CN110861504A - 一种汽车制动能量回收装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车制动能量回收装置及其控制方法，为克服现有技术结构复杂，控制难度大，踏板感觉与传统车辆不一致，与ABS、ESP厂商联合开发难的问题。其包括制动操纵机构、主动增压单元、踏板感觉模拟单元与液压调节单元；制动操纵机构中制动主缸的前腔出液口D与主动增压单元的接口B、踏板感觉模拟单元的接口F、液压调节单元的进液口G制动管路连接，制动操纵机构中制动主缸的后腔出液口E与主动增压单元的接口C、液压调节单元的进液口H制动管路连接，制动操纵机构中储液杯的进液口b与液压调节单元的出液口M制动管路连接，制动操纵机构中储液杯的出液口a与主动增压单元的接口A制动管路连接。

Description

一种汽车制动能量回收装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆及纯电动车辆的制动能量回收系统，更确切地说，本发明涉及一种汽车制动能量回收装置及其控制方法
背景技术
由于不可再生资源的日益枯竭和传统汽车对环境的污染问题，新能源汽车技术的进步逐渐成为了各大厂商的主要目标。制动能量回收作为新能源汽车实现节能减排、延长续驶里程的主要技术之一，是研究的一个热点。制动能量回收是指在汽车减速制动的过程中，通过电机制动力矩代替一部分液压制动力从而将一部分动能转化为电能。在制动过程中，为了尽可能多的回收能量、保证汽车的安全性和踏板感觉一致性，应该做到对制动压力的精确控制，所以应对现有的制动系统做出改进，从而实现上述功能。
经检索有以下几个专利申请与本发明相关：
一.中国专利公告号为：CN102556034B，公告日为2014.11.26，发明名称为《一种基于液压ABS压力调节器的制动能量回收系统》，申请号为CN201210015013.7。该发明通过改进ABS液压制动系统实现制动能量回收、实现制动能量回收和ABS的一体化。但是需要和ABS厂商配合开发且踏板感觉不可调。
二.中国专利公告号为：CN205311585U，公告日为2016.06.15，发明名称为《一种用于制动踏板的基于ABS的能量回收控制装置》，申请号为CN201520771674.1。该发明在ABS的基础上通过控制方法实现了制动能量回收。但同样需要ABS厂商的配合开发并且低压蓄能器频繁使用容纳制动液较多，对其性能提出了较高要求。
发明内容
本发明的目的是要解决需要与ABS、ESP厂商联合开发困难，现有的构型结构复杂且踏板感觉与传统汽车不完全一致的问题，提出了一种汽车制动能量回收装置及其控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：所述的一种汽车制动能量回收装置包括制动操纵机构、主动增压单元、踏板感觉模拟单元与液压调节单元；
所述的制动操纵机构包括储液杯与制动主缸；
所述的储液杯的出液口c与出液口d分别采用管路和制动主缸的前腔进液口与后腔进液口相连接，制动操纵机构通过储液杯的出液口a采用制动管路和主动增压单元的接口A连接，储液杯的进液口b采用制动管路和液压调节单元的出液口M相连接；制动操纵机构中的制动主缸的前腔出液口D和主动增压单元的接口B、踏板感觉模拟单元的接口F与液压调节单元的进液口G制动管路连接，制动操纵机构中的制动主缸的后腔出液口E和主动增压单元的接口C与液压调节单元的进液口H制动管路连接。
技术方案中所述的制动操纵机构包括制动踏板、踏板位移传感器、电动真空泵、真空助力器与真空助力器前端顶杆；
所述的制动踏板安装在车厢内驾驶员前部下方，制动踏板中旋转部分的顶端通过销轴固定在踏板支架上，踏板支架通过螺栓固定在车身上，制动踏板中旋转部分的中端左侧面与真空助力器前端顶杆的右端面接触连接，踏板位移传感器固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器的活动臂与制动踏板中的旋转部分连接，电动真空泵的p口利用真空软管与真空助力器的真空口连接，电动真空泵的a口与大气连接，电动真空泵安装在发动机舱中，真空助力器通过法兰盘固定于车身上，制动主缸位于发动机舱中的真空助力器左侧，储液杯集成于制动主缸的上部，储液杯的出液口c与出液口d分别采用管路和制动主缸的前腔进液口与后腔进液口连接。
技术方案中所述的主动增压单元包括增压柱塞泵、增压电机、稳压电磁阀、主缸压力传感器、增压单向阀；
所述的增压单向阀的p口与主动增压单元的接口A相连，增压柱塞泵的p口与增压单向阀的a口相连，增压柱塞泵的a口与主动增压单元的接口B和接口C相连，稳压电磁阀的a口与增压单向阀的p口相连，稳压电磁阀的p口与增压柱塞泵的a口相连，主缸压力传感器与稳压电磁阀的p口相连，以上均为液压管路连接，所述的增压电机与增压柱塞泵通过联轴器连接。
技术方案中所述的踏板感觉模拟单元包括模拟器进液电磁阀、模拟器单向阀、踏板感觉模拟器；
所述的模拟器单向阀的a口与踏板感觉模拟单元的F口相连，模拟器单向阀的p口与踏板感觉模拟器相连，模拟器进液电磁阀的p口与模拟器单向阀的a口相连，模拟器进液电磁阀的a口与踏板感觉模拟器相连。
技术方案中所述的液压调节单元包括回油电机、前轴进液电磁阀、前轴出液电磁阀、左前轮进液电磁阀、右前轮进液电磁阀、左后轮进液电磁阀、右后轮进液电磁阀、左前轮单向阀、右前轮单向阀、左后轮单向阀、右后轮单向阀、左前轮出液电磁阀、右前轮出液电磁阀、左后轮出液电磁阀、右后轮出液电磁阀、前轴低压蓄能器、后轴低压蓄能器、前轴回油柱塞泵、后轴回油柱塞泵、前轴单向阀、左前轮压力传感器、右前轮压力传感器、左后轮压力传感器、右后轮压力传感器；
所述的前轴进液电磁阀的p口、前轴单向阀的a口一同与液压调节单元的G口相连，前轴进液电磁阀的a口、前轴单向阀的p口一同与前轴回油柱塞泵的a口相连，前轴出液电磁阀的a口与液压调节单元的M口相连，前轴出液电磁阀的p口与前轴回油柱塞泵的a口相连，后轴回油柱塞泵的a口与液压调节单元的H口相连，左前轮进液电磁阀的p口，左前轮单向阀的a口，右前轮进液电磁阀的p口、右前轮单向阀的a口一同与前轴回油柱塞泵的a口相连，左前轮进液电磁阀的a口、左前轮单向阀的p口、左前轮压力传感器一同与左前轮出液电磁阀的a口相连，右前轮进液电磁阀的a口、右前轮单向阀的p口、右前轮压力传感器一同与右前轮出液电磁阀的a口相连，左前轮出液电磁阀的p口、右前轮出液电磁阀的p口、前轴低压蓄能器(通过单向阀)一同和前轴回油柱塞泵的p口相连，左后轮进液电磁阀的p口、左后轮单向阀的a口、右后轮进液电磁阀的p口、右后轮单向阀的a口一同与后轴回油柱塞泵的a口相连，左后轮进液电磁阀的a口、左后轮单向阀的p口、左后轮压力传感器一同与左后轮出液电磁阀的a口相连，右后轮进液电磁阀的a口、右后轮单向阀的p口、右后轮压力传感器一同与右后轮出液电磁阀的a口相连，左后轮出液电磁阀的p口、右后轮出液电磁阀的p口、后轴低压蓄能器(通过单向阀)一同与后轴回油柱塞泵的p口相连，以上连接均为液压管路连接，回油电机的两输出端采用联轴器和前轴回油柱塞泵、后轴回油柱塞泵分别相连。
技术方案中所述的踏板感觉模拟器包括模拟器缸体、第一活塞、第一弹簧座、第一弹簧、第二活塞、第二弹簧座、第二弹簧、端盖、橡胶块；
所述的模拟器缸体为圆筒类结构件，沿模拟器缸体的中轴线加工有三段式圆柱形的阶梯孔，三段式阶梯孔的直径从左到右依次递减，其中右侧孔为模拟器缸体的进出油孔，且加工成内螺纹孔；第一活塞与第二活塞依次安装在中间孔与左侧孔中，第一弹簧座、第二弹簧座分别和第一活塞与第二活塞中心处焊接在一起，第一弹簧座、第一活塞、第二弹簧座与第二活塞的回转轴线共线；第一弹簧与第二弹簧分别安装于第一弹簧座与第二弹簧座上，第一弹簧的左端面与第二活塞的右端面相接触，第一弹簧的右端面与第一活塞的左端面相接触，第二弹簧左端面与端盖的右端面相接触，第二弹簧的右端面与第二活塞的左端面相接触，橡胶块与端盖的右端面采用热粘合剂连接，橡胶块与第二弹簧座的回转轴线共线。
所述的一种汽车制动能量回收装置的控制方法的步骤如下：
1)计算前轴需求制动力矩Treq，通过接收踏板位移传感器传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与需求制动力矩关系曲线得到相应踏板位移下的总需求制动力矩，再根据前后轴制动力分配线得到前轴需求制动力矩Treq，本发明前后制动力分配按照β线；
2)比较电机最大制动力矩Tmotmax和前轴需求制动力矩Treq，若电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤3)；若电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤4)；
3)电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴纯电机制动过程,前轴进液电磁阀关闭，前轴出液电磁阀关闭，模拟器进液电磁阀打开，前轴制动液全部进入踏板感觉模拟器中，踏板感觉完全由踏板感觉模拟器和后轴制动轮缸提供，为了提高增压柱塞泵、增压电机和稳压电磁阀的使用寿命，此时三者均不工作，为了使踏板感觉与传统制动踏板感觉一致，需要对踏板感觉模拟器的第一弹簧、第二弹簧、第一活塞和第二活塞各参数进行匹配，使踏板感觉模拟器能够精确模拟前轴轮缸压力体积特性，保证踏板感觉，此时前轴制动力全部由电机制动力提供，调整电机制动力矩等于前轴需求制动力矩Treq，完全回收前轴制动能量，后轴制动力不进行控制，与传统制动系统一致，在整个控制过程中后轴制动力都不进行控制，完全由液压制动力提供；
4)电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴电机液压共同制动过程，通过制动力分配模块得到前轴目标电机制动力矩Treg和前轴轮缸目标压力Ptar，其中前轴目标电机制动力矩Treg等于电机最大制动力矩Tmotmax，前轴轮缸目标压力Ptar根据前轴需求制动力矩Treq和前轴目标电机制动力矩Treg计算得到，计算公式为：
Figure BDA0002300064590000041
其中D为前轮制动轮缸直径，Rf为前轮有效作用半径，Kbf为前轮制动效能因数；
5)接收主缸压力传感器、左前轮压力传感器和右前轮压力传感器发送的主缸压力信号P主缸和前轴轮缸压力信号P轮缸，若主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤6)；若主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤10)；
6)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸时，若前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar，则进入步骤7)；若前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar，则进入步骤8)；否则，前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar，进入步骤9)；
7)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸增压，前轴进液电磁阀打开，前轴出液电磁阀关闭，模拟器进液电磁阀打开，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg，同时对主动增压单元进行控制，实时保持当前踏板位移下主缸压力P主缸为目标主缸压力P主缸tar，主动增压单元的控制方法可细分为以下步骤a-e：
步骤a：计算目标主缸压力P主缸tar，使用踏板位移传感器传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与主缸压力关系曲线得到相应踏板位移下的目标主缸压力P主缸tar；
步骤b：接收主缸压力传感器发送的实际主缸压力信号P主缸act，若实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤c；若实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤d；否则，实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar，进入步骤e；
步骤c：实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元进入增压模式，通过控制稳压电磁阀的占空比使其溢流压力为P主缸tar，增压电机工作带动增压柱塞泵从储液杯抽取制动液，制动液进入制动主缸的前腔和后腔，同一踏板位移下的主缸压力随之增加，通过稳压电磁阀控制主缸压力不会超过目标主缸压力P主缸tar；
步骤d：实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元进入减压模式，稳压电磁阀打开，增压电机和增压柱塞泵不工作，制动主缸中的制动液从稳压电磁阀流回储液杯中，同一踏板位移下的主缸压力降低；
步骤e：实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元进入保压模式，稳压电磁阀关闭，增压电机和增压柱塞泵不工作，同一踏板位移下的主缸压力保持；
8)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸减压，前轴进液电磁阀关闭，前轴出液电磁阀打开，模拟器进液电磁阀打开，同时对主动增压单元进行控制，控制过程见步骤7)中细分步骤a-e，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg；
9)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸保压，前轴进液电磁阀关闭，前轴出液电磁阀关闭，模拟器进液电磁阀打开，同时对主动增压单元进行控制，控制过程见步骤7)中细分步骤a-e，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg；
10)主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸时，前轴制动力退出，此时电机制动力矩应完全退出，制动系统类似于传统制动过程，前轴进液电磁阀打开，前轴出液电磁阀关闭，模拟器进液电磁阀打开，同时主动增压单元工作，工作过程见步骤7)中细分步骤a-e，前轴制动液从前轴进液电磁阀和前轴单向阀返回到制动主缸中，踏板感觉模拟器内的制动液从模拟器进液电磁阀和模拟器单向阀流回制动主缸前腔中；
当制动能量回收装置失效时，主动增压单元、踏板感觉模拟单元、液压调节单元均不进行控制，类似于传统制动系统，制动主缸前腔的制动液通过前轴进液电磁阀同时流入左前轮进液电磁阀、右前轮进液电磁阀，从而进入左前轮、右前轮，实现前轴制动；制动主缸后腔的制动液同时流入左后轮进液电磁阀、右后轮进液电磁阀，从而进入左后轮、右后轮，实现后轴制动。
与现有技术相比的本发明的有益效果是：
1.本发明所述的汽车制动能量回收装置可以实时监测主缸压力，通过控制主动增压单元调节主缸压力，使主缸压力与传统汽车主缸压力-踏板位移曲线精确重合的，能够更好地完善制动踏板感觉。
2.在制动能量回收过程中，不需要对ABS液压单元进行控制，从而规避ABS企业的技术封锁。并且本发明所述的汽车制动能量回收装置也可用于无ABS液压调节单元的汽车上，实现制动能量回收。
3.本发明所述的汽车制动能量回收装置硬件构型简单，在已有的ABS液压单元的基础上加装一个主动增压单元、一个踏板感觉模拟器和三个电磁阀。
4.本发明所述的汽车制动能量回收装置失效时，踏板感觉模拟器与主缸断开，主动增压单元不工作，恢复为传统的制动系统，保证了失效安全性。
5.本发明所述的汽车制动能量回收装置应用于新能源汽车时，通过主缸和轮缸的压力解耦和轮缸液压力的精确控制，可以实现电机制动力和液压制动力的合理分配，从而提高制动能量回收效率。
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装置的结构组成的示意图；
图2是本发明所述的汽车制动能量回收装置的主动增压单元结构组成的示意图；
图3是本发明所述的汽车制动能量回收装置的踏板感觉模拟单元结构组成的示意图；
图4是本发明所述的汽车制动能量回收装置的液压调节单元结构组成的示意图；
图5是本发明所述的汽车制动能量回收装置的踏板感觉模拟器的结构示意图；
图6是本发明所述的汽车制动能量回收装置的主动增压单元的控制策略流程图；
图7是本发明所述的汽车制动能量回收装置的控制策略流程图；
图8是本发明所述的汽车制动能量回收装置的前后轴制动力分配曲线图；
图中：1.制动操纵机构,2.制动踏板,3.踏板位移传感器,4.电动真空泵,5.真空助力器,6.储液杯,7.制动主缸,8.真空助力器前端顶杆,9.主动增压单元,10.踏板感觉模拟单元,11.液压调节单元,12.左前轮,13.右前轮,14.左后轮,15.右后轮,16.增压柱塞泵,17.增压电机，18.稳压电磁阀,19.主缸压力传感器,20.增压单向阀,21.模拟器进液电磁阀,22.模拟器单向阀,23.踏板感觉模拟器,24.回油电机，25.前轴进液电磁阀,26前轴出液电磁阀,27.左前轮进液电磁阀,28.右前轮进液电磁阀,29.左后轮进液电磁阀,30.右后轮进液电磁阀,31.左前轮单向阀,32.右前轮单向阀,33.左后轮单向阀,34.右后轮单向阀,35.左前轮出液电磁阀,36.右前轮出液电磁阀,37.左后轮出液电磁阀,38.右后轮出液电磁阀,39.前轴低压蓄能器,40.后轴低压蓄能器,41.前轴回油柱塞泵,42.后轴回油柱塞泵,43.前轴单向阀,44.左前轮压力传感器,45.右前轮压力传感器,46.左后轮压力传感器,47.右后轮压力传感器,48.模拟器缸体,49.第一活塞,50.第一弹簧座,51.第一弹簧,52.第二活塞,53.第二弹簧座,54.第二弹簧,55.端盖,56.橡胶块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
本发明所述的汽车制动能量回收装置包括制动操纵机构1、主动增压单元9、踏板感觉模拟单元10和液压调节单元11。
参阅图1，所述的制动操纵机构1包括制动踏板2、踏板位移传感器3、电动真空泵4、真空助力器5、储液杯6、制动主缸7和真空助力器前端顶杆8。
所述的制动踏板2分为旋转部分和踏板支架，旋转部分通过其顶端的销轴通孔并采用销轴安装在踏板支架上，旋转部分与踏板支架之间为转动连接，踏板支架采用螺栓与车身固定，制动踏板2利用杠杆原理将驾驶员制动操纵的踏板力放大，并能反映出驾驶员的制动意图。
所述的踏板位移传感器3采用德国ASM公司CLM系列的拉线式位移传感器，利用踏板位移传感器3上的活动臂可测量出制动踏板2的角位移，用于汽车制动能量回收时获取驾驶员的踏板位移信息。
所述的电动真空泵4选用活塞式，利用车载电源12V进行供电，用于模拟原车发动机进气管的负压源。
所述的真空助力器5的输入端为真空助力器前端顶杆8，输出端为与制动主缸7的活塞推杆接触连接的输出推杆(内部构件，图1中并未标出)，利用负压将制动踏板2作用于真空助力器前端顶杆8的输入力放大，通过输出推杆进行输出，增加了驾驶员作用于制动系统的作用力。
所述的储液杯6一般使用硬质塑料材质，共有三个出液口和一个进液口，出液口分别为出液口a、出液口c、出液口d，其中出液口a布置在储液杯6侧面下部，出液口c、出液口d布置在储液杯6底部，其中进液口b布置在储液杯6的侧面上部，储液杯6用于存储制动液检测制动液剩余量并且在主动增压单元9工作在增压模式时提供制动液。
所述的制动主缸7采用串列双腔式，制动主缸7内部有两个可彼此独立产生高压制动液的腔室，两个腔室成串联式布置，制动主缸7的机械入口为活塞推杆，液压出口为前腔出液口D、后腔出液口E，可以将驾驶员踏板输入的机械能转换成液压能。
具体部件的位置与连接方式：制动踏板2位于车厢内驾驶员前部下方，通过驾驶员右脚操纵，制动踏板2旋转部分的顶端通过销轴固定在踏板支架上，踏板支架通过螺栓固定在车身上，制动踏板2旋转部分的中端左侧面和真空助力器前端顶杆8的右端面接触连接。踏板位移传感器3固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器3的活动臂与制动踏板2的旋转部分连接。所述电动真空泵4位于发动机舱中，电动真空泵4的p口利用真空软管与真空助力器5的真空口相连，电动真空泵4的a口经由真空软管直接与大气相连。所述真空助力器5位于发动机舱中，通过法兰盘固定于车身上，其输出将通过真空助力器5的输出推杆顶在制动主缸7的活塞推杆上。所述制动主缸7位于发动机舱中的真空助力器5左侧，制动主缸7的后腔出液口E与液压调节单元11的进液口H和主动增压单元9的接口C采用制动管路连接，制动主缸7的前腔出液口D与主动增压单元9的接口B、踏板感觉模拟单元10的接口F和液压调节单元11的进液口G进行制动管路连接。储液杯6集成于制动主缸7的上部，储液杯6的出液口共有三个，其中出液口a通过管路与主动增压单元9的接口A相连，出液口c和出液口d分别通过管路与制动主缸7的前腔和后腔相连接，储液杯6的进液口b通过制动管路与液压调节单元11的出液口M相连接。
参阅图2，所述的主动增压单元9包括增压柱塞泵16、增压电机17、稳压电磁阀18、主缸压力传感19、增压单向阀20。
具体的规格与功用为：所述的主动增压单元9主要起到进行前轴增压以及主动调节踏板感觉的作用。
所述的增压柱塞泵16采用偏心轴式柱塞泵，可以将储液杯6中的低压制动液经过增压单向阀20流入增压柱塞泵16变为高压制动液，供给制动主缸7。
所述的增压电机17采用有刷直流永磁电机，可带动增压柱塞泵16工作抽制动液。
所述的稳压电磁阀18为二位二通常闭线性电磁阀，打开时给制动主缸7减压，关闭时制动主缸7保压，通过控制稳压电磁阀18的占空比可以实现制动主缸7增压时的溢流控制。
所述的主缸压力传感器19采用BOSCH公司生产的型号为303的主动式压力传感器，需要输入5V的供电电压，可以测量制动主缸7的压力。
所述的增压单向阀20采用直通式单向阀，正向开启压力为0.04MPa，增压单向阀20用于控制制动液流向，仅能使制动液从增压单向阀20的p口流入增压柱塞泵16中，而不能使制动液回流。
具体部件的位置及连接方式为：增压单向阀20的p口与主动增压单元9的A口相连，增压柱塞泵16的p口与增压单向阀20的a口相连，增压柱塞泵16的a口与主动增压单元9的B口和C口相连，稳压电磁阀18的a口与增压单向阀20的p口相连，稳压电磁阀18的p口与增压柱塞泵16的a口相连，主缸压力传感器19与稳压电磁阀18的p口相连，以上均为液压管路连接。所述的增压电机17与增压柱塞泵16通过联轴器连接。
参阅图3，所述的踏板感觉模拟单元10包括模拟器进液电磁阀21、模拟器单向阀22、踏板感觉模拟器23。
具体的规格与功用为：所述的踏板感觉模拟单元10主要起到容纳制动主缸7排出的制动液及模拟踏板感觉的作用。
所述的模拟器进液电磁阀21为二位二通常闭电磁阀，电磁驱动时可以实现制动液流入踏板感觉模拟器23中，用于控制制动主缸7和踏板感觉模拟器23的通断。
所述的模拟器单向阀22采用直通式单向阀，正向开启压力为0.04MPa，模拟器单向阀22用于控制制动液流向，使制动解除时踏板感觉模拟器23内的制动液能够迅速返回制动主缸7。
所述的踏板感觉模拟器23采用为被动液力式模拟器，采用两根刚度不同的弹簧和两个活塞串联的方式模拟前轴轮缸的压力体积特性。
具体部件的位置及连接方式为：模拟器单向阀22的a口与踏板感觉模拟单元10的F口相连，模拟器单向阀22的p口与踏板感觉模拟器23相连。模拟器进液电磁阀21的p口与模拟器单向阀的a口相连，模拟器进液电磁阀21的a口与踏板感觉模拟器23相连。
参阅图4，所述的液压调节单元11包括回油电机24、前轴进液电磁阀25、前轴出液电磁阀26、左前轮进液电磁阀27、右前轮进液电磁阀28、左后轮进液电磁阀29、右后轮进液电磁阀30、左前轮单向阀31、右前轮单向阀32、左后轮单向阀33、右后轮单向阀34、左前轮出液电磁阀35、右前轮出液电磁阀36、左后轮出液电磁阀37、右后轮出液电磁阀38、前轴低压蓄能器39、后轴低压蓄能器40、前轴回油柱塞泵41、后轴回油柱塞泵42、前轴单向阀43、左前轮压力传感器44、右前轮压力传感器45、左后轮压力传感器46、右后轮压力传感器47。
具体的规格与功用为：液压调节单元11是在传统ABS液压调节单元的基础上加一个前轴进液电磁阀25、一个前轴出液电磁阀26和一个前轴单向阀43改进而来。除了具有传统ABS液压调节单元的功能以外，还可以降低控制难度，不需要控制ABS即可进行制动能量回收。前轴进液电磁阀25是一个二位二通常开式电磁阀，前轴出液电磁阀26是一个二位二通常闭式电磁阀，制动能量回收时，前轴进液电磁阀25打开且前轴出液电磁阀26关闭，前轴增压，前轴进液电磁阀25和前轴出液电磁阀26关闭，前轴保压，前轴进液电磁阀25关闭且前轴出液电磁阀26打开，前轴减压；前轴单向阀43用于前轴制动力退出过程中排出制动液，还起到溢流作用。ABS液压调节单元采用BOSCH公司9.0版ABS产品，制动能量回收过程时不工作，在触发ABS时，实现车辆的防抱死控制。左前轮进液电磁阀27、右前轮进液电磁阀28、左后轮进液电磁阀29、右后轮进液电磁阀30分别控制左前轮12、右前轮13、左后轮14、右后轮15的增压；左前轮出液电磁阀35、右前轮出液电磁阀36、左后轮出液电磁阀37、右后轮出液电磁阀38分别控制左前轮12、右前轮13、左后轮14、右后轮15的减压；前轴低压蓄能器39、后轴低压蓄能器40可用于存储减压过程的制动液；前轴回油柱塞泵41、后轴回油柱塞泵42可通过回油电机24与车辆减压过程配合，实现轮缸压力的快速减压；左前轮单向阀31、右前轮单向阀32、左后轮单向阀33、右后轮单向阀34规定了制动液的流向仅能单方向流动。左前轮压力传感器44、右前轮压力传感器45、左后轮压力传感器46、右后轮压力传感器47采用BOSCH公司生产的型号为303的主动式压力传感器，需要输入5V的供电电压，用来测量个轮缸压力。
具体部件的位置与连接方式为：前轴进液电磁阀25的p口、前轴单向阀43的a口一同与液压调节单元11的G口相连，前轴进液电磁阀25的a口、前轴单向阀43的p口一同与前轴回油柱塞泵41的a口相连。前轴出液电磁阀26的a口与液压调节单元11的M口相连，前轴出液电磁阀26的p口与前轴回油柱塞泵41的a口相连。后轴回油柱塞泵42的a口与液压调节单元11的H口相连。左前轮进液电磁阀27的p口，左前轮单向阀31的a口，右前轮进液电磁阀28的p口、右前轮单向阀32的a口一同与前轴回油柱塞泵41的a口相连。左前轮进液电磁阀27的a口、左前轮单向阀的31的p口、左前轮压力传感器44一同与左前轮出液电磁阀35的a口相连。右前轮进液电磁阀28的a口、右前轮单向阀32的p口、右前轮压力传感器45一同与右前轮出液电磁阀36的a口相连。左前轮出液电磁阀35的p口、右前轮出液电磁阀36的p口、前轴低压蓄能器39(通过单向阀)一同和前轴回油柱塞泵41的p口相连。左后轮进液电磁阀29的p口、左后轮单向阀33的a口、右后轮进液电磁阀30的p口、右后轮单向阀34的a口一同与后轴回油柱塞泵42的a口相连。左后轮进液电磁阀29的a口、左后轮单向阀33的p口、左后轮压力传感器46一同与左后轮出液电磁阀37的a口相连。右后轮进液电磁阀30的a口、右后轮单向阀34的p口、右后轮压力传感器47一同与右后轮出液电磁阀38的a口相连。左后轮出液电磁阀37的p口、右后轮出液电磁阀38的p口、后轴低压蓄能器40(通过单向阀)一同与后轴回油柱塞泵42的p口相连。以上连接均为液压管路连接。回油电机24的两输出端采用联轴器和前轴回油柱塞泵41、后轴回油柱塞泵42分别相连。
参阅图5，所述的踏板感觉模拟器23包括模拟器缸体48、第一活塞49、第一弹簧座50、第一弹簧51、第二活塞52、第二弹簧座53、第二弹簧54、端盖55、橡胶块56。
具体的规格与功用为：所述的踏板感觉模拟器23主要起到容纳主缸排出的制动液、模拟踏板感觉的作用。
所述的模拟器缸体48为圆筒类结构件，沿圆筒中轴线依次加工有三个水平设置的圆柱形孔即左侧孔、中间孔与右侧孔K1，左侧孔、中间孔与右侧孔的孔径从左到右递减，左侧孔、中间孔与右侧孔的回转轴线共线，其中右侧孔K1为模拟器进出油孔，加工成内螺纹孔。
所述的第一弹簧51采用圆柱螺旋弹簧，刚度较小，主要模拟小强度制动时轮缸压力体积特性。
所述的第二弹簧54采用圆柱螺旋弹簧，刚度较大，主要模拟大强度制动时轮缸压力体积特性。
所述的端盖55为圆柱形盘类结构件，用于支撑第二弹簧54和固定橡胶块56以及密封模拟器缸体48。
所述的橡胶块56为圆柱形橡胶材质的盘类结构件，用于第二弹簧座53的缓冲减振。
所述的第二弹簧座53、第一弹簧座50均为圆柱形结构件，分别用于安装固定第二弹簧54和第一弹簧51。
所述的第二活塞52、第一活塞49均为圆柱形盘类结构件，起到传递液压力的作用。
具体部件的位置及连接方式为：第一活塞49和第二活塞52相继套装在中间阶梯孔和左侧阶梯孔中；第一弹簧座50、第二弹簧座53分别与第一活塞49和第二活塞52焊接在一起，有同轴度要求；第一弹簧51和第二弹簧54分别安装于第一弹簧座50和第二弹簧座53上，第一弹簧51左侧与第二活塞52相接触，右侧与第一活塞49相接触，第二弹簧54左侧与端盖55相接触，右侧与第二活塞52相接触；橡胶块56与端盖55通过热粘合剂连接，有同轴度要求。
本发明所述的主动调节踏板感觉的制动能量回收液压装置的制动操纵机构1、主动增压单元9、踏板感觉模拟单元10和液压调节单元11之间的连接关系为：驾驶员直接操控制动操纵机构1，最终由液压调节单元11控制车轮进行制动，在制动操纵机构1输出端和液压调节单元11输入端之间，并行安装有主动增压单元9和踏板感觉模拟单元10。所述的制动操纵机构1输出端包括储液杯6的出液口a、制动主缸7的前腔出液口D和制动主缸7的后腔出液口E，制动操纵机构1输入端包括储液杯6的进液口b；所述的主动增压单元9包括接口A、B、C；所述的踏板感觉模拟单元10包括接口F；所述的液压调节单元11的输入端包括进液口G、进液口H，液压调节单元11的输出端包括出液口I、出液口J、出液口K、出液口L、出液口M。制动操纵机构1的储液杯6的出液口a通过制动管路与主动增压单元9的A口连接，制动操纵机构1的制动主缸7的前腔出液口D与主动增压单元9的B口、踏板感觉模拟单元10的F口和液压调节单元11的进液口G制动管路连接，制动操纵机构1的制动主缸7的后腔出液口E与主动增压单元9的C口和液压调节单元11的进液口H制动管路连接。液压调节单元11的出液口I与左前轮12制动管路连接,液压调节单元11的出液口J与右前轮13制动管路连接，液压调节单元11的出液口K与左后轮14制动管路连接，液压调节单元11的出液口L与右后轮15制动管路连接，液压调节单元11的出液口M与储液杯6的进液口b制动管路连接。
本发明所述的汽车制动能量回收装置通过主动增压单元9实时调节主缸压力，使实际的主缸压力-踏板位移曲线与传统汽车的主缸压力-踏板位移曲线精确重合，因此具有与传统汽车同样的制动踏板感觉。
参阅图7，本发明所述的汽车制动能量回收装置的控制方法如下：
步骤一：计算前轴需求制动力矩Treq。通过接收踏板位移传感器3传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与需求制动力矩关系曲线得到相应踏板位移下的总需求制动力矩，再根据前后轴制动力分配线得到前轴需求制动力矩Treq；参阅图8，本发明提出总的技术方案控制前轴制动力与后轴制动力成β曲线分配。
步骤二：比较电机最大制动力矩信号Tmotmax和前轴需求制动力矩Treq，若电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤三；若电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤四；
步骤三：电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴纯电机制动过程。前轴进液电磁阀25关闭，前轴出液电磁阀26关闭，模拟器进液电磁阀21打开，前轴制动液全部进入踏板感觉模拟器23中，踏板感觉完全由踏板感觉模拟器23和后轴制动轮缸提供。为了提高增压柱塞泵16、增压电机17和稳压电磁阀18的使用寿命，此时三者均不工作。为了使踏板感觉与传统制动踏板感觉一致，需要对踏板感觉模拟器23的第一弹簧51、第二弹簧54、第一活塞49和第二活塞52的各参数进行匹配，使踏板感觉模拟器23能够精确模拟前轴轮缸压力体积特性，保证踏板感觉。此时前轴制动力全部由电机制动力提供，调整电机制动力矩等于前轴需求制动力矩Treq，完全回收前轴制动能量，后轴制动力不进行控制，与传统制动系统一致，在整个控制过程中后轴制动力都不进行控制，完全由液压制动力提供；
步骤四：电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴电机液压共同制动过程，通过制动力分配模块得到前轴目标电机制动力矩Treg和前轴轮缸目标压力Ptar，其中前轴目标电机制动力矩Treg等于电机最大制动力矩Tmotmax，前轴轮缸目标压力Ptar根据前轴需求制动力矩Treq和前轴目标电机制动力矩Treg计算得到，计算公式为：
Figure BDA0002300064590000121
其中D为前轮制动轮缸直径，Rf为前轮有效作用半径，Kbf为前轮制动效能因数。
步骤五：接收主缸压力传感器19、左前轮压力传感器44和右前轮压力传感器45发送的主缸压力信号P主缸和前轴轮缸压力信号P轮缸，若主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤六；若主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤十；
步骤六：主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸时，若前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar，则进入步骤七；若前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar，进入步骤八；否则，若前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar，进入步骤九；
步骤七：主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸增压，前轴进液电磁阀25打开，前轴出液电磁阀26关闭，模拟器进液电磁阀21打开，使电机制动力矩等于步骤四中确定的前轴目标电机制动力矩Treg。同时对主动增压单元9进行控制，实时保持当前踏板位移下主缸压力P主缸为目标主缸压力P主缸tar。参阅图6，主动增压单元9的控制方法可细分为以下步骤a-e：
步骤a：计算目标主缸压力P主缸tar。通过接收踏板位移传感器3传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与主缸压力关系曲线得到相应踏板位移下的目标主缸压力P主缸tar；
步骤b：接收主缸压力传感器19发送的实际主缸压力信号P主缸act，若实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤c；若实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤d；否则，实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar，进入步骤e；
步骤c：实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元9进入增压模式，通过控制稳压电磁阀18的占空比使其溢流压力为P主缸tar，增压电机17工作带动增压柱塞泵16从储液杯6抽取制动液，制动液进入制动主缸7前腔和后腔后腔，同一踏板位移下的主缸压力随之增加，通过稳压电磁阀18控制主缸压力不会超过目标主缸压力P主缸tar；
步骤d：实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元9进入减压模式，稳压电磁阀18打开，增压电机17和增压柱塞泵16不工作，制动液从稳压电磁阀18流回储液杯6中，同一踏板位移下的主缸压力降低。
步骤e：实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元9进入保压模式，稳压电磁阀18关闭，增压电机17和增压柱塞泵16不工作，同一踏板位移下的主缸压力保持；
步骤八：主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸减压。前轴进液电磁阀25关闭，前轴出液电磁阀26打开，模拟器进液电磁阀21打开。电机制动力矩等于步骤四中确定的前轴目标电机制动力矩Treg，同时对主动增压单元9进行控制，控制过程见步骤七中细分步骤a-e。
步骤九：主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸保压。前轴进液电磁阀25关闭，前轴出液电磁阀26关闭，模拟器进液电磁阀21打开。电机制动力矩等于步骤四中确定的前轴目标电机制动力矩Treg，同时对主动增压单元9进行控制，控制过程见步骤七中细分步骤a-e。
步骤十：主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸时，前轴制动力退出，此时电机制动力矩应完全退出，制动系统类似于传统制动过程，前轴进液电磁阀25打开，前轴出液电磁阀26关闭，模拟器进液电磁阀21打开，同时主动增压单元9工作，工作过程见步骤七中细分步骤a-e。前轴制动液从前轴进液电磁阀25和前轴单向阀43返回到制动主缸7中，踏板感觉模拟器23内的制动液从模拟器进液电磁阀21和模拟器单向阀22流回制动主缸7中。
当制动能量回收装置失效时，主动增压单元9、踏板感觉模拟单元10、液压调节单元11均不进行控制，类似于传统制动系统，当驾驶员踩下制动踏板2时，带动真空助力器前端顶杆8前行，提供给真空助力器5输入力，通过真空助力器5的助力作用，制动主缸7将来自储液杯6中的低压制动液转换为高压制动液。此时，制动主缸7前腔的制动液通过前轴进液电磁阀25同时流入左前轮进液电磁阀27、右前轮进液电磁阀28，从而进入左前轮12、右前轮13，实现前轴制动；制动主缸7后腔的制动液同时流入左后轮进液电磁阀29、右后轮进液电磁阀30，从而进入左后轮14、右后轮15，实现后轴制动。

Claims (7)

1.一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的一种汽车制动能量回收装置包括制动操纵机构(1)、主动增压单元(9)、踏板感觉模拟单元(10)与液压调节单元(11)；
所述的制动操纵机构(1)包括储液杯(6)与制动主缸(7)；
所述的储液杯(6)的出液口c与出液口d分别采用管路和制动主缸(7)的前腔进液口与后腔进液口相连接，制动操纵机构(1)通过储液杯(6)的出液口a采用制动管路和主动增压单元(9)的接口A连接，储液杯(6)的进液口b采用制动管路和液压调节单元(11)的出液口M相连接；制动操纵机构(1)中的制动主缸(7)的前腔出液口D和主动增压单元(9)的接口B、踏板感觉模拟单元(10)的接口F与液压调节单元(11)的进液口G制动管路连接，制动操纵机构(1)中的制动主缸(7)的后腔出液口E和主动增压单元(9)的接口C与液压调节单元(11)的进液口H制动管路连接。
2.按照权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的制动操纵机构(1)包括制动踏板(2)、踏板位移传感器(3)、电动真空泵(4)、真空助力器(5)与真空助力器前端顶杆(8)；
所述的制动踏板(2)安装在车厢内驾驶员前部下方，制动踏板(2)中旋转部分的顶端通过销轴固定在踏板支架上，踏板支架通过螺栓固定在车身上，制动踏板(2)中旋转部分的中端左侧面与真空助力器前端顶杆(8)的右端面接触连接，踏板位移传感器(3)固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器(3)的活动臂与制动踏板(2)中的旋转部分连接，电动真空泵(4)安装在发动机舱中，电动真空泵(4)的p口利用真空软管与真空助力器(5)的真空口连接，电动真空泵(4)的a口与大气连接，真空助力器(5)通过法兰盘固定于车身上，制动主缸(7)位于发动机舱中的真空助力器(5)左侧，储液杯(6)集成于制动主缸(7)的上部，储液杯(6)的出液口c与出液口d分别采用管路和制动主缸(7)的前腔进液口与后腔进液口连接。
3.按照权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的主动增压单元(9)包括增压柱塞泵(16)、增压电机(17)、稳压电磁阀(18)、主缸压力传感器(19)、增压单向阀(20)；
所述的增压单向阀(20)的p口与主动增压单元(9)的A口相连，增压柱塞泵(16)的p口与增压单向阀(20)的a口相连，增压柱塞泵(16)的a口与主动增压单元(9)的B口和C口相连，稳压电磁阀(18)的a口与增压单向阀(20)的p口相连，稳压电磁阀(18)的p口与增压柱塞泵(16)的a口相连，主缸压力传感器(19)与稳压电磁阀(18)的p口相连，以上均为液压管路连接，所述的增压电机(17)与增压柱塞泵(16)通过联轴器连接。
4.按照权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的踏板感觉模拟单元(10)包括模拟器进液电磁阀(21)、模拟器单向阀(22)、踏板感觉模拟器(23)；
所述的模拟器单向阀(22)的a口与踏板感觉模拟单元(10)的F口相连，模拟器单向阀(22)的p口与踏板感觉模拟器(23)相连，模拟器进液电磁阀(21)的p口与模拟器单向阀(22)的a口相连，模拟器进液电磁阀(21)的a口与踏板感觉模拟器(23)相连。
5.按照权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的液压调节单元(11)包括回油电机(24)、前轴进液电磁阀(25)、前轴出液电磁阀(26)、左前轮进液电磁阀(27)、右前轮进液电磁阀(28)、左后轮进液电磁阀(29)、右后轮进液电磁阀(30)、左前轮单向阀(31)、右前轮单向阀(32)、左后轮单向阀(33)、右后轮单向阀(34)、左前轮出液电磁阀(35)、右前轮出液电磁阀(36)、左后轮出液电磁阀(37)、右后轮出液电磁阀(38)、前轴低压蓄能器(39)、后轴低压蓄能器(40)、前轴回油柱塞泵(41)、后轴回油柱塞泵(42)、前轴单向阀(43)、左前轮压力传感器(44)、右前轮压力传感器(45)、左后轮压力传感器(46)、右后轮压力传感器(47)；
所述的前轴进液电磁阀(25)的p口、前轴单向阀(43)的a口一同与液压调节单元(11)的G口相连，前轴进液电磁阀(25)的a口、前轴单向阀(43)的p口一同与前轴回油柱塞泵(41)的a口相连，前轴出液电磁阀(26)的a口与液压调节单元(11)的M口相连，前轴出液电磁阀(26)的p口与前轴回油柱塞泵(41)的a口相连，后轴回油柱塞泵(42)的a口与液压调节单元(11)的H口相连，左前轮进液电磁阀(27)的p口，左前轮单向阀(31)的a口，右前轮进液电磁阀(28)的p口、右前轮单向阀(32)的a口一同与前轴回油柱塞泵(41)的a口相连，左前轮进液电磁阀(27)的a口、左前轮单向阀的(31)的p口、左前轮压力传感器(44)一同与左前轮出液电磁阀(35)的a口相连，右前轮进液电磁阀(28)的a口、右前轮单向阀(32)的p口、右前轮压力传感器(45)一同与右前轮出液电磁阀(36)的a口相连，左前轮出液电磁阀(35)的p口、右前轮出液电磁阀(36)的p口、前轴低压蓄能器(39)(通过单向阀)一同和前轴回油柱塞泵(41)的p口相连，左后轮进液电磁阀(29)的p口、左后轮单向阀(33)的a口、右后轮进液电磁阀(30)的p口、右后轮单向阀(34)的a口一同与后轴回油柱塞泵(42)的a口相连，左后轮进液电磁阀(29)的a口、左后轮单向阀(33)的p口、左后轮压力传感器(46)一同与左后轮出液电磁阀(37)的a口相连，右后轮进液电磁阀(30)的a口、右后轮单向阀(34)的p口、右后轮压力传感器(47)一同与右后轮出液电磁阀(38)的a口相连，左后轮出液电磁阀(37)的p口、右后轮出液电磁阀(38)的p口、后轴低压蓄能器(40)(通过单向阀)一同与后轴回油柱塞泵(42)的p口相连，以上连接均为液压管路连接，回油电机(24)的两输出端采用联轴器和前轴回油柱塞泵(41)、后轴回油柱塞泵(42)分别相连。
6.按照权利要求1所述的一种汽车制动能量回收装置,其特征在于，所述的踏板感觉模拟器(23)包括模拟器缸体(48)、第一活塞(49)、第一弹簧座(50)、第一弹簧(51)、第二活塞(52)、第二弹簧座(53)、第二弹簧(54)、端盖(55)、橡胶块(56)；
所述的模拟器缸体(48)为圆筒类结构件，沿模拟器缸体(48)的中轴线加工有三段式圆柱形的阶梯孔，三段式阶梯孔的直径从左到右依次递减，其中右侧孔K1为模拟器缸体(48)的进出油孔，且加工成内螺纹孔；第一活塞(49)与第二活塞(52)依次安装在中间孔与左侧孔中，第一弹簧座(50)、第二弹簧座(53)分别和第一活塞(49)与第二活塞(52)中心处焊接在一起，第一弹簧座(50)、第一活塞(49)、第二弹簧座(53)与第二活塞(52)的回转轴线共线；第一弹簧(51)与第二弹簧(54)分别安装于第一弹簧座(50)与第二弹簧座(53)上，第一弹簧(51)的左端面与第二活塞(52)的右端面相接触，第一弹簧(51)的右端面与第一活塞(49)的左端面相接触，第二弹簧(54)左端面与端盖(55)的右端面相接触，第二弹簧(54)的右端面与第二活塞(52)的左端面相接触，橡胶块(56)与端盖(55)的右端面采用热粘合剂连接，橡胶块(56)与第二弹簧座(53)的回转轴线共线。
7.一种汽车制动能量回收装置的控制方法,其特征在于，所述的一种汽车制动能量回收装置的控制方法的步骤如下：
1)计算前轴需求制动力矩Treq，通过接收踏板位移传感器(3)传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与需求制动力矩关系曲线得到相应踏板位移下的总需求制动力矩，再根据前后轴制动力分配线得到前轴需求制动力矩Treq，本发明前后制动力分配按照β线；
2)比较电机最大制动力矩Tmotmax和前轴需求制动力矩Treq，若电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤3)；若电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq，则进入步骤4)；
3)电机最大制动力矩Tmotmax大于或等于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴纯电机制动过程,前轴进液电磁阀(25)关闭，前轴出液电磁阀(26)关闭，模拟器进液电磁阀(21)打开，前轴制动液全部进入踏板感觉模拟器(23)中，踏板感觉完全由踏板感觉模拟器(23)和后轴制动轮缸提供，为了提高增压柱塞泵(16)、增压电机(17)和稳压电磁阀(18)的使用寿命，此时三者均不工作，为了使踏板感觉与传统制动踏板感觉一致，需要对踏板感觉模拟器(23)的第一弹簧(51)、第二弹簧(54)、第一活塞(49)和第二活塞(52)各参数进行匹配，使踏板感觉模拟器(23)能够精确模拟前轴轮缸压力体积特性，保证踏板感觉，此时前轴制动力全部由电机制动力提供，调整电机制动力矩等于前轴需求制动力矩Treq，完全回收前轴制动能量，后轴制动力不进行控制，与传统制动系统一致，在整个控制过程中后轴制动力都不进行控制，完全由液压制动力提供；
4)电机最大制动力矩Tmotmax小于前轴需求制动力矩Treq时，进入前轴电机液压共同制动过程，通过制动力分配模块得到前轴目标电机制动力矩Treg和前轴轮缸目标压力Ptar，其中前轴目标电机制动力矩Treg等于电机最大制动力矩Tmotmax，前轴轮缸目标压力Ptar根据前轴需求制动力矩Treq和前轴目标电机制动力矩Treg计算得到，计算公式为：
Figure FDA0002300064580000041
其中D为前轮制动轮缸直径，Rf为前轮有效作用半径，Kbf为前轮制动效能因数；
5)接收主缸压力传感器(19)、左前轮压力传感器(44)和右前轮压力传感器(45)发送的主缸压力信号P主缸和前轴轮缸压力信号P轮缸，若主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤6)；若主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸，则进入步骤10)；
6)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸时，若前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar，则进入步骤7)；若前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar，则进入步骤8)；否则，前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar，进入步骤9)；
7)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸小于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸增压，前轴进液电磁阀(25)打开，前轴出液电磁阀(26)关闭，模拟器进液电磁阀(21)打开，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg，同时对主动增压单元(9)进行控制，实时保持当前踏板位移下主缸压力P主缸为目标主缸压力P主缸tar，参阅图6，主动增压单元(9)的控制方法可细分为以下步骤a-e：
步骤a：计算目标主缸压力P主缸tar，使用踏板位移传感器(3)传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与主缸压力关系曲线得到相应踏板位移下的目标主缸压力P主缸tar；
步骤b：接收主缸压力传感器(19)发送的实际主缸压力信号P主缸act，若实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤c；若实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar，则进入步骤d；否则，实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar，进入步骤e；
步骤c：实际主缸压力P主缸act小于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元(9)进入增压模式，通过控制稳压电磁阀(18)的占空比使其溢流压力为P主缸tar，增压电机(17)工作带动增压柱塞泵(16)从储液杯(6)抽取制动液，制动液进入制动主缸(7)前腔和后腔，同一踏板位移下的主缸压力随之增加，通过稳压电磁阀(18)控制主缸压力不会超过目标主缸压力P主缸tar；
步骤d：实际主缸压力P主缸act大于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元(9)进入减压模式，稳压电磁阀(18)打开，增压电机(17)和增压柱塞泵(16)不工作，制动主缸(7)中的制动液从稳压电磁阀(18)流回储液杯(6)中，同一踏板位移下的主缸压力降低；
步骤e：实际主缸压力P主缸act等于目标主缸压力P主缸tar时，主动增压单元(9)进入保压模式，稳压电磁阀(18)关闭，增压电机(17)和增压柱塞泵(16)不工作，同一踏板位移下的主缸压力保持；
8)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸大于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸减压，前轴进液电磁阀(25)关闭，前轴出液电磁阀(26)打开，模拟器进液电磁阀(21)打开，同时对主动增压单元(9)进行控制，控制过程见步骤7)中细分步骤a-e，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg；
9)主缸压力P主缸大于前轴轮缸压力P轮缸且前轴轮缸压力P轮缸等于前轴轮缸目标压力Ptar时，前轴轮缸保压，前轴进液电磁阀(25)关闭，前轴出液电磁阀(26)关闭，模拟器进液电磁阀(21)打开，同时对主动增压单元(9)进行控制，控制过程见步骤7)中细分步骤a-e，使电机制动力矩等于步骤4)中确定的前轴目标电机制动力矩Treg；
10)主缸压力P主缸小于或等于前轴轮缸压力P轮缸时，前轴制动力退出，此时电机制动力矩应完全退出，制动系统类似于传统制动过程，前轴进液电磁阀(25)打开，前轴出液电磁阀(26)关闭，模拟器进液电磁阀(21)打开，同时主动增压单元(9)工作，工作过程见步骤7)中细分步骤a-e，前轴制动液从前轴进液电磁阀(25)和前轴单向阀(43)返回到制动主缸(7)中，踏板感觉模拟器(23)内的制动液从模拟器进液电磁阀(21)和模拟器单向阀(22)返回制动主缸(7)前腔中；
当制动能量回收装置失效时，主动增压单元(9)、踏板感觉模拟单元(10)、液压调节单元(11)均不进行控制，类似于传统制动系统，制动主缸(7)前腔的制动液通过前轴进液电磁阀(25)同时流入左前轮进液电磁阀(27)、右前轮进液电磁阀(28)，从而进入左前轮(12)、右前轮(13)，实现前轴制动；制动主缸(7)后腔的制动液同时流入左后轮进液电磁阀(29)、右后轮进液电磁阀(30)，从而进入左后轮(14)、右后轮(15)，实现后轴制动。
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