專利名稱：液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車制動能量再生系統(tǒng)，具體是提供一種液壓儲能式公共汽車制動能量 再生系統(tǒng)。
技術(shù)背景公共汽車在市區(qū)運(yùn)行時(shí)頻繁的起歩、加速和制動，在制動過程中，公共汽車的動能經(jīng)制 動器的寧擦力和輪胎與地面的摩擦力轉(zhuǎn)化為熱能浪費(fèi)掉。公共汽車頻繁的加速會增加燃油消 耗和廢氣排放，頻繁的制動會加快制動摩擦片、輪胎等部件的磨損，降低制動摩擦片片、輪 胎等部件的使用壽命。汽車制動能量再生系統(tǒng)根據(jù)不同的儲能方式可分為液壓儲能方式、飛 輪儲能方式和電儲能方式，其中電儲能方式制動能量再生系統(tǒng)特別適合混合動力汽車和電動 汽車，液壓儲能方式和飛輪儲能方式制動能量再生系統(tǒng)特別適合普通汽車。在已有的液壓儲 能式公共汽車制動能量回收裝置中，駕駛員需要頻繁操縱離合器進(jìn)行換檔操作，并且難以克 服發(fā)動機(jī)的制動作用，使制動能量的回收率和再生率降低，并且使公共汽車的操縱更為復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、操作簡單、能提高制動能量回收率和再生率 的液壓f諸能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其技術(shù)方案為系統(tǒng)包括二個(gè)液壓蓄能器、電液換向闊、單向閥、液壓泵/馬達(dá)、溢流閥、電磁離合器、 油濾器、油箱、變速器和變速器取力器，其屮電磁離合器與液壓泵/馬達(dá)組裝在一起，固定安 裝在公共汽車底盤上；其特征在于該系統(tǒng)還包括運(yùn)行狀態(tài)指示裝置，用來指示制動能量再生系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和蓄能器壓力； 離合器控制執(zhí)行模塊，用來控制離合器的結(jié)合與分離； 發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊，用來控制發(fā)動機(jī)的負(fù)荷與熄火；液壓部分，包括電液比例調(diào)速閥、兩個(gè)單向閥、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、減 壓閥，與電液換向閥配合，用來控制液壓泵/馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行制動能量的回收、存儲和再生； 電控單元，其輸入端連接制動踏板位置傳感器、加速踏板位置傳感器、強(qiáng)制泄壓開關(guān)、蓄能器壓力傳感器、檔位開關(guān)和車速傳感器并輸入檢測信號，其輸出端連接并輸出控制信號 至電液換向闊的兩個(gè)電磁線圈、電液比例調(diào)速閥、電磁離合器執(zhí)行器、離合器控制執(zhí)行模塊、 發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，液壓泵/馬達(dá)經(jīng)電磁離合器連接萬向傳動 裝置的r端，萬向傳動裝置的另一端與變速器取力器的一端連接，變速器取力器的另一端由 變速器驅(qū)動，變速器經(jīng)傳動軸連接公共汽車主減速器。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，電控單元采用單片機(jī)，其輸入端分別接 制動踏板位置傳感器、加速踏板位置傳感器、強(qiáng)制泄壓開關(guān)、蓄能器壓力傳感器、檔位開關(guān)、 車速傳感器器，其輸出端分別接運(yùn)行狀態(tài)指示裝置、電液換向閥的兩個(gè)電磁線圈、電液比例 調(diào)速閥、電磁離合器執(zhí)行器、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、離合器控制執(zhí)行模塊、發(fā) 動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，電液換向閥采用外控外泄式3位4通電 液換向閥，其A油口通過液壓管路接二個(gè)液壓蓄能器的進(jìn)油口，其A油口還接第一電磁換向 閥和第二電磁換向閥的進(jìn)油口、離合器控制執(zhí)行模塊的進(jìn)油口，其B油口接油箱，其P油口 接第一單向閥的出油口，其T油口接第二單向閥的出油n和電液比例調(diào)速閥的進(jìn)油口，其K1 油口接第三單向閥的出油口和第一電磁換向闊的出油口，其K2油口接油箱；液壓泵/馬達(dá)的 進(jìn)油口通過液壓管路連接電液比例調(diào)速閥的出油口，第二單向闊的進(jìn)油口接油濾器的出油口， 油濾器的進(jìn)油口接油箱，液壓泵/馬達(dá)的出油口同時(shí)連接第一單向閥的進(jìn)油口、第二單向閥的 進(jìn)油口和溢流閥的進(jìn)油口；第二電磁換向閥的出油口接減壓閥的進(jìn)油口，減壓閥的出油口接 油箱；電液比例調(diào)速閥用于液壓泵/馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制，電液換向閥的第一電磁線圈用于制動能 量的回收控制，其第二電磁線圈和第一電磁換向閥用于制動能量的再生控制，第二電磁換向 閥用于蓄能器的強(qiáng)制泄壓控制。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，在兩個(gè)液壓蓄能器的進(jìn)油管道上安裝一 個(gè)蓄能^壓力傳感器。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊，包括步進(jìn)電 機(jī)控制器、步進(jìn)電機(jī)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)和發(fā)動機(jī)熄火裝置，步進(jìn)電機(jī)控制器接受電控單元的控 制信號驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)的動力輸出端接渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)的 輸出端渦輪軸接發(fā)動機(jī)的負(fù)荷控制端，發(fā)動機(jī)熄火裝置用于發(fā)動機(jī)熄火控制。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)采用柴油機(jī)或天然氣發(fā)動機(jī)，柴油機(jī)的負(fù)荷控制端為調(diào)速器控制轉(zhuǎn)軸，天然氣發(fā)動機(jī)的負(fù)荷控制端為節(jié)氣門軸。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量冉生系統(tǒng)，離合器控制執(zhí)行模塊包括減壓閥、電磁 調(diào)速闊、電磁換向閥和離合器分離缸，其中減壓閥的進(jìn)油口通過液壓管路接蓄能器的進(jìn)油U， 減壓閥的出油口接電磁調(diào)速闊進(jìn)油口，電磁調(diào)速閥出油口接電磁換向閥的進(jìn)油口，電磁換向 闊的出油口接離合器分離缸的進(jìn)油口，電磁換向閥通電時(shí)離合器結(jié)合，反之離合器分離，電磁 調(diào)速閥控制離合器結(jié)合或分離的速度，離合器控制執(zhí)行模塊用于控制離合器的結(jié)合與分離。所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，運(yùn)行狀態(tài)指示裝置包括制動能量回收狀 態(tài)、制動能量再生狀態(tài)和制動能量保持狀態(tài)指示燈和蓄能器液壓指示表。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1) 電控單元根據(jù)檢測信號判斷汽車運(yùn)行狀態(tài)，并輸出控制信號至電液換向閥、電液比 例調(diào)速閥.、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥，實(shí)現(xiàn)集中控制制 動能量再生過程的能量回收、儲存和再生、發(fā)動機(jī)的負(fù)荷和離合器狀態(tài)。(2) 通過發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制和熄火控制，有利于提高制 動能量回收率和再生率，降低油耗和排放。(3) 通過電液比例調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)對液壓泵/馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制，避免液壓泵/馬達(dá)運(yùn)行過程對 公共汽車造成沖擊。(4) 本系統(tǒng)在進(jìn)行制動能量回收時(shí)，與原有的公共汽車制動系統(tǒng)不會發(fā)生干涉，原有的 制動系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，確保公共汽車的制動安全性。附圖說"月

圖1 .是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示實(shí)施例中離合器控制執(zhí)行模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1所示實(shí)施例中發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中1、制動踏板位置傳感器 2、加速踏板位置傳感器 3、強(qiáng)制泄壓開關(guān) 4、 運(yùn)行狀態(tài)指示裝置 5、左前輪 6、右前輪 7、電控單元 8、蓄電池 9、蓄能器壓 力傳感器 10、液壓蓄能器 11、電液換向閥 12、第一電磁線圈 13、第二電磁線圈 14、第一單向閥 15、液壓泵/馬達(dá) 16、電液比例調(diào)速閥 17、溢流閥 18、第二單向 閥 19、電磁離合器執(zhí)行器 20、電磁離合器 21、第三單向閥 22、油濾器 23、油 箱 24、左前輪 25、主減速器 26、右后輪 27、傳動軸 28、萬向傳動裝置29、 檔位開關(guān)30、車速傳感器31、變速器 32、變速器取力器33、離合器34、離合器控制執(zhí)行模塊 35、發(fā)動機(jī)36、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊37、第一電磁換向閥38、第二電磁換向閥 39、減壓閥。圖2中341、減壓閥 342、電磁調(diào)速閥 343、電磁換向閥 344、離合器分離缸。 圖3中361、歩進(jìn)電機(jī)控制器362、步進(jìn)電機(jī)363、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)3631、蝸桿3632、輛輪3633、渦輪軸364、發(fā)動機(jī)熄火裝置。具體實(shí)施.方式在圖l所示的實(shí)施例中電控單元7采用單片機(jī)，其輸入端連接制動踏板位置傳感器l、加速踏板位置傳感器2、強(qiáng)制泄壓開關(guān)3、蓄能器壓力傳感器9、檔位開關(guān)29和車速傳感器 30，接收輸入檢測信號，其輸出端連接電液換向閥11的第一電磁線圈12和第二電磁線圈13、 電液比例調(diào)速閥16、離合器控制執(zhí)行模塊34、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊36、第一電磁換向 陶37、第二電磁換向閥38，并輸出控制信號。液壓泵/馬達(dá)15經(jīng)電磁離合器20連接萬向傳動裝置28的一端，萬向傳動裝置28的另一 端與變速器取力器32的一端連接，變速器取力器32的另一端由變速器31驅(qū)動，變速器31 經(jīng)傳動軸27連接公共汽車主減速器25。運(yùn)行狀態(tài)指示裝置4包括制動能量回收狀態(tài)、制動能量再生狀態(tài)和制動能量保持狀態(tài)指 示燈和蓄能器液壓指示表。電液換向閥11采用外控外泄式3位4通電液換向閥，其A油口通過液壓管路接二個(gè)液 壓蓄能器10的進(jìn)油口，其A油口還接第一電磁換向閥37和第二電磁換向閥38的進(jìn)油口、 離合器控制執(zhí)行模塊34的進(jìn)油口 ，其B油口接油箱23，其P油口接第一單向閥14的出油口 ， 其T油口接第二單向閥18的出油口和電液比例調(diào)速閥16的進(jìn)油口，其K1油口接第三單向 閥21的出油口和第一電磁換向閥37的出油口，其K2油口接油箱23;液壓泵/馬達(dá)15的進(jìn) 油口通過液壓管路連接電液比例調(diào)速閥16的出油口，第二單向閥18的進(jìn)油口接油濾器22的 出油口；油濾器22的進(jìn)油口接油箱23，液壓泵/馬達(dá)15的出油口同時(shí)連接第一單向閥14的 進(jìn)油口、第三單向閥21的進(jìn)油口和溢流閥17的進(jìn)油口；第二電磁換向閥38的出油口接減壓 閥39的法油口，減壓閥39的出油口接油箱23，蓄能器壓力傳感器9安裝在兩個(gè)液壓蓄能器 10的進(jìn)油管道上；電液比例調(diào)速閥16用于液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速控制，第一電磁線圈12用 于制動能量的回收控制，第一電磁換向閥37和第二電磁線圈13用于制動能量的再生控制， 第二電磁換向閥38用于蓄能器10的強(qiáng)制泄壓控制。在圖2所示的實(shí)施例中發(fā)動機(jī)35采用柴油機(jī)，發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊36包括步進(jìn)電機(jī)控制器361、歩進(jìn)電機(jī)362、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)363和發(fā)動機(jī)熄火電磁閥364，步進(jìn)電機(jī)控制 器361接受電控單元7的控制信號驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)362運(yùn)轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)362的動力輸出端接渦 輪蝸桿機(jī)構(gòu)363的蝸桿3631，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)363的輸出端渦輪軸3633接柴油機(jī)調(diào)速器控制 轉(zhuǎn)軸；發(fā)動機(jī)熄火裝置364用于發(fā)動機(jī)35熄火控制，即在公共汽車的制動能量回收時(shí)或再生 時(shí)，因無需發(fā)動機(jī)35運(yùn)轉(zhuǎn)，控制發(fā)動機(jī)35熄火。在圖3所示的實(shí)施例中離合器控制執(zhí)行模塊34包括減壓閥341、電磁調(diào)速閥342、電 磁換向閥343和離合器分離缸344，其中減壓閥341的進(jìn)油口通過液壓管路接蓄能器10的進(jìn) 油口，減壓閥341的出油口接電磁調(diào)速閥342進(jìn)油口，電磁調(diào)速閥342出油口接電磁換向閥 343的寧油口 ，電磁換向闊343的出油口接離合器分離缸344的進(jìn)油口 ，電磁換向闊34.3通 電時(shí)離合器33分離，反之離合器33結(jié)合,電磁調(diào)速閥342控制離合器33結(jié)合或分離的速度， 在公共汽車的制動能量回收過程或再生過程中，離合器33分離以消除發(fā)動機(jī)對汽車的制動作 用。液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)具體工作原理和工作過程是-(一)制動能量回收一發(fā)動機(jī)熄火運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)公共汽車進(jìn)行減速制動時(shí)，制動踏板踏 下較小的行程，例如制動踏板踏下的行程小于30%，所要求的制動強(qiáng)度小，制動踏板位置傳 感器1將檢測信號輸入電控單元7，若車速傳感器30的檢測信號高于設(shè)定的最低回收車速閾 值Vi，例如設(shè)定v「3km/h，電控單元7向電磁離合器執(zhí)行器19、第一電磁線圈12、電液比 例調(diào)速閥16、離合器控制執(zhí)行模塊34、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊36輸出控制信號，使電磁 離合器20結(jié)合，第一電磁線圈12通電，液壓泵/馬達(dá)15運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器33分離，發(fā)動機(jī)35 熄火，實(shí)現(xiàn)液壓泵/馬達(dá)15轉(zhuǎn)速控制、發(fā)動機(jī)25的負(fù)荷控制，并解除了發(fā)動機(jī)35的制動作 用，公共汽車按照制動能量回收-發(fā)動機(jī)熄火運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行；當(dāng)汽車減速低于設(shè)定最低回收車 速閾值W時(shí)，電控單元7控制電磁離合器20分離、第一電磁線圈12斷電、離合器33結(jié)合、 發(fā)動機(jī)35起動，然后控制發(fā)動機(jī)35按加速踏板位置傳感器2的檢測信號正常運(yùn)轉(zhuǎn)，終止制 動能量回收一發(fā)動機(jī)熄火運(yùn)行狀態(tài)。其中，該狀態(tài)下液壓部分的實(shí)現(xiàn)制動能量回收工作過程為公共汽車的慣性動能使左后輪24和右后輪25轉(zhuǎn)動，左后輪24和右后輪25的驅(qū)動力經(jīng) 主減速器25、傳動軸27、變速器31、變速器分動器32、萬向傳動裝置28、電磁離合器20， 驅(qū)動液k泵/馬達(dá)15以液壓泵方式工作，液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速通過電液比例調(diào)速閥16調(diào)節(jié)， 泵出的高壓油一路經(jīng)過第一單向閥14進(jìn)入電液換向閥U的P油口，另一路經(jīng)第三單向閥21進(jìn)入電液換向閥11的控制油口 Kl作為電液換向閥11的先導(dǎo)電磁閥的控制油壓，電液換向 閥11的第一電磁線圈12通電，使電液換向閥11保持在左端位置，從而使高壓油經(jīng)電液換向 閥11的P油口經(jīng)A油口進(jìn)入蓄能器，回收制動能量。第一單向閥14保證液壓系統(tǒng)在能量回 收過程中，液壓泵/馬達(dá)15不會被蓄能器的高壓油反向驅(qū)動。(二) 制動能量回收一發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)公共汽車進(jìn)行緊急制動時(shí)，制動踏板踏 下較大的行程，例如制動踏板踏下的行程大于等于30%，所要求的制動強(qiáng)度大，制動踏板位 置傳感器1將檢測信號輸入電控單元7，若車速傳感器30的檢測信號高于設(shè)定最低回收車速 閾值Vi，電控單元7控制電磁離合器執(zhí)行器19、第一電磁線圈12、電液比例調(diào)速閥16、離 合器控制執(zhí)行模塊34、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊36，使電磁離合器20結(jié)合，第一電磁線圈 12通電，液壓泵/馬達(dá)15運(yùn)轉(zhuǎn)，離合器33結(jié)合，發(fā)動機(jī)35怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，變速器32處于相應(yīng)的 甜進(jìn)檔位，保持發(fā)動機(jī)35的制動作用，同時(shí)進(jìn)行制動能量回收，公共汽車按照制動能量回收 —發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行；當(dāng)汽車減速低于設(shè)定最低回收車速閾值^時(shí)，電控單元7控制 電磁離合器20分離，第一電磁線圈12斷電，離合器33結(jié)合，并控制發(fā)動機(jī)35按加速踏板 位置傳感器2的檢測信號正常運(yùn)轉(zhuǎn)，終止制動能量回收一發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)行狀態(tài)。其中，該狀態(tài)下液壓部分實(shí)現(xiàn)制動能量回收的工作過程為公共'汽車的慣性動能使左后輪24和右后輪25轉(zhuǎn)動，左后輪24和右后輪25的驅(qū)動力經(jīng) 主減速器25、傳動軸27、變速器31、變速器分動器32、萬向傳動裝置28、電磁離合器20， 驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)15以液壓泵方式工作，液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速通過電液比例調(diào)速閥16調(diào)節(jié)， 泵出的高壓油一路經(jīng)過第一單向閥14進(jìn)入電液換向閥11的P油口，另一路經(jīng)第三單向閥21 進(jìn)入電液換向閥11的控制油口 Kl作為電液換向閥11的先導(dǎo)電磁閥的控制油壓，由于電液 換向閥11的第一電磁線圈12通電，使電液換向閥11保持在左端位置，從而使高壓油經(jīng)電液 換向閥11的P油口經(jīng)A油口進(jìn)入蓄能器，儲存制動能量。第一單向閥14保證液壓系統(tǒng)在能 量回收過程中，液壓泵/馬達(dá)15不會被蓄能器的高壓油反向驅(qū)動。(三) 制動能量再生一起步運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)公共汽車起步時(shí)，駕駛員踏下加速踏板，加速 踏板踏下較小的行程，例如加速踏板踏下的行程小于30%，加速踏板位置傳感器2將檢測信 號輸入電控單元7，若車速傳感器30的檢測信號低于設(shè)定的最高車速閾值v2，例如設(shè)定 V2=30km/h，且蓄能器壓力傳感器9的檢測信號高于設(shè)定的最低再生壓力閾值^，例如設(shè)定 p尸12MPa，電控單元7向電磁離合器執(zhí)行器19、第二電磁線圈13、第一電磁換向閥37、電 液比例調(diào)速閥16、離合器控制執(zhí)行模塊34、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊36輸出控制信號，使電磁離合器20結(jié)合、第二電磁線圈13通電、第一電磁換向閥37通電、離合器33分離、發(fā) 動機(jī)35熄火，實(shí)現(xiàn)制動能量的再生控制、液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速控制、發(fā)動機(jī)35的熄火控 制，公共汽車按照制動能量再生一起歩運(yùn)行狀態(tài)行駛；當(dāng)蓄能器壓力低于設(shè)定終止壓力閾值 化時(shí)，例如設(shè)定pflOMPa，電控單元7控制電磁離合器20分離，第一電磁線圈12斷電，第 一電磁換向閥37斷電，離合器33結(jié)合，發(fā)動機(jī)35起動，然后控制發(fā)動機(jī)35按加速踏板位 置傳感器2的檢測信號正常運(yùn)轉(zhuǎn)，終止制動能量的再生一起步運(yùn)行狀態(tài)，公共汽車由發(fā)動機(jī) 驅(qū)動行駛。其中，該狀態(tài)下液壓部分的實(shí)現(xiàn)制動能量再生的工作過程為在，」動能量再生時(shí)，電控單元7控制電磁離合器執(zhí)行器19使電磁離合器20結(jié)合，電控 單兀7控制電液換向閥11的第二電磁線圈13通電，并控制第一電磁換向閥37通電，蓄能器 7的高壓油液一路經(jīng)第一電磁換向閥37的進(jìn)油口、出油口進(jìn)入電液換向閥11的控制油口 Kl 作為電液換向閥11的先導(dǎo)電磁閥的控制油壓，使電液換向閥11保持在右端位置。蓄能器7 的高壓油液另一路經(jīng)電液換向閥11的A油口、 T油口、電液比例調(diào)速閥16進(jìn)入液壓泵/馬達(dá) 15的進(jìn)油口、高壓油液驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)15以液壓馬達(dá)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵/馬達(dá)15的出油口 油液經(jīng)電液換向閥11的P油口、 B油口流回到油箱23，液壓泵/馬達(dá)15產(chǎn)生的力矩通過電磁 離合器20、萬向傳動裝置28、變速器取力器32、主減速器25驅(qū)動左后輪24和右后輪25使 公共汽車行駛。液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速通過電液比例調(diào)速閥16調(diào)節(jié)，以免造成公共汽車加速 沖擊，第二單向閥18用于保證來自電液換向閥11的T油口的高壓油液不會流向油濾器22 和油箱23。(四.)制動能量再生一加速運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)公共汽車在行駛過程中加速時(shí)，駕駛員踏下加 速踏板較大的行程，例如加速踏板的行程大于等于30%，加速踏板位置傳感器2將檢測信號 輸入電控單元7，若車速傳感器30的檢測信號低于設(shè)定的最高車速閾值v2，例如設(shè)定 v2=30km/h，且蓄能器壓力傳感器的檢測信號高于設(shè)定最低再生壓力閾值/7/，電控單元7控制 電磁離合器執(zhí)行器19、第二電磁線圈13、第一電磁換向閥37、電液比例調(diào)速閥16、離合器 控制執(zhí)行模塊34、發(fā)動機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)38，使電磁離合器20結(jié)合、第二電磁線圈13通電、第一-電磁換向閥37通電、離合器33結(jié)合，發(fā)動機(jī)35按照加速踏板位置傳感器2的檢測信號正常 運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)制動能量的再生控制、液壓泵/馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制和發(fā)動機(jī)動力輸出 控制，^共汽車按照制動能量再生一加速運(yùn)行狀態(tài)行駛，發(fā)動機(jī)輸出的動力和液壓泵/馬達(dá)輸出的動力.共同驅(qū)動公共汽車加速運(yùn)行。當(dāng)汽車加速至高于設(shè)定最高車速閾值V2或蓄能器壓力傳感器的檢測信號低于設(shè)定的終止壓力閾值A(chǔ)時(shí)，電控單元7控制電磁離合器20分離，第 二屯磁線圈13斷電，第一電磁換向閥37斷電，離合器33結(jié)合，終止制動能量的再生一加速 運(yùn)行狀態(tài)，電控單元7控制發(fā)動機(jī)35按照加速踏板位置傳感器2的檢測信號正常運(yùn)轉(zhuǎn)，公共 汽車由發(fā)動機(jī)35單獨(dú)驅(qū)動行駛。其中，該狀態(tài)下液壓部分的實(shí)現(xiàn)制動能量再生的工作過程為在制'動能量再生時(shí)，電控單元7控制電磁離合器執(zhí)行器19使電磁離合器20結(jié)合，電控 單元7控制電液換向闊11的第二電磁線圈13通電，并控制第一電磁換向閥37通電，蓄能器 7的高壓油液一路經(jīng)第一電磁換向閥37的進(jìn)油口、出油口進(jìn)入電液換向闊ll的控制油口K1 作為電液換向閥11的先導(dǎo)電磁閥的控制油壓，使電液換向閥11保持在右端位置。蓄能器7 的高壓油液另一路經(jīng)電液換向閥ll的A油口、 T油口、電液比例調(diào)速閥16進(jìn)入液壓泵/馬達(dá) 15的進(jìn)油口、高壓油液驅(qū)動液壓泵/馬達(dá)15以液壓馬達(dá)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵/馬達(dá)15的出油口 油液經(jīng)電液換向閥ll的P油口、 B油口流回到油箱23，液壓泵/馬達(dá)15產(chǎn)生的力矩通過電磁 離合器.20、萬向傳動裝置28、變速器取力器32、主減速器25驅(qū)動左后輪24和右后輪25使 公共汽車行駛。液壓泵/馬達(dá)15的轉(zhuǎn)速通過電液比例調(diào)速閥16調(diào)節(jié)，以免造成公共汽車加速 沖擊，第'二單向閥18用于保證來自電液換向閥11的T油口的高壓油液不會流向油濾器22 和油箱23。(五) 制動能量保持狀態(tài)汽車倒檔行駛或停車時(shí)，檔位開關(guān)29接通倒檔開關(guān)或空檔開 關(guān)或制動踏板與加速踏板車均未踏下，電控單元7判定為倒檔行駛或停車狀態(tài)，公共汽車按 照能量保持狀態(tài)運(yùn)行。汽車倒檔行駛時(shí)，電控單元7控制電磁離合器20分離，第一電磁線圈 12、第二電磁線圈13和第一電磁換向閥37均斷電，液壓泵/馬達(dá)15不工作，發(fā)動機(jī)35正常 運(yùn)轉(zhuǎn)，公共汽車由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)按照加速踏板相應(yīng)的負(fù)荷運(yùn)行，不進(jìn)行制動能量的回 收和再生，制動能量保持儲存狀態(tài)。汽車停車吋，電控單元7控制電磁離合器20分離，第一 電磁線圈12、第二電磁線圈13和第一電磁換向閥37均斷電，離合器33結(jié)合，發(fā)動機(jī)35熄 火，制動能量處于保持狀態(tài)。其中，該狀態(tài)下液壓部分的實(shí)現(xiàn)制動能量保持的工作過程為電控單元7控制電磁離合器執(zhí)行器19使電磁離合器20分離，液壓泵/馬達(dá)15停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 電控單元7控制電液換向閥11的第一電磁線圈12、第二電磁線圈13均斷電、第一電磁換向 閥37均斷電，電液換向閥ll保持在中間位置，使蓄能器高壓油液壓力保持不變。(六) 故障保護(hù)狀態(tài)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電控單元7控制電磁離合器20分離，第一電磁線圈12、第二電磁線圈13和第一電磁換向閥37均斷電，離合器33結(jié)合，發(fā)動機(jī)35正常 運(yùn)轉(zhuǎn)，不進(jìn)行制動能量的回收和再生，制動能量保持儲存狀態(tài)；在進(jìn)行液壓系統(tǒng)檢測維修時(shí)， 汽車停車，接通強(qiáng)制泄壓開關(guān)3，電控單元7控制第二電磁換向閥38通電，蓄能器10的高 壓油液經(jīng)第二電磁換向閥38、減壓閥39流回油箱23。
權(quán)利要求
1、一種液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，包括二個(gè)液壓蓄能器(10)、電液換向閥(11)、第一單向閥(14)、液壓泵/馬達(dá)(15)、溢流閥(17)、電磁離合器(20)、油濾器(22)、油箱(23)、變速器(31)和變速器取力器(32)，其中電磁離合器(20)與液壓泵/馬達(dá)(15)組裝在一起，固定安裝在公共汽車底盤上；其特征在于該系統(tǒng)還包括運(yùn)行狀態(tài)指示裝置(4)，用來指示制動能量再生系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和蓄能器壓力；離合器控制執(zhí)行模塊(34)，用來控制離合器(33)的結(jié)合與分離；發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊(36)，用來控制發(fā)動機(jī)(35)的負(fù)荷與熄火；液壓部分，包括電液比例調(diào)速閥(16)、第二單向閥(18)、第三單向閥(21)、第一電磁換向閥(37)、第二電磁換向閥(38)、減壓閥(39)，與電液換向閥(11)配合，用來控制液壓泵/馬達(dá)(15)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行制動能量的回收、存儲和再生；電控單元(7)，其輸入端連接制動踏板位置傳感器(1)、加速踏板位置傳感器(2)、強(qiáng)制泄壓開關(guān)(3)、蓄能器壓力傳感器(9)、檔位開關(guān)(29)和車速傳感器(30)并輸入檢測信號，其輸出端連接并輸出控制信號至電液換向閥(11)的第一電磁線圈(12)和第二電磁線圈(13)、電液比例調(diào)速閥(16)、電磁離合器執(zhí)行器(19)、離合器控制執(zhí)行模塊(34)、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊(36)、第一電磁換向閥(37)、第二電磁換向閥(38)。
2、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:液壓泵/馬 達(dá)(15)經(jīng)電磁離合器(20)連接萬向傳動裝置(28)的一端，萬向傳動裝置(28)的另一 端與變速器取力器(32)的一端連接，變速器取力器(32)的另一端由變速器(31)驅(qū)動， 變速器('31)經(jīng)傳動軸(27)連接公共汽車主減速器(25)。
3、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于電控單元 (7)采用單片機(jī)，其輸入端分別接制動踏板位置傳感器(1)、加速踏板位置傳感器(2)、強(qiáng)制泄壓開關(guān)(3)、蓄能器壓力傳感器(9)、檔位開關(guān)(29)、車速傳感器器(30)，其輸出端 分別接運(yùn)行狀態(tài)指示裝置(4)、電液換向閥(11)的第一電磁線圈(12)和第二電磁纟,圈(13)、 電液比例調(diào)速閥(16)、電磁離合器執(zhí)行器(19)、第一電磁換向閥(37)、第二電磁換向閥G8)、 離合器控制執(zhí)行模塊(34)、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制執(zhí)行模塊(36)。
4、 .如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:電液換向閥(11 )采用外控外泄式3位4通電液換向閥，其A油口通過液壓管路接二個(gè)液壓蓄能器(10) 的進(jìn)油口，其A油口還接第一電磁換向閥(37)和第二電磁換向閥(38)的進(jìn)油口、離合器 控制執(zhí)行模塊(34)的進(jìn)油口，其B油口接油箱(23)，其P油口接第一單向閥(14)的出 油口，其T油口接第二單向閥(18)的出油口和電液比例調(diào)速閥(16)的進(jìn)油口，其K1油 口接第三單向閥(21)的出油口和第一電磁換向閥(37)的出油口，其K2油口接油箱(23); 液壓泵/馬達(dá)(15)的進(jìn)油口通過液壓管路連接電液比例調(diào)速閥(16)的出油口，第二單向閥 (18)的進(jìn)油口接油濾器(22)的出油口，油濾器(22)的進(jìn)油口接油箱(23)，液壓泵/馬 達(dá)(15)'的出油口同時(shí)連接第一單向閥(14)的進(jìn)油口、第三單向閥(21)的進(jìn)油口和溢流 閥(17)的進(jìn)油口；第二電磁換向閥(38)的出油口接減壓閥(39)的進(jìn)油口，減壓閥(39) 的出油口接油箱(23)。
5、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:在兩個(gè)液 壓蓄能器(10)的進(jìn)油管道上安裝一個(gè)蓄能器壓力傳感器(9)。
6、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)動機(jī)負(fù) 荷控制執(zhí)行模塊(36)，包括步進(jìn)電機(jī)控制器(361)、步進(jìn)電機(jī)(362)、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)(363) 和發(fā)動機(jī)熄火裝置(364),步進(jìn)電機(jī)控制器(361)接受電控單元(7)的控制信號驅(qū)動步進(jìn) 電機(jī)(362)運(yùn)轉(zhuǎn)，歩進(jìn)電機(jī)(362)的動力輸出端接渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)(363)的蝸桿(3631)， 渦輪蝸桿'機(jī)構(gòu)(363)的輸出端渦輪軸(3633)接發(fā)動機(jī)(35)的負(fù)荷控制端。
7、 如權(quán)利要求6所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)動機(jī)(35) 采用柴油機(jī)或天然氣發(fā)動機(jī)，柴油機(jī)的負(fù)荷控制端為調(diào)速器控制轉(zhuǎn)軸，天然氣發(fā)動機(jī)的負(fù)荷 控制端為節(jié)氣門軸。
8、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于:離合器控 制執(zhí)行模塊(34)包括減壓閥(341)、電磁調(diào)速閥(342)、電磁換向閥(343)和離合器分離 缸(344)，其中減壓閥(341)的進(jìn)油口通過液壓管路接蓄能器(10)的進(jìn)油口，減壓閥(341) 的出油口接電磁調(diào)速閥(342)進(jìn)油口，電磁調(diào)速閥(342)出油口接電磁換向閥(343)的進(jìn) 油口，電磁換向閥(343)的出油口接離合器分離缸(344)的進(jìn)油口，電磁換向閥(343)通 電時(shí)離合器(33)分離，反之離合器(33)結(jié)合。
9、 如權(quán)利要求1所述的液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，其特征在于運(yùn)行狀態(tài) 指示裝置(4)包括制動能量回收狀態(tài)、制動能量再生狀態(tài)和制動能量保持狀態(tài)指示燈和蓄能 器液壓指示表。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液壓儲能式公共汽車制動能量再生系統(tǒng)，由電控單元通過踏板位置傳感器、加速踏板位置傳感器、強(qiáng)制泄壓開關(guān)、蓄能器壓力傳感器、車速傳感器和檔位開關(guān)檢測公共汽車運(yùn)行狀況，并輸出控制信號至電液換向閥、電液比例調(diào)速閥、電磁換向閥、電磁離合器、離合器控制執(zhí)行模塊、發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制模塊，綜合控制液壓泵/馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)、制動能量的回收、儲存和再生、離合器的分離與結(jié)合、發(fā)動機(jī)的負(fù)荷與熄火，以提高公共汽車制動能量的回收率和再生率，降低油耗和排放。
文檔編號B60L7/10GK101332775SQ20081013910
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者任傳波, 曲金玉, 楊仲玉, 王吉華 申請人:山東理工大學(xué)