CN113665538A - 一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法 - Google Patents

一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法，包括：油门踏板、油门踏板压力传感器、车速传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、电子液压辅助制动系统总成、柱塞泵离合装置及主控制器；本发明的系统具备结构紧凑，空间利用率高的优点，电机与柱塞泵同轴连接并相互配合工作，既具备车辆制动的功能，又具备辅助制动的功能，还能在辅助制动时进行能量回收，安全性和经济学好，可相应降低车辆的质量和提高车辆的使用空间。

Description

一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车制动系统技术领域，具体指代一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法。
背景技术
受石油危机的影响和交通事故的频繁发生，人们对燃油经济性和汽车的行驶安全性越来越重视，而车辆制动系统对汽车的行驶安全和能量消耗至关重要；现有的家用汽车制动系统通常只有行车制动系统和驻车制动系统，通常对行车制动系统采用交叉管路布置，进而提高汽车的行驶安全性，而辅助制动系统一般在重型车上使用，能量回收系统一般在新能源汽车上使用。
现有辅助制动技术中，中国发明专利申请号为CN201310087512.1中公开了一种混合动力汽车发动机辅助制动接入控制方法，其在驱动电机辅助制动力矩不足时引入发动机辅助制动，可减少发动机参与辅助制动时所消耗的能量，降低能量流失，使电机的制动能量回收达到最大化，但是该技术仅限制在混合动力汽车上使用，而且加入了一套新的辅助系统，占用车辆的地盘空间与质量。
现有制动能量回收系统中，均采用拖拽电机反转使得车速降低并发电。例如：中国发明专利申请号为CN201710508913.8中公开了一种串联制动能量回收系统和方法；其提供的串联制动能量回收系统和方法使电制动力先与液压制动力产生，一方面，在绝大多数时刻，由于电制动力的提供，液压制动力的加载频次会降低，提高整体的能量回收率；另一方面，在液压制动力产生时，是一个叠加的过程，避免了制动力加载过速引起的用户不适感，提升了驾乘体验；但是，上述技术将车辆动能转换为电能的效率很低，车辆本身具有的动能利用效率低，而且当车辆溜坡时不能有效地抑制车速增长。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能线控制动的能量回收辅助系统及其控制方法，以解决现有技术中难以实现车辆自身动能利用效率底下，汽车行车制动时能量消耗高，长下坡时辅助制动系统不能连续工作，车辆溜坡速度增长过快、占用车辆空间与质量过大的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种多功能线控制动的能量回收辅助系统，包括：油门踏板、油门踏板压力传感器、车速传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、电子液压辅助制动系统总成、柱塞泵离合装置及主控制器；其中，
所述油门踏板连接油门踏板压力传感器；
所述油门踏板压力传感器连接主控制器；
所述车速传感器连接主控制器；
所述制动踏板连接制动踏板压力传感器；
所述制动踏板压力传感器连接主控制器；
所述电子液压辅助制动系统总成，包括：储油箱、柱塞泵、第一单向止回阀、第二单向止回阀、蓄能器、蓄能器压力传感器，溢流阀，增压阀、减压阀、轮缸、轮缸压力传感器，第一三通阀、第二三通阀及第三三通阀；所述溢流阀、增压阀、减压阀均与主控制器连接并由主控制器控制；所述蓄能器压力传感器和轮缸压力传感器均与主控制器相连；储油箱通过油管与柱塞泵相连，储油箱与柱塞泵之间的油管上安装有第一单向止回阀，使液压油从储油箱流向柱塞泵；柱塞泵还通过油管与蓄能器相连，柱塞泵与蓄能器之间的油管上安装有第二单向止回阀，使液压油从柱塞泵流向蓄能器；蓄能器还通过油管与第一三通阀的进油口相连；在第一三通阀与蓄能器之间的油管上安装有蓄能器压力传感器；第一三通阀的第一出油口通过油管与溢流阀相连；所述溢流阀通过油管与第三三通阀的第一进油口相连；第一三通阀的第二出油口与增压阀通过油管相连；所述增压阀通过油管与第二三通阀的进油口相连，第二三通阀的第一出油口通过油管与减压阀相连，第二三通阀的第二出油口通过油管与轮缸相连，第二三通阀与轮缸之间的油管中安装有轮缸压力传感器；所述减压阀与第三三通阀的第二进油口通过油管相连，第三三通阀的出油口通过油管与储油箱相连；
所述柱塞泵离合装置包括：变速器输出轴主动齿轮、齿圈、行星轮、太阳轮、太阳轮轴、行星架、行星架制动器、第一联轴器、第二联轴器及电机；所述电机与主控制器连接并由主控制器控制；所述变速器输出轴主动齿轮通过花键安装在变速器输出轴上，并与齿圈外齿轮啮合；所述齿圈内齿轮与行星轮相啮合；所述行星轮空套在行星架上并与太阳轮相啮合；所述太阳轮通过花键安装在太阳轮轴上；所述太阳轮轴的一端通过第二联轴器与柱塞泵中的柱塞泵转子相连，另一端通过第一联轴器与电机中的电机转子相连；齿圈包裹着行星轮，行星轮围绕着太阳轮，太阳轮的旋转轴线与齿圈的旋转轴线共线，行星架空套在太阳轮轴上，受行星架制动器控制；
所述主控制器通过连接线与所溢流阀、增压阀、减压阀、电机、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器相连；主控制器接收电机、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器的信号，控制溢流阀、增压阀、减压阀的开闭状态和电机的转速。
进一步地，所述第一三通阀为一进两出的阀件。
进一步地，所述第二三通阀为一进两出的阀件。
进一步地，所述第三三通阀为两进一出的阀件。
进一步的，所述车速传感器用于采集车速信息并传输给主控制器，当车速为零，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，仅当油门踏板压力传感器传给主控制器油门踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；当车速不为零，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已释放信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；制动踏板压力大于零为制动踏板已踩下，制动踏板压力等于零为制动踏板已释放；油门踏板压力大于零为油门踏板已踩下，油门踏板压力等于零为油门踏板已释放。
进一步地，所述蓄能器压力传感器用于监测蓄能器中的压力，所述压力存在上限和下限，上限受溢流阀控制，下限受柱塞泵和电机控制。
进一步地，所述轮缸压力传感器用于监测轮缸中的压力，所述压力受增压阀与减压阀控制；通过控制轮缸中的压力来控制制动力的大小。
进一步地，所述柱塞泵离合装置通过行星架制动器控制行星架的输入，从而改变动力的传输，当行星架制动器制动时，行星架输入转速为零，通过变速器输出轴主动齿轮向齿圈传递动力，齿圈再将动力传给行星轮，行星轮将动力完全传给太阳轮，最后动力通过太阳轮轴传递给柱塞泵和电机，柱塞泵将储油箱中的油泵入高压油管中，电机发电并将电存储到车辆的车载电池中，行星架制动器释放时，柱塞泵由电机驱动。
进一步地，所述柱塞泵为斜盘式轴向柱塞泵，包括：回位弹簧、斜盘导向盖、斜盘导向盖电磁阀、斜盘、柱塞、柱塞缸体、配油盘及柱塞泵转子；所述回位弹簧位于斜盘导向盖的无斜盘的一侧，并与斜盘导向盖相连，斜盘导向盖电磁阀在有斜盘的一侧与斜盘导向盖相连，斜盘导向盖空套在柱塞泵转子上，斜盘紧贴斜盘导向盖空套在柱塞泵转子上，斜盘通过圆周均匀分布的六个柱塞分别与柱塞缸体相连，柱塞缸体通过花键与柱塞泵转子相连并同步转动，紧贴柱塞缸体的配油盘空套在柱塞泵转子上。
本发明的一种多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，基于上述系统，包括以下步骤：
1)主控制器分别接收车速传感器、油门踏板压力传感器和制动踏板传感器采集的信息，并根据接收到的信息控制柱塞泵离合装置的工作状态；
2)主控制器接收制动踏板压力传感器信号与蓄能器压力传感器信号，通过蓄能器压力传感器传递的压力信号的大小与蓄能器压力的上阈值和下阈值进行对比，从而来控制柱塞泵离合装置和电机工作；
3)当制动踏板踩下时，主控制器根据制动踏板压力计算所需理论轮缸压力，主控制器接收轮缸压力传感器采集的压力信息并进行判断，当轮缸中的压力小于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀打开，减压阀关闭，补充轮缸中的压力；当轮缸中的压力等于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀关闭，此时，轮缸中的压力为理想压力；当轮缸中的压力大于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀打开，释放轮缸中的压力，从而控制轮缸压力保持在计算的理论轮缸压力值。
进一步地，所述步骤1)中的主控制器控制柱塞泵离合装置工作具体包括以下步骤：
11)主控制器接收车辆点火信号，当车辆处于熄火状态，主控制器控制行星架制动器长时间制动，减压阀始终保持关闭状态，增压阀始终保持开启状态；
12)当车辆处于点火状态，车速为零，主控制器控制行星架制动器制动，减压阀关闭，增压阀开启，从而控制柱塞泵处于预工作状态，电机处于预发电状态；
13)当车辆处于点火状态，主控制器接收油门踏板传感器发送的油门踏板已踩下信号，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
14)当车辆处于点火状态，车速为零信号与油门踏板已踩下信号同时存在时，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
15)当车辆处于点火状态，车速不为零时，主控制器接收制动踏板传感器的信号控制柱塞泵离合装置与电机的工作状态。
进一步地，所述步骤15)中的主控制器控制柱塞泵离合装置和电机的工作状态具体包括以下步骤：
151)主控制器接收制动踏板压力传感器信号；
152)当制动踏板已踩下，主控制器接收蓄能器压力传感器信号；
153)蓄能器压力传感器采集到的压力值超过上阈值，主控制器控制溢流阀打开，使部分高压油不流经轮缸直接回到储油箱中，主控制器控制行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作，上阈值为蓄能器所能承受的极限压力；
154)蓄能器压力传感器采集到的压力值小于下阈值，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器释放，电机带动柱塞泵工作，给蓄能器加压，下阈值为蓄能器内部的最低要求压力；
155)蓄能器压力传感器采集到的压力值处于上阈值与下阈值之间，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作；
156)当制动踏板已释放，主控制器控制行星架制动器释放。
进一步地，所述步骤155)中控制柱塞泵工作具体包括以下步骤：
1551)主控制器给柱塞泵离合装置的行星架制动器发送制动信号，行星架转速为零，行星轮只有自转，没有公转；
1552)变速器输出轴一直与变速器输出轴主动齿轮同步转动；
1553)变速器输出轴主动齿轮与齿圈外齿轮相啮合，并以一定传动比带动齿圈转动；
1554)齿圈内齿轮与行星轮相啮合，并以一定传动比带动行星轮自转；
1555)行星轮与太阳轮相啮合，并以一定传动比带动太阳轮转动；
1556)太阳轮通过太阳轮轴带动电机转动以发电，带动柱塞泵工作，柱塞泵将储油箱中的油泵入高压油管中，保证蓄能器中建立一定的压力；
1557)主控制器控制柱塞泵离合装置的行星架制动器释放，行星轮没有输入，齿圈的力矩传不到太阳轮上，此时，柱塞泵完全由电机控制。
进一步地，所述步骤1556)中的柱塞泵工作时的建压过程如下：
15561)所述柱塞泵为斜盘式轴向柱塞泵，斜盘式轴向柱塞泵的柱塞的个数为a，柱塞32的直径为d，斜盘的平面与柱塞泵转子轴线的法平面的夹角为α，柱塞轴线绕柱塞泵转子的轴线的旋转直径为D；
15562)斜盘式轴向柱塞泵开始工作时刻t为0，对应此时蓄能器压力为P0，蓄能器内气体体积为V0，气体密度为ρ0，蓄能器压力高于下阈值，低于上阈值，根据斜盘式轴向柱塞泵的工作特性，得到以下压力公式：
Figure BDA0003214960780000051
式中，n为车轮转速，i0为主减速器传动比，i1为柱塞泵离合装置传动比，t为斜盘式柱塞泵的工作时间，m0为蓄能器内气体的质量。
蓄能器压力高于下阈值，低于上阈值，蓄能器压力受斜盘轴线法平面与柱塞泵转子轴线法平面的夹角的影响、车轮转速影响和柱塞泵工作时间影响。
进一步地，在电子液压制动系统总成和柱塞泵高压回路总成中，油路可根据是否与储油箱直接相连被分为两部分，一部分是与储油箱直接连通的称为低压油路，低压油路中的液压油称为低压油，其余的油路统称为高压油路，高压油路中的液压油统称为高压油。
本发明的有益效果：
本发明具备节约能源的功能，能在汽车制动时利用自车动能通过地面摩檫力带动汽车车轮旋转，再通过汽车传动系统带动变速器输出轴旋转，再通过柱塞泵离合装置带动柱塞泵工作和电机旋转，以此来补充蓄能器的能量和电池的电量，能大大减少汽车在长下坡制动或减速制动时消耗的能量。
本发明具备辅助制动的功能，能在汽车行车制动系统失效的情况下利用汽车动能进行制动，车轮转速越快，能提供的制动力就越大，车轮转速越慢，能提供的制动力就越小，通过车辆动能与制动力呈负相关的特性，能快速使车辆刹停。由此，本发明还具备抑制汽车溜坡速度的功能，能在驻车制动系统失效时或驾驶员不熄火停车汽车溜坡时利用自车动能进行制动，能有效减小汽车溜坡车速，给驾驶员充分时间解决问题和降低溜坡危害。
本发明具备结构紧凑，空间利用率高的优点，电机与柱塞泵同轴连接并相互配合工作，既具备车辆制动的功能，又具备辅助制动的功能，还能在辅助制动时进行能量回收，安全性和经济学好，可相应降低车辆的质量和提高车辆的使用空间。
附图说明
图1为本发明系统的结构原理图；
图2为本发明柱塞泵离合装置原理简图；
图3为柱塞泵的结构示意图；
图4为图3的剖视图；
图5为本发明方法的原理流程框图；
图6为本发明组合方式二的柱塞泵离合装置原理图；
图7为本发明组合方式三的柱塞泵离合装置原理图；
图8为本发明组合方式四的柱塞泵离合装置原理图；
图9为本发明组合方式五的柱塞泵离合装置原理图；
图10为本发明组合方式六的柱塞泵离合装置原理图；
图1中：1-储油箱，2-第一单向止回阀，3-柱塞泵，4-第二单向止回阀，5-溢流阀，6-蓄能器，7-蓄能器压力传感器，8-第一三通阀，9-轮缸，10-增压阀，11-轮缸压力传感器，12-第二三通阀，13-减压阀，14-第三三通阀；
图2中：3-柱塞泵，15-变速器输出轴主动齿轮，16-变速器输出轴，17-齿圈，18-行星轮，19-行星架，20-太阳轮，21-电机，22-电机转子，23-第一联轴器，24-行星架制动器，25-第二联轴器，26-柱塞泵转子，27-太阳轮轴；
图3中：28-回位弹簧，29-斜盘导向盖，30-斜盘导向盖电磁阀，31-斜盘，32-柱塞，33-柱塞缸体，34-配油盘，35-柱塞泵转子。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1-图4所示，本发明的一种多功能线控制动的能量回收辅助系统，包括：油门踏板、油门踏板压力传感器、车速传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、电子液压辅助制动系统总成、柱塞泵离合装置及主控制器；其中，
所述油门踏板连接油门踏板压力传感器；
所述油门踏板压力传感器连接主控制器；
所述车速传感器连接主控制器；
所述制动踏板连接制动踏板压力传感器；
所述制动踏板压力传感器连接主控制器；
所述电子液压辅助制动系统总成，包括：储油箱1、柱塞泵3、第一单向止回阀2、第二单向止回阀4、蓄能器6、蓄能器压力传感器7，溢流阀5，增压阀10、减压阀13、轮缸9、轮缸压力传感器11，第一三通阀8、第二三通阀12及第三三通阀14；所述溢流阀5、增压阀10、减压阀13均与主控制器连接并由主控制器控制；所述蓄能器压力传感器7和轮缸压力传感器11均与主控制器相连；储油箱1通过油管与柱塞泵3相连，储油箱1与柱塞泵3之间的油管上安装有第一单向止回阀2，使液压油从储油箱1流向柱塞泵3；柱塞泵3还通过油管与蓄能器6相连，柱塞泵3与蓄能器6之间的油管上安装有第二单向止回阀4，使液压油从柱塞泵3流向蓄能器6；蓄能器6还通过油管与第一三通阀8的进油口相连；在第一三通阀8与蓄能器6之间的油管上安装有蓄能器压力传感器7；第一三通阀8的第一出油口通过油管与溢流阀5相连；所述溢流阀5通过油管与第三三通阀14的第一进油口相连；第一三通阀8的第二出油口与增压阀10通过油管相连；所述增压阀10通过油管与第二三通阀12的进油口相连，第二三通阀12的第一出油口通过油管与减压阀13相连，第二三通阀12的第二出油口通过油管与轮缸9相连，第二三通阀12与轮缸9之间的油管中安装有轮缸压力传感器11；所述减压阀13与第三三通阀14的第二进油口通过油管相连，第三三通阀14的出油口通过油管与储油箱1相连；
所述柱塞泵离合装置包括：变速器输出轴主动齿轮15、齿圈17、行星轮18、太阳轮20、太阳轮轴27、行星架19、行星架制动器24、第一联轴器23、第二联轴器25及电机21；所述电机21与主控制器连接并由主控制器控制；所述变速器输出轴主动齿轮15通过花键安装在变速器输出轴16上，并与齿圈17外齿轮啮合；所述齿圈17内齿轮与行星轮18相啮合；所述行星轮18空套在行星架19上并与太阳轮20相啮合；所述太阳轮20通过花键安装在太阳轮轴27上；所述太阳轮轴27的一端通过第二联轴器25与柱塞泵3中的柱塞泵转子26相连，另一端通过第一联轴器23与电机中的电机转子22相连；齿圈17包裹着行星轮18，行星轮18围绕着太阳轮20，太阳轮20的旋转轴线与齿圈17的旋转轴线共线，行星架19空套在太阳轮轴27上，受行星架制动器24控制；
所述主控制器(ECU)通过连接线与所溢流阀5、增压阀10、减压阀13、电机21、蓄能器压力传感器7、轮缸压力传感器11、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器相连；主控制器接收电机21、蓄能器压力传感器7、轮缸压力传感器11、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器的信号，控制溢流阀5、增压阀10、减压阀13的开闭状态和电机21的转速。
其中，所述第一三通阀8为一进两出的阀件；所述第二三通阀12为一进两出的阀件；所述第三三通阀14为两进一出的阀件。
具体地，所述车速传感器用于采集车速信息并传输给主控制器，当车速为零，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，仅当油门踏板压力传感器传给主控制器油门踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；当车速不为零，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已释放信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；制动踏板压力大于零为制动踏板已踩下，制动踏板压力等于零为制动踏板已释放；油门踏板压力大于零为油门踏板已踩下，油门踏板压力等于零为油门踏板已释放。
其中，所述蓄能器压力传感器7用于监测蓄能器6中的压力，所述压力存在上限和下限，上限受溢流阀5控制，下限受柱塞泵3和电机21控制。
其中，所述轮缸压力传感器11用于监测轮缸9中的压力，所述压力受增压阀10与减压阀13控制；通过控制轮缸9中的压力来控制制动力的大小。
其中，所述柱塞泵离合装置通过行星架制动器24控制行星架19的输入，从而改变动力的传输，当行星架制动器24制动时，行星架19输入转速为零，通过变速器输出轴主动齿轮15向齿圈17传递动力，齿圈17再将动力传给行星轮18(行星轮18只有自转没有公转)，行星轮18将动力完全传给太阳轮20，最后动力通过太阳轮轴27传递给柱塞泵3和电机21，柱塞泵3将储油箱1中的油泵入高压油管中，电机21发电并将电存储到车辆的车载电池中，行星架制动器24释放时，柱塞泵3由电机21驱动。
优选示例中，所述柱塞泵3为斜盘式轴向柱塞泵，包括：回位弹簧28、斜盘导向盖29、斜盘导向盖电磁阀30、斜盘31、柱塞32、柱塞缸体33、配油盘34及柱塞泵转子35；所述回位弹簧28位于斜盘导向盖29的无斜盘的一侧，并与斜盘导向盖29相连，斜盘导向盖电磁阀30在有斜盘的一侧与斜盘导向盖29相连，斜盘导向盖29空套在柱塞泵转子35上，斜盘31紧贴斜盘导向盖29空套在柱塞泵转子35上，斜盘31通过圆周均匀分布的六个柱塞32分别与柱塞缸体33相连，柱塞缸体33通过花键与柱塞泵转子35相连并同步转动，紧贴柱塞缸体33的配油盘34空套在柱塞泵转子35上。
参照图5所示，本发明的一种多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，基于上述系统，包括以下步骤：
1)主控制器分别接收车速传感器、油门踏板压力传感器和制动踏板传感器采集的信息，并根据接收到的信息控制柱塞泵离合装置的工作状态；
其中，主控制器控制柱塞泵离合装置工作具体包括以下步骤：
11)主控制器接收车辆点火信号，当车辆处于熄火状态，主控制器控制行星架制动器长时间制动，减压阀始终保持关闭状态，增压阀始终保持开启状态；
12)当车辆处于点火状态，车速为零，主控制器控制行星架制动器制动，减压阀关闭，增压阀开启，从而控制柱塞泵处于预工作状态，电机处于预发电状态；
13)当车辆处于点火状态，主控制器接收油门踏板传感器发送的油门踏板已踩下信号，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
14)当车辆处于点火状态，车速为零信号与油门踏板已踩下信号同时存在时，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
15)当车辆处于点火状态，车速不为零时，主控制器接收制动踏板传感器的信号控制柱塞泵离合装置与电机的工作状态。
优选示例中，主控制器控制柱塞泵离合装置和电机的工作状态具体包括以下步骤：
151)主控制器接收制动踏板压力传感器信号；
152)当制动踏板已踩下，主控制器接收蓄能器压力传感器信号；
153)蓄能器压力传感器采集到的压力值超过上阈值，主控制器控制溢流阀打开，使部分高压油不流经轮缸直接回到储油箱中，主控制器控制行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作，上阈值为蓄能器所能承受的极限压力；
154)蓄能器压力传感器采集到的压力值小于下阈值，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器释放，电机带动柱塞泵工作，给蓄能器加压，下阈值为蓄能器内部的最低要求压力；
155)蓄能器压力传感器采集到的压力值处于上阈值与下阈值之间，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作；
156)当制动踏板已释放，主控制器控制行星架制动器释放。
优选示例中，控制柱塞泵工作具体包括以下步骤：
1551)主控制器给柱塞泵离合装置的行星架制动器发送制动信号，行星架转速为零，行星轮只有自转，没有公转；
1552)变速器输出轴一直与变速器输出轴主动齿轮同步转动；
1553)变速器输出轴主动齿轮与齿圈外齿轮相啮合，并以一定传动比带动齿圈转动；
1554)齿圈内齿轮与行星轮相啮合，并以一定传动比带动行星轮自转；
1555)行星轮与太阳轮相啮合，并以一定传动比带动太阳轮转动；
1556)太阳轮通过太阳轮轴带动电机转动以发电，带动柱塞泵工作，柱塞泵将储油箱中的油泵入高压油管中，保证蓄能器中建立一定的压力；
1557)主控制器控制柱塞泵离合装置的行星架制动器释放，行星轮没有输入，齿圈的力矩传不到太阳轮上，此时，柱塞泵完全由电机控制。
优选示例中，所述步骤1556)中的柱塞泵工作时的建压过程如下：
15561)所述柱塞泵为斜盘式轴向柱塞泵，斜盘式轴向柱塞泵的柱塞的个数为a，柱塞32的直径为d，斜盘的平面与柱塞泵转子轴线的法平面的夹角为α，柱塞轴线绕柱塞泵转子的轴线的旋转直径为D；
15562)斜盘式轴向柱塞泵开始工作时刻t为0，对应此时蓄能器压力为P0，蓄能器内气体体积为V0，气体密度为ρ0，蓄能器压力高于下阈值，低于上阈值，根据斜盘式轴向柱塞泵的工作特性，得到以下压力公式：
Figure BDA0003214960780000091
式中，n为车轮转速，i0为主减速器传动比，i1为柱塞泵离合装置传动比，t为斜盘式柱塞泵的工作时间，m0为蓄能器内气体的质量。
蓄能器压力高于下阈值，低于上阈值，蓄能器压力受斜盘轴线法平面与柱塞泵转子轴线法平面的夹角的影响、车轮转速影响和柱塞泵工作时间影响。
2)主控制器接收制动踏板压力传感器信号与蓄能器压力传感器信号，通过蓄能器压力传感器传递的压力信号的大小与蓄能器压力的上阈值和下阈值进行对比，从而来控制柱塞泵离合装置和电机工作；
3)当制动踏板踩下时，主控制器根据制动踏板压力计算所需理论轮缸压力，主控制器接收轮缸压力传感器采集的压力信息并进行判断，当轮缸中的压力小于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀打开，减压阀关闭，补充轮缸中的压力；当轮缸中的压力等于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀关闭，此时，轮缸中的压力为理想压力；当轮缸中的压力大于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀打开，释放轮缸中的压力，从而控制轮缸压力保持在计算的理论轮缸压力值。
此外，在电子液压制动系统总成和柱塞泵高压回路总成中，油路可根据是否与储油箱直接相连被分为两部分，一部分是与储油箱直接连通的称为低压油路，低压油路中的液压油称为低压油，其余的油路统称为高压油路，高压油路中的液压油统称为高压油。
具体地，所述柱塞泵离合装置中的齿圈17、行星轮18、行星架19、太阳轮20合起来统称为行星齿轮组，行星齿轮组需要两个稳定输入，才能得到一个稳定输出，本示例中是以齿圈17和行星架19作为输入，太阳轮20作为输出，柱塞泵离合装置工作时行星架转速为零，齿圈转速不为零；
此外，其他示例中还有五种组合方式，即组合方式二、组合方式三、组合方式四、组合方式五和组合方式六；
组合方式二是以齿圈和行星架作为输入，太阳轮作为输出，柱塞泵离合装置工作时行星架转速不为零，齿圈转速为零；参照图6所示；
组合方式三是以齿圈和太阳轮作为输入，行星架作为输出，柱塞泵离合装置工作时太阳轮转速不为零，齿圈转速为零；参照图7所示；
组合方式四是以齿圈和太阳轮作为输入，行星架作为输出，柱塞泵离合装置工作时太阳轮转速为零，齿圈转速不为为零；参照图8所示；
组合方式五是以太阳轮和行星架作为输入，齿圈作为输出，柱塞泵离合装置工作时行星架转速不为零，太阳轮转速为零；参照图9所示；
组合方式六是以太阳轮和行星架作为输入，齿圈作为输出，柱塞泵离合装置工作时行星架转速为零，太阳轮转速不为零；参照图10所示。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，包括：油门踏板、油门踏板压力传感器、车速传感器、制动踏板、制动踏板压力传感器、电子液压辅助制动系统总成、柱塞泵离合装置及主控制器；其中，
所述油门踏板连接油门踏板压力传感器；
所述油门踏板压力传感器连接主控制器；
所述车速传感器连接主控制器；
所述制动踏板连接制动踏板压力传感器；
所述制动踏板压力传感器连接主控制器；
所述电子液压辅助制动系统总成，包括：储油箱、柱塞泵、第一单向止回阀、第二单向止回阀、蓄能器、蓄能器压力传感器，溢流阀，增压阀、减压阀、轮缸、轮缸压力传感器，第一三通阀、第二三通阀及第三三通阀；所述溢流阀、增压阀、减压阀均与主控制器连接并由主控制器控制；所述蓄能器压力传感器和轮缸压力传感器均与主控制器相连；储油箱通过油管与柱塞泵相连，储油箱与柱塞泵之间的油管上安装有第一单向止回阀，使液压油从储油箱流向柱塞泵；柱塞泵还通过油管与蓄能器相连，柱塞泵与蓄能器之间的油管上安装有第二单向止回阀，使液压油从柱塞泵流向蓄能器；蓄能器还通过油管与第一三通阀的进油口相连；在第一三通阀与蓄能器之间的油管上安装有蓄能器压力传感器；第一三通阀的第一出油口通过油管与溢流阀相连；所述溢流阀通过油管与第三三通阀的第一进油口相连；第一三通阀的第二出油口与增压阀通过油管相连；所述增压阀通过油管与第二三通阀的进油口相连，第二三通阀的第一出油口通过油管与减压阀相连，第二三通阀的第二出油口通过油管与轮缸相连，第二三通阀与轮缸之间的油管中安装有轮缸压力传感器；所述减压阀与第三三通阀的第二进油口通过油管相连，第三三通阀的出油口通过油管与储油箱相连；
所述柱塞泵离合装置包括：变速器输出轴主动齿轮、齿圈、行星轮、太阳轮、太阳轮轴、行星架、行星架制动器、第一联轴器、第二联轴器及电机；所述电机与主控制器连接并由主控制器控制；所述变速器输出轴主动齿轮通过花键安装在变速器输出轴上，并与齿圈外齿轮啮合；所述齿圈内齿轮与行星轮相啮合；所述行星轮空套在行星架上并与太阳轮相啮合；所述太阳轮通过花键安装在太阳轮轴上；所述太阳轮轴的一端通过第二联轴器与柱塞泵中的柱塞泵转子相连，另一端通过第一联轴器与电机中的电机转子相连；齿圈包裹着行星轮，行星轮围绕着太阳轮，太阳轮的旋转轴线与齿圈的旋转轴线共线，行星架空套在太阳轮轴上，受行星架制动器控制；
所述主控制器通过连接线与所溢流阀、增压阀、减压阀、电机、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器相连；主控制器接收电机、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、制动踏板压力传感器和油门踏板压力传感器的信号，控制溢流阀、增压阀、减压阀的开闭状态和电机的转速。
2.根据权利要求1所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，所述第一三通阀为一进两出的阀件；所述第二三通阀为一进两出的阀件；所述第三三通阀为两进一出的阀件。
3.根据权利要求1所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，所述车速传感器用于采集车速信息并传输给主控制器，当车速为零，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，仅当油门踏板压力传感器传给主控制器油门踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；当车速不为零，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已踩下信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于制动状态，主控制器接收制动踏板压力传感器发送的制动踏板已释放信号，主控制器控制柱塞泵离合装置处于释放状态；制动踏板压力大于零为制动踏板已踩下，制动踏板压力等于零为制动踏板已释放；油门踏板压力大于零为油门踏板已踩下，油门踏板压力等于零为油门踏板已释放。
4.根据权利要求1所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，所述柱塞泵离合装置通过行星架制动器控制行星架的输入，从而改变动力的传输，当行星架制动器制动时，行星架输入转速为零，通过变速器输出轴主动齿轮向齿圈传递动力，齿圈再将动力传给行星轮，行星轮将动力完全传给太阳轮，最后动力通过太阳轮轴传递给柱塞泵和电机，柱塞泵将储油箱中的油泵入高压油管中，电机发电并将电存储到车辆的车载电池中，行星架制动器释放时，柱塞泵由电机驱动
5.根据权利要求1所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，所述柱塞泵为斜盘式轴向柱塞泵，包括：回位弹簧、斜盘导向盖、斜盘导向盖电磁阀、斜盘、柱塞、柱塞缸体、配油盘及柱塞泵转子；所述回位弹簧位于斜盘导向盖的无斜盘的一侧，并与斜盘导向盖相连，斜盘导向盖电磁阀在有斜盘的一侧与斜盘导向盖相连，斜盘导向盖空套在柱塞泵转子上，斜盘紧贴斜盘导向盖空套在柱塞泵转子上，斜盘通过圆周均匀分布的六个柱塞分别与柱塞缸体相连，柱塞缸体通过花键与柱塞泵转子相连并同步转动，紧贴柱塞缸体的配油盘空套在柱塞泵转子上。
6.根据权利要求1所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统，其特征在于，所述轮缸压力传感器用于监测轮缸中的压力，所述压力受增压阀与减压阀控制；通过控制轮缸中的压力来控制制动力的大小。
7.一种多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，基于权利要求1-6中任一系统，其特征在于，包括以下步骤：
1)主控制器分别接收车速传感器、油门踏板压力传感器和制动踏板传感器采集的信息，并根据接收到的信息控制柱塞泵离合装置的工作状态；
2)主控制器接收制动踏板压力传感器信号与蓄能器压力传感器信号，通过蓄能器压力传感器传递的压力信号的大小与蓄能器压力的上阈值和下阈值进行对比，从而来控制柱塞泵离合装置和电机工作；
3)当制动踏板踩下时，主控制器根据制动踏板压力计算所需理论轮缸压力，主控制器接收轮缸压力传感器采集的压力信息并进行判断，当轮缸中的压力小于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀打开，减压阀关闭，补充轮缸中的压力；当轮缸中的压力等于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀关闭，此时，轮缸中的压力为理想压力；当轮缸中的压力大于理论轮缸压力时，主控制器控制增压阀关闭，减压阀打开，释放轮缸中的压力，从而控制轮缸压力保持在计算的理论轮缸压力值。
8.根据权利要求7所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中的主控制器控制柱塞泵离合装置工作具体包括以下步骤：
11)主控制器接收车辆点火信号，当车辆处于熄火状态，主控制器控制行星架制动器长时间制动，减压阀始终保持关闭状态，增压阀始终保持开启状态；
12)当车辆处于点火状态，车速为零，主控制器控制行星架制动器制动，减压阀关闭，增压阀开启，从而控制柱塞泵处于预工作状态，电机处于预发电状态；
13)当车辆处于点火状态，主控制器接收油门踏板传感器发送的油门踏板已踩下信号，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
14)当车辆处于点火状态，车速为零信号与油门踏板已踩下信号同时存在时，主控制器控制行星架制动器释放，从而控制柱塞泵停止工作；
15)当车辆处于点火状态，车速不为零时，主控制器接收制动踏板传感器的信号控制柱塞泵离合装置与电机的工作状态。
9.根据权利要求8所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，其特征在于，所述步骤15)中的主控制器控制柱塞泵离合装置和电机的工作状态具体包括以下步骤：
151)主控制器接收制动踏板压力传感器信号；
152)当制动踏板已踩下，主控制器接收蓄能器压力传感器信号；
153)蓄能器压力传感器采集到的压力值超过上阈值，主控制器控制溢流阀打开，使部分高压油不流经轮缸直接回到储油箱中，主控制器控制行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作，上阈值为蓄能器所能承受的极限压力；
154)蓄能器压力传感器采集到的压力值小于下阈值，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器释放，电机带动柱塞泵工作，给蓄能器加压，下阈值为蓄能器内部的最低要求压力；
155)蓄能器压力传感器采集到的压力值处于上阈值与下阈值之间，主控制器控制溢流阀关闭与行星架制动器制动，电机发电，柱塞泵工作；
156)当制动踏板已释放，主控制器控制行星架制动器释放。
10.根据权利要求9所述的多功能线控制动的能量回收辅助系统的控制方法，其特征在于，所述步骤155)中控制柱塞泵工作具体包括以下步骤：
1551)主控制器给柱塞泵离合装置的行星架制动器发送制动信号，行星架转速为零，行星轮只有自转，无公转；
1552)变速器输出轴一直与变速器输出轴主动齿轮同步转动；
1553)变速器输出轴主动齿轮与齿圈外齿轮相啮合，并以一定传动比带动齿圈转动；
1554)齿圈内齿轮与行星轮相啮合，并以一定传动比带动行星轮自转；
1555)行星轮与太阳轮相啮合，并以一定传动比带动太阳轮转动；
1556)太阳轮通过太阳轮轴带动电机转动以发电，带动柱塞泵工作，柱塞泵将储油箱中的油泵入高压油管中，保证蓄能器中建立一定的压力；
1557)主控制器控制柱塞泵离合装置的行星架制动器释放，行星轮无输入，齿圈的力矩传不到太阳轮上，此时，柱塞泵完全由电机控制。
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