CN105172573A - 一种四驱混合动力汽车的控制系统、方法和汽车 - Google Patents

Abstract

一种四驱混合动力汽车的控制系统、方法和汽车，本申请实施例提供一种四驱混合动力汽车的动力系统，包括前驱动单元和后驱动单元，前驱动单元用于驱动汽车的前轮，后驱动单元用于通过后驱电机驱动汽车的后轮，前驱动单元包括：安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；前驱电机通过前桥变速箱与汽车的前轮连接；前桥变速箱中设置有前桥离合器，发动机通过前桥离合器实现与前轮的连接或断开。本申请方案设置前桥变速箱实现前驱电机与汽车的前轮的连接，并且通过在前桥变速箱中设置的前桥离合器实现发动机与汽车的前轮的连接或断开，在发动机与前轮断开时，使用前驱电机单独驱动汽车的前轮，使用后驱电机驱动汽车的后轮，这样就可以实现纯电动四驱，扩宽纯电动驱动的应用范围。

Description

一种四驱混合动力汽车的控制系统、方法和汽车

技术领域

本申请属于混合汽车技术领域，更具体的说涉及一种四驱混合动力汽车的控制系统、方法和汽车。

背景技术

随着石油等不可再生资源的日益短缺，人们对环保的日益重视，越来越多的用户将四驱混合动力汽车作为购车的首要选择。

现有技术中，四驱混合动力汽车的控制系统使用前驱动单元驱动前轮，利用单独的电机驱动后轮。前驱动单元采用发动机与ISG电机(IntegratedStarterandGenerator，起动/发电一体电机)刚性联结的结构，在驱动前轮时，发动机会和ISG电机一起启动，ISG电机能够辅助发动机驱动前轮并且能够为动力电池充电；在驱动后轮时，使用与后轮相连接的电机作为动力源。使用这种控制系统，可以改善整车的动力性和经济性。

但是，现有技术无法实现纯电动四轮驱动，限制了纯电驱动的应用范围。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种四驱混合动力汽车的控制装置及汽车，以提高纯电动四轮驱动的应用范围。

为实现上述目的，本申请实施例提供一种四驱混合动力汽车的动力系统，包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，其特征在于，所述前驱动单元包括：

安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；

所述前驱电机通过所述前桥变速箱与汽车的前轮连接；

所述前桥变速箱中设置有前桥离合器，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

优选的，所述前驱动单元还包括：

发电机；

所述发电机通过所述前桥变速箱与所述发动机相连接；

所述发电机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

优选的，所述前驱电机、所述后驱电机和所述发电机均为ISG电机。

优选的，所述后驱动单元包括：

安装在后驱动桥上的后减速器；

所述后减速器中设置有后桥离合器，所述后驱电机通过所述后桥离合器实现与所述汽车的后轮的连接或断开。

优选的，还包括：

集成式逆变器，所述集成式逆变器为前驱和发电集成式逆变器；

所述前驱电机和所述发电机通过所述集成式逆变器与所述汽车的动力电池电连接；

优选的，还包括：

后驱逆变器，所述后驱电机通过所述后驱逆变器与所述动力电池电连接。

本申请另一方面公开了一种四驱混合动力汽车的动力控制方法，用于控制四驱混合动力汽车的动力系统，所述动力系统包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，其特征在于，所述动力控制方法包括：

在接收到纯电动四驱指令后，根据所述纯电动四驱指令控制前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，并控制所述前驱动单元中的前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述前驱动单元中设置有前桥变速箱，所述前桥离合器设置在所述前桥变速箱中，所述前驱电机通过所述前桥变速箱与所述前轮连接，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

优选的，还包括：

在接收到串联驱动指令后，根据所述串联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，控制所述发动机驱动所述前驱动单元中的发电机为所述汽车的动力电池充电，并控制所述前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述发电机通过所述前桥变速箱与所述发动机相连接，所述发电机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

优选的，还包括：

在接收到并联驱动指令后，根据所述并联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的连接，控制所述发动机和所述前驱电机共同驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮。

本申请另一方面公开了一种汽车，包括上述所述的动力系统。

根据上述技术方案可以看出，本申请实施例提供一种四驱混合动力汽车的动力系统，包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，所述前驱动单元包括：安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；所述前驱电机通过所述前桥变速箱与汽车的前轮连接；所述前桥变速箱中设置有前桥离合器，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。可见，本申请提供的技术方案设置前桥变速箱实现前驱电机与汽车的前轮的连接，并且通过在前桥变速箱中设置的前桥离合器实现发动机与汽车的前轮的连接或断开，在使用前桥离合器实现发动机与汽车的前轮的断开时，可以使用前驱电机单独驱动汽车的前轮，使用后驱电机驱动汽车的后轮，这样就可以实现对于四驱混合动力汽车的纯电动四驱，扩宽纯电动驱动的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种四驱混合动力汽车的动力系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种四驱混合动力汽车的动力控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种四驱混合动力汽车的动力系统的结构示意图。

参照图1所示，本申请实施例提供一种四驱混合动力汽车的动力系统，包括前驱动单元101和后驱动单元102，所述前驱动单元101用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元102用于通过后驱电机8驱动所述汽车的后轮，所述前驱动单元101包括：

安装在前驱动桥上的前驱电机5、发动机3以及前桥变速箱2；

本申请实施例中，前驱电机5用于使用电力驱动汽车的前轮，发动机3用于将其他形式的能量转换为机械能驱动汽车的前轮，前桥变速箱用于前驱单元各动力源的动力耦合和传动变速。

所述前驱电机5通过所述前桥变速箱2与汽车的前轮连接；

所述前桥变速箱2中设置有前桥离合器10，所述发动机3通过所述前桥离合器10实现与所述前轮的连接或断开。

传统的动力系统中，由于发动机与电动机刚性联接，纯电驱动仅仅靠后轮驱动，只能够在电量充足且路面良好的情况下实现低速纯电动行驶，而当车速高于一定值后则需切换到发动机驱动，限制了纯电四驱的应用范围。

而本申请实施例中，前桥变速箱2中设置有前桥离合器10，前桥离合器10可以用来控制发动机3与汽车前轮的连接或断开，当前桥离合器10断开时，发动机3不驱动车前轮，通过前驱电机5作为前轮的动力源驱动汽车行驶。前桥离合器10的设置，改变了传统的发动机与电机的刚性联结架构，使得电机可以单独驱动汽车的前轮。

可以看出，本申请实施例中，前驱电机5通过前桥变速箱2与汽车的前轮连接，当前桥离合器10断开时，发动机3不作为汽车前轮的动力源，前驱电机5作为动力源驱动汽车的前轮，后驱电机8使用电能作为动力源驱动后轮，实现了汽车的纯电动四驱功能，扩宽了纯电四驱的应用范围。

另一方面，相对于传统的前轮使用发动机驱动，后轮使用电动机驱动的架构，本申请实施例还解决了由于使用不同动力源驱动汽车的车轮时，汽车的转弯特性会发生很大变化从而导致行车不安全的问题。

本申请实施例提供的技术方案，包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，所述前驱动单元包括：安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；所述前驱电机通过所述前桥变速箱与汽车的前轮连接；所述前桥变速箱中设置有前桥离合器，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。可见，本申请提供的技术方案设置前桥变速箱实现前驱电机与汽车的前轮的连接，并且通过在前桥变速箱中设置的前桥离合器实现发动机与汽车的前轮的连接或断开，在使用前桥离合器实现发动机与汽车的前轮的断开时，可以使用前驱电机单独驱动汽车的前轮，使用后驱电机驱动汽车的后轮，这样就可以实现对于四驱混合动力汽车的纯电动四驱，扩宽纯电动驱动的应用范围。

在本申请实施例中，所述前驱动单元101还包括：

发电机1；

所述发电机1通过所述前桥变速箱2与所述发动机3相连接；

所述发电机1通过所述前桥离合器10实现与所述前轮的连接或断开。

优选的，所述前驱电机和所述发电机均为ISG电机。

本申请实施例中，发动机3可以带动发电机1为动力电池6进行充电或功率补偿来满足整车驱动。当发动机3与前轮连接时，发动机3作为前驱单元的主动力源，此时，发电机1仍然可以为动力电池6进行充电。

本申请实施例中，所述后驱动单元102包括：

安装在后驱动桥上的后减速器9；

所述后减速器9中设置有后桥离合器11，所述后驱电机7通过所述后桥离合器11实现与所述汽车的后轮的连接或断开。

本申请实施例中的后驱动单元102中，后驱电机是否驱动后轮可以通过后桥离合器11实现。优选的，所述后驱电机为ISG电机。

本申请实施例中，还包括：

集成式逆变器4，所述集成式逆变器为前驱和发电集成式逆变器；

所述前驱电机5和所述发电机1通过所述集成式逆变器4与所述汽车的动力电池6电连接；

后驱逆变器7，所述后驱电机8通过所述后驱逆变器7与所述动力电池6电连接。

本申请实施例中，集成式逆变器4可以用于发电机1对动力电池6进行充电，也可以用于动力电池6对前驱电机5供电，后驱逆变器7用于动力电池6对后驱电机8供电。

另外，整车控制器还与整车的加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器相连，并与发动机管理系统、变速箱控制单元、电池管理系统、电子稳定程序等车载电子管理系统通过CAN网络进行信息的交互(图中未示出)。

如图2所示，本申请另一方面还公开了一种四驱混合动力汽车的动力控制方法，用于控制四驱混合动力汽车的动力系统，所述动力系统包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，所述动力控制方法包括：

S201、接收控制指令；所述控制指令用于控制四驱混合动力汽车的动力系统；

S202、判断所述控制指令的类型；所述控制指令的类型包括：纯电动四驱指令、串联驱动指令和并联驱动指令。

S203、根据所述控制指令的类型，对所述四驱混合动力汽车的动力系统执行相应的控制操作。

在本申请实施例中，在接收到纯电动四驱指令后，根据所述纯电动四驱指令控制前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，并控制所述前驱动单元中的前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述前驱动单元中设置有前桥变速箱，所述前桥离合器设置在所述前桥变速箱中，所述前驱电机通过所述前桥变速箱与所述前轮连接，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

本申请实施例提供的技术方案，动力系统中包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，所述前驱动单元包括：安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；所述前驱电机通过所述前桥变速箱与汽车的前轮连接；所述前桥变速箱中设置有前桥离合器，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。在接收到纯电动四驱指令后，根据所述纯电动四驱指令控制前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，并控制所述前驱动单元中的前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮，这样就可以实现对于四驱混合动力汽车的纯电动四驱，扩宽纯电动驱动的应用范围。

在本申请实施例中，在接收到串联驱动指令后，根据所述串联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，控制所述发动机驱动所述前驱动单元中的发电机为所述汽车的动力电池充电，并控制所述前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述发电机通过所述前桥变速箱与所述发动机相连接，所述发电机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

本申请实施例中，当接收到串联驱动指令后，控制发动机启动并带动发电机给动力电池充电，控制前桥离合器断开，并控制前驱电机驱动前轮，后驱电机驱动后轮，实现在给动力电池充电的同时，混合动力四驱汽车的纯电动四驱。

在本申请实施例中，在接收到并联驱动指令后，根据所述并联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的连接，控制所述发动机和所述前驱电机共同驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮。

本申请实施例中，通常情况下，当汽车的动力电池功率不足以驱动整车时，需要使用发动机作为主动力源驱动汽车行驶，在接收到并联驱动指令后，控制前桥离合器闭合，实现发动机与前轮连接，使用发动机作为主动力源驱动车前轮，前驱电机作为辅助动力源辅助驱动车前轮。

本申请另一方面公开了一种汽车，包括上述所述的动力系统。

本申请实施例中的汽车是使用上述动力系统的汽车，在此对于动力系统不在赘述。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种四驱混合动力汽车的动力系统，包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，其特征在于，所述前驱动单元包括：

安装在前驱动桥上的前驱电机、发动机以及前桥变速箱；

所述前驱电机通过所述前桥变速箱与汽车的前轮连接；

所述前桥变速箱中设置有前桥离合器，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述前驱动单元还包括：

发电机；

所述发电机通过所述前桥变速箱与所述发动机相连接；

所述发电机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述前驱电机、所述后驱电机和所述发电机均为ISG电机。

4.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述后驱动单元包括：

安装在后驱动桥上的后减速器；

所述后减速器中设置有后桥离合器，所述后驱电机通过所述后桥离合器实现与所述汽车的后轮的连接或断开。

5.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括：

集成式逆变器，所述集成式逆变器为前驱和发电集成式逆变器；

所述前驱电机和所述发电机通过所述集成式逆变器与所述汽车的动力电池电连接。

6.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括：

后驱逆变器，所述后驱电机通过所述后驱逆变器与所述动力电池电连接。

7.一种四驱混合动力汽车的动力控制方法，用于控制四驱混合动力汽车的动力系统，所述动力系统包括前驱动单元和后驱动单元，所述前驱动单元用于驱动汽车的前轮，所述后驱动单元用于通过后驱电机驱动所述汽车的后轮，其特征在于，所述动力控制方法包括：

在接收到纯电动四驱指令后，根据所述纯电动四驱指令控制前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，并控制所述前驱动单元中的前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述前驱动单元中设置有前桥变速箱，所述前桥离合器设置在所述前桥变速箱中，所述前驱电机通过所述前桥变速箱与所述前轮连接，所述发动机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

8.根据权利要求7所述的动力控制方法，其特征在于，还包括：

在接收到串联驱动指令后，根据所述串联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的断开，控制所述发动机驱动所述前驱动单元中的发电机为所述汽车的动力电池充电，并控制所述前驱电机驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮；

其中，所述发电机通过所述前桥变速箱与所述发动机相连接，所述发电机通过所述前桥离合器实现与所述前轮的连接或断开。

9.根据权利要求7或8所述的动力控制方法，其特征在于，还包括：

在接收到并联驱动指令后，根据所述并联驱动指令控制所述前桥离合器实现发动机与所述前轮的连接，控制所述发动机和所述前驱电机共同驱动所述前轮，控制所述后驱电机驱动所述后轮。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的动力系统。