CN206719196U - 电动汽车助力真空系统及其变速箱取力驱动真空泵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车助力真空系统及其变速箱取力驱动真空泵装置，该电动汽车助力真空系统包括变速箱取力驱动真空泵装置、整车控制器、牵引电机和变速箱；该变速箱取力驱动真空泵装置包括真空泵本体、用于从变速箱取力的取力器，以及连接在取力器与真空泵本体之间用于将取力器获取的转矩传递给真空泵本体的磁粉离合器，所述变速箱为具有倒挡的自动变速箱；所述取力器连接在变速箱的中间轴上，可获取变速箱的力矩并通过所述磁粉离合器传递给真空泵本体。本实用新型利用取力器从变速箱取力后经过磁粉离合器为真空泵提供动力，取代真空泵电机，消除了真空泵电机堵转、真空泵控制系统瞬间大电流等故障现象。

Description

电动汽车助力真空系统及其变速箱取力驱动真空泵装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车，特别是指一种电动汽车助力真空系统及其变速箱取力驱动真空泵装置。

背景技术

传统中小排量车辆若采用汽油发动机为动力，刹车设计通常利用进气歧管与大气压力差(亦即真空助力器膜片两侧压力差)助力推动制动缸内活塞，减轻驾驶员制动踏板力；中小型电动汽车通常采用电子真空助力系统将驾驶员制动踏板力量进行放大。

常规的电动汽车真空泵采用小功率电机(通常采用车辆12V电源驱动直流电机，功率在120-250W左右)驱动真空泵本体，并需附带控制系统，如CN201220111862.8、CN201320893153.4，CN201520873450.1等专利所述。出于节能和保护真空泵电机及真空泵本体考虑，此类方案均采用间歇式工作，即检测真空度是否达到设定值考虑开启或者关闭真空泵。

以实际使用的某真空泵系统为例，此类采用小功率电机驱动真空泵本体助力真空系统主要存在以下问题：其一，该真空泵电机和真空泵体平均静态工作电流在9-10A左右，瞬间峰值电流在50-80A持续0.05秒以上，对于12V供电系统造成冲击，在寒冷冬季12V电池性能下降期间影响尤其明显；若在工作期间断电可能造成控制部件带载切断造成控制部件电气损害。其二，该真空泵设计开启寿命1200小时，在长下坡工况或真空泵管路存在密封不严情况下真空泵可能处于连续工作，简单采用继电器通断方式控制电机开启或关闭不利于真空泵轻载时延长寿命工作。其三，若因真空泵电机出现安装卡死，堵转等情况，严重影响行车安全。实际使用中发现，用于驱动真空泵的12V电机及其控制电路是系统可靠性的薄弱环节。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种无需配置独立小功率电机进行驱动的变速箱取力驱动真空泵装置，以及采用该真空泵装置的电动汽车助力真空系统。

为实现上述目的，本实用新型所设计的变速箱取力驱动真空泵装置，包括真空泵本体(不含电机的真空泵)、用于从变速箱取力的取力器，以及连接在取力器与真空泵本体之间用于将取力器获取的转矩传递给真空泵本体的磁粉离合器。

优选地，该装置还包括与真空泵本体的输出口相连通的真空罐，以及安装在真空罐上的真空度传感器。

优选地，所述磁粉离合器的输入轴与取力器相连，输出轴与真空泵本体的输入轴相连。

本实用新型还提供了一种包含前述变速箱取力驱动真空泵装置的电动汽车助力真空系统，除变速箱取力驱动真空泵装置外，该系统还包括整车控制器(Vehicle controlunit，简称VCU)、牵引电机(含牵引电机控制器、牵引电机逆变器)和变速箱；所述变速箱为具有倒挡的自动变速箱；所述取力器连接在变速箱的中间轴上，可获取变速箱的输出力矩并通过所述磁粉离合器传递给所述真空泵本体；所述牵引电机、变速箱和磁粉离合器各自的控制信号输入输出端分别连接至整车控制器的控制信号输入输出端，通过整车控制器对牵引电机、变速箱和磁粉离合器进行控制；所述真空度传感器的测量信号输出端连接至整车控制器的测量信号输入端，将真空度信号发送给整车控制器。

该系统利用取力器从变速箱取力后经过磁粉离合器为真空泵提供动力。整车控制器控制牵引电机处于转速或转矩模式，配合自动变速箱档位控制实现停车工况下控制真空泵工作，行车中可动态调节磁粉离合器的激磁电流控制真空泵平滑加载、减载。

本实用新型的有益效果是：相对其他电动汽车真空泵方案，本实用新型减少了真空泵电机，利用磁粉离合器寿命长、控制简单可靠的特点，消除了真空泵电机堵转等故障现象发生，消除了真空泵控制系统瞬间大电流现象出现，VCU实时监测真空度可在真空度接近设定值时平滑降低真空泵工作负荷，尽可能延长真空泵寿命。

附图说明

图1为本实用新型所设计的电动汽车助力真空系统(含变速箱取力驱动真空泵装置)的结构示意图。

图2为磁粉离合器的励磁电流与扭矩曲线，图中，横坐标为励磁电流，纵坐标为扭矩。

其中：整车控制器101、牵引电机201、牵引电机控制器202、变速箱301、取力器302、传动轴401、车辆驱动桥501、磁粉离合器601、真空泵本体701、真空罐702、真空度传感器703

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型所设计的电动汽车助力真空系统，包括整车控制器101(以下简称VCU)、牵引电机201(含牵引电机控制器202、牵引电机逆变器)、变速箱301和变速箱取力驱动真空泵装置。其中，变速箱取力驱动真空泵装置包括取力器302、磁粉离合器601、真空泵本体701、真空罐702和两个真空度传感器703。

牵引电机逆变器输出三相交流电驱动牵引电机201工作，牵引电机201的输出轴与变速箱301的输入轴相连。变速箱301包括输出轴(受挡位影响)和中间轴(不受挡位影响)，其中，输出轴经过传动轴401连接车辆驱动桥501，中间轴与取力器302相连，取力器302再连接磁粉离合器601的输入轴，磁粉离合器601的输出轴连接真空泵。真空泵的输出端连接到真空罐702，两个真空度传感器703安装在真空罐702中。变速箱301为具有倒挡的自动变速箱，牵引电机201在车辆倒车时与前进时转向相同，确保真空泵本体701在前进和倒车时转向相同。

牵引电机控制器202、变速箱301和磁粉离合器601以及两个真空度传感器703分别连接至VCU。两个真空度传感器703输出1:2比例的两路线性真空度信号到整车控制器101的模拟输入端。牵引电机控制器202具备转速和转矩控制模式，响应VCU发送的目标模式和扭矩、转速指令并执行。VCU控制变速箱301空挡、倒挡或前进挡，并解析驾驶员驾驶需求控制牵引电机控制器202工作。磁粉离合器601通过VCU调节励磁电流控制转矩传递，如图2所示，磁粉离合器601传递的转矩随励磁电流呈线性关系，与励磁电流在相当广阔的范围内成正比。

该助力真空系统利用取力器302从变速箱301取力后经过磁粉离合器601为真空泵提供动力，整车控制器101控制牵引电机201处于转速或转矩模式，配合自动变速箱档位控制实现停车工况下控制真空泵工作，行车中可动态调节磁粉离合器601的励磁电流控制真空泵平滑加载、减载。

车辆初次上电时，若VCU检测到两路线性真空度信号均工作正常且真空度不足则不允许走车，此时仪表提示真空度不足，驾驶员若按下D挡或者R档VCU认为无效并控制自动变速箱301处于空挡。此时驾驶员按下N挡并踩下加速踏板VCU控制牵引电机控制器202处于转速控制模式，控制牵引电机201空转保持在设定转速，此时VCU控制磁粉离合器601的励磁电流逐渐加大至峰值，磁粉离合器601的输入和输出部分完全咬合，变速箱301的输出力矩经过取力器302、磁粉离合器601传递到真空泵。直到两路线性真空度传感器703均检测到真空度足够，VCU逐渐减小磁粉离合器601励磁电流控制真空泵不再工作，仪表提示真空度足够，允许驾驶员操作D挡或R挡，VCU控制牵引电机控制器202处于转矩控制模式。行车中若出现连续刹车，若VCU检测到两路线性真空度信号不足则控制励磁电流逐渐加大，控制真空泵平滑加载。

Claims (4)

1.一种变速箱取力驱动真空泵装置，其特征在于：包括真空泵本体(701)、用于从变速箱(301)取力的取力器(302)，以及连接在取力器(302)与真空泵本体(701)之间用于将取力器(302)获取的转矩传递给真空泵本体(701)的磁粉离合器(601)。

2.根据权利要求1所述的变速箱取力驱动真空泵装置，其特征在于：该装置还包括与真空泵本体(701)的输出口相连通的真空罐(702)，以及安装在真空罐(702)上的真空度传感器(703)。

3.根据权利要求1或2所述的变速箱取力驱动真空泵装置，其特征在于：所述磁粉离合器(601)的输入轴与取力器(302)相连，所述磁粉离合器(601)的输出轴与真空泵本体(701)的输入轴相连。

4.一种包含权利要求1～3中任一项所述的变速箱取力驱动真空泵装置的电动汽车助力真空系统，其特征在于：该系统还包括整车控制器(101)、牵引电机(201)和变速箱(301)；所述变速箱(301)为具有倒挡的自动变速箱；所述取力器(302)连接在变速箱(301)的中间轴上，可获取变速箱(301)的输出力矩并通过所述磁粉离合器(601)传递给所述真空泵本体(701)；所述牵引电机(201)、变速箱(301)和磁粉离合器(601)各自的控制信号输入输出端分别连接至整车控制器(101)的控制信号输入输出端，通过整车控制器(101)对牵引电机(201)、变速箱(301)和磁粉离合器(601)进行控制；所述真空度传感器(703)的测量信号输出端连接至整车控制器(101)的测量信号输入端，将真空度信号发送给整车控制器(101)。