线控制动系统踏板总成及制动意图探测方法

技术领域

本发明涉及制动系统技术领域，尤其涉及线控制动系统踏板总成及制动意图探测方法。

背景技术

近年来，我国的汽车行业有了较大的发展，国内汽车保有量和汽车产销量均位居世界前列。汽车行业的发展也带来了一系列的问题，需要不断发展各种新技术，在这种背景下，线控技术成为未来汽车发展的重要方向。

现有技术中，踏板总成通常仅设置角度传感器和位移传感器中的一个来监测踏板的位移量，进而判断驾驶员的制动意图，但是，当角度传感器或位移传感器出现故障时，由于没有安全冗余备份，进而导致制动系统容易失效，无法满足踏板总成的安全性和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于：提供线控制动系统踏板总成及制动意图探测方法，以解决相关技术中踏板总成没有安全冗余备份，进而导致制动系统容易失效，无法满足踏板总成的安全性和稳定性的问题。

一方面，本发明提供线控制动系统踏板总成，该线控制动系统踏板总成包括：

踏板模块，包括踏板座、踏板臂、踩踏板和踏板模拟器，所述踏板臂的一端与所述踏板座枢接，所述踏板模拟器位于所述踏板座和所述踏板臂之间且其缸体与所述踏板座固接，所述踏板模拟器的伸缩杆与所述踏板臂铰接，所述踩踏板设置于所述踏板臂另一端；

监测机构，包括角度监测组件、位移监测组件和力监测组件，所述角度监测组件用于监测所述踏板座和所述踏板臂之间的角度，所述位移监测组件用于监测所述伸缩杆的伸缩量，所述力监测组件用于监测作用于所述踩踏板上的力。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述踏板模块还包括枢接组件，所述枢接组件包括枢接轴，所述枢接轴穿设于所述踏板座和所述踏板臂的一端，所述枢接轴的一端与所述踏板臂绕所述枢接轴的轴向相对固定。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述踏板座设置有枢接槽，所述枢接槽相对的两个槽壁分别设置有枢接孔，所述踏板臂的一端插设于所述枢接槽且分别与两个所述枢接孔相对；

所述枢接组件还包括两个支撑轴套，两个所述支撑轴套分别插设于两个所述枢接孔且分别与所述踏板座过盈配合，所述枢接轴穿设于所述踏板臂的一端和两个所述支撑轴套。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述枢接组件还包括两个限位轴套，两个所述限位轴套套设于所述枢接轴，一个所述限位轴套位于所述踏板臂和一个所述支撑轴套之间且同时与所述踏板臂和一个所述支撑轴套抵接，另一个所述限位轴套位于所述踏板臂和另一个所述支撑轴套之间且同时与所述踏板臂和另一个所述支撑轴套抵接。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述角度监测组件包括监测轴和测量部，所述监测轴的一端与所述枢接轴绕所述枢接轴的轴线相对固定，所述监测轴的另一端与所述测量部转动配合，所述测量部用于测量所述监测轴转动的角度。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述测量部包括壳体、PCB板、磁铁、导向套、密封圈和盖板，所述壳体的一侧面凹设有第一容纳槽，所述PCB板设置于所述第一容纳槽内，所述壳体的另一侧面设置有第二容纳槽，所述导向套固设于所述第二容纳槽，所述监测轴穿设于所述导向套且与所述第二容纳槽的槽底相对，所述监测轴与所述导向套转动配合，所述监测轴的另一端面固设有所述磁铁，所述PCB板上的角度传感器与所述磁铁沿所述监测轴的轴向相对，所述密封圈套设于所述监测轴且分别与所述监测轴的外周壁和所述导向套的内壁抵紧，所述盖板套设于所述监测轴且与所述壳体固接，以封闭所述第二容纳槽。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述枢接轴的一端沿径向凸设有外缘；

所述壳体与所述踏板座固接，以使所述外缘沿所述枢接轴的轴向夹设于所述壳体和所述踏板座之间。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述力监测组件包括支撑座、下压块和力传感器，所述支撑座固设于所述踏板臂的另一端，所述支撑座设置有滑孔，所述力传感器部分插设于所述滑孔的一端且与所述支撑座固接，所述下压块的一端从所述滑孔的另一端插入且与所述力传感器的感应部抵接，所述下压块的另一端与所述踩踏板固接，所述下压块与所述支撑座滑动配合。

作为线控制动系统踏板总成的优选技术方案，所述力监测组件还包括限位件和弹性件，所述限位件卡设于所述支撑座的另一端，所述下压块位于所述滑孔内的部分与所述限位件沿所述滑孔的轴向卡接，所述弹性件设置于所述下压块位于所述滑孔内的部分与所述限位件之间，以使所述下压块与所述力传感器的感应部抵接。

另一方面，本发明提供制动意图探测方法，包括上述任一方案中的线控制动系统踏板总成，步骤包括：

S10:判断所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件是否存在故障；

S20:若所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件中的故障数量大于等于两个，则执行S40，否，则执行S30；

S30:根据所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件中正常工作的监测组件的制动意图，决定所述线控制动系统踏板总成的工作状态；

S40：判定所述线控制动系统踏板总成失效。

作为制动意图探测方法的优选技术方案，所述S30中具体包括：

S31：若所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件均无故障时,则执行S311，否，则执行S32；

S311：若所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件中，三个监测组件的制动意图一致，则执行S3111，否，则执行S312；

S3111：将所述位移监测组件的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图；

S312：若所述角度监测组件和所述位移监测组件的制动意图一致，则执行S3121，否，则执行S313；

S3121：若所述角度监测组件和所述位移监测组件制动意图不变时，所述力监测组件的制动意图持续改变，则执行S3122，否，则执行S3123；

S3122：以所述力监测组件的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图；

S3123：以所述位移监测组件的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图；

S313：若所述角度监测组件和所述位移监测组件中的一个的制动意图与所述力监测组件的制动意图一致，则执行S3131，否，则执行S40；

S3131：使用与所述力监测组件的制动意图一致的监测组件的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图；

S32：若所述角度监测组件、所述力监测组件和所述位移监测组件中正常工作的两个监测组件的制动意图一致时，则执行S321，否，则执行S40；

S321：使用可以正常工作的所述角度监测组件或所述位移监测组件的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图。

本发明的有益效果为：

本发明提供线控制动系统踏板总成，该线控制动系统踏板总成包括踏板模块和监测机构，踏板模块包括踏板座、踏板臂、踩踏板和踏板模拟器，踏板臂的一端与踏板座枢接，踏板模拟器位于踏板座和踏板臂之间且其缸体与踏板座固接，踏板模拟器的伸缩杆与踏板臂铰接，踩踏板设置于踏板臂另一端；监测机构包括角度监测组件、位移监测组件和力监测组件，角度监测组件用于监测踏板座和踏板臂之间的角度，位移监测组件用于监测伸缩杆的伸缩量，力监测组件用于监测作用于踩踏板上的力。当驾驶者脚踩踩踏板时，踩踏板带动踏板臂相对踏板座摆动，此时，角度监测组件、位移监测组件和力监测组件均产生制动意图，此时，根据角度监测组件、位移监测组件和力监测组件中存在故障的数量和制动意图的一致性，便可判定线控制动系统踏板总成是否失效，若未失效，则在角度监测组件、位移监测组件和力监测组件中选定线控制动系统踏板总成的制动意图。该线控制动系统踏板总成通过角度监测组件、位移监测组件和力监测组件互为安全冗余备份，进而提升了控制动系统踏板总成的安全性和稳定性的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中踏板总成的结构示意图一；

图2为本发明实施例中踏板总成的结构示意图二；

图3为本发明实施例中踏板座和踏板臂铰接处的局部示意图；

图4为本发明实施例中踏板总成的局部放大图；

图5为本发明实施例中踏板座和踏板臂铰接处的局部剖视图；

图6为本发明实施例中角度监测组件的结构示意图一；

图7为本发明实施例中角度监测组件的结构示意图二；

图8为图7中A-A处的局部放大图；

图9为本发明实施例中角度监测组件的爆炸示意图；

图10为本发明又实施例中角度监测组件的爆炸示意图；

图11为本发明实施例中踩踏板和踏板臂连接处的局部剖视图；

图12为本发明实施例中制动意图探测方法的逻辑控制图。

图中：

11、踏板座；111、枢接槽；112、枢接孔；12、踏板臂；121、固定孔；13、踩踏板；131、板体；132、橡胶防滑套；14、踏板模拟器；141、缸体；142、伸缩杆；151、枢接轴；1511、外缘；152、支撑轴套；153、限位轴套；

21、角度监测组件；211、监测轴；212、测量部；2121、壳体；2122、PCB板；2123、磁铁；2124、导向套；2125、密封圈；2126、盖板；2127、第一容纳槽；2128、第二容纳槽；2129、上盖；2130、感应片；

22、位移监测组件；23、力监测组件；231、支撑座；232、下压块；2321、第一柱体；2322、第二柱体；2323、第三柱体；233、力传感器；234、限位件；235、弹性件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1～图11所示，本实施例提供线控制动系统踏板总成，该踏板总成包括踏板模块和监测机构，踏板模块包括踏板座11、踏板臂12、踩踏板13和踏板模拟器14，踏板臂12的一端与踏板座11枢接，踏板模拟器14位于踏板座11和踏板臂12之间且其缸体141与踏板座11固接，踏板模拟器14的伸缩杆142与踏板臂12铰接，踩踏板13设置于踏板臂12另一端；监测机构包括角度监测组件21、位移监测组件22和力监测组件23，角度监测组件21用于监测踏板座11和踏板臂12之间的角度，位移监测组件22用于监测伸缩杆142的伸缩量，力监测组件23用于监测作用于踩踏板13上的力。当驾驶者脚踩踩踏板13时，踩踏板13带动踏板臂12相对踏板座11摆动，此时，角度监测组件21、位移监测组件22和力监测组件23均产生制动意图，此时，根据角度监测组件21、位移监测组件22和力监测组件23中存在故障的数量和制动意图的一致性，便可判定线控制动系统踏板总成是否失效，若未失效，则在角度监测组件21、位移监测组件22和力监测组件23中选定线控制动系统踏板总成的制动意图。该线控制动系统踏板总成通过角度监测组件21、位移监测组件22和力监测组件23互为安全冗余备份，进而提升了控制动系统踏板总成的安全性和稳定性的问题。

可选地，踏板模块还包括枢接组件，枢接组件包括枢接轴151，枢接轴151穿设于踏板座11和踏板臂12的一端，枢接轴151的一端与踏板臂12绕枢接轴151的轴向相对固定。本实施例中，枢接轴151的外周面设置有花键，踏板臂12一端设置有固定孔121，固定孔121的内壁绕其周向设置有与花键配合的花键槽，枢接轴151插设于固定孔121时，花键插设于花键槽内，进而使枢接轴151和踏板臂12绕枢接轴151的轴向相对固定。

可选地，踏板座11设置有枢接槽111，枢接槽111相对的两个槽壁分别设置有枢接孔112，踏板臂12的一端插设于枢接槽111且分别与两个枢接孔112相对；枢接组件还包括两个支撑轴套152，两个支撑轴套152分别插设于两个枢接孔112且分别与踏板座11过盈配合，枢接轴151穿设于踏板臂12的一端和两个支撑轴套152。本实施例中，上述设置有利于提升踏板臂12相对踏板座11摆动的稳定性。设置支撑轴套152的目的是防止枢接轴151直接与踏板座11摩擦，进而提升踏板座11的使用寿命，降低线控制动系统踏板总成的维修成本。

可选地，枢接组件还包括两个限位轴套153，两个限位轴套153套设于枢接轴151，一个限位轴套153位于踏板臂12和一个支撑轴套152之间且同时与踏板臂12和一个支撑轴套152抵接，另一个限位轴套153位于踏板臂12和另一个支撑轴套152之间且同时与踏板臂12和另一个支撑轴套152抵接。本实施例中，踏板臂12沿枢接轴151的两侧分别设置有限位轴套153，该设置可以防止踏板臂12沿枢接轴151的轴向与踏板座11相对移动，进而避免踩踏板13沿枢接轴151的轴向发生位置移动。

可选地，角度监测组件21包括监测轴211和测量部212，监测轴211的一端与枢接轴151绕枢接轴151的轴线相对固定，监测轴211的另一端与测量部212转动配合，测量部212用于测量监测轴211转动的角度。本实施例中，由于枢接轴151与踏板臂12绕枢接轴151的轴向相对固定，所以枢接轴151转动的角度即为踏板臂12摆动的角度。因此，枢接轴151带动角度监测组件21的监测轴211转动，进而测量部212能够测量出监测轴211转动的角度，即为踏板臂12的摆动角度。具体地，枢接轴151的一端凹槽有卡槽，监测轴211的一端插设于卡槽内，进而实现监测轴211的与枢接轴151绕枢接轴151的轴线相对固定，卡槽可以为矩形卡槽。在其他实施例中，枢接轴151与监测轴211也可以焊接或胶接或销接或螺接等。

可选地，测量部212包括壳体2121、PCB板2122、磁铁2123、导向套2124、密封圈2125和盖板2126，壳体2121的一侧面凹设有第一容纳槽2127，PCB板2122设置于第一容纳槽2127内，壳体2121的另一侧面设置有第二容纳槽2128，导向套2124固设于第二容纳槽2128，监测轴211穿设于导向套2124且与第二容纳槽2128的槽底相对，监测轴211与导向套2124转动配合，监测轴211的另一端面固设有磁铁2123，PCB板2122上的角度传感器与磁铁2123沿监测轴211的轴向相对，密封圈2125套设于监测轴211且分别与监测轴211的外周壁和导向套2124的内壁抵紧，盖板2126套设于监测轴211且与壳体2121固接，以封闭第二容纳槽2128。本实施例中，PCB板2122固设于第一容纳槽2127内，PCB板2122上的角度传感器与位于第二容纳槽2128内的磁铁2123相对，进而监测轴211转动时，带动磁铁2123一同转动，进而PCB板2122上的角度传感器能够测量磁铁2123的转动角度。导向套2124固设于第二容纳槽2128内，导向套2124设置有导向孔，导向孔的内壁凸设有卡凸，监测轴211的另一端设置有凸缘，凸缘与卡凸沿监测轴211的轴向卡接，进而可以防止监测轴211从导向孔脱出。另外，密封圈2125和盖板2126可以防止外界砂石、灰尘等进入到第二容纳槽2128内部。具体地，测量部212还包括上盖2129，上盖2129用于封闭第一容纳槽2127的槽口，进而防止外界的水汽、砂石等进入到第一容纳槽2127内。

本实施例中，角度传感器使用磁感应远离，在其他实施例中，也可以使用电涡流形式，即将磁铁2123替换成感应片2130。

可选地，枢接轴151的一端沿径向凸设有外缘1511；壳体2121与踏板座11固接，以使外缘1511沿枢接轴151的轴向夹设于壳体2121和踏板座11之间。本实施例中，壳体2121通过螺栓与踏板座11固接，进而将凸设于枢接轴151上的外缘1511夹设于壳体2121和踏板座11之间，从而使枢接轴151始终保持与踏板臂12和踏板座11的插接关系。

可选地，力监测组件23包括支撑座231、下压块232和力传感器233，支撑座231固设于踏板臂12的另一端，支撑座231设置有滑孔，力传感器233部分插设于滑孔的一端且与支撑座231固接，下压块232的一端从滑孔的另一端插入且与力传感器233的感应部抵接，下压块232的另一端与踩踏板13固接，下压块232与支撑座231滑动配合。本实施例中，当驾驶员踩踩踏板13时，踩踏板13受到的力通过下压块232作用于力传感器233的感应部，进而可以测得驾驶员的踩踏力的变化情况。具体地，力传感器233与支撑座231之间为卡接的关系，即力传感器233的外周壁沿径向凸设有第一卡凸，支撑座231的滑孔的内壁沿径向凸设有第二卡凸，力传感器233插设于滑孔内时，第一卡凸和第二卡凸卡接。在其他实施例中，力传感器233与支撑座231之间也可以螺纹连接或焊接。

可选地，力监测组件23还包括限位件234和弹性件235，限位件234卡设于支撑座231的另一端，下压块232位于滑孔内的部分与限位件234沿滑孔的轴向卡接，弹性件235设置于下压块232位于滑孔内的部分与限位件234之间，以使下压块232与力传感器233的感应部抵接。本实施例中，限位件234为卡簧，滑孔的内壁绕其周向凹设有凹槽，卡簧卡设于凹槽内，下压块232由第一柱体2321和第二柱体2322同轴线固接而成，位于滑孔内的第一柱体2321的外径大于卡簧的内径，所以卡簧可以限制下压块232从滑孔脱出。同时，卡簧方便拆卸，进而方便对下压块232和力传感器233的拆卸。弹性件235为波形弹簧垫片，其套设于第二柱体2322，弹性件235分别与第一柱体2321和卡簧抵接。

可选地，踩踏板13包括板体131和橡胶防滑套132，下压块232还包括第三柱体2323，第三柱体2323与第二柱体2322远离第一柱体2321的一端同轴线固接，板体131套设于所述第三柱体2323，螺栓与第三柱体2323的自由端螺接，进而螺栓和第二柱体2322将板体131夹紧，橡胶防滑套132套设于板体131。

如图12所示，本实施例还提供制动意图探测方法，包括上述方案中的踏板总成，步骤包括：

S10:判断角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22是否存在故障。

本步骤中，角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22均包含有传感器等电器件，进而需要保证其能够正常工作。

S20:若角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中的故障数量大于等于两个，则执行S40，否，则执行S30；

本步骤中，三个监测组件互为安全冗余备份，当其中有两个监测组件出现故障时，无法判断无故障的监测组件的制动意图是否正常，因此，当监测组件有两个有故障时，执行S40，判定线控制动系统踏板总成失效。

S30:根据角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中正常工作的监测组件的制动意图，决定线控制动系统踏板总成的工作状态；

本步骤中，根据角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中正常工作的监测组件的制动意图，综合判断以那个监测组件的测量值作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

可选地，S30中具体包括：

S31：若角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22均无故障时,则执行S311，否，则执行S32。

S311：若角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中，三个监测组件的制动意图一致，则执行S3111，否，则执行S312。

S3111：将所述位移监测组件22的制动意图作为所述线控制动系统踏板总成的制动意图。

本步骤中，制动意图是指角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22分别测得踏板模块中，踏板臂12摆动的角度和距离，以及踩踏板13受到的踩踏力。当角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22的制动意图均一致时，角度监测组件21测得的角度值、力监测组件23测得的受力值和位移监测组件22测得的位移值是一组固定搭配。因此，此时，选择角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中任一一个均可作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

S312：若角度监测组件21和位移监测组件22的制动意图一致，则执行S3121，否，则执行S313。

S3121：若角度监测组件21和位移监测组件22制动意图不变时，力监测组件23的制动意图持续改变，则执行S3122，否，则执行S3123。

S3122：以力监测组件23的制动意图作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

本步骤中，容易出现在踏板模块出现机械问题时，驾驶者踩踩踏板13时，踏板臂12不动的情况，此时，力传感器233测得的踩踏板13的受力变化可以反应线控制动系统踏板总成的制动意图。

S3123：以位移监测组件22的制动意图作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

S313：若角度监测组件21和位移监测组件22中的一个的制动意图与力监测组件23的制动意图一致，则执行S3131，否，则执行S40。

S3131：使用与力监测组件23的制动意图一致的监测组件的制动意图作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

S32：若角度监测组件21、力监测组件23和位移监测组件22中正常工作的两个监测组件的制动意图一致时，则执行S321，否，则执行S40。

S321：使用可以正常工作的角度监测组件21或位移监测组件22的制动意图作为线控制动系统踏板总成的制动意图。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。