混合动力汽车电控液压制动系统的控制逻辑的发展.doc

混合动力汽车电控液压制动系统的控制逻辑的发展
Manbok Park,
Sangmook Kim,
Leejin Yang
Kwangil Kim
摘要
本文对混合动力汽车电控液压制动系统控制逻辑作了介绍。混合制动系统又电控液压制动系统、电机和真空管理系统组成。
以普锐斯为代表的混合动力车在行驶制动、减速时,其制动能量可转变为电能,并储存于蓄电池中(称为制动能量回收),以降低燃油消耗。储存于蓄电池中的电能用于车辆起动和加速以降低发动机负荷,从而提高燃油经济性。为了要增加车辆制动、减速时的能量回收量,开发了制动能量回收制动系统。这种制动系统的控制是由原发动机车型的液压制动器与电机(减速、制动时起发电机的作用)的能量回收系统组成。
图1示出制动能量回收液压制动协调控制的概况,横坐标为时间,纵坐标则表示制动力。当驾驶员踩制动踏板,则按照制动踏板力的大小,液压制动器实时进入相应工作,紧接着制动能量回收系统也进入工作状态,制动能量回收制动力占整个制动力的大部分。当车辆接近停止时,制动能量回收系统制动力变为零,而液压制动器的制动力占100%。这两种制动力的能量变换比例与图中所示的相应面积的比例相当。当液压制动的面积小,制动能量回收制动的面积大时,表示制动能量回收量增加。
因此,增加制动能量回收的面积直接与降低燃油耗相关。为了实现这一目标,为配合制动能量回收率上升,必须控制液压制动。
这就是说,在液压制动保持不变的状态下,只让制动能量回收率上升而增加制动力,导致驾驶员对制动感觉不适。为解决这一问题而采取的措施就是开发了电子线控制动( Brake by Wire)的电子控制制动器(ECB)。
如图2所示,在电子控制制动器中,制动踏板与各车轮制动分泵不是通过液压管路直接连接,而是通过电控单元(ECU)相连接。
当驾驶员踩踏制动踏板时。踏板力首先通过电控单元传递到液压供给源,电控单元则向液压供给源发出指令,把对应制动能量回收制动强度的液压传送到相应车轮制动分泵。
因此,制动能量回收制动与液压制动之和达到与制动踏板行程量相对应的制动值,从而实现自然良好的制动感觉。

第一代普锐斯混合动力车的制动系统
制动能量回收协调系统应用于1997年的第一代普锐斯混合动力车上。此后经过几次改进。第一代普锐斯的制动系不是电子控制制动系(ECB),但是为了确保发动机停止时仍能保持制动增力的功能,采用了液压制动器。由于在发动机汽车上使用的真空助力装置应用发动机进气系统的负压,因此发动机停止时,真空助力装置不能发挥其功能,但是液压制动器把从电动液压泵获得的高液压储存在蓄压器中,当发动机停止时,能够及时向各车轮制动分泵供应液压。

图3示出第一代普锐斯的制动液压回路。由于是液压回路,不包括制动能量回收装置。图中央部位是制动踏板,其左侧是制动总泵,而其左侧则是电动液压泵与蓄压器构成的制动供给源,由紫色线围成的部分则是由各种电磁阀构成的制动执行器(Brake Actnator),其中,绿虚线围成的6个电磁阀是负担防抱制动系统(ABS)功能的增压电磁阀与另外减压电磁阀。这种防抱制动系统属于三通道型式,分别控制左右前轮的制动液压,而左右后轮则采用同一液压控制。
制动执行器中的左上部分是行程模拟器(Stroke Simulator)。