CN104554200A - 用于主动制动系统的踏板模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于主动制动系统的踏板模拟器。该踏板模拟器安装在主缸处，以接收对应于驾驶员的踏板作用力的液压并且向驾驶员提供踏板感觉，踏板模拟器包括：模拟器块，其上部具有与主缸连接的油孔，并且该模拟器块中具有与油孔连通的孔；阻尼壳体，联接成密封孔的下端；第一反作用活塞，其在所述孔中设置成能借助从主缸引入的油滑动；第二反作用活塞，其以可滑动的方式设置在孔中并且以预定距离与第一反作用活塞间隔开地布置在第一反作用活塞下方；第一阻尼构件，在第一反作用活塞处安装成与其一起移动；第二阻尼构件，其安装在阻尼壳体处并且构造成通过按压第二反作用活塞而提供反作用力；以及反作用弹簧，其设置在第二反作用活塞与阻尼壳体之间。

Description

用于主动制动系统的踏板模拟器

技术领域

本发明的实施方式涉及踏板模拟器，更具体地说，涉及用于主动制动系统的可改善踏板感觉的踏板模拟器。

背景技术

一般来说，主动制动系统是这样一种制动系统，在该制动系统中，当驾驶员使他/她的脚向下按压制动踏板时，电子控制单元(ECU)检测此状态、驱动液压产生单元并且向主缸供应液压，因而将制动液压传递至每个轮的轮缸，从而产生制动力。在此主动液压控制助力器中，踏板位移传感器在驾驶员使他/她的脚向下按压制动踏板时检测踏板在正常制动状态下的位移。ECU操作液压产生单元，并且控制储存在液压流体储存器中的液压流体使其供应至主缸的增压室，从而在主缸中形成压力。形成在主缸中的压力按压主缸的活塞，从而产生制动液压。制动液压被传递至轮缸，从而产生制动力。

此时，如果在再生制动时主缸的压力改变，那么对应于压力改变的作用力被直接传递至制动踏板，因而对踏板感觉具有不良影响。在踏板感觉恶化的情况下，驾驶员在制动操作时感觉到的踏板感觉与轮缸中制动片的制动盘的实际按压程度之间存在差距，因此会过度地或不充分地执行制动操作，需要频繁更换诸如制动片之类的消耗部件，并且可严重影响车辆的诸如突然制动与不充分制动之类的安全事故。

因此，通常，踏板模拟器用于主动制动系统以向制动踏板提供反作用力。如韩国专利10-0657576中公开的，作为阻尼构件的两个弹簧用在踏板模拟器中以根据制动踏板作用力提供反作用力，因而阻尼模拟器活塞。然而，如图1中所示，因为两个弹簧仅提供简单的主线性型制动踏板感觉，有可能不会提供期望的制动踏板感觉。

而且，在两个弹簧串联布置的结构中，当在初始低踏板作用力区段中借助第一弹簧提供反作用力并且根据第一弹簧的安装负载操作活塞时，产生震颤感并因而使踏板感觉变差。

现有技术文献

专利文献

(专利文献)韩国专利10-0657576(2006年12月7日注册)。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种用于主动制动系统的踏板模拟器，该踏板模拟器借助阻尼构件在初始制动区段中提供低反作用力以产生柔和的踏板感觉，并且在最后制动区段中提供高反作用力以产生非线性的反作用力，因而改善踏板感觉。

本发明的另外方面将部分被阐明在下面的描述中，部分根据该描述而显而易见或可通过实施本发明而习得。

根据本发明的一个方面，一种用于主动制动系统的踏板模拟器，该踏板模拟器安装在主缸处，以接收对应于驾驶员的踏板作用力的液压并且向驾驶员提供踏板感觉，所述踏板模拟器包括：模拟器块，该模拟器块的上部具有与所述主缸连接的油孔，并且该模拟器块中具有与所述油孔连通的孔；阻尼壳体，该阻尼壳体被联接成密封所述孔的下端；第一反作用活塞，该第一反作用活塞在所述孔中设置成能借助从所述主缸引入的油滑动；第二反作用活塞，该第二反作用活塞以可滑动的方式设置在所述孔中并且以预定距离与所述第一反作用活塞间隔开地布置在所述第一反作用活塞下方；第一阻尼构件，该第一阻尼构件在所述第一反作用活塞处安装成与所述第一反作用活塞一起移动；第二阻尼构件，该第二阻尼构件安装在所述阻尼壳体处并且构造成通过按压所述第二反作用活塞而提供反作用力；以及反作用弹簧，该反作用弹簧设置在所述第二反作用活塞与所述阻尼壳体之间，其中，在所述第一反作用活塞的下端处形成有插入槽，该插入槽向上凹入以安装所述第一阻尼构件。

第二反作用活塞可包括：突出部，该突出部构造成朝所述第一反作用活塞突出；以及延伸部，该延伸部构造成沿径向向外方向从所述突出部的下端延伸，并且所述突出部可与所述第一阻尼构件接触，使得所述第一阻尼构件布置成处于被按压预定程度的状态。

所述阻尼壳体可包括：主体部，该主体部布置成以预定距离与所述第二反作用活塞间隔开并且具有柱形形状，该柱形形状的上部是开放的并且其内具有接纳空间；以及凸缘部，该凸缘部构造成沿径向方向从所述主体部的下外周表面延伸，以支撑所述反作用弹簧并被装配在所述孔处。

第二阻尼构件可形成为朝所述第二反作用活塞突出，并且其中所述第二阻尼构件被所述第二反作用活塞按压的按压区段可形成为长于具有所述第一反作用活塞与所述第二反作用活塞之间的间隔距离的按压区段。

还可在所述阻尼壳体的下端处安装止挡件，以将所述阻尼壳体固定至所述模拟器块。

附图说明

结合附图，根据实施方式的以下描述，本发明的这些及/或其它方面会变得显而易见，从而更容易被理解，在附图中：

图1是示出传统踏板模拟器中踏板行程与踏板感觉之间的关系的图表；

图2是示出根据本发明的一个实施方式的用于主动制动系统的踏板模拟器的视图；

图3与图4是示出根据本发明的一个实施方式的用于主动制动系统的踏板模拟器的运行状态的视图；以及

图5是示出根据本发明的一个实施方式的用于主动制动系统的踏板模拟器中的踏板行程与踏板感觉之间的关系的图表。

具体实施方式

在下文中将参照附图详细描述本发明的实施方式。在此，仅作为实施例提供以下描述的实施方式，以便将本发明的宗旨充分地传达给本领域技术人员。因此，本发明不限于以下公开的实施方式，而是能够有多种对于本领域技术人员而言会是显而易见的变型。而且，为了清楚描述本发明，附图中省略了与该描述无关的部件。在附图中，为了方便及清楚的目的，可能扩大示出附图中所示的结构性元件的尺寸与形状。在此说明中，相同或相应的部件被赋予相同的附图标记。

图2是示出根据本发明的一个实施方式的用于主动制动系统的踏板模拟器的视图。

参照图2，根据本发明的一个实施方式，用于主动制动系统的踏板模拟器1包括：模拟器块100，该模拟器块安装在主缸10处以接纳来自主缸10的油，该主缸借助制动踏板12产生制动液压；安装在模拟器块100处以提供踏板感觉的第一反作用部与第二反作用部；以及阻尼壳体300。这里，第一反作用部与第二反作用部被布置成在形成于模拟器块100中的孔处具有串联结构。

油孔103及与油孔103连通的孔形成在模拟器块100的上部，穿过油孔103从主缸10引入液压。这里，形成在模拟器块100处的孔具有阶梯式形状，该阶梯式形状具有第一孔101与第二孔102，第一反作用部布置在第一孔101中，第二反作用部布置在第二孔102中。根据附图，第一孔101形成为其直径小于第二孔102的直径。

阻尼壳体300被安装成密封孔的下端。即，阻尼壳体300安装在第二孔102的下端处。在此，阻尼壳体300用于支撑待稍后描述的第二反作用部，以下将会对此详细描述。

第一反作用部包括可滑动地安装在第一孔101处的第一反作用活塞110并包括第一阻尼构件130，该第一阻尼构件被安装成与第一反作用活塞110一起移动。

当穿过位于第一反作用活塞110上方的油孔103引入液压时，第一反作用活塞110向下移动。这里，向上凹入的插入槽113形成在第一反作用活塞110的下端处。第一阻尼构件130插入并安装至插入槽113中。第一阻尼构件130被布置成与第一反作用活塞110的下表面间隔开。因此，当第一反作用活塞110移动时，第一阻尼构件130与第一反作用活塞110一起移动。

第一阻尼构件130由可弹性变形的橡胶材料形成，并且用于通过与待稍后描述的第二反作用活塞210接触并被压向该第二反作用活塞210而向制动踏板12提供反作用力。

第二反作用部包括：可滑动地设置在第二孔102处的第二反作用活塞210；反作用弹簧220，该反作用弹簧安装在第二反作用活塞210与阻尼壳体300之间以被第二反作用活塞210压缩；以及第二阻尼构件230，该第二阻尼构件安装在阻尼壳体300处以被支撑。

第二反作用活塞210被设置成以预定距离与第一反作用活塞110间隔开。更具体地说，第二反作用活塞210包括：突出部213，该突出部设置在与插入槽113相对的位置而朝第一阻尼构件130突出；以及延伸部214，该延伸部形成为从突出部213的下端开始沿径向方向向外延伸。

如附图中所示，突出部213朝第一孔101突出并且与第一阻尼构件130接触。即，第一阻尼构件130处于被突出部213按压预定程度的状态。这是要保证在解除制动时第一反作用活塞110能借助由橡胶材料形成的第一阻尼构件130返回至其起始位置的返回能力。并且这也是为了在初始制动阶段提供柔和的踏板感觉。

延伸部214布置在第二孔102中，并用于支撑反作用弹簧220的上端。此时，延伸部214可被设置成按压第二阻尼构件230，并因而形成为具有平坦的形状。

反作用弹簧220具有螺旋形状以向制动踏板12提供反作用力。即，当第二反作用活塞210移动时，反作用弹簧220被压缩，从而提供反作用力。此时，反作用弹簧220形成为其弹性系数大于第一阻尼构件130的弹性系数。因此，第一反作用活塞110被推动，于是第二反作用活塞210被推动。

第二阻尼构件230由可弹性变形的橡胶材料形成，并且用于通过与第二反作用活塞210接触并被压向该第二反作用活塞210而向制动踏板12提供反作用力。第二阻尼构件230安装在形成于阻尼壳体300中的主体部310的接纳空间中，稍后将会对此描述。此时，如附图中所示，第二阻尼构件230被设置成从主体部310的开放上部突出并且与第二反作用活塞210接触，但不限于此。第二阻尼构件230可被设置成在第二反作用活塞210向下移动预定距离后与第二反作用活塞210接触。

同时，第二阻尼构件230具有翼部件233，该翼部件构造成从外周表面沿径向方向突出。绕第二阻尼构件230的上部形成的翼部件233被设置成：当第二阻尼构件230弹性变形时，该翼部件位于第二反作用活塞210与阻尼壳体300的上端之间，使得阻尼壳体300的上端不接触第二反作用活塞210(参照图4)。即，防止由金属材料形成的第二反作用活塞210接触阻尼壳体300，并因而防止踏板作用力急剧增大。

阻尼壳体300被装配至模拟器块100，使得以预定距离与第二反作用活塞210间隔开。如上所述，阻尼壳体300被装配至第二孔102的下端，使得以预定距离与第二反作用活塞210间隔开。更具体地说，阻尼壳体300包括：主体部310，该主体部是向上打开的并且具有柱形形状；以及凸缘部320，该凸缘部从主体部310的下外周表面径向延伸。

主体部310中具有接纳空间，并且第二阻尼构件230安装在该接纳空间中。这里，主体部310的内表面的上部可形成为具有倾斜的表面，该倾斜的表面向外倾斜，从而当第二阻尼构件230弹性变形时，其容易弹性变形。

凸缘部320被装配至第二孔102的下端，并且反作用弹簧220的下端支撑在凸缘部320的上表面上。主体部310与凸缘部320一体形成。

同时，止挡件400安装在阻尼壳体300的下端，使得阻尼壳体300稳固地固定值模拟器块100。即，止挡件400固定至模拟器块100并用于支撑阻尼壳体300。

如上所述，在踏板模拟器1中，因为第一反作用部与第二反作用部被设置成具有串联结构，所以第一反作用活塞110被推动，于是第二反作用活塞210被推动。即，第一反作用活塞110被推动，从而第一阻尼构件130被第二反作用活塞210按压并且弹性变形，因此初次提供反作用力。然后，当第一反作用活塞110的下端与第二反作用活塞210接触并按压第二反作用活塞210时，由反作用弹簧220产生第二次反作用力。第二反作用活塞210压缩反作用弹簧220、与第二阻尼构件230接触并按压第二阻尼构件230，因此由反作用弹簧220与第二阻尼构件230产生第三次反作用力。此时，如附图中所示，当第二阻尼构件230被设置成处于与第二反作用活塞210接触的状态时，第二次反作用力与第三次反作用力一起产生。

如上所述，踏板模拟器1被形成为划分成第一反作用区段A(初始制动区段)与第二反作用区段B(最后制动区段)，第一反作用区段A对应于布置在第一孔101中的第一反作用活塞110的移动，第二反作用区段B对应于布置在第二孔102中的第二反作用活塞210的移动，借此提供稳定的踏板感觉。这里，与第一反作用活塞110与第二反作用活塞210之间的距离对应的按压区段被称为第一按压区段A，并且由第二反作用活塞210按压的按压区段被称为第二按压区段B。第二按压区段B长于第一按压区段A。即，反作用弹簧220与第二阻尼构件230被第二反作用活塞210按压的距离被形成为较长，使得非线性部分最大化，因而防止踏板的作用力急剧增大。因此，可在达到类似传统制动系统的曲线拐点后体现出的柔和的踏板感觉过渡。

参照图3与图4描述如上所述的用于主动制动系统的踏板模拟器的运行状态。

首先，如图3中所示，当液压被从主缸(参照图2的附图标记10)穿过模拟器块100的油孔103引入时，第一反作用活塞110被推动，并且安装在第一反作用活塞110处的第一阻尼构件130一起移动。因此，第一阻尼构件130被第二反作用活塞210的突出部213按压，因而产生反作用力。此时，因为第一阻尼构件130处于被突出部213按压到预定程度的状态，所以在作为初始制动区段的第一按压区段A处提供柔和的踏板感觉。

然后，如图4中所示，第一反作用活塞110移动，并且第一反作用活塞110的下端与第二反作用活塞210接触，从而第二反作用活塞210被推动，压缩反作用弹簧220，按压第二阻尼构件230，因而产生反作用力。在此情形下，如果第二反作用活塞210被进一步推动，那么根据第二阻尼构件230的弹性形变，翼部件233位于第二反作用活塞210与阻尼壳体300之间，并在其间被按压，从而产生高的反作用力。此时，当位于第二反作用活塞210下方的第二阻尼构件230以预定距离与第二反作用活塞210间隔开时，在压缩反作用弹簧220而产生第二次反作用力后第二阻尼构件230被按压，因而可产生第三次反作用力。

因此，在制动踏板(参照图2的附图标记12)的初始行程区段(参照图5的A)中，由第一阻尼构件130的反作用力提供了低的反作用力，而在制动踏板12的最后行程区段(参照图5的B)中，添加了反作用弹簧220与第二阻尼构件230的反作用力，因而可提供给制动踏板12高的反作用力。

同时，当第二阻尼构件230被按压并且弹性变形时，第二阻尼构件230借助在阻尼壳体300的上部内侧形成的倾斜表面而容易弹性变形，并且覆盖阻尼壳体300的上端，而且形成在第二阻尼构件230处的翼部件233位于第二反作用活塞210与阻尼壳体300之间以防止二者接触。

图5是示出根据本发明的一个实施方式的用于主动制动系统的踏板模拟器中的踏板行程与踏板感觉之间的关系的图表。

如上所述，第一反作用部与第二反作用部被串联设置在踏板模拟器1处，并且布置在第二孔102处的第二阻尼构件230具有长的按压长度。因此，如图5中所示，反作用以二次曲线型而非直线型(参照图1)增加，该反作用提供类似传统的制动系统的踏板模拟器中的反作用力，因此可提供更合意的踏板感觉。而且，因为利用第一阻尼构件130提供反作用力从而防止在最初制动区段由弹簧提供反作用力时发生活塞震颤现象(参照图1)，所以可提供柔和的踏板感觉。

此时，区段P1是这样的区段，在该区段中，第一阻尼构件被按压，从而产生反作用力；区段P2是这样的区段，在该区段中，当第二反作用活塞210与第二阻尼构件230间隔开时，添加了通过压缩反作用弹簧220产生的反作用力以及通过按压第一阻尼构件130产生的反作用力；并且区段P3是这样的区段，在该区段中，添加了第一阻尼构件130与反作用弹簧220的反作用力以及通过按压第二阻尼构件230产生的反作用力。即，区段P1是初始区段A，区段P2与P3是踏板行程的最后区段B。换而言之，如图表中所示，区段P2与P3形成为使得非线性区段被最大化，因而即便当其斜度因高反作用力而急剧增大时，该斜度也会平滑增大。

因此，根据本发明的用于主动制动系统的踏板模拟器1构造成借助第一阻尼构件130在初始制动阶段提供柔和的踏板感觉而无震颤感，而且在最后制动阶段根据第二阻尼构件230的按压程度提供踏板感觉，使得最后制动区段中急剧增大的反作用力可平滑增大。因此，可改善制动踏板感觉。

根据本发明的用于主动制动系统的踏板模拟器被设置成具有第二阻尼结构，其中借助由橡胶材料形成的第一阻尼构件在初始制动区段中提供低反作用力，因此可免除由于传统弹簧而引起的活塞震颤感，从而可提供柔和的踏板感觉。

而且，在最后制动区段中，借助弹簧以及第二阻尼构件提供高反作用力以产生类似于传统制动系统的踏板感觉的非线性反作用力，因而改善了踏板感觉。

尽管已经示出并描述了本发明的一些实施方式，但是本领域技术人员应理解：在不脱离本发明的原理及宗旨的情况下可在这些实施方式中做出多种变更，本发明的范围由权利要求及其同等物限定。

相关申请的交叉援引

本申请要求于2013年10月15日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请P2013-0122329的优先权，通过援引将该韩国专利申请的公开内容合并于此。

Claims (5)

1.一种用于主动制动系统的踏板模拟器，该踏板模拟器安装在主缸处，以接收对应于驾驶员的踏板作用力的液压并且向驾驶员提供踏板感觉，所述踏板模拟器包括：

模拟器块，该模拟器块的上部具有与所述主缸连接的油孔，并且该模拟器块中具有与所述油孔连通的孔；

阻尼壳体，该阻尼壳体被联接成密封所述孔的下端；

第一反作用活塞，该第一反作用活塞在所述孔中设置成能借助从所述主缸引入的油滑动；

第二反作用活塞，该第二反作用活塞以可滑动的方式设置在所述孔中并且以预定距离与所述第一反作用活塞间隔开地布置在所述第一反作用活塞下方；

第一阻尼构件，该第一阻尼构件在所述第一反作用活塞处安装成与所述第一反作用活塞一起移动；

第二阻尼构件，该第二阻尼构件安装在所述阻尼壳体处并且构造成通过按压所述第二反作用活塞而提供反作用力；以及

反作用弹簧，该反作用弹簧设置在所述第二反作用活塞与所述阻尼壳体之间，

其中，在所述第一反作用活塞的下端处形成有插入槽，该插入槽向上凹入以安装所述第一阻尼构件。

2.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其中，所述第二反作用活塞包括：突出部，该突出部构造成朝所述第一反作用活塞突出；以及延伸部，该延伸部构造成沿径向向外方向从所述突出部的下端延伸，并且

所述突出部与所述第一阻尼构件接触，使得所述第一阻尼构件布置成处于被按压预定程度的状态。

3.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其中，所述阻尼壳体包括：主体部，该主体部布置成以预定距离与所述第二反作用活塞间隔开并且具有柱形形状，该柱形形状的上部是开放的并且其内具有接纳空间；以及凸缘部，该凸缘部构造成沿径向方向从所述主体部的下外周表面延伸，以支撑所述反作用弹簧并被装配在所述孔处。

4.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其中，所述第二阻尼构件形成为朝所述第二反作用活塞突出，并且其中所述第二阻尼构件被所述第二反作用活塞按压的按压区段形成为长于具有所述第一反作用活塞与所述第二反作用活塞之间的间隔距离的按压区段。

5.根据权利要求1所述的踏板模拟器，其中，在所述阻尼壳体的下端处还安装有止挡件，以将所述阻尼壳体固定至所述模拟器块。