混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法、控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法、控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D1，實(shí)心線表示機(jī)械連接，空心線表示電力連接，可以看出該動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、離合器2、發(fā)電機(jī)7、儲(chǔ)能系統(tǒng)6和驅(qū)動(dòng)電機(jī)8，發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸連接離合器2的主動(dòng)盤，離合器2的從動(dòng)盤分別連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)8和混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)軸4，驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的輸出軸還直接連接混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)軸4 ;另外,發(fā)動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)軸還連接發(fā)電機(jī)7，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7發(fā)電，發(fā)電機(jī)7輸出的電力分別流入儲(chǔ)能系統(tǒng)6和驅(qū)動(dòng)電機(jī)8。上述動(dòng)力系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)電機(jī)7構(gòu)成了所述動(dòng)力系統(tǒng)的輔助動(dòng)力裝置(APU，Auxiliary Power Unit)，輔助動(dòng)力裝置安裝在輔助動(dòng)力裝置支架上。
[0003]上述動(dòng)力系統(tǒng)的缺陷在于:首先該動(dòng)力系統(tǒng)的占用空間較大、重量難以控制，不利于車輛節(jié)能，與混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)意圖相悖；
[0004]另外，在上述動(dòng)力系統(tǒng)中的離合器2結(jié)合時(shí)，需要將發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到轉(zhuǎn)速差較小后再結(jié)合離合器2。但是，在實(shí)際應(yīng)用中由于速度傳感器采樣的偏差和控制器處理速度的問題，很難使離合器2結(jié)合時(shí)將離合器主動(dòng)盤轉(zhuǎn)速和從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速控制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍，致使車輛進(jìn)入直驅(qū)模式時(shí)離合器2會(huì)有較強(qiáng)的沖擊感；
[0005]再有，上述動(dòng)力系統(tǒng)在離合器2結(jié)合前的調(diào)速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)1處于非高效區(qū)間，這同樣與混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)意圖相悖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)存在的缺陷:占用空間大、重量大、不利于車輛節(jié)能；車輛進(jìn)入直驅(qū)模式時(shí)離合器會(huì)有較強(qiáng)的沖擊感；在離合器結(jié)合前的調(diào)速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)處于非高效區(qū)間，與混合動(dòng)力汽車的設(shè)計(jì)意圖相悖。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)及其控制方法、控制系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]一種混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，包括:
[0010]發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0011]離合器，所述離合器的主動(dòng)盤連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸；
[0012]雙轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)包括由內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子形成的內(nèi)電機(jī)、以及由所述外轉(zhuǎn)子和定子形成的外電機(jī)，所述內(nèi)電機(jī)的輸出軸連接所述離合器的主動(dòng)盤，所述外電機(jī)的輸出軸分別連接所述離合器的從動(dòng)盤和所述混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)軸；
[0013]電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器分別與所述內(nèi)電機(jī)和所述外電機(jī)電連接；以及
[0014]儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)與所述電機(jī)控制器的直流端電連接。
[0015]優(yōu)選的是，所述雙轉(zhuǎn)子電機(jī)為鼠籠式雙轉(zhuǎn)子電機(jī)。
[0016]一種混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的控制方法，其加速控制方法包括:
[0017]實(shí)時(shí)獲取所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量，并在所述剩余電量小于設(shè)定的電量閾值時(shí)，向所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，直到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量大于或者等于所述電量閾值時(shí)為止；
[0018]控制所述離合器處于斷開狀態(tài)；
[0019]利用所述儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電量驅(qū)動(dòng)所述外電機(jī)，實(shí)時(shí)獲取所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且控制所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸上升；
[0020]起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)時(shí)獲取所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升至設(shè)定的第一轉(zhuǎn)速閾值之前達(dá)到設(shè)定的第二轉(zhuǎn)速閾值，所述第二轉(zhuǎn)速閾值大于所述第一轉(zhuǎn)速閾值；
[0021]判斷所述外電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速是否大于或者等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值；
[0022]如果是，則利用所述儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電量驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)電機(jī)，并實(shí)時(shí)獲取所述內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0023]控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升，并且控制所述外電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩線性下降，直到所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩大于或者等于設(shè)定的扭矩閾值，所述外電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩等于0，并且所述內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速等于所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)為止，控制所述離合器結(jié)合；
[0024]檢測(cè)所述離合器是否完全結(jié)合，如果是，則控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩逐漸下降至0o
[0025]優(yōu)選的是，控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升，并使所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升的變化率隨著所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的增加而增加。
[0026]優(yōu)選的是，所述控制方法的回收制動(dòng)能量的方法包括:
[0027]判斷所述內(nèi)電機(jī)是否處于發(fā)電狀態(tài)；
[0028]如果是，則控制所述內(nèi)電機(jī)停止發(fā)電，并使所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)；
[0029]否則，控制所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)；
[0030]控制所述外電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，以回收所述動(dòng)力系統(tǒng)的制動(dòng)能量。
[0031 ] 優(yōu)選的是，控制所述外電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，并使所述外電機(jī)的發(fā)電扭矩隨著所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速的降低而增加。
[0032]一種混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其加速控制模塊包括電量獲取單元、充電單元、離合器控制單元、外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元、判斷單元和離合器狀態(tài)檢測(cè)單元，其中:
[0033]所述電量獲取單元，用于實(shí)時(shí)獲取所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量；
[0034]所述充電單元，用于在所述電量獲取單元獲取的剩余電量小于設(shè)定的電量閾值時(shí)，向所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，直到所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量大于或者等于所述電量閾值時(shí)為止;
[0035]所述離合器控制單元，用于在所述電量獲取單元獲取的所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量大于或者等于所述電量閾值的情況下，控制所述離合器處于斷開狀態(tài)；
[0036]所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，用于在所述離合器控制單元控制所述離合器處于斷開狀態(tài)的情況下，利用所述儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電量驅(qū)動(dòng)所述外電機(jī)，實(shí)時(shí)獲取所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且控制所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸上升；
[0037]所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，用于起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)時(shí)獲取所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升至設(shè)定的第一轉(zhuǎn)速閾值之前達(dá)到設(shè)定的第二轉(zhuǎn)速閾值，所述第二轉(zhuǎn)速閾值大于所述第一轉(zhuǎn)速閾值；
[0038]所述判斷單元，用于判斷所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元獲取的外電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速是否大于或者等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值；
[0039]所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元，用于在所述判斷單元確定所述外電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速大于或者等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值的情況下，利用所述儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電量驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)電機(jī)，并實(shí)時(shí)獲取所述內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
[0040]所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元還用于控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升，所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元還用于控制所述外電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩線性下降，直到所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩大于或者等于設(shè)定的扭矩閾值，所述外電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩等于0，并且所述內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)速等于所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)為止，所述離合器控制單元控制所述離合器結(jié)合；
[0041]所述離合器狀態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述離合器是否完全結(jié)合；
[0042]所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元還用于在所述離合器狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)到所述離合器完全結(jié)合的情況下，控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩逐漸下降至0。
[0043]優(yōu)選的是，所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元具體用于控制所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升，并使所述內(nèi)電機(jī)的發(fā)電扭矩線性上升的變化率隨著所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的增加而增加。
[0044]優(yōu)選的是，所述控制系統(tǒng)的回收制動(dòng)能量模塊包括內(nèi)電機(jī)狀態(tài)判斷單元、所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元和所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，其中:
[0045]所述內(nèi)電機(jī)狀態(tài)判斷單元，用于判斷所述內(nèi)電機(jī)是否處于發(fā)電狀態(tài)；
[0046]所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元，還用于在所述內(nèi)電機(jī)狀態(tài)判斷單元確定所述內(nèi)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的情況下，控制所述內(nèi)電機(jī)停止發(fā)電，并使所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)；在所述內(nèi)電機(jī)狀態(tài)判斷單元確定所述內(nèi)電機(jī)未處于發(fā)電狀態(tài)的情況下，控制所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)；
[0047]所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元，還用于在所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元控制所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，控制所述外電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，以回收所述動(dòng)力系統(tǒng)的制動(dòng)能量。
[0048]優(yōu)選的是，所述外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元具體用于:在所述內(nèi)電機(jī)發(fā)電控制單元控制所述內(nèi)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，控制所述外電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，并使所述外電機(jī)的發(fā)電扭矩隨著所述外電機(jī)的轉(zhuǎn)速的降低而增加。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述方案中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0050]應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，由于采用雙轉(zhuǎn)子電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將發(fā)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)合二為一，節(jié)省了動(dòng)力系統(tǒng)的安裝空間的同時(shí)減輕了動(dòng)力系統(tǒng)的重量，減少了系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)消耗能量，有利于車輛的節(jié)能；由于雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)，使得應(yīng)用該雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合相應(yīng)的控制算法可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能的無(wú)縫耦合，即可以實(shí)現(xiàn)純電傳動(dòng)到機(jī)械傳動(dòng)連續(xù)不間斷的線性