純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)及其能量回饋控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及純電動(dòng)汽車的能量回饋技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)及其能量回饋控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前純電動(dòng)汽車一般都沒(méi)有剎車制動(dòng)能量回饋吸收功能，剎車所產(chǎn)生的能量都以熱的方式消失掉，剎車所產(chǎn)生的能量得不到回收利用，不僅浪費(fèi)能量，大大縮短純電動(dòng)車在單電池條件下的續(xù)駛里程，還影響電動(dòng)汽車的使用壽命。因此，設(shè)計(jì)一種能夠回收純電動(dòng)車剎車能量的制動(dòng)系統(tǒng)顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有純電動(dòng)車沒(méi)有剎車制動(dòng)能量回饋吸收功能，導(dǎo)致電能浪費(fèi)的不足，提供一種電子剎車與機(jī)械剎車結(jié)合，剎車車速調(diào)節(jié)平順，能夠回收純電動(dòng)車剎車能量，能對(duì)剎車能量進(jìn)行回饋控制的一種純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)及其能量回饋控制方法。
[0004]以上技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)下列技術(shù)方案解決的:
[0005]純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)，包括車架、連桿、剎車踏板、電子剎車單元、機(jī)械剎車單元、能檢測(cè)車輛行駛速度的車速傳感器、電機(jī)減速能量回饋裝置和控制器;連桿滑動(dòng)連接在車架上，剎車踏板連接在連桿的后端;機(jī)械剎車單元固定連接在車架上，并且機(jī)械剎車單元的機(jī)械剎車啟動(dòng)閥與連桿的前端正對(duì)布置，連桿的前端與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥為可接觸式連接;在機(jī)械剎車啟動(dòng)閥內(nèi)設(shè)有壓力傳感器;在連桿上固定設(shè)有支撐桿，在支撐桿的外端部沿著支撐桿的軸線設(shè)有桿半通孔，在桿半通孔內(nèi)設(shè)有發(fā)光燈;在支撐桿的外端部正對(duì)方的車架上設(shè)有滑槽，并且滑槽的槽心線與連桿的軸心線平行;所述支撐桿的外端部滑動(dòng)連接在滑槽內(nèi)；所述滑槽從后端到前端依次包括一號(hào)段滑槽、二號(hào)段滑槽、三號(hào)段滑槽和四號(hào)段滑槽，并且當(dāng)支撐桿的外端部在一號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)或者在二號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)連桿的前端均與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥為不接觸連接，當(dāng)支撐桿的外端部在三號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)連桿的前端與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥為無(wú)壓力接觸連接，當(dāng)支撐桿的外端部在四號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)連桿的前端與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥均為壓緊接觸連接;在二號(hào)段滑槽的內(nèi)底面上設(shè)有若干個(gè)二號(hào)槽半通孔，在每個(gè)二號(hào)槽半通孔內(nèi)分別設(shè)有二號(hào)光電感應(yīng)傳感器;在三號(hào)段滑槽的內(nèi)底面上設(shè)有若干個(gè)三號(hào)槽半通孔，在每個(gè)三號(hào)槽半通孔內(nèi)分別設(shè)有三號(hào)光電感應(yīng)傳感器;在四號(hào)段滑槽的內(nèi)底面上設(shè)有若干個(gè)四號(hào)槽半通孔，在每個(gè)四號(hào)槽半通孔內(nèi)分別設(shè)有四號(hào)光電感應(yīng)傳感器;所述電子剎車單元的控制端、機(jī)械剎車單元的控制端、發(fā)光燈的控制端、電機(jī)減速能量回饋裝置的控制端、車速傳感器、壓力傳感器、每個(gè)二號(hào)光電感應(yīng)傳感器、每個(gè)三號(hào)光電感應(yīng)傳感器和每個(gè)四號(hào)光電感應(yīng)傳感器分別與控制器電連接。
[0006]—種適用于純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)的能量回饋控制方法，制動(dòng)過(guò)程控制方法如下:
[0007](4-1)司機(jī)踩下剎車踏板，剎車踏板帶動(dòng)連桿往前移動(dòng)，連桿帶動(dòng)支撐桿的外端部在滑槽內(nèi)往前滑動(dòng)，并開(kāi)啟發(fā)光燈；
[0008](4-2)當(dāng)支撐桿的外端部在二號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，二號(hào)段滑槽內(nèi)的二號(hào)光電感應(yīng)傳感器檢測(cè)到二號(hào)光電信號(hào)，二號(hào)光電感應(yīng)傳感器把檢測(cè)到的二號(hào)光電信號(hào)傳給控制器，控制器立即給電子剎車單元發(fā)出受調(diào)節(jié)電子剎車指令，電子剎車單元立即對(duì)車輛進(jìn)行受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè);在電子剎車單元對(duì)車輛進(jìn)行受調(diào)節(jié)電子剎車的同時(shí)，控制器根據(jù)PID控制算法給電機(jī)減速能量回饋裝置發(fā)出能量回饋的受調(diào)節(jié)指令，讓電機(jī)減速能量回饋裝置立即開(kāi)啟受調(diào)節(jié)能量反饋，使電機(jī)減速能量回饋裝置立即啟動(dòng)對(duì)純電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行電機(jī)減速能量回饋的受調(diào)節(jié)充電作業(yè)；
[0009 ]設(shè)受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)的信號(hào)表不剎車踏板的開(kāi)度，設(shè)剎車踏板的開(kāi)度相對(duì)應(yīng)的車輛車速的限速值為Vset，設(shè)車速傳感器檢測(cè)到車輛的當(dāng)前速度為Vreal，在剎車踏板上設(shè)有與控制器電連接的行程傳感器;PID控制算法的運(yùn)算過(guò)程如下:開(kāi)始運(yùn)算，先判斷剎車信號(hào)是否有效，如果剎車信號(hào)無(wú)效則結(jié)束，如果剎車信號(hào)有效，則通過(guò)剎車踏板的行程傳感器采集剎車踏板的開(kāi)度，從而得到與剎車踏板的開(kāi)度相對(duì)應(yīng)的限速值Vset，并同時(shí)用車速傳感器采集車輛的當(dāng)前速度Vreal;然后判斷Vset>Vreal，如果Vset>Vreal成立則返回到開(kāi)始運(yùn)算處；如果Vset >Vreal不成立則進(jìn)行PID運(yùn)算，并輸出扭矩信號(hào)T JiVset = Vreal，當(dāng)Vset = Vreal時(shí)，則又返回到開(kāi)始運(yùn)算處。
[0010](4-3)當(dāng)支撐桿的外端部在三號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，三號(hào)段滑槽內(nèi)的三號(hào)光電感應(yīng)傳感器檢測(cè)到三號(hào)光電信號(hào)，三號(hào)光電感應(yīng)傳感器把檢測(cè)到的三號(hào)光電信號(hào)傳給控制器，控制器立即給電子剎車單元發(fā)出不受調(diào)節(jié)電子剎車指令，電子剎車單元立即對(duì)車輛進(jìn)行不受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)；由于當(dāng)支撐桿的外端部在三號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)有連桿的前端與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥為無(wú)壓力接觸連接，設(shè)置在機(jī)械剎車啟動(dòng)閥內(nèi)的壓力傳感器不會(huì)檢測(cè)到壓力信號(hào)，控制器也收不到壓力信號(hào)，機(jī)械剎車單元不對(duì)車輛進(jìn)行機(jī)械剎車;此時(shí)控制器立即對(duì)電機(jī)減速能量回饋裝置發(fā)出能量回饋的不受調(diào)節(jié)指令，讓電機(jī)減速能量回饋裝置開(kāi)啟最大能量反饋，電機(jī)減速能量回饋裝置對(duì)純電動(dòng)汽車的電池的充電作業(yè)狀態(tài)立即從受調(diào)節(jié)充電作業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴皇苷{(diào)節(jié)充電作業(yè)狀態(tài)；
[0011](4-4)當(dāng)支撐桿的外端部在四號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，四號(hào)段滑槽內(nèi)的四號(hào)光電感應(yīng)傳感器檢測(cè)到四號(hào)光電信號(hào)，四號(hào)光電感應(yīng)傳感器把檢測(cè)到的四號(hào)光電信號(hào)傳給控制器，控制器繼續(xù)給電子剎車單元發(fā)出不受調(diào)節(jié)電子剎車指令，電子剎車單元也繼續(xù)對(duì)車輛進(jìn)行不受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)；由于當(dāng)支撐桿的外端部在四號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)有連桿的前端與機(jī)械剎車啟動(dòng)閥為壓緊接觸連接，設(shè)置在機(jī)械剎車啟動(dòng)閥內(nèi)的壓力傳感器會(huì)檢測(cè)到壓力信號(hào)；當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到壓力信號(hào)后立即把檢測(cè)到的壓力信號(hào)傳給控制器，當(dāng)控制器收到壓力信號(hào)時(shí)，控制器立即給機(jī)械剎車單元發(fā)出機(jī)械剎車指令，機(jī)械剎車單元立即對(duì)車輛進(jìn)行機(jī)械剎車作業(yè)；當(dāng)控制器同時(shí)收到壓力信號(hào)和四號(hào)光電信號(hào)時(shí)，控制器也繼續(xù)對(duì)電機(jī)減速能量回饋裝置發(fā)出能量回饋的不受調(diào)節(jié)指令，讓電機(jī)減速能量回饋裝置繼續(xù)開(kāi)啟最大能量反饋，電機(jī)減速能量回饋裝置繼續(xù)啟動(dòng)對(duì)純電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行電機(jī)減速能量回饋的不受調(diào)節(jié)充電作業(yè)；
[0012]從而實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車整車制動(dòng)系統(tǒng)剎車的能量回饋控制。
[0013]本方案采用電子剎車與機(jī)械剎車結(jié)合，剎車車速調(diào)節(jié)平順，能夠回收純電動(dòng)車剎車能量。本方案采用電子單元的受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)和不受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)的方式來(lái)控制車輛的電機(jī)在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生并輸入到變頻器的能量回饋到電池。使得車輛在剎車制動(dòng)時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生急剎的效果，實(shí)現(xiàn)了靈活的點(diǎn)剎車控制方式。當(dāng)駕駛員在跟車距離較近時(shí)，駕駛員可以采用點(diǎn)剎車方式，讓車輛減速保持跟車;在用本方案的剎車制動(dòng)能量回饋吸收方法時(shí)，當(dāng)控制器檢測(cè)到剎車信號(hào)后，立即用對(duì)應(yīng)的剎車制動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行能量回饋吸收，從而使得車輛車速調(diào)節(jié)平順。在本方案中，當(dāng)電子剎車單元對(duì)車輛進(jìn)行受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)時(shí)，電機(jī)減速能量回饋裝置立即對(duì)純電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行電機(jī)減速能量回饋的受調(diào)節(jié)充電作業(yè)；當(dāng)既有電子剎車單元對(duì)車輛進(jìn)行不受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)，又有機(jī)械剎車單元不對(duì)車輛進(jìn)行機(jī)械剎車時(shí)，電機(jī)減速能量回饋裝置對(duì)純電動(dòng)汽車的電池的充電作業(yè)狀態(tài)立即從受調(diào)節(jié)充電作業(yè)狀態(tài)變?yōu)椴皇苷{(diào)節(jié)充電作業(yè)狀態(tài)；當(dāng)既有電子剎車單元對(duì)車輛進(jìn)行不受調(diào)節(jié)電子剎車作業(yè)，又有機(jī)械剎車單元對(duì)車輛進(jìn)行機(jī)械剎車時(shí)，電機(jī)減速能量回饋裝置繼續(xù)對(duì)純電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行不受調(diào)節(jié)充電作業(yè)。從而實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)汽車對(duì)剎車能量進(jìn)行回饋控制和剎車能量的回收。
[0014]作為優(yōu)選，在相鄰的二號(hào)槽半通孔和三號(hào)槽半通孔之間的滑槽的內(nèi)底面上設(shè)有毛刷隔光片。當(dāng)支撐桿的外端部在二號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，毛刷隔光片使得發(fā)光燈所發(fā)出的燈光只被二號(hào)槽半通孔內(nèi)的二號(hào)光電感應(yīng)傳感器感應(yīng)到。同理，當(dāng)支撐桿的外端部在三號(hào)段滑槽內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，毛刷隔光片使得發(fā)光燈所發(fā)出的燈光只被三號(hào)槽半通孔內(nèi)的三號(hào)光電感應(yīng)傳感器感應(yīng)到。毛刷隔光片能遮擋發(fā)光燈所發(fā)的光，減少相互干擾，不會(huì)出現(xiàn)誤判，提高