一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术的一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法，属于电动汽车液压运用技术领域，所述液压辅助驱动/制动系统包括马达增速机构、后轮、液压阀组、蓄能器、电子控制单元、动力电池、电机、行星齿轮、前轮、驱动桥、定轴齿轮、万向节、高压变量泵、油罐、制动踏板、油门踏板和锁定器。本发明专利技术旨在解决现有前驱电动汽车在坏路面上通过性差、高速超车时转矩不足，低速制动时电机制动转矩低的问题。

A hydraulic auxiliary drive / brake system for electric vehicles and its control method

A hydraulic auxiliary drive / brake system for electric vehicles and the control method of the invention, which belongs to the hydraulic application technical field of an electric vehicle. The hydraulic auxiliary drive / brake system includes a motor speed growth mechanism, a rear wheel, a hydraulic valve group, an accumulator, an electronic control unit, a dynamic battery, a motor, a planetary gear, a front wheel, and a motor vehicle. Drive axle, fixed axle gear, universal joint, high pressure variable pump, oil tank, brake pedal, accelerator pedal and locking device. The present invention aims to solve the problem that the existing front drive electric vehicle has poor torque on the bad pavement, low speed overtaking and low braking torque when low speed braking.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法
本专利技术属于电动汽车液压运用
，涉及电、液混合动力系统的驱动与制动装置，具体涉及一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法。
技术介绍
近年来，随着汽车工业的快速发展，液压传动技术在车辆上取得了一定效果，该技术的应用多集中在传统车辆。在国内，针对车用液压技术的研究多集中在高校，吉林大学针对液压辅助驱动载货汽车进行了相关研究，提高了载货汽车在坏路面上的驱动能力；湘潭大学提出一种改善车辆制动性能的液阻式缓速器；福田雷沃推出了全国首台液压驱动收割机。在国外，德国的MAN公司推出了应用HydroDrive静液压前桥驱动技术的TGX卡车，提高车辆的低速驱动性能；法国雷诺的OptiTrack采用与MAN公司类似的液压驱动技术，提高车辆在遇到泥泞湿滑路面上的通过能力。针对电动汽车液驱技术的已知研究成果较少。乘用车多采用前轮驱动，前轮驱动汽车相交于四轮驱动汽车而言造价相对便宜，控制技术相对简单，然而，在其驱动性能不如四轮驱动汽车。不论是四轮驱动汽车，还是前轮驱动汽车在连续下坡时，均存在车辆制动器频繁使用，严重影响车辆的制动稳定性，降低车辆制动器的使用寿命。液压驱动/制动系统具有成本低，对原有车辆系统改造小，能够提高车辆驱动/制动性能，拥有非常宽广的应用前景，行星齿轮作为一种转速耦合装置，能够平稳的实现相关耦合部件间的转速耦合。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是前轮驱动电动汽车在高速时电机驱动转矩不足，低速时电机制动转矩较低，制动能量回收少的问题，提出一种改善车辆驱动性能和制动稳定性的液压辅助驱动/制动系统，通过与电机、驱动桥间采用行星齿轮耦合实现转矩传递，提高回收能量，同时还提供一种液压辅助驱动与制动系统的控制方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括马达增速机构、后轮、液压阀组、蓄能器、电子控制单元、动力电池、电机、行星齿轮、前轮、驱动桥、定轴齿轮、万向节、高压变量泵、油罐、制动踏板、油门踏板和锁定器，两个前轮连接于驱动桥上，两个后轮上分别设有结构相同的马达增速机构，动力电池与电机电气连接，行星齿轮由齿圈、行星架和太阳轮组成，其特征在于，所述的太阳轮与电机输出轴机械连接，所述的行星架与驱动桥输入轴机械连接，所述的齿圈与定轴齿轮机械连接；所述的锁定器包括与齿圈接合的离合器Ⅰ、与太阳轮接合的离合器Ⅱ和与定轴齿轮接合的离合器Ⅲ；所述的高压变量泵与定轴齿轮通过万向节机械连接；所述的高压变量泵、液压阀组、两个马达增速机构、油罐和蓄能器组成液压系统，高压变量泵与液压阀组和两个马达增速机构之间以及液压阀组与油罐、蓄能器和两个马达增速机构之间分别液压连接；所述的电子控制单元与动力电池、电机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、离合器Ⅲ、高压变量泵、液压阀组、制动踏板和油门踏板分别信号连接。采用上述方案，本专利技术中的行星齿轮的太阳轮与电机输出轴通过花键连接，行星架与行星轮通过花键连接，行星架与驱动桥输入轴通过花键连接，齿圈与定轴齿轮通过齿轮啮合传递动力，电子控制单元可控制离合器Ⅰ和离合器Ⅱ，以锁定或分离太阳轮，进而改变行星齿轮的传动比，改变行星齿轮所连接各部件的转速，实现电机制动能量的高效回收。电子控制单元通过控制轴向斜盘式变量泵的排量实现后轮车速跟随前轮车速，进而提高整车的驱动性能。液压阀组能够实现轴向斜盘式高压变量泵高压油经其到达两个结构相同的马达增速机构的高压油路，驱动定量的马达增速机构，能够实现轴向斜盘式高压变量泵给蓄能器蓄能，能够实现蓄能器单独驱动两个结构相同的马达增速机构。电子控制单元通过控制离合器Ⅰ、离合器Ⅱ实现行星齿轮所连各部件间的传动比的改变及各种驱动/制动模式的变换，通过控制离合器Ⅲ的结合与分离实现动力的传递与中断，通过控制动力电池、电机的相关信号，实现电机转速、转矩的变化，通过控制液压阀组中相关阀信号实现驱动、制动、蓄能等功能，通过控制轴向斜盘式高压变量泵的排量实现后轮跟随前轮。进一步，所述的高压变量泵采用轴向斜盘式，固定于车架上。进一步，所述的马达增速机构安装于后轮的轮毂上。进一步，所述的马达增速机构包括液压马达和行星排。进一步，所述的高压变量泵与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用低压管路，所述的液压阀组与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用高压管路。进一步，所述的高压变量泵的油口输入端与两个液压马达出油口连接，所述的液压阀组的A口与两个液压马达进油口连接、B口与蓄能器连接、P口与高压变量泵油口输出端连接、T口与油罐连接。进一步，所述的液压阀组包括三位四通电磁阀、两位四通电磁阀、安全阀组Ⅰ、换向阀组、控制阀组和安全阀组Ⅱ，三位四通电磁阀的P口与高压变量泵的油口输出端连接、T口与油罐连接、L口与两位四通电磁阀的C口连接、N口与两位四通电磁阀的D口连接，两位四通电磁阀的E口与安全阀组Ⅰ的J口连接、F口与换向阀组的H口连接，安全阀组Ⅰ的A口与两个液压马达的进油口连接，换向阀组的I口控制阀组的K口连接，控制阀组的O口与安全阀组Ⅱ的M口连接，安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器连接。进一步，所述的安全阀组Ⅰ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅰ组成，所述的换向阀组由两组结构相同且安装位置相反的单向阀Ⅰ、两位两通电磁阀组成，所述的安全阀组Ⅱ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅱ组成，所述的控制阀组由单向阀Ⅱ和电液比例阀组成。进一步，所述液压系统还包括与电子控制单元信号连接的油压传感器，所述油压传感器设置在安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器之间的液压管路上。本专利技术还利用上述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统实施的控制方法，电子控制单元采集信号，这些信号来自于车速、制动踏板位置、油门踏板位置、液压阀组电流、液压系统开关、高压变量泵斜盘位置，根据液压系统开关信号(system)来判断是否强制开启液压辅助驱动/制动，液压系统开关信号(system)由驾驶员开启或关闭，电子控制单元通过控制液压阀组内部电磁阀通道变换，实现泵-马达驱动、蓄能器-马达驱动、泵-蓄能器制动模式，电子控制单元通过控制离合器Ⅲ实现高压变量泵与行星齿轮间动力的传递与中断，电子控制单元通过控制离合器Ⅰ、离合器Ⅱ的结合与分离实现行星齿轮所连各部件间传动比的变换及各种驱动模式、制动模式的变换，具体包括以下步骤：步骤1)、采集车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、液压阀组信号、液压系统开关信号system、高压变量泵的斜盘位置信号；步骤2)、判断system是否为零，若是，进入步骤三，否则，根据油门踏板信号、制动踏板信号判断是否制动，若是，判断车速是否大于低速B，否则，判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，液压系统辅助驱动，即电机驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助驱动，即电机驱动、泵-马达驱动，若车速大于低速B，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则，离合器Ⅱ结合、离合器Ⅰ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机关闭、泵-蓄能器制动；步骤3)、判断车速是否大于零，若是，则进入步骤四，否则，车辆处于驻车状态，进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括马达增速机构(1)、后轮(2)、液压阀组(3)、蓄能器(4)、电子控制单元(5)、动力电池(6)、电机(7)、行星齿轮(12)、前轮(13)、驱动桥(14)、定轴齿轮(15)、万向节(17)、高压变量泵(18)、油罐(19)、制动踏板(20)、油门踏板(21)和锁定器，两个前轮连接于驱动桥上，两个后轮上分别设有结构相同的马达增速机构，动力电池与电机电气连接，行星齿轮由齿圈(9)、行星架(10)和太阳轮(11)组成，其特征在于，所述的太阳轮与电机输出轴机械连接，所述的行星架与驱动桥输入轴机械连接，所述的齿圈与定轴齿轮机械连接；所述的锁定器包括与齿圈接合的离合器Ⅰ(8)、与太阳轮接合的离合器Ⅱ(22)和与定轴齿轮接合的离合器Ⅲ(16)；所述的高压变量泵与定轴齿轮通过万向节机械连接；所述的高压变量泵、液压阀组、两个马达增速机构、油罐和蓄能器组成液压系统，高压变量泵与液压阀组和两个马达增速机构之间以及液压阀组与油罐、蓄能器和两个马达增速机构之间分别液压连接；所述的电子控制单元与动力电池、电机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、离合器Ⅲ、高压变量泵、液压阀组、制动踏板和油门踏板分别信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括马达增速机构(1)、后轮(2)、液压阀组(3)、蓄能器(4)、电子控制单元(5)、动力电池(6)、电机(7)、行星齿轮(12)、前轮(13)、驱动桥(14)、定轴齿轮(15)、万向节(17)、高压变量泵(18)、油罐(19)、制动踏板(20)、油门踏板(21)和锁定器，两个前轮连接于驱动桥上，两个后轮上分别设有结构相同的马达增速机构，动力电池与电机电气连接，行星齿轮由齿圈(9)、行星架(10)和太阳轮(11)组成，其特征在于，所述的太阳轮与电机输出轴机械连接，所述的行星架与驱动桥输入轴机械连接，所述的齿圈与定轴齿轮机械连接；所述的锁定器包括与齿圈接合的离合器Ⅰ(8)、与太阳轮接合的离合器Ⅱ(22)和与定轴齿轮接合的离合器Ⅲ(16)；所述的高压变量泵与定轴齿轮通过万向节机械连接；所述的高压变量泵、液压阀组、两个马达增速机构、油罐和蓄能器组成液压系统，高压变量泵与液压阀组和两个马达增速机构之间以及液压阀组与油罐、蓄能器和两个马达增速机构之间分别液压连接；所述的电子控制单元与动力电池、电机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、离合器Ⅲ、高压变量泵、液压阀组、制动踏板和油门踏板分别信号连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵采用轴向斜盘式，固定于车架上。3.根据权利要求2所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的马达增速机构安装于后轮的轮毂上。4.根据权利要求3所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的马达增速机构包括液压马达和行星排。5.根据权利要求4所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用低压管路，所述的液压阀组与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用高压管路。6.根据权利要求5所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵的油口输入端与两个液压马达出油口连接，所述的液压阀组的A口与两个液压马达进油口连接、B口与蓄能器连接、P口与高压变量泵油口输出端连接、T口与油罐连接。7.根据权利要求6所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的液压阀组包括三位四通电磁阀(3a)、两位四通电磁阀(3b)、安全阀组Ⅰ(3c)、换向阀组(3d)、控制阀组(3e)和安全阀组Ⅱ(3f)，三位四通电磁阀的P口与高压变量泵的油口输出端连接、T口与油罐连接、L口与两位四通电磁阀的C口连接、N口与两位四通电磁阀的D口连接，两位四通电磁阀的E口与安全阀组Ⅰ的J口连接、F口与换向阀组的H口连接，安全阀组Ⅰ的A口与两个液压马达(1a，1b)的进油口连接，换向阀组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，张俊江，罗倡，张书建，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50