科目:
- 介紹
- 線控驅動
- 電液製動結合
- 剎車混合
線控驅動:
「線控驅動」煞車系統的目的是透過電力輔助進行液壓煞車。 煞車踏板和煞車卡鉗中的煞車活塞之間沒有直接的液壓連接。 煞車踏板對所謂的製動力模擬器施加煞車壓力。 測量煞車壓力。 電動馬達在液壓煞車迴路中產生所需的壓力。 線控驅動煞車系統與傳統煞車系統相比具有以下優點:
- 不再使用真空煞車輔助器,因為電動馬達提供所需的液壓;
- 每個煞車都可以檢測並關閉液體洩漏。 因此,兩個獨立的煞車迴路不再需要主煞車缸;
- 當從電動馬達的再生煞車切換到將煞車片壓在煞車碟盤上進行煞車時,駕駛不會注意到電力煞車和液壓煞車之間的轉換;
- 煞車踏板不再能感受到 ABS 系統的振動;
- 煞車踏板中的(模擬)背壓可以根據設定(舒適/運動)進行調整。
下面的液壓圖顯示了 BMW (DSCi) 使用的系統。 操作如下:
當駕駛踩下煞車踏板時,力作用在煞車總泵 (7) 上。 此主煞車分泵有兩個輸出:至煞車踏板力模擬器 (8) 和至釋放閥。 模擬壓力透過藍線傳輸至煞車踏板力模擬器。 該部件中會產生背壓,駕駛員可以將其識別為煞車分泵中的背壓。 主煞車分泵與車輪煞車分泵之間沒有物理連接。 模擬壓力由壓力感測器 (5) 測量。 根據模擬壓力,ECU 控制電動馬達 (10)。 這會在煞車壓力缸 (9) 中施加工作壓力。 工作壓力側的壓力感知器將建立的壓力回饋給ECU。 圖中的紅色連接顯示工作壓力如何透過閥門到達車輪煞車缸 (1)。 壓力維持閥 (3) 在靜止時打開,以便可以直接從煞車壓力缸產生煞車壓力。 靜止時減壓閥 (2) 關閉。
圖例:
- 剎車
- 減壓閥
- 保壓閥
- 斷開閥門
- 煞車壓力工作迴路和模擬器迴路壓力表
- 煞車油儲液罐
- 主缸
- 煞車踏板力模擬器
- 煞車壓力缸
- 電動機
- 診斷閥
- 黃色連接:供給和回流煞車油儲液罐;
- 藍色連接:模擬壓力;
- 紅色連接:工作壓力(煞車壓力)。
如果煞車壓力缸附近出現洩漏,或出現電氣故障導致電動馬達無法建立足夠的工作壓力,釋放閥 (4) 將通電以確保安全。 主煞車分泵和車輪煞車分泵之間的連接打開,與煞車壓力缸的連接關閉。 因為缺少煞車增壓器,所以必須更用力地踩煞車踏板才能煞車。
電液製動結合:
全電動和混合動力車輛始終結合了電動和液壓煞車系統。 上一段的「線控制動」煞車系統目前還不常用。 在該系統中,煞車踏板和車輪煞車缸之間沒有直接連接。 即使在緊急停止期間,強大的電動馬達也能提供所有煞車動力。 在這種情況下,不需要煞車助力器。
在大多數電動和混合動力車輛中,電動和液壓制動的組合是透過以下方式實現的:透過軟(計量)制動,會發生再生(電動)制動,因為電動馬達充當發電機。 在緊急煞車和/或發生故障時,液壓系統會立即開啟。 這裡使用煞車助力器來增加煞車壓力。 因此,在煞車期間,電動馬達和機械煞車之間存在相互作用。 這個系統有時也稱為“線控驅動”,儘管這個概念更適合上一段中的系統。
下圖基於豐田普銳斯 3。煞車踏板 (1) 在主煞車缸 (3) 中產生煞車壓力。 輕柔煞車時,僅對電動馬達進行煞車。 煞車壓力模擬器 (4) 在踩下煞車踏板時提供反壓力。 煞車壓力模擬器閥在正常工作條件下開啟。 緊急煞車期間,鎖定閥 (5) 打開,模擬器的閥門關閉。 前輪的煞車卡鉗提供煞車壓力。 打開和關閉液壓閥 (6) 可使煞車壓力也到達後輪。 煞車壓力感知器(從左到右:p lv 到 mp rv)測量壓力並將其傳輸到 ECU。 液壓閥(5、6 和 7)根據所需的煞車壓力透過 PWM 訊號進行調節。
該系統的設計方式是,在斷電的情況下,後輪上的煞車壓力完全釋放,前輪上的壓力由駕駛員透過煞車踏板控制。
圖例:
- 剎車踏板
- 煞車油儲液罐
- 串聯主缸
- 煞車壓力模擬器
- 鎖緊閥
- 液壓閥(從左到右關閉)
- 液壓閥,前閉式,後開式
- 蓄壓器
- 由電動馬達驅動的液壓泵
- 限壓閥
- 黃色連接:供給和回流煞車油儲液罐;
- 藍色連接:來自液壓泵的煞車壓力;
- 紅色連接:來自煞車總泵的煞車壓力(閥門打開)。
豐田普銳斯 3 的液壓煞車是透過前輪完成的。 後輪未連接至主煞車缸。 現代車輛(包括起亞 Niro)就是這種情況:所有四個煞車分泵均由主煞車缸透過兩個迴路啟動。
當使用類似煞車系統煞車車輛時,在某些情況下會從電力煞車切換到液壓煞車。 為了確保煞車減速度和煞車踏板運行的感覺平穩,該煞車系統採用了「煞車混合」。 這將在下一節中描述。
煞車混合:
當鬆開油門踏板或計量煞車時,許多電動車僅依靠電動馬達進行煞車。 動能轉換為電能,增加了車輛的行駛里程。 液壓煞車系統很少使用。 當需要高煞車減速度時,電煞車和液壓行車煞車一起工作。 我們將兩個煞車系統的協作稱為「煞車混合」。 在前幾代混合動力和全電動汽車中,這一過程並不順利,當施加液壓煞車時,車輛的速度下降發生了變化。 利用當前技術,駕駛員不再注意到兩個煞車系統之間的轉換。 請注意:這不是線控驅動所使用的技術。
該圖顯示了兩個煞車系統的轉變,其中煞車減速保持恆定。 駕駛者的踏板力 (a) 在 10 秒內保持不變。 當煞車開始時,液壓行車煞車和電動馬達上的再生煞車一起工作。 在前六秒內,我們看到再生煞車引起的減速度增加。 電動馬達充當發電機,並向高壓電池提供產生的能量。 液壓行車煞車的煞車力道不斷減小,直到不再運作。 大約 7,5 秒後,車輛接近靜止狀態,電制動力消失。 液壓制動力再次增加。 8,5 秒後,車輛停下來。 駕駛員繼續踩下煞車踏板片刻。
a:駕駛員踏板力
b:再生煞車減速度(使用電動馬達)
c:由於液壓行車煞車而減速度
d:駕駛者期望的延遲
e:速度減小
d = c + b