一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，它包括制動操縱機構(gòu)、踏板感覺模擬裝置、扭力彈簧、踏板角位移傳感器、踏板力傳感器以及電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)；制動操縱機構(gòu)的踏板操縱臂與踏板感覺模擬裝置的推桿前端以鉸鏈轉(zhuǎn)動連接；扭力彈簧空套在制動操縱機構(gòu)的踏板軸上，其一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；踏板角位移傳感器安裝在踏板操縱臂上端的圓孔內(nèi)；踏板力傳感器安裝在制動踏板上；踏板角位移傳感器信號和踏板力傳感器信號輸入電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)的控制單元；本發(fā)明能夠模擬制動踏板感覺、對踏板反作用力具有良好響應(yīng)，對駕駛員制動意圖的辨識和制動強度的計算控制電動汽車的前、后軸制動力。
【專利說明】一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，具體涉及一種適用于純電動汽車或混合動力汽車的線控電液復(fù)合制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力分配與控制系統(tǒng)，屬于汽車制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】 [0002]傳統(tǒng)燃油汽車制動時，制動能量通過制動器的摩擦作用以熱能的形式損耗，制動能量無法回收。電動汽車制動時，可以把電動機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機而進(jìn)行反饋制動，制動能量以電能形式進(jìn)行回收。這一措施不僅減小了汽車向環(huán)境傳遞的熱量，而且還實現(xiàn)了制動能量的回收利用。因此，電動汽車制動系統(tǒng)是由電動機再生制動和傳統(tǒng)液壓制動組成的電液復(fù)合制動系統(tǒng)。
[0003]線控技術(shù)與電液復(fù)合制動系統(tǒng)相結(jié)合而形成的電動汽車線控電液復(fù)合制動系統(tǒng)，是以電信號為控制信號，以電線為信息傳輸媒介，由控制單元根據(jù)制動踏板的動作信息辨識駕駛員制動意圖，并按照一定的規(guī)則對制動力進(jìn)行分配，進(jìn)而控制執(zhí)行器實現(xiàn)電動汽車的線控制動。制動踏板的動作信息可以是踏板位移、速度或踏板力等。線控制動系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的真空助力器，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，制動信號輸入到電子控制單元，經(jīng)信息處理后由電子控制單元控制汽車進(jìn)行制動。由于取消了真空助力器，駕駛員踩下制動踏板的感覺與傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)不同。因此，為了使駕駛員具有與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相同的制動感覺，通常在線控制動系統(tǒng)中還設(shè)置了制動踏板感覺模擬器，以保證駕駛員能夠準(zhǔn)確地把握施加于踏板的制動強度。
[0004]經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，目前國內(nèi)外電動汽車制動力分配策略的控制目標(biāo)是提高制動能量回收率并優(yōu)化駕駛員制動感覺，電液復(fù)合制動系統(tǒng)的制動力控制策略主要有前、后軸理想制動力控制策略、最優(yōu)回饋能量控制策略和混合并聯(lián)式制動力控制策略等，大多都未對液壓制動力和電動機制動力進(jìn)行協(xié)調(diào)，而是直接把電動機回饋制動力疊加在液壓制動力之上，不僅造成駕駛員的制動感覺不良，而且制動能量回收率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，它能夠準(zhǔn)確識別駕駛員制動意圖、模擬制動踏板感覺、對踏板反作用力具有良好響應(yīng)，且能夠根據(jù)控制單元對駕駛員制動意圖的辨識和制動強度的計算控制電動汽車的如、后軸制動力。
[0006]本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案是:一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，它包括制動操縱機構(gòu)、踏板感覺模擬裝置、扭力彈簧、踏板角位移傳感器、踏板力傳感器以及電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)。它們之間的位置連接關(guān)系是:制動操縱機構(gòu)的踏板操縱臂與踏板感覺模擬裝置的推桿前端以鉸鏈轉(zhuǎn)動連接；扭力彈簧空套在制動操縱機構(gòu)的踏板軸上，其一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；踏板角位移傳感器安裝在踏板操縱臂上端的圓孔內(nèi)；踏板力傳感器安裝在制動踏板上；踏板角位移傳感器信號和踏板力傳感器信號輸入電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)的控制單元。
[0007]所述制動操縱機構(gòu)包括制動踏板、踏板操縱臂、踏板軸和踏板固定支架。其間關(guān)系是:制動踏板與踏板操縱臂固定連接；踏板操縱臂的上端加工有圓孔，與踏板軸轉(zhuǎn)動連接；踏板軸固定安裝在踏板固定支架的安裝孔內(nèi)；踏板固定支架上設(shè)有導(dǎo)向小孔，導(dǎo)向小孔的直徑與推桿的外徑間隙配合。該制動踏板是:由雙層矩形板料組合而成，上矩形板料的上表面凹凸不平，下表面加工有切口 ；下矩形板料的上表面也設(shè)置了切口 ；上下矩形板料通過切口固定連接；踏板力傳感器安裝在上、下矩形板料之間。該踏板操縱臂是:上端開設(shè)有圓筒形小孔，小孔內(nèi)安裝襯套和角位移傳感器的滑片；下端截面為矩形，與制動踏板的下矩形板料連接；中部設(shè)置了球鉸鏈結(jié)構(gòu)并與推桿鉸接。該踏板軸是兩端加工有螺紋的圓柱階梯軸，其一端通過螺紋與踏板固定支架連接，另一端穿過踏板操縱臂的孔及固定支架另一端后用螺母擰緊。該踏板固定支架是:現(xiàn)有技術(shù)中的踏板固定支架。
[0008]所述踏板感覺模擬裝置由扭力彈簧和踏板感覺模擬器組成。其間關(guān)系是:扭力彈簧不是安裝在踏板感覺模擬器內(nèi)部，而是空套在踏板軸上；扭力彈簧的一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接。該踏板感覺模擬器包括氣缸體、氣缸體后端蓋、推桿活塞、推桿和膜片閥。其間關(guān)系是:氣缸體與氣缸體后端蓋用螺紋連接并形成封閉空間；推桿活塞位于氣缸體內(nèi)部，兩者間隙配合；推桿與推桿活塞為螺紋連接；膜片閥通過螺釘安裝在推桿活塞上。該氣缸體為帶有前端蓋板的圓筒體，后端敞開；前端蓋板的中心位置開設(shè)有與氣缸體同軸線的中央小孔；氣缸體的內(nèi)部為階梯形，后端內(nèi)壁上加工有內(nèi)螺紋。該氣缸體后端蓋為一圓柱形，其外圓面加工有外螺紋，與氣缸體后端內(nèi)壁上的內(nèi)螺紋連接；為方便拆裝，在氣缸體后端蓋的外側(cè)中心位置加工有內(nèi)六角螺栓孔。該推桿活塞為一圓柱形，其上開設(shè)有節(jié)流孔并安裝膜片閥，節(jié)流孔的軸線平行于活塞中心線；在活塞的前端中心位置加工有內(nèi)螺紋；推桿活塞與氣缸體內(nèi)壁面間隙配合并在氣缸體內(nèi)往復(fù)運動。該推桿為一后端帶有外螺紋的圓柱體，其外螺紋與推桿活塞前端中心位置的內(nèi)螺紋連接，推桿前端依次穿過氣缸體的中央小孔和踏板固定支架的導(dǎo)向小孔與踏板操縱臂相連，其連接方式為鉸接，以方便推桿與踏板操縱臂之間的相對轉(zhuǎn)動。該膜片閥為常開式，膜片結(jié)構(gòu)為圓形中凸形；膜片閥的開啟和關(guān)閉時刻與活塞在氣缸內(nèi)的運動速度有關(guān)；它能夠使活塞左右兩側(cè)產(chǎn)生壓力差以模擬踏板力。踏板模擬力由兩部分組成，一部分是扭力彈簧作用在踏板操縱臂上的彈簧力；另一部分是氣體反作用力，該氣體反作用力經(jīng)由推桿活塞和推桿作用在操縱臂上。
[0009]所述扭力彈簧為一普通圓柱形扭簧，空套在踏板軸上，扭力彈簧的一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；扭力彈簧隨踏板操縱臂的轉(zhuǎn)動而扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生彈簧力。套裝在踏板軸上的扭力彈簧同時也是踏板操縱臂的回位彈簧。
[0010]所述踏板角位移傳感器為可變電阻式角位移傳感器，踏板角位移傳感器的外殼固定在踏板軸上，滑軌安裝在其外殼內(nèi)，滑片固定在踏板操縱臂上端的圓孔內(nèi)，并與滑軌相接觸。
[0011]所述踏板力傳感器為電阻式力傳感器，安裝在制動踏板的上、下矩形板料之間。
[0012]所述電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)包括電液復(fù)合制動控制單元、液壓制動控制單元、電動機控制單元、電動機、左前制動器、右前制動器、左后制動器、右后制動器、四個分別設(shè)置在各車輪上的輪速傳感器以及液壓制動管路。其間關(guān)系是:電液復(fù)合制動控制單元接收踏板位移信號、踏板力信號和輪速傳感器信號后，進(jìn)行駕駛員制動意圖辨識并計算制動強度Z，這里f為制動減速度，g為重力加速度。制動強度包括輕度制動、中度制動和大強度(緊急)制動三種類型。依據(jù)所述制動強度，電液復(fù)合制動控制單元按照已有技術(shù)中的理想制動力分配曲線控制前、后軸制動力。前軸制動力由電動機控制單元和液壓控制單元協(xié)調(diào)控制，優(yōu)先由電動機控制單元控制電動機反饋制動并回收制動能量，若對應(yīng)車速的電動機最大制動力不能滿足前軸制動力需求，則由液壓控制單元控制前輪的左、右制動器參與制動；后軸制動力全部由液壓控制單?？刂坪筝喌淖?、右制動器制動。該電液復(fù)合制動控制單元為一種電動汽車專用微機控制器，具體控制流程見圖3，通過對制動強度z進(jìn)行制動意圖辨識，確定出某種制動模式(輕度制動、中度制動和大強度緊急制動)，然后根據(jù)所選制動模式確定液壓控制單元與電機控制單元的控制控制量。該液壓制動控制單元是按需選購的市購件；該電動機控制單元是按需選購的市購件；該電動機是按需選購的市購件；該左前制動器、右前制動器、左后制動器、右后制動器均是按需選購的市購件；該輪速傳感器是按需選購市場件；該液壓制動管路是液壓橡膠管。
[0013]本發(fā)明的積極效果和優(yōu)點在于:
[0014]本發(fā)明一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，具有以下積極效果和優(yōu)點:(1)踏板力是扭力彈簧和推桿作用力的合力。中小強度制動時，踏板力主要為扭力彈簧的彈簧力。其特征在于:駕駛員緩慢踩下制動踏板，帶動操縱臂并推動推桿和推桿活塞低速向右移動，此時膜片閥開啟，活塞右側(cè)氣體經(jīng)節(jié)流孔流向活塞左側(cè)，氣體流速慢，節(jié)流阻力小，氣體對推桿活塞的反作用力很小，該力由推桿作用在操縱臂上，其值亦很小。大強度制動和緊急制動時，踏板力為彈簧力和氣體反作用力的合力。其特征在于:駕駛員快速踩下制動踏板，帶動操縱臂推動推桿和推桿活塞快速向右移動，活塞右側(cè)壓力升高，膜片閥關(guān)閉，活塞右側(cè)的氣體被壓縮，氣體對推桿活塞的反作用力較大，該壓力經(jīng)由推桿活塞、推桿作用在操縱臂上。所述踏板力的特征還在于:對扭力彈簧、節(jié)流孔與膜片閥進(jìn)行合理設(shè)計，能夠得到理想的踏板模擬力。(2)中小強度制動時僅由扭力彈簧起作用，踏板力較小，踏板行程較大，汽車制動減速度變化均勻，制動穩(wěn)定性好；大強度或緊急制動時，扭力彈簧和氣體反作用力共同作用，踏板行程減小，響應(yīng)迅速，制動效能較高。(3)改變節(jié)流孔直徑或膜片閥剛度可以滿足不同車型和駕駛員個體對制動感覺的要求。(4)本發(fā)明所涉及的制動力控制方法優(yōu)先滿足已有技術(shù)中的前后軸理想制動力分配，保證了電動汽車的制動穩(wěn)定性。其特征在于:中小強度制動時，前軸制動力優(yōu)先為電動機回饋制動，不足部分由前輪液壓制動系統(tǒng)產(chǎn)生；后軸制動力全部由液壓制動系統(tǒng)產(chǎn)生。其特征還在于最大限度地回收制動能量。大強度制動或緊急制動時，前、后軸制動力全部由液壓制動系統(tǒng)產(chǎn)生，其特征在于:優(yōu)先保證電動汽車的制動穩(wěn)定性。(5)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高。本發(fā)明所涉及的踏板感覺模擬裝置使用了結(jié)構(gòu)簡單的扭力彈簧和圓筒形氣缸，都是傳統(tǒng)的機械類零部件，加工和制造方便，且對材料沒有特殊要求，不僅有效降低了成本，而且提高了可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1a為本發(fā)明所涉及的電動汽車線控制動系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖1b為圖1a序號I的斷面剖示圖。[0017]圖2為制動踏板感覺模擬器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為電液復(fù)合制動控制單元控制示意圖。
[0019]上述附圖中的各標(biāo)記意義如下:
[0020]1.制動操縱機構(gòu)；2.踏板角位移傳感器；3.扭力彈簧；4.踏板感覺模擬器；5.電液復(fù)合制動控制單元；6.液壓控制單元；7.電動機控制單元；8.電動機；9.左前制動器；10.右前制動器；11.左后制動器；12.右后制動器；13、14、15和16為制動管路；17、18、19和20為輪速傳感器；21.踏板力傳感器；101.制動踏板；102.踏板操縱臂；103.踏板軸；104.踏板固定支架；105.氣缸體；106.氣缸體后端蓋；107.推桿活塞；108.推桿；109.節(jié)流孔；110.膜片閥。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖la、圖1b所示，是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。電動汽車線控制動系統(tǒng)包括制動操縱機構(gòu)1、踏板角位移傳感器2、扭力彈簧3、踏板感覺模擬器4、電液復(fù)合制動控制單元5、液壓控制單元6、電動機控制單元7、電動機8、左前制動器9、右前制動器10、左后制動器11、右后制動器12、液壓制動管路13、14、15、16、四個分別設(shè)置在各車輪上的輪速傳感器17、18、19、20以及踏板力傳感器21。
[0023]如圖la、圖1b所示。所述電動汽車線控制動系統(tǒng)的制動操縱機構(gòu)包括制動踏板101、踏板操縱臂102、踏板軸103和踏板固定支架104。所述制動踏板101以焊接方式固定連接在踏板操縱臂102的下端；踏板操縱臂102的上端開設(shè)一圓筒形小孔，與踏板軸103轉(zhuǎn)動連接；踏板軸103固定安裝在踏板固定支架104的安裝孔內(nèi)；踏板固定支架104與電動汽車底盤固定連接，支架104上設(shè)有導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔的直徑與推桿108的外徑間隙配合。
[0024]如圖1a所示，所述踏板角位移傳感器2為可變電阻式角位移傳感器。為了提高傳感器的信號精度與容錯能力，本發(fā)明采用兩個可變電阻器，以保證對踏板靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)測量的準(zhǔn)確性和可靠性?？勺冸娮枋浇俏灰苽鞲衅饔善渫鈿す潭ㄔ谔ぐ遢S103上，兩個可變電阻器的滑軌均安裝在其外殼內(nèi)，滑片固定在踏板操縱臂上，并與滑軌相接觸。
[0025]如圖1b所示，所述扭力彈簧3為一普通圓柱形扭簧，套裝在踏板軸103上，扭力彈簧的一端固定在踏板固定支架104上，另一端與踏板操縱臂102固定連接。其特征在于:當(dāng)駕駛員踩下制動踏板101時，帶動踏板操縱臂102逆時針轉(zhuǎn)動，使扭力彈簧3扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生彈簧力；同時，扭力彈簧3也是踏板操縱臂102的回位彈簧。當(dāng)駕駛員松開制動踏板101時，在扭力彈簧3的恢復(fù)力作用下，踏板操縱臂102繞踏板軸103順時針轉(zhuǎn)動并回到初始位置。
[0026]如圖2所示，所述踏板感覺模擬器4包括氣缸體105、氣缸體后端蓋106、推桿活塞107和推桿108。氣缸體105為前端帶有蓋板的圓筒體，后端敞開。氣缸體前端蓋板的中心位置加工有與氣缸體同軸線的中央小孔，中央小孔的直徑與推桿108間隙配合；氣缸體105的內(nèi)壁為階梯形，后端內(nèi)壁上加工有內(nèi)螺紋。氣缸體后端蓋106為一圓柱形，其外圓面加工有外螺紋，外圓面上的外螺紋與氣缸體后端內(nèi)壁上的內(nèi)螺紋連接，氣缸體后端蓋106的外側(cè)中心位置處設(shè)置有內(nèi)六角螺栓孔，以方便對氣缸體后端蓋進(jìn)行拆裝。推桿活塞107為一圓柱形，位于氣缸體105的內(nèi)部并與氣缸體內(nèi)壁相配合；推桿活塞107的前端中心位置加工有一個內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋與推桿活塞同軸線；活塞107上開設(shè)有節(jié)流孔109并安裝膜片閥110，節(jié)流孔的軸線平行于活塞中心線，節(jié)流孔的形狀和尺寸經(jīng)過精確設(shè)計和計算。推桿108為一圓柱形零件，后端用螺紋與推桿活塞107上的內(nèi)螺紋連接，其前端穿過固定支架104的導(dǎo)向孔并與踏板操縱臂102轉(zhuǎn)動連接，所述推桿108與固定支架104的導(dǎo)向孔為間隙配合。
[0027]所述踏板力傳感器21為電阻式力傳感器，安裝在制動踏板的上、下矩形板料之間。線控制動系統(tǒng)踏板力模擬包括兩部分:第一部分是扭力彈簧3作用在踏板操縱臂102上的彈簧力；第二部分是推桿活塞107經(jīng)推桿108作用在踏板操縱臂102上的氣體力。
[0028]如圖1a所示，汽車制動時，駕駛員踩下制動踏板101，帶動踏板操縱臂102繞踏板軸103逆時針轉(zhuǎn)動。踏板角位移傳感器2由于踏板操縱臂102的轉(zhuǎn)動而輸出角位移信號到電液復(fù)合制動控制單元5。與此同時，踏板操縱臂102的逆時針轉(zhuǎn)動，一方面帶動固定在操縱臂102上端的扭力彈簧轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生彈簧力，另一方面帶動推桿108向右運動，并通過推桿活塞107壓縮氣缸體105內(nèi)部的空氣而受到氣體反作用力。彈簧力和氣體反作用力的合力即為踏板模擬裝置的踏板力，由踏板力傳感器21輸出信號到電液復(fù)合制動控制單元5。
[0029]所述電液復(fù)合制動控制單元5的特征在于:接收到踏板位移信號、踏板力信號以及輪速信號后，進(jìn)行信息處理并作出駕駛員制動意圖辨識，同時發(fā)出指令控制電動汽車進(jìn)行制動。在信息處理過程中，制動踏板101處于動態(tài)時，以踏板力傳感器21發(fā)出的踏板力信號為主；制動踏板101處于靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)時，以踏板位移傳感器2發(fā)出的位移信號為主；如果兩個傳感器中有一個出現(xiàn)故障，則電液復(fù)合制動控制單元5根據(jù)另一個信號繼續(xù)控制得到汽車制動，同時及時報警以提醒駕駛員。圖3為電液復(fù)合制動控制單元控制示意圖。
[0030]當(dāng)汽車制動，駕駛員緩慢踩下制動踏板101時，帶動推桿108并推動推桿活塞107在氣缸體105內(nèi)緩慢移動，膜片閥110開啟，活塞右側(cè)氣體經(jīng)節(jié)流孔109流向活塞左側(cè)，節(jié)流阻力很小，活塞左右兩側(cè)壓力差很小，此時的踏板力主要是扭力彈簧3產(chǎn)生的彈簧力，彈簧力隨踏板位移的變化而變化；當(dāng)踏板行程變化較大時，踏板力變化平穩(wěn)，汽車制動減速度變化均勻，制動穩(wěn)定性好。當(dāng)駕駛員快速踩下制動踏板101時，帶動推桿108并推動推桿活塞107在氣缸內(nèi)快速移動，膜片閥110關(guān)閉，活塞右側(cè)壓力急劇升高，踏板模擬裝置的阻力快速增大，此時踏板行程變化較小，而踏板力變化很大，汽車的制動減速度很大，具有較好的制動效能。
[0031]當(dāng)駕駛員放松制動踏板101時，在扭力彈簧3的恢復(fù)力作用下，踏板操縱臂102繞踏板軸順時針轉(zhuǎn)動并回到其初始位置，同時拉動推桿108和推桿活塞107向左移動，活塞左側(cè)氣體被壓縮，壓力升高，膜片閥開啟，空氣經(jīng)節(jié)流孔流向活塞右側(cè)，此時活塞左右兩側(cè)壓力近似相等，處于平衡狀態(tài)。
[0032]所述電液復(fù)合制動控制單元5的特征還在于:電液復(fù)合制動控制單元5提供一種電動汽車用電液復(fù)合制動系統(tǒng)制動力控制方法。所述制動力控制方法中，驅(qū)動軸(即前軸，圖中未示出)制動力由電動機回饋制動與傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)協(xié)調(diào)提供；從動軸(即后軸，圖中未示出)制動力則全部由傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)提供。
[0033]如圖1a所示，所述制動力控制方法的特征在于:當(dāng)汽車制動，駕駛員踩下制動踏板101，踏板位移信號和踏板力信號輸入電液復(fù)合制動控制單元5，電液復(fù)合制動控制單元5進(jìn)行信息處理并計算電動汽車的制動強度z，依據(jù)制動強度z實現(xiàn)對制動力的分配和控制，具體為:
[0034](I)當(dāng)制動強度z滿足0〈z < 0.2時，電液復(fù)合制動控制單元5辨識為輕度制動，汽車制動力全部由前輪提供。其特征在于:后軸的制動力為O ;前輪的制動力優(yōu)先由電動機提供，若對應(yīng)車速下電動機的最大制動力小于汽車需求的制動力，則液壓控制單元6控制前輪液壓制動器9和10參與制動。
[0035](2)當(dāng)制動強度z滿足0.2<z<0.7時，電液復(fù)合制動控制單元5辨識為中度制動，汽車制動力由前后軸同時提供。其特征在于:優(yōu)先按已有技術(shù)中的理想制動力曲線分配前、后軸制動力。前軸制動力優(yōu)先由電動機控制單元7控制電動機8制動,若對應(yīng)車速下電動機的最大制動力小于分配給前軸的制動力，則電液復(fù)合制動控制單元5控制液壓控制單元6，液壓控制單元6控制前輪液壓制動器9和10參與制動。后軸制動力由液壓控制單元6控制后輪制動器11和12進(jìn)行制動。
[0036](3)當(dāng)制動強度z > 0.7時，電液復(fù)合制動控制單元5辨識為大強度制動或緊急制動，汽車制動力由前后軸同時提供。其特征在于:優(yōu)先按已有技術(shù)中的理想制動力曲線分配前、后軸制動力。前軸制動力全部由液壓控制單元6控制前輪制動器9和10制動，電動機控制單兀7控制電動機的制動力為O。后軸制動力由液壓控制單兀6控制后輪制動器11和12進(jìn)行制動。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車線控制動系統(tǒng)踏板力模擬和制動力控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括制動操縱機構(gòu)、踏板感覺模擬裝置、扭力彈簧、踏板角位移傳感器、踏板力傳感器以及電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)；制動操縱機構(gòu)的踏板操縱臂與踏板感覺模擬裝置的推桿前端以鉸鏈轉(zhuǎn)動連接；扭力彈簧空套在制動操縱機構(gòu)的踏板軸上，其一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；踏板角位移傳感器安裝在踏板操縱臂上端的圓孔內(nèi)；踏板力傳感器安裝在制動踏板上；踏板角位移傳感器信號和踏板力傳感器信號輸入電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)的控制單元； 所述制動操縱機構(gòu)包括制動踏板、踏板操縱臂、踏板軸和踏板固定支架；制動踏板與踏板操縱臂固定連接；踏板操縱臂的上端加工有圓孔，與踏板軸轉(zhuǎn)動連接；踏板軸固定安裝在踏板固定支架的安裝孔內(nèi)；踏板固定支架上設(shè)有導(dǎo)向小孔，導(dǎo)向小孔的直徑與推桿的外徑間隙配合；該制動踏板是由雙層矩形板料組合而成，上矩形板料的上表面凹凸不平，下表面加工有切口，下矩形板料的上表面也設(shè)置了切口，上下矩形板料通過切口固定連接；踏板力傳感器安裝在上、下矩形板料之間；該踏板操縱臂是上端開設(shè)有圓筒形小孔，小孔內(nèi)安裝襯套和角位移傳感器的滑片，下端截面為矩形，與制動踏板的下矩形板料連接；中部設(shè)置了球鉸鏈結(jié)構(gòu)并與推桿鉸接；該踏板軸是兩端加工有螺紋的圓柱階梯軸，其一端通過螺紋與踏板固定支架連接，另一端穿過踏板操縱臂的孔及固定支架另一端后用螺母擰緊； 所述踏板感覺模擬裝置由扭力彈簧和踏板感覺模擬器組成；扭力彈簧不是安裝在踏板感覺模擬器內(nèi)部，而是空套在踏板軸上；扭力彈簧的一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；該踏板感覺模擬器包括氣缸體、氣缸體后端蓋、推桿活塞、推桿和膜片閥；氣缸體與氣缸體后端蓋用螺紋連接并形成封閉空間；推桿活塞位于氣缸體內(nèi)部，兩者間隙配合；推桿與推桿活塞為螺紋連接；膜片閥通過螺釘安裝在推桿活塞上；該氣缸體為帶有前端蓋板的圓筒體，后端敞開；前端蓋板的中心位置開設(shè)有與氣缸體同軸線的中央小孔；氣缸體的內(nèi)部為階梯形，后端內(nèi)壁上加工有內(nèi)螺紋；該氣缸體后端蓋為一圓柱形，其外圓面加工有外螺紋，與氣缸體后端內(nèi)壁上的內(nèi)螺紋連接；為方便拆裝，在氣缸體后端蓋的外側(cè)中心位置加工有內(nèi)六角螺栓孔；該推桿活塞為一圓柱形，其上開設(shè)有節(jié)流孔并安裝膜片閥，節(jié)流孔的軸線平行于活塞中心線；在活塞的前端中心位置加工有內(nèi)螺紋；推桿活塞與氣缸體內(nèi)壁面間隙配合并在氣缸體內(nèi)往復(fù)運動；該推桿為一后端帶有外螺紋的圓柱體，其外螺紋與推桿活塞前端中心位置的內(nèi)螺紋連接，推桿前端依次穿過氣缸體的中央小孔和踏板固定支架的導(dǎo)向`小孔與踏板操縱臂相連，其連接方式為鉸接，以方便推桿與踏板操縱臂之間的相對轉(zhuǎn)動；該膜片閥為常開式，膜片結(jié)構(gòu)為圓形中凸形；膜片閥的開啟和關(guān)閉時刻與活塞在氣缸內(nèi)的運動速度有關(guān)；它能夠使活塞左右兩側(cè)產(chǎn)生壓力差以模擬踏板力；踏板模擬力由兩部分組成，一部分是扭力彈簧作用在踏板操縱臂上的彈簧力；另一部分是氣體反作用力，該氣體反作用力經(jīng)由推桿活塞和推桿作用在操縱臂上； 所述扭力彈簧為一普通圓柱形扭簧，空套在踏板軸上，扭力彈簧的一端固定連接在踏板固定支架上，另一端與踏板操縱臂固定連接；扭力彈簧隨踏板操縱臂的轉(zhuǎn)動而扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生彈簧力，套裝在踏板軸上的扭力彈簧同時也是踏板操縱臂的回位彈簧； 所述踏板角位移傳感器為可變電阻式角位移傳感器，踏板角位移傳感器的外殼固定在踏板軸上，滑軌安裝在其外殼內(nèi)，滑片固定在踏板操縱臂上端的圓孔內(nèi)，并與滑軌相接觸；所述踏板力傳感器為電阻式力傳感器，安裝在制動踏板的上、下矩形板料之間；所述電液復(fù)合制動控制系統(tǒng)包括電液復(fù)合制動控制單元、液壓制動控制單元、電動機控制單元、電動機、左前制動器、右前制動器、左后制動器、右后制動器、四個分別設(shè)置在各車輪上的輪速傳感器以及液壓制動管路；電液復(fù)合制動控制單元接收踏板位移信號、踏板力信號和輪速傳感器信號后，進(jìn)行駕駛員制動意圖辨識并計算制動強度這里f為制動減速度，g為重力加速度；制動強度包括輕度制動、中度制動和大強度緊急制動三種類型，依據(jù)所述制動強度，電液復(fù)合制動控制單元按照理想制動力分配曲線控制前、后軸制動力；如軸制動力由電動機控制單兀和液壓控制單兀協(xié)調(diào)控制，優(yōu)先由電動機控制單?？刂齐妱訖C反饋制動并回收制動能量，若對應(yīng)車速的電動機最大制動力不能滿足前軸制動力需求，則由液壓控制單元控制前輪的左、右制動器參與制動；后軸制動力全部由液壓控制單元控制后輪的左、右制動器制動；該電液復(fù)合制動控制單兀為一種電動汽車專用微機控制器，通過對制動強度Z進(jìn)行制動意圖辨識，確定出一種制動模式然后根據(jù)所選制動模式確定液壓控制單元與電機控制單元 的控制控制量。
【文檔編號】B60T11/10GK103481879SQ201310445590
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】姬芬竹, 周曉旭 申請人:北京航空航天大學(xué)