一種電噴前驅插電式智能混合動力車及其控制方法

2023-06-10 17:08:56 4

一種電噴前驅插電式智能混合動力車及其控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種電噴前驅插電式智能混合動力車及其控制方法，車身系的前艙內設置有永磁電機、變速箱和電噴發動機，永磁電機和電噴發動機分別與變速箱的動力輸入接口聯接；其中，永磁電機與變速箱二者集成設置為一體化結構，再外接電噴發動機；變速箱上設置兩組動力輸出接口，分別與兩組球籠傳動軸的內球籠軸聯接，球籠傳動軸的外球籠軸通過花鍵螺母與前驅動輪組裝在一起實現傳動連接；車身系的駕駛艙前端設置總控制器，總控制器的信號輸入端設置若干組傳感器，總控制器的信號輸出端分別連接電機控制器和發動機控制器，並分別對永磁電機和電噴發動機進行通信控制；所述總控制器上還設置有用於人機互動的觸控螢幕式模式面板。本發明的電噴前驅插電式智能混合動力車具有綠色環保高效節能、續行裡程長的特點。
【專利說明】—種電噴前驅插電式智能混合動力車及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混合動力車【技術領域】，尤其涉及一種插電式、前驅動、智能化混合動力四輪車。
【背景技術】
[0002]目前，交通代步車的選擇上存在三種方式:一種選擇是燃油四輪車，優點是續駛裡程長，但廢氣汙染環境，油價高漲運行費用高；第二種是電動四輪車，優點是綠色環保、高效節能並且運行費用低，缺點是行駛裡程短；第三種是油電混合動力四輪車，既兼有燃油車的續航裡程長，可發電給電池供電的優點，又能達到純電模式運行成本低，零排放的目的，但是該類汽車的設計、使用還很不規範，造成市場上生產、使用情況都十分混亂。

【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的種種不足，提供一種電噴前驅插電式智能混合動力車，並配合設計其控制方法，獲取一種綠色環保高效節能、續行裡程長的插電式、智能化混合動力四輪車。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案如下。
[0005]—種電噴前驅插電式智能混合動力車,結構中包括由前懸掛系、車身系、後懸掛系、前後行駛系組成的車體，所述車身系的前艙內設置有永磁電機、變速箱和電噴發動機，變速箱上設置兩組動力輸入接口，永磁電機和電噴發動機分別與變速箱的動力輸入接口聯接；其中，永磁電機與變速箱二者集成設置為一體化結構，再外接電噴發動機；變速箱上設置兩組動力輸出接口，分別與兩組球籠傳動軸的內球籠軸聯接，球籠傳動軸的外球籠軸通過花鍵螺母與前驅動輪組裝在一起實現傳動連接；所述車身系的後艙內設置動力電池組用於向所述永磁電機提供能源，車身系的後艙內還設置油箱用於向所述電噴發動機提供能源；所述車身系的駕駛艙前端設置總控制器，總控制器的信號輸入端設置若干組傳感器，總控制器的信號輸出端分別連接電機控制器和發動機控制器，並分別對永磁電機和電噴發動機進行通信控制；所述總控制器上還設置有用於人機互動的觸控螢幕式模式面板。
[0006]作為本發明的一種優選技術方案，所述發動機控制器通過伺服電機調節節氣門開度來控制進入缸體內的混合燃油空氣流量，從而控制電噴發動機的運行；或者通過電腦板通信控制電噴發動機的運行。
[0007]作為本發明的一種優選技術方案，所述傳感器包括設置在永磁電機、電噴發動機、動力電池組及前後行駛系上用以採集車輛運行參數的傳感器。
[0008]作為本發明的一種優選技術方案，所述電噴發動機上聯動設置發電機，此發電機通過智能充電器與所述動力電池組電學連接；此發電機同時與所述總控制器通信連接。
[0009]作為本發明的一種優選技術方案，所述智能充電器設置在所述車身系的後艙內；智能充電器上還設置有外接電源線，通過外接民用電源實現車輛充電作業。
[0010]上述電噴前驅插電式智能混合動力車的控制方法，所述總控制器上設置「純電行駛模式」和「智能混合行駛模式」兩種運行操縱模式，駕駛人通過總控制器的模式面板進行手動操縱；
[0011]A、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板進入純電行駛模式，總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機停止運行，整車以0-40Km/H的時速行駛；
[0012]B、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板進入智能混合行駛模式，此時:
[0013]B-1、總控制器收集前後行駛系及動力電池組上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於0_40Km/H之間時且動力電池組的電量大於30-40%時,總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機停止運行，車輛仍然以純電力模式行駛；當動力電池組上的傳感器向總控制器發出電量小於30-40%的信號時，總控制器通過電機控制器關閉永磁電機，並通過發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以純燃油模式行駛；
[0014]B-2、總控制器收集前後行駛系及動力電池組上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於40_80Km/H之間且動力電池組電量未充滿時,總控制器通過電機控制器關閉永磁電機，並通過發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以純燃油模式行駛；與此同時，總控制器通信控制開啟與所述電噴發動機聯動設置的發電機，發電機通過智能充電器對動力電池組進行過程充電；當動力電池組上的傳感器向總控制器發出電量已滿信號時，總控制器通信控制關閉發電機，終止過程充電；
[0015]B-3、總控制器收集前後行駛系上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續大於80Km/H時，總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，並通過發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以電能、燃油混合模式行駛；與此同時，總控制器通信控制關閉發電機禁止過程充電。
[0016]作為本發明的一種優選技術方案，步驟B-1中，所述「車輛的行駛速度持續位於0-40Km/H之間」，指車輛的行駛速度位於0-40Km/H之間超過5_10s，優選為6s。
[0017]作為本發明的一種優選技術方案，步驟B-2中，所述「車輛的行駛速度持續位於40-80Km/H之間」，指車輛的行駛速度位於40_80Km/H之間超過5_10s，優選為8s。
[0018]作為本發明的一種優選技術方案，步驟B-3中，所述「車輛的行駛速度持續大於80Km/H時」，指車輛的行駛速度大於80Km/H超過5_10s，優選為10s。
[0019]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:
[0020]1、本發明的變速箱上設置兩組動力輸入接口，分別與永磁電機和電噴發動機聯接，變速箱上同時設置兩組動力輸出接口，分別與兩組球籠傳動軸聯接，由此形成一個獨特的「兩進兩出」動力結構系統，為本發明的車輛實現混合動力行駛、尤其是智能化行駛奠定了基礎。與此同時，本發明進一步將變速箱與永磁電機聯動設計為一體化的結構，這對於本發明車輛的運行穩定性起著十分重要的結構，這是因為，上述「兩進兩出」結構決定了車輛的動力系統相對穩定性較差，將「兩進」中的「一進」與變速箱集成設計，整個動力系統即衍變為「一進」式結構，大大提高了其運行的穩定性。目前該型車輛已通過廠內模擬行駛試驗及上路行駛雙方面驗證，實現萬公裡裡程無障礙駕駛，在操作簡易、節油省錢的同時穩定性也十分有保障，與同類產品相比具有極強的技術優勢。
[0021]2、本發明具有智能化的運行操縱體驗，完美的滿足了駕駛人「操縱簡易、節油省錢、續航裡程長、穩定性好」等多種要求。總控制器上設置「純電行駛模式」和「智能混合行駛模式」兩種運行操縱模式，駕駛人通過總控制器的模式面板進行手動操縱；第一、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板進入純電行駛模式，總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，同時通過電噴發動機控制器通信控制電噴發動機停止運行，整車以0-40Km/H的時速行駛；第二、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板進入智能混合行駛模式，此時:①、總控制器收集前後行駛系及動力電池組上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於0-40Km/H之間時且動力電池組的電量大於30-40%時，總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，同時通過電噴發動機控制器通信控制電噴發動機停止運行，車輛仍然以純電力模式行駛；當動力電池組上的傳感器向總控制器發出電量小於30-40%的信號時,總控制器通過電機控制器關閉永磁電機,並通過電噴發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以純燃油模式行駛、總控制器收集前後行駛系及動力電池組上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於40-80Km/H之間且動力電池組電量未充滿時，總控制器通過電機控制器關閉永磁電機，並通過電噴發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以純燃油模式行駛；與此同時，總控制器通信控制開啟與電噴發動機聯動設置的發電機，發電機通過智能充電器對動力電池組進行過程充電；當動力電池組上的傳感器向總控制器發出電量已滿信號時，總控制器通信控制關閉發電機，終止過程充電、總控制器收集前後行駛系上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續大於80Km/H時,總控制器通過電機控制器開啟永磁電機，並通過電噴發動機控制器啟動電噴發動機，車輛以電能、燃油混合模式行駛；與此同時，總控制器通信控制關閉發電機禁止過程充電。
[0022]3、根據本發明車輛的控制方法可見，本發明的智能性還表現在:即使駕駛人手動操縱模式面板使車輛進入混合動力模式，只要車輛行駛速度較低，同時電能動力充足，那麼車輛會自動修正駕駛人的錯誤決策，確保車輛處在純電力行駛模式，最大程度的實現駕駛人「節油省錢」的需求，同時也最大程度的減少了能耗和汙染物的排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明一個【具體實施方式】的外觀結構示意圖。
[0024]圖2是本發明一個【具體實施方式】的結構俯視示意圖。
[0025]圖3是本發明動力及傳動系統的結構示意圖。
[0026]圖中:1、前艙；2、駕駛艙；3、後艙；4、後驅動輪；5、永磁電機；6、變速箱；7、電噴發動機；8、球籠傳動軸；9、前驅動輪；10、動力電池組；11、油箱；12、智能充電器；13、總控制器；14、模式面板；15、發電機；16、外接電源線。
【具體實施方式】
[0027]參看附圖，本發明一個具體實施例的結構中包括由前懸掛系、車身系、後懸掛系、前後行駛系組成的車體，車身系的前艙I內設置有永磁電機5、變速箱6和電噴發動機7，變速箱6上設置兩組動力輸入接口，永磁電機5和電噴發動機7分別與變速箱6的動力輸入接口聯接；其中，永磁電機5與變速箱6 二者集成設置為一體化結構，再外接電噴發動機7 ;變速箱6上設置兩組動力輸出接口，分別與兩組球籠傳動軸8的內球籠軸聯接，球籠傳動軸8的外球籠軸通過花鍵螺母與前驅動輪9組裝在一起實現傳動連接；車身系的後艙3內設置動力電池組10用於向永磁電機5提供能源，車身系的後艙3內還設置油箱11用於向電噴發動機7提供能源；車身系的駕駛艙2前端設置總控制器13，總控制器13上設置有用於人機互動的觸控螢幕式模式面板14，總控制器13的信號輸入端設置若干組傳感器，此傳感器包括設置在永磁電機5、電噴發動機7、動力電池組10及前後行駛系上用以採集車輛運行參數的傳感器；總控制器13的信號輸出端分別連接電機控制器和發動機控制器，並分別對永磁電機5和電噴發動機7進行通信控制，其中，發動機控制器通過伺服電機調節化油器的節氣門開度控制電噴發動機7的運行，或者通過電腦板通信控制電噴發動機7的運行；電噴發動機7上還聯動設置發電機15，此發電機15與總控制器13通信連接，發電機15還通過智能充電器12與動力電池組10電學連接；智能充電器12設置在車身系的後艙3內，智能充電器12上還設置有外接電源線16，通過外接民用電源實現車輛充電作業。另外，還可以在駕駛艙2內設置檔位機構，此檔位機構可用於控制車輛的行駛方向。
[0028]參看附圖，本發明的控制方法是:總控制器13上設置「純電行駛模式」和「智能混合行駛模式」兩種運行操縱模式，駕駛人通過總控制器13的模式面板14進行手動操縱；
[0029]A、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板14進入純電行駛模式，總控制器13通過電機控制器開啟永磁電機5，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機7停止運行，整車以0-40Km/H的時速行駛；
[0030]B、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板14進入智能混合行駛模式,此時:
[0031]B-1、總控制器13收集前後行駛系及動力電池組10上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於0-40Km/H之間超過6s且動力電池組10的電量大於40%時，總控制器13通過電機控制器開啟永磁電機5，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機7停止運行，車輛仍然以純電力模式行駛；當動力電池組10上的傳感器向總控制器13發出電量小於40%的信號時，總控制器13通過電機控制器關閉永磁電機5,並通過發動機控制器啟動電噴發動機7，車輛以純燃油模式行駛；
[0032]B-2、總控制器13收集前後行駛系及動力電池組10上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於40-80Km/H之間超過8s且動力電池組10電量未充滿時，總控制器13通過電機控制器關閉永磁電機5,並通過發動機控制器啟動電噴發動機7,車輛以純燃油模式行駛；與此同時，總控制器13通信控制開啟與電噴發動機7聯動設置的發電機15,發電機15通過智能充電器12對動力電池組10進行過程充電；當動力電池組10上的傳感器向總控制器13發出電量已滿信號時，總控制器13通信控制關閉發電機15，終止過程充電；
[0033]B-3、總控制器13收集前後行駛系上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續大於80Km/H超過IOs時，總控制器13通過電機控制器開啟永磁電機5，並通過發動機控制器啟動電噴發動機7，車輛以電能、燃油混合模式行駛；與此同時，總控制器13通信控制關閉發電機15禁止過程充電。
[0034]上述描述僅作為本發明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。
【權利要求】
1.一種電噴前驅插電式智能混合動力車,結構中包括由前懸掛系、車身系、後懸掛系、前後行駛系組成的車體，其特徵在於:所述車身系的前艙(I)內設置有永磁電機(5)、變速箱(6)和電噴發動機(7)，變速箱(6)上設置兩組動力輸入接口，永磁電機(5)和電噴發動機(7)分別與變速箱(6)的動力輸入接口聯接；其中，永磁電機(5)與變速箱(6) 二者集成設置為一體化結構，再外接電噴發動機(7);變速箱(6)上設置兩組動力輸出接口，分別與兩組球籠傳動軸(8)的內球籠軸聯接，球籠傳動軸(8)的外球籠軸通過花鍵螺母與前驅動輪(9)組裝在一起實現傳動連接；所述車身系的後艙(3)內設置動力電池組(10)用於向所述永磁電機(5)提供能源，車身系的後艙(3)內還設置油箱(11)用於向所述電噴發動機(7)提供能源；所述車身系的駕駛艙(2)前端設置總控制器(13)，總控制器(13)的信號輸入端設置若干組傳感器，總控制器(13)的信號輸出端分別連接電機控制器和發動機控制器，並分別對永磁電機(5)和電噴發動機(7)進行通信控制；所述總控制器(13)上還設置有用於人機互動的觸控螢幕式模式面板(14)。
2.根據權利要求1所述的電噴前驅插電式智能混合動力車，其特徵在於:所述發動機控制器通過伺服電機調節節氣門開度來控制進入缸體內的混合燃油空氣流量，從而控制電噴發動機(7)的運行。
3.根據權利要求1所述的電噴前驅插電式智能混合動力車，其特徵在於:所述傳感器包括設置在永磁電機(5)、電噴發動機(7)、動力電池組(10)及前後行駛系上用以採集車輛運行參數的傳感器。
4.根據權利要求1或2或3所述的電噴前驅插電式智能混合動力車，其特徵在於:所述電噴發動機(7)上聯動設置發電機(15)，此發電機(15)通過智能充電器(12)與所述動力電池組(10)電學連接 ；此發電機(15)同時與所述總控制器(13)通信連接。
5.根據權利要求4所述的電噴前驅插電式智能混合動力車，其特徵在於:所述智能充電器(12)設置在所述車身系的後艙(3)內；智能充電器(12)上還設置有外接電源線(16)，通過外接民用電源實現車輛充電作業。
6.權利要求1所述電噴前驅插電式智能混合動力車的控制方法，其特徵在於:所述總控制器(13)上設置「純電行駛模式」和「智能混合行駛模式」兩種運行操縱模式，駕駛人通過總控制器(13)的模式面板(14)進行手動操縱； A、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板(14)進入純電行駛模式，總控制器(13)通過電機控制器開啟永磁電機(5)，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機(7)停止運行，整車以0-40Km/H的時速行駛； B、駕駛人根據車輛的電能狀況和行駛速度要求操縱模式面板(14)進入智能混合行駛模式，此時: B-1、總控制器(13)收集前後行駛系及動力電池組(10)上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於0-40Km/H之間時且動力電池組(10)的電量大於30-40%時，總控制器(13)通過電機控制器開啟永磁電機(5)，同時通過發動機控制器通信控制電噴發動機(7)停止運行，車輛仍然以純電力模式行駛；當動力電池組(10)上的傳感器向總控制器(13)發出電量小於30-40%的信號時,總控制器(13)通過電機控制器關閉永磁電機(5),並通過發動機控制器啟動電噴發動機(7)，車輛以純燃油模式行駛； B-2、總控制器(13)收 集前後行駛系及動力電池組(10)上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續位於40-80Km/H之間且動力電池組(10)電量未充滿時，總控制器(13)通過電機控制器關閉永磁電機(5)，並通過發動機控制器啟動電噴發動機(7)，車輛以純燃油模式行駛；與此同時，總控制器(13)通信控制開啟與所述電噴發動機(7)聯動設置的發電機(15)，發電機(15)通過智能充電器(12)對動力電池組(10)進行過程充電；當動力電池組(10)上的傳感器向總控制器(13)發出電量已滿信號時，總控制器(13)通信控制關閉發電機(15)，終止過程充電； B-3、總控制器(13)收集前後行駛系上的傳感信號，當車輛的行駛速度持續大於SOKm/H時，總控制器(13)通過電機控制器開啟永磁電機(5)，並通過發動機控制器啟動電噴發動機(7)，車輛以電能、燃油混合模式行駛；與此同時，總控制器(13)通信控制關閉發電機(15)禁止過程充電。
7.根據權利要求6所述的電噴前驅插電式智能混合動力車的控制方法，其特徵在於:步驟B-1中，所述「車輛的行駛速度持續位於0-40Km/H之間」，指車輛的行駛速度位於.0-40Km/H 之間超過 5-10s。
8.根據權利要求6所述的電噴前驅插電式智能混合動力車的控制方法，其特徵在於:步驟B-2中，所述「車輛的行駛速度持續位於40-80Km/H之間」，指車輛的行駛速度位於.40-80Km/H 之間超過 5_10s。
9.根據權利要求6所述的電噴前驅插電式智能混合動力車的控制方法，其特徵在於:步驟B-3中，所述「車輛的行駛速度持續大於80Km/H時」，指車輛的行駛速度大於80Km/H超過 5-10s。
【文檔編號】B60W30/182GK103921664SQ201410181653
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】紀遠令, 張磊, 張立平 申請人:河北御捷車業有限公司