[發(fā)明專利]混聯(lián)式plug?in混合動力洗掃車的動力驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法

在審

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• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106696693A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張邦基;陳志強(qiáng);周石磊;王明;張農(nóng);徐鑫;盛繼新
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: B60K25/06
• 分類號: B60K25/06;B60K17/04
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44260
• 代理人: 王翀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)衛(wèi)機(jī)械領(lǐng)域，特指一種混聯(lián)式plug-in混合動力洗掃車的動力驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市化水平不斷提高，城市道路里程迅速增加。與此同時(shí)，道路清掃的工作量和對清掃效果的要求也大幅提升，傳統(tǒng)的人力清掃已無法滿足需求。在此背景下，洗掃車作為一種集清掃、清洗、除污和清運(yùn)于一體的高效道路清掃設(shè)備，以其作業(yè)功能豐富、作業(yè)效率高、作業(yè)效果好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在市政和環(huán)衛(wèi)部門取得了大量應(yīng)用。

傳統(tǒng)洗掃車通常是在二類汽車底盤上加裝洗掃組件以滿足作業(yè)要求，包括副車架、副發(fā)動機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、洗水箱、垃圾箱、左右掃盤、吸嘴等部件。原車發(fā)動機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動車輛行駛，副發(fā)動機(jī)負(fù)責(zé)在洗掃作業(yè)時(shí)為水泵、風(fēng)機(jī)、掃盤、吸嘴等部件提供動力，主、副發(fā)動機(jī)各自獨(dú)立工作。但在洗掃作業(yè)時(shí)，車輛的速度行駛多在20km/h以下，行駛速度較低，所需功率遠(yuǎn)小于發(fā)動機(jī)最大功率，因而主發(fā)動機(jī)負(fù)荷率極低、油耗高、排放較差，同時(shí)副發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生較大的噪聲，在清潔城市的同時(shí)給環(huán)境帶來二次污染，一定程度上違背了設(shè)計(jì)的初衷。隨著國家對環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng)，現(xiàn)有洗掃車已很難滿足要求，因此亟待開發(fā)一款混合動力洗掃車來取代傳統(tǒng)洗掃車。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：為適應(yīng)城市發(fā)展的需要以及避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種傳動效率高、作業(yè)噪聲小、節(jié)能環(huán)保的混聯(lián)式plug-in混合動力洗掃車動力驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)場和清掃作業(yè)時(shí)均能高效工作，并實(shí)現(xiàn)清掃作業(yè)時(shí)上裝與下裝的動力解耦。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種混聯(lián)式plug-in混合動力洗掃車的動力驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法，包括有：洗掃動力驅(qū)動系統(tǒng)和行駛動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述洗掃動力驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動洗掃組件工作，其包括有：發(fā)動機(jī)、全功率取力器、分動箱、洗掃組件離合器以及洗掃組件；所述行駛動力驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動車輛高速轉(zhuǎn)場和低速洗掃，其包括有：發(fā)動機(jī)、全功率取力器、發(fā)電機(jī)、動力電池組、驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、變速箱、轉(zhuǎn)矩耦合器以及驅(qū)動橋。

在上述洗掃動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述發(fā)動機(jī)為洗掃組件或發(fā)電機(jī)提供動力；所述全功率取力器位于發(fā)動機(jī)曲軸及主離合器C0之間，用以傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩；所述分動箱與所述全功率取力器通過上裝傳動軸連接，分動箱有四根輸出軸，分別通過離合器與高壓水泵、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)及液壓泵傳動連接，便于洗掃組件及發(fā)電機(jī)的獨(dú)立控制，以實(shí)現(xiàn)不同的洗掃組合；所述洗掃組件包括：高壓水泵、風(fēng)機(jī)、液壓泵、低壓水泵以及掃盤、吸嘴；所述低壓水泵通過變速器上的取力口取力，用于轉(zhuǎn)場模式時(shí)洗掃車灑水除塵。

在上述行駛動力驅(qū)動系統(tǒng)中，所述變速箱位于主離合器C0之后，變速箱與轉(zhuǎn)矩耦合器通過底盤傳動軸相連；所述轉(zhuǎn)矩耦合器在變速箱與驅(qū)動橋之間，并通過底盤傳動軸與驅(qū)動橋相連，用以傳遞發(fā)動機(jī)或驅(qū)動電機(jī)的動力；所述發(fā)電機(jī)在分動箱之后，通過一根傳動軸與分動箱連接，且傳動軸上設(shè)有離合器；所述動力電池可以為磷酸鐵鋰電池或三元鋰電池，且可通過交流電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)充電。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了混聯(lián)式plug-in混合動力洗掃車動力驅(qū)動系統(tǒng)用轉(zhuǎn)矩耦合器，所述轉(zhuǎn)矩耦合器是實(shí)現(xiàn)洗掃車轉(zhuǎn)場模式和清掃作業(yè)模式切換的關(guān)鍵部件，其包括有：一根輸入軸、一根貫通軸、接合齒圈和減速齒輪副，其中輸入軸連接電機(jī)和主動齒輪，貫通軸連接變速箱和驅(qū)動橋，從動齒輪空套在貫通軸上，并通過接合齒圈將動力傳遞到貫通軸，從而將發(fā)動機(jī)或驅(qū)動電機(jī)的動力傳遞到車輪牽引車輛行駛。具體控制方法為：

1)清掃作業(yè)模式：清掃作業(yè)時(shí)車速較低，由驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動洗掃車整車低速行駛。此時(shí)接合齒圈右移，并配合變速箱空擋，電機(jī)的動力經(jīng)由減速齒輪副傳遞到貫通軸，以驅(qū)動車輛低速行駛。

2)轉(zhuǎn)場模式：當(dāng)洗掃車車速較低時(shí)(小于20km/h)，控制方法與清掃作業(yè)模式相同；車速較高時(shí)，接合齒圈左移，變速箱在擋，由發(fā)動機(jī)驅(qū)動整車高速行駛。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了混聯(lián)式plug-in混合動力洗掃車的動力驅(qū)動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)場和清掃作業(yè)模式下的控制方法，具體為：