專(zhuān)利名稱(chēng)：一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車(chē)構(gòu)造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)公開(kāi)運(yùn)用的混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)有以下幾種技術(shù)方案具備純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式的混合動(dòng)力車(chē)的電動(dòng)裝置由于要實(shí)現(xiàn)發(fā)電、驅(qū)動(dòng)、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等眾多功能，往往采用兩個(gè)電機(jī)和兩套電機(jī)控制系統(tǒng)，其中一個(gè)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)啟動(dòng)和發(fā)電，兩個(gè)電機(jī)都采用高壓系統(tǒng)，這無(wú)疑增加了成本，造成系統(tǒng)復(fù)雜。
而對(duì)于將電機(jī)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間，并與曲軸和變速箱輸入軸同軸的混合動(dòng)力車(chē)(ISG)，雖然結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，ISG混合動(dòng)力車(chē)無(wú)純電動(dòng)模式和采用類(lèi)似行星輪結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力車(chē)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)；但都沒(méi)有采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的模式。這是因?yàn)樵趶募冸妱?dòng)模式向純內(nèi)燃機(jī)模式或其它模式過(guò)渡時(shí)，電機(jī)一邊要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，一邊要負(fù)責(zé)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)系統(tǒng)會(huì)造成沖擊，影響駕駛舒適性。
中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為CN1637327的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的雙離合器變速裝置以及操作該裝置的方法，但該專(zhuān)利主要涉及的是變速箱結(jié)構(gòu)，并未解決上述存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其目的是采用一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和高效的混合動(dòng)力系統(tǒng)，克服具備純電動(dòng)模式的混合動(dòng)力車(chē)在模式切換時(shí)的產(chǎn)生的沖擊。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的一系列的技術(shù)方案為所提供的這種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、主離合器、變速器、傳動(dòng)軸及動(dòng)力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、電機(jī)的軸、主離合器的軸及變速器的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間，設(shè)電磁離合器，其軸與發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)為同軸線的連接。
本發(fā)明的電機(jī)的電源系統(tǒng)的技術(shù)方案為在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池及高壓接線保險(xiǎn)盒、逆變器，所述的電機(jī)通過(guò)逆變器、高壓接線保險(xiǎn)盒與高壓電池進(jìn)行電路連接。
車(chē)用電動(dòng)裝置的電源技術(shù)方案為在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)其它車(chē)用電動(dòng)裝置，包括電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動(dòng)空調(diào)設(shè)備和電動(dòng)真空泵，所述的高壓電池通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒與其它車(chē)用電動(dòng)裝置進(jìn)行電路連接。
車(chē)載低壓用電裝置的電源技術(shù)方案為在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器，所述的混合動(dòng)力汽車(chē)中設(shè)低壓電池和車(chē)載低壓用電裝置，所述的車(chē)載低壓用電裝置包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號(hào)設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒、穩(wěn)壓器與低壓電池的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池的輸出端與車(chē)載低壓用電裝置進(jìn)行電路連接。
動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)與各構(gòu)件的連接技術(shù)方案為所述的發(fā)動(dòng)機(jī)、電磁離合器、電機(jī)、變速器及高壓電池均設(shè)有傳感器并均與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)進(jìn)行電路連接；所述的發(fā)動(dòng)機(jī)、電磁離合器、電機(jī)、變速器及高壓電池均設(shè)有接收動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)的指令的電路，并與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)連接。
為了實(shí)現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了這種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)所采用的控制方法，其技術(shù)方案為所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元獲取汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部件運(yùn)行參數(shù)，接受操作運(yùn)行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部件發(fā)出動(dòng)作指令，采用電磁離合器使發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的結(jié)合與分離的不同組合，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。
所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)按以下工作模式，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元對(duì)汽車(chē)運(yùn)行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高速巡航時(shí)，電磁離合器和主離合器結(jié)合，電機(jī)無(wú)電流輸入或輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出，通過(guò)電磁離合器、電機(jī)、主離合器、變速器到傳動(dòng)軸，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；模式b、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)發(fā)電高壓電池電量不足或發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性不高時(shí)，電磁離合器和主離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池中；模式c、電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛需要較大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，電磁離合器和主離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)，電機(jī)由高壓電池經(jīng)過(guò)逆變器供電，處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，其動(dòng)力經(jīng)主離合器、變速器到傳動(dòng)軸，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；模式d、電機(jī)驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛低速或低負(fù)荷時(shí)，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，電機(jī)驅(qū)動(dòng)同模式c；模式e、電機(jī)再生發(fā)電在剎車(chē)或減速時(shí)，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，由車(chē)輪傳來(lái)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸、變速器和主離合器傳遞至電機(jī)，電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池中；
模式f、零車(chē)速電機(jī)發(fā)電在車(chē)輛停止運(yùn)行時(shí)，電磁離合器結(jié)合，主離合器分離，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池中；模式g、行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行處于模式d、發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，首先稍微分開(kāi)主離合器，同時(shí)增加電機(jī)的扭矩，然后結(jié)合電磁離合器，用電機(jī)增加的扭矩來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，隨后逐漸增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，同時(shí)逐漸減小電機(jī)的扭矩，最后使主離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)；模式h、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)長(zhǎng)時(shí)停車(chē)后重新啟動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)電機(jī)，再使電磁離合器結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，然后再結(jié)合主離合器；模式i、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)熱啟動(dòng)在短時(shí)停車(chē)且暫時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)之后又需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)行或從停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)，然后使電磁離合器結(jié)合，主離合器分開(kāi)，利用電機(jī)的扭矩啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后再結(jié)合主離合器。
采用上述技術(shù)方案，使本發(fā)明在從純電動(dòng)模式向混合動(dòng)力模式過(guò)渡，或從混合動(dòng)力模式向純電動(dòng)模式過(guò)渡時(shí)，通過(guò)操縱兩個(gè)離合器可以使過(guò)渡平順，避免產(chǎn)生沖擊；電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱同軸，可以用電機(jī)迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；可以利用電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)幫助啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而可以取消或減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪；只采用一個(gè)高壓的電機(jī)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)、發(fā)電和啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，大幅降低了成本；結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)車(chē)身內(nèi)的空間占用較少；電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同軸，轉(zhuǎn)速一致，可以通過(guò)使電機(jī)工作來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳燃油效率點(diǎn)；剎車(chē)時(shí)，可以使大電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)來(lái)回收能量，實(shí)現(xiàn)減少排放，提高能源的利用率的目的。


下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系示意圖。
圖中標(biāo)記為1、發(fā)動(dòng)機(jī)，2、電磁離合器，3、電機(jī)，4、主離合器，5、變速器，6、傳動(dòng)軸，7、車(chē)載低壓用電裝置，8、低壓電池，9、高壓電池，10、高壓接線保險(xiǎn)盒，11、其它車(chē)用電動(dòng)裝置，12、穩(wěn)壓器，13、逆變器，14、電源裝置。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝，以及本發(fā)明涉及的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)操作使用和控制方法等，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述來(lái)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
如圖1所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、電機(jī)3、主離合器4、變速器5、傳動(dòng)軸6及動(dòng)力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸、電機(jī)3的軸、主離合器4的軸及變速器5的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接。電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱同軸，可以用電機(jī)迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；可以利用電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)幫助啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而可以取消或減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪。電機(jī)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或變速箱輸入軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間和成本。
圖1中的虛線表示連接電路。兩條虛線表示兩相直流電路；三條虛線表示三相交流電路。
已經(jīng)公開(kāi)使用的技術(shù)中，具備純電動(dòng)模式的混合動(dòng)力汽車(chē)都是采用了兩個(gè)電機(jī)和兩套電機(jī)控制系統(tǒng)，其中一個(gè)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)啟動(dòng)和發(fā)電，兩個(gè)電機(jī)都采用高壓電源系統(tǒng)，這無(wú)疑增加了成本，造成系統(tǒng)復(fù)雜。本發(fā)明只有一個(gè)采用高壓電源的大電機(jī)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪、發(fā)電充電和啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，因此有效節(jié)省了成本。
為了實(shí)現(xiàn)采用一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和高效的混合動(dòng)力系統(tǒng)，克服具備純電動(dòng)模式的混合動(dòng)力車(chē)模式在切換時(shí)產(chǎn)生沖擊的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖1所示，所提供的這種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)1與電機(jī)3之間，設(shè)電磁離合器2，其軸與發(fā)動(dòng)機(jī)1和電機(jī)3為同軸線的連接。在純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、再生制動(dòng)模式等模式時(shí)可以將電磁離合器2分開(kāi)，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的損失。在發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)以及電機(jī)3輔助驅(qū)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)離合器同時(shí)結(jié)合。在發(fā)動(dòng)機(jī)1工作帶動(dòng)電機(jī)3發(fā)電時(shí)可以將主離合器4分開(kāi)。在從純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式向混合動(dòng)力模式過(guò)渡，或從混合動(dòng)力模式向純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式過(guò)渡時(shí)，通過(guò)操縱兩個(gè)離合器可以使過(guò)渡平順，避免產(chǎn)生沖擊。
本發(fā)明中的電機(jī)3及其它用電設(shè)備和裝置由電源裝置14提供電能，電源裝置14有以下實(shí)施例其中，電機(jī)3采用高壓電池9為動(dòng)力源，其實(shí)施方式為在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池9及高壓接線保險(xiǎn)盒10、逆變器13，高壓電池9與高壓接線保險(xiǎn)盒10相連。所述的電機(jī)3通過(guò)逆變器13、高壓接線保險(xiǎn)盒10與高壓電池9進(jìn)行電路連接，該電路為兩相高壓直流電。電機(jī)3通過(guò)三相電纜與逆變器13相連。高壓接線保險(xiǎn)盒10用來(lái)連接所有的外接電路，并起到保險(xiǎn)作用。逆變器13的作用是將高壓電池9的兩相高壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)3所需的三相高壓交流電，或者將電機(jī)3產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，由高壓電池存?chǔ)起來(lái)。
在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)其它車(chē)用電動(dòng)裝置11，包括電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動(dòng)空調(diào)設(shè)備和電動(dòng)真空泵，所述的高壓電池9通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒10與其它車(chē)用電動(dòng)裝置11進(jìn)行電路連接，所提供的電力為兩相高壓電。高壓接線保險(xiǎn)盒10的電流分別提供給其它電動(dòng)裝置11，如電動(dòng)空調(diào)設(shè)備、電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備和電動(dòng)真空泵等。采取上述方法，使得無(wú)論是否在純電動(dòng)模式下這些系統(tǒng)都可以正常工作。
在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器12，所述的混合動(dòng)力汽車(chē)中設(shè)低壓電池8和車(chē)載低壓用電裝置7，高壓接線保險(xiǎn)盒10的電流供給低壓電池8，低壓電池8的電壓為12V。穩(wěn)壓器12的作用是用來(lái)使高壓電池9產(chǎn)生的高壓電流轉(zhuǎn)換為各車(chē)載低壓用電裝置7所需的12V低壓電流。所述的車(chē)載低壓用電裝置7包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號(hào)設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池9通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒10、穩(wěn)壓器12與低壓電池8的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池8的輸出端與車(chē)載低壓用電裝置7進(jìn)行電路連接。
本發(fā)明中，動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)與各構(gòu)件的連接技術(shù)方案為動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)接受操作運(yùn)行指令；所述的發(fā)動(dòng)機(jī)1、電磁離合器2、電機(jī)3、主離合器4、變速器5、傳動(dòng)軸6及高壓電池9均設(shè)有傳感器并均與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)進(jìn)行電路連接，動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)獲取汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部分運(yùn)行參數(shù)；所述的發(fā)動(dòng)機(jī)1、電磁離合器2、電機(jī)3、主離合器4、變速器5、傳動(dòng)軸6及高壓電池9均設(shè)有接收動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)的指令的電路，并與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)連接，動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)向汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部分發(fā)出動(dòng)作指令。動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)的控制方式在下面作介紹。
為了實(shí)現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了這種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)所采用的控制方法，其技術(shù)方案為所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)獲取汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部分運(yùn)行參數(shù)，接受操作運(yùn)行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部分發(fā)出動(dòng)作指令，采用電磁離合器2使發(fā)動(dòng)機(jī)1與電機(jī)3的結(jié)合與分離的不同組合，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)3驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。在從純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式向混合動(dòng)力模式過(guò)渡，或從混合動(dòng)力模式向純電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式過(guò)渡時(shí)，通過(guò)操縱兩個(gè)離合器可以使過(guò)渡平順，避免產(chǎn)生沖擊。
所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)按以下工作模式，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元(ECU)對(duì)汽車(chē)運(yùn)行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高速巡航時(shí)，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，電機(jī)3無(wú)電流輸入或輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)1動(dòng)力輸出，通過(guò)電磁離合器2、電機(jī)3、主離合器4、變速器5到傳動(dòng)軸6，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。在高速巡航時(shí)，負(fù)載穩(wěn)定，無(wú)需電機(jī)3提供動(dòng)力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力需求也很均勻，所以該模式可以使發(fā)動(dòng)機(jī)1取得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性。
模式b、發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)、電機(jī)3發(fā)電高壓電池9電量不足或發(fā)動(dòng)機(jī)1燃油經(jīng)濟(jì)性不高時(shí)，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)電機(jī)3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池9中。這種模式主要用于高壓電池9電能不足，或同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1燃油經(jīng)濟(jì)性不高等情況下。通過(guò)電機(jī)3發(fā)電為發(fā)動(dòng)機(jī)1增加負(fù)載，又可使高壓電池9獲得電能儲(chǔ)存，使發(fā)動(dòng)機(jī)1工作在燃油經(jīng)濟(jì)性最佳的區(qū)域。
模式c、電機(jī)3輔助驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛需要較大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)，電機(jī)3由高壓電池9經(jīng)過(guò)逆變器13供電，處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，其動(dòng)力經(jīng)主離合器4、變速器5到傳動(dòng)軸6，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。由于電機(jī)3與發(fā)動(dòng)機(jī)1同時(shí)驅(qū)動(dòng)，使得傳遞到車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力增加，獲得良好的動(dòng)力性能。該模式主要用于車(chē)輛處在重載、爬坡和加速等需求較大驅(qū)動(dòng)力的情況下。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于較小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)1可以用于較大的負(fù)載的車(chē)輛。
模式d、電機(jī)3驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛低速或低負(fù)荷時(shí)，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1停止運(yùn)行，電機(jī)3驅(qū)動(dòng)同模式c。這種模式主要工作在起步或低負(fù)荷的情況下。廢氣排放為零，不消耗燃油，是最環(huán)保的一種模式。由于發(fā)動(dòng)機(jī)1在低速或低負(fù)荷時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性不高且廢氣排放較大，電機(jī)3在這種情況下單獨(dú)驅(qū)動(dòng)可以顯著減少整個(gè)循環(huán)工況的油耗和排放。
模式e、電機(jī)3再生發(fā)電在剎車(chē)或減速時(shí)，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1停止運(yùn)行，由車(chē)輪傳來(lái)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸6、變速器5和主離合器4傳遞至電機(jī)3，電機(jī)3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池9中。這種工作模式可以回收剎車(chē)制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，將原先浪費(fèi)的能量變成電能存儲(chǔ)，以備重載或加速時(shí)使用，有效利用再生能源。
模式f、零車(chē)速電機(jī)3發(fā)電在車(chē)輛停止運(yùn)行時(shí)，電磁離合器2結(jié)合，主離合器4分離，發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)電機(jī)3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池9中。由于其它車(chē)用電動(dòng)裝置11中的電動(dòng)空調(diào)設(shè)備、電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動(dòng)真空泵以及電機(jī)3在純電動(dòng)模式的時(shí)候都會(huì)消耗比較多的電能，為保證高壓電池9有足夠的能量，使發(fā)動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)電機(jī)3發(fā)電。由于車(chē)速為零，沒(méi)有地面負(fù)載的干擾，發(fā)動(dòng)機(jī)1可以恒定在最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的轉(zhuǎn)速下工作。
模式g、行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行處于模式d、發(fā)動(dòng)機(jī)1停止工作時(shí)，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，這時(shí)又需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，首先分開(kāi)主離合器4，同時(shí)增加電機(jī)3的扭矩，然后使電磁離合器2結(jié)合，用電機(jī)3增加的扭矩來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，這個(gè)過(guò)程中主離合器4稍微分離，產(chǎn)生打滑以減小電機(jī)3扭矩增加對(duì)車(chē)輛運(yùn)行造成的沖擊。隨后逐漸增加發(fā)動(dòng)機(jī)1的扭矩，同時(shí)逐漸減小電機(jī)3的扭矩，最后使主離合器4結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1被啟動(dòng)，車(chē)輛從電機(jī)3驅(qū)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入以發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)為主的繼續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。
模式h、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)1冷啟動(dòng)長(zhǎng)時(shí)停車(chē)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1與電機(jī)3均停止工作，電磁離合器2和主離合器4均分離。車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)電機(jī)3，再使電磁離合器2結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)1被啟動(dòng)，然后再結(jié)合主離合器4。電機(jī)3的先啟動(dòng)比發(fā)動(dòng)機(jī)1的先啟動(dòng)更為合理，更為節(jié)能和環(huán)保，所以，采用先啟動(dòng)電機(jī)3，再利用電機(jī)3啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，最后使車(chē)輛進(jìn)入以發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)為主的運(yùn)行狀態(tài)。
模式i、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)1熱啟動(dòng)在短時(shí)停車(chē)且暫時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)1之后又需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)，電機(jī)3連續(xù)運(yùn)行或停止后重新啟動(dòng)，然后使電磁離合器2結(jié)合，主離合器4分開(kāi)，利用電機(jī)3的扭矩啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)后再結(jié)合主離合器4。該模式用于在某些汽車(chē)不需要發(fā)動(dòng)機(jī)1工作的情況下(例如等待紅燈、行人等)暫時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)1之后又迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的情況。在這種模式下，當(dāng)短暫停車(chē)的時(shí)候可以使發(fā)動(dòng)機(jī)1停止工作，隨后需要起步時(shí)又能夠利用電機(jī)3迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，從而減小了油耗，降低了排放。
通過(guò)合理操縱，控制兩個(gè)離合器的分離或結(jié)合狀態(tài)的不同組合，電機(jī)3和發(fā)動(dòng)機(jī)1之間的配合更加合理，使得上述各模式可以相互流暢和順利地進(jìn)行切換，減小了油耗，降低了排放，避免沖擊，過(guò)渡平穩(wěn)。實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)在各種工作狀況下的全面的、合理有效的、最經(jīng)濟(jì)的和環(huán)保節(jié)能的控制。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動(dòng)軸(6)及動(dòng)力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的曲軸、電機(jī)(3)的軸、主離合器(4)的軸及變速器(5)的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，其特征在于在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)與電機(jī)(3)之間，設(shè)電磁離合器(2)，其軸與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)和電機(jī)(3)為同軸線的連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池(9)及高壓接線保險(xiǎn)盒(10)、逆變器(13)，所述的電機(jī)(3)通過(guò)逆變器(13)、高壓接線保險(xiǎn)盒(10)與高壓電池(9)進(jìn)行電路連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)其它車(chē)用電動(dòng)裝置(11)，包括電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動(dòng)空調(diào)設(shè)備和電動(dòng)真空泵，所述的高壓電池(9)通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒(10)與其它車(chē)用電動(dòng)裝置(11)進(jìn)行電路連接。
4.按照權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于在該動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器(12)，所述的混合動(dòng)力汽車(chē)中設(shè)低壓電池(8)和車(chē)載低壓用電裝置(7)，所述的車(chē)載低壓用電裝置(7)包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號(hào)設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池(9)通過(guò)高壓接線保險(xiǎn)盒(10)、穩(wěn)壓器(12)與低壓電池(8)的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池(8)的輸出端與車(chē)載低壓用電裝置(7)進(jìn)行電路連接。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、電磁離合器(2)、電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動(dòng)軸(6)及高壓電池(9)均設(shè)有傳感器并均與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元進(jìn)行電路連接；所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、電磁離合器(2)、電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動(dòng)軸(6)及高壓電池(9)均設(shè)有接收動(dòng)力系統(tǒng)電控單元的指令的電路，并與動(dòng)力系統(tǒng)電控單元連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元獲取汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部件運(yùn)行參數(shù)，接受操作運(yùn)行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部件發(fā)出動(dòng)作指令，其特征在于采用電磁離合器(2)使發(fā)動(dòng)機(jī)(1)與電機(jī)(3)的結(jié)合與分離的不同組合，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。
7.按照權(quán)利要求6所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)按以下工作模式，由動(dòng)力系統(tǒng)電控單元對(duì)汽車(chē)運(yùn)行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動(dòng)機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛高速巡航時(shí)，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，電機(jī)(3)無(wú)電流輸入或輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)動(dòng)力輸出，通過(guò)電磁離合器(2)、電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速器(5)到傳動(dòng)軸(6)，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；模式b、發(fā)動(dòng)機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)(3)發(fā)電高壓電池(9)電量不足或發(fā)動(dòng)機(jī)(1)燃油經(jīng)濟(jì)性不高時(shí)，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)電機(jī)(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池(9)中；模式c、電機(jī)(3)輔助驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛需要較大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的驅(qū)動(dòng)同模式a，同時(shí)，電機(jī)(3)由高壓電池(9)經(jīng)過(guò)逆變器(13)供電，處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，其動(dòng)力經(jīng)主離合器(4)、變速器(5)到傳動(dòng)軸(6)，最后驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；模式d、電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)在車(chē)輛低速或低負(fù)荷時(shí)，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)停止運(yùn)行，電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)同模式c；模式e、電機(jī)(3)再生發(fā)電在剎車(chē)或減速時(shí)，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)停止運(yùn)行，由車(chē)輪傳來(lái)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)傳動(dòng)軸(6)、變速器(5)和主離合器(4)傳遞至電機(jī)(3)，電機(jī)(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池(9)中；模式f、零車(chē)速電機(jī)(3)發(fā)電在車(chē)輛停止運(yùn)行時(shí)，電磁離合器(2)結(jié)合，主離合器(4)分離，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過(guò)逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲(chǔ)在高壓電池(9)中；模式g、行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)(1)啟動(dòng)當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行處于模式d)、發(fā)動(dòng)機(jī)(1)停止工作時(shí)，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)時(shí)，首先稍微分開(kāi)主離合器(4)，同時(shí)增加電機(jī)(3)的扭矩，然后結(jié)合電磁離合器(2)，用電機(jī)(3)增加的扭矩來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，隨后逐漸增加發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的扭矩，同時(shí)逐漸減小電機(jī)(3)的扭矩，最后使主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)被啟動(dòng)；模式h、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)(1)冷啟動(dòng)長(zhǎng)時(shí)停車(chē)后重新啟動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)電機(jī)(3)，再使電磁離合器(2)結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)被啟動(dòng)，然后再結(jié)合主離合器(4)；模式i、停車(chē)后發(fā)動(dòng)機(jī)(1)熱啟動(dòng)在短時(shí)停車(chē)且暫時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)(1)之后又需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)時(shí)，電機(jī)(3)連續(xù)運(yùn)行或從停止?fàn)顟B(tài)重新啟動(dòng)，然后使電磁離合器(2)結(jié)合，主離合器(4)分開(kāi)，利用電機(jī)(3)的扭矩啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)啟動(dòng)后再結(jié)合主離合器(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、電機(jī)(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動(dòng)軸(6)及動(dòng)力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的曲軸、電機(jī)(3)的軸、主離合器(4)的軸及變速器(5)的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，在發(fā)動(dòng)機(jī)(1)與電機(jī)(3)之間，設(shè)電磁離合器(2)，其軸與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)和電機(jī)(3)為同軸線的連接。本發(fā)明在從純電動(dòng)模式向混合動(dòng)力模式過(guò)渡，或從混合動(dòng)力模式向純電動(dòng)模式過(guò)渡時(shí)，通過(guò)操縱兩個(gè)離合器可以使過(guò)渡平順，避免產(chǎn)生沖擊，減小了油耗，降低了排放。
文檔編號(hào)B60K6/02GK101085596SQ20071002267
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者李明軍, 彭慶豐, 方運(yùn)舟 申請(qǐng)人:奇瑞汽車(chē)有限公司