CN107176149A - 适用于制动能量回收的制动踏板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于制动能量回收的制动踏板，包括踏板、气弹簧、平衡杆、U型连接套和液压主缸；踏板与平衡杆相连接，气弹簧设于踏板底部；U型连接套由U型段和滑孔段构成，所述U型段与平衡杆卡接，所述滑孔段与主缸活塞杆上的滑动套环套接；所述滑动套环通过螺纹与主缸活塞杆连接，主缸活塞杆上还设有用于限制滑动套环运动的螺母，滑动套环可在U型连接套的滑孔段内滑动，滑动套环靠近螺母的一端设置有限制U型连接套滑动的凸台。本发明通过U型连接套和滑动套环之间的滑动连接取代传统的刚性连接，通过螺母调节行程，取代了传统的液压系统，省去了庞大的系统，节省空间，操作简便，尤其适合可用空间狭小或成本低的制动踏板。

Description

适用于制动能量回收的制动踏板
技术领域
本发明涉及电动汽车制动装置，特别是一种适用于制动能量回收的制动踏板。
背景技术
目前，平衡杆与主缸活塞杆通过U型连接套直接刚性连接，当踩下制动踏板时，直接推动主缸活塞杆运动，挤压主缸中的制动液，从而使卡钳卡紧制动盘，液压制动直接被激活。原有设计使机械制动力与电磁制动力无法解耦，造成制动能量回收效率低，而进行制动能量回收时为取得较高回收效率，制动踏板的前一段行程应该是空行程，此时只由电机的电磁转矩制动。目前实验室中所用的机械制动力与电磁制动力解耦装置需由额外的液压系统提供制动力，过于庞大，无法安装在空间狭小的系统如赛车上。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种适用于制动能量回收的制动踏板，能够平衡制动时间与能量回收两者之间的关系，使得制动时间与能量回收效率均能够得改善；并且本发明体积较小可适用于多种车型。
发明内容：一种适用于制动能量回收的制动踏板，包括踏板、平衡杆、U型连接套和液压主缸；踏板与平衡杆连接，踏板与踏板底座之间设有气弹簧；平衡杆与U型连接套的U型段卡接，U型连接套另一端为滑孔段；主缸活塞杆上套设有滑动套环和用来抵住滑动套环的螺母，滑动套环可在U型连接套滑孔段内自由滑动；滑动套环靠近液压主缸的末端设有一个环形限位凸台，用于限定滑动套环在U型连接套滑孔段内的运动。
为了方便拆卸和平衡电磁制动与机械制动在总的制动过程的占比，滑动套环与主缸活塞杆采用螺纹连接。
工作原理：当需要制动汽车时，踩下汽车踏板，汽车踏板带动平衡杆向下压 U形连接套，此时U型连接套和滑动套环相对滑动，故此时主缸活塞杆并未受力；角度传感器采集制动踏板转过的角度之后，了解到驾驶员的制动意图开始电磁制动；当U型连接套与滑动套环的限位凸台接触时，不能再相对滑动套环运动，此时U型连接套向下压主缸活塞杆，启动机械制动，此时机械制动与电磁制动联合协调作用，使得车辆快速停止。
电磁制动时车辆进行制动能量的回收，即电磁制动力占总制动力比例越大回收效率越高，但是相应的由于电磁制动力占总制动力越多制动时间越长，在需要快速紧急制动时无法满足驾驶员的需求；本发明采用协调式制动，使得制动时间与制动能量回收效率达到平衡，满足驾驶员的需求。
有益效果：通过U型连接套和滑动套环之间的滑动连接取代传统的刚性连接，有效提高制动能量回收效率，通过螺母调节行程，取代了传统的液压系统，省去了庞大的系统，节省空间，操作简便，尤其适合可用空间狭小或成本低的制动踏板。
附图说明
图1为本发明的结构的主视图；
图2为本发明的结构的侧视图；
图3为本发明U型连接套、主缸活塞杆以及中间连接件连接关系的局部剖视图；
图4为本发明主缸活塞杆以及其上设置的螺母的放大图。
具体实施方式
如图所示，一种适用于制动能量回收的制动踏板，包括踏板1、平衡杆2、气弹簧3、U型连接套4、滑动套环5、限位螺母6以及液压主缸；踏板1与平衡杆卡接，紧配合；U型连接套4分为U型段41和滑孔段42，U型段41与平衡杆2卡接；滑动套环5一端与主缸活塞杆7螺纹连接紧靠滑动套环5的末端设有一限位螺母6用于限定滑动套环5在主缸活塞杆7轴向的移动，滑动套环5 另一端可在U型连接套4的滑孔段42内自由滑动，滑动套环5靠近液压主缸的一端设有一圈限位凸台51，用于限定U型连接套4与滑动套环5相对滑动。
为了进一步的防止滑动套环5在主缸活塞杆7轴向的相对运动，在主缸活塞杆7上紧贴滑动套环5还设有一限位螺母6；限位螺母6上设有与主缸活塞杆7 上的刻度711相对应的刻度线611，主缸活塞杆7螺纹段采用标准细牙螺纹，使得限位螺母6每转一圈将刻度线611与711对齐时其轴向位移为标准固定值，有利于控制滑动套环5与U型连接套4的相对滑动行程，从而可调节纯电能制动与电能机械混合制动在总制动过程中的占比。
由于在U型连接套未与滑动套环5上的限位凸台51接触时，踏板1处于制动空行程阶段，故当结束制动后，虽然由于液压缸中的液压力释放之后踏板1 回复了一段距离，但是当U型连接套4与滑动套环5上的限位凸台51分离时，滑动套环5不再对U型连接套4有作用力，此时踏板无法自动恢复到初始位置。故在踏板1与踏板底座之间安装了气弹簧3，气弹簧3可辅助踏板1回到初始位置。并且在踏板下压时其对踏板的反作用力不会像普通弹簧一样随着压缩量的增大而增大，故在机械制动过程中气弹簧不会影响驾驶员对需要的制动力大小的判断，使得制动过程更加安全。
本发明可通过调节踏板1空行程段的行程与混合制动段的行程来调节电能制动和混合制动在总制动过程中的占比，从而平衡制动时间与能量回收效率以期达到最佳制动状态，反过来讲，如何调节两段行程在总行程中的具体占比还是得依据在制动时间与能量回收效率取得较好的平衡时各制动力在总的制动力中的占比来进行，为此，做了以下试验，并得出结果如下：
表1为50km/h时不同机械制动力下测试结果，从表中可知中低速状态下 (50km/h)机械制动力从35％增加到55％后，回收效率略有降低但刹车时间显著缩短；而机械制动力从55％增加到65％后，刹车时间略有缩短但回收效率大大降低。中低速状态下选择机械制动力选择55％可在制动时间和回收效率间取得了较好的平衡，因此高速状态下着重研究55％附近规律。
表1
由表2可见，高速状态下(70km/h)制动力的微小改变对刹车时间的影响很小，但对回收效率影响很大。此时行驶路面的情况对刹车时间的影响不可忽略，所以刹车时间的变化与表1中的规律略有不同。对比以上表格可以发现车速越快回收效率越高，这是因为采用了基于回馈功率最大的制动控制策略而非恒转矩控制策略，在低速时电机的力矩降低，回收的能量相应减少。
表2
由上述试验结果可知，当机械制动力占总制动力的约55％时，制动能量回收效率与制动时间达到了最佳平衡状态，故对于本发明的制动踏板而言，在调节限位螺母6时以机械制动力占总制动力55％时为最佳位置。

Claims (6)

1.一种适用于制动能量回收的制动踏板，包括踏板(1)，平衡杆(2)、弹簧(3)和U型连接套(4)；弹簧(3)设于踏板底座和踏板(1)之间，其特征在于：踏板(1)与平衡杆(2)连接，U型连接套(4)由U型段(41)和滑孔段(42)组成，所述U型段(41)与平衡杆(2)卡接；滑动套环(5)一端与主缸活塞杆(7)螺纹连接，另一端可在滑孔段(42)内滑动，其靠近主缸活塞杆(7)的一端设有一圈限位凸台(51)。
2.根据权利要求1所述适用于制动能量回收的制动踏板，其特征在于：所述弹簧(3)为气弹簧。
3.根据权利要求1所述适用于制动能量回收的制动踏板，其特征在于：主缸活塞杆(7)上还设有限定滑动套环(5)轴向移动的限位螺母(6)。
4.根据权利要求3所述适用于制动能量回收的制动踏板，其特征在于：主缸活塞杆(7)上采用标准细牙螺纹。
5.根据权利要求3所述适用于制动能量回收的制动踏板，其特征在于：所述主缸活塞杆(7)上设有轴向刻度(711)，限位螺母(6)上设有可与之对齐的刻度线(611)。
6.根据权利要求1～5所述适用于制动能量回收的制动踏板，其特征在于：限位螺母(6)调节完成后，所述制动踏板机械制动力占总制动力的55％。
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