一种气压制动能量回收系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气压制动能量回收系统及其控制方法，克服了现有技术存在电磁阀调节会使部分气压损耗掉、控制难度大与使用寿命缩短的问题；回收系统包括高压气源装置、气压调节装置、制动执行装置与制动能量回收装置。制动能量回收装置安装在前桥与后桥上。高压气源装置、气压调节装置与制动执行装置之间采用气压管路连接。该系统的控制方法：1)检测车辆是否处于滑行状态，若处于滑行状态则进入滑行制动模式；2)检测车辆是否处于制动状态；3)检测车辆是否制动失效，若制动失效则进入制动失效模式；)判断是否进入驻车制动模式或解除驻车制动模式；5)对驾驶员制动意图进行识别；6)对前后轴制动力进行分配；7)对电、气制动力进行分配。

A pneumatic brake energy recovery system and its control method

The invention discloses a pneumatic brake energy recovery system and its control method, overcomes the problems of existing technology can make partial pressure solenoid valve to adjust the loss, difficulty and shorten the service life of the control; the recycling system comprises a high-pressure air supply device, pressure adjusting device, the braking device and the braking energy recovery device. The brake energy recovery device is installed on the front axle and rear axle. The pressure pipe connection is used between the high-pressure gas source device, the air pressure regulating device and the brake execution device. The control method of the system: 1) to detect whether the vehicle is in the sliding state, if in the sliding state into the sliding brake mode; 2) to detect whether the vehicle is in braking state; 3) to detect whether the vehicle brake failure, if the brake failure into the brake failure mode;) to determine whether access to parking brake or release the parking brake model; 5) to identify driver's braking intention; 6) distribution of braking force; 7) the allocation of electricity and gas power system.

【技术实现步骤摘要】
一种气压制动能量回收系统及其控制方法
本专利技术涉及属于汽车制动能量回收
的一种回收装置，更确切地说,本专利技术涉及一种气压制动能量回收系统及其控制方法。
技术介绍
汽车在工作过程中会接收到来自驾驶员的频繁的制动指令。在汽车执行制动指令的过程中，需要制动器对汽车施加一个与运动方向相反的力矩以尽快抵消汽车前进的惯性，而汽车对制动器做的功就化为了热能而流失掉。为了提高能量的利用率以节约能源，对汽车制动时损耗掉的能量加以回收和利用就显得尤为必要。目前较为通用的方法是通过固定的装置将汽车制动时本应损失的能量储存起来，再在汽车行驶时将这部分能量用于汽车的驱动，而这种技术就是制动能量回收技术。对于现有的气压制动能量回收系统来说，普遍采用ABS(防抱死制动系统)电磁阀实现对各个制动气室的压力控制，但是该种方式却存在着以下问题：(1)ABS电磁阀对制动压力进行线性控制的难度较大，并且ABS电磁阀的调节会使部分气压损耗掉；(2)制动能量回收系统的搭载不能影响到原车的ABS功能，这就需要与ABS厂商进行联合开发，并且控制难度大；(3)ABS电磁阀本身并不适应频繁工作，当其应用于制动能量回收时，会由于频繁的开闭需求导致其使用寿命缩短。中国专利公告(布)号为106627535A，公告(布)日为2017-05-10，专利技术名称为一种气压制动能量回收系统的专利技术专利提出了一种具有主动制动功能的气压制动系统及控制方法，其通过加装牵引力控制系统实现了主动制动功能，然而其必须通过ABS系统对制动压力进行控制，控制策略复杂且实现难度大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的气压制动能量回收系统协调控制难度大、结构过于复杂以及压力控制过于依赖ABS系统的问题，提供了一种气压制动能量回收系统及其控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种气压制动能量回收系统包括高压气源装置、气压调节装置、制动执行装置与制动能量回收装置；所述的高压气源装置包括四回路保护阀、后轴干储气筒与前轴干储气筒；所述的气压调节装置包括手动阀、快放阀、后轴失效压力传感器、前轴失效压力传感器、前轴三通与后轴三通(34)；所述的制动执行装置包括左前轮制动气室、右前轮制动气室、右后轮制动气室与左后轮制动气室；所述的四回路保护阀的1个出气口与手动阀的a端口管路连接，后轴干储气筒与前轴干储气筒的出气口和后轴失效压力传感器与前轴失效压力传感器管路连接；快放阀两个出气端分别采用气压管路和右后轮制动气室与左后轮制动气室的前腔连接，前轴三通的b端口与c端口分别采用气压管路和左前轮制动气室与右前轮制动气室的a端口连接，后轴三通的b端口与c端口分别采用气压管路和左后轮制动气室与右后轮制动气室的a端口连接；所述的制动能量回收装置固定安装在前桥与后桥上。技术方案中所述的高压气源装置还包括气泵、卸荷阀与湿储气筒；所述的气泵通过卸荷阀与湿储气筒的进气端采用气压管路连接，湿储气筒的出气端采用气压管路与四回路保护阀的进气端进行连接，四回路保护阀的另两个出气端分别采用气压管路和后轴干储气筒与前轴干储气筒的进气端连接。技术方案中所述的气压调节装置还包括制动踏板位移传感器、制动踏板、后轴压力调节阀、前轴失效回路三通、失效保护电控阀、制动阀、前轴压力调节阀、后轴失效回路三通、前轴压力传感器与后轴压力传感器；所述的后轴失效压力传感器的一端与制动阀的上腔入口端采用气压管路连接，前轴失效压力传感器的一端与制动阀的下腔入口端采用气压管路连接，制动阀的下腔出口端与上腔出口端分别和前轴压力调节阀与后轴压力调节阀的入口端采用气压管路连接，前轴压力调节阀与后轴压力调节阀的出口端分别采用气压管路和前轴失效回路三通的a端口与后轴失效回路三通的a端口连接；失效保护电控阀的p端口与前轴失效回路三通的b端口采用气压管路连接，失效保护电控阀的q端口与后轴失效回路三通的b端口采用气压管路连接；前轴压力传感器安装在前轴失效回路三通的c端口与前轴三通的a端口之间的气压管路上；后轴压力传感器安装在后轴失效回路三通的c端口与后轴三通的a端口之间的气压管路上，手动阀的b端口与快放阀的一端采用气压管路连接，制动踏板位移传感器安装在制动踏板上，制动踏板安装在制动阀上。技术方案中所述的制动能量回收装置固定安装在前桥与后桥上是指：制动能量回收装置包括前轴电机、后轴电机、前轴差速器与后轴差速器；所述的前轴差速器与前轴电机机械连接，后轴差速器与后轴电机机械连接，前轴差速器与后轴差速器分别和前桥半轴与后桥半轴机械连接。技术方案中所述的制动执行装置还包括左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、右后轮轮速传感器与左后轮轮速传感器；所述的左前轮制动气室、右前轮制动气室、右后轮制动气室与左后轮制动气室均采用组合式弹簧制动气室并分别和左前轮、右前轮、右后轮、左后轮上的制动器进行机械连接；所述的获得各个车轮轮速信号的左前轮轮速传感器、右前轮轮速传感器、右后轮轮速传感器与左后轮轮速传感器分别安装在左前轮、右前轮、右后轮与左后轮上。一种气压制动能量回收系统的控制方法的步骤如下：1)检测车辆是否处于滑行状态，若处于滑行状态则进入滑行制动模式(1)是对整车控制器接收到的制动踏板位移信号和加速踏板位移信号进行判断，若制动踏板位移信号和加速踏板位移信号均为0则进入步骤b，若制动踏板位移信号和加速踏板位移信号不都为0则进入步骤2)；(2)是采用最大轮速法通过轮速传感器采集到的轮速信号求得车辆当前车速，车速计算如下式所示：v＝{ωi·r}max其中：v为车速，单位为m/s；ωi为第i个轮的轮速，单位为rad/s；r为车轮的滚动半径，单位为m；若车速为0则后轴压力调节阀、前轴压力调节阀、失效保护电控阀均断电，系统初始化，若车速不为0，则进入滑行制动工作模式；2)检测车辆是否处于制动状态3)检测车辆是否制动失效，若制动失效则进入制动失效模式(1)通过前后轴制动回路是否正常建压进行判断，若前轴制动回路气体压力Pf>0且后轴制动回路气体压力Pr>0则进入步骤4)；(2)若不符合上述条件则进入制动失效模式；4)判断是否进入驻车制动模式或解除驻车制动模式(1)对车速进行判断，若车速大于0则进入步骤5)，若车速等于0则进入步骤(2),所述车速的确定方法与步骤1)中的步骤(2)所用到的车速确定方法相同；(2)是对驻车制动装置的状态进行检测，若驾驶员操作手动阀激活则进入驻车制动状态，若驾驶员操作手动阀取消激活则进入解除驻车制动状态；5)对驾驶员制动意图进行识别；6)对前后轴制动力进行分配；7)对电、气制动力进行分配。技术方案中所述的检测车辆是否处于制动状态是指：(1)检测车辆是否处于制动状态由制动踏板位移和加速踏板位移进行判断，若制动踏板位移d制动>0且加速踏板位移d加速＝0，则进入检测车辆是否制动失效，若制动失效则进入制动失效模式的步骤；(2)若不符合上述判定条件则后轴压力调节阀、前轴压力调节阀、失效保护电控阀均断电，系统初始化。技术方案中所述的对驾驶员制动意图进行识别是指：首先是通过制动踏板位移传感器得到制动踏板的位移，然后同时进行下面的步骤与步骤的操作：(1)是整车控制器将其获得的制动踏板位移信号与未加装本气压制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的一种气压制动能量回收系统包括高压气源装置、气压调节装置、制动执行装置与制动能量回收装置；所述的高压气源装置包括四回路保护阀(10)、后轴干储气筒(11)与前轴干储气筒(25)；所述的气压调节装置包括手动阀(9)、快放阀(17)、后轴失效压力传感器(26)、前轴失效压力传感器(27)、前轴三通(31)与后轴三通(34)；所述的制动执行装置包括左前轮制动气室(2)、右前轮制动气室(5)、右后轮制动气室(19)与左后轮制动气室(22)；所述的四回路保护阀(10)的1个出气口与手动阀(9)的a端口管路连接，后轴干储气筒(11)与前轴干储气筒(25)的出气口和后轴失效压力传感器(26)与前轴失效压力传感器(27)管路连接；快放阀(17)两个出气端分别采用气压管路和右后轮制动气室(19)与左后轮制动气室(22)的前腔连接，前轴三通(31)的b端口与c端口分别采用气压管路和左前轮制动气室(2)与右前轮制动气室(5)的a端口连接，后轴三通(34)的b端口与c端口分别采用气压管路和左后轮制动气室(22)与右后轮制动气室(19)的a端口连接；所述的制动能量回收装置固定安装在前桥与后桥上。...

【技术特征摘要】
1.一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的一种气压制动能量回收系统包括高压气源装置、气压调节装置、制动执行装置与制动能量回收装置；所述的高压气源装置包括四回路保护阀(10)、后轴干储气筒(11)与前轴干储气筒(25)；所述的气压调节装置包括手动阀(9)、快放阀(17)、后轴失效压力传感器(26)、前轴失效压力传感器(27)、前轴三通(31)与后轴三通(34)；所述的制动执行装置包括左前轮制动气室(2)、右前轮制动气室(5)、右后轮制动气室(19)与左后轮制动气室(22)；所述的四回路保护阀(10)的1个出气口与手动阀(9)的a端口管路连接，后轴干储气筒(11)与前轴干储气筒(25)的出气口和后轴失效压力传感器(26)与前轴失效压力传感器(27)管路连接；快放阀(17)两个出气端分别采用气压管路和右后轮制动气室(19)与左后轮制动气室(22)的前腔连接，前轴三通(31)的b端口与c端口分别采用气压管路和左前轮制动气室(2)与右前轮制动气室(5)的a端口连接，后轴三通(34)的b端口与c端口分别采用气压管路和左后轮制动气室(22)与右后轮制动气室(19)的a端口连接；所述的制动能量回收装置固定安装在前桥与后桥上。2.按照权利要求1所述的一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的高压气源装置还包括气泵(7)、卸荷阀(8)与湿储气筒(24)；所述的气泵(7)通过卸荷阀(8)与湿储气筒(24)的进气端采用气压管路连接，湿储气筒(24)的出气端采用气压管路与四回路保护阀(10)的进气端进行连接，四回路保护阀(10)的另两个出气端分别采用气压管路和后轴干储气筒(11)与前轴干储气筒(25)的进气端连接。3.按照权利要求1所述的一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的气压调节装置还包括制动踏板位移传感器(12)、制动踏板(13)、后轴压力调节阀(14)、前轴失效回路三通(15)、失效保护电控阀(16)、制动阀(28)、前轴压力调节阀(29)、后轴失效回路三通(30)、前轴压力传感器(32)与后轴压力传感器(33)；所述的后轴失效压力传感器(26)的一端与制动阀(28)的上腔入口端采用气压管路连接，前轴失效压力传感器(27)的一端与制动阀(28)的下腔入口端采用气压管路连接，制动阀(28)的下腔出口端与上腔出口端分别和前轴压力调节阀(29)与后轴压力调节阀(14)的入口端采用气压管路连接，前轴压力调节阀(29)与后轴压力调节阀(14)的出口端分别采用气压管路和前轴失效回路三通(15)的a端口与后轴失效回路三通(30)的a端口连接；失效保护电控阀(16)的p端口与前轴失效回路三通(15)的b端口采用气压管路连接，失效保护电控阀(16)的q端口与后轴失效回路三通(30)的b端口采用气压管路连接；前轴压力传感器(32)安装在前轴失效回路三通(15)的c端口与前轴三通(31)的a端口之间的气压管路上；后轴压力传感器(33)安装在后轴失效回路三通(30)的c端口与后轴三通(34)的a端口之间的气压管路上，手动阀(9)的b端口与快放阀(17)的一端采用气压管路连接，制动踏板位移传感器(12)安装在制动踏板(13)上，制动踏板(13)安装在制动阀(28)上。4.按照权利要求1所述的一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的制动能量回收装置固定安装在前桥与后桥上是指：制动能量回收装置包括前轴电机(3)、后轴电机(20)、前轴差速器(4)与后轴差速器(21)；所述的前轴差速器(4)与前轴电机(3)机械连接，后轴差速器(21)与后轴电机(20)机械连接，前轴差速器(4)与后轴差速器(21)分别和前桥半轴与后桥半轴机械连接。5.按照权利要求1所述的一种气压制动能量回收系统，其特征在于，所述的制动执行装置还包括左前轮轮速传感器(1)、右前轮轮速传感器(6)、右后轮轮速传感器(18)与左后轮轮速传感器(23)；所述的左前轮制动气室(2)、右前轮制动气室(5)、右后轮制动气室(19)与左后轮制动气室(22)均采用组合式弹簧制动气室并分别和左前轮、右前轮、右后轮、左后轮上的制动器进行机械连接；所述的获得各个车轮轮速信号的左前轮轮速传感器(1)、右前轮轮速传感器(6)、右后轮轮速传感器(18)与左后轮轮速传感器(23)分别安装在左前轮、右前轮、...

【专利技术属性】
技术研发人员：初亮，姜雲崧，孙成伟，王天怡，李天骄，王严伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22