CN107985058A - 一种混合动力耦合机构、控制系统及方法 - Google Patents

一种混合动力耦合机构、控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力耦合机构，其包含两个电机、两个行星排及轴齿系统。其中，发动机与第一行星排的行星架相连，发电机与第一行星排的太阳轮相连，在第一行星排上设置有一个制动器和离合器，通过合理控制制动器和离合器，可以实现增程驱动模式。驱动电机通过齿轮副与第二行星排的太阳轮相连，第二行星排的行星架固定，第二行星排的内齿圈输出。本发明还公开了相应的控制系统及方法；实施本发明实施例，可以实现纯电动模式、增程驱动模式、混合动力模式等多种驱动模式，并且只需布置三个轴，结构紧凑，降低了对空间的要求。

Description

一种混合动力耦合机构、控制系统及方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车领域，尤其涉及一种混合动力耦合机构、控制系统及方法。
背景技术
动力系统包括发动机（内燃机）和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。
近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机--发电机--电动机--轴系--驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机--电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池、电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。
电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机--电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机--电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。
串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但是也存在一些不足之处，由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机--电，电--机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低，但整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高，通常只用于弱混合系统。
现在也出现了一些机电耦合方案，例如在丰田普锐斯的机电耦合方案中，其包括一个行星齿轮机构，可以通过合理的控制相关动力源，可以实现纯电动、混合驱动等工作模式。但是，在现有的这种方案中，其属于四轴系统，包括发动机输入轴、中间轴、驱动电机输入轴以及差速器轴，其轴系较多，不够紧凑，对空间布置要求较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种混合动力耦合机构、控制系统及方法，可以自动进行驱动模式切换，且只需布置三个轴，结构紧凑，降低了对空间的要求。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供一种混合动力耦合机构，用于混合动力汽车的驱动，包括：
发动机；
减震器，连接在所述发动机的输出轴上；
发电机，其与所述发动机同轴布置；
第一行星排，用于连接所述发动机和发电机，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；其中，所述发动机与所述第一行星架连接，所述发电机与所述第一太阳轮连接；
制动器，与所述第一行星排的第一内齿圈相连接；
离合器，设置于所述发电机的输入轴上，所述制动器、离合器用于工作模式切换；
第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，其中，所述第二行星架固定，所述第二太阳轮与所述第一行星排的第一内齿圈相啮合；
驱动电机，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮与所述第二行星排的第二太阳轮相连接；
差速器，与所述第二行星排的第二内齿圈相连接，并与车轮轮轴相连接。
其中，需要进行制动时，所述驱动电机进一步用于产生制动力矩以制动车轮，并能产生感应电流向动力电池进行充电。
其中，所述工作模式包括纯电动驱动模式、混合驱动模式及增程驱动模式；其中，在所述制动器断开时，所述混合动力耦合机构处于纯电动驱动模式或混合驱动模式；当所述制动器结合、离合器断开时，混合动力耦合机构处于增程驱动模式。
相应地，本发明实施例的另一方面还提供一种混合动力耦合控制系统，用于混合动力汽车的驱动，包括混合动力耦合机构以及模式控制装置，其中：
所述混合动力耦合机构包括：
发动机；
减震器，连接在所述发动机的输出轴上；
发电机，其与所述发动机同轴布置；
第一行星排，用于连接所述发动机和发电机，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；其中，所述发动机与所述第一行星架连接，所述发电机与所述第一太阳轮连接；
制动器，与所述第一行星排的第一内齿圈相连接；
离合器，设置于所述发电机的输入轴上，所述制动器、离合器用于工作模式切换；
第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，其中，所述第二行星架固定，所述第二太阳轮与所述第一行星排的第一内齿圈相啮合；
驱动电机，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮与所述第二行星排的第二太阳轮相连接；
差速器，与所述第二行星排的第二内齿圈相连接，并与车轮轮轴相连接；
所述模式控制装置，用于根据制动器、离合器状态、当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，并将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式以及混合驱动模式。
其中，所述模式控制装置进一步包括：
比较单元，用于将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；
工作模式确定单元，用于根据制动器、离合器状态以及比较单元的比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；
工作模式执行单元，用于根据所述工作模式确定单元所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式。
其中，所述工作模式执行单元具体采用下述方式进行工作模式切换：
当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机、发电机关闭，控制驱动电机工作，向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机、发电机、控制驱动电机工作，使所述发动机和驱动电机共同向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机启动，将所述发动机的动力输出给所述发电机发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机工作，向车轮输出驱动力。
其中，所述模式控制装置进一步包括制动模式处理单元，用于当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机关闭，并控制所述驱动电机产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
相应地，本发明实施例的再一方面，还提供一种混合动力耦合控制方法，应用于前述的混合动力耦合控制系统中，包括如下步骤：
步骤S10，根据制动器、离合器状态以及当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式、增程驱动模式以及混合驱动模式；
步骤S11，将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式。
其中，所述步骤S10进一步包括：
步骤S100，将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；
步骤S101，根据制动器、离合器状态以及比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；
步骤S102，根据所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式。
其中，所述步骤S102包括：
当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机、发电机关闭，控制驱动电机工作，向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机、发电机、控制驱动电机工作，使所述发动机和驱动电机共同向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机启动，将所述发动机的动力输出给所述发电机发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机工作向车轮输出驱动力。
其中，所述方法进一步包括：
当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机关闭，并控制所述驱动电机产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的混合动力耦合机构，其发动机和发电机通过行星齿轮连接，速比可调，速比范围较大，可以减小发电机的体积；驱动电机通过行星齿轮连接输出，可以增加驱动电机的速比，有利于电机的高速化，从而可以减小电机体积，有利于节省空间和轻量化；
同时，在混合动力模式下，可以通过行星齿轮机构调速，优化发动机的工作区间，提高发动机的经济性能；
另外，在模式切换过程中，驱动电机参与驱动，动力不存在动力中断；
再者，在本发明实施例中，只需要三个轴系，结构紧凑；且驱动电机可以产生制动力矩，故在本发明实施例中，，结构简单，控制容易，成本低。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明提供的一种混合动力耦合机构的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的一种混合动力耦合控制系统中模式控制装置的结构示意图；
图3是本发明提供的一种混合动力耦合控制系统中处于纯电动驱动模式下的结构原理图；
图4是本发明提供的一种混合动力耦合控制系统中处于混合驱动模式下的结构原理图；
图5是本发明提供的一种混合动力耦合控制系统中处于增程驱动模式下的结构原理图；
图6是本发明提供的一种混合动力耦合控制方法的一个实施例的主流程示意图；
图7是图6中步骤S10的更详细流程图。
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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
如图1所示，示出了本发明提供的一种混合动力耦合机构的一个实施例的结构示意图；在该实施例中，该混合动力耦合机构，用于混合动力汽车的驱动，具体地，可适用于插电式混合动力汽车（plug in hybrid electric vehicle，PHEV）或混合动力汽车（HybridElectric Vehicle，HEV）中，所述混合动力耦合机构包括：
发动机1；
减震器2，连接在所述发动机1的输出轴上；
发电机6，其与所述发动机1同轴布置；
第一行星排，用于连接所述发动机1和发电机6，所述第一行星排包括第一太阳轮3、第一行星架4以及第一内齿圈5；其中，所述发动机1与所述第一行星架4连接，所述发电机6与所述第一太阳轮3连接；
制动器13，与所述第一行星排的第一内齿圈5相连接；
离合器14，设置于所述发电机6的输入轴上，所述制动器13、离合器14用于工作模式切换；
第二行星排，包括第二太阳轮7、第二行星架8以及第二内齿圈9，其中，所述第二行星架8固定，所述第二太阳轮7与所述第一行星排的第一内齿圈5相啮合；
驱动电机10，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮11与所述第二行星排的第二太阳轮7相连接；
差速器12，与所述第二行星排的第二内齿圈12相连接，并与车轮16的轮轴15相连接。
其中，在需要进行制动时，所述驱动电机10进一步用于产生制动力矩以制动车轮，并能产生感应电流向动力电池进行充电。在本实施例中，无需设置单独的制动器。
其中，所述工作模式包括纯电动驱动模式、混合驱动模式及增程驱动模式；其中，在所述制动器13断开时，所述混合动力耦合机构处于纯电动驱动模式或混合驱动模式；当所述制动器13结合、离合器14断开时，混合动力耦合机构处于增程驱动模式。
相应地，本发明实施例还提供了一种混合动力耦合控制系统，用于混合动力汽车的驱动，其包括图1中示出的混合动力耦合机构以及模式控制装置20，其中，所述模式控制装置20用于根据制动器13、离合器14状态、当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，并将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式以及混合驱动模式。
具体地，如图2所示，在一个实施例中，所述模式控制装置20进一步包括：
比较单元200，用于将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；可以理解的是，第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。设定好第一阈值和第二阈值后，则自动判断并根据判断结果在两种驱动模式间自动切换；
工作模式确定单元201，用于根据制动器13、离合器14状态以及比较单元的比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；具体地，例如在一些实施例中，如果判断到SOC值低于第一阈值，则确定所述工作模式为混合驱动模式，否则，则确定所述工作模式为纯电动驱动模式；例如在另一些实施例中，如果判断到SOC值大于第一阈值，且当前车速高于第二阈值，则确定所述工作模式为纯电动驱动模式，否则确定所述工作模式为混合驱动模式；
工作模式执行单元202，用于根据所述工作模式确定单元所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式；
制动模式处理单元203，用于当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机1关闭，并控制所述驱动电机10产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机10中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
具体地，所述工作模式执行单元202采用下述方式进行工作模式切换：
如图3所示，当电池电量充足的时候，整车可以以纯电动模式运行，发动机和发电机均不工作。当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机1、发电机6关闭（即发动机和发电机均不工作），控制驱动电机10工作向车轮16输出驱动力；
如图4所示，当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机1、发电机6、控制驱动电机10工作，共同向车轮16输出驱动力。
如图5所示，当电池电量不足时，需要靠发电机启动发动机，当发动机启动后，将发动机的动力输出给发电机发电，整车进入增程驱动模式；具体地，
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机1启动，将所述发动机1的动力输出给所述发电机6发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机10工作，向车轮16输出驱动力。
下表列出了在上述三种驱动模式下的执行部件和使用条件：
表1 驱动模式与执行部件、使用条件对照表
可以理解的是，根据整车的工况，车速要求较高时，耦合机构可以切换到混合驱动模式。此时可以通过行星齿轮机构进行调速，优化发动机的工作区间，提高发动机的经济性能。在模式切换过程中，驱动电机会一直参与驱动，动力不存在动力中断。
可以理解的是，本发明提供的混合动力耦合控制系统，在动力调节方面，可通过动力电池有效的补充动力轮所需的驱动动力从而更合理地调配内燃机的动力，保持内燃机的工作状态不受或少受路况的影响。内燃机可始终工作在设定的最佳状态，以提高整车的效率。同时，本系统还可回收制动时的动能，返送回动力电池中。所有这些举措都大幅度地提高整体车辆的燃油效率。
如图6所示，示出了本发明提供的一种混合动力耦合控制方法的一个实施例的主流程示意图；并请一并结合图7所示，在该实施例中，所述方法，应用于前述的混合动力耦合控制系统中，其包括如下步骤：
步骤S10，根据制动器、离合器状态以及当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式、增程驱动模式以及混合驱动模式；
步骤S11，将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式；
步骤S12，当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机关闭，并控制所述驱动电机产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
其中，所述步骤S10进一步包括：
步骤S100，将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；
步骤S101，根据根据制动器、离合器状态以及比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；
步骤S102，根据所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式；具体地，所述步骤S102包括：
当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机、发电机关闭，控制驱动电机工作向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机、发电机、控制驱动电机工作，共同向车轮输出驱动力。
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机启动，将所述发动机的动力输出给所述发电机发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机工作向车轮输出驱动力。
更多的细节，可参照前述对图1至图4的说明，在此不进行赘述。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供的混合动力耦合机构，其发动机和发电机通过行星齿轮连接，速比可调，速比范围较大，可以减小发电机的体积；驱动电机通过行星齿轮连接输出，可以增加驱动电机的速比，有利于电机的高速化，从而可以减小电机体积，有利于节省空间和轻量化；
同时，在混合驱动模式下，可以通过行星齿轮机构调速，优化发动机的工作区间，提高发动机的经济性能；
另外，在模式切换过程中，驱动电机参与驱动，动力不会出现中断的情形；
再者，在本发明实施例中，只需要三个轴系（发动机输入轴、中间轴、驱动电机输入轴以及差速器轴），结构紧凑；且驱动电机可以产生制动力矩，故在本发明实施例中，结构简单，控制容易，成本低。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种混合动力耦合机构，用于混合动力汽车的驱动，其特征在于，包括：
发动机（1）；
减震器（2），连接在所述发动机（1）的输出轴上；
发电机（6），其与所述发动机（1）同轴布置；
第一行星排，用于连接所述发动机（1）和发电机（6），所述第一行星排包括第一太阳轮（3）、第一行星架（4）以及第一内齿圈（5）；其中，所述发动机（1）与所述第一行星架（4）连接，所述发电机（6）与所述第一太阳轮（3）连接；
制动器（13），与所述第一行星排的第一内齿圈（5）相连接；
离合器（14），设置于所述发电机（6）的输入轴上，所述制动器(13)、离合器（14）用于工作模式切换；
第二行星排，包括第二太阳轮（7）、第二行星架（8）以及第二内齿圈（9），其中，所述第二行星架（8）固定，所述第二太阳轮（7）与所述第一行星排的第一内齿圈（5）相啮合；
驱动电机（10），其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮（11）与所述第二行星排的第二太阳轮（7）相连接；
差速器（12），与所述第二行星排的第二内齿圈（9）相连接，并与车轮轮轴（15）相连接。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，在需要进行制动时，所述驱动电机（10）进一步用于产生制动力矩以制动车轮，并能产生感应电流向动力电池进行充电。
3.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述工作模式包括纯电动驱动模式、混合驱动模式及增程驱动模式；其中，在所述制动器（13）断开时，所述混合动力耦合机构处于纯电动驱动模式或混合驱动模式；当所述制动器（13）结合、离合器（14）断开时，混合动力耦合机构处于增程驱动模式。
4.一种混合动力耦合控制系统，用于混合动力汽车的驱动，其特征在于，包括混合动力耦合机构以及模式控制装置，其中：
所述混合动力耦合机构包括：
发动机（1）；
减震器（2），连接在所述发动机（1）的输出轴上；
发电机（6），其与所述发动机（1）同轴布置；
第一行星排，用于连接所述发动机（1）和发电机（6），所述第一行星排包括第一太阳轮（3）、第一行星架（4）以及第一内齿圈（5）；其中，所述发动机（1）与所述第一行星架（4）连接，所述发电机（6）与所述第一太阳轮（3）连接；
制动器（13），与所述第一行星排的第一内齿圈（5）相连接；
离合器（14），设置于所述发电机（6）的输入轴上，所述制动器（13）、离合器（14）用于工作模式切换；
第二行星排，包括第二太阳轮（7）、第二行星架（8）以及第二内齿圈（9），其中，所述第二行星架（8）固定，所述第二太阳轮（7）与所述第一行星排的第一内齿圈（5）相啮合；
驱动电机（10），其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮（11）与所述第二行星排的第二太阳轮（7）相连接；
差速器（12），与所述第二行星排的第二内齿圈（9）相连接，并与车轮轮轴相连接；
所述模式控制装置，用于根据制动器（13）、离合器（14）状态、当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，并将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式以及混合驱动模式。
5.如权利要求4所述的混合动力耦合控制系统，其特征在于，所述模式控制装置进一步包括：
比较单元，用于将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；
工作模式确定单元，用于根据制动器（13）、离合器（14）状态以及比较单元的比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；
工作模式执行单元，用于根据所述工作模式确定单元所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式。
6.如权利要求5所述混合动力耦合控制系统，其特征在于，所述工作模式执行单元具体采用下述方式进行工作模式切换：
当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机（1）、发电机（6）关闭，控制驱动电机（10）工作，向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机（1）、发电机（6）、控制驱动电机（10）工作，使所述发动机（1）和驱动电机（10）共同向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机（1）启动，将所述发动机(1)的动力输出给所述发电机（6）发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机（10）工作，向车轮输出驱动力。
7.如权利要求5所述的混合动力耦合控制系统，其特征在于，所述模式控制装置进一步包括制动模式处理单元，用于当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机（1）关闭，并控制所述驱动电机（10）产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机（10）中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
8.一种混合动力耦合控制方法，应用于如权利要求4-7任一项所述的混合动力耦合控制系统中，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，根据制动器、离合器状态以及当前电池SOC值或/及汽车当前车速，确定所述混合动力耦合机构的工作模式，所述工作模式包括纯电动驱动模式、增程驱动模式以及混合驱动模式；
步骤S11，将所述混合动力耦合机构切换至所确定的工作模式。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：
步骤S100，将当前电池SOC值与第一阈值进行比较，或/及将汽车当前车速与第二阈值进行比较；
步骤S101，根据制动器、离合器状态以及比较结果，确定所述混合动力耦合控制系统的工作模式；
步骤S102，根据所确定的工作模式，控制所述混合动力耦合控制系统中各元件的关闭或位置，使所述混合动力耦合机构切换至所述工作模式。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S102包括：
当所确定的工作模式为纯电动驱动模式时，控制所述发动机、发电机关闭，控制驱动电机工作，向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为混合驱动模式时，控制所述发动机、发电机、控制驱动电机工作，使所述发动机和驱动电机共同向车轮输出驱动力；
当所确定的工作模式为增程驱动模式时，控制所述发动机启动，将所述发动机的动力输出给所述发电机发电，向动力电池进行充电；控制所述驱动电机工作向车轮输出驱动力。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述汽车处于制动状况时，控制所述发动机关闭，并控制所述驱动电机产生制动力矩制动车轮，同时收集所述驱动电机中所产生的感应电流，向动力电池进行充电。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109823158A (zh) * 2018-12-29 2019-05-31 潍柴动力股份有限公司 混合动力传动装置及车辆
WO2019237626A1 (zh) * 2018-06-12 2019-12-19 广州汽车集团股份有限公司 混合动力耦合机构及汽车
CN111361406A (zh) * 2018-12-25 2020-07-03 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车混合动力系统及控制方法
WO2021087946A1 (zh) * 2019-11-08 2021-05-14 舍弗勒技术股份两合公司 带双离合器的两档变速电桥驱动系统
CN112829739A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 广州汽车集团股份有限公司 混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统
CN114312788A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 深圳臻宇新能源动力科技有限公司 车辆驾驶控制方法、控制系统和车辆

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323242A (zh) * 2008-07-24 2008-12-17 上海交通大学 混合动力汽车双行星排机电耦合驱动装置
CN103770625A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 江苏大学 一种混合动力汽车双行星排式动力耦合机构
CN105857054A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 郑州宇通客车股份有限公司 一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车
CN106864246A (zh) * 2017-01-17 2017-06-20 江苏大学 一种混合动力汽车双行星排式动力耦合机构及控制方法
CN107054050A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 广州汽车集团股份有限公司 汽车混合动力耦合系统及其控制方法
CN107215195A (zh) * 2017-06-06 2017-09-29 华南农业大学 一种集成双电机和单排行星齿轮混合动力系统和控制方法
CN107310375A (zh) * 2017-07-26 2017-11-03 北京理工华创电动车技术有限公司 一种双行星轮系多模式混合动力系统及控制方法
CN207931471U (zh) * 2017-12-14 2018-10-02 广州汽车集团股份有限公司 一种混合动力耦合机构及控制系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323242A (zh) * 2008-07-24 2008-12-17 上海交通大学 混合动力汽车双行星排机电耦合驱动装置
CN103770625A (zh) * 2014-01-23 2014-05-07 江苏大学 一种混合动力汽车双行星排式动力耦合机构
CN105857054A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 郑州宇通客车股份有限公司 一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车
CN106864246A (zh) * 2017-01-17 2017-06-20 江苏大学 一种混合动力汽车双行星排式动力耦合机构及控制方法
CN107054050A (zh) * 2017-04-27 2017-08-18 广州汽车集团股份有限公司 汽车混合动力耦合系统及其控制方法
CN107215195A (zh) * 2017-06-06 2017-09-29 华南农业大学 一种集成双电机和单排行星齿轮混合动力系统和控制方法
CN107310375A (zh) * 2017-07-26 2017-11-03 北京理工华创电动车技术有限公司 一种双行星轮系多模式混合动力系统及控制方法
CN207931471U (zh) * 2017-12-14 2018-10-02 广州汽车集团股份有限公司 一种混合动力耦合机构及控制系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019237626A1 (zh) * 2018-06-12 2019-12-19 广州汽车集团股份有限公司 混合动力耦合机构及汽车
CN110588320A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 广州汽车集团股份有限公司 混合动力耦合机构及汽车
US11338662B2 (en) 2018-06-12 2022-05-24 Guangzhou Automobile Group Co., Ltd. Hybrid power coupling mechanism and vehicle
CN111361406A (zh) * 2018-12-25 2020-07-03 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车混合动力系统及控制方法
CN111361406B (zh) * 2018-12-25 2024-01-30 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车混合动力系统的控制方法
CN109823158A (zh) * 2018-12-29 2019-05-31 潍柴动力股份有限公司 混合动力传动装置及车辆
WO2021087946A1 (zh) * 2019-11-08 2021-05-14 舍弗勒技术股份两合公司 带双离合器的两档变速电桥驱动系统
CN114222677A (zh) * 2019-11-08 2022-03-22 舍弗勒技术股份两合公司 带双离合器的两档变速电桥驱动系统
CN112829739A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 广州汽车集团股份有限公司 混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统
CN112829739B (zh) * 2019-11-22 2023-04-07 广州汽车集团股份有限公司 混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统
CN114312788A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 深圳臻宇新能源动力科技有限公司 车辆驾驶控制方法、控制系统和车辆

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