CN103921664A - 一种电喷前驱插电式智能混合动力车及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电喷前驱插电式智能混合动力车及其控制方法，车身系的前舱内设置有永磁电机、变速箱和电喷发动机，永磁电机和电喷发动机分别与变速箱的动力输入接口联接；其中，永磁电机与变速箱二者集成设置为一体化结构，再外接电喷发动机；变速箱上设置两组动力输出接口，分别与两组球笼传动轴的内球笼轴联接，球笼传动轴的外球笼轴通过花键螺母与前驱动轮组装在一起实现传动连接；车身系的驾驶舱前端设置总控制器，总控制器的信号输入端设置若干组传感器，总控制器的信号输出端分别连接电机控制器和发动机控制器，并分别对永磁电机和电喷发动机进行通信控制；所述总控制器上还设置有用于人机交互的触摸屏式模式面板。本发明的电喷前驱插电式智能混合动力车具有绿色环保高效节能、续行里程长的特点。

Description

一种电喷前驱插电式智能混合动力车及其控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力车技术领域，尤其涉及一种插电式、前驱动、智能化混合动力四轮车。

背景技术

目前,交通代步车的选择上存在三种方式：一种选择是燃油四轮车，优点是续驶里程长，但废气污染环境，油价高涨运行费用高；第二种是电动四轮车，优点是绿色环保、高效节能并且运行费用低，缺点是行驶里程短；第三种是油电混合动力四轮车，既兼有燃油车的续航里程长，可发电给电池供电的优点，又能达到纯电模式运行成本低，零排放的目的，但是该类汽车的设计、使用还很不规范，造成市场上生产、使用情况都十分混乱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的种种不足，提供一种电喷前驱插电式智能混合动力车，并配合设计其控制方法，获取一种绿色环保高效节能、续行里程长的插电式、智能化混合动力四轮车。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种电喷前驱插电式智能混合动力车，结构中包括由前悬挂系、车身系、后悬挂系、前后行驶系组成的车体，所述车身系的前舱内设置有永磁电机、变速箱和电喷发动机，变速箱上设置两组动力输入接口，永磁电机和电喷发动机分别与变速箱的动力输入接口联接；其中，永磁电机与变速箱二者集成设置为一体化结构，再外接电喷发动机；变速箱上设置两组动力输出接口，分别与两组球笼传动轴的内球笼轴联接，球笼传动轴的外球笼轴通过花键螺母与前驱动轮组装在一起实现传动连接；所述车身系的后舱内设置动力电池组用于向所述永磁电机提供能源，车身系的后舱内还设置油箱用于向所述电喷发动机提供能源；所述车身系的驾驶舱前端设置总控制器，总控制器的信号输入端设置若干组传感器，总控制器的信号输出端分别连接电机控制器和发动机控制器，并分别对永磁电机和电喷发动机进行通信控制；所述总控制器上还设置有用于人机交互的触摸屏式模式面板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述发动机控制器通过伺服电机调节节气门开度来控制进入缸体内的混合燃油空气流量，从而控制电喷发动机的运行；或者通过电脑板通信控制电喷发动机的运行。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传感器包括设置在永磁电机、电喷发动机、动力电池组及前后行驶系上用以采集车辆运行参数的传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电喷发动机上联动设置发电机，此发电机通过智能充电器与所述动力电池组电学连接；此发电机同时与所述总控制器通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述智能充电器设置在所述车身系的后舱内；智能充电器上还设置有外接电源线，通过外接民用电源实现车辆充电作业。

上述电喷前驱插电式智能混合动力车的控制方法，所述总控制器上设置“纯电行驶模式”和“智能混合行驶模式”两种运行操纵模式，驾驶人通过总控制器的模式面板进行手动操纵；

A、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板进入纯电行驶模式，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机停止运行，整车以0-40Km/H的时速行驶；

B、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板进入智能混合行驶模式，此时：

B-1、总控制器收集前后行驶系及动力电池组上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间时且动力电池组的电量大于30-40％时，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机停止运行，车辆仍然以纯电力模式行驶；当动力电池组上的传感器向总控制器发出电量小于30-40％的信号时，总控制器通过电机控制器关闭永磁电机，并通过发动机控制器启动电喷发动机，车辆以纯燃油模式行驶；

B-2、总控制器收集前后行驶系及动力电池组上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间且动力电池组电量未充满时，总控制器通过电机控制器关闭永磁电机，并通过发动机控制器启动电喷发动机，车辆以纯燃油模式行驶；与此同时，总控制器通信控制开启与所述电喷发动机联动设置的发电机，发电机通过智能充电器对动力电池组进行过程充电；当动力电池组上的传感器向总控制器发出电量已满信号时，总控制器通信控制关闭发电机，终止过程充电；

B-3、总控制器收集前后行驶系上的传感信号，当车辆的行驶速度持续大于80Km/H时，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，并通过发动机控制器启动电喷发动机，车辆以电能、燃油混合模式行驶；与此同时，总控制器通信控制关闭发电机禁止过程充电。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤B-1中，所述“车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间”，指车辆的行驶速度位于0-40Km/H之间超过5-10s，优选为6s。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤B-2中，所述“车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间”，指车辆的行驶速度位于40-80Km/H之间超过5-10s，优选为8s。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤B-3中，所述“车辆的行驶速度持续大于80Km/H时”，指车辆的行驶速度大于80Km/H超过5-10s，优选为10s。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明的变速箱上设置两组动力输入接口，分别与永磁电机和电喷发动机联接，变速箱上同时设置两组动力输出接口，分别与两组球笼传动轴联接，由此形成一个独特的“两进两出”动力结构系统，为本发明的车辆实现混合动力行驶、尤其是智能化行驶奠定了基础。与此同时，本发明进一步将变速箱与永磁电机联动设计为一体化的结构，这对于本发明车辆的运行稳定性起着十分重要的结构，这是因为，上述“两进两出”结构决定了车辆的动力系统相对稳定性较差，将“两进”中的“一进”与变速箱集成设计，整个动力系统即衍变为“一进”式结构，大大提高了其运行的稳定性。目前该型车辆已通过厂内模拟行驶试验及上路行驶双方面验证，实现万公里里程无障碍驾驶，在操作简易、节油省钱的同时稳定性也十分有保障，与同类产品相比具有极强的技术优势。

2、本发明具有智能化的运行操纵体验，完美的满足了驾驶人“操纵简易、节油省钱、续航里程长、稳定性好”等多种要求。总控制器上设置“纯电行驶模式”和“智能混合行驶模式”两种运行操纵模式，驾驶人通过总控制器的模式面板进行手动操纵；第一、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板进入纯电行驶模式，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，同时通过电喷发动机控制器通信控制电喷发动机停止运行，整车以0-40Km/H的时速行驶；第二、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板进入智能混合行驶模式，此时：①、总控制器收集前后行驶系及动力电池组上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间时且动力电池组的电量大于30-40％时，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，同时通过电喷发动机控制器通信控制电喷发动机停止运行，车辆仍然以纯电力模式行驶；当动力电池组上的传感器向总控制器发出电量小于30-40％的信号时，总控制器通过电机控制器关闭永磁电机，并通过电喷发动机控制器启动电喷发动机，车辆以纯燃油模式行驶；②、总控制器收集前后行驶系及动力电池组上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间且动力电池组电量未充满时，总控制器通过电机控制器关闭永磁电机，并通过电喷发动机控制器启动电喷发动机，车辆以纯燃油模式行驶；与此同时，总控制器通信控制开启与电喷发动机联动设置的发电机，发电机通过智能充电器对动力电池组进行过程充电；当动力电池组上的传感器向总控制器发出电量已满信号时，总控制器通信控制关闭发电机，终止过程充电；③、总控制器收集前后行驶系上的传感信号，当车辆的行驶速度持续大于80Km/H时，总控制器通过电机控制器开启永磁电机，并通过电喷发动机控制器启动电喷发动机，车辆以电能、燃油混合模式行驶；与此同时，总控制器通信控制关闭发电机禁止过程充电。

3、根据本发明车辆的控制方法可见，本发明的智能性还表现在：即使驾驶人手动操纵模式面板使车辆进入混合动力模式，只要车辆行驶速度较低，同时电能动力充足，那么车辆会自动修正驾驶人的错误决策，确保车辆处在纯电力行驶模式，最大程度的实现驾驶人“节油省钱”的需求，同时也最大程度的减少了能耗和污染物的排放。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的外观结构示意图。

图2是本发明一个具体实施方式的结构俯视示意图。

图3是本发明动力及传动系统的结构示意图。

图中：1、前舱；2、驾驶舱；3、后舱；4、后驱动轮；5、永磁电机；6、变速箱；7、电喷发动机；8、球笼传动轴；9、前驱动轮；10、动力电池组；11、油箱；12、智能充电器；13、总控制器；14、模式面板；15、发电机；16、外接电源线。

具体实施方式

参看附图，本发明一个具体实施例的结构中包括由前悬挂系、车身系、后悬挂系、前后行驶系组成的车体，车身系的前舱1内设置有永磁电机5、变速箱6和电喷发动机7，变速箱6上设置两组动力输入接口，永磁电机5和电喷发动机7分别与变速箱6的动力输入接口联接；其中，永磁电机5与变速箱6二者集成设置为一体化结构，再外接电喷发动机7；变速箱6上设置两组动力输出接口，分别与两组球笼传动轴8的内球笼轴联接，球笼传动轴8的外球笼轴通过花键螺母与前驱动轮9组装在一起实现传动连接；车身系的后舱3内设置动力电池组10用于向永磁电机5提供能源，车身系的后舱3内还设置油箱11用于向电喷发动机7提供能源；车身系的驾驶舱2前端设置总控制器13，总控制器13上设置有用于人机交互的触摸屏式模式面板14，总控制器13的信号输入端设置若干组传感器，此传感器包括设置在永磁电机5、电喷发动机7、动力电池组10及前后行驶系上用以采集车辆运行参数的传感器；总控制器13的信号输出端分别连接电机控制器和发动机控制器，并分别对永磁电机5和电喷发动机7进行通信控制，其中，发动机控制器通过伺服电机调节化油器的节气门开度控制电喷发动机7的运行，或者通过电脑板通信控制电喷发动机7的运行；电喷发动机7上还联动设置发电机15，此发电机15与总控制器13通信连接，发电机15还通过智能充电器12与动力电池组10电学连接；智能充电器12设置在车身系的后舱3内，智能充电器12上还设置有外接电源线16，通过外接民用电源实现车辆充电作业。另外，还可以在驾驶舱2内设置档位机构，此档位机构可用于控制车辆的行驶方向。

参看附图，本发明的控制方法是：总控制器13上设置“纯电行驶模式”和“智能混合行驶模式”两种运行操纵模式，驾驶人通过总控制器13的模式面板14进行手动操纵；

A、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板14进入纯电行驶模式，总控制器13通过电机控制器开启永磁电机5，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机7停止运行，整车以0-40Km/H的时速行驶；

B、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板14进入智能混合行驶模式，此时：

B-1、总控制器13收集前后行驶系及动力电池组10上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间超过6s且动力电池组10的电量大于40％时，总控制器13通过电机控制器开启永磁电机5，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机7停止运行，车辆仍然以纯电力模式行驶；当动力电池组10上的传感器向总控制器13发出电量小于40％的信号时，总控制器13通过电机控制器关闭永磁电机5，并通过发动机控制器启动电喷发动机7，车辆以纯燃油模式行驶；

B-2、总控制器13收集前后行驶系及动力电池组10上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间超过8s且动力电池组10电量未充满时，总控制器13通过电机控制器关闭永磁电机5，并通过发动机控制器启动电喷发动机7，车辆以纯燃油模式行驶；与此同时，总控制器13通信控制开启与电喷发动机7联动设置的发电机15，发电机15通过智能充电器12对动力电池组10进行过程充电；当动力电池组10上的传感器向总控制器13发出电量已满信号时，总控制器13通信控制关闭发电机15，终止过程充电；

B-3、总控制器13收集前后行驶系上的传感信号，当车辆的行驶速度持续大于80Km/H超过10s时，总控制器13通过电机控制器开启永磁电机5，并通过发动机控制器启动电喷发动机7，车辆以电能、燃油混合模式行驶；与此同时，总控制器13通信控制关闭发电机15禁止过程充电。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (9)

1.一种电喷前驱插电式智能混合动力车，结构中包括由前悬挂系、车身系、后悬挂系、前后行驶系组成的车体，其特征在于：所述车身系的前舱(1)内设置有永磁电机(5)、变速箱(6)和电喷发动机(7)，变速箱(6)上设置两组动力输入接口，永磁电机(5)和电喷发动机(7)分别与变速箱(6)的动力输入接口联接；其中，永磁电机(5)与变速箱(6)二者集成设置为一体化结构，再外接电喷发动机(7)；变速箱(6)上设置两组动力输出接口，分别与两组球笼传动轴(8)的内球笼轴联接，球笼传动轴(8)的外球笼轴通过花键螺母与前驱动轮(9)组装在一起实现传动连接；所述车身系的后舱(3)内设置动力电池组(10)用于向所述永磁电机(5)提供能源，车身系的后舱(3)内还设置油箱(11)用于向所述电喷发动机(7)提供能源；所述车身系的驾驶舱(2)前端设置总控制器(13)，总控制器(13)的信号输入端设置若干组传感器，总控制器(13)的信号输出端分别连接电机控制器和发动机控制器，并分别对永磁电机(5)和电喷发动机(7)进行通信控制；所述总控制器(13)上还设置有用于人机交互的触摸屏式模式面板(14)。

2.根据权利要求1所述的电喷前驱插电式智能混合动力车，其特征在于：所述发动机控制器通过伺服电机调节节气门开度来控制进入缸体内的混合燃油空气流量，从而控制电喷发动机(7)的运行。

3.根据权利要求1所述的电喷前驱插电式智能混合动力车，其特征在于：所述传感器包括设置在永磁电机(5)、电喷发动机(7)、动力电池组(10)及前后行驶系上用以采集车辆运行参数的传感器。

4.根据权利要求1或2或3所述的电喷前驱插电式智能混合动力车，其特征在于：所述电喷发动机(7)上联动设置发电机(15)，此发电机(15)通过智能充电器(12)与所述动力电池组(10)电学连接；此发电机(15)同时与所述总控制器(13)通信连接。

5.根据权利要求4所述的电喷前驱插电式智能混合动力车，其特征在于：所述智能充电器(12)设置在所述车身系的后舱(3)内；智能充电器(12)上还设置有外接电源线(16)，通过外接民用电源实现车辆充电作业。

6.权利要求1所述电喷前驱插电式智能混合动力车的控制方法，其特征在于：所述总控制器(13)上设置“纯电行驶模式”和“智能混合行驶模式”两种运行操纵模式，驾驶人通过总控制器(13)的模式面板(14)进行手动操纵；

A、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板(14)进入纯电行驶模式，总控制器(13)通过电机控制器开启永磁电机(5)，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机(7)停止运行，整车以0-40Km/H的时速行驶；

B、驾驶人根据车辆的电能状况和行驶速度要求操纵模式面板(14)进入智能混合行驶模式，此时：

B-1、总控制器(13)收集前后行驶系及动力电池组(10)上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间时且动力电池组(10)的电量大于30-40％时，总控制器(13)通过电机控制器开启永磁电机(5)，同时通过发动机控制器通信控制电喷发动机(7)停止运行，车辆仍然以纯电力模式行驶；当动力电池组(10)上的传感器向总控制器(13)发出电量小于30-40％的信号时，总控制器(13)通过电机控制器关闭永磁电机(5)，并通过发动机控制器启动电喷发动机(7)，车辆以纯燃油模式行驶；

B-2、总控制器(13)收集前后行驶系及动力电池组(10)上的传感信号，当车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间且动力电池组(10)电量未充满时，总控制器(13)通过电机控制器关闭永磁电机(5)，并通过发动机控制器启动电喷发动机(7)，车辆以纯燃油模式行驶；与此同时，总控制器(13)通信控制开启与所述电喷发动机(7)联动设置的发电机(15)，发电机(15)通过智能充电器(12)对动力电池组(10)进行过程充电；当动力电池组(10)上的传感器向总控制器(13)发出电量已满信号时，总控制器(13)通信控制关闭发电机(15)，终止过程充电；

B-3、总控制器(13)收集前后行驶系上的传感信号，当车辆的行驶速度持续大于80Km/H时，总控制器(13)通过电机控制器开启永磁电机(5)，并通过发动机控制器启动电喷发动机(7)，车辆以电能、燃油混合模式行驶；与此同时，总控制器(13)通信控制关闭发电机(15)禁止过程充电。

7.根据权利要求6所述的电喷前驱插电式智能混合动力车的控制方法，其特征在于：步骤B-1中，所述“车辆的行驶速度持续位于0-40Km/H之间”，指车辆的行驶速度位于0-40Km/H之间超过5-10s。

8.根据权利要求6所述的电喷前驱插电式智能混合动力车的控制方法，其特征在于：步骤B-2中，所述“车辆的行驶速度持续位于40-80Km/H之间”，指车辆的行驶速度位于40-80Km/H之间超过5-10s。

9.根据权利要求6所述的电喷前驱插电式智能混合动力车的控制方法，其特征在于：步骤B-3中，所述“车辆的行驶速度持续大于80Km/H时”，指车辆的行驶速度大于80Km/H超过5-10s。