丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展杨妙梁
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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( B ra ke b y W ire)的电子控制制动 器(E C B )"
DevelopmentofToyota prius plug一in Hybrid Bra !e System }百正显目
丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展
D e ve lo P m e nt of T Oyo ta P rius P lug 一in H yb rid B ra ke S yste m
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
19 97 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(E C B) , 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 "
oevel"pm ent "f丁oyota 尸ri"s 尸l"g一in 日ybrid sra !e system }百正显困
游侧增加了2 个线性电磁阀 " 失效 保护用2个切换式电磁阀则分别与 前后轮的制动分泵连接, 这是与第
二代普锐斯所用方式不同之处 " 8个 防抱制动系统用电磁 阀从
线性改为切换式是为了降低成本 " 为了提高燃油经济性 , 现行的第三 代普锐斯采用的电动水泵或冷却废 气再循环(C ool E G R) 或废气热再循
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(E C U) 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 "
器对第二代 电控制动系统精细精 简 " 图5 示出现行第三代普锐斯 的 电控制动器 " 液压供给源被设置在 制动执行器之外 , 与制动总泵组成 整体式构造 "在制动执行器内, 防 抱制动系统(A B S) 用电磁阀从线性 电磁阀更改为切换式, 由此在其上
靳能派汽车 N EV (No 4 ) 2010一35
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(Stro 伙e S im u ta to r)"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 "
编译 / 杨妙裸
制动能t 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 "
能够实现更精确控制的线控电磁阀 在未采用电控制动器(E C B) 的
第一代普锐斯制动系统中, 由能量
20 10- 35 (No 4 )N EV 新能源汽车
霭 困 }丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展
回收制动与液压制动组合构成的功 能控制存在着一定问题 , 表现在停 车间歇制动力急速增大 , 这使驾驶 员产生异样的制动感觉 " 因此 , 在 第二代普锐斯上采用了新开发的电 控制动器 "
在E C B 的电路部分中也设置失效 保护功能 , 例如, 在作为临时或紧 急状态下作为非常用电源的电力电 容器(Pow erC aPaeitor), 在高电压蓄 电池或辅机用蓄电池不能供应电力 情况下, 电力供应源则切换到电力 电容器, 以防止制动力急速变化 "
面向未来 的电控制动器{E C B) 现行第三代普锐斯的电控制动
抱制动系统工作时, 从泵压切换到 踏板压力, 则线性电磁阀不工作 , 其工作噪声也就不会产生 "但如上 所述 , 制动力则下降 "
在车辆召回修改方面有如下内 容 : /防抱制动系统工作 时 , 禁 止从 泵压 切换到踏板压力 0 " 虽 然发 生线 }.生电磁 阀的工作 声响 , 但是提 高制动感觉则是优 先考虑 的 "所 以说上述车辆召 回修 改内 容务必注意 "NE v
图4 是第二代普锐斯 电子控制 制动系统(E C B) "E C B 最初应用于 200 1年上市的E st ]m a混合动力厢 式车上 , 并在2 00 3 年第二代普锐
斯上采用 "如上所述 , 电控制动器 (E C B) 的特点是制动踏板与车轮制 动 分泵 不是通过 液压 回路直 接连接 的, 而是一种称为电子无线控制制 动器 "E C B 是由液压回路与电路构 成 "而液压回路是由制动总泵与制 动执行器构成 "
在低于0 .39 的减速Leabharlann Baidu时, 踏板 力低于泵压, 防抱制动系统工作 , 当泵压切换到踏板力时, 当踏板力
一定, 制动液压降低 , 制动力也下
2010一35 (No 4 )N EV 靳 能翻汽车
8 个 线性 电磁 阀被应 用于4 个 车轮 , 分别控制制动液压的4通道 防抱制 动系统 中 "线 性电磁 阀与 只实施开/关控制的切换式 电磁 阀 不 同 , 是能够每次 以很小间隔开 启或 关闭的 电磁 阀 , 所以能够更 精细地 控制制动 液压 , 这种 电磁 阀也应 用于A B S 以外 的各种提 高 安全性 的控制 "它们是车辆 动态 集成管理v o lM (V e h,e le D yn am iC s rnteg rate d M a n ag e m e nt) ! 制动 助力装置B A (B rake A ssist) ! 前置 防撞安全(P re e ra sh S a fe ty ) ! 自 适应巡航控制系统A C C( A d a Pt iv e C ruise C o ntrd )等 "这就是说, 线 性电磁阀尽管高价 , 但是有实现高 度控制的突出优点 "
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10 0 % " 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 "
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(B ra伙e A etnato r), 其中, 绿虚线 围成的6个 电磁阀是负担防 抱制动系统(A B s) 功能的增压电磁 阀与另外减压电磁 阀 "这种防抱制
环系统使成本增加的装置 "未来解 决这些装置成本增加就必须对其它 方面进行成本压缩 "
另一 方面 , 现行 第三代 普锐 斯 的 电控 制 动器 定 位 为未 来 小 型 车 用 " 为 此现 行 普锐 斯 的 电 控 制 动 器 适 用 于车 辆 稳 定 控 制
V S C (V eh 一e le S ta b ility C o ntro l) ! 制动助力装置B A (B rake A ssist) ! 前置 碰 撞 安 全 系统 (p re C ra s h
制动执行器部分则是由液压供 应源与各种电磁阀构成 , 液压供给 源与第一代普锐斯相同 "电磁阀是
由2 个切换式 电磁 阀与8 个线性电 磁 阀构成 " 2个切换式电磁阀用于 失效保护功能(Fail S af e) , 这是考 虑到E C B 发生故障时, 制动踏板踏 板力通过制动总泵变换为液压 , 并 传递到 前轮制动分 泵 "在这种场 合 , 制动分泵不起增力的功能 , 所 以, 在相 同踏板力的情况下制动力 降低 "因此考虑到失效保护功能控 制 , 尽管使用正常的部分 以确保制 动性能 "
S a fet y ) ! 自适 应 巡 航 控 制 系 统A C C (A d aP tive C ruise C o ntrd) 而 不 适 用于 车辆 动 态 集 成 管 理 系统v D IM (V e h ie le D y n a m iC s
Integrated M a nagem ent)" 普锐斯混合动力车 的制动系统
发展方向是不断提高其性能并实现 小型化 ! 轻量化和低成本化 "
降 " 当然, 如果增加对制动踏板的 压力, 制动力恢复 "例如在严寒地 区的驾驶 员在 防抱 制动系统工作 时, 习惯于保持制动踏板力不变, 这 也是使驾驶员感到空走感的原因"
在现行第三代普锐斯 中, 防抱 制动系统工作时, 制动液压从泵压 切换到踏板压力是 为了避免如图5 所示线性电磁 阀工作时噪声响的缘 故 "采用线性电磁阀时由于较多机 油流进 ! 流出会发生声响 "如果防
车辆召回修改的背景 所谓 /空走感 0 . 就是防抱制
动系统工作时, 制动液压从泵压力 切换到制动踏板踏板压力发生的现 象 "在这里所讲的泵压力是指从液 压供给源来的液压 ; 所谓踏板力是 指 驾驶 员踩 制动踏板 时产生的液 压 "如图6 中段左图所示 , 在制动 液压对踏板力的变化关系中 "踏板 力的变化呈直线状态, 而泵压的变 化呈曲线, 两者相交于一点 "该交 点的对应踏板力为8 0N (8 .16k g ), 相当于减速度为".39左右 "
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( B ra ke b y W ire)的电子控制制动 器(E C B )"
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丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展
D e ve lo P m e nt of T Oyo ta P rius P lug 一in H yb rid B ra ke S yste m
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
19 97 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(E C B) , 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 "
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游侧增加了2 个线性电磁阀 " 失效 保护用2个切换式电磁阀则分别与 前后轮的制动分泵连接, 这是与第
二代普锐斯所用方式不同之处 " 8个 防抱制动系统用电磁 阀从
线性改为切换式是为了降低成本 " 为了提高燃油经济性 , 现行的第三 代普锐斯采用的电动水泵或冷却废 气再循环(C ool E G R) 或废气热再循
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(E C U) 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 "
器对第二代 电控制动系统精细精 简 " 图5 示出现行第三代普锐斯 的 电控制动器 " 液压供给源被设置在 制动执行器之外 , 与制动总泵组成 整体式构造 "在制动执行器内, 防 抱制动系统(A B S) 用电磁阀从线性 电磁阀更改为切换式, 由此在其上
靳能派汽车 N EV (No 4 ) 2010一35
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(Stro 伙e S im u ta to r)"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 "
编译 / 杨妙裸
制动能t 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 "
能够实现更精确控制的线控电磁阀 在未采用电控制动器(E C B) 的
第一代普锐斯制动系统中, 由能量
20 10- 35 (No 4 )N EV 新能源汽车
霭 困 }丰田普锐斯混合动力车制动系统的发展
回收制动与液压制动组合构成的功 能控制存在着一定问题 , 表现在停 车间歇制动力急速增大 , 这使驾驶 员产生异样的制动感觉 " 因此 , 在 第二代普锐斯上采用了新开发的电 控制动器 "
在E C B 的电路部分中也设置失效 保护功能 , 例如, 在作为临时或紧 急状态下作为非常用电源的电力电 容器(Pow erC aPaeitor), 在高电压蓄 电池或辅机用蓄电池不能供应电力 情况下, 电力供应源则切换到电力 电容器, 以防止制动力急速变化 "
面向未来 的电控制动器{E C B) 现行第三代普锐斯的电控制动
抱制动系统工作时, 从泵压切换到 踏板压力, 则线性电磁阀不工作 , 其工作噪声也就不会产生 "但如上 所述 , 制动力则下降 "
在车辆召回修改方面有如下内 容 : /防抱制动系统工作 时 , 禁 止从 泵压 切换到踏板压力 0 " 虽 然发 生线 }.生电磁 阀的工作 声响 , 但是提 高制动感觉则是优 先考虑 的 "所 以说上述车辆召 回修 改内 容务必注意 "NE v
图4 是第二代普锐斯 电子控制 制动系统(E C B) "E C B 最初应用于 200 1年上市的E st ]m a混合动力厢 式车上 , 并在2 00 3 年第二代普锐
斯上采用 "如上所述 , 电控制动器 (E C B) 的特点是制动踏板与车轮制 动 分泵 不是通过 液压 回路直 接连接 的, 而是一种称为电子无线控制制 动器 "E C B 是由液压回路与电路构 成 "而液压回路是由制动总泵与制 动执行器构成 "
在低于0 .39 的减速Leabharlann Baidu时, 踏板 力低于泵压, 防抱制动系统工作 , 当泵压切换到踏板力时, 当踏板力
一定, 制动液压降低 , 制动力也下
2010一35 (No 4 )N EV 靳 能翻汽车
8 个 线性 电磁 阀被应 用于4 个 车轮 , 分别控制制动液压的4通道 防抱制 动系统 中 "线 性电磁 阀与 只实施开/关控制的切换式 电磁 阀 不 同 , 是能够每次 以很小间隔开 启或 关闭的 电磁 阀 , 所以能够更 精细地 控制制动 液压 , 这种 电磁 阀也应 用于A B S 以外 的各种提 高 安全性 的控制 "它们是车辆 动态 集成管理v o lM (V e h,e le D yn am iC s rnteg rate d M a n ag e m e nt) ! 制动 助力装置B A (B rake A ssist) ! 前置 防撞安全(P re e ra sh S a fe ty ) ! 自 适应巡航控制系统A C C( A d a Pt iv e C ruise C o ntrd )等 "这就是说, 线 性电磁阀尽管高价 , 但是有实现高 度控制的突出优点 "
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10 0 % " 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 "
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(B ra伙e A etnato r), 其中, 绿虚线 围成的6个 电磁阀是负担防 抱制动系统(A B s) 功能的增压电磁 阀与另外减压电磁 阀 "这种防抱制
环系统使成本增加的装置 "未来解 决这些装置成本增加就必须对其它 方面进行成本压缩 "
另一 方面 , 现行 第三代 普锐 斯 的 电控 制 动器 定 位 为未 来 小 型 车 用 " 为 此现 行 普锐 斯 的 电 控 制 动 器 适 用 于车 辆 稳 定 控 制
V S C (V eh 一e le S ta b ility C o ntro l) ! 制动助力装置B A (B rake A ssist) ! 前置 碰 撞 安 全 系统 (p re C ra s h
制动执行器部分则是由液压供 应源与各种电磁阀构成 , 液压供给 源与第一代普锐斯相同 "电磁阀是
由2 个切换式 电磁 阀与8 个线性电 磁 阀构成 " 2个切换式电磁阀用于 失效保护功能(Fail S af e) , 这是考 虑到E C B 发生故障时, 制动踏板踏 板力通过制动总泵变换为液压 , 并 传递到 前轮制动分 泵 "在这种场 合 , 制动分泵不起增力的功能 , 所 以, 在相 同踏板力的情况下制动力 降低 "因此考虑到失效保护功能控 制 , 尽管使用正常的部分 以确保制 动性能 "
S a fet y ) ! 自适 应 巡 航 控 制 系 统A C C (A d aP tive C ruise C o ntrd) 而 不 适 用于 车辆 动 态 集 成 管 理 系统v D IM (V e h ie le D y n a m iC s
Integrated M a nagem ent)" 普锐斯混合动力车 的制动系统
发展方向是不断提高其性能并实现 小型化 ! 轻量化和低成本化 "
降 " 当然, 如果增加对制动踏板的 压力, 制动力恢复 "例如在严寒地 区的驾驶 员在 防抱 制动系统工作 时, 习惯于保持制动踏板力不变, 这 也是使驾驶员感到空走感的原因"
在现行第三代普锐斯 中, 防抱 制动系统工作时, 制动液压从泵压 切换到踏板压力是 为了避免如图5 所示线性电磁 阀工作时噪声响的缘 故 "采用线性电磁阀时由于较多机 油流进 ! 流出会发生声响 "如果防
车辆召回修改的背景 所谓 /空走感 0 . 就是防抱制
动系统工作时, 制动液压从泵压力 切换到制动踏板踏板压力发生的现 象 "在这里所讲的泵压力是指从液 压供给源来的液压 ; 所谓踏板力是 指 驾驶 员踩 制动踏板 时产生的液 压 "如图6 中段左图所示 , 在制动 液压对踏板力的变化关系中 "踏板 力的变化呈直线状态, 而泵压的变 化呈曲线, 两者相交于一点 "该交 点的对应踏板力为8 0N (8 .16k g ), 相当于减速度为".39左右 "