CN106585611B - 一种车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用发动机油‐电‐气混合动力输出装置的控制方法，该控制方法通过在长时间停车后的启动控制模式、短时间停车后启动控制模式、怠速或者低速低负荷区控制模式、中速中负荷控制模式、高速高负荷区控制模式几种模式下，根据车用发动机的转速与负荷的大小，启动时采用高压缩气体能量通过气体机转动启动整车，利用对发动机油燃烧通过热工转化做功的能量、蓄电池驱动电机的能量与高压缩空气压缩能量联合控制，综合利用这三种能量，本发明降低由于发动机冷机启动排放污染严重，同时燃油消耗高的问题，提高了车用发动机燃油效率；从而减低发动机的油耗，减少排放物，实现节能环保的目标。

Description

一种车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法
技术领域
本发明涉及车用发动机混动动力联合控制领域,尤其涉及一种车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法。
背景技术
对发动机油燃烧通过热工转化做功的能量、蓄电池驱动电机的能量与高压缩空气压缩能量的联合控制，综合利用这三种能量，根据车用发动机的转速与负荷的大小，启动时采用高压缩气体能量通过气体机转动启动整车，降低由于发动机冷机启动排放污染严重，同时燃油消耗高的问题，提高了车用发动机燃油效率；然后电机驱动发动机在低速低负荷驱动整车，车用发动机在低负荷、低转速时效率较低，排放污染较高，因此可以避开车用发动机在低速低负荷区域；在中速与中负荷时，发动机启动，驱动整车，此时发动机已经充分暖机，工作在中负荷区域，燃烧效率高，燃油消耗率低，发动机的效率最高，同时发动机带动发电机，给蓄电池充电与整车电气设备供电；在高负荷和高转速时，发动机与电机同时启动，满足整车扭矩与功率的需求；保持发动机始终是工作在中高负荷区域；从而减低发动机的油耗，减少排放物，实现节能环保的目标。
由于环境污染越来越严重，特别是中国冬天，雾霾更加严重；随着人民的生活水平不断提高，可支配收入大幅提高，对于汽车这样的消费品也开始进入普通大众，“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”；截止目前为止，中国乘用车产销量已经连续8年以上的第一；而乘用车的排放污染物是大气污染的重要因素，因此国家对汽车排放物的法规越来越严格，这对整车企业提出了更高的要求；到2020年，整车企业轿车百公里耗油量要5L，这对汽车制造商提出了更高的技术要求；而传统发动机百公里耗油量要远远大于这个数字，如果降低发动机的排量，虽然燃油经济性提高了，但是动力性就会变差，消费者购买欲望降低，这样会影响汽车市场。
而汽车污染排放物，绝大部分是在冷机启动、怠速、加速、高负荷高转速时产生的较多，在冷机启动的时候，发动机是冷机状态，为了保持发动机的正常的燃烧，整车在标定过程时，会降低过量空气系数，及增加喷油量，提供浓混合气，以保证稳定的点火，防止失火，低温启动不了，而此时燃烧不充分，燃烧温度低，污染排放物，如一氧化碳、碳氢化合物等最高；在发动机怠速时，由于节气门关闭，缸内空气较少，发动机缸内是浓混合气状态，燃烧也是不充分，排放污染物较高；在加速时，节气门突然打开，喷油量立刻增加，在刚加速时，由于进气迟滞，特别是涡轮增压，迟滞现象更加严重，造成发动机过量空气系数低，燃烧不充分，排放污染物也加大，特别是柴油发动机，出现冒烟的现象，排放污染严重；高负荷高转速时，发动机为了持续输入高功率，需要加大喷油量，而发动机进气量变化较少，此时也是浓混合气，污染排放物较多。而当今的社会面临着能源危机和环境污染，大量的石油燃料被发动机燃机消耗掉，因此怎样提高发动机的效率，降低发动机污染排放物，降低石油资源的消耗，提高能量的利用率，响应国家节能减排的号召，是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决车用发动机在冷机启动、怠速、加速、高负荷高转速燃油消耗率高，排放污染物高的问题，本发明提供一种车用发动机油‐电‐气混合动力输出装置的控制方法，对发动机油燃烧通过热工转化做功的能量、蓄电池驱动电机的能量与高压缩空气压缩能量联合控制，综合利用这三种能量根据车用发动机的转速与负荷的大小，启动时采用高压缩气体能量通过气体机转动启动整车，降低由于发动机冷机启动排放污染严重，同时燃油消耗高的问题，提高了车用发动机燃油效率；然后电机驱动发动机在低速低负荷驱动整车，车用发动机在低负荷、低转速时效率较低，排放污染较高，因此可以避开车用发动机在低速低负荷区域；在中速与中负荷时，发动机启动，驱动整车，此时发动机已经充分暖机，工作在中负荷区域，燃烧效率高，燃油消耗率低，发动机的效率最高，同时发动机带动发电机，给蓄电池充电与整车电气设备供电；在高负荷和高转速时，发动机与电机同时启动，满足整车扭矩与功率的需求；保持发动机始终是工作在中高负荷区域；从而减低发动机的油耗，减少排放物，实现节能环保的目标。
一种车用发动机油‐电‐气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：其特征在于：包括以下模式：
长时间停车后的启动控制模式：驾驶员启动发动机开关，微控制单元判断整车与发动机的状态为长时间停车后的静止状态时，微控制单元控制高压气罐出气控制阀和进气道控制阀打开，第四电磁离合器接通，第一电磁离合器、第二电磁离合器闭合，第三电磁离合器断开，此时高压缩空气推动气体机活塞下行，活塞推动气体机曲轴旋转，由于气体机曲轴与行星机构中气体机行星轮通过第四电磁离合器和气体机输出轴连接，第四电磁离合器接通，因此气体机曲轴与行星机构中气体机行星轮同时旋转，推动行星机构的发动机曲轴太阳轮旋转，从而带动发动机曲轴输入轴旋转，带动发动机旋转，发动机不点火，也不喷油，靠高压缩空气能量启动；
短时间停车后启动控制模式：当驾驶员重新启动发动机，微控制单元判断整车与发动机的状态为短时间停车后的静止状态时；微控制单元控制中压气罐出气控制阀和进气道控制阀打开，第四电磁离合器接通，第一电磁离合器、第二电磁离合器、第三电磁离合器断开，此时高压缩空气推动气体机活塞下行，活塞推动气体机曲轴旋转，由于气体机曲轴与行星机构中气体机行星轮通过第四电磁离合器和气体机输出轴连接，第四电磁离合器接通，气体机曲轴与行星机构中气体机行星轮同时旋转，推动行星机构的发动机曲轴太阳轮旋转，从而带动发动机曲轴输入轴旋转，带动发动机旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而启动整车；发动机不点火，不喷油，靠高压缩空气能量启动；
怠速或者低速低负荷区控制模式：微控制单元判断发动机处于怠速或者低速低负荷区控制时，此时微控制单元控制低压气罐出气控制阀、中压气罐出气控制阀、高压气罐出气控制阀关闭，同时第一电磁离合器闭合，第二电磁离合器、第三电磁离合器、第四电磁离合器断开，此时直流电机输出轴与直流电机行星轮连接；直流电机在蓄电池供电下转动，因此直流电机输出轴与直流电机行星轮同时转动，推动行星机构的发动机曲轴太阳轮旋转，从而带动发动机曲轴输入轴旋转，带动发动机旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机怠速或者低速低负荷运转；
中速中负荷控制模式：微控制单元根据判断发动机处于中速中负荷控制时，发动机启动，此时微控制单元控制低压气罐出气控制阀、中压气罐出气控制阀、高压气罐出气控制阀关闭，压缩机出气控制阀打开，同时第二电磁离合器、第三电磁离合器闭合，第一电磁离合器、第四电磁离合器断开，此时发动机曲轴输入轴与发动机曲轴连接，从而带动行星机构中发动机曲轴太阳轮转动，从而带动发电机行星轮、压缩机行星轮转动，从而带动发电机输入轴与压缩机输入轴转动，由于第二电磁离合器、第三电磁离合器闭合，从而带动发电机与压缩机转动，从而发电机发电并给蓄电池充电，压缩机转动，并往低压气罐压缩空气；
高速高负荷区控制模式：微控制单元判断发动机处于高速高负荷区时，发动机与直流电机需同时启动；微控制单元控制低压气罐出气控制阀、中压气罐出气控制阀、高压气罐出气控制阀关闭，压缩机出气控制阀打开，同时第一电磁离合器、第二电磁离合器、第三电磁离合器闭合，第四电磁离合器断开，此时发动机曲轴输入轴与发动机曲轴连接，从而带动行星机构中发动机曲轴太阳轮转动，从而带动发电机行星轮、压缩机行星轮转动，从而带动发电机输入轴与压缩机输入轴转动，由于第二电磁离合器、第三电磁离合器闭合，从而带动发电机与压缩机转动，从而发电机发电并给蓄电池充电，压缩机转动，并往低压气罐压缩空气。
更进一步地，在长时间停车后的启动控制模式：当高压气罐压力不足时，低压气罐的低压气罐出气控制阀与高压气罐出气控制阀同时打开，为气体机提供足够的高压缩空气能量；长时间停车后通常是指车辆熄火等于或大于30分钟以上。
更进一步地，在短时间停车后的启动控制模式：当中压气罐不足时，低压气罐的低压气罐出气控制阀与中压气罐出气控制阀同时打开，为气体机提供足够的高压缩空气能量。
更进一步地，在中速中负荷控制模式，当低压气罐压缩超过5MPa 时，中低压单向阀打开，向中压气罐压缩空气；当中压气罐超过10MPa 时，中高压单向阀打开，向高压气罐压缩空气；当高压气罐超过15MPa 时，泄压阀打开，开始泄压，同时微控制单元控制第三电磁离合器断开，压缩机停止工作；而发动机旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机怠速或者低速低负荷运转。
更进一步地，在高速高负荷区控制模式，当低压气罐内压力超过 5MPa时，中低压单向阀打开，向中压气罐压缩空气；当中压气罐超过10MPa时，中高压单向阀打开，向高压气罐压缩空气；当高压气罐超过15MPa时，泄压阀打开，开始泄压，同时微控制单元控制第三电磁离合器断开，压缩机停止工作。由于第一电磁离合器闭合，直流电机输出轴与直流电机的输出轴连接，从而带动直流电机行星轮转动，从而带动行星机构的发动机曲轴太阳轮转动，从而通过发动机曲轴输入轴提高发动机的扭矩，达到直流电机与发动机同时启动而发动机旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动。
本发明的有益效果：
本发明根据车用发动机的转速与负荷的大小，启动时采用高压缩气体能量通过气体机转动启动整车，降低由于发动机冷机启动排放污染严重，同时燃油消耗高的问题，提高了车用发动机燃油效率；然后直流电机驱动发动机在低速低负荷驱动整车，车用发动机在低负荷、低转速时燃油效率较低，排放污染较高，因此可以避开车用发动机在低速低负荷区域运行；在中速与中负荷时，发动机启动，驱动整车，此时发动机已经充分暖机，工作在中负荷区域，燃烧效率高，燃油消耗率低，发动机的效率最高，同时发动机带动发电机，给蓄电池充电及整车电气设备供电；在高负荷和高转速时，发动机与电机同时启动，满足整车扭矩与功率的需求，保持发动机始终是工作在中高负荷区域，从而减低发动机的油耗，减少排放物，实现节能环保的目标。
附图说明
图1是本发明车用发动机油‐电‐气混合动力输出装置总图；
图2是本发明中行星机构32结构示意图。
其中：
1‐微控制单元，2‐泄压阀，3‐高压气罐出气控制阀，4‐高压气罐， 5‐高压气罐补气控制阀，6‐中高压单向阀，7‐中压气罐出气控制阀， 8‐中压气罐，9‐中压气罐补气控制阀，10‐中低压单向阀，11‐低压气罐，12‐低压气罐补气控制阀，13‐低压气罐出气控制阀，14‐压缩机出气控制阀，15‐蓄电池，16‐压缩机，17‐发电机，18‐直流电机，19‐第一电磁离合器，20‐第二电磁离合器，21‐第三电磁离合器，22‐第四电磁离合器，23‐排气总管，24‐转速传感器，25‐气体机压缩空气进气道， 26‐进气道控制阀，27‐排气道控制阀，28‐压缩空气排气道，29‐气体机，30‐气体机连杆，31‐气体机曲轴，32‐行星机构，32‐1‐发动机曲轴输入轴，32‐2‐发动机曲轴太阳轮，32‐3‐发电机行星轮，32‐4‐发电机输入轴，32‐5‐直流电机行星轮，32‐6‐直流电机输出轴，32‐7‐半圆键，32‐8‐压缩机输入轴，32‐9‐压缩机行星轮，32‐10‐气体机输出轴， 32‐11‐气体机行星轮，33‐发动机，34‐进气总管，35‐电子节气门。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明记载了车用发动机油-电-气混合动力输出装置，如图1所示，该混合动力输出装置包括微控制单元1，泄压阀2，高压气罐出气控制阀3，高压气罐4，高压气罐补气控制阀5，中高压单向阀6，中压气罐出气控制阀7，中压气罐8，中压气罐补气控制阀9，中低压单向阀10，低压气罐11，低压气罐补气控制阀12，低压气罐出气控制阀13，压缩机出气控制阀14，蓄电池15，压缩机16，发电机 17，直流电机18，第一电磁离合器19，第二电磁离合器20，第三电磁离合器21，第四电磁离合器22，排气总管23，转速传感器24，气体机压缩空气进气道25，进气道控制阀26，排气道控制阀27，压缩空气排气道28，气体机29，气体机连杆30，气体机曲轴31，行星机构32，发动机33，进气总管34，电子节气门35。
发动机33固定在整车上，发动机33安装有排气总管23和进气总管34，电子节气门35安装在进气总管34内。发动机33两侧分别设有飞轮和曲轴，转速传感器24安装在发动机33的飞轮侧，用于测量发动机33转速，行星机构32固定在发动机33上，通过螺栓安装与发动机33的曲轴相连，发动机33通过行星机构32分别与压缩机 16、发电机17、直流电机18和气体机29相连。
如图2所示，行星机构32包括发动机曲轴输入轴32-1、发动机曲轴太阳轮32-2、发电机行星轮32-3、发电机输入轴32-4、直流电机行星轮32-5、直流电机输出轴32-6、半圆键32-7、压缩机输入轴 32-8、压缩机行星轮32-9、气体机输出轴32-10、气体机行星轮32-11。行星机构32以发动机曲轴太阳轮32-2为中心轮，发电机行星轮32-3、直流电机行星轮32-5、压缩机行星轮32-9和气体机行星轮32-11分别与发动机曲轴太阳轮32-2啮合连接。发动机曲轴输入轴32-1与发动机曲轴太阳轮32-2中心固定连接，发电机输入轴32-4与发电机行星轮32-3中心、直流电机输出轴32-6与直流电机行星轮32-5中心、压缩机输入轴32-8与压缩机行星轮32-9中心以及气体机输出轴 32-10与气体机行星轮32-11中心分别通过半圆键32-7连接。
行星机构32与发动机33的曲轴通过发动机曲轴输入轴32-1连接行星机构32固定在发动机33上，通过螺栓安装在发动机33的左端，发动机曲轴太阳轮32-2是行星机构32的中心轮，从而与曲轴共同转动；
发电机输入轴32-4与发电机行星轮32-3通过半圆键32-7组装在一起，发电机17通过螺栓固定在整车上，与行星机构32的中心轮通过发电机输入轴32-4连接，第二电磁离合器20通过螺栓安装在发动机17输入轴与32-4发电机输入轴之间，控制着发电机17的与发电机输入轴32-4同轴转动与停止；
直流电机输出轴32-6与直流电机行星轮32-5通过半圆键32-7 组装在一起，直流电机18通过螺栓固定在整车上，与行星机构32中直流电机输出轴32-6连接，第一电磁离合器19通过螺栓安装在直流电机18的输出轴与直流电机输出轴32-6之间，用于控制直流电机18的输出轴与直流电机输出轴32-6同轴转动与停止。
发电机17通过螺栓固定在整车上，发电机17的输入轴与行星机构32中发电机输入轴32-4连接，第二电磁离合器20通过螺栓安装在发电机17的输入轴与发电机输入轴32-4之间，用于控制发电机 17的输入轴与发电机输入轴32-4同轴转动与停止。
压缩机输入轴32-8与压缩机行星轮32-9通过半圆键32-7组装在一起，压缩机16通过螺栓固定在整车上，压缩机16的输入轴与行星机构32中压缩机输入轴32-8连接，第三电磁离合器21通过螺栓安装在压缩机16的输入轴与压缩机输入轴32-8之间，用于控制压缩机16的输入轴与压缩机输入轴32-8同轴转动与停止
气体机输出轴32-10与气体机行星轮32-11通过半圆键32-7组装在一起，气体机29通过螺栓固定在整车上，气体机29内包括活塞、气体机连杆30和气体机曲轴31，气体机连杆30穿过活塞与气体机曲轴31连接，气体机曲轴31与行星机构32中气体机输出轴32-10 连接，第四电磁离合器22通过螺栓安装在气体机曲轴31与气体机输出轴32-10之间，用于控制气体机曲轴31与气体机输出轴32-10同轴转动与停止。
气体机29上安装有气体机压缩空气进气道25和压缩空气排气道 28，在气体机压缩空气进气道25内靠近气体机29的进气口处安装有进气道控制阀26，用于控制气体机压缩空气进气道25内高压缩空气的通断，从而控制气体机29的启动。在压缩空气排气道28内靠近气体机29的排气口处安装有排气道控制阀27，用于控制气体机29内的高压缩空气转换为机械能后的乏汽排出气体机29。
压缩机16的出口与低压气罐11通过管道连接，在靠近压缩机16出口20cm处安装有压缩机出气控制阀14，用于控制压缩机16的压缩空气流量。
高压气罐4、中压气罐8、低压气罐11通过螺栓固定在整车上，通过气体机压缩空气进气道25分别与气体机29连接。
在低压气罐11的左侧安装有低压气罐补气控制阀12，当低压气罐11的压力不足时，可以打开低压气罐补气控制阀12从外部补充压缩空气，低压气罐11内空气压力控制在0≤P1<5MPa。在低压气罐11 的右侧气体机压缩空气进气道25内安装有低压气罐出气控制阀13。
在中压气罐8的左侧安装有中压气罐补气控制阀9，当中压气罐 8内压力不足时，可以打开中压气罐补气控制阀9从外部补充压缩空气，中压气罐8内空气压力控制在5≤P1<10MPa。在中压气罐8的右侧气体机压缩空气进气道25内安装有中压气罐出气控制阀7。
在高压气罐4的左侧安装有高压气罐补气控制阀5，当高压气罐 4内压力不足时，可以打开高压气罐补气控制阀5从外部补充压缩空气，高压气罐4内空气压力控制在10≤P1<15MPa。在高压气罐4的上侧安装有泄压阀2，用于控制高压气罐4内压力的大小，当超过设定的压力时，泄压阀2自动开启泄压。在高压气罐4的右侧气体机压缩空气进气道25内安装有高压气罐出气控制阀3。
中压气罐8、低压气罐11通过管道连接，在连接管道中设有中低压单向阀10，用于控制中压气罐8与低压气罐11之间的通断，当低压气罐11内压力超过5MPa时，中低压单向阀10打开，向中压气罐8中压缩空气。
高压气罐4、中压气罐8通过管道连接，在连接管道中设有中高压单向阀6，用于控制高压气罐4与中压气罐8之间的通断，当中压气罐8内压力超过10MPa时，中高压单向阀6打开，向高压气罐4中压缩空气。当高压气罐4内压力超过15MPa的时候，泄压阀2打开进行泄压，起保护作用。
发电机17与蓄电池15通过导线连接，当发电机17运转时，给蓄电池15充电。蓄电池15与直流电机18通过导线连接，当直流电机18需要工作时，蓄电池15为其提供电能。
泄压阀2、高压气罐出气控制阀3、高压气罐补气控制阀5、中高压单向阀6、中压气罐出气控制阀7、中压气罐补气控制阀9、中低压单向阀10、低压气罐补气控制阀12、低压气罐出气控制阀13、压缩机出气控制阀14、蓄电池15、直流电机18、第一电磁离合器19、第二电磁离合器20、第三电磁离合器21、第四电磁离合器22、转速传感器24、进气道控制阀26、排气道控制阀27、电子节气门35与微控制单元1通过导线连接；微控制单元1实时采集电子节气门35、转速传感器24的信号和高压气罐4、中压气罐8、低压气罐11的压力信号，从而控制泄压阀2、高压气罐出气控制阀3、高压气罐补气控制阀5、中高压单向阀6、中压气罐出气控制阀7、中压气罐补气控制阀9、中低压单向阀10、低压气罐补气控制阀12、低压气罐出气控制阀13、压缩机出气控制阀14、进气道控制阀26、排气道控制阀27的断开与闭合以及第一电磁离合器19、第二电磁离合器20、第三电磁离合器21、第四电磁离合器22的通断。
针对发动机33油燃烧通过热工转化做功的能量、蓄电池15驱动直流电机18的能量与高压缩空气压缩能量三种能量，利用上述装置根据车用发动机的转速与负荷的大小判断整车与发动机33的状态，然后根据不同状态，利用不同的能量进行联合控制启动整车。
长时间停车后的启动控制模式：在整车处于长时间静止后，驾驶员启动发动机33开关时，微控制单元1根据实时采集电子节气门35、转速传感器24的信号和高压气罐4、中压气罐8、低压气罐11的压力信号，判断整车与发动机33的状态为静止。微控制单元1控制高压气罐出气控制阀3和进气道控制阀26打开，第四电磁离合器22接通，第一电磁离合器19、第二电磁离合器20闭合，第三电磁离合器 21断开，此时高压缩空气推动气体机29活塞下行，活塞推动气体机曲轴31旋转，由于气体机曲轴31与行星机构32中气体机行星轮 32-11通过第四电磁离合器22和气体机输出轴32-10连接，第四电磁离合器22接通，因此气体机曲轴31与行星机构32中气体机行星轮32-11同时旋转，推动行星机构32的发动机曲轴太阳轮32-2旋转，从而带动发动机曲轴输入轴32-1旋转，带动发动机33旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而启动整车；发动机33不点火，也不喷油，靠高压缩空气能量启动，从而避免由于发动机33 冷机启动污染排放物高，燃油消耗高的问题；当高压气罐4压力不足时，低压气罐11的低压气罐出气控制阀13与高压气罐出气控制阀3 同时打开，为气体机29提供足够的高压缩空气能量。这里长时间停车后通常是指车辆熄火等于或大于30分钟以上。
短时间停车的启动控制模式：当驾驶员重新启动发动机33时，微控制单元1根据实时采集电子节气门35、转速传感器24的信号和高压气罐4、中压气罐8、低压气罐11的压力信号，判断整车与发动机33的状态为静止；微控制单元1控制中压气罐出气控制阀7和进气道控制阀26打开，第四电磁离合器22接通，第一电磁离合器19、第二电磁离合器20、第三电磁离合器21断开，此时高压缩空气推动气体机29活塞下行，活塞推动气体机曲轴31旋转，由于气体机曲轴 31与行星机构32中气体机行星轮32-11通过第四电磁离合器22和气体机输出轴32-10连接，第四电磁离合器22接通，气体机曲轴31 与行星机构32中气体机行星轮32-11同时旋转，推动行星机构32的发动机曲轴太阳轮32-2旋转，从而带动发动机曲轴输入轴32-1旋转，带动发动机33旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而启动整车。发动机33不点火，也不喷油，靠高压缩空气能量启动，从而避免由于发动机33冷机启动，降低由于发动机33冷机启动排放污染严重，同时燃油消耗高的问题，提高了车用发动机燃油效率。当中压气罐8不足时，低压气罐11的低压气罐出气控制阀13与中压气罐出气控制阀7同时打开，为气体机29提供足够的高压缩空气能量。这里短时间停车通常是指车辆熄火时间小于30分钟。
怠速或者低速低负荷区控制模式：微控制单元1根据实时采集电子节气门35、转速传感器24的信号，判断发动机处于怠速或者低速低负荷区控制时，此时微控制单元1控制低压气罐出气控制阀13、中压气罐出气控制阀7、高压气罐出气控制阀3关闭，同时第一电磁离合器19闭合，第二电磁离合器20、第三电磁离合器21、第四电磁离合器22断开，此时直流电机输出轴32-6与直流电机行星轮32-5 连接；直流电机18在蓄电池15供电下转动，因此直流电机输出轴 32-6与直流电机行星轮32-5同时转动，推动行星机构32的发动机曲轴太阳轮32-2旋转，从而带动发动机曲轴输入轴32-1旋转，带动发动机33旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机33怠速或者低速低负荷运转。发动机33不点火，不喷油，也不靠高压缩空气能量运转，从而避免由于发动机33在怠速或者低速低负荷区燃烧效率较低，排放污染高。
中速中负荷控制模式：微控制单元1根据实时采集电子节气门 35、转速传感器24的信号，判断发动机33处于中速中负荷控制时，在中速与中负荷区，发动机33启动，驱动整车，此时发动机33已经充分暖机，工作在中负荷区域，燃烧效率高，燃油消耗率低，发动机33的效率最高，此时微控制单元1控制低压气罐出气控制阀13、中压气罐出气控制阀7、高压气罐出气控制阀3关闭，压缩机出气控制阀14打开，同时第二电磁离合器20、第三电磁离合器21闭合，第一电磁离合器19、第四电磁离合器22断开，此时发动机曲轴输入轴 32-1与发动机33曲轴连接，从而带动行星机构32中发动机曲轴太阳轮32-2转动，从而带动发电机行星轮32-3、压缩机行星轮32-9 转动，从而带动发电机输入轴32-4与压缩机输入轴32-8转动，由于第二电磁离合器20、第三电磁离合器21闭合，从而带动发电机17 与压缩机16转动，从而发电机17发电并给蓄电池15充电，压缩机16转动，并往低压气罐11压缩空气。当低压气罐11压缩超过5MPa 时，中低压单向阀10打开，向中压气罐8压缩空气；当中压气罐8 超过10MPa时，中高压单向阀6打开，向高压气罐4压缩空气；当高压气罐4超过15MPa时，泄压阀2打开，开始泄压，同时微控制单元 1控制第三电磁离合器21断开，压缩机16停止工作；而发动机33 旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机 33怠速或者低速低负荷运转。
高速高负荷区控制模式：微控制单元1根据实时采集电子节气门 35、转速传感器24的信号，判断发动机33处于高速高负荷区时，在高速高负荷区，为满足整车扭矩与功率的需求，发动机33与直流电机18需同时启动。保持发动机33始终是工作在中高负荷区域，工作在中高负荷区域，燃烧效率高，燃油消耗率低，发动机33的效率最高。此时：微控制单元1控制低压气罐出气控制阀13、中压气罐出气控制阀7、高压气罐出气控制阀3关闭，压缩机出气控制阀14打开，同时第一电磁离合器19、第二电磁离合器20、第三电磁离合器 21闭合，第四电磁离合器22断开，此时发动机曲轴输入轴32-1与发动机33曲轴连接，从而带动行星机构32中发动机曲轴太阳轮32-2 转动，从而带动发电机行星轮32-3、压缩机行星轮32-9转动，从而带动发电机输入轴32-4与压缩机输入轴32-8转动，由于第二电磁离合器20、第三电磁离合器21闭合，从而带动发电机17与压缩机16 转动，从而发电机17发电并给蓄电池15充电，压缩机16转动，并往低压气罐11压缩空气。当低压气罐11内压力超过5MPa时，中低压单向阀10打开，向中压气罐8压缩空气。当中压气罐8超过10MPa 时，中高压单向阀6打开，向高压气罐4压缩空气。当高压气罐4超过15MPa时，泄压阀2打开，开始泄压，同时微控制单元1控制第三电磁离合器21断开，压缩机16停止工作。由于第一电磁离合器19 闭合，直流电机输出轴32-6与直流电机18的输出轴连接，从而带动直流电机行星轮32-5转动，从而带动行星机构32的发动机曲轴太阳轮32-2转动，从而通过发动机曲轴输入轴32-1提高发动机33的扭矩，达到直流电机18与发动机33同时启动而发动机33旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机33在中高负荷下工作，同时满足整车高功率的需求。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：包括以下模式：
长时间停车后的启动控制模式：长时间停车是指车辆熄火时间等于或大于30分钟，驾驶员启动发动机(33)开关，微控制单元(1)判断整车与发动机(33)的状态为长时间停车后的静止状态时，微控制单元(1)控制高压气罐出气控制阀(3)和进气道控制阀(26)打开，第四电磁离合器(22)接通，第一电磁离合器(19)、第二电磁离合器(20)闭合，第三电磁离合器(21)断开，此时高压缩空气推动气体机(29)活塞下行，活塞推动气体机曲轴(31)旋转，由于气体机曲轴(31)与行星机构(32)中气体机行星轮(32-11)通过第四电磁离合器(22)和气体机输出轴(32-10)连接，第四电磁离合器(22)接通，因此气体机曲轴(31)与行星机构(32)中气体机行星轮(32-11)同时旋转，推动行星机构(32)的发动机曲轴太阳轮(32-2)旋转，从而带动发动机曲轴输入轴(32-1)旋转，带动发动机(33)旋转，发动机(33)不点火，也不喷油，靠高压缩空气能量启动；
短时间停车后启动控制模式：短时间停车是指车辆熄火时间小于30分钟，当驾驶员重新启动发动机(33)，微控制单元(1)判断整车与发动机(33)的状态为短时间停车后的静止状态时；微控制单元(1)控制中压气罐出气控制阀(7)和进气道控制阀(26)打开，第四电磁离合器(22)接通，第一电磁离合器(19)、第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)断开，此时高压缩空气推动气体机(29)活塞下行，活塞推动气体机曲轴(31)旋转，由于气体机曲轴(31)与行星机构(32)中气体机行星轮(32-11)通过第四电磁离合器(22)和气体机输出轴(32-10)连接，第四电磁离合器(22)接通，气体机曲轴(31)与行星机构(32)中气体机行星轮(32-11)同时旋转，推动行星机构(32)的发动机曲轴太阳轮(32-2)旋转，从而带动发动机曲轴输入轴(32-1)旋转，带动发动机(33)旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而启动整车；发动机(33)不点火，不喷油，靠高压缩空气能量启动；
怠速或者低速低负荷区控制模式：微控制单元(1)判断发动机处于怠速或者低速低负荷区控制时，此时微控制单元(1)控制低压气罐出气控制阀(13)、中压气罐出气控制阀(7)、高压气罐出气控制阀(3)关闭，同时第一电磁离合器(19)闭合，第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)、第四电磁离合器(22)断开，此时直流电机输出轴(32-6)与直流电机行星轮(32-5)连接；直流电机(18)在蓄电池(15)供电下转动，因此直流电机输出轴(32-6)与直流电机行星轮(32-5)同时转动，推动行星机构(32)的发动机曲轴太阳轮(32-2)旋转，从而带动发动机曲轴输入轴(32-1)旋转，带动发动机(33)旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机(33)怠速或者低速低负荷运转；
中速中负荷控制模式：微控制单元(1)根据判断发动机(33)处于中速中负荷控制时，发动机(33)启动，此时微控制单元(1)控制低压气罐出气控制阀(13)、中压气罐出气控制阀(7)、高压气罐出气控制阀(3)关闭，压缩机出气控制阀(14)打开，同时第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)闭合，第一电磁离合器(19)、第四电磁离合器(22)断开，此时发动机曲轴输入轴(32-1)与发动机(33)曲轴连接，从而带动行星机构(32)中发动机曲轴太阳轮(32-2)转动，从而带动发电机行星轮(32-3)、压缩机行星轮(32-9)转动，从而带动发电机输入轴(32-4)与压缩机输入轴(32-8)转动，由于第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)闭合，从而带动发电机(17)与压缩机(16)转动，从而发电机(17)发电并给蓄电池(15)充电，压缩机(16)转动，并往低压气罐(11)压缩空气；
高速高负荷区控制模式：微控制单元(1)判断发动机(33)处于高速高负荷区时，发动机(33)与直流电机(18)需同时启动；微控制单元(1)控制低压气罐出气控制阀(13)、中压气罐出气控制阀(7)、高压气罐出气控制阀(3)关闭，压缩机出气控制阀(14)打开，同时第一电磁离合器(19)、第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)闭合，第四电磁离合器(22)断开，此时发动机曲轴输入轴(32-1)与发动机(33)曲轴连接，从而带动行星机构(32)中发动机曲轴太阳轮(32-2)转动，从而带动发电机行星轮(32-3)、压缩机行星轮(32-9)转动，从而带动发电机输入轴(32-4)与压缩机输入轴(32-8)转动，由于第二电磁离合器(20)、第三电磁离合器(21)闭合，从而带动发电机(17)与压缩机(16)转动，从而发电机(17)发电并给蓄电池(15)充电，压缩机(16)转动，并往低压气罐(11)压缩空气。
2.根据权利要求1所述的车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：在长时间停车后的启动控制模式：当高压气罐(4)压力不足时，低压气罐(11)的低压气罐出气控制阀(13)与高压气罐出气控制阀(3)同时打开，为气体机(29)提供足够的高压缩空气能量；长时间停车是指车辆熄火时间等于或大于30分钟。
3.根据权利要求1所述的车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：在短时间停车后的启动控制模式：当中压气罐(8)不足时，低压气罐(11)的低压气罐出气控制阀(13)与中压气罐出气控制阀(7)同时打开，为气体机(29)提供足够的高压缩空气能量。
4.根据权利要求1所述的车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：在中速中负荷控制模式，当低压气罐(11)压缩超过5MPa时，中低压单向阀(10)打开，向中压气罐(8)压缩空气；当中压气罐(8)超过10MPa时，中高压单向阀(6)打开，向高压气罐(4)压缩空气；当高压气罐(4)超过15MPa时，泄压阀(2)打开，开始泄压，同时微控制单元(1)控制第三电磁离合器(21)断开，压缩机(16)停止工作；而发动机(33)旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动，从而保持发动机(33)怠速或者低速低负荷运转。
5.根据权利要求1所述的车用发动机油-电-气混合动力输出装置的控制方法，其特征在于：在高速高负荷区控制模式，当低压气罐(11)内压力超过5MPa时，中低压单向阀(10)打开，向中压气罐(8)压缩空气；当中压气罐(8)超过10MPa时，中高压单向阀(6)打开，向高压气罐(4)压缩空气；当高压气罐(4)超过15MPa时，泄压阀(2)打开，开始泄压，同时微控制单元(1)控制第三电磁离合器(21)断开，压缩机(16)停止工作；由于第一电磁离合器(19)闭合，直流电机输出轴(32-6)与直流电机(18)的输出轴连接，从而带动直流电机行星轮(32-5)转动，从而带动行星机构(32)的发动机曲轴太阳轮(32-2)转动，从而通过发动机曲轴输入轴(32-1)提高发动机(33)的扭矩，达到直流电机(18)与发动机(33)同时启动而发动机(33)旋转，通过离合器、变速器、传动轴带动轮胎转动。
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