CN1931642A - 混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统，属于混合动力汽车技术领域。该系统包括制动能量回收子系统和气压制动防抱死子系统以及电机失效时的压力补偿子系统。其中电机失效时压力补偿系统包括：一端连接在后储气筒另一端与双向单通阀连接的压力补偿阀，安装在制动阀与继动阀之间的压力传感器，安装于后轴制动气室上的压力传感器，以及与压力补偿调节器、压力传感器I、压力传感器II控制连接的制动防抱死控制器－ECU。本发明既可以协调控制制动能量回收子系统和制动防抱死子系统，又能在电机失效的情况下快速补偿制动压力，可保证最大限度地回收制动能量，提高了整车的经济性，防止车轮抱死，提高了整车的主动安全性。

Description

混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统

技术领域

本发明属于混合动力电动汽车技术领域，特别涉及一套混合动力商用汽车的气压制动防抱死装置及其压力补偿装置。

背景技术

经专利检索了解到，有三个与之相关的发明专利，他们分别是上汽集团奇瑞汽车有限公司的“一种混合动力轿车控制系统”其申请号为200310112833.9、清华大学的“混合动力串联式制动系统”其申请号为200510001757.3以及镇江江奎集团有限公司的“多功能汽车电子控制单元的开发平台及控制方法”其申请号为200510039178.8。上汽集团奇瑞汽车有限公司的“一种混合动力轿车控制系统”其中部分涉及制动情况，其制动系统属于液压制动系统，仅仅加装了一个制动防抱死控制器；清华大学的“混合动力串联式制动系统”也属于液压制动系统，控制方式为液压控制。镇江江奎集团有限公司的“多功能汽车电子控制单元的开发平台及控制方法”属于一种开发工具而非制动系统。以上三个专利与本发明完全不同，本发明在国内还处于空白。

发明内容

本发明的目的在于为解决目前混合动力商用汽车的制动能量回收和制动防抱死的协调控制，特别是在电机失效的情况下快速补偿制动压力，而提出一种混合动力商用汽车的气压制动防抱死系统。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统，该系统包括制动能量回收子系统和气压制动防抱死子系统，该系统还包括一个电机失效时的压力补偿子系统，所说的电机失效时的压力补偿子系统包括：一端连接在后储气筒22上，另一端通过双向单通阀30与三通阀31连接的压力补偿调节器23，安装在制动阀7与继动阀32之间的压力传感器I 21，安装于后轴制动气室上的压力传感器II 28，以及与压力补偿调节器23、压力传感器I 21、压力传感器II 28控制连接的制动防抱死控制器-ECU38。

所说的压力传感器II 28可以安装在后轴右制动室27或后轴左制动室34上。

所说的制动防抱死控制器ECU38与整车控制器-HCU39以CAN总线40连接。

本发明所述的用于混合动力商用汽车上的气压防抱死控制系统，其中制动能量回收子系统包括感应电机、变速器、主减速器、电池及相关连接电路；其中气压制动防抱死子系统的硬件回路包括以下几条：第一条路径包括的气动元件有空气压缩机即气泵13、卸载阀14、湿储气筒17、四回路保护阀18，并用管路19依次将它们连接起来；第二条路径是从四回路保护阀18开始，路径经过前储气筒20、制动阀7的下腔、前三通阀6、前轮左右防抱死电磁阀4和8、前轮左右制动气室3和9，从四回路保护阀18开始用管路19依序将它们连接起来；第三条路径是从四回路保护阀18开始，路径经过后储气筒22、制动阀7的上腔、继动阀32、双向单通阀30、三通阀31、后轮左右防抱死电磁阀33和29、后轮制动气室左右34和27，从四回路保护阀18开始用管路19将它们依序连接起来；该回路中的第四条路径是从四回路保护阀18开始，包括的气动元件有手动阀15、快放阀24与两个相同的后轮左右制动气室34和27和后轮制动气室，从四回路保护阀18开始用管路19依序将它们连接起来；第五条回路是所述的电机失效时的压力补偿子系统回路，其连接方式为从后储气筒22开始，路径经过压力补偿调节阀23、双向单通阀30、三通阀31，从后储气筒22开始用管路19依序将他们连接起来。

所述的电机失效时的压力补偿子系统的控制系统中的压力传感器21、28、压力补偿调节器23分别与混合动力汽车制动防抱死控制器-ECU38控制联接；在制动阀7与继动阀32之间的管路上安装一压力传感器I 21，其通讯端口与混合动力汽车制动防抱死制动器-ECU38的通讯端口相连接，用于ECU38确定制动时驾驶员需求的总制动压力及其压力变化值；装在两侧后车轮刹车鼓之上的后轮左、右制动气室34和27之一上安装一压力传感器II 28，其通讯端口与混合动力汽车制动防抱死制动器-ECU38的通讯端口相连接，用于ECU确定电机失效时通过补偿调节器所补偿的制动压力是否达到要求值。

制动防抱死控制装置-ECU38实时采集车轮轮速传感器、压力传感器2、10、25、35产生的信号进行分析、处理生成控制指令发送给整车控制器-HCU39以及相应的执行机构一制动防抱死压力调节器4、8、33、29、压力补偿调节器23以执行相应的动作。

与现有的混合动力制动技术相比，在结构上充分利用现有的普通气压制动系统和再生制动系统的部件资源无需新部件开发。既可以协调控制制动能量回收子系统和制动防抱死子系统，又能在电机失效的情况下快速补偿制动压力，既能保证最大限度地回收制动能量，提高了整车的经济性，又能防止车轮抱死，提高了整车的主动安全性。

附图说明

图1为本发明的混合动力汽车防抱死控制系统的结构示意图；

图2为本发明的混合动力汽车防抱死控制流程示意图；

图3为本发明的混合动力汽车防抱死控制系统基于MATLAB仿真轮速曲线效果图；

图4为本发明的混合动力汽车防抱死控制系统基于MATLAB仿真制动能量回收效果图；

图中1、11分别为左前轮和右前轮，36、26分别为左后轮和右后轮，2、10、35、25分别为左、右前轮速传感器和左、右后轮速传感器，3、9、34、27分别为前轮左、右制动气室和后轮左、右制动气室，4、8、33、29分别为前轮左、右制动防抱死压力调节器和后轮左、右制动防抱死压力调节器，5为加速踏板，6、31分别为前、后三通阀，7制动阀，12真空助力器，13气泵，14卸载阀，15手动阀，16制动踏板，17湿储气筒，18四回路保护阀，19为管路，20、22分别为前后储气筒，21、28分别为压力传感器I和II，23压力补偿调节器，24快放阀，30双向单通阀，32继动阀，37为通讯线路，38制动防抱死控制-器-ECU，39整车控制器-HCU，40CAN总线。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施方式对本发明内容及其工作原理做进一步详细说明。

参照图1、2本发明混合动力汽车的气压制动防抱死系统的工作原理是：

当混合动力商用汽车启动后，制动防抱死控制器-ECU38进行初始化，并与整车控制器-HCU39互相发送状态确认报文。报文确认正确后，制动防抱死控制器-ECU 38就对前左右车轮1、11和后左右车轮36、26进行状态监控，一旦发现有制动事件发生，即当驾驶员踩下制动踏板16，对于前轴，前储气筒20中的制动气体通过制动阀7依次通过前三通阀6、前轮左右制动防抱死电磁阀4和8进入前轮左右制动气室3和9对前轮进行制动；对于后轴，后储气筒22的制动气体通过制动阀7进入继动阀32，然后依次通过双向单通阀30、三通阀31、后轮左右制动防抱死电磁阀33和29进入后轮左右制动气室34和27对后轮进行制动；同时在制动阀7与继动阀32之间的压力传感器I 21以及在后轮左右制动气室34或者27的压力传感器II 28分别将各自的压力值送给制动防抱死控制器38。此时能量回收系统也参与工作，制动防抱死控制器-ECU 38通过前轮左、右轮速传感器2、10和后轮左、右轮速传感器35、25监控车轮前后车轮状态。

如果前左、右车轮1、11和后左、右车轮36、26没有达到ABS控制要求，制动防抱死控制器-ECU38不参与调节前轮左、右制动气室3、9和后轮左、右制动气室34、27的压力，只是监控车轮的状态，此时能量回收子系统的感应电机利用后左右车轮36、26反拖发电，电流流回到电池中；一旦制动防抱死控制器-ECU38发现车轮中有即将抱死现象发生，首先向整车控制器-HCU39发送工作请求报文，整车控制器-HCU 39确认该报文后，使感应电机停止能量回收，同时制动防抱死控制器-ECU38控制前轮左、右电磁阀4、8和后轮左、右电磁罚33、29进行压力调节，当制动防抱死制动结束后，制动防抱死控制器-ECU38向整车控制器-HCU 39发送退出控制请求报文，在制动防抱死控制器-ECU 38得到整车控制器-HCU 39的确认报文后恢复其监控状态，控制权交给整车控制器-HCU 39。

当车辆处于制动能量回收状态时，突然感应电机因故障失效，这时由整车控制器-HCU39将电机失效状态信号发给制动防抱死控制器-ECU 38，制动防抱死控制器-ECU 38进入电机失效工作模式，制动防抱死控制器-ECU 38获得电机失效前一时刻的能量回收报文，然后制动防抱死控制器-ECU 38再根据压力传感器I 21、压力传感器II 28的信号进行气体补偿计算并控制补偿调节阀23对制动气室进行气体补偿，气体直接通过后储气筒22、压力补偿调节器23、双向单通阀30、三通阀31、后轮左、右制动防抱死电磁阀33、29后轮左、右向制动气室34、27补充气体，以减少电机失效给后左、右车轮36、26造成的影响。当驾驶员制动需求结束以后，制动防抱死控制器-ECU 38将压力补偿调节器23关闭。当不需要补偿气体时，压力补偿调节阀23一直是关闭的，即压力补偿调节阀23只在感应电机失效时工作。

图3和图4是本发明在MATLAB下的仿真结果。从图3和图4可知，本发明不但在有效地回收了制动能量，而且合理地协调控制制动再生系统和防抱死系统，有效地防止了车轮抱死。在节能和保持汽车主动安全性方面取得了很好的效果。

Claims (3)

1、一种混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统，该系统包括制动能量回收子系统和气压制动防抱死子系统，其特征在于：该系统还包括一个电机失效时的压力补偿子系统，所说的电机失效时的压力补偿子系统包括：一端连接在后储气筒(22)上，另一端通过双向单通阀(30)与三通阀(31)连接的压力补偿调节器(23)，安装在制动阀(7)与继动阀(32)之间的压力传感器I(21)，安装于后轴制动气室上的压力传感器II(28)，以及与压力补偿调节器(23)、压力传感器I(21)、压力传感器II(28)控制连接的制动防抱死控制器-ECU(38)。

2、根据权利要求1所述的混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统，其特征在于：所说的压力传感器II(28)可以安装在后轴右制动室(27)或后轴左制动室(34)上。

3、根据权利要求1所述的混合动力商用汽车的气压制动防抱死控制系统，其特征在于：所说的制动防抱死控制器-ECU(38)与整车控制器-HCU(39)以CAN总线(40)连接。

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