一种基于混合动力的全液压ABS制动系统及其制动方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于混合动力的全液压ABS制动系统及其制动能量回收的控制方法，所述系统包括蓄能器、充液阀、电子踏板、比例阀、制动控制器，所述蓄能器通过管路连接充液阀，所述管路上设置压力传感器，所述比例阀连接在所述电子踏板连接蓄能器充液阀之间的管路，所述电子踏板连接制动控制器，所述制动控制器连接比例阀，所述比例阀连接轮边制动器。本发明专利技术的目的在于实现ABS功能和制动能量回收的同时采用新型的液压驱动制动系统，取代传统的液压助力器，实现双回路功能，并减少系统的空间占用，提高整车制动系统的响应时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种轮式车辆行车制动系统，适用于大吨位的混合动力轮式车辆。
技术介绍
目前，国内很多混合动力轮式车辆的制动系统，大多采用液压伺服助力驱动，来实现液压ABS的功能。如图1所示，该形式的液压装置——制动主缸1A主要采用真空助力或液助力，其制动过程为踩下制动踏板2A，主缸带的助力器1A产生较高的制动压力，通过ABS的压力调节装置3A进入各轮边的制动器9A实施制动，ABS功能由制动控制器4A依据轮速信号10A、压力信号8A和电机5A的反馈信号综合计算，得出各轮边需要实时调节的压力。当需要混合制动时，制动控制器4A接根据接受到的压力信号计算出所需的能量回收力矩，以电信号的形式发送给整车制动器6A，电机5A实现制动并将回收能量储存到电池7，同时将结果反馈给制动控制器4A。带有ABS的混合动力车辆能够更好的实现能量回收以及液压制动的相互匹配，并充分利用附着力，防止车辆抱死。但液压伺服助力制动系统的问题在于助力器的压力一般最高达10MPa左右，无法实现大吨位车辆液压制动器所需的制动压力，因此只能应用于小吨位的乘用车辆，而目前大多数的重型车辆一般采用气压制动，气制动的响应时间比液压制动慢0.2s～0.4s；ABS的压力调节装置一般为集成设计，布置在制动主缸附近，而离各轮边的制动器较远，因此制动器的响应时间会受到管路长度的影响。为了解决以上存在的问题，针对大吨位的轮式车辆开发一种全液压制动系统，以液压驱动的形式实现ABS系统，又能实现混合动力车辆的制动能量回收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于实现ABS功能和制动能量回收的同时采用新型的液压驱动制动系统，取代传统的液压助力器，实现双回路功能，并减少系统的空间占用，提高整车制动系统的响应时间。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于混合动力的全液压ABS制动系统，所述系统包括蓄能器、充液阀、电子踏板、比例阀、制动控制器，所述蓄能器通过管路连接充液阀，所述管路上设置压力传感器，所述比例阀连接在蓄能器和充液阀之间的管路上，所述电子踏板连接制动控制器，所述制动控制器连接比例阀，所述比例阀连接轮边制动器。作为优选，所述蓄能器是两个，分别是前桥蓄能器和后桥蓄能器，所述压力传感器分别为两个，分别用于测量前桥蓄能器和后桥蓄能器，所述比例阀为四个，分别连接前轮和后轮的轮边制动器。作为优选，车轮设置速度传感器，所述速度传感器连接制动控制器。作为优选，所述充液阀由包括主阀a、设定上下限压力的先导阀b、单向阀c和梭阀d组成(图3所示)，所述先导阀连接主阀，所述单向阀连接主阀和梭阀，所述主阀、单向阀和先导阀的轴线互相平行，所述梭阀的轴线垂至于主阀的轴线，所述主阀垂至于轴线方向的两端分别设置O口和P口，单向阀沿着轴线的一端设置T口，单向阀垂至于轴线的一端设置A口，梭阀垂至于轴线的一端设置A口，充液阀的P口和A口在同一面，O口和A1口、A2口位于对立面，T口在侧面，P口与油泵相连，T口与油箱相连，O口与其他动力系统相连，A口与低压报警开关或溢流阀相连，A1口和A2口分别与前桥蓄能器和后桥蓄能器相连。A口与A1口和A2口压力相等。作为优选，主阀结构包括：阀体、主阀阀座、限位杆、主阀弹簧、螺塞以及密封圈，所述主阀阀座位于阀体的中部腔体内，两端设置螺塞和密封圈密封，限位杆位于右螺塞和主阀阀座之间，外部套有主阀弹簧，在P口压力作用下，主阀阀座压缩主阀弹簧直至阀座内孔端面与限位杆接触；主阀阀座和螺塞之间形成第一腔室和第二腔室，主阀阀座和阀体之间设置第三腔室和第四腔室，第三腔室和第四腔室的轴线与主阀阀座的轴线垂直，所述P口与第三腔室连通，所述O口设置在与P口相对的一侧，所述O口与第四腔室连通。主阀阀座上有节流孔，不充液时节流孔将主阀的第三腔室和第四腔室和第二腔室连通，达到压力平衡，即P口与O口的压力相等；主阀第一腔室的阀体上开有节流孔，所述节流孔与先导阀腔相通，使得蓄能器的油液可经由先导阀的腔进入主阀的第一腔室，推动主阀进行换向。主阀第三腔室的阀体上铸有通道与单向阀的左腔相通。作为优选，先导阀的结构包括：上限阀杆、上限弹簧、上限单向阀阀芯、上限螺塞、第一阀芯、先导阀座、下限单向阀阀芯、下限阀杆、下限弹簧、卸压螺塞，第一阀芯位于腔体中部，在先导阀座中移动，所述先导阀座两端有密封圈密封；所述第一阀芯左侧有下限单向阀阀芯，与下限阀杆接触，下限弹簧套在下限单向阀阀芯的外部，两端由下限单向阀阀芯的端面和卸压螺塞实现定位；卸压螺塞安装在腔体孔的最左侧，可通过旋紧深度调节下限弹簧的预紧力；所述第一阀芯右侧有上限单向阀阀芯，与上限阀杆接触，上限弹簧套在上限阀芯的外部，两端由上限阀芯的的端面和上限螺塞定位，上限螺塞拧入腔体的最右侧，直至与先导阀阀座的右端面接触。A口与梭阀之间设置腔室c4,上限螺塞和上限单向阀阀芯之间形成腔室c3，上限螺塞上有通孔k3，使得蓄能器的油液可经由c4腔进入c3腔,将压力作用于上限单向阀阀芯上，所述c4腔与梭阀的中部腔c5相连，使得P口的油液可经单向阀流入梭阀的中部腔。先导阀座上分别有三个通孔，使得当上限单向阀或下限单向阀打开时，蓄能器的油液可经由上限单向阀芯、节流孔k2流入主阀b1腔或者经由下限单向阀流入先导阀的c2腔，先导阀的c2腔通过卸压螺塞与回油口T口相通。作为优选，单向阀用于当P口压力升高后，打开向蓄能器充液，充液完成后关闭，使蓄能器的压力保持。单向阀结构包括：滤芯、单向阀座、单向阀芯、回位弹簧和单向阀螺塞，单向阀座位于腔体中部，与左侧滤芯和右侧螺塞接触定位在腔体内，所述单向阀座有通孔k4与c4腔相通；单向阀芯位于阀座内，通过压缩右侧回位弹簧在单向阀座中移动；单向阀左侧腔体内有通道与主阀b2腔相通，当主阀P口压力经由b2腔的通道进入单向阀，克服回位弹簧打开单向阀芯后，即可经过阀座的通孔k4、c4腔进入梭阀的c5腔，给A1口和A2口充液。作为优选，梭阀包括两个完全对称的阀芯和单向阀弹簧、螺栓和梭阀阀座，梭阀阀座31位于腔体中部，两个单向阀阀芯相对安装位于梭阀阀座中间，单向阀弹簧位于腔体两端定位，所述阀芯在单向阀弹簧和梭阀阀座之间移动；梭阀阀座上有3个通孔，中间通孔与阀体形成中部腔，中部腔和单向阀的腔和先导阀的腔相通，垂直于梭阀阀座的中心线。单向阀打开后的油液经过c4腔、c3腔、c5腔和梭阀阀座上的通孔k5，克服两端的弹簧力后，顶开两个单向阀，经由阀座两侧通孔k6分别进入两个蓄能器进行充液。如果一路蓄能器发生泄露，梭阀阀座在压差和弹簧的作用下会向压力低的一侧移动，直至关闭该侧的单向阀，另一路单向阀可不受影响继续打开充液。作为优选，还包括整车控制器，所述整车控制器连接制动控制器，制动控制器接受轮速传感器、踏板电信号和压力传感器共同信号输入，驾驶员踩下制动踏板，电子踏板将踏板角度转换为电信号，计算出踏板转动的角度和速率，将采集的信号同时输入到制动控制器，识别驾驶员的制动意图，即所需的制动减速度的大小，所述减速度的大小的计算公式如下：式中：M：整车质量，单位kg；a：整车减速度，单位m/s2；n：车轮的数量；Ki：制动力矩系数，由制动器结构决定，单位N.m.MPa-1；Pi(t)：制动轮缸等效压力曲线，根据系统结构选择的经验数据，单位MPa；Ji：各个车轮的转动惯量，单位k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合动力的全液压ABS制动系统，所述系统包括蓄能器(4B)、充液阀(1B)、电子踏板(2B)、比例阀(3B)、制动控制器(4A)，其特征在于，所述蓄能器(4B)通过管路连接充液阀(1B)，所述管路上设置压力传感器(8A)，所述比例阀(3B)连接在蓄能器(4B)和充液阀(1B)之间的管路上，所述电子踏板(2B)连接制动控制器(4A)，所述制动控制器(4A)连接比例阀(3B)，所述比例阀(3B)连接轮边制动器(9A)。

【技术特征摘要】
1.一种基于混合动力的全液压ABS制动系统，所述系统包括蓄能器(4B)、充液阀(1B)、电子踏板(2B)、比例阀(3B)、制动控制器(4A)，其特征在于，所述蓄能器(4B)通过管路连接充液阀(1B)，所述管路上设置压力传感器(8A)，所述比例阀(3B)连接在蓄能器(4B)和充液阀(1B)之间的管路上，所述电子踏板(2B)连接制动控制器(4A)，所述制动控制器(4A)连接比例阀(3B)，所述比例阀(3B)连接轮边制动器(9A)。2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述蓄能器(4B)是两个，分别是前桥蓄能器和后桥蓄能器，所述压力传感器(8A)分别为两个，分别用于测量前桥蓄能器和后桥蓄能器，所述比例阀(3B)为四个，分别连接前轮和后轮的轮边制动器(9A)。3.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，车轮设置速度传感器(10A)，所述速度传感器(10A)连接制动控制器(4A)。4.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述充液阀(1B)由包括主阀(a)、设定上下限压力的先导阀(b)、单向阀(c)和梭阀(d)组成，所述先导阀连接主阀，所述单向阀连接主阀和梭阀。所述主阀、单向阀和先导阀的轴线互相平行，所述梭阀的轴线垂至于主阀的轴线，所述主阀垂至于轴线方向的两端分别设置O口和P口，先导阀沿着轴线的一端设置T口，单向阀垂直于轴线的一端设置A口，梭阀垂至于轴线的一端设置A1口和A2口，充液阀的P口和A口在同一面，O口和A1口、A2口位于对立面，T口在侧面，P口与油泵相连，T口与油箱相连，O口与其他动力系统相连，A口与低压报警开关或溢流阀相连，A1口和A2口分别与前桥蓄能器和后桥蓄能器相连。A口与A1口和A2口压力相等。5.如权利要求4所述的制动系统，其特征在于，主阀结构包括：阀体、主阀阀座(22)、限位杆(23)、主阀弹簧(24)、螺塞(25)以及密封圈(26)，所述主阀阀座(22)位于阀体的中部腔体内，两端设置螺塞(25)和密封圈(26)密封，限位杆(23)位于右螺塞(25)和主阀阀座(22)之间，外部套有主阀弹簧(24)，在P口压力作用下，主阀阀座(22)压缩主阀弹簧(24)直至阀座内孔端面与限位杆(23)接触；主阀阀座(22)和螺塞(25)之间形成第一腔室(b1)和第二腔室(b4)，主阀阀座(22)和阀体之间设置第三腔室(b2)和第四腔室(b3)，第三腔室(b2)和第四腔室(b3)的轴线与主阀阀座(22)的轴线垂直，所述P口与第三腔室(b2)连通，所述O口设置在与P口相对的一侧，所述O口与第四腔室(b3)连通。主阀阀座(22)上有节流孔(k1)，不充液时节流孔(k1)将主阀的第三腔室(b2)和第四腔室(b3)和第二腔室(b4)连通，达到压力平衡，即P口与O口的压力相等；主阀第一腔室(b1)的阀体上开有节流孔(k2)，所述节流孔(k2)与先导阀(c1)腔相通，使得蓄能器的油液可经由先导阀的(c1)腔进入主阀的第一腔室(b1)，推动主阀进行换向。主阀第三腔室(b2)的阀体上铸有通道与单向阀(17)的左腔相通。6.如权利要求4所述的制动系统，其特征在于，先导阀的结构包括：上限阀杆(1)、上限弹簧(2)、上限单向阀阀芯(3)、上限螺塞(4)、第一阀芯(5)、先导阀座(6)、下限单向阀阀芯(7)、下限阀杆(8)、下限弹簧(9)、卸压螺塞(10)，第一阀芯(5)位于腔体中部，在先导阀座(6)中移动，所述先导阀座(6)两端有密封圈密封；所述第一阀芯(5)左侧有下限单向阀阀芯(7)，与下限阀杆(8)接触，下限弹簧(9)套在下限单向阀阀芯(7)的外部，两端由下限单向阀阀芯(7)的端面和卸压螺塞(10)实现定位；卸压螺塞(10)安装在腔体孔的最左侧，可通过旋紧深度调节下限弹簧的预紧力；所述第一阀芯(5)右侧有上限单向阀阀芯(3)，与上限阀杆(1)接触，上限弹簧(2)套在上限阀芯(3)的外部，两端由上限阀芯(3)的的端面和上限螺塞(4)定位，上限螺塞(4)拧入腔体的最右侧，直至与先导阀阀座(6)的右端面接触。A口与单向阀之间设置腔室(c4),上限螺塞(4)和上限单向阀阀芯(3)之间形成腔室(c3)，上限螺塞(4)上有通孔(k3)，使得蓄能器的油液可经由(c4)腔进入(c3)腔,将压力作用于上限单向阀阀芯(3)上，所述(c4)腔与梭阀的中部腔(c5)相连，使得P口的油液可经单向阀流入梭阀的中部腔。先导阀座(6)上分别有三个通孔，使得当上限单向阀或下限单向阀打开时，蓄能器的油液可经由上限单向阀芯(3)、节流孔(k2)流入主阀(b1)腔或者经由下限单向阀(7)流入先导阀的(c2)腔，先导阀的(c2)腔通过卸压螺塞(10)与回油口T口相通。7.如权利要求5所述的制动系统，其特征在于，单向阀用于当P口压力升高后，打开向蓄能器充液，充液完成后关闭，使蓄能器的压力保持。单向阀结构包括：滤芯(15)、单向阀座(16)、单向阀芯(17)、回位弹簧(18)和单向阀螺塞(19)，单向阀座(16)位于腔体中部，与左侧滤芯(15)和右侧螺塞(19)接触定位在腔体内，所述单向阀座(16)有通孔(k4)与(c4)腔相通；单向阀芯(17)位于阀座(16)内，通过压缩右侧回位弹簧(18)在单向阀座(16)中移动；单向阀左侧腔体内有通道与主阀(b2)腔相通，当主阀P口压力经由(b2)腔的通道进入单向阀，克服回位弹簧(18)打开单向阀芯(17)后，即可经过阀座的通孔(k4)、(c4)腔进入梭阀的(c5)腔，给A1口和A2口充液。8.如权利要求5所述的制动系统，其特征在于，梭阀包括两个完全对称的阀芯(32)和单向阀弹簧(33)、螺栓(34)和梭阀阀座(31)，梭阀阀座(31)位于腔体中部，两个单向阀阀芯(32)相对安装位于梭阀阀座(31)中间，单向阀弹簧(33)位于腔体两端定位，所述阀芯(32)在单向阀弹簧(33)和梭阀阀座(31)之间移动；梭阀阀座(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勤仪，尹顺良，周伟，范婧，陈新波，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11