CN101423060B - 混合动力驱动系统的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合动力驱动系统的驱动方法,所述驱动系统包括子系统和主驱动装置,所述子系统包括发动机和与发动机连接的第一电机,所述第一电机与主驱动装置之间通过三态超越离合器连接,所述驱动方法包括:仅仅在驱动系统需要发电或者助力时,启动所述子系统,并且相应地控制所述三态超越离合器处于超越状态、接合状态或者双向分离状态。由于子系统仅仅在驱动系统需要发电或者助力时才运行,并且发动机仅在最佳效率区运行,因此可以非常有效地降低驱动系统的油耗和排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力驱动系统的驱动方法。
背景技术
混合动力驱动系统同时采用两种不同的动力源,根据动力系统的连接方式不同,主要可以分为三种结构形式,即串联、并联和混联。由于串联和并联形式的驱动模式相对简单,因此现有技术中普遍采用的是混联形式。
实践中出现的混联模式主要有两种基本结构,一种是通过行星齿轮机构等来实现各动力单元之间的动力分配,另一种是通过离合器来实现各动力单元之间的动力分配。对于前者,驱动系统的结构和控制方法都相当复杂。对于后者,由于受到离合器本身的限制,使得控制相对复杂。
针对上述问题,本申请的申请人发明了一种新型的三态超越离合器,并于2007年6月19日提交了申请号为“200710111536.0”、发明名称为“三态超越离合器”,以及于2007年6月22日提交了申请号为“200710123451.4”、发明名称为“三态超越离合器”的二件中国发明专利申请。同时,本申请的申请人还于2007年6月29日提交了申请号为“200710123217.0”、发明名称为“混合动力驱动系统”,以及于2007年8月21日提交了申请号为“200710143342.9”、发明名称为“混合动力驱动系统的驱动方法”的二件中国发明专利申请,其使用了上述二件申请中所公开的三态超越离合器。这些专利申请的公开内容通过参考而在此引用。
本申请是在上述申请的基础上作出的进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力驱动系统的驱动方法,该方法能够更加有效地降低油耗和排放。
根据本发明,提供一种混合动力驱动系统的驱动方法,所述驱动系统包括子系统和主驱动装置,所述子系统包括发动机和与发动机连接的第一电机,所述第一电机与主驱动装置之间通过三态超越离合器连接,所述驱动方法包括:仅仅在驱动系统需要发电或者助力时,启动所述子系统,并且相应地控制所述三态超越离合器处于超越状态、接合状态或者双向分离状态。
由于子系统仅仅在驱动系统需要发电或者助力时才运行,并且发动机仅在最佳功率区或最佳油耗区运行,因此可以非常有效地降低本发明驱动系统的油耗和排放。
本发明的附加特征以及相应的优点在下面的具体实施方式部分进行详细说明。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的三态超越离合器的剖视图。
图2是根据本发明第二实施例的三态超越离合器的剖视图。
图3是根据本发明第三实施例的三态超越离合器的剖视图。
图4是根据本发明第四实施例的三态超越离合器的剖视图。
图5是根据本发明第五实施例的三态超越离合器的结构示意图。
图6是根据本发明第六实施例的三态超越离合器的结构示意图。
图7是根据本发明第七实施例的三态超越离合器的结构示意图。
图8是根据本发明的三态超越离合器中的一个带有滑动件的保持架的立体图。
图9是根据本发明的三态超越离合器中的一种预紧弹簧的立体图。
图10是根据本发明的一种混合动力驱动系统的结构示意图。
图11是根据本发明的一种具体实施例的子系统的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的各种具体实施方式进行详细描述。
三态超越离合器
本发明使用的三态超越离合器已经在上述引用的专利申请中进行了详细的描述,但是为了方便专利审查,帮助公众更直接地理解本发明,下面仍然对本发明所使用的三态超越离合器进行详细描述。
首先,根据本发明所使用的三态超越离合器的概括实施例,该三态超越离合器可以包括外圈1、内圈2、位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3、位于外圈1和内圈2之间保持所述多个楔块3的保持架4,所述多个楔块3的第一工作面31永久接触所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的一个工作面,并且能够通过转动而使所述多个楔块3的第二工作面32接触或者离开所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的另一个工作面。
在所述超越状态时,三态超越离合器400的所述多个楔块3的第二工作面32滑动接触所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的所述另一个工作面,外圈1和内圈2能够彼此相对转动。
在所述接合状态时,三态超越离合器400的所述多个楔块3的第二工作面32接触所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的所述另一个工作面,外圈1和内圈2能够同步转动。
在所述双向分离状态时,三态超越离合器400的所述多个楔块3的第二工作面32离开所述外圈1的工作面与所述内圈2的工作面之中的所述另一个工作面,外圈1和内圈2能够在正反双向自由转动。
下面参照图1至图9对本发明所使用的三态超越离合器的具体实施方式进行描述。
第一实施例
图1是根据本发明第一实施例的三态超越离合器的剖视图。该三态超越离合器包括外圈1,内圈2,位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3,位于外圈1和内圈2之间并通过保持孔保持所述多个楔块3的一个保持架4。所述多个楔块3的第一工作面31永久接触所述外圈1的工作面,并且能够通过转动使所述多个楔块3的第二工作面32接触或者离开所述内圈2的工作面。
具体而言,所述外圈1的工作面上具有多个圆弧槽11,每个圆弧槽11与对应的一个楔块3的所述第一工作面31相配合,并将该第一工作面31保持在圆弧槽11内。
如图8所示,所述保持架4具有轴向向外伸出的多个凸片6,每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61,并且在所述斜孔61内具有沿轴向可滑动的滑动件7。即,通过保持架4与圆弧槽11的相互作用,楔块3能够围绕保持在圆弧槽11内的第一工作面31转动,从而接触或者离开内圈2的工作面。
凸片6可以与保持架4整体形成,每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61,以及在所述斜孔61内沿轴向可滑动的滑动件7。
凸片6上的斜孔61也可以是在凸片6上以一定深度开设的非贯通的斜槽。但由于凸片6的厚度相对较小,如果形成为斜槽,则斜槽的深度会更小,从而不利于滑动件7在其中轴向滑动,因此在本发明中优选使用贯通的斜孔61。斜孔61的外端可以敞开,也可以闭合。在此实施例中,斜孔61的外端闭合。
此外,所述斜孔61可以是直的长孔,也可以是弧形或螺旋形的长孔,这可以根据需要进行选择。
如图8所示,在斜孔61的一端可以开设宽度增大的扩孔62。在这种情况下,在需要本发明的三态超越离合器作为传统的单向超越离合器使用时,可以使滑动件7移动到该扩孔62内,由此可以防止由于误操作而影响超越离合器的正常工作。作为一种替换,斜孔61的外端可以设置成敞开的,这也可以在一定程度上实现这种保障功能。
滑动件7可以通过本领域公知的任何合适的手段进行驱动,例如可以通过手动、电动、液动、气动等等手段来实现。作为本发明的一种实施例,滑动件7可以通过拨叉机构(例如类似于换挡拨叉的机构)或者电磁机构驱动在斜孔61内轴向滑动。
为了便于滑动件7在斜孔61内轴向滑动,所述滑动件7优选使用圆辊。
另外,为了确保楔块3的第一工作面31稳定保持在圆弧槽11内,可以在内圈2和外圈1之间设置预紧弹簧5,用于产生预紧力将所述第一工作面31压在所述圆弧槽11内,并能使所述楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。图9所示为一种弹簧带,其可以作为该预紧弹簧5使用。该弹簧带或者预紧弹簧5上具有弹簧片51,具有将楔块3推向圆弧槽11,并让楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。本发明的预紧弹簧5可以使用各种各样的弹性部件,并不限于这种具体的弹簧带,只要能够产生预紧力将楔块3的第一工作面31压在圆弧槽11内,并可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势即可。
在需要对内圈2与外圈1之间的楔块3的位置进行调节或者控制时,可以通过控制上述滑动件7在斜孔61中轴向滑动。当滑动件7在斜孔61中轴向滑动时,由于斜孔61相对于轴线倾斜一定角度,因此可以带动保持架4转动。此时,由于楔块3的第一工作面31被外圈1的圆弧槽11保持,所以楔块3将围绕该第一工作面31转动一定角度,使楔块3的第二工作面32离开内圈2的工作面,从而使三态超越离合器处于双向分离状态(即内、外圈在正反双向都可以自由转动而互不影响)。如果滑动件7在斜孔61中反向滑动,则楔块3将重新复位,接触内圈2的工作面,变成传统的单向超越离合器。也就是说,通过控制楔块3转动而完全脱离内圈2的工作面,可以使得内外圈能够在正反双向实现自由转动,即实现超越离合器的第三种工作状态(双向分离状态)。
上面针对第一实施例对本发明的三态超越离合器进行了说明。下面参照附图对其它实施例进行说明,但需要注意的是,上述第一实施例的许多方面都可以适用于其它实施例,除非另有说明。因此,在后面的其它实施例的描述中,可以省略与第一实施例相同的重复说明。
第二实施例
图2所示为根据本发明第二实施例的三态超越离合器。与上述第一实施例相比,不同之处在于:在内圈2的工作面上设置圆弧槽21,楔块3的第一工作面31同样保持在该圆弧槽21内,从而通过保持架4可以拨动楔块3围绕其第一工作面31转动,其工作方式与上述第一实施例相同。
另外,在此第二实施例中,预紧弹簧5可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧,将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔,而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在圆弧槽21内,并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计,预紧弹簧5可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。
第三实施例
图3所示为根据本发明第三实施例的三态超越离合器。与上述第一实施例相比,不同之处在于:所述保持架4为双保持架结构,包括外保持架41和内保持架42。通过这种双保持架结构,能够提高本发明三态超越离合器的承载能力并延长其使用寿命。
其中在所述的内保持架42上沿轴向向外伸出多个凸片6与第一实施例相同。在内保持架42相对转动时,外保持架41可以跟随楔块3作相应的转动,但不会影响到楔块3的转动。
第四实施例
图4所示为根据本发明第四实施例的三态超越离合器。与上述第三实施例相比,不同之处在于:在内圈2的工作面上设置圆弧槽21,楔块3的第一工作面31同样保持在该圆弧槽21内,从而通过外保持架41可以拨动楔块3围绕其第一工作面31转动,其工作方式与上述第三实施例相同。
另外,如同上述的第二实施例,在此第四实施例中,预紧弹簧5同样可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧,将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔,而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在圆弧槽21内,并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计,弹簧5可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。
第五实施例
图5所示为根据本发明第五实施例的三态超越离合器。与上述第三实施例相比,不同之处在于:在外圈1的工作面上并没有设置圆弧槽11,而是通过将外保持架41固定到外圈1上,来实现外保持架41与内保持架42之间的相对转动,从而实现楔块3的转动。
具体而言,所述外保持架41可以通过本领域任何公知的手段固定到外圈1上,例如螺栓连接、铆接、卡接等等。如图5所示,作为一个例子,可以在外保持架41上设置凸起410,同时在外圈1的工作面上设置对应的凹槽110,将所述凸起410插入或者保持到凹槽110内,即可将外保持架41固定到外圈1上。所述内保持架42上设置有上述的凸片6,与上述实施例相同。因此,通过拨动凸片6带动内保持架42相对于外保持架41相对转动,就可实现楔块3在内外圈之间转动,从而实现三态超越离合器的分离状态。
为了防止对楔块3的转动造成阻碍,在此实施例中不需要设置上述的圆弧槽11或21。
第六实施例
图6所示为根据本发明第六实施例的三态超越离合器。与上述第五实施例相比,不同之处在于:将所述内保持架42固定到内圈2上,在外保持架41上设置凸片6,从而通过拨动外保持架41相对于内保持架42转动,可以实现楔块3的转动。预紧弹簧5同样可以简单地使用一个收缩的螺旋弹簧,将螺旋弹簧5穿过楔块3中开设的通孔,而将楔块3的第一工作面31牢固地保持在内圈2的工作面上,并且可以通过对楔块3上通孔位置的设计,弹簧5可使楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。
第七实施例
图7所示为根据本发明第七实施例的三态超越离合器。与上述第三实施例相比,不同之处在于:在此第七实施例中,具体使用了拨动盘8来控制楔块3的运动。
具体而言,该三态超越离合器包括外圈1,内圈2,位于外圈1和内圈2之间的多个楔块3,位于外圈1和内圈2之间且例如通过保持孔保持所述多个楔块3的外保持架41和内保持架42。所述外圈1的工作面上具有多个圆弧槽11,每个圆弧槽11与对应的一个楔块3的第一工作面31相配合,并将所述第一工作面31保持在该圆弧槽11内。所述内保持架42具有轴向向外伸出的多个凸片6,每个凸片6上具有相对于轴向倾斜的斜孔61。在所述外圈1的外圆周上具有轴向可滑动的拨动盘8,该拨动盘8上固定有各自插入到对应的斜孔61中的多个拨动杆81。
如上所述,为了确保楔块3的第一工作面31稳定保持在圆弧槽11内,可以在内圈2和外圈1之间设置预紧弹簧5,用于产生预紧力将所述第一工作面31压在所述圆弧槽11内,并能使所述楔块3有一种朝楔紧方向转动的趋势。
在需要对外圈1与内圈2之间的楔块3的位置进行调节或者控制时,可以通过控制上述的拨动盘8(作为一种控制机构)在外圈1上作轴向滑动。当拨动盘8轴向滑动时,拨动盘8上的拨动杆81可以在斜孔61中滑动。由于斜孔61相对于轴线倾斜一定角度,因此可以带动内保持架42相对于外圈1转动相应的角度。同时,由于楔块3的第一工作面31被牢固地保持在外圈1的工作面上的圆弧槽11内,所以由内保持架42和外保持架41所保持的楔块3就可以在内、外圈之间围绕所述第一工作面31转动相应的角度,从而可以导致楔块3上的第二工作面32相应地离开内圈2的工作面,由此内、外圈能够在正方双向实现自由转动,即实现超越离合器的第三种工作状态。
如图7所示,内圈2的左侧可以形成为一个连接端,例如花键孔,用于连接外部的动力源如发动机或者电机等。外圈1也可以具有连接端以连接外部的动力源。并且,如图所示,外圈1还可以在左右两侧分别具有连接端,例如左侧的外齿轮和右侧的内花键。在将这种三态超越离合器应用于混合动力驱动系统中时,例如下面将要说明的各种混合动力驱动系统,则可以将第一电机的输出轴连接到内圈2的左侧连接端,将第二电机的输出轴连接到外圈1的两个连接端中的任意一个连接端上,同时将另一个连接端连接到驱动轴(如变速机构的输入轴)以输出动力,这将使得整体结构更加紧凑。
另外,还可以为该三态超越离合器提供偏压元件如弹簧(未显示),用于将拨动盘8上的拨动杆81保持在斜孔61的一端,例如内端或者外端(扩孔),这可以根据需要进行选择。从而,通过该偏压元件,可以在通常情况下使三态超越离合器保持在一定的状态,如超越状态或者分离状态,而在需要改变超越离合器的状态时,可以通过驱动拨动盘8轴向移动来实现。
根据该实施例,拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动、周向锁止可以通过任何合适的手段来实现,例如可以通过惯用的键-槽组合,或者花键连接。例如,可以在所述拨动盘8的内表面上和所述外圈1的外表面上分别设置对应的轴向滚道,并且在所述滚道中设置多个滚子84,例如钢球,由此可以方便地实现拨动盘8在外圈1的外圆周上轴向滑动。
拨动盘8可以通过本领域公知的任何合适的手段进行驱动,例如可以通过手动、电动、液动、气动等等手段来实现。作为本发明的一种实施例,拨动盘8可以通过拨叉机构或者电磁机构驱动在外圈1的外圆周上轴向滑动。
另外需要说明的是,该实施例中的拨动盘结构可以应用于上述第一至第六实施例中的任意一种,本发明对此不再一一列举。
混合动力驱动系统
下面参照图10对本发明的混合动力驱动系统的具体实施方式进行详细描述。
如图10所示,根据本发明的一种混合动力驱动系统包括通过三态超越离合器400连接的子系统和主驱动装置,所述子系统可以包括发动机100和与发动机100连接的第一电机200。第一电机200与三态超越离合器400连接。发动机100、第一电机200和三态超越离合器400优选同轴连接。
所述主驱动装置优选包括第二电机300。在这种情况下,驱动系统还包括储能装置500,第一电机200和第二电机300分别与储能装置500电连接。在此实施方式中,第二电机300可以仅仅为一个电动机。该电动机优选适合于在通常情况下单独驱动车辆行驶。因此,只有在车辆需要急加速、爬坡等助力情况下,或者在储能装置的荷电量不足而需要充电等情况下,才启动本发明的子系统。因此,可以在最大程度上减少发动机的使用,从而有效降低油耗和排放。作为一种具体的实施例,所述第一电机200的输出轴可以连接到所述三态超越离合器的内圈2,例如图7中所示的内圈2的左侧连接端;所述第二电机300的输出轴可以连接到所述三态超越离合器的外圈1,例如图7中所示的外圈1的左侧连接端或者右侧连接端;驱动系统的功率则可以通过图7中所示的外圈1的另一侧的连接端输出到车轮。
为了进一步降低油耗和排放,所述发动机100优选仅在最佳效率区或最佳油耗区运行。
混合动力驱动系统的驱动方法
下面对本发明的混合动力驱动系统的驱动方法进行详细说明。
在驱动系统需要助力或者发电时,启动子系统。在这种情况下,三态超越离合器处于双向分离状态,第一电机200驱动发动机100启动。当发动机100启动成功时,第一电机200根据需要可以处于空转状态、发电状态或者电动状态。由第一电机200驱动发动机100启动,可以使发动机100快速响应。
当储能装置的荷电量不足而需要充电时,所述发动机可以用来驱动所述第一电机发电,将发出的电能储存到储能装置中。此时,三态超越离合器仍然处于双向分离状态,子系统处于串联模式。
当驱动系统需要助力时,所述三态超越离合器首先处于超越状态,然后随着发动机转速的增大而自动切换到接合状态(当发动机转速达到第二电机转速时),从而将所述发动机的输出动力与第二电机的输出动力合并后输出。此时,如果发动机的输出功率满足车辆的功率需求,则第一电机可以处于空转状态;如果发动机的输出功率明显大于车辆的功率需求,为了保证发动机在最佳效率区运行,则第一电机可以利用发动机的多余功率用来发电;如果发动机的输出功率不能满足车辆的功率需求,则还可以启动第一电机共同输出动力,即发动机的输出动力和第一电机的输出动力一起通过接合的三态超越离合器与第二电机的输出动力合并,然后输出以驱动车辆。在发动机的全部动力用于输出时,子系统为并联模式;在发动机的一部分动力用于输出,另一部分动力用于驱动第一电机发电时,子系统为混联模式。
当驱动系统不再需要助力时,首先降低发动机的转速,当发动机的转速低于第二电机的转速时,所述三态超越离合器退出接合状态,然后可以将三态超越离合器切换到双向分离状态,此时发动机可以停止、空转或者用于驱动第一电机发电。此时,在发动机空转时,子系统为中间态模式;当发动机用于驱动第一电机发电时,子系统即进入上述的串联模式。
根据本发明的一种优选实施方式,当驱动系统不再需要助力时,首先降低发动机的转速,当发动机的转速低于第二电机的转速时,所述三态超越离合器退出接合状态,然后可以将三态超越离合器切换到双向分离状态。此时,可以使发动机继续运行预定的时间,例如5秒至15秒,优选为10秒。此时,可以将子系统的驱动模式称之为延时模式。
在此过程中,所述发动机可以空转,或者根据需要驱动第一电机发电。在这种实施方式中,可以防止发动机频繁启停而造成油耗和排放增加。并且,车辆的助力过程通常比较短暂,因此发动机在助力之后继续运行预定时间,从而在车辆需要下一次助力时,发动机能够快速响应,迅速为车辆提供助力。
图11是根据本发明的一种具体实施例的子系统的结构示意图。在图11中,100表示发动机,200表示第一电机,400表示三态超越离合器,101表示发动机的电喷控制器,201表示第一电机控制器,600表示整车控制器,401表示传动控制器,700表示联轴器。发动机100与第一电机200通过联轴器700同轴机械连接。发动机100与电喷控制器101电气连接。第一电机200与第一电机控制器201电气连接。子系统通过超越离合器400与主驱动装置(图10)连接以输出动力。传动控制器401与三态超越离合器400电气连接。电喷控制器101、第一电机控制器201、传动控制器401、整车控制器600电气连接。
下面参考图11,通过具体的实施例对本发明的驱动方法作进一步说明。
车辆起步:
正常情况下,车辆由第二电机300提供动力正常启动,此时子系统不工作,三态超越离合器400处于双向分离状态。
急加速起步;
如果车辆需要急加速(例如百公里加速),则首先启动第二电机300。整车控制器600判断需要子系统助力,向第一电机控制器201发送并联模式命令、第二电机300的当前转速以及根据第二电机300的当前功率计算出的子系统的目标功率。子系统的第一电机控制器201接收到并联模式命令后,向电喷控制器101发送启动发动机100的请求,启动第一电机200将发动机100拖动至设定转速。待发动机100点火成功后由电喷控制器101通知第一电机控制器201发动机启动成功,第一电机控制器201收到信号后控制第一电机200空转,子系统进入中间态模式。在中间态模式中,三态超越离合器400处于双向分离状态,发动机100运行,第一电机200空转。
在接收到并联模式请求后,传动控制器(TCU)401控制三态超越离合器400吸合(即从双向分离状态复位),并通知第一电机控制器201。第一电机控制器201同时接收到并联模式命令和传动控制器401发送的三态超越离合器400吸合完毕信号后,根据整车控制器600发送的当前转速和目标功率进行转速调节和动力分配,即根据目标功率计算发动机100所需的输出功率并发送给电喷控制器101。然后,电喷控制器101和第一电机控制器201控制发动机100和第一电机200进行转速超越(即增加第一电机200的转速直到达到第二电机300的转速),使三态超越离合器400自动切换到接合状态,从而发动机100的输出功率与第二电机的输出功率组合后输出,为车辆提供助力,子系统进入并联模式工作。在此并联模式中,如果发动机100的输出功率不能满足车辆的助力需求,则第一电机200可以和发动机100一起输出动力;如果发动机100的输出功率能够满足车辆的助力需求,则第一电机200可以空转。
助力结束;
当助力结束后,经整车控制器600判断第二电机300可以满足车辆运行所需的动力,则通知子系统退出并联模式。第一电机控制器201收到退出并联模式信号后控制第一电机200不助力(如果在并联模式中第一电机200和发动机100共同提供助力)。此时,第一电机侧的转速降低,使第一电机转速小于第二电机转速,三态超越离合器400从接合状态自动切换到单向超越状态。整车控制器600检测到第二电机转速大于第一电机转速后,通知传动控制器401控制三态超越离合器400分离(即使之处于双向分离状态),从而子系统回到中间态模式。
在此过程中,如果在并联模式中第一电机200空转而无助力,则通过电喷控制器101控制发动机100降低转速,使发动机100的转速(即第一电机侧的转速)小于第二电机转速,三态超越离合器400从接合状态自动切换到单向超越状态,然后控制三态超越离合器400分离,同样使子系统回到中间态模式。
此时,整车控制器600可以检测储能装置的荷电量(SOC)。如果荷电量小于60%,则子系统进入串联模式,由发动机100驱动第一电机200发电,直到荷电量达到60%。如果荷电量大于60%,则子系统进入延时模式,即发动机100延时等待10秒而不停机,若在延时期间再次收到并联模式请求,则子系统再次进入并联模式运行;若无并联模式请求和发电需求,则延时结束后关闭发动机100。
正常运行;
第二电机300驱动车辆行驶,子系统不工作,三态超越离合器400处于双向分离状态。
运行中进入串联模式:
在车辆运行过程中,如果整车控制器600检测到储能装置的荷电量小于40%,则向子系统的第一电机控制器201发送发电命令,由第一电机控制器201向电喷控制器101发送启动请求。电喷控制器101收到后回复发动机100启动准备完毕信号,第一电机控制器201接到回复后电动运行将发动机100拖动至预先设定的转速并稳定转速。待转速稳定后,发动机100点火启动。若发动机100启动成功,第一电机200空转,经判断没有并联命令,则第一电机控制器201控制第一电机200调节发动机转速至最佳效率点转速,然后发动机100驱动第一电机200发电运行。若当前档位为D(前进)档,则子系统发电至荷电量大于60%时停止;若当前档位为P(驻车)档,则子系统发电至荷电量大于40%时停止。在此过程中,三态超越离合器400处于双向分离状态。
运行中进入并联模式:
与急加速起步的工作模式基本相同。经整车控制器600判断需要子系统助力时,由第一电机200启动发动机100,然后在发动机和第一电机转速达到第二电机转速时,三态超越离合器400自动切换到接合状态,子系统输出功率提供助力,子系统进入并联模式工作。
当助力结束后,经整车控制器600判断第二电机300可以满足车辆运行所需的动力时,则通知子系统退出并联模式,回到中间态模式。此时,整车控制器600检测储能装置500的荷电量。如果荷电量小于60%,则子系统进入串联模式发电;如果荷电量大于60%,则子系统进入延时模式,使发动机100延时等待10秒,若在延时期间再次收到并联模式请求,则子系统再次进入并联模式运行;若无并联模式请求和发电需求,则延时结束后关闭发动机100。
串联模式进入并联模式:
在串联模式下,子系统接收到并联模式请求时,第一电机200进行转速调节后空转,子系统回到中间态模式。然后,由中间态模式进入并联模式,与运行中进入并联模式的情况基本相同。
并联模式进入混联模式:
子系统在助力运行时,发动机100工作在最佳效率区,此时发动机100提供的功率可能大于车辆所需的助力功率。如果第一电机控制器201检测到发动机100提供的助力功率满足车辆行驶需求并有剩余时,则第一电机控制器201控制第一电机200调节负载进入发电状态。此时,子系统进入混联模式,第一电机200发电回收发动机100的剩余功率。若车辆功率需求增大时,第一电机200减小负载,即减少发电功率直至回到并联模式。若助力结束且储能装置的荷电量大于60%时,则子系统在中间态模式等待10秒,若无并联请求及发电需求,则关闭发动机100,子系统停止工作。
上面通过具体的实施例对本发明的驱动方法作了详细的说明,但是本发明并不局限于上述实施例。本领域普通技术人员在阅读了上述的具体说明之后,可以在本发明的范围之内对本发明作出各种修改和替换。例如,在子系统的延时模式中,发动机可以延时等待5秒至15秒,优选等待10秒。但是,考虑到不同的车辆配置和车辆性能等因素,上述延时时间可以改变。在判断是否需要发电时,所述荷电量的阀值(例如40%,60%)可以根据具体情况进行改变。因此,本发明并不限于上述具体实施方式,本发明的范围仅由权利要求所限定。
Claims (12)
1.一种混合动力驱动系统的驱动方法,所述驱动系统包括子系统和主驱动装置,所述子系统包括发动机和与发动机连接的第一电机,所述第一电机与主驱动装置之间通过三态超越离合器连接,所述驱动方法包括:
仅仅在所述驱动系统需要发电或者助力时,启动所述子系统,并且相应地控制所述三态超越离合器处于超越状态、接合状态或者双向分离状态;其中:
所述三态超越离合器包括外圈、内圈、位于所述外圈和所述内圈之间的多个楔块、位于所述外圈和所述内圈之间保持所述多个楔块的保持架,所述多个楔块的第一工作面永久接触所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的一个工作面,并且能够通过转动而使所述多个楔块的第二工作面接触或者离开所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的另一个工作面;
在所述超越状态时,所述三态超越离合器的所述多个楔块的第二工作面滑动接触所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的所述另一个工作面,所述外圈和所述内圈能够彼此相对转动;
在所述接合状态时,所述三态超越离合器的所述多个楔块的第二工作面接触所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的所述另一个工作面,所述外圈和所述内圈能够同步转动;
在所述双向分离状态时,所述三态超越离合器的所述多个楔块的第二工作面离开所述外圈的工作面与所述内圈的工作面之中的所述另一个工作面,所述外圈和所述内圈能够在正反双向自由转动。
2.根据权利要求1所述的驱动方法,其中在所述子系统运行过程中,所述发动机仅在最佳效率区运行。
3.根据权利要求1或2所述的驱动方法,其中所述主驱动装置包括第二电机。
4.根据权利要求3所述的驱动方法,其中所述驱动系统包括储能装置,所述第一电机和第二电机与该储能装置电连接。
5.根据权利要求4所述的驱动方法,其中在启动子系统时,由所述第一电机驱动所述发动机启动,此时所述三态超越离合器处于双向分离状态。
6.根据权利要求5所述的驱动方法,其中在所述驱动系统需要发电时,所述发动机驱动所述第一电机发电。
7.根据权利要求5所述的驱动方法,其中在所述驱动系统需要助力时,所述三态超越离合器首先处于超越状态,然后随着所述发动机转速的增大而自动切换到接合状态,将所述发动机的输出动力与所述第二电机的输出动力合并后输出。
8.根据权利要求5所述的驱动方法,其中在所述驱动系统需要助力时,所述三态超越离合器首先处于超越状态,然后随着所述发动机转速的增大而自动切换到接合状态,将所述发动机的输出动力以及所述第一电机的输出动力与所述第二电机的输出动力合并后输出。
9.根据权利要求5所述的驱动方法,其中在所述驱动系统需要助力时,所述三态超越离合器首先处于超越状态,然后随着所述发动机转速的增大而自动切换到接合状态,将所述发动机的一部分输出动力与所述第二电机的输出动力合并后输出,所述发动机的另一部分输出动力用于驱动所述第一电机发电。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的驱动方法,其中当所述驱动系统不再需要助力时,降低所述发动机的转速并继续运行预定时间,使所述三态超越离合器处于双向分离状态。
11.根据权利要求10所述的驱动方法,其中所述预定时间为5秒至15秒。
12.根据权利要求11所述的驱动方法,其中所述继续运行的发动机空转或者驱动所述第一电机发电。
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