电动汽车电制动与液压制动协调控制方法技术

本发明专利技术提供一种电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，由协调控制系统实施，包括车轮毂、液压制动组件、车轮驱动电机M和动力电池E、刹车组件和电制动协调组件；电制动协调组件包括第二固定导轨、单面齿条滑块、连接杆、电磁铁、压缩弹簧和刹车踏板行程开关K；电动汽车电制动与液压制动协调控制系统的工作方法，主要是利用刹车时车轮驱动电机M的给动力电池E反向充电电流通过电磁铁产生反向制动力与液压制动力相协调，减小液压制动压力。本发明专利技术采用机械结构实现电机制动力与液压制动力在一定范围内连续、实时地进行协调配合调节，结构相对简单、成本大幅降低而且工作可靠性显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车制动
，具体涉及一种电动汽车电制动与液压制动协调控制系统及控制方法。
技术介绍
当前，随着节能环保的日益重视，电动汽车的使用逐渐增多。制动系统是汽车至关重要的系统之一。传统的汽车制动一般采用液压制动系统，其不能实现能量回收，而且制动片摩擦损耗较快。目前，电动汽车的制动系统，除有些采用传统的液压制动系统外，也有采用电制动与液压制动组合（或混合）的制动系统，其主要目的之一在于利用刹车时车轮驱动电机对电池进行充电，以实现能量的回收，节约能源。如公开号为CN 1986272A、专利技术名称为“电动汽车组合制动控制系统及控制方法”的中国专利文献，即公开了一种通过传感器采集信号和单片机计算，相应控制比例阀输出液压制动力，以实现电制动与液压制动的组合；又如公开号为CN 101913352A、专利技术名称为“电动汽车的协调制动控制方法”的中国专利文献，其仍需要通过信号采集和单片机计算等步骤以实现电制动与液压制动的协调配合；再如公开号为CN 102310850A、专利技术名称为“可进行制动能量回收的电动汽车制动系统”的中国专利文献，仍然需要基于单片机为核心的控制的计算和控制。上述现有技术中对于电动汽车的电制动与液压制动的控制方式大都利用集成控制器（或类似的单片机控制电路等）按照预先设定的控制逻辑、根据传感器的信号判断得出控制的时间、控制执行器工作的方式、控制的次数或频率等等参数，然而对相关执行器进行控制，其整个过程需要包括采集信号、判断、计算、执行等步骤，在此过程中需要一定的时间延迟，不能实时根据电机制动力的大小实时地调节常规液压制动力的大小；而且，现有技术中的控制过程都需要满足一定条件才控制执行器动作，当满足下一条件时再控制执行器进行下一步动作，其控制过程是间断的、不连续的；另外，其控制系统结构相对复杂，使用的电子元器件较多，成本较贵且工作可靠性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对现有技术的不足，提供一种无需控制器或单片机电路计算控制、通过机械结构使电机制动力与液压制动力在一定范围内连续实时地进行调节、在保证汽车有效制动的前提下实现能量有效回收且成本不高、工作可靠的电动汽车电机制动与液压制动协调控制方法。本专利技术的技术方案是：本专利技术的电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，由电动汽车电制动与液压制动协调控制系统实施，包括车轮毂、液压制动组件、刹车组件、电制动协调组件、车轮驱动电机M和动力电池E；液压制动组件包括刹车片、制动轮缸、制动主缸和活塞；活塞具有相连的活塞环和活塞杆，活塞的活塞环可动地设置在制动主缸内；活塞杆的一端与活塞环固定连接，活塞杆的另一端伸出制动主缸外；上述的刹车组件包括刹车踏板、第一传导齿轮、第二传导齿轮、第三传导齿轮、第四传导齿轮、第一固定导轨和双面齿条滑块；刹车踏板与第一传导齿轮传动连接；第一传导齿轮与第二传导齿轮传动连接，第二传导齿轮与第三传导齿轮的同轴传动连接；第一固定导轨固定设置在电动汽车上；双面齿条滑块为上下两侧设有与第三传导齿轮和第四传导齿轮分别配合的齿条的滑块；双面齿条滑块安装在第一固定导轨上且可依托第一固定导轨移动；第三传导齿轮与双面齿条滑块的下侧传动连接；双面齿条滑块的上侧与第四传导齿轮传动连接；第四传导齿轮与上述的液压制动组件的活塞的活塞杆伸出制动主缸外的右端固定连接；电制动协调组件包括第二固定导轨、单面齿条滑块、连接杆、电磁铁、压缩弹簧和刹车踏板行程开关K；第二固定导轨固定设置在电动汽车上；单面齿条滑块为下侧设有与第四传导齿轮配合的齿条的滑块；单面齿条滑块设置在第二固定导轨上且可依托单面齿条滑块左右向移动；单面齿条滑块与上述的刹车组件的第四传导齿轮传动连接；连接杆的左端与单面齿条滑块的右端固定连接；电磁铁包括壳体、铁芯及线圈；壳体为中空的圆柱体件，壳体的左侧开口；线圈缠绕在壳体上；铁芯设置在壳体内，且可在壳体内左右移动；连接杆的右端通过壳体的开口与铁芯的左端面固定连接；铁芯的右端在壳体内通过设置在壳体内右部的压缩弹簧与壳体的右侧内壁弹性相接；刹车踏板行程开关K与上述的刹车组件的刹车踏板配合设置；当刹车踏板未踩下时，刹车踏板行程开关K处于闭合状态；当刹车踏板踩下时，刹车踏板行程开关K处于打开状态；刹车踏板行程开关K的一端、线圈的一端以及动力电池E的正极共线；动力电池E的负极与车轮驱动电机M的电源端的一端电连接；刹车踏板行程开关K的另一端、线圈的另一端以及车轮驱动电机M的电源端的另一端共线；上述的电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，包括以下步骤：①电动汽车行驶中，当驾驶员未踩刹车踏板时，刹车踏板行程开关K闭合，将经过电磁铁的线圈的线路短路，动力电池E给车轮驱动电机M供电驱动汽车行驶；此时电磁铁内的铁芯被压缩弹簧压紧于电磁铁的壳体的开口一侧；②电动汽车行驶中，当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车踏板依次通过第一传导齿轮、第二传导齿轮，第三传导齿轮、双面齿条滑块和第四传导齿轮驱动活塞向左移动并在制动主缸内产生液压，该液压传导至制动轮缸内产生液压制动力通过刹车片作用于车轮毂制动；同时，刹车踏板行程开关K断开，车轮驱动电机M产生反向制动力并通过电路对动力电池E充电，充电电流经过线圈时在电磁铁内产生磁场，使得铁芯克服压缩弹簧的弹力向右移动，铁芯通过连接杆带动单面齿条滑块向右移动，从而单面齿条滑块通过第四传导齿轮在活塞上施加向右的反向作用力，减小制动主缸内的液压制动压力；③电动汽车行驶中，当驾驶员继续踩下刹车踏板时，施加在车轮毂上的制动力为液压制动组件产生的液压制动力和车轮驱动电机M产生的反向制动力的合力；当车速越快，则车轮驱动电机M中产生的制动电流就越大，电机制动力就越大，电磁铁产生的吸力就越大，制动主缸内的液压就越小，液压制动力相应减小；④电动汽车行驶中，若电制动协调组件的电路出现故障或动力电池E处于满电状态时，车轮驱动电机M无法向动力电池E充电，电磁铁的线圈内无电流通过，铁芯被压缩弹簧压紧于电磁铁的壳体内的左端不动，从而单面齿条滑块不移动，第四传导齿轮相对于单面齿条滑块仅作纯滚动，电动汽车制动时，由刹车踏板依次通过第一传导齿轮、第二传导齿轮、第三传导齿轮、双面齿条滑块和第四传导齿轮驱动活塞向左移动并在制动主缸内产生液压，该液压传导至制动轮缸内产生液压制动力通过刹车片作用于车轮毂制动。上述的电制动协调组件还可采用另一种实施方案，即将压缩弹簧去掉，换成氮气，同时，增加铁芯密封圈，铁芯的右部设有密封圈安装槽，铁芯密封圈安装在铁芯的密封圈安装槽内，从而由铁芯的右端、密封圈和电磁铁的壳体的右部构成一个充气空间；氮气可压缩地设置在该充气空间内，工作时，氮气的工作原理类似于上述方案中的弹簧。本专利技术具有积极的效果：（1）本专利技术的电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，能够在保证两者的制动合力满足汽车制动要求的情况下，既能提高制动过程中制动能量的回收率又能减小常规制动器摩擦片的损耗。（2）本专利技术的电动汽车电制动与液压制动协调控制方法所采用的控制系统，采用机械结构实现电机制动力与液压制动力在一定范围内连续地、实时地进行协调配合调节，无需像现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，其特征在于：由电动汽车电制动与液压制动协调控制系统实施，所述的电动汽车电制动与液压制动协调控制系统包括车轮毂（1）、液压制动组件（2）、刹车组件（3）、电制动协调组件（4）、车轮驱动电机M和动力电池E；所述的液压制动组件（2）包括刹车片（21）、制动轮缸（22）、制动主缸（23）和活塞（24）；活塞（24）具有相连的活塞环和活塞杆，活塞（24）的活塞环可动地设置在制动主缸（23）内；活塞杆的一端与活塞环固定连接，活塞杆的另一端伸出制动主缸（23）外；所述的刹车组件（3）包括刹车踏板（31）、第一传导齿轮（32）、第二传导齿轮（33）、第三传导齿轮（34）、第四传导齿轮（35）、第一固定导轨（36）和双面齿条滑块（37）；刹车踏板（31）与第一传导齿轮（32）传动连接；第一传导齿轮（32）与第二传导齿轮（33）传动连接，第二传导齿轮（33）与第三传导齿轮（34）的同轴传动连接；第一固定导轨（36）固定设置在电动汽车上；双面齿条滑块（37）为上下两侧设有与第三传导齿轮（34）和第四传导齿轮（35）分别配合的齿条的滑块；双面齿条滑块（37）安装在第一固定导轨（36）上且可依托第一固定导轨（36）移动；第三传导齿轮（34）与双面齿条滑块（37）的下侧传动连接；双面齿条滑块（37）的上侧与第四传导齿轮（35）传动连接；第四传导齿轮（35）与所述的液压制动组件（2）的活塞（24）的活塞杆伸出制动主缸（23）外的右端固定连接；电制动协调组件（4）包括第二固定导轨（41）、单面齿条滑块（42）、连接杆（43）、电磁铁（44）、压缩弹簧（45）和刹车踏板行程开关K；第二固定导轨（41）固定设置在电动汽车上；单面齿条滑块（42）为下侧设有与第四传导齿轮（35）配合的齿条的滑块；单面齿条滑块（42）设置在第二固定导轨（41）上且可依托单面齿条滑块（42）左右向移动；单面齿条滑块（42）与所述的刹车组件（3）的第四传导齿轮（35）传动连接；连接杆（43）的左端与单面齿条滑块（42）的右端固定连接；电磁铁（44）包括壳体（44‑1）、铁芯（44‑2）及线圈（44‑3）；壳体（44‑1）为中空的圆柱体件，壳体（44‑1）的左侧开口；线圈（44‑3）缠绕在壳体（44‑1）上；铁芯（44‑2）设置在壳体（44‑1）内，且可在壳体（44‑1）内左右移动；连接杆（43）的右端通过壳体（44‑1）的开口与铁芯（44‑2）的左端面固定连接；铁芯（44‑2）的右端在壳体（44‑1）内通过设置在壳体（44‑1）内右部的压缩弹簧（45）与壳体（44‑1）的右侧内壁弹性相接；刹车踏板行程开关K与所述的刹车组件（3）的刹车踏板（31）配合设置；当刹车踏板（31）未踩下时，刹车踏板行程开关K处于闭合状态；当刹车踏板（31）踩下时，刹车踏板行程开关K处于打开状态；刹车踏板行程开关K的一端、线圈（44‑3）的一端以及动力电池E的正极共线；动力电池E的负极与车轮驱动电机M的电源端的一端电连接；刹车踏板行程开关K的另一端、线圈（44‑3）的另一端以及车轮驱动电机M的电源端的另一端共线；所述的电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，包括以下步骤：①电动汽车行驶中，当驾驶员未踩刹车踏板（31）时，刹车踏板行程开关K闭合，将经过电磁铁（44）的线圈（44‑3）的线路短路，动力电池E给车轮驱动电机M供电驱动汽车行驶；此时电磁铁（44）内的铁芯（44‑2）被压缩弹簧（45）压紧于电磁铁（44）的壳体（44‑1）的开口一侧；②电动汽车行驶中，当驾驶员踩下刹车踏板（31）时，刹车踏板（31）依次通过第一传导齿轮（32）、第二传导齿轮（33），第三传导齿轮（34）、双面齿条滑块（37）和第四传导齿轮（35）驱动活塞（24）向左移动并在制动主缸（23）内产生液压，该液压传导至制动轮缸（22）内产生液压制动力通过刹车片（21）作用于车轮毂（1）制动；同时，刹车踏板行程开关K断开，车轮驱动电机M产生反向制动力并通过电路对动力电池E充电，充电电流经过线圈（44‑3）时在电磁铁（44）内产生磁场，使得铁芯（44‑2）克服压缩弹簧（45）的弹力向右移动，铁芯（44‑2）通过连接杆（43）带动单面齿条滑块（42）向右移动，从而单面齿条滑块（42）通过第四传导齿轮（35）在活塞（24）上施加向右的反向作用力，减小制动主缸（23）内的液压制动压力；③电动汽车行驶中，当驾驶员继续踩下刹车踏板（31）时，施加在车轮毂（1）上的制动力为液压制动组件（2）产生的液压制动力和车轮驱动电机M产生的反向制动力的合力；当车速越快，则车轮驱动电机M中产生的制动电流就越大，电机制动力就越大，电磁铁（44）产生的吸力就越大，制动主缸（23）内的液压就越小，液压制动力相应减小；④电动汽车行驶中，若电制动...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电制动与液压制动协调控制方法，其特征在于：由电动汽车电制动与液压制动协调控制系统实施，所述的电动汽车电制动与液压制动协调控制系统包括车轮毂（1）、液压制动组件（2）、刹车组件（3）、电制动协调组件（4）、车轮驱动电机M和动力电池E；所述的液压制动组件（2）包括刹车片（21）、制动轮缸（22）、制动主缸（23）和活塞（24）；活塞（24）具有相连的活塞环和活塞杆，活塞（24）的活塞环可动地设置在制动主缸（23）内；活塞杆的一端与活塞环固定连接，活塞杆的另一端伸出制动主缸（23）外；
所述的刹车组件（3）包括刹车踏板（31）、第一传导齿轮（32）、第二传导齿轮（33）、第三传导齿轮（34）、第四传导齿轮（35）、第一固定导轨（36）和双面齿条滑块（37）；
刹车踏板（31）与第一传导齿轮（32）传动连接；第一传导齿轮（32）与第二传导齿轮（33）传动连接，第二传导齿轮（33）与第三传导齿轮（34）的同轴传动连接；第一固定导轨（36）固定设置在电动汽车上；双面齿条滑块（37）为上下两侧设有与第三传导齿轮（34）和第四传导齿轮（35）分别配合的齿条的滑块；双面齿条滑块（37）安装在第一固定导轨（36）上且可依托第一固定导轨（36）移动；第三传导齿轮（34）与双面齿条滑块（37）的下侧传动连接；双面齿条滑块（37）的上侧与第四传导齿轮（35）传动连接；第四传导齿轮（35）与所述的液压制动组件（2）的活塞（24）的活塞杆伸出制动主缸（23）外的右端固定连接；
电制动协调组件（4）包括第二固定导轨（41）、单面齿条滑块（42）、连接杆（43）、电磁铁（44）、压缩弹簧（45）和刹车踏板行程开关K；
第二固定导轨（41）固定设置在电动汽车上；单面齿条滑块（42）为下侧设有与第四传导齿轮（35）配合的齿条的滑块；单面齿条滑块（42）设置在第二固定导轨（41）上且可依托单面齿条滑块（42）左右向移动；单面齿条滑块（42）与所述的刹车组件（3）的第四传导齿轮（35）传动连接；连接杆（43）的左端与单面齿条滑块（42）的右端固定连接；电磁铁（44）包括壳体（44-1）、铁芯（44-2）及线圈（44-3）；壳体（44-1）为中空的圆柱体件，壳体（44-1）的左侧开口；线圈（44-3）缠绕在壳体（44-1）上；铁芯（44-2）设置在壳体（44-1）内，且可在壳体（44-1）内左右移动；连接杆（43）的右端通过壳体（44-1）的开口与铁芯（44-2）的左端面固定连接；铁芯（44-2）的右端在壳体（44-1）内通过设置在壳体（44-1）内右部的压缩弹簧（45）与壳体（44-1）的右侧内壁弹性相接；刹车踏板行程开关K与所述的刹车组件（3）的刹车踏板（31）配合设置；当刹车踏板（31）未踩下时，刹车踏板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焱，胡淳，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32