一种制动能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种制动能量回收系统，其包括主控制器（５）、发电机（１）及其控制器（４）、储能器（２）及其控制器（３）、防抱死系统（１１）及其控制器（６）、辅助制动系统（８）、真空助力泵（９）、制动总泵（１０）、电子制动踏板（７）、轮速传感器（１２）以及压力传感器（１３），其中，当目标制动力矩（Ｆｎ）小于或等于发电机制动力矩（Ｆｍ）时，完全采用发电机（１）制动并回收制动能量；当目标制动力矩（Ｆｎ）超过发电机制动力矩（Ｆｍ）时，超出的制动力矩（Ｆｌ＝Ｆｎ－Ｆｍ）由辅助制动系统（８）产生并部分回收制动能量；当处于紧急制动状态时，启动防抱死系统（１１）进行防抱死控制并停止制动能量回收。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

概括地说，本技术涉及一种制动能量回收系统；具体地说，本技术涉及一 种基于防抱死系统(ABS)和辅助制动系统(BAS)的制动能量回收系统。
技术介绍
随着全球环境和能源问题日益严重，混合动力汽车的研究已经成为本领域内研究 开发的热点。制动能量回收是混合动力汽车的一项关键技术，是降低混合动力汽车燃油消耗的 重要手段之一。在传统的混合动力系统上的分析和测试表明，制动能量回收能提高燃油效 率3. 5% %。但是据国外的文献分析表明，在典型城市路况下，汽车制动消耗的惯性能 量可达发动机发出总能量的59%，因此对混合动力制动能量回收系统的优化和改进能更好 的提高汽车燃油经济性。利用发电机发电来回收制动能量是混合动力汽车回收能量的一种主要方式。但 是，在传统的混合动力应用中，由于制动系统结构在传统汽车制动系统结构的基础上保持 不变，在发电机进行制动的同时机械制动也在发挥作用，导致车辆动能变成热能消耗掉，极 大的影响了制动能量的回收效率。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述问题从而提供了一种制动能量回收系统。根据本技术的第一方面，提供了一种制动能量回收系统，所述制动能量回收 系统包括主控制器、发电机、发电机控制器、储能器、储能器控制器、防抱死系统、防抱死系 统控制器、辅助制动系统、真空助力泵、制动总泵、电子制动踏板、轮速传感器以及压力传感 器，其中，所述主控制器、防抱死系统控制器、辅助制动系统、发电机控制器、储能器控 制器通过CAN总线组成通讯网络，所述主控制器通过所述电子制动踏板的开度以及运动速率计算目标制动力矩，当所需目标制动力矩小于或者等于发电机制动力矩时，完全采用发电机进行制 动，并且将制动能量回收；当所需目标制动力矩超过所述发电机制动力矩时，所超出的制动力矩由辅助制动 系统产生，并将制动能量部分回收；当车辆处于紧急制动状态时，启动防抱死系统进行防抱死控制，同时停止制动能 量回收。如上所述，通过辅助制动系统将液压制动和发电机制动隔离开来，可以实现制动 工况下不同程度的制动，同时进行能量回收，即当驾驶员轻微制动时，主要由电机提供制 动力，并且将制动能量完全回收(除去损耗)；当驾驶员中等制动，并且超过电机所能提供 制动力时，由辅助制动系统产生液压制动压力，进行补充制动，并将制动能量部分回收。当3驾驶员紧急制动时，此时控制策略以防抱死功能为优先，同时电机停止进行能量回收。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述主控制器用于根据所述电子制 动踏板的角度和下降速度判断当前的制动强度并且区分紧急制动和平缓制动、对所述发电 机的制动和所述辅助制动系统的制动进行分配以及控制制动能量的回收。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述辅助制动系统包括真空助力器、 常闭开关阀、油泵、常开开关阀、储液罐和增压缸，其中，通过所述油泵对密封的油路空间增 压，带动所述增压缸的活动面推挤所述真空助力器而进行增压动作；通过打开所述常闭开关阀泄油进行减压动作；通过所述增压动作和所述减压动作实现可控的制动压力调节。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述防抱死系统控制器对车轮转速 进行监测，同时检测每个通道的制动压力并接收所述主控制器发出的目标制动力指令，通 过控制防抱死控制和调节目标制动力矩从而完成控制功能。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述发电机能够通过与驱动轴同轴 连接或通过动力耦合装置直接连接，并通过加装离合器进行离合控制、在制动时进行能量 回收。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述制动能量回收系统还包括储能 系统，其通过超级电容或电池的形式对发电机产生的电能进行存储，同时对系统内部的电 量及充放电进行管理和显示。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述电子制动踏板能够通过电位计 原理、光电编码原理产生的角度或者电位的电气信号来表征制动强度和意图。可选地，在如上所述的制动能量回收系统中，所述主控制器、防抱死系统控制器、 发电机控制器、储能器控制器和辅助制动系统控制器均通过CAN总线连接。本技术通过上述的制动能量回收系统有利地提高了制动能量的回收效率。附图说明结合附图，根据后面对优选实施方式的详细描述，本技术的前述和其它目的、 特征和优点将变得非常显然。应当了解，如下附图仅具说明性的目的，而并非意在限定本实 用新型的范围。图中图1是根据本技术一种实施方式的能量回收系统的示意性结构框图；图2是根据本技术一种实施方式的能量回收系统中辅助制动系统(BAS)的示 意性结构框图。具体实施方式下面将参照附图对本技术的能量回收系统的具体实施方式进行更详细的说 明。图1是根据本技术一种实施方式的能量回收系统的示意性结构框图。从图1 中可以看出，根据本技术一种实施方式的能量回收系统包括主控制器5、发电机1、发 电机控制器4、储能器2、储能器控制器3、防抱死系统(防抱死执行器)11、防抱死系统控 制器6、辅助制动系统8、真空助力泵9、制动总泵10、电子制动踏板7、轮速传感器12以及压力传感器13。当然，所述能量回收系统还可以包括其它装置和机构以实现相应的功能。例 如，其还可以包括电子制动踏板角度传感器等。图1中还示例性地示出了上述各装置之间的连接关系。具体地说，主控制器5通 过CAN总线与发电机控制器4、储能器控制器3、防抱死系统控制器6、辅助制动系统8连接， 并且主控制器5还与电子制动踏板7相关联。通过这种连接方式，主控制器主要负责整个 系统的管理和控制功能，包括驾驶员制动意图管理(通过电子制动踏板7)、辅助制动系统 管理、发电机系统管理、能量储存管理等功能。在车辆运行过程中，主控制器持续检测电子 制动踏板7的状态，从而判断驾驶员意图并且按照其意图进行控制。轮速传感器12通过电气线路与防抱死系统控制器6连接。压力传感器13安装在 防抱死系统11到轮胎制动分泵中间，其信号通过电气线路与防抱死系统控制器6连接。辅 助制动系统输出轴直接连接真空助力泵9的推动杆，真空助力器14直接与制动总泵推动杆 连接，制动总泵10的两路油路输出直接连接防抱死系统11的制动液输入口。下面将分别介绍上述装置各自所起的功能。如上面所述，主控制器5的主要功能是根据电子制动踏板7的角度和下降速度判 断当前的制动强度，并且区分紧急制动和平缓制动；对发电机1制动和辅助制动系统8的制 动进行分配；以及控制制动能量的回收。辅助制动系统8包括真空助力器、常闭开关阀、油泵、常开开关阀、储液罐和增压 缸，其中，通过油泵对密封的油路空间增压，带动增压缸的活动面推挤真空助力器而进行增 压动作；通过打开常闭开关阀泄油进行减压动作；通过增压动作和减压动作实现可控的制 动压力调节。防抱死系统控制器11对车轮转速进行监测，同时检测每个通道的制动压力，并接 收主控制器5发出的目标制动力指令，通过控制防抱死控制和调节目标制动力矩从而完成 控制功能。发电机1能够通过与驱动轴同轴连接或通过动力耦合装置直接连接，并通过加装 离合器进行离合控制，在制动时进行能量回收。发电机系统(包括发电机和发电机控制器) 承担的主要功能是受整车控制器控制，当刹车时，提供分配的阻力矩同时发电，当没有刹 车时，需要断开与驱动系统连接。储能器2和储能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制动能量回收系统，所述制动能量回收系统包括主控制器（５）、发电机（１）、发电机控制器（４）、储能器（２）、储能器控制器（３）、防抱死系统（１１）、防抱死系统控制器（６）、辅助制动系统（８）、真空助力泵（９）、制动总泵（１０）、电子制动踏板（７）、轮速传感器（１２）以及压力传感器（１３），其中，所述主控制器（５）、防抱死系统控制器（６）、辅助制动系统（８）、发电机控制器（４）、储能器控制器（３）通过ＣＡＮ总线组成通讯网络，所述主控制器（５）与所述电子制动踏板（７）相关联，并且通过所述电子制动踏板（７）的开度以及运动速率计算目标制动力矩（Ｆｎ），并且，所述制动能量回收系统构造成使得：当所需目标制动力矩（Ｆｎ）小于或者等于发电机制动力矩（Ｆｍ）时所述主控制器（５）控制所述发动机控制器（４）采用发电机（１）进行制动，此时制动能量被回收至储能器（２）；当所需目标制动力矩（Ｆｎ）超过所述发电机制动力矩（Ｆｍ）时，所述主控制器（５）控制辅助制动系统（８）产生所超出的制动力矩（Ｆｌ＝Ｆｎ－Ｆｍ），此时部分回收制动能量；当车辆处于紧急制动状态时所述主控制器（５）启动防抱死系统进行防抱死控制，此时停止了制动能量回收。...

【技术特征摘要】
一种制动能量回收系统，所述制动能量回收系统包括主控制器(5)、发电机(1)、发电机控制器(4)、储能器(2)、储能器控制器(3)、防抱死系统(11)、防抱死系统控制器(6)、辅助制动系统(8)、真空助力泵(9)、制动总泵(10)、电子制动踏板(7)、轮速传感器(12)以及压力传感器(13)，其中，所述主控制器(5)、防抱死系统控制器(6)、辅助制动系统(8)、发电机控制器(4)、储能器控制器(3)通过CAN总线组成通讯网络，所述主控制器(5)与所述电子制动踏板(7)相关联，并且通过所述电子制动踏板(7)的开度以及运动速率计算目标制动力矩(Fn)，并且，所述制动能量回收系统构造成使得当所需目标制动力矩(Fn)小于或者等于发电机制动力矩(Fm)时所述主控制器(5)控制所述发动机控制器(4)采用发电机(1)进行制动，此时制动能量被回收至储能器(2)；当所需目标制动力矩(Fn)超过所述发电机制动力矩(Fm)时，所述主控制器(5)控制辅助制动系统(8)产生所超出的制动力矩(Fl＝Fn Fm)，此时部分回收制动能量；当车辆处于紧急制动状态时所述主控制器(5)启动防抱死系统进行防抱死控制，此时停止了制动能量回收。2.如权利要求1所述的制动能量回收系统，其特征在于，所述主控制器(5)用于根据所 述电子制动踏板(7)的角度和下降速度判断当前的制动强度并且区分紧急制动和平缓制 动、对所述发电机(1)的制动和所述辅助制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋元广，钟国华，张丙军，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，南京汽车集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]