CN102963253B - 一种电动汽车自控缓行的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车自控缓行的方法及装置，属于电动车辆动力装置领域。将刹车踏板踩下后进行刹车，将加速踏板踩下后，加速踏板的摆动带动缓速构件运动，缓速构件的运动导致驱动主轴速度的大小变化，其特征在于设置一个缓速启动点和缓速启动构件；当刹车踏板自动复位后能带动缓速启动构件运动至缓速启动点；当缓速启动构件接触缓速启动点时，电动汽车缓慢启动。本发明通过刹车臂与顶杆的联动，来实现缓速臂的运动。当松开刹车踏板后，顶杆动作推动缓速臂运动至5公里每小时的缓速启动时速点，电动汽车缓慢启动。然后随着缓速臂的持续运动，电动汽车不断增速而行驶。与现有技术相比，电动汽车启动快，不容易溜车。

Description

一种电动汽车自控缓行的方法及装置

技术领域

本发明属于电动车辆动力装置领域，具体涉及一种控制电动汽车驱动的装置。

背景技术

目前在市场上的电动汽车种类繁多，但从驾驶员对加速器、刹车器、换挡器的操作方式来讲，基本上和电动观光车的操作形式一样，这种操作的形式主要取决于电动汽车的内部结构。所有的电动汽车都装有刹车踏板和加速踏板。踩下加速踏板后，加速臂摆动而带动同步转动的缓速臂来接通电控制器，使驱动电机工作使电动汽车由静止到行驶状。电动汽车中控制速度快慢是由加速臂来实现的。加速臂由加速踏板带动而旋转，加速臂旋转的不同角度决定了驱动电压的大小，驱动电压越大则驱动速度越快。加速踏板踩下，加速臂开始旋转，其旋转角度的不断增大就意味着驱动电压不断增大，速度不断加大。当加速踏板踩到底时，加速臂带动缓速臂旋转到最大角度，电动车的时速最大。从这一层次来讲，最终是由缓速臂的旋转角度决定了车辆的行驶速度。电动汽车行驶在道路上需降低速度时，通过刹车总泵来实现。踩下刹车踏板，刹车总泵工作，通过刹车系统来降低车轮的转速直至停车。

现有技术的电动汽车从启动方面来讲存在很多不合理之处。打开启动钥匙，挂档后车辆并不行走。只有踩下加速踏板后，驱动电机通电工作，车辆才从零公里逐渐向高速行驶。这一点既不符合驾驶员的基本反应性操作又存在如下弊端：

1.当车辆在平地启动时。脚先离开刹车踏板，然后再踩到加速踏板上，随着加速踏板的向下踩压，驱动电机才能带电工作。此时，电动汽车启动向前行驶的过程能有5—8秒钟。如果在拥挤的城市十字口道路上，电动汽车的缓慢启动会降低路口通行效率。尤其对于驾驶新手而言，由于着急让车启动，慌乱中，一旦脚离开刹车踏板后，会急切地将加速踏板踩到底，使驱动电机的瞬间快速起动，极易发生交通事故。

2.当车辆在上坡启动时。脚先离开刹车踏板，然后再踩到加速踏板上。此时，由于车辆没有向前的驱动力，车在重力的作用下会下滑，即“溜车”。只有随着加速踏板的向下踩压，驱动电机才能带电工作，车辆向前行走。此种情况下，由于一旦脚离开刹车踏板车辆便会下滑，并且在车辆驱动的一开始时间段内，车辆向前的驱动力很小，驱动力远小于车辆的重力分力，即使车辆驱动也无法阻止车辆的下滑。只有驱动电流到一定值后，驱动力大于车辆的重力分力，车辆才能在坡上向前行驶。为了避免电动汽车在坡上启动带来的下滑问题，只能配合手刹来完成。而采用手刹配合启动，对驾驶技能有一定要求，驾驶新手难以从容操作。

综上所述，现有的电动汽车普遍存在启动慢的问题，并且这个启动慢的问题不仅仅是降低了车辆的启动运行速度，在坡道启动时向后溜车还会带来安全隐患。从技术层面上来讲，现有的所有电动汽车，踩下加速踏板前速度为零，只有当踩下加速踏板后，速度才能从零开始逐渐提高，此乃启动慢的关键原因。当然，提高启动加速度可以解决电动汽车启动慢的问题。但这种解决方案对技术系统和电气元件的性能要求极高。过高的启动加速度必然带来瞬间电流骤增从而损坏电气元件的弊端。长期以来，电动汽车领域的相关技术人员苦苦探索，但一直没有找到良好的解决方案。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车自控缓行的方法及装置，当松开刹车踏板后，缓速臂便能运动，车辆能缓速启动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：发明一种电动汽车自控缓行的方法，将刹车踏板踩下后进行刹车，将加速踏板踩下后，加速踏板的摆动带动缓速构件运动，加速构件的运动导致驱动主轴速度的大小变化，其特征在于设置一个缓速启动点和缓速启动构件；当刹车踏板自动复位后能带动缓速启动构件运动至缓速启动点；当缓速启动构件接触缓速启动点时，电动汽车缓慢启动。

在本发明所述的电动汽车自控缓行的方法中，缓速构件采用缓速滑块，缓速滑块的运动方式为移动。

本发明中，缓速启动构件可采用顶杆或拉绳。

作为所述方法中的具体装置应用，本发明提供一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于转轴上再安装连杆，连杆上铰接拉杆，拉杆的下端与缓速臂活动联接。拉杆的下端设置长孔结构，缓速臂的末端位于该长孔内。

作为所述方法中的第二种具体装置应用，本发明提供一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于还包括顶杆，顶杆的一端与缓速臂相接触、另一端与推拉机构相接触，推拉机构与刹车臂相连。

作为所述方法中的第三种具体装置应用，本发明提供一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于还包括拉绳，拉绳的一端联接能转动的拨块，所述的拨块与缓速臂相接触；拉绳的另一端通过拉动机构与刹车臂相连。

作为所述方法中的第四种具体装置应用，本发明提供一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂、缓速臂及加速踏板，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂能摆动，其特征在于还包括顶杆，缓速臂采用缓速滑块，顶杆的一端与缓速滑块相接触、另一端与推拉机构相接触，推拉机构与刹车臂相连；缓速滑块通过连杆机构与加速踏板相连。

本发明所具有的有益效果是：

⒈本发明通过刹车臂与顶杆的联动，来实现缓速臂的运动。当松开刹车踏板后，顶杆动作推动缓速臂运动至5公里每小时的缓速启动时速点，电动汽车缓慢启动。随着踏下加速踏板后缓速臂的持续运动，电动汽车不断增速而行驶。与现有技术相比，电动汽车启动快，即使上坡启动也不容易溜车。

⒉当刹车踏板踩下时，缓速臂能随之复位至零时速点，驱动电源断开，电动汽车不再耗能。与现有技术相比，节约了电力能源。

⒊当缓速臂的转动点超过缓速启动时速点后，顶杆便不再与缓速臂发生任何联动，缓速臂的继续转动不会影响顶杆，使本发明各机械运动的配合更加完美而无干涉。

⒋本发明应用于电动汽车后，使电动汽车也具有了与自动波汽车同样的缓速启动功能，对于驾驶技术不精的初学者和女性驾驶员而言，也可以潇洒驾驶电动汽车。

⒌本发明能达到市场上自动波汽车的驾驶效果，尤其在拥挤的城市里频繁的红绿灯情况下，在踏下刹车踏板时停车，松开刹车踏板时不用踏加速器，汽车便自动以每小时5公里的缓行速度行驶，踏下加速器踏板，汽车便逐渐加速至最高速；如果在坡上起步，可不用手刹配合，不溜车，平稳起步。

⒍本发明解决了电动汽车长期存在的启动慢、上坡启动溜车的问题，进一步扩大了电动汽车的适用范围，顺应了国家关于普及新能源汽车的方向，具有加大的产业应用前景。

附图说明

图1是本发明第一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的另一状态结构示意图；

图3是图1所示实施例的驱动电路示意图；

图4是本发明第二个实施例的结构示意图；

图5是本发明第三个实施例的结构示意图；

图6是本发明第四个实施例的结构示意图；

图7是图6中局部K的放大示意图；

图8是本发明第五个实施例的结构示意图；

图9是本发明第六个实施例的结构示意图；

图10是本发明第七个实施例的结构示意图；

图11是图10所示实施例的驱动电路示意图；

图中：⒈U型叉，⒉长孔，⒊拉杆，3-1.顶杆，⒋刹车杆，⒌摆臂，⒍刹车臂，⒎扭簧，⒏转轴，⒐刹车踏板，⒑加速踏板，⒒扭簧，⒓固定轴，⒔加速推杆，⒕加速臂，⒖缓速臂，⒗电阻盘，⒘电刷，⒙滑套，⒚缓速摆臂，⒛顶杆支撑架，21.拨块，22.缓速拨叉换向臂，23.拨叉中心轴，24.回位弹簧，25.拨块，26.换向臂，27.小轴，28.U型叉，29.钢丝绳，30.外包裹皮，31.U型叉，32.换向臂，33.小轴，34.钢丝绳，35.外包裹皮，36.缓速滑块。

具体实施方式

实施例一：

本实施例中，缓速启动构件采用拉杆，缓速臂的运动方式为转动。如图1所示，刹车臂6套装在转轴8上，转轴8上联接扭簧7，扭簧7的一端联接在刹车臂6上、另一端固定。刹车臂6的一端为刹车踏板9，摆臂5的一端套装在转轴8上、另一端与拉杆3相铰接。拉杆3的下端连接U型叉1。加速踏板10的一端安装在固定轴12上，固定轴12上联接扭簧11，扭簧11的一端联接在加速踏板10上、另一端固定。加速踏板10上铰接加速推杆13，加速推杆13的末端铰接加速臂14，加速臂14同轴连接缓速臂15，加速臂14和缓速臂15以相同的速度同步转动。缓速臂15的末端位于U型叉1上的长孔2内。刹车臂6上还铰接刹车杆4。

以下阐述本实施例的工作原理和过程：

如图2所示，脚踩下刹车踏板9到底，刹车臂6连同转轴8绕旋转点转动，拉杆3被摆臂5拉起，缓速臂15在失去U型叉1的压力下，向上弹起并断电，电动汽车失去驱动力。与此同时，刹车杆4被刹车臂6带动而产生推动进行刹车。这一阶段为电动汽车的刹车阶段。

松开刹车踏板9，刹车臂6在扭簧7的弹力作用下复位。刹车臂6复位时带动摆臂5一起逆时针转动，推动拉杆3向下运动，继而推动缓速臂15逆时针转动。刹车臂6复位到底，拉杆3带动U型叉1运动至最下端，并推动缓速臂15逆时针转动至缓速启动时速点（即5公里每小时），接通驱动电机电源，电动汽车缓慢启动。然后，踩下加速踏板10，加速踏板10绕固定轴12转动，加速拉杆13推动加速臂14和缓速臂15同步转动，随着加速臂14的转动角度增加，驱动电机主轴速度逐渐增加，电动汽车加速前行。这一阶段为电动汽车的启动加速阶段。在此阶段中，一旦缓速臂15逆时针转动超过缓速启动时速点后，缓速臂15的末端便在U型叉1上的长孔2内运动，并且不对拉杆产生任何推动力，换言之，在加速过程中，拉杆、刹车臂、刹车踏板均不受影响。

图3所示是加速臂转动影响驱动电流强弱的驱动电路示意图。电刷17绕其轴转动，其末端在电阻盘16上滑过的电阻不同就带来不同的驱动电流。图中，F点是电阻值最小点，即驱动电流最大；S点是电阻值最大点，即驱动电流最小。I区域是绝缘区，当电刷17滑向I区域时，驱动电流为零，即断电。图中，电刷17与加速臂14及缓速臂15均同轴设计，由加速臂14带动而转动。

通过本实施例可以看出，一旦脚离开刹车踏板，刹车踏板复位，拉杆便推动缓速臂转动而接通缓速启动时速点，电动汽车便会缓慢启动。而一旦踩刹车踏板到底，缓速臂便顺时针转动至断电位置，电动汽车失去驱动力。值得注意的是：在刹车踏板完全复位到底之前，缓速臂并不能转动至缓速启动时速点。也就是说，在刹车踏板完全复位到底之前，车辆不能启动。

实施例二：

与实施例一相比，本实施例在缓速臂与拉杆下端的配合关系做了改进。如图4所示，在缓速臂15的端部铰接一滑套18，滑套18套装在拉杆3的下部并能沿拉杆滑动。踩下刹车踏板，拉杆3带动滑套到达上限位置，缓速臂15末端转动至上限位置，驱动电机断电。刹车踏板复位，被刹车臂6推动向下运动，带动滑套18沿拉杆3下滑，继而带动缓速臂15转动接通缓速启动时速点，滑套18滑到拉杆3末端时，缓速臂15末端转动至最大角度，电动汽车达到最高时速。其余与实施例一相同，不再赘述。

上述实施例一、二中，拉杆3的下端连接U型叉1，缓速臂15的末端位于U型叉1上的长孔2内，构成了拉杆的下端与缓速臂活动联接的技术方案。同样，在缓速臂15的端部铰接一滑套18，滑套18套装在拉杆3的下部并能沿拉杆滑动的技术方案，也属于拉杆的下端与缓速臂活动联接方式。

上述两个实施例均采用拉杆驱动缓速臂的方式来达到接通缓速启动时速点。以下介绍采用顶杆的方式来顶动缓速臂转动，以接通缓速启动时速点的具体实施例。

实施例三：

与实施例一相比，本实施例在顶杆与缓速臂、顶杆与刹车臂的配合关系做了改进。如图5所示，刹车臂6上同轴设置缓速摆臂19，刹车臂6和缓速摆臂19同轴转动。缓速摆臂19和缓速臂15之间设置顶杆3-1，顶杆3-1的上部和下部均被顶杆支撑架20所定位支撑。刹车踏板9复位，刹车臂6带动缓速摆臂19向下偏转，推动顶杆3-1向下移动，缓速臂15被顶杆3-1推动而转动，接通缓速启动时速点。踏下刹车踏板9，缓速摆臂19向上转动，失去对顶杆3-1的压力，顶杆3-1在弹簧作用下上移，缓速臂15失去顶杆的压力，缓速臂弹起断电，同时制动起作用。

该实施例中，缓速臂和顶杆支撑架构成了推拉机构，推拉机构与刹车臂相连。

实施例四：

如图6所示，刹车踏板9能绕固定轴12摆动，固定轴12上联接扭簧11，扭簧11的一端联接在刹车踏板9上、另一端固定。刹车踏板9的中部铰接刹车杆4，刹车杆4用来操纵刹车总泵。在刹车杆4上固定一个拨块21，拨块21和刹车踏板9之间设置缓速拨叉换向臂22，缓速拨叉换向臂22的上端紧挨着拨块21，缓速拨叉换向臂22的上端为U型叉结构，刹车杆4从U型叉结构的中间穿过。缓速拨叉换向臂22的中部套装在拨叉中心轴23上，并能绕拨叉中心轴23摆动。在缓速拨叉换向臂22的下端和缓速臂15之间为顶杆3-1，顶杆3-1的两端分别与缓速拨叉换向臂22的下端和缓速臂15末端相接触，顶杆3-1被顶杆支撑架20定位支撑。顶杆3-1上套装回位弹簧24，回位弹簧24的一端固定在顶杆支撑架20上、另一端与顶杆3-1相连。

踩下刹车踏板9，刹车踏板9绕固定轴12转动而带动刹车杆4移动，进行刹车。松开刹车踏板9，在扭簧11的弹力作用下，刹车踏板9复位，带动刹车杆4复位。刹车杆4上的拨块21推动缓速拨叉换向臂22的上端向制动踏板方向运动，缓速拨叉换向臂22绕拨叉中心轴23摆动，缓速拨叉换向臂22的下端推动顶杆3-1朝缓速臂15方向移动，顶杆3-1推动缓速臂15转动，接通缓速启动时速点。随着缓速臂15的持续转动，电动汽车行驶速度逐渐加快。与此同时，顶杆3-1在回位弹簧24的作用下回位。

该实施例中，顶杆支撑架、缓速拨叉换向臂和刹车杆构成了推拉机构，推拉机构与刹车臂相连。

实施例五：

与实施例四相比，本实施例对刹车踏板、刹车杆和顶杆之间的位置配合关系做了改进。如图8所示，刹车臂6套装在固定轴12上，刹车臂6能绕固定轴12转动。刹车踏板9位于固定轴12的一侧，刹车杆4铰接在刹车臂6上，铰接点位于固定轴12的另一侧。顶杆3-1与刹车臂6的末端相接触。踩下刹车踏板9，刹车杆4移动而刹车。刹车踏板9复位，刹车臂6的末端推动顶杆3-1沿R向移动，顶杆3-1推动缓速臂15转动，接通缓速启动时速点。其余与实施例四相同，不再赘述。

该实施例中，顶杆支撑架、刹车臂下半部和刹车杆构成了推拉机构，推拉机构与刹车臂相连。

上述实施例一至五所阐述的均为靠顶杆或连杆的移动来推动缓速臂转动，继而接通缓速启动时速点的技术方案。其技术原理实质上是通过推动件的移动来推动缓速臂转动。在实际应用中，根据不同情况，还可以采用推动件的转动推动缓速臂转动的方式来接通缓速启动时速点。

实施例六：

本实施例用来阐述采用拨块的转动推动缓速臂转动的方式来接通缓速启动时速点。如图9所示，刹车臂6安装在转轴8上，刹车臂端部为刹车踏板9，在转轴8上安装拨块25.在刹车臂6上部的一侧设置换向臂26，换向臂26安装在小轴27上。换向臂26的另一端铰接U型叉28，U型叉28上联接钢丝绳29，钢丝绳29的另一端连接U型叉31，U型叉31铰接换向臂32。钢丝绳29位于外包裹皮30内，外包裹皮30的两端均固定。加速踏板10安装在固定轴上，其下端同样铰接一拉杆，该拉杆上连接钢丝绳34，钢丝绳34的另一端连接U型叉，该拉杆铰接加速臂14。钢丝绳34位于外包裹皮35内，外包裹皮35的两端均固定。

以下阐述本实施例的工作原理和过程：

踩下刹车踏板9，车辆刹车。然后松开刹车踏板9，刹车踏板复位，刹车臂6的上部逆时针方向旋转，转轴8带动拨块25逆时针旋转，拨块25拨动换向臂26绕小轴27逆时针转动，换向臂26拉动U型叉28，U型叉28拉动钢丝绳29，继而钢丝绳29拉动U型叉31向上提，U型叉31拉动换向臂32顺时针转动，换向臂32压下缓速臂15，缓速臂15逆时针转动，接通缓速启动时速点，车辆缓慢启动。然后踩下加速踏板10，钢丝绳34拉动加速臂14逆时针转动，缓速臂15同步逆时针转动而加速。

该实施例中，拨块、转杆、拉杆构成了拉动机构，拉动机构与刹车臂相连。

上述实施例一至六的技术方案中，缓速臂的运动方式均为转动。但在实际应用中，也可以将缓速臂的运动设置成直线移动的方式。

实施例七：

本实施例在本发明第三个实施例基础上改进。如图10所示，顶杆3的下方设置缓速滑块36，缓速滑块36被定位，使其只能上下移动。在缓速滑块36上铰接加速臂14，加速臂14与加速推杆13相铰接，加速推杆13与加速踏板10相铰接。

踩下刹车踏板9，车辆刹车。然后松开刹车踏板9，刹车踏板复位，顶杆3向下移动，推动缓速滑块36向下移动，接通接通缓速启动时速点，车辆缓慢启动。然后踩下加速踏板10，在加速推杆13的联动作用下，加速臂14带动缓速滑块36向下移动，车辆加速向前行驶。

图11所示是本实施例中缓速滑块36移动影响驱动电流强弱的驱动电路示意图。电刷17在缓速滑块36带动下同步移动，其末端在电阻盘16上滑过的电阻不同就带来不同的驱动电流。图中，F点是电阻值最小点，即驱动电流最大；S点是电阻值最大点，即驱动电流最小。I区域是绝缘区，当电刷17滑向I区域时，驱动电流为零，即断电。

当然，实现缓速滑块36上下移动的技术方案可以有多种。例如：可以在实施例六基础上加以改进，将钢丝绳29的下端与缓速滑块36相连，钢丝绳29的另一端连接方式，及控制钢丝绳29拉动的机构参照图9即可实现。

缓速滑块36除了能上下移动外，还可以水平移动。在实施例四的基础上加以改进，如图6所示，可以使顶杆3推动缓速滑块36水平移动。在此，不再赘述。

综上所述，本发明记载了当刹车踏板复位后接通缓速启动时速点的系列技术方案。包括刹车臂带动顶杆或连杆的上下移动、顶杆的水平移动来驱动缓速臂转动，实现接通缓速启动时速点；也包括采用钢丝绳的方式来拉动缓速臂转动。还包括将缓速臂的转动替换为缓速滑块的水平上下滑动或水平移动来实现接通缓速启动时速点。对于控制方式而言，本领域的普通技术人员有动机地能将本发明所公开的七项实施例加以融会贯通，并结合公知常识中的控制原理而采用等同替换的方式设计出多种方案。但无论如何替换，其结构原理均采用刹车臂与缓速构件相联动来使缓速构件运动而接通缓速启动时速点，即当刹车踏板复位后，缓速启动时速点接通。此即落入了本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车自控缓行的方法，将刹车踏板踩下后进行刹车，将加速踏板踩下后，加速踏板的摆动带动缓速构件运动，缓速构件的运动导致驱动主轴速度的大小变化，其特征在于设置一个缓速启动点和缓速启动构件；当刹车踏板自动复位后能带动缓速启动构件运动至缓速启动点；当缓速启动构件接触缓速启动点时，电动汽车缓慢启动；缓速构件采用缓速滑块，缓速滑块的运动方式为移动。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车自控缓行的方法，其特征在于缓速启动构件采用顶杆。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车自控缓行的方法，其特征在于缓速启动构件采用拉绳。

4.一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于转轴上再安装连杆，连杆上铰接拉杆，拉杆的下端与缓速臂活动联接。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车自控缓行的装置，其特征在于拉杆的下端设置长孔结构，缓速臂的末端位于该长孔内。

6.一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于还包括顶杆，顶杆的一端与缓速臂相接触、另一端与推拉机构相接触，推拉机构与刹车臂相连。

7.一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂及缓速臂，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂及缓速臂均能摆动，其特征在于还包括拉绳，拉绳的一端联接能转动的拨块，所述的拨块与缓速臂相接触，拉绳的另一端通过拉动机构与刹车臂相连。

8.一种电动汽车自控缓行的装置，包括刹车臂、缓速臂及加速踏板，刹车臂安装在转轴上，刹车臂的一端为刹车踏板，刹车臂能摆动，其特征在于还包括顶杆，缓速臂采用缓速滑块，顶杆的一端与缓速滑块相接触、另一端与推拉机构相接触，推拉机构与刹车臂相连；缓速滑块通过连杆机构与加速踏板相连。

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