[实用新型]发动机压缩空气与摩擦制动相匹配的复合制动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合制动系统，通过发动机压缩空气制动（该制动通过气动发动机或内燃机的压缩空气模式实现）和传统摩擦式制动的合理匹配和恰当控制，使得气动汽车、气动/燃油混合动力汽车或者具有空气压缩模式内燃机的汽车实现在制动时既能达到制动效能和稳定性，同时又能回收车辆动能。

背景技术

随着石油资源供应日益紧迫和环境污染的不断加重，全球汽车工业都在努力研发新能源汽车以缓解环境和能源的压力。作为新能源汽车中实现节能的重要途径，制动能量回收也越来越受到人们的重视。在电动汽车上，由于电池剩余电量和充电速率等问题限制了回收的潜力。虽然采用超级电容可解决部分问题，但低速条件下电机回收能量能力差的问题依旧存在。此外还有高速飞轮、液压储能等回收方法，但仍存在储能时效性差、制造成本高或额外重量大等问题。

近年来，基于传统内燃机技术的内燃-气动混合动力（Hybrid Pneumatic Engine, HPE）以及纯气动发动机引起了国内外研究人员的注意。其思路是，制动时发动机转为压缩机模式，进气压缩后存入高压储气罐；借助气罐内高压气，实现纯气动起步、气动辅助驱动、增压燃烧等多种模式；而纯气动发动机则直接以压缩空气为驱动能源，工作时无有害排放物，也可实现制动能量回收利用。该制动能量回收系统中发动机气门可实时调整，并且为了存储工作介质需要有一个高压储气罐。在使用时可通过调整进排气门来实现压缩气体制动工作模式，对制动能量以高压气体的形式回收储存。而现有车辆中没有具体涉及压缩空气制动系统和传统摩擦式制动系统的匹配问题。为了能够充分利用发动机的优势，做到更加节能环保，必须研制一套发动机压缩空气与摩擦制动相匹配的复合制动系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种发动机压缩空气与摩擦制动相匹配的复合制动系统，该压缩空气制动通过气动发动机或内燃机的压缩空气模式实现。旨在提升车辆的制动性能并实现能量回收，为可使用发动机压缩空气制动的汽车提供一套可靠有效的制动系统。

为解决技术问题，本实用新型采取以下的技术方案：

提供一种发动机压缩空气与摩擦制动相匹配的复合制动系统，包括通过高压管路连接至高压储气罐的压缩空气制动系统，高压管路上设电磁阀；该系统还包括摩擦式制动系统，电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)通过信号线分别与刹车踏板传感器、车辆运行状态传感器、压缩空气制动系统、摩擦式制动系统、电磁阀相连接。

刹车踏板传感器和车辆运行状态传感器均为车辆通用设备。其中，刹车踏板传感器用于车辆制动控制系统，通过此传感器控制系统可以感知刹车踏板的位移和踏板受的力、力变化率。车辆运行状态传感器包括车轮轮速传感器、车辆纵向加速度传感器，用于采集车辆实际运行状态信号车轮转速和车辆纵向加速度。

所述车辆状态估计器是一个软件功能模块，内置于电子控制单元ECU的芯片中，用于估计车辆的纵向速度、车身质心侧偏角、路面附着系数以及所有相关状态。其具体实现方式可以有很多种，本领域技术人员在了解本实用新型思路及各服务器和相应模块的功能描述之后，完全可以根据其掌握的技能实现各模块的编程与运行，不存在无法理解或无法再现的可能性。

作为一种改进，所述电子控制单元ECU中设置车辆状态估计器，车辆状态估计器与刹车踏板传感器、车辆运行状态传感器之间电连接。

作为一种改进，所述电磁阀为三通阀，有一个排气管路与该电磁阀相接，其另一端接大气。

本实用新型中，发动机压缩空气与摩擦制动相匹配的复合制动系统，其实现方法包括：对于可使用发动机压缩空气制动的车辆，在其驱动车轴上同时设置压缩空气制动系统和摩擦式制动系统，而在非驱动车轴上只设置摩擦式制动系统；刹车踏板传感器与车辆运行状态传感器将信号发送至电子控制单元ECU，对接收到的信号进行分析，并根据预置条件判断是否执行防抱死动作、制动力调节动作或制动力分配动作，并将控制信号传递至压缩空气制动系统和摩擦式制动系统；压缩空气制动系统和摩擦式制动系统根据控制信号的要求提供相匹配的制动力，组成总制动力以使车辆按给定条件减速。

所述预置条件是指，可根据期望的制动力和实际制动力差距以及车轮抱死等条件确认需要执行防抱死动作、制动力调节动作或制动力分配动作。

在车轮未抱死的情况下，驱动车轮优先使用压缩空气制动；当车辆所需制动力超出压缩空气制动系统所能提供的最大制动力时，驱动车轮结合摩擦制动以补充不足的制动力。

车轮是否抱死可由车轮滑移率检测分析完成判断，这是一种通用技术。