可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可以实现能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，包括控制器、取力器、液压泵、液压控制阀组、安装在2个前轮轮毂中的2个液压马达，其特征在于，还包括2个蓄能器和2个电磁阀。其中，所述液压泵通过液压控制阀组与2个液压马达构成闭式回路，2个蓄能器分别通过电磁阀安装在2个液压马达的进油和出油两个回路上。本发明专利技术所述的系统不仅可以在坏路面上提高整车的驱动力，还可以在车辆制动时实现能量回收，并在车辆低速行驶时关闭发动机，提高整车的经济性。

【技术实现步骤摘要】
可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统及其控制方法
本专利技术属于汽车液压运用
，涉及一种可以实现能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统。
技术介绍
商用车、重型卡车和工程车辆经常会遇到矿山路面、乡间小路、建筑工地等非牢固地面和泥浆、冰雪等光滑路面。其附着系数一般较小，偶尔也有较大坡度。传统单轴驱动汽车在这些情况下驱动轮可能出现打滑现象，汽车的通过性较差。全驱车辆克服了传统单轴驱动车辆的不足，可以有效地利用附着重量，获得最大的驱动力，明显增强其在恶劣路面上的通过性能。但是，一般工程用车的作业环境比较复杂，虽然有时候会有湿滑路面或者陡坡，但是大部分还是平坦良好的硬质路面。在良好路面情况下全驱车辆在速度和燃油经济性上就显得不够优秀了。而且，全驱车容易产生寄生功率，不但增加传动系零件的载荷，使轮胎因过多滑动而加速磨损，同时也降低了传动效率和牵引效率。为此，对于那些既需要在恶劣的路面环境下，又需要在良好硬质路面上工作的重型商用车，公开号为CN102358163A中国专利申请提出了一套主要由液压泵和液压马达构成的轮毂马达液压驱动系统（以下简称液驱系统）对汽车进行辅助驱动。在增加很小成本的情况下，显著提高汽车在坏路面上的通过性能。当车辆遇到此种路况时，启动液驱系统，帮助汽车通过；越过此路况之后，关闭液驱系统，仍然用原传统车机械传动方式驱动，提高传动效率。另一方面，目前国际原油价格连创新高，燃油价格也随之节节攀升，社会对汽车的燃油经济性提出了更高的要求，能显著降低燃油消耗的各种技术措施受到人们的高度重视。液驱混合动力车辆不仅可以实现在短时间内的大功率制动能量回收和释放,达到节油目的,而且在成本价格、技术成熟、工作可靠及便于维护等方面的较大优势,近些年来，液驱混合动力车辆越来越受到人们的重视和研究。而中国专利申请CN102358163A提出的液驱系统与液驱混合动力系统在结构上有很大相似之处，但是缺点在于不能实现制动能量回收再利用。然而液驱混合动力结构复杂，且对于卡车、工程车辆等车辆而言，传动结构改动较大，成本较高。所以，在传统车辆的动力传动结构基础上，添加很少的液压元件，提高车辆的驱动力以保持辅助驱动优势之上，兼有能量回收的功能必将有更大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是在传统车辆的动力传动结构基础上，添加一套液压元件，可以提高车辆的驱动力以保持辅助驱动优势，同时可以实现制动能量回收再利用减少燃油消耗，另外在车辆低速行驶时可以调节发动机的工作点以改善燃烧效率，提高整车燃油经济性。本专利技术采用的技术方案如下：一种可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，包括发送机、取力器、液压泵、液压控制阀组、安装在两个前轮轮毂上的2个液压马达，2个蓄能器，以及与所述发动机、所述液压泵、所述液压控制阀组和所述2个液压马达连接的控制器，其中，所述的液压泵通过液压控制阀组与2个液压马达构成液压闭式传动回路；所述的2个蓄能器分别通过电磁阀串联安装在2个液压马达的进油与出油回路上。所述的取力器的一端与发动机的驱动附件的输出轴相连，采用花键套连接，另一端与固定安装在车架上的液压泵的转子轴相连，考虑实际布置空间尺寸，采用花键套或法兰盘或短万向节连接。所述的液压泵的高压油出口和所述的液压控制阀组的高压油进口连接，所述液压泵的低压油进口和所述液压控制阀组的低压油出口连接。所述的液压控制阀组包括第一电磁阀、第二电磁阀、2个溢流阀和单向阀。所述的第一电磁阀分别于所述液压马达的进（出）油口、所述液压马达的出（进）油口连接；所述第二电磁阀包括第二电磁阀A和第二电磁阀B，所述蓄能器包括第一蓄能器和第二蓄能器，其中，所述第二电磁阀A与第二电磁阀B分别串联连接在所述液压马达的进、出油路上；所述第二电磁阀A与所述第一蓄能器连接；所述第二电磁阀B与所述第二蓄能器连接；所述控制器与所述发动机、所述液压泵、所述第一电磁阀、第二电磁阀A和B、所述2个液压马达和所述第一电磁阀连接。所述第一电磁阀优选三位四通阀，所述第二电磁阀A和B均优选二位二通阀；所述三位四通阀的中位机能为“O”型，其P口、A口、B口分别与所述液压泵的高压油出口、所述液压马达的的进（出）油口、液压马达的出（出）油口连接；所述液压泵为轴向柱塞式高压变量泵，最大工作压力可达40Mpa；所述2个液压马达结构相同，均为泵-马达二次液压元件，且它们的输出转子轴分别与2个前轮的轮毂机械螺栓连接。本专利技术所述的一种可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统的工作模式切换控制方法，包括如下步骤：1）控制器实时采集加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、轮速信号、换挡操纵杆位置信号、第一蓄能器和第二蓄能器的压力信号，并通过滤波、调制处理，将加速踏板位置与制动踏板位置信号转化为量程为0-5V的电压信号；2）根据各轮轮速信号采用平均轮速法估算车辆的实际车速；根据加速踏板与制动踏板位置的电压信号估算驾驶员的操作意图；根据蓄能器的压力信号估算第一和第二蓄能器的SOC值；设定蓄能器的正常工作的高限值soc_h和低限值soc_l；设定目标滑移率s1和s2，并计算相应的目标轮速vw1和vw2；设定车速门限值v1、v2、v3且v1<v2<v3；3）判断车速是否大于0，如果不是则说明车辆驻车，进入步骤11）；否则进入步骤4）；4）根据换挡操纵杆位置信号判断变速器是否位于倒档，如果是则进入倒车控制算法，进入步骤5），否则进入行车控制算法，进入步骤7）。5）判断后轮的轮速是否大于vw1，如果是则进入步骤6）；否则继续判断后轮的轮速是否小于vw2，如果是则进入倒车发动机单独驱动模式；否则维持系统前一阶段的状态；6）判断第二蓄能器的SOC是否大于soc_h，如果是则进入倒车蓄能器与发动机联合驱动模式；否则继续判断第二蓄能器的SOC是否小于soc_l，如果是则进入倒车液压泵与发动机联合驱动模式；否则维持系统前一阶段的状态。7）判断加速踏板位置电压是否小于0.1V且制动踏板位置电压是否大于0.1V，如果是则进入步骤8）；否则进入步骤9）。8）判断第一蓄能器SOC是否小于soc_h，如果是则进入行车蓄能器制动能量回收模式，否则系统退出。9）判断车速是否小于v1，如果是则进入步骤10）；否则继续判断车速是否大于v2，如果是则进入步骤11)；否则继续判断车速是否大于v3，如果是则进入行车发动机单独驱动模式，否则维持系统前一阶段状态。10）判断第一蓄能器的SOC是否大于soc_h，如果是则进入行车蓄能器单独驱动模式；否则继续判断第一蓄能器的SOC或第二蓄能器的SOC是否小于soc_l，如果是则进入行车发动机驱动且蓄能器充压模式；否则维持系统前一阶段状态。11）判断后轮的轮速是否大于vw1，如果是则进入步骤12）；否则继续判断后轮的轮速是否小于vw2，如果是则进入行车发动机单独驱动模式；否则维持系统前一阶段的状态；12）判断第一蓄能器的SOC是否大于soc_h，如果是则进入行车蓄能器与发动机联合驱动模式；否则判断第一蓄能器的SOC是否小于soc_l，如果是则进入行车液压泵与发动机联合驱动模式，否则维持系统前一阶段状态。13）控制算法结束。还包括模式控制方法，具体包括如下，所述行车发动机单独驱动模式，控制器调节第一电磁阀的阀芯，关闭P-A和P-B通道，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，包括发送机、取力器、液压泵、液压控制阀组、安装在两个前轮轮毂上的2个液压马达，2个蓄能器，以及与所述发动机、所述液压泵、所述液压控制阀组和所述2个液压马达连接的控制器，其中，所述的液压泵通过液压控制阀组与2个液压马达构成闭式主油路；所述的2个蓄能器串联安装在2个液压马达的进油和出油两个回路上。

【技术特征摘要】
1.一种可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，包括发动机、取力器、液压泵、液压控制阀组、安装在两个前轮轮毂上的2个液压马达，2个蓄能器，以及与所述发动机、所述液压泵、所述液压控制阀组和所述2个液压马达连接的控制器，其中，所述的液压泵通过液压控制阀组与2个液压马达构成闭式主油路；所述的2个蓄能器串联安装在2个液压马达的进油和出油两个回路上；所述液压泵的高压油出口和所述液压控制阀组的高压油进口连接，所述液压泵的低压油进口和所述液压控制阀组的低压油出口连接；所述液压控制阀组包括第一电磁阀、第二电磁阀、2个溢流阀和单向阀；所述的第一电磁阀分别与所述液压马达的进油口、所述液压马达的出油口连接；所述第二电磁阀包括第二电磁阀A和第二电磁阀B，所述蓄能器包括第一蓄能器和第二蓄能器，其中，所述第二电磁阀A与第二电磁阀B分别串联连接在所述液压马达的进、出油路上；所述第二电磁阀A与所述第一蓄能器连接；所述第二电磁阀B与所述第二蓄能器连接。2.根据权利要求1所述的可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，所述取力器的一端与发动机的驱动附件的输出轴相连，采用花键套连接，另一端与安装在车架上的变量泵的转子轴相连，采用花键套或法兰盘或短万向节连接。3.根据权利要求1所述的可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，所述第一电磁阀为三位四通阀，中位机能为“O”型；所述第二电磁阀A和第二电磁阀B均为二位二通阀；所述三位四通阀的P口、A口、B口分别与所述液压泵的高压油出口、所述液压马达的进油口、液压马达的出油口连接。4.根据权利要求3所述的可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，所述液压泵为轴向柱塞式高压变量泵，最大工作压力为40Mpa。5.根据权利要求4所述的可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统，其特征在于，所述2个液压马达结构相同，均为泵-马达二次液压元件，且它们的输出转子轴分别与2个前轮的轮毂机械螺栓连接。6.一种可以能量回收的轮毂马达液压辅助驱动系统的工作模式切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)控制器实时采集加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、轮速信号、换挡操纵杆位置信号、第一蓄能器和第二蓄能器的压力信号，并通过滤波、调制处理，将加速踏板位置与制动踏板位置信号转化为量程为0-5V的电压信号；2)根据各轮轮速信号采用平均轮速法估算车辆的实际车速；根据加速踏板与制动踏板位置的电压信号估算驾驶员的操作意图；根据蓄能器的压力信号估算第一和第二蓄能器的SOC值；设定蓄能器的正常工作的高限值soc_h和低限值soc_l；设定目标滑移率s1和s2，并计算相应的目标轮速vw1和vw2；设定车速门限值v1、v2、v3且v1<v2<v3；3)判断车速是否大于0，如果不是则说明车辆驻车，进入步骤11)；否则进入步骤4)；4)根据换挡操纵杆位置信号判断变速器是否位于倒档，如果是则进入倒车控制算法，进入步骤5)，否则进入行车控制算法，进入步骤7)；5)判断后轮的轮速是否大于vw1，如果是则进入步骤6)；否则继续判断后轮的轮速是否小于vw2，如果是则进入倒车发动机单独驱动模式；否则维持系统前一阶段的状态；6)判断第二蓄能器的SOC是否大于soc_h，如果是则进入倒车蓄能器与发动机联合驱动模式；否则继续判断第二蓄能器的SOC是否小于soc_l，如果是则进入倒车液压泵与发动机联合驱动模式；否则维持系统前一阶段的状态；7)判断加速踏板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彬娜，李胜，翟德文，王敏，王秀鹏，曲新强，柳兴林，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：