專利名稱：串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及混合動力的試驗裝置及方法，尤其是一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題也日趨嚴重?；旌蟿恿夹g(shù)被認為是解決能源危機和環(huán)境污染問題的有效方案之一。相對于電動混合動力技術(shù)，液壓混合動力具有功率密度大的特點，非常適用于中、重型城市公交車、軍車和工程機械的行走裝置。根據(jù)動力系統(tǒng)的連接方式，液壓混合動力車輛可以分為串聯(lián)式靜液傳動車輛和并聯(lián)式靜液傳動車輛。并聯(lián)式靜液傳動車輛以發(fā)動機作為主動力源，液壓泵/馬達作為輔助動力源，系統(tǒng)整體效率高，但結(jié)構(gòu)較復雜，節(jié)能效果有限。串聯(lián)式液壓混合動力可分為單橋驅(qū)動方式和輪邊驅(qū)動方式兩大類。串聯(lián)式液壓混合動力配置方式下，發(fā)動機與外界負載不存在直接聯(lián)系，可以保證發(fā)動機在一個特定工況區(qū)域內(nèi)相對穩(wěn)定地運行，實現(xiàn)節(jié)能效果達到最佳。混合動力模式試驗裝置可將所有零部件按照裝車后的情況連接起來進行真實工況的整車性能測試，縮短研發(fā)時間，并能及時地發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品的設計缺陷、降低產(chǎn)品開發(fā)的成本。液壓混合動力系統(tǒng)采用液壓蓄能器作為能量存儲單元，采用液壓泵馬達作為能量轉(zhuǎn)換裝置，相對于電動混合動力技術(shù)，這些元件具有截然不同的工作特性和控制策略，因此電動汽車模擬試驗臺無法滿足液壓混合動力多能源系統(tǒng)的試驗要求，而普通的發(fā)動機試驗臺架結(jié)構(gòu)只能對單一動力源進行試驗研究，目前國內(nèi)還沒有相關的試驗臺能滿足串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)多工況的試驗需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為串聯(lián)式液壓混合動力車輛提供臺架試驗平臺及試驗方法，解決現(xiàn)有試驗技術(shù)中臺架試驗機構(gòu)安裝復雜、維護困難、成本高的問題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法由發(fā)動機、第一彈性聯(lián)軸器、第二彈性聯(lián)軸器、單向閥、第一壓力表、第二壓力表、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、液壓蓄能器、第一兩位兩通換向閥、第二兩位兩通換向閥、 第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一液壓泵馬達、第二液壓泵馬達，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第一慣性飛輪組、第二慣性飛輪組、第一測功機、第二測功機、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第一變量油缸、第二變量油缸、第一電液伺服閥、第二電液伺服閥、油箱、變速器、中央控制器、第一過濾器、第二過濾器、第一溢流閥、第二溢流閥、定量泵、電機和恒壓變量泵組成；發(fā)動機通過第一彈性聯(lián)軸器與恒壓變量泵連接，恒壓變量泵的出油口與單向閥的進油口、第二溢流閥的進油口連接，單向閥的出油口與第一壓力表油口、第一流量傳感器的進油口、第一兩位兩通換向閥的P 口、第二兩位兩通換向閥的P 口連接，第一兩位兩通換向閥的A 口與液壓蓄能器的油口連接，第一壓力傳感器置于單向閥的出油口與第一流量傳感器之間，第二壓力傳感器置于第一兩位兩通換向閥的A 口與液壓蓄能器的油口之間，第二溢流閥的出油口與第二過濾器的進油口連接，第一流量傳感器的出油口與第二液壓泵馬達的出油口連接，電機與定量泵連接，定量泵的出油口與第二壓力表的油口、第一電液伺服閥的P 口、第二電液伺服閥的P 口、第一溢流閥的進油口連接，第一溢流閥的出油口與第一過濾器的進油口連接，第一電液伺服閥的A 口、B 口分別與第一變量油缸的進出油口連接，第二電液伺服閥的A 口、B 口分別與第二變量油缸的進出油口連接，第一變量油缸的一端安裝第一位移傳感器，第一變量油缸的另一端與第一液壓泵馬達連接，第二變量油缸的一端安裝第二位移傳感器，第二變量油缸的另一端與第二液壓泵馬達連接，第一液壓泵馬達的吸油口、第二液壓泵馬達的吸油口、恒壓變量泵的吸油口、第一過濾器的出油口、第二過濾器的出油口、定量泵的吸油口、第一電液伺服閥的T 口、第二電液伺服閥的T 口與油箱連接，第二液壓泵馬達的輸出軸與第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的一端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端與變速器的輸入端連接，變速器的輸出端通過彈性聯(lián)軸器與第二慣性飛輪組的一端連接， 第二慣性飛輪組的另一端與第二測功機連接，第二兩位兩通換向閥的A 口與第二流量傳感器的進油口連接，第二流量傳感器的出進油口與第一液壓泵馬達的出油口連接，第一液壓泵馬達的輸出軸與第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的一端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端與第一慣性飛輪組的一端連接，第一慣性飛輪組的另一端與第一測功機連接，發(fā)動機的控制信號輸入端與中央控制器的第一信號輸出端連接，第一兩位兩通換向閥的控制信號輸入端與中央控制器的第二信號輸出端連接，第二兩位兩通換向閥的控制信號輸入端與中央控制器的第三信號輸出端連接，第一電液伺服閥的控制信號輸入端與中央控制器的第四信號輸出端連接，第二電液伺服閥的控制信號輸入端與中央控制器的第五信號輸出端連接，第一壓力傳感器的信號輸出端與中央控制器的第一信號輸入端連接，第二壓力傳感器的信號輸出端與中央控制器的第二信號輸入端連接，第一流量傳感器的信號輸出端與中央控制器的第三信號輸入端連接，第二流量傳感器的信號輸出端與中央控制器的第四信號輸入端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與中央控制器的第五信號輸入端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與中央控制器的第六信號輸入端連接，第一位移傳感器的信號輸出端與中央控制器的第七信號輸入端連接，第二位移傳感器的信號輸出端與中央控制器的第八信號輸入端連接，第一測功機的信號輸出端與中央控制器的第九信號輸入端連接，第二測功機的信號輸出端與中央控制器的第十信號輸入端連接，第一測功機的控制信號輸入端與中央控制器的第六信號輸出端連接，第二測功機的控制信號輸入端與中央控制器的第七信號輸出端連接。具體試驗方法如下(1)根據(jù)串聯(lián)式液壓混合動力車輛的具體配置方式，選擇參與試驗的液壓泵馬達及測功機元件；第一液壓泵馬達、第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第一慣性飛輪組、第一測功機組成第一模擬傳動系統(tǒng)；第二液壓泵馬達、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器、第二慣性飛輪組、第二測功機組成第二模擬傳動系統(tǒng)；串聯(lián)式單橋驅(qū)動液壓混合動力配置方式模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥斷開，第一模擬傳動系統(tǒng)不工作，第二模擬傳動系統(tǒng)工作，進行單橋串聯(lián)式液壓混合動力車輛的模擬試驗研究，發(fā)動機驅(qū)動恒壓變量為系統(tǒng)提供高壓油源，第二液壓泵馬達通過變速器來驅(qū)動車輛，通過變化慣性飛輪組中飛輪的組合方式來改變飛輪組的轉(zhuǎn)動慣量，模擬車輛不同的載荷狀態(tài)，第二測功機通過加載來模擬車輛真實工況下的路阻以及摩擦制動轉(zhuǎn)矩；輪邊驅(qū)動串聯(lián)式液壓混合動力模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥開通，變速器調(diào)整為直接檔，第一模擬傳動系統(tǒng)和第二模擬傳動系統(tǒng)共同工作，進行輪邊驅(qū)動車輛模擬試驗研究；(2)電機、定量泵和溢流閥組成液壓泵馬達控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源；(3)下載車輛實際運行工況到中央控制器，中央控制器根據(jù)速度請求，結(jié)合傳感器采集得到的慣性飛輪組轉(zhuǎn)速信號、液壓蓄能器壓力信號、發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速信號等，判定出當前狀態(tài)下整車處于的運行模式；串聯(lián)式液壓混合動力車輛的運行模式分為①液壓蓄能器驅(qū)動模式，②靜液傳動驅(qū)動模式，③液壓再生制動模式，④復合制動模式；液壓蓄能器驅(qū)動模式通常應用于整車起動工況下，液壓蓄能器為液壓泵馬達提供高壓油源，液壓泵馬達工作于馬達工況，發(fā)動機停機；當液壓蓄能器內(nèi)的壓力接近最低工作壓力時，發(fā)動機啟動，為整車提供動力源；靜液傳動驅(qū)動模式下，發(fā)動機的全部動力用于驅(qū)動液壓泵和液壓泵馬達，以靜液傳動的形式驅(qū)動整車，發(fā)動機工作于最佳燃油經(jīng)濟區(qū)，多余和不足的功率由集成液壓蓄能器吸收和提供；車輛輕度制動時，整車進入液壓再生制動模式，傳動制動系統(tǒng)不工作，全部制動轉(zhuǎn)矩由液壓蓄能器和液壓泵馬達提供；非輕度制動時，整車進入復合制動模式，整車制動轉(zhuǎn)矩由液壓泵馬達和摩擦制動系統(tǒng)提供，液壓泵馬達提供最大制動轉(zhuǎn)矩，不足的制動轉(zhuǎn)矩由測功機提供；輪邊驅(qū)動液壓混合動力車輛在執(zhí)行上述運行模式時，中央控制器根據(jù)左右車輪轉(zhuǎn)速信號及車速信號計算出各車輪的滑移率；制動時，當車輪的滑移率高于預設的閥值時，中央控制器重新分配混合動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配關系，液壓泵馬達不工作，傳統(tǒng)車輛的摩擦制動系統(tǒng)工作，保證車輛的制動安全性；驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)打滑時，中央控制器控制打滑車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于泵工況，降低打滑車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同；驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)受阻情況時，中央控制器控制受阻車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于馬達工況，提高受阻車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同；(4)分配串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)各動力元件的目標轉(zhuǎn)矩，結(jié)合當前狀態(tài)下儲能元件的狀態(tài)，確定發(fā)動機的目標節(jié)氣門開度、液壓泵馬達排量、摩擦制動系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)矩等目標值；(5)將步驟(4)得到的目標控制值視為各元件的對應控制指令，中央控制器分別控制液壓泵馬達、液壓蓄能器、兩位兩通換向閥、發(fā)動機、測功機等工作；同時將各元件的信息存儲于中央控制器中。有益效果，由于采用了上述方案，發(fā)動機、恒壓變量泵、中央控制器、第一液壓泵馬達、第二液壓泵馬達、第一測功機、第二測功機、第一慣性飛輪組、第二慣性飛輪組通過串聯(lián)的方式聯(lián)接起來，將串聯(lián)式混合動力汽車的零部件有機的結(jié)合起來，在實際工況下模擬不同配置方式車輛的各項性能，通過第一測功機、第二測功機的加載和測量來模擬混合動力汽車的真實運行工況。電機驅(qū)動定量泵為液壓泵馬達提供控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源。同時中央控制器結(jié)合蓄能器儲能狀況對發(fā)動機、液壓泵馬達，以及測功機進行協(xié)調(diào)控制，并測得相關數(shù)據(jù)完成試驗。解決了現(xiàn)有試驗技術(shù)中臺架試驗機構(gòu)安裝復雜、維護困難、成本高的問題，達到了本發(fā)明的目的。
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優(yōu)點一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法將混合動力汽車的零部件有機的結(jié)合起來，在實際工況下模擬混合動力車輛的運行狀態(tài)，進行不同配置方式、控制策略、制動方法試驗研究，還可以進行節(jié)能效果分析、動力性能等關鍵性能測量，操作方便，集成度高。同時還具有空間布置靈活，技術(shù)成熟的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、發(fā)動機；2、第一彈性聯(lián)軸器；3、單向閥；4、第一壓力表；5、第一壓力傳感器；6、液壓蓄能器；7、第二壓力傳感器；8、第一兩位兩通換向閥；9、第一流量傳感器；10、 第二兩位兩通換向閥；11、第二流量傳感器；12、第一液壓泵馬達；13、第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器；14、第一慣性飛輪組；15、第一測功機；16、第一位移傳感器；17、第一變量油缸；18、第一電液伺服閥；19、油箱；20、第二測功機；21、第二慣性飛輪組；22、第二彈性聯(lián)軸器；23、 變速器；24、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器；25、第二液壓泵馬達；26、第二電液伺服閥；27、第二變量油缸；28、第二位移傳感器；29、中央控制器；30、第一過濾器；31、第一溢流閥；32、定量泵； 33、電機；34、第二壓力表；35、第二過濾器；36、第二溢流閥；37、恒壓變量泵。
具體實施例方式實施例1 一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法由發(fā)動機1、 第一彈性聯(lián)軸器2、第二彈性聯(lián)軸器22、單向閥3、第一壓力表4、第二壓力表34、第一壓力傳感器5、第二壓力傳感器7、液壓蓄能器6、第一兩位兩通換向閥8、第二兩位兩通換向閥10、 第一流量傳感器9、第二流量傳感器11、第一液壓泵馬達12、第二液壓泵馬達25，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器13、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器M、第一慣性飛輪組14、第二慣性飛輪組21、第一測功機15、第二測功機20、第一位移傳感器16、第二位移傳感器觀、第一變量油缸17、第二變量油缸27、第一電液伺服閥18、第二電液伺服閥沈、油箱19、變速器23、中央控制器四、第一過濾器30、第二過濾器35、第一溢流閥31、第二溢流閥36、定量泵32、電機33和恒壓變量泵 37組成。發(fā)動機1通過第一彈性聯(lián)軸器2與恒壓變量泵37連接，恒壓變量泵37的出油口與單向閥3的進油口、第二溢流閥36的進油口連接，單向閥3的出油口與第一壓力表4油口、第一流量傳感器9的進油口、第一兩位兩通換向閥8的P 口、第二兩位兩通換向閥10的 P 口連接，第一兩位兩通換向閥8的A 口與液壓蓄能器6的油口連接，第一壓力傳感器5置于單向閥3的出油口與第一流量傳感器9之間，第二壓力傳感器7置于第一兩位兩通換向閥8的A 口與液壓蓄能器6的油口之間，第二溢流閥36的出油口與第二過濾器35的進油口連接，第一流量傳感器9的出油口與第二液壓泵馬達25的出油口連接，電機33與定量泵 32連接，定量泵32的出油口與第二壓力表34的油口、第一電液伺服閥18的P 口、第二電液伺服閥26的P 口、第一溢流閥31的進油口連接，第一溢流閥31的出油口與第一過濾器30 的進油口連接，第一電液伺服閥18的A 口、B 口分別與第一變量油缸17的進出油口連接， 第二電液伺服閥26的A 口、B 口分別與第二變量油缸27的進出油口連接，第一變量油缸17 的一端安裝第一位移傳感器16，第一變量油缸17的另一端與第一液壓泵馬達12連接，第二變量油缸27的一端安裝第二位移傳感器觀，第二變量油缸27的另一端與第二液壓泵馬達 25連接，第一液壓泵馬達12的吸油口、第二液壓泵馬達25的吸油口、恒壓變量泵37的吸油口、第一過濾器30的出油口、第二過濾器35的出油口、定量泵32的吸油口、第一電液伺服閥17的T 口、第二電液伺服閥沈的T 口與油箱19連接，第二液壓泵馬達25的輸出軸與第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器M的一端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器M的另一端與變速器23的輸入端連接，變速器23的輸出端通過彈性聯(lián)軸器22與第二慣性飛輪組21的一端連接，第二慣性飛輪組21的另一端與第二測功機20連接，第二兩位兩通換向閥10的A 口與第二流量傳感器11的進油口連接，第二流量傳感器11的出進油口與第一液壓泵馬達12的出油口連接， 第一液壓泵馬達12的輸出軸與第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器13的一端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器 13的另一端與第一慣性飛輪組14的一端連接，第一慣性飛輪組14的另一端與第一測功機 15連接，發(fā)動機1的控制信號輸入端與中央控制器四的第一信號輸出端連接，第一兩位兩通換向閥8的控制信號輸入端與中央控制器四的第二信號輸出端連接，第二兩位兩通換向閥10的控制信號輸入端與中央控制器四的第三信號輸出端連接，第一電液伺服閥18的控制信號輸入端與中央控制器四的第四信號輸出端連接，第二電液伺服閥26的控制信號輸入端與中央控制器四的第五信號輸出端連接，第一壓力傳感器5的信號輸出端與中央控制器四的第一信號輸入端連接，第二壓力傳感器7的信號輸出端與中央控制器四的第二信號輸入端連接，第一流量傳感器9的信號輸出端與中央控制器四的第三信號輸入端連接， 第二流量傳感器11的信號輸出端與中央控制器四的第四信號輸入端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器13的信號輸出端與中央控制器四的第五信號輸入端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器M 的信號輸出端與中央控制器四的第六信號輸入端連接，第一位移傳感器16的信號輸出端與中央控制器四的第七信號輸入端連接，第二位移傳感器觀的信號輸出端與中央控制器 29的第八信號輸入端連接，第一測功機15的信號輸出端與中央控制器四的第九信號輸入端連接，第二測功機20的信號輸出端與中央控制器四的第十信號輸入端連接，第一測功機 15的控制信號輸入端與中央控制器四的第六信號輸出端連接，第二測功機20的控制信號輸入端與中央控制器四的第七信號輸出端連接。 發(fā)動機1、恒壓變量泵37、中央控制器四、液壓泵馬達12，25、測功機15，20、慣性飛輪組14，21通過串聯(lián)的方式聯(lián)接起來，通過測功機15，20的加載和測量來模擬混合動力汽車的真實運行工況。電機33驅(qū)動定量泵32為液壓泵馬達提供控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥31的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源。同時中央控制器結(jié)合蓄能器儲能狀況對發(fā)動機、液壓泵馬達，以及測功機進行協(xié)調(diào)控制，并測得相關數(shù)據(jù)完成試驗。具體試驗方法如下(1)根據(jù)串聯(lián)式液壓混合動力車輛的具體配置方式，合理地選擇參與試驗的液壓泵馬達及測功機元件。第一液壓泵馬達、第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第一慣性飛輪組、第一測功機組成第一模擬傳動系統(tǒng)；第二液壓泵馬達、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器、第二慣性飛輪組、第二測功機組成第二模擬傳動系統(tǒng)。串聯(lián)式單橋驅(qū)動液壓混合動力配置方式模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥斷開，第一模擬傳動系統(tǒng)不工作，第二模擬傳動系統(tǒng)工作，進行單橋串聯(lián)式液壓混合動力車輛的模擬試驗研究，發(fā)動機驅(qū)動恒壓變量為系統(tǒng)提供高壓油源， 第二液壓泵馬達通過變速器來驅(qū)動車輛，通過變化慣性飛輪組中飛輪的組合方式來改變飛輪組的轉(zhuǎn)動慣量，模擬車輛不同的載荷狀態(tài)，第二測功機通過加載來模擬車輛真實工況下的路阻以及摩擦制動轉(zhuǎn)矩。輪邊驅(qū)動串聯(lián)式液壓混合動力模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥開通，變速器調(diào)整為直接檔，第一模擬傳動系統(tǒng)和第二模擬傳動系統(tǒng)共同工作，進行輪邊驅(qū)動車輛模擬試驗研究。(2)電機、定量泵和溢流閥組成液壓泵馬達控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源。(3)下載車輛實際運行工況到中央控制器，中央控制器根據(jù)速度請求，結(jié)合傳感器采集得到的慣性飛輪組轉(zhuǎn)速信號、液壓蓄能器壓力信號、發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速信號等，判定出當前狀態(tài)下整車處于的運行模式。串聯(lián)式液壓混合動力車輛的運行模式分為①液壓蓄能器驅(qū)動模式，②靜液傳動驅(qū)動模式，③液壓再生制動模式，④復合制動模式。液壓蓄能器驅(qū)動模式通常應用于整車起動工況下，液壓蓄能器為液壓泵馬達提供高壓油源，液壓泵馬達工作于馬達工況，發(fā)動機停機。當液壓蓄能器內(nèi)的壓力接近最低工作壓力時，發(fā)動機啟動，為整車提供動力源。靜液傳動驅(qū)動模式下，發(fā)動機的全部動力用于驅(qū)動液壓泵和液壓泵馬達，以靜液傳動的形式驅(qū)動整車，發(fā)動機工作于最佳燃油經(jīng)濟區(qū)，多余和不足的功率由集成液壓蓄能器吸收和提供。車輛輕度制動時，整車進入液壓再生制動模式，傳動制動系統(tǒng)不工作，全部制動轉(zhuǎn)矩由液壓蓄能器和液壓泵馬達提供；非輕度制動時，整車進入復合制動模式，整車制動轉(zhuǎn)矩由液壓泵馬達和摩擦制動系統(tǒng)提供，液壓泵馬達提供最大制動轉(zhuǎn)矩，不足的制動轉(zhuǎn)矩由測功機提供。輪邊驅(qū)動液壓混合動力車輛在執(zhí)行上述運行模式時，中央控制器根據(jù)左右車輪轉(zhuǎn)速信號及車速信號計算出各車輪的滑移率。制動時，當車輪的滑移率高于預設的閥值時，中央控制器重新分配混合動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配關系，液壓泵馬達不工作，傳統(tǒng)車輛的摩擦制動系統(tǒng)工作，保證車輛的制動安全性；驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)打滑時，中央控制器控制打滑車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于泵工況，降低打滑車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同；驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)受阻情況時，中央控制器控制受阻車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于馬達工況，提高受阻車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同。(4)分配串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)各動力元件的目標轉(zhuǎn)矩，結(jié)合當前狀態(tài)下儲能元件的狀態(tài)，確定發(fā)動機的目標節(jié)氣門開度、液壓泵馬達排量、摩擦制動系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)矩等目標值。(5)將步驟(4)得到的目標控制值視為各元件的對應控制指令，中央控制器分別控制液壓泵馬達、液壓蓄能器、兩位兩通換向閥、發(fā)動機、測功機等工作。同時將各元件的信息存儲于中央控制器中。應用本試驗平臺可以進行如下試驗1.發(fā)動機空載、滿載油耗試驗及效率試驗。2.液壓泵馬達控制性能試驗及效率試驗。3.液壓混合動力系統(tǒng)能量回收與再利用效率試驗。4.液壓再生制動與機械摩擦制動協(xié)調(diào)制動試驗。5.單橋驅(qū)動串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗。6.輪邊驅(qū)動串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗。
權(quán)利要求
1. 一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置，其特征是一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法由發(fā)動機、第一彈性聯(lián)軸器、第二彈性聯(lián)軸器、單向閥、第一壓力表、第二壓力表、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、液壓蓄能器、第一兩位兩通換向閥、第二兩位兩通換向閥、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一液壓泵馬達、第二液壓泵馬達，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第一慣性飛輪組、第二慣性飛輪組、第一測功機、第二測功機、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第一變量油缸、第二變量油缸、第一電液伺服閥、第二電液伺服閥、油箱、變速器、中央控制器、第一過濾器、第二過濾器、第一溢流閥、第二溢流閥、定量泵、電機和恒壓變量泵組成；發(fā)動機通過第一彈性聯(lián)軸器與恒壓變量泵連接，恒壓變量泵的出油口與單向閥的進油口、第二溢流閥的進油口連接，單向閥的出油口與第一壓力表油口、第一流量傳感器的進油口、第一兩位兩通換向閥的P 口、第二兩位兩通換向閥的P 口連接，第一兩位兩通換向閥的 A 口與液壓蓄能器的油口連接，第一壓力傳感器置于單向閥的出油口與第一流量傳感器之間，第二壓力傳感器置于第一兩位兩通換向閥的A 口與液壓蓄能器的油口之間，第二溢流閥的出油口與第二過濾器的進油口連接，第一流量傳感器的出油口與第二液壓泵馬達的出油口連接，電機與定量泵連接，定量泵的出油口與第二壓力表的油口、第一電液伺服閥的P 口、第二電液伺服閥的P 口、第一溢流閥的進油口連接，第一溢流閥的出油口與第一過濾器的進油口連接，第一電液伺服閥的A 口、B 口分別與第一變量油缸的進出油口連接，第二電液伺服閥的A 口、B 口分別與第二變量油缸的進出油口連接，第一變量油缸的一端安裝第一位移傳感器，第一變量油缸的另一端與第一液壓泵馬達連接，第二變量油缸的一端安裝第二位移傳感器，第二變量油缸的另一端與第二液壓泵馬達連接，第一液壓泵馬達的吸油口、 第二液壓泵馬達的吸油口、恒壓變量泵的吸油口、第一過濾器的出油口、第二過濾器的出油口、定量泵的吸油口、第一電液伺服閥的T 口、第二電液伺服閥的T 口與油箱連接，第二液壓泵馬達的輸出軸與第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的一端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端與變速器的輸入端連接，變速器的輸出端通過彈性聯(lián)軸器與第二慣性飛輪組的一端連接，第二慣性飛輪組的另一端與第二測功機連接，第二兩位兩通換向閥的A 口與第二流量傳感器的進油口連接，第二流量傳感器的出進油口與第一液壓泵馬達的出油口連接，第一液壓泵馬達的輸出軸與第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的一端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的另一端與第一慣性飛輪組的一端連接，第一慣性飛輪組的另一端與第一測功機連接，發(fā)動機的控制信號輸入端與中央控制器的第一信號輸出端連接，第一兩位兩通換向閥的控制信號輸入端與中央控制器的第二信號輸出端連接，第二兩位兩通換向閥的控制信號輸入端與中央控制器的第三信號輸出端連接，第一電液伺服閥的控制信號輸入端與中央控制器的第四信號輸出端連接， 第二電液伺服閥的控制信號輸入端與中央控制器的第五信號輸出端連接，第一壓力傳感器的信號輸出端與中央控制器的第一信號輸入端連接，第二壓力傳感器的信號輸出端與中央控制器的第二信號輸入端連接，第一流量傳感器的信號輸出端與中央控制器的第三信號輸入端連接，第二流量傳感器的信號輸出端與中央控制器的第四信號輸入端連接，第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與中央控制器的第五信號輸入端連接，第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的信號輸出端與中央控制器的第六信號輸入端連接，第一位移傳感器的信號輸出端與中央控制器的第七信號輸入端連接，第二位移傳感器的信號輸出端與中央控制器的第八信號輸入端連接，第一測功機的信號輸出端與中央控制器的第九信號輸入端連接，第二測功機的信號輸出端與中央控制器的第十信號輸入端連接，第一測功機的控制信號輸入端與中央控制器的第六信號輸出端連接，第二測功機的控制信號輸入端與中央控制器的第七信號輸出端連接。
2. 一種實現(xiàn)串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗方法，其特征是具體試驗方法如下(1)根據(jù)串聯(lián)式液壓混合動力車輛的具體配置方式，選擇參與試驗的液壓泵馬達及測功機元件；第一液壓泵馬達、第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、第一慣性飛輪組、第一測功機組成第一模擬傳動系統(tǒng)；第二液壓泵馬達、第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器、第二慣性飛輪組、第二測功機組成第二模擬傳動系統(tǒng)；串聯(lián)式單橋驅(qū)動液壓混合動力配置方式模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥斷開，第一模擬傳動系統(tǒng)不工作，第二模擬傳動系統(tǒng)工作，進行單橋串聯(lián)式液壓混合動力車輛的模擬試驗研究，發(fā)動機驅(qū)動恒壓變量為系統(tǒng)提供高壓油源，第二液壓泵馬達通過變速器來驅(qū)動車輛，通過變化慣性飛輪組中飛輪的組合方式來改變飛輪組的轉(zhuǎn)動慣量，模擬車輛不同的載荷狀態(tài)，第二測功機通過加載來模擬車輛真實工況下的路阻以及摩擦制動轉(zhuǎn)矩；輪邊驅(qū)動串聯(lián)式液壓混合動力模擬試驗時，第二兩位兩通換向閥開通，變速器調(diào)整為直接檔，第一模擬傳動系統(tǒng)和第二模擬傳動系統(tǒng)共同工作，進行輪邊驅(qū)動車輛模擬試驗研究；(2)電機、定量泵和溢流閥組成液壓泵馬達控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源；(3)下載車輛實際運行工況到中央控制器，中央控制器根據(jù)速度請求，結(jié)合傳感器采集得到的慣性飛輪組轉(zhuǎn)速信號、液壓蓄能器壓力信號、發(fā)動機運行轉(zhuǎn)速信號等，判定出當前狀態(tài)下整車處于的運行模式；串聯(lián)式液壓混合動力車輛的運行模式分為①液壓蓄能器驅(qū)動模式，②靜液傳動驅(qū)動模式，③液壓再生制動模式，④復合制動模式；液壓蓄能器驅(qū)動模式通常應用于整車起動工況下，液壓蓄能器為液壓泵馬達提供高壓油源，液壓泵馬達工作于馬達工況，發(fā)動機停機；當液壓蓄能器內(nèi)的壓力接近最低工作壓力時，發(fā)動機啟動，為整車提供動力源；靜液傳動驅(qū)動模式下，發(fā)動機的全部動力用于驅(qū)動液壓泵和液壓泵馬達，以靜液傳動的形式驅(qū)動整車，發(fā)動機工作于最佳燃油經(jīng)濟區(qū)，多余和不足的功率由集成液壓蓄能器吸收和提供；車輛輕度制動時，整車進入液壓再生制動模式，傳動制動系統(tǒng)不工作，全部制動轉(zhuǎn)矩由液壓蓄能器和液壓泵馬達提供；非輕度制動時，整車進入復合制動模式，整車制動轉(zhuǎn)矩由液壓泵馬達和摩擦制動系統(tǒng)提供，液壓泵馬達提供最大制動轉(zhuǎn)矩，不足的制動轉(zhuǎn)矩由測功機提供；輪邊驅(qū)動液壓混合動力車輛在執(zhí)行上述運行模式時，中央控制器根據(jù)左右車輪轉(zhuǎn)速信號及車速信號計算出各車輪的滑移率；制動時，當車輪的滑移率高于預設的閥值時，中央控制器重新分配混合動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩分配關系，液壓泵馬達不工作，傳統(tǒng)車輛的摩擦制動系統(tǒng)工作，保證車輛的制動安全性；驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)打滑時，中央控制器控制打滑車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于泵工況，降低打滑車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同； 驅(qū)動時，當車輪出現(xiàn)受阻情況時，中央控制器控制受阻車輪處的驅(qū)動液壓泵馬達工作于馬達工況，提高受阻車輪的轉(zhuǎn)速，直至左右車輪轉(zhuǎn)速相同；(4)分配串聯(lián)式液壓混合動力系統(tǒng)各動力元件的目標轉(zhuǎn)矩，結(jié)合當前狀態(tài)下儲能元件的狀態(tài)，確定發(fā)動機的目標節(jié)氣門開度、液壓泵馬達排量、摩擦制動系統(tǒng)制動轉(zhuǎn)矩等目標值；(5)將步驟(4)得到的目標控制值視為各元件的對應控制指令，中央控制器分別控制液壓泵馬達、液壓蓄能器、兩位兩通換向閥、發(fā)動機、測功機等工作；同時將各元件的信息存儲于中央控制器中。
全文摘要
一種串聯(lián)式液壓混合動力車輛性能測試的試驗裝置及方法，屬于混合動力的試驗裝置及方法。該裝置及方法的發(fā)動機、恒壓變量泵、中央控制器、第一液壓泵馬達、第二液壓泵馬達、第一測功機、第二測功機、第一慣性飛輪組、第二慣性飛輪組通過串聯(lián)的方式聯(lián)接起來，在實際工況下模擬不同配置方式車輛的各項性能，通過第一測功機、第二測功機的加載和測量來模擬混合動力汽車的真實運行工況；電機驅(qū)動定量泵為液壓泵馬達提供控制油源，通過調(diào)整第一溢流閥的最高溢流壓力，為液壓泵馬達提供穩(wěn)定控制油源；同時中央控制器結(jié)合蓄能器儲能狀況對發(fā)動機、液壓泵馬達，以及測功機進行協(xié)調(diào)控制，并測得相關數(shù)據(jù)完成試驗。優(yōu)點操作方便，集成度高。
文檔編號G01M17/007GK102288417SQ20111018714
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者劉偉, 劉瑩瑩, 孫輝, 景軍清, 楊力夫, 楊濤, 王月行, 王治軍, 翟海燕, 肖剛, 趙峰 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司江蘇徐州工程機械研究院