電動(dòng)汽車智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)

于寧，楊海波，周翠玉

(1.河北聯(lián)合大學(xué)遷安學(xué)院;2.河北聯(lián)合大學(xué)圖書館;3.河北聯(lián)合大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北唐山063009)

0 引言

當(dāng)今環(huán)境污染與能源消耗問題的日益嚴(yán)重，新能源電動(dòng)汽車被看做是汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。駐車制動(dòng)裝置是在電動(dòng)汽車停車時(shí)防止車輛自由移動(dòng)的制動(dòng)裝置，是電動(dòng)汽車安全性能的重要保證。

目前汽車駐車裝置絕大多數(shù)采用手剎制動(dòng)。但手剎駐車需要駕駛員用力手動(dòng)拉起操縱桿，在緊急駐車制動(dòng)情況下不利于駕駛員的操作。對(duì)于非封閉式電動(dòng)汽車，例如:觀光游覽車，敞開式巡邏車，敞開式環(huán)衛(wèi)車，場(chǎng)區(qū)服務(wù)車等，當(dāng)駕駛員拉上手剎，駐車離開后，非駕駛?cè)藛T解除駐車后，可隨意移動(dòng)車輛。極易造成車輛事故，也不利于電動(dòng)汽車的防盜。

智能駐車制動(dòng)裝置是針對(duì)河北聯(lián)合大學(xué)研制的微型電動(dòng)汽車，設(shè)計(jì)的一套智能駐車系統(tǒng)。主要利用駐車按鈕，結(jié)合車鑰匙及加速踏板等裝置共同組成智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)，解決了上述手剎駐車制動(dòng)存在的問題，而且成本低廉，是未來電動(dòng)汽車駐車制動(dòng)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

傳統(tǒng)的手剎制動(dòng)有手剎制動(dòng)桿，剎車?yán)€、蹄片等組成。智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)就是用制動(dòng)按鈕代替手剎制動(dòng)桿，簡(jiǎn)化了駐車制動(dòng)的操作，減小了駐車時(shí)間，避免了車輛溜車。

智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要由鑰匙、加速踏板及駐車按鈕控制駐車制動(dòng)器，帶動(dòng)剎車線的拉緊與放松，進(jìn)而控制車輛的駐車與否。智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能駐車制動(dòng)器主要包括繼電器、行程開關(guān)、拉桿、蝸輪蝸桿電機(jī)，滑輪等部件組成。繼電器控制蝸輪蝸桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪蝸桿電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼絲繩拉動(dòng)彈簧，帶動(dòng)杠桿向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而拉緊剎車線，使車輛處于駐車制動(dòng)狀態(tài)。

制動(dòng)力的大小是影響制動(dòng)效果的主要參數(shù)。制動(dòng)力不足，容易產(chǎn)生車輛滑移的現(xiàn)象，而制動(dòng)力過大容易發(fā)生車輪抱死，剎車線斷裂的現(xiàn)象。所以駐車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保證適當(dāng)?shù)膭x車力，使車輛具有最佳的駐車制動(dòng)效果。此設(shè)計(jì)利用杠桿原理把蝸輪蝸桿電機(jī)的驅(qū)動(dòng)拉力放大，作用于剎車?yán)o繩。同時(shí)增加彈簧與行程開關(guān)裝置限制拉力過大。蝸輪蝸桿電機(jī)通過拉動(dòng)彈簧進(jìn)而拉動(dòng)杠桿。行程開關(guān)包括拉緊行程開關(guān)和放松行程開關(guān)。用來限制彈簧彈力控制拉緊與放松行程開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制拉緊繩的拉緊與放松程度，保證該系統(tǒng)具有最佳的制動(dòng)拉力。

智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)體結(jié)構(gòu)圖

智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3所示。

圖3 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制原理

此智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)主要采用繼電器的常開常閉觸點(diǎn)，控制電路的通斷，進(jìn)而控制蝸輪蝸桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。采用HH54P型繼電器，1～9為常閉觸點(diǎn)，5～9為常開觸點(diǎn)，10～6為常開觸點(diǎn)，電源為車載12V電源。

智能機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的原理，如圖4所示。

圖4 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)的原理

在電動(dòng)汽車鑰匙門打開的情況下，電動(dòng)汽車需要制動(dòng)時(shí)，按下駐車按鈕，在加速踏板不起作用的前提下，J×繼電器線圈得電，J×繼電器的常開觸點(diǎn)J×2－1閉合，J×繼電器的常閉觸點(diǎn)J×1－2斷開，則J繼電器線圈斷電，蝸輪蝸桿電機(jī)DJ代替手剎制動(dòng)裝置，拉動(dòng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)使電動(dòng)汽車保持駐車狀態(tài)。若駕駛員踩下加速踏板，J×繼電器線圈斷電，J繼電器線圈得電，則將自動(dòng)解除駐車狀態(tài)。在鑰匙打開，而駐車按鈕不起作用的情況下，無論加速踏板按下與否，電動(dòng)汽車都處于解除駐車狀態(tài)。

鑰匙斷開，電動(dòng)汽車自動(dòng)進(jìn)入駐車狀態(tài)。

智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)如表1所示。

表1 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)

3 智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)的功能及優(yōu)勢(shì)

此智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)充分利用電動(dòng)汽車現(xiàn)有的鑰匙及加速踏板，控制電動(dòng)汽車駐車與否，符合人們常規(guī)的思維模式。只有在鑰匙打開的前提下，才可對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行行駛操作。此外在鑰匙打開的前提下，增添了踩下加速踏板自動(dòng)解除駐車的功能，方便了駕駛員的操作流程，縮短了電動(dòng)汽車的啟動(dòng)時(shí)間。按鈕制動(dòng)相對(duì)于傳統(tǒng)的手剎制動(dòng)，更便于駕駛員的操作，節(jié)省了駐車制動(dòng)時(shí)間，方便緊急狀況下對(duì)電動(dòng)汽車的制動(dòng)。同時(shí)，拔下鑰匙，電動(dòng)汽車斷電自動(dòng)駐車的功能，也有利于電動(dòng)汽車的防盜。

此智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)，直接利用電控制機(jī)械零部件，來實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)功能，相比現(xiàn)在涿漸發(fā)展起來的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，避免了一些傳感器及電子元件的使用，增強(qiáng)了駐車制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了成本。

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)與實(shí)車運(yùn)行，此智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，能成功及時(shí)的實(shí)現(xiàn)駐車制動(dòng)功能，適合在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

綜上所述，智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)，是一個(gè)由電器元件控制蝸輪蝸桿電機(jī)，作用于制動(dòng)器的機(jī)電一體化駐車制動(dòng)系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的手剎駐車制動(dòng)系統(tǒng)，與現(xiàn)有的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)，都有其自身優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)，更適合應(yīng)用于電動(dòng)汽車尤其是敞式電動(dòng)汽車的駐車制動(dòng)系統(tǒng)。隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，此智能駐車制動(dòng)系統(tǒng)憑其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，方便的操作性與舒適性等優(yōu)點(diǎn)，將得到越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

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