[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

说明书

本发明公开了一种集成液压辅助气制动装置的支撑桥及其控制方法，包括，有级变量液压辅助制动系统和集支撑、辅助驱动和制动等功能为一体的支撑桥。将液压系统通过链传动连接到支撑桥的车轮上，使支撑桥既能起支撑作用又能起驱动的作用，不影响原车传动系统的同时辅助原车制动和驱动，且混合动力系统的故障不会导致整车的故障，提高了整车可靠性。采用基于双模式工作特性的有级变量系统代替传统混合动力变量系统，解决了传统混合动力核心元件价格高昂，可靠性差等的不足；根据控制器采集的传感器的信号判断系统的工作状态，选取最接近的排量组合方案，通过控制器控制换向阀组实现对液压泵/马达工作状态的控制。

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及集成液压辅助气制动装置的支撑桥及其控制方法。

背景技术

随着世界能源的日趋紧张，汽车的节能问题越来越受到关注,能源和环境问题迫切要求发展节能环保车辆，已成为世界的共识，能够延缓能源消耗和降低污染排放的混合动力车辆成为世界各国首要的研究重点。近年来，静液传动混合动力车辆的研究取得了很大进展，逐步引起各国政府、研究机构及各大汽车厂商的高度重视。该技术利用液压泵/马达可工作于四象限的特性，回收传统车辆在制动时浪费的动能，并存储于液压蓄能器中，所回收的能量可以在车辆起动或加速时提供辅助动力，从而减小发动机装机功率或提高车辆短时驱动能力，使发动机更多的工作在经济区域，降低油耗，减少有害尾气排放。液压系统大功率密度的特点使得该技术尤其适用于具有频繁起停工况的中、重负载车辆中。静液传动混合动力车辆已被美国环境保护署(EPA)列为节能环保车辆三大关键研究内容之一(电动混合动力车辆、静液传动混合动力车辆和清洁柴油机技术)。

轮边驱动式混合动力方案是将驱动元件直接作用于支撑桥上单独的车轮，各驱动元件并联在恒压系统中，利用恒压系统下各并联元件可以互不干涉独立工作的特性，可以独立调节转速或转矩。轮边驱动式配置使得车体的布局更加灵活，在需要多轮组驱动的载重汽车中可以增加有效装载空间并减少多级机械传动/分动造成的能量损失，能够从原理上避免车桥差速器在地面附着力不足情况下打滑甚至失控的发生而不增加额外的能量损失。

目前的轮边式静液混合动力方案都作用于传动系中的支撑桥，混合动力系统的故障会造成整车的故障。轮边驱动式混合动力结构简单，但对控制的要求很高，使用驱动元件多，增加了成本并降低了可靠性。

目前液压混合动力系统中的关键元件——二次元件——均采用柱塞式变量元件，对油液污染极为敏感，可靠性较差；在控制中存在变量响应慢、零点漂移、易受干扰等问题。不仅二次元件如此，柱塞式变量泵、马达均存在上述问题，并且其高昂的成本也成为液压系统用户所必须考虑的因素。同时传统的模拟量控制变量方式，尤其是带有反馈的伺服控制中需要进行多次A/D、D/A转化，易产生转码误差和迟滞。这些缺点在一定程度上阻碍了液压混合动力技术发展和使用。随着数字控制技术的日益普及，采用可与数字控制形式直接对接的离散式变量方式能够很好的克服上述问题。

中国专利公布号为CN102141040B,公布日为2016年12月14日,发明名称为“多齿轮泵有级变量系统”，申请人为吉林大学。该专利采用多个定量泵/马达组成有级变量系统，利用组合序列中最低排量的泵/马达作为变量最小梯度，通过普通的开关阀逻辑控制实现泵/马达排量的有级调节。其元件采用串联齿轮泵/马达改制而成，具有自吸能力强、国产化技术成熟、价格低廉等优点，但是有级变量在变量过程中由于排量的阶梯性跃变会引起液压管路中的冲击和系统的抖振等现象，一方面易造成系统可靠性的降低，另一方面也可能恶化操作者的舒适性，这一缺陷是限制将此技术发展应用到混合动力车辆上的一个重大问题。

液压泵/马达是一种工作模式可逆的液压元件。在有级变量数字液压泵/马达中，利用油路的改变可以使其中的组合单元工作于泵或马达两种模式。当其工作于泵模式时，吸收机械能，输出液压能；当其工作于马达模式时，吸收液压能，输出机械能。基于上述原理，如果将机械-液压能在多级变量数字液压泵/马达内部进行分配和转化，就可以大大增加排量的组合方式。

发明内容