CN114876652B - 一种制动系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动系统和车辆，制动系统应用于油电混合的车辆上，车辆上设有传动连接的发电机和发动机，用于发电驱动车辆的轮毂电机，发动机的排气口上设有排气蝶阀；制动系统包括：制动装置和整车控制器；制动装置的气路阀与排气蝶阀连通，气路阀用于制动时开启，以推动排气蝶阀关闭；整车控制器上配置有输入端和输出端，输入端与轮毂电机电连接，输出端与发电机电连接，用于制动时将轮毂电机输出的电能输送至发电机，以驱动发动机消耗。制动系统制动过程中将轮毂电机输出的电能输送至发电机，发电机作为“电动机”带动发动机，以排气制动作为负载将电能完全消耗，进而提高了车辆制动的安全性。

Description

一种制动系统和车辆

技术领域

本申请涉及车辆制动的技术领域，尤其涉及一种制动系统和车辆。

背景技术

新能源汽车的油电混动车型是通过发动机带动电动机发电，输出电能供给车辆的轮毂电机运行。该种车型在制动过程中，轮毂电机不再提供电能驱动，此时，轮毂电机在车辆的惯性作用下继续旋转，轮毂电机即变为发电机，现有车型通常在制动时，将轮毂电机输出的电能通过发热电阻以热能的形式消耗，但是新能源商用车由于质量较大，制动距离过长，热能消耗方式在制动过程中的局限性较大，导致新能源商用车制动时的安全性不足。

因此，如何提高车辆制动的安全性，目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的一种制动系统和车辆，以提高车辆制动的安全性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种制动系统，应用于油电混合的车辆上，所述车辆上设有传动连接的发电机和发动机，用于发电驱动所述车辆的轮毂电机，所述发动机的排气口上设有排气蝶阀；

所述制动系统包括：制动装置和整车控制器；

所述制动装置的气路阀与所述排气蝶阀连通，所述气路阀用于制动时开启，以推动所述排气蝶阀关闭；

所述整车控制器上配置有输入端和输出端，所述输入端与所述轮毂电机电连接，所述输出端与所述发电机电连接，用于制动时将所述轮毂电机输出的电能输送至所述发电机，以驱动所述发动机消耗。

在一种可选的实施例中，所述制动装置包括依次连通的空压机、空气干燥器、管路保护阀、制动总阀和气驱液泵，所述空气干燥器与所述整车控制器的第一控制端电连接，所述制动总阀与所述整车控制器的第二控制端电连接。

在一种可选的实施例中，所述制动装置还包括：

储气筒，安装于所述管路保护阀和所述制动总阀之间的管路上。

在一种可选的实施例中，所述制动装置还包括：

应急制动阀，所述应急制动阀的入口与所述管路保护阀的出口连通，所述应急制动阀的出口与所述气驱液泵的入口连通。

在一种可选的实施例中，所述制动系统还包括：

比例继动阀，安装于所述制动装置的制动泵入口，所述比例继动阀与所述整车控制器的第三控制端电连接。

在一种可选的实施例中，所述车辆包括依次间隔设置的第一轮桥、第二轮桥、第三轮桥、第四轮桥、第五轮桥和第六轮桥，所述制动系统还包括：

多个轮速传感器，分别安装于所述第一轮桥、所述第三轮桥、所述第四轮桥和所述第六轮桥的车轮总成上，所述多个轮速传感器与所述整车控制器的信号采集接口电连接。

在一种可选的实施例中，所述制动系统还包括：

第一继动阀，安装于所述第一轮桥和第二轮桥的气路上；

第二继动阀，安装于所述第三轮桥的气路上；

第三继动阀，安装于所述第四轮桥的气路上；

第四继动阀，安装于所述第五轮桥和第六轮桥的气路上；

所述第一继动阀、所述第二继动阀、所述第三继动阀和所述第四继动阀与所述整车控制器的制动控制端口电连接。

在一种可选的实施例中，所述制动装置配置有向外输出的制动常规气路和制动备用气路，所述制动装置还包括：

第一双通单向阀，所述第一双通单向阀的出口与所述第三继动阀的入口连通，所述第一双通单向阀的第一入口和第二入口分别与所述制动常规气路和所述制动备用气路连通；

第二双通单向阀，所述第二双通单向阀的出口与所述第四继动阀的入口连通，所述第二双通单向阀的第三入口和第四入口分别与所述制动常规气路和所述制动备用气路连通。

在一种可选的实施例中，所述制动系统还包括：

ABS调节器，安装于所述制动装置的气动管路上，所述ABS调节器与所述整车控制器的第四控制端电连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括第一方面中任一所述的制动系统。

本发明提供的一种制动系统和车辆与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的制动系统在制动时，通过气路阀推动排气蝶阀关闭，使发动机进入排气制动状态，同时轮毂电机与发电机连接，将制动过程中轮毂电机输出的电能输送至发电机，发电机作为“电动机”带动发动机，以排气制动作为负载将电能完全消耗，消除了以热能方式消耗电能的局限性，进而提高了车辆制动的安全性。同时降低了车辆的附件成本，车辆空间的利用更充分。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种制动系统的气路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种制动系统的另一气路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种制动系统的结构示意图。

附图标记说明：1-发电机、2-发动机、3-轮毂电机、4-排气蝶阀、5-整车控制器、6-气路阀、7-空压机、8-空气干燥器、9-管路保护阀、10-制动总阀、11-气驱液泵、12-储气筒、13-应急制动阀、14-比例继动阀、15-第一轮桥、16-第二轮桥、17-第三轮桥、18-第四轮桥、19-第五轮桥、20-第六轮桥、21-轮速传感器、22-第一继动阀、23-第二继动阀、24-第三继动阀、25-第四继动阀、26-第一双通单向阀、27-第二双通单向阀、28-ABS调节器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种制动系统，应用于油电混合的车辆上，车辆上设有传动连接的发电机1和发动机2，用于发电驱动车辆的轮毂电机3，发动机2的排气口上设有排气蝶阀4；

制动系统包括：制动装置和整车控制器5；制动装置的气路阀6与排气蝶阀4连通，气路阀6用于制动时开启，以推动排气蝶阀4关闭；整车控制器5上配置有输入端和输出端，输入端与轮毂电机3电连接，输出端与发电机1电连接，用于制动时将轮毂电机3输出的电能输送至发电机1，以驱动所述发动机2消耗。

具体的，气路阀6可以为一旋钮式开关阀，通过驾驶员手工操控开启或关闭；当然，也可以为一电子阀门，通过整车控制器5(或称VCU，Vehicle control unit)控制开闭，在制动时基于制动信号控制电子阀门自动开启，以推动排气蝶阀4关闭，排气蝶阀4关闭后，发动机2即可以进行排气制动。

需要说明的是，发动机2在正常工况下，发动机2运行带动发电机1发电，产生的电能存储于车辆的动力电池内，整车控制器5将动力电池的电能输出至轮毂电机3，以驱动车辆行驶。车辆制动时，发动机2停止运行，整车控制器5控制轮毂电机3与发电机1电连接，制动过程中轮毂电机3产生的电能输出至发电机1，发电机1作为“电动机”带动发动机2，以排气制动作为负载将电能完全消耗；制动完成后，整车控制器5控制轮毂电机3与发电机1断开。其中，轮毂电机3与发电机1电连接的具体实现方式，可以通过继电器实现电连接的连接和断开。制动装置可以为气动制动装置，通过压缩空气作为动力源，驱动气缸使刹车片夹紧刹车盘，产生制动动作。

在实际应用时，气压制动系统是目前超重型特种越野车制动系统最常见的型式，但气压制动系统结构复杂，笨重，制动器尺寸大，制动气室的布置占用空间大，同时整车长度过长时，管路中气压的产生速度和撤消速度均较慢，导致制动反应时间过长。全液压制动系统虽然制动反应快、制动能力强、制动器轻便等优点，但由于其压力高，使系统结构复杂，精密件多，成本高，密封性要求也高，在超重型商用车进行应用同样存在不足。

为解决上述问题，在一种具体的实施方式中，制动装置包括依次连通的空压机7、空气干燥器8、管路保护阀9、制动总阀10和气驱液泵11，空气干燥器8与整车控制器5的第一控制端电连接，制动总阀10与整车控制器5的第二控制端电连接。

具体的，空压机7用于压缩空气；空气干燥器8用于控制空压机7启停、压力的设定和空气干燥，空气干燥器8通过整车控制器5的电控方式运行，以设定空压机7的上限压力和下限压力，空压机7持续运行时，空气压缩气压达到上限压力后，整车控制器5通过空气干燥器8控制空压机7停止运行，随着制动次数的增加，气压不断减小，达到下限压力后，再通过空气干燥器8控制空压机7恢复运行。其中，上限压力可以设定为1MPa，下限压力可以设定为0.68MPa。

管路保护阀9将空压机7提供的压缩空气分成多个彼此独立的回路，各回路通过控制总阀控制气路的通断状态。制动总阀10可以为一机械阀门，通过车辆的踏板联动，便于驾驶员根据制动踏板的踩踏深度控制制动力的大小；当然，也可以为一电动阀门，与整车控制器5的第二控制端电连接，整车控制器5通过第二控制端控制制动总阀10的开闭大小，具体可基于制动信号控制制动总阀10对应开启，以输出对应的制动力。气驱液泵11包括气压缸和液压缸，通过气压驱动液压缸动作，以增大制动力的输出。

制动装置通过依次连通的空压机7、空气干燥器8、管路保护阀9、制动总阀10和气驱液泵11形成气顶液制动装置，气顶液制动装置是利用气压系统作为驱动力源，以驱动液压制动系统主缸的一种制动系统，它兼有液压制动和气压制动的主要优点：即制动器体积小、系统反应时间快，制动力大。

新能源商用车由于长度较长、质量较大，可能需要进行多次制动才能将车辆制动停止，较长距离的压缩空气输送，可能会造成气压稳定性较差，存在制动力不足的风险。

在一种具体的实施方式中，制动装置还包括：储气筒12，安装于管路保护阀9和制动总阀10之间的管路上。

具体的，出气筒可以靠近气驱液泵11的位置设定，通过设置储气筒12可以保障压缩空气供应稳定，提高制动的可靠性。

在一种具体的实施方式中，制动装置还包括：

应急制动阀13，应急制动阀13的入口与管路保护阀9的出口连通，应急制动阀13的出口与气驱液泵11的入口连通。

具体的，管路保护阀9分出一气路通过应急制动阀13与气驱液泵11连通，需要紧急制动时，开启应急制动阀13即可实现紧急制动。

目前新能源商用车大多采用整套EBS系统(Electronic Brake Systems，电子制动系统)，随着新能源商用车不断的发展，不能适用于自动驾驶的控制

在一种具体的实施方式中，制动系统还包括：

比例继动阀14，安装于制动装置的制动泵入口，比例继动阀14与整车控制器5的第三控制端电连接。

具体的，比例继动阀14在整车控制器5的控制下，可以实现制动泵快充快放，制动泵可以为气驱液泵11或气动制动泵。在实现快充快放的同时，结合制动总阀10根据整车控制器5指令实现无人驾驶时的自主刹车，降低了在已有车辆的升级难度。

在一种具体的实施方式中，车辆包括依次间隔设置的第一轮桥15、第二轮桥16、第三轮桥17、第四轮桥18、第五轮桥19和第六轮桥20，制动系统还包括：

多个轮速传感器21，分别安装于第一轮桥15、第三轮桥17、第四轮桥18和第六轮桥20的车轮总成上，多个轮速传感器21与整车控制器5的信号采集接口电连接。

具体的，第一轮桥15至第六轮桥20由车头至车尾依次间隔设置，请参阅图2、图3，在新能源商用车采用无人驾驶时，在部分轮桥的车轮总成上安装车速传感器，可以有效减小传感器的数量，第二轮桥16根据第一轮桥15上车轮总成上采集的数据，对应控制制动动作；第五轮桥19根据第六轮桥20上车轮总成上采集的数据，对应控制制动动作。根据同侧的轮速传感器21采集的信号间接控制第二、五轮桥一起动作，该方案能够提高车辆在紧急制动时的制动效能，同时能够明显减低特殊路面上制动产生的横摆力矩和转向力矩，提高制动的稳定性。

在一种具体的实施方式中，制动系统还包括：第一继动阀22，安装于第一轮桥15和第二轮桥16的气路上；第二继动阀23，安装于第三轮桥17的气路上；第三继动阀24，安装于第四轮桥18的气路上；第四继动阀25，安装于第五轮桥19和第六轮桥20的气路上；第一继动阀22、第二继动阀23、第三继动阀24和第四继动阀25与整车控制器5的制动控制端口电连接。

具体的，第一继动阀22、第二继动阀23、第三继动阀24和第四继动阀25分别对应控制，实现制动力的合理分配，以提高制动过程中的稳定性。

在一种具体的实施方式中，制动装置配置有向外输出的制动常规气路和制动备用气路，制动装置还包括：

第一双通单向阀26，第一双通单向阀26的出口与第三继动阀24的入口连通，第一双通单向阀26的第一入口和第二入口分别与制动常规气路和制动备用气路连通；

第二双通单向阀27，第二双通单向阀27的出口与第四继动阀25的入口连通，第二双通单向阀27的第三入口和第四入口分别与制动常规气路和制动备用气路连通。

具体的，第一双通单向阀26和第二双通单向阀27可以实现两路气路同时供应对应的制动泵，在制动常规气路故障时，通过制动备用气路控制执行制动动作。制动备用气路可以为紧急制动气路，通过紧急制动阀控制紧急制动，提升制动系统的可靠性。

传统的气顶液制动制动系统中，尤其是多轴车，每个车轴需液量较高的车辆，制动防抱死系统(或称ABS，antilock brake system)匹配是难点，导致制动的安全性存在隐患。

在一种具体的实施方式中，制动系统还包括：

ABS调节器28，安装于制动装置的气动管路上，ABS调节器28与整车控制器5的第四控制端电连接。

具体的，在制动过程中，整车控制器5通过控制ABS调节器28使作用于制动泵的气压产生一定的变化，可有效防止制动过程中轮胎抱死。

基于与制动系统同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一所述的制动系统。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.制动系统在制动时，通过气路阀推动排气蝶阀关闭，使发动机进入排气制动状态，同时轮毂电机与发电机连接，将制动过程中轮毂电机输出的电能输送至发电机，发电机作为“电动机”带动发动机，以排气制动作为负载将电能完全消耗，消除了以热能方式消耗电能的局限性，进而提高了车辆制动的安全性。同时降低了车辆的附件成本，车辆空间的利用更充分。

2.采用气顶液制动系统，兼顾液压制动和气压制动的主要优点制动器体积小、系统反应时间快、制动力矩大；供气装置和控制阀采用电控形式，实现了线控无人驾驶并进一步提升系统响应速度；具有再生制动功能，辅助制动实现电缓速，延长了制动器使用寿命的同时节省能源；充分考虑安全冗余，制动系统采用双回路设计，在一组失效时，不影响另一组功能。同时，设置应急制动，提升系统可靠性。

最后所应说明的是，尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种制动系统，其特征在于，应用于油电混合的车辆上，所述车辆上设有传动连接的发电机和发动机，用于发电驱动所述车辆的轮毂电机，所述发动机的排气口上设有排气蝶阀；

所述制动系统包括：制动装置和整车控制器；

所述制动装置的气路阀与所述排气蝶阀连通，所述气路阀用于制动时开启，以推动所述排气蝶阀关闭；

所述整车控制器上配置有输入端和输出端，所述输入端与所述轮毂电机电连接，所述输出端与所述发电机电连接，用于制动时将所述轮毂电机输出的电能输送至所述发电机，以驱动所述发动机消耗；

所述车辆包括依次间隔设置的第一轮桥、第二轮桥、第三轮桥、第四轮桥、第五轮桥和第六轮桥，所述制动系统还包括：第一继动阀，安装于所述第一轮桥和第二轮桥的气路上；

第二继动阀，安装于所述第三轮桥的气路上；

第三继动阀，安装于所述第四轮桥的气路上；

第四继动阀，安装于所述第五轮桥和第六轮桥的气路上；

所述第一继动阀、所述第二继动阀、所述第三继动阀和所述第四继动阀与所述整车控制器的制动控制端口电连接；

所述制动装置配置有向外输出的制动常规气路和制动备用气路，所述制动装置还包括：

第一双通单向阀，所述第一双通单向阀的出口与一车辆轮桥气路上的第三继动阀的入口连通，所述第一双通单向阀的第一入口和第二入口分别与所述制动常规气路和所述制动备用气路连通；

第二双通单向阀，所述第二双通单向阀的出口与另一车辆轮桥气路上的第四继动阀的入口连通，所述第二双通单向阀的第三入口和第四入口分别与所述制动常规气路和所述制动备用气路连通。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动装置包括依次连通的空压机、空气干燥器、管路保护阀、制动总阀和气驱液泵，所述空气干燥器与所述整车控制器的第一控制端电连接，所述制动总阀与所述整车控制器的第二控制端电连接。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述制动装置还包括：

储气筒，安装于所述管路保护阀和所述制动总阀之间的管路上。

4.根据权利要求2所述的制动系统，其特征在于，所述制动装置还包括：

应急制动阀，所述应急制动阀的入口与所述管路保护阀的出口连通，所述应急制动阀的出口与所述气驱液泵的入口连通。

5.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括：

比例继动阀，安装于所述制动装置的制动泵入口，所述比例继动阀与所述整车控制器的第三控制端电连接。

6.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括：

多个轮速传感器，分别安装于所述第一轮桥、所述第三轮桥、所述第四轮桥和所述第六轮桥的车轮总成上，所述多个轮速传感器与所述整车控制器的信号采集接口电连接。

7.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括：

ABS调节器，安装于所述制动装置的气动管路上，所述ABS调节器与所述整车控制器的第四控制端电连接。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-7中任一所述的制动系统。

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