CN115214343A - 混合动力耦合系统、控制方法及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请属于车辆控制技术领域,具体涉及一种混合动力耦合系统、控制方法及车辆。该混合动力耦合系统包括动力源、第一动力传输单元、第二动力传输单元以及控制器,动力源包括发动机以及驱动电机;第一动力传输单元包括至少一个离合器,设置在输入轴与中间轴的动力传输路径上,以控制输入轴与中间轴的动力耦合与解耦;第二动力传输单元包括至少两个离合器,各自分别设置在驱动电机与中间轴的至少两个传输路径上,以使驱动电机输出的动力通过至少两个动力传输路径以实现至少两种不同的传动比;控制器控制第一动力传输单元与第二动力传输单元中动力传输路径的通断,以匹配不同的运行模式。这样,实现了整车多档位的设置,提高了整车的动力性能。
Description
技术领域
本申请属于车辆控制技术领域,具体涉及一种混合动力耦合系统、控制方法及车辆。
背景技术
最常见的混合动力汽车是有发动机和电动机,发动机消耗燃油,牵引电动机消耗动力电池的电能。近年来,用于混合动力汽车的混合动力耦合系统及其工作模式已成为研究热点。
目前常见的混合动力耦合系统在传动方案中普遍采用单一档位的结构,这样整个传动系统就只有一个固定的速比,在某些工况下,无法匹配运行模式,使得整车的动力性受限。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种混合动力耦合系统、控制方法及车辆,在一定程度上可以实现多档位的控制,以提高整车的动力性能。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种混合动力耦合系统,包括:
动力源,包括发动机以及驱动电机;所述发动机与输入轴连接;
第一动力传输单元,包括至少一个离合器,所述至少一个离合器设置在所述输入轴与中间轴的动力传输路径上,以控制所述输入轴与所述中间轴的动力耦合与解耦;
第二动力传输单元,包括至少两个离合器,所述至少两个离合器各自分别设置在所述驱动电机与所述中间轴的至少两个传输路径上,以使所述驱动电机输出的动力通过所述至少两个动力传输路径以实现至少两种不同的传动比;
控制器,控制所述第一动力传输单元与所述第二动力传输单元中动力传输路径的通断,以匹配不同的运行模式。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述第一动力传输单元包括第一离合器以及第一齿轮组,所述第一齿轮组设置在所述第一离合器与所述中间轴之间,当所述第一离合器处于结合状态时,所述输入轴与所述中间轴建立连接。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述第二动力传输单元包括第一动力传输路径,所述驱动电机输出的动力通过所述第一动力传输路径传输至所述中间轴;
所述第一动力传输路径包括第二离合器、第一连接轴和第二齿轮组,所述第二离合器的主动端与所述驱动电机连接,所述第二离合器的从动端通过所述第一连接轴与所述第二齿轮组连接;所述第二齿轮组设置在所述中间轴上;
当所述第二离合器处于结合状态时,所述驱动电机输出的动力沿着所述第一连接轴,经过所述第二齿轮组传输至所述中间轴。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述第二动力传输单元包括第二动力传输路径,所述驱动电机输出的动力通过所述第二动力传输路径传输至所述中间轴;
所述第二动力传输路径包括第三离合器、第二连接轴和第三齿轮组,所述第三离合器的主动端与所述驱动电机连接,所述第三离合器的从动端通过所述第二连接轴与所述第三齿轮组连接;所述第三齿轮组设置在所述中间轴上;
当所述第三离合器处于结合状态时,所述驱动电机输出的动力沿着所述第二连接轴,经过所述第三齿轮组传输至所述中间轴。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述第二离合器和所述第三离合器集成为共用离合器壳体的双离合器。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述混合动力耦合系统还包括第四齿轮组和差速器,所述第四齿轮组设置在所述中间轴与所述差速器之间,以将传输至所述中间轴的动力输出至所述差速器。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述第四齿轮组包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮与所述中间轴同轴设置,所述第二齿轮与所述差速器同轴设置,以将所述中间轴输出的动力耦合至所述差速器。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述混合动力耦合系统还包括发电机,所述发电机设置在于所述发动机连接的输入轴上;或
所述混合动力耦合系统还包括升速齿轮,所述发电机通过所述升速齿轮与所述输入轴连接。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种混合动力耦合系统的控制方法,应用于如上所述的混合动力耦合系统,所述混合动力耦合系统包括发动机、发电机、驱动电机、第一动力传输单元和第二动力传输单元,所述第一动力传输单元包括第一离合器,所述第二动力传输单元包括第二离合器和第三离合器,所述控制方法包括:
获取车辆当前的电池电量、油门开度以及车速;
根据所述车辆当前的电池电量、所述油门开度和所述车速,确定所述车辆的工作模式;
根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为怠速发电模式时,控制所述发动机以及所述发电机工作、所述驱动电机停止工作;
控制所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器均断开,以使所述发动机驱动所述发电机发电。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为纯电动模式时,控制所述驱动电机工作,所述发动机以及所述发电机停止工作;
控制所述第一离合器断开,所述第二离合器或者所述第三离合器结合,以使所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为增程模式时,控制所述发动机、所述发电机以及所述驱动电机工作;
并控制所述第一离合器断开,控制所述第二离合器或者所述第三离合器其中一个结合,以使所述发动机驱动所述发电机发电,同时所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
在本申请的一些实施例中,基于以上技术方案,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为混动模式时,控制所述发动机、所述发电机以及所述驱动电机均工作;
控制所述第一离合器结合,所述第二离合器或者所述第三离合器结合,以使所述发动机带动所述发电机发电,所述发动机输出的动力输出至驱动轮,同时所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种车辆,该车辆包括如上述所述的混合动力耦合系统。
在本申请实施例提供的技术方案中,通过将至少一个离合器设置在输入轴与中间轴的动力传输路径,以控制输入轴与中间轴的动力耦合与解耦;而将至少两个离合器分别设置在驱动电机与中间轴的至少两个传输路径,以实现至少两种不同的传动比,从而可以提供更宽的传动比选择范围,可以使得发动机以及驱动电机更合理的运行在高效率区间,实现了整车可以多档位控制的同时提高了整车动力性和经济性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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他的附图。
图1示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统架构框图。
图2示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统的结构示意图。
图3示意性地示出了应用本申请另一实施例的混合动力耦合系统的结构示意图。
图4示意性地示出了本申请一实施例提供的混合动力耦合系统的控制方法步骤流程。
图5示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在怠速发电模式下的动力传输路线图。
图6示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在纯电动一档模式下的动力传输路线图。
图7示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在纯电动二档模式下的动力传输路线图。
图8示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在增程一档模式下的动力传输路线图。
图9示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在增程二档模式下的动力传输路线图。
图10示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在混合驱动一档工作模式下的动力传输路线图。
图11示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在混合驱动二档工作模式下的动力传输路线图。
其中,1-发动机;2-发电机;3-驱动电机;4-第一离合器;5-第二离合器;6-第三离合器;7-第一齿轮;8-第二齿轮;9-第三齿轮;10-第四齿轮;11-第五齿轮;12-第六齿轮;13-第七齿轮;14-输入轴;15-中间轴;16-第一连接轴;17-第二连接轴;18-差速器;19-驱动轮;20-减震器;21-升速齿轮;100-混合动力耦合系统;101-动力源;102-第一动力传输单元;103-第二动力传输单元;104-控制器。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体,不一定必须与物理上独立的实体相对应。即,可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解,而有的操作/步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
下面结合具体实施方式对本申请提供的混合动力耦合系统、控制方法及车辆做出详细说明。
图1示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统架构框图。参见图1,该混合动力耦合系统100包括:
动力源101,用于给驱动轮19提供动力,动力源101包括发动机1以及驱动电机3;发动机1与输入轴14连接;
第一动力传输单元102,包括至少一个离合器,至少一个离合器设置在输入轴14与中间轴15的动力传输路径上,以控制输入轴14与中间轴15的动力耦合与解耦;
第二动力传输单元103,包括至少两个离合器,至少两个离合器各自分别设置在驱动电机3与中间轴15的至少两个传输路径上,以使驱动电机3输出的动力通过至少两个动力传输路径以实现至少两种不同的传动比;
控制器104,控制第一动力传输单元102与第二动力传输单元103中动力传输路径的通断,以匹配不同的运行模式。
通过控制器104控制第一动力传输单元102与第二动力传输单元103中动力传输路径的通断,可以实现怠速发电模式、纯电动模式、增程模式、混合驱动模式、制动能量回收模式等多种工作模式的自动切换,从而有效降低油耗,提高燃油经济性。
在本申请实施例提供的技术方案中,通过将至少一个离合器设置在输入轴与中间轴的动力传输路径,以控制输入轴与中间轴的动力耦合与解耦;而将至少两个离合器分别设置在驱动电机与中间轴的至少两个传输路径,以实现至少两种不同的传动比,从而可以提供更宽的传动比选择范围,可以使得发动机以及驱动电机更合理的运行在高效率区间,实现了整车可以多档位控制的同时提高了整车动力性和经济性。
另外,本申请的多档位实现方式相对于采用同步器与换挡执行机构进行多档位控制的方案,省去了同步器和换挡执行机构的设置,使得结构紧凑,集成度高,各部件布局合理,有利于装配且节省空间,从而提高了车内空间利用率。通过两个离合器的切换控制实现换挡,换挡过程无动力中断,提高了换挡舒适性。
在本申请的一个实施例中,参见图2,图2示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统的结构示意图。第一动力传输单元102包括第一离合器4以及第一齿轮组,第一齿轮组设置在第一离合器4与中间轴15之间,当第一离合器4处于结合状态时,输入轴14与中间轴15建立连接。
其中,第一齿轮组包括第三齿轮9和第四齿轮10,第三齿轮9设置在输入轴14上,第四齿轮10设置在中间轴15上,第三齿轮9和第四齿轮10啮合。当第一离合器处于结合状态时,发动机1输出的动力通过输入轴14,经过第三齿轮9和第四齿轮10传输至中间轴15,以使得输入轴14与中间轴15建立连接,然后将发动机1输出的动力经过中间轴15传输至驱动轮19。
这样,通过将第一齿轮组设置在第一离合器和中间轴之间,有利于导通输入轴与中间轴,从而使得发动机输出的动力耦合至中间轴,以增加输出至驱动轮的动力,有利于提高整车的动力性能。
在本申请的一个实施例中,混合动力耦合系统还包括减震器20,设置在发动机和第一离合器4之间,减振器的输入端与发动机相连,减振器的输出端与第一离合器4的主动端相连。具体的,减振器可以为扭转减振器或双质量飞轮,以用于对发动机的输出进行缓冲和减振。
在本申请的一个实施例中,第二动力传输单元103包括第一动力传输路径,驱动电机3输出的动力通过第一动力传输路径传输至中间轴15;
第一动力传输路径包括第二离合器5、第一连接轴16和第二齿轮组,第二离合器5的主动端与驱动电机3连接,第二离合器5的从动端通过第一连接轴16与第二齿轮组连接;第二齿轮组设置在中间轴15上;
当第二离合器5处于结合状态时,驱动电机3输出的动力沿着第一连接轴16,经过第二齿轮组传输至中间轴15。
其中,第二齿轮组包括第五齿轮11和第六齿轮12,第五齿轮11设置在中间轴15上,第六齿轮12设置在第一连接轴16上,第五齿轮11和第六齿轮12啮合。当第二离合器处于结合状态时,驱动电机输出的动力通过第一连接轴16,经过第五齿轮11和第六齿轮12传输至中间轴15,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴15传输至驱动轮19。
这样,驱动电机通过第一动力传输路径将驱动电机输出的动力传输至与驱动轮连接的中间轴,并通过中间轴将动力传输至驱动轮,实现第一传动比的控制,从而可以提供更宽的速比选择范围,实现了整车第一档位的控制,可以使得驱动电机更合理的运行在高效率区间,提高了整车的动力性和经济性。
在本申请的一个实施例中,第二动力传输单元103包括第二动力传输路径,驱动电机3输出的动力通过第二动力传输路径传输至中间轴15;
第二动力传输路径包括第三离合器6、第二连接轴17和第三齿轮组,第三离合器6的主动端与驱动电机3连接,第三离合器6的从动端通过第二连接轴17与第三齿轮组连接;第三齿轮组设置在中间轴15上;
当第三离合器6处于结合状态时,驱动电机3输出的动力沿着第二连接轴17,经过第三齿轮组传输至中间轴15。
其中,第三齿轮组包括第四齿轮10和第七齿轮13,第四齿轮10设置在中间轴15上,第七齿轮13设置在第二连接轴17上,第四齿轮10和第七齿轮13啮合。当第三离合器处于结合状态时,驱动电机输出的动力通过第二连接轴17,经过第四齿轮10和第七齿轮13传输至中间轴15,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴15传输至驱动轮19。
这样,驱动电机通过第二动力传输路径将驱动电机输出的动力传输至与驱动轮连接的中间轴,并通过中间轴将动力传输至驱动轮,实现第二传动比的控制,从而可以提供更宽的速比选择范围,实现了整车第二档位的控制,可以使得驱动电机更合理的运行在高效率区间,提高了整车的动力性和经济性。
在本申请的一个实施例中,第一连接轴16为空心轴,第二连接轴17从其中间穿过,从而使得结构紧凑,节省空间。
在本申请的一个实施例中,第二离合器5和第三离合器6集成为共用离合器壳体的双离合器。
这样,通过将第二离合器和第三离合器集成为双离合器,使得结构紧凑,尺寸小,节省空间,方便布置,克服了相关技术方案中混合动力汽车及其动力总成尺寸空间大,结构复杂等缺点。而且采用双离合器实现换挡,其同步容量较同步器大,有利于实现换挡,有效避免换挡打齿等问题,也不需要一套专门操纵同步器的换挡机构。
在本申请的一个实施例中,混合动力耦合系统还包括第四齿轮组和差速器18,第四齿轮组设置在中间轴15与差速器18之间,以将传输至中间轴15的动力输出至差速器18。
这样,通过将第四齿轮组设置在中间轴与差速器之间,从而有利于传输至中间轴的动力输出至差速器,从而提高了整车的动力性能。
在本申请的一个实施例中,对于第四齿轮组的设置具体地,第四齿轮组包括相啮合的第一齿轮7和第二齿轮8,第一齿轮7与中间轴15同轴设置,第二齿轮8与差速器18同轴设置,以将中间轴15输出的动力耦合至差速器18。
这样,通过将第四齿轮组设置在中间轴与差速器之间,从而有利于传输至中间轴的动力输出至差速器,从而提高了整车的动力性能。
在本申请的一个实施例中,混合动力耦合系统还包括发电机2,发电机2设置在于发动机连接的输入轴14上。这样,有利于实现发动机带动发电机发电。
参见图3,图3示意性地示出了应用本申请另一实施例的混合动力耦合系统的结构示意图。该混合动力耦合系统还包括升速齿轮21,发电机通过升速齿轮21与输入轴14连接。这样,发电机增加一对升速齿轮,可以优化发电时发动机的工作区间,提升发动机发电的效率。
以下介绍本申请的方法实施例,应用于如上的混合动力耦合系统,混合动力耦合系统包括发动机、发电机、驱动电机、第一动力传输单元和第二动力传输单元,第一动力传输单元包括第一离合器,第二动力传输单元包括第二离合器和第三离合器。
参见图4,图4示意性地示出了本申请一实施例提供的混合动力耦合系统的控制方法步骤流程。该混合动力耦合系统的控制方法的执行主体可以为控制器,主要可以包括如下的步骤S401至步骤S403。
步骤S401,获取车辆当前的电池电量、油门开度以及车速;
步骤S402,根据车辆当前的电池电量、油门开度和车速,确定车辆的工作模式;
步骤S403,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器、第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前车辆的工作模式匹配。
这样,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器、第三离合器所在动力传输路径的通断,可以实现怠速发电模式、纯电动模式、增程模式、混合驱动模式、制动能量回收模式等多种工作模式的自动切换,从而有效降低油耗,提高燃油经济性。
在本申请的一个实施例中,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器以及第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前车辆的工作模式匹配,包括:
当车辆的工作模式为怠速发电模式时,控制发动机以及发电机工作、驱动电机停止工作;
控制第一离合器、第二离合器以及第三离合器均断开,以使发动机驱动发电机发电。
当车辆处于怠速且电池电量SOC值低于第一阈值时,控制发电机启动发动机,启动后的发动机驱动发电机发电,控制驱动电机不工作,控制第一离合器、第二离合器和第三离合器均断开,此时车辆以怠速发电工作模式运转,动力传递路线参见图5中箭头所示,图5示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在怠速发电模式下的动力传输路线图。发动机输出的动力通过输入轴传输至发电机,驱动发电机发电。
在本申请的一个实施例中,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器、第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前车辆的工作模式匹配,包括:
当车辆的工作模式为纯电动模式时,控制驱动电机工作,发动机以及发电机停止工作;
控制第一离合器断开,第二离合器或者第三离合器结合,以使驱动电机输出的动力通过第二离合器或者第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
当车辆电池SOC值高于第一阈值且油门开度小于第二阈值时,控制发动机、发电机均不工作,控制第一离合器断开,控制第二离合器和第三离合器一个闭合,一个断开,控制驱动电机驱动,此时车辆以纯电动工作模式运转。
具体地,当车速低于第三阈值时,第二离合器闭合,第三离合器断开,此时车辆以纯电动一档工作模式运转。参见图6中箭头所示,图6示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在纯电动一档模式下的动力传输路线图。驱动电机输出的动力通过第一连接轴,经过第五齿轮和第六齿轮传输至中间轴,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴传输至驱动轮。
当车速高于第三阈值时,第二离合器断开,第三离合器闭合,此时车辆以纯电动二档工作模式运转。参见图7中箭头所示,图7示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在纯电动二档模式下的动力传输路线图。驱动电机输出的动力通过第二连接轴,经过第四齿轮和第七齿轮传输至中间轴,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴传输至驱动轮。
在本申请的一个实施例中,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器、第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前车辆的工作模式匹配,包括:
当车辆的工作模式为增程模式时,控制发动机、发电机以及驱动电机工作;
控制第一离合器断开,控制第二离合器或者第三离合器其中一个结合,以使发动机驱动发电机发电,同时驱动电机输出的动力通过第二离合器或者第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
当车辆电池SOC值低于第一阈值且油门开度小于第二阈值时,控制发电机启动发动机,启动后的发动机带动发电机发电,控制第一离合器断开,控制第二离合器和第三离合器一个闭合,一个断开,控制驱动电机驱动,此时车辆以增程工作模式运转。
具体地,当车速低于第三阈值时,第二离合器闭合,第三离合器断开,此时车辆以增程一档工作模式运转。参见图8中箭头所示,图8示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在增程一档模式下的动力传输路线图。发动机输出的动力通过输入轴传输至发电机,带动发电机发电。而且驱动电机输出的动力通过第一连接轴,经过第五齿轮和第六齿轮传输至中间轴,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴传输至驱动轮。
当车速高于第三阈值时,第二离合器断开,第三离合器闭合,此时车辆以增程二档工作模式运转。参见图9中箭头所示,图9示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在增程二档模式下的动力传输路线图。发动机输出的动力通过输入轴传输至发电机,带动发电机发电。而且驱动电机输出的动力通过第二连接轴,经过第四齿轮和第七齿轮传输至中间轴,然后将驱动电机输出的动力经过中间轴传输至驱动轮。
在本申请的一个实施例中,根据车辆的工作模式,控制发动机、发电机、驱动电机的工作状态,以及第一离合器、第二离合器、第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前车辆的工作模式匹配,包括:
当车辆的工作模式为混动模式时,控制发动机、发电机以及驱动电机均工作;
控制第一离合器结合,第二离合器或者第三离合器结合,以使发动机带动发电机发电,发动机输出的动力输出至驱动轮,同时驱动电机输出的动力通过第二离合器或者第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
当车辆油门开度大于第三阈值时,控制发电机启动发动机,启动后的发动机一部分动力用来带动发电机发电,以向电池充电或给驱动电机供电;另一部分动力经第一离合器、第三齿轮传递到第四齿轮,用于车辆驱动;控制第一离合器闭合,控制第二离合器和第三离合器一个闭合,一个断开,控制驱动电机驱动,此时车辆以混合驱动工作模式运转。
具体地,当车速低于第三阈值时,第二离合器闭合,第三离合器断开,此时车辆以混合驱动一档工作模式运转。参见图10中箭头所示,图10示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在混合驱动一档工作模式下的动力传输路线图。发动机带动发电机发电,发动机输出的动力经过中间轴输出至驱动轮,同时驱动电机输出的动力通过第二离合器或所在的动力传输路径传输至驱动轮。
当车速高于第三阈值时,第二离合器断开,第三离合器闭合,此时车辆以混合驱动二档工作模式运转。参见图11中箭头所示,图11示意性地示出了应用本申请一实施例的混合动力耦合系统在混合驱动二档工作模式的动力传输路线图。发动机带动发电机发电,发动机输出的动力经过中间轴输出至驱动轮,同时驱动电机输出的动力通过第三离合器或所在的动力传输路径传输至驱动轮。
需要说明的是,本实施例不对第一阈值、第二阈值和第三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、第二阈值和第三阈值的取值都不尽相同。设定好第一阈值、第二阈值和第三阈值后,则自动判断并根据判断结果在各种工作模式间自动切换。
在本申请的一个实施例中,车辆的工作模式还包括制动能量回收模式,在该模式下,断开第一离合器,断开第二离合器和第三离合器,发动机和发电机不工作。当车辆制动减速时,控制驱动电机产生制动力矩使车辆减速,同时其电机绕组中将产生感应电流向电池充电,实现制动能量的回收。即在制动时控制驱动电机产生制动力矩并且在绕组中产生感应电流以向电池充电,从而实现了能量的循环利用。
应当注意,尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种车辆,该车辆包括如上述的混合动力耦合系统和控制器,控制器用于控制混合动力耦合系统执行如上述的混合动力耦合系统的控制方法。
本申请各实施例中提供的混合动力耦合系统以及混合动力耦合系统的控制方法的具体细节已经在对应的结构以及方法实施例中进行了详细的描述,此处不再赘述。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本申请的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (14)
1.一种混合动力耦合系统,其特征在于,包括:
动力源,包括发动机以及驱动电机;所述发动机与输入轴连接;
第一动力传输单元,包括至少一个离合器,所述至少一个离合器设置在所述输入轴与中间轴的动力传输路径上,以控制所述输入轴与所述中间轴的动力耦合与解耦;
第二动力传输单元,包括至少两个离合器,所述至少两个离合器各自分别设置在所述驱动电机与所述中间轴的至少两个传输路径上,以使所述驱动电机输出的动力通过所述至少两个动力传输路径以实现至少两种不同的传动比;
控制器,控制所述第一动力传输单元与所述第二动力传输单元中动力传输路径的通断,以匹配不同的运行模式。
2.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述第一动力传输单元包括第一离合器以及第一齿轮组,所述第一齿轮组设置在所述第一离合器与所述中间轴之间,当所述第一离合器处于结合状态时,所述输入轴与所述中间轴建立连接。
3.根据权利要求1所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述第二动力传输单元包括第一动力传输路径,所述驱动电机输出的动力通过所述第一动力传输路径传输至所述中间轴;
所述第一动力传输路径包括第二离合器、第一连接轴和第二齿轮组,所述第二离合器的主动端与所述驱动电机连接,所述第二离合器的从动端通过所述第一连接轴与所述第二齿轮组连接;所述第二齿轮组设置在所述中间轴上;
当所述第二离合器处于结合状态时,所述驱动电机输出的动力沿着所述第一连接轴,经过所述第二齿轮组传输至所述中间轴。
4.根据权利要求3所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述第二动力传输单元包括第二动力传输路径,所述驱动电机输出的动力通过所述第二动力传输路径传输至所述中间轴;
所述第二动力传输路径包括第三离合器、第二连接轴和第三齿轮组,所述第三离合器的主动端与所述驱动电机连接,所述第三离合器的从动端通过所述第二连接轴与所述第三齿轮组连接;所述第三齿轮组设置在所述中间轴上;
当所述第三离合器处于结合状态时,所述驱动电机输出的动力沿着所述第二连接轴,经过所述第三齿轮组传输至所述中间轴。
5.根据权利要求4所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述第二离合器和所述第三离合器集成为共用离合器壳体的双离合器。
6.根据权利要求4所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述混合动力耦合系统还包括第四齿轮组和差速器,所述第四齿轮组设置在所述中间轴与所述差速器之间,以将传输至所述中间轴的动力输出至所述差速器。
7.根据权利要求6所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述第四齿轮组包括相啮合的第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮与所述中间轴同轴设置,所述第二齿轮与所述差速器同轴设置,以将所述中间轴输出的动力耦合至所述差速器。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的混合动力耦合系统,其特征在于,所述混合动力耦合系统还包括发电机,所述发电机设置在于所述发动机连接的输入轴上;或
所述混合动力耦合系统还包括升速齿轮,所述发电机通过所述升速齿轮与所述输入轴连接。
9.一种混合动力耦合系统的控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1至8任意一项所述的混合动力耦合系统,所述混合动力耦合系统包括发动机、发电机、驱动电机、第一动力传输单元和第二动力传输单元,所述第一动力传输单元包括第一离合器,所述第二动力传输单元包括第二离合器和第三离合器;
所述控制方法包括:
获取车辆当前的电池电量、油门开度以及车速;
根据所述车辆当前的电池电量、所述油门开度和所述车速,确定所述车辆的工作模式;
根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配。
10.根据权利要求9所述的混合动力耦合系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为怠速发电模式时,控制所述发动机以及所述发电机工作、所述驱动电机停止工作;
控制所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第三离合器均断开,以使所述发动机驱动所述发电机发电。
11.根据权利要求9所述的混合动力耦合系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为纯电动模式时,控制所述驱动电机工作,所述发动机以及所述发电机停止工作;
控制所述第一离合器断开,所述第二离合器或者所述第三离合器结合,以使所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
12.根据权利要求9所述的混合动力耦合系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为增程模式时,控制所述发动机、所述发电机以及所述驱动电机均工作;
控制所述第一离合器断开,控制所述第二离合器或者所述第三离合器其中一个结合,以使所述发动机驱动所述发电机发电,同时所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
13.根据权利要求9所述的混合动力耦合系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述车辆的工作模式,控制所述发动机、所述发电机、所述驱动电机的工作状态,以及所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器所在动力传输路径的通断,以与当前所述车辆的工作模式匹配,包括:
当所述车辆的工作模式为混动模式时,控制所述发动机、所述发电机以及所述驱动电机均工作;
控制所述第一离合器结合,所述第二离合器或者所述第三离合器结合,以使所述发动机带动所述发电机发电,所述发动机输出的动力输出至驱动轮,同时所述驱动电机输出的动力通过所述第二离合器或者所述第三离合器所在的动力传输路径传输至驱动轮。
14.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1至8任意一项所述的混合动力耦合系统。
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CN202210832626.3A CN115214343A (zh) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 混合动力耦合系统、控制方法及车辆 |
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Cited By (1)
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CN115817143A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-03-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | 混合动力耦合系统、控制方法及车辆 |
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