具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓混合動力傳動系統，具體涉及一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，屬動力傳動領域。
【背景技術】
[0002]靜液傳動技術具有功率密度大、無級調速等優點，隨著環境與能源問題日趨嚴重，基于靜液傳動技術的液壓混合動力驅動技術得到了快速發展。最初的液壓混合動力系統主要是栗控馬達的形式，伴隨著液壓恒壓網絡和液壓變壓器的興起和發展，出現了基于液壓恒壓網絡和液壓變壓器的液壓混合動力系統。這種動力系統的優勢在于:液壓恒壓網絡既可以通過液壓變壓器輸出能量，也可以通過液壓變壓器從負載端回收能量；液壓變壓器既可以實現升壓，也可以實現降壓，而且理論上還沒有節流損失。
[0003]為了能夠滿足車輛的正常工作，基于液壓恒壓網絡和液壓變壓器的液壓混合動力系統必須具備工作四象限的特性，即能夠實現車輛的前進驅動、前進制動、后退驅動和后退制動。而目前動力系統實現四象限的特性需要借助于電磁閥的控制，增加了系統的控制難度和結構復雜程度。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，通過引入壓力交叉反饋來控制液控單向閥，使得僅通過改變液壓變壓器控制角，就能夠實現驅動/制動工況的自適應切換，有利于減少系統控制的難度和結構的復雜度。
[0005]所述的具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統包括:發動機、高壓蓄能器、低壓蓄能器、恒壓變量栗、液壓變壓器和液壓馬達；外圍設備為車輛的主減速器，此外還包括:液控單向閥a和液控單向閥b。令所述液壓變壓器的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T ;所述液壓馬達為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B。
[0006]其連接關系為:所述發動機與恒壓變量栗同軸連接，所述恒壓變量栗的輸出端口通過設置有單向閥的油路與高壓蓄能器相連，其中所述單向閥的進油口與恒壓變量栗相連；所述恒壓變量栗的輸入端口與低壓蓄能器相連；所述液壓變壓器的端口 A與高壓蓄能器相連，端口 B與液壓馬達的油口 A相連，端口 T與液壓馬達的油口 B相連；所述液壓馬達的輸出軸與所述主減速器相連。
[0007]所述液控單向閥a的進油口和液控單向閥b的進油口分別與低壓蓄能器相連；所述液控單向閥a的出油口及液控單向閥b的液控端分別與液壓變壓器的端口 B相連；所述液控單向閥b出油口及液控單向閥a的液控端分別與液壓變壓器的端口 T相連。
[0008]有益效果:
[0009]通過引入壓力交叉反饋來控制液控單向閥，即利用負載油路的壓力反饋來控制液控單向閥的狀態(單向連通或雙向連通)。通過改變液壓變壓器控制角，兩個液控單向閥的工作狀態便能夠實現自適應改變，從而完成驅動工況到制動工況的轉換，無需額外施加系統工況切換的控制，簡化了系統的控制復雜度和難度。
【附圖說明】
[0010]圖1為該傳動系統的動力傳動方案示意圖；
[0011]圖2為該動力系統工作四象限模式示意圖。
[0012]其中:2-發動機，3-高壓蓄能器，4-單向閥，5-恒壓變量栗，7-液壓變壓器，8_液控單向閥a，9-液壓馬達，10-主減速器，12-液控單向閥b，13-低壓蓄能器。
【具體實施方式】
[0013]下面結合圖1對本發明進行詳細的說明。
[0014]本實施例提供一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，能夠隨著液壓變壓器控制角的改變，實現車輛驅動/制動的自適應切換，無需額外的施加控制，提高了工作效率，簡化車輛控制的復雜程度。
[0015]該液壓混合動力傳動系統包括發動機2、高壓蓄能器3、低壓蓄能器13、恒壓變量栗5、液壓變壓器7和液壓馬達9 ;外圍設備為車輛的主減速器10。令所述液壓變壓器7的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T。液壓馬達9為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B。
[0016]其連接關系如圖1所示:所述發動機2與恒壓變量栗5同軸連接，用于驅動恒壓變量栗5。恒壓變量栗5的輸出端口通過設置有單向閥4的油路與高壓蓄能器3相連，單向閥4用于防止高壓蓄能器3內的油液倒流至恒壓變量栗5。恒壓變量栗5的輸入端口通過油路與低壓蓄能器13相連。上述與低壓蓄能器13連接的油路為液壓恒壓網絡的低壓油路，與高壓蓄能器3連接的油路為液壓恒壓網絡的高壓油路。液壓變壓器7的端口 A與液壓恒壓網絡的高壓油路相連，液壓變壓器7的端口 B與液壓馬達9的油口 A相連，液壓變壓器7的端口 T與液壓馬達9的油口 B相連，液壓馬達9的輸出軸連接主減速器10。液控單向閥a8的輸入端口與液壓恒壓網絡的低壓油路相連，輸出端口與液壓馬達9的油口 A相連；液控單向閥bl2的輸入端口與液壓恒壓網絡的低壓油路相連，輸出端口與液壓馬達9的油口B相連；液控單向閥a8的液控端連接液控單向閥bl2的輸出端口，液控單向閥bl2的液控端連接液控單向閥a8的輸出端口。
[0017]在所述高壓蓄能器與低壓蓄能器之間、液壓馬達的油口 A與低壓蓄能器之間、液壓馬達的油口 B與低壓蓄能器之間分別設置連接有溢流閥的油路。所述溢流閥起到穩壓、系統卸荷和安全保護的作用。
[0018]下面結合圖2具體介紹該液壓混合動力傳動裝置的工作原理:
[0019]在圖2中，H表示液壓恒壓網絡的高壓油路，L表示液壓恒壓網絡的低壓油路，A表示液壓變壓器的端口 A，B表示液壓變壓器的端口 B，T表示液壓變壓器的端口 T，TDC表示液壓變壓器的上止點，Θ表示液壓變壓器7的控制角，橫坐標表示轉矩，縱坐標表示轉速，正負方向分別表不轉矩和轉速方向。
[0020](I)車輛前進行駛一車輛前進制動之間的自適應切換
[0021]車輛前進行駛時，液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器順時針旋轉，此時液壓變壓器的端口 A為其入口，端口 B為出口，端口 T為補給口。高壓蓄能器3通過液壓變壓器端口A輸入高壓油，液壓變壓器端口 B向液壓馬達輸出高壓油，驅動液壓馬達旋轉，進而驅動車輛前進。此時，由于液壓變壓器端口 B壓力為高壓，使得液控單向閥b的進出油口接通，液壓變壓器端口 T壓力為低壓，液控單向閥a只單向接通(此時由于液控單向閥a出口壓力大于其入口壓力，液控單向閥a內沒有油液流通)，液壓變壓器端口 T及液壓馬達的輸出端通過液控單向閥b與液壓恒壓網絡低壓油路連通，如圖2中的第一象限。
[0022]當車輛需要前進制動時，改變液壓變壓器控制角，使液壓變壓器控制角為負，液壓變壓器依靠慣性瞬時針旋轉。此時液壓變壓器的端口 A為其出口，端口 B為補給口，端口 T為入口。由于此時液壓變壓器控制角為負，使得液壓變壓器端口 B壓力降低，液控單向閥b只單向接通；液壓變壓器端口 T壓力升高，使得液控單向閥a的進出油口接通，液壓馬達輸出轉矩方向改變，但由于此時液壓馬達輸出轉速沒有改變方向，液壓馬達輸的轉矩對轉速具有減速作用，即液壓馬達對車輛產生制動力矩，車輛進入前進制動狀態。液壓變壓器端口B通過液控單向閥a與液壓恒壓網絡低壓油路連通，如圖2中的第二象限。
[0023](2)車輛反向前進一車輛反向制動之間的自適應切換
[0024]車輛反向前進時，液壓變壓器控制角為負，液壓變壓器逆時針旋轉，此時液壓變壓器的端口 A為其入口，端口 B為補給口，端口 T為出口。高壓蓄能器3通過液壓變壓器端口 A輸入高壓油，液壓變壓器端口 T向液壓馬達輸出高壓油，驅動液壓馬達反方向旋轉，車輛反向前進。此時，由于液壓變壓器端口 T的壓力為高壓，促使液控單向閥a的進出油口接通，液壓變壓器端口 B壓力為低壓，液控單向閥只單向接通，液壓變壓器端口 B通過液控單向閥a與液壓恒壓網絡低壓油路連通，如圖2中的第三象限。
[0025]當車輛需要反向制動時，改變液壓變壓器控制角，使液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器逆時針旋轉，此時液壓變壓器的端口 A為其出口，端口 B為入口，端口 T為補給口。由于此時液壓變壓器控制角為正，液壓變壓器端口 T壓力降低，液控單向閥a只單向接通，液壓變壓器端口 B壓力升高，促使液控單向閥b的進出油口接通，液壓馬達對車輛產生反向制動力矩，車輛進入反向制動狀態。此時，液壓變壓器端口 T通過液控單向閥b與液壓恒壓網絡低壓油路連通，如圖2中的第四象限。
[0026]以上所述僅是本發明的優先實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，包括:發動機(2)、高壓蓄能器(3)、低壓蓄能器(13)、恒壓變量栗(5)、液壓變壓器(7)和液壓馬達(9);外圍設備為車輛的主減速器(10);其特征在于，還包括:液控單向閥a(8)和液控單向閥b(12);令所述液壓變壓器(7)的三個端口分別為端口 A、端口 B和端口 T ;所述液壓馬達(9)為雙向定量馬達，令其兩個油口分別為油口 A和油口 B ； 其連接關系為:所述發動機(2)與恒壓變量栗(5)同軸連接，所述恒壓變量栗(5)的輸出端口通過設置有單向閥⑷的油路與高壓蓄能器⑶相連，其中所述單向閥⑷的進油口與恒壓變量栗(5)相連；所述恒壓變量栗(5)的輸入端口與低壓蓄能器(13)相連；所述液壓變壓器(7)的端口 A與高壓蓄能器(3)相連，端口 B與液壓馬達(9)的油口 A相連，端口 T與定排量液壓馬達(9)的油口 B相連；所述液壓馬達(9)的輸出軸與所述主減速器(10)相連； 所述液控單向閥a(8)的進油口和液控單向閥b(12)的進油口分別與低壓蓄能器(13)相連；所述液控單向閥a(8)的出油口及液控單向閥b(12)的液控端分別與液壓變壓器(7)的端口 B相連；所述液控單向閥b(12)出油口及液控單向閥a(8)的液控端分別與液壓變壓器⑵的端口 T相連。2.如權利要求1所述的具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，其特征在于，在所述高壓蓄能器(3)與低壓蓄能器(13)之間、液壓馬達(9)的油口 A與低壓蓄能器(13)之間、液壓馬達(9)的油口 B與低壓蓄能器(13)之間分別設置連接有溢流閥的油路。
【專利摘要】本發明公開一種具備自適應換向功能的液壓混合動力傳動系統，屬動力傳動領域。該動力傳動系統包括發動機、高壓蓄能器、低壓蓄能器、恒壓變量泵、液壓變壓器、定排量液壓馬達和兩個液控單向閥。車輛需要進行驅動/制動工況的切換時，改變液壓變壓器的控制角后，通過系統壓力交叉反饋，控制系統中的兩個液控單向閥，來實現驅動/制動工況的自適應切換，簡化了液壓混合動力傳動系統的控制復雜度和難度。
【IPC分類】B60K6/22, B60K6/42, B60K17/10
【公開號】CN105015316
【申請號】CN201510381470
【發明人】吳維, 狄崇峰, 胡紀濱, 苑士華, 荊崇波
【申請人】北京理工大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月2日