混合动力耦合机构、控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力耦合机构，包括：发动机，单向离合器，扭转减震器，发电机，第一行星排，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，制动器，第二行星排，所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，驱动电机，差速器。本发明专利技术还提供了一种混合动力耦合控制系统和控制方法。本发明专利技术的混合动力耦合机构、控制系统和控制方法系统效率高、经济性能好。

Hybrid coupling mechanism, control system and control method

【技术实现步骤摘要】
混合动力耦合机构、控制系统及控制方法
本专利技术涉及汽车
，具体涉及一种混合动力耦合机构、控制系统及控制方法。
技术介绍
目前，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。发动机(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，这时发动机(内燃机)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，实现发动机(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发动机(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。电机并联混合系统有两条并行的独立的动力链：一条动力链由传统的机械变速器组成，另一条动力链由电机－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，整体系统的效率高；然而，此并联混合系统需两套独立的子系统，造价高，而且通常只用于弱混合系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混合动力耦合机构、控制系统及控制方法，其系统效率高、经济性能好。为实现上述目的，本专利技术所提供的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；单向离合器，其与所述发动机输出轴相连以使所述发动机只正向转动；扭转减震器，其连接在所述发动机输出轴上并位于所述发动机与单向离合器之间；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，其与所述第一太阳轮连接；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，所述第二内齿圈固定，所述第二太阳轮通过第一齿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，其输出端通过第二齿轮与所述第二行星排的第二太阳轮相连接，所述驱动电机与所述发电机平行设置；差速器，其与所述第二行星排的第二行星架相连接，并与车轮轮轴相连接。上述混合动力耦合机构中，在需要进行制动时，所述驱动电机可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。为了解决相同的技术问题，本专利技术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，其包括混合动力耦合机构和模式控制装置，其中：所述混合动力耦合机构包括：发动机；单向离合器，其与所述发动机输出轴相连以使所述发动机只正向转动；扭转减震器，其连接在所述发动机输出轴上并位于所述发动机与单向离合器之间；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，其与所述第一太阳轮连接；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，所述第二内齿圈固定，所述第二太阳轮通过第一齿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，其输出端通过第二齿轮与所述第二行星排的第二太阳轮相连接，所述驱动电机与所述发电机平行设置；差速器，其与所述第二行星排的第二行星架相连接，并与车轮轮轴相连接；所述模式控制装置，用于根据当前电池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，所述工作模式包括单电机纯电动驱动模式、双电机纯电动驱动模式、发动机单独驱动模式以及混合驱动模式。上述混合动力耦合控制系统中，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。上述混合动力耦合控制系统中，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单电机纯电动驱动模式时，控制所述发动机和发电机关闭、制动器断开，控制所述驱动电机工作，向车轮输出驱动力；当所确定的工作模式为双电机纯电动驱动模式时，控制所述发动机关闭、制动器断开，控制所述发电机和驱动电机工作，共同向车轮输出驱动力；当所确定的工作模式为发动机单独驱动模式时，控制所述发电机和驱动电机关闭、制动器接合，控制所述发动机工作，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，控制所述制动器断开，控制所述发动机、发电机和驱动电机工作，共同向车轮输出驱动力。上述混合动力耦合控制系统中，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。为了解决相同的技术问题，本专利技术还提供了一种混合动力耦合控制方法，应用于上述任一项所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，所述工作模式包括单电机纯电动驱动模式、双电机纯电动驱动模式、发动机单独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。上述混合动力耦合控制方法中，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n发动机(1)；/n单向离合器(3)，其与所述发动机(1)输出轴相连以使所述发动机(1)只正向转动；/n扭转减震器(2)，其连接在所述发动机(1)输出轴上并位于所述发动机(1)与单向离合器(3)之间；/n发电机(4)，其与所述发动机(1)同轴布置；/n第一行星排，用于连接所述发动机(1)和发电机(4)，所述第一行星排包括第一太阳轮(5)、第一行星架(6)以及第一内齿圈(7)；其中，所述发动机(1)与所述第一行星架(6)连接，所述发电机(4)与所述第一太阳轮(5)连接；/n制动器(8)，其与所述第一太阳轮(5)连接；/n第二行星排，包括第二太阳轮(12)、第二行星架(14)以及第二内齿圈(13)，其中，所述第二内齿圈(13)固定，所述第二太阳轮(12)通过第一齿轮(9)与所述第一行星排的第一内齿圈(7)相啮合；/n驱动电机(10)，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过第二齿轮(11)与所述第二行星排的第二太阳轮(12)相连接，所述驱动电机(10)与所述发电机(4)平行设置；/n差速器(15)，其与所述第二行星排的第二行星架(14)相连接，并与车轮轮轴相连接。/n...

【技术特征摘要】
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)；
单向离合器(3)，其与所述发动机(1)输出轴相连以使所述发动机(1)只正向转动；
扭转减震器(2)，其连接在所述发动机(1)输出轴上并位于所述发动机(1)与单向离合器(3)之间；
发电机(4)，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(4)，所述第一行星排包括第一太阳轮(5)、第一行星架(6)以及第一内齿圈(7)；其中，所述发动机(1)与所述第一行星架(6)连接，所述发电机(4)与所述第一太阳轮(5)连接；
制动器(8)，其与所述第一太阳轮(5)连接；
第二行星排，包括第二太阳轮(12)、第二行星架(14)以及第二内齿圈(13)，其中，所述第二内齿圈(13)固定，所述第二太阳轮(12)通过第一齿轮(9)与所述第一行星排的第一内齿圈(7)相啮合；
驱动电机(10)，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过第二齿轮(11)与所述第二行星排的第二太阳轮(12)相连接，所述驱动电机(10)与所述发电机(4)平行设置；
差速器(15)，其与所述第二行星排的第二行星架(14)相连接，并与车轮轮轴相连接。


2.如权利要求1所述的混合动力耦合机构，其特征在于，在需要进行制动时，所述驱动电机(10)可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。


3.一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和模式控制装置，其中：
所述混合动力耦合机构包括：
发动机(1)；
单向离合器(3)，其与所述发动机(1)输出轴相连以使所述发动机(1)只正向转动；
扭转减震器(2)，其连接在所述发动机(1)输出轴上并位于所述发动机(1)与单向离合器(3)之间；
发电机(4)，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(4)，所述第一行星排包括第一太阳轮(5)、第一行星架(6)以及第一内齿圈(7)；其中，所述发动机(1)与所述第一行星架(6)连接，所述发电机(4)与所述第一太阳轮(5)连接；
制动器(8)，其与所述第一太阳轮(5)连接；
第二行星排，包括第二太阳轮(12)、第二行星架(14)以及第二内齿圈(13)，其中，所述第二内齿圈(13)固定，所述第二太阳轮(12)通过第一齿轮(9)与所述第一行星排的第一内齿圈(7)相啮合；
驱动电机(10)，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过第二齿轮(11)与所述第二行星排的第二太阳轮(12)相连接，所述驱动电机(10)与所述发电机(4)平行设置；
差速器(15)，其与所述第二行星排的第二行星架(14)相连接，并与车轮轮轴相连接；
所述模式控制装置，用于根据当前电池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，所述工作模式包括单电机纯电动驱动模式、双电机纯电动驱动模式、发动机单独驱动模式以及混合驱动模式。


4.如权利要求3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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江灵，张安伟，杨勇，尚阳，
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