一种四驱混合动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种四驱混合动力系统及其控制方法，其中四驱混合动力系统包括：前轴驱动总成和后轴驱动总成，前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、ISG电机以及变速箱，后轴驱动总成包括同轴相连的后轴电机和差减速器，ISG电机与第一电机控制器电连接，后轴电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与动力电池电连接；整车控制器，分别与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统信号连接，用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值，进行扭矩分配。本发明专利技术实施例结构简单、成本相对低廉，车辆前后轴能够独立进行驱动，能够改善车辆的动力加速性、燃油经济性、行驶稳定性和车辆对行驶环境适应性。

Four-wheel drive hybrid power system and control method thereof

The invention provides a four-wheel drive hybrid power system and its control method, including four-wheel drive hybrid system includes front axle drive assembly and the rear axle drive assembly, front axle drive assembly comprises a coaxial connection engine, ISG motor and gearbox, rear axle drive axle assembly comprises a motor coaxially connected and differential gear reducer, motor connected ISG with the first motor controller of electric motor, the rear axle is connected with the second electric motor controller, the first motor controller and second motor controller are connected with the power battery electric vehicle; controller is respectively connected with the first motor controller and second motor controller, a battery management system and engine management system for vehicle driving signal according to the numerical conditions and vehicle sensors, torque distribution. The embodiment of the invention has the advantages of simple structure, low cost, vehicle front and rear axle can drive independently, power can improve the vehicle acceleration performance, fuel economy, driving stability of vehicle and driving environment adaptability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种四驱混合动力系统及其控制方法。
技术介绍
混合动力汽车领域具备各种结构的车型，按混合强度区分，可以分为：弱混、中混和强混。其中弱混主要指BSG结构的混合动力，即为发动机加一个启动电机，该启动电机具有协助启动发动机和自动停机及滑行回收等功能，节油率约为5%；中混主要包括加入ISG电机或者再加入一个小功率的后驱电机等，除了能实现弱混的功能以外，还能实现低速纯电功能。上述的混合动力一般都是属于两驱混合动力，当车辆前轮一侧涉水或者涉冰处于打滑时，车辆容易失控，而且两驱混合动力车辆在泞泥路面行驶时也容易因驱动轮陷入泥潭导致车辆受困。基于一般混合动力汽车为两驱的现状，遇见附着不好的路面会出现打滑现象。FF车型会因为轮子的空转而转向不足，偏离了弯道，而FR车型则会甩尾。如果采用传统四驱车构造的混合动力系统，由于存在中央差速器等结构，会导致结构复杂、成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种能够改善车辆的动力加速性、燃油经济性、行驶稳定性，并且结构简单的四驱混合动力系统及其控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种四驱混合动力系统，包括：前轴驱动总成和后轴驱动总成，前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、ISG电机以及变速箱，后轴驱动总成包括同轴相连的后轴电机和差减速器，ISG电机与第一电机控制器电连接，后轴电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与动力电池电连接；整车控制器，分别与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统信号连接，用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值，对前轴驱动总成和后轴驱动总成进行扭矩分配。其中，所述与后轴电机同轴相连的差减速器具有大减速比。其中，所述整车控制器与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统均通过CAN总线交互通讯。其中，所述四驱混合动力系统为四驱插电式混合动力系统。其中，所述整车控制器还用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值选择纯电动模式、增程模式或混动模式。本专利技术还提供一种四驱混合动力系统的控制方法，包括：整车控制器VCU向ISG电机发送扭矩请求指令，ISG电机输出扭矩启动发动机；VCU根据动力电池当前SOC值，控制发动机停机，由后轴电机进行起步驱动；VCU根据当前油门深度、SOC值和车速，计算当前整车驱动扭矩需求，在SOC值高于某一阈值并且在后轴电机能够满足的功率范围内，将扭矩全部分配给后轴电机，由后轴电机进行行驶驱动。其中，如果当前SOC值大于或等于自动停机阈值时，发动机进入自动停机状态，VCU根据驾驶员的油门深度计算驾驶员扭矩请求，将驾驶员扭矩请求发送给第二电机控制器，由后轴电机进行起步驱动，车辆进入纯电动模式。其中，如果当前SOC值低于自动停机阈值时，由ISG电机进行发电，后轴电机进行起步驱动，车辆进入增程模式。其中，如果后轴电机的功率不能满足驾驶员的扭矩需求，VCU将启动发动机，车辆进入混动模式，发动机将多余的扭矩用于发电，如果扭矩仍不足，由后轴电机输出不足部分的扭矩进行辅助；如果发动机和后轴电机的扭矩都不能满足驾驶员扭矩需求时，由ISG电机输出扭矩进行辅助。其中，VCU接收到强制纯电动信号时，判断当前SOC值是否大于强制纯电动阈值，如果是，VCU将扭矩只分配给后轴电机。其中，所述强制纯电动阈值大于所述自动停机阈值，所述自动停机阈值为一迟滞环[第二自动停机阈值，第一自动停机阈值]。其中，所述第一自动停机阈值设置为25%-30%，所述第二自动停机阈值设置为15%-25%。其中，车辆在进行制动或者滑行时，VCU根据车速及制动踏板深度，给后轴电机发送负扭矩，进行制动及滑行能量回收。本专利技术实施例的四驱混合动力系统及其控制方法，结构简单、成本相对低廉，车辆前后轴的动力分配是整车控制器VCU根据车辆的当前的工况智能分配的，前后轴能够独立进行驱动，车辆的循迹性能更好，能够改善车辆的动力加速性、燃油经济性、行驶稳定性和车辆对行驶环境适应性，车辆的通过性能更好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例一四驱混合动力系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例中车辆行驶模式选择示意图。图3是本专利技术实施例二四驱混合动力系统的控制方法的流程示意图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本专利技术，而非对本专利技术保护范围的限制。请参照图1所示，本专利技术实施例提供一种四驱混合动力系统，包括：前轴驱动总成和后轴驱动总成，前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、ISG电机以及变速箱，后轴驱动总成包括同轴相连的后轴电机和差减速器，ISG电机与第一电机控制器电连接，后轴电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与动力电池电连接；整车控制器，分别与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统信号连接，用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值，对前轴驱动总成和后轴驱动总成进行扭矩分配。其中，与后轴电机同轴相连的差减速器具有大减速比。上述混合动力系统的优点是结构简单、成本相对低廉、燃油经济性高的特点，而且前后轴能够独立进行驱动，能够根据车辆行驶工况进行智能化地分配扭矩，在整车控制和系统集成方面更适合产业化生产。根据图1所示，本专利技术实施例在起动发电一体机ISG（Integratestarter/generator）四驱混合动力汽车（E4WD）的基础上，加入了一个后轴电机（ElectricRearAxleDriveMotor，或称ERAD电机），该后轴电机通过具有大减速比的差减速器与后轴相连。图中MCU为电机控制器（MotorControlUnit），其中，ISG电机由第一电机控制器MCU1控制，后轴电机由第二电机控制器MCU2控制，动力电池由电池管理系统BMS（BatteryManagementSystem）控制，MCU1、MCU2、BMS和发动机管理系统EMS都与整车控制器VCU（VehicleControlSystem）通过CAN总线交互通讯，由整车控制器VCU进行车辆的监控、驾驶员扭矩请求计算和扭矩前后轴分配等。本专利技术实施例应用于四驱混合动力汽车，可以采用插电式混合动力（PHEV）和非插电式混合动力（HEV）。如果采用插电式混合动力，其电池容量和后轴电机功率可以加大，后轴电机可以更多地参与驱动，此类混合动力系统可以归属为强混；如果采用非插电式混合动力，其电池容量和后轴电机功率将比较小，后轴电机的输出主要用于车辆起步、换挡辅助及全油门加速辅助等少数工况，归属为中混。本实施例优选应用于插电式混合动力，因归属于强混系列，能有效地保证车辆的后轴驱动的动力性。本专利技术是通过整车控制器VCU根据车辆行驶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四驱混合动力系统，其特征在于，包括：前轴驱动总成和后轴驱动总成，前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、ISG电机以及变速箱，后轴驱动总成包括同轴相连的后轴电机和差减速器，ISG电机与第一电机控制器电连接，后轴电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与动力电池电连接；整车控制器，分别与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统信号连接，用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值，对前轴驱动总成和后轴驱动总成进行扭矩分配。

【技术特征摘要】
1.一种四驱混合动力系统，其特征在于，包括：前轴驱动总成和后轴驱动总成，前轴驱动总成包括同轴相连的发动机、ISG电机以及变速箱，后轴驱动总成包括同轴相连的后轴电机和差减速器，ISG电机与第一电机控制器电连接，后轴电机与第二电机控制器电连接，第一电机控制器和第二电机控制器均与动力电池电连接；整车控制器，分别与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统信号连接，用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值，对前轴驱动总成和后轴驱动总成进行扭矩分配。2.根据权利要求1所述的四驱混合动力系统，其特征在于，所述与后轴电机同轴相连的差减速器具有大减速比。3.根据权利要求1所述的四驱混合动力系统，其特征在于，所述整车控制器与第一电机控制器、第二电机控制器、电池管理系统以及发动机管理系统均通过CAN总线交互通讯。4.根据权利要求1所述的四驱混合动力系统，其特征在于，所述四驱混合动力系统为四驱插电式混合动力系统。5.根据权利要求1所述的四驱混合动力系统，其特征在于，所述整车控制器还用于根据车辆行驶工况和车辆传感器数值选择纯电动模式、增程模式或混动模式。6.一种如权利要求1-5任一项所述的四驱混合动力系统的控制方法，包括：整车控制器VCU向ISG电机发送扭矩请求指令，ISG电机输出扭矩启动发动机；VCU根据动力电池当前SOC值，控制发动机停机，由后轴电机进行起步驱动；VCU根据当前油门深度、SOC值和车速，计算当前整车驱动扭矩需求，在SOC值高于某一阈值并且在后轴电机能够满足的功率范围内，将扭矩全部分配给后轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘前锦，王俊华，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44