多动力混合驱动工程运输车控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多动力混合驱动工程运输车控制系统，包括：内燃机驱动单元，其通过内燃机为驱动中桥和/或驱动后桥提供驱动力；电机驱动单元，其包括增程电机、驱动电机和动力电池，增程电机的轴伸端与内燃机后端PTO口机械连接，将机械动能转化成电能，为动力电池补充电量；驱动电机的轴伸端与驱动前桥/驱动后桥的传动轴连接，将动力电池的电能转化为机械能，为驱动前桥/驱动后桥提供驱动力；整车控制器，其与内燃机驱动单元和电机驱动单元通过总线通讯连接；以及，一种多动力混合驱动工程运输车控制系统的控制方法。本发明专利技术可显著的提高整车的动力性和运输效率，缩短内燃机高负荷运行时间，同时将制动能量进行回收，实现节能减排。

Control system and control method of multi power hybrid driving engineering vehicle

The invention discloses a multi power hybrid driving vehicle control system, including an internal combustion engine driving unit, which provides driving force for driving a middle bridge and / or a rear axle through an internal combustion engine; the motor drive unit consists of an increase motor, a driving motor and a power battery, an extension end of an increase motor and a back end of the internal combustion engine, PTO A mechanical connection, which converts mechanical kinetic energy into electrical energy to supplement the power of a power battery; the shaft extension end of the drive motor connects with the drive shaft driving the front axle / rear axle, transforms the electric energy of the power battery into the mechanical energy, and provides the driving force for the driving front axle / rear axle; the vehicle controller, and the driving unit and motor of the internal combustion engine The driving unit is connected by bus communication, and a control method for the control system of a multi-power hybrid drive engineering transport vehicle is provided. The invention can significantly improve the power and transportation efficiency of the whole vehicle, shorten the running time of the high load of the internal combustion engine, and recycle the braking energy to realize the energy saving and emission reduction.

【技术实现步骤摘要】
多动力混合驱动工程运输车控制系统及其控制方法
本专利技术涉及工程车
更具体地说，本专利技术涉及一种多动力混合驱动工程运输车控制系统及其控制方法。
技术介绍
现有的混合动力驱动工程车是以车速为调控目标，在工程车处于低速时，通过前轮电驱系统为两前轮提供动力，相反，则不提供动力，同时，在工程车制动时，根据刹车踏板的踩踏深度信号，判断工程车的运行状况，如信号落入代表刹车的预设范围阈值时，则将前轮电驱系统中的电机转换为发电机，实现能量回收。上述方式虽然在一定程度上提高了发动机的燃油效率和整车的动力性，但由于工程车运行时路况负载变化剧烈，车速不能实时反映发动机的负荷情况，导致发动机的燃油效率和整车动力性的提高有限，运输效率低，同时，由于车辆惯性比较大，对整车制动要求较高，用刹车踏板映射电机制动力矩，制动回收能量非常有限。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种多动力混合驱动工程运输车控制系统及其控制方法，其通过设置增程电机和驱动电机，根据内燃机的负荷情况和整车车速，控制增程电机和驱动电机的参与时机和参与深度，使内燃机处于高效经济区运行，显著提高了内燃机的燃油效率和车辆的瞬时驱动力，运输效率高，同时，可以将制动能量有效的回收利用，真正实现工程运输车运行时的高效、节能、环保。为了实现根据本专利技术的目的和其它优点，提供了一种多动力混合驱动工程运输车控制系统，包括：内燃机驱动单元，其通过内燃机为驱动中桥和/或驱动后桥提供驱动力；电机驱动单元，其包括增程电机、驱动电机和动力电池，所述增程电机的轴伸端与所述内燃机后端PTO口机械连接，将机械动能转化成电能，为动力电池补充电量；所述驱动电机的轴伸端与驱动前桥/驱动后桥的传动轴连接，将动力电池的电能转化为机械能，为驱动前桥/驱动后桥提供驱动力；整车控制器，其与所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元通过总线通讯连接，所述整车控制器设置为：当内燃机负荷率小于等于K1时，所述整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，并控制增程电机工作，为动力电池充电，同时判定整车状态，若为停车状态，则控制驱动电机停止工作，若为行车状态，则根据整车车速，闭环调节驱动电机的制动力矩值，为动力电池充电；当内燃机负荷率在K1和K2之间时，其中，K1＜K2，控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机和增程电机都停止工作；当内燃机负荷率大于等于K2时，增程电机停止工作，若整车车速小于等于预设车速阈值，则所述整车控制器控制驱动电机和内燃机都输出驱动力，若整车车速大于预设的车速阈值，则控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机停止工作；其中，所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元输出的驱动力不作用于同一驱动桥。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，所述内燃机为驱动中桥提供驱动力，所述驱动电机为驱动后桥提供驱动力。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，所述内燃机通过变速箱与驱动中桥和/或驱动后桥的传动轴连接，内燃机ECU与所述整车控制器通过总线通讯连接，所述整车控制器采集所述内燃机的实时运行数据，将其通过运算后获取整车车速和内燃机负荷率的数值信息。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，所述增程电机的三相电输出端通过增程电机控制器与所述动力电池电连接，所述驱动电机的三相电输入端通过驱动电机控制器与所述动力电池电连接，所述增程电机控制器和所述驱动电机控制器分别与所述整车控制器通过总线通讯连接，所述整车控制器根据整车车速和内燃机负荷率，通过所述增程电机控制器控制增程电机是否工作，通过所述驱动电机控制器控制所述驱动电机输出驱动力，或者制动回收能量。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，还包括，散热单元，其包括冷却液水箱、第一水泵、第二水泵、散热器和循环管道，所述第一水泵通过三通管与所述冷却液水箱连接，冷却液经第一水泵的第一进水口进入循环管道，并依次流经驱动电机、第二水泵、增程电机、增程电机控制器、驱动电机控制器、散热器，然后经第一水泵的第二进水口再次进入循环管道，实现循环。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，还包括，高压柜配电单元，其由动力电池BMS根据整车总线通讯指令，通过控制低压回路，实现对所述高压柜配电单元的控制，所述高压柜配电单元用于管理增程电机控制器和驱动电机控制器到动力电池间高压回路的高压上、下电。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，还包括，外接充电口，其与所述高压柜配电单元通过高压电连接，与所述动力电池BMS通过总线通讯连接。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，所述总线通讯为CAN总线通讯，其中，所述驱动电机控制器、内燃机ECU，仪表、故障诊断接口和整车控制器之间通过第一路CAN总线相连，所述动力电池BMS、增程电机控制器、外接充电口和整车控制器之间通过第二路CAN总线相连。一种多动力混合驱动工程运输车控制系统的控制方法，整车控制器实时获取整车车速和内燃机负荷率的数值信息，当内燃机负荷率小于等于K1时，所述整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，并控制增程电机在额定扭矩下工作，向动力电池输出电功率，同时判定整车状态，若为停车状态，则控制驱动电机停止工作或随动，若为行车状态，则依据动力电池的剩余电量情况，将驱动电机置为发电状态，根据整车车速，闭环调节驱动电机制动力矩值，向动力电池输出电功率；当内燃机负荷率在K1和K2之间时，其中，K1＜K2，所述整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机和增程电机都停止工作；当内燃机负荷率大于等于K2时，增程电机停止工作，若整车车速小于等于预设车速阈值，则所述整车控制器控制驱动电机输出驱动力，驱动力大小与油门踏板踩踏深度和整车行驶车速相关，同时，内燃机自适应输出驱动力驱动车辆，若整车车速大于预设的车速阈值，则控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机停止工作。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统的控制方法，K1为65-71％，K2为76-82％，车速阈值为18km/h。优选的是，所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统的控制方法，当车辆钥匙处于ON挡时，第一水泵、第二水泵开始工作，实现冷却液的循环，整车控制器实时采集驱动电机和增程电机的温度，根据温度的不同调节散热器的风扇输出不同的转速，进而降低冷却液的温度，整车控制器同时发出主+接触器吸合、主-接触器吸合、发电+接触器吸合和发电-接触器吸合指令，高压柜配电单元控制动力电池高压上电，并将信息反馈至整车控制器，以使动力电池处于待机状态，用于随时给驱动电机和增程电机进行充、放电；当车辆钥匙从ON挡拨到OFF挡时，第一水泵、第二水泵和散热器停止工工作，整车控制器同时发出主+接触器断开、主-接触器断开、发电+接触器断开和发电-接触器断开指令，高压柜配电单元控制动力电池高压下电，切断动力电池与驱动电机控制器和增程电机控制器之间的电压。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置为驱动中桥和/或驱动后桥提供驱动力的内燃机驱动单元和为驱动前桥/驱动后桥提供驱动力的电机驱动单元，实现双动力混合驱动，并通过设置整车控制器，当内燃机负荷率小于等于K1时，整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，并控制增程电机工作，为动力电池充电，同时判定整车状态，若为停车状态，则控制驱动电机停止工作，若为行车状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于，包括：内燃机驱动单元，其通过内燃机为驱动中桥和/或驱动后桥提供驱动力；电机驱动单元，其包括增程电机、驱动电机和动力电池，所述增程电机的轴伸端与所述内燃机后端PTO口机械连接，将机械动能转化成电能，为动力电池补充电量；所述驱动电机的轴伸端与驱动前桥/驱动后桥的传动轴连接，将动力电池的电能转化为机械能，为驱动前桥/驱动后桥提供驱动力；整车控制器，其与所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元通过总线通讯连接，所述整车控制器设置为：当内燃机负荷率小于等于K1时，所述整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，并控制增程电机工作，为动力电池充电，同时判定整车状态，若为停车状态，则控制驱动电机停止工作，若为行车状态，则根据整车车速，闭环调节驱动电机的制动力矩值，为动力电池充电；当内燃机负荷率在K1和K2之间时，其中，K1＜K2，控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机和增程电机都停止工作；当内燃机负荷率大于等于K2时，增程电机停止工作，若整车车速小于等于预设车速阈值，则所述整车控制器控制驱动电机和内燃机都输出驱动力，若整车车速大于预设的车速阈值，则控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机停止工作；其中，所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元输出的驱动力不作用于同一驱动桥。...

【技术特征摘要】
1.多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于，包括：内燃机驱动单元，其通过内燃机为驱动中桥和/或驱动后桥提供驱动力；电机驱动单元，其包括增程电机、驱动电机和动力电池，所述增程电机的轴伸端与所述内燃机后端PTO口机械连接，将机械动能转化成电能，为动力电池补充电量；所述驱动电机的轴伸端与驱动前桥/驱动后桥的传动轴连接，将动力电池的电能转化为机械能，为驱动前桥/驱动后桥提供驱动力；整车控制器，其与所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元通过总线通讯连接，所述整车控制器设置为：当内燃机负荷率小于等于K1时，所述整车控制器控制内燃机单独输出驱动力，并控制增程电机工作，为动力电池充电，同时判定整车状态，若为停车状态，则控制驱动电机停止工作，若为行车状态，则根据整车车速，闭环调节驱动电机的制动力矩值，为动力电池充电；当内燃机负荷率在K1和K2之间时，其中，K1＜K2，控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机和增程电机都停止工作；当内燃机负荷率大于等于K2时，增程电机停止工作，若整车车速小于等于预设车速阈值，则所述整车控制器控制驱动电机和内燃机都输出驱动力，若整车车速大于预设的车速阈值，则控制内燃机单独输出驱动力，驱动电机停止工作；其中，所述内燃机驱动单元和所述电机驱动单元输出的驱动力不作用于同一驱动桥。2.如权利要求1所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于，所述内燃机为驱动中桥提供驱动力，所述驱动电机为驱动后桥提供驱动力。3.如权利要求1所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于，所述内燃机通过变速箱与驱动中桥和/或驱动后桥的传动轴连接，内燃机ECU与所述整车控制器通过总线通讯连接，所述整车控制器采集所述内燃机的实时运行数据，将其通过运算后获取整车车速和内燃机负荷率的数值信息。4.如权利要求3所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于，所述增程电机的三相电输出端通过增程电机控制器与所述动力电池电连接，所述驱动电机的三相电输入端通过驱动电机控制器与所述动力电池电连接，所述增程电机控制器和所述驱动电机控制器分别与所述整车控制器通过总线通讯连接，所述整车控制器根据整车车速和内燃机负荷率，通过所述增程电机控制器控制增程电机是否工作，通过所述驱动电机控制器控制所述驱动电机输出驱动力，或者制动回收能量。5.如权利要求4所述的多动力混合驱动工程运输车控制系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昭，赵荣，庞亚娜，任宏亮，田兴春，
申请(专利权)人：陕西同力重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61