一种电动车用制动踏板总成的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车制动技术领域，特别的涉及一种电动车用制动踏板总成。


背景技术：

2.随着电动汽车技术逐渐成熟，越来越多的汽车厂商开始研发电动汽车。电动汽车采用的是电机驱动，没有内燃机，而传统的液压制动系统需要依靠内燃机提供的真空作为助力来源。虽然目前电动汽车仍然使用液压制动系统，但必须加装独立的液压装置，使得制动系统成本增加而且还会占据不少的空间。
3.随着电动汽车技术的进一步成熟和推广，线控技术将逐步应用于电动汽车，包括线控转向系统、线控油门系统和线控制动系统。线控制动系统的制动踏板和车轮制动机构之间没有直接的液压或机械连接，是一种解耦的工作模式。
4.当驾驶员踩制动踏板时，由于制动踏板和制动机构解耦，制动踏板将刹车指令通过电信号传递到车轮制动机构的电控系统中，由电控系统根据接收的电信号进行制动控制，但车轮制动机构受到的反向作用无法反向传递至制动踏板上，缺少传统制动系统的制动踏板反馈感觉，驾驶员无法通过制动踏板感受路面或车身状况。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构简单，安装方便，能够提供制动踏板反馈力，有利于改善驾驶体验的电动车用制动踏板总成。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
7.一种电动车用制动踏板总成，包括踏板支架和铰接在所述踏板支架上的制动踏板，其特征在于，还包括用于产生模拟反馈力的直线电机，所述直线电机的一端铰接在所述踏板支架上，另一端铰接在所述制动踏板的中部；所述踏板支架和制动踏板之间还设置有用于检测踏板踩踏行程的行程检测机构和用于制动踏板复位的复位弹簧，所述直线电机和行程检测机构均连接至制动控制器。
8.在上述硬件配置的基础上，制动时，驾驶员踩踏制动踏板，行程检测机构获取踏板踩踏行程的检测信号后送入制动控制器中，制动控制器就可以依据此信号计算作用于各个车轮上的制动力，同时，也可以根据该信号控制直线电机产生轴向推力，模拟出踏板反馈力，给予驾驶员刹车反馈，改善驾驶体验。驾驶员松开制动踏板后，制动踏板在复位弹簧的作用下，恢复原位。直线电机的结构简单，轴向推力的控制方便可靠，有利于简化制动踏板结构，便于安装。
9.进一步的，所述直线电机包括呈筒状的壳体和可轴向伸缩地设置在所述壳体内的推杆，所述推杆的外端部铰接在所述制动踏板上，所述复位弹簧为套设在所述推杆上的螺旋弹簧，且两端分别连接至所述壳体和制动踏板。
10.这样，制动踏板受到踩踏时，推动推杆朝向壳体内收缩，同时压缩壳体与制动踏板之间的复位弹簧。安装时，只需要将复位弹簧套在推杆外，一端抵接在壳体端部，同时，拉出推杆并铰接在制动踏板上，使复位弹簧的另一端抵接在推杆和制动踏板的铰接处，就可以完成装配，操作简便。
11.进一步的，所述推杆背离壳体的一端具有垂直设置的定位板，所述复位弹簧的两端分别抵接在所述壳体和所述定位板上。
12.这样，通过定位板将复位弹簧一体安装在直线电机上，使用时，只需要将直线电机安装在踏板支架和制动踏板之间就可以完成装配，更加简化了安装结构。
13.进一步的，所述复位弹簧为圆锥螺旋弹簧。
14.圆锥螺旋弹簧的缓冲性能较好，能承受较大载荷。
15.进一步的，所述壳体内固定设置有呈环形的永磁体，所述推杆朝内的一端连接有电机线圈，所述电机线圈电连接至所述制动控制器。
16.这样，驾驶员在踩踏制动踏板时，推杆会推动电机线圈在壳体内轴向移动，处于永磁体磁场中运动的线圈会产生感应电动势，该电动势与电机线圈的运动速度呈正比，即与制动踏板的踩踏速度呈正比。通过检测感应电动势大小即可获得制动踏板的踩踏速度。同时，也能得出制动踏板的踩踏行程，制动控制器也将依据此信号计算作用于各个车轮上的制动力，提高系统冗余性能。
17.进一步的，所述推杆采用不锈钢制成，所述行程检测机构为套设在所述推杆上的位移传感器，并安装在所述壳体的端部。
18.这样，采用套设在推杆上的位移传感器可以将行程检测机构一并集成到直线电机上，进一步简化安装结构。
19.进一步的，所述永磁体包括一体呈环形的第一永磁体和呈弧形的第二永磁体，多个所述第二永磁体沿圆周方向相接呈环形磁组，所述第一永磁体和环形磁组沿轴向依次间隔地设置有多个。
20.进一步的，所述第一永磁体和第二永磁体采用哈尔巴赫阵列排布。
21.进一步的，所述永磁体采用钕铁硼强磁材料制成。
22.进一步的，所述电机线圈沿轴向设置有两组。
23.与目前广泛使用的液压制动踏板模拟器相比，本实用新型具有如下优点：
24.1、无需液压泵、液压管路、活塞及液压缸等原件，系统结构更简单。
25.2、电动车电池直接提供电能，无需先将电能转换为液压压力，在将液压压力转换为活塞运动的能量转换过程。
26.3、机电系统的响应较液压系统更加迅速，可以提供更迅速的制动反应。
附图说明
27.图1为本实用新型的制动踏板总成的整体结构示意图。
28.图2是halbach永磁体阵列的磁场示意图。
29.图3为第一永磁体的结构示意图。
30.图4为环形磁组的结构示意图。
31.图5为电机线圈的结构示意图。
32.图6为直线电机剖视图。
33.图7为踏板模拟器初始状态的结构示意图。
34.图8为踏板模拟器制动状态的结构示意图。
35.图9和图10电机线圈在磁场内不同位置的示意图。
具体实施方式
36.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
37.具体实施时：如图1～图10所示，一种电动车用制动踏板总成，包括踏板支架1和铰接在所述踏板支架1上的制动踏板2，还包括用于产生模拟反馈力的直线电机3，所述直线电机3的一端铰接在所述踏板支架1上，另一端铰接在所述制动踏板2的中部；所述踏板支架1和制动踏板2之间还设置有用于检测踏板踩踏行程的行程检测机构4和用于制动踏板复位的复位弹簧5，所述直线电机3和行程检测机构4均连接至制动控制器。
38.在上述硬件配置的基础上，制动时，驾驶员踩踏制动踏板，行程检测机构获取踏板踩踏行程的检测信号后送入制动控制器中，制动控制器就可以依据此信号计算作用于各个车轮上的制动力，同时，也可以根据该信号控制直线电机产生轴向推力，模拟出踏板反馈力，给予驾驶员刹车反馈，改善驾驶体验。驾驶员松开制动踏板后，制动踏板在复位弹簧的作用下，恢复原位。直线电机的结构简单，轴向推力的控制方便可靠，有利于简化制动踏板结构，便于安装。
39.实施时，所述直线电机3包括呈筒状的壳体31和可轴向伸缩地设置在所述壳体31内的推杆32，所述推杆32的外端部铰接在所述制动踏板1上，所述复位弹簧5为套设在所述推杆32上的螺旋弹簧，且两端分别连接至所述壳体31和制动踏板2。
40.这样，制动踏板受到踩踏时，推动推杆朝向壳体内收缩，同时压缩壳体与制动踏板之间的复位弹簧。安装时，只需要将复位弹簧套在推杆外，一端抵接在壳体端部，同时，拉出推杆并铰接在制动踏板上，使复位弹簧的另一端抵接在推杆和制动踏板的铰接处，就可以完成装配，操作简便。
41.实施时，所述推杆32背离壳体31的一端具有垂直设置的定位板33，所述复位弹簧5的两端分别抵接在所述壳体31和所述定位板33上。
42.这样，通过定位板将复位弹簧一体安装在直线电机上，使用时，只需要将直线电机安装在踏板支架和制动踏板之间就可以完成装配，更加简化了安装结构。
43.实施时，所述复位弹簧5为圆锥螺旋弹簧。
44.圆锥螺旋弹簧的缓冲性能较好，能承受较大载荷。
45.实施时，所述壳体31内固定设置有呈环形的永磁体34，所述推杆32朝内的一端连接有电机线圈35，所述电机线圈35电连接至所述制动控制器。
46.这样，驾驶员在踩踏制动踏板时，推杆会推动电机线圈在壳体内轴向移动，处于永磁体磁场中运动的线圈会产生感应电动势，该电动势与电机线圈的运动速度呈正比，即与制动踏板的踩踏速度呈正比。通过检测感应电动势大小即可获得制动踏板的踩踏速度。同时，也能得出制动踏板的踩踏行程，制动控制器也将依据此信号计算作用于各个车轮上的制动力，提高系统冗余性能。
47.实施时，所述推杆32采用不锈钢制成，所述行程检测机构4为套设在所述推杆32上
的位移传感器，并安装在所述壳体31的端部，本实施例中，位移传感器为差动变压器式位移传感器。
48.这样，采用套设在推杆上的位移传感器可以将行程检测机构一并集成到直线电机上，进一步简化安装结构。
49.实施时，所述电机线圈35沿轴向设置有两组。所述永磁体34采用钕铁硼强磁材料制成。包括一体呈环形的第一永磁体和呈弧形的第二永磁体，多个所述第二永磁体沿圆周方向相接呈环形磁组，所述第一永磁体和环形磁组沿轴向依次间隔地设置有多个。所述第一永磁体和第二永磁体采用哈尔巴赫阵列排布。
50.不制动时，制动踏板、推杆、复位弹簧及直线电机的相对位置如图7所示，此时推杆下端与直线电机底部的距离为s0，如图7所示。当需要制动时，驾驶员踩踏制动踏板2，制动踏板绕支架固定支点转动，压缩复位弹簧并驱动推杆32与行程检测机构4产生相对运动，推杆32推动电机线圈35向下运动，如图8所示。此时推杆下端与直线电机底部的距离为s1，那么推杆的相对位移为：
51.s＝s0
‑
s1
52.行程检测机构4可检测此位移信号，从而采集驾驶员的制动踏板作用力。驾驶员踩踏制动踏板的力越大，复位弹簧5压缩量越大，推杆32与行程检测机构4的相对位移s也越大。此外，驾驶员踩踏制动踏板越迅速，电机线圈产生的感应电动势越大，该感应电动势可用电压传感器测量。制动踏板位移和线圈感应电动势被传感器采集后传递给制动控制器，制动控制器依据制动踏板位移和速度信号计算作用于各个车轮上的制动力。在此种制动情况下，线圈不主动通入电流，即直线电机不提供推力，制动结束后，由复位弹簧5提供制动踏板回复力。
53.当紧急制动导致abs系统启动，或者路面比较颠簸时，制动踏板模拟器需要向驾驶员提供制动反馈力，即直线电机反向给制动踏板提供推力，使驾驶员获得“抵脚”的制动反馈感觉。直线电机提供推力时，若需要的反馈力较小，可根据情况间歇的向两组线圈绕组通入电流，通过调整线圈电流方向使直线电机的推力方向相同。若需要的反馈力较大，则可以两组线圈绕组同时通入电流，电流的方向则根据线圈所处位置不同而不同，如图9和图10所示。当两线圈绕组位于不同弧形永磁体时，两线圈电流方向相反；当两线圈绕组位于相同弧形永磁体时，两线圈电流方向相同。通过此种方式使两线圈绕组的所受到的电磁力方向相同，相互叠加，最终提供成倍的推力，且推力的强度和频率与abs系统的强度和频率一致。
54.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。