一種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)及制 動(dòng)方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 制動(dòng)系統(tǒng)在各種車(chē)輛中都是至關(guān)重要的一個(gè)組成部分，制動(dòng)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣決定 了車(chē)輛的安全性、操控性以及易用性的高低。靜壓傳動(dòng)車(chē)輛作為一類(lèi)特殊的車(chē)輛形式具有 低速大扭矩、可無(wú)極調(diào)速等良好的特性，但是靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)一直以來(lái)都沒(méi)有一個(gè)很 好地解決方案。靜壓傳動(dòng)車(chē)輛通常使用的制動(dòng)方法主要分為以下三種：
[0003] 1)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)(或不設(shè)置制動(dòng)踏板，當(dāng)車(chē)輛的加速踏板松開(kāi)時(shí)），靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)液 壓栗斜盤(pán)擺角直接歸零，液壓油路封閉，車(chē)輛停止；
[0004] 2)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)(或不設(shè)置制動(dòng)踏板，當(dāng)車(chē)輛的加速踏板松開(kāi)時(shí)），靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)液 壓栗斜盤(pán)擺角延時(shí)或按照某設(shè)定規(guī)律歸零，逐漸將液壓油路封閉，車(chē)輛滑行后停止；
[0005] 3)在靜壓傳動(dòng)車(chē)輛中加裝機(jī)械制動(dòng)裝置，車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板直接控制機(jī)械制 動(dòng)裝置進(jìn)行制動(dòng)，此時(shí)車(chē)輛的制動(dòng)效果與靜壓系統(tǒng)無(wú)關(guān)等同于機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛。
[0006] 其中，方案3雖然可以獲得等同于機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)效果，但是這種方法需要加 裝機(jī)械制動(dòng)裝置，這會(huì)大大提高車(chē)輛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，增加車(chē)輛的加工制造成本，同時(shí)也增加 了車(chē)輛的故障率。而且此方案嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)是機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛與靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)關(guān)。方案1 和方案2屬于依靠靜壓系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)的方案，在實(shí)際車(chē)輛中的應(yīng)用比較多見(jiàn)。但是方案1由 于斜盤(pán)角度歸零過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛驟停，造成駕駛沖擊感，不利于車(chē)輛的駕駛操控。此外，方 案1中的制動(dòng)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)瞬間壓力極值，容易對(duì)液壓系統(tǒng)元件造成損害。 方案2作為對(duì)方案1中存在問(wèn)題的一種改善方法，能夠使靜壓車(chē)輛在制動(dòng)時(shí)進(jìn)入設(shè)定的滑行 程序，可以避免突然停車(chē)，有利于減小駕駛沖擊。但是方案2中的車(chē)輛滑行距離是不受人為 控制的，通常滑行距離較短，難以達(dá)到機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中駕駛員可以通過(guò)制動(dòng)踏板自主控制 剎車(chē)加速度和滑行距離的良好駕駛體驗(yàn)。因此，充分利用靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)特性開(kāi)發(fā)一種制動(dòng) 時(shí)以液壓系統(tǒng)自身產(chǎn)生與制動(dòng)踏板開(kāi)度正相關(guān)的制動(dòng)力的方法意義巨大。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)及制動(dòng)方法，該方案能夠使 靜壓傳動(dòng)車(chē)輛利用靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)自身產(chǎn)生等同于機(jī)械制動(dòng)的制動(dòng)效果，避免目前靜壓傳動(dòng) 車(chē)輛制動(dòng)時(shí)所存在的車(chē)輛戛然而止或者滑行距離短、停車(chē)定位不可控的問(wèn)題，較好的改善 靜壓制動(dòng)車(chē)輛的人機(jī)操控性和易用性。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009 ] -種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)、變排量液壓栗、整車(chē)控制器 和電子制動(dòng)踏板；
[0010]其中，發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)后端通過(guò)電磁離合器機(jī)構(gòu)與變排量液壓栗機(jī)械連接;變排量 液壓栗通過(guò)液壓油路與汽車(chē)的兩個(gè)輪邊液壓馬達(dá)組成閉式液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);兩個(gè)輪邊液壓馬 達(dá)上分別設(shè)置有用于檢測(cè)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器和檢測(cè)液壓栗口壓力的液壓栗口壓 力傳感器；
[0011] 電子制動(dòng)踏板用于直接或間接提供踏板開(kāi)度以及開(kāi)度變化率兩路信號(hào)；
[0012] 所述的整車(chē)控制器與電子制動(dòng)踏板、電磁離合器機(jī)構(gòu)、液壓栗口壓力傳感器、轉(zhuǎn)速 傳感器以及變排量液壓栗的斜盤(pán)控制電磁鐵電氣連接。
[0013] 所述的液壓栗口壓力傳感器包括液壓栗A 口壓力傳感器和液壓栗B 口壓力傳感器， 分別用于檢測(cè)兩個(gè)輪邊液壓馬達(dá)的A、B 口的壓力值;液壓栗A 口壓力傳感器設(shè)置在右后輪液 壓馬達(dá)A 口及左后輪液壓馬達(dá)A 口與變排量液壓栗A 口連接的液壓油路上，液壓栗B 口壓力傳 感器設(shè)置在右后輪液壓馬達(dá)B 口及左后輪液壓馬達(dá)B 口與變排量液壓栗B 口連接的液壓油路 上。
[0014] 還包括變速電磁閥，變速電磁閥設(shè)置在變排量液壓栗與汽車(chē)的兩個(gè)輪邊液壓馬達(dá) 之間;變速電磁閥上設(shè)置有控制壓力傳感器，控制壓力傳感器與整車(chē)控制器電連接。
[0015] 所述的輪邊液壓馬達(dá)為變排量型或定排量型液壓馬達(dá)。
[0016] 所述的變排量液壓栗的液壓油路上還設(shè)置有由冷卻器和補(bǔ)油濾油器。
[0017] -種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)方法，包括以下步驟：
[0018] 1)整車(chē)控制器判斷混合動(dòng)力車(chē)是否處于制動(dòng)狀態(tài)；
[0019]壓力傳感器檢測(cè)液壓栗口壓力；
[0020] 轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；
[0021] 2)車(chē)輛處于制動(dòng)狀態(tài)后，整車(chē)控制器直接發(fā)出指令斷開(kāi)電磁離合器；
[0022] 電子制動(dòng)踏板將實(shí)時(shí)測(cè)得的踏板開(kāi)度信號(hào)與開(kāi)度變化率信號(hào)送給整車(chē)控制器；
[0023] 轉(zhuǎn)速傳感器以脈沖方式將輪邊馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)送給整車(chē)控制器，壓力傳感器以電壓 信號(hào)方式將液壓栗A/B 口壓力送給整車(chē)控制器；
[0024] 3)整車(chē)控制器首先根據(jù)制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)結(jié)合預(yù)設(shè)的制動(dòng)力矩與踏板行程曲線， 計(jì)算出在現(xiàn)有踏板開(kāi)度水平下靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)提供的制動(dòng)力大小Fa作為目標(biāo)變量;然后整 車(chē)控制器根據(jù)輪邊馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)與液壓栗A/B 口壓力信號(hào)計(jì)算靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供的真 實(shí)制動(dòng)力大小Fd;
[0025] 4)判斷Fa、Fd的值大小，若Fa、Fd相等則不動(dòng)作;若二者不相等則通過(guò)控制變排量液 壓栗斜盤(pán)擺角調(diào)節(jié)靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供的真實(shí)制動(dòng)力使其實(shí)時(shí)跟隨目標(biāo)變量Fa以達(dá)到模擬 機(jī)械制動(dòng)的制動(dòng)效果。
[0026] 所述步驟1)中是通過(guò)混合動(dòng)力車(chē)的電子制動(dòng)踏板的開(kāi)度大小判斷是否處于制動(dòng) 狀態(tài)的，車(chē)輛啟動(dòng)后，整車(chē)控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)電子制動(dòng)踏板的開(kāi)度，當(dāng)開(kāi)度為"〇"時(shí)，車(chē)輛正常 啟動(dòng)行駛;當(dāng)開(kāi)度大于"〇"時(shí)，說(shuō)明車(chē)輛處于制動(dòng)狀態(tài)。
[0027]所述的制動(dòng)力矩與踏板行程成正比例的線性關(guān)系。
[0028]所述的制動(dòng)力大小Fd由以下方程得出：
[0030] 其中，Pa、Pb為液壓栗A、B 口壓力;Qmd為液壓馬達(dá)當(dāng)前排量值;RT為驅(qū)動(dòng)輪輪胎半徑。 [0031]所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)跟隨的控制方法采用PID控制、模糊控制、滑模控制或狀態(tài)反饋 控制。
[0032] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] 本發(fā)明一種靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)系統(tǒng)，由整車(chē)控制器ECU、發(fā)動(dòng)機(jī)/電機(jī)、液壓栗、 液壓閥件、制動(dòng)踏板、電磁離合器、液壓馬達(dá)、液壓栗A/B 口壓力傳感器、馬達(dá)第一、第二轉(zhuǎn)速 傳感器等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。制動(dòng)力調(diào)制系統(tǒng)，可以根據(jù)制動(dòng)踏板開(kāi)度、液壓系 統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力以及同類(lèi)型機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)力一一制動(dòng)踏板開(kāi)度曲線，經(jīng)過(guò)制動(dòng)力調(diào) 制算法運(yùn)算進(jìn)而控制靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生與機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)闹苿?dòng)力。靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)，在 車(chē)輛動(dòng)力源與液壓系統(tǒng)中間加置了一套電磁離合器，能夠在制動(dòng)踏板被踩下時(shí)切斷動(dòng)力源 與靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)力傳動(dòng)。
[0034] 進(jìn)一步，液壓栗A/B 口壓力傳感器主要用于檢測(cè)液壓栗兩個(gè)壓加的壓力值，并將 壓力值轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)輸送到整車(chē)控制器中，通過(guò)制動(dòng)力調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行控制決策。
[0035]本發(fā)明提出了一種以靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)自身特性來(lái)模擬機(jī)械制動(dòng)感受的制動(dòng)方法，車(chē) 輛制動(dòng)時(shí)根據(jù)制動(dòng)踏板開(kāi)度，通過(guò)制動(dòng)力調(diào)制系統(tǒng)控制靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)力， 以達(dá)到模擬機(jī)械制動(dòng)效果的目的。本發(fā)明的制動(dòng)力調(diào)制算法，能夠根據(jù)制動(dòng)制動(dòng)力調(diào)制系 統(tǒng)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓栗斜盤(pán)擺角，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的制動(dòng)力能 夠?qū)崟r(shí)跟隨模擬機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)力大小。該方法區(qū)別于現(xiàn)有靜壓傳動(dòng)車(chē)輛制動(dòng)方法， 提出了一種制動(dòng)時(shí)利用靜壓傳動(dòng)系統(tǒng)自身特性產(chǎn)生與制動(dòng)踏板開(kāi)度正相關(guān)的制動(dòng)力的方 法。該方法可以不依賴于機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的輔助而達(dá)到傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)車(chē)輛的制動(dòng)效果，能夠 有效避免目前靜壓傳動(dòng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí)所存在的車(chē)輛驟停沖擊或者滑行距離短、滑行停車(chē)位置 不可控的問(wèn)題，增強(qiáng)了靜壓傳動(dòng)車(chē)輛的人機(jī)操控性和易用性。 【【附圖說(shuō)明】】
[0036]圖1所示為本發(fā)明的總成結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖2所示為制動(dòng)方法的邏輯控制原理圖；
[0038]圖3所示為預(yù)設(shè)"制動(dòng)力矩一一踏板開(kāi)度"曲線示例圖；
[0039]圖4所示為制動(dòng)力跟隨的基本原理簡(jiǎn)圖。
[0040] 圖中，1-發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī);2-電磁離合器;3-變排量液壓栗;4-右后輪液壓馬達(dá);5-第一轉(zhuǎn)速傳感器;6-第二轉(zhuǎn)速傳感器;7-左后輪液壓馬達(dá);8-變速電磁閥;9-液壓栗B 口壓力 傳感器；10-液壓栗A 口壓力傳感器；11-整車(chē)控制器；12-電子制動(dòng)踏板；13-控制壓力傳感 器;14-由冷卻器;15-補(bǔ)油濾油器。 【【具體實(shí)施方式】】
[0041] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚，以下結(jié)合附圖 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明， 并不用于限定本發(fā)明。
[0042] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明由發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)1、電磁離合器2、變排量液壓栗3、右后輪液壓馬 達(dá)4、第一轉(zhuǎn)速傳感器5、第二轉(zhuǎn)速傳感器6、左后輪液壓馬達(dá)7、變速電磁閥8、液壓栗B 口壓力 傳感器9、液壓栗A 口壓