本发明实施例涉及车辆技术，尤其涉及一种车辆制动系统。
背景技术：
：为了适应矿井作业安全性及能源环保性的要求，目前用于煤矿井下运输作业的柴油驱动防爆无轨胶轮车，已经向电驱动防爆无轨胶轮车发展。现有的电动防爆无轨胶轮车中的制动系统多为电气制动系统或机械制动系统，其中电气制动系统主要通过电动机输出的反向力矩达到制动，机械制动系统通过制动器件之间的摩擦来达到制动。但是，现有电动防爆无轨胶轮车的制动系统，对于路况复杂，且人员及车辆的流动性较大的矿井下应用场景而言，其制动灵活性及有效性均受限，无法满足所有工况需求。比如，电气制动系统主要是为了将制动过程中的电能回收至电池包，以提高胶轮车的续航能力，但是其制动力度有限，无法应对井下突发情况；机械制动系统虽能提供足够的制动力度，但是其制动过程会浪费部分电能，降低胶轮车的续航能力。技术实现要素：本发明实施例提供一种车辆制动系统，以实现电驱动车辆的制动灵活性，既能将制动过程中的能量回收，提高车辆续航能力，又能在突发情况中实现紧急制动。本发明实施例提供了一种车辆制动系统，该系统包括：制动踏板，电刷，电压调节部件，控制子系统，以及与所述控制子系统电连接的电气制动子系统和机械制动子系统；所述制动踏板，用于驱动所述电刷在所述电压调节部件的电刷搭接端移动，所述电刷的移动量与所述制动踏板的踩踏程度相对应；所述电压调节部件，用于根据所述电刷在所述电刷搭接端的搭接位置，确定输出电压；所述控制子系统，用于从所述电压调节部件的电压输出端获取所述输出电压，并根据所述输出电压，控制所述电气制动子系统与所述机械制动子系统的切换。可选地，所述电压调节部件包括电位器。可选地，所述机械制动子系统包括设置于车轮上的制动器组，所述制动器组包括鼓式制动器和盘式制动器。进一步地，四个所述车轮上均设置有制动器组。可选地，所述鼓式制动器和所述盘式制动器的摩擦系数均大于预设摩擦系数阈值，热容量均大于预设热容量阈值。可选地，所述机械制动子系统包括液压制动子系统。进一步地，所述液压制动子系统包括压力开关，所述压力开关包括力度感应回位器，所述力度感应回位器的感应力度范围为6kg-8kg。可选地，所述控制子系统包括：制动角度确定模块，用于依据初始电压、所述输出电压以及电压差与制动角度之间的映射关系，确定当前制动角度；控制信号确定模块，用于依据所述当前制动角度及预设制动角度，确定制动控制信号；制动控制模块，用于依据所述制动控制信号，控制所述电气制动子系统与所述机械制动子系统的切换。其中，所述控制信号确定模块具体用于：若所述当前制动角度小于所述预设制动角度，则确定电气制动启动控制信号；若所述当前制动角度大于或等于所述预设制动角度，则确定机械制动启动控制信号。可选地，所述控制子系统包括：能源回收模块，用于在所述电气制动子系统运行时，将车辆驱动电能及制动转换电能回收至车辆电池包。可选地，所述系统用于矿用电动防爆无轨胶轮车，所述制动踏板为矿用本质安全型踏板。本发明实施例通过制动踏板驱动搭接于电压调节部件的电刷移动，电压调节部件根据电刷搭接位置确定输出电压，控制子系统根据输出电压控制电气制动子系统和机械制动子系统之间的切换。实现了电驱动车辆的制动灵活性，既能将制动过程中的能量回收，提高车辆续航能力，又能在突发情况中实现紧急制动。附图说明图1是本发明实施例一中的车辆制动系统的结构示意图；图2是本发明实施例二中的控制子系统的结构示意图；图3是本发明实施例三中的矿用电动防爆无轨胶轮车的制动系统的结构示意图；图4是本发明实施例三中的电位器的内部简易电路示意图；图5是本发明实施例三中的制动系统的测试示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本发明实施例一提供的一种车辆制动系统的结构示意图，本发明实施例提供了一种车辆制动系统100，该车辆制动系统100包括制动踏板110，电刷120，电压调节部件130，控制子系统140，以及与所述控制子系统140电连接的电气制动子系统150和机械制动子系统160；所述制动踏板110，用于驱动所述电刷120在所述电压调节部件130的电刷搭接端131移动，所述电刷120的移动量与所述制动踏板110的踩踏程度相对应；所述电压调节部件130，用于根据所述电刷120在所述电刷搭接端131的搭接位置，确定输出电压；所述控制子系统140，用于从所述电压调节部件130的电压输出端132获取所述输出电压，并根据所述输出电压，控制所述电气制动子系统150与所述机械制动子系统160的切换。具体地，车辆制动系统100的运行过程为：驾驶员踩踏制动踏板110，则制动踏板110由自身的运动，通过制动踏板110与电刷120之间的连接部件，驱动电刷120在电压调节部件130的电刷搭接端131移动。电压调节部件130则根据电刷120在电刷搭接端131的搭接位置，确定电压调节部件130电压输出端132的输出电压，并将输出电压发送至控制子系统140。控制子系统140则根据获取到的输出电压以及制动子系统触发条件，控制由电气制动子系统150或机械制动子系统160进行制动。这里，控制子系统对两种制动子系统的切换控制是根据输出电压进行实时切换的。比如，输出电压满足电气制动子系统150的制动子系统触发条件，那么就启动电气制动子系统150，而关闭机械制动子系统160；而后，如果输出电压满足机械制动子系统160的制动子系统触发条件，那么就关闭电气制动子系统150，而启动机械制动子系统160。制动子系统触发条件可以是预设电压触发条件，比如输出电压大于预设电压(踩踏制动踏板，输出电压升高)，或者输出电压小于预设电压(踩踏制动踏板，输出电压降低)时，触发电气制动子系统关闭，及机械制动子系统启动；也可以是预设角度触发条件，比如根据输出电压确定出制动踏板的踩踏角度，当踩踏角度大于预设角度时，触发电气制动子系统关闭，及机械制动子系统启动。上述控制子系统对两种制动子系统的切换控制，即输出电压与制动子系统触发条件的比较，以及两种制动子系统的开或关等，可以是基于比较器以及开关等电路控制器件来实现。其中，制动踏板110与电刷120之间的连接方式，需要能够实现电刷移动量与制动踏板的踩踏程度相对应，比如踩踏程度与移动量按照y＝ax+b的关系对应，即踩踏程度为x，那么电刷移动量为与x有设定关系的移动量y。具体实施时，制动踏板110与电刷120之间的连接关系可以是通过机械连接部件实现直接机械连接，也可以是通过多个机械连接部件实现间接机械连接，还可以是通过导线或总线等实现电连接。这里，基于电连接的驱动过程可以为：制动踏板110内部设置传感器，将制动力度信号转换为对应的制动电信号，并通过导线或总线传输至电刷120。电刷120内部的信号转换器将接收到的制动电信号转化为相应的制动驱动力，以驱动电刷120在电压调节部件130的电刷搭接端131移动。电压调节部件130设置至少两个连接端口，即电刷搭接端131与电压输出端132，分别用于搭接电刷120以及连接控制子系统140。电压搭接端131可以是多个固定搭接点，也可以是搭接点连续的片式搭接端。电压输出端132与控制子系统140之间为电连接。示例性地，所述电压调节部件130包括电位器。那么，电刷搭接端131就是电位器的三个引出端，电刷120就搭接在三个引出端中的某一个引出端上，电位器根据电刷120所搭接的引出端，确定电位器输出电压。上述电连接方式中的总线，可以包括几类总线结构中的一种或多种，比如包括数据总线、控制总线、扩展总线或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。示例性地，所述系统用于矿用电动防爆无轨胶轮车，所述制动踏板为矿用本质安全型踏板。也就是说，矿用电动防爆无轨胶轮车中的制动系统采用本发明实施例所提供的车辆制动系统。而矿用电动防爆无轨胶轮车上设置的制动踏板为矿用本质安全型踏板。这样设置的好处在于，能够提高矿井下用车的环保性及安全性。示例性地，所述机械制动子系统160包括设置于车轮上的制动器组，所述制动器组包括鼓式制动器和盘式制动器。具体地，机械制动子系统160包括四组制动器组，每组制动器组包含一个鼓式制动器和一个盘式制动器。每个车轮上设置有一组制动器组。也就是说，每个车轮上都同时设置有一个鼓式制动器和一个盘式制动器。这样设置的好处在于，能够增加制动力度，以便在机械制动时快速锁死传动轴，减少制动距离。尤其是对于矿用电动防爆无轨胶轮车，其工作环境特殊，比如矿井下的路况复杂，存在大量的陡坡及转角，驾驶员视觉盲区较多，并且井下人员和车辆的流动性和自由度较大，随时可能发生人员或车辆的突然出现，所以，矿用电动防爆无轨胶轮车更加需要强力的制动力度，以便尽可能地减少井下制动距离，避免人员伤亡以及井下安全事故的发生。进一步地，所述鼓式制动器和所述盘式制动器的摩擦系数均大于预设摩擦系数阈值，热容量均大于预设热容量阈值。其中，预设摩擦系数阈值是指预先设定的摩擦系数，其用于限定鼓式制动器和盘式制动器的最小摩擦系数。预设热容量阈值是指预先设定的热容量，其用于限定鼓式制动器和盘式制动器的最小热容量。预设摩擦系数阈值和预设热容量阈值的设定可以基于现有车辆制动系统所用材料的参数值以及制动可用材料的最大参数值来设定。具体地，选用摩擦系数和热容量分别大于预设摩擦系数阈值和预设热容量阈值的制动材料作为鼓式制动器和盘式制动器的制动材料。这样设置的好处在于，能够提高鼓式制动器和盘式制动器的抗高热性及摩擦稳定性。尤其是对于矿用电动防爆无轨胶轮车，提高制动器件的抗高热性和摩擦稳定性，以降低制动时产生的热量，不仅可以降低制动系统因高温而失灵的可能性，而且可以降低矿井下车辆制动的安全性。示例性地，所述机械制动子系统160包括液压制动子系统。进一步地，所述液压制动子系统包括压力开关，所述压力开关包括力度感应回位器，所述力度感应回位器的感应力度范围为6kg-8kg。具体地，本实施例中的机械制动子系统160采用液压制动子系统，该液压制动子系统包括压力开关，该压力开关包括力度感应回位器，其感应力度范围为6kg-8kg。这样设置的好处在于，可以提高矿井下用车安全性，以及提高机械制动的灵敏性。本实施例的技术方案，通过制动踏板驱动搭接于电压调节部件的电刷移动，以使电压调节部件根据电刷搭接位置确定输出电压，并发送至控制子系统，控制子系统根据输出电压控制电气制动子系统和机械制动子系统之间的切换。能够根据驾驶人员对制动踏板的踩踏力度，灵活地进行制动子系统的切换，实现了电驱动车辆的制动灵活性，既能将制动过程中的能量回收，提高车辆续航能力，又能在突发情况中实现紧急制动。实施例二图2为本发明实施例二提供的车辆制动系统中控制子系统的结构示意图，本实施例以上述实施例一为基础，与上述实施例相同或相应的装置及术语的解释，在本实施例中不再赘述。参见图2，在上述实施例的基础上，本实施例中控制子系统140包括：制动角度确定模块141，用于依据初始电压、输出电压以及电压差与制动角度之间的映射关系，确定当前制动角度；控制信号确定模块142，用于依据制动角度确定模块141确定的当前制动角度及预设制动角度，确定制动控制信号；制动控制模块143，用于依据控制信号确定模块142确定的制动控制信号，控制电气制动子系统与机械制动子系统的切换。其中，预设制动角度是指预先设置的制动角度，其是确定电气制动子系统和机械制动子系统切换的临界角度。预设制动角度可以根据车辆具体运行环境进行设定。例如，矿井下用车的行驶速度一般较小，一般的制动踏板踩踏角度不需太大，即可实现制动，故其预设制动角度可以设置一个较小的角度值。具体以矿用电动防爆无轨胶轮车为例，其制动踏板的初始角度为70°，踏板踏实之后的最大踩踏角度为55°，其行驶速度通常为40km/h，根据上述信息，可将该胶轮车的预设制动角度设置为5°。当制动踏板踩踏角度在5°内时，使用电气制动子系统即可实现制动，当制动踏板踩踏角度超过5°时，电气制动子系统的制动力度不足以满足尽量短的制动距离的需求，故关闭电气制动子系统，而启动机械制动子系统，以尽可能地缩短制动距离。具体地，控制子系统140接收到电压调节部件发送的输出电压之后，利用制动角度确定模块141中的诸如电压检测器或电压监控芯片等，确定初始电压与输出电压之间的当前电压差。利用制动角度确定模块141中的诸如数据选择器的数据选择部件，根据电压差与制动角度之间的映射关系，确定出当前电压差对应的当前制动角度。之后，将制动角度确定模块141确定的当前制动角度信号发送至控制信号确定模块142。控制信号确定模块142对接收到的当前制动角度及预设制动角度进行比较，并根据比较结果确定出制动控制信号。控制信号确定模块142也可通过比较器及数据选择器等电路控制部件得以实现。控制信号确定模块142确定出制动控制信号之后，需将该制动控制信号发送至制动控制模块143。示例性地，所述控制信号确定模块142具体用于：若所述当前制动角度小于所述预设制动角度，则确定电气制动启动控制信号；若所述当前制动角度大于或等于所述预设制动角度，则确定机械制动启动控制信号。具体实施时，比较器对当前制动角度和预设制动角度进行比较，如果比较结果是当前制动角度小于预设制动角度，那么通过数据选择器确定制动控制信号为电气制动启动控制信号；相反地，如果比较结果是当前制动角度大于或等于预设制动角度，那么数据选择器可确定出制动控制信号为机械制动启动信号。这样设置的好处在于，在车辆行驶过程中更多地使用电气制动子系统，增强车辆环保性，而在紧急情况下使用机械制动子系统，提高车辆运行安全性。控制制动模块143接收到制动控制信号之后，根据具体的制动控制信号，通过电路开关等电路控制部件，控制电气制动子系统或机械制动子系统的开启或关闭。进一步具体为：如果制动控制信号为电气制动启动控制信号，则控制电气制动子系统启动，并控制所述机械制动子系统停止；如果制动控制信号为机械制动启动控制信号，则控制所述机械制动子系统启动，并控制所述电气制动子系统停止。这里机械制动子系统的开启与停止，可以是通过电信号控制机械传动装置的连接与中断。示例性地，所述控制子系统140包括：能源回收模块，用于在所述电气制动子系统运行时，将车辆驱动电能及制动转换电能回收至车辆电池包。具体实施时，控制子系统140可以对电气制动启动控制信号进行采集或监测，当确定该信号存在时，启动能源回收模块，将已经输出的车辆驱动电能回收至电池包。同时，将制动过程中产生的新的电能进行收集，并传输至电池包。这样设置的好处在于，能够提高车辆的续航能力。本发明实施例通过将车辆制动系统中的控制子系统设置为制动角度确定模块、控制信号确定模块和制动控制模块，使得车辆制动系统可以根据制动踏板的制动角度对制动控制信号进行控制，从而控制相应的制动子系统的运行。能够提高车辆制动系统的制动控制精准性，从而提高车辆的运行安全性。实施例三图3是本发明实施例三提供的矿用电动防爆无轨胶轮车的制动系统的结构示意图。本实施例以矿用电动防爆无轨胶轮车为例，对本发明实施例中提供的车辆制动系统进行说明，该矿用电动防爆无轨胶轮车上设置的制动踏板为矿用本质安全型踏板(简称本安型踏板)。参见图3，矿用电动防爆无轨胶轮车的制动系统包括本安型踏板301、制动联动装置302及控制子系统中的低压电路控制板303(图中未示出全部控制子系统内部构造)，其中，制动联动装置302内包含电刷、电位器及电压调节器。对于本实施例中矿用电动防爆无轨胶轮车的制动系统的运行过程大致为：驾驶员踩踏本安型踏板301，本安型踏板301随之下压，并驱动制动联动装置302运行，具体为驱动电位器旋转，使得与本安型踏板301连接的电刷与电位器的连接端改变，进而实现电位器对输出电压的调节。电位器的电压输出端通过传输电缆304与矿用电动防爆无轨胶轮车的低压电路控制板303连接，并将输出电压传输至低压电路控制板303。抵压电路控制板303将采集到的输出电压传输至控制子系统的制动角度确定模块，生成当前制动角度信号，并传输至控制信号确定模块。控制信号确定模块依据当前制动角度信号与预设制动角度信号，生成制动控制信号，并传输至制动控制模块，由制动控制模块依据该制动控制信号对电气制动子系统与机械制动子系统的开启与关闭进行控制，进而实现矿用电动防爆无轨胶轮车的制动。由上述过程可知，该制动系统中，起到关键作用的部件为电位器，所用电位器的性能很大程度上决定了制动系统的灵活性及有效性。参见图4，本实施例中所选用的电位器有三个引出端，连接不同的引出端时，其内部对应的滑动变阻器有不同的阻值状态，分别记为第一端口状态410、第二端口状态420及第三端口状态430，每个状态下对应的连接端口分别记为gaf、dbc和ejk。电位器在整个电路中的连接状态为af端口、bc端口及jk端口对应的滑片电阻及截断电阻为串联状态，而g端口、d端口和e端口对应的剩余电阻部分与上述串联电阻部分为并联状态。那么，三种端口状态之下的理想阻值分布为：第一端口状态410下串联阻值为1.7千欧，并联阻值为3227欧；第二端口状态420下串联阻值为450欧，并联阻值为3227欧；第三端口状态430下串联阻值为1.7千欧，并联阻值为5345欧。如图5所示，本实施例中，在矿用电动防爆无轨胶轮车的日常工作环境之下，对上述电位器的性能进行了测试。具体测试时，在平行于本安型踏板的右侧设置测量角度尺501进行角度测量，每3°为测量间隔，利用万用表502对gf端口、dc端口及ek端口之间的电阻值以及ga端口、db端口和ej端口之间的输出电压进行测量。具体的测试对象、测试参数及测试环境等测试条件说明见表1，相应的测量结果见表2-表7。根据测量结果可知，本实施例中所选用的电位器具有足够的灵敏度，能够保证矿井下矿用电动防爆无轨胶轮车的制动系统的制动灵活性。表1矿用电动防爆无轨胶轮车制动系统的测试说明表2第一端口状态在未通电情况下，gf端口的电阻值随本安型踏板踩踏角度的变化情况角度值电阻值1电阻值2电阻值3平均值(kω)70°2.122.122.122.1267°2.422.372.332.3764°2.5472.5292.5392.87161°2.8292.8182.7592.80258°3.073.152.893.03655°3.493.493.453.476表3第一端口状态在通电情况下，ga端口输出电压随本安型踏板踩踏角度的变化情况角度值电压值1电压值2电压值3平均值(v)70°0.580.5750.5740.57667°0.990.890.790.8964°1.391.411.371.3961°1.561.581.391.5158°2.091.981.962.0155°2.662.652.642.65表4第二端口状态在未通电情况下，dc端口的电阻值随本安型踏板踩踏角度的变化情况表5第二端口状态在通电情况下，db端口输出电压随本安型踏板踩踏角度的变化情况角度值电压值1电压值2电压值3平均值(v)70°4.574.554.544.5567°4.144.164.174.1564°3.663.723.883.7561°3.523.433.393.4458°2.72.842.692.7455°2.312.382.352.34表6第三端口状态在未通电情况下，ek端口的电阻值随本安型踏板踩踏角度的变化情况表7第三端口状态在通电情况下，ej端口输出电压随本安型踏板踩踏角度的变化情况角度值电压值1电压值2电压值3平均值(v)70°4.044.044.044.0467°3.723.7563.763.7464°3.583.623.563.5861°3.313.393.233.3158°3.193.083.113.1255°2.7042.7092.712.707注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。当前第1页12