專利名稱：一種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域中的制動裝置，特別是關(guān)于ー種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置。
背景技術(shù)：
電動汽車作為緩解能源短缺和環(huán)境污染的重要手段越來越受到重視，為了解決電動汽車續(xù)駛里程較短的問題，制動時回收能量成為ー個重要手段。目前，大部分電動汽車再生制動采用并行再生制動控制方法，即在原有的氣壓制動カ上附加電機制動カ以達到回收制動能量的目的。在汽車制動時，只有驅(qū)動輪上附加有電機制動力，非驅(qū)動輪上只有原來的氣壓制動力。并行再生制動系統(tǒng)的前、后輪氣壓制動カ比值為一定值，無法分別控制，當驅(qū)動輪上附加上電機制動カ后容易造成制動カ過大，影響制動性能，并且制動能量回收也不充分，效果并不理想。 發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供ー種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、實用性強，井能更好地回收制動能量，保證制動安全。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，其特征在于它包括制動踏板、踏板位置傳感器、制動控制単元、兩個開關(guān)電磁閥、兩個伺服閥和制動總閥；所述制動踏板接收來自駕駛員的制動意圖信號，并通過安裝在所述制動踏板上的踏板位置傳感器將該制動意圖信號轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸至所述制動控制単元內(nèi)；所述制動控制單元連接在CAN總線上，從CAN線上獲取擋位信號、車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號；安裝在電動汽車前、后輪制動器之前的氣壓傳感器將檢測到的氣壓信號也傳輸給所述制動控制單元；所述制動控制單元根據(jù)接收到信號產(chǎn)生控制信號，控制所述開關(guān)電磁閥的開閉、伺服閥輸出氣壓的大小，該控制信號還傳輸至CAN總線以控制電機制動カ的大?。粌蓚€所述開關(guān)電磁閥串聯(lián)安裝在所述制動總閥的前后制動回路上；兩個所述伺服閥輸入端分別經(jīng)管路與所述制動總閥并聯(lián)，兩個所述伺服閥的輸出端分別與兩個所述開關(guān)電磁閥輸出端并聯(lián)后輸出，一路輸出信號傳輸至電動汽車的前制動器，另一路輸出信號傳輸至電動汽車的繼動閥。所述制動控制單元內(nèi)設(shè)置有制動強度解釋模塊、前后制動カ分配模塊、伺服閥控制模塊、氣壓電機制動カ分配模塊、最大電機制動カ估算模塊和電機制動カ控制模塊；所述制動踏板傳輸至的制動踏板位置信號經(jīng)所述制動強度解釋模塊傳輸至所述前后制動カ分配模塊內(nèi)，將得到前軸制動力大小傳輸至所述伺服閥控制模塊，將后軸制動力大小傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊；從CAN線上獲取的擋位信號傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊，車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號經(jīng)所述最大電機制動カ估算模塊傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊內(nèi)進行前后輪制動力和氣壓電機制動カ分配，所述氣壓電機制動カ分配模塊將后軸氣壓制動カ傳輸至所述伺服閥控制模塊，所述伺服閥控制模塊還接收氣壓傳感器信號，根據(jù)接收到的所有信號控制前、后伺服閥及兩個開關(guān)電磁閥開關(guān)狀態(tài)；所述氣壓電機制動カ分配模塊將后輪電機制動カ傳輸至所述電機制動カ控制模塊后，輸出的控制電機制動カ大小的信號經(jīng)CAN總線輸出。兩個所述開關(guān)電磁閥都采用兩位兩通電磁閥。本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于采用由制動踏板、踏板位置傳感器、制動控制単元、兩個開關(guān)電磁閥、兩個伺服閥和制動總閥構(gòu)成的制動裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，井根據(jù)汽車變速器所處擋位的不同，采用了不同的制動カ分配策略，控制方便，實用性較強。2、本實用新型由于制動控制單元內(nèi)設(shè)置有制動 強度解釋模塊、前后制動カ分配模塊、伺服閥控制模塊、氣壓電機制動カ分配模塊、最大電機制動カ估算模塊和電機制動カ控制模塊，由氣壓電機制動カ分配模塊根據(jù)前后制動カ分配模塊和最大電機制動カ估算模塊傳輸至的信號進行前后輪制動力和氣壓電機制動カ分配，擋位低時，電機制動所占份額較重；根據(jù)電池SOC信號、電機轉(zhuǎn)速預(yù)先估計電機最大制動力，用于電機氣壓制動力分配；采用氣壓傳感器信號進行伺服閥氣壓控制的反饋控制。因此，能更好地回收制動能量。3、本實用新型在伺服閥連續(xù)工作時間過長時，不再進行氣壓電機聯(lián)合制動，車輛切換到常規(guī)制動，開關(guān)電磁閥常開，伺服閥關(guān)閉，電機制動停止。并且，當車輪發(fā)生抱死狀況時由電動汽車原有的ABS系統(tǒng)進行控制。因此，有效地保證了制動安全。4、本實用新型的制動踏板、踏板位置傳感器、制動控制単元、兩個開關(guān)電磁閥、兩個伺服閥和制動總閥構(gòu)成的制動裝置可以集成為ー個模塊，有利于節(jié)省安裝空間，更有利于產(chǎn)業(yè)化實施。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域中。

圖I是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的制動控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型在電動汽車制動系統(tǒng)中的連接不意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖I所示，本實用新型為一體化控制模塊，其包括制動踏板I、踏板位置傳感器
2、制動控制単元3、兩個開關(guān)電磁閥4、兩個伺服閥5和制動總閥6。制動踏板I接收來自駕駛員的制動意圖信號，并通過安裝在制動踏板I上的踏板位置傳感器2將該制動意圖信號轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸至制動控制単元3內(nèi)；制動控制單元3連接在CAN總線上，從CAN總線上獲取擋位信號、車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號；同時，安裝在電動汽車前、后輪制動器之前的氣壓傳感器將檢測到的氣壓信號也傳輸給制動控制單元3 ;制動控制単元3根據(jù)接收到信號產(chǎn)生控制信號，控制開關(guān)電磁閥4的開閉、伺服閥5輸出氣壓的大小，該控制信號還傳輸至CAN總線以控制電機制動カ的大小。兩個開關(guān)電磁閥4串聯(lián)安裝在現(xiàn)有電動汽車的制動總閥6的前后制動回路上，用于控制制動回路的開閉；兩個伺服閥5輸入端分別經(jīng)管路與制動總閥6并聯(lián)，分別用于控制汽車前、后輪回路，兩個伺服閥5的輸出端分別與兩個開關(guān)電磁閥4輸出端并聯(lián)后輸出，一路輸出信號傳輸至電動汽車的前制動器，另一路輸出信號傳輸至電動汽車的繼動閥。[0015]上述實施例中，如圖2所示，制動控制單元3內(nèi)設(shè)置有制動強度解釋模塊31、前后制動カ分配模塊32、伺服閥控制模塊33、氣壓電機制動カ分配模塊34、最大電機制動カ估算模塊35和電機制動カ控制模塊36。制動踏板I傳輸至的制動踏板位置信號經(jīng)制動強度解釋模塊31傳輸至前后制動カ分配模塊32內(nèi)，將得到前軸制動力大小傳輸至伺服閥控制模塊33，將后軸制動カ大小傳輸至氣壓電機制動カ分配模塊34。從CAN總線上獲取的擋位信號傳輸至氣壓電機制動カ分配模塊34。車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號經(jīng)最大電機制動カ估算模塊35傳輸至氣壓電機制動カ分配模塊34,氣壓電機制動カ分配模塊34將接收到各個信號按照預(yù)置的制動カ分配曲線，進行前后輪制動力和氣壓電機制動カ分配。氣壓電機制動カ分配模塊34將后軸氣壓制動カ傳輸至伺服閥控制模塊33，伺服閥控制模塊33還接收氣壓傳感器信號，根據(jù)接收到的所有信號控制前、后伺服閥及兩個開關(guān)電磁閥4是否關(guān)閉；氣壓電機制動カ分配模塊34將后輪電機制動カ傳輸至電機制動カ控制模塊36后,輸出的控制電機制動カ大小的信號經(jīng)CAN總線輸出。上述各實施例中，兩個開關(guān)電磁閥4都采用兩位兩通電磁閥，其具有常開和常閉兩種狀態(tài)。上述各實施例中，兩個開關(guān)電磁閥4與兩個伺服閥5所在氣壓管路并不同時工作，當開關(guān)電磁閥4導(dǎo)通時，伺服閥5關(guān)閉；當伺服閥5打開時，開關(guān)電磁閥4關(guān)閉。上述各實施例中，制動總閥6與兩個伺服閥5之間采用PWM信號控制。如圖3所示，本實用新型在使用時的控制策略如下I)駕駛員踩下制動踏板1，踏板位置傳感器2將制動踏板I的位置與速度信號傳輸給制動控制単元3，由制動控制単元3內(nèi)的制動強度解釋模塊31計算出制動強度需求。2)制動控制単元3內(nèi)的氣壓電機制動カ分配模塊34根據(jù)接收到得需求制動強度和擋位信號，判斷車輛進行氣壓制動、電機制動還是氣壓/電機聯(lián)合制動；當只進行氣壓制動時，電動汽車按傳統(tǒng)方式進行常規(guī)制動，開關(guān)電磁閥4維持常開狀態(tài)，伺服閥5不工作，若制動強度過大，車輪抱死，由電動汽車原有的ABS系統(tǒng)(防抱死剎車系統(tǒng))進行控制；當只進行電機制動時，由制動控制單元3內(nèi)的電機制動カ控制模塊36根據(jù)制動強度對電機制動カ進行控制，此時開關(guān)電磁閥4關(guān)閉，伺服閥5不工作；當可以進行氣壓/電機聯(lián)合制動時，制動控制単元3內(nèi)的氣壓電機制動カ分配模塊34根據(jù)車速信號、電池S0C、電機狀態(tài)判斷能否進行再生制動，不能進行再生制動時，則進行氣壓制動；若能進行氣壓電機聯(lián)合制動，則氣壓電機制動カ分配模塊34根據(jù)制動強度、擋位信號、電機當前最大制動力，按照預(yù)置的制動カ分配曲線，進行前后輪制動カ和氣壓電機制動カ分配；由上可知,根據(jù)前輪氣壓制動力、后輪氣壓制動カ和電機制動カ的大小,制動控制単元3通過PWM控制信號控制伺服閥5的導(dǎo)通，此時開關(guān)電磁閥4控制主回路關(guān)閉，制動總閥6不起作用；制動控制単元3輸出信號給CAN總線以控制電機制動カ的大小。3)當伺服閥5連續(xù)工作時間過長時，不再進行氣壓電機聯(lián)合制動，由伺服閥控制模塊33將車輛切換到常規(guī)制動，開關(guān)電磁閥4常開，伺服閥5關(guān)閉，電機制動停止。4)當車輪發(fā)生抱死狀況時，由ABS系統(tǒng)進行控制。綜上所述，本實用新型在工作吋，從前、后儲氣筒過來的壓縮空氣，經(jīng)過本實用新型的用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置后，分別去往前制動回路和繼動閥；電控氣壓再生制動裝置接收前、后氣壓傳感器信號，并與CAN總線有信號的傳遞。根據(jù)汽車變速器所處擋位的不同，采用了不同的制動カ分配策略，擋位低吋，電機制動所占份額較重；根據(jù)電池SOC信號、電機轉(zhuǎn)速預(yù)先估計電機最大制動力，用于電機氣壓制動カ分配；采用氣壓傳感器信號進行伺服閥氣壓控制的反饋控制；伺服閥5單次使用時間過長，有強制退出機制。 上述各實施例僅用于說明本實用新型，各部件的連接和結(jié)構(gòu)都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進行的改進和等同變換，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求1.ー種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，其特征在于它包括制動踏板、踏板位置傳感器、制動控制単元、兩個開關(guān)電磁閥、兩個伺服閥和制動總閥； 所述制動踏板接收來自駕駛員的制動意圖信號，并通過安裝在所述制動踏板上的踏板位置傳感器將該制動意圖信號轉(zhuǎn)換為電信號后，傳輸至所述制動控制單元內(nèi)；所述制動控制單元連接在CAN總線上，從CAN線上獲取擋位信號、車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號；安裝在電動汽車前、后輪制動器之前的氣壓傳感器將檢測到的氣壓信號也傳輸給所述制動控制單元；所述制動控制單元根據(jù)接收到信號產(chǎn)生控制信號，控制所述開關(guān)電磁閥的開閉、伺服閥輸出氣壓的大小，該控制信號還傳輸至CAN總線以控制電機制動カ的大?。粌蓚€所述開關(guān)電磁閥串聯(lián)安裝在所述制動總閥的前后制動回路上；兩個所述伺服閥輸入端分別經(jīng)管路與所述制動總閥并聯(lián)，兩個所述伺服閥的輸出端分別與兩個所述開關(guān)電磁閥輸出端并聯(lián)后輸出，一路輸出信號傳輸至電動汽車的前制動器，另一路輸出信號傳輸至電動汽車的繼動閥。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，其特征在于所述制動控制單元內(nèi)設(shè)置有制動強度解釋模塊、前后制動カ分配模塊、伺服閥控制模塊、氣壓電機制動カ分配模塊、最大電機制動カ估算模塊和電機制動カ控制模塊； 所述制動踏板傳輸至的制動踏板位置信號經(jīng)所述制動強度解釋模塊傳輸至所述前后制動カ分配模塊內(nèi)，將得到前軸制動力大小傳輸至所述伺服閥控制模塊，將后軸制動カ大小傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊；從CAN線上獲取的擋位信號傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊，車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號經(jīng)所述最大電機制動カ估算模塊傳輸至所述氣壓電機制動カ分配模塊內(nèi)進行前后輪制動力和氣壓電機制動カ分配，所述氣壓電機制動カ分配模塊將后軸氣壓制動カ傳輸至所述伺服閥控制模塊，所述伺服閥控制模塊還接收氣壓傳感器信號，根據(jù)接收到的所有信號控制前、后伺服閥及兩個開關(guān)電磁閥開關(guān)狀態(tài)；所述氣壓電機制動カ分配模塊將后輪電機制動カ傳輸至所述電機制動カ控制模塊后，輸出的控制電機制動カ大小的信號經(jīng)CAN總線輸出。
3.如權(quán)利要求I或2所述的ー種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，其特征在于兩個所述開關(guān)電磁閥都采用兩位兩通電磁閥。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電動汽車中的電控氣壓再生制動裝置，它包括制動踏板，制動踏板接收制動意圖信號，并通過踏板位置傳感器將該制動意圖信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸至制動控制單元；制動控制單元連接在CAN總線上，以獲取擋位信號、車速信號、電池SOC信號和電機狀態(tài)信號；安裝在電動汽車前、后輪制動器之前的氣壓傳感器將檢測到的氣壓信號傳輸給制動控制單元；制動控制單元根據(jù)接收到信號產(chǎn)生控制信號，控制開關(guān)電磁閥的開閉、伺服閥輸出氣壓的大小，該控制信號還傳輸至CAN總線以控制電機制動力的大小；兩個開關(guān)電磁閥串聯(lián)安裝在制動總閥的前后制動回路上；兩個伺服閥輸入端分別經(jīng)管路與制動總閥并聯(lián)，兩個伺服閥的輸出端分別與兩個開關(guān)電磁閥輸出端并聯(lián)后輸出。
文檔編號B60L7/26GK202593306SQ20122029822
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者王軍, 林程, 黃健, 喬軍奎, 呂惠 申請人:北京理工大學(xué)