專(zhuān)利名稱(chēng)：一種線控制動(dòng)系統(tǒng)能量再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)能量再生裝置。
背景技術(shù)：
線控制動(dòng)系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中液壓、氣壓部件，以電線為信息傳遞媒介，電驅(qū)動(dòng)元件為制動(dòng)執(zhí)行器，由控制單元根據(jù)制動(dòng)意圖識(shí)別傳感器信號(hào)判斷駕駛員制動(dòng)意圖，控制制動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制動(dòng)。其工作原理與液壓式、氣壓式制動(dòng)系統(tǒng)基本相同，都是利用制動(dòng)裝置將汽車(chē)行駛的動(dòng)能通過(guò)機(jī)械摩擦方式轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏牡簦赃_(dá)到汽車(chē)制動(dòng)或減速的目的。這就造成了一定量的能源浪費(fèi)，增加了制動(dòng)器的磨損。同時(shí)，線控制動(dòng)系統(tǒng)面臨著電驅(qū)動(dòng)制動(dòng)執(zhí)行器發(fā)生故障時(shí)應(yīng)急制動(dòng)困難的問(wèn)題。汽車(chē)制動(dòng)能量再生是指汽車(chē)制動(dòng)或減速時(shí)，將其中一部分汽車(chē)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，并加以再利用的技術(shù)。其基本原理為首先將汽車(chē)制動(dòng)或減速時(shí)的一部分動(dòng)能經(jīng)過(guò)能量再生裝置轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，如旋轉(zhuǎn)動(dòng)能、液壓能、化學(xué)能等，存儲(chǔ)于蓄能器中，同時(shí)產(chǎn)生一定的負(fù)荷阻力使汽車(chē)減速制動(dòng)，減輕制動(dòng)機(jī)構(gòu)負(fù)擔(dān)；然后，當(dāng)汽車(chē)起步、加速時(shí)，將蓄能器中儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)換為汽車(chē)行駛所需的能量，提高汽車(chē)起步性能和加速性能，降低能源浪費(fèi)。目前所公開(kāi)的制動(dòng)能量再生裝置的能量存儲(chǔ)與釋放都相互獨(dú)立，無(wú)法在制動(dòng)過(guò)程中直接將儲(chǔ)存能量施加于車(chē)輪，不能配合線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)電機(jī)工作實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)，制動(dòng)能量回收利用效率有待提高，且不能提供應(yīng)急制動(dòng)功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種能提高制動(dòng)能量回收利用效率、能量存儲(chǔ)與釋放相結(jié)合的線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)能量再生裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型包括變速箱、油箱，還包括電磁離合器、液壓油泵/馬達(dá)、電磁分配閥、第一電磁換向閥、高壓蓄能器、第二電磁換向閥、低壓蓄能器，每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)盤(pán)上增設(shè)液壓制動(dòng)器，變速箱的輸出軸上加裝一組增速齒輪機(jī)構(gòu)，增速齒輪機(jī)構(gòu)的輸出軸通過(guò)所述電磁離合器與所述液壓油泵/馬達(dá)連接，液壓油泵/馬達(dá)的出油口與所述電磁分配閥的進(jìn)油口連接，電磁分配閥的第一出油口分成A、B管路，A管路直接與所述第一電磁換向閥的第一進(jìn)油口連接，B管路通過(guò)第一單向閥與所述第一電磁換向閥的第二進(jìn)油口連接，第一電磁換向閥的出油口與所述高壓蓄能器的進(jìn)油口連接；電磁分配閥9的第二出油口通過(guò)第二單向閥與低壓蓄能器的進(jìn)油口連接，高壓蓄能器與低壓蓄能器之間由所述第二電磁換向閥連接，低壓蓄能器的出油口分別與控制各液壓制動(dòng)器的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器連接。設(shè)置上述第一單向閥和第二單向閥的管路上且處于單向閥的前側(cè)分別設(shè)有第一溢流閥和第二溢流閥。本實(shí)用新型具有如下積極效果本實(shí)用新型采用制動(dòng)能量存儲(chǔ)與釋放相結(jié)合的方法，既可在汽車(chē)起步、加速時(shí)釋放高壓蓄能器的儲(chǔ)存能量，提高汽車(chē)起步性能和加速性能，也可在制動(dòng)過(guò)程中直接將低壓蓄能器中的儲(chǔ)存能量施加于車(chē)輪，配合線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)電機(jī)工作實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)，提高了制動(dòng)能量回收利用效率。同時(shí)，當(dāng)線控制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，該裝置可以作為應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)，利用蓄能器中儲(chǔ)存的能量實(shí)現(xiàn)汽車(chē)停車(chē)制動(dòng)。采用高、低壓兩個(gè)蓄能器能增加系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存量，同時(shí)由高壓蓄能器釋放能量輔助驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，輔助動(dòng)力較大，由壓力相對(duì)穩(wěn)定的低壓蓄能器輔助實(shí)施制動(dòng)，可以提高制動(dòng)穩(wěn)定性。由于純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力裝置中取消了內(nèi)燃機(jī)，傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的真空助力裝置沒(méi)有了因內(nèi)燃機(jī)吸氣而產(chǎn)生的真空源，則需要外加一個(gè)電動(dòng)真空泵，這就增加了汽車(chē)的制造成本和能源消耗。同時(shí)，提高能量?jī)?chǔ)備、利用效率及續(xù)駛里程是純電動(dòng)汽車(chē)迫切需要解決的問(wèn)題。因此，本實(shí)用新型尤其適合于純電動(dòng)汽車(chē)。

圖I是制動(dòng)能量再生裝置示意圖。圖2是車(chē)輪制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖。 圖3是制動(dòng)控制系統(tǒng)框圖。圖4是能量存儲(chǔ)控制流程圖。圖5是能量釋放控制流程圖。圖6是車(chē)輪制動(dòng)控制流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I見(jiàn)圖1，一種線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)能量再生裝置，包括變速箱6、油箱10，電磁離合器7、液壓油泵/馬達(dá)8、電磁分配閥9、第一電磁換向閥13、高壓蓄能器14、第二電磁換向閥16、低壓蓄能器17，每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)盤(pán)23上增設(shè)液壓制動(dòng)器22。上述電磁離合器7為磁粉式電磁離合器。上述液壓油泵/馬達(dá)8為變量液壓油泵/馬達(dá)，液壓油泵/馬達(dá)8在儲(chǔ)存能量時(shí)起到液壓油泵的作用，在釋放能量時(shí)起到液壓馬達(dá)的作用。上述電磁分配閥9為兩位三通電磁閥,第一電磁換向閥13為三位三通電磁閥，第二電磁換向閥16為兩位兩通電磁閥，高壓蓄能器14與低壓蓄能器17為氣囊式蓄能器。高壓蓄能器壓力傳感器15與低壓蓄能器壓力傳感器18均為電阻應(yīng)變式壓力傳感器，分別安裝于高壓蓄能器14與低壓蓄能器17底部，用于感知蓄能器內(nèi)的壓力。液壓制動(dòng)器22為傳統(tǒng)的盤(pán)式制動(dòng)器。變速箱6的輸出軸上加裝一組增速齒輪機(jī)構(gòu)，增速齒輪機(jī)構(gòu)的大齒輪設(shè)置于變速器輸出軸上，小齒輪與電磁離合器7的輸入軸連為一體，變速箱6 —方面把發(fā)動(dòng)機(jī)2的動(dòng)力經(jīng)過(guò)離合器5、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋20傳遞至車(chē)輪，另一方面由增速齒輪機(jī)構(gòu)通過(guò)電磁離合器7與液壓油泵/馬達(dá)8相連接。液壓油泵/馬達(dá)8的出油口與所述電磁分配閥9的進(jìn)油口連接。電磁分配閥9的第一出油口分成A、B管路，A管路直接與所述第一電磁換向閥13的第一進(jìn)油口連接，B管路通過(guò)第一單向閥12與所述第一電磁換向閥13的第二進(jìn)油口連接，第一電磁換向閥13的出油口與所述高壓蓄能器14的進(jìn)油口連接；電磁分配閥9的第二出油口通過(guò)第二單向閥4與低壓蓄能器17的進(jìn)油口連接，高壓蓄能器14的出油口與第二電磁換向閥16的進(jìn)油口連接，第二電磁換向閥16的進(jìn)油口與低壓蓄能器17的進(jìn)油口連接，低壓蓄能器17的出油口分別與控制各液壓制動(dòng)器22的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2連接，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2控制對(duì)應(yīng)的液壓制動(dòng)器22。單向閥的設(shè)置用于防止高壓蓄能器14與低壓蓄能器17的制動(dòng)液回流。上述第一單向閥12和第二單向閥4的管路上且處于單向閥的前方分別設(shè)有第一溢流閥11和第二溢流閥21，第一溢流閥11和第二溢流閥21的溢流口與油箱10連接。溢流閥的設(shè)置用于防止高壓油路和低壓油路壓力過(guò)高，起到安全保護(hù)的作用。液壓油泵/馬達(dá)在儲(chǔ)存能量時(shí)，由變速箱6通過(guò)電磁離合器7帶動(dòng)，將部分車(chē)輛動(dòng)能以液壓能的形式儲(chǔ)存于低壓蓄能器17和高壓蓄能器14中。在釋放能量時(shí)，由高壓蓄能器17中的液壓能帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由電磁離合器傳遞至變速箱，輔助驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。 電磁分配閥9在線圈沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，連接液壓油泵/馬達(dá)8至低壓蓄能器17 ;線圈有電流通過(guò)時(shí)，連接液壓油泵/馬達(dá)8至高壓蓄能器14。油路分配電磁閥9用于選擇儲(chǔ)存能量的蓄能器，優(yōu)先選擇低壓蓄能器17，當(dāng)?shù)蛪盒钅芷?7儲(chǔ)滿(mǎn)時(shí)，再向高壓蓄能器14儲(chǔ)存。第一電磁換向閥13在線圈沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)三個(gè)端口互不相通；線圈通過(guò)較小電流時(shí)，通過(guò)第一單向閥12與高壓蓄能器14相通，處于儲(chǔ)存能量狀態(tài)；線圈通過(guò)較大電流時(shí)高壓蓄能器14與油路分配電磁閥9相通，處于釋放能量狀態(tài)。第二電磁換向閥16用于控制高壓蓄能器與低壓蓄能器之間的連接，當(dāng)線圈沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，高壓蓄能器14與低壓蓄能器17不相通；當(dāng)?shù)蛪盒钅芷?7的壓力低于目標(biāo)值時(shí)，第二電磁換向閥16導(dǎo)通，當(dāng)線圈有電流通過(guò)時(shí)，高壓蓄能器14與低壓蓄能器17相通，高壓蓄能器14的油液流至低壓蓄能器17中。當(dāng)?shù)蛪盒钅芷?7的壓力達(dá)到一定值時(shí)，第二電磁換向閥16截止，從而使低壓蓄能器壓力相對(duì)穩(wěn)定。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2每個(gè)車(chē)輪都裝有一個(gè)，用于調(diào)節(jié)低壓蓄能器、液壓制動(dòng)器和油箱的連接關(guān)系，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2為三位三通電磁閥，當(dāng)線圈中沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，液壓制動(dòng)器22與油箱10相通；當(dāng)線圈中有較小電流通過(guò)時(shí)，三者都不相通；當(dāng)線圈中有較大電流通過(guò)時(shí)，低壓蓄能器17與液壓制動(dòng)器22相通。當(dāng)?shù)蛪盒钅芷髋c液壓制動(dòng)器接通時(shí)，液壓制動(dòng)器的制動(dòng)壓力增加，實(shí)施車(chē)輪制動(dòng)；當(dāng)三者都不相通時(shí)，保持制動(dòng)壓力；當(dāng)液壓制動(dòng)器與油箱相通時(shí)，制動(dòng)器中的油液回流至油箱，制動(dòng)壓力降低，從而通過(guò)三者連接關(guān)系的不斷調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輪制動(dòng)防抱死控制。在每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)盤(pán)上設(shè)有兩套制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖2)，一是線控制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件，制動(dòng)電機(jī)24、減速齒輪機(jī)構(gòu)25、線控制動(dòng)器26、制動(dòng)盤(pán)27屬于線控制動(dòng)系統(tǒng)。一是制動(dòng)能量再生裝置的制動(dòng)執(zhí)行元件，包括增設(shè)在制動(dòng)盤(pán)27上的液壓制動(dòng)器22。見(jiàn)圖3，線控制動(dòng)系統(tǒng)包括控制單元、制動(dòng)踏板位置傳感器、油門(mén)踏板位置傳感器、輪速傳感器、減速度傳感器、高壓蓄能器壓力傳感器15、低壓蓄能器壓力傳感器18、變速器檔位開(kāi)關(guān)、電磁分配閥9、第一電磁換向閥13、第二電磁換向閥16、對(duì)應(yīng)左、右前輪和左、右后輪的四個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2、電磁離合器7、制動(dòng)電機(jī)24以及故障報(bào)警裝置。整個(gè)控制系統(tǒng)可以分為能量存儲(chǔ)控制、能量釋放控制及車(chē)輪制動(dòng)控制。制動(dòng)踏板位置傳感器用于判斷汽車(chē)制動(dòng)或減速的程度。油門(mén)踏板位置傳感器用于判斷汽車(chē)起步或加速的情況。輪速傳感器用于檢測(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速，并由其推算車(chē)速。減速度傳感器用于判斷路面的附著系數(shù)。變速器檔位開(kāi)關(guān)用于判斷變速器檔位，輔助判斷汽車(chē)起步狀態(tài)。圖4為能量存儲(chǔ)控制流程圖?？刂茊卧鶕?jù)制動(dòng)踏板位置傳感器與輪速傳感器對(duì)汽車(chē)的制動(dòng)初始狀態(tài)判斷，確定是否需要啟動(dòng)能量回收功能，如是，則控制單元通過(guò)高壓蓄能器壓力傳感器15和低壓蓄能器壓力傳感器18檢測(cè)蓄能器內(nèi)的油壓，若低壓蓄能器17油壓低于目標(biāo)值，則發(fā)出指令使電磁離合器7接合，帶動(dòng)液壓油泵/馬達(dá)8旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)液輸送至低壓蓄能器17中；若低壓蓄能器17油壓達(dá)到目標(biāo)值，而高壓蓄能器14油壓低于目標(biāo)值，則控制分配電磁閥9動(dòng)作，把制動(dòng)液輸送至高壓蓄能器14中；若低壓蓄能器17與高壓蓄能
器14油壓都達(dá)到設(shè)定值，則控制電磁離合器7分離，制動(dòng)能量回收功能失效。圖5為能量釋放控制流程圖?？刂茊卧鶕?jù)油門(mén)踏板位置傳感器、輪速傳感器及變速器檔位開(kāi)關(guān)判斷汽車(chē)的起步、加速狀態(tài)，確定是否需要啟動(dòng)能量釋放功能，若是，通過(guò)高壓蓄能器壓力傳感器15檢測(cè)高壓蓄能器14內(nèi)的油壓是否達(dá)到目標(biāo)值，若是，則發(fā)出指令使電磁離合器7接合，油路分配電磁閥9動(dòng)作，高壓蓄能器14中儲(chǔ)存的制動(dòng)液作用于液壓泵/馬達(dá)8，通過(guò)電磁離合器7、聯(lián)動(dòng)變速箱6等輔助驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛；若油壓較低，則電磁離合器7分離，第一電磁換向閥13沒(méi)有電流通過(guò)，制動(dòng)能量驅(qū)動(dòng)功能失效。圖6為車(chē)輪制動(dòng)控制流程圖。控制單元通過(guò)制動(dòng)踏板位置傳感器、輪速傳感器及蓄能器油壓傳感器判斷汽車(chē)所需的制動(dòng)能量是否大于蓄能器能夠提供的制動(dòng)能量，若前者小于后者，且不伴隨能量?jī)?chǔ)存功能，則啟動(dòng)液壓制動(dòng)功能；若前者小于后者，且伴隨能量?jī)?chǔ)存功能，則同時(shí)啟動(dòng)能量存儲(chǔ)和液壓制動(dòng)功能；若前者大于后者，不伴隨能量?jī)?chǔ)存功能，則同時(shí)啟動(dòng)液壓制和線控制動(dòng)功能；若前者大于后者，且伴隨能量?jī)?chǔ)存功能，則同時(shí)啟動(dòng)能量存儲(chǔ)、液壓制動(dòng)和線控制動(dòng)功能；啟動(dòng)液壓制動(dòng)功能是由控制單元發(fā)出指令控制四個(gè)車(chē)輪制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器2動(dòng)作，調(diào)節(jié)低壓蓄能器17與液壓制動(dòng)器22之間的連接狀態(tài)使液壓制動(dòng)器處于增壓、保壓、減壓狀態(tài)，利用低壓蓄能器17中儲(chǔ)存的能量實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制動(dòng)或減速；若低壓蓄能器17內(nèi)的油壓低于設(shè)定值，則控制第二電磁換向閥16動(dòng)作，高壓蓄能器14中的制動(dòng)液流入低壓蓄能器17 ;啟動(dòng)線控制動(dòng)功能是由控制單元控制制動(dòng)電機(jī)24工作。本實(shí)用新型可以在線控制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，控制單元控制液壓制動(dòng)統(tǒng)正常工作；在液壓制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，控制單元控制線控制動(dòng)正常工作，并能及時(shí)通過(guò)故障報(bào)警裝置提醒駕駛員注意，以提高汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)急處理能力，提高行車(chē)安全性能。
權(quán)利要求1.一種線控制動(dòng)系統(tǒng)能量再生裝置，包括變速箱(6)、油箱(10)，其特征在于還包括電磁離合器(7)、液壓油泵/馬達(dá)(8)、電磁分配閥(9)、第一電磁換向閥(13)、高壓蓄能器(14)、第二電磁換向閥(16)、低壓蓄能器(17)，每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)盤(pán)(23)上增設(shè)液壓制動(dòng)器(22),變速箱(6)的輸出軸上加裝一組增速齒輪機(jī)構(gòu)，增速齒輪機(jī)構(gòu)的輸出軸通過(guò)所述電磁離合器(7)與所述液壓油泵/馬達(dá)(8)連接，液壓油泵/馬達(dá)(8)的出油口與所述電磁分配閥(9)的進(jìn)油口連接，電磁分配閥(9)的第一出油口分成A、B管路，A管路直接與所述第一電磁換向閥(13)的第一進(jìn)油口連接，B管路通過(guò)第一單向閥(12)與所述第一電磁換向閥(13)的第二進(jìn)油口連接，第一電磁換向閥(13)的出油口與所述高壓蓄能器(14)的進(jìn)油口連接；電磁分配閥9的第二出油口通過(guò)第二單向閥(4)與低壓蓄能器(17)的進(jìn)油口連接，高壓蓄能器(14)與低壓蓄能器(17)之間由所述第二電磁換向閥(16)連接，低壓蓄能器(17)的出油口分別與控制各液壓制動(dòng)器(22)的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器(2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種線控制動(dòng)系統(tǒng)能量再生裝置，其特征在于設(shè)置上述第一單向閥(12)和第二單向閥(4)的管路上且處于單向閥的前側(cè)分別設(shè)有第一溢流閥(11)和第二溢流閥(21)。
專(zhuān)利摘要一種線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)能量再生裝置，包括變速箱、油箱、電磁離合器、液壓油泵/馬達(dá)、電磁分配閥、第一電磁換向閥、高壓蓄能器、第二電磁換向閥、低壓蓄能器，每個(gè)車(chē)輪制動(dòng)盤(pán)上增設(shè)液壓制動(dòng)器，變速箱的輸出軸上加裝一組增速齒輪機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用制動(dòng)能量存儲(chǔ)與釋放相結(jié)合的方法，既可在汽車(chē)起步、加速時(shí)釋放高壓蓄能器的儲(chǔ)存能量，提高汽車(chē)起步性能和加速性能，也可在制動(dòng)過(guò)程中直接將低壓蓄能器中的儲(chǔ)存能量施加于車(chē)輪，配合線控制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)電機(jī)工作實(shí)現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)，提高了制動(dòng)能量回收利用效率。當(dāng)線控制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常工作時(shí)，該裝置可以作為應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)，利用蓄能器中儲(chǔ)存的能量實(shí)現(xiàn)汽車(chē)停車(chē)制動(dòng)。本實(shí)用新型尤其適合于純電動(dòng)汽車(chē)。
文檔編號(hào)B60T1/10GK202491793SQ20112051610
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者唐金花, 李國(guó)慶, 王奎洋 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院