[发明专利]具有能量回收、缓速功能的液压辅助驱动系统及其方法

摘要

本发明公开了一种可以实现能量回收且具有缓速功能的液压辅助驱动系统，包括控制器、发动机取力器、液压泵/马达，液压控制阀组、蓄能器、压力指示器、液压油箱等。其中，所述液压泵/马达通过转轴与发动机PTO口通过法兰连接，所述液压泵/马达与所述液压控制阀组、所述蓄能器、所述油箱构成液压回路，所述液压泵/马达通过液压控制阀组与所述蓄能器与所述液压油箱连接；本发明所述的系统不仅可以提高整车在上坡路面的驱动力，在车辆启动时提供动力，还可以在车辆制动时实现能量回收，起到缓速器的作用，通过合适的控制策略，可较好提高整车运行的经济性。

主权项

1.一种可以能量回收的液压辅助驱动系统的工作模式切换控制方法，所述可以能量回收的液压辅助驱动系统包括发动机、取力器、液压泵/马达、液压控制阀组、蓄能器、压力指示器和液压油箱，以及与所述发动机、所述液压泵/马达、所述液压控制阀组、所述压力指示器连接的控制器；所述的液压泵/马达通过液压控制阀组与蓄能器、液压油箱构成液压油路；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液压泵/马达的转子轴相连，采用花键套、法兰盘或短万向节连接；所述液压控制阀组包括电液比例阀、溢流阀和放液阀；所述的电液比例阀分别与所述液压泵/马达的进出油口和所述蓄能器进口连接；所述蓄能器分别与所述电液比例阀、所述溢流阀和所述放液阀连接；所述溢流阀、所述放液阀均与所述液压油箱连接；所述电液比例阀为两位两通阀；所述两位两通阀的P口、A口分别与所述液压泵/马达的进出油口与所述蓄能器连接；其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)控制器实时采集加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、变速箱挡位信号、蓄能器压力信号；2)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蓄能器的SOC值；根据车辆参数与行驶要求，设定蓄能器的正常工作的高限值soc_h和低限值soc_l；3)当制动踏板开度为0，挡位不处于空挡，整车不需要制动时，车辆处于驱动模式；4)车辆起步时，若蓄能器能量充足，即蓄能器内部压力大于起步压力设定值，则使用液压泵/马达单独驱动整车起步；整车启动后，蓄能器压力不小于主动充能压力时，系统工作在发动机单独驱动模式；若蓄能器SOC继续降低，蓄能器压力小于充能压力，且整车需求不大于发动机高效工作区所能提供的扭矩，系统工作在发动机驱动并蓄能器充能模式下，此时，发动机工作在高效区内，发动机一部分动力提供整车运行，一部分给蓄能器充能；当整车需求扭矩大于发动机高效工作区的扭矩时，且蓄能器压力大于最小工作压力，则发动机与液压泵/马达联合驱动，保证发动机依然工作在高效区；5)整车行驶过程中，当检测到制动踏板信号大于0时，则整车工作在制动模式下；6)制动模式时，判断车辆是否紧急制动，若控制器检测到制动踏板短时间内位移大于X，则认为整车为紧急制动，此时首先采用机械制动，以保证整车的安全性；其中，X为根据具体车型设定位移量；7)当制动强度较小时，即检测到制动踏板位移量短时间内小于X，且蓄能器压力小于最高工作压力，则根据需求的制动力与系统所能提供的制动力进行判断；8)判断整车制动力矩是否小于液压泵/马达所能提供的制动力，若是，则利用液压泵/马达单独制动，最大程度的回收再生制动能量；9)若需求制动力矩大于液压泵/马达所能提供制动力矩，则用液压泵/马达与机械制动联合制动，此时，液压泵/马达的开度达到最大，不足制动力矩由机械制动提供；10)控制算法结束；其中，当所述发动机单独驱动模式时，控制器调节电液比例阀的阀芯，关闭P‑A通道，调节液压泵/马达的排量为0；当所述蓄能器与发动机联合驱动模式时，控制器调节电液比例阀的阀芯，接通P‑A通道；同时调节液压泵/马达的排量，使其转矩与发动机转矩相配合；当所述蓄能器单独驱动模式时，控制器调节电液比例阀的阀芯，接通P‑A通道；同时调节液压泵/马达的排量；当所述蓄能器制动能量回收模式时，控制器调节电液比例阀的阀芯，接通P‑A通道；同时调节液压泵/马达排量，使蓄能器进入充能模式；当所述发动机单独驱动且蓄能器充能模式时，控制器调节电液比例阀的阀芯，接通P‑A通道；调节液压泵/马达的排量，使蓄能器吸收的能量满足发动机工作在高效区。