施例提供的汽车制动系统。本实施例技术方案，该汽车能够通过汽车制动系统实现对制动踏板行程和制动踏板力的改变，有利于提高用户操作习惯的一致性。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。