CN106740791B - 一种电动汽车的电动伺服制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车的电动伺服制动装置，包括控制***、制动***和旋转伺服电机（6），所述制动***包括制动主缸（1）和制动踏板（2）；控制***包括单向离合器（3）、踏板转角传感器（4）、踏板力转矩传感器（5）和控制器（7）。本发明的电动汽车的电动伺服制动装置带有单向离合器，万一发生电路故障时，驾驶员可依靠人力完成汽车制动；制动踏板支点转轴上安装带减速器的旋转电机和楔块式单向离合器，只用一个电机，起到给制动踏板助力的作用；用于智能汽车的主动制动，为保证安全，制动踏板默认位置为制动状态；智能驾驶模块向制动旋转伺服电机发出信号，制动伺服电机按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转。

Description

一种电动汽车的电动伺服制动装置
技术领域
本发明涉及纯电动汽车、插电式混合动力电动汽车制动***的技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车的电动伺服制动装置。
背景技术
乘用汽车制动***普遍采用伺服助力的液压制动***，伺服***采用真空助力器，汽油机汽车利用汽油机工作时进气歧管的真空给真空助力器提供能源。纯电动汽车无此真空源，目前使用真空泵给此真空助力器供能。电动汽车的这种伺服制动***无法做到绝对密封，需要真空泵经常工作以保证真空储能器保持足够的真空度，需要耗费较多的电能，影响电动汽车的续驶里程。
例如专利公开号CN 105015529 A的中国发明专利，公开公开了一种汽车电控液压助力制动***，该制动***包括信号传感部分、计算与控制单元和信号执行部分，位移传感器经联动杆连接制动踏板，位移传感器、时间信号发生器、轮速传感器、车速传感器的信号输入计算与控制单元，计算制动踏板加速度、车轮实时滑移率，胎压与胎温传感器信号经信号发射机、信号接收机输入计算与控制单元，计算轮胎负载系数，计算与控制单元根据上述计算结果控制输入电流放大器电流大小，衔铁在电磁线圈与铁芯组件产生的电磁引力作用下，带动活塞下移，助力油缸和制动主缸的油液快速流入制动轮缸，实现汽车制动 ；该制动***可为采用液压制动车辆提供制动助力作用，实现制动轻便快捷，减小制动距离，提高车辆行驶安全性。但是该制动***是使用电磁铁的直线位移推动传统的液压制动***的主缸活塞，需要对主缸活塞推杆和踏板之间增加大电流的电磁铁。这种结构需要更长的主缸活塞推杆，占用较多的空间，而且这种电推杆的响应和运动速度较慢。
又例如授权公告号为CN 202743233 U的中国实用新型专利，其公开了一种电动汽车制动***。它包括中央处理单元、制动踏板检测装置、制动电机、传动机构和汽车制动器，所述中央处理单元分别与制动踏板检测装置和制动电机相连，所述传动机构分别与制动电机和汽车制动器相连，所述制动踏板检测装置与汽车制动踏板相连。 该实用新型通过制动电机产生制动力，控制汽车制动器制动电动汽车，取消了真空助力器及液压***零部件，有利于汽车整车布置，减少了整车质量。但该制动***是将制动电机加在车轮制动器（刹车卡钳）处，需要四个电机分别控制四个车轮。这就需要对制动用的ABS等软件进行开发标定，目前汽车使用的制动***都采用的成熟的ABS***及软件，导致这制动***实现起来工作量很大，还必须针对不同的车型开发单独的控制软件。
发明内容
为了解决现有技术中电动汽车的这种伺服制动***无法做到绝对密封，需要真空泵经常工作以保证真空储能器保持足够的真空度，需要耗费较多的电能，影响电动汽车的续驶里程以及适用范围较窄的问题，本发明提供了一种不需要电动真空泵和真空助力器，适用于纯电动汽车、插电式混合动力电动汽车的电动伺服制动装置。
一种电动汽车的电动伺服制动装置，包括控制***和制动***，所述制动***包括制动主缸和制动踏板，制动踏板的支点转轴上安装带减速器的旋转伺服电机和单向离合器，起到给制动踏板助力的作用。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置带有单向离合器，无电时，驾驶员可依靠人力完成汽车制动；智能驾驶模块向制动旋转伺服电机发出信号，制动旋转伺服电机按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转；需要减小制动力时，电机反向旋转。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置与现有技术相比除了制动踏板外，不改变原车制动***的其他部分的软硬件；制动增加的制动电机进行控制，很容易用于智能驾驶汽车的智能制动模式和助力人工模式的转换；旋转伺服电机性能更稳定可靠，响应速度快，助力大。
优选的是，所述控制***包括踏板转角传感器、踏板力转矩传感器和控制器。
在上述任一方案中优选的是，所述踏板转角传感器和踏板力转矩传感器位于制动踏板的转轴与旋转伺服电机之间。
在上述任一方案中优选的是，所述单向离合器选用楔块式单向离合器。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的工作原理为：在传统的制动旋转踏板的支点转轴处安装一台带减速器的直流电机（制动旋转伺服电机）、踏板力矩传感器（踏板转角传感器和踏板力转矩传感器），在驾驶员踩动制动踏板时，踏板力矩传感器将此力矩信号传给控制单元，控制单元发出指令控制制动旋转伺服电机转动，带动制动踏板进行转角（位移），从而实现制动助力。
制动踏板转轴和制动旋转伺服电机之间是楔块式单向离合器，只允许电机带动转轴，当驾驶员踩动制动踏板时，该单向离合器打滑，电机及减速器不会对踏板运动产生阻力。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置在智能驾驶模块向制动旋转伺服电机发出信号，制动旋转伺服电机按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转；需要减小制动力时，电机反向旋转。
在上述任一方案中优选的是，本发明的电动汽车的电动伺服制动装置还包括车辆制动行程的监控***，其包括带行程传感器的辅助装置。
在上述任一方案中优选的是，所述辅助装置包括线束、ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备。
在上述任一方案中优选的是，所述ECU通过通信协议输出到输出界面或直接通过线束输出到输出界面。
在上述任一方案中优选的是，所述ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备之间均通过导线连接。
综上所述，本发明的电动汽车的电动伺服制动装置具有以下优点，安装方便：无需更改汽车制动***的制动主缸、储液罐、管路、ABS***、车轮制动器；拆除汽车制动***的制动踏板和真空助力器后，可将该装置直接安装在驾驶室驾驶员部位的地板上；带有单向离合器，无电时，驾驶员可依靠人力完成汽车制动；不需要电动真空泵和真空助力器，节省电能消耗；可在智能驾驶模块的指令下，进行主动制动。
附图说明
图1为按照本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的一优选实施例的结构示意图。
图2为按照本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的图1所示优选实施例的俯视图。
图3为按照本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的图1所示优选实施例的***控制原理图。
附图中标号：
制动主缸1，制动踏板2，单向离合器3，踏板转角传感器4，踏板力转矩传感器5，旋转伺服电机6，控制器7。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的具体实施方式作进一步的说明。
如图1、图2所示，按照本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的一优选实施例的结构示意图。
一种电动汽车的电动伺服制动装置，包括控制***和制动***，所述制动***包括制动主缸和制动踏板，制动踏板2的支点转轴上安装带减速器的旋转伺服电机6和单向离合器3，起到给制动踏板助力的作用。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置带有单向离合器，无电时，驾驶员可依靠人力完成汽车制动；智能驾驶模块向制动旋转伺服电机发出信号，制动旋转伺服电机按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转；需要减小制动力时，电机反向旋转。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置与现有技术相比除了制动踏板外，不改变原车制动***的其他部分的软硬件；制动增加的制动电机进行控制，很容易用于智能驾驶汽车的智能制动模式和助力人工模式的转换；旋转伺服电机性能更稳定可靠，响应速度快，助力大。
在本实施例中，所述控制***包括踏板转角传感器4、踏板力转矩传感器5和控制器7。
在本实施例中，所述踏板转角传感器4和踏板力转矩传感器5位于制动踏板2的转轴与旋转伺服电机6之间。
在本实施例中，所述单向离合器3选用楔块式单向离合器。
如图3所示，按照本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的图1所示优选实施例的***控制原理图。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置的工作原理为：在传统的制动踏板的支点转轴处安装一台带减速器的直流电机（制动旋转伺服电机）、踏板力矩传感器（踏板转角传感器4和踏板力转矩传感器5），在驾驶员踩动制动踏板时，踏板力矩传感器将此力矩信号传给控制单元，控制单元发出指令控制制动旋转伺服电机转动，带动制动踏板进行转角（位移），从而实现制动助力；另外，控制单元也可以直接进行控制制动踏板进行转角（位移）。
制动踏板转轴和制动旋转伺服电机之间是楔块式单向离合器，只允许电机带动转轴，当驾驶员踩动制动踏板时，该单向离合器打滑，电机及减速器不会对踏板运动产生阻力。
本发明的电动汽车的电动伺服制动装置在智能驾驶模块向制动旋转伺服电机发出信号，制动旋转伺服电机按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转；需要减小制动力时，电机反向旋转。
在本实施例中，本发明的电动汽车的电动伺服制动装置还包括车辆制动行程的监控***，其包括带行程传感器辅助装置。
在本实施例中，所述辅助装置包括线束、ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备。
在本实施例中，所述ECU通过通信协议输出到输出界面或直接通过线束输出到输出界面。
在本实施例中，所述ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备之间均通过导线连接。通过ECU将通信协议输出到输出界面或直接通过线束输出到输出界面，能够对车辆的制动压力、推杆行程、车辆速度进行监控，当发生故障时警示灯发出警示通知司机制动隐患，保证车辆的行驶安全。
综上所述，本发明的电动汽车的电动伺服制动装置具有以下优点，安装方便：无需更改汽车制动***的制动主缸、储液罐、管路、ABS***、车轮制动器；拆除汽车制动***的制动踏板和真空助力器后，可将该装置直接安装在驾驶室驾驶员部位的地板上；带有单向离合器，万一发生电路故障时，驾驶员可依靠人力完成汽车制动；不需要电动真空泵和真空助力器，节省电能消耗；可在智能驾驶模块的指令下，进行主动制动。
本领域技术人员不难理解，本发明的电动汽车的电动伺服制动装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。

Claims (5)

1.一种电动汽车的电动伺服制动装置，包括控制***和制动***，所述制动***包括制动主缸(1)和制动踏板(2)，其特征在于：制动踏板(2)的支点转轴上安装带减速器的旋转伺服电机(6)和单向离合器(3)；所述控制***包括踏板转角传感器(4)、踏板力转矩传感器(5)和控制器(7)；踏板转角传感器(4)和踏板力转矩传感器(5)位于制动踏板(2)的转轴与旋转伺服电机(6)之间；单向离合器(3)为楔块式单向离合器；本发明的电动汽车的电动伺服制动装置在智能驾驶模块向制动旋转伺服电机(6)发出信号，制动旋转伺服电机(6)按照给定的角速度转动给定的角度并保持，需要增加制动力时，电机继续旋转；需要减小制动力时，电机反向旋转；无电时，驾驶员依靠人力完成汽车制动；在驾驶员踩动制动踏板(2)时，踏板力转矩传感器(5)将此力矩信号传给控制器(7)，控制器(7)发出指令控制旋转伺服电机(6)转动，带动制动踏板(2)进行转角或位移，从而实现制动助力；另外，控制器(7)能够直接控制制动踏板(2)进行转角或位移。
2.如权利要求1所述的电动汽车的电动伺服制动装置，其特征在于：还包括车辆制动行程的监控***，其包括带行程传感器的辅助装置。
3.如权利要求2所述的电动汽车的电动伺服制动装置，其特征在于：所述辅助装置包括线束、ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备。
4.如权利要求3所述的电动汽车的电动伺服制动装置，其特征在于：所述ECU通过通信协议输出到输出界面或直接通过线束输出到输出界面。
5.如权利要求3所述的电动汽车的电动伺服制动装置，其特征在于：所述ECU、输出线束、输出界面和其它车辆信号输入设备之间均通过导线连接。
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