一种电动汽车电液复合制动系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电动汽车制动技术领域，涉及一种电动汽车的制动系统。
【背景技术】
[0002] 汽车制动能量回收系统（ERB)是指一种能够将汽车制动时产生的热能转换成机 械能并将其存储起来的系统。目前常见的制动能量回收系统方案主要有两种：一种是使用 电子控制单元（ECU)控制液压控制单元，修改其电子控制单元的控制策略从而实现制动能 量的回收；另一种是通过使用踏板感觉模拟器和单独的液压栗来实现制动能量的回收。
[0003] 第一种方案的优点是它和目前基于ECU和液压控制单元（HCU)的防抱死制动系统 (ABS)、电子稳定控制（ESC)系统在结构上是相近的，方便制造商使用成熟的加工制造设备 和技术。但这种技术方案也存在一些缺点：第一，为了获得更高的压力估算精度和压力控制 品质，在系统中需要采用更多的压力传感器和线性比例阀，如丰田公司第一代电子控制制 动（ECB)系统使用了 6个压力传感器和6个线性比例阀，这将显著增加了系统的成本；第 二，为了控制成本就需要减少压力传感器和线性比例阀的个数，而这又将导致某些工况下 压力估算精度和压力控制品质的下降，如丰田第二代ECB系统，其压力传感器和线性比例 阀数目都减少为2个，但压力的估算精度和控制品质大大下降。
[0004] 第二种方案则舍弃原有制动系统方案，新增踏板感觉模拟器。这种方案的优点是 实现了踏板和制动执行器的完全解耦，缺点是对原有制动系统的结构和控制策略改动很 大，几乎是放弃原有制动系统。此外，系统要求建压源的工作压力很高并匹配高质量的高 压蓄能器以辅助实现电液复合制动的控制。目前只有国外具有这种成熟的技术产品，如大 陆-混合制动系统（EHC)，其对制动系统进行了重新设计以实现制动能量回馈的功能，不仅 结构复杂，而且对制造工艺要求也很高，因此成本昂贵。
[0005] 现有典型的复合制动系统控制策略有两种，分别是并联式制动策略和串联式制动 策略。并联式制动策略是在摩擦制动力的基础上叠加再生制动力，再生制动力与制动踏板 行程成一定的比例关系。串联式制动策略是在保证制动安全的情况下，优先进行再生制动， 尽可能多地回收制动能量，而额外的制动力需求再由摩擦制动力提供。并联式策略的特点 是结构简单，容易实现，成本较低，但是制动能量回收率低，制动感觉不好。串联式策略的特 点是能量回收率较大，但是制动系统和控制策略也较为复杂。
[0006] 制动控制策略的好坏最直观的评价方式是制动踏板感觉，制动踏板感觉直接关系 到车辆的制动安全性和驾驶舒适性。在传统的液压制动系统中，踏板通过杠杆机构与真空 助力器及制动主缸相连。踩下制动踏板，克服机构间隙以后在真空助力器的作用下，推动主 缸活塞运动，管路油压升高并推动制动分栗。由于真空助力、油压系统特性以及系统阻尼的 作用，不同制动工况下驾驶员踩踏板的力、行程和速度各不相同，另一方面驾驶员从踏板力 和踏板行程来感觉车辆的制动强度，再加上车辆的制动减速度，使驾驶员能够根据车辆状 态反馈进一步调整车辆状态。随着电子技术的发展，电子控制系统在汽车上得到越来越多 的应用，由于取消了制动踏板和液压主缸的直接连接，必须采用踏板力模拟器来模拟制动 踏板感觉，保证给驾驶员一定的反馈信息。为了使车辆拥有和传统车辆同样的踏板感觉，必 须进行踏板感觉的研究以作为制动系统的一个标杆。由于制动踏板感觉是驾驶员的主观评 价，其评价标准来自于驾驶员，很多情况下以踏板感觉的冲击度来描述制动踏板的感觉。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、制动能量回收率高且制动感觉良好的 电动汽车电液复合制动系统。
[0008] 为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：
[0009] -种电动汽车电液复合制动系统，包括真空助力器、分别与所述真空助力器相连 的制动主缸和空行程机械构件、与所述空行程机械构件相连的复合制动控制系统、分别与 所述复合制动控制系统相连的电机控制器和液压控制单元以及与所述电机控制器相连的 电机；所述液压控制单元还与所述制动主缸相连；其中，所述空行程机械构件是空行程大 于原有制动系统中踏板空行程的机械构件。
[0010] 所述电液复合制动控制系统为单独设立或者集成在整车控制器里。
[0011] 所述空行程机械构件包括第一制动踏板构件、第二制动踏板构件、回位弹簧以及 角位移传感器；其中，所述第一制动踏板构件为直线杆件；所述第二制动踏板构件为与所 述第一制动踏板构件的转动轴线重合的踏板；所述第一制动踏板构件和所述第二制动踏板 构件通过所述回位弹簧进行连接并传递踏板力。
[0012] 所述回位弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧。
[0013] 所述回位弹簧的长度根据所述电机所能提供的最大电机制动力与最大需求制动 力的比值来选择；优选的，所述回位弹簧刚度按如下公式选择：
[0015] 其中，k为所述回位弹簧的刚度；F。为预紧力，即踏板行程为最大空行程时所述回 位弹簧的弹力；L为所述第二制动踏板构件从转动轴处到与所述回位弹簧相连处的长度， 称为弹簧运动半径；0 _为最大空行程角位移。
[0016] 所述系统设定所述电机提供的最大再生制动力矩处于所述电机的转矩能力范围 内；优选的，所述电机制动力矩的变化率满足如下条件：
[0018] 其中：1；_为设定的电机最大制动力矩；t为所述电机的运行时间；a。为所述电机 制动力矩变化率绝对值上限；
[0019] 进一步优选的，所述电机制动力矩变化率绝对值上限a。的计算公式为：
[0020] a〇= IOMr
[0021] 其中，M为整车质量，r为车轮半径。
[0022] 由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型对原有的液压制动系 统改动较小，结构简单紧凑；同时又兼顾了驾驶员的传统制动踏板感觉和制动感受，使得驾 驶员可保持传统的驾驶习惯，保证其良好的主观感觉。
【附图说明】
[0023]图1本实用新型实施例中电动汽车电液复合制动系统的结构原理图；
[0024] 图2a本实用新型实施例中空行程机械构件的主视图；
[0025] 图2b本实用新型实施例中空行程机械构件的侧视图；
[0026]图3本实用新型实施例中制动转矩随踏板行程的变化曲线；
[0027] 图4本实用新型实施例中制动控制方法的流程图；
[0028] 图5本实用新型实施例中电机转矩控制曲线图。
[0029] 附图中：1、第一制动踏板构件；2、第二制动踏板构件；3、回位弹簧；4、角位移传感 器；5、原制动踏板被去除部分；6、真空助力器；7、制动主缸；8、电机控制器；9、电机。
【具体实施方式】
[0030] 以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0031] 本实用新型一种电动汽车电液复合制动系统，该系统包括真空助力器6、分别与真 空助力器6相连的制动主缸7和空行程机械构件、与空行程机械构件相连的复合制动控制 系统、分别与复合制动控制系统相连的电机控制器和液压控制单元以及与电机控制器相连 的电机9,液压控制单元还与制动主缸7相连。其中，制动主缸7为液压主缸，空行程机械构 件是空行程大于原有制动系统中踏板空行程的机械构件；电液复合制动控制系统可以单独 设立，也可以集成在整车控制器里。图1所示为该复合制动系统的结构原理图。
[0032] 本实施例中，空行程机械构件为如图2a和图2b所示的电液复合制动踏板。该复合 制动踏板包括第一制动踏板构件1、第二制动踏板构件2、回位弹簧3、角位移传感器4。其 中，第一制动踏板构件1为直线杆件，也是去除原有踏板的非直线部分即图1中原制动踏