CN202593306U

CN202593306U - 一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置

Info

Publication number: CN202593306U
Application number: CN 201220298222
Authority: CN
Inventors: 王军; 林程; 黄健; 乔军奎; 吕惠
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-20

Abstract

本实用新型涉及一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，它包括制动踏板，制动踏板接收制动意图信号，并通过踏板位置传感器将该制动意图信号转换为电信号传输至制动控制单元；制动控制单元连接在CAN总线上，以获取挡位信号、车速信号、电池SOC信号和电机状态信号；安装在电动汽车前、后轮制动器之前的气压传感器将检测到的气压信号传输给制动控制单元；制动控制单元根据接收到信号产生控制信号，控制开关电磁阀的开闭、伺服阀输出气压的大小，该控制信号还传输至CAN总线以控制电机制动力的大小；两个开关电磁阀串联安装在制动总阀的前后制动回路上；两个伺服阀输入端分别经管路与制动总阀并联，两个伺服阀的输出端分别与两个开关电磁阀输出端并联后输出。

Description

一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车技术领域中的制动装置，特别是关于一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置。

背景技术

电动汽车作为缓解能源短缺和环境污染的重要手段越来越受到重视，为了解决电动汽车续驶里程较短的问题，制动时回收能量成为一个重要手段。目前，大部分电动汽车再生制动采用并行再生制动控制方法，即在原有的气压制动力上附加电机制动力以达到回收制动能量的目的。在汽车制动时，只有驱动轮上附加有电机制动力，非驱动轮上只有原来的气压制动力。并行再生制动系统的前、后轮气压制动力比值为一定值，无法分别控制，当驱动轮上附加上电机制动力后容易造成制动力过大，影响制动性能，并且制动能量回收也不充分，效果并不理想。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，其结构简单、控制方便、实用性强，并能更好地回收制动能量，保证制动安全。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，其特征在于：它包括制动踏板、踏板位置传感器、制动控制单元、两个开关电磁阀、两个伺服阀和制动总阀；所述制动踏板接收来自驾驶员的制动意图信号，并通过安装在所述制动踏板上的踏板位置传感器将该制动意图信号转换为电信号后，传输至所述制动控制单元内；所述制动控制单元连接在CAN总线上，从CAN线上获取挡位信号、车速信号、电池SOC信号和电机状态信号；安装在电动汽车前、后轮制动器之前的气压传感器将检测到的气压信号也传输给所述制动控制单元；所述制动控制单元根据接收到信号产生控制信号，控制所述开关电磁阀的开闭、伺服阀输出气压的大小，该控制信号还传输至CAN总线以控制电机制动力的大小；两个所述开关电磁阀串联安装在所述制动总阀的前后制动回路上；两个所述伺服阀输入端分别经管路与所述制动总阀并联，两个所述伺服阀的输出端分别与两个所述开关电磁阀输出端并联后输出，一路输出信号传输至电动汽车的前制动器，另一路输出信号传输至电动汽车的继动阀。

所述制动控制单元内设置有制动强度解释模块、前后制动力分配模块、伺服阀控制模块、气压电机制动力分配模块、最大电机制动力估算模块和电机制动力控制模块；

所述制动踏板传输至的制动踏板位置信号经所述制动强度解释模块传输至所述前后制动力分配模块内，将得到前轴制动力大小传输至所述伺服阀控制模块，将后轴制动力大小传输至所述气压电机制动力分配模块；从CAN线上获取的挡位信号传输至所述气压电机制动力分配模块，车速信号、电池SOC信号和电机状态信号经所述最大电机制动力估算模块传输至所述气压电机制动力分配模块内进行前后轮制动力和气压电机制动力分配，所述气压电机制动力分配模块将后轴气压制动力传输至所述伺服阀控制模块，所述伺服阀控制模块还接收气压传感器信号，根据接收到的所有信号控制前、后伺服阀及两个开关电磁阀开关状态；所述气压电机制动力分配模块将后轮电机制动力传输至所述电机制动力控制模块后，输出的控制电机制动力大小的信号经CAN总线输出。

两个所述开关电磁阀都采用两位两通电磁阀。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用由制动踏板、踏板位置传感器、制动控制单元、两个开关电磁阀、两个伺服阀和制动总阀构成的制动装置，其结构简单，并根据汽车变速器所处挡位的不同，采用了不同的制动力分配策略，控制方便，实用性较强。2、本实用新型由于制动控制单元内设置有制动强度解释模块、前后制动力分配模块、伺服阀控制模块、气压电机制动力分配模块、最大电机制动力估算模块和电机制动力控制模块，由气压电机制动力分配模块根据前后制动力分配模块和最大电机制动力估算模块传输至的信号进行前后轮制动力和气压电机制动力分配，挡位低时，电机制动所占份额较重；根据电池SOC信号、电机转速预先估计电机最大制动力，用于电机气压制动力分配；采用气压传感器信号进行伺服阀气压控制的反馈控制。因此，能更好地回收制动能量。3、本实用新型在伺服阀连续工作时间过长时，不再进行气压电机联合制动，车辆切换到常规制动，开关电磁阀常开，伺服阀关闭，电机制动停止。并且，当车轮发生抱死状况时由电动汽车原有的ABS系统进行控制。因此，有效地保证了制动安全。4、本实用新型的制动踏板、踏板位置传感器、制动控制单元、两个开关电磁阀、两个伺服阀和制动总阀构成的制动装置可以集成为一个模块，有利于节省安装空间，更有利于产业化实施。本实用新型可以广泛应用于新能源汽车技术领域中。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的制动控制单元结构示意图；

图3是本实用新型在电动汽车制动系统中的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型为一体化控制模块，其包括制动踏板1、踏板位置传感器2、制动控制单元3、两个开关电磁阀4、两个伺服阀5和制动总阀6。

制动踏板1接收来自驾驶员的制动意图信号，并通过安装在制动踏板1上的踏板位置传感器2将该制动意图信号转换为电信号后，传输至制动控制单元3内；制动控制单元3连接在CAN总线上，从CAN总线上获取挡位信号、车速信号、电池SOC信号和电机状态信号；同时，安装在电动汽车前、后轮制动器之前的气压传感器将检测到的气压信号也传输给制动控制单元3；制动控制单元3根据接收到信号产生控制信号，控制开关电磁阀4的开闭、伺服阀5输出气压的大小，该控制信号还传输至CAN总线以控制电机制动力的大小。两个开关电磁阀4串联安装在现有电动汽车的制动总阀6的前后制动回路上，用于控制制动回路的开闭；两个伺服阀5输入端分别经管路与制动总阀6并联，分别用于控制汽车前、后轮回路，两个伺服阀5的输出端分别与两个开关电磁阀4输出端并联后输出，一路输出信号传输至电动汽车的前制动器，另一路输出信号传输至电动汽车的继动阀。

上述实施例中，如图2所示，制动控制单元3内设置有制动强度解释模块31、前后制动力分配模块32、伺服阀控制模块33、气压电机制动力分配模块34、最大电机制动力估算模块35和电机制动力控制模块36。制动踏板1传输至的制动踏板位置信号经制动强度解释模块31传输至前后制动力分配模块32内，将得到前轴制动力大小传输至伺服阀控制模块33，将后轴制动力大小传输至气压电机制动力分配模块34。从CAN总线上获取的挡位信号传输至气压电机制动力分配模块34。车速信号、电池SOC信号和电机状态信号经最大电机制动力估算模块35传输至气压电机制动力分配模块34，气压电机制动力分配模块34将接收到各个信号按照预置的制动力分配曲线，进行前后轮制动力和气压电机制动力分配。气压电机制动力分配模块34将后轴气压制动力传输至伺服阀控制模块33，伺服阀控制模块33还接收气压传感器信号，根据接收到的所有信号控制前、后伺服阀及两个开关电磁阀4是否关闭；气压电机制动力分配模块34将后轮电机制动力传输至电机制动力控制模块36后，输出的控制电机制动力大小的信号经CAN总线输出。

上述各实施例中，两个开关电磁阀4都采用两位两通电磁阀，其具有常开和常闭两种状态。

上述各实施例中，两个开关电磁阀4与两个伺服阀5所在气压管路并不同时工作，当开关电磁阀4导通时，伺服阀5关闭；当伺服阀5打开时，开关电磁阀4关闭。

上述各实施例中，制动总阀6与两个伺服阀5之间采用PWM信号控制。

如图3所示，本实用新型在使用时的控制策略如下：

1）驾驶员踩下制动踏板1，踏板位置传感器2将制动踏板1的位置与速度信号传输给制动控制单元3，由制动控制单元3内的制动强度解释模块31计算出制动强度需求。

2）制动控制单元3内的气压电机制动力分配模块34根据接收到得需求制动强度和挡位信号，判断车辆进行气压制动、电机制动还是气压/电机联合制动；

当只进行气压制动时，电动汽车按传统方式进行常规制动，开关电磁阀4维持常开状态，伺服阀5不工作，若制动强度过大，车轮抱死，由电动汽车原有的ABS系统（防抱死刹车系统）进行控制；

当只进行电机制动时，由制动控制单元3内的电机制动力控制模块36根据制动强度对电机制动力进行控制，此时开关电磁阀4关闭，伺服阀5不工作；

当可以进行气压/电机联合制动时，制动控制单元3内的气压电机制动力分配模块34根据车速信号、电池SOC、电机状态判断能否进行再生制动，不能进行再生制动时，则进行气压制动；若能进行气压电机联合制动，则气压电机制动力分配模块34根据制动强度、挡位信号、电机当前最大制动力，按照预置的制动力分配曲线，进行前后轮制动力和气压电机制动力分配；

由上可知，根据前轮气压制动力、后轮气压制动力和电机制动力的大小，制动控制单元3通过PWM控制信号控制伺服阀5的导通，此时开关电磁阀4控制主回路关闭，制动总阀6不起作用；制动控制单元3输出信号给CAN总线以控制电机制动力的大小。

3）当伺服阀5连续工作时间过长时，不再进行气压电机联合制动，由伺服阀控制模块33将车辆切换到常规制动，开关电磁阀4常开，伺服阀5关闭，电机制动停止。

4）当车轮发生抱死状况时，由ABS系统进行控制。

综上所述，本实用新型在工作时，从前、后储气筒过来的压缩空气，经过本实用新型的用于电动汽车中的电控气压再生制动装置后，分别去往前制动回路和继动阀；电控气压再生制动装置接收前、后气压传感器信号，并与CAN总线有信号的传递。根据汽车变速器所处挡位的不同，采用了不同的制动力分配策略，挡位低时，电机制动所占份额较重；根据电池SOC信号、电机转速预先估计电机最大制动力，用于电机气压制动力分配；采用气压传感器信号进行伺服阀气压控制的反馈控制；伺服阀5单次使用时间过长，有强制退出机制。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的连接和结构都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims

1.一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，其特征在于：它包括制动踏板、踏板位置传感器、制动控制单元、两个开关电磁阀、两个伺服阀和制动总阀；

所述制动踏板接收来自驾驶员的制动意图信号，并通过安装在所述制动踏板上的踏板位置传感器将该制动意图信号转换为电信号后，传输至所述制动控制单元内；所述制动控制单元连接在CAN总线上，从CAN线上获取挡位信号、车速信号、电池SOC信号和电机状态信号；安装在电动汽车前、后轮制动器之前的气压传感器将检测到的气压信号也传输给所述制动控制单元；所述制动控制单元根据接收到信号产生控制信号，控制所述开关电磁阀的开闭、伺服阀输出气压的大小，该控制信号还传输至CAN总线以控制电机制动力的大小；两个所述开关电磁阀串联安装在所述制动总阀的前后制动回路上；两个所述伺服阀输入端分别经管路与所述制动总阀并联，两个所述伺服阀的输出端分别与两个所述开关电磁阀输出端并联后输出，一路输出信号传输至电动汽车的前制动器，另一路输出信号传输至电动汽车的继动阀。

2.如权利要求1所述的一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，其特征在于：所述制动控制单元内设置有制动强度解释模块、前后制动力分配模块、伺服阀控制模块、气压电机制动力分配模块、最大电机制动力估算模块和电机制动力控制模块；

3.如权利要求1或2所述的一种用于电动汽车中的电控气压再生制动装置，其特征在于：两个所述开关电磁阀都采用两位两通电磁阀。