CN201800562U - 一种具有能量回收的汽车制动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有能量回收的电动汽车制动控制装置，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机控制器和机械制动系统，制动踏板机构包括制动踏板、推杆和制动总泵，制动总泵包括活塞，制动踏板位于在推杆头端上方，推杆位于活塞的上方，制动总泵通过液压管路与机械制动系统连接，包括制动踏板信号输出装置，制动踏板信号输出装置通过线束与车辆控制器连接；设置制动踏板在启动机械制动之前经过一段空行程。本实用新型在车辆制动时的制动踏板位移中设置了一段只有电制动起作用而机械制动不起作用的空行程，并通过感应开关在制动时发出信号给车辆控制器达到最大限度回收制动的能量，同时保证车辆的制动安全。

Description

一种具有能量回收的汽车制动控制装置

[技术领域]

本实用新型涉及汽车制动控制系统，特别是一种具有制动能量回收能力的混合动力或电动汽车的制动控制装置。

[背景技术]

目前，由于节能减排的要求越来越严格，车辆节能减排标准也日益严格。为了降低车辆的能耗，开发了包括混合动力汽车、电动汽车在内的众多新型车辆系统。而这些车辆上都存在着具有可逆变化的能量存储装置和能够实现机械能、电能双向驱动功能的电动机及其控制器，这就为吸收车辆制动过程中损失的能量进行回收、再利用提供了可能性。目前包括混合动力汽车在内的电动汽车制动控制是在原有制动系统上通过对制动系统信号的采集作为控制参数，整车控制器再根据包括电池等其他部件的状态确定最佳的电制动功率，电机控制器控制驱动电机按照车辆控制器的功率或转矩要求实现负转矩输出，将机械能转换为电能，存储在电池等能量存储装置中，实现制动能量的回收。类似控制方法包括在驾驶员踩下制动踏板时，机械制动系统开始产生制动作用的同时，整车控制器采集制动系统中的管路的压力信号或制动踏板的位移信号，计算出最佳的电制动功率，指挥电机控制器控制驱动电机的负转矩大小，实现了部分能量的回收功能。但是显然该方法机械制动与电制动是同时作用在车辆上的，机械制动系统吸收了部分制动能量，而这部分制动能量最终是转换为热量损失掉了，影响了可回收的总制动能量。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有制动能量回收能力的混合动力或电动汽车的制动控制装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有能量回收的电动汽车制动控制装置，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机控制器和机械制动系统，制动踏板机构包括制动踏板、推杆和制动总泵，制动总泵包括活塞，制动踏板位于在推杆头端上方，推杆位于活塞的上方，制动总泵通过液压管路与机械制动系统连接，包括制动踏板信号输出装置，制动踏板信号输出装置通过线束与车辆控制器连接；设置制动踏板在启动机械制动之前经过一段空行程。

更加完善的是，空行程是从制动踏板下踩开始，不触及推杆头端直到制动踏板底面触及并开始下压推杆头端启动机构制动系统的这段行程。

更加完善的是，空行程是从制动踏板下踩开始，带动推杆底端下移但不触及活塞，直到推杆底端触及并开始下压活塞启动机械制动系统的这段行程。

更加完善的是，制动踏板信号输出装置是制动感应开关，制动感应开关安装在制动踏板的附近。

更加完善的是，制动踏板信号输出装置是连续信号输出的角度位置传感器，角度位置传感器安装在制动踏板的底面与地面铰接处。

更加完善的是，车辆控制器分别与电机控制器和电池电连接。

本实用新型的有益效果是，在车辆制动时最大限度回收制动的能量，同时保证车辆的制动安全。简言之就是在传统制动系统中，将制动踏板在机械制动开始产生作用之前，设置一段合适的空行程，在该段空行程范围开始使用电机进行制动，但是机械制动不产生作用，同时按照踏板位移，设置驱动电机的制动功率或制动转矩大小，在踏板位置达到机械制动系统开始产生作用前，就将电制动几乎最大的吸收功率发挥出来，在机械制动开始产生作用后，电制动继续发挥作用并保持最大的制动吸收功率，在具有制动防抱死系统的车辆中，在收到防抱死信号时，电机转矩按照防抱死系统指令断续输出制动转矩。

因为车辆经常使用到的制动工况，其制动力仅有最大制动力的30-40％，如果在通常的制动条件下，仅有电制动在起作用就能够回收到最多的制动能量，同时还可以大大提高机械制动系统零件的寿命。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例1的连接示意图。

图2是本实用新型实施例1制动踏板机构主视图。

图3是本实用新型实施例1制动踏板机构左视图。

图4是是本实用新型实施例2制动踏板机构结构示意图。

图1中，1-制动踏板机构，2-驱动轮，3-传动系统，104-电磁感应开关。

图2、图3和图4中，101-制动踏板，102-制动总泵，103-推杆，104-电磁感应开关，105-感应开关调整螺母，106-感应开关调整支架，107-感应开关连接线束，108-感应开关调整孔，109-推杆复位弹簧，110-活塞。

[具体实施方式]

实施例1如图1所示，制动踏板机构通过制动总泵与四个驱动轮上的制动分泵连接，电磁感应开关104装在制动踏板附近(图2、图3)，电磁感应开关104的输出信号通过连接线束107连接到车辆控制器，车辆控制器分别连接电池和电机控制器，电机控制器驱动电机，电机通过传动系统3与驱动轮机械连接。

在图2中，制动踏板机构包括刹车踏板101、制动总泵102、推杆103、电磁感应开关104、感应开关调整螺母105、感应开关调整支架106、感应开关连接线束107和感应开关调整孔108。刹车踏板101下方是推杆103的头端，踏板101踩下要经过一段不触及推杆头端的空行程才开始触及推杆103的端头并开始下压推杆103，推杆103与制动总泵102连接。在踏板左侧装有感应开关支架106，电磁感应开关装在支架106上的感应开关调整孔108内，通过感应开关调整螺母105来调整其在感应开关调整孔108内的上下位置，使得电磁感应开关的感应范围正好覆盖整个踏板下踩时的位移行程。

其中，踏板101的位移行程按如下标记设定：S0是起始位置，也是踏板自由状态位置；S1的位置如图2中所示，是刹车踏板刚刚接触推杆103的头端，即将开始产生机械制动作用的位置；S2位置是踏板的最大行程，踏板101到达该位置时，电制动装置和机械制动装置都达到最大制动力或制动功率。在以踏板位移为标志的整个制动行程中，踏板位移从S0到S1为第一制动行程I，从S1到S2为第二制动行程II(图2)。

在第一制动行程I中，如图2所示，在踏板101从起始位置S0被踩下至S1位置，第一制动行程被设置为空行程，在该空行程中踏板101并不触及推杆103的头端，即机械制动系统不工作。与此同时，当踏板101从初始位置开始下踩，电磁感应开关104即产生感应电流并发出踏板位移信号S。如图1所示，在第一制动行程中仅有电磁感应开关104对外输出信号S，传递给车辆控制器，车辆控制器接收到信号S后根据电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率或制动力并传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩进行发电，由此车辆机械能即动能通过车轮2和传动系统3传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中。所以在第一制动行程I中，仅有电制动在起作用。

如图2所示，当刹车踏板101被继续踩下，达到并超过S1位置时，标志着第二制动行程II开始，刹车踏板1触及并下压推杆103，推杆2推动与之相连的制动总泵102，机械制动系统开始起作用。同时电磁感应开关104继续输出当前位置信号S给车辆控制器，车辆控制器接收到信号S后同样根据电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率或制动力并传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩进行发电，由此车辆机械能即动能通过车轮2和传动系统3传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中。当踏板位移到达S2时，踏板位移达到最大行程，也是第二制动行程II的结束点(图2)。因此在第二制动行程II中，机械制动与电制动同时工作，以保证车辆安全。

如上所述，在包括第一制动行程I和第二制动行程II在内的整个制动行程中，电磁感应开关104一直在发出信号，电制动至始至终在起作用，而仅仅在第二制动行程开始之时，机械制动系统开始工作，并在第二制动行程II中和电制动同时作用于车辆制动。

在具有制动防抱死系统的车辆中，为保证车辆安全，车辆控制器在收到防抱死信号时，即按照信号要求断续输出制动功率或制动力。

车辆在正常的行驶条件下，往往制动力只有最大制动力的30-40％，也就是说在本实施例中大多数情况下只有电制动在起作用，这样可以更多地回收制动能量，同时减少了机械制动系统的磨损。

本实施例所用的电磁感应开关型号是GK203。本实用新型还可以用带连续信号输出的角度传感器或者是一个制动开关来代替电磁感应开关。实际上，只要是在刹车踏板101位移开始之后能持续输出信号，踏板回位即停止输出信号的信号输出装置都可以在本实用新型中应用。

在图4所示的实施例2中，是将空行程设置在推杆103的底端。踏板101压在推杆103头端，推杆103的底端与制动总泵的活塞110相距一段距离，这段距离就是设置的空行程I。推杆103装有复位弹簧109。当踩下踏板后，踏板下压推杆103开始下移，经过这段空行程I后，直到推杆103底端触及到活塞110才开始启动机械制动系统。当推杆103下移将活塞压到到最低位置后，机械制动力达到了最大。松开踏板101后，推杆103在复位弹簧109作用下，也回到初始位置。本实施例中的感应开关及其他结构与实施例1完全相同，踏板踩下时即电制动开始启动，直到踏板101松开回到初始位置电制动过程才停止。

实施例3：

本实施例采用角度传感器安置在踏板底面与地面铰接处，角度传感器感应到踏板角度的变化并将信号发送到车辆控制器。其余结构与实施例1相同。

Claims (6)

1.一种具有能量回收的电动汽车制动控制装置，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机控制器和机械制动系统，所述的制动踏板机构包括制动踏板、推杆和制动总泵，制动总泵包括活塞，所述的制动踏板位于在推杆头端上方，推杆位于活塞的上方，制动总泵通过液压管路与机械制动系统连接，其特征在于：包括制动踏板信号输出装置，制动踏板信号输出装置通过线束与车辆控制器连接；设置制动踏板在启动机械制动之前经过一段空行程。

2.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制装置，其特征在于：所述的空行程是从制动踏板下踩开始，不触及推杆头端直到制动踏板底面触及并开始下压推杆头端启动机构制动系统的这段行程。

3.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制装置，其特征在于：所述的空行程是从制动踏板下踩开始，带动推杆底端下移但不触及活塞，直到推杆底端触及并开始下压活塞启动机械制动系统的这段行程。

4.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制装置，其特征在于：所述的制动踏板信号输出装置是制动感应开关，制动感应开关安装在制动踏板的附近。

5.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制装置，其特征在于：所述的制动踏板信号输出装置是连续信号输出的角度位置传感器，角度位置传感器安装在制动踏板的底面与地面铰接处。

6.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制装置，其特征在于：所述的车辆控制器分别与电机控制器和电池电连接。 

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