[发明专利]混联式plug‑in混合动力洗扫车的动力驱动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及环卫机械领域，特指一种混联式plug-in混合动力洗扫车的动力驱动系统及其控制方法。

背景技术

随着我国经济高速发展，城市化水平不断提高，城市道路里程迅速增加。与此同时，道路清扫的工作量和对清扫效果的要求也大幅提升，传统的人力清扫已无法满足需求。在此背景下，洗扫车作为一种集清扫、清洗、除污和清运于一体的高效道路清扫设备，以其作业功能丰富、作业效率高、作业效果好等独特优点在市政和环卫部门取得了大量应用。

传统洗扫车通常是在二类汽车底盘上加装洗扫组件以满足作业要求，包括副车架、副发动机、风机、水泵、洗水箱、垃圾箱、左右扫盘、吸嘴等部件。原车发动机负责驱动车辆行驶，副发动机负责在洗扫作业时为水泵、风机、扫盘、吸嘴等部件提供动力，主、副发动机各自独立工作。但在洗扫作业时，车辆的速度行驶多在20km/h以下，行驶速度较低，所需功率远小于发动机最大功率，因而主发动机负荷率极低、油耗高、排放较差，同时副发动机高速运转，会产生较大的噪声，在清洁城市的同时给环境带来二次污染，一定程度上违背了设计的初衷。随着国家对环保要求越来越高，人们的环保意识越来越强，现有洗扫车已很难满足要求，因此亟待开发一款混合动力洗扫车来取代传统洗扫车。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：为适应城市发展的需要以及避免现有技术存在的不足，提供一种传动效率高、作业噪声小、节能环保的混联式plug-in混合动力洗扫车动力驱动系统及其控制方法，以实现发动机在转场和清扫作业时均能高效工作，并实现清扫作业时上装与下装的动力解耦。

本发明采用的技术方案是：一种混联式plug-in混合动力洗扫车的动力驱动系统及其控制方法，包括有：洗扫动力驱动系统和行驶动力驱动系统，所述洗扫动力驱动系统用以驱动洗扫组件工作，其包括有：发动机、全功率取力器、分动箱、洗扫组件离合器以及洗扫组件；所述行驶动力驱动系统用以驱动车辆高速转场和低速洗扫，其包括有：发动机、全功率取力器、发电机、动力电池组、驱动电机、电机控制器、变速箱、转矩耦合器以及驱动桥。

在上述洗扫动力驱动系统中，所述发动机为洗扫组件或发电机提供动力；所述全功率取力器位于发动机曲轴及主离合器C0之间，用以传递发动机的转矩；所述分动箱与所述全功率取力器通过上装传动轴连接，分动箱有四根输出轴，分别通过离合器与高压水泵、发电机、风机及液压泵传动连接，便于洗扫组件及发电机的独立控制，以实现不同的洗扫组合；所述洗扫组件包括：高压水泵、风机、液压泵、低压水泵以及扫盘、吸嘴；所述低压水泵通过变速器上的取力口取力，用于转场模式时洗扫车洒水除尘。

在上述行驶动力驱动系统中，所述变速箱位于主离合器C0之后，变速箱与转矩耦合器通过底盘传动轴相连；所述转矩耦合器在变速箱与驱动桥之间，并通过底盘传动轴与驱动桥相连，用以传递发动机或驱动电机的动力；所述发电机在分动箱之后，通过一根传动轴与分动箱连接，且传动轴上设有离合器；所述动力电池可以为磷酸铁锂电池或三元锂电池，且可通过交流电网和发电机充电。

本发明进一步提供了混联式plug-in混合动力洗扫车动力驱动系统用转矩耦合器，所述转矩耦合器是实现洗扫车转场模式和清扫作业模式切换的关键部件，其包括有：一根输入轴、一根贯通轴、接合齿圈和减速齿轮副，其中输入轴连接电机和主动齿轮，贯通轴连接变速箱和驱动桥，从动齿轮空套在贯通轴上，并通过接合齿圈将动力传递到贯通轴，从而将发动机或驱动电机的动力传递到车轮牵引车辆行驶。具体控制方法为：

1)清扫作业模式：清扫作业时车速较低，由驱动电机驱动洗扫车整车低速行驶。此时接合齿圈右移，并配合变速箱空挡，电机的动力经由减速齿轮副传递到贯通轴，以驱动车辆低速行驶。

2)转场模式：当洗扫车车速较低时(小于20km/h)，控制方法与清扫作业模式相同；车速较高时，接合齿圈左移，变速箱在挡，由发动机驱动整车高速行驶。

本发明进一步提供了混联式plug-in混合动力洗扫车的动力驱动系统在转场和清扫作业模式下的控制方法，具体为：