一種帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統及其控制方法與流程

2024-03-25 11:55:05 1

本發明涉及一種牽引車的制動系統，特別涉及到一種帶有緩速器的混合動力牽引車的制動系統及其控制方法，屬於牽引車制動系統技術領域。

背景技術：

目前隨著汽車電動化趨勢的發展，國內外各大汽車廠商也開始在牽引車上進行了電動化的研究，比如國外的man和daf等企業開發了混合動力的牽引車，其宣稱節油率在4％-8％之間，國內的東風也在進行p2混合動力牽引車的研發，混合動力系統包含發動機、驅動電機、變速器和電池等部件，由於牽引車工況所定，其節油率主要由制動能量回收功能實現，即在制動時由電機發電將電能儲存在電池中，再驅動時電池的電量提供給電機進行驅動。

由於牽引車整車質量較大，在下長坡長時間制動時如果採用傳統制動鼓則容易導致熱衰退，長時間制動時制動性能下降，嚴重時可能出現剎不住車速越來越快的情況，在山區行駛時非常危險，因此需要用到緩速器，在長時間制動時利用緩速器保持一定的車速，既能控制車速不過快又不至於導致車速過低影響運輸效率，目前市面上的緩速器主要有電渦流緩速器和液力緩速器。

針對牽引車混合動力系統和牽引車緩速器，現有技術中主要提到了以下幾方面。

專利文獻1(200720311336.5)中公開了一種帶有制動能量回收功能的緩速器的混合動力系統，包括發動機、離合器、傳動裝置、電機、電力變換裝置、儲能裝置、耗能裝置等。其工作原理大致是：當駕駛員踩下制動踏板，汽車進行制動時，如果儲能裝置電量不滿，則利用電機進行制動能量回收，回收的電能儲存在儲能裝置裡面；如果電量已經充滿，則斷開儲能裝置，電機回收的能量進入耗能裝置，通過耗能裝置發熱進行耗散掉。

專利文獻2(201610179173.3)中公開了一種具有能量回收功能的電磁緩速器，包括定子、轉子、電力電子模塊和傳動軸，電力電子模塊通過換向閥與轉子連接，其特徵在於：所述轉子置於定子內，且與定子之間留有間隙；所述定子包括定子支架、發電電樞、液冷隔離模塊和承載電渦流的圓筒，定子支架通過軸承與傳動軸連接；液冷隔離模塊置於發電電樞和圓筒之間；所述發電電樞包括發電電樞繞組和發電電樞鐵芯，發電電樞與定子支架連接；所述轉子包括轉子支架、勵磁繞組和勵磁鐵芯，所述轉子支架與傳動軸連接，且所述轉子支架與勵磁繞組連接。

專利文獻3(201410308662.5)公開了一種汽車列車聯合制動系統及其聯合制動方法，由氣壓制動系統、緩速器系統及電子控制單元ecu組成，通過改裝掛車車橋，在掛車上安裝緩速器系統，使緩速器制動力矩通過掛車傳動系平均分配於掛車前後車橋，提高制動穩定性，汽車列車正常行駛時，空氣壓縮機和輔助氣源通過調壓閥和三迴路保護閥向牽引車前儲氣筒、牽引車後儲氣筒和掛車儲氣筒充入高壓空氣；通過電控，能夠精確控制制動力分配，在保證汽車列車制動需求的情況下，儘可能地使用緩速器系統，減輕主制動器的制動負荷，採用雙控制動閥，在電控部分失效的情況下，氣控部分正常工作，不影響正常制動需求。

然而，專利文獻1中提到的是一種混合動力系統，無傳統緩速器，採用混合動力系統的電機實現傳統緩速器的功能，但是其提到的耗能裝置比較大，而且市場上無成熟資源，實際產品應用很難。專利文獻2中提到的是一種緩速器，利用緩速器實現制動回收功能，對傳統電渦流緩速器進行改進，改進難度較大，實際產品應用存在困難。專利文獻3本質上是在對傳統車上的制動系統進行的改進，通過緩速器和傳統氣壓制動聯合作用，滿足整車制動需求，與混合動力系統無關，也沒有制動能量回收功能。

因此，針對安裝緩速器的混合動力牽引車，在制動回收時如何協調緩速器、電機和傳統的氣壓制動系統，使得整個系統在滿足駕駛員制動需求的同時儘可能的回收制動能量從而降低整車油耗，成為亟待解決的問題。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明旨在提供一種能夠合理的協調緩速器、電機和傳統的氣壓制動系統，使得整個系統在滿足駕駛員制動需求的同時儘可能的回收制動能量從而降低整車油耗的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統及其控制方法。

本發明採用的技術方案為：

本發明的實施例提供了一種帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統，包括布置在混合動力牽引車上的發動機、離合器、電機、變速器、緩速器、緩速器手柄、混合動力控制器、儲氣筒、制動閥、第一氣壓傳感器、第二氣壓傳感器、電動閥、制動氣室、制動踏板，其中，所述發動機通過所述離合器與所述電機連接，所述電機與所述變速器連接，所述變速器與所述緩速器串聯，所述制動踏板與所述制動閥連接，所述儲氣筒、所述制動閥、所述電動閥和所述制動氣室依次通過氣壓管路連接，以構成氣壓制動系統，所述第一氣壓傳感器安裝在所述制動閥後方的氣壓管路中，所述第二氣壓傳感器安裝在所述電動閥後方的氣壓管路中，所述混合動力控制器與所述電機、所述緩速器、所述緩速器手柄、所述第一傳感器、所述電動閥和所述第二傳感器通信連接。

本發明的另一實施例提供了一種用於控制前述實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的控制方法，包括：根據檢測的加速踏板信號、制動踏板信號和緩速器手柄信號來判定所述混合動力牽引車所處的制動工況；根據所確定的制動工況，混合動力控制器控制所述緩速器、所述電機和所述氣壓制動系統的扭矩輸出；其中，當檢測到所述緩速器手柄關閉且加速踏板和制動踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於滑行制動工況，所述混合動力控制器控制所述電機的發電扭矩與所述發動機的反拖扭矩相當，以模擬發動機反拖；當檢測到所述緩速器手柄開啟而制動踏板和加速踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於緩速制動工況，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩；當檢測到所述緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度小於等於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於減速制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力來計算得出減速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和氣壓制動系統中的至少一個輸出所述減速制動需求扭矩；當檢測到所述緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度大於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於地第一緊急制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力計算得出第一緊急制動需求扭矩，通過控制所述電動閥的開度來控制氣壓制動力的大小，使得所述第一緊急制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足；當檢測到所述緩速器手柄開啟、加速踏板鬆開而制動踏板踩下時，判定所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力計算得出第二緊急制動需求扭矩，通過控制所述電動閥的開度控制氣壓制動力的大小，計算得出的第二緊急制動需求扭矩由氣壓制動滿足，並且，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發送的緩速制動需求信號計算得出緩速制動需求扭矩，並將該緩速制動需求扭矩發送給所述緩速器，所述緩速制動需求扭矩全部由所述緩速器滿足。

可選地，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩具體包括：當電池soc大於第一soc閾值或者車速低於一定閾值時，所述電機不發電，全部的緩速制動需求扭矩由所述緩速器滿足；當電池soc小於等於第一soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述緩速制動需求扭矩由電機和緩速器共同滿足，其中，當所述混合動力控制器判斷所述緩速制動需求扭矩小於所述電機的外特性時，使得所述緩速制動需求扭矩全部由所述電機滿足，當所述混合動力控制器判斷所述緩速制動需求扭矩大於所述電機的外特性時，使得所述電機承擔等於其外特性的緩速制動需求扭矩，剩餘的緩速制動需求扭矩由所述緩速器滿足。

可選地，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力來計算得出減速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和氣壓制動系統中的至少一個輸出所述減速制動需求扭矩具體包括：如果電池soc大於第二soc閾值或者車速低於一定車速閾值，所述電機不參與制動，所述混合動力控制器通過控制所述電動閥的開度來控制氣壓制動力的大小，所述減速制動需求扭矩全部通過所述混合動力控制器控制所述電動閥由氣壓制動系統滿足；如果電池soc小於等於第二soc閾值且車速高於一定車速閾值，則所述減速制動需求扭矩由電機和氣壓制動系統共同滿足，其中，當根據所述減速制動需求扭矩得到的減速制動需求減速度小於等於0.2g且減速制動需求扭矩小於等於電機的外特性時，所述電機發電且發電扭矩用來滿足所述減速制動需求扭矩，當所述減速制動需求減速度小於等於0.2g且所述減速制動需求扭矩大於電機的外特性時，所述電機發電且發電扭矩為電機的外特性，不足的減速制動需求扭矩通過所述混合動力控制器控制電動閥由氣壓制動系統補充，當所述減速制動需求減速度大於0.2g且減速制動需求扭矩小於等於電機的外特性時，所述電機發電且發電扭矩用來滿足0.2g的減速制動需求減速度，不足的減速制動需求扭矩通過所述混合動力控制器控制所述電動閥由氣壓制動系統補充，當所述減速制動需求減速度大於0.2g且所述減速制動需求扭矩大於電機的外特性時，所述電機發電且發電扭矩為電機的外特性，不足的減速制動需求扭矩通過所述混合動力控制器控制所述電動閥由氣壓制動系統補充。

本發明的另一實施例提供了一種帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統，包括布置在混合動力牽引車上的發動機、離合器、電機、變速器、緩速器、緩速器手柄、混合動力控制器、儲氣筒、制動閥、第一氣壓傳感器機連接，所述電機與所述變速器連接，所述變速器與所述緩速器串聯，所述制動踏板與所述制動閥連接，所述儲氣筒、所述制動閥和所述制動氣室依次通過氣壓管路連接，以構成氣壓制動系統，所述第一氣壓傳感器安裝在所述制動閥後方的氣壓管路中，所述混合動力控制器與所述電機、所述緩速器、所述緩速器手柄、所述第一傳感器、所述電動閥通信連接。

本發明的另一實施例提供一種用於控制前述實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的控制方法，包括：根據檢測的加速踏板信號、制動踏板信號和緩速器手柄信號來判定所述混合動力牽引車所處的制動工況；根據所確定的制動工況，混合動力控制器控制所述緩速器、所述電機和所述氣壓制動系統的扭矩輸出；其中，當檢測到所述緩速器手柄關閉且加速踏板和制動踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於滑行制動工況，所述混合動力控制器控制所述電機的發電扭矩與所述發動機的反拖扭矩相當，以模擬發動機反拖；當檢測到所述緩速器手柄開啟而制動踏板和加速踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於緩速制動工況，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩；當檢測到所述緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度小於等於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於減速制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力來計算得出減速制動需求扭矩，並使得所述減速制動需求扭矩全部由所述氣壓制動系統滿足，並且，所述混合動力控制器根據電池soc和車速信息來選擇性控制所述電機發電，以在氣壓制動的基礎上疊加一部分制動力矩；當檢測到所述緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度大於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於地第一緊急制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力計算得出第一緊急制動需求扭矩，通過控制所述電動閥的開度來控制氣壓制動力的大小，使得所述第一緊急制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足；當檢測到所述緩速器手柄開啟、加速踏板鬆開而制動踏板踩下時，判定所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力計算得出第二緊急制動需求扭矩，通過控制所述電動閥的開度控制氣壓制動力的大小，計算得出的第二緊急制動需求扭矩由氣壓制動滿足，並且，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發送的緩速制動需求信號計算得出緩速制動需求扭矩，並將該緩速制動需求扭矩發送給所述緩速器，所述緩速制動需求扭矩全部由所述緩速器滿足。

可選地，所述混合動力控制器根據所述緩速器手柄發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩具體包括：當電池soc大於第一soc閾值或者車速低於一定閾值時，所述電機不發電，全部的緩速制動需求扭矩由所述緩速器滿足；當電池soc小於等於第一soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述緩速制動需求扭矩由電機和緩速器共同滿足，其中，當所述混合動力控制器判斷所述緩速制動需求扭矩小於所述電機的外特性時，使得所述緩速制動需求扭矩全部由所述電機滿足，當所述混合動力控制器判斷所述緩速制動需求扭矩大於所述電機的外特性時，使得所述電機承擔等於其外特性的緩速制動需求扭矩，剩餘的緩速制動需求扭矩由所述緩速器滿足。

可選地，所述混合動力控制器根據所述第一氣壓傳感器測量的氣體壓力來計算得出減速制動需求扭矩，並使得所述減速制動需求扭矩全部由所述氣壓制動系統滿足，並且，所述混合動力控制器根據電池soc和車速信息來選擇性控制所述電機發電，以在氣壓制動的基礎上疊加一部分制動力矩具體包括：如果電池soc大於第二soc閾值或者車速低於一定車速閾值時，所述混合動力控制器通過控制電動閥的開度控制氣壓制動力的大小，使得所述減速制動需求扭矩全部由氣壓制動系統滿足；如果電池soc小於等於第二soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述混合動力控制器控制所述減速制動需求扭矩全部由氣壓制動系統滿足，同時控制電機發電疊加一部分制動力矩。

可選地，所述電機產生的制動減速度與所述氣壓制動系統產生的制動減速度成線性比例關係，且所述電機疊加的制動減速度不超過0.1g。

可選地，所述預設減速度閾值為0.5g，所述車速閾值為10km/h，所述第一soc閾值和所述第二soc閾值根據溫度確定，在溫度為10-30℃時，所述第一soc閾值為90％，所述第二soc閾值為95％。

本發明提供的混合動力牽引車制動系統及其控制方法，具有以下技術效果：

(1)能夠合理的協調緩速器、氣壓制動和電機提供制動扭矩，在保證整車制動效果的前提下，能夠儘可能多的回收制動能量；

(2)在滑行制動時，通過分離離合器減少發動機反拖，一方面能夠提高發動機壽命，另一方面通過電機回收能夠提高整車經濟性，同時因為電機模擬了發動機的反拖過程，還能夠保證整車駕駛性；

(3)在緩速制動時，採用電機替代部分緩速器進行制動，不僅能夠回收部分制動能量節約整車燃油，同時還能夠減少緩速器的使用，提高緩速器壽命；

(4)在減速制動時，通過電機代替部分制動鼓的工作，不僅能夠回收制動能量節油，同時還能夠減少制動鼓和制動蹄片的使用，提高制動鼓和制動蹄片的壽命；

(5)此外，針對包含兩個氣壓傳感器的系統，在減速制動時通過兩個氣壓傳感器和一個電動閥的使用，使得電機和氣壓制動良好配合使用來滿足駕駛員制動需求，不影響踏板感覺，能夠保證整車駕駛性；並且在減速制動時將制動能量回收的減速度控制在0.2g以內，能夠在保證制動回收的前提下提高系統安全性，一旦電機出現故障，傳統氣壓制動能夠迅速補充，從而滿足駕駛員制動需求，提高安全性；針對包含一個氣壓傳感器的系統，電機在氣壓制動的基礎上疊加一部分制動力矩，控制容易，同時還能夠回收一部分制動能量，而且不需要增加電動閥等其他部件。

附圖說明

圖1為本發明一實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的結構示意圖。

圖2為本發明另一實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的結構示意圖。

(附圖標記說明)

1、發動機；2、離合器；3、電機；4、變速箱；5、緩速器；6、hcu；7、緩速器手柄；8、儲氣筒；9、制動閥；10、第一氣壓傳感器；11、電動閥；12、制動氣室；13、制動踏板；14、第二氣壓傳感器。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

圖1為本發明一實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的結構示意圖。圖2為本發明另一實施例提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的結構示意圖。

首先，結合圖1對本發明的第一實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統進行描述。

如圖1所示，本發明的第一實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統包括布置在混合動力牽引車上的發動機1、離合器2、電機3、變速器4、緩速器5、緩速器手柄7、混合動力控制器(hcu)6、儲氣筒8、制動閥9、第一氣壓傳感器10、第二氣壓傳感器14、電動閥11、制動氣室12、制動踏板13等。其中，發動機1通過離合器2與所述電機3連接，電機3與變速器4連接，變速器4與緩速器5串聯或並聯，緩速器5可為液力緩速器或電渦流緩速器，儲氣筒8、制動閥9、電動閥11和制動氣室12構成氣壓制動系統，通過與制動閥9連接的制動踏板13控制所述制動閥9的開啟和關閉，當制動閥9開啟時，儲氣筒8中的氣體流向安裝在牽引車的驅動橋上的各個制動氣室12，流入制動氣室12的氣體推動其內的制動蹄片，從而實現制動。所述第一氣壓傳感器10安裝在所述制動閥9後方的氣壓管路(位於制動閥9與電動閥11之間的氣壓管路)中，所述第二氣壓傳感器14安裝在所述電動閥11後方的氣壓管路中，通過第一氣壓傳感器10能夠測量在制動迴路中流動的氣體壓力，從而得出制動扭矩，通過第二氣壓傳感器14測量氣體壓力，反饋給hcu6，從而可以形成閉環控制。所述制動閥9通過所述電動閥11與六個制動氣室12連接，通過控制電動閥11能夠控制流向制動氣室12的流量和壓力，從而控制通向制動蹄片的制動力矩大小。

在本實施例中，hcu作為制動系統的能量分配控制裝置，與電機3、緩速器5、緩速器手柄7、第一傳感器10、電動閥11和第二傳感器14進行通信。具體地，緩速器手柄7例如通過can總線將緩速器5的開關信號和檔位信號傳遞給所述hcu6，所述hcu6基於接收的緩速器的開關信號和檔位信號計算緩速制動需求扭矩，所述hcu將緩速器開關指令和計算的制動扭矩指令傳遞給所述緩速器5，控制緩速器的開關和緩速扭矩；所述電機3通過電機控制器(未圖示)將電機轉速、扭矩和電機故障狀態信息例如通過can總線傳遞給所述hcu6，所述hcu6將需求電機扭矩指令通過電機控制器傳遞給所述電機3，從而控制電機3的狀態，包括電機電動還是發電及電機的發電扭矩大小。所述第一氣壓傳感器10將測量的制動氣體壓力傳遞給所述hcu6，從而得出需求減速制動扭矩，所述hcu6通過控制所述電動閥11來控制流向制動氣室12的氣體壓力大小，並通過所述第二氣壓傳感器14傳遞給hcu6的氣體壓力形成閉環控制，即當流向制動氣室12的氣體壓力不滿足要求時，再次調整電動閥11的開度以提供合適的氣體壓力。

以下，對本實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統進行控制的控制方法進行介紹。

對本實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統進行控制的控制方法包括：根據檢測的加速踏板信號、制動踏板信號和緩速器手柄信號來判定所述混合動力牽引車所處的制動工況；根據確定的制動工況，混合動力控制器控制所述緩速器、所述電機和所述氣壓制動系統的扭矩輸出。

本發明的制動工況根據加速踏板、制動踏板和緩速器手柄的操作狀態可分為五種情況：滑行制動、緩速制動、減速制動、第一緊急制動和第二緊急制動。其中，當檢測到加速踏板和制動踏板均鬆開時，且緩速器手柄關閉時，判定所述混合動力牽引車處於滑行制動工況；當檢測到緩速器手柄開啟而制動踏板和加速踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於緩速制動工況；當檢測到緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度小於等於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於減速制動工況；當檢測到緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度大於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於第一緊急制動工況；當檢測到緩速器手柄開啟、加速踏板鬆開而制動踏板踩下時，判定所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況。在本發明中，預設減速度閾值可根據工程經驗來確定，可為0.5g、0.6g、0.7g，優選為0.5g。上述五種制動情況如下表1所示。

表1不同制動情況對應部件工作狀態

具體地，當所述混合動力牽引車處於滑行制動時，緩速器5不參與制動，離合器2分離，電動閥11處於關閉狀態，只有電機3處於發電狀態，hcu6控制電機3的發電扭矩與發動機1的反拖扭矩相當，模擬發動機反拖，這樣能夠提高發動機壽命，電機3不僅能夠發電回收制動能量，而且能夠保證整車駕駛性。

當所述混合動力牽引車處於緩速制動工況時，hcu6通過緩速器手柄7發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩，此時電動閥11關閉，不產生氣壓制動。具體地，當電池soc大於第一soc閾值或者車速低於一定閾值時，電機3不發電，全部的緩速制動需求扭矩由緩速器5實現；當電池soc小於等於第一soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述的緩速需求扭矩由電機和緩速器共同滿足。當hcu6判斷緩速制動需求扭矩小於電機3的外特性時，將緩速制動需求扭矩發送給電機3，使得緩速制動需求扭矩全部由電機3來滿足，當判斷緩速制動需求扭矩大於所述電機3的外特性時，hcu6控制電機3承擔為其外特性的緩速制動需求扭矩以及緩速器5承擔剩餘的緩速制動扭矩，此時電機3的發電扭矩設定為外特性，以滿足所承擔的緩速制動需求扭矩，hcu6將對應於剩餘的緩速制動需求扭矩(即緩速制動需求扭矩減掉電機的發電扭矩所得到的需求扭矩)的剩餘需求扭矩信號發送給緩速器5，緩速器5基於接收的剩餘需求扭矩信號來輸出剩餘的緩速制動需求扭矩，以補充不足的緩速制動需求扭矩。

當所述混合動力牽引車處於減速制動工況時，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出減速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和氣壓制動系統中的至少一個輸出所述減速制動需求扭矩。具體地，如果電池soc大於第二soc閾值或者車速低於一定車速閾值，電機3不參與制動，hcu6通過控制電動閥11的開度來控制氣壓制動力的大小，減速制動需求扭矩全部通過hcu6控制電動閥11由氣壓制動滿足，即氣壓制動系統輸出全部扭矩；如果電池soc小於等於第二soc閾值且車速高於一定車速閾值，則減速制動需求扭矩由電機3和氣壓制動共同滿足，同時考慮減速制動需求減速度。詳細地，當所述混合動力牽引車處於減速制動時，電池soc小於等於所述第二soc閾值且車速高於一定車速閾值時，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出減速制動需求扭矩，從而得出減速制動需求減速度，當所述減速制動需求減速度小於等於0.2g且減速制動需求扭矩小於等於電機外特性時，電機3發電且發電扭矩用來滿足減速制動需求扭矩，當所述減速制動需求減速度小於等於0.2g且減速制動需求扭矩大於電機的外特性時，電機3發電且發電扭矩為電機的外特性，不足的減速制動需求扭矩通過hcu6控制電動閥11由氣壓制動補充，當所述減速制動需求減速度大於0.2g且減速制動需求扭矩小於等於電機的外特性時，電機3發電且發電扭矩用來滿足0.2g的減速制動需求減速度，不足的減速制動需求扭矩通過hcu6控制電動閥11由氣壓制動補充，當所述減速制動需求減速度大於0.2g且減速制動需求扭矩大於電機的外特性時，電機3發電且發電扭矩為電機的外特性，不足的減速制動需求扭矩通過hcu6控制電動閥11由氣壓制動補充。

當所述混合動力牽引車處於第一緊急制動工況時，電機3不參與制動，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出第一緊急制動需求扭矩，通過控制電動閥11的開度控制氣壓制動力的大小，第一緊急制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足；當所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況時，電機3不參與制動，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出第二緊急制動需求扭矩，通過控制電動閥11的開度控制氣壓制動力的大小，計算得出的第二緊急制動需求扭矩由氣壓制動滿足，此外，hcu6通過緩速器手柄7發出的緩速制動需求信號，計算得出緩速制動需求扭矩，將此緩速制動需求扭矩發送給緩速器5，此緩速制動需求扭矩由緩速器滿足。

本發明的第二實施例提供了一種帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統，如圖2所示，本實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統包括布置在混合動力牽引車上的發動機1、離合器2、電機3、變速器4、緩速器5、緩速器手柄7、混合動力控制器(hcu)6、儲氣筒8、制動閥9、第一氣壓傳感器10、制動氣室12、制動踏板13等。其中，發動機1通過離合器2與所述電機3連接，電機3與變速器4連接，變速器4與緩速器5串聯或並聯，緩速器5可為液力緩速器或電渦流緩速器，儲氣筒8、制動閥9和制動氣室12依次通過氣壓管路連接構成氣壓制動系統，第一氣壓傳感器10安裝在所述制動閥9後方的制動氣路中，所述制動閥9與六個所述制動氣室12連接。本實施例提供的制動系統與前述實施例所提供的制動系統相比，省去了電動閥11和第二氣壓傳感器14。

在本實施例中，hcu作為制動系統的能量分配控制裝置，與電機3、緩速器5、緩速器手柄7、第一傳感器10進行通信。具體地，緩速器手柄7例如通過can總線將緩速器5的開關信號和檔位信號傳遞給所述hcu6，所述hcu6基於接收的緩速器的開關信號和檔位信號計算緩速制動需求扭矩，所述hcu將緩速器開關指令和計算的制動扭矩指令傳遞給所述緩速器5，控制緩速器的開關和緩速扭矩；所述電機3通過電機控制器(未圖示)將電機轉速、扭矩和電機故障狀態信息例如通過can總線傳遞給所述hcu6，所述hcu6將需求電機扭矩指令通過電機控制器傳遞給所述電機3，從而控制電機3的狀態，包括電機電動還是發電及電機的發電扭矩大小。所述第一氣壓傳感器10將測量的制動氣體壓力傳遞給所述hcu6，從而得出需求減速制動扭矩，通過所述制動踏板13控制所述制動閥9的開啟和關閉，所述儲氣筒8通過所述制動閥9的開啟將制動氣體通向所述制動氣室12，所述制動氣室12的氣體推動制動蹄片從而進行制動。

以下，對本實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統進行控制的控制方法進行介紹。

對本實施例的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統進行控制的控制方法包括：根據檢測的加速踏板信號、制動踏板信號和緩速器手柄信號來判定所述混合動力牽引車所處的制動工況；根據確定的制動工況，混合動力控制器控制所述緩速器、所述電機和所述氣壓制動系統的扭矩輸出。

本發明的制動工況根據加速踏板、制動踏板和緩速器手柄的操作狀態可分為五種情況：滑行制動、緩速制動、減速制動、第一緊急制動和第二緊急制動。其中，當檢測到加速踏板和制動踏板均鬆開時，且緩速器手柄關閉時，判定所述混合動力牽引車處於滑行制動工況；當檢測到緩速器手柄開啟而制動踏板和加速踏板均鬆開時，判定所述混合動力牽引車處於緩速制動工況；當檢測到緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度小於等於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於減速制動工況；當檢測到緩速器手柄關閉、加速踏板鬆開而制動踏板踩下且制動減速度大於預設減速度閾值時，判定所述混合動力牽引車處於第一緊急制動工況；當檢測到緩速器手柄開啟、加速踏板鬆開而制動踏板踩下時，判定所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況。在本發明中，預設減速度閾值可根據工程經驗來確定，可為0.5g、0.6g、0.7g，優選為0.5g。上述五種制動情況可如表2所示。

表2不同制動情況對應部件工作狀態

在本實施例中，滑行制動、緩速制動、第一緊急制動和第二緊急制動的控制與前述實施例的控制方法相同，不同之處在於減速制動的控制，具體如下所述。

當所述混合動力牽引車處於滑行制動時，緩速器5不參與制動，離合器2分離，電動閥11處於關閉狀態，只有電機3處於發電狀態，hcu6控制電機3的發電扭矩與發動機1的反拖扭矩相當，模擬發動機反拖，這樣能夠提高發動機壽命，電機3不僅能夠發電回收制動能量，而且能夠保證整車駕駛性。

當所述混合動力牽引車處於緩速制動工況時，hcu6通過緩速器手柄7發出的緩速器開關和檔位信號，計算得出緩速制動需求扭矩，並根據電池soc和車速信息來選擇電機和緩速器中的至少一個輸出所述緩速制動需求扭矩，此時電動閥11關閉，不產生氣壓制動。具體地，當電池soc大於第一soc閾值或者車速低於一定閾值時，電機3不發電，全部的緩速制動需求扭矩由緩速器5實現；當電池soc小於等於第一soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述的緩速需求扭矩由電機和緩速器共同滿足。當hcu6判斷緩速制動需求扭矩小於電機3的外特性時，將緩速制動需求扭矩發送給電機3，使得緩速制動需求扭矩全部由電機3來滿足，當判斷緩速制動需求扭矩大於所述電機3的外特性時，hcu6控制電機3承擔為其外特性的緩速制動需求扭矩以及緩速器5承擔剩餘的緩速制動扭矩，此時電機3的發電扭矩設定為外特性，以滿足所承擔的緩速制動需求扭矩，hcu6將對應於剩餘的緩速制動需求扭矩(即緩速制動需求扭矩減掉電機的發電扭矩所得到的需求扭矩)的剩餘需求扭矩信號發送給緩速器5，緩速器5基於接收的剩餘需求扭矩信號來輸出剩餘的緩速制動需求扭矩，以補充不足的緩速制動需求扭矩。

當所述混合動力牽引車處於減速制動時，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出減速制動需求扭矩，此減速制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足，此外再根據電池soc和車速信息來控制電機發電，在上述氣壓制動的基礎上額外疊加一部分制動力矩。具體地，如果電池soc大於第二soc閾值或者車速低於一定車速閾值時，所述減速制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足，電機3不發電；如果電池soc小於等於第二soc閾值且車速高於一定車速閾值時，所述減速制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足，同時控制電機3發電，在上述氣壓制動的基礎上疊加一部分制動力，從而產生電機制動減速度，電機制動產生的制動減速度與氣壓制動產生的制動減速度成線性比例關係，具體的比例關係可根據實際情況來確定，但電機疊加的制動減速度最大不超過0.1g，這樣可根據電機的制動減速度與氣壓制動的制動減速度之間的關係，能夠確定電機3所疊加的制動力。由於在氣壓制動的基礎上疊加一部分電機制動力矩，使得控制容易，同時還能夠回收一部分制動能量，以便於在下次驅動時使用，能夠節油，而且不需要增加像前述實施例的電動閥等其他部件。

當所述混合動力牽引車處於第一緊急制動工況時，電機3不參與制動，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出第一緊急制動需求扭矩，通過控制電動閥11的開度控制氣壓制動力的大小，第一緊急制動需求扭矩全部由氣壓制動滿足；當所述混合動力牽引車處於第二緊急制動工況時，電機3不參與制動，hcu6通過第一氣壓傳感器10計算得出第二緊急制動需求扭矩，通過控制電動閥11的開度控制氣壓制動力的大小，計算得出的第二緊急制動需求扭矩由氣壓制動滿足，此外，hcu6通過緩速器手柄7發出的緩速制動需求信號，計算得出緩速制動需求扭矩，將此緩速制動需求扭矩發送給緩速器5，此緩速制動需求扭矩由緩速器滿足。

在本發明中，提供的帶有緩速器的混合動力牽引車制動系統的各部件以及各部件的連接可為現有技術中通用的部件和通用連接方式，本發明對此不作出特別限制。

在本發明中，第一soc閾值根據溫度標定而來，當溫度為常溫時(10-30℃)，此值定為90％，當溫度低於10℃或者高於30℃時，此值逐漸降低，但最低不低於80％；第二soc閾值根據溫度標定而來，當溫度為常溫時(10-30℃)，此值定為95％，當溫度低於10℃或者高於30℃時，此值逐漸降低，但最低不低於85％，所述車速閾值為10km/h。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。