CN104986028A - 一种车辆混合驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆混合驱动系统，包括：电子控制单元用于通过控制离合器以及锁止机构选择车辆的驱动单元。电动机驱动单元用于当处于第一工况且储能设备大于预设的储电阈值时为车辆提供启动动力能源。二次元件驱动单元用于当处于第一工况且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时为车辆提供启动动力能源。发动机驱动单元用于当处于第一工况且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时；或者当处于第二工况时为车辆提供启动动力能源。通过本发明的方案，能够在不影响正常生活和生产的情况下减小车辆的能耗，最大限度的达到节能的效果。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及车辆设计技术领域，尤其涉及一种车辆混合驱动系统。
背景技术
[0002] 随着经济快速增长和人口不断增加，努力缓解资源不足的矛盾，不断改善生态环境，实现可持续发展，已经成为十分紧迫的任务。尤其是在汽车行业中，如何在不影响正常生活和生产的情况下减小车辆的能耗，最大限度的达到节能的效果，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出了一种车辆混合驱动系统，能够在不影响正常生活和生产的情况下减小车辆的能耗，最大限度的达到节能的效果。
[0004] 为了达到上述目的，本发明提出了一种车辆混合驱动系统，该系统包括:电子控制单元、电动机驱动单元、二次元件驱动单元和发动机驱动单元。
[0005] 电子控制单元用于，通过控制离合器的闭合与分离以及锁止机构的锁止来选择电动机驱动单元、二次元件驱动单元和/或发动机驱动单元为车辆提供动力。
[0006] 电动机驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备大于预设的储电阈值时，由电子控制单元控制，通过储能设备为车辆提供启动动力能源。
[0007] 二次元件驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元控制，通过蓄能器为车辆提供启动动力能源。
[0008] 发动机驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源；或者，当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第二工况阈值范围时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源。
[0009] 优选地，
[0010] 电动机驱动单元依次通过第一离合器、第二离合器、第四锁止机构、第二齿圈、第二锁止机构与车轮机构连接。
[0011] 二次元件驱动单元依次通过第三离合器、第三锁止机构、第二行星架、第二锁止机构与车轮机构连接。
[0012] 发动机驱动单元依次通过第五锁止机构、第一太阳轮、第一锁止机构、第一行星架、第六锁止机构、液力变矩器、自动变速器与车轮机构连接。
[0013] 其中，第一离合器连接于第二离合器和第一齿圈之间。
[0014] 优选地，
[0015] 电动机驱动单元由电子控制单元控制，通过储能设备为车辆提供启动动力能源是指:
[0016] 由电子控制单元控制第一离合器分离、第二离合器闭合、第三离合器分离、第三锁止机构锁止和第五锁止机构锁止时，通过储能设备驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给电动机驱动单元的电动机控制器，以控制电动机的转速；其中，加速踏板信号控制车辆的运行速度。
[0017] 二次元件驱动单元由电子控制单元控制，通过蓄能器为车辆提供启动动力能源是指:
[0018] 由电子控制单元控制第一离合器和第二离合器分离、第三离合器闭合、第四锁止机构和第五锁止机构锁止时，通过蓄能器驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给二次元件驱动单元的二次元件，以控制二次元件的运行速度。
[0019] 发动机驱动单元由电子控制单元控制，通过发动机为所述车辆提供启动动力能源是指:
[0020] 由电子控制单元控制第一离合器、第二离合器和第三离合器分离，第一锁止机构锁止，通过发动机驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给发动机驱动单元的发动机控制器，以控制发动机的转速。
[0021] 其中，如果在电动机驱动单元或二次元件驱动单元为车辆提供启动动力之前，发动机驱动单元为车辆提供暖机动力，则在电动机驱动单元或二次元件驱动单元为车辆提供启动动力前，电子控制单元控制发动机驱动单元的发动机停止工作，并且控制加速踏板停止向发动机驱动单元的发动机控制器发送加速踏板信号。
[0022] 优选地，发动机驱动单元还用于在以下任意情况下为车辆提供运行动力:
[0023] 在电动机驱动单元为车辆提供启动动力后，当电子控制单元检测到发动机的转速达到预设的第一转速以及储能设备小于或等于预设的储电阈值时。
[0024] 在二次元件驱动单元为车辆提供启动动力后，当电子控制单元检测到发动机的转速达到预设的第一转速以及蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时。
[0025] 优选地，电动机驱动单元还用于:在发动机驱动单元提供运行动力期间，当储能设备小于预设的储电阈值，并且加速踏板信号小于预设的第一踏板阈值时，在发电机模式下工作，为储能设备充电；同时，
[0026] 在发动机驱动单元保持在第一车速的运行状态，并且不受发动机转速控制器的速度控制的状态下，接收由加速踏板发出的差值信号所控制的转速控制信号，根据该转速控制信号，通过控制第一行星架的转速来控制车辆的运行速度。
[0027] 优选地，发动机驱动单元还用于:
[0028] 在发动机驱动单元提供运行动力期间，当电子控制单元检测到发动机的转速达到预设的第二转速，加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且储能设备大于或等于预设的所述储电阈值时，与电动机驱动单元一起执行联合驱动；或者，
[0029] 在发动机驱动单元提供运行动力期间，当电子控制单元检测到发动机的转速达到预设的第二转速，车辆的加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且储能设备小于预设的所述储电阈值，蓄能器大于或等于预设的蓄能阈值时，与二次元件驱动单元一起执行联合驱动。
[0030] 其中，预设的第二转速大于预设的第一转速。
[0031] 优选地，发动机驱动单元与电动机驱动单元一起执行联合驱动是指:
[0032] 电子控制单元控制第二离合器闭合、第三锁止机构锁止，并控制加速踏板电信号按照以下关系式控制发动机驱动单元与电动机驱动单元的动力耦合:
[0033] Tout = Kl.Tinl+K2.Tin2，
[0034] 其中，Tout为发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tinl为加速踏板信号控制发动机控制器使发动机以第三转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin2为加速踏板信号控制电动机控制器使电动机以第四转速转动时输出的到车轮机构的转矩；第三转速和第四转速均小于预设的第二转速；K1为发动机的输出转矩系数；K2为电动机的排量输出转矩系数。
[0035] 优选地，发动机驱动单元与二次元件驱动单元一起执行联合驱动是指:
[0036] 电子控制单元控制第三离合器闭合、第四锁止机构锁止，并控制加速踏板电信号按照以下关系式控制发动机驱动单元与二次元件驱动单元的动力耦合:
[0037] Tout = K3.Tin3+K4.Tin4，
[0038] 其中，Tout为发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tin3为加速踏板信号控制发动机控制器使发动机以第五转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin4为加速踏板信号调节二次元件驱动单元的二次元件变量油缸使二次元件的排量为第一排量时二次元件输出的到车轮机构的转矩；第五转速小于预设的第二转速；K3为发动机的输出转矩系数；Κ4为二次元件的输出转矩系数。
[0039] 优选地，电子控制单元还用于:
[0040] 在车辆启动之前，当接收温度传感器发送的温度信号，并判定温度信号低于预设的温度阈值时，生成暖机命令。
[0041] 发动机驱动单元还用于根据暖机命令为车辆提供暖机动力。
[0042] 优选地，二次元件驱动单元还用于:
[0043] 在车辆运行过程中，当接收到制动踏板信号时，在发动机停止喷油以后，当制动踏板信号小于预设的制动阈值，并且蓄能器小于预设的蓄能上限阈值时，以能量回收模式对车辆进行制动。
[0044] 其中，二次元件驱动单元以能量回收模式为车辆提供制动动力是指:
[0045] 根据制动踏板信号，调节二次元件变量油缸，调整二次元件的排量，将液压油充入所述蓄能器，对车辆进行制动。
[0046] 优选地，二次元件驱动单元还用于:
[0047] 当车辆停止运行时，二次元件在电动机的驱动下以泵的工况通过蓄能器为液压系统提供液压油；
[0048] 二次元件在电动机的驱动下以泵的形式通过蓄能器为液压系统提供液压油包括:
[0049] 电子控制单元控制第二锁止机构锁止、第二离合器和第三离合器闭合，使电动机通过第二离合器、第二太阳轮、第二行星架和第三离合器带动二次元件以泵的工况泵油，通过蓄能器为液压系统提供液压油。
[0050] 与现有技术相比，本发明包括:电子控制单元用于，通过控制离合器的闭合与分离以及锁止机构的锁止来选择电动机驱动单元、二次元件驱动单元和/或发动机驱动单元为车辆提供动力。电动机驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备大于预设的储电阈值时，由电子控制单元控制，通过储能设备为车辆提供启动动力能源。二次元件驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元控制，通过蓄能器为车辆提供启动动力能源。发动机驱动单元用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源；或者，当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第二工况阈值范围时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源。通过本发明的方案，能够在不影响正常生活和生产的情况下减小车辆的能耗，最大限度的达到节能的效果O
附图说明
[0051] 下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
[0052] 图1为本发明的车辆混合驱动系统组成框图；
[0053]图2为本发明的车辆混合驱动系统结构示意图；
[0054]图3为本发明实施例的电动机驱动单元提供动力时的系统工作结构示意图；
[0055]图4为本发明实施例的二次元件驱动单元提供动力时的系统工作示意图；
[0056]图5为本发明实施例的发动机驱动单元提供动力时的系统工作结构示意图；
[0057] 图6为本发明实施例的由发动机驱动单元转化为电动机驱动单元进行发电并驱动车轮机构工作时的结构示意图；
[0058] 图7为本发明实施例的行星齿轮机构结构示意图；
[0059]图8为本发明实施例的车辆停止运行时二次元件为液压系统提供液压油时的构结构示意图。
具体实施方式
[0060] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。
[0061 ] 为了达到上述目的，本发明提出了一种车辆混合驱动系统OI，如图1所示，该系统包括:电子控制单元02、电动机驱动单元03、二次元件驱动单元04和发动机驱动单元05。
[0062] 在本发明实施例中，电动机驱动单元03、二次元件驱动单元04和发动机驱动单元05由发动机、电动机、泵/马达二次元件、两个行星齿轮机构(即，耦合器，如图7所示)、储能设备、蓄能器、三个电磁离合器以及六个齿轮锁止机构组成。该驱动系统通过行星齿轮机构和离合器将发动机、电动机和将泵/马达二次元件结合起来，使驱动系统具有多种工作模式，结构简化，具体如图2所示。
[0063] 电子控制单元02用于，通过控制离合器的闭合与分离以及锁止机构的锁止来选择电动机驱动单元、二次元件驱动单元和/或发动机驱动单元为车辆提供动力。
[0064] 优选地，电子控制单元02还用于:
[0065] 在车辆启动之前，当接收温度传感器发送的温度信号，并判定温度信号低于预设的温度阈值时，生成暖机命令。
[0066] 这时，发动机驱动单元05用于根据暖机命令为车辆提供暖机动力。
[0067] 在车辆启动之前，首先为车辆通电，电子控制单元02接收各传感器信号。当电子控制单元02根据温度传感器的信号判定车辆温度较低时，自动控制发动机驱动单元05为车辆提供暖机动力，或者，提醒司机按下“暖机按钮”启动发动机进入暖机过程；如果电子控制单元02根据温度传感器的信号判定车辆温度不需要暖机过程时，直接根据路况进入启动过程。
[0068] 这里需要说明的是，如果在电动机驱动单元03或二次元件驱动单元04为车辆提供启动动力之前，发动机驱动单元05为车辆提供暖机动力，则在电动机驱动单元03或二次元件驱动单元04为车辆提供启动动力前，电子控制单元02控制发动机驱动单元05的发动机停止工作，并且控制加速踏板停止向发动机驱动单元05的发动机控制器发送加速踏板信号。
[0069] 由于本发明的车辆混合驱动系统01包括电动机驱动单元03、二次元件驱动单元04和发动机驱动单元05三种驱动单元，具体在何种情况下使用哪个驱动单元，以及如何通过电子控制单元02对离合器及锁止机构的控制来启动车辆，下面将分别做出详细介绍。
[0070] 电动机驱动单元03用于:当电子控制单元02检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备大于预设的储电阈值时，由电子控制单元02控制，通过储能设备为车辆提供启动动力能源。
[0071] 首先需要说明的是，本发明中的储能设备可以是蓄电池，也可以是超级电容，凡是能够实现本发明方案的装置都在本发明的保护范围之内。
[0072] 在本发明实施例中，这里的第一工况阈值范围指的是普通工况，具体第一工况阈值范围包括哪些内容可以根据不同的工况进行不同的设置，在此不做限定，如，普通工况时，即平坦路面，行驶较好的情况下。这时，车辆的电子控制单元02可以根据预设的第一工况阈值范围，结合储能设备大于预设的储电阈值的情况，自动选择电动机驱动单元03进行启动；也可以由司机根据个人的判断按下“普通工况启动键”，电子控制单元02根据“普通工况启动键”的信号，再结合储能设备大于预设的储电阈值的情况，自动选择电动机驱动单元03进行启动。
[0073] 优选地，
[0074] 电动机驱动单元03依次通过第一离合器、第二离合器、第四锁止机构、第二齿圈、第二锁止机构与车轮机构连接。其中，第一离合器连接于第二离合器和第一锁止机构之间。具体如图3所示。
[0075] 优选地，
[0076] 电动机驱动单元03由电子控制单元02控制，通过储能设备为车辆提供启动动力能源是指:
[0077] 由电子控制单元02控制第一离合器分离、第二离合器闭合、第三离合器分离、第三锁止机构和第五锁止机构锁止时，通过储能设备驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给电动机驱动单元03的电动机控制器，以控制电动机的转速；其中，加速踏板信号控制车辆的运行速度。
[0078] 这种电动机启动方式不经过液力变矩器和变速箱，直接通过离合器和行星齿轮机构进行起步驱动，提高了传动效率。这里需要说明的是，行星齿轮机构即通常所说的耦合器，行星齿轮机构包括图2中所示的太阳轮、行星架以及齿圈。
[0079] 二次元件驱动单元04用于:当电子控制单元02检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元02控制，通过蓄能器为车辆提供启动动力能源。
[0080] 需要说明的是，本发明方案中的二次元件可以是泵，或者称为泵/马达，，该泵/马达可以作为泵的工况泵油，相当于一个油泵，也可以作为马达使用，相当于马达，在马达的工况下可以用来驱动。
[0081] 在本发明实施例中，如上所述，这里的第一工况阈值范围仍然指的是普通工况，具体第一工况阈值范围包括哪些内容可以根据不同的工况进行不同的设置，在此不做限定，如，普通工况时，即平坦路面，行驶较好的情况下。这时，车辆的电子控制单元02可以根据预设的第一工况阈值范围，结合储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值的情况，自动选择二次元件驱动单元04进行启动；也可以由司机根据个人的判断按下“普通工况启动键”，电子控制单元02根据“普通工况启动键”的信号，再结合储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值的情况，自动选择二次元件驱动单元04进行启动。
[0082] 优选地，
[0083] 二次元件驱动单元04依次通过第三离合器、第三锁止机构、第二行星架、第二锁止机构与车轮机构连接。具体如图4所示。优选地，
[0084] 二次元件驱动单元04由电子控制单元02控制，通过蓄能器为车辆提供启动动力能源是指:
[0085] 由电子控制单元02控制第一离合器和第二离合器分离、第三离合器闭合、第四锁止机构和第五锁止机构锁止时，通过蓄能器驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给二次元件驱动单元的二次元件，以控制二次元件的运行速度。
[0086] 由图4可知，在电子控制单元02控制第一离合器和第二离合器分离、第三离合器闭合，第四锁止机构锁止以后，二次元件驱动单元04以马达工况在蓄能器作用下运行，经过第二行星架传递到第二齿圈来驱动车辆。
[0087] 发动机驱动单元05用于:当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源；或者，当电子控制单元检测到工况信息符合预设的第二工况阈值范围时，由电子控制单元控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源。
[0088] 在本发明实施例中，通过发动机驱动单元05对车辆进行启动分为两种情况，第一种是在工况信息符合第一工况阈值范围时，第二种是在工况信息符合第二工况阈值范围时，下面将分别介绍:
[0089]情况一:
[0090] 在本发明实施例中，当工况信息符合第一工况阈值范围时，如上所述，这里的第一工况阈值范围仍然指的是普通工况，具体第一工况阈值范围包括哪些内容可以根据不同的工况进行不同的设置，在此不做限定，如，普通工况时，即平坦路面，行驶较好的情况下。这时，车辆的电子控制单元02可以根据预设的第一工况阈值范围，结合储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值的情况，自动选择发动机驱动单元05进行启动；也可以由司机根据个人的判断按下“普通工况启动键”，电子控制单元02根据“普通工况启动键”的信号，再结合储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值的情况，自动选择发动机驱动单元05进行启动。
[0091]情况二:
[0092] 在本发明实施例中，当工况信息符合第二工况阈值范围时，这里的第二工况阈值范围仍然指的是复杂工况，具体第二工况阈值范围包括哪些内容可以根据不同的工况进行不同的设置，在此不做限定，如，复杂工况时，即行驶工况存在爬坡、泥泞路面等较为困难的行驶条件。这时，车辆的电子控制单元02可以根据预设的第二工况阈值范围，自动选择发动机驱动单元05进行启动；也可以由司机根据个人的判断按下“复杂工况启动键”，电子控制单元02根据“复杂工况启动键”的信号，自动选择发动机驱动单元05进行启动。
[0093] 优选地，
[0094] 发动机驱动单元05依次通过第五锁止机构、第一太阳轮、第一锁止机构、第一行星架、第六锁止机构、液力变矩器、自动变速器与车轮机构连接。第一锁止机构分别与车体和第一齿圈相连接，具体如图5所不。
[0095] 优选地，
[0096] 发动机驱动单元05由电子控制单元02控制，通过发动机为车辆提供启动动力能源是指:
[0097] 由电子控制单元02控制第一离合器、第二离合器和第三离合器分离，第一锁止机构锁止，通过发动机驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给发动机驱动单元的发动机控制器，以控制发动机的转速。
[0098] 由图5可知，在电子控制单元02控制第一离合器、第二离合器和第三离合器分离，第一锁止机构锁止以后，第一齿圈由于第一锁止机构被锁止而固定，发动机的输出动力会通过第一太阳轮进入，第一行星架输出而传递到传动轴，从而驱动车辆运行。
[0099] 通过上述内容的介绍，我们详细了解了如何通过本发明的方案，根据不同情况对车辆采用不同的驱动单元进行启动，从而在启动阶段达到节约能源的目的，下面将详细介绍在车辆启动后的运行阶段，如何通过不同的驱动单元对车辆进行驱动运行。
[0100] 通常，对于具有单一驱动系统的车辆来说直接利用具有的驱动系统在车辆启动以后继续驱动车辆运行，然而，对于本发明方案来说，由于本发明的车辆混合驱动系统01中具有三种驱动单元，为了在车辆运行中进一步达到节能的目的，同样会根据不同情况在三个驱动单元之间进行转换。具体在何种运行情况下采用何种驱动单元，下面将进一步详细介绍。
[0101] 在本发明实施例中，当车辆由电动机驱动单元03或二次元件驱动单元04启动以后，为了节能考虑，会分别由电动机驱动单元03或二次元件驱动单元04继续驱动车辆运行，具体如下所示:
[0102] 在工况信息符合第一工况阈值范围以及储能设备大于预设的储电阈值的情况，在车辆启动以后，电子控制单元02仍会选择电动机驱动单元03继续驱动车辆运行。
[0103] 当工况信息符合第一工况阈值范围，储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时，电子控制单元02会选择从电动机驱动单元03驱动车辆运行转换到由二次元件驱动单元04驱动车辆运行。
[0104] 进一步地，当工况信息符合第一工况阈值范围，储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时；或者，当工况信息符合预设的第二工况阈值范围时，电子控制单元02会选择从二次元件驱动单元04驱动车辆运行转换到由发动机驱动单元05驱动车辆运行。
[0105] 但是，随着车辆速度的不断增加，以及储能设备和蓄能器的储能情况的不断变换，电子控制单元02也会根据车辆达到的不同车速以及不同的储能情况控制车辆从电动机驱动单元03或二次元件驱动单元04进行驱动转化为发动机驱动单元05进行驱动。具体方案如下所述。
[0106] 优选地，
[0107] 发动机驱动单元05还用于在以下任意情况下为车辆提供运行动力:
[0108] 在电动机驱动单元03为车辆提供启动动力后，当电子控制单元02检测到发动机的转速达到预设的第一转速以及储能设备小于或等于预设的储电阈值时。
[0109] 在二次元件驱动单元04为车辆提供启动动力后，当电子控制单元02检测到发动机的转速达到预设的第一转速以及蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时。
[0110] 在本发明实施例中，当发动机驱动单元05开始提供运行动力以后，电动机驱动单元03还会在储能设备小于或等于预设的储电阈值时，通过电动机的发电模式不断补充储能设备的储能，具体方案如下:
[0111] 优选地，电动机驱动单元03还用于:在发动机驱动单元05提供运行动力期间，当储能设备小于预设的储电阈值，并且加速踏板信号小于预设的第一踏板阈值时，在发电机模式下工作，为储能设备充电；同时，
[0112] 在发动机驱动单元05保持在第一车速的运行状态，并且不受发动机转速控制器的速度控制的状态下，接收由加速踏板发出的差值信号所控制的转速控制信号，根据该转速控制信号，通过控制第一行星架的转速来控制车辆的运行速度。
[0113] 在上述方案中，如果工况信息符合第一工况阈值范围，当电动机以发电模式为储能设备充电使储能设备大于预设的储电阈值时，电子控制单元02还会控制发动机驱动单元05关闭发动机，使第五锁止机构锁止，并控制电动机带动第一齿圈、第一行星架转动，驱动车辆运行，具体如图6所示。
[0114] 进一步地，在本发明实施例中，随着车辆速度继续不断增加，以及储能设备和蓄能器的储能情况的变换，电子控制单元02也会根据车辆达到的不同车速以及不同的储能情况采取联合驱动的方案。具体方案如下所述。
[0115] 优选地，发动机驱动单元05还用于:
[0116] 在发动机驱动单元05提供运行动力期间，当电子控制单元02检测到发动机的转速达到预设的第二转速，加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且储能设备大于或等于预设的所述储电阈值时，与电动机驱动单元03 —起执行联合驱动；或者，
[0117] 在发动机驱动单元05提供运行动力期间，当电子控制单元02检测到发动机的转速达到预设的第二转速，车辆的加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且储能设备小于预设的所述储电阈值，蓄能器大于或等于预设的蓄能阈值时，与二次元件驱动单元04 —起执行联合驱动。
[0118] 其中，预设的第二转速大于预设的第一转速。
[0119] 在本发明实施例中，上述的发动机的第一转速和第二转速可以根据不同车辆的具体情况进行不同的设置。下面将分别详细介绍如何实现发动机驱动单元05与电动机驱动单元03，以及发动机驱动单元05与二次元件驱动单元04的联合驱动。
[0120] 优选地，
[0121] 发动机驱动单元05与电动机驱动单元03 —起执行联合驱动是指:
[0122] 电子控制单元02控制第二离合器闭合、第三锁止机构锁止，并控制加速踏板电信号按照以下关系式控制发动机驱动单元05与电动机驱动单元03的动力耦合:
[0123] Tout = Kl.Tinl+K2.Tin2，
[0124] 其中，Tout为发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tinl为加速踏板信号控制发动机控制器使发动机以第三转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin2为加速踏板信号控制电动机控制器使电动机以第四转速转动时输出的到车轮机构的转矩；第三转速和第四转速均小于预设的第二转速；K1为发动机的输出转矩系数；K2为电动机的排量输出转矩系数。
[0125] 优选地，发动机驱动单元05与二次元件驱动单元04 —起执行联合驱动是指:
[0126] 电子控制单元02控制第三离合器闭合、第四锁止机构锁止，并控制加速踏板电信号按照以下关系式控制发动机驱动单元05与二次元件驱动单元04的动力耦合:
[0127] Tout = K3.Tin3+K4.Tin4，
[0128] 其中，Tout为发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tin3为加速踏板信号控制发动机控制器使发动机以第五转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin4为加速踏板信号调节二次元件驱动单元的二次元件变量油缸使二次元件的排量为第一排量时二次元件输出的到车轮机构的转矩；第五转速小于预设的第二转速；K3为发动机的输出转矩系数；Κ4为二次元件的输出转矩系数。
[0129] 通过上述内容的介绍，我们详细了解了如何通过本发明的方案，根据不同情况对车辆采用不同的驱动单元进行运行驱动，从而在运行阶段达到节约能源的目的，下面将详细介绍在车辆制动阶段本发明的节能方案。
[0130] 优选地，二次元件驱动单元04还用于:
[0131] 在车辆运行过程中，当接收到制动踏板信号时，在发动机停止喷油以后，当制动踏板信号小于预设的制动阈值，并且蓄能器小于预设的蓄能上限阈值时，以能量回收模式对车辆进行制动。
[0132] 其中，二次元件驱动单元04以能量回收模式为车辆提供制动动力是指:
[0133] 根据制动踏板信号，调节二次元件变量油缸，调整二次元件的排量，将液压油充入所述蓄能器，对车辆进行制动。
[0134] 在本发明实施例中，需要说明的是，对车辆制动时踩下制动踏板，发动机停止喷油以后，仅在制动踏板信号小于预设的制动阈值，并且蓄能器小于预设的蓄能上限阈值时，选择通过二次元件驱动单元04以能量回收模式为车辆提供制动动力；当制动踏板信号大于预设的制动阈值，或者蓄能器达到预设的蓄能上限阈值时，则采用传统制动模式对车辆进行制动，如，采用抱闸制动。
[0135] 在本发明方案中，制动能量回收不利用电动机发电回收能量，而采用蓄能器回收液压能，是为了减少储能设备在瞬间充放电情况下的寿命损失，在一定程度上节约成本。
[0136] 优选地，二次元件驱动单元04还用于:
[0137] 当车辆停止运行时，即，车辆运行速度为O时，二次元件在电动机的驱动下以泵的工况通过蓄能器为液压系统提供液压油。
[0138] 二次元件在电动机的驱动下以泵的形式通过蓄能器为液压系统提供液压油包括:
[0139] 电子控制单元控制第二锁止机构锁止、第二离合器和第三离合器闭合，使电动机通过第二离合器、第二太阳轮、第二行星架和第三离合器带动二次元件以泵的工况泵油，通过蓄能器为液压系统提供液压油。具体如图8所示。
[0140] 通过上述实施方案，能够使二次元件以泵的工况泵油，减少发动机在低速下的运转，提高燃油经济性。
[0141] 综上所述，本发明公开一种车辆混合驱动系统，该系统中包括电子控制单元、电动机驱动单元、二次元件驱动单元和发动机驱动单元。电动机驱动单元、二次元件驱动单元和发动机驱动单元由发动机、电动机、泵/马达二次元件、两个行星齿轮机构、储能设备、蓄能器、三个电磁离合器以及六个齿轮锁止机构组成。该驱动系统通过行星齿轮机构和离合器将发动机、电动机和将泵/马达二次元件结合起来，使驱动系统具有多种工作模式，结构简化。采用一个泵/马达二次元件代替转向和液压工作泵，减少泵的空转带来的能量损失和磨损。减少发动机低效率区域的运转，最大限度的达到节能的效果，并且尽量减小储能装置的损伤。通过本发明的方案，能够在不影响正常生活和生产的情况下减小车辆的能耗，最大限度的达到节能的效果。
[0142] 需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种车辆混合驱动系统，其特征在于，所述系统包括:电子控制单元、电动机驱动单元、二次元件驱动单元和发动机驱动单元； 所述电子控制单元用于，通过控制离合器的闭合与分离以及锁止机构的锁止来选择所述电动机驱动单元、所述二次元件驱动单元和/或所述发动机驱动单元为所述车辆提供动力； 所述电动机驱动单元用于:当所述电子控制单元检测到所述工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且储能设备大于预设的储电阈值时，由所述电子控制单元控制，通过所述储能设备为所述车辆提供启动动力能源； 所述二次元件驱动单元用于:当所述电子控制单元检测到所述工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且所述储能设备小于或等于预设的储电阈值，蓄能器大于预设的蓄能阈值时，由所述电子控制单元控制，通过所述蓄能器为所述车辆提供启动动力能源； 所述发动机驱动单元用于:当所述电子控制单元检测到所述工况信息符合预设的第一工况阈值范围，并且所述储能设备小于或等于预设的储电阈值，所述蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时，由所述电子控制单元控制，通过发动机为所述车辆提供启动动力能源；或者，当所述电子控制单元检测到所述工况信息符合预设的第二工况阈值范围时，由所述电子控制单元控制，通过所述发动机为所述车辆提供启动动力能源。
2.如权利要求1所述的车辆混合驱动系统，其特征在于， 所述电动机驱动单元依次通过第一离合器、第二离合器、第四锁止机构、第二齿圈、第二锁止机构与车轮机构连接； 所述二次元件驱动单元依次通过第三离合器、第三锁止机构、第二行星架、第二锁止机构与车轮机构连接； 所述发动机驱动单元依次通过第五锁止机构、第一太阳轮、第一锁止机构、第一行星架、第六锁止机构、液力变矩器、自动变速器与车轮机构连接； 其中，所述第一离合器连接于所述第二离合器和第一齿圈之间。
3.如权利要求2所述的车辆混合驱动系统，其特征在于， 所述电动机驱动单元由所述电子控制单元控制，通过所述储能设备为所述车辆提供启动动力能源是指: 由所述电子控制单元控制所述第一离合器分离、所述第二离合器闭合、所述第三离合器分离、所述第三锁止机构和所述第五锁止机构锁止时，通过所述储能设备驱动车辆行驶，并且控制加速踏板信号发送给所述电动机驱动单元的电动机控制器，以控制电动机的转速；其中，所述加速踏板信号控制所述车辆的运行速度； 所述二次元件驱动单元由所述电子控制单元控制，通过所述蓄能器为所述车辆提供启动动力能源是指: 由所述电子控制单元控制所述第一离合器和所述第二离合器分离、所述第三离合器闭合、所述第四锁止机构和所述第五锁止机构锁止时，通过所述蓄能器驱动车辆行驶，并且控制所述加速踏板信号发送给所述二次元件驱动单元的二次元件，以控制所述二次元件的运行速度； 所述发动机驱动单元由所述电子控制单元控制，通过所述发动机为所述车辆提供启动动力能源是指: 由所述电子控制单元控制所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器分离，所述第一锁止机构锁止，通过所述发动机驱动车辆行驶，并且控制所述加速踏板信号发送给所述发动机驱动单元的发动机控制器，以控制所述发动机的转速； 其中，如果在所述电动机驱动单元或所述二次元件驱动单元为所述车辆提供启动动力之前，所述发动机驱动单元为所述车辆提供暖机动力，则在所述电动机驱动单元或所述二次元件驱动单元为所述车辆提供启动动力前，所述电子控制单元控制所述发动机驱动单元的发动机停止工作，并且控制加速踏板停止向所述发动机驱动单元的发动机控制器发送所述加速踏板信号。
4.如权利要求3所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述发动机驱动单元还用于在以下任意情况下为所述车辆提供运行动力: 在所述电动机驱动单元为所述车辆提供启动动力后，当所述电子控制单元检测到所述发动机的转速达到预设的第一转速以及所述储能设备小于或等于预设的储电阈值时； 在所述二次元件驱动单元为所述车辆提供启动动力后，当所述电子控制单元检测到所述发动机的转速达到预设的第一转速以及所述蓄能器小于或等于预设的蓄能阈值时。
5.如权利要求4所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述电动机驱动单元还用于:在所述发动机驱动单元提供运行动力期间，当所述储能设备小于预设的储电阈值，并且所述加速踏板信号小于预设的第一踏板阈值时，在发电机模式下工作，为所述储能设备充电；同时， 在所述发动机驱动单元保持在所述第一车速的运行状态，并且不受发动机转速控制器的速度控制的状态下，接收由所述加速踏板发出的差值信号所控制的转速控制信号，根据所述转速控制信号，通过控制第一行星架的转速来控制所述车辆的运行速度。
6.如权利要求4所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述发动机驱动单元还用于: 在所述发动机驱动单元提供运行动力期间，当所述电子控制单元检测到所述发动机的转速达到预设的第二转速，所述加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且所述储能设备大于或等于所述预设的所述储电阈值时，与所述电动机驱动单元一起执行联合驱动；或者， 在所述发动机驱动单元提供运行动力期间，当所述电子控制单元检测到所述发动机的转速达到预设的第二转速，所述车辆的加速踏板信号大于预设的第二踏板阈值，并且所述储能设备小于所述预设的所述储电阈值，所述蓄能器大于或等于所述预设的蓄能阈值时，与所述二次元件驱动单元一起执行联合驱动； 其中，所述预设的第二转速大于所述预设的第一转速。
7.如权利要求6所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述发动机驱动单元与所述电动机驱动单元一起执行联合驱动是指: 所述电子控制单元控制所述第二离合器闭合、所述第三锁止机构锁止，并控制所述加速踏板电信号按照以下关系式控制所述发动机驱动单元与所述电动机驱动单元的动力耦合: Tout = Kl.Tinl+K2.Tin2， 其中，Tout为所述发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tinl为所述加速踏板信号控制所述发动机控制器使所述发动机以第三转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin2为所述加速踏板信号控制所述电动机控制器使所述电动机以第四转速转动时输出的到车轮机构的转矩；所述第三转速和所述第四转速均小于所述预设的第二转速；K1为所述发动机的输出转矩系数；K2为所述电动机的排量输出转矩系数。
8.如权利要求6所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述发动机驱动单元与所述二次元件驱动单元一起执行联合驱动是指: 所述电子控制单元控制所述第三离合器闭合、所述第四锁止机构锁止，并控制所述加速踏板电信号按照以下关系式控制所述发动机驱动单元与所述二次元件驱动单元的动力耦合: Tout = K3.Tin3+K4.Tin4， 其中，Tout为所述发动机的转速达到预设的第二转速时输出的到车轮机构的转矩；Tin3为所述加速踏板信号控制所述发动机控制器使所述发动机以第五转速转动时输出的到车轮机构的转矩；Tin4为所述加速踏板信号调节所述二次元件驱动单元的二次元件变量油缸使所述二次元件的排量为第一排量时所述二次元件输出的到车轮机构的转矩；所述第五转速小于所述预设的第二转速；K3为所述发动机的输出转矩系数；Κ4为所述二次元件的输出转矩系数。
9.如权利要求3所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述电子控制单元还用于: 在所述车辆启动之前，当接收温度传感器发送的温度信号，并判定所述温度信号低于预设的温度阈值时，生成暖机命令； 所述发动机驱动单元还用于根据所述暖机命令为所述车辆提供暖机动力。
10.如权利要求3所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述二次元件驱动单元还用于: 在所述车辆运行过程中，当接收到制动踏板信号时，在所述发动机停止喷油以后，当所述制动踏板信号小于预设的制动阈值，并且所述蓄能器小于预设的蓄能上限阈值时，以能量回收模式对所述车辆进行制动； 其中，所述二次元件驱动单元以能量回收模式为所述车辆提供制动动力是指: 根据所述制动踏板信号，调节二次元件变量油缸，调整所述二次元件的排量，将液压油充入所述蓄能器，对所述车辆进行制动。
11.如权利要求10所述的车辆混合驱动系统，其特征在于，所述二次元件驱动单元还用于: 当所述车辆停止运行时，所述二次元件在所述电动机的驱动下以泵的工况通过所述蓄能器为液压系统提供所述液压油； 所述二次元件在所述电动机的驱动下以泵的形式通过所述蓄能器为液压系统提供所述液压油包括: 所述电子控制单元控制所述第二锁止机构锁止、所述第二离合器和所述第三离合器闭合，使所述电动机通过所述第二离合器、所述第二太阳轮、所述第二行星架和所述第三离合器带动所述二次元件以泵的工况泵油，通过所述蓄能器为所述液压系统提供所述液压油。
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