CN108973980A - 一种并联式车辆混合动力控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种并联式车辆混合动力控制***及控制方法；控制***包括蓄电池、驱动电机、主离合器、变量泵、第一单向阀、第二单向阀、第一安全阀、第二安全阀、第一电磁阀、低压蓄能器、高压蓄能器、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、马达、第二离合器、耦合器、减速器、控制***；控制方法包括正向启动控制模式、反向启动控制模式、正向制动能量回收控制模式、反向液压能再生制动控制模式；由于是闭式控制方式，可以减小液压动力控制***元件，减轻整车质量；可以有效消除启动冲击电流，调节启动时间，提高蓄电池使用寿命，增加车辆续航里程；可以有效回收正反向制动能量，提高能量利用率，有效避免制动时车辆能量浪费。

Description

一种并联式车辆混合动力控制***及控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压控制***，具体涉及到一种并联式车辆混合动力控制***及控制方法。

背景技术

目前运行的公交车辆，由于各种情况原因，会频繁出现地启动、制动等工况，启动时，驱动电机产生的冲击电流一般会比额定电流大几倍，会严重影响电机、蓄电池等元件的使用寿命。另外，公交车辆在制动过程中，其制动能量一般转化为制动器上的热量以热能形式散失掉，这样不仅浪费能量，还会导致***发热和元件损耗。

目前，混合动力汽车上制动能量回收的储能元件主要是超过电容，其能量密度小，价格较贵。而液压蓄能器相比于超级电容，其能量密度大，价格便宜，优势明显，因此液压储能式制动能量回收再生***越来越受到关注。其中，并联式液压能量再生***利用液压储能器的储能功能，对车辆制动能量进行回收再利用，从而达到节能减排的目的。但是现阶段并联式液压能量再生***普遍不具有倒车情况下的制动能量回收再利用的功能，并且安装有油箱等液压辅助元件，造成整车质量或体积增大等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种并联式车辆混合动力控制***及控制方法，主要解决现有电液混合动力汽车启动时整车动力性能较差、驱动电机启动电流峰值过高、制动能量浪费等问题。

为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：一种并联式车辆混合动力控制***，包括蓄电池、驱动电机、主离合器、变量泵、第一单向阀、第二单向阀、第一安全阀、第二安全阀、第一电磁阀、低压蓄能器、高压蓄能器、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、马达、第二离合器、耦合器、减速器、控制***；

所述蓄电池与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述主离合器连接，所述主离合器与所述变量泵的输出轴连接，所述变量泵的第一油口同时与所述第一单向阀的出油口、所述第一安全阀的进油口、所述第四电磁阀的油口A、所述马达的第一油口连接，所述变量泵的第二油口同时与所述第二单向阀的出油口、所述第二安全阀的进油口、所述第二电磁阀的油口A连接，所述第一单向阀的进油口同时与所述第二单向阀的进油口、所述第一安全阀的出油口、所述第二安全阀的出油口、所述第一电磁阀的油口A连接，所述第一电磁阀的油口P同时与所述低压蓄能器、所述第三电磁阀的油口A连接，所述第三电磁阀的油口B同时与所述高压蓄能器、所述第四电磁阀的油口P连接，所述第二电磁阀的油口P同时与所述第三电磁阀的油口O、所述第五电磁阀的油口A连接，所述第五电磁阀的油口P与所述马达的第二油口连接，所述马达的输出轴与所述第二离合器连接，所述第二离合器与所述耦合器连接，所述耦合器与所述减速器连接。

优选方案，所述第一安全阀、所述第二安全阀均为直动式溢流阀。

优选方案，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀均为二位二通电磁换向阀。

优选方案，所述第三电磁阀为三位三通双向电液换向阀。

优选方案，所述控制***控制整个液压混合动力控制***中传感器信号采集与电磁阀得失电控制、所述变量泵与所述马达的转速、所述主离合器与所述第二离合器的开合、所述第三电磁阀阀口开合大小、所述低压蓄能器与所述高压蓄能器压力控制等。

一种并联式车辆混合动力控制方法，包括正向启动控制模式；

所述正向启动控制模式的过程为：车辆正向启动时，所述蓄电池不为所述驱动电机充电，所述主离合器与所述变量泵的输出轴联接，液压***中电磁铁1YA、3YA、4YA得电，所述第一电磁阀右位工作，所述第二电磁阀下位工作，所述第三电磁阀右位工作，所述低压蓄能器释放油液，高压油液经所述第三电磁阀、所述第二电磁阀后进入所述变量泵的第二油口，驱动所述变量泵正向转动，所述变量泵通过所述主离合器带动所述驱动电机加速启动，所述变量泵的第一油口油液通过所述第一安全阀、所述第一电磁阀进入所述低压蓄能器进行蓄能；待控制***检测到所述驱动电机转速接近目标转速或者所述高压蓄能器压力接近下限压力值或者所述低压蓄能器压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀1YA、3YA、4YA失电，所述主离合器断开，所述蓄电池为所述驱动电机充电，使所述驱动电机直接从较高转速开始工作。

一种并联式车辆混合动力的控制方法，包括反向启动控制模式；

所述反向启动控制模式的过程为：车辆反向启动时，所述蓄电池不为所述驱动电机充电，所述主离合器与所述变量泵输出轴联接，液压***中电磁铁2YA、4YA、5YA得电，所述第二电磁阀下位工作，所述第三电磁阀左位工作、所述第四电磁阀右位工作，所述高压蓄能器释放油液，高压油液经所述第四电磁阀进入所述变量泵第一油口，驱动所述变量泵反向转动，所述变量泵通过所述主离合器带动所述驱动电机加速启动，所述变量泵第二油口油液通过所述第二电磁阀、所述第三电磁阀进入所述低压蓄能器进行蓄能；待控制***检测到所述驱动电机转速接近目标转速或者所述高压蓄能器压力接近下限压力值或者所述低压蓄能器压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀2YA、4YA、5YA失电，所述主离合器断开，所述蓄电池为所述驱动电机充电，使所述驱动电机直接从较高转速开始工作。

优选方案，所述控制方法包括正向停车制动能量回收控制模式；

所述正向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆正向制动时，所述驱动电机断电，电磁铁1YA、3YA、6YA得电，所述第三电磁阀右位工作，所述第五电磁阀下位工作，所述第二离合器与所述马达输出轴联接，车轮通过所述减速器、所述耦合器反驱所述马达转动，油液从所述马达第二油口、所述第五电磁阀、所述第三电磁阀进入所述高压蓄能器进行液压能再生制动蓄能，所述低压蓄能器油液经所述第一电磁阀、所述第一单向阀进入所述马达第一油口进行补油；当控制***检测到车速接近零或所述高压蓄能器压力接近上限压力值时或所述低压蓄能器压力接近下限压力值时，发出信号，所述第二离合器断开，电磁铁1YA、3YA、6YA失电，不再回收制动能量。

优选方案，所述控制方法包括反向停车制动能量回收控制模式；

所述反向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆反向制动时，所述驱动电机断电，电磁铁2YA、5YA、6YA得电，所述第三电磁阀左位工作，所述第四电磁阀右位工作，所述第五电磁阀下位工作，所述第二离合器与所述马达输出轴联接，车轮通过所述减速器、所述耦合器反驱所述马达转动，油液从所述马达第一油口、所述第四电磁阀进入所述高压蓄能器进行液压能再生制动蓄能，所述低压蓄能器油液经所述第三电磁阀、所述第五电磁阀进入所述马达第二油口进行补油；当控制***检测到车速接近零或所述高压蓄能器压力接近上限压力值时或所述低压蓄能器压力接近下限压力值时，发出信号，所述第二离合器断开，电磁铁2YA、5YA、6YA失电，不再回收制动能量。

采用本发明所述的控制***及控制方法，可以减小液压混合动力控制***元件，减轻整车质量；可以有效消除启动冲击电流，调节启动时间，提高蓄电池使用寿命，增加车辆续航里程；可以有效回收正反向制动能量，提高能量利用率，有效避免制动时车辆能量浪费。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如图1所示，本发明的并联式车辆混合动力控制***包括蓄电池1、驱动电机2、主离合器3、变量泵4、第一单向阀5、第二单向阀6、第一安全阀7、第二安全阀8、第一电磁阀9、低压蓄能器10、高压蓄能器11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀15、马达16、第二离合器17、耦合器18、减速器19、控制***20；

蓄电池1与驱动电机2连接，驱动电机2与主离合器3连接，主离合器3与变量泵4输出轴连接，变量泵4第一油口同时与第一单向阀5的出油口、第一安全阀7的进油口、第四电磁阀14油口A、马达16第一油口连接，变量泵4第二油口同时与第二单向阀6的出油口、第二安全阀的进油口、第二电磁阀12油口A连接，第一单向阀5的进油口同时与第二6的进油口、第一安全阀7的出油口、第二安全阀8的出油口、第一电磁阀9油口A连接，第一电磁阀9油口P同时与低压蓄能器10、第三电磁阀13油口A连接，第三电磁阀13油口B同时与高压蓄能器11、第四电磁阀14油口P连接，第二电磁阀12油口P同时与第三电磁阀13油口O、第五电磁阀15油口A连接，第五电磁阀15油口P与马达16第二油口连接，马达16输出轴与第二离合器17连接，第二离合器17与耦合器18连接，耦合器18与减速器19连接。

第一安全阀7、第二安全阀8均为直动式溢流阀。

第一电磁阀9、第二电磁阀12、第四电磁阀14、第五电磁阀15均为二位二通电磁换向阀。

第三电磁阀13为三位三通双向电液换向阀。

还包括控制***20，控制***20控制整个液压混合动力控制***中传感器信号采集与电磁阀得失电控制、变量泵4与马达16的转速、主离合器3与第二离合器17的开合、第三电磁阀13阀口开合大小、低压蓄能器10与高压蓄能器11压力控制等。

控制方法包括正向启动控制模式；

正向启动控制模式的过程为：车辆正向启动时，蓄电池1不为驱动电机2充电，主离合器3与变量泵4输出轴联接，液压***中电磁铁1YA、3YA、4YA得电，第一电磁阀9右位工作，第二电磁阀12下位工作，第三电磁阀13右位工作，低压蓄能器10释放油液，高压油液经第三电磁阀13、第二电磁阀12后进入变量泵4第二油口，驱动变量泵4正向转动，变量泵4通过主离合器3带动驱动电机2加速启动，变量泵4第一油口油液通过第一安全阀7、第一电磁阀9进入低压蓄能器10进行蓄能。待控制***20检测到驱动电机2转速接近目标转速或者高压蓄能器11压力接近下限压力值或者低压蓄能器10压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀1YA、3YA、4YA失电，主离合器3断开，蓄电池1为驱动电机2充电，使驱动电机2直接从较高转速开始工作。

控制方法包括反向启动控制模式；

反向启动控制模式的过程为：车辆反向启动时，蓄电池1不为驱动电机2充电，主离合器3与变量泵4输出轴联接，液压***中电磁铁2YA、4YA、5YA得电，第二电磁阀12下位工作，第三电磁阀13左位工作、第四电磁阀14右位工作，高压蓄能器11释放油液，高压油液经第四电磁阀14进入变量泵4第一油口，驱动变量泵4反向转动，变量泵4通过主离合器3带动驱动电机2加速启动，变量泵4第二油口油液通过第二电磁阀12、第三电磁阀13进入低压蓄能器10进行蓄能。待控制***20检测到驱动电机2转速接近目标转速或者高压蓄能器11压力接近下限压力值或者低压蓄能器10压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀2YA、4YA、5YA失电，主离合器3断开，蓄电池1为驱动电机2充电，使驱动电机2直接从较高转速开始工作。

控制方法包括正向停车制动能量回收控制模式；

正向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆正向制动时，驱动电机2断电，电磁铁1YA、3YA、6YA得电，第三电磁阀13右位工作，第五电磁阀15下位工作，第二离合器17与马达16输出轴联接，车轮通过减速器19、耦合器18反驱马达16转动，油液从马达16第二油口、第五电磁阀15、第三电磁阀13进入高压蓄能器11进行液压能再生制动蓄能，低压蓄能器10油液经第一电磁阀9、第一单向阀5进入马达16第一油口进行补油。当控制***20检测到车速接近零或高压蓄能器11压力接近上限压力值时或低压蓄能器10压力接近下限压力值时，发出信号，第二离合器17断开，电磁铁1YA、3YA、6YA失电，不再回收制动能量。

控制方法包括反向停车制动能量回收控制模式；

反向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆反向制动时，驱动电机2断电，电磁铁2YA、5YA、6YA得电，第三电磁阀13左位工作，第四电磁阀14右位工作，第五电磁阀15下位工作，第二离合器17与马达16输出轴联接，车轮通过减速器19、耦合器18反驱马达16转动，油液从马达16第一油口、第四电磁阀14进入高压蓄能器11进行液压能再生制动蓄能，低压蓄能器10油液经第三电磁阀13、第五电磁阀15进入马达16第二油口进行补油。当控制***20检测到车速接近零或高压蓄能器11压力接近上限压力值时或低压蓄能器10压力接近下限压力值时，发出信号，第二离合器17断开，电磁铁2YA、5YA、6YA失电，不再回收制动能量。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种并联式车辆混合动力控制***，其特征在于，包括蓄电池、驱动电机、主离合器、变量泵、第一单向阀、第二单向阀、第一安全阀、第二安全阀、第一电磁阀、低压蓄能器、高压蓄能器、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、马达、第二离合器、耦合器、减速器、控制***；

所述蓄电池与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述主离合器连接，所述主离合器与所述变量泵的输出轴连接，所述变量泵的第一油口同时与所述第一单向阀的出油口、所述第一安全阀的进油口、所述第四电磁阀的油口A、所述马达的第一油口连接，所述变量泵的第二油口同时与所述第二单向阀的出油口、所述第二安全阀的进油口、所述第二电磁阀的油口A连接，所述第一单向阀的进油口同时与所述第二单向阀的进油口、所述第一安全阀的出油口、所述第二安全阀的出油口、所述第一电磁阀的油口A连接，所述第一电磁阀的油口P同时与所述低压蓄能器、所述第三电磁阀的油口A连接，所述第三电磁阀的油口B同时与所述高压蓄能器、所述第四电磁阀的油口P连接，所述第二电磁阀的油口P同时与所述第三电磁阀的油口O、所述第五电磁阀的油口A连接，所述第五电磁阀的油口P与所述马达的第二油口连接，所述马达的输出轴与所述第二离合器连接，所述第二离合器与所述耦合器连接，所述耦合器与所述减速器连接。

2.根据权利要求1所述的一种并联式车辆混合动力控制***，其特征在于，所述第一安全阀、所述第二安全阀均为直动式溢流阀。

3.根据权利要求1所述的一种并联式车辆混合动力控制***，其特征在于，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀均为二位二通电磁换向阀。

4.根据权利要求1所述的一种并联式车辆混合动力控制***，其特征在于，所述第三电磁阀为三位三通双向电液换向阀。

5.根据权利要求1所述的一种并联式车辆混合动力控制***，其特征在于，所述控制***控制整个液压混合动力控制***中传感器信号采集与电磁阀得失电控制、所述变量泵与所述马达的转速、所述主离合器与所述第二离合器的开合、所述第三电磁阀阀口开合大小、所述低压蓄能器与所述高压蓄能器压力控制等。

6.一种并联式车辆混合动力控制方法，其特征在于，包括正向启动控制模式；

所述正向启动控制模式的过程为：车辆正向启动时，所述蓄电池不为所述驱动电机充电，所述主离合器与所述变量泵的输出轴联接，液压***中电磁铁1YA、3YA、4YA得电，所述第一电磁阀右位工作，所述第二电磁阀下位工作，所述第三电磁阀右位工作，所述低压蓄能器释放油液，高压油液经所述第三电磁阀、所述第二电磁阀后进入所述变量泵的第二油口，驱动所述变量泵正向转动，所述变量泵通过所述主离合器带动所述驱动电机加速启动，所述变量泵的第一油口油液通过所述第一安全阀、所述第一电磁阀进入所述低压蓄能器进行蓄能；待控制***检测到所述驱动电机转速接近目标转速或者所述高压蓄能器压力接近下限压力值或者所述低压蓄能器压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀1YA、3YA、4YA失电，所述主离合器断开，所述蓄电池为所述驱动电机充电，使所述驱动电机直接从较高转速开始工作。

7.一种并联式车辆混合动力的控制方法，其特征在于，包括反向启动控制模式；

所述反向启动控制模式的过程为：车辆反向启动时，所述蓄电池不为所述驱动电机充电，所述主离合器与所述变量泵输出轴联接，液压***中电磁铁2YA、4YA、5YA得电，所述第二电磁阀下位工作，所述第三电磁阀左位工作、所述第四电磁阀右位工作，所述高压蓄能器释放油液，高压油液经所述第四电磁阀进入所述变量泵第一油口，驱动所述变量泵反向转动，所述变量泵通过所述主离合器带动所述驱动电机加速启动，所述变量泵第二油口油液通过所述第二电磁阀、所述第三电磁阀进入所述低压蓄能器进行蓄能；待控制***检测到所述驱动电机转速接近目标转速或者所述高压蓄能器压力接近下限压力值或者所述低压蓄能器压力接近上限压力值时，发出信号，电磁阀2YA、4YA、5YA失电，所述主离合器断开，所述蓄电池为所述驱动电机充电，使所述驱动电机直接从较高转速开始工作。

8.根据权利要求6所述的一种并联式车辆混合动力控制方法，其特征在于，所述控制方法包括正向停车制动能量回收控制模式；

所述正向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆正向制动时，所述驱动电机断电，电磁铁1YA、3YA、6YA得电，所述第三电磁阀右位工作，所述第五电磁阀下位工作，所述第二离合器与所述马达输出轴联接，车轮通过所述减速器、所述耦合器反驱所述马达转动，油液从所述马达第二油口、所述第五电磁阀、所述第三电磁阀进入所述高压蓄能器进行液压能再生制动蓄能，所述低压蓄能器油液经所述第一电磁阀、所述第一单向阀进入所述马达第一油口进行补油；当控制***检测到车速接近零或所述高压蓄能器压力接近上限压力值时或所述低压蓄能器压力接近下限压力值时，发出信号，所述第二离合器断开，电磁铁1YA、3YA、6YA失电，不再回收制动能量。

9.根据权利要求7所述的一种并联式车辆混合动力控制方法，其特征在于，所述控制方法包括反向停车制动能量回收控制模式；

所述反向停车制动能量回收控制模式的过程为：车辆反向制动时，所述驱动电机断电，电磁铁2YA、5YA、6YA得电，所述第三电磁阀左位工作，所述第四电磁阀右位工作，所述第五电磁阀下位工作，所述第二离合器与所述马达输出轴联接，车轮通过所述减速器、所述耦合器反驱所述马达转动，油液从所述马达第一油口、所述第四电磁阀进入所述高压蓄能器进行液压能再生制动蓄能，所述低压蓄能器油液经所述第三电磁阀、所述第五电磁阀进入所述马达第二油口进行补油；当控制***检测到车速接近零或所述高压蓄能器压力接近上限压力值时或所述低压蓄能器压力接近下限压力值时，发出信号，所述第二离合器断开，电磁铁2YA、5YA、6YA失电，不再回收制动能量。