CN105459837A - 一种増程式重型商用车的联合控制装置 - Google Patents

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    • B60L7/26—Controlling the braking effect

Abstract

本发明公开了一种増程式重型商用车的联合控制装置，包括电泵、液压调节器、阀门、制动控制器、缓行器控制器、缓行器、电机、再生制动控制系统、蓄电池、ABS系统、ABS控制器、以及用于检测当前路面的坡度信息的坡度传感器、用于检测当前车速的速度传感器、用于检测当前车轮转速的轮速传感器。本发明能够合理的分配在长下坡时再生制动与缓行器制动力，制动能量回收效率较高。

Description

一种増程式重型商用车的联合控制装置
技术领域
本发明属于汽车工程领域，涉及一种増程式重型商用车的联合控制装置。
背景技术
我国是一个多山地、多丘陵的国家，许多客车需要工作在山区或丘陵等具有连续上下坡的道路上，汽车的制动系统的热负荷非常大，如果无法及时将汽车动能转化成的热能释放给周围环境，制动毂和制动蹄的温度大幅度升高，造成制动器将失去或部分失去制动效能。为解决该问题，必须在汽车上加装辅助制动装置，国内交通部标准中规定中型客车中高二级,大型客车中高一级、高二级和高三级客车都必须装置缓速器。
增程式重型商用车具有再生制动功能，使得其在某些制动工况下能够获得类似与发动机制动和排气制动等缓速器的效果。但是，由于再生制动功率有效，且随变速器挡位的增加制动扭矩大幅度减小，无法满足汽车在各种坡度下(车速为30～40km/h)连续下坡行驶时的持续制动要求。因此，在山区或丘陵地带使用的电动客车应该根据道路状况合理地选配缓速器等辅助制动系统。
电涡流缓行器的安装使汽车的价格、质量和使用过程中消耗增加,且增加的幅度随缓行器的容量(制动转矩)的增加而增加。由于各持续制动装置单独作用时存在着一定的缺陷,所以采用再生制动与缓行器联合作用的持续制动方式是比较合理的方案。因此，设计一种高性能的再生制动系统与缓行器联合控制装置，通过合理分配与控制电动汽车在下长坡时再生制动力与缓行器制动力的比例，提高制动能量回收效率，对于国内经常行驶在山区丘陵地段的电动汽车、混合动力汽车等都有较大的市场价值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种増程式重型商用车的联合控制装置，该装置能够合理的分配在长下坡时再生制动与缓行器制动力，制动能量回收效率较高。
为达到上述目的，本发明所述的増程式重型商用车的联合控制装置包括电泵、液压调节器、阀门、制动控制器、缓行器控制器、缓行器、电机、再生制动控制系统、蓄电池、ABS系统、ABS控制器、以及用于检测当前路面的坡度信息的坡度传感器、用于检测当前车速的速度传感器、用于检测当前车轮转速的轮速传感器；
电机与増程式重型商用车的后轴相连接，缓行器通过离合器与増程式重型商用车的后轴相连接，电泵通过液压调节器及阀门与ABS系统相连通，増程式重型商用车的制动踏板与液压调节器的控制端相连接；
液压调节器的输出端通过ABS系统与ABS控制器的控制端相连接，轮速传感器的输出端与ABS控制器的输入端相连接，速度传感器的输出端、坡度传感器的输出端及ABS控制器的输出端均与制动控制器的输入端相连接，制动控制器的输出端与阀门的控制端、缓行器控制器的控制端及再生制动控制系统的控制端相连接，蓄电池经再生制动控制系统与电机相连接。
电机的输出轴与増程式重型商用车后轴上的主减速器相联接。
増程式重型商用车后轴上的主减速器通过传动系统与离合器的一侧相联接，缓行器的输出轴与离合器的另一侧相联接。
所述再生制动控制系统内设有AC-DC变换器，电机的电流输出端经AC-DC变换器与蓄电池的充电接口相连接。
速度传感器的输出端、坡度传感器的输出端及ABS控制器的输出端均通过CAN总线与制动控制器的输入端相连接。
所述制动控制器的输出端通过三相桥式PWM整流电路与缓行器控制器的控制端及再生制动控制系统的控制端相连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的増程式重型商用车的联合控制装置在工作时，通过速度传感器实时检测当前车速，通过坡度传感器实时检测当前路面的坡度信息，当车辆电机驱动模式结束时，先将离合器分离，不进行动力传输，使下坡产生的坡度下行力全部由再生制动来消耗，当车速较低、坡度较小时，即再生制动能够完全满足下行力的要求，则所有的制动力全部由再生制动提供；当再生制动不能满足下行力，则控制离合器结合，使缓行器工作，通过缓行器补充再生制动不足的制动力，从而实现在长下坡时再生制动力与缓行器制动力的合理分配，提高制动能量回收效率，从而使车辆在长下坡时减少缓行器制动的使用次数，减少缓行器的磨损，减少缓行器温升，保持缓行器效能，为安全行驶提供帮助。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为本发明机械结构图。
其中，1为电泵、2为液压调节器、3为阀门、4为ABS系统、5为ABS控制器、6为制动控制器、7为缓行器控制器、8为缓行器、9为电机、10为再生制动控制系统、11为蓄电池、12为速度传感器、13为坡度传感器、14为传动系统、15为主减速器、16为离合器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的増程式重型商用车的联合控制装置包括电泵1、液压调节器2、阀门3、制动控制器6、缓行器控制器7、缓行器8、电机9、再生制动控制系统10、蓄电池11、ABS系统4、ABS控制器5、以及用于检测当前路面的坡度信息的坡度传感器13、用于检测当前车速的速度传感器12、用于检测当前车轮转速的轮速传感器；电机9与増程式重型商用车的后轴相连接，缓行器8通过离合器16与増程式重型商用车的后轴相连接，电泵1通过液压调节器2及阀门3与ABS系统4相连通，増程式重型商用车的制动踏板与液压调节器2的控制端相连接；液压调节器2的输出端通过ABS系统4与ABS控制器5的控制端相连接，轮速传感器的输出端与ABS控制器5的输入端相连接，速度传感器12的输出端、坡度传感器13的输出端及ABS控制器5的输出端均与制动控制器6的输入端相连接，制动控制器6的输出端与阀门3的控制端、缓行器控制器7的控制端及再生制动控制系统10的控制端相连接，蓄电池11经再生制动控制系统10与电机9相连接。
需要说明的是，电机9的输出轴与増程式重型商用车后轴上的主减速器15相联接；増程式重型商用车后轴上的主减速器15通过传动系统与离合器16的一侧相联接，缓行器8的输出轴与离合器16的另一侧相联接；再生制动控制系统10内设有AC-DC变换器，电机9的电流输出端经AC-DC变换器与蓄电池11的充电接口相连接；速度传感器12的输出端、坡度传感器13的输出端及ABS控制器5的输出端均通过CAN总线与制动控制器6的输入端相连接；制动控制器6的输出端通过三相桥式PWM整流电路与缓行器控制器7的控制端及再生制动控制系统10的控制端相连接。
本发明的具体操作过程为：
所述坡度传感器13为安装在汽车上的BWK225SCAN总线双轴倾角传感器，通过坡度传感器13探测汽车当前行驶道路的坡度值，当所述坡度值为负值时，则说明车辆处于下坡路况中，当坡度值为正值时，则说明车辆处于上坡路况中；当处于下坡路况时，当车速小于预设值，且坡度小于预设值时，再生制动控制系统10能够满足下行制动力的要求，则所有制动力全部由再生制动提供，当再生制动控制系统10不能满足下行制动力的要求，则制动控制器6控制离合器16结合，并通过缓行器控制器7控制缓行器8补充再生制动不足的制动力。整个持续制动过程中，要使车辆满足在各种坡度下连续下坡行驶时的持续制动要求，从而使车辆在长下坡时减少机械制动的使用次数，减少机械制动的磨损，保持制动的效能，为安全行驶提供帮助。
参照图2，经过主减速器15出来的动力通过传动系统14将传递到离合器16的一侧，而缓行器8则与离合器16的另一侧相联接，通过缓行器控制器7对离合器16的结合与分离进行控制，从而控制缓行器8的接通与断开。当车辆在坡道上下坡行驶时，如果坡度不大，所需的持续制动力小于电机9产生的再生制动力，则离合器16处于分离状态，缓行器8动力不接通，车辆下坡所需的持续制动力完全由电机9再生制动力提供；当下坡的坡度较大时，电机9提供的再生制动力无法满足持续制动力需求时，则控制离合器16结合，缓行器8动力接通，车辆下坡所需的持续制动力由电机9和缓行器8的制动力共同提供，从而实现持续制动力的合理控制，使车辆满足在各种坡度下连续下坡行驶时的持续制动要求。
本发明采用AC-DC变换器将电机9所发出的交流电转换为直流电存储于蓄电池11中。当车辆处于制动工况时，电机9受惯性力作用处于反拖发电状态，电机9产生的三相交流电经AC-DC变换器转变为直流电后存储于蓄电池11中，从而以完成能量的回收。
司机脚按制动踏板时，液压调节器2向ABS系统4转发一个请求信号，ABS系统4将所述请求信号转发至ABS控制器5中，ABS控制器5根据所述请求信号通过轮速传感器检测车轮的转速信息，并将所述车轮的转速信息转发至制动控制器6中，制动控制器6根据所述转速信息判断车轮的转速是否大于等于预设值，当车轮的转速大于等于预设值时，则开启阀门3，使ABS系统4工作。
本发明采用三相桥式PWM整流电路对増程式重型商用车的电机9和缓行器8的制动功率进行控制，通过改变占空比来实现电机9功率的有效调节，从而更加快捷高效地对増程式重型商用车长下坡制动时的持续制动进行控制。

Claims (6)

1.一种増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，包括电泵(1)、液压调节器(2)、阀门(3)、制动控制器(6)、缓行器控制器(7)、缓行器(8)、电机(9)、再生制动控制系统(10)、蓄电池(11)、ABS系统(4)、ABS控制器(5)、用于检测当前路面的坡度信息的坡度传感器(13)、用于检测当前车速的速度传感器(12)、以及用于检测当前车轮转速的轮速传感器；
电机(9)与増程式重型商用车的后轴相连接，缓行器(8)通过离合器(16)与増程式重型商用车的后轴相连接，电泵(1)通过液压调节器(2)及阀门(3)与ABS系统(4)相连通，増程式重型商用车的制动踏板与液压调节器(2)的控制端相连接；
液压调节器(2)的输出端通过ABS系统(4)与ABS控制器(5)的控制端相连接，轮速传感器的输出端与ABS控制器(5)的输入端相连接，速度传感器(12)的输出端、坡度传感器(13)的输出端及ABS控制器(5)的输出端均与制动控制器(6)的输入端相连接，制动控制器(6)的输出端与阀门(3)的控制端、缓行器控制器(7)的控制端及再生制动控制系统(10)的控制端相连接，蓄电池(11)经再生制动控制系统(10)与电机(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，电机(9)的输出轴与増程式重型商用车后轴上的主减速器(15)相联接。
3.根据权利要求2所述的増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，増程式重型商用车后轴上的主减速器(15)通过传动系统与离合器(16)的一侧相联接，缓行器(8)的输出轴与离合器(16)的另一侧相联接。
4.根据权利要求1所述的増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，所述再生制动控制系统(10)内设有AC-DC变换器，电机(9)的电流输出端经AC-DC变换器与蓄电池(11)的充电接口相连接。
5.根据权利要求1所述的増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，速度传感器(12)的输出端、坡度传感器(13)的输出端及ABS控制器(5)的输出端均通过CAN总线与制动控制器(6)的输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的増程式重型商用车的联合控制装置，其特征在于，所述制动控制器(6)的输出端通过三相桥式PWM整流电路与缓行器控制器(7)的控制端及再生制动控制系统(10)的控制端相连接。
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