丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展_精品.doc

丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展 DevelopmentofToyotaPriusPlug-inHybridBrakeSystem同墨 丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展 DevelopmentofToyotaPriusPlug-——inHybridBrakeSystem 制动能量回收液压制动的协调控制 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 要增加车辆带动,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,制动能量回收带l_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(BrakebyWire)的电子控制制动 器(ECB). 如图2所示,在电子控制制动 2010-35(No4)NEV新能源汽车 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(BrakeActnator),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(StrokeSimulator).其作 用是形成制动踏板的踏板力感.在 制动总泵内设有活塞与螺旋弹簧, 当驾驶员踩制动踏板时,制动总泵 的液压传递到行程模拟器,活塞压 缩螺旋弹簧.而其反力通过活塞与 制动总泵传递到制动踏板,成为制 动踏板反力. 能够实现更精确控制的线控电磁阀 在未采用电控制动器(ECB)的 第一代普锐斯制动系统中,由能量 编译/杨妙楔 ■圜i丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展 电动液压泵与蓄压器液力真空助力器 组成的液压供应源一一 恸蹴 -.4. 一一 I 卜制动执行器f 压力降一_氏蓄压器 (2)—田. .行程模拟器 赶《 . ..I_.-------_--._-.---- 一 可制系统 . . B酱.■l嵇朋■■矗臣嘲鼍园口疆删目_ ? . 连.:防抱制动耗!制系统■日诵 _….....?… -- 【]比例阀～J . 1鲫ki越tj:_dJ髑西_^n一三l融I瘦;皤i两渭骂u重曩_ FLRL黼 前右轮前左轮后左轮后右轮 墨I!矗iI膏薯罩lI;乞a五五甜J彭属越-I;■■E墨:|lim暑 珀毪确耗忍圣}戈藁糯固酋IjI1■蟠蕊嘲差毫害显 ●—■■———●I 高电压蓄电池—啊豳隧曩■ DC—D(转换器■_-JJ1i_行稆… 亍器I — rI辅~(