CN105857070A - 一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其包括自动发电开关，整车控制器，发动机，取力箱，发电机；取力箱的动力输入轴与发动机连接；取力箱的动力输出轴与发电机连接；取力箱与发电机之间设置有离合器；当整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，整车控制器控制离合器使其开启，发动机停止工作；当自动发电开关闭合，整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态时，整车控制器控制离合器使其结合，发动机工作发电。本发明实现了车载动力系统与车载电源系统的统一，其不仅结构紧凑，而且能通过电控发动机的恒转速控制，实现交流电机的恒压恒频输出，满足了电源质量的要求。

Description

一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统

技术领域

本发明涉及一种新型车辆复合式控制系统，属于汽车控制系统技术领域，尤其涉及一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统。

背景技术

在传统使用中，绝大多数车用发动机的柴油机配以两极式机械调速器来控制怠速和最大油门。如果发动机除了提供行车动力外，还需提供电源动力，原则上可用全程式机械调速器来满足行车工况和发电工况，但其缺点也是显而易见的：其一，由于两个工况需要相互转换,在发电时不方便设固定的机械油门限位；其二，由于全程式机械调速器油门控制杠杆的操纵力较大，行车时容易引起司机的疲劳和麻木；其三，由全程式机械调速器的调速特性可知，机组在负荷变化后，转速变化比较大。总之，机械调速器在工况切换的灵活性、调速精度、动态响应等方面有较大的缺陷。

在中国发明专利说明书CN104590019中公开了一种行车发电系统，其具有与离合器的从动装置连接的取力装置、与取力装置连接的发电装置、与发电装置连接的变电装置以及与变电装置连接的负载，还具有对负载进行能量补偿的能量补偿装置，能量补偿装置具有：电源，其经由开关装置与负载连接；检测装置，其用于判断发电装置是否向负载供给了足够的电能；控制装置，其与电源和检测装置连接，基于检测装置的输出，对开关装置进行控制，在检测装置判断为发电装置没有向负载供给足够的电能时，控制装置借助开关装置将负载与电源连通，使电源向负载供电，在检测装置判断为发电装置向负载供给了足够的电能时，控制装置借助开关装置，断开负载与电源的连接，停止从电源向负载供电。该发明主要解决了从离合器的从动装置取力的行车发电系统存在的换挡动力中断问题，使其可以在离合器分离时补偿中断传递的动力，使得车载用电设备获得稳定的不间断的高品质电能，适用性更强，并降低改装难度与成本。但是该发明需要利用外接供电设备，无法实现车载动力系统与车载电源系统的统一，所以存在结构不紧凑且不利于安装维护。

在中国实用新型专利说明书CN202528834中公开了一种基于混合动力系统的汽车发电车装置，包括发动机、减震器、发电机、行星齿轮机构、电动机、一轴、二轴、动力电池和控制系统；所述发动机为燃油内燃机，所述行星齿轮机构由第一行星排和第二行星排组成；所述一轴为所述发动机的输出轴，所述二轴为动力输出轴；所述控制系统包括整车控制器、发动机控制器、电机控制器、AC/DC转换器和电池管理系统；该实用新型的发电系统同混合动力系统为一套系统，在满足汽车的行驶需要的同时还能满足行车发电和停车发电，实现了该汽车发电车系统既能够满足行车发电和停车发电，又能够满足行驶需要。该实用新型的系统无法实现车载动力系统与车载电源系统的统一，且结构复杂，不利于安装维护。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其利用大功率电控发动机的动力输出、基于自动控制技术实现车用柴油机行车和驻车发电两种工况双向快速切换的控制系统，适用于搭载有武器系统和多种用电设备的各种专用车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其包括自动发电开关，整车控制器，发动机，取力箱，发电机；所述取力箱的动力输入轴与所述发动机连接；所述取力箱的动力输出轴与所述发电机连接；所述取力箱与所述发电机之间设置有离合器；当所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其开启，所述发电机停止工作；当自动发电开关闭合，所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其结合，所述发电机工作发电。

在本发明的一种优选实施方案中，所述取力箱内还设置有用于控制离合器开启或者结合的电磁阀。

在本发明的一种优选实施方案中，所述取力箱内还设置有用于监测所述离合器是否完全结合的压力传感器。

在本发明的一种优选实施方案中，所述发动机包括发动机本体和发动机ECU。

在本发明的一种优选实施方案中，所述发动机本体的曲轴与取力箱的输入轴连接；所述发动机本体的输出端连接有变速器；所述变速器与所述分动器连接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述发动机ECU用于发送发动机的转速信号、接收整车控制器的升速信号以及通过发动机内部的闭环控制实现发动机恒转速。

在本发明的一种优选实施方案中，所述整车控制器用于采集车辆状态信息及自动发电开关信号，控制离合器电磁阀，并向发动机ECU发送升速指令。

在本发明的一种优选实施方案中，所述离合器为湿式离合器。

在本发明的一种优选实施方案中，所述发电机为交流发电机。

本发明还公开了一种车辆行车工况和发电工况的快速切换方法，包括电控发动机，整车控制器，取力箱，交流发电机；所述电控发动机的输出端一端与行车机构连接，另一端通过取力箱与交流发电机连接；所述取力箱和交流发电机之间设置有用于控制交流发电机工作状态的离合器；所述整车控制器连接有用于控制发电指令的自动发电开关；当所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其开启，所述交流发电机停止工作；当自动发电开关闭合，所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态且车速传感器信号为0时，所述整车控制器控制所述离合器使其结合，所述交流发电机工作发电。

在本发明的一种优选实施方案中，所述离合器为湿式离合器；所述湿式离合器通过设置有电磁阀和压力传感器的油压回路控制其开启或结合。

在本发明的一种优选实施方案中，当车辆驻车发电时，所述电控发动机通过其内部的电控发动机ECU和闭环控制实现交流发电机的稳态恒定转速。

本发明的有益效果是：本发明涉及利用大功率电控发动机的动力输出、基于自动控制技术实现车用柴油机行车和驻车发电两种工况双向快速切换的控制系统，适用于搭载有武器系统和多种用电设备的各种专用车辆；本发明实现了车载动力系统与车载电源系统的统一，其不仅结构紧凑，而且能通过电控发动机的恒转速控制，实现交流电机的恒压恒频输出，满足了电源质量的要求；同时具有结构紧凑，操作简单，成本及维护费用低，满足经济性及机动性的要求等优点。

附图说明

图1是本发明实施例一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制

系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由图1所示的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统的示意图可知，本发明在电控发动机的基础上，提出一种控制系统，该系统能够一键操作，即可以实现行车时的动力，又能在驻车时实现恒频供电。该系统包括自动发电开关，整车控制器，发动机，取力箱，发电机；所述取力箱的动力输入轴与所述发动机连接；所述取力箱的动力输出轴与所述发电机连接；所述取力箱与所述发电机之间设置有离合器；当所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其开启，所述发电机停止工作；当自动发电开关闭合，所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其结合，所述发电机工作发电。其中取力箱内还设置有用于控制离合器开启或者结合的电磁阀和有用于监测所述离合器是否完全结合的压力传感器。所述发动机包括发动机本体和发动机ECU，所述发动机本体的曲轴与取力箱的输入轴连接；所述发动机本体的输出端连接有变速器；所述变速器与所述分动器连接。所述发动机ECU用于发送发动机的转速信号、接收整车控制器的升速信号以及通过发动机内部的闭环控制实现发动机恒转速。

整车控制器：采集车辆状态信息及自动发电开关信号，控制湿式离合器电磁阀，并向发动机ECU发送升速指令；

发动机：发动机包含发动机本身及发动机ECU，发动机通过传动轴与取力箱相连，带动取力箱工作；发动机ECU主要用于发送发动机的转速信号，接收整车控制器的升速信号，以及通过发动机内部的闭环控制实现发动机恒转速；

取力箱：取力箱与电控发动机曲轴相连，内置湿式离合器、电磁阀和压力传感器，能根据相应的压力信号执行湿式离合器的开闭；一般情况下发电机动力输出接口无动力输出，发电机不发电；当系统需要发电时，电磁阀打开使湿式离合器接合,拖动发电机发电；取力箱为固定轴固定速比的动力分配装置，动力输入轴与电控发动机的曲轴连接，输出轴连接交流发电机；内置湿式离合器及压力传感器，取力箱通过湿式离合器给交流发电机提供动力，发动机启停时离合器处于分离状态，解决了冲击过大的问题；

自动发电开关：向整车控制器发送发电指令；

交流发电机：主要用于实现发电功能。

使用本发明时，当车辆处于行车模式时：

启动车辆，此时整车控制器默认为行车模式，发动机ECU采集油门踏板信号来调节发动机转速。此时，湿式离合器不结合，即取力箱输出轴与交流发电机脱开，交流发电机不发电。发动机带动变速器、分动器，将动力传输给前桥、中桥和后桥，实现车辆行走。

当车辆处于驻车发电模式时：

车辆在停车状态，当电控发动机稳定在怠速时，将自动发电开关闭合，整车控制器检测到发电请求信号。此时，整车控制器检测发动机是否处于怠速状态且车速传感器信号是否为0，若符合要求，则开启湿式离合器开关电磁阀，通过独立油路建立油压使湿式离合器接合。当传感器检测到压力到达预设值时表明湿式离合器接合完毕，传感器将油压信号反馈给整车控制器，整车控制器再向发动机ECU发送发动机升速指令，发动机响应并恒转速运转，通过取力箱的机械装置连接交流发电机发电。

当交流发电机的电负载稳定时，发动机ECU控制电控发动机的稳态转速在一定范围内波动，保证交流发电机的转速稳定，从而实现了交流发电机的输出电压稳定。

当交流发电机电负载变化时，发动机ECU通过电控发动机内部的一系列闭环控制实现发动机瞬态转速稳定在一定范围内，并在短时间内恢复到稳态转速，保证瞬态发电频率变化幅度不超过±6％，并在数秒内恢复到稳定频率范围之内。

通过电控发动机的恒转速控制，实现了交流发电机恒压恒频输出，满足了负载瞬态变化和稳态运行的电源质量要求。因此，车辆驻车发电时，交流发电机可输出恒频恒压电源。

本系统实现了车载动力系统与车载电源系统的统一，结构紧凑，操作简单，成本及维护费用低，满足经济性及机动性的要求。

应当理解的是，以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，包括自动发电开关，整车控制器，发动机，取力箱，发电机；其特征在于：

所述取力箱的动力输入轴与所述发动机连接；所述取力箱的动力输出轴与所述发电机连接；

所述取力箱与所述发电机之间设置有离合器；

当所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其开启，所述发电机停止工作；

当自动发电开关闭合，所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其结合，所述发电机工作发电。

2.根据权利要求1所述的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其特征在于：所述取力箱内还设置有用于控制离合器开启或者结合的电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其特征在于：所述取力箱内还设置有用于监测所述离合器是否完全结合的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其特征在于：所述发动机包括发动机本体和发动机ECU。

5.根据权利要求4所述的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其特征在于：所述发动机本体的曲轴与取力箱的输入轴连接；所述发动机本体的输出端连接有变速器；所述变速器与所述分动器连接。

6.根据权利要求4所述的一种柴油机车辆行车工况和发电工况的快速切换方法，其特征在于：所述发动机ECU用于发送发动机的转速信号、接收整车控制器的升速信号以及通过发动机内部的闭环控制实现发动机恒转速。

7.根据权利要求1所述的一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制系统，其特征在于：所述整车控制器用于采集车辆状态信息及自动发电开关信号，控制离合器电磁阀，并向发动机ECU发送升速指令。

8.一种车辆行车工况和发电工况的快速切换方法，包括电控发动机，整车控制器，取力箱，交流发电机；所述电控发动机的输出端一端与行车机构连接，另一端通过取力箱与交流发电机连接；

其特征在于：

所述取力箱和交流发电机之间设置有用于控制交流发电机工作状态的离合器；所述整车控制器连接有用于控制发电指令的自动发电开关；

当所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为行车状态时，所述整车控制器控制所述离合器使其开启，所述交流发电机停止工作；

当自动发电开关闭合，所述整车控制器通过其采集的车辆状态信息判定车辆为驻车状态且车速传感器信号为0时，所述整车控制器控制所述离合器使其结合，所述交流发电机工作发电。

9.根据权利要求8所述的一种车辆行车工况和发电工况的快速切换方法，其特征在于：所述离合器为湿式离合器；所述湿式离合器通过设置有电磁阀和压力传感器的油压回路控制其开启或结合。

10.根据权利要求8所述的一种车辆行车工况和发电工况的快速切换方法，其特征在于：当车辆驻车发电时，所述电控发动机通过其内部的电控发动机ECU和闭环控制实现交流发电机的稳态恒定转速。