專利名稱：一種混合動力工業(yè)車輛的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混合動力工業(yè)車輛，尤其是一種叉式裝卸作業(yè)用的 工業(yè)車輛，屬于裝卸裝置技術領域。
背景技術：
目前，己有混合動力的工業(yè)車輛，如專利公開號為CN1839091A所公開的 一種裝卸作業(yè)用工業(yè)車輛的裝卸裝置，其主要包括發(fā)動機、發(fā)電/電動機、液 壓油泵、逆變系統(tǒng)、ECU控制器、行走裝置、操控裝置及裝卸裝置；發(fā)電/電 動機連接逆變系統(tǒng)以及連接用于儲能的蓄電池；液壓油泵連接裝卸裝置；與 上述逆變系統(tǒng)連接的行走裝置；操控上述裝卸裝置及行走裝置的操控裝置與 ECU控制器連接。在發(fā)動機與發(fā)龜電動機兩者間進行動力之斷接的離合器、 電池以及用以驅(qū)動叉子的裝卸泵。發(fā)電電動機采用發(fā)電機模式和電動機模式 中的任一種模式，當裝卸負荷(用裝卸杠桿位置傳感器來檢出)小于預定值 時將離合設成斷開狀態(tài)，使發(fā)動機停止或空轉(zhuǎn)，同時用電動機模式的發(fā)電電 動機驅(qū)動裝卸泵，如果在離合器斷開狀態(tài)下裝卸作業(yè)中負荷增大到預定值以 上，就增大發(fā)電電動機的輸出并開始增大發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與 發(fā)電電動機的轉(zhuǎn)速相等時，將離合器設成連接狀態(tài)，用發(fā)動機驅(qū)動裝卸泵。 這種結構復雜、制造成本高，在離合器斷開時用電池驅(qū)動裝卸泵進行裝卸作 業(yè)中，檢測到負荷的增加需起動發(fā)動機并使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高到與發(fā)電電動 機一樣的轉(zhuǎn)速，再連接離合器，其間所需的時間造成裝卸作業(yè)的反應遲緩， 并且起動發(fā)動機和增大電動機功率使蓄電池的放電急切增大，這樣會不利于 蓄電池的較長壽命以及不能輕松完成裝卸作業(yè)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種混合動力Xik車 輛，能使工業(yè)車輛整體的動力裝置布置簡單化、緊湊化；能用提高發(fā)動機運 行的效率來提高能量的轉(zhuǎn)換效率；制造成本低，能解決裝卸作業(yè)反應遲緩問 題以及能延長蓄電池使用壽命。
本實用新型的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的
本實用新型主要包括發(fā)動機、發(fā)電/電動機、液壓油泵、逆變系統(tǒng)、ECU
控制器、行走裝置、操控裝置及裝卸裝置；發(fā)電/電動機連接逆變系統(tǒng)以及連 接用于儲能的蓄電池；液壓油泵連接裝卸裝置；與上述逆變系統(tǒng)連接的行走 裝置；操控上述裝卸裝置及行走裝置的操控裝置與ECU控制器連接，其特征 是所述的發(fā)電/電動機與液壓油泵之間設有斷開或連接的離合器，用于動力的 傳遞，所述的發(fā)電/電動機安裝在發(fā)動機的飛輪端，以發(fā)電機模式工作時由所
述的發(fā)動機驅(qū)動，通過ECU控制器控制逆變系統(tǒng)與蓄電池連接；給蓄電池充
電或給所述的行走裝置提供驅(qū)動的電能，以電動機模式工作時由蓄電池經(jīng)由
ECU控制的逆變系統(tǒng)提供能量，輔助發(fā)動機驅(qū)動液壓油泵。
本實用新型所述的行走裝置中的行走電機采用交流感應電機。
本實用新型所述的發(fā)電/電動機為多極永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子式發(fā)電/電動機。
本實用新型與巳有技術相比具有以下優(yōu)點
本實用新型由于采用發(fā)動機、發(fā)電/電動機與液壓油泵之間設有斷開、連 接的離合器結構，使工業(yè)車輛整體的動力裝置布置簡單化、緊湊化；發(fā)動機 的轉(zhuǎn)速由ECU控制器能根據(jù)裝卸載荷大小來控制，當裝卸載荷不大于設定值 時控制發(fā)動機處于最經(jīng)濟的工況下運行，只有當裝卸載荷大于設定值時，發(fā) 動機的轉(zhuǎn)速才提升，與裝卸作業(yè)時所需功率相匹配。當ECU控制器檢測到蓄 電池能量下降到一定水平時，ECU也會控制發(fā)動機升到合適的轉(zhuǎn)速，用提高 發(fā)動機運行的效率來提高能量的轉(zhuǎn)換效率；當ECU控制器檢測到工業(yè)車輛行 走時不作裝卸作業(yè)時，斷開離合器，減小發(fā)動機由于帶動液壓油泵所產(chǎn)生的 能量損失，節(jié)省能源；同時由于其發(fā)動機、發(fā)電/電動機的一體化設置，且發(fā) 電/電動機可以在裝卸載荷的急劇上升時輔助發(fā)動機提供所需動力，使裝卸作 業(yè)變得輕松，并降低了 ECU控制器的復雜程度，并可降低該工業(yè)車輛的制造 成本。
圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。 圖2為本實用新型實施例一A放大圖。
圖3是本實用新型實施例一的混合動力工業(yè)車輛框圖。
圖4是本實用新型實施例二的混合動力工業(yè)車輛框圖。
圖5是本實用新型實施例三的混合動力工業(yè)車輛框圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述
本實用新型主要由發(fā)動機1、發(fā)電/電動機2、液壓油泵3、發(fā)動機電調(diào)
裝置4、儲油箱5、 ECU控制器6、逆變系統(tǒng)7、蓄電池8、壓力傳感器9、液 壓轉(zhuǎn)向閥IO、離合器ll、多路閥12、提升油缸13、叉子14、傾斜油缸15、 加速踏板16、制動踏板17、提升操縱手柄18、傾斜操縱手柄19、行走操縱 手柄20、轉(zhuǎn)向電機21、轉(zhuǎn)向液壓泵22、轉(zhuǎn)向盤23、轉(zhuǎn)向器24、后轉(zhuǎn)向橋25、 轉(zhuǎn)向油缸26、行走電機27、前橋28、行走裝置29、操控裝置30、裝卸裝置 31、動力裝置32、發(fā)電機33、電動轉(zhuǎn)向器34、電動轉(zhuǎn)向橋35及轉(zhuǎn)向電機36 等組成。
實施例一
如圖l、 2、 3所示本實用新型主要由動力裝置32、行走裝置29、操縱 裝置30、裝卸裝置31、以及ECU控制器6等組成。
本實用新型動力裝置32主要由發(fā)動機1、發(fā)電/電動機2、液壓油泵3、 發(fā)電機電調(diào)裝置4、儲油箱5、逆變系統(tǒng)7、蓄電池8、壓力傳感器9、液壓 換向閥10以及齒輪傳動系11或鏈條傳動裝置等組成，采用發(fā)動機電調(diào)裝置 4設置在發(fā)動機1上，發(fā)動機電調(diào)裝置4與ECU控制器6連接，根據(jù)ECU控 制器6的旋轉(zhuǎn)控制信號來驅(qū)動和控制發(fā)動機1的運行工況。所述的發(fā)電/電動 機2與液壓油泵3之間設有斷開或連接的離合器11，用于動力的傳遞，所述 的發(fā)電/電動機2安裝在發(fā)動機l的飛輪端，發(fā)電/電動機2的內(nèi)轉(zhuǎn)子與發(fā)動 機1的旋轉(zhuǎn)體直接連接或用聯(lián)接器連接，發(fā)電/電動機2的外定子安裝在發(fā)動 機1上。發(fā)電/電動機2由ECU控制器6控制可以選擇發(fā)電機或者是電動機之 一的模式來工作，選擇發(fā)電機模式來工作時通過ECU控制器控制的逆變系統(tǒng) 7，給蓄電池充電或給所述的行走裝置提供驅(qū)動的電能，以電動機模式工作時 由蓄電池經(jīng)由ECU控制的逆變系統(tǒng)提供能量，輔助發(fā)動機驅(qū)動液壓油泵。液 壓油泵3的出油口用管路連接裝卸裝置31中的多路閥12，壓力傳感器9、液 壓換向閥10安裝在管路中，壓力傳感器9設在液壓油泵3的出油端或出油管 路上，用于檢測液壓油的壓力；液壓油泵3為裝卸裝置31提供液壓油驅(qū)動裝 卸裝置31進行裝卸作業(yè)。發(fā)電/電動機2連接由ECU控制器6控制的逆變系 統(tǒng)7，逆變系統(tǒng)7將發(fā)電/電動機2的轉(zhuǎn)速、電流、溫度等信號反饋給ECU控 制器6。逆變系統(tǒng)7與用于儲能的蓄電池8連接；逆變系統(tǒng)7向行走裝置29 提供動力。液壓油泵3連接儲油箱5，儲油箱5連接裝卸裝置31。 ECU控制 器6與操控裝置30連接。當ECU控制器6檢測到工業(yè)車輛僅行走裝置32動
作而裝卸裝置31不作裝卸作業(yè)時，斷開離合器ll，減小發(fā)動機l的能源消 耗，達到節(jié)省能源的目的。
上述ECU控制器6根據(jù)工業(yè)車輛裝卸作業(yè)時壓力傳感器9的信號來判斷 負荷大小并控制發(fā)電/電動機2的工作模式，當裝卸作業(yè)負荷不大于設定值 時，指令發(fā)電/電動機2處于發(fā)電機工作模式，當裝卸作業(yè)負荷大于設定值時, 指令發(fā)電/電動機2處于電動機工作模式，由蓄電池8通過逆變系統(tǒng)7向電動 機供電，并控制電動機的功率隨著裝卸作業(yè)負荷的增大而增大，輔助發(fā)動機 同步為液壓油泵3提供驅(qū)動動力。
本實用新型所述的裝卸裝置31主要由多路閥12、提升油缸13、叉子14 以及傾斜油缸15等組成，多路閥12分別用油管連接提升油缸13、傾斜油缸 15，叉子14分別與傾斜油缸15及提升油缸13連接，并跟據(jù)ECU控制器6 的指令作相應的動作以驅(qū)動提升油缸13，或驅(qū)動傾斜油缸15，或同時驅(qū)動提 升油缸13和傾斜油缸15的動作作相應的裝卸作業(yè)，裝卸裝置31由動力裝置 32提供的液壓油來驅(qū)動，最后液壓油由多路閥12回到儲油箱5。
本實用新型所述的操控裝置30主要由加速踏板16、制動踏板17、提升 操縱手柄18、傾斜操縱手柄19以及行走操縱手柄20等組成，加速踏板16、 制動踏板17、提升操縱手柄18、傾斜操縱手柄19以及行走操縱手柄20分別 通過導線與ECU控制器6連接。操作裝置30的主要是給工業(yè)車輛發(fā)相應的作 業(yè)指令，經(jīng)由各功能操縱手柄給ECU控制器6相應的指令，使ECU控制器6 控制動力裝置32、裝卸裝置31以及行走裝置29作相對的作業(yè)。
本實用新型所述的行走裝置29 (包括行走機構和轉(zhuǎn)向機構)主要由轉(zhuǎn)向 電機21、轉(zhuǎn)向油泵22、轉(zhuǎn)向盤23、轉(zhuǎn)向器24、后轉(zhuǎn)向橋25、轉(zhuǎn)向油缸26、 行走電機27、前橋28等組成。采用行走電機27安裝在前橋28上，或與前 橋28制成一體，并與逆變系統(tǒng)7連接，行走電機27采用交流感應電機。轉(zhuǎn) 向油缸26安裝在后轉(zhuǎn)向橋25上，轉(zhuǎn)向油缸26兩端通過油管分別與轉(zhuǎn)向器 24連接，轉(zhuǎn)向盤23設置在轉(zhuǎn)向器24上，轉(zhuǎn)向器24與轉(zhuǎn)向油泵22連接，轉(zhuǎn) 向油泵22與儲油箱5連接，轉(zhuǎn)向油泵22連接轉(zhuǎn)向電機21，轉(zhuǎn)向電機21分 別與逆變系統(tǒng)7及ECU控制器6連接。行走電機27根據(jù)ECU控制器6的指令 驅(qū)動前橋28，使工業(yè)車輛前進或后退，轉(zhuǎn)向盤23的左右旋轉(zhuǎn)給ECU控制器6 發(fā)出指令，再由ECU控制器6控制轉(zhuǎn)向電機21旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)向液壓泵22提供 轉(zhuǎn)向液壓油，經(jīng)由轉(zhuǎn)向器24控制轉(zhuǎn)向油缸26的運動方向來驅(qū)動轉(zhuǎn)向橋25
使工業(yè)車輛作相應的左、右轉(zhuǎn)向或保持直行；行走裝置29由蓄電池8或發(fā)電
/電動機2經(jīng)由逆變系統(tǒng)7提供的動力驅(qū)動，并且行走電機27中設有多余能 量回收裝置，將工業(yè)車輛在停車或下坡時的制動能量回收，經(jīng)由逆變系統(tǒng)7， 將回收能量儲存于蓄電池8中。
本實用新型行走裝置29由蓄電池或發(fā)電機通過逆變系統(tǒng)提供動力，并由 ECU控制器根據(jù)操縱裝置的信號來控制工業(yè)車輛的行走、停止、行走速度以 及行走方向。
本實用新型的工作原理
本實用新型中液壓油泵用于給工業(yè)車輛裝卸裝置的提升油缸及傾斜油缸 提供驅(qū)動液壓油，行走裝置中設有行走電機驅(qū)動車輛行走，設有轉(zhuǎn)向機構使 工業(yè)車輛轉(zhuǎn)向，并使轉(zhuǎn)向機構容易操縱，行走電機中設有能量回收裝置，將 工業(yè)車輛停止或下坡時的制動能量回收，并通過逆變系統(tǒng)將能量儲存于蓄電 池中。當裝卸負不大于設定值時，僅用發(fā)動機給裝卸裝置提供動力，行走裝 置由蓄電池或發(fā)電/電動機以發(fā)電模式提供動力；當裝卸負大于設定值時，發(fā) 動機與發(fā)電/電動機以電動機模式同時為裝卸裝置提供動力，保證裝卸作業(yè)的 輕松完成，此時的行走裝置由蓄電池提供動力。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速由ECU控制器 來控制， 一般處于最經(jīng)濟的工況下運行，但當ECU控制器檢測到蓄龜池的能 量下降到一定值時，ECU控制器會指令發(fā)動機升高到一個設定的合理轉(zhuǎn)速， 帶動發(fā)電機發(fā)電經(jīng)由逆變系統(tǒng)給蓄電池充電；另外在裝卸作業(yè)時發(fā)動機的轉(zhuǎn) 速跟油門踏板有關連，并由ECU控制器檢測裝卸作業(yè)的負荷大小，判定后將 發(fā)電/電動機置于發(fā)電工作模式或電動機工作模式。在離合器斷開狀態(tài)下，一 旦有裝卸作業(yè)，ECU控制器先指令液壓換向閥轉(zhuǎn)向泄壓回路，再指令離合器 連接，避免離合器連接時由于負荷重而引起的打滑，這樣可延長離合器的使 用壽命。
實施例二
圖4所示本實用新型所述實施例二是實施例一的進一步簡化，其中采
用發(fā)電機33而不采用發(fā)電/電動機2，發(fā)電機33由發(fā)動機1驅(qū)動，僅能以 發(fā)電模式工作。發(fā)電機33連接逆變系統(tǒng)7，逆變系統(tǒng)7直接與行走裝置29 中的行走電機27連接。發(fā)電機33經(jīng)由ECU控制器6控制逆變系統(tǒng)7，給叉 車的行走裝置29及蓄電池8提供能量，其工作原理同第一實施例，取消了以 電動機的工作模式，進一步降低ECU控制器6的復雜程度，起到降低成本的
7 作用。其余功能與圖一實施例相同，在此不再敘說。 實施例三
圖5所示本實用新型實施例三行走裝置29中不采用液壓轉(zhuǎn)向機構，而
釆用電動轉(zhuǎn)向機構。行走裝置29主要由轉(zhuǎn)向盤23、電動轉(zhuǎn)向器34、后轉(zhuǎn)向 橋25、電動轉(zhuǎn)向橋35、行走電機27、前橋28及轉(zhuǎn)向電機36等組成；行走 電機27安裝在前橋28上，或與前橋28制成一體，并與逆變系統(tǒng)7連接。電 動轉(zhuǎn)向機構采用電動轉(zhuǎn)向橋35安裝在后轉(zhuǎn)向橋25上，電動轉(zhuǎn)向橋35上設置 轉(zhuǎn)向電機36，轉(zhuǎn)向電機36通過導線與逆變系統(tǒng)7連接，電動轉(zhuǎn)向橋35通過 導線與ECU控制器6連接。轉(zhuǎn)向盤23設置在電動轉(zhuǎn)向器34上，電動轉(zhuǎn)向器 34通過導線與ECU控制器6連接。電動轉(zhuǎn)向機構由蓄電池8或發(fā)電/電動機2 提供動力，當轉(zhuǎn)向盤23發(fā)出轉(zhuǎn)向信號，由電動轉(zhuǎn)向器34將信號傳遞給ECU 控制器6， ECU控制器6處理后向逆變系統(tǒng)7給出信號，驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機36控 制電動轉(zhuǎn)向橋35動作，驅(qū)動后轉(zhuǎn)向橋25，使叉車作轉(zhuǎn)向動作，同時電動轉(zhuǎn) 向橋35也向ECU控制器6反饋信號，告知轉(zhuǎn)向狀態(tài)參數(shù)，其功能與圖一實施 例相同。
權利要求1、一種混合動力工業(yè)車輛，主要包括發(fā)動機(1)、發(fā)電/電動機(2)、液壓油泵(3)、逆變系統(tǒng)(7)、ECU控制器(6)、行走裝置(29)、操控裝置(30)及裝卸裝置(31)；發(fā)電/電動機(2)連接逆變系統(tǒng)(7)以及連接用于儲能的蓄電池(8)；液壓油泵(3)連接裝卸裝置(31)；與上述逆變系統(tǒng)(7)連接的行走裝置(29)；操控上述裝卸裝置(31)及行走裝置(29)的操控裝置(30)與ECU控制器(6)連接，其特征是所述的發(fā)電/電動機(2)與液壓油泵(3)之間設有斷開或連接的離合器(11)，所述的發(fā)電/電動機(2)安裝在發(fā)動機(1)的飛輪端，以發(fā)電機模式工作時由所述的發(fā)動機(1)驅(qū)動，通過ECU控制器(6)控制逆變系統(tǒng)(7)與蓄電池(8)連接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種混合動力工業(yè)車輛，其特征在于所述的行 走裝置(29)中的行走電機(27)采用交流感應電機。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種混合動力工業(yè)車輛，其特征在于所述的 發(fā)電/電動機(2)為多極永磁式發(fā)電/電動機。
專利摘要本實用新型涉及一種混合動力工業(yè)車輛，尤其是一種叉式裝卸作業(yè)用的工業(yè)車輛，屬于裝卸裝置技術領域。其主要包括發(fā)動機、發(fā)電/電動機、液壓油泵、逆變系統(tǒng)、ECU控制器、行走裝置、操控裝置及裝卸裝置。特征是所述的發(fā)電/電動機與液壓油泵之間設有斷開或連接的離合器，用于動力的傳遞，所述的發(fā)電/電動機安裝在發(fā)動機的飛輪端，以發(fā)電機模式工作時由所述的發(fā)動機驅(qū)動，通過ECU控制器連接控制逆變系統(tǒng)。本實用新型能使工業(yè)車輛整體的動力裝置布置簡單化、緊湊化；能用提高發(fā)動機運行的效率來提高能量的轉(zhuǎn)換效率；制造成本低，能解決裝卸作業(yè)反應遲緩問題以及能延長蓄電池使用壽命。
文檔編號B66F9/22GK201009756SQ20072003470
公開日2008年1月23日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權日2007年2月12日
發(fā)明者肖亨琳 申請人:無錫開普動力有限公司