[发明专利]液压辅助驱动和制动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车液压运用技术领域，涉及一种应用于传统汽车的液压辅助驱动和制动系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着21世纪汽车产业的快速发展，静液传动技术在传统车辆中的应用取得重大突破，在车辆节能环保方面应用相关的液压驱动技术，构成液压混合动力系统的油液动力耦合技术逐渐引起国内外研究机构以及汽车制造商的高度重视。

传统的商用货车、重型卡车、牵引车等工程车辆以及城市环卫汽车等特种车辆的运行工况复杂多变，重型卡车等工程车辆多在乡间坏路面或矿山路面、长坡路面下行驶，而这些路面崎岖度较大，附着系数一般较小，车辆经常会出现驱动轮打滑的现象，影响整车的动力性和通过性。城市环卫汽车等特种车辆在城市作业工况下经常低速行驶并且需要频繁启停，工程车辆也经常遇到下长坡、长时间行车制动的情况，这时需要连续或频繁的使用行车制动器，致使制动器磨损严重，使制动系统容易失去控制，不仅降低了行车制动器的使用寿命，还严重影响行车安全性。

传统的机械传动系统不仅不能很好的适应复杂多变的工况，同时存在燃油消耗较大的问题。液压混合动力系统虽然可以降低燃油消耗，部分改善传统车辆的动力性，但是其不能适应复杂多变的工况，同时对结构改变较大，控制算法复杂，开发成本高，并不适合在传统的商用货车、重型卡车、牵引车等工程车辆以及城市环卫汽车等特种车辆上应用。同时，液压混合动力系统虽然可以实现部分制动能量回收，但是当车辆长坡制动且蓄能器的容量已满时，此时普通的液压混合动力系统中制动回收系统则不起作用，车辆制动只能依靠传统的摩擦制动，而传统的摩擦制动不容易控制制动力的稳定，严重影响行车制动安全。所以如何简单便捷的通过液压辅助系统提高车辆的工况适应性与制动稳定性就具有很好的应用前景。中国专利申请公布号CN102358163A，发明名称为“轮毂马达液压驱动系统”，针对商用车在坏路面上通过性差的问题提出了一种液压混合驱动模式，但其未考虑车辆制动性能以及节能问题；发明名称为“比例阀控泵式中小功率车用缓速器”，公开号为CN101565038A的专利申请提出一种液阻式缓速器以改善车辆制动性能，该结构可以很好提高车辆的制动效能和制动稳定性，但是这种缓速器浪费了车辆的动能和制动能量。

因而，如何提供一种既能有效保障制动性能且节能，又适应复杂多变的工况的液压辅助系统的就成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对重型卡车等工程车辆及城市环卫汽车等特种车辆对复杂多变的运行工况，传统机械传动系统工况适应性和燃油经济性差的问题，提出一种在传统机械传动系统的结构基础上添加一套可以提高车辆工况适应性和燃油经济性的液压辅助驱动和制动系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种液压辅助驱动和制动系统，包括：取力器、液压泵、第一和第二电磁阀、比例溢流阀、蓄能器、安全阀组、液压马达、热交换器、油罐及控制单元，其中，

所述取力器的输入轴和输出轴分别与发动机驱动附件（冷却风扇等）的输出轴和与所述液压泵的转子轴连接，所述发动机通过所述取力器来驱动所述液压泵的转动；所述第一电磁阀分别与所述液压泵的出油口、所述油罐、所述安全阀组的进油口以及所述第二电磁阀连接；

所述液压马达的进油口和出油口分别与所述安全阀组的出油口和所述高压变量泵的进油口连接；

所述第二电磁阀分别与蓄能器、比例溢流阀的进油口连接；

所述比例溢流阀的出油口与所述热交换器的进油口连接；

所述热交换器的出油口连接所述油罐；

所述控制单元与所述高压变量泵、第一电磁阀、第二电磁阀、比例溢流阀、蓄能器连接。

所述取力器的输入轴与所述发动机驱动附件的输出轴之间采用花键副连接；所述取力器的输出轴与所述液压泵转子轴之间采用花键副连接，或采用法兰盘连接或短万向节连接。

所述第一电磁阀为三位四通阀，所述第二电磁阀为二位三通阀。

所述三位四通阀的中位机能为“U”型，P、T封闭，A与B接通；所述三位四通阀的P口、A口和B口通过高压管道分别与所述液压泵的出油口、所述安全阀组的进油口以及与所述二位三通阀的P口连接；

所述三位四通阀的T口通过低压管道与所述油罐连接。

所述第二电磁阀的A口、B口通过高压管道分别与蓄能器、比例溢流阀的进油口连接；

所述液压马达的进油口和出油口分别通过高压管道与所述安全阀组的出油口和所述液压泵的进油口连接；

所述比例溢流阀的出油口通过低压管道与所述热交换器的进油口连接；