[发明专利]一种集成液压辅助气制动装置的支撑桥及其控制方法

权利要求书

1.一种集成液压辅助气制动装置的支撑桥，其特征在于，包括车架(1)，气缸(2)，动滑轮(3)，小链轮处涨紧套(4)，小链轮(5)，右侧液压泵/马达组(6)，链条(7)，大链轮(8)，大链轮处涨紧套(9)，右侧车轮(10)，横梁(11)，滑轮支座(12)，左侧液压泵/马达组(13)，液压泵/马达夹箍(14)，液压泵/马达支座(15)，左侧车轮(16)，常开式截止阀(17)，高压蓄能器(18)，压力传感器(19)，控制器(20)，制动踏板处角速度传感器(21)，制动踏板(22)，油门踏板(23)，油门踏板处角速度传感器(24)，右侧摩擦制动器(25)，右侧换向阀组(26)，左侧摩擦制动器(27)，左侧换向阀组(28)，溢流阀(29)，油箱(30)，常闭式截止阀(31)；

所述右侧液压泵/马达组(6)与右侧车轮(10)通过链传动连接，其中大链轮(8)与右侧车轮(10)同轴连接，通过大链轮处涨紧套(9)固定，小链轮(5)与右侧液压泵/马达组(6)同轴连接，通过小链轮处涨紧套(4)固定，且右侧液压泵/马达组(6)通过液压泵/马达夹箍(14)与液压泵/马达支座(15)的螺栓连接固定在液压泵/马达支座(15)上，液压泵/马达支座(15)通过焊接或螺栓连接固定在车架(1)上，气缸(2)活塞杆通过螺栓连接在滑轮支座(12)上，滑轮支座(12)与动滑轮(3)采用螺栓连接，气缸(2)底座通过与车架(1)的螺栓连接固定在与链条(7)呈90°处，动滑轮(3)与链条(7)垂直接触；

左侧连接及固定方式与右侧完全相同；

所述左侧液压泵/马达组(13)和右侧液压泵/马达组(6)中分别包括至少两个不同排量的液压泵/马达，各液压泵/马达组中的液压泵/马达采用通轴连接；每个所述的液压泵/马达分别对应一个所述的换向阀，每个液压泵/马达的P口连接换向阀的P口，每个换向阀的T口分别连接对应液压泵/马达的T口，液压泵/马达通过换向阀的B口接油箱，每个换向阀的A口都与总油口相连，总油口分两路，一路经常开式截止阀(17)接蓄能器(18)，一路经常闭式截止阀(31)接回油箱(30)；

控制器(20)的数字量输出端分别接换向阀的受控端，模拟量输入端接制动踏板处角速度传感器(21)的输出端、油门踏板处角速度传感器(24)的输出端和压力传感器(19)的输出端；

所述左侧换向阀组(28)和右侧换向阀组(26)中采用的换向阀是具有p型中位机能的三位四通电磁换向阀或电液换向阀，或是能与p型中位机能的三位四通电磁换向阀或电液换向阀达到相同功能效果的其他阀的组合。

2.根据权利要求1所述集成液压辅助气制动装置的支撑桥，其特征在于，所述左侧液压泵/马达组(13)和右侧液压泵/马达组(6)中采用的液压泵/马达是齿轮泵/马达。

3.根据权利要求1所述集成液压辅助气制动装置的支撑桥，其特征在于，所述液压泵/马达有效排量的表达式为V＝a₁V₁+a₂V₂+a₃V₃+……+a_nV_n，a_n的取值为-1，0或1，n为大于等于2的自然数；为使排量梯度不变，液压泵/马达排量按V_n＝V₁3^n-1取值，则组合后的排量可在0，V₁,V₂-V₁,V₂,V₁+V₂,V₃-V₁-V₂，V₃-V₂，……，V₁+V₂+……V_n范围内取值，排量以最小排量V₁为步距阶梯变化，变量范围为0～(3ⁿ-1)/2，变量级数为(3ⁿ+1)/2。

4.根据权利要求1所述的集成液压辅助气制动装置的支撑桥的控制方法,其特征在于,包括下列步骤：

信号检测：通过传感器采集模拟信号：油门踏板(23)角度α_m、制动踏板(22)角度α_p、蓄能器(18)压力p，进行判断与数据计算；

工况选择:根据所采集的油门踏板(23)的信号和制动踏板(22)的信号,判断液压系统的工作状态；当油门踏板(23)有信号输出时，即车辆处于驱动过程，当制动踏板(22)有信号输出时，即车辆处于制动过程；

驱动过程控制方法：若液压混合动力系统提供的驱动转矩能够满足需求驱动转矩，则由液压混合动力系统单独驱动车辆，否则由发动机提供补充的驱动力矩以满足需求转矩；首先，计算目标转矩T＝K_mα_m，其中K_m为驱动增益系数，其次，计算排量需求:V＝2πT/p，最后，根据不同的目标排量V，从V₁,V₂-V₁,V₂,V₁+V₂,V₃-V₁-V₂，V₃-V₂，……，V₁+V₂+……V_n中选取最接近方案的液压泵/马达组的组合，由控制器(20)控制换向阀组,实现对液压泵/马达组的排量组合的控制，进而实现恒转矩启动；

制动过程控制方法：首先，制动力矩根据公式T＝K_pα_p计算，其中K_p为制动力矩增益系数，液压制动力矩不足部分，通过气压制动力矩弥补，液压泵/马达需求排量根据公式V＝2πT/p计算，根据不同的目标排量V，从V₁,V₂-V₁,V₂,V₁+V₂,V₃-V₁-V₂，V₃-V₂，……，V₁+V₂+……V_n中选取最接近方案的液压泵/马达组的组合，由控制器(20)控制换向阀组,实现对液压泵/马达组的排量组合的控制，进而实现恒转矩控制。