一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤及車輛控制方法與流程

本發(fā)明涉及專用車技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤及控制方法。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)很多專用車要求上裝作業(yè)模式下發(fā)動機(jī)有恒定的動力輸出，同時還要求車輛有無極變速的行走模式。

國內(nèi)傳統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)模式是匹配兩個發(fā)動機(jī)。其缺點(diǎn)是：兩個發(fā)動機(jī)噪聲大、污染嚴(yán)重，而且車速控制、換檔、上裝發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制、行駛駕駛等一系列動作容易造成駕駛疲勞。

國外的技術(shù)實(shí)現(xiàn)模式都采用機(jī)械液壓復(fù)合傳動箱，這種方案可實(shí)現(xiàn)常規(guī)行車和低速作業(yè)行走，但是價(jià)格昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤及控制方法，在利用發(fā)動機(jī)作為唯一的動力源，實(shí)現(xiàn)常規(guī)行車和作業(yè)行走。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤，其特征是：包括常規(guī)行走系統(tǒng)、上裝作業(yè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)的輸出端分別連接常規(guī)行走系統(tǒng)的輸入端和上裝作業(yè)系統(tǒng)的輸入端，控制系統(tǒng)的輸入端連接選擇開關(guān)，常規(guī)行走系統(tǒng)和上裝作業(yè)系統(tǒng)均通過發(fā)動機(jī)提供動力。

進(jìn)一步地，常規(guī)行走系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、變速箱、傳動軸和后橋，發(fā)動機(jī)輸出端連接變速箱的輸入端，變速箱的輸出端通過傳動軸連接后橋；所述上裝作業(yè)系統(tǒng)包括上裝作業(yè)行走系統(tǒng)和上裝作業(yè)動力系統(tǒng)，上裝作業(yè)行走系統(tǒng)包括取力器、取力器液壓油泵傳動軸、液壓油泵、馬達(dá)后橋傳動軸和馬達(dá)，取力器的輸入端連接發(fā)動機(jī)的輸出端，取力器的輸出端通過取力器液壓油泵傳動軸連接液壓油泵的輸入端，液壓油泵的輸出端連接馬達(dá)的輸入端，馬達(dá)的輸出端通過馬達(dá)后橋傳動軸連接后橋輸入端；上裝作業(yè)動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)后取力器和分動箱，發(fā)動機(jī)后取力器的輸入端連接發(fā)動機(jī)的輸出端，發(fā)動機(jī)后取力器的輸出端連接分動箱的輸入端，分動箱的輸出端連接上裝系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，后橋的輸入端口還連接輸入法蘭，常規(guī)行走系統(tǒng)中，后橋的輸入端口連接輸入法蘭；上裝作業(yè)行走系統(tǒng)中，切斷與輸入法蘭的連接，后橋的輸入端連接后橋馬達(dá)。

進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)的輸出端還連接油門踏板，油門踏板的輸出端分別連接發(fā)動機(jī)和液壓油泵。

進(jìn)一步地，上裝系統(tǒng)包括第一上裝系統(tǒng)和第二上裝系統(tǒng)，分動箱輸出第一上裝動力和第二上裝動力，第一上裝動力連接第一上裝系統(tǒng)，第二上裝動力連接第二上裝系統(tǒng)。

利用所述的一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤的車輛控制方法，其特征是：包括車輛上裝作業(yè)時前進(jìn)的過程、車輛由上裝作業(yè)時前進(jìn)轉(zhuǎn)為正常行走的過程、車輛上裝作業(yè)時后退的過程和車輛上裝作業(yè)時后退轉(zhuǎn)為正常行走的過程。

進(jìn)一步地，車輛上裝作業(yè)時前進(jìn)過程的步驟為，

s1-1，將選擇開關(guān)調(diào)至front檔，使車輛滿足準(zhǔn)入條件1的要求，判斷上裝作業(yè)開關(guān)是否打開，如果沒有打開，則重復(fù)步驟s1-1，如果打開，則轉(zhuǎn)到步驟s1-2，

s1-2，使取力器開關(guān)結(jié)合，后橋連接后橋馬達(dá)，

s1-3，判斷準(zhǔn)入條件2是否成立，如果不成立重復(fù)步驟s1-2和步驟s1-3，如果成立，轉(zhuǎn)到步驟s1-4，

s1-4，發(fā)動機(jī)輸出恒定轉(zhuǎn)速，油門連接液壓油泵，

s1-5，車輛開始上裝作業(yè)。

進(jìn)一步地，車輛由上裝作業(yè)時前進(jìn)轉(zhuǎn)為正常行走過程的步驟為，

s2-1，將選擇開關(guān)調(diào)至off檔，使車輛滿足準(zhǔn)入條件1的要求，判斷上裝作業(yè)開關(guān)是否關(guān)閉，如果沒有關(guān)閉，則重復(fù)步驟s2-1，如果關(guān)閉，則轉(zhuǎn)到步驟s2-2，

s2-2，使取力器開關(guān)斷開，后橋連接輸入法蘭，

s2-3，判斷準(zhǔn)入條件3是否成立，如果不成立重復(fù)步驟s2-2和步驟s2-3，如果成立，轉(zhuǎn)到步驟s2-4，

s2-4，發(fā)動機(jī)恢復(fù)至怠速，油門連接發(fā)動機(jī)，

s2-5，車輛開始常規(guī)行走。

進(jìn)一步地，車輛上裝作業(yè)時后退過程的步驟為，

s3-1，將選擇開關(guān)調(diào)至back檔，使車輛滿足準(zhǔn)入條件5的要求，判斷上裝作業(yè)開關(guān)是否打開，如果沒有打開，則重復(fù)步驟s3-1，如果打開，則轉(zhuǎn)到步驟s3-2，

s3-2，使取力器開關(guān)結(jié)合，后橋連接后橋馬達(dá)，

s3-3，判斷準(zhǔn)入條件2是否成立，如果不成立重復(fù)步驟s3-2和步驟s3-3，如果成立，轉(zhuǎn)到步驟s3-4，

s3-4，倒車燈亮，油門連接液壓油泵，

s3-5，車輛開始上裝作業(yè)。

進(jìn)一步地，車輛由上裝作業(yè)時后退轉(zhuǎn)為正常行走過程的步驟為，

s4-1，將選擇開關(guān)調(diào)至off檔，使車輛滿足準(zhǔn)入條件5的要求，判斷上裝作業(yè)開關(guān)是否關(guān)閉，如果沒有關(guān)閉，則重復(fù)步驟s4-1，如果關(guān)閉，則轉(zhuǎn)到步驟s4-2，

s4-2，使取力器開關(guān)斷開，后橋連接輸入法蘭，

s4-3，判斷準(zhǔn)入條件4是否成立，如果不成立重復(fù)步驟s4-2和步驟s4-3，如果成立，轉(zhuǎn)到步驟s4-4，

s4-4，發(fā)動機(jī)恢復(fù)至怠速，油門連接發(fā)動機(jī)，

s4-5，車輛開始常規(guī)行走。

本發(fā)明的有益效果是：

1、車輛無論在常規(guī)行走模式還是上裝作業(yè)模式下，均通過發(fā)動機(jī)提供動力，且兩種模式直接獨(dú)立、互不制約，滿足車輛常規(guī)行駛的高車速運(yùn)行要求和作業(yè)工況下低車速且無級變速的要求，切換時操作簡單，減輕司機(jī)的負(fù)擔(dān)，且價(jià)格合理。

2、油門踏板的輸出端分別連接發(fā)動機(jī)和液壓油泵，在兩種模式下均通過油門控制車速，操作簡單，避免司機(jī)產(chǎn)生操作混亂，保證行車安全。

3、后橋的輸入端分別連接輸入法蘭和后橋馬達(dá)，在兩種模式下自由切換輸入端的連接設(shè)備，設(shè)計(jì)簡單，節(jié)省成本。

4、在上裝系統(tǒng)需要多個動力時，通過分動箱將發(fā)動機(jī)后取力分為多個上裝動力，分別為上裝系統(tǒng)提供上裝動力，保留變速箱后取力為液壓系統(tǒng)提供動力，設(shè)計(jì)巧妙合理，實(shí)現(xiàn)動力取力器的空間集中，減少新增取力裝置，節(jié)省底盤空間和設(shè)計(jì)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明專用車底盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是利用本發(fā)明專用車底盤的車輛前進(jìn)時的系統(tǒng)控制流程圖；

圖3是利用本發(fā)明專用車底盤的車輛后退時的系統(tǒng)控制流程圖。

其中，1發(fā)動機(jī)、2變速箱、3取力器液壓油泵傳動軸、4液壓油泵、5傳動軸6后橋、7馬達(dá)后橋傳動軸、8馬達(dá)、9油箱散熱器。

具體實(shí)施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種混合式動力傳動系統(tǒng)的專用車底盤，它包括常規(guī)行走系統(tǒng)、上裝作業(yè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；上裝作業(yè)系統(tǒng)包括上裝作業(yè)行走系統(tǒng)和上裝作業(yè)動力系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的輸出端分別連接常規(guī)行走系統(tǒng)的輸入端、上裝作業(yè)行走系統(tǒng)的輸入端和上裝作業(yè)動力系統(tǒng)的輸入端，控制系統(tǒng)的輸入端連接選擇開關(guān)。

如圖1所示，專用車底盤包括發(fā)動機(jī)1、變速箱2、取力器液壓油泵傳動軸3、液壓油泵4、傳動軸5、后橋6、馬達(dá)后橋傳動軸7、馬達(dá)8、油箱散熱器9和取力器10。

常規(guī)行走系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)1、變速箱2、傳動軸5和后橋6，發(fā)動機(jī)1輸出端連接變速箱2的輸入端，變速箱2的輸出端通過傳動軸5連接后橋6實(shí)現(xiàn)車輛常規(guī)行走的要求；上裝作業(yè)行走系統(tǒng)包括取力器10、取力器液壓油泵傳動軸3、液壓油泵4、馬達(dá)后橋傳動軸7和馬達(dá)8，取力器10的輸入端連接發(fā)動機(jī)1的輸出端，取力器10的輸出端通過取力器液壓油泵傳動軸3連接液壓油泵4的輸入端，液壓油泵4的輸出端連接馬達(dá)8的輸入端，馬達(dá)8的輸出端通過馬達(dá)后橋傳動軸7連接后橋6實(shí)現(xiàn)車輛作業(yè)模式下的低速行走；上裝作業(yè)動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)后取力器和分動箱，發(fā)動機(jī)后取力器的輸入端連接發(fā)動機(jī)1的輸出端，發(fā)動機(jī)后取力器的輸出端連接分動箱的輸入端，分動箱的輸出端連接上裝系統(tǒng)。

實(shí)際應(yīng)用中，上裝作業(yè)動力系統(tǒng)通常會要求多個動力來源，上裝要求的作業(yè)功率也可能不同，比如洗掃車，需要提供洗和掃兩套動力來源，利用分動箱把動力從發(fā)動機(jī)后取力分出來，即分動箱輸出兩個動力，分別給洗和掃提供上裝動力。這樣設(shè)計(jì)下，車輛上裝作業(yè)中行走的動力來源即可以通過變速箱后取力提供。對于上裝而言實(shí)現(xiàn)取力器的空間集中，對于作業(yè)行走系統(tǒng)而言也是只有唯一的取力源。

控制模塊通過外接的選擇開關(guān)選擇實(shí)現(xiàn)車輛常規(guī)行走系統(tǒng)或作業(yè)行走系統(tǒng)的選擇控制，當(dāng)選擇車輛進(jìn)行常規(guī)行走時，常規(guī)行走系統(tǒng)工作，即常規(guī)的動力傳動系統(tǒng)，通過發(fā)動機(jī)1將動力傳遞給變速箱2，變速箱2將動力通過傳動軸5將動力傳遞到后橋6，實(shí)現(xiàn)車輛的常規(guī)行走。通過油門踏板控制發(fā)動機(jī)來實(shí)現(xiàn)車速的控制，傳動軸5的動力通過輸入法蘭傳送到后橋6.

當(dāng)選擇車輛進(jìn)行上裝作業(yè)時，上裝作業(yè)行走系統(tǒng)和上裝作業(yè)動力系統(tǒng)同時工作，液壓驅(qū)動車輛行走的動力傳動系統(tǒng)是取力器10通過取力器液壓油泵傳動軸3將機(jī)械能傳遞到液壓油泵4，液壓油泵4控制不同的液壓油的流量來控制馬達(dá)8的輸出功率，馬達(dá)8將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能之后通過馬達(dá)后橋傳動軸7將動力傳遞到后橋6，實(shí)現(xiàn)上裝作業(yè)模式下的低速無極變速的車輛行走。同時油門踏板由控制發(fā)動機(jī)1切換為控制液壓油泵4，不同的踏板行程對應(yīng)不同的液壓油泵4的輸入值，獲得不同的壓力能，馬達(dá)8將不同的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，輸出不同的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動后橋6實(shí)現(xiàn)車速的變化。上裝作業(yè)動力系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)后取力器的機(jī)械能傳遞給分動箱，分動箱將機(jī)械能分成不同的動力輸出分別提供給上裝系統(tǒng)。

如圖2、3所示分別為利用本發(fā)明的專用車底盤的車輛在前進(jìn)及后退時電子控制的流程圖，其中準(zhǔn)入條件1：空擋信號、車速信號≤3km/h、離合踩下的信號、油門輸入為0的信號；準(zhǔn)入條件2：取力器開關(guān)到位、后橋開關(guān)到位；準(zhǔn)入條件3：取力器開關(guān)斷開、后橋斷開；準(zhǔn)入條件4：取力器開關(guān)斷開；準(zhǔn)入條件5：空擋信號、車速信號≤3km/h、離合踩下的信號、油門輸入為0的信號，上裝作業(yè)開關(guān)為off。

取力器開關(guān)結(jié)合是指，發(fā)動機(jī)后取力器連接液壓油泵，變速箱取力器連接分動箱。取力器開關(guān)斷開是指發(fā)動機(jī)后取力器斷開與液壓油泵的連接，變速箱取力器斷開與分動箱的連接。

如圖2所示，車輛前進(jìn)時，按下上裝作業(yè)選擇開關(guān)至front后，控制系統(tǒng)判斷準(zhǔn)入條件1是否成立，直至準(zhǔn)入條件中有所有信號都滿足后，控制系統(tǒng)控制取力器開關(guān)結(jié)合，驅(qū)動后橋開關(guān)切換至后橋馬達(dá)，系統(tǒng)判斷取力器開關(guān)是否到位、后橋開關(guān)是否到位。如果條件不滿足，按下上裝作業(yè)的選擇開關(guān)無效，直至取力器開關(guān)到位、后橋開關(guān)到位后，發(fā)動機(jī)輸出恒定轉(zhuǎn)速1500r/min,油門與發(fā)動機(jī)斷開，接管液壓油泵，開始進(jìn)行上裝作業(yè)。上裝作業(yè)工作過程中，為了保護(hù)馬達(dá)不被反拖，不允許有掛擋?？紤]到掛擋是機(jī)械動作，無法通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，所以上裝作業(yè)工作過程中會判斷離合信號，如果有踩離合的動作，控制系統(tǒng)收到離合信號，后橋?qū)袚Q為常規(guī)傳動。

選擇開關(guān)由front切換至off狀態(tài)，即由上裝前進(jìn)轉(zhuǎn)為常規(guī)行走時，系統(tǒng)判斷準(zhǔn)入條件1是否成立，直至準(zhǔn)入條件中有所有信號都滿足后，控制系統(tǒng)控制取力器斷開，此時整個上裝作業(yè)的動力源全部斷開，系統(tǒng)判斷取力器斷開是否到位，如果不到位，開關(guān)無效，回到初始狀態(tài)，不執(zhí)行任何操作。取力器斷開后，驅(qū)動發(fā)動機(jī)回復(fù)至怠速，油門與液壓操縱系統(tǒng)斷開，接管油門。上裝開關(guān)執(zhí)行off完畢。解除離合與后橋的關(guān)系，不再通過離合信號判斷后橋的切換。

如圖3所示，車輛倒退時，按下上裝作業(yè)選擇開關(guān)至back后，控制系統(tǒng)會判斷準(zhǔn)入條件5是否成立，直至準(zhǔn)入條件中有所有信號都滿足后，控制系統(tǒng)控制取力器開關(guān)結(jié)合，驅(qū)動后橋開關(guān)切換至后橋馬達(dá)，系統(tǒng)判斷取力器開關(guān)是否到位、后橋開關(guān)是否到位。如果條件不滿足，按下上裝作業(yè)的選擇開關(guān)無效，直至取力器開關(guān)到位、后橋開關(guān)到位后，倒車燈亮,油門與發(fā)動機(jī)斷開，接管液壓油泵，開始進(jìn)行上裝后退作業(yè)。上裝作業(yè)后退過程中，為了保護(hù)馬達(dá)不被反拖，不允許有掛擋?？紤]到掛擋是機(jī)械動作，無法通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，所以上裝作業(yè)工作過程中會判斷離合信號，如果有踩離合的動作，系統(tǒng)收到離合信號，后橋?qū)袚Q為常規(guī)傳動。

選擇開關(guān)由back切換至off狀態(tài)，即由上裝后退轉(zhuǎn)為常規(guī)行走時，系統(tǒng)判斷準(zhǔn)入條件5是否成立，直至準(zhǔn)入條件中所有信號都滿足后，控制系統(tǒng)控制取力器斷開，此時整個上裝作業(yè)的動力源全部斷開，系統(tǒng)判斷取力器斷開是否到位，如果不到位，開關(guān)無效，回到初始狀態(tài)，不執(zhí)行任何操作。取力器斷開后，驅(qū)動發(fā)動機(jī)回復(fù)至怠速，油門與液壓操縱系統(tǒng)斷開，接管油門。上裝開關(guān)執(zhí)行off完畢，車輛開始常規(guī)行走。

以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。