专利名称：带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力电动车辆和纯电动车辆的制动能量回收系统,更确切地说，本发明涉及一种带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法。
背景技术：
再生制动系统是混合动力汽车与纯电动汽车中最为重要的环节之一。在制动过程中需要在保证制动感觉的基础上合理的分配再生制动力，对制动力进行准确的控制。而原有的制动系统，在再生制动过程中无法保证踏板感觉，并且对于国内的汽车厂商来说，因为部件资源和技术积累相对匮乏，很难完全开发出新型制动系统以满足再生制动的功能需要，因此开发出独立的一个装置，对原有制动系统进行改进，实现再生制动过程中的制动力协调功能和踏板感觉模拟功能，具有现实的意义。经检索有以下4个专利申请与本发明相关:一.中国专利公告号为CN201856653U，公告日为2011.06.08，发明名称为汽车再生制动系统与液压制动系统协调控制装置，申请号为201020564251.X。该发明设计的协调控制装置包括制动模式切换控制器、工作模式切换阀和管路液压模拟器，ABS液压调节器等。在制动过程中，当再生制动力参与制动时候，通过控制工作模式切换阀，控制制动液流向。该发明的不足之处在于，采用ABS液压调节器无法对轮缸主动增压，管路液压模拟器只能在小强度的制动条件下，模拟踏板反馈的感觉，存储一定量的制动液。在大强度的制动条件下，只能采用常规液压模式进行制动，能量回收能力有限。二.中国专利公告号为0吧019897681公告日为2011.09.28，发明名称为一种汽车线控制动系统的制动踏板装置，专利申请号为201020605818.3。该专利设计的制动踏板装置中的感觉模拟器用来模拟踏板的感觉，其推杆推动踏板压力传感器挤压压电元件使其输出踏板压力信号，使用的中央处理单元接收到踏板压力与踏板位移行程信号后，经过信息融合处理，作出驾驶员制动意图识别，并发出指令控制汽车制动.该发明的不足之处在于，压电元件功能性与可靠性要求很高，难以实现，并且针对现有的制动系统无法使用，需要重新进行系统设计。三.中国专利公告号为CN101423055A，公告日为2009.05.06，发明名称为一种混合动力轿车再生制动系统的电子制动操纵系统，专利申请号为200810051404.8。该专利设计的踏板力模拟器能够模拟踏板感觉，通过踏板力模拟器控制真空助力器前后腔的压力差推动主缸推杆控制轮缸压力。在小强度制动条件下，是通过在执行器活塞杆左端与真空助力器隔膜之间设置了一个空行程，来保证由电机全部提供再生制动力的同时模拟踏板的制动感觉。该方案的不足之处在于在小强度制动情况下，采用空行程的办法保证再生制动参与的制动感觉和制动强度，空行程范围的选取困难，踏板感无法准确保证，并且踏板力模拟装置结构复杂，需要与真空助力器一同工作。四.中国专 利公告号为CN101524995B，公告日为2010.09.29，发明名称为混合动力轿车制动协调控制系统及控制方法，专利申请号为200910066789.X。该专利设计的制动力分配方法首先据法规规定确定制动强度门限值zO。当制动强度小于zO时，采用小强度制动力分配策略，通过减小前、后轴液压制动力增加电机再生制动力，当制动强度大于zO时，采用大强度制动力分配策略，通过减小前轴液压制动力增加电机再生制动力，后轴液压制动力保持不变。该方案的不足之处在于，在对制动力分配的过程中对制动强度的划分复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了电动车辆和纯电动车辆制动能量回收系统回收能量时踏板感觉和传统车辆不一致的问题，提供了一种带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的:所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统包括液压制动子系统，所述的液压制动子系统包括有制动踏板、真空助力器、制动主缸、储液杯、常开电磁阀、常闭电磁阀、踏板行程模拟器、液压调节单元、真空泵与单向阀。真空泵和真空助力器的前腔软管连接，踏板行程模拟器的进油孔与单向阀的出油口管路连接，单向阀的进油口与储液杯的出油口管路连接；制动踏板的顶端固定在驾驶室上，制动踏板的上端与真空助力器采用球头铆接连接，制动主缸的进出油口与储液杯上的进出油口管路连接，制动主缸前腔与常开电磁阀的进液口 A管路连接，常开电磁阀的油口 B与常闭电磁阀的进油口 C管路连接，常开电磁阀的油口 B与液压调节单元的前腔进油口 E管路连接；常闭电磁阀的出油口 D与踏板行程模拟器的进油孔管路连接，制动主缸的后腔与液压调节单元进油孔F管路连接。技术方案中所述的液压调节单元的出油口 G与右前轮制动器管路连接，液压调节单元的出油口 H与左前轮制动器管路连接，液压调节单元的出油口 M与左后轮制动器管路连接，液压调节单元的出油口 N与右后轮制动器管路连接。技术方案中所 述的踏板行程模拟器包括端盖、密封圈、活塞、第I弹簧、第2弹簧、限位块和壳体。圆环状的限位块装入壳体的内腔并与内腔底面的中心位置焊接在一起，第I弹簧安装在圆环状的限位块内并与壳体的底面相接触，第2弹簧套装在圆环状的限位块的周围并与壳体的底面相接触，活塞装入壳体的内腔为滑动连接，活塞的底面与第2弹簧的顶端面接触连接，密封圈套装在活塞上的密封槽内，端盖安装在壳体的顶端并采用螺栓固定。一种带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的控制方法，其步骤如下:1.由各个传感器获取制动踏板行程信号、制动主缸的压力信号、各车轮制动器中轮缸制动压力信号和踏板力信号，并进行信号值的修正；根据制动踏板行程信号判断驾驶员制动需求，根据驾驶员需求的制动强度计算目标制动压力。所述的各传感器即是右前轮压力传感器、左前轮压力传感器、右后轮压力传感器、左后轮压力传感器、主缸前腔压力传感器、主缸后腔压力传感器、踏板力和踏板位移传感器与踏板行程模拟器压力传感器；所述的各车轮制动器即是右前轮制动器、右后轮制动器、左后轮制动器与左前轮制动器。2.根据目标制动压力和各车轮制动器中轮缸制动压力信号对当前制动状态进行判断:若目标制动压力等于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，常开阀关闭，常闭阀开启，液压调节单元中的前右轮进液阀与前左轮进液阀处于关闭状态，对右前轮制动器与左前轮制动器中轮缸进行保压，其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器与左前轮压力传感器。3.若目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，执行下一步骤4，若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力，进入第5步骤；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器、左前轮压力传感器。4.在目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力信号时，常开阀关闭，常闭阀开启，液压调节单元中的前右轮进液阀与前左轮进液阀处于关闭状态，前右轮出液阀与前左轮出液阀处于开启状态，电机与前轴回路柱塞泵处于工作状态，对右前轮制动器与左前轮制动器中的轮缸进行减压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器与左前轮压力传感器。5.若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力信号时，则对车轮制动器中的轮缸进行增压，增压过程中如果踏板行程模拟器中剩余制动液很少，踏板行程模拟器中压力与储液杯中的压力小于单向阀额定开启压力值时，单向阀开启，制动液从储液杯中流入踏板行程模拟器；比较传感器所显示的车轮制动器中的轮缸压力与传感器所显示的踏板行程模拟器中的压力，如果制动器中轮缸压力大于踏板行程模拟器的压力执行步骤6，如果传感器所显示的制动器中轮缸压力小于传感器所显示的踏板行程模拟器的压力，则执行步骤7 ;其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器、左前轮压力传感器与踏板行程模拟器压力传感器；所述的车轮制动器是指右前轮制动器与左前轮制动器。6.如果传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力大于传感器所显示的踏板行程模拟器的压力，常开阀关闭，常闭阀开启，前腔高压阀处于开启状态，前腔转换阀处于关闭状态，前左轮进液阀与前右轮进液阀处于开启状态，电机与前轴回路柱塞泵处于工作状态，对右前轮制动器与左前轮制动器中的轮缸进行主动增压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器、左前轮压力传感器与踏板行程模拟器压力传感器。7.如果传感器所显 示的车轮制动器中轮缸压力小于等于传感器所显示的踏板行程模拟器的压力，常开阀关闭，常闭阀开启，前腔高压阀处于关闭状态，前腔转换阀处于开启状态，前左轮进液阀与前右轮增压阀处于开启状态，电机与前轴回路柱塞泵处于静止状态，进行被动增压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器、左前轮压力传感器、踏板行程模拟器压力传感器。8.紧急制动时常开阀处于开启状态，常闭阀处于关闭状态，液压调节单元不工作，带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统按照传统的制动模式进行制动。与现有技术相比本发明的有益效果是:1.本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统只需在原有制动系统基础上对制动管路进行改动，只加入2个2位两通开关电磁阀、一个踏板行程模拟器与一个单向阀即实现了系统的改进，故硬件改造方案简单。2.本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法可以根据驾驶员的需求和制动强度，通过控制常开电磁阀与常闭电磁阀，控制制动液在液压系统中的流向，在满足踏板感觉的同时调整电液制动力在前轴的分配，控制方法简单易于实现。3.本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统在小强度制动时，制动液体进入踏板行程模拟器和后轮制动器中的轮缸，能够准确的反馈踏板感觉。当制动强度较大时，再生制动力不满足制动需求时，制动液可以由ESP液压调节单元的电机和柱塞泵从踏板行程模拟器泵出，而不是由制动主缸进入制动器中的轮缸，因此本结构能够在最大程度上回收制动能量的基础上保证制动感觉。4.参阅图6，本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法可以在保证汽车制动踏板感觉的基础上较大程度上发挥电机的再生制动功能，提高整车的能量利用率和经济性。制动踏板力100N时，电池的SOC从50%增加到50.09%。参阅图7，al曲线为传统制动踏板行程与踏板力关系曲线，a2曲线为车速100km/h，踏板位移IOOmm的踏板力与踏板位移关系曲线；a3曲线为车速60km/h，踏板位移IOOm的踏板力与踏板位移关系曲线，a4曲线为车速20km/h，踏板位移70mm的踏板力与踏板位移关系曲线，由图可知，区域内所有曲线全贴近传统汽车制动踏板位移与踏板力关系曲线，本发明所设计的系统能够保证制动感觉。
下面结合附图对本发明作进一步的说明:图1为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的结构原理示意图；图2为本发明所述的带有踏·板行程模拟器的制动能量回收系统控制策略的流程框图；图3为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的制动模式判别流程框图；图4为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的前后轴制动力分配图；图5为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统所采用的踏板行程模拟器的结构示意图；图6为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统100N踏板力单次制动条件下电池的SOC变化情况；图7为本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统踏板力与踏板行程关系曲线图；图中:1.右前轮，2.右后轮，3.左前轮，4.左后轮，5.右前轮压力传感器，6.左前轮压力传感器，7.右后轮压力传感器，8.左后轮压力传感器，9.制动踏板，10.真空助力器，
11.制动主缸，12.储液杯，13.常开电磁阀，14.常闭电磁阀，15.踏板行程模拟器，16.主缸前腔压力传感器，17.主缸后腔压力传感器，18.踏板力和踏板位移传感器，19.右前轮制动器，20.右后轮制动器，21.左后轮制动器，22.左前轮制动器，23.信号处理单元，24.数据处理单元，25.制动控制器，26.控制输出单元，27.整车控制器(HCU)，28.CAN总线，29.发动机，30.电机控制器(MCU)，31.铅酸蓄电池，32.变速器，33.主减速器，34.永磁同步电机，35.电池控制器(B⑶)，36.力矩偶合器，37.液压调节单元，38.真空泵，39.单向阀，40.踏板行程模拟器压力传感器，41.进油孔，42.模拟器盖，43.密封圈，44.活塞，45.第一弹簧，46.第二弹簧，47.限位块，48.壳体，49.出油孔，50.前腔高压阀，51.前腔转换阀，52.后腔转换阀，53.后腔高压阀，54.前右轮进液阀，55.前左轮进液阀，56.后左轮进液阀，57.前轴回路柱塞泵，58.电机，59.后轴蓄能器，60.后右轮进液阀，61.前右轮出液阀，62.前左轮出液阀，63.左后轮出液阀，64.右后轮出液阀，65.前轴蓄能器，66.后轴回路柱塞泵，β.制动力分配系数，al.传统制动踏板行程与踏板力关系曲线，a2.车速100km/h，踏板位移IOOmm的踏板力与踏板位移关系曲线，a3.车速60km/h，踏板位移IOOm的踏板力与踏板位移关系曲线，a4.车速20km/h，踏板位移70mm的踏板力与踏板位移关系曲线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细的描述:参阅图1，本发明的目的在于解决目前混合动力桥车再生制动中踏板感觉不能协调的问题，提出了一种制动能量回收系统及其相应的控制方法。图1中所示的为前轮驱动的只在前轴进行再生制动的并联混合动力轿车的制动能量回收系统。本发明的技术方案同样适用于其他H型制动管路分布的混合动力汽车及纯电动汽车。参阅图1，本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统包括液压制动子系统、再生制动子系统与制动控制子系统(BCS)。所述的液压制动子系统包括(ESP)液压调节单元37、制动踏板9、真空助力器10、储液杯12、真空泵38、制动主缸11、踏板行程模拟器15、常开电磁阀13、常闭电磁阀14与单向阀39。真空泵38和真空助力器10的前腔通过橡胶软管连接，踏板行程模拟器15的进油孔41与单向阀39的出油口管路连接，单向阀39的进油口与储液杯12的出油口管路连接。制动踏板9的顶端固定在驾驶室上，制动踏板9的上端与真空助力器10采用球头铆接连接，制动主缸11的进出油口与储液杯12上的进出油口采用液压管路连接，制动主缸11前腔通过液压管路与2位2通的常开电磁阀13的进液口 A连接，常开电磁阀13的另一油口 B与2位2通的常闭电磁阀14的进油口 C液压管路连接，常开电磁阀13的另一油口 B同时与液压调节单元37的前腔进油口 E采用液压管路连接；2位2通的常闭电磁阀14的出油口 D与踏板行程模拟器15的进油孔41采用液压管路连接。制动主缸11的后腔与液压调节单元37后轴进油孔F采用液压管路连接。所述的液压调节单元37的出油口 G与右前轮制动器19管路连接，液压调节单元37的出油口 H与左前轮制动器22管路连接，液压调节单元37的出油口 M与左后轮制动器21管路连接，液压调节单元37的出油口 N与右后轮制动器20管路连接。所述的再生制动子系统包括电机控制器30、蓄电池31、变速器32、电机34与电池控制器35。永磁同步电机34与铅酸蓄电池31之间电线连接，永磁同步电机34与电机控制器30之间为电线连接，永磁同步电机34输出轴与变速器32输入端采用力矩偶合器36连接；电池控制器35与铅酸蓄电池31电线连接。电机控制器30与电池控制器35通过CAN总线28与整车控制器27相连接。所述的制动控制子系统包括右前 轮压力传感器5、左前轮压力传感器6、右后轮压力传感器7、左后轮压力传感器8、主缸前腔压力传感器16、主缸后腔压力传感器17、踏板力和踏板位移传感器18、制动控制器25与踏板行程模拟器压力传感器40。
所述的制动控制器25包括信号处理单元23、数据处理单元24与控制输出单元26，所述的信号处理单元由传感器输入信号处理电路与CAN信号处理电路组成。所述的数据处理单元采用中央处理器装入制动力矩分配子程序和控制驱动子程序的芯片组成。所述的控制输出单元26由控制输出存储器和电源电路组成。信号处理单元23、数据处理单元24与控制输出单元26集成于一块控制板卡之上。制动控制子系统的各个传感器通过传感器信号线和制动控制器25连接。制动控制器25通过CAN线28与整车控制器(HCU) 27连接通讯。在制动过程中再生制动子系统将当前电机电池系统状态通过电机控制器30与电池控制器35传递给整车控制器(HCU)27。制动控制子系统与整车控制器(HCU)通过CAN总线28通讯，获取永磁同步电机34与铅酸蓄电池31的状态信号，并通过制动控制器25的信号处理单元23接收传感器信号，数据处理单元(24)根据芯片中的制动力矩分配子程序，控制驱动子程序，当前踏板位移和当前制动轮缸压力，主缸压力，踏板行程模拟器压力，电机电池状态等来自于信号处理单元(23)的信号，向控制输出单元26传递控制信号，控制输出单元26接收并输出控制信号，控制液压制动子系统中的液压调节单元37、常开电磁阀13、常闭电磁阀14和再生制动子系统电机电池系统。，永磁同步电机34输出轴与变速器32输入端采用力矩偶合器36连接，主减速器33与变速器32采用花键连接，永磁同步电机34根据控制输出单元26传递的控制信号进行再生制动，回收左前轮3与右前轮I的制动能量并传递到铅酸蓄电池3 1中。控制输出单元26输出的控制信号通过控制液压制动子系统中的液压调节单元37和常开电磁阀13与常闭电磁阀14的开关，控制制动液体流入或者流出前右轮制动器19、右后轮制动器20、左后轮制动器21与左前轮制动器22，实现对液压制动力的控制。参阅图5，本发明使用的制动踏板行程模拟器的功能为模拟传统液压制动系统的踏板行程和踏板力的关系。踏板行程模拟器15由第I弹簧46、第2弹簧45、限位块47、密封圈43、端盖42、壳体48和活塞44组成。第I弹簧46和第2弹簧45皆选用圆柱螺旋弹簧，壳体48的左下角设置有排气孔49，排气孔49起排气的作用，密封圈43选用橡胶质的密封元件，起密封的作用，防止制动液进入制动踏板行程模拟器15的下腔，端盖42和壳体48是分离式的，圆环状的限位块(47)起到限位的作用，圆环状的限位块47装入壳体48的内腔并与内腔底面的中心位置采用焊接方式连接在一起，第I弹簧45安装在圆环状的限位块47内并与壳体48的底面相接触，第2弹簧46套装在圆环状的限位块47的周围并与壳体48的底面相接触，活塞44装入壳体48的内腔为滑动连接，活塞44的底面与第2弹簧46的顶端面接触连接，密封圈43套装在活塞44上的密封槽内，端盖42安装在壳体48的顶端并采用螺栓固定；为了减轻重量，端盖42、壳体48、活塞44和限位块47选用铝合金材料。踩下制动踏板时，液压油由进液孔41进入上腔推动活塞44向下运动，第2弹簧46首先单独作用，随着制动强度的增加，随着活塞44往下继续运动，活塞44的底面与第I弹簧45的顶端面相接触，第I弹簧45和第2弹簧46共同起作用。参阅图4，本发明提出总的技术方案控制前轴制动力与后轴制动力成β曲线分配，在前轴目标制动力小于电机制动力时，前轴动力由电机制动力提供，完全回收前轴制动能量，在前轴目标制动力大于电机制动力时，多于电机制动力的部分由液压制动力补偿。整个制动过程，后轴制动力完全由液压制动力提供。本发明的技术方案同样适用于其他类型的混合动力电动汽车。参阅图1至图3，采用本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的控制方法的步骤如下:1.由各传感器获取制动踏板9的行程信号、制动主缸11的压力信号、各车轮制动器中轮缸制动压力信号和踏板力信号，并进行信号值的修正。根据制动踏板行程信号判断驾驶员制动需求，根据驾驶员需求的制动强度计算目标制动压力。所述的各传感器即是右前轮压力传感器5、左前轮压力传感器6、右后轮压力传感器7、左后轮压力传感器8、主缸前腔压力传感器16、主缸后腔压力传感器17、踏板力和踏板位移传感器18与踏板行程模拟器压力传感器40。所述的各车轮制动器即是右前轮制动器19、右后轮制动器20、左后轮制动器21、左前轮制动器22。2.根据目标制动压力和各车轮制动器中轮缸制动压力信号对当前制动状态进行判断:若目标制动压力等于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，常开阀13关闭，常闭阀14开启，液压调节单元37中的前右轮增压 阀54与前左轮增压阀55处于关闭状态，对右前轮制动器19与左前轮制动器22中轮缸进行保压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器5与左前轮压力传感器6。3.若目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，执行下一步骤4，若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力，进入第5步骤；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器5与左前轮压力传感器6。4.在目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力信号时，常开阀13关闭，常闭阀14开启，液压调节单元37中的前右轮进液阀54与前左轮进液阀55处于关闭状态，前右轮出液阀61与前左轮出液阀62处于开启状态，电机58与前轴回路柱塞泵57处于工作状态，对右前轮制动器19与左前轮制动器22中的轮缸进行减压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器5与左前轮压力传感器6。5.若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力信号时，则对车轮制动器中的轮缸进行增压。增压过程中如果踏板行程模拟器15中剩余制动液很少，踏板行程模拟器15中压力与储液杯12中的压力小于单向阀39额定开启压力值时，单向阀39开启，制动液从储液杯12中流入踏板行程模拟器15。比较传感器所显示的车轮制动器中的轮缸压力与传感器所显示的踏板行程模拟器15的压力，如果传感器所显示的制动器中轮缸压力大于传感器所显示的踏板行程模拟器15的压力执行步骤6，如果传感器所显示的制动器中轮缸压力小于传感器所显示的踏板行程模拟器15的压力，则执行步骤7。其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器5、左前轮压力传感器6、踏板行程模拟器压力传感器40 ；所述的车轮制动器是指右前轮制动器19与左前轮制动器22。6.如果传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力大于传感器所显示的踏板行程模拟器15的压力，常开阀13关闭，常闭阀14开启，前腔高压阀50处于开启状态，前腔转换阀51处于关闭状态，前左轮进液阀55与前右轮进液阀54处于开启状态，电机58与前轴回路柱塞泵57处于工作状态，对右前轮制动器19与左前轮制动器22中的轮缸进行主动增压。其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器5、左前轮压力传感器6与踏板行程模拟器压力传感器40。7.如果传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力小于等于传感器所显示的踏板行程模拟器15的压力，常开阀13关闭，常闭阀14开启，前腔高压阀50处于关闭状态，前腔转换阀51处于开启状态，前左轮进液阀55与前右轮增压阀54处于开启状态，电机58与前轴回路柱塞泵57处于静止状态，进行被动增压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5 )、左前轮压力传感器(6 )与踏板行程模拟器压力传感器(40 )。8.紧急制动时常开阀13处于开启状态，常闭阀14处于关闭状态，液压调节单元37不工作，带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统按照传统的制动模式进行制动。本发明所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的控制方法，在控制过程中，对于后轴液压制动力不进行控制，即后左轮进液阀56，后腔转换阀52，后腔高压阀53，左后轮出液阀63，右后轮出液阀64，后右轮进液阀60，后轴回路柱塞泵66保持初始工作状态。参阅图6，单次制动，制动踏板力100N时电池SOC的变化曲线如图所示，电池的SOC 从 50% 增加至Ij 50.09%O参阅图7，图中为踏板力与踏板行程关系曲线:al曲线为传统制动踏板行程与踏板力关系曲线，a2曲线为车速100km/h，踏板位移IOOmm的踏板力与踏板位移关系曲线，a3曲线为车速60km/h，踏板位移IOOm的踏板力与踏板位移关系曲线，a4曲线为车速20km/h，踏板位移70_的踏板力与踏板位移关系曲线，由图可知，区域内所有曲线全贴近传统汽车制动踏板位移与踏板力关系曲线·，本发明所设计的系统能够保证制动感觉。
权利要求
1.一种带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统，包括液压制动子系统，其特征在于，所述的液压制动子系统包括有制动踏板(9)、真空助力器(10)、制动主缸(11)、储液杯(12)、常开电磁阀(13)、常闭电磁阀(14)、踏板行程模拟器(15)、液压调节单元(37)、真空泵(38)与单向阀(39)； 真空泵(38)和真空助力器(10)的前腔软管连接，踏板行程模拟器(15)的进油孔(41)与单向阀(39)的出油口管路连接，单向阀(39)的进油口与储液杯(12)的出油口管路连接；制动踏板(9)的顶端固定在驾驶室上，制动踏板(9)的上端与真空助力器(10)连接，制动主缸(11)的进出油口与储液杯(12 )上的进出油口管路连接，制动主缸(11)前腔与常开电磁阀(13)的进液口 A管路连接，常开电磁阀(13)的油口 B与常闭电磁阀(14)的进油口 C管路连接，常开电磁阀(13)的油口 B与液压调节单元(37)的前腔进油口 E管路连接；常闭电磁阀(14)的出油 口 D与踏板行程模拟器(15)的进油孔(41)管路连接，制动主缸(11)的后腔与液压调节单元(37)进油孔F管路连接。
2.按照权利要求1所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统，其特征在于，所述的液压调节单元(37)的出油口 G与右前轮制动器(19)管路连接，液压调节单元(37)的出油口 H与左前轮制动器(22)管路连接，液压调节单元(37)的出油口 M与左后轮制动器(21)管路连接，液压调节单元(37)的出油口 N与右后轮制动器(20)管路连接。
3.按照权利要求1所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统，其特征在于，所述的踏板行程模拟器(15)包括端盖(42)、密封圈(43)、活塞(44)、第I弹簧(45)、第2弹簧(46)、限位块(47)和壳体(48)； 圆环状的限位块(47)装入壳体(48)的内腔并与内腔底面的中心位置焊接在一起，第I弹簧(45 )安装在圆环状的限位块(47 )内并与壳体(48 )的底面相接触，第2弹簧(46 )套装在圆环状的限位块(47 )的周围并与壳体(48 )的底面相接触，活塞(44)装入壳体(48 )的内腔为滑动连接，活塞(44)的底面与第2弹簧(46)的顶端面接触连接，密封圈(43)套装在活塞(44)上的密封槽内，端盖(42)安装在壳体(48)的顶端并采用螺栓固定。
4.一种权利要求1所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的控制方法，其特征在于，所述的带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统的控制方法的步骤如下: O由各个传感器获取制动踏板行程信号、制动主缸(11)的压力信号、各车轮制动器中轮缸制动压力信号和踏板力信号，并进行信号值的修正；根据制动踏板行程信号判断驾驶员制动需求，根据驾驶员需求的制动强度计算目标制动压力； 所述的各传感器即是右前轮压力传感器(5)、左前轮压力传感器(6)、右后轮压力传感器(7)、左后轮压力传感器(8)、主缸前腔压力传感器(16)、主缸后腔压力传感器(17)、踏板力和踏板位移传感器(18)与踏板行程模拟器压力传感器(40); 所述的各车轮制动器即是右前轮制动器(19)、右后轮制动器(20)、左后轮制动器(21)与左前轮制动器(22)； 2)根据目标制动压力和各车轮制动器中轮缸制动压力信号对当前制动状态进行判断:若目标制动压力等于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，常开阀(13)关闭，常闭阀(14)开启，液压调节单元(37)中的前右轮进液阀(54)与前左轮进液阀(55)处于关闭状态，对右前轮制动器(19)与左前轮制动器(22)中轮缸进行保压，其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5)与左前轮压力传感器(6)；3)若目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力，执行下一步骤4，若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力，进入第5步骤；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5 )、左前轮压力传感器(6 ); 4)在目标制动压力小于传感器所显示的车轮制动器中轮缸制动压力信号时，常开阀(13)关闭，常闭阀(14)开启，液压调节单元(37)中的前右轮进液阀(54)与前左轮进液阀(55)处于关闭状态，前右轮出液阀(61)与前左轮出液阀(62)处于开启状态，电机(58)与前轴回路柱塞泵(57)处于工作状态，对右前轮制动器(19)与左前轮制动器(22)中的轮缸进行减压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5)与左前轮压力传感器(6)； 5)若目标制动压力大于传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力信号时，则对车轮制动器中的轮缸进行增压，增压过程中如果踏板行程模拟器(15)中剩余制动液很少，踏板行程模拟器(15)中压力与储液杯(12)中的压力小于单向阀(39)额定开启压力值时，单向阀(39)开启，制动液从储液杯(12)中流入踏板行程模拟器(15);比较传感器所显示的车轮制动器中的轮缸压力与传感器所显示的踏板行程模拟器(15)中的压力，如果制动器中轮缸压力大于踏板行程模拟器(15)的压力执行步骤6，如果传感器所显示的制动器中轮缸压力小于传感器所显示的踏板行程模拟器(15)的压力，则执行步骤7 ;其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5)、左前轮压力传感器(6)与踏板行程模拟器压力传感器(40);所述的车轮制动器是指右前轮制动器(19)与左前轮制动器(22)； 6)如果传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力大于传感器所显示的踏板行程模拟器(15)的压力，常开阀(13)关闭，常闭阀(14)开启，前腔高压阀(50)处于开启状态，前腔转换阀(51)处于关闭状态，前左轮进液阀(55)与前右轮进液阀(54)处于开启状态，电机(58)与前轴回路柱塞泵(57)处于工作状态，对右前轮制动器(19)与左前轮制动器(22)中的轮缸进行主动增压；其中:所述 的传感器是指右前轮压力传感器(5)、左前轮压力传感器(6)与踏板行程模拟器压力传感器(40)； 7)如果传感器所显示的车轮制动器中轮缸压力小于等于传感器所显示的踏板行程模拟器(15)的压力，常开阀(13)关闭，常闭阀(14)开启，前腔高压阀(50)处于关闭状态，前腔转换阀(51)处于开启状态，前左轮进液阀(55 )与前右轮增压阀(54)处于开启状态，电机(58)与前轴回路柱塞泵(57)处于静止状态，进行被动增压；其中:所述的传感器是指右前轮压力传感器(5)、左前轮压力传感器(6)与踏板行程模拟器压力传感器(40)； 8)紧急制动时常开阀(13)处于开启状态，常闭阀(14)处于关闭状态，液压调节单元(37)不工作，带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统按照传统的制动模式进行制动。
全文摘要
本发明公开了一种带有踏板行程模拟器的制动能量回收系统及其控制方法，旨在克服电动和纯电动车辆制动能量回收系统回收能量时踏板感觉和传统车辆不一致的问题。其中液压制动子系统包括制动踏板、真空助力器、制动主缸、储液杯、常开电磁阀、常闭电磁阀、踏板行程模拟器、液压调节单元、真空泵与单向阀。真空泵和真空助力器连接，踏板行程模拟器通过单向阀与储液杯连接；制动踏板上端与真空助力器为球头铆接，制动主缸与储液杯连接，制动主缸前腔与常开电磁阀A口连接，常开电磁阀B口与常闭电磁阀C口连接，常开电磁阀B口与液压调节单元E口连接；常闭电磁阀D口与踏板行程模拟器连接，制动主缸后腔与液压调节单元F口连接。还提供一种控制方法。
文档编号B60T17/04GK103241228SQ20131014774
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者初亮, 杨毅, 姚亮, 王彦波, 马其贞, 祁富伟, 蔡健伟, 武同波, 杜圣荣, 张永生 申请人:吉林大学