一种纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法，该纵置车辆动力总成包括发动机、发电机、第一离合器、驱动电机、变速器、动力电池和控制器组件。发电机与发动机的输出轴连接。第一离合器的输入端与发电机的输出轴连接，输出端与直驱传动轴连接。驱动电机能够接收发电机输送的电能。变速器与发动机和驱动电机的输出轴连接，变速器包括同步器。同步器的输出轴分别通过第二离合器和第三离合器与前传动轴和后传动轴连接，前传动轴与车辆的前轴连接，后传动轴与车辆的后轴连接。动力电池分别与发电机和驱动电机连接。该纵置车辆动力总成能够兼顾整车经济性、动力性、四驱功能、车辆通用化设计，从而解决中大型乘用车的混合动力化问题。化问题。化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆动力系统
，尤其涉及一种纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法。

技术介绍

[0002]在当前的汽车产业环境下，混合动力轿车因其良好的节能表现，备受到国内外主机厂的广泛关注，正在着力开展产业化研发。
[0003]构型作为混合动力的核心技术之一，决定着混合动力车辆运行模式和相关性能。目前存在多种混合动力构型的车辆，如丰田的功率分流构型，其优秀的节油率，深受市场认可，但也存在构型比较复杂，生产开发难度较高，且应用于中大型纵置乘用车，需要增加变速系统，增加了成本。本田的双电机串并联构型、节油效果良好，但只能应用在中小型横置车型上，无法应用在中大型纵置车型上，且如果实现四驱功能，需要增加电后桥，其对基础车型改动量较大且成本较高。大众的P2构型，可应用在横置、纵置车型上，且对基础车型改动量小，并能与传统车实现最大通用化，但P2构型本身节油率相对较低，整车节能效果不明显。因此，现有技术中的混合动力轿车的动力总成难以同时兼顾整车经济性、动力性和车辆通用化设计。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的在于提出一种纵置车辆动力总成，能够兼顾整车经济性、动力性、四驱功能、车辆通用化设计，从而解决中大型乘用车的混合动力化问题。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提出一种车辆动力控制方法，能够提升动力总成的能耗效率，并兼顾动力性、经济性和成本。
[0006]为实现上述技术效果，本专利技术的纵置车辆动力总成及车辆动力控制方法的技术方案如下：
[0007]一种纵置车辆动力总成，包括：发动机；发电机，所述发电机与所述发动机的输出轴连接；第一离合器，所述第一离合器的输入端与所述发电机的输出轴连接，输出端与直驱传动轴连接；驱动电机，所述驱动电机与所述发电机间隔设置并位于所述第一离合器远离所述发电机的一侧，所述驱动电机能够接收所述发电机输送的电能；变速器，所述变速器与所述发动机和所述驱动电机的输出轴连接，所述变速器包括同步器，所述变速器至少具有第一档位和第二档位，所述变速器位于所述第一档位时，所述直驱传动轴与所述同步器的输入端连接，所述变速器位于所述第二档位时，所述驱动电机的输出轴与所述同步器的输入端连接；所述同步器的输出轴分别通过第二离合器和第三离合器与前传动轴和后传动轴连接，所述前传动轴与车辆的前轴连接，所述后传动轴与所述车辆的后轴连接；动力电池，所述动力电池分别与所述发电机和所述驱动电机连接；控制器组件，所述控制器组件被配置为控制所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述发电机、所述驱动电机和所述变速器。
[0008]进一步地，所述纵置车辆动力总成还包括两个变速组件，所述同步器的输出轴与两个所述变速组件连接，两个所述变速组件分别与所述第二离合器和所述第三离合器连接。
[0009]进一步地，所述变速组件包括两个互相啮合的齿轮，一个所述齿轮与所述同步器的输出轴连接，另一个所述齿轮与所述第二离合器或所述第三离合器连接。
[0010]进一步地，所述纵置车辆动力总成还包括扭转减震件，所述发动机和所述发电机之间通过所述扭转减震件连接。
[0011]进一步地，所述变速器包括两个变速齿轮组，所述同步器设在两个所述变速齿轮组之间，一个所述变速齿轮组与所述发电机的输出轴连接，另一个所述变速齿轮组与所述驱动电机的输出轴连接。
[0012]进一步地，所述直驱传动轴穿设在驱动电机的输出轴中，且所述直驱传动轴与所述驱动电机的输出轴同轴设置。
[0013]一种车辆动力控制方法，所述车辆动力控制方法采用前文所述的纵置车辆动力总成，所述车辆动力控制方法包括：S1、所述控制器组件根据控制信息获取驱动扭矩和驱动功率；S2、所述控制器组件根据所述纵置车辆动力总成的控制信息以及所述驱动扭矩和所述驱动功率，控制所述车辆进入纯电驱动模式、发动机直驱模式或串联驱动模式；所述车辆位于所述纯电驱动模式时，所述发动机工作，所述第一离合器断开，所述变速器位于所述第二档位；所述发动机位于所述发动机直驱模式时，所述发动机工作、所述发电机随转，所述第一离合器接合，所述驱动电机停机，所述变速器位于所述第一档位；所述车辆位于所述串联驱动模式时，所述发动机工作并带动所述发电机发电，所述第一离合器断开，所述变速器位于所述第二档位；S3、所述控制器组件根据控制信息控制所述车辆进入四驱状态、前驱状态或后驱状态，所述第二离合器和所述第三离合器均接合时，所述车辆处于所述四驱状态，所述第二离合器接合且所述第三离合器断开时，所述车辆处于所述前驱状态，所述第三离合器接合且所述第二离合器断开时，所述车辆处于所述后驱状态；S4、所述纵置车辆动力总成输出驱动力到所述前轴和所述后轴，如所述驱动力满足需求，则保持当前输出状态并结束，如所述驱动力不满足需求，则进入步骤S1。
[0014]进一步地，在步骤S2中，所述车辆所需的所述驱动功率小于所述动力电池的放电功率限值，且所述动力电池的荷电状态大于预设最低限值时，所述控制器组件控制所述车辆进入所述纯电驱动模式；所需的所述驱动功率大于所述动力电池的放电功率限制，或所述动力电池的荷电状态不大于所述预设最低限值时，所述控制器组件控制所述发动机启动；所述车辆的当前车速小于所述发动机在发动机直驱模式下的最小车速时，所述控制器组件控制所述车辆进入所述串联驱动模式，所述车辆的当前车速不小于所述发动机在所述发动机直驱模式下的最小车速时，所述控制器组件控制所述车辆进入所述发动机直驱模式。
[0015]进一步地，当所述控制器组件判断所述车辆能够进入所述发动机直驱模式时，如所述控制器组件判断所述车辆进入所述发动机直驱模式的经济性优于所述车辆进入所述串联驱动模式的经济性，所述控制器组件控制所述车辆进入所述发动机直驱模式，如所述控制器组件判断所述车辆进入所述串联驱动模式的经济性优于所述车辆进入所述发动机直驱模式的经济性，所述控制器组件控制所述车辆进入所述串联驱动模式。
[0016]进一步地，在步骤S3中，所述控制器组件根据驾驶员所选择的所述四驱状态、所述前驱状态和所述后驱状态中的一个，控制所述第二离合器和所述第三离合器的断开和接合。
[0017]本专利技术的一个有益效果为：根据本专利技术的纵置车辆动力总成，由于纵置车辆动力总成能够设置与车辆的前轴处，并通过后传动轴实现对后轴的驱动，从而无需占用车辆的后部空间，也无需在车辆的后轴部分安装电机以及电桥结构，对基础车型的改动量较小，不会影响车身后部的设计和结构变更，能够实现较大的通用化设计；同时车辆的动力能够通过发动机进行直接驱动或通过驱动电机进行驱动实现多种不同的驱动方式，能够较好地提高整车的经济性，控制器组件能够根据实际需求和运行情况调整动力来源，以提高车辆的动力性；第二离合器和第三离合器能够实现车辆在四驱状态、前驱状态和后驱状态三者之间的切换，显著提高了车辆的适用范围。因此，本实施例的纵置车辆动力总成，能够兼顾整车经济性、动力性、四驱功能、车辆通用化设计，从而解决中大型乘用车的混合动力化问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纵置车辆动力总成，其特征在于，包括：发动机(1)；发电机(21)，所述发电机(21)与所述发动机(1)的输出轴连接；第一离合器(3)，所述第一离合器(3)的输入端与所述发电机(21)的输出轴连接，输出端与直驱传动轴(23)连接；驱动电机(22)，所述驱动电机(22)与所述发电机(21)间隔设置并位于所述第一离合器(3)远离所述发电机(21)的一侧，所述驱动电机(22)能够接收所述发电机(21)输送的电能；变速器，所述变速器与所述发动机(1)和所述驱动电机(22)的输出轴连接，所述变速器包括同步器(41)，所述变速器至少具有第一档位和第二档位，所述变速器位于所述第一档位时，所述直驱传动轴(23)与所述同步器(41)的输入端连接，所述变速器位于所述第二档位时，所述驱动电机(22)的输出轴与所述同步器(41)的输入端连接；所述同步器(41)的输出轴分别通过第二离合器(5)和第三离合器(6)与前传动轴(71)和后传动轴(72)连接，所述前传动轴(71)与车辆的前轴(100)连接，所述后传动轴(72)与所述车辆的后轴(110)连接；动力电池(9)，所述动力电池(9)分别与所述发电机(21)和所述驱动电机(22)连接；控制器组件，所述控制器组件被配置为控制所述第一离合器(3)、所述第二离合器(5)、所述第三离合器(6)、所述发电机(21)、所述驱动电机(22)和所述变速器。2.根据权利要求1所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述纵置车辆动力总成还包括两个变速组件(8)，所述同步器(41)的输出轴与两个所述变速组件(8)连接，两个所述变速组件(8)分别与所述第二离合器(5)和所述第三离合器(6)连接。3.根据权利要求2所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述变速组件(8)包括两个互相啮合的齿轮，一个所述齿轮与所述同步器(41)的输出轴连接，另一个所述齿轮与所述第二离合器(5)或所述第三离合器(6)连接。4.根据权利要求1所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述纵置车辆动力总成还包括扭转减震件(10)，所述发动机(1)和所述发电机(21)之间通过所述扭转减震件(10)连接。5.根据权利要求1所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述变速器包括两个变速齿轮组(42)，所述同步器(41)设在两个所述变速齿轮组(42)之间，一个所述变速齿轮组(42)与所述发电机(21)的输出轴连接，另一个所述变速齿轮组(42)与所述驱动电机(22)的输出轴连接。6.根据权利要求1所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述直驱传动轴(23)穿设在驱动电机(22)的输出轴中，且所述直驱传动轴(23)与所述驱动电机(22)的输出轴同轴设置。7.一种车辆动力控制方法，所述车辆动力控制方法采用权利要求1
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6中任一项所述的纵置车辆动力总成，其特征在于，所述车辆动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德平，张天强，赵东峰，王艳薇，郭源科，孟繁雨，盛振兴，付磊，杨钫，张昶，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：