CN105459798B - 混合动力汽车及其控制方法、动力传动系统 - Google Patents

混合动力汽车及其控制方法、动力传动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车的控制方法,所述控制方法包括以下步骤:检测混合动力汽车的动力电池的SOC;当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制混合动力汽车进入纯电动模式。本发明实施例的方法,增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。本发明还公开了一种混合动力汽车的动力传动系统以及混合动力汽车。

Description

混合动力汽车及其控制方法、动力传动系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域,尤其涉及一种混合动力汽车的控制方法、混合动力汽车的动力传动系统和混合动力汽车。

背景技术

混联式电动汽车是采用串联式和并联式综合驱动的汽车,串联式发动机发出的功率驱动发电机发电,并联式发动机发出的功率一部分通过机械传动驱动车轮,另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机驱动车辆或电池储存。其控制策略的基本思想为:汽车低速行驶时,驱动系统以串联方式工作为主;中速行驶时,以混联方式工作为主;高速行驶时,则以并联工作方式为主。

混联式电动汽车的模式控制中,为了保证整车持续有较好的动力性和通过性,同时需要预留一定的电量用于车辆低速行驶,当动力电池降到一定电量后,发动机起动,自动切换至混合动力模式驱动车辆行驶,同时给动力电池充电。

相关技术中的混合动力系统,当动力电池电量降至一定值后,会自动起动发动机,切换至混合动力模式驱动车辆行驶,为了保证整车持续有较好的动力性和通过性,同时需预留电量用于车辆低速行驶,电池电量的下限值一般较大,使混合动力汽车的纯电续驶里程较少,同时增加了排放,降低了经济性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种混合动力汽车的控制方法,该方法增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力汽车的动力传动系统。

本发明的第三个目的在于提出一种混合动力汽车。

为了实现上述目的,本发明第一方面实施例的混合动力汽车的控制方法,其中,所述混合动力汽车的动力传动系统包括发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、驱动一对车轮的第一电动发电机和驱动另一对车轮的第二电动发电机,其中,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动,所述控制方法包括以下步骤:检测所述混合动力汽车的动力电池的SOC;当所述混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果所述动力电池的SOC处于预设的电量区间且所述混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制所述混合动力汽车进入所述纯电动模式。

根据本发明实施例的混合动力汽车的控制方法,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制混合动力汽车进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,该方法增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

为了实现上述目的,本发明第二方面实施例的混合动力汽车的动力传动系统,包括:发动机;多个输入轴,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮;多个输出轴,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合;电机动力轴,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动;驱动一对车轮的第一电动发电机,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动;驱动另一对车轮的第二电动发电机;检测模块,用于检测所述混合动力汽车的动力电池的SOC;控制模块,当所述混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果所述动力电池的SOC处于预设的电量区间且所述混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,所述控制模块控制所述混合动力汽车进入所述纯电动模式。

根据本发明实施例的混合动力汽车的动力传动系统,检测模块用于检测混合动力汽车的动力电池的SOC,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,控制模块则控制混合动力汽车进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,该系统增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

为了实现上述目的,本发明第三方面实施例的混合动力汽车,包括本发明第二方面实施例的混合动力汽车的动力传动系统。

根据本发明实施例的混合动力汽车,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,混合动力汽车则进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的变速器的示意图;

图2是根据本发明一个实施例的动力传动系统的示意图;

图3是根据本发明另一个实施例的动力传动系统的示意图;

图4是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图5是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图6是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图7是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图8是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图9是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图10是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图11是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图12是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图13是根据本发明一个实施例的串联模式下的能量传递路线图;

图14是根据本发明一个实施例的并联模式下的能量传递路线图;

图15是根据本发明一个实施例的混联模式下的能量传递路线图;

图16是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图17是根据本发明一个实施例的第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩曲线的示意图;

图18是根据本发明一个实施例的强制EV模式控制信息交互图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

首先下面结合图1-图12对根据本发明实施例的动力传动系统100进行详细描述,该动力传动系统100适用于诸如混合动力汽车的车辆中,并作为车辆的动力系统,为车辆正常行驶提供充足的动力和电能。

根据本发明实施例的动力传动系统100主要包括两大部分,其一可为动力源,动力源可以是发动机4、电动发电机等,其二可为变速器(如图1所示),变速器用于实现对动力源输出动力的变速功能,满足车辆行驶要求或充电要求等。

例如,在一些实施例中,如图2-图12所示,动力传动系统100可以包括发动机4、第一电动发电机51和变速器,但不限于此。

对于发动机4而言,其多利用液体燃料(例如,汽油、柴油等)和空气混合后直接输入燃烧室内部燃烧而产生能量,然后再转变成机械能。发动机4一般可以包括机体组、曲柄连杆机构、供给系统、点火系统、冷却系统和润滑系统等。机体组是发动机4各机构、系统的装配机体,曲柄连杆机构可将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动并可输出动力。配气机构用于定时进气、排气,保证发动机4各循环的顺利进行。供给系统可将油气混合物供给气缸内用于燃烧。冷却系统用于冷却发动机4,保证发动机4的工作温度处在适宜的温度区间内。润滑系统用于润滑发动机4内的各运动副,减少磨损和能量损耗。

应当理解的是,上述关于发动机4及其各个子系统、子机构的具体构造、工作原理等均已为现有技术,且为本领域普通技术人员所熟知,这里出于简洁的目的,不再一一详细描述。

结合图1所示,在一些实施例中,变速器主要包括多个输入轴(例如,第一输入轴11、第二输入轴12)、多个输出轴(例如,第一输出轴21、第二输出轴22)和电机动力轴3及各轴上相关齿轮以及换挡元件(如,同步器)。

在发动机4与输入轴之间进行动力传递时,发动机4设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个。换言之,例如,在发动机4向输入轴传输动力时,发动机4能够选择性地与多个输入轴中的一个接合以传输动力,或者发动机4还能够选择性地与多个输入轴中的两个或两个以上输入轴同时接合以传输动力。

例如,在图1-图12的示例中,多个输入轴可以包括第一输入轴11和第二输入轴12两根输入轴,发动机4能够选择性地与第一输入轴11和第二输入轴12之一接合以传输动力。或者,特别地,发动机4还能与第一输入轴11和第二输入轴12同时接合以传输动力。当然,应当理解的是,发动机4还可同时与第一输入轴11和第二输入轴12断开。

对于本领域的普通技术人员而言,发动机4与输入轴的接合状态与动力传动系统100的具体工况相关,这将在下面结合具体的实施例进行详述,这里不再详细说明。

输入轴与输出轴之间可以通过挡位齿轮副进行传动。例如,每个输入轴上均设置有挡位主动齿轮,每个输出轴上均设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合,从而构成多对速比不同的齿轮副。

在本发明的一些实施例中,变速器可以是五前进挡变速器,即具有一挡齿轮副、二挡齿轮副、三挡齿轮副、四挡齿轮副和五挡齿轮副。但是,本发明并不限于此,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据传动需要而适应性增加或减少挡位齿轮副的个数,并不限于本发明实施例中所示的五挡传动。

如图1-图12所示,电机动力轴3设置成可与输入轴中的一个(例如,第二输入轴12)进行联动。换言之,来自该输入轴的动力在需要向电机动力轴3传递时,电机动力轴3则与该输入轴联动以传输动力,或者来自该电机动力轴3的动力在需要向该输入轴传递时,该输入轴则与电机动力轴3联动以传输动力。

简言之,在具有根据本发明实施例的动力传动系统100的车辆处于某些工况时(具体工况将在下面结合具体的实施例进行详述),且动力需要在电机动力轴3与该输入轴之间进行传递时,则该输入轴与电机动力轴3进行联动。

需要说明的是,上述的“联动”可以理解为多个部件(例如,两个)关联运动,以两个部件联动为例,在其中一个部件运动时,另一个部件也随之运动。

例如,在本发明的一些实施例中,齿轮与轴联动可以理解为是在齿轮旋转时、与其联动的轴也将旋转,或者在该轴旋转时、与其联动的齿轮也将旋转。

又如,轴与轴联动可以理解为是在其中一根轴旋转时、与其联动的另一根轴也将旋转。

再如,齿轮与齿轮联动可以理解为是在其中一个齿轮旋转时、与其联动的另一个齿轮也将旋转。

在本发明下面有关“联动”的描述中,如果没有特殊说明,均作此理解。

类似地,第一电动发电机51设置成能够与电机动力轴3联动。例如,第一电动发电机51在作为电动机工作时,可将产生的动力输出给电机动力轴3。又如,在第一电动发电机51作为发电机工作时,来自电机动力轴3的动力可以输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

这里,需要说明一点,在本发明有关“电动发电机”的描述中,如果没有特殊说明,该电动发电机可以理解为是具有发电机与电动机功能的电机。

如上所述,电机动力轴3可以与输入轴中的一个进行联动,特别地,在电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,第一电动发电机51能够利用来自发动机4输出的至少部分动力在车辆行驶以及驻车时进行发电。

换言之,在车辆处于行驶状态且电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,发动机4的至少部分动力可以通过电机动力轴3输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电,实现发动机4边驱动边充电工况。而在车辆处于驻车(车辆停止但发动机4仍处于工作状态)状态且电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,发动机4的至少部分动力可以通过电机动力轴3输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电,实现驻车充电功能(即“停车”充电)。

进一步,电机动力轴3还设置成可与输出轴中的一个(例如,第二输出轴22)联动。例如,来自电机动力轴3的动力在需要向该输出轴传递时,电机动力轴3则与该输出轴联动以传输动力。特别地,在电机动力轴3与输出轴中的所述一个进行联动时、第一电动发电机51能够将产生的动力通过输出轴的所述一个输出,从而驱动车辆行驶。简言之,在电机动力轴3与该输出轴联动时,第一电动发电机51是可以作为电动机并输出动力以驱动车辆行驶的。

需要说明一点,在本发明的描述中,电机动力轴3可以是第一电动发电机51自身的电机轴。当然,可以理解的是,电机动力轴3与第一电动发电机51的电机轴也可以是两个单独的轴。

由此,根据本发明实施例的动力传动系统100,能够在车辆行驶以及驻车时实现充电功能,丰富了充电模式,至少在一定程度上解决了现有动力传动系统充电方式单一、充电效率低等问题。简言之,根据本发明实施例的动力传动系统100能够实现行车充电和驻车充电两类充电模式。

下面参照图1且结合图2-图12对变速器的具体构造结合具体的实施例进行详细描述。

首先对电机动力轴3上的电机动力轴同步器33c、电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32进行详细描述。

具体而言,电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32均空套设置在电机动力轴3上,也就是说,电机动力轴3与电机动力轴第一齿轮31能够差速转动,类似地,电机动力轴3与电机动力轴第二齿轮32也能够差速转动。

如图1并可结合图2-图12,电机动力轴第一齿轮31设置成与输入轴的所述一个进行联动,电机动力轴第二齿轮32设置成与输出轴的所述一个进行联动。在图1-图12的一些示例中,电机动力轴第一齿轮31是与第二输入轴12联动的,电机动力轴第二齿轮32是与第二输出轴22联动的,但本发明并不限于此。

进一步,电机动力轴同步器33c设置在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间,电机动力轴同步器33c的接合套可沿电机动力轴3的轴向运动,例如在图1-图12的示例中,电机动力轴同步器33c的接合套可以在拨叉机构的驱动下沿电机动力轴3的轴向向左或向右运动。

电机动力轴同步器33c由于设置在电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之间,因此电机动力轴同步器33c能够选择性地将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之一与电机动力轴3接合。

结合图1-图12的示例,电机动力轴同步器33c的接合套沿轴向向左运动可以将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3接合,从而使得电机动力轴3与电机动力轴第一齿轮31能够同步转动。电机动力轴同步器33c的接合套沿轴向向右运动可以将电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3接合,从而使得电机动力轴3与电机动力轴第二齿轮32能够同步转动。

当然,可以理解的是,电机动力轴同步器33c的接合套也可以保持在中立位置(例如,初始位置),此时电机动力轴同步器33c与电机动力轴第一齿轮31以及电机动力轴第二齿轮32分别断开。

此外,需要说明一点,为了便于电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴同步器33c进行接合,电机动力轴第一齿轮31以及电机动力轴第二齿轮32的朝向电机动力轴同步器33c的一侧可以设置有接合齿圈,这对于本领域的普通技术人员而言,应当都是容易理解的。

由此,电机动力轴3可通过电机动力轴同步器33c的同步(即对电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32的同步)而选择性地与输入轴的所述一个联动或者与输出轴的所述一个联动。具体而言,电机动力轴同步器33c可对电机动力轴第一齿轮31进行同步,即电机动力轴同步器33c可接合电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3,从而电机动力轴3能够与输入轴中的所述一个(例如,第二输入轴12)进行联动。又如,在一些示例中,电机动力轴同步器33c可对电机动力轴第二齿轮32进行同步,即电机动力轴同步器33c可接合电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3,从而电机动力轴3能够与输出轴中的所述一个(例如,第二输出轴22)进行联动。

下面结合附图对根据本发明实施例的动力传动系统100的倒挡结构进行详细描述。

如上所述,电机动力轴第一齿轮31与输入轴的所述一个进行联动。而在本发明示出的一些实施例中,电机动力轴第一齿轮31是与输入轴的所述一个上的主动齿轮直接传动或间接传动的,从而实现与该输入轴联动的目的。例如在图1-图12的示例中,电机动力轴第一齿轮31与对应的主动齿轮例如二挡主动齿轮2a通过一个中间惰轮73间接传动,换言之,中间惰轮73分别与对应的主动齿轮以及电机动力轴第一齿轮31啮合。

进一步,倒挡齿轮71空套在电机动力轴3上,倒挡中间齿轮72与倒挡齿轮71啮合,倒挡中间齿轮72设置成可选择性地与中间惰轮73联动。结合图1-图12的实施例,倒挡中间齿轮72空套设置在第二输出轴22上,其与中间惰轮73能够差速转动并在需要时可接合以同步转动。

更进一步,中间惰轮73与倒挡中间齿轮72是通过倒挡同步器74c的同步作用而进行联动的,也就是说,倒挡同步器74c设置成用于同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73。

关于倒挡同步器74c的设置位置,这里将结合不同的实施例进行描述。首先,参照图1-图2、图5-图8所示,倒挡中间齿轮72上设置有齿套721,该齿套721可以是空套设置在第二输出轴22上,中间惰轮73空套在该齿套721上。倒挡同步器74c设置在齿套721上且用于接合中间惰轮73。

其次,在另一些实施例中(未示出),倒挡中间齿轮72上设置有齿套721,该齿套721可以是空套设置在第二输出轴22上,中间惰轮73空套在该齿套721上,倒挡同步器74c设置在中间惰轮73上且用于接合齿套721或用于接合倒挡中间齿轮72。

下面结合图1-图12的实施例对输入轴、输出轴以及各挡位齿轮进行详细描述。

在本发明的一些实施例,如图1-图12所示,输入轴可以是两个,即输入轴包括第一输入轴11和第二输入轴12,第二输入轴12可以是空心轴,第一输入轴11可以是实心轴,第一输入轴11的一部分可以嵌设在空心的第二输入轴12内,第一输入轴11的另一部分可从第二输入轴12内沿轴向向外伸出,第一输入轴11和第二输入轴12可以是同轴布置的。

输出轴可以是两个,即第一输出轴21和第二输出轴22,第一输出轴21和第二输出轴22与输入轴平行布置,第一输出轴21和第二输出轴22可以均为实心轴。

根据本发明实施例的动力传动系统100可以具有五前进挡位,具体地,第一输入轴11上可以布置奇数挡位主动齿轮,第二输入轴12上可以设置布置偶数挡主动齿轮,从而第一输入轴11负责奇数挡位齿轮副的动力传递,第二输入轴12负责偶数挡位齿轮副的动力传递。

更具体地,如图1-图12所示,第一输入轴11上可以布置有一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a,第二输入轴12上可以布置有二挡主动齿轮2a和四挡主动齿轮4a,每个挡位主动齿轮均随对应的输入轴同步转动。

对应地,第一输出轴21上设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b,第二输出轴22上设置有五挡从动齿轮5b,每个从动齿轮均空套在对应的输出轴上,即每个从动齿轮相对于对应的输出轴能够差速转动。

其中,一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a啮合从而构成一挡齿轮副,二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a啮合从而构成二挡齿轮副,三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a啮合从而构成三挡齿轮副,四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a啮合从而构成四挡齿轮副,五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a啮合从而构成五挡齿轮副。

由于从动齿轮与输出轴之间为空套结构,因此需要设置同步器对相应的从动齿轮与输出轴进行同步,以实现动力的输出。

在一些实施例中,结合图1-图12所示,动力传动系统100包括一三挡同步器13c、二四挡同步器24c和五挡同步器5c。

如图1所示,一三挡同步器13c设置在第一输出轴21上且位于一挡从动齿轮1b与三挡从动齿轮3b之间,一三挡同步器13c可将一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b与第一输入轴11进行接合,从而使该从动齿轮与输出轴能够同步转动。

例如,结合图1所示,一三挡同步器13c的接合套向左移动可将三挡从动齿轮3b与第一输入轴11接合,从而三挡从动齿轮3b与第一输出轴21能够同步转动。一三挡同步器13c的接合套向右移动可将一挡从动齿轮1b与第一输入轴11接合,从而一挡从动齿轮1b与第一输出轴21能够同步转动。

如图1所示,类似地,二四挡同步器24c设置在第一输出轴21上且位于二挡从动齿轮2b与四挡从动齿轮4b之间,二四挡同步器24c可将二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b与第一输入轴11进行接合,从而使该从动齿轮与输出轴能够同步转动。

例如,结合图1所示,二四挡同步器24c的接合套向左移动可将二挡从动齿轮2b与第一输出轴21接合,从而二挡从动齿轮2b与第一输出轴21同步转动。二四挡同步器24c的接合套向右移动可将四挡从动齿轮4b与第一输出轴21结合,从而四挡从动齿轮4b与第一输出轴21同步转动。

如图1所示,类似地,五挡同步器5c设置在第二输出轴22上,五挡同步器5c位于五挡从动齿轮5b的一侧,例如左侧,五挡同步器5c用于将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22接合,例如五挡同步器5c的接合套向右移动,则可将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22接合,从而五挡从动齿轮5b与第二输出轴22同步转动。

参照图1-图12的实施例,由于倒挡中间齿轮72、中间惰轮73均位于第二输出轴22上,且五挡从动齿轮5b也位于第二输出轴22上,并且五挡同步器5c只用于接合五挡从动齿轮5b、倒挡同步器74c只用于接合中间惰轮73与倒挡中间齿轮72。因此作为一种优选的实施方式,倒挡同步器74c与五挡同步器5c共用一个拨叉机构,由此减少了一套拨叉机构,使得动力传动系统100的结构更加紧凑、尺寸更小。

可以理解的是,在通过该拨叉机构驱动五挡同步器5c和倒挡同步器74c的接合套动作时,结合图1所示,在该拨叉机构的拨叉驱动五挡同步器5c的接合套向右移动时,五挡同步器5c能够接合五挡从动齿轮5b,此时倒挡同步器74c的接合套不接合倒挡中间齿轮72与中间惰轮73。在该拨叉机构的拨叉驱动倒挡同步器74c的接合套接合倒挡中间齿轮72与中间惰轮73时,五挡同步器5c的接合套不接合五挡从动齿轮5b。当然,这里关于拨叉机构驱动倒挡同步器74c以及五挡同步器5c的接合套的动作过程仅是示意性的,不能理解为是对本发明的一种限制。

在本发明的一些实施例中,发动机4与变速器的第一输入轴11和第二输入轴12之间可以是通过双离合器2d进行动力传递或分离的。

参照图2-图12所示,双离合器2d具有输入端23d、第一输出端21d和第二输出端22d,发动机4与双离合器2d的输入端23d相连,具体而言,发动机4可以通过飞轮、减震器或扭转盘等多种形式与双离合器2d的输入端23d相连。

双离合器2d的第一输出端21d与第一输入轴11相连,从而该第一输出端21d与第一输入轴11同步旋转。双离合器2d的第二输出端22d与第二输入轴12相连,从而该第二输出端22d与第二输入轴12同步旋转。

其中,双离合器2d的输入端23d可以是双离合器2d的壳体,其第一输出端21d和第二输出端22d可以是两个从动盘。一般地,壳体与两个从动盘可以是都断开的,即输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d均断开,在需要接合其中一个从动盘时,可以控制壳体与相应从动盘进行接合从而同步旋转,即输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d之一接合,从而输入端23d传来的动力可以通过第一输出端21d和第二输出端22d中的一个输出。

特别地,壳体也可以同时与两个从动盘接合,即输入端23d也可以同时与第一输出端21d和第二输出端22d接合,从而输入端23d传来的动力可同时通过第一输出端21d和第二输出端22d输出。

应当理解,双离合器2d的具体接合状态受到控制策略的影响,对于本领域的技术人员而言,可以根据实际所需的传动模式而适应性设定控制策略,从而可以在输入端23d与两个输出端全部断开以及输入端23d与两个输出端至少之一接合的多种模式中进行切换。

关于电机动力轴第二齿轮32,如上所述,其是与输出轴中的所述一个进行联动的。具体地,在一些实施例中,第二输出轴22上固定设置有传动齿轮6,传动齿轮6与电机动力轴第二齿轮32直接啮合。

下面结合图2-图12对三个动力输出轴(即第一输出轴21、第二输出轴22和电机动力轴3)与车辆差速器75之间的关系进行详细描述。

车辆的差速器75可以布置在一对前轮之间或一对后轮之间,在本发明的一些示例中,差速器75是位于一对前轮之间的。差速器75的功用是当车辆转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动,以保证两侧驱动轮与地面间作纯滚动运动。差速器75上设置有主减速器从动齿轮74,例如主减速器从动齿轮74可以布置在差速器75的壳体上。主减速器从动齿轮74可以是锥齿轮,但不限于此。

进一步,第一输出轴21上固定设置有第一输出轴输出齿轮211,第一输出轴输出齿轮211随第一输出轴21同步转动,第一输出轴输出齿轮211与主减速器从动齿轮74啮合传动,从而来自第一输出轴21的动力能够从第一输出轴输出齿轮211传递至主减速器从动齿轮74以及差速器75。

类似地,第二输出轴22上固定设置有第二输出轴输出齿轮221,第二输出轴输出齿轮221随第二输出轴22同步转动,第二输出轴输出齿轮221与主减速器从动齿轮74啮合传动,从而来自第二输出轴22的动力能够从第二输出轴输出齿轮221传递至主减速器从动齿轮74以及差速器75。

如上所述,倒挡齿轮71是作为大部分倒挡模式的动力输出端的,因此该倒挡齿轮71同样与主减速器从动齿轮74啮合。而由于倒挡齿轮71同时还与倒挡中间齿轮72啮合,同时为了获得适宜的倒挡速比,作为可选的一种实施方式,倒挡齿轮71构造为双联齿轮,该双联齿结构的倒挡齿轮71的一部分与倒挡中间齿轮72啮合,该双联齿结构的倒挡齿轮71的另一部分与主减速器从动齿轮74啮合。换言之,倒挡齿轮71的其中一个齿轮部712是与倒挡中间齿轮72啮合且另一个齿轮部711是与主减速器从动齿轮74啮合。由此不仅能够获得良好的倒挡速比,同时倒挡动力传递时各齿轮不会发生干涉,保证倒挡动力传递可靠。

根据本发明实施例的动力传动系统100的一些典型工况包括驻车发电、双离合器2d同时接合情况下的边驱动边充电以及第一电动发电机51二挡调速。

首先描述驻车发电这一典型工况,在车辆处于驻车状态时,发动机4设置成将产生的动力输出至输入轴的所述一个(即与电机动力轴第一齿轮31进行联动的输入轴,例如第二输入轴12),并通过电机动力轴同步器33c对电机动力轴第一齿轮31的同步而将动力输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

具体而言,结合图2-图12示例的具体实施例,发动机4在车辆驻车后能够将动力通过双离合器2d而输出给第二输入轴12,该第二输入轴12与电机动力轴3上的电机动力轴第一齿轮31是联动的,控制电机动力轴同步器33c接合电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31,则发动机4输出的动力将从第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴同步器33c输出至电机动力轴3,最终这部分动力从电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51作为发电机进行发电。

由此,实现了驻车发电功能,丰富了充电模式,且驻车发电工况下车辆处于静止状态,发动机4的动力可以全部用于充电,提高了充电效率,实现快速供电功能。

其次描述双离合器2d同时接合情况下的边驱动边充电工况,在该工况下,发动机4能够通过输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d的同时接合作用而将其中一部分动力通过其中一根输出轴输出给车轮以作为车辆行驶的动力,并将另一部分动力通过电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

具体而言,结合图2-图12示例的具体实施例,该工况下,发动机4的一部分动力可从第一输出轴21或第二输出轴22输出,例如通过一挡齿轮副、三挡齿轮副或五挡齿轮副输出,发动机4的另一部分动力可从电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴同步器33c、电机动力轴3这一路径输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

由于传统具有双离合器的动力传动系统中,双离合器2d在同一时刻只有一个离合器处于工作状态,而根据本发明实施例的动力传动系统100实现了对双离合器2d的突破性应用,即在双离合器2d的两个离合器全部接合状态下(输入端23d同时接合第一输出端21d和第二输出端22d),使得发动机4的一部分动力由一根输出轴输出驱动车辆行驶,另一部分动力则输出给第一电动发电机51,驱动电机发电,丰富了传动模式,兼顾车辆行驶以及充电要求。

再次描述第一电动发电机51的二挡调速功能,具体地,结合图2-图12所示,由于电机动力轴同步器33c布置在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间,第一电动发电机51在作为电动机输出动力时,可以选择性地通过电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32输出,在转换期间,需要电机动力轴同步器33c的同步切换。

例如,在从电机动力轴第一齿轮31输出电机动力切换为从电机动力轴第二齿轮32输出动力的过程中,电机动力轴同步器33c的接合套需要从与电机动力轴第一齿轮31接合的位置切换到与电机动力轴第二齿轮32接合的位置,由于电机动力轴第一齿轮31到主减速器从动齿轮74之间传递路径的速比与电机动力轴第二齿轮32与主减速器从动齿轮74之间传动路径的速比是不同的,因此在切换同步器同步电机动力轴第二齿轮32的过程中,电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3是差速转动的,这样会增加同步器的同步时间,同时也增加了同步器的磨损,降低传动效率,容易出现动力中断或长时间无法同步而引起的顿挫感。

此时,可以控制第一电动发电机51基于电机动力轴第二齿轮32的转速而调节电机动力轴3的转速,即以电机动力轴第二齿轮32的转速为目标来提升或降低电机动力轴3的转速,使得电机动力轴3的转速能够在最短的时间内与电机动力轴第二齿轮32匹配(即大致相等或接近),从而使得电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3,减少电机动力轴同步器33c同步所需的时间,极大地提高了车辆的传动效率、同步可控性和同步的实时性。此外,电机动力轴同步器33c的寿命得以进一步延长,从而降低整车维护的成本。

类似地,在从电机动力轴第二齿轮32输出电机动力切换为从电机动力轴第一齿轮31输出动力的过程中,第一电动发电机51可以基于电机动力轴第一齿轮31的转速调节电机动力轴3的转速,即以电机动力轴第一齿轮31转速为目标提升或降低电机动力轴3的转速,使得电机动力轴3的转速能够在最短的时间内与电机动力轴第一齿轮31匹配,从而提高电机动力轴同步器33c的接合效率。

综上,简言之,电机动力轴同步器33c在与电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32中的一个接合切换为与另一个接合期间,第一电动发电机51设置成以电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32中的另一个的转速为目标对电机动力轴3进行调速。

针对第一电动发电机51调速这一功能,典型工况是在纯电动模式下,即第一电动发电机51驱动车辆行驶时。当然,本发明并不限于此,对于其它模式例如混动模式,需要电机动力轴同步器33c来切换电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32时,均可以采用第一电动发电机51对电机动力轴3进行调速。

由此,根据本发明实施例的动力传动系统100,电机动力轴同步器33c在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间切换接合位置时,通过第一电动发电机51对电机动力轴3的调速,使得电机动力轴3的转速能够与待接合的齿轮(例如电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32)转速相匹配,即第一电动发电机51能够以待接合的齿轮的转速为目标对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与待接合的齿轮的转速在短时间内匹配,方便电机动力轴同步器33c的接合,从而大大提高了传动效率,减少中间能量的传递损失。

根据本发明的一些实施例的动力传动系统100,还可以增设一个电动发电机52以增加动力传动系统100的动力性,丰富传动模式。

例如,在其中一些实施例中,电动发电机52可与主减速器从动齿轮74传动,例如电动发电机52的电机轴上可以设置齿轮,该齿轮与主减速器从动齿轮74直接啮合传动。又如,在另一些实施例中,电动发电机52也可以设置成与第一输入轴11相连或与第一输出轴21相连。再如,在再一些实施例中,电动发电机52为两个且分别设置在差速器75的两侧,例如该两个电动发电机52可以与差速器75集成为一体。或者,前述的发动机4和第一电动发电机51用于驱动前轮,电动发电机52也可以是轮边电机并用于后轮,或者电动发电机52可以通过一个减速机构驱动两个后轮,或者电动发电机52为两个且分别通过一个减速机构驱动一个后轮。

下面参考图5-图12详细描述根据本发明实施例的电子差速锁结构,该结构能够实现在出现车轮打滑现象时锁止打滑的一对驱动轮,从而改善打滑现象,提高车辆通过性能。

如图5-图12所示,该电子差速锁结构包括第三电动发电机201、第四电动发电机301和防滑同步器503。其中,发动机4和/或第一电动发电机51用于驱动第一对车轮76,第三电动发电机201和第四电动发电机301设置成用于驱动第二对车轮77,其中第一对车轮76为前轮和后轮中的一对,第二对车轮77为前轮和后轮中的另外一对。在图5-图12的示例中,发动机4和第一电动发电机51驱动前轮,第三电动发电机201和第四电动发电机301分别用于驱动两个后轮。

结合图5-图12所示,第三电动发电机201设置成与第二对车轮77中的一个联动,换言之,第三电动发电机201可将动力输出给该一个车轮以驱动该一个车轮转动,或者第三电动发电机201也可以从该一个车轮吸收能量,从而进行发电。

类似地,第四电动发电机301设置成与第二对车轮77中的另一个联动,换言之,第四电动发电机301可将动力输出给该另一个车轮以驱动该另一个车轮转动,或者第四电动发电机301也可以从该另一个车轮吸收能量,从而进行发电。在图5-图12的示例中,第三电动发电机201与左后轮联动,第四电动发电机301与右后轮联动,但本发明并不限于此。

防滑同步器503设置成可选择性地同步第二对车轮77,从而使得第二对车轮77同步旋转,换言之,在防滑同步器503同步第二对车轮77(即防滑同步器503处于接合状态),第二对车轮77之间形成固联形式,从而同步旋转,不会差速转动。

而在防滑同步器503处于断开状态时,第三电动发电机201和第四电动发电机301可以分别驱动对应的车轮以不同的转速转动,实现两个车轮的差速转动功能,当然,在防滑同步器503处于断开状态时,第三电动发电机201和第四电动发电机301也可以驱动该第二对车轮77以相同的转速转动。

由此,通过设置第三电动发电机201和第四电动发电机301分别单独驱动第二对车轮77,从而能够实现第二对车轮77的差速转动,而在出现其中一个车轮打滑现象时,防滑同步器503可以同步第二对车轮77以使第二对车轮77同步旋转,实现两个电机(当然也可以是一个)输出的动力耦合后共同驱动第二对车轮77运转工作,改善车轮打滑现象,提高车辆的通过能力。

简言之,根据本发明实施例的动力传动系统100,由于设置有防滑同步器503的缘故,因此可以取消对应车桥(例如,后桥)所具有的机械式自锁差速器结构,但是在功能上通过防滑同步器503的同步作用却可以实现传统机械式自锁差速器的功能,由此使得根据本发明实施例的动力传动系统100的结构更加紧凑、成本更低。

下面对第三电动发电机201、第四电动发电机301与车轮的传动方式结合图5-图12的示例进行详细地描述。

在一些实施例中,如图5-图7、图9-图11所示,第三电动发电机201与对应的车轮之间通过齿轮结构间接传动,类似地,第四电动发电机301与对应的车轮之间也可以通过该齿轮结构间接传动。

通过齿轮结构进行传动易于实现且结构简单,而且能够获得所需的传动比,传动可靠。并且,第三电动发电机201和第四电动发电机301与对应的车轮通过相同的齿轮结构进行动力传动,还提高了齿轮结构的通用性,同时也使动力传动系统100具有较高的对称性,避免重心过分向一侧偏离,使重心能够更好地处于两个车轮的中间位置或靠近中间的位置,提高动力传动系统100的稳定性和可靠性。

进一步,作为可选的实施方式,如图5-图7、图9-图11所示,第三电动发电机201与对应的车轮之间所采用的齿轮结构可以包括第一齿轮401、第二齿轮402、第三齿轮403和第四齿轮404四个齿轮。

第一齿轮401可以设置在第三电动发电机201对应的第一动力输出轴202上,第一齿轮401可随第一动力输出轴202同步旋转。其中,第一动力输出轴202可用于输出来自第三电动发电机201产生的动力,或者第一动力输出轴202可将车轮反拖的动力输出给第三电动发电机201,第一动力输出轴202与第三电动发电机201的电机轴可以是同一结构。当然可选地,第一动力输出轴202与第三电动发电机201的电机轴也可以是两个单独的部件,此时第一动力输出轴202与第三电动发电机201的电机相连即可。

与第三电动发电机201对应的车轮连接有第一半轴204,第二齿轮402设置在第一半轴204上且可随第一半轴204同步旋转,第三齿轮403与第一齿轮401啮合且第四齿轮404与第二齿轮402啮合,并且第三齿轮403与第四齿轮404同轴布置且可同步旋转。

类似地,如图5-图7、图9-图11所示,第四电动发电机301与对应的车轮之间采用的齿轮结构可以包括第五齿轮405、第六齿轮406、第七齿轮407和第八齿轮408共四个齿轮。第五齿轮405可以设置在第四电动发电机301对应的第二动力输出轴302上且可随第二动力输出轴302同步旋转。其中,第二动力输出轴302可用于输出来自第四电动发电机301产生的动力,或者第二动力输出轴302可将车轮反拖的动力输出给第四电动发电机301,第二动力输出轴302与第四电动发电机301的电机轴可以是同一结构。当然可选地,第二动力输出轴302与第四电动发电机301的电机轴也可以是两个单独的部件,此时第二动力输出轴302与第四电动发电机301的电机轴相连即可。

与第四电动发电机301对应的车轮连接有第二半轴304,第六齿轮406设置在第二半轴304上且可随第二半轴304同步旋转,第七齿轮407与第五齿轮405啮合且第八齿轮408与第六齿轮406啮合,第七齿轮407与第八齿轮408同步布置且可同步旋转。

可选地,第一齿轮401与第五齿轮405、第二齿轮402与第六齿轮406、第三齿轮403与第七齿轮407以及第四齿轮404与第八齿轮408的尺寸和齿数可以分别相同,从而提高了齿轮结构的通用性。

作为可选的实施方式,第三齿轮403与第四齿轮404可以固定在第一齿轮轴501上,第七齿轮407与第八齿轮408可以固定在第二齿轮轴502上。当然,第三齿轮403和第四齿轮404也可以构造为阶梯齿轮或者联齿齿轮结构。类似地,第七齿轮407与第八齿轮408也可以构造为阶梯齿轮或者联齿齿轮结构。

在一些示例中,如图5和图9所示,防滑同步器503可以设置在第一半轴204上且设置成可选择性地接合第六齿轮406,例如,第六齿轮406朝向防滑同步器503的一侧可以设置接合齿圈,防滑同步器503的接合套与该接合齿圈适配。由此,防滑同步器503接合后,该第二对车轮77将同步旋转。

在另一些示例中,如图6和图10所示,防滑同步器503设置在第一动力输出轴202上且设置成可选择性地接合第五齿轮405,例如,第五齿轮405朝向防滑同步器503的一侧可以设置接合齿圈,防滑同步器503的接合套与该接合齿圈适配。由此,防滑同步器503接合后,该第二对车轮77将同步旋转。

在又一些示例中,如图7和图11所示,防滑同步器503设置在第一齿轮轴501上且设置成可选择性地接合第七齿轮407,例如,第七齿轮407朝向防滑同步器503的一侧可以设置接合齿圈,防滑同步器503的接合套与该接合齿圈适配。由此,防滑同步器503接合后,该第二对车轮77将同步旋转。

可选地,在图8和图12的示例中,第三电动发电机201与对应的车轮同轴相连且第四电动发电机301与对应的车轮同轴相连。进一步,第三电动发电机201和第四电动发电机301均可以是轮边电机,由此传动链短,传动能量损失少,传动效率高。

进一步,如图8和图12所示,防滑同步器503可以设置在第三电动发电机201对应的第一动力输出轴202上且设置成可选择性地接合第四电动发电机301对应的第二动力输出轴302。由此,防滑同步器503接合后,该第二对车轮77将同步旋转。

下面参照图2-图12简单描述各具体实施例中动力传动系统100的构造以及典型工况。

实施例一:

如图2所示,发动机4与双离合器2d的输入端23d相连,双离合器2d的第一输出端21d与第一输入轴11相连,双离合器2d的第二输出端22d与第二输入轴12相连,双离合器2d的输入端23d与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d可以同时处于断开状态,或者双离合器2d的输入端23d可与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d之一接合,或者双离合器2d的输入端23d可与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d同时接合。

第二输入轴12为空心轴结构,第一输入轴11为实心轴,第二输入轴12同轴地套设在第一输入轴11上,并且第一输入轴11的一部分从第二输入轴12内沿轴向向外伸出。

第一输入轴11上设置有可随第一输入轴11同步转动的一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a,一挡主动齿轮1a位于五挡主动齿轮5a的右侧,三挡主动齿轮3a位于五挡主动齿轮5a的左侧。

第二输入轴12上设置有可随第二输入轴12同步转动的二挡主动齿轮2a和四挡主动齿轮4a,二挡主动齿轮2a位于左侧且四挡主动齿轮4a位于右侧。

第一输出轴21与两个输入轴平行布置,第一输出轴21上空套有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b,一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a直接啮合,二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a直接啮合,三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a直接啮合,四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a直接啮合。

第一输出轴21上还设置有一三挡同步器13c和二四挡同步器24c,一三挡同步器13c位于一挡从动齿轮1b与三挡从动齿轮3b之间,且可选择性地将一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b与第一输出轴21同步,二四挡同步器24c位于二挡从动齿轮2b与四挡从动齿轮4b之间,且可选择性地将二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b与第一输出轴21同步。

第二输出轴22同样与两个输入轴平行设置,第二输出轴22上空套有五挡从动齿轮5b,五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a直接啮合,第二输出轴22上还设置有五挡同步器5c,五挡同步器5c用于将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22同步。

电机动力轴3与两个输入轴、两个输出轴平行设置,电机动力轴3上空套有电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32,电机动力轴第一齿轮31位于左侧,电机动力轴第二齿轮32位于右侧。电机动力轴3上还设置有电机动力轴同步器33c,电机动力轴同步器33c位于电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之间,电机动力轴同步器33c用于选择性地将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3同步或者将电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3同步。

此外,如图2所示,第二输出轴22上还设置有可随第二输出轴22同步转动的传动齿轮6以及空套设置有倒挡中间齿轮72,传动齿轮6与电机动力轴第二齿轮32直接啮合,倒挡中间齿轮72的一侧形成有齿套721,齿套721同样空套在第二输出轴22上,中间惰轮73空套在齿套721上,中间惰轮73分别与二挡主动齿轮2a以及电机动力轴第一齿轮31啮合,倒挡同步器74c布置在齿套721上且可用于接合中间惰轮73。

倒挡齿轮71构造为双联齿轮,倒挡齿轮71的一个齿轮部712与倒挡中间齿轮72啮合,倒挡齿轮71的另一个齿轮部711与主减速器从动齿轮74直接啮合,同时第一输出轴21上固定设置有与主减速器从动齿轮74啮合的第一输出轴输出齿轮211、第二输出轴22上固定设置有与主减速器从动齿轮74啮合的第二输出轴输出齿轮221。

第一电动发电机51与电机动力轴3同轴相连。

下面对图2所示动力传动系统100的典型工况进行详细描述。

驻车充电工况:

双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d并与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,从而发动机4输出的动力依次经过双离合器2d的输入端23d、第二输出端22d、第二输入轴12、二挡主动齿轮2a、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴同步器33c、电机动力轴3后传递给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

该工况下能够实现定速比充电,能量传递效率更高,而关于速比的选定,与发动机4驻车时的转速、第一电动发电机51的选型以及周边轴承等附加零部件所允许的最高转速有直接关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以综合上面等因素进行考虑,灵活设计相应的传动速比,使得动力传动系统100在驻车发电时能够最大化地利用发动机4的能量,达到快速充电目的。

纯电动工况:

路径一:电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73输出至第二输入轴12,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b,从而第一电动发电机51的动力可通过二挡齿轮副或四挡齿轮副输出。

路径二:电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出。

由此,在动力传动系统100处于纯电动工况下,第一电动发电机51可以通过上述两条具有不同速比的路径将动力输出至车轮,从而驱动车辆行驶。

优选地,在对上述路径进行切换时,第一电动发电机51能够对电机动力轴3进行调速。

首先描述从路径一切换为路径二:此时电机动力轴同步器33c从与电机动力轴第一齿轮31接合的位置移动到与电机动力轴第二齿轮32接合的位置,在此期间,第一电动发电机51能够以电机动力轴第二齿轮32的转速为目标,对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与电机动力轴第二齿轮32匹配,从而电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第二齿轮32,提高同步效率。

其次描述从路径二切换为路径一:此时电机动力轴同步器33c从与电机动力轴第二齿轮32接合的位置移动到与电机动力轴第一齿轮31接合的位置,在此期间,第一电动发电机51能够以电机动力轴第一齿轮31的转速为目标,对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与电机动力轴第一齿轮31匹配,从而电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第一齿轮31,提高同步效率。

当然,应当理解的是,上述的调速模式不仅适用于纯电动工况,还可以适用于其他工况,例如混动工况等,只要涉及到电机动力轴同步器33c的接合状态发生变化的工况(例如从与电机动力轴第一齿轮31接合切换为与电机动力轴第二齿轮32接合、或者从与电机动力轴第二齿轮32接合切换为与电机动力轴第一齿轮31接合),均适用于上述调速模式。

各挡位混动工况方案一:

在动力传动系统100处于一挡混动工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力最终在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于二挡混动工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第二输入轴12、二挡齿轮副从第一输出轴21输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力最终在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于三挡混动工况时,与动力传动系统100处于一挡混动工况类似,区别在于一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,发动机4的动力通过三挡齿轮副输出,其余基本与一挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

在动力传动系统100处于四挡混动工况时,与动力传动系统100处于二挡混动工况类似,区别在于二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b,发动机4的动力通过四挡齿轮副输出,其余基本与二挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

在动力传动系统100处于五挡混动工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副从第二输出轴22输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力在第二输出轴22上进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得第二输出轴22能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

各挡位混动工况方案二:

在动力传动系统100处于一挡混动工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b(以第一电动发电机51动力从二挡齿轮副输出为例,当然也可从四挡齿轮副输出),双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。

从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副输出至第一输出轴21,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、二挡齿轮副、二四挡同步器24c输出至第一输出轴21,两部分动力在第一输出轴21上进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得第一输出轴21能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于二挡混动工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。从而发动机4输出的动力通过第二输入轴12输出至二挡齿轮副,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73输出至二挡齿轮副,两部分动力在二挡齿轮副上进行耦合,耦合后的动力第一输出轴21输出。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得二挡齿轮副能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于三挡混动工况时,与动力传动系统100处于一挡混动工况类似,区别在于一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,发动机4的动力通过三挡齿轮副输出,其余基本与一挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

对于四挡混动工况而言,由于二四挡齿轮副共用二四挡同步器24c,因此无法在该模式下实现四挡混动工况。

在动力传动系统100处于五挡混动工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。

从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副输出至第二输出轴22,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、二挡齿轮副、二四挡同步器24c输出至第一输出轴21,两部分动力在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

需要说明的是,上述的各挡位混动工况方案二是以二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b为例说明的,当然该模式下二四挡同步器24c也可以接合四挡从动齿轮4b,此时各挡位混动原理与上述大体一致,这里不再一一赘述。并且可以理解的是,在二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b的模式下无法实现二挡混动工况,原理与上述模式无法实现四挡混动一致。

综上,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据实际需要,灵活地选择上述任意各挡位混动工况方案一以及各挡位混动工况方案二中的任意混动路径,极大地丰富了动力传动系统100的传动模式,提高了驾驶乐趣,使车辆能够更好地适应不同路况,提高车辆的动力性、燃油经济性。

发动机边驱动边充电工况方案一:

在动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d接合且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,同时来自车轮的反拖能量通过第二输出轴22、传动齿轮6、电机动力轴第二齿轮32、电机动力轴3后输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在动力传动系统100处于二挡边驱动边充电工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d与第二输出端22d接合且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。从而发动机4输出的一部分动力通过第二输入轴12、二挡齿轮副从第一输出轴21输出,发动机4输出的另一部分动力通过第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴3后输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在动力传动系统100处于三挡边驱动边充电工况时,与动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时基本一致,不同在于此时一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b。

在动力传动系统100处于四挡边驱动边充电工况时,与动力传动系统100处于二挡边驱动边充电工况时基本一致,不同在于此时二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b。

在动力传动系统100处于五挡边驱动边充电工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d接合且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副从第二输出轴22输出,同时第二输出轴22上的部分动力还通过传动齿轮6、电机动力轴第二齿轮32、电机动力轴3后输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

发动机4边驱动边充电工况方案二:

上面介绍的发动机4边驱动边充电工况方案一中,双离合器2d在传动时均只有一个离合器进行接合工作,例如其输入端23d与第一输出端21d接合或者输入端23d与第二输出端22d接合,特别地,根据本发明实施例的动力传动系统100,在双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d同时接合的情况下,也能够实现边驱动边充电工况。

在此条件下,动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时,双离合器2d的输入端23d同时接合第一输出端21d和第二输出端22d,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,从而发动机4输出的一部分动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,发动机4输出的另一部分动力从第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在此条件下,动力传动系统100处于三挡边驱动边充电工况或处于五挡边驱动边充电工况时,与上述动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况大致相同,不同之处在于,三挡传动时一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,五挡传动时五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b且动力从第二输出轴22输出。

综上,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据实际需要,灵活地选择上述发动机边驱动边充电工况方案一以及发动机边驱动边充电工况方案二中的任意传动路径,极大地丰富了动力传动系统100的传动模式,提高了驾驶乐趣,使车辆能够更好地适应不同路况,提高车辆的动力性、燃油经济性。

倒挡工况:

在动力传动系统100处于机械倒挡工况时,倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,发动机4输出的动力通过第二输入轴12、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72后从倒挡齿轮71输出。

在动力传动系统100处于电动倒挡模式时,电机动力轴同步器33c同步电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31、倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴3、电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72后从倒挡齿轮71输出。

在动力传动系统100处于混动倒挡模式时,电机动力轴同步器33c同步电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31、倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,发动机4输出的动力通过第二输入轴12输出至中间惰轮73,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴3、电机动力轴第一齿轮31输出至中间惰轮73,两部分动力在中间惰轮73处耦合后再通过倒挡中间齿轮72从倒挡齿轮71输出。

在上面介绍的驻车充电工况、纯电动工况、各挡位混动工况方案一、各挡位混动工况方案二、发动机边驱动边充电工况方案一、发动机边驱动边充电工况方案二以及倒挡工况中,第一电动发电机51自始至终是按照同一预定方向旋转的,即第一电动发电机51在作为电动机工作以及发电机工作时,能够一直按照同一方向旋转,特别对于从纯电动工况、各挡位混动工况方案一、各挡位混动工况方案二向倒挡工况切换的过程中,第一电动发电机51也是无需换向的,从而使得第一电动发电机51在参与工作的任意工况下均能自始至终同向旋转,改善由于电机换向带来的冲击感、顿挫感等,提升了动力传动系统100的寿命。

实施例二:

如图3所示,该实施例中的动力传动系统100与图2中所示的动力传动系统100的主要区别在于倒挡中间齿轮72、中间惰轮73和倒挡同步器74c处。在该实施例中,倒挡中间齿轮72与中间惰轮73是相邻空套在第二输出轴22上的,倒挡同步器74c设置在中间惰轮73上且用于接合倒挡中间齿轮72。对于其余部分则可与图2实施例中的动力传动系统100基本一致,这里不再赘述。

实施例三:

如图4所示,该实施例中的动力传动系统100与图3中所示的动力传动系统100的主要区别在于中间惰轮73的构造。在该实施例中,中间惰轮73构造为双联齿轮,且具有齿轮部731、732,其中一个齿轮部731与二挡主动齿轮啮合(即与输入轴的所述一个上的挡位主动齿轮),另一个齿轮部732与电机动力轴第一齿轮31啮合。对于其余部分则可与图3实施例中的动力传动系统100基本一致,这里不再赘述。

实施例四-实施例七:

如图5-图8所示,该一些实施例中的动力传动系统100与图2中所示的动力传动系统100的主要区别在于增加了后驱结构,主要增加了第三电动发动机201、第四电动发电机301以及防滑同步器503等结构,具体可参见上述对电子差速锁结构的描述,这里不再赘述。

实施例八-实施例十一:

如图9-图12所示,该一些实施例中的动力传动系统100与图3中所示的动力传动系统100的主要区别在于增加了后驱结构,主要增加了第三电动发动机201、第四电动发电机301以及防滑同步器503等结构,具体可参见上述对电子差速锁结构的描述,这里不再赘述。

此外,根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述的动力传动系统100的车辆。应当理解的是,根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知,因此对习知结构的详细说明此处进行省略。

基于上述实施例的动力传动系统及具有该动力传动系统的车辆,本发明实施例提出一种混合动力汽车的控制方法,其中,本发明实施例的混合动力汽车的控制方法是基于具有上述动力传动系统的混合动力汽车执行的。下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的混合动力汽车的控制方法、混合动力汽车的动力传动系统和混合动力汽车。

其中,混合动力汽车具有串联模式、并联模式和混联模式三种模式,其中,如图13-15所示,动力系统具备:发动机4,第一电动发电机51,第二电动发电机511,减速机构85,双离合器2d,变速器(例如,可以是五前进挡变速器,1/2/3/4/5挡)和同步器(包括一三挡同步器13c、二四挡同步器24c、五挡同步器5c、倒挡同步器74c和电机动力轴同步器33c)。下面结合图13-15分别说明混合动力汽车在三种模式下工作时的能量传递路线。

当混合动力汽车在串联模式下工作时,发动机4通过双离合器的第二输出端(结合)驱动第一电动发电机51发电,提供给第二电动发电机511驱动车轮77使用,能量传递路线如图13中的虚线01和实线02所示。

当混合动力汽车在并联模式下工作时,发动机4通过双离合器的第一输出端或第二输出端(其中任一输出端结合),将其动力传递至变速器(1/2/3/4/5挡),最后通过主减速器传至车轮76,同时第一电动发电机51通过倒挡同步器74c/电机动力轴同步器33c将动力传至车轮76,能量传递路线如图14中的实线03(以直接挡为例)+虚线04(以五挡为例)所示。

当混合动力汽车在混联模式下工作时,发动机4通过双离合器的第一输出端或第二输出端(结合)驱动车轮76,其剩余功率驱动第一电动发电机51进行发电供给第二电动发电机511驱动车轮77使用,能量传递路线如图15中的实线03(以直接挡为例)+虚线04(以五挡为例)+实线02所示。

图16是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图。其中,混合动力汽车的动力传动系统包括发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、驱动一对车轮的第一电动发电机和驱动另一对车轮的第二电动发电机,其中,发动机设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个,每个输入轴上设置有挡位主动齿轮,每个输出轴上设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合,电机动力轴设置成可与输入轴中的一个联动,第一电动发电机设置成能够与电机动力轴联动。如图16所示,本发明实施例的混合动力汽车的控制方法,包括以下步骤:

S101,检测混合动力汽车的动力电池的SOC。

具体地,可通过混合动力汽车的BMS(Battery Management System,电池管理系统)检测动力电池的SOC(State of Charge,荷电状态)。

S102,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制混合动力汽车进入纯电动模式。

在本发明的一个实施例中,如果强制起动发动机请求信号为车用空调的起动发动机请求信号,则判断混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号。

具体地,例如,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果判断soc1≤SOC≤soc2(其中,[soc1,soc2]为预设的电量区间),则进一步判断混合动力汽车是否接收到强制起动发动机请求信号(其中,车用空调的起动发动机请求信号除外),如果混合动力汽车没有接收到强制起动发动机请求信号,那么,就控制混合动力汽车进入EV模式(Electric Vehicle,纯电动模式),我们可以将这种情况下混合动力汽车的EV模式称为强制EV模式。其中,强制起动发动机请求信号包括行驶性要求信号和舒适性要求信号。在强制纯电动模式下,当为行驶性要求信号时(爬坡),必须强制起动发动机,当为舒适性要求信号时(车用空调),不是必须要强制起动发动机。

在本发明的一个实施例中,预设的电量区间为:[5%,15%]。

本发明实施例的混合动力汽车的控制方法,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制混合动力汽车进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,该方法增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

在本发明的一个实施例中,如果混合动力汽车的纯电动模式按键被触发预设时间,则判断混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令。

具体地,如果用户想控制混合动力汽车进入强制EV模式,则长按纯电动模式按键,即纯电动模式按键被触发预设时间,此时则认为混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令。

下面介绍混合动力汽车进入强制EV模式后,第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分配情况。

在本发明的一个实施例中,当混合动力汽车进入纯电动模式时,其中,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机51的额定输出扭矩和第二电动发电机511的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机51和第二电动发电机511按照第一电动发电机51的额定输出扭矩与第二电动发电机511的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;当混合动力汽车的需求扭矩大于第一电动发电机51的额定输出扭矩和第二电动发电机511的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机51和第二电动发电机511按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。

下面对混合动力汽车的需求扭矩进行说明。根据驾驶员的驾驶意图来确定需求扭矩,一般来说就是油门踏板深度直接影响到需求扭矩,油门踏板深度与轮端的需求扭矩有直接关系,再考虑轮端与动力源直接的速比以及传动效率,获得动力源的需求扭矩(混合动力汽车的需求扭矩T),对于纯电动模式来说,该T为电机的需求扭矩;而对于混合动力模式来说,该T为发动机以及第一和第二电动发电机的需求扭矩。

具体地,如果混合动力汽车的需求扭矩T小于等于第一电动发电机51的额定输出扭矩和第二电动发电机511的额定输出扭矩之和T1,第一电动发电机51和第二电动发电机511按照第一电动发电机51的额定输出扭矩(即第一电动发电机51在当前车速下的额定输出扭矩)与第二电动发电机511的额定输出扭矩(即第二电动发电机511在当前车速下的额定输出扭矩)之间的比例pro1进行扭矩分配,扭矩分配时满足两个条件:Tf/Tr=pro1,且Tf+Tr=T,其中,Tf为分配给第一电动发电机51的扭矩,Tr为分配给第二电动发电机511的扭矩。其中,图17为第一电动发电机51和第二电动发电机511的扭矩(包括额定扭矩和峰值扭矩)曲线。在如图17所示的4条曲线中,标号1表示第二电动发电机511的峰值扭矩,标号2表示第一电动发电机51的峰值扭矩,标号3表示第二电动发电机511的额定扭矩,标号4表示第一电动发电机51的额定扭矩。

如果混合动力汽车的需求扭矩T大于第一电动发电机51的额定输出扭矩和第二电动发电机511的额定输出扭矩之和T1,第一电动发电机51和第二电动发电机511按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配,即扭矩分配时满足两个条件:

Tf+Tr=T且(Tf-Tfe)/(Tfp-Tfe)=(Tr-Tre)/(Trp-Tre),其中,Tf为分配给第一电动发电机51的扭矩,Tfe为第一电动发电机51的额定输出扭矩,Tfp为第一电动发电机51的峰值扭矩,Tr为分配给第二电动发电机511的扭矩,Tre为第二电动发电机511的额定输出扭矩,Trp为第二电动发电机511的峰值扭矩,其中,扭矩分配比例pro2=Tf/Tr。另外,上述额定扭矩、峰值扭矩均是在当前车速下对应的扭矩值。

图18所示为强制EV模式控制信息交互图。如图18所示,档位控制器SCU负责采集档位信号,并将信号发送至电机控制器ECN;电池管理系统BMS负责采集可充放电功率等信号,并将信号发送至电机控制器ECN;车身稳定控制器ESC发送车速信号至电机控制器ECN;电机控制器ECN对接收到的EV模式(纯电动模式)/HEV模式(混合动力模式)/eco模式(经济模式)/Sport模式(运动模式)、踏板等信号进行核实并执行强制EV模式驱动控制策略,并将发动机目标扭矩和整车模式等信号发送至发动机控制器ECM、将能量传递状态、整车模式状态等信号发送至组合仪表;BMS执行电池组监控、管理策略;ECM执行驱动控制策略;组合仪表执行能量状态、整车模式显示策略等。

本发明实施例的方法,尤其在车辆离目的地较近或驾驶员对动力性/通过性没有较高的要求等情况时,该方法有很好的经济性、便利性,也让驾驶员更多地选择纯电动模式行驶。另外,当驾驶员按下混合动力模式按键或者动力电池电量降至安全的下限值或者发动机被强制起动时,强制EV模式自动退出。

为了实现上述实施例,本发明还提出一种混合动力汽车的动力传动系统。

本发明实施例的混合动力汽车的动力传动系统,包括:发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、驱动一对车轮的第一电动发电机、驱动另一对车轮的第二电动发电机、检测模块和控制模块。

其中,多个输入轴,发动机设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个,每个输入轴上设置有挡位主动齿轮;多个输出轴,每个输出轴上设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合;电机动力轴,电机动力轴设置成可与输入轴中的一个联动;驱动一对车轮的第一电动发电机,第一电动发电机设置成能够与电机动力轴联动;驱动另一对车轮的第二电动发电机;检测模块,用于检测混合动力汽车的动力电池的SOC;控制模块,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,控制模块控制混合动力汽车进入纯电动模式。

在本发明的一个实施例中,如果强制起动发动机请求信号为车用空调的起动发动机请求信号,控制模块则判断混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号。

具体地,例如,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果soc1≤SOC≤soc2(其中,[soc1,soc2]为预设的电量区间),控制模块则进一步判断混合动力汽车是否接收到强制起动发动机请求信号(其中,车用空调的起动发动机请求信号除外),如果混合动力汽车没有接收到强制起动发动机请求信号,那么,控制模块就控制混合动力汽车进入EV模式(Electric Vehicle,纯电动模式),我们可以将这种情况下混合动力汽车的EV模式称为强制EV模式。

在本发明的一个实施例中,预设的电量区间为:[5%,15%]。

本发明实施例的混合动力汽车的动力传动系统,检测模块用于检测混合动力汽车的动力电池的SOC,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,控制模块则控制混合动力汽车进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,该系统增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

在本发明的一个实施例中,如果混合动力汽车的纯电动模式按键被触发预设时间,控制模块则判断混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令。

具体地,如果用户想控制混合动力汽车进入强制EV模式,则长按纯电动模式按键,即纯电动模式按键被触发预设时间,此时控制模块判断混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令。

下面介绍混合动力汽车进入强制EV模式后,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配的情况。

在本发明的一个实施例中,当混合动力汽车进入纯电动模式时,其中,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;当混合动力汽车的需求扭矩大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。

具体地,如果混合动力汽车的需求扭矩T小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和T1,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩(即第一电动发电机在当前车速下的额定输出扭矩)与第二电动发电机的额定输出扭矩(即第二电动发电机在当前车速下的额定输出扭矩)之间的比例pro1进行扭矩分配,也就是扭矩分配时满足两个条件:Tf/Tr=pro1,且Tf+Tr=T,其中,Tf为分配给第一电动发电机的扭矩,Tr为分配给第二电动发电机的扭矩。其中,图17为第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩(包括额定扭矩和峰值扭矩)曲线。在如图17所示的4条曲线中,标号1表示第二电动发电机的峰值扭矩,标号2表示第一电动发电机的峰值扭矩,标号3表示第二电动发电机的额定扭矩,标号4表示第一电动发电机的额定扭矩。

如果混合动力汽车的需求扭矩T大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和T1,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配,即扭矩分配时满足两个条件:Tf+Tr=T且(Tf-Tfe)/(Tfp-Tfe)=(Tr-Tre)/(Trp-Tre),其中,Tf为分配给第一电动发电机的扭矩,Tfe为第一电动发电机的额定扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Tr为分配给第二电动发电机的扭矩,Tre为第二电动发电机的额定扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩,其中,扭矩分配比例pro2=Tf/Tr。另外,上述额定扭矩、峰值扭矩均是在当前车速下对应的扭矩值。

本发明实施例的系统,尤其在车辆离目的地较近或驾驶员对动力性/通过性没有较高的要求等情况时,该系统有很好的经济性、便利性,也让驾驶员更多地选择纯电动模式行驶。另外,当驾驶员按下混合动力模式按键或者动力电池电量降至安全的下限值或者发动机被强制起动时,强制EV模式自动退出。

为了实现上述实施例,本发明还提出了一种混合动力汽车。该混合动力汽车包括本发明实施例的混合动力汽车的动力传动系统。

本发明实施例的混合动力汽车,当混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果动力电池的SOC处于预设的电量区间且混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,混合动力汽车则进入纯电动模式,直至动力电池的SOC耗至安全的下限值,增加了纯电动模式的续驶里程,降低了燃油消耗,从而提高了经济性,同时也减少了燃油所带来的污染排放,大大提升了用户体验。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种混合动力汽车的控制方法,其特征在于,所述混合动力汽车的动力传动系统包括发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、驱动一对车轮的第一电动发电机和驱动另一对车轮的第二电动发电机,其中,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动,所述控制方法包括以下步骤:
检测所述混合动力汽车的动力电池的SOC;
当所述混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果所述动力电池的SOC处于预设的电量区间且所述混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,则控制所述混合动力汽车进入所述纯电动模式;
当所述混合动力汽车进入所述纯电动模式后,控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机进行扭矩分配;
其中,当所述动力电池的SOC降至安全的下限值或者接收到强制起动发动机请求信号时,退出所述纯电动模式。
2.如权利要求1所述的混合动力汽车的控制方法,其特征在于,如果所述强制起动发动机请求信号为车用空调的起动发动机请求信号,则判断所述混合动力汽车未接收到所述强制起动发动机请求信号。
3.如权利要求1所述的混合动力汽车的控制方法,其特征在于,如果所述混合动力汽车的纯电动模式按键被触发预设时间,则判断所述混合动力汽车接收到所述强制进入纯电动模式的指令。
4.如权利要求1-3中任一项所述的混合动力汽车的控制方法,其特征在于,当所述混合动力汽车进入所述纯电动模式时,其中,
当所述混合动力汽车的需求扭矩小于等于所述第一电动发电机的额定输出扭矩和所述第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,所述第一电动发电机和所述第二电动发电机按照所述第一电动发电机的额定输出扭矩与所述第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;
当所述混合动力汽车的需求扭矩大于所述第一电动发电机的额定输出扭矩和所述第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,所述第一电动发电机和所述第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。
5.如权利要求4所述的混合动力汽车的控制方法,其特征在于,所述预设的扭矩分配原则根据以下公式确定所述第一电动发电机和所述第二电动发电机的扭矩:
其中,T为所述混合动力汽车的需求扭矩,Tf为分配给所述第一电动发电机的扭矩,Tr为分配给所述第二电动发电机的扭矩,Tfe为所述第一电动发电机的额定输出扭矩,Trp为所述第二电动发电机的额定输出扭矩,Tfp为所述第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为所述第二电动发电机的峰值扭矩。
6.一种混合动力汽车的动力传动系统,其特征在于,包括:
发动机;
多个输入轴,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮;
多个输出轴,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合;
电机动力轴,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动;
驱动一对车轮的第一电动发电机,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动;
驱动另一对车轮的第二电动发电机;
检测模块,用于检测所述混合动力汽车的动力电池的SOC;
控制模块,当所述混合动力汽车接收到强制进入纯电动模式的指令时,如果所述动力电池的SOC处于预设的电量区间且所述混合动力汽车未接收到强制起动发动机请求信号,所述控制模块控制所述混合动力汽车进入所述纯电动模式;
其中,当所述混合动力汽车进入所述纯电动模式后,所述控制模块控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机进行扭矩分配;
其中,当所述动力电池的SOC降至安全的下限值或者接收到强制起动发动机请求信号时,退出所述纯电动模式。
7.如权利要求6所述的混合动力汽车的动力传动系统,其特征在于,如果所述强制起动发动机请求信号为车用空调的起动发动机请求信号,所述控制模块则判断所述混合动力汽车未接收到所述强制起动发动机请求信号。
8.如权利要求6所述的混合动力汽车的动力传动系统,其特征在于,如果所述混合动力汽车的纯电动模式按键被触发预设时间,所述控制模块则判断所述混合动力汽车接收到所述强制进入纯电动模式的指令。
9.如权利要求6-8中任一项所述的混合动力汽车的动力传动系统,其特征在于,当所述混合动力汽车进入所述纯电动模式时,其中,
当所述混合动力汽车的需求扭矩小于等于所述第一电动发电机的额定输出扭矩和所述第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,所述控制模块控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机按照所述第一电动发电机的额定输出扭矩与所述第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;
当所述混合动力汽车的需求扭矩大于所述第一电动发电机的额定输出扭矩和所述第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,所述控制模块控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。
10.如权利要求9所述的混合动力汽车的动力传动系统,其特征在于,所述预设的扭矩分配原则根据以下公式确定所述第一电动发电机和所述第二电动发电机的扭矩:
其中,T为所述混合动力汽车的需求扭矩,Tf为分配给所述第一电动发电机的扭矩,Tr为分配给所述第二电动发电机的扭矩,Tfe为所述第一电动发电机的额定输出扭矩,Trp为所述第二电动发电机的额定输出扭矩,Tfp为所述第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为所述第二电动发电机的峰值扭矩。
11.一种混合动力汽车,其特征在于,包括如权利要求6-10中任一项所述的混合动力汽车的动力传动系统。
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