CN109305153A - 具有制动控制***的电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具有制动控制***的电动车，制动控制***包括踏板、电气制动装置和机械制动装置。电气制动装置包括用以获取踏板开度的检测器单元和与检测器单元电性连接电气制动控制器，在所述踏板被踩踏至电气制动开度值时，控制驱动电机输出回馈扭矩，以实现电气制动并进行能量回收。机械制动装置通过传动单元与踏板连接，传动单元用于在踏板被踩踏至机械制动开度值时，使得所述踏板的转动动作与所述机械制动装置的制动动作联动，以实现机械制动。其中，电气制动开度值小于机械制动开度值，使得踏板在小角度范围内被踩踏时，能够仅通过电气制动装置制动，减少了机械制动装置采用摩擦制动时造成的能量损失，从而能够回收更多电量。

Description

具有制动控制***的电动车

技术领域

本发明涉及车辆制动控制领域，特别涉及一种具有制动控制***的电动车。

背景技术

电动车内通常同时设有机械制动装置和电气制动装置。常见的机械制动装置的工作原理为：当制动踏板被踩踏时，制动块被压紧于制动盘，使制动块和制动盘之间产生摩擦力、降低车轮转速，以实现制动。机械制动装置具有制动反应迅速，制动能力强的特点，但由于摩擦制动，会产生大量热量。电气制动装置，也可以被称为再生制动装置，其常见的工作原理为：当制动踏板被踩下时，强制控制驱动电机减速，并且对所述驱动电机在减速过程中产生的机械能进行回收，存储在电动车的车辆电池中。

现有技术中的制动控制***，当制动踏板被踩踏时，机械制动装置和电气制动装置同时工作，制动力较强。但在很多情况下，驾驶员在一个小角度范围内踩踏制动踏板(即轻点刹车时)，并不希望车辆急刹，而仅仅希望车辆减速，此时并不需要那么强的制动力。同时，由于液压制动装置和电气制动装置同时工作，导致制动时产生的能量很多都转化摩擦导致的热量散失，不能够被回收。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电动车制动控制***，旨在解决现有的制动控制***在小角度范围内踩踏制动踏板时，机械制动装置和电动制动装置同时工作，导致车速减速较快、不符合驾驶员意图，同时造成不必要的能量浪费的技术问题。

为了实现以上技术目的，本发明提出一种具有制动控制***的电动车，包括：

踏板；

电气制动装置，包括用以获取所述踏板位移数据的检测器单元和与所述检测器单元电性连接电气制动控制器，所述检测器单元包括用以检测所述踏板的开度的角度传感器，所述电气制动控制器用于在所述踏板被踩踏至电气制动开度值时，控制驱动电机输出回馈扭矩，以实现电气制动并进行能量回收；以及，

机械制动装置，通过传动单元与所述踏板连接，所述传动单元用于在所述踏板被踩踏至机械制动开度值时，使得所述踏板的转动动作与所述机械制动装置的制动动作联动，以实现机械制动；

所述电气制动开度值小于所述机械制动开度值。

优选，所述检测器单元还包括用以检测所述踏板的转动速度值的速度传感器，当所述踏板的转动速度值大于紧急制动速度值时，所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

优选，所述机械制动装置为液压制动装置，包括制动主缸和动作部件，所述制动主缸包括腔室，所述腔室内设有沿第一方向滑动设置的活塞部件，所述活塞部件将所述腔室分隔为驱动腔和液压腔，所述踏板通过传动单元与所述活塞部件传动连接，使得所述踏板的转动动作与所述活塞部件的滑动动作联动，所述动作部件由所述液压腔内的液压驱动动作。

优选，所述传动单元包括沿第一方向延伸的主动杆，所述主动杆具有连接于所述踏板的外端，和伸入所述驱动腔的内端，所述主动杆在所述踏板转动的过程中被驱动沿所述第一方向朝向所述活塞部件移动，所述主动杆的内端与所述活塞部件之间预留有间隙，且所述主动杆内端与所述活塞部件抵接后，驱动所述活塞部件朝向所述液压腔一侧滑动而具有液压行程；

所述主动杆的内端在所述踏板的开度小于所述机械制动开度值时在所述间隙的范围内滑动，所述主动杆在所述踏板的开度达到所述机械制动开度值时，抵接所述活塞部。

优选，所述活塞部件与被所述主动杆抵接的一侧设有凹槽，所述主动杆的内端伸入所述凹槽，且与所述凹槽的侧壁之间无干涉；

所述传动单元还包括强制耦合装置，所述强制耦合装置包括第一磁吸部、第二磁吸部和耦合控制器，所述第一磁吸部和第二磁吸部相对地分设于所述凹槽的内周侧壁和所述主动杆外周侧，所述耦合控制器分别与所述第一磁吸部、第二磁吸部电性连接，所述第一磁吸部和所述第二磁吸部其中之一为电磁铁，另一为永磁体，所述耦合控制器控制所述电磁铁通电，与所述永磁体之间产生磁吸力，以使得所述主动杆与所述活塞部件不可相对移动。

优选，所述检测器单元还包括用以检测所述踏板的转动速度值的速度传感器，所述耦合控制器与所述电气控制装置的检测器单元电性连接，用于获取所述踏板的转动速度值，当所述踏板的转动速度值大于紧急制动速度值时，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部和第二磁吸部产生磁吸力，且所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

优选，所述电动车还包括车速传感器，所述电气制动装置与所述车速传感器电性连接用以获取车速，当所述电动车的车速值大于车速限值，且所述踏板的转动速度大于所述紧急制动速度值时，所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

优选，所述耦合控制器获取车辆电池的荷电值，当所述车辆电池的荷电值大于荷电限值时，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部和第二磁吸部产生磁吸力，所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

优选，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2-5％。

优选，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2.5％。

本发明提供的技术方案中，具有制动控制***的电动车，制动控制***包括踏板、电气制动装置和机械制动装置。电气制动装置包括用以获取所述踏板位移数据的检测器单元和与所述检测器单元电性连接电气制动控制器，所述检测器单元包括用以检测所述踏板的开度的角度传感器，所述电气制动控制器用于在所述踏板被踩踏至电气制动开度值时，根据所述角度传感器获取的踏板开度值控制驱动电机输出回馈扭矩，以实现电气制动并进行能量回收。机械制动装置通过传动单元与踏板连接，传动单元用于在踏板被踩踏至机械制动开度值时，使得所述踏板的转动动作与所述机械制动装置的制动动作联动，以实现机械制动。其中，电气制动开度值小于机械制动开度值，使得踏板在小角度范围内被踩踏时，能够仅通过电气制动装置制动，减少了机械制动装置采用摩擦制动时造成的能量损失，从而能够回收更多电量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明提供的电动车的制动控制***一实施例的结构示意图；

图2为图1中机械制动装置一实施例的局部剖视图；

图3为图1中机械制动装置包括强制耦合装置时实施例的局部剖视图；

图4为图3中A处放大示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	踏板	32	制动主缸
200	电气制动装置	33	腔室
				300	机械制动装置	331	驱动腔
400	驱动电机	332	液压腔
				500	电池	34	活塞部件
20	电气制动控制器	341	凹槽
				21	检测器单元	301	第一磁吸部
30	传动单元	302	第二磁吸部
				31	主动杆

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种具有制动控制***的电动车，应用于具有能量回收功能的电动车中。

请参阅图1，所述具有制动控制***的电动车包括制动控制***，所述制动控制***包括踏板100、电气制动装置200和机械制动装置300，所述电气制动装置200包括电气制动控制器20和用以获取所述踏板100的位移数据的检测器单元21，所述检测器单元21包括用以检测所述踏板100的开度的角度传感器，所述电气制动控制器20可能不是单独存在的部件，而有可能整合在其他控制器件中，例如整车控制器。所述电气制动控制器20用于在所述踏板100被踩踏至电气制动开度值时，控制驱动电机400输出回馈扭矩，并进行能量回收。所述机械制动装置300通过传动单元30与所述踏板100连接，所述传动单元30用于在所述踏板100被踩踏至机械制动开度值时，使得所述踏板100的转动动作与所述机械制动装置300的制动动作联动，以实现机械制动。并且所述电气制动开度值小于所述机械制动开度值。

需要说明的是，本发明中的电气制动装置200指通过直接控制车辆驱动电机400扭矩进行能量回收的制动装置，通常也被称为再生制动装置。所述电气控制器20所述电气制动装置进行能量回收的方式有多种，例如可以是飞轮储能、液压储能或电化学储能。在本实施例中，所述电气制动装置200采用电化学储能，将所述驱动电机400在制动过程中产生的机械能转变为电化学能，存储在车辆电池500中。本发明中的机械制动装置300值通过将制动块被压紧于制动盘，利用摩擦力进行制动的制动装置。这种制动方式具有反应迅速、制动力强的优点，但由于摩擦制动，会产生大量热量。可以理解，所述检测器单元21具体地可以包括角度传感器、位移传感器等多种传感器，可能还具有一定的逻辑计算功能，从而可以获取有关所述踏板100的各类位移数据(例如踏板的转动开度、转动位移、转动速度等)。

当驾驶员踩踏踏板100时，踏板100首先转动至电气制动开度值，此时踏板100的转动动作与所述机械制动装置300的制动动作不联动，所述制动控制***仅电气制动装置200工作，通过检测器单元21检测所述踏板的位移数据。控制驱动电机400输出回馈扭矩，并将所述驱动电机400减速过程中产生的机械能转化为所述电池500中的电能以实现能量回收。当所述踏板100继续转动，超过所述电气制动开度值，达到机械制动开度值时，机械制动装置300的传动单元30使得所述踏板100的转动动作与所述机械制动装置300的机械制动动作联动，即在所述踏板100向下转动的行程中，所述踏板100的转动动作引起所述机械制动装置300的制动块压紧于制动盘，产生摩擦力以实现机械制动。并且电气制动开度值小于机械制动开度值。

通过本实施例提供的技术方案，使得驾驶员在轻点刹车时，所述踏板仅在所述电气制动开度值与所述机械制动开度值之间转动，此时，所述制动控制***仅电气制动装置200工作，不会产生过大的制动力。当驾驶员试图急刹时，所述踏板100转动超过所述机械制动开度，此时，进一步通过所述机械制动装置300的传动单元30实现所述踏板100的转动动作与所述机械制动装置300的机械制动动作联动，从而提供更大的制动力，此时电动制动与机械制动同时存在。如此，通过所述电动车的制动***，使得制动过程更加符合驾驶员的意图，并且，在轻点刹车的情况下，避免由于机械制动装置300的摩擦力造成热量散失，从而能够回收更多能量。

所述机械制动开度值的大小不作限制，可以通过收集驾驶员驾驶点刹时的踏板数据来设计。在本实施例中，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2-5％。优选，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2.5％。

但是，有时在一些紧急状况下，需要更加可靠的制动动作，避免事故。为此，在本实施例中，检测器单元21进一步地还包括用以检测所述踏板100的转动速度值的速度传感器，当所述踏板的转动速度值大于紧急制动速度值时，所述电气控制器20控制对所述驱动电机400结束制动动作。如此，在紧急制动的状况下，机械制动装置300能够提供更加稳定有效的制动力。

在车速非常快的情形下，如果电气制动装置200与所述机械制动装置300同时工作，可能会由于制动力过大导致车辆出现打滑现象。为此，本实施例进一步地在车速过快的情形下控制只进行机械制动动作。具体地，所述电动车还包括车速传感器，所述电气控制器20与所述车速传感器电性连接，以获取所述电动车的车速值，当所述电动车的车速值大于车速限值，且所述踏板100的转动速度大于所述紧急制动速度值时，所述电气控制器20控制对所述驱动电机400结束制动动作。

所述机械制动装置300的具体结构不作限制，本实施例中，请参阅图2，所述机械制动装置300为液压制动装置，包括制动主缸32和动作部件(图中未示出)，所述制动主缸32包括腔室33，所述腔室33内设有可沿第一方向滑动设置的活塞部件34，所述活塞部件34将所述腔室33分隔为驱动腔331和液压腔332。并且踏板100通过传动单元30与所述活塞部件34传动连接，使得所述踏板100的转动动作与所述活塞部件34的滑动动作联动，所述动作部件由所述液压腔内332的液压驱动动作。例如，所述动作部件可以包括制动块，所述制动块与滑动设于所述液压腔的驱动活塞相连，当所活塞部件34朝所述液压腔332一侧滑动，述液压腔332内的压力值增大时，所述驱动活塞被驱动滑动，从而驱动所述制动块压紧制动盘。

进一步地，所述传动单元30包括沿第一方向延伸的主动杆31，所述主动杆31具有连接于所述踏板100的外端，和伸入所述驱动腔331的内端，所述主动杆31在所述踏板100转动的过程中被驱动沿所述第一方向朝向所述活塞部件34移动，所述主动杆31的内端与所述活塞部件34之间预留有间隙以形成空行程，且所述主动杆31内端与所述活塞部件34抵接后，驱动所述活塞部件34朝向所述液压腔331一侧滑动。所述主动杆31与踏板100之间的传动结构不作限制，例如可以是涡轮蜗杆结构或齿轮齿条结构，只要能实现将所述踏板100的转动动作转化为所述主动杆31沿第一方向的平移动作即可。

所述主动杆31的内端在所述踏板100的开度小于所述机械制动开度值时在所述空行程(即间隙)的范围内滑动，所述主动杆31在所述踏板100的开度达到或大于所述机械制动开度值时，所述主动杆31的内端抵接所述活塞部件34。通过上述结构，实现在所踏板开度超过所述机械制动开度值的情形下，所述踏板100的转动才会引起所述活塞部件34的滑动，从而所述踏板100的转动动作与所述机械制动装置300的制动动作联动。

进一步地，在一些特殊情形下需要实现所述踏板100与所述机械制动装置300的强制联动。例如，在紧急制动的状况(踏板的转动速度值大于紧急制动速度值)下，若踏板100的开度小于所述机械制动开度值，由于此时电气制动装置200已不工作，为了避免由于空行程的存在导致制动距离增大，所述传动单元30还具有能够取消所述空行程，强制耦合的结构。还有，在所述电池500的荷电已满，不再需要能量回收的情况下，所述踏板的转动的整个行程优选采用机械制动装置300，此时也需要取消空行程。

进一步地，所述强制耦合的结构在本实施例中，具体请参阅图3，所述活塞部件34与被所述主动杆31抵接的一侧设有凹槽341，所述主动杆31的内端伸入所述凹槽341，且与所述凹槽341的侧壁之间无干涉。所述传动单元30还包括强制耦合装置，所述强制耦合装置包括第一磁吸部301、第二磁吸部302和耦合控制器。可以理解，所述耦合控制器可能不是单独存在的部件，而有可能整合在其他控制器件中，例如整车控制器。所述第一磁吸部301和第二磁吸部302相对地分设于所述凹槽341的内周侧壁和所述主动杆31外周侧，所述耦合控制器分别与所述第一磁吸部301、第二磁吸部302电性连接，，所述第一磁吸部301和所述第二磁吸部302其中之一为电磁铁，另一为永磁体，所述耦合控制器控制所述电磁铁通电，与所述永磁体之间产生磁吸力，以使得所述主动杆31与所述活塞部件34不可相对移动。如此，上述特殊情形下，能够控制所述活塞部件34与所述主动杆31强制耦合，从而达到取消空行程的目的。

进一步地，为了判断车辆是否处于紧急制动状况，所述检测器单元21还包括用于检测所述踏板100的转动速度值的速度传感器，所述耦合控制器与所述电气控制装置的检测器单元21电性连接，用于获取所述踏板100的转动速度值，当所述踏板100的转动速度值大于紧急制动速度值时，判断为紧急制动状况，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部301和第二磁吸部302产生磁吸力，且所述电气控制器20控制对所述驱动电机400结束制动动作。

进一步地，为了判断所述车辆是否不需要进行能量回收，所述耦合控制器获取车辆电池500的荷电值，当所述电池500的荷电值大于荷电限值时，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部301和第二磁吸部302产生磁吸力，且所述电气控制器20控制对所述驱动电机400结束制动动作。

进一步地，为了使电动车在采用电气制动装置200进行制动的情形下，能够具有与机械制动装置300制动具有相同踩踏感，以使得驾驶员的驾驶感受更加舒适。所述电动车的制动***进一步还包括踏板模拟器，用于在各种制动情形下向所述踏板100提供均一的回复力。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述制动控制***包括：

踏板；

电气制动装置，包括用以获取所述踏板位移数据的检测器单元和与所述检测器单元电性连接电气制动控制器，所述检测器单元包括用以检测所述踏板的开度的角度传感器，所述电气制动控制器用于在所述踏板被踩踏至电气制动开度值时，控制驱动电机输出回馈扭矩，以实现电气制动并进行能量回收；以及，

机械制动装置，通过传动单元与所述踏板连接，所述传动单元用于在所述踏板被踩踏至机械制动开度值时，使得所述踏板的转动动作与所述机械制动装置的制动动作联动，以实现机械制动；

所述电气制动开度值小于所述机械制动开度值。

2.如权利要求1所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述检测器单元还包括用以检测所述踏板的转动速度值的速度传感器，当所述踏板的转动速度值大于紧急制动速度值时，所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

3.如权利要求1所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述机械制动装置为液压制动装置，包括制动主缸和动作部件，所述制动主缸包括腔室，所述腔室内设有沿第一方向滑动设置的活塞部件，所述活塞部件将所述腔室分隔为驱动腔和液压腔，所述踏板通过传动单元与所述活塞部件传动连接，使得所述踏板的转动动作与所述活塞部件的滑动动作联动，所述动作部件由所述液压腔内的液压驱动动作。

4.如权利要求3所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述传动单元包括沿第一方向延伸的主动杆，所述主动杆具有连接于所述踏板的外端、和伸入所述驱动腔的内端，所述主动杆在所述踏板转动的过程中被驱动沿所述第一方向朝向所述活塞部件移动，所述主动杆的内端与所述活塞部件之间预留有间隙，且所述主动杆内端与所述活塞部件抵接后，驱动所述活塞部件朝向所述液压腔一侧滑动；

所述主动杆的内端在所述踏板的开度小于所述机械制动开度值时在所述间隙的范围内滑动，所述主动杆在所述踏板的开度达到所述机械制动开度值时，抵接所述活塞部。

5.如权利要求4所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述活塞部件与被所述主动杆抵接的一侧设有凹槽，所述主动杆的内端伸入所述凹槽，且与所述凹槽的侧壁之间无干涉；

所述传动单元还包括强制耦合装置，所述强制耦合装置包括第一磁吸部、第二磁吸部和耦合控制器，所述第一磁吸部和第二磁吸部相对地分设于所述凹槽的内周侧壁和所述主动杆外周侧，所述耦合控制器分别与所述第一磁吸部、第二磁吸部电性连接，所述第一磁吸部和所述第二磁吸部其中之一为电磁铁，另一为永磁体，所述耦合控制器控制所述电磁铁通电，与所述永磁体之间产生磁吸力，以使得所述主动杆与所述活塞部件不可相对移动。

6.如权利要求5所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述检测器单元还包括用以检测所述踏板的转动速度值的速度传感器，所述耦合控制器与所述电气控制装置的检测器单元电性连接，用于获取所述踏板的转动速度值，当所述踏板的转动速度值大于紧急制动速度值时，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部和第二磁吸部产生磁吸力，且所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

7.如权利要求2或6所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述电动车还包括车速传感器，所述电气制动装置与所述车速传感器电性连接用以获取车速，当所述电动车的车速值大于车速限值，且所述踏板的转动速度大于所述紧急制动速度值时，所述电气控制器控制所述驱动电机停止制动动作。

8.如权利要求5所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述耦合控制器获取车辆电池的荷电值，当所述车辆电池的荷电值大于荷电限值时，所述耦合控制器控制所述第一磁吸部和第二磁吸部产生磁吸力，所述电气控制器控制对所述驱动电机结束制动动作。

9.如权利要求1所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2-5％。

10.如权利要求9所述的具有制动控制***的电动车，其特征在于，所述机械制动开度值为所述踏板整个转动行程的2.5％。