一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及并联混合动力客车领域，特指一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]国际石油价格的飙升和世界环境保护的压力使得新能源汽车成为汽车工业新的发展方向。世界各国政府对此也高度重视，不仅颁布了严格的法规限制汽车的排放对环境的污染，同时也出台政策，用于鼓励和资助新能源汽车发展，世界各大汽车企业都在不断深入研宄用于新能源汽车的核心技术。由于当前动力电池的能量密度偏低、质量大、成本高、续驶里程短和充电时间长等问题，纯电动汽车的市场化推广进程缓慢。而混合动力汽车因其具有的低能耗、低排放和价格优势已成为全球新能源汽车开发的热点。混合动力汽车的燃油经济性较传统车辆降低30%~-40%，尾气排放指标降低了 50%-60%，由于国内大城市交通拥挤，环境保护压力大，混合动力汽车十分适合我国国情，其在中国市场的前景也被看好。
[0003]相比于串联式混合动力系统，并联混合动力系统具有一定的优势:1)并联混合动力系统在车辆起步时发动机怠速，电机独立驱动；充分利用了电机低速大转矩、响应快速的特点，在避开发动机低效率区的同时提高混合动力系统的效率；2)并联混合动力只有一套电驱动系统，系统结构简单，成本降低。
[0004]同时并联混合动力系统也存在一些缺点:1)控制复杂。发动机和电机工作特性差异和分工使得二者在系统中必须依靠动力耦合装置来进行功率调节；2)由于发动机的启动需要使其在较低转速下运行一段时间，若在行车过程中使用起动电机启动发动机，将会造成起动电机工作频繁，导致其过早达到疲劳寿命而失效，若通过驱动电机直接带动发动机实现行车启停功能，将会造成车辆的动力中断；3)若并联混合动力系统的发动机不具有行车启停功能，则发动机在低速情况下需要保持怠速状态，这样增加的并联混合动力系统的能耗和对环境的污染。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决并联混合动力客车实现行车启停困难的问题，提供了一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法，该馈能式启停系统能够实现并联混合动力客车的行车启停功能，减少了并联混合动力客车在运行过程中的能量消耗和污染排放。
[0006]本发明的馈能式并联混合动力客车启停系统采用的技术方案是:
馈能式并联混合动力客车启停系统包括馈能装置、启停装置和控制装置，其中馈能装置包括蓄能器1、储液罐2、液压管路3、溢流阀4和回转式液压缸5，启停装置包括液压马达
11、大齿轮12、小齿轮13，控制装置包括控制阀14、整车控制器18和信号线19。
[0007]回转式液压缸5的进液口通过液压管路3与储液罐2连接，回转式液压缸5的出液口通过液压管路3与蓄能器I连接，蓄能器I通过液压管路3和溢流阀4与储液罐2连接。回转式液压缸5输入轴安装在吊耳6与车架10的连接处。
[0008]对于采用钢板弹簧7作为车辆减震装置的并联混合动力客车而言，每个吊耳6与车架10的连接处均安装有一个回转式液压缸5。液压马达11的出液口通过液压管路3与储液罐2连接，液压马达11的进液口通过控制阀14与蓄能器I连接。液压马达11的输出轴与小齿轮13同轴固定连接，大齿轮12与发动机15的曲轴同轴固定连接；大齿轮12和小齿轮13啮合，液压马达11输出的动力通过小齿轮13和大齿轮12传递给发动机15。整车控制器18通过信号线19与控制阀14连接。
[0009]本发明涉及的馈能式并联混合动力客车启停系统的控制方法采用的技术方案是包括如下步骤:
当路面不平度造成的振动通过轮胎9和车桥8传递给钢板弹簧7时，钢板弹簧7将不断上下振动以耗散这部分能量，此时吊耳6会左右摆动带动回转式液压缸5工作，回转式液压缸5可以将振动能量回收，并转化为液压能储存到到蓄能器I中去。当蓄能器I中储存的液压能超过极限时，溢流阀4开启，蓄能器I中高压制动液进入储液罐2中。
[0010]当并联混合动力客车出现驱动力矩不足、制动储气室气压低、动力电池电量低等情况时，需要启动发动机15进入混合驱动模式驱动车辆前进、带动打气泵工作或给动力电池充电时，整车控制器18发出指令控制阀14，蓄能器I中的高压制动液驱动液压马达11旋转，液压马达11输出的驱动力矩和转速经小齿轮13和大齿轮12减速增扭后，传递给发动机15，使发动机15在启动转速下运行一段时间，燃油电磁阀自动喷油以启动发动机15。发动机15启动后，关闭控制阀14，液压马达11随着发动机15空转。
[0011]本发明采用上述技术方案后，与现有技术相比明显具有以下优点:1)利用液压马达和齿轮传动机构实现发动机的行车启停功能，减少了并联混合动力客车在运行过程中的能量消耗和污染排放；2)利用回转式液压缸有效地回收车辆的振动能量，并作为液压马达的动力来源，使得该启停系统实现了能量的回收与再利用。
【附图说明】
[0012]图1是馈能装置的结构示意图
图2是馈能式并联混合动力客车启停系统整车布置图
图中一蓄能器，2—储液罐，3—液压管路，4一溢流阀，5—回转式液压缸，6 —吊耳，7一钢板弹費、8—车桥，9一轮胎，10一车架，11一液压马达，12一大齿轮，13一小齿轮，14一控制阀，15—发动机，16一尚合器，17一驱动电机，18一整车控制器，19一彳目号线。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图来具体描述本发明涉及的馈能式并联混合动力客车启停系统的结构和工作原理。
[0014]馈能式并联混合动力客车启停系统包括馈能装置、启停装置和控制装置，其中馈能装置包括蓄能器1、储液罐2、液压管路3、溢流阀4和回转式液压缸5，启停装置包括液压马达11、大齿轮12、小齿轮13，控制装置包括控制阀14、整车控制器18和信号线19。
[0015]如图1所示，回转式液压缸5的进液口通过液压管路3与储液罐2连接，回转式液压缸5的出液口通过液压管路3与蓄能器I连接，蓄能器I通过液压管路3和溢流阀4与储液罐2连接。回转式液压缸5输入轴安装在吊耳6与车架10的连接处。
[0016]如图2所示，对于采用钢板弹簧7作为车辆减震装置的并联混合动力客车而言，每个吊耳6与车架10的连接处均安装有一个回转式液压缸5。液压马达11的出液口通过液压管路3与储液罐2连接，液压马达11的进液口通过控制阀14与蓄能器I连接。
[0017]液压马达11的输出轴与小齿轮13同轴固定连接，大齿轮12与发动机15的曲轴同轴固定连接；大齿轮12和小齿轮13啮合，液压马达11输出的动力通过小齿轮13和大齿轮12传递给发动机15。
[0018]整车控制器18通过信号线19与控制阀14连接。
[0019]下面结合附图来具体描述本发明涉及的馈能式并联混合动力客车启停系统的控制方法。
[0020]当路面不平度造成的振动通过轮胎9和车桥8传递给钢板弹簧7时，钢板弹簧7将不断上下振动以耗散这部分能量，此时吊耳6会左右摆动带动回转式液压缸5工作，回转式液压缸5可以将振动能量回收，并转化为液压能储存到到蓄能器I中去。当蓄能器I中储存的液压能超过极限时，溢流阀4开启，蓄能器I中高压制动液进入储液罐2中。
[0021]当并联混合动力客车出现驱动力矩不足、制动储气室气压低、动力电池电量低等情况时，需要启动发动机15进入混合驱动模式驱动车辆前进、带动打气泵工作或给动力电池充电时，整车控制器18发出指令控制阀14，蓄能器I中的高压制动液驱动液压马达11旋转，液压马达11输出的驱动力矩和转速经小齿轮13和大齿轮12减速增扭后，传递给发动机15，使发动机15在启动转速下运行一段时间，燃油电磁阀自动喷油以启动发动机15。发动机15启动后，关闭控制阀14，液压马达11随着发动机15空转。
[0022]本发明涉及的馈能式并联混合动力客车启停系统仍保有起动电机，防止在馈能式并联混合动力客车启停系统失效情况下，发动机无法正常启动；且每日第一次启动发动机时，使用起动电机启动发动机，使得发动机正常热机。
【主权项】
1.一种馈能式并联混合动力客车启停系统，其特征是:馈能式并联混合动力客车启停系统包括馈能装置、启停装置和控制装置，其中馈能装置包括蓄能器、储液罐、液压管路、溢流阀和回转式液压缸，启停装置包括液压马达、大齿轮、小齿轮，控制装置包括控制阀、整车控制器和信号线。2.根据权利要求1所述的馈能式并联混合动力客车启停系统，其特征是:回转式液压缸的进液口通过液压管路与储液罐连接，回转式液压缸的出液口通过液压管路与蓄能器连接，蓄能器通过液压管路和溢流阀与储液罐连接；回转式液压缸输入轴安装在吊耳与车架的连接处。3.根据权利要求1所述的馈能式并联混合动力客车启停系统，其特征是:液压马达的出液口通过液压管路与储液罐连接，液压马达的进液口通过控制阀与蓄能器连接；液压马达的输出轴与小齿轮同轴固定连接，大齿轮与发动机的曲轴同轴固定连接；大齿轮和小齿轮啮合，液压马达输出的动力通过小齿轮和大齿轮传递给发动机；整车控制器通过信号线与控制阀连接。4.如权利要求1所述的馈能式并联混合动力客车启停系统的控制方法，其特征是: 当路面不平度造成的振动通过轮胎和车桥传递给钢板弹簧时，钢板弹簧将不断上下振动以耗散这部分能量，此时吊耳会左右摆动带动回转式液压缸工作，回转式液压缸可以将振动能量回收，并转化为液压能储存到到蓄能器中去；当蓄能器中储存的液压能超过极限时，溢流阀开启，蓄能器中尚压制动液进入储液鍾中； 当并联混合动力客车出现驱动力矩不足、制动储气室气压低、动力电池电量低等情况时，需要启动发动机进入混合驱动模式驱动车辆前进、带动打气泵工作或给动力电池充电时，整车控制器发出指令控制阀，蓄能器中的高压制动液驱动液压马达旋转，液压马达输出的驱动力矩和转速经小齿轮和大齿轮减速增扭后，传递给发动机，使发动机在启动转速下运行一段时间，燃油电磁阀自动喷油以启动发动机；发动机启动后，关闭控制阀，液压马达随着发动机空转。
【专利摘要】本发明公开一种馈能式并联混合动力客车启停系统及其控制方法，该馈能式并联混合动力客车启停系统包括馈能装置、启停装置和控制装置，其中馈能装置包括蓄能器、储液罐、液压管路、溢流阀和回转式液压缸；启停装置包括液压马达、大齿轮、小齿轮,控制装置包括控制阀、整车控制器和信号线。馈能式并联混合动力客车启停系统利用液压马达和齿轮传动机构实现发动机的行车启停功能，减少了并联混合动力客车在运行过程中的能量消耗和污染排放；同时利用回转式液压缸有效地回收车辆的振动能量，并作为液压马达的动力来源，使得该启停系统实现了能量的回收与再利用。
【IPC分类】B60G13/14, B60K6/48, B60K6/22, B60K25/00
【公开号】CN104908570
【申请号】CN201510346217
【发明人】衣丰艳, 盘朝奉, 刘永辉, 张竹林, 刘新磊, 王刚, 黄万友, 周稼铭, 吕志明
【申请人】山东交通学院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月22日