CN106939909A - 一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，旨在解决传统重型车辆在停车时发动机怠速空转造成不必要的燃油消耗及起动装置在遇到故障等极端条件下无法起动发动机等问题，其包括液压控制单元、取力装置、液压泵组件、控制阀组、蓄能器、液压起动马达、单向离合器、储油箱、液压轮毂马达及可拆卸式液压手动泵等。液压控制单元根据当前车辆状态及驾驶员需求，通过控制各个阀组元件的工作位置，来实现车辆在不同工作模式下切换。本发明提供的系统既可以提高整车动力性，又能实现车辆快速怠速起停功能，同时降低发动机燃油消耗；且在工程中易于实现，具有良好的应用前景。

Description

一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统

技术领域

本发明涉及一种车辆液压辅助驱动系统，更确切地说，本发明涉及一种集成液压起动机并可以实现快速怠速起停功能的液压辅助驱动系统。

背景技术

重型商用车及工程运输车辆的行驶工况复杂多变，经常需要在泥泞、沙地等低附着系数路面工作，容易出现驱动力不足导致驱动轮打滑的问题。为解决这一问题，可以运用液压辅助驱动技术，通过在传统后驱车辆的前轮轮毂中安装液压轮毂马达，使车辆按需由后驱变成全轮驱动。同时，此类商用车及工程运输车辆常需要装卸货而频繁起停车辆，考虑在车辆停车时自动关闭发动机怠速，能够有效降低燃油消耗，达到节能减排的效果。

在上世纪70年代，日本、欧美等的一些车企就提出了液压辅助驱动系统并成功运用于实车，比如力士乐、波克兰、MAN等公司就相继推出了自己的液压辅助驱动车辆。近些年，为满足工程应用需求及考虑液压驱动系统的突出优势，国内学者也对液压辅助驱动系统展开了相关研究。中国专利公布号为CN104859424A，公布日为2015-08-26，公开了一种液压轮毂马达辅助驱动系统。该系统采用液压泵、液压控制阀组及液压马达构成的闭式回路来辅助驱动车辆行驶，能够提高车辆在低附着路面上的动力性，但是不能实现系统的制动能量回收，无法实现节油。中国专利公布号为CN105459978A，公布日为2016-04-06，公开了一种液压辅助驱动与制动能量回收系统。该系统不仅提高了车辆的动力性，还可以实现对制动能量的回收，同时通过控制液压阀组，能实现更多地工作模式。然而，现有液压辅助驱动系统专利尚未将车辆起动装置考虑在内，而这些专利运用车辆的起动装置一般采用的是起动电机。另外，现有发动机起动装置在遇到故障等极端条件下将无法起动发动机。在液压辅助驱动系统中利用液压起动机实现发动机的怠速起停，既减少了发动机的怠速油耗，又能够有效利用制动所回收的能量，在该领域尚未有相关发明。同时，可拆卸式液压手动泵作为备用泵，在液压蓄能器充能不足时，可以保证正常起动发动机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在停车发动机怠速空转造成不必要的燃油消耗的问题；同时解决现有技术存在利用现有发动机起动装置在遇到故障等极端条件下无法起动发动机的问题，提供了一种集成液压起动机并可以实现快速怠速起停功能的液压辅助驱动系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统包括液压控制单元、取力装置、液压泵组件、一号控制阀组、一号蓄能器、液压起动马达、单向离合器、发动机、储油箱、二号蓄能器、二号控制阀组、一号液压轮毂马达、二号液压轮毂马达、一号液压马达的负载质量体、二号液压马达的负载质量体及可拆卸式液压手动泵。

发动机的输出轴与取力装置的输入轴采用花键副连接，取力装置的输出轴与液压泵组件的输入轴之间采用万向节连接或花键副连接，液压泵组件与一号控制阀组之间采用管路连接，一号控制阀组通过外接端口S3与一号蓄能器的油口之间采用管路连接，一号控制阀组通过外接端口S4与液压起动马达之间采用管路连接，液压起动马达输出轴与单向离合器的输入轴机械连接，单向离合器的输出轴与发动机曲轴机械连接，液压泵组件与二号控制阀组之间采用管路连接，二号控制阀组通过外接端口Acc与二号蓄能器的油口之间采用管路连接,二号控制阀组的端口D2、端口D3依次和一号液压轮毂马达的两个进出油口管路连接，二号控制阀组的端口D4、端口D5依次和二号液压轮毂马达的两个进出油口管路连接,一号液压轮毂马达与一号液压马达的负载质量体之间为花键副连接或两者为同轴连接，二号液压轮毂马达与二号液压马达的负载质量体之间为花键副连接或两者为同轴连接，液压泵组件、一号控制阀组、液压起动马达及二号控制阀组采用管路与储油箱连接，液压控制单元与液压泵组件、一号控制阀组及二号控制阀组采用信号线连接；可拆卸式液压手动泵与储油箱之间采用管路连接，可拆卸式液压手动泵与一号蓄能器的油口之间采用管路连接。

技术方案中所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，所述的液压泵组件与一号控制阀组之间采用管路连接,所述的液压泵组件与二号控制阀组之间采用管路连接是指：

所述的液压泵组件包括液压泵、补油泵、一号单向阀、一号溢流阀、二号单向阀、二号溢流阀、三号溢流阀、一号两位两通电磁换向阀；液压泵组件的外接端口M1与一号控制阀组的外接端口S1管路连接，液压泵组件的外接端口M2与一号控制阀组的外接端口S2管路连接；液压泵组件的外接端口M1与二号控制阀组的外接端口MA管路连接，液压泵组件的外接端口M2与二号控制阀组的外接端口MB管路连接，液压泵组件的外接端口M3与二号控制阀组的外接端口MG管路连接。

技术方案中所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，所述的一号控制阀组包括三位三通电磁换向阀、一号截止阀、四号溢流阀、二号两位两通电磁换向阀、三号单向阀、四号单向阀、五号单向阀与一号蓄能器压力传感器Pacc1。三号单向阀的进油口与一号控制阀组的外接端口S1管路连接，四号单向阀的进油口与一号控制阀组的外接端口S2管路连接，三号单向阀的出油口与三位三通电磁换向阀的端口A管路连接，四号单向阀的出油口与三位三通电磁换向阀的端口B管路连接，三位三通电磁换向阀的端口P与一号控制阀组的外接端口S3、一号截止阀、四号溢流阀的进油口及五号单向阀的进油口管路连接，且在端口P和外接端口S3之间安装有一号蓄能器压力传感器Pacc1，五号单向阀的出油口与二号两位两通电磁换向阀的端口A管路连接，二号两位两通电磁换向阀的端口P与一号控制阀组的外接端口S4管路连接，一号截止阀与四号溢流阀的出油口及储油箱管路连接。

技术方案中所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，所述的二号控制阀组包括三号两位两通电磁换向阀、六号单向阀、二号截止阀、五号溢流阀、四号两位两通电磁换向阀、两位两通液动换向阀、七号单向阀、一号两位四通电磁换向阀、五号两位两通电磁换向阀、六号两位两通电磁换向阀、六号溢流阀、八号单向阀、三位三通液动换向阀、七号溢流阀、一号两位四通液动换向阀、两位三通电磁换向阀、二号两位四通电磁换向阀、三号两位四通电磁换向阀、二号两位四通液动换向阀、三号两位四通液动换向阀、八号溢流阀与二号蓄能器压力传感器Pacc2。三位三通液动换向阀的控制端口X与其端口A、二号控制阀组的外接端口MA、三号两位两通电磁换向阀的端口P、七号单向阀的出油口、一号两位四通液动换向阀的端口P、一号两位四通电磁换向阀的端口P、二号控制阀组的外接端口MG、两位三通电磁换向阀的端口P、二号两位四通电磁换向阀的端口P及三号两位四通电磁换向阀的端口P管路连接，三号两位两通电磁换向阀的端口A与六号单向阀的进油口管路连接，六号单向阀的出油口与二号截止阀、五号溢流阀的进油口、二号控制阀组的外接端口Acc及四号两位两通电磁换向阀的端口P管路连接，且在端口P和外接端口Acc之间安装有二号蓄能器压力传感器Pacc2，二号截止阀、五号溢流阀的出油口与储油箱管路连接，四号两位两通电磁换向阀的端口A与两位两通液动换向阀的端口P管路连接，两位两通液动换向阀的端口A与七号单向阀的进油口管路连接，两位两通液动换向阀的控制端口X与一号两位四通电磁换向阀的端口A管路连接，两位两通液动换向阀的控制端口Y与一号两位四通电磁换向阀的端口B管路连接。

三位三通液动换向阀的端口T与七号溢流阀的进油口管路连接，七号溢流阀的出油口与储油箱管路连接，两位三通电磁换向阀的端口A与一号两位四通液动换向阀的控制端口管路连接，两位三通电磁换向阀的端口T与二号两位四通电磁换向阀的端口T、三号两位四通电磁换向阀的端口T及储油箱管路连接，一号两位四通液动换向阀的端口T与五号两位两通电磁换向阀的端口A、六号两位两通电磁换向阀的端口P、三位三通液动换向阀的控制端口Y及其端口B管路连接，一号两位四通液动换向阀的端口A与二号两位四通液动换向阀的端口P及三号两位四通液动换向阀的端口P管路连接，一号两位四通液动换向阀的端口B与二号两位四通液动换向阀的端口T及三号两位四通液动换向阀的端口T管路连接，二号两位四通电磁换向阀的端口A与二号两位四通液动换向阀的控制端口X、八号溢流阀的进油口及二号控制阀组的外接端口D1管路连接，八号溢流阀的出油口与储油箱管路连接，二号两位四通电磁换向阀的端口B与二号两位四通液动换向阀的控制端口Y管路连接，三号两位四通电磁换向阀的端口A与三号两位四通液动换向阀的控制端口X管路连接，三号两位四通电磁换向阀的端口B与三号两位四通液动换向阀的控制端口Y管路连接，二号两位四通液动换向阀的端口A与二号控制阀组的外接端口D2管路连接，二号两位四通液动换向阀的端口B与二号控制阀组的外接端口D3管路连接，三号两位四通液动换向阀的端口A与二号控制阀组的外接端口D4管路连接，三号两位四通液动换向阀的端口B与二号控制阀组的外接端口D5管路连接。五号两位两通电磁换向阀的端口P与二号控制阀组的外接端口MB及六号溢流阀的进油口管路连接，六号两位两通电磁换向阀的端口A与八号单向阀的进油口管路连接，六号溢流阀的出油口和八号单向阀的出油口与储油箱管路连接。

所述的液压控制单元与液压泵组件、一号控制阀组及二号控制阀组采用信号线连接是指：液压控制单元通过电信号线和液压泵的排量调节控制信号输入端、一号两位两通电磁换向阀、三位三通电磁换向阀、二号两位两通电磁换向阀、三号两位两通电磁换向阀、四号两位两通电磁换向阀、一号两位四通电磁换向阀、五号两位两通电磁换向阀、六号两位两通电磁换向阀、两位三通电磁换向阀、二号两位四通电磁换向阀及三号两位四通电磁换向阀的控制信号输入端连接，液压控制单元通过电信号线和液压泵排量传感器S、一号蓄能器压力传感器Pacc1及二号蓄能器压力传感器Pacc2的输出端连接。

技术方案中所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，在二号控制阀组中连接一个两位两通液动换向阀和一号两位四通电磁换向阀，其作用是在四号两位两通电磁换向阀处于II位时，通过补油泵的开启或关闭决定二号蓄能器是否进行放液或者使二号蓄能器一直处于放液状态而不管补油泵是否开启；当控制一号两位四通电磁换向阀处于I位时，一号两位四通电磁换向阀的端口P和端口A接通，端口B与端口T接通，若此时补油泵未开启，则两位两通液动换向阀保持在I位，二号蓄能器处于放液状态，若此时补油泵已开启，则两位两通液动换向阀切换到II位，二号蓄能器停止放液；当控制一号两位四通电磁换向阀处于II位时，一号两位四通电磁换向阀的端口A、端口B和端口T接通，端口P被截止，此时不管补油泵是否开启，两位两通液动换向阀一直保持在I位，二号蓄能器一直处于放液状态。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统可以实现车辆的怠速起停功能，减少发动机怠速空转的时间，降低整车燃油消耗，达到节能减排的效果；

2.本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统结构紧凑，整个系统结构尺寸小，布置与安装简单方便；

3.本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在车辆起步时能够根据驾驶需求切换状态，在必要时开启蓄能器蠕行模式，以补偿可能由液压方式起动发动机带来的充液延迟，实现车辆快速起动进入行驶，同时也能减少发动机在油耗较高的低速区的工作时间；

4.本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统能够实现对制动能量的回收，回收的能量可以由蓄能器给整车助力，提高整车动力性，也可以用于下一次起动发动机时给液压起动机提供动力，降低了发动机油耗，提高了能量利用率；

5.本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统配备可拆卸式的液压手动泵，在车辆正常工作时，卸下液压手动泵，以节省液压辅助驱动系统的布置空间，在遇到系统故障等原因导致的蓄能器充能不足时，安装上液压手动泵可实现人力手动地给蓄能器充能，保证能够正常起动发动机。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统结构原理示意图；

图2为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统控制阀组的结构组成及停车模式下的各换向阀连接关系示意图；

图3为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在原地起机模式下的各换向阀连接关系示意图；

图4为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在蠕行起机模式开启状态下的各换向阀连接关系示意图；

图5为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在蠕行起机模式自动停止状态下的各换向阀连接关系示意图；

图6为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在行车充能模式或制动能量回收模式下的各换向阀连接关系示意图；

图7为本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统在行车蓄能器助力模式下的各换向阀连接关系示意图；

图中：1.液压控制单元，2.取力装置，3.液压泵组件，4.一号控制阀组，5.一号蓄能器，6.液压起动马达，7.单向离合器，8.发动机，9.储油箱，10.二号蓄能器，11.二号控制阀组，12.一号液压轮毂马达，13.二号液压轮毂马达，14.一号液压马达的负载质量体，15.二号液压马达的负载质量体，16.可拆卸式液压手动泵，17.三位三通电磁换向阀，18.液压泵,19.补油泵,20.一号单向阀,21.一号溢流阀,22.二号单向阀,23.二号溢流阀,24.三号溢流阀,25.一号两位两通电磁换向阀,26.一号截止阀,27.四号溢流阀,28.二号两位两通电磁换向阀,29.三号单向阀,30.四号单向阀,31.五号单向阀,32.三号两位两通电磁换向阀,33.六号单向阀,34.二号截止阀,35.五号溢流阀,36.四号两位两通电磁换向阀,37.两位两通液动换向阀,38.七号单向阀,39.一号两位四通电磁换向阀,40.五号两位两通电磁换向阀,41.六号两位两通电磁换向阀,42.六号溢流阀,43.八号单向阀,44.三位三通液动换向阀,45.七号溢流阀,46.一号两位四通液动换向阀,47.两位三通电磁换向阀,48.二号两位四通电磁换向阀,49.三号两位四通电磁换向阀,50.二号两位四通液动换向阀,51.三号两位四通液动换向阀,52.八号溢流阀,S.液压泵排量传感器,Pacc1.一号蓄能器压力传感器，Pacc2.二号蓄能器压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统包括液压控制单元1、取力装置2、液压泵组件3、一号控制阀组4、一号蓄能器5、液压起动马达6、单向离合器7、发动机8、储油箱9、二号蓄能器10、二号控制阀组11、一号液压轮毂马达12、二号液压轮毂马达13、一号液压马达的负载质量体14、二号液压马达的负载质量体15及可拆卸式液压手动泵16。

参阅图2，液压泵组件3包括液压泵18、补油泵19、一号单向阀20、一号溢流阀21、二号单向阀22、二号溢流阀23、三号溢流阀24、一号两位两通电磁换向阀25。液压泵18是双向作用的柱塞式变量泵，为一号液压轮毂马达12、二号液压轮毂马达13、一号蓄能器5及二号蓄能器10提供高压油液。液压控制单元1发出PWM控制命令，控制液压泵18的斜盘开度，达到调节排量的目的，同时液压泵排量传感器S的信号输出端与液压控制单元1的引脚电线连接，以获取液压泵18的实际排量。补油泵19是一个单向定量泵，它与液压泵18同轴，从储油箱9中吸油为油路补充稳定油液。补油泵19的出油口与一号单向阀20进油口、一号溢流阀21进油口、二号单向阀22进油口、二号溢流阀23进油口、三号溢流阀24进油口及一号两位两通电磁换向阀25的端口P管路连接。一号单向阀20和二号单向阀22只允许油液从补油泵19流向系统主油路，一号溢流阀21和二号溢流阀23用于限制主油路的最高压力。三号溢流阀24用于限制补油泵出口压力。一号两位两通电磁换向阀25为电磁换向阀，电磁铁操纵，弹簧复位，其控制信号输入端通过电线和液压控制单元1的引脚连接，其端口A与液压泵组件3的外接端口M3管路连接，它的作用是控制补油回路的开关。液压泵18的两油口分别与M1、M2管路连接。

参阅图1与图2，取力装置2可以是一组或多组变速齿轮，取力装置2的安装位置依实际情况可以是发动机的动力输出端或变速器的动力输出端，根据本发明所述技术方案在此以发动机的动力输出端作为一个实施例。发动机8的输出轴与取力装置2的输入轴采用花键副连接，取力装置2的输出轴与液压泵组件3的输入轴之间采用万向节连接或花键副连接，液压泵18和补油泵19为同轴泵，取力装置2为液压泵18和补油泵19提供动力。液压泵组件3的外接端口M1与一号控制阀组4的外接端口S1管路连接，液压泵组件3的外接端口M2与一号控制阀组4的外接端口S2管路连接。液压泵组件3的外接端口M1与二号控制阀组11的外接端口MA管路连接，液压泵组件3的外接端口M2与二号控制阀组11的外接端口MB管路连接，液压泵组件3的外接端口M3与二号控制阀组11的外接端口MG管路连接。二号控制阀组11的端口D2、端口D3依次和一号液压轮毂马达12的两个进出油口管路连接，二号控制阀组11的端口D4、端口D5依次和二号液压轮毂马达13的两个进出油口管路连接。一号液压轮毂马达12和二号液压轮毂马达13均为径向柱塞式双向定量马达，分别与一号液压马达的负载质量体14、二号液压马达的负载质量体15之间采用花键副连接或两者为同轴连接，一号液压轮毂马达12和二号液压轮毂马达13的壳体泄流端口与二号控制阀组11的外接端口D1管路连接。可拆卸式液压手动泵16在使用时采用管路安装在一号蓄能器5的油口与储油箱9之间，此时系统处于停车模式，一号蓄能器5与液压回路断开连接；在不使用时，卸下可拆卸式液压手动泵16，以节省布置空间。

参阅图2，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统的一号控制阀组4包括三位三通电磁换向阀17、一号截止阀26、四号溢流阀27、二号两位两通电磁换向阀28、三号单向阀29、四号单向阀30、五号单向阀31与一号蓄能器压力传感器Pacc1。图中所示的端口S1、端口S2、端口S3及端口S4为一号控制阀组4的外接端口。液压控制单元1通过电信号线和三位三通电磁换向阀17、二号两位两通电磁换向阀28的控制信号输入端连接。

参阅图2，三号单向阀29的进油口与一号控制阀组4的外接端口S1管路连接，四号单向阀30的进油口与一号控制阀组4的外接端口S2管路连接，三号单向阀29的出油口与三位三通电磁换向阀17的端口A管路连接，四号单向阀30的出油口与三位三通电磁换向阀17的端口B管路连接。三位三通电磁换向阀17为常闭式电磁换向阀，当需要给一号蓄能器5充液时，若此时输入端口A的油液为高压油液，控制三位三通电磁换向阀17切换至I位，其端口A与端口P被接通，反之，若此时输入端口B的油液为高压油液，则三位三通电磁换向阀17被切换至III位，其端口B与端口P被接通，实现对一号蓄能器5的充液。三位三通电磁换向阀17的端口P与一号控制阀组4的外接端口S3、一号截止阀26、四号溢流阀27的进油口及五号单向阀31的进油口管路连接，且在端口P和外接端口S3之间安装有一号蓄能器压力传感器Pacc1。一号控制阀组4通过外接端口S3与一号蓄能器5的油口之间采用管路连接。一号蓄能器5为气体隔离式蓄能器，液压控制单元1通过电信号线和一号蓄能器压力传感器Pacc1的输出端连接以采集蓄能器压力信号，用来判断一号蓄能器5充液和放液是否满足条件。五号单向阀31的出油口与二号两位两通电磁换向阀28的端口A管路连接，二号两位两通电磁换向阀28的端口P与一号控制阀组4的外接端口S4管路连接，一号截止阀26与四号溢流阀27的出油口及储油箱9管路连接。四号溢流阀27用于限制一号蓄能器5放液油路的最高压力。二号两位两通电磁换向阀28用于控制一号蓄能器5的放液与否，当二号两位两通电磁换向阀28切换至II位，二号两位两通电磁换向阀28的端口A与端口P接通，一号蓄能器5的油液进入液压起动马达6，带动液压起动马达6输出动力。液压起动马达6输出轴与单向离合器7的输入轴机械连接，单向离合器7的输出轴与发动机曲轴机械连接。

参阅图2，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统的二号控制阀组11包括三号两位两通电磁换向阀32、六号单向阀33、二号截止阀34、五号溢流阀35、四号两位两通电磁换向阀36、两位两通液动换向阀37、七号单向阀38、一号两位四通电磁换向阀39、五号两位两通电磁换向阀40、六号两位两通电磁换向阀41、六号溢流阀42、八号单向阀43、三位三通液动换向阀44、七号溢流阀45、一号两位四通液动换向阀46、两位三通电磁换向阀47、二号两位四通电磁换向阀48、三号两位四通电磁换向阀49、二号两位四通液动换向阀50、三号两位四通液动换向阀51、八号溢流阀52与二号蓄能器压力传感器Pacc2。液压控制单元1通过电信号线和三号两位两通电磁换向阀32、四号两位两通电磁换向阀36、一号两位四通电磁换向阀39、五号两位两通电磁换向阀40、六号两位两通电磁换向阀41、两位三通电磁换向阀47、二号两位四通电磁换向阀48及三号两位四通电磁换向阀49的控制信号输入端连接。

参阅图2，三位三通液动换向阀44的控制端口X与其端口A、二号控制阀组11的外接端口MA、三号两位两通电磁换向阀32的端口P、七号单向阀38的出油口、一号两位四通液动换向阀46的端口P、一号两位四通电磁换向阀39的端口P、二号控制阀组11的外接端口MG、两位三通电磁换向阀47的端口P、二号两位四通电磁换向阀48的端口P及三号两位四通电磁换向阀49的端口P管路连接，三号两位两通电磁换向阀32的端口A与六号单向阀33的进油口管路连接。三号两位两通电磁换向阀32作为二号蓄能器10充液的开关阀。当三号两位两通电磁换向阀32切换至II位，端口A与端口P被接通，对二号蓄能器10进行充液，反之，切换至I位，则停止充液。六号单向阀33的出油口与二号截止阀34、五号溢流阀35的进油口、二号蓄能器10的油口及四号两位两通电磁换向阀36的端口P管路连接，且在端口P和外接端口Acc之间安装有二号蓄能器压力传感器Pacc2，二号截止阀34、五号溢流阀35的出油口与储油箱9管路连接。五号溢流阀35用于限制二号蓄能器10充液油路的最高压力。二号蓄能器10为气体隔离式蓄能器，液压控制单元1通过电信号线和二号蓄能器压力传感器Pacc2的输出端连接，压力传感器Pacc2检测蓄能器的压力，以便判断二号蓄能器10的充液和放液是否满足条件。四号两位两通电磁换向阀36的端口A与两位两通液动换向阀37的端口P管路连接。四号两位两通电磁换向阀36作为二号蓄能器10放液的开关阀。两位两通液动换向阀37的端口A与七号单向阀38的进油口管路连接。

参阅图2，两位两通液动换向阀37的控制端口X与一号两位四通电磁换向阀39的端口A管路连接，两位两通液动换向阀37的控制端口Y与一号两位四通电磁换向阀39的端口B管路连接。在二号控制阀组11中连接一个两位两通液动换向阀37和一号两位四通电磁换向阀39，其作用是在四号两位两通电磁换向阀36处于II位时，通过补油泵19的开启或关闭决定二号蓄能器10是否进行放液或者使二号蓄能器10一直处于放液状态而不管补油泵19是否开启。具体地说，当控制一号两位四通电磁换向阀39处于I位时，一号两位四通电磁换向阀39的端口P和端口A接通，端口B与端口T接通，若此时补油泵19未开启，则两位两通液动换向阀37保持在I位，二号蓄能器10处于放液状态，若此时补油泵19已开启，则两位两通液动换向阀37切换到II位，二号蓄能器10停止放液；当控制一号两位四通电磁换向阀39处于II位时，一号两位四通电磁换向阀39的端口A、端口B和端口T接通，端口P被截止，此时不管补油泵19是否开启，两位两通液动换向阀37一直保持在I位，二号蓄能器10一直处于放液状态。利用以上方式，可以在液压起动马达6起动发动机的过程中，按需地先令二号蓄能器10放液，即开启蓄能器蠕行模式，若发动机8被起动至目标转速，补油泵19的补油回路被开启，则二号蓄能器10停止放液，即蓄能器蠕行模式关闭，车辆进入正常行驶状态。若此时驾驶员仍需开启蓄能器蠕行模式，则可通过控制一号两位四通电磁换向阀39处于II位，则两位两通液动换向阀37一直保持在I位，二号蓄能器10一直处于放液状态。

参阅图2，三位三通液动换向阀44的端口T与七号溢流阀45的进油口管路连接，七号溢流阀45的出油口与储油箱9管路连接。当三位三通液动换向阀44的两个控制端口间出现较大压差时，低压油液从三位三通液动换向阀44的端口T经七号溢流阀45流入储油箱9，七号溢流阀45作为背压阀。三位三通液动换向阀44与七号溢流阀45构成冷却回路。两位三通电磁换向阀47的端口A与一号两位四通液动换向阀46的控制端口管路连接，两位三通电磁换向阀47的端口T与二号两位四通电磁换向阀48的端口T、三号两位四通电磁换向阀49的端口T及储油箱9管路连接，一号两位四通液动换向阀46的端口T与五号两位两通电磁换向阀40的端口A、六号两位两通电磁换向阀41的端口P、三位三通液动换向阀44的控制端口Y及其端口B管路连接，一号两位四通液动换向阀46的端口A与二号两位四通液动换向阀50的端口P及三号两位四通液动换向阀51的端口P管路连接，一号两位四通液动换向阀46的端口B与二号两位四通液动换向阀50的端口T及三号两位四通液动换向阀51的端口T管路连接，二号两位四通电磁换向阀48的端口A与二号两位四通液动换向阀50的控制端口X、八号溢流阀52的进油口及二号控制阀组11的外接端口D1管路连接，八号溢流阀52的出油口与储油箱9管路连接，二号两位四通电磁换向阀48的端口B与二号两位四通液动换向阀50的控制端口Y管路连接，三号两位四通电磁换向阀49的端口A与三号两位四通液动换向阀51的控制端口X管路连接，三号两位四通电磁换向阀49的端口B与三号两位四通液动换向阀51的控制端口Y管路连接，二号两位四通液动换向阀50的端口A与二号控制阀组11的外接端口D2管路连接，二号两位四通液动换向阀50的端口B与二号控制阀组11的外接端口D3管路连接，三号两位四通液动换向阀51的端口A与二号控制阀组11的外接端口D4管路连接，三号两位四通液动换向阀51的端口B与二号控制阀组11的外接端口D5管路连接。五号两位两通电磁换向阀40的端口P与二号控制阀组11的外接端口MB及六号溢流阀42的进油口管路连接，六号两位两通电磁换向阀41的端口A与八号单向阀43的进油口管路连接，六号溢流阀42的出油口和八号单向阀43的出油口与储油箱9管路连接。五号两位两通电磁换向阀40和六号两位两通电磁换向阀41用于液压回路在开式回路和闭式回路之间切换。当五号两位两通电磁换向阀40和六号两位两通电磁换向阀41都位于I位时，为开式回路；当五号两位两通电磁换向阀40和六号两位两通电磁换向阀41都位于II位时，为闭式回路。

参阅图2～7，下面详细说明在停车模式、原地起机模式、蠕行起机模式、行车充能模式、制动能量回收模式及行车蓄能器助力模式时，系统中各个阀的切换位置及它们实现的功能。图中工作路径用带箭头的粗实线标识。

参阅图2，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统工作于停车模式。在该模式下，发动机8熄火，系统各部件不工作。此时，一号两位两通电磁换向阀25、二号两位两通电磁换向阀28、三号两位两通电磁换向阀32、四号两位两通电磁换向阀36、一号两位四通液动换向阀46、两位三通电磁换向阀47、二号两位四通电磁换向阀48、三号两位四通电磁换向阀49、二号两位四通液动换向阀50、三号两位四通液动换向阀51、五号两位两通电磁换向阀40、六号两位两通电磁换向阀41均处于I位，三位三通电磁换向阀17处于II位。一号两位四通电磁换向阀39处于I位，此时由于发动机8熄火，补油泵19关闭，一号两位四通电磁换向阀39的端口P和端口T没有压差，两位两通液动换向阀37由于复位弹簧的作用处于I位。三位三通液动换向阀44的上下端口没有压差，处于II位。

参阅图3，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统工作于原地起机模式。液压控制单元1发出指令，二号两位两通电磁换向阀28切换至II位，一号蓄能器5为液压起动马达6提供液压能，液压起动马达6带动发动机在原地起动。其余阀组元件的工作位置同停车模式保持不变。

参阅图4和图5，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统工作于蠕行起机模式，其中，图4所示为系统处于蠕行起机模式开启状态，图5所示为系统处于蠕行起机模式自动停止状态。

参阅图4，在原地起机模式进行过程中，可以选择令液压控制单元1发出指令，控制四号两位两通电磁换向阀36切换至II位。此处作为一个实施例，四号两位两通电磁换向阀36的输入控制信号可以是驾驶员松开行车制动踏板的信号。同时，三位三通液动换向阀44由于上下端口存在压差，切换至I位。二号两位四通电磁换向阀48和三号两位四通电磁换向阀49切换至II位，则二号两位四通液动换向阀50和三号两位四通液动换向阀51的控制端口Y的压力大于控制端口X，被切换至II位。其余阀组元件的工作位置同原地起机模式保持不变。此时，二号蓄能器10进入放液状态，二号蓄能器10、四号两位两通电磁换向阀36、两位两通液动换向阀37、七号单向阀38、一号两位四通液动换向阀46、二号两位四通液动换向阀50、三号两位四通液动换向阀51、一号液压轮毂马达12、二号液压轮毂马达13、六号两位两通电磁换向阀41和储油箱9形成开式回路，驱动一号液压轮毂马达12和二号液压轮毂马达13旋转，带动车辆进入蠕行模式。

参阅图5，在蠕行起机模式进行时，当发动机8被液压起动马达6起动至目标转速，二号两位两通电磁换向阀28切换回I位，一号蓄能器5停止放液，液压起动马达6停止工作。由于发动机8已经起动，与其同轴的补油泵19被开启向油路中补油，此时，一号两位四通电磁换向阀39的端口P的压力大于其端口T，也即两位两通液动换向阀37的控制端口X的压力大于其控制端口Y，则两位两通液动换向阀37切换至II位，二号蓄能器10放液停止，蓄能器蠕行模式停止。其余阀组元件的工作位置同蠕行起机模式开启状态保存不变。此后，控制阀组回位，车辆进入正常行驶状态。

参阅图6，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统工作于行车充能模式。在行车充能模式下，一号两位两通电磁换向阀25、二号两位两通电磁换向阀28、一号两位四通电磁换向阀39、一号两位四通液动换向阀46、两位三通电磁换向阀47、二号两位四通电磁换向阀48、三号两位四通电磁换向阀49、二号两位四通液动换向阀50、三号两位四通液动换向阀51均处于I位，五号两位两通电磁换向阀40、六号两位两通电磁换向阀41、三位三通液动换向阀44、四号两位两通电磁换向阀36、两位两通液动换向阀37均处于II位。三位三通电磁换向阀17接收控制指令切换至I位，三号两位两通电磁换向阀32切换至II位，油液从储油箱9经液压泵18、三号单向阀29、三位三通电磁换向阀17以及三号两位两通电磁换向阀32、六号单向阀33，被分别充入一号蓄能器5和二号蓄能器10。

当车辆在正常行车过程中，需要采取非紧急制动时，系统进入制动能量回收模式，此时系统各阀的工作位置与行车充能模式相同，如图6所示。

参阅图7，本发明所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统工作于行车蓄能器助力模式。当车辆正常行驶时，二号两位两通电磁换向阀28被切换至I位，液压起动马达不工作。当驾驶员按下蓄能器助力开关，液压控制单元1发送控制指令，一号两位四通电磁换向阀39被切换至II位，其端口A与端口B都与储油箱9连接。此时，不管补油泵19是否开启，两位两通液动换向阀37的控制端口X与控制端口Y都没有压差，在回位弹簧的作用下，两位两通液动换向阀37始终保持在I位。其余阀组元件的工作位置同蠕行起机模式一致。

本发明中未述及的部分及其他可实现的工作模式采用或借鉴现有已公开专利的方案即可实现。

各工作模式下各换向阀的工作位置如下表1所示。

本集成液压起动机的液压辅助驱动系统的原理特点：

1.配备本集成液压起动机的液压辅助驱动系统可以按照驾驶员的需求，将传统后驱车辆变为全驱车辆，提高了整车的动力性；停车模式下，发动机停止工作，减低了燃油消耗。

2.本系统根据当前车辆行驶状态及驾驶员操作意图，包括车速、发动机转速、蓄能器压力、加速踏板开度、制动踏板开度等信号决定车辆工作模式，通过切换各阀的工作位置来实现系统在停车模式、原地起机模式、蠕行起机模式、行车充能模式、制动能量回收模式及行车蓄能器助力模式及其他模式之间切换。

3.车辆由液压起动马达来起动发动机，在此过程中，根据驾驶员需求，如驾驶员此时着急行车，则可以开启蠕行助力模式，当发动机被起动，通过控制阀组的作用，蠕行模式自动关闭，车辆进入正常行车状态；若驾驶员不着急行车，则可以在原地起动发动机，而后车辆进入正常行车状态。通过以上方式，保证了车辆能够不耽误时间地快速重新起动进入行驶。

4.当车辆在非紧急制动时，根据制动踏板信号，系统合理分配制动力矩，同时进入制动能量回收模式，将车辆动能转化为液压能储存在蓄能器中，以便下次重新起动发动机或用蓄能器给车辆助力时使用，提高了整车能量利用率，达到了节能的效果。

5.当液压起动马达的蓄能器因故障等原因导致充能不足时，可安装可拆卸式液压手动泵，通过人力手动地给蓄能器充液，保证了发动机能正常起动。在不使用可拆卸液压手动泵时，可将其拆下，以节省布置空间。

根据以上所述的系统原理特点可以看出，本发明在液压前轮辅助驱动系统的基础上集成了液压起动机及其配套控制阀组系统，增加了车辆工作模式，包括停车模式、原地起机模式、蠕行起机模式、行车充能模式、制动能量回收模式及行车蓄能器助力模式等。本发明既可以提高整车动力性，又能有效降低发动机怠速燃油消耗；通过本集成液压起动机的液压辅助驱动系统，能够使车辆快速地重新起动进入行驶；通过制动能量回收，使能量有效得到利用，进一步实现节能环保；具有一定的故障应急能力；且易于工程实现，具有良好的应用前景。

Claims (4)

1.一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于：所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统包括液压控制单元(1)、取力装置(2)、液压泵组件(3)、一号控制阀组(4)、一号蓄能器(5)、液压起动马达(6)、单向离合器(7)、发动机(8)、储油箱(9)、二号蓄能器(10)、二号控制阀组(11)、一号液压轮毂马达(12)、二号液压轮毂马达(13)、一号液压马达的负载质量体(14)、二号液压马达的负载质量体(15)及可拆卸式液压手动泵(16)；

发动机(8)的输出轴与取力装置(2)的输入轴采用花键副连接，取力装置(2)的输出轴与液压泵组件(3)的输入轴之间采用万向节连接或花键副连接，液压泵组件(3)与一号控制阀组(4)之间采用管路连接，一号控制阀组(4)通过外接端口S3与一号蓄能器(5)的油口之间采用管路连接，一号控制阀组(4)通过外接端口S4与液压起动马达(6)之间采用管路连接，液压起动马达(6)输出轴与单向离合器(7)的输入轴机械连接，单向离合器(7)的输出轴与发动机曲轴机械连接，液压泵组件(3)与二号控制阀组(11)之间采用管路连接，二号控制阀组(11)通过外接端口Acc与二号蓄能器(10)的油口之间采用管路连接,二号控制阀组(11)的端口D2、端口D3依次和一号液压轮毂马达(12)的两个进出油口管路连接，二号控制阀组(11)的端口D4、端口D5依次和二号液压轮毂马达(13)的两个进出油口管路连接,一号液压轮毂马达(12)与一号液压马达的负载质量体(14)之间为花键副连接或两者为同轴连接，二号液压轮毂马达(13)与二号液压马达的负载质量体(15)之间为花键副连接或两者为同轴连接，液压泵组件(3)、一号控制阀组(4)、液压起动马达(6)及二号控制阀组(11)采用管路与储油箱(9)连接，液压控制单元(1)与液压泵组件(3)、一号控制阀组(4)及二号控制阀组(11)采用信号线连接；可拆卸式液压手动泵(16)与储油箱(9)之间采用管路连接，可拆卸式液压手动泵(16)与一号蓄能器(5)的油口之间采用管路连接。

2.按照权利要求1所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，所述的液压泵组件(3)与一号控制阀组(4)之间采用管路连接,所述的液压泵组件(3)与二号控制阀组(11)之间采用管路连接是指：

所述的液压泵组件(3)包括液压泵(18)、补油泵(19)、一号单向阀(20)、一号溢流阀(21)、二号单向阀(22)、二号溢流阀(23)、三号溢流阀(24)、一号两位两通电磁换向阀(25)；液压泵组件(3)的外接端口M1与一号控制阀组(4)的外接端口S1管路连接，液压泵组件(3)的外接端口M2与一号控制阀组(4)的外接端口S2管路连接；液压泵组件(3)的外接端口M1与二号控制阀组(11)的外接端口MA管路连接，液压泵组件(3)的外接端口M2与二号控制阀组(11)的外接端口MB管路连接，液压泵组件(3)的外接端口M3与二号控制阀组(11)的外接端口MG管路连接。

3.按照权利要求1所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，所述的一号控制阀组(4)包括三位三通电磁换向阀(17)、一号截止阀(26)、四号溢流阀(27)、二号两位两通电磁换向阀(28)、三号单向阀(29)、四号单向阀(30)、五号单向阀(31)与一号蓄能器压力传感器(Pacc1)；三号单向阀(29)的进油口与一号控制阀组(4)的外接端口S1管路连接，四号单向阀(30)的进油口与一号控制阀组(4)的外接端口S2管路连接，三号单向阀(29)的出油口与三位三通电磁换向阀(17)的端口A管路连接，四号单向阀(30)的出油口与三位三通电磁换向阀(17)的端口B管路连接，三位三通电磁换向阀(17)的端口P与一号控制阀组(4)的外接端口S3、一号截止阀(26)、四号溢流阀(27)的进油口及五号单向阀(31)的进油口管路连接，且在端口P和外接端口S3之间安装有一号蓄能器压力传感器(Pacc1)，五号单向阀(31)的出油口与二号两位两通电磁换向阀(28)的端口A管路连接，二号两位两通电磁换向阀(28)的端口P与一号控制阀组(4)的外接端口S4管路连接，一号截止阀(26)与四号溢流阀(27)的出油口及储油箱(9)管路连接；

所述的二号控制阀组(11)包括三号两位两通电磁换向阀(32)、六号单向阀(33)、二号截止阀(34)、五号溢流阀(35)、四号两位两通电磁换向阀(36)、两位两通液动换向阀(37)、七号单向阀(38)、一号两位四通电磁换向阀(39)、五号两位两通电磁换向阀(40)、六号两位两通电磁换向阀(41)、六号溢流阀(42)、八号单向阀(43)、三位三通液动换向阀(44)、七号溢流阀(45)、一号两位四通液动换向阀(46)、两位三通电磁换向阀(47)、二号两位四通电磁换向阀(48)、三号两位四通电磁换向阀(49)、二号两位四通液动换向阀(50)、三号两位四通液动换向阀(51)、八号溢流阀(52)与二号蓄能器压力传感器(Pacc2)；三位三通液动换向阀(44)的控制端口X与其端口A、二号控制阀组(11)的外接端口MA、三号两位两通电磁换向阀(32)的端口P、七号单向阀(38)的出油口、一号两位四通液动换向阀(46)的端口P、一号两位四通电磁换向阀(39)的端口P、二号控制阀组(11)的外接端口MG、两位三通电磁换向阀(47)的端口P、二号两位四通电磁换向阀(48)的端口P及三号两位四通电磁换向阀(49)的端口P管路连接，三号两位两通电磁换向阀(32)的端口A与六号单向阀(33)的进油口管路连接，六号单向阀(33)的出油口与二号截止阀(34)、五号溢流阀(35)的进油口、二号控制阀组(11)的外接端口Acc及四号两位两通电磁换向阀(36)的端口P管路连接，且在端口P和外接端口Acc之间安装有二号蓄能器压力传感器(Pacc2)，二号截止阀(34)、五号溢流阀(35)的出油口与储油箱(9)管路连接，四号两位两通电磁换向阀(36)的端口A与两位两通液动换向阀(37)的端口P管路连接，两位两通液动换向阀(37)的端口A与七号单向阀(38)的进油口管路连接，两位两通液动换向阀(37)的控制端口X与一号两位四通电磁换向阀(39)的端口A管路连接，两位两通液动换向阀(37)的控制端口Y与一号两位四通电磁换向阀(39)的端口B管路连接；

三位三通液动换向阀(44)的端口T与七号溢流阀(45)的进油口管路连接，七号溢流阀(45)的出油口与储油箱(9)管路连接，两位三通电磁换向阀(47)的端口A与一号两位四通液动换向阀(46)的控制端口管路连接，两位三通电磁换向阀(47)的端口T与二号两位四通电磁换向阀(48)的端口T、三号两位四通电磁换向阀(49)的端口T及储油箱(9)管路连接，一号两位四通液动换向阀(46)的端口T与五号两位两通电磁换向阀(40)的端口A、六号两位两通电磁换向阀(41)的端口P、三位三通液动换向阀(44)的控制端口Y及其端口B管路连接，一号两位四通液动换向阀(46)的端口A与二号两位四通液动换向阀(50)的端口P及三号两位四通液动换向阀(51)的端口P管路连接，一号两位四通液动换向阀(46)的端口B与二号两位四通液动换向阀(50)的端口T及三号两位四通液动换向阀(51)的端口T管路连接，二号两位四通电磁换向阀(48)的端口A与二号两位四通液动换向阀(50)的控制端口X、八号溢流阀(52)的进油口及二号控制阀组(11)的外接端口D1管路连接，八号溢流阀(52)的出油口与储油箱(9)管路连接，二号两位四通电磁换向阀(48)的端口B与二号两位四通液动换向阀(50)的控制端口Y管路连接，三号两位四通电磁换向阀(49)的端口A与三号两位四通液动换向阀(51)的控制端口X管路连接，三号两位四通电磁换向阀(49)的端口B与三号两位四通液动换向阀(51)的控制端口Y管路连接，二号两位四通液动换向阀(50)的端口A与二号控制阀组(11)的外接端口D2管路连接，二号两位四通液动换向阀(50)的端口B与二号控制阀组(11)的外接端口D3管路连接，三号两位四通液动换向阀(51)的端口A与二号控制阀组(11)的外接端口D4管路连接，三号两位四通液动换向阀(51)的端口B与二号控制阀组(11)的外接端口D5管路连接；五号两位两通电磁换向阀(40)的端口P与二号控制阀组(11)的外接端口MB及六号溢流阀(42)的进油口管路连接，六号两位两通电磁换向阀(41)的端口A与八号单向阀(43)的进油口管路连接，六号溢流阀(42)的出油口和八号单向阀(43)的出油口与储油箱(9)管路连接；

所述的液压控制单元(1)与液压泵组件(3)、一号控制阀组(4)及二号控制阀组(11)采用信号线连接是指：液压控制单元(1)通过电信号线和液压泵(18)的排量调节控制信号输入端、一号两位两通电磁换向阀(25)、三位三通电磁换向阀(17)、二号两位两通电磁换向阀(28)、三号两位两通电磁换向阀(32)、四号两位两通电磁换向阀(36)、一号两位四通电磁换向阀(39)、五号两位两通电磁换向阀(40)、六号两位两通电磁换向阀(41)、两位三通电磁换向阀(47)、二号两位四通电磁换向阀(48)及三号两位四通电磁换向阀(49)的控制信号输入端连接，液压控制单元(1)通过电信号线和液压泵排量传感器(S)、一号蓄能器压力传感器(Pacc1)及二号蓄能器压力传感器(Pacc2)的输出端连接。

4.按照权利要求3所述的一种集成液压起动机的液压辅助驱动系统，其特征在于，在二号控制阀组(11)中连接一个两位两通液动换向阀(37)和一号两位四通电磁换向阀(39)，其作用是在四号两位两通电磁换向阀(36)处于II位时，通过补油泵(19)的开启或关闭决定二号蓄能器(10)是否进行放液或者使二号蓄能器(10)一直处于放液状态而不管补油泵(19)是否开启；当控制一号两位四通电磁换向阀(39)处于I位时，一号两位四通电磁换向阀(39)的端口P和端口A接通，端口B与端口T接通，若此时补油泵(19)未开启，则两位两通液动换向阀(37)保持在I位，二号蓄能器(10)处于放液状态，若此时补油泵(19)已开启，则两位两通液动换向阀(37)切换到II位，二号蓄能器(10)停止放液；当控制一号两位四通电磁换向阀(39)处于II位时，一号两位四通电磁换向阀(39)的端口A、端口B和端口T接通，端口P被截止，此时不管补油泵(19)是否开启，两位两通液动换向阀(37)一直保持在I位，二号蓄能器(10)一直处于放液状态。