技术领域
[0001] 本
发明涉及一种环卫车动力系统和动力控制方法，属于混合动力技术领域。
背景技术
[0002] 面对日益严重的环境污染和
能源危机，节能环保成为时代的主题，发展绿色环保型
汽车成为主要的发展方向。环卫车辆作为城市汽车重要的组成部分，承担着城市的清洁工作，而传统环卫车辆一般采用柴油作为
燃料，在清洁城市过程对城市空气和环境造成了二次污染。
[0003] 油液混合动力环卫车是以柴油和液压能作为能源的车辆，从事清扫、垃圾转运等工作，具有减少排放、减少污染、降低能源成本等优点。液压驱动相对于电动驱动技术，液压传动技术具有功率
密度大，短时间内完成
能量释放和存储能力强的特点，在负载变化频繁的复杂运行工况下其节能减排的优势发挥的更加明显。但由于液压储能器的
能量密度低，液压动力行驶里程比电动动力车辆低，使得液压动力的推广应用受到影响。
[0004] 一篇
申请号为201310420577.3、
发明名称为“一种环卫车及其动力控制系统、动力控制方法”的中国
专利申请，公开了一种环卫车动力控制系统，其中：
发动机通过变速箱连接传动机构，行走机构通过
主减速器连接变速箱，
电机连接于传动结构与动力源之间，电机
控制器连接于电机和动力
电池中间。该申请虽然能够对垃圾进行有效的收集，但是该申请中，由于对垃圾收集和压缩进行时间上的划分，不能随时进行工作任务的更换；而且该申请中的动力系统结构较为复杂，相应的，控制也会很繁琐。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种环卫车动力系统和动力控制方法，用以解决现有的环卫车动力系统结构较为复杂、且控制繁琐的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明的方案包括一种环卫车动力系统，包括行车动力系统和车载作业装置，所述行车动力系统为燃油液压
混合动力系统，所述行车动力系统包括一个与车载作业装置机械传动连接的
液压马达，液压马达与所述行车动力系统中的液压储能器液压传动连接。
[0007] 所述行车动力系统为
并联混合动力系统。
[0008] 所述行车动力系统还包括发动机、
离合器和
液压泵/马达，所述发动机通过离合器与
液压泵/马达机械传动连接，液压泵/马达用于连接
驱动桥，液压泵/马达与液压储能器液压传动连接。
[0009] 所述液压泵/马达通过变速箱连接前桥或者后桥。
[0010] 本发明的方案还包括一种基于上述环卫车动力系统的环卫车动力控制方法，所述方法至少包括车载作业装置运行的情况：当液压储能器的能量大于车载作业装置所需的能量时，液压储能器为车载作业装置提供能量；当液压储能器的能量小于车载作业装置所需的能量时，发动机为车载作业装置提供能量。
[0011] 当车载作业装置运行、且车辆行驶时：当液压储能器的能量大于第一设定值时，离合器分离，液压储能器驱动车载作业装置，同时驱动行车；当液压储能器的能量小于第一设定值时，离合器结合，发动机为车载作业装置提供驱
动能量。
[0012] 当液压储能器的能量小于第一设定值时：发动机一方面驱动行车，另一方面通过液压泵/马达为驱动车载作业装置提供能量；当车载作业装置需要的能量大于发动机发出的能量时，液压储能器也为液压马达提供能量，发动机和液压储能器同时驱动车载作业装置。
[0013] 所述控制方法还包括车载作业装置不运行、且车辆行驶的情况：当液压储能器的能量大于第二设定值时，液压储能器向液压泵/马达提供能量，驱动行车；当液压储能器的能量小于第二设定值时，离合器结合，发动机驱动行车。
[0014] 当车辆
制动时，液压泵/马达提供制动力矩，将回收的能量存储到液压储能器中。
[0015] 本发明提供的环卫车动力系统较
现有技术相比，结构得到了很大的简化，但是功能上却得到了提升，能够随时进行作业，环卫车动力为燃油液压混合动力，根据所需的能量，相应地改变动力类型，增大了环卫车能量的利用率，节约了能源。
[0016] 本发明提供的环卫车动力控制方法，能够同时实现当环卫车只行驶时和行驶作业同时进行时的能量的提供，不但节约了工作时间，同时也节省了能源。
[0017] 另外，液压储能器具有高比功率、高循环效率、长时间储能以及全充和全放能力强等特点，特别适用于环卫车这种时刻工作在驻停和行驶相结合的环境中的车辆。
[0018] 当液压储能器的能量大于车载作业装置所需的能量时，此时该环卫车为纯液压驱动模式，液压储能器提供作业所需的能量。
[0019] 当液压储能器的能量小于车载作业装置所需的能量时，发动机为车载作业装置提供驱动能量。
[0020] 根据液压储能器的能量的大小，控制环卫车在纯液压驱动模式还是在混合动力模式，满足环卫车工作时的动力需求。
附图说明
[0021] 图1是混合动力环卫车结构示意图；
[0022] 图2是燃油液压混合动力环卫车动力系统实施方式的结构示意图；
[0023] 图3是系统在纯液压驱动模式、作业情况下的能量流动示意图；
[0024] 图4是系统在纯液压驱动模式、作业情况下制动时的能量流动示意图；
[0025] 图5是系统在混合动力模式、作业情况下的能量流动示意图；
[0026] 图6是系统在混合动力模式、作业情况下制动时的能量流动示意图；
[0027] 图7是系统在纯液压驱动模式、不作业情况下的能量流动示意图；
[0028] 图8是系统在纯液压驱动模式、不作业情况下制动时的能量流动示意图；
[0029] 图9是系统在混合动力模式、不作业情况下的能量流动示意图；
[0030] 图10是系统在混合动力模式、不作业情况下制动时的能量流动示意图。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0032] 一种环卫车动力系统，包括行车动力系统和车载作业装置，该行车动力系统为燃油液压混合动力系统，行车动力系统包括一个与车载作业装置机械传动连接的液压马达，液压马达与行车动力系统中的液压储能器液压传动连接。
[0033] 一种基于上述环卫车动力系统的环卫车动力控制方法，至少包括车载作业装置运行的情况：当液压储能器的能量大于车载作业装置所需的能量时，液压储能器为车载作业装置提供能量；当液压储能器的能量小于车载作业装置所需的能量时，发动机为车载作业装置提供能量。
[0034] 基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。
[0035] 如图1所示，为一种混合动力环卫车外在结构示意图，其中，包括：
驾驶室1、液压储能器2、后桥3、
传动轴4、变速箱5、液压泵/马达6、离合器7、前桥8、发动机9。
[0036] 液压储能器是一种以液压能的方式来存储能量的储能装置。液压储能器具有高比功率、高循环效率、长时间储能以及全充和全放能力强等特点。当液压储能器提供能量时，为系统提供高压液压油，在高压液压油的作用下，液压泵/马达工作在马达工况，通过
变速器和后桥驱动
车轮；当液压储能器回收能量时，液压泵/马达回馈的能量以高压液压油的形式存储在液压储能器中，此时液压泵/马达工作于泵工况。
[0037] 该环卫车动力系统为燃油液压混合动力，包括行车动力系统和车载作业装置，该动力系统是并联混合动力系统，也可以是其他形式的混合动力系统(比如说：
串联或者串并联)。
[0038] 如图2所示，该动力系统以并联混合动力系统为例。该行车动力系统包括发动机、离合器、液压泵/马达、变速箱、后桥、液压储能器和液压马达，发动机通过离合器与液压泵/马达机械传动连接，液压泵/马达通过变速箱连接后桥或者前桥，液压泵/马达与液压储能器液压传动连接，液压马达与液压储能器液压传动连接，液压马达机械传动连接车载作业装置。
[0039] 针对上述燃油液压混合动力环卫车动力系统，本发明提供一种动力控制方法，但是该方法也不限于上述燃油液压混合动力环卫车动力系统，该方法至少包括车载作业装置运行的情况，总结来说，当液压储能器的能量大于车载作业装置所需的能量时，液压储能器为车载作业装置提供能量；当液压储能器的能量小于车载作业装置所需的能量时，发动机为车载作业装置提供能量。
[0040] 具体说，当车辆行驶和车载作业装置同时运行时：
[0041] 如图3所示，当液压储能器能量充足时，发动机不启动，此时该动力系统为纯液压驱动模式，液压储能器一方面向底盘液压泵/马达提供高压液压油，经过传动轴驱动车辆行驶；另一方面液压储能器向液压马达提供高压液压油，按照车载作业装置负载需求提供相应驱动转矩，满足车载作业装置工作要求。驱动车辆行驶过程中，控制系统会实时根据驾驶员的操作计算整车功率需求，调整液压储能器的输出功率、底盘液压泵/马达的转速、转矩等。如图4所示，当车辆制动时，利用整车
再生制动能量回收技术，控制底盘液压泵/马达提供合适的制动力矩，将制动过程中的能量存储到液压储能器中。
[0042] 如图5所示，当液压储能器能量降低时，也即不满足系统需求的能量时，发动机启动，离合器结合，此时该动力系统为混合动力模式，发动机驱动车辆行驶，为了使发动机燃油经济性更好，工作效率更高，控制系统通过液压泵/马达给发动机提供相应的
扭矩，从而提升发动机负荷率，使得发动机稳定工作在高效区，此时发动机富裕的能量驱动底盘液压泵/马达，此时液压泵/马达为液压泵工况，将低压液压油升压为高压液压油，提供给液压马达带动车载作业装置进行作业，满足工作需要。如果车载作业装置需要大功率作业时，也即车载作业装置需要的能量大于发动机发出的能量时，液压储能器同时释放高压液压油，为液压马达提供能量，即发动机和液压储能器同时驱动车载作业装置。如图6所示，当车辆制动时，底盘液压泵/马达提供制动力矩，回收制动能量，存储到液压储能器中。
[0043] 另外，当在液压泵/马达和车轮之间再设置一个离合器时，该离合器分离时能够实现该环卫车静止，在这种情况下：当液压储能器能量充足时，发动机不启动，液压储能器为车载作业装置提供能量；当液压储能器能量不足时，发动机启动，发动机为车载作业装置提供能量。
[0044] 该控制方法还包括当车辆行驶和车载作业装置不运行时：
[0045] 如图7所示，当液压储能器能量充足时，即液压储能器中的高压液压油充足时，发动机不启动，此时该动力系统为纯液压驱动模式，液压储能器释放高压液压油，为底盘液压泵/马达提供能量，此时液压泵/马达以液压马达的形式工作，通过传动轴
直接驱动车辆行驶，根据驾驶员的操作和实际工况计算出整车功率需求，实时调整液压泵/马达的转速和扭矩，整车转场过程实现低噪声、零排放驱动行驶；如图8所示，当车辆制动时，由液压泵/马达提供制动力，此时液压泵/马达以液压泵的形式工作，根据工况和驾驶员需求控制液压泵/马达提供制动力矩，将低压液压油升压存储到液压储能器中，从而将车辆的动能转换为液压
势能，实现回收制动能量。
[0046] 如图9所示，当液压储能器能量不足时，即液压储能器中的高压液压油不足时，发动机启动，离合器结合，发动机参与驱动行车，此时该系统为混合动力模式，利用系统的驾驶员识别功能，根据驾驶员的操作实时调整发动机和底盘液压泵/马达的转速和转矩。根据实际工况控制底盘液压泵/马达的工作模式，是处于液压马达、待机还是液压泵等模式。发动机工作过程中，控制发动机稳定工作在高效区，从而提高发动机的工作效率和燃油经济性。如图10所示，制动时，底盘液压泵/马达提供合适的制动力矩，保证安全的情况下，尽可能回收制动能量，储存到液压储能器中。
[0047] 该系统可以利用液压储能器的释放液压油和存储液压油的特性，以满足车辆行驶或车载作业时的动力需求。车辆起步时，车速比较低，如果液压储能器中的高压液压油充足，可由底盘液压泵/马达驱动整车纯液压驱动行驶，避免了传统环卫车辆起步时噪音大，高排放的弊端；当液压储能器中的高压液压油不足时，离合器结合，发动机也驱动车载作业装置。根据液压储能器的高压液压油的多少，也即液压储能器中的能量的充足与否，控制环卫车在纯液压驱动模式还是在混合动力模式，满足环卫车工作时的动力需求。为了提高发动机的工作效率，提高燃油经济性，在发动机工作过程中，可以通过液压泵/马达给发动机提供相应的扭矩，从而提升发动机负荷率，使得发动机稳定工作在高效区。车辆制动时，利用再生制动能量回收技术，将制动过程中的能量存储到液压储能器中。
[0048] 以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种
变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、
修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
