本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)裝置,特別是一種適用于制動(dòng)能量回收的制動(dòng)踏板。
背景技術(shù):
目前,平衡桿與主缸活塞桿通過(guò)u型連接套直接剛性連接,當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí),直接推動(dòng)主缸活塞桿運(yùn)動(dòng),擠壓主缸中的制動(dòng)液,從而使卡鉗卡緊制動(dòng)盤(pán),液壓制動(dòng)直接被激活。原有設(shè)計(jì)使機(jī)械制動(dòng)力與電磁制動(dòng)力無(wú)法解耦,造成制動(dòng)能量回收效率低,而進(jìn)行制動(dòng)能量回收時(shí)為取得較高回收效率,制動(dòng)踏板的前一段行程應(yīng)該是空行程,此時(shí)只由電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩制動(dòng)。目前實(shí)驗(yàn)室中所用的機(jī)械制動(dòng)力與電磁制動(dòng)力解耦裝置需由額外的液壓系統(tǒng)提供制動(dòng)力,過(guò)于龐大,無(wú)法安裝在空間狹小的系統(tǒng)如賽車(chē)上。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明目的:本發(fā)明提供了一種適用于制動(dòng)能量回收的制動(dòng)踏板,能夠平衡制動(dòng)時(shí)間與能量回收兩者之間的關(guān)系,使得制動(dòng)時(shí)間與能量回收效率均能夠得改善;并且本發(fā)明體積較小可適用于多種車(chē)型。
發(fā)明內(nèi)容:一種適用于制動(dòng)能量回收的制動(dòng)踏板,包括踏板、平衡桿、u型連接套和液壓主缸;踏板與平衡桿連接,踏板與踏板底座之間設(shè)有氣彈簧;平衡桿與u型連接套的u型段卡接,u型連接套另一端為滑孔段;主缸活塞桿上套設(shè)有滑動(dòng)套環(huán)和用來(lái)抵住滑動(dòng)套環(huán)的螺母,滑動(dòng)套環(huán)可在u型連接套滑孔段內(nèi)自由滑動(dòng);滑動(dòng)套環(huán)靠近液壓主缸的末端設(shè)有一個(gè)環(huán)形限位凸臺(tái),用于限定滑動(dòng)套環(huán)在u型連接套滑孔段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
為了方便拆卸和平衡電磁制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)在總的制動(dòng)過(guò)程的占比,滑動(dòng)套環(huán)與主缸活塞桿采用螺紋連接。
工作原理:當(dāng)需要制動(dòng)汽車(chē)時(shí),踩下汽車(chē)踏板,汽車(chē)踏板帶動(dòng)平衡桿向下壓u形連接套,此時(shí)u型連接套和滑動(dòng)套環(huán)相對(duì)滑動(dòng),故此時(shí)主缸活塞桿并未受力;角度傳感器采集制動(dòng)踏板轉(zhuǎn)過(guò)的角度之后,了解到駕駛員的制動(dòng)意圖開(kāi)始電磁制動(dòng);當(dāng)u型連接套與滑動(dòng)套環(huán)的限位凸臺(tái)接觸時(shí),不能再相對(duì)滑動(dòng)套環(huán)運(yùn)動(dòng),此時(shí)u型連接套向下壓主缸活塞桿,啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng),此時(shí)機(jī)械制動(dòng)與電磁制動(dòng)聯(lián)合協(xié)調(diào)作用,使得車(chē)輛快速停止。
電磁制動(dòng)時(shí)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)能量的回收,即電磁制動(dòng)力占總制動(dòng)力比例越大回收效率越高,但是相應(yīng)的由于電磁制動(dòng)力占總制動(dòng)力越多制動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),在需要快速緊急制動(dòng)時(shí)無(wú)法滿足駕駛員的需求;本發(fā)明采用協(xié)調(diào)式制動(dòng),使得制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)能量回收效率達(dá)到平衡,滿足駕駛員的需求。
有益效果:通過(guò)u型連接套和滑動(dòng)套環(huán)之間的滑動(dòng)連接取代傳統(tǒng)的剛性連接,有效提高制動(dòng)能量回收效率,通過(guò)螺母調(diào)節(jié)行程,取代了傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng),省去了龐大的系統(tǒng),節(jié)省空間,操作簡(jiǎn)便,尤其適合可用空間狹小或成本低的制動(dòng)踏板。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的主視圖;
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖;
圖3為本發(fā)明u型連接套、主缸活塞桿以及中間連接件連接關(guān)系的局部剖視圖;
圖4為本發(fā)明主缸活塞桿以及其上設(shè)置的螺母的放大圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示,一種適用于制動(dòng)能量回收的制動(dòng)踏板,包括踏板1、平衡桿2、氣彈簧3、u型連接套4、滑動(dòng)套環(huán)5、限位螺母6以及液壓主缸;踏板1與平衡桿卡接,緊配合;u型連接套4分為u型段41和滑孔段42,u型段41與平衡桿2卡接;滑動(dòng)套環(huán)5一端與主缸活塞桿7螺紋連接緊靠滑動(dòng)套環(huán)5的末端設(shè)有一限位螺母6用于限定滑動(dòng)套環(huán)5在主缸活塞桿7軸向的移動(dòng),滑動(dòng)套環(huán)5另一端可在u型連接套4的滑孔段42內(nèi)自由滑動(dòng),滑動(dòng)套環(huán)5靠近液壓主缸的一端設(shè)有一圈限位凸臺(tái)51,用于限定u型連接套4與滑動(dòng)套環(huán)5相對(duì)滑動(dòng)。
為了進(jìn)一步的防止滑動(dòng)套環(huán)5在主缸活塞桿7軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng),在主缸活塞桿7上緊貼滑動(dòng)套環(huán)5還設(shè)有一限位螺母6;限位螺母6上設(shè)有與主缸活塞桿7上的刻度711相對(duì)應(yīng)的刻度線611,主缸活塞桿7螺紋段采用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)牙螺紋,使得限位螺母6每轉(zhuǎn)一圈將刻度線611與711對(duì)齊時(shí)其軸向位移為標(biāo)準(zhǔn)固定值,有利于控制滑動(dòng)套環(huán)5與u型連接套4的相對(duì)滑動(dòng)行程,從而可調(diào)節(jié)純電能制動(dòng)與電能機(jī)械混合制動(dòng)在總制動(dòng)過(guò)程中的占比。
由于在u型連接套未與滑動(dòng)套環(huán)5上的限位凸臺(tái)51接觸時(shí),踏板1處于制動(dòng)空行程階段,故當(dāng)結(jié)束制動(dòng)后,雖然由于液壓缸中的液壓力釋放之后踏板1回復(fù)了一段距離,但是當(dāng)u型連接套4與滑動(dòng)套環(huán)5上的限位凸臺(tái)51分離時(shí),滑動(dòng)套環(huán)5不再對(duì)u型連接套4有作用力,此時(shí)踏板無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)到初始位置。故在踏板1與踏板底座之間安裝了氣彈簧3,氣彈簧3可輔助踏板1回到初始位置。并且在踏板下壓時(shí)其對(duì)踏板的反作用力不會(huì)像普通彈簧一樣隨著壓縮量的增大而增大,故在機(jī)械制動(dòng)過(guò)程中氣彈簧不會(huì)影響駕駛員對(duì)需要的制動(dòng)力大小的判斷,使得制動(dòng)過(guò)程更加安全。
本發(fā)明可通過(guò)調(diào)節(jié)踏板1空行程段的行程與混合制動(dòng)段的行程來(lái)調(diào)節(jié)電能制動(dòng)和混合制動(dòng)在總制動(dòng)過(guò)程中的占比,從而平衡制動(dòng)時(shí)間與能量回收效率以期達(dá)到最佳制動(dòng)狀態(tài),反過(guò)來(lái)講,如何調(diào)節(jié)兩段行程在總行程中的具體占比還是得依據(jù)在制動(dòng)時(shí)間與能量回收效率取得較好的平衡時(shí)各制動(dòng)力在總的制動(dòng)力中的占比來(lái)進(jìn)行,為此,做了以下試驗(yàn),并得出結(jié)果如下:
表1為50km/h時(shí)不同機(jī)械制動(dòng)力下測(cè)試結(jié)果,從表中可知中低速狀態(tài)下(50km/h)機(jī)械制動(dòng)力從35%增加到55%后,回收效率略有降低但剎車(chē)時(shí)間顯著縮短;而機(jī)械制動(dòng)力從55%增加到65%后,剎車(chē)時(shí)間略有縮短但回收效率大大降低。中低速狀態(tài)下選擇機(jī)械制動(dòng)力選擇55%可在制動(dòng)時(shí)間和回收效率間取得了較好的平衡,因此高速狀態(tài)下著重研究55%附近規(guī)律。
表1
由表2可見(jiàn),高速狀態(tài)下(70km/h)制動(dòng)力的微小改變對(duì)剎車(chē)時(shí)間的影響很小,但對(duì)回收效率影響很大。此時(shí)行駛路面的情況對(duì)剎車(chē)時(shí)間的影響不可忽略,所以剎車(chē)時(shí)間的變化與表1中的規(guī)律略有不同。對(duì)比以上表格可以發(fā)現(xiàn)車(chē)速越快回收效率越高,這是因?yàn)椴捎昧嘶诨仞伖β首畲蟮闹苿?dòng)控制策略而非恒轉(zhuǎn)矩控制策略,在低速時(shí)電機(jī)的力矩降低,回收的能量相應(yīng)減少。
表2
由上述試驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)機(jī)械制動(dòng)力占總制動(dòng)力的約55%時(shí),制動(dòng)能量回收效率與制動(dòng)時(shí)間達(dá)到了最佳平衡狀態(tài),故對(duì)于本發(fā)明的制動(dòng)踏板而言,在調(diào)節(jié)限位螺母6時(shí)以機(jī)械制動(dòng)力占總制動(dòng)力55%時(shí)為最佳位置。