本發(fā)明屬于車輛制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車解耦分布式制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置。

背景技術(shù)：

制動(dòng)系統(tǒng)是汽車底盤的重要組成部分之一，直接關(guān)系到汽車綜合性能及生命財(cái)產(chǎn)安全。雖然傳統(tǒng)液壓式、氣壓式制動(dòng)系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)有制動(dòng)法規(guī)的各項(xiàng)要求，但是存在著管道布置復(fù)雜、依靠真空助力裝置、制動(dòng)響應(yīng)速度較慢、制動(dòng)力矩不可主動(dòng)調(diào)節(jié)及難于與其他系統(tǒng)集成控制等不足之處，不適合汽車尤其是電動(dòng)汽車底盤集成化控制的發(fā)展要求。

線控制動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)了制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)與制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的解耦，主要有電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)(ehb)與電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)(emb)兩種，取消了制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)與制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的直接連接，以電線為信息傳遞媒介，電子控制單元根據(jù)相關(guān)傳感器信號識(shí)別制動(dòng)意圖，控制制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)車輪制動(dòng)力的控制，具有不依賴真空助力裝置、動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速、易于集成控制等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理上的不足。

由于制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)與制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了解耦，使得線控制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)不再依賴于傳統(tǒng)的真空助力裝置，可以獨(dú)立地進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。但是，目前線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)仍然采用傳統(tǒng)的腳踏板式單一操縱機(jī)構(gòu)形式，沒有充分利用手指操縱比腳操縱更加輕便、靈活、迅速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢，且不能有效避免在緊急制動(dòng)時(shí)誤踩油門踏板現(xiàn)象的發(fā)生。

目前，在已有可查詢的線控制動(dòng)系統(tǒng)操縱裝置相關(guān)信息中，與本發(fā)明最相關(guān)的技術(shù)是中國授權(quán)公告號為cn201863825u的實(shí)用新型專利——一種汽車線控制動(dòng)系統(tǒng)的按鈕式操縱裝置和申請公布號為cn104442753a的發(fā)明專利——電阻應(yīng)變式手控制動(dòng)操縱裝置。上述發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操縱省力、預(yù)緊度可調(diào)，采用雙可變電阻器為制動(dòng)意圖識(shí)別傳感器，采用雙彈簧機(jī)構(gòu)為制動(dòng)感覺模擬器，可有效防止制動(dòng)時(shí)誤踩油門踏板現(xiàn)象的發(fā)生。但是，其雙可變電阻器的電阻片安裝在上殼體上，滑片固定在按鈕上，安裝不便，且由于按鈕動(dòng)作時(shí)會(huì)偏離中心軸線及按鈕位移偏小，影響雙可變電阻器使用壽命及檢測精度。上述發(fā)明專利提出了一種安裝于方向盤上，利用手指操縱，具有制動(dòng)意圖感知、制動(dòng)感覺模擬及自適應(yīng)匹配功能，可有效防止緊急制動(dòng)時(shí)誤踩油門踏板現(xiàn)象的電阻應(yīng)變式手控操縱裝置。但是，其結(jié)構(gòu)還稍顯復(fù)雜，按鈕位移還較大，操縱感覺可以進(jìn)一步提高。至目前為止，結(jié)構(gòu)簡單、按鈕位移小、操縱感覺好的制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置還鮮有提及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，按鈕位移較大，操縱感覺不好的缺陷，本發(fā)明提供一種汽車解耦分布式制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置，其安裝于方向盤上，利用手指操縱，具有制動(dòng)意圖感知、制動(dòng)感覺模擬及自適應(yīng)匹配功能，可有效防止緊急制動(dòng)時(shí)誤踩油門踏板現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)簡單、按鈕位移小、操縱感覺好,主要通過按鈕力大小識(shí)別制動(dòng)意圖的手控制動(dòng)操縱裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種汽車解耦分布式制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置，包括殼體、上端蓋、彈性元件和硅膜片，殼體安裝于方向盤上，殼體上端向下開設(shè)有一盲孔，盲孔底端開設(shè)有一通孔，且通孔的直徑小于盲孔的直徑；上端蓋設(shè)置于盲孔上端，彈性元件設(shè)置于盲孔內(nèi)；彈性元件上端與上端蓋相接觸，彈性元件下端局部位于通孔內(nèi)，并與水平固定于通孔內(nèi)的硅膜片相接觸；當(dāng)彈性元件下端局部向下位移時(shí)，使硅膜片變形；硅膜片上分布有四個(gè)等值的半導(dǎo)體應(yīng)變片，并電連接成全橋差動(dòng)電橋電路；全橋差動(dòng)電橋電路的輸出電壓輸出給制動(dòng)控制單元，用于識(shí)別駕駛員制動(dòng)意圖并實(shí)施制動(dòng)。

作為優(yōu)選的，所述殼體呈中空的圓柱形，其與方向盤固定連接。

作為優(yōu)選的，上端蓋呈圓形，上端蓋由軟性材料制成。

作為優(yōu)選的，彈性元件呈兩級圓柱形，其上側(cè)截面半徑大于下側(cè)截面半徑，且其下端面為光滑的球面形狀，彈性元件由彈性塑料制成。

作為優(yōu)選的，硅膜片下端位于通孔內(nèi)設(shè)置有與殼體密封連接的防塵膜。

作為優(yōu)選的，防塵膜為金屬薄膜。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的手控制動(dòng)操縱裝置安裝于方向盤上，其結(jié)構(gòu)簡單、布置方便、操作便捷、實(shí)現(xiàn)容易，可充分利用手指操縱，比腳操縱更加輕便、靈活、迅速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢。另外，本發(fā)明手控操縱裝置能有效避免在緊急制動(dòng)時(shí)駕駛員誤踩油門踏板現(xiàn)象的發(fā)生，提高制動(dòng)安全性能。本發(fā)明手控操縱裝置操作位移小，主要通過檢測按鈕力來識(shí)別駕駛員制動(dòng)意圖，操縱感覺好、識(shí)別精度高。本發(fā)明手控操縱裝置具有自適應(yīng)匹配功能，可以減少手控操縱裝置自身問題及環(huán)境變化對汽車制動(dòng)狀態(tài)的影響，同時(shí)可以滿足不同駕駛員的個(gè)體要求，提高產(chǎn)品適用范圍。本發(fā)明手控操縱裝置可與傳統(tǒng)制動(dòng)踏板相互配合工作。若其中一個(gè)出現(xiàn)故障而失效，另一個(gè)可以起到應(yīng)急備用的功能，保持對汽車制動(dòng)的正常操作，提高汽車制動(dòng)安全性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置位置示意圖；

圖2是本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的硅膜片上應(yīng)變電阻片粘貼位置示意圖；

圖4為本發(fā)明的手控操縱壓力測量電路示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例的制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置位置示意圖，該制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置安裝于方向盤1上，左、右兩側(cè)各安裝一個(gè)(左側(cè)手控制動(dòng)按鈕2與右側(cè)手控制動(dòng)按鈕3)，或僅在左側(cè)安裝一個(gè)(左側(cè)手控制動(dòng)按鈕2)，駕駛員可通過拇指操作實(shí)現(xiàn)對汽車制動(dòng)的控制。

如圖2所示，為本實(shí)施例的制動(dòng)系統(tǒng)手控操縱裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其包括殼體4、上端蓋5、彈性元件6和硅膜片7，殼體4安裝于方向盤上，殼體4上端向下開設(shè)有一盲孔，盲孔底端開設(shè)有一通孔，且通孔的直徑小于盲孔的直徑；上端蓋5設(shè)置于盲孔上端，彈性元件6設(shè)置于盲孔內(nèi)；彈性元件6上端與上端蓋5相接觸，彈性元件6下端局部位于通孔內(nèi)，并與水平固定于通孔內(nèi)的硅膜片7相接觸；當(dāng)彈性元件6下端局部向下位移時(shí)，使硅膜片7變形；硅膜片7上分布有四個(gè)等值的半導(dǎo)體應(yīng)變片，并電連接成全橋差動(dòng)電橋電路；全橋差動(dòng)電橋電路的輸出電壓輸出給制動(dòng)控制單元，用于識(shí)別駕駛員制動(dòng)意圖并實(shí)施制動(dòng)。

上述方案中，所述殼體4呈中空的圓柱形，其與方向盤1固定連接；是整個(gè)手控操縱裝置的安裝基礎(chǔ)。

上述方案中，上端蓋5呈圓形，上端蓋5由優(yōu)質(zhì)軟性材料制成。在上端蓋5上，可設(shè)有一個(gè)字母“b”表示制動(dòng)的意思。

上述方案中，彈性元件6呈兩級圓柱形，其上側(cè)截面半徑大于下側(cè)截面半徑，且其下端面為光滑的球面形狀，彈性元件6由優(yōu)質(zhì)彈性塑料制成；受壓會(huì)發(fā)生變形，卸壓又可快速復(fù)原；且彈性元件6受壓或放松時(shí)，下端球面可以輕微上下移動(dòng)。

上述方案中，硅膜片7與殼體4固定連接，且具有一定彈性。在彈性元件6下端球面觸碰時(shí)，硅膜片7會(huì)發(fā)生可重復(fù)變形。

上述方案中，硅膜片7下端位于通孔內(nèi)設(shè)置有與殼體4密封連接的防塵膜8；防塵膜8為金屬薄膜，用于防止灰塵、水汽等進(jìn)入手控操縱機(jī)構(gòu)而影響制動(dòng)意圖識(shí)別精度。

如圖3、圖4所示，為本實(shí)施例的硅膜片上應(yīng)變電阻片粘貼位置示意圖與手控操縱壓力測量電路示意圖。在硅膜片7特定方向上分布有四個(gè)等值的半導(dǎo)體應(yīng)變片(r1、r2、r3、r4)，連接成全橋差動(dòng)電橋電路。這樣既可提高輸出電壓靈敏度、減小非線性誤差，又具有溫度補(bǔ)償作用。半導(dǎo)體應(yīng)變片在受壓或受拉時(shí)，其電阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)硅膜片7受到外界壓力作用，電橋失去平衡時(shí)，若對電橋加激勵(lì)電源(恒流和恒壓)，便可得到與被測壓力成正比的輸出電壓，從而達(dá)到測量壓力的目的。

在實(shí)施汽車制動(dòng)時(shí)，駕駛員可通過拇指按壓上端蓋5使彈性元件6發(fā)生輕微變形而其下端面下移，推動(dòng)硅膜片7發(fā)生變形使全橋差動(dòng)電橋電路輸出電壓給制動(dòng)控制單元識(shí)別駕駛員制動(dòng)意圖并實(shí)施制動(dòng)。

汽車制動(dòng)時(shí)，駕駛員可以通過上述手控制動(dòng)操縱裝置實(shí)現(xiàn)制動(dòng)操作，也可通過傳統(tǒng)制動(dòng)踏板實(shí)現(xiàn)制動(dòng)操作。若兩者同時(shí)工作時(shí)，則制動(dòng)控制單元以其中目標(biāo)制動(dòng)壓力較大者為基準(zhǔn)信號控制車輪制動(dòng)力。利用手控操縱裝置實(shí)施汽車制動(dòng)，可以充分利用手指操縱比腳操縱更加輕便、靈活、迅速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢，且能有效避免在制動(dòng)時(shí)誤踩油門踏板現(xiàn)象的發(fā)生。

上述手控制動(dòng)操縱裝置具有自適應(yīng)匹配功能。在汽車處于停車、發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，駕駛員可以按下上端蓋5至較大位移處，且持續(xù)三秒鐘以上。此時(shí)，制動(dòng)控制單元?jiǎng)t開啟自適應(yīng)匹配功能，駕駛員可將手控制動(dòng)操縱裝置緩慢按下至其認(rèn)為理想最大位移處并放開，制動(dòng)控制單元通過檢測全橋差動(dòng)電橋電路輸出電壓信號范圍，并以此作為制動(dòng)開始與最大制動(dòng)力的判斷標(biāo)準(zhǔn)。這樣可以減少由于手控制動(dòng)操縱裝置自身問題及環(huán)境變化對汽車制動(dòng)狀態(tài)的影響；同時(shí)，可以滿足不同駕駛員的個(gè)體需求，提高產(chǎn)品的適用范圍。