CN102806874B - 纯电动汽车离合制动机构及能量回收系统 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车离合制动机构，包括固定在同一转轴上的离合踏板和制动踏板，在制动踏板臂上安装有刹车灯开关传感器，在转轴上靠近制动踏板的一端设置有角度位移传感器，在离合踏板臂上安装离合器开关信号传感器；纯电动汽车能量回收系统，包括纯电动汽车离合制动机构，整车控制器，电机，电池，刹车灯，当驾驶员踩下离合踏板和制动踏板时，传感器将制动动作转化为电信号，传给整车控制器，由整车控制器完成制动意图和制动强度的判断，并发出指令给电机，控制电机的转速，以及刹车灯的开关，该系统将传感器技术和汽车制动系统结合，实现了对纯电动汽车动力传动系统合理地控制，与能量回收控制系统相结合，可有效地改善整车动力性和经济性。

Description

纯电动汽车离合制动机构及能量回收系统

技术领域

本发明涉及一种汽车控制系统，特别涉及一种纯电动汽车离合制动机构及能量回收系统。

背景技术

    随着汽车制造技术的快速发展，车辆能够以最高车速提速，因此对车辆的制动安全识别的要求也越来越高，在制动系统中，特别是线性制动和电动汽车组合制动系统中，通常是根据驾驶员踩下制动踏板深度，经过位移诊断传感器的反馈，判断出驾驶员的制动需求，进而控制制动执行机构，使其执行相应动作，实现汽车制动。通常在车辆后部安装辅助安全驾驶的刹车灯，当车辆驾驶员压下制动踏板时，与制动踏板的操作互锁的刹车灯开关会开启刹车灯。在现有技术的车辆中，与制动踏板的操作互锁的刹车灯开关和位移诊断传感器被分离地设置，造成制造成本和重量增加，安装空间也受到一定的限制。

离合器在动力传动系统中起着至关重要的作用，如何对离合器组件实施精、准、快控制是汽车动力传动系统关键技术之一。驾驶员通过离合器踏板执行机构控制离合器动作过程，传统的离合器踏板机构完全通过驾驶员的动作实现离合器的结合与分离，这样在离合器动作之后对动力源电机的控制产生了一定的滞后性，而纯电动汽车主要动力源是电机，电机响应快、工作精准，使用传统的离合器踏板机构，就不能充分发挥整车控制器的效率，还造成纯电动汽车电力能源的浪费。

发明内容

本发明提供一种纯电动汽车纯电动汽车离合制动机构及能量回收系统，不但能够解决传统的离合器踏板机构对动力源电机的控制产生滞后性，刹车灯开关和位移诊断传感器分离设置的技术问题，还能在保证有效制动的同时，将多余的能量回收利用，绿色环保。

本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车能量回收方法，其工作步骤如下：

A、离合器分离；

B、离合器开关信号传感器将离合器分离信号传给整车控制器；

C、刹车灯开关信号传感器将制动意图传给整车控制器；

D、角度位移传感器将制动踏板行程转换为与角度对应的电信号，并向整车控制器输出相应的制动踏板行程信号值；

E、整车控制器的离合器分离判断模块根据接收到的离合器分离信号完成离合器分离判断；

F、整车控制器的制动意图判断模块设有一个制动踏板行程强度值，根据角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值比较制动强度，判断驾驶员制动意图；

G、整车控制器的制动意图判断模块发出刹车灯开关命令，刹车灯开启或关闭；

H、整车控制器的制动强度判断模块根据角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值完成对制动强度判断，并将判断结果传给发电转矩控制模块；

I、整车控制器的电机转速控制模块发出电机转速命令，整车控制器的能量回收模块发出能量回收命令；

J、电机调整转速，将回收的能量存入电池。

    其中，上述步骤F所述的制动强度判断模块对制动强度的判断动作可分为两种情况：

F1、当角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值小于制动意图判断模块设定的制动踏板行程强度值时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较小或者不发电命令；

F2、当角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值大于制动意图判断模块设定的制动踏板行程强度值时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较大命令。

一种采用如上所述能量回收方法的电动汽车能量回收系统，包括装有传感器的电动汽车离合制动机构，处理传感器传输信息的整车控制器，受整车控制器的电机和刹车灯，提供动力并回收能量的蓄电电池。

所述的整车控制器中有制动意图判断模块和制动强度判断模块，对驾驶员的制动意图和制动强度大小进行判断。

所述的整车控制器中有能量回收模块，对电机发出指令，将能量回收存储进蓄电电池。

所述的电动汽车离合制动机构，包括固定在同一转轴上的一个离合器踏板和一个制动踏板，在制动踏板臂上安装有刹车灯开关传感器，在转轴上靠近制动踏板的一端设置有角度位移传感器，在离合器踏板臂上安装离合器开关信号传感器。

所述的刹车灯开关信号传感器采用触发式传感器，能够把驾驶员制动意图反馈给整车控制器，经整车控制器的制动意图判断模块判断后，给刹车灯发出刹车灯开关命令。

所述的角度位移传感器采用高灵敏度、抗干扰能力强的线性角度位移传感器，能够准确获取汽车制动强度信号，为纯电动汽车的制动能量回收系统提供准确的信息。

本发明将传感器技术和汽车制动系统结合，能够更精确反应驾驶员制动意图，及时对电机进行修正，提高整车性能，而且结构紧凑、工作可靠、集成化程度高，在不影响原有制动系统和离合器组件的正常工作情况下，对控制精度和相应速度有很大改善，并且安装与调试简单方便，实现了对纯电动汽车动力传动系统合理地控制，并与能量回收控制系统相结合，可有效地改善整车动力性和经济性。

附图说明

图1是本发明纯电动汽车能量回收系统的工作流程框图。

图2是本发明纯电动汽车离合制动机构的结构示意图。

图3是本发明纯电动汽车离合制动机构的横截面示意图。

图4是本发明纯电动汽车离合制动机构的转轴截面示意图。

具体实施方式

结合上述附图说明本发明的具体实施例。

由图1、图2、图3、图4可以看出，电动汽车能量回收系统，包括装有传感器的电动汽车离合制动机构，处理传感器传输信息的整车控制器，受整车控制器的电机和刹车灯，提供动力并回收能量的蓄电电池。当车辆在行驶过程中，遇到减速、停车或者下坡等情况，驾驶员踩下离合踏板和制动踏板时，驾驶员踩踏离合踏板和制动踏板后，离合器分离，同时离合器开关信号传感器将信号传给整车控制器。

角度位移传感器将制动踏板行程转换为与角度对应的电信号，并向整车控制器输出相应的制动踏板行程信号值。刹车灯开关信号传感器将制动意图传给整车控制器。整车控制器的离合器分离判断模块完成离合器分离判断。

整车控制器的制动意图判断模块根据接收到的信号判断制动强度，判断驾驶员制动意图。当制动强度比较小时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较小或者不发电命令；制动强度比较大时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较大命令。

整车控制器的制动强度判断模块完成对制动强度判断，并将判断结果传给发电转矩控制模块。整车控制器的电机转速控制模块发出电机转速命令，整车控制器的能量回收模块对电机发出能量回收命令，将能量回收存储进蓄电电池。

所述的电动汽车离合制动机构，包括固定在同一转轴6上的一个离合踏板1和一个制动踏板3，在制动踏板3臂上安装有刹车灯开关传感器，在转轴上靠近制动踏板的一端设置有角度位移传感器，在离合器踏板臂上安装离合器开关信号传感器，当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器开关信号传感器将中断动力传递的信号传递给整车控制器，从而实现在不影响原有制动系统和离合器组件正常工作的情况下，对精准地对电机加以控制，防止电机负载转矩剧增，以提高整车性能，并且安装与调试简单方便，集刹车灯开关功能和诊断制动踏板旋转位移功能于一体，节约了制造成本，且减轻了重量。

作为优选方案，刹车灯开关信号传感器采用触发式传感器，随时把驾驶员制动意图反馈，经整车控制器的制动意图判断模块判断后，发出刹车灯开关命令。电机调整转速，将能量存入电池，刹车灯开启或关闭，及时警示后方车辆。

作为优选方案，角度位移传感器4采用高灵敏度、抗干扰能力强的线性角度位移传感器4，能够准确获取汽车制动强度信号，为纯电动汽车的制动能量回收系统提供准确的信息，从而保证制动安全和能量回收效率，其作用一方面是对踏板行程进行检测，并输出用于表示踏板行程的电信号给整车控制器，另一方面就是用于检测驾驶员对制动强度的意图，以便合理分配制动能量的回收；对于纯电动汽车而言，好的制动系统除了实现传统车的制动功能以外，还要有高效的制动能量回收功能。驾驶员借助制动系统以达到安全驾驶。

作为优选方案，整车控制器中设置有制动意图判断模块和制动强度判断模块，以设定的某一特定条件来判断驾驶员的制动意思和制动强度大小，由于角度位移传感器4反馈的电信号即可表示踏板行程又可反应踏板行程的快慢，是在原有离合器执行机构组件和制动系统的基础上，加装传感器，并对整车控制器增加一些功能模块，实现对电机精准控制，刹车预警灯显示和制动能量回收等；当驾驶员踩下制动踏板，反馈到整车控制器的电信号满足相应条件时，结合此时的车速，整车控制器发出命令，打开制动能量回收模块，能够合理回收制动能量储存到电池中，以延长纯电动汽车续行里程。

所述的电动汽车离合制动机构的离合踏板和制动踏板从结构上是相互独立的，从功用上和整车控制器实现机械信号被转换成电信号传递，当车辆在行驶过程中，需要切断动力传递时，驾驶员踩下离合器踏板1，离合器相应动作的同时，离合器开关信号传感器2会给整车控制器发出电信号，整车控制器接收到离合器分离的信号后，经过离合器分离判断模块的判断处理，对电机发出修正转速的指令，完成对电机转速的修正，该电信号超前于离合器完全分离动作，可提前对电机做出控制，一方面给整车控制器留有足够的响应时间，另一方面又可以防止电机在突然卸载之后，转速急剧升高，从而改善整车工作平稳性和舒适性，这对整车控制器效率也有较大的提高。

当车辆在行驶过程中，遇到减速、停车或者下坡等工况时，驾驶员需借助制动系统以达到安全驾驶。所述的电动汽车离合制动机构增设了刹车灯开关信号传感器4和角度位移传感器5，考虑到布置空间和安装方便，角度位移传感器5安装在离合器踏板和制动踏板共用转轴的一端，其作用一方面是对踏板行程进行检测，并输出用于表示踏板行程的电信号给整车控制器，另一方面就是用于检测驾驶员对制动强度的意图，以便合理分配制动能量的回收；刹车灯开关信号传感器4采用触发式，随时把驾驶员制动意图反馈给整车控制器，经整车控制器判断后给刹车灯发出亮灯命令，及时警示后方车辆。

本发明电动汽车能量回收系统，通过在整车控制器中设置某一特定的条件来判断驾驶员制动强度大小。角度位移传感器4反馈的电信号即可表示踏板行程又可反应踏板行程的快慢，当驾驶员踩下制动踏板3，反馈到整车控制器的电信号满足相应条件时，再结合此时的车速，打开制动能量回收模块，合理回收制动能量储存到电池中，以延长纯电动汽车续行里程。

本发明电动汽车能量回收系统，集成离合器执行机构和制动系统执行机构于一体，以机械执行机构为基础，配合传感器，对整车制动系统和动力中断系统实施精确有效地控制，以满足整车安全驾驶性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车能量回收方法，其特征在于工作步骤如下：

A、离合器分离；

B、离合器开关信号传感器将离合器分离信号传给整车控制器；

C、刹车灯开关信号传感器将制动意图传给整车控制器；

D、角度位移传感器将制动踏板行程转换为与角度对应的电信号，并向整车控制器输出相应的制动踏板行程信号值；

E、整车控制器的离合器分离判断模块根据接收到的离合器分离信号完成离合器分离判断；

F、整车控制器的制动意图判断模块设有一个制动踏板行程强度值，根据角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值比较制动强度，判断驾驶员制动意图；

G、整车控制器的制动意图判断模块发出刹车灯开关命令，刹车灯开启或关闭；

H、整车控制器的制动强度判断模块根据角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值完成对制动强度判断，并将判断结果传给发电转矩控制模块；

I、整车控制器的电机转速控制模块发出电机转速命令，整车控制器的能量回收模块发出能量回收命令；

J、电机调整转速，将回收的能量存入电池。

2.根据权利要求1所述的电动汽车能量回收方法，其特征在于：上述步骤F所述的制动强度判断模块对制动强度的判断动作可分为两种情况：

F1、当角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值小于制动意图判断模块设定的制动踏板行程强度值时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较小或者不发电命令；

F2、当角度位移传感器输出的制动踏板行程信号值大于制动意图判断模块设定的制动踏板行程强度值时，发电转矩控制模块向电机发出发电转矩较大命令。

3.一种采用如权利要求1或2所述能量回收方法的电动汽车能量回收系统，其特征在于：包括装有传感器的电动汽车离合制动机构，处理传感器传输信息的整车控制器，受整车控制器控制的电机和刹车灯，提供动力并回收能量的蓄电电池。

4.根据权利要求3所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的整车控制器中有制动意图判断模块和制动强度判断模块，对驾驶员的制动意图和制动强度大小进行判断。

5.根据权利要求3所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的整车控制器中有能量回收模块，对电机发出指令，将能量回收存储进蓄电电池。

6.根据权利要求3所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的电动汽车离合制动机构，包括固定在同一转轴上的一个离合器踏板和一个制动踏板，在制动踏板臂上安装有刹车灯开关传感器，在转轴上靠近制动踏板的一端设置有角度位移传感器，在离合器踏板臂上安装离合器开关信号传感器。

7.根据权利要求6所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的刹车灯开关信号传感器采用触发式传感器。

8.根据权利要求6所述的电动汽车能量回收系统，其特征在于：所述的角度位移传感器采用高灵敏度、抗干扰能力强的线性角度位移传感器。