CN103895634B - 汽车制动能量回收的液压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车制动能量回收的液压装置，旨在克服现有技术的结构复杂、成本高并依赖于国外的问题，所述的汽车制动能量回收的液压装置包括主缸真空助力器总成、制动能量回收液压控制单元、ABS液压控制单元与电子控制装置。主缸真空助力器总成包括有制动踏板、油壶、制动主缸。制动主缸的N口与ABS液压控制单元的后左轮进油电磁阀的p口管路连接，制动能量回收液压控制单元的常开电磁阀的p口与制动主缸的M口管路连接，常开电磁阀的a口和常闭线性电磁阀的p口与ABS液压控制单元的前右进液电磁阀的p口管路连接，常闭线性电磁阀的a口与油壶（5）管路连接，电子控制装置和制动能量回收液压控制单元与ABS液压控制单元管路连接。

Description

汽车制动能量回收的液压装置

技术领域

本发明涉及一种汽车制动系统领域的液压装置，更确切地说，本发明涉及一种应用于汽车制动能量回收的液压装置。

背景技术

新能源汽车在减速或制动时，可通过电机将汽车的一部分机械能转化为电能，并储存在电池中，同时产生一部分制动力实现汽车的减速或制动，当汽车再次加速时，电机将储存于电池中的能量再次转换为汽车行驶的动能。所以回收制动能量是混合动力及纯电动汽车实现节油减排的一种有效方式，适用于新能源汽车的高效的制动能量回收的液压系统及控制方法是非常急需的。

对于制动能量回收系统的研究主要集中在国外，国内对此研究较少。为了使所研发的系统能够尽量快的投入生产，国外公司所研制的制动能量回收系统大都基于现有液压调节单元，通过附加装置来实现制动能量回收功能。但是这些都是建立在他们已有的产品之上，其所增加的机构通用性差，有些依赖于ESC(车辆电子稳定性系统)系统，且国内并未完全掌握ESC电磁阀的关键技术，在其基础上开发的制动装置依然要依赖于国外，因此有必要开发一种自有知识产权的装置，使其零部件数量较少，结构简单，实现踏板感觉模拟和压力调节，这样不但可以实现制动能量回收系统的功能，还可以保证制动能量回收系统的可靠性。所以增加一定装置而且通用性较强的液压系统及控制方法的发明应运而生。

经过相关专利文献查询，制动能量回收的液压装置专利具有代表性的可以分为几种：

中国专利公布号为CN102862484A，公布日为2013年01月09日，发明名称为“一种电动汽车再生制动能量回馈用液压制动系统”，申请人为中国汽车工程研究股份有限公司。该专利主要涉及带有踏板模拟器的制动能量回收系统。但是系统的通用性有欠缺，其制造成本较高加工工艺较为复杂。

中国专利公布号为CN101837773A，公布日为2010年09月22日，发明名称为“基于VDC/VSC/ESP压力调节器的制动能量回收液压制动系统”，申请人为清华大学。该专利主要涉及在原有液压单元改变而适用于制动能量回收的液压系统，但是在有效调节液压制动力与电机制动力之间关系上有欠缺，更确切的说无法最大成度的回收能量。

中国专利公布号为CN103213570A，公布日为2013年07月24日，发明名称为“应用于汽车制动能量回收的制动控制装置”，申请人为吉林大学。该专利主要涉及在初步制动时把高压制动液存储在高压蓄能器中用于以后的液压制动中，但是如果控制循环多其高压制动液体积不够则会引起制动力不足等。

中国专利公布号为CN102501841A，公布日为2012年6月20日，发明名称为“用于液压制动系统的操纵单元及其操作方法”，申请人为罗伯特·博世有限公司。系统虽然能实现制动能量回收的功能，但是在现有液压调节单元的基础上增加一些机构，比现有传统制动系统要复杂得多，且成本较高。

中国专利公布号为CN102470833A，公布日为2012年5月23日，发明名称为“制动控制装置以及制动控制方法”，申请人为丰田自动车株式会社。摒弃了现有的液压调节单元，设计出适用于制动能量回收的全新制动系统，这种制动系统较以上系统结构紧凑，但使用了较多电磁电磁阀，仍稍显复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在结构复杂、成本较高并依赖于国外的问题，提供了一种应用于汽车制动能量回收的液压装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种汽车制动能量回收的液压装置包括主缸真空助力器总成，其包括有制动踏板、油壶、制动主缸；还包括有制动能量回收液压控制单元、ABS液压控制单元与电子控制装置。

所述的制动能量回收液压控制单元包括主动增压电机、主动增压柱塞泵、常闭线性电磁阀、踏板行程模拟器、常闭电磁阀与常开电磁阀。

常闭电磁阀的a口端与踏板行程模拟器的进出液口管路连接，常开电磁阀的a口端和常闭线性电磁阀的p口端与ABS液压控制单元中的前右进液电磁阀的p口端管路连接，常开电磁阀的p口端与主缸真空助力器总成中的制动主缸的M口端管路连接，主缸真空助力器总成中的制动主缸的N口端与ABS液压控制单元中的后左轮进油电磁阀的p口端管路连接，常闭线性电磁阀的a口端与油壶的进出油口管路连接，增压电机输出端与增压柱塞泵的输入端采用联轴器连接，增压柱塞泵的a口端与油壶的进出油口管路连接，主动增压柱塞泵的p口端与常闭线性电磁阀的p口端管路连接，电子控制装置依次和制动能量回收液压控制单元与ABS液压控制单元为管路连接，电子控制装置中的踏板位移传感器和制动踏板与制动主缸铰接处连接。

技术方案中所述的电子控制装置依次和制动能量回收液压控制单元与ABS液压控制单元为管路连接是指：所述的电子控制装置包括有增压泵压力传感器、单向电磁阀、制动主缸压力传感器、前右轮缸压力传感器、后左轮缸压力传感器、前左轮缸压力传感器与后右轮缸压力传感器。所述的ABS液压控制单元包括前左轮出油电磁阀、前右轮出油电磁阀、后左轮进油电磁阀、后左轮出油电磁阀与后右轮出油电磁阀。增压泵压力传感器与主动增压柱塞泵的p口端管路连接，制动主缸压力传感器和制动主缸的N口端与后左轮进油电磁阀的p口端管路连接，前左轮缸压力传感器与前左轮出油电磁阀的a口端管路连接，前右轮缸压力传感器与前右轮出油电磁阀的a口端管路连接，后左轮缸压力传感器与后左轮出油电磁阀的a口端管路连接，后右轮缸压力传感器与后右轮出油电磁阀的a口端管路连接，单向电磁阀的p口端与增压柱塞泵的a口端管路连接，单向电磁阀的a口端与油壶的进出油口管路连接。

技术方案中所述的ABS液压控制单元还包括前左轮进油电磁阀、前左进液单向阀、前左轮出油电磁阀、第一回路低压蓄能器、第一回路回油泵、回油电机、前右轮出油电磁阀、后左轮进油电磁阀、后左轮出油电磁阀、第二回路低压蓄能器、第二回路回油泵、后右轮出油电磁阀、后右轮进油电磁阀、前左轮缸、前右轮缸、后左轮缸、后右轮缸、前右进液单向阀、后左进液单向阀与后右进液单向阀。前左进液电磁阀的p口端、前左进液单向阀的的p口端、前右进液电磁阀的p口端与前右进液单向阀的p口端一同和第一回路柱塞泵的a口端管路连接，前左进液电磁阀的a口端、前左进液单向阀的的a口端一同与前左出液电磁阀的a口端管路连接；前右进液电磁阀的a口端、前右进液单向阀的a口端一同与前右出液电磁阀的a口端管路连接，前左出液电磁阀的p口端、前右出液电磁阀的p口端、第一回路低压蓄能器的进出口端一同和第一回路回油泵的p口端管路连接；后左进液电磁阀的p口端、后左进液单向阀的的p口端、后右进液电磁阀的p口端、后右进液单向阀的p口端一同与第二回路柱塞泵的a口端管路连接；后左进液电磁阀的a口端、后左进液单向阀的a口端一同与后左出液电磁阀的a口端管路连接，后右进液电磁阀的a口端、后右进液单向阀的a口端一同与后右出液电磁阀的a口端管路连接；后左出液电磁阀的p口端、后右出液电磁阀的p口端、第二回路低压蓄能器的进出口端一同和第二回路回油泵的p口端管路连接，回油电机的两输出端采用联轴器和第一回路回油泵、第二回路回油泵分别相连；前左进液阀的a口端和前左出液电磁阀的a口端与前左轮缸的进出油口管路连接，前右轮进油电磁阀的a口端和前右出液电磁阀的a口端与前右轮缸的进出油口管路连接，后左进液阀的a口端和后左出液电磁阀的a口端与后左轮缸的进出油口管路连接，后右进液阀的a口端和后右出液电磁阀的a口端与后右轮缸的进出油口管路连接。

技术方案中所述的前左出液电磁阀的p口端、前右出液电磁阀的p口端、第一回路低压蓄能器的进出口端和第一回路回油泵的p口端之间安装一个第一回路单向阀，即前左出液电磁阀的p口端、前右出液电磁阀的p口端、第一回路低压蓄能器的进出口端一同和第一回路单向阀的a口端管路连接，第一回路单向阀的p口端与第一回路回油泵的p口端管路连接。后左出液电磁阀的p口端、后右出液电磁阀的p口端、第二回路低压蓄能器的进出口端和第二回路回油泵的p口端之间安装一个第二回路单向阀，即后左出液电磁阀的p口端、后右出液电磁阀的p口端、第二回路低压蓄能器的进出口端一同和第二回路单向阀的a口端管路连接，第二回路单向阀的p口端与第二回路回油泵的p口端管路连接。

技术方案中所述的电子控制装置还包括有增压泵压力传感器、单向电磁阀、制动主缸压力传感器、前右轮缸压力传感器、后左轮缸压力传感器、前左轮缸压力传感器、后右轮缸压力传感器、驱动电机、整车控制器与制动控制器。增压泵压力传感器传感器、制动主缸压力传感器、前右轮缸压力传感器、后左轮缸压力传感器、前左轮缸压力传感器与后右轮缸压力传感器的结构相同，皆采用BOSCH公司生产的型号为303的主动式压力传感器，增压泵压力传感器、制动主缸压力传感器、前右轮缸压力传感器、后左轮缸压力传感器、前左轮缸压力传感器与后右轮缸压力传感器的供电线依次与制动控制器的5V电压输出端连接，增压泵压力传感器、制动主缸压力传感器、前右轮缸压力传感器、后左轮缸压力传感器、前左轮缸压力传感器与后右轮缸压力传感器的信号线与制动控制器的信号采集端连接，单向电磁阀与制动控制器的阀驱动端连接，驱动电机与整车控制器的电机驱动端连接，整车控制器的CAN线端口与制动控制器的CAN信号线连接。

技术方案中所述的主缸真空助力器总成还包括真空助力器前端顶杆、真空助力器与真空泵。制动踏板的顶端固定在车身上，制动踏板的中端的左侧面和真空助力器中的真空助力器前端顶杆的右端面接触连接，油壶的进出油口与制动主缸的进出油口管路连接，真空泵的一端与真空助力器的一端管路连接，真空泵的另一端与大气相连，真空助力器的左端与制动主缸右端螺栓固定连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置利用电机带动液压泵从油壶中抽取制动液产生高压油对轮缸增压，其增压速率与最终的压力控制由本发明中的标注号为12的常闭线性电磁阀控制。主动增压的过程中由于增压速率由标注为12的常闭线性电磁阀控制可以提高电机的工作效率，减弱压力控制过程算法中对电机的控制使算法简单化。同时本专利所用装置由于标注为12的常闭线性电磁阀的作用可以实现减压速率的可控。

2.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置应用于新能源汽车的制动能量回收系统中，其控制方法可以分为三种。识别制动工况分为常规制动、滑行制动与紧急制动三部分。对其三种不同制动方式处以不同的控制方法，可以使制动能量回收效率大大提高。

3.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置失效状态时，标注号为15的常开电磁阀不通电处于畅通状态，标注号为12的常闭线性电磁阀、标注号为14的常闭电磁阀不通电处于关闭状态，此时应用于制动能量回收的制动踏板行程模拟器与主缸回路都断开，此时仍能保留传统液压制动系统的制动能力。

4.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置可以安装在混合动力汽车和电动汽车的制动系统中，通过精确的制动压力调节，可以让液压制动与电机制动更好的配合，最大程度的发挥电机再生制动的能力，大幅提升混合动力汽车和电动汽车的经济性。

5.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置应用于新能源汽车的制动能量回收系统中，只需要将汽车制动能量回收的液压装置连接在主缸与液压控制单元之间，安装方便，便于集成，对传统液压系统的改动量小。并适用于ESC/ABS液压系统。其通用性好。

6.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置从结构上保证了在制动过程中可以切断主缸与轮缸液压管路，从而实现主缸压力与驱动轴轮缸压力的解耦，并利用踏板模拟器来模拟驾驶员制动踏板感觉。而制动轮轮缸增压时制动油液来自所发明的液压装置中的增压泵。减压时通过控制电磁阀制动液直接流回油壶。

7.本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置结构简单，零部件数量少，电磁阀和马达等都是基于原有液压系统选配易获取，加工工艺简单，相比其他液压系统所用传感器数量少造价低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置的结构组成及原理的示意图；

图2是本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置的控制方法的流程框图；

图3是本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置的控制方法中常规制动的制动力矩分配曲线图；

图中：1.制动踏板；2.踏板位移传感器；3.真空助力器前端顶杆；4.真空助力器；5.油壶；6.真空泵；7.制动主缸；8.增压泵压力传感器；9.单向电磁阀；10.主动增压电机；11.主动增压柱塞泵；12.常闭线性电磁阀；13.踏板行程模拟器；14.常闭电磁阀；15.常开电磁阀；16.制动主缸压力传感器；17.前左轮进油电磁阀；18.前左进液单向阀；19.前左轮出油电磁阀；20.第一回路低压蓄能器；21.第一回路回油泵；22.回油电机；23.前右轮进油电磁阀；24.前右轮出油电磁阀；25.前右轮缸压力传感器；26.后左轮缸压力传感器；27.前左轮缸压力传感器；28.后左轮进油电磁阀；29.后左轮出油电磁阀；30.第二回路低压蓄能器；31.第二回路回油泵；32.后右轮出油电磁阀；33.后右轮进油电磁阀；34.后右轮缸压力传感器；35.前左轮缸；36.前右轮缸；37.后左轮缸；38.后右轮缸；39.驱动电机；40.整车控制器；41.制动控制器；42.前右进液单向阀；43.后左进液单向阀；44.后右进液单向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置包括主缸真空助力器总成、制动能量回收液压控制单元、ABS液压控制单元与电子控制装置。

所述的主缸真空助力器总成包括制动踏板1、真空助力器前端顶杆3、真空助力器4、油壶5、真空泵6、制动主缸7。其中真空泵6的作用是模拟原车发动机进气管的负压源。

其中制动踏板1选择用踏板比为3.5。真空泵6选择能达到真空度40～67kPa的真空泵。制动主缸选择直径为23.6mm。

制动踏板1的顶端固定在车身上，制动踏板1的中端的左侧面和真空助力器4中的真空助力器前端顶杆3的右端面接触连接，油壶5的进出油口与制动主缸7的进出油口管路连接。真空泵6的一端与真空助力器4的一端管路连接，真空泵6的另一端与大气相连，真空助力器4的左端与制动主缸7右端螺栓固定连接。

所述的制动能量回收液压控制单元包括单向电磁阀9、主动增压电机10、主动增压柱塞泵11、常闭线性电磁阀12、踏板行程模拟器13、常闭电磁阀14、常开电磁阀15。

其中主动增压电机10与主动增压柱塞泵11组成本系统的主动增压模块。其设计匹配过程为：首先计算出所需主动增压的最大压力，把最大压力作为主动增压柱塞泵的最大负载选择电机。根据以上要求主动增压柱塞泵11，设计要求为排液量最小1.4cm3/s，最大保压能力为200Mpa。使电机能在柱塞泵最大负载时转动。根据以上选择要求选择小电机。

实施例中主动增压电机10的具体参数为：最低转速为3000r/min。主动增压电机10的工作温度为正120摄氏度到负20度。主动增压电机10的最大的反应时间为100毫秒。工作电压范围为9伏到25伏。

技术方案中所采用的常闭线性电磁阀12可以在主动增压电机10带动主动增压柱塞泵11主动增压时能控制增压速率。并且在系统减压时能控制减压速率。常闭线性电磁阀12在对应的电流下响应快，可靠性高。最大要承受10分钟的持续工作。

单向电磁阀9是可控的单向电磁阀。当电磁阀打开后相当于单向阀的作用，当电磁阀关闭时电磁阀不通。单向电磁阀9在主动增压电机10工作对系统主动增压时时打开的。通过单向电磁阀9可以实现主动增压电机10带动主动增压柱塞泵11进行主动增压。当主动增压电机10不工作时是关闭的，可以防止在常闭线性阀12开启泄压时高压液体进入主动增压柱塞泵11中。

本发明所采用的踏板行程模拟器13可以模拟（两个）前轮轮缸的PV特性(指轮缸内在单位体积变化对应的压力变化)。即当制动时（两个）前轮轮缸压力与主缸压力解耦时，踏板行程模拟器13可以模拟两个前轮液压刚性，使踏板力与未解耦制动时的踏板力一致。其特征为：1.采用两根刚度不同的弹簧和两个活塞串联的方式来进行两段式踏板感觉模拟；2.采用电机及一级或多级齿轮减速装置驱动的滚珠丝杠装置来进行压力调节；3.采用微动开关来确定丝杆顶杆的位置状态。可以实现踏板行程模拟器13的作用。

常闭电磁阀14、常开电磁阀15都是二位二通电磁阀。要求是当常闭电磁阀14、常开电磁阀15动作时，其响应速度要求在5毫秒以下。并且在为控制状态下常闭电磁阀14能密封20Mpa的压力。常开电磁阀15关闭要能承受20Mpa的压力。

常闭电磁阀14的a口端与踏板行程模拟器13的进出液口管路连接。常开电磁阀15的a口端与常闭线性电磁阀12的p口端管路连接。常闭线性电磁阀12的a口端与单向电磁阀9的a口端管路连接。增压电机10与增压柱塞泵11的输入端采用联轴器连接。单项电磁阀9的p口端与增压柱塞泵11的a口端管路相连。主动增压柱塞泵11的p口端与常闭线性电磁阀12的p口端连接。

所述ABS液压控制单元包括前左轮进油电磁阀17、前左进液单向阀18、前左轮出油电磁阀19、第一回路低压蓄能器20、第一回路回油泵21、回油电机22、前右轮进油电磁阀23、前右轮出油电磁阀24、后左轮进油电磁阀28、后左轮出油电磁阀29、第二回路低压蓄能器30、第二回路回油泵31、后右轮出油电磁阀32、后右轮进油电磁阀33、前左轮缸35、前右轮缸36、后左轮缸37、后右轮缸38、前右进液单向阀42、后左进液单向阀43、后右进液单向阀44。

前左进液电磁阀17的p口端、前左进液单向阀的18的p口端(图上没标出来)、前右进液电磁阀23的p口端、前右进液单向阀42的p口端一同与第一回路柱塞泵21的a口端管路连接。前左进液电磁阀17的a口端、前左进液单向阀的18的a口端(图上没标出来)一同和前左轮缸35的进出油口与前左出液电磁阀19的a口端管路连接。前右进液电磁阀23的a口端、前右进液单向阀42的a口端一同和前右轮缸36的进出油口与前右出液电磁阀24的a口端管路连接。前左出液电磁阀19的p口端、前右出液电磁阀24的p口端、第一回路低压蓄能器20（通过单向阀）一同和第一回路回油泵21的p口端管路连接。后左进液电磁阀28的p口端、后左进液单向阀的43的p口端、后右进液电磁阀33的p口端、后右进液单向阀44的p口端一同与第二回路柱塞泵31的a口端管路连接。后左进液电磁阀28的a口端、后左进液单向阀的43的a口端一同和后左轮缸37的进出油口与后左出液电磁阀29的a口端管路连接。后右进液电磁阀33的a口端、后右进液单向阀的44的a口端一同和后右轮缸38的进出油口与后右出液电磁阀32的a口端管路连接。后左出液电磁阀29的p口端、后右出液电磁阀32的p口端、第二回路低压蓄能器30（通过单向阀）一同与第二回路回油泵31的p口端管路连接。回油电机22的两输出端采用联轴器和第一回路回油泵21、第二回路回油泵31分别相连。前左进液阀17的a口端和与前左轮缸35的进出油口管路连接。前右轮进油电磁阀23的a端与前右轮缸36的进出油口管路连接。后左进液阀28的a端与后左轮缸37的进出油口管路连接。后右进液阀33的a端与后右轮缸38的进出油口管路连接。

所述的电子控制装置包括踏板位移传感器2、增压泵压力传感器8、单向电磁阀9、制动主缸压力传感器16、前右轮缸压力传感器25、后左轮缸压力传感器26、前左轮缸压力传感器27、右后轮压力传感器34、驱动电机39、整车控制器40与制动控制器41。增压泵压力传感器8、单向电磁阀9、制动主缸压力传感器16、前右轮缸压力传感器25、后左轮缸压力传感器26、前左轮缸压力传感器27、右后轮压力传感器34结构相同，皆采用BOSCH公司生产的型号为303的主动式压力传感器，型号为303的主动式压力传感器的供电为5V电压，由制动控制器41提供。型号为303的主动式压力传感器有三根线，其中两根为供电线和一根为信号线。型号为303的主动式压力传感器的供电线与制动控制器41的5V电压输出端连接，型号为303的主动式压力传感器的信号线与制动控制器41的信号采集端连接，单向电磁阀9与制动控制器41的阀驱动端连接，驱动电机39与整车控制器40的电机驱动端连接，整车控制器40的CAN线端口与制动控制器41的CAN线端口连接，整车控制器40与制动控制器41之间的信息交换是通过CAN信号线进行的。

以上各传感器的供电电压都是5伏，输出均为压力值为0-5伏的模拟信号。

在主动增压柱塞泵11的p端采用管路连接有增压泵压力传感器8。在制动踏板1上安装有拉线式踏板位移传感器2。其工作原理是通过拉拽拉线从而产生位移信号的传感器，传感器壳体固定在车身上，拉线一端固定在制动踏板1与制动主缸7铰接处,制动踏板1动作时会带动拉线一起动作，从测得踏板位移。采用德国ASM的CLM系列的拉线式位移传感器。在制动主缸7的N口与后左轮进油电磁阀28的p口之间的管路上安装有制动主缸压力传感器16。在前左轮缸35与前左轮出油电磁阀19的a口之间安装有前左轮缸压力传感器27。在前右轮缸36与前右轮进油电磁阀23的a口之间安装有前右轮缸压力传感器25。在后左轮缸37与后左轮进油电磁阀28的a口之间安装有后左轮缸压力传感器26。在后右轮缸38与后右轮进油电磁阀33的a口之间安装有后右轮缸压力传感器34。主动增压电机10、回油电机22以及本发明中所采用的所有电磁阀都由制动控制器41来控制。踏板行程模拟器13、增压泵压力传感器8、制动主缸压力传感器16、前左轮缸压力传感器27、前右轮缸压力传感器25、后左轮缸压力传感器26与后右轮缸压力传感器34采集到的信号都传递到制动控制器41进行分析计算，制动控制器41与整车控制器40连接，由整车控制器40来协调电机控制和液压控制的关系来实现再生制动功能。

各个机械结构之间的连接关系为：主缸真空助力器总成中的制动主缸7的M口端与制动能量回收液压控制单元中的常开电磁阀15的p口管路连接，主缸真空助力器总成中的油壶5的进油口端与常闭线性电磁阀12的a口端管路连接。制动能量回收液压控制单元的常开电磁阀15的a端与ABS液压控制单元中的前左轮进油电磁阀17、前右轮进油电磁阀23分别管路连接。主缸真空助力器总成中的制动主缸7的N口端与ABS液压控制单元中的后左轮进油电磁阀28、后右轮进油电磁阀33分别管路连接。

所述的汽车制动能量回收的液压装置的控制方法

参阅图2，本发明所述的汽车制动能量回收的液压装置的控制方法中有三种具体的控制模（方）式：常规制动、滑行制动与紧急制动。具体控制流程为：

1.开始：

所述的“开始”是进行软件程序的初始化，即当驾驶员打开点火开关后，整车控制器和制动控制器的上电过程。

2.进行初始化制动状态：

所述的“初始化制动状态”进行硬件自检的过程，VMC中控制系统对驱动电机39发出一个驱动脉冲信号检测驱动电机39动作，对各个阀发出一个控制脉冲信号，检测各个阀的动作是否正常。采集踏板位移传感器2、增压泵压力传感器8、制动主缸压力传感器16、前右轮缸压力传感器25、后左轮缸压力传感器26，前左轮缸压力传感器27、后右轮缸压力传感器34的信号检测其是否正常。

3.检测制动踏板的信号：

所述的检测制动踏板的信号是要通过传感器检测车辆的状态，如果有制动踏板信号则进入下一步的采集制动灯点亮信号步骤；判断车辆是否处于制动状态；

要是没有制动踏板信号返回制动踏板检测信号的初始位置，继续检测制动踏板信号有没有触发，期间则认为车辆未处于制动状态，制动能量回收系统不发生任何动作。

4.采集制动灯点亮信号：

所述的采集制动灯点亮信号要判断制动灯点亮的时间即“持续时间”与门限值大小，如果制动灯点亮的时间大于一个门限值的时候进入“滑行制动状态”，如果制动灯点亮的时间小于一个门限值的时候返回到初始化制动状态。

5.判断制动踏板速度信号：

判断制动踏板速度信号是否大于所设定的门限，如果大于门限则被判定为紧急制动状态。如果小于设定的门限则进入判断车速是否大于门限值，如果大于门限值，则认为车辆此时的状态是满足常规制动的条件，控制器则会控制本发明装置进行动作入常规制动的状态，此时车辆会进行能量回收。如果小于门限值则，这时控制器认为车辆不存在制动的需求，这时候控制器会回到初始状态再次检测车辆的状态是否需要进行下一次的制动。

参阅图3，可以对除滑行制动与紧急制动外的常规制动控制过程进行详细的描述。其中按常规制动过程的前后分为六个阶段：第一阶段当制动力要求小的时候只有电机制动的OA段；第二阶段由于制动法规ECE R13关于车辆制动性能的要求限制，电机与后轮参与制动的AB段；第三阶段当制动力需求大的时候前轮的液压制动力，前轮的电机制动力，后轮的液压制动力都参与制动的BC段；第四阶段当车速减小时，驱动轮通过传动系带动电机旋转发电，驱动轮的阻力矩变大，从而使驱动轮的电机制动力得到提升，则前轮将会处于减压的CD段，来充分发挥电机的制动力；第五阶段制动力保持阶段的DE段；第六阶段前轴液压补偿电机再生制动力的EF段。

滑行制动:

参阅图2与图3，当驾驶员踩下制动踏板1，制动控制器41分析踏板位移传感器2的信号并结合车速信号来判断驾驶员的制动意图，踏板位移变化速率小于0.05m/s，并且踏板位移变化小于5cm，并且主缸液压压力变化率小于0.5Mpa/s并且主缸压力小于2Mpa时，ECU控制器认为车辆处于滑行制动状态。这时候常开电磁阀15以及后轴两轮的后左轮进油电磁阀28、后右轮进油电磁阀33两常开阀会关闭，常闭电磁阀14打开。四个轮缸没有制动液流入，此时没有液压制动，整车控制器40控制只有驱动电机39参与制动。制动时驱动轮通过车辆的传动系带动电机转子旋转，电机这是处于发电状态，会产生阻力矩从而使驱动轮产生制动力矩。制动主缸7的液体会流入踏板行程模拟器13内，踏板行程模拟器13会模拟四个轮缸的PV特性使制动踏板1有常规制动时的制动踏板感觉。

紧急制动状态:

当驾驶员踩下制动踏板1，制动控制器41分析踏板位移传感器2的信号并结合车速信号来判断驾驶员的制动意图。当踏板位移变化速率大于0.25m/s，并且车辆踏板位移大于10cm，并且主缸液压压力变化率大于2.5Mpa/s并且主缸液压压力大于9Mpa时，ECU控制器认为车辆处于紧急制动状态状态。这时候电机制动和液压制动都会参与制动过程。这时的液压管路内各个液压部件都会保持其未通电的原本状态实现常规液压制动功能。同时整车控制器40会进一步检测车辆的状态是不是会触发ABS功能，会协调整车状态实现具体的制动功能。

制动状态为常规制动:

当驾驶员踩下制动踏板1，制动控制器41分析踏板位移传感器2的信号并结合车速信号来判断驾驶员的制动意图。当踏板位移变化速率在0.05m/s--0.25m/s之间，并且最终车辆踏板位移大于5cm，并且主缸液压压力变化率在0.5Mpa/s--2.5Mpa/s之间，则认为当前的状态满足常规制动状态，参阅图3，这种制动状态就会分为六种过程。车辆初始进入常规制动时，对应的图中OA段，这时候常开电磁阀15，以及后轴两轮的后左轮进油电磁阀28、后右轮进油电磁阀33两常开阀会关闭，常闭电磁阀14打开。四个轮缸没有制动液流入此时没有液压制动，整车控制器40控制只有驱动电机39参与制动。制动主缸7的液体会流入踏板行程模拟器13，踏板行程模拟器13会模拟四个轮缸的PV特性使制动踏板有常规制动时的制动踏板感觉。

当制动力继续加大的时候，这时为满足ECE（欧洲经济委员会颁布的制动法规）法规的规定会进入第二制动阶段AB。这时整车控制器40会做出决策，制动控制器41（电子控制单元ECU）会控制后左轮进油电磁阀28、后右轮进油电磁阀33对后轮进行增压，后轮的液压制动力介入制动，并通过后左轮缸压力传感器26、后右轮缸压力传感器34实现压力信号的反馈。

当制动力继续加大的时候，进入制动的BC段。这时只有电机制动力和后轴的液压制动力不能满足制动要求，这时就需要对前轴的轮缸加压使前轮制动力介入来满足制动要求。整车控制器40会做出决策，制动控制器41（电子控制单元）会控制打开常开电磁阀15，制动控制器41会控制前左轮进油电磁阀17与前右轮进油电磁阀23实现对两前轮的增压，并通过前左轮缸压力传感器27、前右轮缸压力传感器25进行压力信号的反馈。

当制动进入CD段的时候，车速的降低使得电机的制动力加大，这时就应该减小前轮的液压制动力。这时整车控制器40会做出决策，制动控制器41（电子控制单元ECU）会控制常开电磁阀15关闭，两前轮的前左轮进油电磁阀17与前右轮进油电磁阀23关闭。两前轮的前左轮出油电磁阀19与前右轮出油电磁阀24打开，制动液流到低压蓄能器20中，ABS电机同时动作同时控制常闭线性电磁阀12实现两前轮轮缸的减压并控制减压速率并通过后左轮缸压力传感器26、前左轮缸压力传感器27、前右轮缸压力传感器25、后右轮缸压力传感器34实现压力信号的反馈。

当制动要求稳定时，制动进入DE段，这时整车控制器40会做出决策，制动控制器41（电子控制单元ECU）会控制常开电磁阀15开启，同时常闭线性电磁阀12、常闭电磁阀14关闭。控制四个轮的前左轮进油电磁阀17、前右轮进油电磁阀23、后左轮进油电磁阀28、后右轮进油电磁阀33开启，前左轮出油电磁阀19、前右轮出油电磁阀24、后左出液电磁阀29、后右出液电磁阀32关闭。回复液压系统到常规系统，形成人车闭环，能够反馈车辆状态与脚感。

制动继续进行，制动过程进入EF段，由于车速的降低，由驱动轮带动传动系从而带动电机旋转的转速下降，电机发电的电磁阻力下降，这时需要对两前轮两轮缸进行主动增压。这时整车控制器40会做出决策，制动控制器41（电子控制单元ECU）会控制常开电磁阀15关闭。单向电磁阀9打开。两前轮的前左轮进油电磁阀17、前右轮进油电磁阀23打开，前左轮出油电磁阀19、前右轮出油电磁阀24关闭。同时主动增压电机10带动主动增压柱塞泵11动作，从油壶5抽取制动液经单向电磁阀9进行主动增压，同时经增压泵压力传感器8的反馈控制常闭线性电磁阀12实现增压速率的控制。直到制动结束。

Claims (6)

1.一种汽车制动能量回收的液压装置，包括主缸真空助力器总成，其包括有制动踏板（1）、油壶（5）、制动主缸（7）；其特征在于，所述的一种汽车制动能量回收的液压装置还包括有制动能量回收液压控制单元、ABS液压控制单元与电子控制装置；

所述的制动能量回收液压控制单元包括主动增压电机（10）、主动增压柱塞泵（11）、常闭线性电磁阀（12）、踏板行程模拟器（13）、常闭电磁阀（14）与常开电磁阀（15）；

常闭电磁阀（14）的a口端与踏板行程模拟器（13）的进出液口管路连接，常开电磁阀（15）的a口端和常闭线性电磁阀（12）的p口端与ABS液压控制单元中的前右进液电磁阀（23）的p口端管路连接，常开电磁阀（15）的p口端与主缸真空助力器总成中的制动主缸（7）的M口端管路连接，主缸真空助力器总成中的制动主缸（7）的N口端与ABS液压控制单元中的后左轮进油电磁阀（28）的p口端管路连接，常闭线性电磁阀（12）的a口端与油壶（5）的进出油口管路连接，增压电机（10）输出端与增压柱塞泵（11）的输入端采用联轴器连接，增压柱塞泵（11）的a口端与油壶（5）的进出油口管路连接，主动增压柱塞泵（11）的p口端与常闭线性电磁阀（12）的p口端管路连接，电子控制装置依次和制动能量回收液压控制单元与ABS液压控制单元为管路连接，电子控制装置中的踏板位移传感器（2）和制动踏板（1）与制动主缸（7）铰接处连接。

2.按照权利要求1所述的汽车制动能量回收的液压装置，其特征在于，所述的电子控制装置依次和制动能量回收液压控制单元与ABS液压控制单元为管路连接是指：

所述的电子控制装置包括有增压泵压力传感器（8）、单向电磁阀（9）、制动主缸压力传感器（16）、前右轮缸压力传感器（25）、后左轮缸压力传感器（26）、前左轮缸压力传感器（27）与后右轮缸压力传感器（34）；

所述的ABS液压控制单元包括前左轮出油电磁阀（19）、前右轮出油电磁阀（24）、后左轮进油电磁阀（28）、后左轮出油电磁阀（29）与后右轮出油电磁阀（32）；

增压泵压力传感器（8）与主动增压柱塞泵（11）的p口端管路连接，制动主缸压力传感器（16）和制动主缸（7）的N口端与后左轮进油电磁阀（28）的p口端管路连接，前左轮缸压力传感器（27）与前左轮出油电磁阀（19）的a口端管路连接，前右轮缸压力传感器（25）与前右轮出油电磁阀（24）的a口端管路连接，后左轮缸压力传感器（26）与后左轮出油电磁阀（29）的a口端管路连接，后右轮缸压力传感器（34）与后右轮出油电磁阀（32）的a口端管路连接，单向电磁阀（9）的p口端与增压柱塞泵（11）的a口端管路连接，单向电磁阀（9）的a口端与油壶（5）的进出油口管路连接。

3.按照权利要求1所述的汽车制动能量回收的液压装置，其特征在于，所述的ABS液压控制单元还包括前左轮进油电磁阀（17）、前左进液单向阀（18）、前左轮出油电磁阀（19）、第一回路低压蓄能器（20）、第一回路回油泵（21）、回油电机（22）、前右轮出油电磁阀（24）、后左轮进油电磁阀（28）、后左轮出油电磁阀（29）、第二回路低压蓄能器（30）、第二回路回油泵（31）、后右轮出油电磁阀（32）、后右轮进油电磁阀（33）、前左轮缸（35）、前右轮缸（36）、后左轮缸（37）、后右轮缸（38）、前右进液单向阀（42）、后左进液单向阀（43）与后右进液单向阀（44）；

前左进液电磁阀（17）的p口端、前左进液单向阀的（18）的p口端、前右进液电磁阀（23）的p口端与前右进液单向阀（42）的p口端一同和第一回路柱塞泵（21）的a口端管路连接，前左进液电磁阀（17）的a口端、前左进液单向阀的（18）的a口端一同与前左出液电磁阀（19）的a口端管路连接；前右进液电磁阀（23）的a口端、前右进液单向阀（42）的a口端一同与前右出液电磁阀（24）的a口端管路连接，前左出液电磁阀（19）的p口端、前右出液电磁阀（24）的p口端、第一回路低压蓄能器（20）的进出口端一同和第一回路回油泵（21）的p口端管路连接；后左进液电磁阀（28）的p口端、后左进液单向阀的（43）的p口端、后右进液电磁阀（33）的p口端、后右进液单向阀（44）的p口端一同与第二回路柱塞泵（31）的a口端管路连接；后左进液电磁阀（28）的a口端、后左进液单向阀（43）的a口端一同与后左出液电磁阀（29）的a口端管路连接，后右进液电磁阀（33）的a口端、后右进液单向阀（44）的a口端一同与后右出液电磁阀（32）的a口端管路连接；后左出液电磁阀（29）的p口端、后右出液电磁阀（32）的p口端、第二回路低压蓄能器（30）的进出口端一同和第二回路回油泵（31）的p口端管路连接，回油电机（22）的两输出端采用联轴器和第一回路回油泵（21）、第二回路回油泵（31）分别相连；前左进液阀（17）的a口端和前左出液电磁阀（19）的a口端与前左轮缸（35）的进出油口管路连接，前右轮进油电磁阀（23）的a口端和前右出液电磁阀（24）的a口端与前右轮缸（36）的进出油口管路连接，后左进液阀（28）的a口端和后左出液电磁阀（29）的a口端与后左轮缸（37）的进出油口管路连接，后右进液阀（33）的a口端和后右出液电磁阀（32）的a口端与后右轮缸（38）的进出油口管路连接。

4.按照权利要求3所述的汽车制动能量回收的液压装置，其特征在于，所述的前左出液电磁阀（19）的p口端、前右出液电磁阀（24）的p口端、第一回路低压蓄能器（20）的进出口端和第一回路回油泵（21）的p口端之间安装一个第一回路单向阀，即前左出液电磁阀（19）的p口端、前右出液电磁阀（24）的p口端、第一回路低压蓄能器（20）的进出口端一同和第一回路单向阀的a口端管路连接，第一回路单向阀的p口端与第一回路回油泵（21）的p口端管路连接；

后左出液电磁阀（29）的p口端、后右出液电磁阀（32）的p口端、第二回路低压蓄能器（30）的进出口端和第二回路回油泵（31）的p口端之间安装一个第二回路单向阀，即后左出液电磁阀（29）的p口端、后右出液电磁阀（32）的p口端、第二回路低压蓄能器（30）的进出口端一同和第二回路单向阀的a口端管路连接，第二回路单向阀的p口端与第二回路回油泵（31）的p口端管路连接。

5.按照权利要求1所述的汽车制动能量回收的液压装置，其特征在于，所述的电子控制装置还包括有增压泵压力传感器（8）、单向电磁阀（9）、制动主缸压力传感器（16）、前右轮缸压力传感器（25）、后左轮缸压力传感器（26）、前左轮缸压力传感器（27）、后右轮缸压力传感器（34）、驱动电机（39）、整车控制器（40）与制动控制器（41）；

增压泵压力传感器传感器（8）、制动主缸压力传感器（16）、前右轮缸压力传感器（25）、后左轮缸压力传感器（26）、前左轮缸压力传感器（27）与后右轮缸压力传感器（34）的结构相同，皆采用BOSCH公司生产的型号为303的主动式压力传感器，增压泵压力传感器（8）、制动主缸压力传感器（16）、前右轮缸压力传感器（25）、后左轮缸压力传感器（26）、前左轮缸压力传感器（27）与后右轮缸压力传感器（34）的供电线依次与制动控制器（41）的5V电压输出端连接，增压泵压力传感器（8）、制动主缸压力传感器（16）、前右轮缸压力传感器（25）、后左轮缸压力传感器（26）、前左轮缸压力传感器（27）与后右轮缸压力传感器（34）的信号线与制动控制器（41）的信号采集端连接，单向电磁阀（9）与制动控制器（41）的阀驱动端连接，驱动电机（39）与整车控制器（40）的电机驱动端连接，整车控制器（40）的CAN线端口与制动控制器（41）的CAN信号连接。

6.按照权利要求1所述的汽车制动能量回收的液压装置，其特征在于，所述的主缸真空助力器总成还包括真空助力器前端顶杆（3）、真空助力器（4）与真空泵（6）；

制动踏板（1）的顶端固定在车身上，制动踏板（1）的中端的左侧面和真空助力器（4）中的真空助力器前端顶杆（3）的右端面接触连接，油壶（5）的进出油口与制动主缸（7）的进出油口管路连接，真空泵（6）的一端与真空助力器（4）的一端管路连接，真空泵（6）的另一端与大气相连，真空助力器（4）的左端与制动主缸（7）右端螺栓固定连接。