[发明专利]一种应用于线控制动系统的踏板感觉模拟器及其控制方法

说明书

本发明提供一种应用于线控制动系统的踏板感觉模拟器及其控制方法，包括制动踏板、踏板推杆、模拟器缸体、第一活塞、第二活塞、第三活塞、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、踏板力调节装置、踏板位移传感器、踏板力传感器、电控单元ECU；采集特定工况下驾驶员的踏板位移以及踏板位移速率信号，并通过K‑Means聚类或层次聚类算法将驾驶员的驾驶习性分类为“激进型”、“一般型”、“谨慎型”，根据上述驾驶员驾驶习性分类结果或驾驶员的意愿实现个性化的踏板感觉调节，结构简单、成本低，能够实现踏板力的精确调节和驾驶员制动意图的准确辨识。

技术领域

本发明涉及一种踏板感觉模拟器，特别涉及一种应用于线控制动系统的踏板感觉模拟器及其控制方法。

背景技术

近年来，我国的汽车行业有了较大的发展，并取得了令人瞩目的成绩，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，较为严重的有环境污染、能源危机、出行安全等。为了解决这些问题，汽车行业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。

制动性能是汽车必不可少的重要性能，制动系统是汽车行驶安全的必要保障。传统的液压制动系统主要包括制动踏板机构、真空助力器、制动主缸、液压调节器、制动管路和制动轮缸。其工作过程如下：驾驶员踩下制动踏板，在克服机构间隙后，通过杠杆放大作用和真空助力器的助力作用，进而推动制动主缸活塞移动建立管路压力，高压油经制动管路流向制动轮缸，制动器产生制动力矩，在轮胎和路面作用下使车辆减速。在该过程中，人车组成闭环控制系统，驾驶员不仅要主动控制车辆，还要同时接收车辆的反馈信息，并作出相应的调整。其中，汽车制动踏板给驾驶员反馈的信息对驾驶员的主观感受、车辆控制和行车安全具有重要性意义。

在线控制动系统中，取消了真空助力器，实现了踏板力的完全解耦，即取消了制动踏板与制动轮缸的直接连接，驾驶员的制动意图不再以机械方式而是通过电子方式传递给制动系统，这就需要设计踏板感觉模拟器来模拟驾驶员的脚感，保证给驾驶员传递反馈信息。作为线控制动系统的关键部件之一，踏板感觉模拟器要求能够模拟传统真空助力器的踏板特性。

传统真空助力器的踏板特性曲线可以分为三个部分，第一部分真空助力器尚未起作用，对应的有一段踏板空行程；第二部分真空助力器开始起用，该过程中踏板力随踏板位移增加而增加；第三部分为真空助力器作用达到极限后的踏板位移与踏板力的关系。一些现有的踏板感觉模拟器采用两种刚度不同的弹簧做被动式的模拟，踏板特性与实际差别较大；并且在驾驶员越来越追求个性化的要求下，现有的踏板力不但不可调，而且较为局限，缺乏分类体验和个性化设置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于线控制动系统的踏板感觉模拟器，包括制动踏板、踏板推杆、模拟器缸体、第一活塞、第二活塞、第三活塞、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、踏板力调节装置、踏板位移传感器、踏板力传感器、电控单元ECU；

所述的制动踏板与踏板推杆铰接，第一活塞、第二活塞、第三活塞依次设在模拟器缸体内，踏板推杆穿过模拟器缸体前端板上的通孔与第一活塞相连；

第一弹簧一端与制动踏板相连，另一端固定在车体或模拟器缸体上；第二弹簧和第三弹簧设在模拟器缸体内，第二活塞上设有通孔，第二弹簧固定在第三活塞上，并穿过第二活塞的通孔，在初始状态下，第二弹簧与第一活塞之间设有一段空行程；第三弹簧套在第二弹簧外，两端分别与第二活塞和第三活塞相连；

踏板力调节装置设在模拟器缸体后部，踏板力调节装置包括驱动电机、传动组件和调节推杆，所述的驱动电机的输出端通过传动组件与调节推杆相连，调节推杆另一端穿过模拟器缸体后端板上的通孔与第三活塞相连；

踏板力传感器设在制动踏板上，踏板位移传感器设在踏板推杆上，电控单元ECU分别通过线路与驱动电机、踏板力传感器和踏板位移传感器相连。