CN112848905A - 用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统及其运行方法 - Google Patents

用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统及其运行方法。该制动系统包括制动主缸(1)、至少一个车轮制动器(2)、设置在制动回路(I、II)中的进入阀(3)和排出阀(4)、低压蓄能器(5)、液压泵(6)和隔离阀(7)，还包括设置在低压蓄能器(5)的入口与隔离阀(7)之间的泄压阀(8)。泄压阀(8)是常闭的电磁阀。在再生制动期间，关闭进入阀(3)并打开泄压阀(8)，从而使得制动回路(I、II)中的压力介质流入低压蓄能器(5)中而不是流向车轮制动器(2)。根据本发明的制动系统及其运行方法，确保了在再生制动期间不会在制动卡钳内存在残余压力，从而提高了能量回收效率。

Description

用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统，以及用于运行该制动系统的方法。
背景技术
通过内燃发动机和一个或多个驱动电机提供行驶动力的混合动力车辆或纯电动驱动的电动车辆在制动期间可将驱动电机作为发电机运转，以便将车辆的动能转换成电能并储存在蓄电池中。这样的制动过程通常称为再生制动或回收制动。为了最大程度地回收能量，希望在制动时尽可能地通过驱动电机来施加制动减速度。然而，蓄电池在充满电后不能继续储存能量，相应地，驱动电机也无法继续作为发电机运转来提供制动作用，所以混合动力车辆或电动车辆仍然配备有传统的液压式或电液式制动系统，以便随时保证足够的制动减速度。
在再生制动期间，通常通过电子控制单元来控制液压式或电液式制动系统的至少一个液压阀，以将制动回路中的压力介质导出到例如ESC系统的低压蓄能器中，以便在制动踏板上给驾驶员提供适宜的踏板感觉。然而，低压蓄能器中的活塞弹簧使得制动回路中的压力无法完全泄放，从而在制动卡钳内存在残余压力，导致摩擦片与制动盘产生轻度摩擦，这消耗了部分动能从而降低了能量回收效率。
发明内容
本发明是鉴于以上背景而做出的，旨在提供一种能够在再生制动期间避免制动卡钳内产生残余压力的制动系统以及一种运行该制动系统的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统，所述制动系统包括：制动主缸，所述制动主缸具有至少一个主缸活塞和由所述主缸活塞限定的至少一个液压室，所述液压室经由隔离阀连接到至少一个制动回路；至少一个车轮制动器，所述车轮制动器液压地连接到相应的制动回路；设置在所述制动回路中的压力调制阀，所述压力调制阀对于每个车轮制动器包括一个进入阀和一个排出阀，用于调节相应的车轮制动器上的制动压力；低压蓄能器，所述低压蓄能器的入口连接到所述排出阀，从而能够接收从所述排出阀排出的压力介质；和液压泵，所述液压泵的抽吸侧连接到所述低压蓄能器的出口，所述液压泵的输出侧在所述进入阀与所述隔离阀之间连接到相应的制动回路。所述制动系统还包括设置在所述低压蓄能器的入口与所述隔离阀之间的泄压阀，所述泄压阀是常闭的电磁阀，在再生制动期间所述泄压阀被打开以允许所述制动回路中的压力介质流入所述低压蓄能器中。
在一个优选实施方式中，所述隔离阀是常开的电磁阀，在再生制动期间所述隔离阀保持打开。
在一个优选实施方式中，所述进入阀是常开的电磁阀，在再生制动期间所述进入阀被关闭。
在一个优选实施方式中，所述排出阀是常闭的电磁阀，在再生制动期间所述排出阀保持关闭。
在一个优选实施方式中，在所述液压泵的抽吸侧与所述制动主缸的相应液压室之间还设置有转换阀，所述转换阀是常闭的电磁阀且在再生制动期间保持关闭。
在一个优选实施方式中，所述液压泵是由直流电机驱动的柱塞泵。
在一个优选实施方式中，所述制动主缸是限定出两个液压室的串联主缸。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于运行如上所述的制动系统的方法，其中，在再生制动期间，打开所述隔离阀和所述泄压阀并关闭所述进入阀和所述排出阀，使得所述制动回路中的压力介质流入所述低压蓄能器中。
在一个优选实施方式中，当通过再生制动所回收的能量达到最大允许值或者通过再生制动所产生的制动减速度无法满足制动要求时，关闭所述泄压阀并打开所述进入阀。进一步地，可启动所述液压泵以将所述低压蓄能器中储存的压力介质输送到所述制动回路。
本发明提供的制动系统及其运行方法确保了在再生制动期间不会在制动卡钳内存在残余压力，从而提高了能量回收效率。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的制动系统在未被操作状态下的示意图。
图2是图1所示的制动系统在制动能量回收状态下的示意图。
图3是一种常规的制动系统在制动能量回收状态下的示意图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明一实施例的用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统的示意图。该制动系统设置有制动主缸1作为第一压力源。制动主缸1与制动踏板(未示出)相连接，驾驶员通过下压制动踏板而要求车辆减速。可通过设置在制动踏板上的行程检测器来检测制动踏板操作的程度，但原则上也可使用提供与驾驶员的制动操作成比例的信号的其它传感器。如图1和图2所示，制动主缸1配设有真空助力器10。在另外的实施方式中，制动系统也可以不具有真空助力器。在图示的实施例中，制动主缸1是通过主活塞和次活塞在制动主缸1的外壳内限定出两个液压室的串联主缸；然而，本发明并不局限于采用这种串联主缸。制动主缸1的液压室与压力介质储备容器相连，以便从压力介质储备容器接收压力介质。
由制动主缸1建立的制动压力借助于制动管路内的压力介质传送给构造成摩擦式制动器的车轮制动器2，以产生作用于相应车轮上的制动力矩。在图示的实施例中，制动系统包括两个制动回路I、II和四个车轮制动器2，其中左前轮FL和右后轮RR的车轮制动器2连接到第一制动回路I，右前轮FR和左后轮RL的车轮制动器2连接到第二制动回路II。即，制动系统的每个制动回路呈对角线分布。在另外的实施方式中，第一制动回路I可以连接到前桥上的两个车轮制动器2，第二制动回路II可以连接到后桥上的两个车轮制动器2。由于第一制动回路I和第二制动回路II构造成基本上相同，所以在下文仅描述第一制动回路I的部件。
在第一制动回路I的通到制动主缸1的液压管路上可设有压力传感器(未示出)，用于确定先导压力。第一制动回路I的制动管路在隔离阀7之后分支成两个制动支路，它们分别通到左前轮FL的车轮制动器2和右后轮RR的车轮制动器2。在每个制动支路中各设置有一个常开的进入阀3。在每个进入阀3与相应的车轮制动器2之间连接有一个回流管路，在每个回流管路中各设置有一个排出阀4。两个回流管路通过公用的制动管路段连接到低压蓄能器5的入口。如图1所示，隔离阀7和进入阀3都是常开的、即在无电控制的情况下打开的电磁阀，排出阀4是常闭的、即在无电控制的情况下关闭的电磁阀。
第一制动回路I还具有由直流电机M驱动的液压泵6，该液压泵可作为第二压力源与驾驶员的制动操作无关地建立压力。液压泵6的抽吸侧连接到低压蓄能器5的出口。液压泵6的输出侧连接到处于隔离阀7与进入阀3之间的制动管路。在低压蓄能器5的出口与液压泵6的抽吸侧之间，另一个制动管路通过转换阀9通到制动主缸1与隔离阀7之间的制动管路。如图1所示，转换阀9是常闭的、即在无电控制的情况下关闭的电磁阀。
如果在制动期间在一个或多个车轮上出现所测量的车轮速度的显著下降，则相应车轮制动器2的进入阀3可关闭，并且按照本身公知的方法来进行制动防滑调节。在一个实施方式中，车轮制动器2处的制动压力可通过分别设置在各个车轮制动器2的液压管路中的压力传感器(未示出)来确定。作为替换方案，车轮制动器2处的压力也可借助于本身公知的模型来推定。
当电动车辆或混合动力车辆进行再生制动时，通常用作行驶动力源的驱动电机(未示出)作为发电机运转，以便将车辆的动能回收为电能并对车辆的蓄电池充电。为了有效地回收能量，在再生制动期间尽可能不进行车轮制动器2的操作。然而，为了在制动踏板上给驾驶员提供适宜的踏板感觉，需要将制动回路中的压力介质导出到低压蓄能器5中。
图3示出一种常规的制动系统在制动能量回收状态下的示意图。在再生制动期间，通过电子控制单元打开每个制动回路中的至少一个常闭的排出阀4，例如第一制动回路I中用于左前轮FL上的车轮制动器2的排出阀4和第二制动回路II中用于右前轮FR上的车轮制动器2的排出阀4，由此使得制动回路中的压力介质流到低压蓄能器5中。然而，由于低压蓄能器5中设置有活塞弹簧，该活塞弹簧的作用力使得制动回路中的压力无法完全泄放，从而在制动卡钳内存在残余压力，导致摩擦片与制动盘产生轻度摩擦。由此，产生了动能的无谓消耗，降低了能量回收效率。
针对常规的制动系统在再生制动期间存在的上述问题，本发明提出，在每个制动回路中在低压蓄能器5的入口与隔离阀7之间设置一个泄压阀8。如图1所示，泄压阀8是设置在进入阀3上游的常闭的电磁阀。在再生制动期间，如图2所示，通过电子控制单元打开泄压阀8，同时关闭进入阀3和排出阀4，从而制动回路中的压力介质流入低压蓄能器5中，而不会流向车轮制动器2。因此，即便低压蓄能器5的活塞弹簧使得制动回路中的压力无法完全泄放，在制动卡钳内也不存在残余压力，与常规的制动系统相比提高了能量回收效率。
下面简要描述图1和图2所示实施例中的制动系统的运行方法。在制动开始时，优选地首先使驱动电机作为发电机运转以实施再生制动。此时，如图2所示，电子控制单元打开所有的泄压阀8并关闭所有的进入阀3，同时保持所有隔离阀7的打开状态以及所有排出阀4和所有转换阀9的关闭状态，由此使得第一制动回路I和第二制动回路II中的压力介质流入低压蓄能器5中，而不会在车轮制动器2中产生导致能量回收效率降低的摩擦力。
当通过再生制动所回收的能量使得蓄电池达到最大充电状态时，或者当例如在紧急制动状况下通过再生制动所产生的制动减速度无法满足制动要求时，电子控制单元关闭泄压阀8并打开进入阀3，使得制动回路中的压力介质流入车轮制动器2并在那里建立制动压力。压力介质既可以是来自制动主缸1，也可以是来自低压蓄能器5。例如，可启动液压泵6以将低压蓄能器5中储存的压力介质输送到制动回路中。
除再生制动期间以外，通过保持泄压阀8的关闭状态，本发明的制动系统可与常规的制动系统类似地运行。例如，在系统自主建压时，电子控制单元可以打开转换阀9，以允许压力介质从制动主缸1流向液压泵6的抽吸端。这些运行方式对于本领域技术人员是公知的，在此不再详述。
可以理解的是，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施例，本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。本发明的保护范围仅由所附权利要求书的语言表述的含义及其等同含义所限定。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆或混合动力车辆的制动系统，所述制动系统包括：
制动主缸(1)，所述制动主缸具有至少一个主缸活塞和由所述主缸活塞限定的至少一个液压室，所述液压室经由隔离阀(7)连接到至少一个制动回路(I、II)；
至少一个车轮制动器(2)，所述车轮制动器液压地连接到相应的制动回路(I、II)；
设置在所述制动回路(I、II)中的压力调制阀，所述压力调制阀对于每个车轮制动器(2)包括一个进入阀(3)和一个排出阀(4)，用于调节相应的车轮制动器(2)上的制动压力；
低压蓄能器(5)，所述低压蓄能器的入口连接到所述排出阀(4)，从而能够接收从所述排出阀(4)排出的压力介质；和
液压泵(6)，所述液压泵的抽吸侧连接到所述低压蓄能器(5)的出口，所述液压泵的输出侧在所述进入阀(3)与所述隔离阀(7)之间连接到相应的制动回路(I、II)，
其特征在于，所述制动系统还包括设置在所述低压蓄能器(5)的入口与所述隔离阀(7)之间的泄压阀(8)，所述泄压阀是常闭的电磁阀，在再生制动期间所述泄压阀被打开以允许所述制动回路(I、II)中的压力介质流入所述低压蓄能器(5)中。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，
所述隔离阀(7)是常开的电磁阀，在再生制动期间所述隔离阀(7)保持打开。
3.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于，
所述进入阀(3)是常开的电磁阀，在再生制动期间所述进入阀(3)被关闭。
4.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于，
所述排出阀(4)是常闭的电磁阀，在再生制动期间所述排出阀(4)保持关闭。
5.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于，
在所述液压泵(6)的抽吸侧与所述制动主缸(1)的相应液压室之间还设置有转换阀(9)，所述转换阀是常闭的电磁阀。
6.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于，
所述液压泵(6)是由直流电机驱动的柱塞泵。
7.根据权利要求1或2所述的制动系统，其特征在于，
所述制动主缸(1)是限定出两个液压室的串联主缸。
8.一种用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的制动系统的方法，其特征在于，在再生制动期间，打开所述隔离阀(7)和所述泄压阀(8)并关闭所述进入阀(3)和所述排出阀(4)，使得所述制动回路(I、II)中的压力介质流入所述低压蓄能器(5)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当通过再生制动所回收的能量达到最大允许值或者通过再生制动所产生的制动减速度无法满足制动要求时，关闭所述泄压阀(8)并打开所述进入阀(3)，使得所述制动回路(I、II)中的压力介质流向所述车轮制动器(2)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当通过再生制动所回收的能量达到最大允许值或者通过再生制动所产生的制动减速度无法满足制动要求时，启动所述液压泵(6)以将所述低压蓄能器(5)中储存的压力介质输送到所述制动回路(I、II)。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210528

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