一种静压传动车辆的制动系统及制动方法
【专利说明】一种静压传动车辆的制动系统及制动方法 【技术领域】
[0001 ]本发明涉及车辆制动系统技术领域，特别涉及一种静压传动车辆的制动系统及制 动方法。 【【背景技术】】
[0002] 制动系统在各种车辆中都是至关重要的一个组成部分，制动系统性能的优劣决定 了车辆的安全性、操控性以及易用性的高低。静压传动车辆作为一类特殊的车辆形式具有 低速大扭矩、可无极调速等良好的特性，但是静压传动车辆的制动一直以来都没有一个很 好地解决方案。静压传动车辆通常使用的制动方法主要分为以下三种：
[0003] 1)车辆制动时(或不设置制动踏板，当车辆的加速踏板松开时），静压传动系统液 压栗斜盘摆角直接归零，液压油路封闭，车辆停止；
[0004] 2)车辆制动时(或不设置制动踏板，当车辆的加速踏板松开时），静压传动系统液 压栗斜盘摆角延时或按照某设定规律归零，逐渐将液压油路封闭，车辆滑行后停止；
[0005] 3)在静压传动车辆中加装机械制动装置，车辆制动时，制动踏板直接控制机械制 动装置进行制动，此时车辆的制动效果与静压系统无关等同于机械制动车辆。
[0006] 其中，方案3虽然可以获得等同于机械制动车辆的制动效果，但是这种方法需要加 装机械制动装置，这会大大提高车辆的结构复杂度，增加车辆的加工制造成本，同时也增加 了车辆的故障率。而且此方案严格意义上来说是机械制动车辆与静压传动系统无关。方案1 和方案2属于依靠静压系统进行制动的方案，在实际车辆中的应用比较多见。但是方案1由 于斜盘角度归零过快，会导致车辆骤停，造成驾驶冲击感，不利于车辆的驾驶操控。此外，方 案1中的制动过程会导致静压传动系统出现瞬间压力极值，容易对液压系统元件造成损害。 方案2作为对方案1中存在问题的一种改善方法，能够使静压车辆在制动时进入设定的滑行 程序，可以避免突然停车，有利于减小驾驶冲击。但是方案2中的车辆滑行距离是不受人为 控制的，通常滑行距离较短，难以达到机械制动系统中驾驶员可以通过制动踏板自主控制 刹车加速度和滑行距离的良好驾驶体验。因此，充分利用静压传动系统特性开发一种制动 时以液压系统自身产生与制动踏板开度正相关的制动力的方法意义巨大。 【
【发明内容】
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[0007] 本发明的目的在于提供一种静压传动车辆的制动系统及制动方法，该方案能够使 静压传动车辆利用静压传动系统自身产生等同于机械制动的制动效果，避免目前静压传动 车辆制动时所存在的车辆戛然而止或者滑行距离短、停车定位不可控的问题，较好的改善 静压制动车辆的人机操控性和易用性。
[0008] 本发明采用的技术方案如下：
[0009 ] -种静压传动车辆的制动系统，包括发动机/电动机、变排量液压栗、整车控制器 和电子制动踏板；
[0010]其中，发动机/电动机后端通过电磁离合器机构与变排量液压栗机械连接;变排量 液压栗通过液压油路与汽车的两个轮边液压马达组成闭式液压驱动系统;两个轮边液压马 达上分别设置有用于检测液压马达转速的转速传感器和检测液压栗口压力的液压栗口压 力传感器；
[0011] 电子制动踏板用于直接或间接提供踏板开度以及开度变化率两路信号；
[0012] 所述的整车控制器与电子制动踏板、电磁离合器机构、液压栗口压力传感器、转速 传感器以及变排量液压栗的斜盘控制电磁铁电气连接。
[0013] 所述的液压栗口压力传感器包括液压栗A 口压力传感器和液压栗B 口压力传感器， 分别用于检测两个轮边液压马达的A、B 口的压力值;液压栗A 口压力传感器设置在右后轮液 压马达A 口及左后轮液压马达A 口与变排量液压栗A 口连接的液压油路上，液压栗B 口压力传 感器设置在右后轮液压马达B 口及左后轮液压马达B 口与变排量液压栗B 口连接的液压油路 上。
[0014] 还包括变速电磁阀，变速电磁阀设置在变排量液压栗与汽车的两个轮边液压马达 之间;变速电磁阀上设置有控制压力传感器，控制压力传感器与整车控制器电连接。
[0015] 所述的轮边液压马达为变排量型或定排量型液压马达。
[0016] 所述的变排量液压栗的液压油路上还设置有由冷却器和补油滤油器。
[0017] -种静压传动车辆的制动方法，包括以下步骤：
[0018] 1)整车控制器判断混合动力车是否处于制动状态；
[0019]压力传感器检测液压栗口压力；
[0020] 转速传感器检测液压马达的转速；
[0021] 2)车辆处于制动状态后，整车控制器直接发出指令断开电磁离合器；
[0022] 电子制动踏板将实时测得的踏板开度信号与开度变化率信号送给整车控制器；
[0023] 转速传感器以脉冲方式将轮边马达转速信号送给整车控制器，压力传感器以电压 信号方式将液压栗A/B 口压力送给整车控制器；
[0024] 3)整车控制器首先根据制动踏板开度信号结合预设的制动力矩与踏板行程曲线， 计算出在现有踏板开度水平下静压传动系统应提供的制动力大小Fa作为目标变量;然后整 车控制器根据轮边马达转速信号与液压栗A/B 口压力信号计算静压传动系统实时提供的真 实制动力大小Fd;
[0025] 4)判断Fa、Fd的值大小，若Fa、Fd相等则不动作;若二者不相等则通过控制变排量液 压栗斜盘摆角调节静压传动系统提供的真实制动力使其实时跟随目标变量Fa以达到模拟 机械制动的制动效果。
[0026] 所述步骤1)中是通过混合动力车的电子制动踏板的开度大小判断是否处于制动 状态的，车辆启动后，整车控制器实时检测电子制动踏板的开度，当开度为"〇"时，车辆正常 启动行驶;当开度大于"〇"时，说明车辆处于制动状态。
[0027]所述的制动力矩与踏板行程成正比例的线性关系。
[0028]所述的制动力大小Fd由以下方程得出：
[0030] 其中，Pa、Pb为液压栗A、B 口压力;Qmd为液压马达当前排量值;RT为驱动轮轮胎半径。 [0031]所述的制动力实时跟随的控制方法采用PID控制、模糊控制、滑模控制或状态反馈 控制。
[0032] 相对于现有技术，本发明具有以下优点：
[0033] 本发明一种静压传动车辆的制动系统，由整车控制器ECU、发动机/电机、液压栗、 液压阀件、制动踏板、电磁离合器、液压马达、液压栗A/B 口压力传感器、马达第一、第二转速 传感器等组成，系统结构简单，使用方便。制动力调制系统，可以根据制动踏板开度、液压系 统实时检测压力以及同类型机械制动车辆的制动力一一制动踏板开度曲线，经过制动力调 制算法运算进而控制静压传动系统产生与机械制动系统相当的制动力。静压传动系统，在 车辆动力源与液压系统中间加置了一套电磁离合器，能够在制动踏板被踩下时切断动力源 与静压传动系统之间的动力传动。
[0034] 进一步，液压栗A/B 口压力传感器主要用于检测液压栗两个压加的压力值，并将 压力值转化为电流信号输送到整车控制器中，通过制动力调制系统进行控制决策。
[0035]本发明提出了一种以静压传动系统自身特性来模拟机械制动感受的制动方法，车 辆制动时根据制动踏板开度，通过制动力调制系统控制静压传动系统产生相应的制动力， 以达到模拟机械制动效果的目的。本发明的制动力调制算法，能够根据制动制动力调制系 统采集的相关数据实时的调节静压传动系统液压栗斜盘摆角，使液压系统产生的制动力能 够实时跟随模拟机械制动车辆的制动力大小。该方法区别于现有静压传动车辆制动方法， 提出了一种制动时利用静压传动系统自身特性产生与制动踏板开度正相关的制动力的方 法。该方法可以不依赖于机械制动系统的辅助而达到传统机械制动车辆的制动效果，能够 有效避免目前静压传动车辆制动时所存在的车辆骤停冲击或者滑行距离短、滑行停车位置 不可控的问题，增强了静压传动车辆的人机操控性和易用性。 【【附图说明】】
[0036]图1所示为本发明的总成结构图；
[0037]图2所示为制动方法的逻辑控制原理图；
[0038]图3所示为预设"制动力矩一一踏板开度"曲线示例图；
[0039]图4所示为制动力跟随的基本原理简图。
[0040] 图中，1-发动机/电动机;2-电磁离合器;3-变排量液压栗;4-右后轮液压马达;5-第一转速传感器;6-第二转速传感器;7-左后轮液压马达;8-变速电磁阀;9-液压栗B 口压力 传感器；10-液压栗A 口压力传感器；11-整车控制器；12-电子制动踏板；13-控制压力传感 器;14-由冷却器;15-补油滤油器。 【【具体实施方式】】
[0041] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下结合附图 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
[0042] 参照图1，本发明由发动机/电动机1、电磁离合器2、变排量液压栗3、右后轮液压马 达4、第一转速传感器5、第二转速传感器6、左后轮液压马达7、变速电磁阀8、液压栗B 口压力 传感器9、液压栗A 口压