[發明專利]一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201911031930.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110667543B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 朱冰;張伊晗;趙健;孟鵬翔;靳萬里;李偉男;康宇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60T8/40
• 分類號: B60T8/40;B60T13/74;B60T7/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置，其特征在于，包括：制動踏板、踏板推桿、踏板感覺模擬器、踏板支架、墊板、防火墻、應變片和數據采集處理模塊；其中，所述踏板推桿的一端鉸接在所述制動踏板的中部，另一端與所述踏板感覺模擬器連接；所述制動踏板的頂端與所述踏板支架鉸接，并通過所述踏板支架、所述墊板固定于所述防火墻上；所述踏板感覺模擬器穿過防火墻上的通孔與所述踏板推桿連接；所述踏板推桿后端貼設有應變片，所述數據采集處理模塊通過導線與所述應變片相連接，所述應變片上產生的應變數據被所述數據采集處理模塊進行采集和接收；所述數據采集處理模塊中包括制動踏板力處理單元；

所述踏板感覺模擬器為三段式圓柱形回轉體，內腔中依次裝配有第一活塞、第一模擬彈簧、第二活塞、第二模擬彈簧、第三活塞、第三模擬彈簧，其中所述第一活塞前端為大軸徑段與所述踏板推桿鉸接，所述第一活塞后端為小軸徑段裝配有所述第一模擬彈簧；所述第二活塞前端為小軸徑段裝配有所述第一模擬彈簧，所述第二活塞后端為小軸徑段裝配有所述第二模擬彈簧，所述第三活塞前端為小軸徑段裝配有所述第二模擬彈簧，所述第三活塞后端為小軸徑段裝配有所述第三模擬彈簧；

當駕駛員踩動制動踏板時，制動踏板在踏板支架的導向作用下推動踏板推桿向右平動，踏板推桿推動踏板感覺模擬器中的第一活塞克服第一模擬彈簧的反作用力向右平動，設第一模擬彈簧，第二模擬彈簧，第三模擬彈簧的剛度分別為k₁，k₂，k₃，則k₁＜k₂＜k₃，第一模擬彈簧被壓縮時，第二模擬彈簧和第三模擬彈簧的形變較小，此過程對應于踏板力-踏板行程關系曲線的第一階段；當第一模擬彈簧被壓縮至第一活塞與第二活塞接觸后，踏板推桿推動第一活塞和第二活塞克服第二模擬彈簧的反作用力向右平動，此過程對應于踏板力-踏板行程關系曲線的第二階段；當第二模擬彈簧被壓縮至第二活塞與第三活塞接觸后，踏板推桿推動第一活塞、第二活塞和第三活塞克服第三模擬彈簧的反作用力向右平動，此過程對應于踏板力-踏板行程關系曲線的第三階段；與此同時，踏板推桿受到相應的壓應力并產生壓縮形變，粘貼在踏板推桿圓柱體表面的應變片與圓柱體一同產生形變，相應的全橋電路輸出電壓作用在制動踏板力處理單元上，依照制動踏板力處理單元中預設的全橋電路輸出電壓與制動踏板力的映射關系，得到相應的踏板力信號。

2.根據權利要求1所述的一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置，其特征在于，所述踏板感覺模擬器為三段式圓柱形回轉體；前端小軸徑段與中段在內腔設有臺肩，中段與后端大軸徑段內腔設有臺肩；內腔中依此裝配有第一活塞、第一模擬彈簧、第二活塞、第二模擬彈簧、第三活塞、第三模擬彈簧，其中所述第一活塞前端為大軸徑段與所述踏板推桿鉸接，所述第一活塞后端為小軸徑段裝配有所述第一模擬彈簧，所述第一活塞后端與所述第二活塞前端形成第一工作腔，所述第二活塞前端為小軸徑段裝配有所述第一模擬彈簧，所述第二活塞中部為大軸頸段并與第一臺肩配合，所述第二活塞后端為小軸徑段裝配有所述第二模擬彈簧，所述第二活塞后端與所述第三活塞前端形成第二工作腔，所述第三活塞前端為小軸徑段裝配有所述第二模擬彈簧，所述第三活塞中部為大軸頸段并與第二臺肩配合，所述第三活塞后端為小軸徑段裝配有所述第三模擬彈簧，所述第三活塞后端與所述踏板感覺模擬器后端形成第三工作腔。

3.根據權利要求1所述的一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置，其特征在于，所述踏板感覺模擬器中部設置有連接板，并通過所述連接板與所述防火墻連接。

4.根據權利要求1所述的一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置，其特征在于，所述數據采集處理模塊中包括有電源、全橋電路、制動踏板力處理單元、總控開關和保護電阻，其中所述電源為所述全橋電路供電，所述全橋電路輸出的電壓作用在所述制動踏板力處理單元上；所述總控開關設在所述電源與所述全橋電路的連接線路上；所述保護電阻設在所述全橋電路與所述制動踏板力處理單元的連接線路上。

5.根據權利要求4所述的一種用于駕駛習性分類的制動踏板感覺模擬裝置，其特征在于，所述全橋電路由應變片組成，具體包括第一應變片、第二應變片、第三應變片、第四應變片、第五應變片、第六應變片、第七應變片和第八應變片組成，其中所述第一應變片、所述第二應變片、所述第三應變片、所述第四應變片平行于軸向沿周向均勻布置，所述第五應變片、所述第六應變片、所述第七應變片、所述第八應變片垂直于軸向沿周向均勻布置，所述第一應變片和所述第三應變片串聯在一個橋臂上，所述第二應變片、所述第四應變片串聯在一個橋臂上，所述第五應變片和所述第七應變片串聯在一個橋臂上，所述第六應變片和所述第八應變片串聯在一個橋臂上，四個橋臂均是工作臂，構成全橋電路。