CN113370793A - 带电磁刹车的陡坡缓降系统、电动车辆以及陡坡缓降方法 - Google Patents

Abstract

一种带电磁刹车的陡坡缓降系统、电动车辆以及陡坡缓降方法，包括：加速器、控制器、驱动电机、电磁刹车、电源和陡坡缓降开关。加速器和控制器连接。电源分别和控制器以及电磁刹车连接，电源和电磁刹车之间设置陡坡缓降开关。控制器和驱动电机以及电磁刹车连接，驱动电机和电磁刹车连接。控制器上设置倒车信号端口，电源还和倒车信号端口连接，倒车信号端口用于向控制器发出负电信号。陡坡缓降开关用于分别控制电源向倒车信号端口和电磁刹车端口供电的电流导通。下坡时闭合陡坡缓降开关，电磁刹车打开，车辆切为倒车档。由于重力，轮子旋转发电，驱动电机反向转产生向上制动力，车辆缓慢下降，避免急停损坏车辆部件，车辆的安全性也得到提升。

Description

带电磁刹车的陡坡缓降系统、电动车辆以及陡坡缓降方法

技术领域

本申请涉及电动车辆技术领域，具体涉及一种带电磁刹车的陡坡缓降系统、电动车辆以及陡坡缓降方法。

背景技术

车辆在下陡坡时，由于重力的作用，会产生一个向下的力，使车辆下坡加速，为了防止车辆自动加速，通常会采用踩刹车或对电机施加反向电压的方式进行速度控制。

对于带电磁刹车的驱动电机，由于驱动电机上的电磁刹车是受加速器控制的，为了实现减速，通常会采用松开加速器的方式，一旦松开加速器后电磁刹车闭合，随后就会进入刹车状态，这样会导致车辆在下坡时产生急停，严重时会损坏电机主轴、电磁刹车刹车片等部件，车辆部件的损坏也利于车辆的安全形式。

通常电机的电磁刹车是用来驻车用的，正常的使用方法是车辆完全停稳后才能进行刹车，可以称之为电磁驻车器。在下陡坡时车辆并未完全停稳，电磁刹车就闭合，容易造成刹车损坏，出现无法刹车的现象。

发明内容

本申请提供一种带电磁刹车的陡坡缓降系统、电动车辆以及陡坡缓降方法，其主要目的在于避免车辆急停损坏车辆部件的现象发生，提高车辆在下坡时的安全性。

本申请一种实施例中提供一种带电磁刹车的陡坡缓降系统，包括：加速器、控制器、驱动电机、电磁刹车、电源以及陡坡缓降开关；

所述加速器和所述控制器连接，用于向所述控制器发送加速信号；

所述电源分别和所述控制器以及所述电磁刹车连接，用于分别向所述控制器和所述电磁刹车供电，所述电源和所述电磁刹车之间设置所述陡坡缓降开关；

所述控制器和所述驱动电机以及所述电磁刹车连接，用于接收所述加速器的加速信号并分别向所述驱动电机和所述电磁刹车导通电流，所述控制器还用于控制所述驱动电机的转动以及转动方向；所述驱动电机和所述电磁刹车连接；

所述控制器上设置倒车信号端口，所述电源还和所述倒车信号端口连接，所述电源用于向所述倒车信号端口供电，所述倒车信号端口用于向所述控制器发出负电信号；所述陡坡缓降开关用于分别控制所述电源向所述倒车信号端口和所述电磁刹车端口供电的电流导通。

一种实施例中，所述倒车信号端口和所述陡坡缓降开关之间通过倒车信号线连接，所述倒车信号线为单向电流流向，所述倒车信号线上的所述电流流向为从所述陡坡缓降开关流向所述倒车信号端口。

一种实施例中，所述控制器上设置电源端口，所述电源通过所述电源端口和所述控制器连接。

一种实施例中，所述控制器设置电磁刹车端口，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车连接。

一种实施例中，所述控制器和所述电磁刹车之间为单向电流流向，所述电流流向为从所述电磁刹车端口流向所述电磁刹车。

一种实施例中，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车之间设置二极管，所述二极管用于实现所述单向电流流向。

一种实施例中，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车之间通过第一电源线和第二电源线连接，所述第一电源线和所述第二电源线上分别设置第一二极管和第二二极管。

一种实施例中，所述控制器上设置驱动电机端口，所述驱动电机端口和所述驱动电机连接。

一种电动车辆，包括上述的所述带电磁刹车的陡坡缓降系统。

一种电动车辆的陡坡缓降方法，采用所述电动车辆，所述方法步骤为：在下坡需要刹车时，闭合所述陡坡缓降开关，和/或踩下加速器。

依据上述实施例中的带电磁刹车的陡坡缓降系统，由于电源和电磁刹车连接，使得下坡时闭合陡坡缓降开关即可向电磁刹车供电，电磁刹车处于通电打开状态，解除刹车。陡坡缓降开关闭合，倒车信号端口向控制器发出负电信号，控制器控制驱动电机反向转动，驱动电机进入励磁制动状态，车辆切换为倒车档。下坡时由于重力的分力作用，轮子旋转发电，驱动电机反向转产生向上的制动力，电机旋转越快，其制动力越大，因此车辆能保持匀速或缓慢下降的状态。在实现缓慢下坡时，按下陡坡缓降开关，驱动电机不耗费电源的电力，更加节能环保。如果需要车辆在下坡时停下来或倒退，踩下加速器，驱动电机会产生更大的反向驱动力，和陡坡缓降开关配合，使得车辆较快的停下来甚至倒退，车辆的安全性得到提升。采用本身请的陡坡缓降系统，既可以实现缓慢下坡，还可以保护车辆的零部件不受到过大的刹车冲击力，所设计的陡坡缓降系统结构简单，成本低。

附图说明

图1为本申请一种实施例中带电磁刹车的陡坡缓降系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，一种实施例中，带电磁刹车的陡坡缓降系统，包括：加速器1、控制器2、驱动电机3、电磁刹车4、电源5以及陡坡缓降开关6。

加速器1和控制器2连接，用于向控制器2发送加速信号。

电源5分别和控制器2以及电磁刹车4连接，用于分别向控制器2和电磁刹车4供电，电源5和电磁刹车4之间设置陡坡缓降开关6。

控制器2和驱动电机3以及电磁刹车4连接，用于接收加速器1的加速信号并分别向驱动电机3和电磁刹车4导通电流，控制器2还用于控制驱动电机3的转动以及转动方向。驱动电机3和电磁刹车4连接。

控制器2上设置倒车信号端口22，电源5还和倒车信号端口22连接，电源5用于向倒车信号端口22供电，倒车信号端口22用于向控制器2发出负电信号。陡坡缓降开关6用于分别控制电源5向倒车信号端口22和电磁刹车端口23供电的电流导通。

采用上述实施例中的带电磁刹车的陡坡缓降系统，以下简称陡坡缓降系统。由于电源5和电磁刹车4连接，使得下坡时闭合陡坡缓降开关6即可向电磁刹车4供电，电磁刹车4处于通电打开状态，解除刹车。陡坡缓降开关6闭合，倒车信号端口22向控制器2发出负电信号，控制器2控制驱动电机3反向转动，驱动电机3进入励磁制动状态，车辆切换为倒车档。下坡时由于重力的分力作用，轮子旋转发电，驱动电机3反向转产生向上的制动力，电机旋转越快，其制动力越大，因此车辆能保持匀速或缓慢下降的状态。在实现缓慢下坡时，按下陡坡缓降开关6，驱动电机3不耗费电源5的电力，更加节能环保。如果需要车辆在下坡时停下来或倒退，踩下加速器1，驱动电机3会产生更大的反向驱动力，和陡坡缓降开关6配合，使得车辆较快的停下来甚至倒退，车辆的安全性得到提升。采用本身请的陡坡缓降系统，既可以实现缓慢下坡，还可以保护车辆的零部件不受到过大的刹车冲击力，所设计的陡坡缓降系统结构简单，成本低。

所设计的控制器2具有电磁刹车4开启/闭合、前进/后退功能。控制器2向电磁刹车4供电，电磁刹车4即可处于通电断开解除刹车的状态，停止向电磁刹车4供电，电磁刹车4则处于断电闭合的状态。正常情况下，没有按下陡坡缓降开关6，控制器2能够控制驱动电机3正向旋转，驱动电机3获得正向前进的驱动力，当按下陡坡缓降开关6时，控制器2控制驱动电机3反向旋转，驱动电机3获得反向后退的制动力。

一种实施例中，倒车信号端口22和陡坡缓降开关6之间通过倒车信号线连接，倒车信号线为单向电流流向，倒车信号线上的电流流向为从陡坡缓降开关6流向倒车信号端口22。通过设置倒车信号线，实现倒车作用，结构简单，成本低。陡坡缓降开关6能够同时控制倒车信号线和电磁刹车4的电流导通状态，避免给倒车信号端口22设置一个倒车开关，简化结构设计，降低成本。

一种实施例中，控制器2上设置电源端口21，电源5通过电源端口21和控制器2连接，并向控制器2供电。

一种实施例中，控制器2设置电磁刹车端口23，电磁刹车端口23和电磁刹车4连接。电源5向控制器2供电，控制器2又可以通过电磁刹车端口23向电磁刹车4供电，以控制电磁刹车4的开启或闭合。

一种实施例中，控制器2和电磁刹车4之间为单向电流流向，电流流向为从电磁刹车端口23流向电磁刹车4。单向电流流向较好的保护控制器2，避免电源5提供的电流从电磁刹车4反向流至电磁刹车端口23，使得控制器2能够正常工作。具体的，一种实施例中，电磁刹车端口23和电磁刹车4之间设置二极管，二极管用于实现单向电流流向，确保电磁刹车4不对控制器2产生反向电压冲击。通过二极管实现电磁刹车端口23和电磁刹车4之间的单向电流导向，结构简单，成本低。

一种实施例中，电磁刹车端口23和电磁刹车4之间通过第一电源线231和第二电源线232连接，第一电源线231和第二电源线232上分别设置第一二极管233和第二二极管234。如图1所示，第一电源线231和第二电源线232上的电流流向为顺时针的电流流向。电源5正极电流流出时，因为第二二极管234的设置，无法从第二二极管234流入电流。当电流流至第一二极管233时，由于第一二极管233被短路，使得电流经过电磁刹车4后回到电源5的负极。

一种实施例中，控制器2上设置驱动电机端口24，驱动电机端口24和驱动电机3连接。电源5向控制器2供电，控制器2又可以通过驱动电机端口24向驱动电机3供电，以控制驱动电机3。

一种电动车辆，包括上述带电磁刹车的陡坡缓降系统。采用陡坡缓降系统的电动车辆，在下坡时，电磁刹车4处于打开状态，既能缓慢下坡，又能避免电磁刹车4瞬间闭合给车辆轮子、键槽等部件带来较大的冲击力，较好的保护车辆，增加车辆的使用寿命。车辆包含但不限于以下类别：乘用车辆、货运车辆、观光车、叉车、扫地车、洗地车、牵引车等各类车辆。

一种电动车辆的陡坡缓降方法，步骤为：在下坡需要刹车时，闭合陡坡缓降开关6，和/或踩下加速器1。

具体的，采用本身请的含有陡坡缓降系统的电动车辆，陡坡缓降方法包括以下几种：

第一种，下坡时松开加速器1，闭合陡坡缓降开关6。电源5向倒车信号端口22供电，倒车信号端口22向控制器2发出负电信号，车辆切换为倒车档，控制器2控制驱动电机3反向旋转。同时电源5向电磁刹车4供电，电磁刹车4通电打开。在重力的作用下，车辆下坡，驱动电机3反向旋转励磁产生阻力，实现缓慢下坡。

第二种，当车辆在下坡时，迎面开来一个上坡的车辆，此时需要停车或者倒车时，闭合陡坡缓降开关6，车辆变为缓慢下坡，闭合陡坡缓降开关6的同时或者稍后踩下加速器1。加速器1给控制器2发送加速信号，同时控制器2也收到倒车信号端口22的负电信号，驱动电机3以切换为倒车档，控制器2控制驱动电机3反向旋转，此时车辆即可处于停止或倒退上坡的状态，大大提高车辆下坡的安全性。

第三种，当车辆在下坡时，迎面开来一个上坡的车辆，此时需要停车时，闭合陡坡缓降开关6，车辆变为缓慢下坡，闭合陡坡缓降开关6的同时或者稍后按下车辆的急停键，车辆即可迅速处于停止状态。因为陡坡缓降开关6的作用，车辆能够缓慢下车，故在闭合陡坡缓降开关6的前提下，再去按下急停键，不会给车辆的车轮、键槽等部件带来过大的冲击力，较好的保护车辆，并提高车辆下坡的安全性。

第四种，当车辆下坡时，踩下加速器1，以更大的速度下坡，当需要缓慢停车时，闭合陡坡缓降开关6也可以实现车辆的缓慢下坡。下坡时由于重力的分力作用，轮子旋转发电，驱动电机3反向转产生向上的制动力，电机旋转越快，其制动力越大，因此车辆越能保持匀速或缓慢下降的状态。速度不能突变，会有一个过程，对应的制动力的增加也会有一个过程，不会出现抱死紧急刹车的情况。故而即使在下坡时，踩下加速器1增大下坡速度，闭合陡坡缓降开关6后也能实现缓慢下坡。

采用本申请的陡坡缓降系统，主要优势在于下坡时能够实现缓慢下坡。在平路上行驶时，电源5给控制器2供电，踩下加速器1，电磁刹车4通电开启，驱动电机3开始驱动车辆。当需要刹车时，松开加速器1，电磁刹车4断电闭合，使得驱动电机3停止转动，进行刹车。所设计的二极管，实现在平路上行驶车辆时，电磁刹车4受控制器2控制，在闭合陡坡缓降开关6后，电源5直接给电磁刹车4供电，但在二极管的单向导通作用下，防止电源5给控制器2的电磁刹车端口23供电以影响控制器2的功能。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，包括：加速器、控制器、驱动电机、电磁刹车、电源以及陡坡缓降开关；

所述加速器和所述控制器连接，用于向所述控制器发送加速信号；

所述电源分别和所述控制器以及所述电磁刹车连接，用于分别向所述控制器和所述电磁刹车供电，所述电源和所述电磁刹车之间设置所述陡坡缓降开关；

所述控制器和所述驱动电机以及所述电磁刹车连接，用于接收所述加速器的加速信号并分别向所述驱动电机和所述电磁刹车导通电流，所述控制器还用于控制所述驱动电机的转动以及转动方向；所述驱动电机和所述电磁刹车连接；

所述控制器上设置倒车信号端口，所述电源还和所述倒车信号端口连接，所述电源用于向所述倒车信号端口供电，所述倒车信号端口用于向所述控制器发出负电信号；所述陡坡缓降开关用于分别控制所述电源向所述倒车信号端口和所述电磁刹车端口供电的电流导通。

2.如权利要求1所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述倒车信号端口和所述陡坡缓降开关之间通过倒车信号线连接，所述倒车信号线为单向电流流向，所述倒车信号线上的所述电流流向为从所述陡坡缓降开关流向所述倒车信号端口。

3.如权利要求1所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述控制器上设置电源端口，所述电源通过所述电源端口和所述控制器连接。

4.如权利要求1所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述控制器设置电磁刹车端口，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车连接。

5.如权利要求3所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述控制器和所述电磁刹车之间为单向电流流向，所述电流流向为从所述电磁刹车端口流向所述电磁刹车。

6.如权利要求4所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车之间设置二极管，所述二极管用于实现所述单向电流流向。

7.如权利要求5所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述电磁刹车端口和所述电磁刹车之间通过第一电源线和第二电源线连接，所述第一电源线和所述第二电源线上分别设置第一二极管和第二二极管。

8.如权利要求1所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统，其特征在于，所述控制器上设置驱动电机端口，所述驱动电机端口和所述驱动电机连接。

9.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的带电磁刹车的陡坡缓降系统。

10.一种电动车辆的陡坡缓降方法，其特征在于，采用权利要求9所述的电动车辆，所述方法步骤为：在下坡需要刹车时，闭合所述陡坡缓降开关，和/或踩下加速器。

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