CN111267819A - 一种混动车型气动制动系统及其控制方法 - Google Patents

一种混动车型气动制动系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种混动车型气动制动系统，包括带离合器的卸荷式空压机，所述离合器与所述发动机的传动齿轮配合；空气干燥器，其与所述带离合器的卸荷式空压机通过气路连通；储气罐，其与所述空气干燥器通过气路连通，所述储气罐上设置有压力传感器，用于实时检测所述储气罐内的压力信号，并将所述压力信号传递给所述混动整车控制器；所述混动整车控制器实时收集所述压力传感器的压力信号及所述发动机控制器反馈的发动机状态信号，并通过所述发动机控制器控制所述发动机的运行状态，通过控制所述离合器与所述发动机的传动齿轮结合或者脱离来控制所述卸荷式空压机启动或者停止。本发明还提出了一种上述制动系统的控制方法。

Description

一种混动车型气动制动系统及其控制方法
技术领域
本发明属于混动车辆技术领域，具体来说涉及一种混动车型气动制动系统及其控制方法。
背景技术
为保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶车速，以提高运输生产率，制动系统的重要性显而易见。明确制动系统的原理，合理的布置制动系统各阀体，是制动系统设计的基础要点。其中气动制动系统中，成本和能源转化率是需要考虑的重点。
在现有技术中，混动车型上使用的空压机产品，考虑到混动车型工况及发动机工况的特殊性，大多采用高压电动空压机系列产品，当储气罐压力降低至空压机开启阀值时，气制动回路压力开关闭合，空压机上电工作至储气罐压力升高至空压机关闭阀值时，气制动回路压力开关断开，空压机停止工作。但同排量电动空压机价格成本约为机械式空压机的4～10倍。
就制动打气泵的消耗能源来说，制动打气泵产品根据其卸荷方式的不同，可分为进气卸荷、排气卸荷、离合器卸荷三种卸荷方式。其中轻卡车型使用的进排气卸荷空压机卸荷功率月1.5Kw，离合器卸荷功率约0.3Kw，根据整车的实际使用过程中的工况统计，空压机的工作实际约占整车运行时间的15%～25%，其余的75%～85%的时间内空压机处于待机状态。HEV类混合动力车型在一个行驶工况中纯电动运行时间约为整车运行时间的约5%～10%，其余约90%～95%时间车辆为混动状态运行，这样很容易使空压机处于空转状态，浪费能源。
因此，市面上现在欠缺一种成本低，能够提高空压机使用效率，降低空压机空转时间的混动车型气动制动系统及其控制方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种混动车型气动制动系统及其控制方法，其成本低，空压机空转时间少，能够有效地节约能源。
为达到上述目的，本发明提供一种混动车型气动制动系统，包括发动机，发动机控制器和混动整车控制器，其特征在于，还包括：
带离合器的卸荷式空压机，所述离合器与所述发动机的传动齿轮配合；
空气干燥器，其与所述带离合器的卸荷式空压机通过气路连通；
储气罐，其与所述空气干燥器通过气路连通，所述储气罐上设置有压力传感器，用于实时检测所述储气罐内的压力信号，并将所述压力信号传递给所述混动整车控制器；
所述混动整车控制器实时收集所述压力传感器的压力信号以及所述发动机控制器反馈的发动机状态信号，并通过所述发动机控制器控制所述发动机的运行状态，通过控制所述离合器与所述发动机的传动齿轮结合或者脱离来控制所述卸荷式空压机启动或者停止。
进一步地，还包括四回路保护阀，所述四回路保护阀设置在所述空气干燥器与所述储气罐之间的气路上。
进一步地，所述储气罐内的压力信号值达到设定的下限值时，所述离合器与所述发动机的传动齿轮结合，所述卸荷式空压机启动；
所述储气罐内的压力信号值达到设定的上限值时，所述离合器与所述发动机的传动齿轮脱离，所述卸荷式空压机停止。
进一步地，所述上限值设置为1.0-1.2MPa，所述下限值设置为0.6-0.7MPa。
进一步地，所述混动整车控制器还与整车内其他系统电连接。
一种上述的混动车型制动系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一、所述混动整车控制器初始化，并等待响应；
步骤二、所述压力传感器实时检测所述储气罐的压力值，如果所述储气罐的压力值达到设定的上限值时，则执行步骤三，如果所述储气罐的压力值达到设定的下限值时，则执行步骤六；
步骤三、所述离合器与所述发动机传动齿轮脱离，此时所述卸荷式空压机停止工作，系统结束打气，此时所述混动整车控制器判断发动机整车运行状态需求，如果整车其他系统仍需发动机继续运行则执行步骤四，否则执行步骤五；
步骤四、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机减少扭矩补偿，并返回执行步骤一；
步骤五、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机关闭，并返回执行步骤一；
步骤六、所述离合器与所述发动机传动齿轮结合，系统开始打气，此时所述混动整车控制器判断发动机运行状态，如果发动机为启动状态，则执行步骤七，如果发动机为关闭状态，则执行步骤八；
步骤七、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机增加扭矩补偿，然后返回执行步骤二；
步骤八、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机启动，并返回执行步骤二。
进一步地，在执行所述步骤六时，所述混动整车控制器同时实时检测整车其他系统发动机动力请求变量值，并通过所述发动机控制器对发动机进行控制。
进一步地，在所述步骤二中，如果所述储气罐的压力值达到设定的下限值，在执行步骤六之前，先打开发动机，由所述混动车型制动系统对所述发动机的压力阀值进行标定，然后执行步骤六。
相较于现有技术，本发明提供的一种混动车型气动制动系统有以下有益效果：
1、成本低，采用机械式空压机，成本较之其他混动车型采用的电动空压机要低许多；
2、能有效地节约能源，通过该系统进行制动，可以避免卸荷式空压机空转，在储气罐内气压达到下限值时空压机才开始运转工作；
3、系统控制步骤少，响应时间快。
附图说明
图1为本发明一种混动车型气动制动系统的系统结构框图。
图2为本发明一种混动车型气动制动系统控制方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明不限于以下实施例。
参照图1，一种混合动力车型气动制动系统，包括带离合器的卸荷式空压机、空气干燥器、四回路保护阀、储气罐、压力传感器、发动机控制器（ECU）、混动整车控制器（HCU）。
带离合器的卸荷式空压机与空气干燥器之间通过气路密封连接，储气罐通过气路与四回路保护阀连接，空气干燥器与四回路保护阀通过气路密封连接，在储气罐上设置有压力传感器，其用于实时监测储气罐4中压力信号，并将压力信号以电信号形式传递给混动整车控制器（HCU）中，混动整车控制器（HCU）同时实时收集发动机控制器（ECU）的发动机信号，并将综合处理，发动机信号包括发动机状态反馈信号和发动机控制信号等。
对于混动车型气动制动系统所述储气罐压力上限值可设定为1 .0～1 .2MPa，所述储气罐压力下限值可设定为0 .6～0 .7MPa，在本实施例中，将储气罐压力下限值设定为0.6MPa，将储气罐压力上限值设定为1.05MPa。混动整车控制器（HCU）收到发动机控制器（ECU）反馈发动机在运行状态且压力传感器反馈储气罐压力值小于等于0.6Mpa时，混动整车控制器（HCU）通过发动机控制器（ECU）控制发动机进行扭矩补偿，同时带离合器的卸荷式空压机控制离合器与发动机8传动齿轮结合，系统开始打气，储气罐4内压力升高。
当混动整车控制器（HCU）收到发动机控制器（ECU）反馈发动机在熄火状态且压力传感器反馈储气罐压力值小于等于0.6Mpa时，混动整车控制器（HCU）通过发动机控制器（ECU）控制发动机点火启动，同时带离合器的卸荷式空压机控制离合器与发动机传动齿轮结合，系统开始打气，储气罐内压力升高。
当混动整车控制器（HCU）收到压力传感器反馈储气罐压力值大于1.05Mpa时，带离合器的卸荷式空压机控制离合器与发动机传动齿轮脱离，系统结束打气。
混动整车控制器（HCU）综合判断整车其他系统需求通过发动机控制器（ECU）控制发动机的运行状态。
当车辆运行过程中，制动系统工作后，储气罐内压力逐渐降低，压力传感器实时检测和反馈储气罐内压力值，直至达到充气条件后，混动整车控制器（HCU）控制系统运行，系统打气开始，储气罐内压力升高至关闭条件后，系统打气结束，以此往复循环。
参照图2，本发明还提供了一种上述制动系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一、车辆开始运行，系统开始工作，所述混动整车控制器初始化，并等待响应，如果是车辆正在运行中，则混动整车控制器持续待机等待响应，所述压力传感器实时检测所述储气罐的压力值，并将信号传递给混动整车控制器；
步骤二、所述混动整车控制器判断所述压力传感器传递来的数值是否达到设定的上限值或下限值，如果所述储气罐的压力值达到设定的上限值1.05Mpa时，则执行步骤三，如果所述储气罐的压力值达到设定的下限值0.6Mpa时，则执行步骤六；
步骤三、所述卸荷式空压机的离合器与所述发动机传动齿轮脱离，卸荷式空压机停止工作，系统结束打气，此时所述混动整车控制器判断发动机整车运行状态需求，如果整车其他系统仍需发动机继续运行则执行步骤四，否则执行步骤五；
步骤四、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机减少扭矩补偿，并返回执行步骤一；
步骤五、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机关闭，并返回执行步骤一；
步骤六、所述离合器与所述发动机传动齿轮结合，卸荷式空压机开始工作，系统开始打气，此时所述混动整车控制器判断发动机运行状态，如果发动机为启动状态，则执行步骤七，如果发动机为关闭状态，则执行步骤八；
步骤七、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机增加扭矩补偿，然后返回执行步骤二；
步骤八、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机启动，并返回执行步骤二。
在执行所述步骤六时，所述混动整车控制器同时实时检测整车其他系统发动机动力请求变量值，并通过所述发动机控制器对发动机进行控制。
在所述步骤二中，如果所述储气罐的压力值达到设定的下限值，在执行步骤六之前，先打开发动机，由所述混动车型制动系统对所述发动机的压力阀值进行标定，然后执行步骤六。在打气步骤前先打开发动机，可以起到减少发动机的启动负载的有益效果。
本实施例中，四回路保护阀、空气干燥器、带离合器的卸荷式空压机、压力传感器均为市面上常见的产品，不是本发明的主要发明点，在此不再详细阐述、
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混动车型气动制动系统，包括发动机，发动机控制器和混动整车控制器，其特征在于，还包括：
带离合器的卸荷式空压机，所述离合器与所述发动机的传动齿轮配合；
空气干燥器，其与所述带离合器的卸荷式空压机通过气路连通；
储气罐，其与所述空气干燥器通过气路连通，所述储气罐上设置有压力传感器，用于实时检测所述储气罐内的压力信号，并将所述压力信号传递给所述混动整车控制器；
所述混动整车控制器实时收集所述压力传感器的压力信号及所述发动机控制器反馈的发动机状态信号，并通过所述发动机控制器控制所述发动机的运行状态，通过控制所述离合器与所述发动机的传动齿轮结合或者脱离来控制所述卸荷式空压机启动或者停止。
2.如权利要求1所述的一种混动车型气动制动系统，其特征在于，还包括四回路保护阀，所述四回路保护阀设置在所述空气干燥器与所述储气罐之间的气路上。
3.如权利要求1或2所述的一种混动车型气动制动系统，其特征在于，
所述储气罐内的压力信号值达到设定的下限值时，所述离合器与所述发动机的传动齿轮结合，所述卸荷式空压机启动；
所述储气罐内的压力信号值达到设定的上限值时，所述离合器与所述发动机的传动齿轮脱离，所述卸荷式空压机停止。
4.如权利要求3所述的一种混动车型气动制动系统，其特征在于，所述上限值设置为1.0-1.2MPa，所述下限值设置为0.6-0.7MPa。
5.如权利要求1所述的一种混动车型气动制动系统，其特征在于，所述混动整车控制器还与整车内其他系统电连接。
6.一种权利要求1-5任一项所述的混动车型制动系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、混动整车控制器实时收集所述压力传感器检测的所述储气罐的压力信号，以及发动机控制器反馈的发动机状态信号；
步骤二、所述混动整车控制器判断所述压力传感器反馈的压力信号值是否达到设定的上限值或下限值，如果所述压力信号值达到设定的上限值时，则执行步骤三，如果所述压力信号值达到设定的下限值时，则执行步骤六；
步骤三、所述离合器与所述发动机传动齿轮脱离，所述卸荷式空压机停止工作，系统结束打气，此时所述混动整车控制器判断发动机整车运行状态需求，如果整车其他系统仍需发动机继续运行则执行步骤四，否则执行步骤五；
步骤四、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机减少扭矩补偿，并返回执行步骤一；
步骤五、混动整车控制器通过发动机控制器控制发动机关闭，并返回执行步骤一；
步骤六、所述离合器与所述发动机传动齿轮结合，所述卸荷式空压机开始工作，系统开始打气，此时所述混动整车控制器判断发动机运行状态，如果发动机为启动状态，则执行步骤七，如果发动机为关闭状态，则执行步骤八；
步骤七、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机增加扭矩补偿，然后返回执行步骤二；
步骤八、所述混动整车控制器通过所述发动机控制器控制发动机启动，并返回执行步骤二。
7.如权利要求6所述的一种混动车型制动系统的控制方法，其特征在于，在执行所述步骤六时，所述混动整车控制器同时实时检测整车其他系统发动机动力请求变量值，并通过所述发动机控制器对发动机的运行状态进行控制。
8.如权利要求6所述的一种混动车型制动系统的控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，如果所述压力信号值达到设定的下限值，在执行步骤六之前，先打开发动机，由所述混动车型制动系统对所述发动机的压力阀值进行标定，然后执行步骤六。
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