CN101734164A - 一种汽车复合制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车复合制动系统，它包括液压制动子系统和电机制动子系统，液压制动子系统包括踏板制动阀、压力保持机构、压力调节机构、ABS/ESP液压阀块、制动控制器；踏板制动阀的P口与高压蓄能器出口油路连接，T口与储液罐油路连接，A口与压力调节机构油路连接；压力调节机构与ABS/ESP液压阀块和储液罐油路连接；制动控制器与压力调节机构、制动踏板位移传感器、轮速传感器、油路上的压力传感器电路连接；电机制动子系统包括电机、变速器、电机控制器、电池。压力调节机构可以由二位二通的常闭阀和常开阀组成，也可以是单独的三通的常开电液比例阀。电机制动子系统的制动力不足时由液压制动子系统提供。本发明可用于混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。

Description

一种汽车复合制动系统

技术领域

本发明涉及一种制动系统，特别是关于一种汽车复合制动系统。

背景技术

目前在能源和环境的双重压力下，逐渐出现了包括混合动力电动车、纯电动车和燃料电池车在内的新型汽车。这类汽车具有电机和蓄电池或超级电容，因此在制动时能通过电机将汽车的动能转化为电能存储在蓄电池或超级电容中。但一般来说电机提供的回收制动力矩不能满足汽车制动的需求，因此这类汽车还保留了原有的液压制动系统或气压制动系统，因此汽车在制动时液压制动系统或气压制动系统与电机制动系统同时工作，在这里就将两者的联合称为复合制动系统。复合制动系统不仅要兼顾制动安全性、制动感觉，同时需要尽可能多地回收制动能量，而因为在不同的蓄电池荷电状态、总线电压和电机转速下，电机所能提供的制动力矩会有很大不同，因此就需要对原有的液压制动系统或气压制动系统进行有效的利用。

经检索，有如下两个专利与本发明有较大的相关性。

一、清华大学的“混合动力车串联式制动系统”，专利申请号为200510001757。这此专利技术方案中，为了实现串联式制动，在制动主缸与ABS液压调节阀块之间增加了液压调节机构，在进行制动能量回收时制动轮缸的压力由液压调节机构控制，当不进行制动能量回收时制动主缸的压力由制动踏板控制。此技术的缺点主要是：当进行制动能量回收时通过两个两位三通阀切断制动主缸与制动轮缸的油路连接，但是此时由于主缸的出口被堵住从而导致制动踏板无法被踩下。

二、吉林大学的“混合动力轿车再生制动与防抱死集成控制系统”，专利申请号为200710055687。在此专利的技术方案中，制动主缸的两个出口通过ABS液压阀块的进油阀直接与制动轮缸相通，因此在制动能量回收过程中调节制动轮缸制动压力时，会导致制动主缸压力的较大波动，从而导致制动踏板的剧烈震动，影响踏板感觉。

发明内容

因此针对上述问题，本发明的目的是提供一种包括液压制动子系统和电机制动子系统在内的，能够实现串联式制动能量回收、并保证较好的制动踏板感觉的汽车复合制动系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车复合制动系统，其特征在于：它包括液压制动子系统和电机制动子系统，所述液压制动子系统包括三通的踏板制动阀、压力保持机构、压力调节机构、ABS/ESP液压阀块、制动控制器；所述踏板制动阀的P口与压力保持机构中的高压蓄能器出口油路连接，T口与压力保持机构中的储液罐油路连接，A口与压力调节机构油路连接；所述压力调节机构与ABS/ESP液压阀块和储液罐油路连接；所述制动控制器与压力调节机构、制动踏板位移传感器、轮速传感器、油路上的压力传感器电路连接；所述电机制动子系统包括机械连接的电机和变速器，以及同时与电机、电池、所述制动控制器电路连接的电机控制器，所述电池同时与所述制动控制器电路连接。

所述压力保持机构包括所述高压蓄能器，高压蓄能器的出口经由单向阀与一油泵的出口油路连接，所述油泵的入口经由过滤器与所述储液罐油路连接，所述油泵与一直流电机机械连接，所述油泵的供油回路上设置有溢流阀。

所述压力传感器分别设置在踏板制动阀与压力调节机构、左前轮与ABS/ESP液压阀块、右前轮与ABS/ESP液压阀块连通的油路上。

所述压力调节机构包括两位两通的一常闭阀和一常开阀，所述踏板制动阀的A口经由常开阀与ABS/ESP液压阀块油路连接，所述ABS/ESP液压阀块经由常闭阀与所述储液罐连接。

所述压力调节机构为一三通常开电液比例阀，所述电液比例阀的P口与所述踏板制动阀的A口油路连接，电液比例阀的T口与所述储液罐油路连接，电液比例阀的A口与所述ABS/ESP液压阀块油路连接。

本发明由于采取以上技术方案，本发明具有以下优点：1、本发明的目的是克服已有复合制动系统的缺陷，实现液压制动力的灵活调节，使液压制动系统与电机制动系统协调工作，当汽车制动时电机工作在发电状态，将汽车动能的一部分转化为电能，储存在电池中，不足的制动力由液压制动子系统提供。2、本发明采用两种形式的压力调节阀，一种是常开阀与常闭阀组合，另一种是常开电液比例阀形式，这两种的好处是：常开阀与常闭阀的组合成本较低、抗污物能力较强，而常开电液比例阀形式则具有较好的踏板感觉，且无需测量轮缸制动压力。3、在压力保持部分，采用一三通踏板制动阀，踏板制动阀的P口与高压蓄能器的出口油路连接，踏板制动阀的T口与储液罐油路连接，踏板制动阀的A口通过压力传感器与压力调节机构油路连接。高压蓄能器的出口同时经由单向阀与油泵的出口油路连接，油泵的入口经由过滤器与储液罐油路连接。总之，这种复合制动系统可应用在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车上，既能实现串联式制动能量回收、又能保证较好的制动踏板感觉。

附图说明

图1是本发明的复合制动系统的第一实施例的结构

图2是本发明的复合制动系统的第二实施例的结构

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1和图2所示，本发明的复合制动系统包括液压制动子系统和电机制动子系统，其中电机制动子系统通过电机发电将一部分汽车动能转化为电能储存在蓄电池中，不足的制动力由液压制动子系统提供。

所述液压制动子系统包括轮速传感器1、压力传感器2、制动踏板位移传感器3、踏板制动阀4、高压蓄能器5、单向阀6、油泵7、过滤器8、直流电机9、溢流阀10、储液罐11、压力调节机构12、ABS/ESP液压阀块15和制动控制器16。

其中轮速传感器1为四个，分别设置在四个车轮附近。压力传感器2为三个，分别设置在踏板制动阀4与压力调节机构12、左前轮与ABS/ESP液压阀块15、右前轮与ABS/ESP液压阀块15的通路上。各轮速传感器1、压力传感器2，以及制动踏板位移传感器3与制动控制器16电路连接，压力调节机构12也与制动控制器16电路连接。

踏板制动阀4为一三通阀，的P口与高压蓄能器5的出口油路连接，踏板制动阀4的T口与储液罐11油路连接，踏板制动阀4的A口通过压力传感器2与压力调节机构12油路连接。

高压蓄能器5的出口同时经由单向阀6与油泵7的出口油路连接，油泵7的入口经由过滤器8与储液罐11油路连接，油泵7与直流电机9机械连接。油泵7的供油回路上还设置有溢流阀10。上述高压蓄能器5、单向阀6、油泵7、过滤器8、直流电机9、溢流阀10、储液罐11连接形成压力保持机构，用于提供高压制动液。

压力调节机构12除与踏板制动阀4油路连接外，还与储液罐11油路连接，与ABS/ESP液压阀块15油路连接。所述压力调节机构12有两种形式，如图1所示的一种形式中，压力调节机构12包括二位二通高速电磁开关阀13和二位二通高速电磁开关阀14，其中高速电磁开关阀13为常闭阀，高速电磁开关阀14为常开阀。踏板制动阀4的A口经由高速电磁开关阀14与ABS/ESP液压阀块15油路连接，ABS/ESP液压阀块15经由高速电磁开关阀13与储液罐11油路连接。当高速电磁开关阀14开通时高压蓄能器5中的制动液进入ABS/ESP液压阀块15。当高速电磁开关阀13开通时，ABS/ESP液压阀块15中的制动液进入储液罐11。如图2所示的另一种形式中，压力调节机构12为电液比例阀形式，这是一个三通阀，电液比例阀12为常开阀，踏板制动阀的A口与电液比例阀12的P口油路连接，电液比例阀12的T口与储液罐11油路连接，电液比例阀12的A口与ABS/ESP液压阀块15油路连接。

ABS/ESP液压阀块15同时与四个车轮和压力调节阀12油路连接。

所述电机制动子系统包括电池17、电机控制器18、电机19、变速器20。其中电机19和变速器20机械连接，并通过变速器20与两个前轮机械连接。电机控制器18同时与电机19、电池17、制动控制器16电路连接。电池17还与制动控制器16电路连接。

本发明提出的复合制动系统包括液压制动子系统和电机制动子系统，当汽车制动时，电机制动子系统通过电机发电将一部分汽车动能转化为电能储存在蓄电池中，不足的制动力由液压制动子系统提供。所述复合制动系统可应用在混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车上。

本发明工作时，制动控制器16根据压力传感器2测得的压力值或制动踏板位移传感器3测得的踏板行程确定驾驶者的制动需求，并根据电池、电机和车轮的运动状态确定较合适的回收制动力矩，从而计算出目标液压制动力，根据此目标值由压力调节机构12对液压制动力进行调节。当车轮趋于抱死时，撤销回收制动力矩，压力调节机构复位。

Claims (8)

1.一种汽车复合制动系统，其特征在于：它包括液压制动子系统和电机制动子系统，所述液压制动子系统包括三通的踏板制动阀、压力保持机构、压力调节机构、ABS/ESP液压阀块、制动控制器；所述踏板制动阀的P口与压力保持机构中的高压蓄能器出口油路连接，T口与压力保持机构中的储液罐油路连接，A口与压力调节机构油路连接；所述压力调节机构与ABS/ESP液压阀块和储液罐油路连接；所述制动控制器与压力调节机构、制动踏板位移传感器、轮速传感器、油路上的压力传感器电路连接；

所述电机制动子系统包括机械连接的电机和变速器，以及同时与电机、电池、所述制动控制器电路连接的电机控制器，所述电池同时与所述制动控制器电路连接。

2.如权利要求1所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述压力保持机构包括所述高压蓄能器，高压蓄能器的出口经由单向阀与一油泵的出口油路连接，所述油泵的入口经由过滤器与所述储液罐油路连接，所述油泵与一直流电机机械连接，所述油泵的供油回路上设置有溢流阀。

3.如权利要求1所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述压力传感器分别设置在踏板制动阀与压力调节机构、左前轮与ABS/ESP液压阀块、右前轮与ABS/ESP液压阀块连通的油路上。

4.如权利要求2所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述压力传感器分别设置在踏板制动阀与压力调节机构、左前轮与ABS/ESP液压阀块、右前轮与ABS/ESP液压阀块连通的油路上。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述压力调节机构包括一常闭阀和一常开阀，所述踏板制动阀的A口经由常开阀与ABS/ESP液压阀块油路连接，所述ABS/ESP液压阀块经由常闭阀与所述储液罐连接。

6.如权利要求5所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述常闭阀和常开阀为两位两通阀。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述压力调节机构为一常开电液比例阀，所述电液比例阀的P口与所述踏板制动阀的A口油路连接，电液比例阀的T口与所述储液罐油路连接，电液比例阀的A口与所述ABS/ESP液压阀块油路连接。

8.如权利要求7所述的一种汽车复合制动系统，其特征在于：所述常开电液比例阀为三通阀。

Images