CN108128212A - 一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法，属于电动汽车液压运用技术领域，所述液压辅助驱动/制动系统包括马达增速机构、后轮、液压阀组、蓄能器、电子控制单元、动力电池、电机、行星齿轮、前轮、驱动桥、定轴齿轮、万向节、高压变量泵、油罐、制动踏板、油门踏板和锁定器。本发明旨在解决现有前驱电动汽车在坏路面上通过性差、高速超车时转矩不足，低速制动时电机制动转矩低的问题。

Description

一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法

技术领域

本发明属于电动汽车液压运用技术领域，涉及电、液混合动力系统的驱动与制动装置，具体涉及一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业的快速发展，液压传动技术在车辆上取得了一定效果，该技术的应用多集中在传统车辆。在国内，针对车用液压技术的研究多集中在高校，吉林大学针对液压辅助驱动载货汽车进行了相关研究，提高了载货汽车在坏路面上的驱动能力；湘潭大学提出一种改善车辆制动性能的液阻式缓速器；福田雷沃推出了全国首台液压驱动收割机。在国外，德国的MAN公司推出了应用HydroDrive静液压前桥驱动技术的TGX卡车，提高车辆的低速驱动性能；法国雷诺的OptiTrack采用与MAN公司类似的液压驱动技术，提高车辆在遇到泥泞湿滑路面上的通过能力。针对电动汽车液驱技术的已知研究成果较少。

乘用车多采用前轮驱动，前轮驱动汽车相交于四轮驱动汽车而言造价相对便宜，控制技术相对简单，然而，在其驱动性能不如四轮驱动汽车。不论是四轮驱动汽车，还是前轮驱动汽车在连续下坡时，均存在车辆制动器频繁使用，严重影响车辆的制动稳定性，降低车辆制动器的使用寿命。

液压驱动/制动系统具有成本低，对原有车辆系统改造小，能够提高车辆驱动/制动性能，拥有非常宽广的应用前景，行星齿轮作为一种转速耦合装置，能够平稳的实现相关耦合部件间的转速耦合。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是前轮驱动电动汽车在高速时电机驱动转矩不足，低速时电机制动转矩较低，制动能量回收少的问题，提出一种改善车辆驱动性能和制动稳定性的液压辅助驱动/制动系统，通过与电机、驱动桥间采用行星齿轮耦合实现转矩传递，提高回收能量，同时还提供一种液压辅助驱动与制动系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括马达增速机构、后轮、液压阀组、蓄能器、电子控制单元、动力电池、电机、行星齿轮、前轮、驱动桥、定轴齿轮、万向节、高压变量泵、油罐、制动踏板、油门踏板和锁定器，两个前轮连接于驱动桥上，两个后轮上分别设有结构相同的马达增速机构，动力电池与电机电气连接，行星齿轮由齿圈、行星架和太阳轮组成，其特征在于，所述的太阳轮与电机输出轴机械连接，所述的行星架与驱动桥输入轴机械连接，所述的齿圈与定轴齿轮机械连接；所述的锁定器包括与齿圈接合的离合器Ⅰ、与太阳轮接合的离合器Ⅱ和与定轴齿轮接合的离合器Ⅲ；所述的高压变量泵与定轴齿轮通过万向节机械连接；所述的高压变量泵、液压阀组、两个马达增速机构、油罐和蓄能器组成液压系统，高压变量泵与液压阀组和两个马达增速机构之间以及液压阀组与油罐、蓄能器和两个马达增速机构之间分别液压连接；所述的电子控制单元与动力电池、电机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、离合器Ⅲ、高压变量泵、液压阀组、制动踏板和油门踏板分别信号连接。

采用上述方案，本发明中的行星齿轮的太阳轮与电机输出轴通过花键连接，行星架与行星轮通过花键连接，行星架与驱动桥输入轴通过花键连接，齿圈与定轴齿轮通过齿轮啮合传递动力，电子控制单元可控制离合器Ⅰ和离合器Ⅱ，以锁定或分离太阳轮，进而改变行星齿轮的传动比，改变行星齿轮所连接各部件的转速，实现电机制动能量的高效回收。电子控制单元通过控制轴向斜盘式变量泵的排量实现后轮车速跟随前轮车速，进而提高整车的驱动性能。液压阀组能够实现轴向斜盘式高压变量泵高压油经其到达两个结构相同的马达增速机构的高压油路，驱动定量的马达增速机构，能够实现轴向斜盘式高压变量泵给蓄能器蓄能，能够实现蓄能器单独驱动两个结构相同的马达增速机构。电子控制单元通过控制离合器Ⅰ、离合器Ⅱ实现行星齿轮所连各部件间的传动比的改变及各种驱动/制动模式的变换，通过控制离合器Ⅲ的结合与分离实现动力的传递与中断，通过控制动力电池、电机的相关信号，实现电机转速、转矩的变化，通过控制液压阀组中相关阀信号实现驱动、制动、蓄能等功能，通过控制轴向斜盘式高压变量泵的排量实现后轮跟随前轮。

进一步，所述的高压变量泵采用轴向斜盘式，固定于车架上。

进一步，所述的马达增速机构安装于后轮的轮毂上。

进一步，所述的马达增速机构包括液压马达和行星排。

进一步，所述的高压变量泵与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用低压管路，所述的液压阀组与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用高压管路。

进一步，所述的高压变量泵的油口输入端与两个液压马达出油口连接，所述的液压阀组的A口与两个液压马达进油口连接、B口与蓄能器连接、P口与高压变量泵油口输出端连接、T口与油罐连接。

进一步，所述的液压阀组包括三位四通电磁阀、两位四通电磁阀、安全阀组Ⅰ、换向阀组、控制阀组和安全阀组Ⅱ，三位四通电磁阀的P口与高压变量泵的油口输出端连接、T口与油罐连接、L口与两位四通电磁阀的C口连接、N口与两位四通电磁阀的D口连接，两位四通电磁阀的E口与安全阀组Ⅰ的J口连接、F口与换向阀组的H口连接，安全阀组Ⅰ的A口与两个液压马达的进油口连接，换向阀组的I口控制阀组的K口连接，控制阀组的O口与安全阀组Ⅱ的M口连接，安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器连接。

进一步，所述的安全阀组Ⅰ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅰ组成，所述的换向阀组由两组结构相同且安装位置相反的单向阀Ⅰ、两位两通电磁阀组成，所述的安全阀组Ⅱ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅱ组成，所述的控制阀组由单向阀Ⅱ和电液比例阀组成。

进一步，所述液压系统还包括与电子控制单元信号连接的油压传感器，所述油压传感器设置在安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器之间的液压管路上。

本发明还利用上述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统实施的控制方法，电子控制单元采集信号，这些信号来自于车速、制动踏板位置、油门踏板位置、液压阀组电流、液压系统开关、高压变量泵斜盘位置，根据液压系统开关信号(system)来判断是否强制开启液压辅助驱动/制动，液压系统开关信号(system)由驾驶员开启或关闭，电子控制单元通过控制液压阀组内部电磁阀通道变换，实现泵-马达驱动、蓄能器-马达驱动、泵-蓄能器制动模式，电子控制单元通过控制离合器Ⅲ实现高压变量泵与行星齿轮间动力的传递与中断，电子控制单元通过控制离合器Ⅰ、离合器Ⅱ的结合与分离实现行星齿轮所连各部件间传动比的变换及各种驱动模式、制动模式的变换，具体包括以下步骤：

步骤1)、采集车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、液压阀组信号、液压系统开关信号system、高压变量泵的斜盘位置信号；

步骤2)、判断system是否为零，若是，进入步骤三，否则，根据油门踏板信号、制动踏板信号判断是否制动，若是，判断车速是否大于低速B，否则，判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，液压系统辅助驱动，即电机驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助驱动，即电机驱动、泵-马达驱动，若车速大于低速B，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则，离合器Ⅱ结合、离合器Ⅰ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机关闭、泵-蓄能器制动；

步骤3)、判断车速是否大于零，若是，则进入步骤四，否则，车辆处于驻车状态，进入步骤六；

步骤4)、判断车速是否大于高速A，若是，则进入步骤五，否则，判断是否制动，若是，判断车速是否大于低速B，否则，离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，电机单独驱动；若车速大于低速B，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则离合器Ⅰ分离，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机关闭，泵-蓄能器制动；

步骤5)、判断是否制动，若是，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，液压系统辅助驱动，即电机驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助驱动，即电机驱动、泵-马达驱动；

步骤6)、结束。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1.本发明中由泵-马达形成的驱动与电机相比具有比功率大，体积小，质量轻，便于安装布置。

2.本发明中由泵-蓄能器形成的储能与动力电池相比具有比功率高，价格便宜，回收车辆制动能量多。

3.本发明中加入行星齿轮实现泵、电机、驱动桥部件间的转速耦合，可以解决车辆在高速行驶时，电机转矩不足，低速制动时，电机制动转矩低的问题。

4.本发明中采用液压系统辅助制动可以提高车辆的制动稳定性，减少车辆在连续下长坡时连续制动对车辆制动器的磨损，同时也能提高车辆在坏路面上的驱动能力。

5.本发明中加入了液压系统辅助制动，可以提高车辆制动时的舒适性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明电动汽车用液压辅助驱动/制动系统的结构原理示意图；

图2为本发明液压系统原理图；

图3为本发明液压系统电子控制示意图；

图4为本发明液压系统泵-马达驱动模式液压油动力传递路线图；

图5为本发明液压系统泵-蓄能器制动模式液压油动力传递路线图；

图6为本发明液压系统蓄能器-马达驱动模式液压油动力传递路线图；

图7为本发明各种工作模式切换控制流程图；

附图标记：马达增速机构1、后轮2、液压阀组3、蓄能器4、电子控制单元5、动力电池6、电机7、离合器Ⅰ8、齿圈9、行星架10、太阳轮11、行星齿轮12、前轮13、驱动桥14、定轴齿轮15、离合器Ⅲ16、万向节17、高压变量泵18、油罐19、制动踏板20、油门踏板21、离合器Ⅱ22、油压传感器23；其中，液压马达1a、1b；三位四通电磁阀3a、两位四通电磁阀3b、安全阀组Ⅰ3c、换向阀组3d、控制阀组3e和安全阀组Ⅱ3f；溢流阀Ⅰ3c₁、溢流阀Ⅰ3c₂，单向阀Ⅰ3d₁、单向阀Ⅰ3d₃，两位两通电磁阀3d₂、两位两通电磁阀3d₄，溢流阀Ⅱ3f₁、溢流阀Ⅱ3f₂，单向阀Ⅱ3e₁，电液比例阀3e₂。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明的目的是在前轮驱动电动汽车安装一套液压辅助驱动/制动系统，并采用行星齿轮将高压变量泵、电机、驱动桥进行耦合，解决其电机在车辆高速驱动时转矩不足，低速制动时转矩过小，提高汽车的驱动/制动性能。

实施例基本如附图1所示：本实施例提供的一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括动力电池6、电机7、行星齿轮12、离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22、驱动桥14、定轴齿轮15、离合器Ⅲ16、万向节17、高压变量泵18、液压阀组3、油罐19、马达增速机构1、蓄能器4、电子控制单元5、制动踏板20及油门踏板21。

具体的，动力电池6与电机7通过导线连接，电机7与行星齿轮12的太阳轮11通过机械连接，行星架10与驱动桥14通过机械连接，驱动桥14与两个前轮13通过机械连接，齿圈9与定轴齿轮15通过齿轮啮合连接，离合器Ⅱ22用于控制太阳轮11的转动或静止，离合器Ⅰ8用于控制齿圈9的转动或静止，离合器Ⅲ16与万向节17、定轴齿轮15通过机械连接，万向节17与轴向斜盘式高压变量泵18通过机械连接，高压变量泵18的油口输入端与两个结构相同的马达增速机构1的低压回路通过密封的液压管道相连，高压变量泵18油口输出端与液压阀组3的P通过密封的液压管道相连，液压阀组3的T口与油罐19通过密封的液压管道相连，液压阀组3的A口与由两个结构相同的马达增速机构1的高压回路通过密封的液压管道相连，液压阀组3的B口与蓄能器4通过密封的液压管道相连，电子控制单元5与液压阀组3、电机7、动力电池6、离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22、离合器Ⅲ16、高压变量泵18、制动踏板20，油门踏板21通过信号线连接。行星齿轮12的太阳轮11与电机7输出轴通过花键连接，行星架10的输出轴与驱动桥14通过花键连接，齿圈9与定轴齿轮15通过齿轮啮合连接，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分别用于结合或分离齿圈9、太阳轮11，实现行星齿轮各端口所连接部件间的传动比，实现各种驱动/制动模式的切换。高压变量泵18的机械输入端与万向节17相连，高压变量泵18油口输入端通过密封的液压管道与两个结构相同的马达增速机构1低压回路相连，高压变量泵18油口输出端与液压阀组3的P口通过密封的液压管道相连，电子控制单元5通过控制高压变量泵18的排量实现车辆后轮跟随前轮。

参考附图2，液压阀组包括三位四通电磁阀3a、两位四通电磁阀3b、安全阀组Ⅰ3c、换向阀组3d、控制阀组3e和安全阀组Ⅱ3f，安全阀组Ⅰ3c由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅰ3c₁和3c₂组成，换向阀组3d由两组结构相同且安装位置相反的单向阀Ⅰ3d₁和3d₃以及两位两通电磁阀3d₂和3d₄组成，安全阀组Ⅱ3f由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅱ3f₁和3f₂组成，控制阀组3e由单向阀Ⅱ3e₁和电液比例阀3e₂组成。三位四通电磁阀3a的P口与高压变量泵18高压油口通过密封的管道相连，三位四通电磁阀3a的T口与油罐19通过密封的液压管道相连，三位四通电磁阀3a的L口与两位四通电磁阀3b的C口通过密封的液压管道相连，三位四通电磁阀3a的N口与两位四通电磁阀3b的D口通过密封的液压管道相连，两个结构相同的溢流阀Ⅰ3c₁、溢流阀Ⅰ3c₂通过密封的液压管道相连，安装位置相反，组成安全阀组Ⅰ3c，两位四通电磁阀3b的E口与安全阀组Ⅰ3c的油口J通过密封的液压管道相连，安全阀组Ⅰ3c的油口A与两个结构相同的马达增速机构1(液压马达1a和1b)的高压回路通过密封的液压管道相连，两个结构相同的两位两通电磁阀3d₂和3d₄、与两个结构相同的单向阀Ⅰ3d₁和3d₃组成换向阀组3d，两位四通电磁阀3b的F口与换向阀组3d的H口通过密封的液压管道相连，单向阀Ⅱ3e₁和电液比例阀3e₂组成控制阀组3e，换向阀组3d的I口与控制阀组3e的K通过密封的液压管道相连，两个结构相同溢流阀Ⅱ3f₁和3f₂组成安全阀组Ⅱ3f，控制阀组3e的O口与安全阀组Ⅱ3f的M口通过密封的液压管道相连，安全阀组Ⅱef的B口与蓄能器4通过密封的液压管道相连。

参考附图3-6，所述液压系统还包括与电子控制单元信号5连接的油压传感器23，油压传感器23设置在安全阀组Ⅱ3f的B口与蓄能器4之间的液压管路上。当车辆在良好的路面上中速行驶时，电机7单独驱动，此时，参考附图1，离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅰ8结合，离合器Ⅲ16分离，在附图3中，三位四通电磁阀3a处于中位，两位四通电磁阀3b处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于右位，两位两通电磁阀3d₄处于右位，当车辆行驶速度超过高速A时，液压系统辅助驱动开启，此时，在附图1中，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，参考附图6当电子控制单元5检测到油压传感器23的压力超过限值时，开启蓄能器-马达驱动模式，此时，电液比例阀3e₂根据电子控制单元5的指令，开始工作，控制蓄能器4的输出流量，两位两通电磁阀3d₄处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于右位，两位四通电磁阀3b处于右位，三位四通电电磁阀3a处于中位，从蓄能器4流出的高压油经安全阀组Ⅱ3f的B口和M口、控制阀组3e的O口和K口、换向阀组3d的I口和H口、两位四通电磁阀3b的F口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆，否则，开启泵—马达驱动模式，在附图1中，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，参考附图4，电液比例阀3e₂关闭，两位两通电磁阀3d₂、两位两通电磁阀3d₄均处于右位，三位四通电磁阀3a处于左位，两位四通电磁阀3b处于左位，高压油从高压变量泵18高压油口流出，经三位四通电磁阀3a的P口和L口、两位四通电磁阀3b的C口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆。

若车辆制动时，液压系统辅助制动开启，附图1，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，附图5，三位四通电磁阀3a处于右位，两位四通电磁阀3b处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于左位，两位两通电磁阀3d₄处于右位，高压油液从高压变量泵18的高压油口流出，经三位四通电磁阀3a的P口和N口、两位四通电磁阀3b的D口和F口、换向阀组3d的H口和I口、控制阀组3e的K口和O口、安全阀组Ⅱ3f的M口和B口流入蓄能器4。

当车辆在坏路面上行驶时，驾驶员开启液压系统开关，此时，强制开启液压辅助驱动/制动系统，在附图1中，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，参考附图3当电子控制单元5检测到油压传感器23的压力超过限值时，开启蓄能器-马达驱动模式，此时，电液比例阀3e₂根据电子控制单元5的指令，开始工作，控制蓄能器4的输出流量，两位两通电磁阀3d₄处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于右位，两位四通电磁阀3b处于右位，三位四通电电磁阀3a处于中位，从蓄能器4流出的高压油经安全阀组Ⅱ3f的B口和M口、控制阀组3e的O口和K口、换向阀组3d的I口和H口、两位四通电磁阀3b的F口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆，否则，开启泵-马达驱动模式，在附图1中，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，参考附图3，电液比例阀3e₂关闭，两位两通电磁阀3d₂、两位两通电磁阀3d₄均处于右位，三位四通电磁阀3a处于左位，两位四通电磁阀3b处于左位，高压油从高压变量泵18高压油口流出，经三位四通电磁阀3a的P口和L口、两位四通电磁阀3b的C口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆。

本发明提供的机电液耦合方式如下表所示：

本发明提供液压辅助驱动/制动方式包括泵-马达驱动、蓄能器-马达驱动、泵-蓄能器制动。

工作模式：

1)电机单独驱动模式

参考附图1，离合器Ⅲ16分离，离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅰ8结合，电机7动力经太阳轮11、行星架10、驱动桥14传递至前轮13驱动车辆，此时，在附图3中，三位四通电磁阀3a处于中位，两位四通电磁阀3b处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于右位，两位两通电磁阀3d₄处于右位，高压变量泵18处于空转。

2)电机关闭，液压辅助制动模式

参考附图1，离合器Ⅲ16结合，离合器Ⅱ22结合，离合器Ⅰ8分离，制动力从前轮经驱动桥、行星架10、齿圈9、定轴齿轮15、离合器Ⅲ16、万向节17传递至高压变量泵18，通过蓄能器4储能，实现制动能量回收，参考附图5，三位四通电磁阀3a处于右位，两位四通电磁阀3b处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于左位，两位两通电磁阀3d₄处于右位，高压油液从高压变量泵18的高压油口流出，经三位四通电磁阀3a的P口和N口、两位四通电磁阀3b的D口和F口、换向阀组3d的H口和I口、控制阀组3e的K口和O口、安全阀组Ⅱ3f的M口和B口流入蓄能器4。

3)电机制动、液压辅助制动

参考附图1，离合器Ⅲ16结合，离合器Ⅱ22、离合器Ⅰ8分离，制动力从前轮经驱动桥14、行星架10后，一部分经太阳轮11传递至电机7进行制动能量回收，另一部分经齿圈9、定轴齿轮15、离合器Ⅲ16、万向节17传递至高压变量泵18，通过蓄能器4储能，实现制动能量回收，参考附图5，三位四通电磁阀3a处于右位，两位四通电磁阀3b处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于左位，两位两通电磁阀3d4处于右位，高压油液从轴向斜盘式高压变量泵18的高压油口流出，经三位四通电磁阀3的P口和N口、两位四通电磁阀3b的D口和F口、换向阀组3d的H口和I口、控制阀组3e的K口和O口、安全阀组Ⅱ3f的M口和B口流入蓄能器4。

4)电机驱动、泵—马达驱动

参考附图1，离合器Ⅲ16结合，离合器Ⅱ22、离合器Ⅰ8分离，电机产生的驱动力传递至太阳轮11后一部分经行星架10、驱动桥14传递至前轮13，另一部分经齿圈9、定轴齿轮15、离合器Ⅲ16、万向节17传递至轴向斜盘式高压变量泵18，产生高压油经液压阀组3驱动两个结构相同的马达增速机构1，进而驱动车辆，参考附图4，电液比例阀3e2关闭，两位两通电磁阀3d₂、两位两通电磁阀3d₄均处于右位，三位四通电磁阀3a处于左位，两位四通电磁阀3b处于左位，高压油从高压变量泵18高压油口流出，经三位四通电磁阀3a的P口和L口、两位四通电磁阀3b的C口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆。

5)电机驱动、蓄能器—马达驱动

参考附图1，离合器Ⅲ16分离，离合器Ⅰ8结合，离合器Ⅱ22分离，来自于电机的驱动力经太阳轮11、行星架10、驱动桥14传递至前轮13，驱动车辆前行，来自于液压系统辅助的驱动力，参考附图6，电液比例阀3e₂根据电子控制单元5的指令，开始工作，控制蓄能器4的输出流量，两位两通电磁阀3d₄处于左位，两位两通电磁阀3d₂处于右位，两位四通电磁阀3b处于右位，三位四通电电磁阀3a处于中位，从蓄能器4流出的高压油经安全阀组Ⅱ3f的B口和M口、控制阀组3e的O口和K口、换向阀组3d的I口和H口、两位四通电磁阀3b的F口和E口、安全阀组Ⅰ3c的J口和A口流入由两个结构相同的定量的液压马达1a和1b组成的高压回路中，驱动液压马达，进而驱动后轮驱动车辆。

本发明还提供一种用于电动汽车液压辅助驱动/制动系统的控制方法，参考附图1、7，电子控制单元采集信号，这些信号来自于车速、制动踏板20位置、油门踏板21位置、液压阀组3电流、液压系统开关、高压变量泵18斜盘位置，根据液压系统开关信号(system)来判断是否强制开启液压辅助驱动/制动系统，液压系统开关信号(system)由驾驶员开启或关闭，电子控制单元5通过控制液压阀组3内部电磁阀通道变换，实现泵-马达驱动、蓄能器-马达驱动、泵-蓄能器制动模式，电子控制单元5通过控制离合器Ⅲ16实现轴向斜盘式高压变量泵18与行星齿轮12间动力的传递与中断，电子控制单元5通过控制离合器Ⅱ22、离合器Ⅰ8的结合与分离实现行星齿轮所连各部件间传动比的变换及各种驱动模式、制动模式的变换，具体包括以下步骤：

步骤一，采集车速信号、制动踏板20位置信号、油门踏板21位置信号、液压阀组3电流信号、液压系统开关信号(system)、高压变量泵18斜盘位置信号；

步骤二，判断system是否为零，若是，则进入步骤三，否则强制启动液压复制驱动/制动系统，判断是否制动，若是，则判断车速是否大于低速B，否则判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ8结合、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16分离，电机7驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，电机7驱动、泵-马达驱动，若车速低于车速B，则离合器Ⅰ8分离，离合器Ⅱ22结合，离合器Ⅲ16结合，电机7关闭，液压系统辅助制动，液压系统处于泵-蓄能器制动模式，若车速大于车速B，则离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，电机7制动、液压系统辅助制动，此时液压系统处于泵-蓄能器制动模式；

步骤三，判断车速是否大于零，若是，则进入步骤四，否则车辆处于驻车状态，进入步骤六；

步骤四，判断车速是否大于高速A，若是，则进入步骤五，否则判断车辆是否制动，若是则判断车速是否大于低速B，否则，离合器Ⅰ8结合，离合器Ⅱ22释放，离合器Ⅲ16分离，电机7单独驱动，若车速大于低速B，则离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，电机7制动、液压系统辅助制动，此时液压系统处于泵-蓄能器制动模式，否则，离合器Ⅱ22结合、离合器Ⅰ8分离，离合器Ⅲ16结合，电机7关闭，液压系统辅助制动，此时液压系统处于泵-蓄能器制动模式；

步骤五，判断是否制动，若是，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，电机7制动、液压系统辅助制动，此时液压系统处于泵-蓄能器制动模式，否则，判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ8结合、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16分离，电机7驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ8、离合器Ⅱ22分离，离合器Ⅲ16结合，电机7驱动、泵-马达驱动；

步骤六，结束。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，包括马达增速机构(1)、后轮(2)、液压阀组(3)、蓄能器(4)、电子控制单元(5)、动力电池(6)、电机(7)、行星齿轮(12)、前轮(13)、驱动桥(14)、定轴齿轮(15)、万向节(17)、高压变量泵(18)、油罐(19)、制动踏板(20)、油门踏板(21)和锁定器，两个前轮连接于驱动桥上，两个后轮上分别设有结构相同的马达增速机构，动力电池与电机电气连接，行星齿轮由齿圈(9)、行星架(10)和太阳轮(11)组成，其特征在于，所述的太阳轮与电机输出轴机械连接，所述的行星架与驱动桥输入轴机械连接，所述的齿圈与定轴齿轮机械连接；所述的锁定器包括与齿圈接合的离合器Ⅰ(8)、与太阳轮接合的离合器Ⅱ(22)和与定轴齿轮接合的离合器Ⅲ(16)；所述的高压变量泵与定轴齿轮通过万向节机械连接；

所述的高压变量泵、液压阀组、两个马达增速机构、油罐和蓄能器组成液压系统，高压变量泵与液压阀组和两个马达增速机构之间以及液压阀组与油罐、蓄能器和两个马达增速机构之间分别液压连接；

所述的电子控制单元与动力电池、电机、离合器Ⅰ、离合器Ⅱ、离合器Ⅲ、高压变量泵、液压阀组、制动踏板和油门踏板分别信号连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵采用轴向斜盘式，固定于车架上。

3.根据权利要求2所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的马达增速机构安装于后轮的轮毂上。

4.根据权利要求3所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的马达增速机构包括液压马达和行星排。

5.根据权利要求4所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用低压管路，所述的液压阀组与两个马达增速机构的液压马达之间的液压连接采用高压管路。

6.根据权利要求5所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的高压变量泵的油口输入端与两个液压马达出油口连接，所述的液压阀组的A口与两个液压马达进油口连接、B口与蓄能器连接、P口与高压变量泵油口输出端连接、T口与油罐连接。

7.根据权利要求6所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的液压阀组包括三位四通电磁阀(3a)、两位四通电磁阀(3b)、安全阀组Ⅰ(3c)、换向阀组(3d)、控制阀组(3e)和安全阀组Ⅱ(3f)，三位四通电磁阀的P口与高压变量泵的油口输出端连接、T口与油罐连接、L口与两位四通电磁阀的C口连接、N口与两位四通电磁阀的D口连接，两位四通电磁阀的E口与安全阀组Ⅰ的J口连接、F口与换向阀组的H口连接，安全阀组Ⅰ的A口与两个液压马达(1a，1b)的进油口连接，换向阀组的I口控制阀组的K口连接，控制阀组的O口与安全阀组Ⅱ的M口连接，安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器连接。

8.根据权利要求7所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述的安全阀组Ⅰ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅰ(3c₁，3c₂)组成，所述的换向阀组由两组结构相同且安装位置相反的单向阀Ⅰ(3d₁，3d₃)、两位两通电磁阀(3d₂,3d₄)组成，所述的安全阀组Ⅱ由两个结构相同且安装位置相反的溢流阀Ⅱ(3f₁，3f₂)组成，所述的控制阀组由单向阀Ⅱ(3e₁)和电液比例阀(3e₂)组成。

9.根据权利要求8所述的电动汽车用液压辅助驱动/制动系统，其特征在于，所述液压系统还包括与电子控制单元信号连接的油压传感器(23)，所述油压传感器设置在安全阀组Ⅱ的B口与蓄能器之间的液压管路上。

10.一种电动汽车用液压辅助驱动制动的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的液压辅助驱动/制动系统，所述控制方法具体包括以下步骤：

步骤1)、采集车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、液压阀组信号、液压系统开关信号system、高压变量泵的斜盘位置信号；

步骤2)、判断system是否为零，若是，进入步骤三，否则，根据油门踏板信号、制动踏板信号判断是否制动，若是，判断车速是否大于低速B，否则，判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，液压系统辅助驱动，即电机驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助驱动，即电机驱动、泵-马达驱动，若车速大于低速B，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则，离合器Ⅱ结合、离合器Ⅰ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机关闭、泵-蓄能器制动；

步骤3)、判断车速是否大于零，若是，则进入步骤四，否则，车辆处于驻车状态，进入步骤六；

步骤4)、判断车速是否大于高速A，若是，则进入步骤五，否则，判断是否制动，若是，判断车速是否大于低速B，否则，离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，电机单独驱动；若车速大于低速B，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则离合器Ⅰ分离，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机关闭，泵-蓄能器制动；

步骤5)、判断是否制动，若是，则离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助制动，即电机制动、泵-蓄能器制动，否则判断是否采用蓄能器-马达驱动，若是，则离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ、离合器Ⅲ分离，液压系统辅助驱动，即电机驱动、蓄能器-马达驱动，否则，离合器Ⅰ、离合器Ⅱ分离，离合器Ⅲ结合，液压系统辅助驱动，即电机驱动、泵-马达驱动；

步骤6)、结束。