一种混合动力的控制装置的制作方法

文档序号:14903129发布日期:2018-07-10 21:15阅读:106来源:国知局

本发明涉及混合动力公交车领域,特别涉及一种混合动力的控制装置。



背景技术:

目前现行的混合动力公交车的控制系统主要有直驱系统、amt系统以及单行星排系统,直驱系统由于没有变速箱,所以主要优化电机的工作效率,以及发动机的负荷率,当长期工作在低速及高速工况时,无法使发动机的转速工作在高效区内,这是策略的优化无法改变的。amt系统可以通过设计合理的速比,实现发动机和电机始终工作在高效区,要适应全工况,需要更多的档位来调速,这就照成了变速箱成本高,同时无法避免的换挡过程中存在着动力中断以及冲击的问题。单行星排系统,能够实现无极变速,没有动力中断也没有换挡冲击,但是由于电机的功率是有限的,所以无法满足发动机在全工况中处在高效区。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种混合动力公交车在不同的工作模式下,能够使发动机及电机始终工作在高效区的控制装置。

为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种混合动力的控制装置,包括发动机、第一离合器、第二离合器、制动器、第一行星排、第二行星排、第一减速齿轮组、第二减速齿轮组、第一电机、第二电机和输出轴,所述发动机、第一行星排和第二行星排依次排列,所述发动机通过第一离合器与第一行星排相连,所述发动机通过第二离合器与第二电机相连;

所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮,所述第二行星排包括第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮,所述第一齿圈与第二行星架同轴传动连接,所述第二行星架与输出轴相连,所述第一行星架分别与制动器和第二齿圈同轴传动连接,所述第一太阳轮通过第一减速齿轮组与第一电机相连,所述第二太阳轮通过第二减速齿轮组与第二电机相连。

本发明的有益效果在于:通过第一电机、第二电机和发动机三个输入轴与一个输出轴,组成一个四轴传动的系统,具有更灵活的工作调节模式,第一电机和第二电机对发动机进行调速,能够使控制装置适应更复杂的道路工况,通过调节第一行星排的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮和第二行星排的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮的转速,使整个控制装置像无极变速器一样工作,整个驱动过程没有换挡的过程,没有动力丢失和冲击,加减速过程平稳舒适,使得混合动力公交车在不同的工作模式下,发动机及电机能够始终工作在高效区。

附图说明

图1为根据本发明的一种混合动力的控制装置的结构示意图;

图2为根据本发明的一种混合动力的控制装置的实施例的结构示意图;

图3为根据本发明的一种混合动力的控制装置的实施例的纯电动模式等效杠杆图;

图4为根据本发明的一种混合动力的控制装置的实施例的混合动力模式1等效杠杆图;

图5为根据本发明的一种混合动力的控制装置的实施例的混合动力模式2等效杠杆图;

图6为根据本发明的一种混合动力的控制装置的实施例的混合动力模式3等效杠杆图;

标号说明:

1、发动机;2、第一离合器;3、第二离合器;4、制动器;5、第一行星排;6、第二行星排;7、第一减速齿轮组;8、第二减速齿轮组;9、第一电机;

10、第二电机;11、输出轴;12、增速齿轮组;13、减震器;r1、第一齿圈;c3、第一行星架;s1、第一太阳轮;r2、第二齿圈;c2、第二行星架;

s2、第二太阳轮。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:通过第一电机、第二电机和发动机三个输入轴与一个输出轴,组成一个四轴传动的系统,具有更灵活的工作调节模式,第一电机和第二电机对发动机进行调速,能够使控制装置适应复杂的道路工况。

请参照图1-图2,一种混合动力的控制装置,包括发动机、第一离合器、第二离合器、制动器、第一行星排、第二行星排、第一减速齿轮组、第二减速齿轮组、第一电机、第二电机和输出轴,所述发动机、第一行星排和第二行星排依次排列,所述发动机通过第一离合器与第一行星排相连,所述发动机通过第二离合器与第二电机相连;

所述第一行星排包括第一齿圈、第一行星架和第一太阳轮,所述第二行星排包括第二齿圈、第二行星架和第二太阳轮,所述第一齿圈与第二行星架同轴传动连接,所述第二行星架与输出轴相连,所述第一行星架分别与制动器和第二齿圈同轴传动连接,所述第一太阳轮通过第一减速齿轮组与第一电机相连,所述第二太阳轮通过第二减速齿轮组与第二电机相连。

从上述描述可知,本发明的有益效果在于:通过第一电机、第二电机和发动机三个输入轴与一个输出轴,组成一个四轴传动的系统,具有更灵活的工作调节模式,第一电机和第二电机对发动机进行调速,能够使控制装置适应更复杂的道路工况,通过调节第一行星排的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮和第二行星排的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮的转速,使整个控制装置像无极变速器一样工作,整个驱动过程没有换挡的过程,没有动力丢失和冲击,加减速过程平稳舒适,使得混合动力公交车在不同的工作模式下,发动机及电机能够始终工作在高效区。

进一步的,所述发动机和第一离合器之间设有增速齿轮组,所述增速齿轮组通过第二离合器与第二电机相连。

由上述描述可知,第二行星排输入需要经过一组减速齿轮,因此,要想发动机从第二行星排输入,要增加一对增速齿轮,来平衡减速齿轮组转速的降低。

进一步的,所述发动机和增速齿轮组之间设有减震器,所述减震器与发动机同轴传动连接。

由上述描述可知,所述减震器起缓冲作用,可以减少振动冲击。

进一步的,所述第一电机和第二电机分别位于输出轴的两侧。

由上述描述可知,可以平衡变速箱输出轴两端的载荷,使两端分布均匀。

进一步的,所述第一电机和第二电机位于发动机的同侧。

由上述描述可知,降低电机横向占用尺寸,减小总成(变速箱加电机的占用空间)和集成体积。

请参照图1-图6,本发明的实施例一为:

一种混合动力的控制装置,包括发动机1、第一离合器2、第二离合器3、制动器4、第一行星排5、第二行星排6、第一减速齿轮组7、第二减速齿轮组8、第一电机9、第二电机10和输出轴11,所述发动机、第一行星排和第二行星排依次排列,所述发动机通过第一离合器与第一行星排相连,所述发动机通过第二离合器与第二电机相连;

所述第一行星排包括第一齿圈r1、第一行星架c3和第一太阳轮s1,所述第二行星排包括第二齿圈r2、第二行星架c2和第二太阳轮s2,所述第一齿圈与第二行星架同轴传动连接,所述第二行星架与输出轴相连,所述第一行星架分别与制动器和第二齿圈同轴传动连接,所述第一太阳轮通过第一减速齿轮组与第一电机相连,所述第二太阳轮通过第二减速齿轮组与第二电机相连;

所述发动机和第一离合器之间设有增速齿轮组12,所述增速齿轮组通过第二离合器与第二电机相连,所述发动机和增速齿轮组之间设有减震器13,所述减震器与发动机同轴传动连接,所述第一电机和第二电机分别位于输出轴的两侧,所述第一电机和第二电机位于发动机的同侧。

本发明由第一电机、第二电机、第一行星排和第二行星排组成,发动机通过第一离合器和第二离合器作为选择性输入动力源。

第一离合器用于控制发动机与行星排之间的动力传递,实现发动机与车轮之间的动力解耦,减小启停过程中的整车振动,提高nvh性能,并且可以降低控制难度。

第二离合器用于改变发动机的动力输入方向,可实现对第二电机的助力,动力从第二行星排输入,为整车提供更大的动力输出。

制动器用于在两种不同的纯电动模式之间切换,制动器闭合时,可以在低速时提供较大的驱动力,制动器打开后,可以将纯电动最高车速提高,但驱动力输出较小。

如附图3为本发明的纯电动模式等效杠杆图,制动器b1闭合,第一离合器c0和第二离合器c1打开,发动机ice熄火,第一电机em1和第二电机em2可以同时驱动,也可以单独驱动整车。制动能量回收时,第一电机和第二电机能够共同的进行能量回收,若制动器锁止,则第一行星排和第二行星排可以获得较大的传动比,此时控制第一电机或者第二电机单独或同时驱动,可以给整车提供较大的扭矩输出范围。若制动器打开,则第一行星排和第二行星排具有较高的自由度,可控制第一电机或者第二电机单独或同时驱动,可以提高纯电动模式的车速,适合高速纯电动模式驱动。

混合动力有多种工作模式,根据不同的工况需求,为了使发动机ice、第一电机em1和第二电机em2都能工作在高效区,使用不同的工作模式。中低速不需要爬坡时,为混合动力模式1,打开制动器b1,闭合第一离合器c0,打开第二离合器c1,通过第一电机em1和第二电机em2启动发动机ice,根据台架标定的发动机的最优效率点,根据输出轴out的扭矩需求,通过调整第一电机和第二电机的转速及扭矩,从而控制发动机的扭矩和转速输出。第一电机和第二电机共同调整,能够使两个电机工作在高效区,混合动力模式1等效杠杆图如图4所示,利用第一行星排和第二行星排的自由度高,通过第一电机和第二电机的共同调节,实现对发动机的功率分流,根据当前车速,通过调节发动机转速使其工作在最高效率区,第一电机和第二电机主要维持第一行星排和第二行星排的稳定输出,根据需要进行发电和驱动,该模式可在中低速时最大限度的提高发动机的效率,若发动机功率富裕,通过第一电机进行充电转移发动机富裕部分功率,如果发动机功率不足,则通过第二电机进行助力补充。

高速时,为混合动力模式2,输出轴的转速比较高,第一电机和第二电机的转速也比较高,第一电机和第二电机的输出扭矩比较小。若需要较高的加速度或者发动机负荷比较大,则在混合动力模式1下闭合第二离合器,混合动力模式2等效杠杆图如图5所示,第二离合器闭合,第一离合器可选择闭合或打开,当第一离合器闭合时,第一行星排和第二行星排的速比固定为1,发动机的动力1:1(不考虑损耗)输出到输出轴,该模式下,发动机的转速与车速成线性关系,高速时较为适合;若第一离合器打开,则发动机通过第二离合器对第二电机进行动力耦合,然后从第二行星排输入,第一电机通过发电控制整车扭矩输出,该模式可进一步提高混合动力模式下的车速,并且电机也可以运行在较高效率区。

车辆需要爬较大的坡时,为混合动力模式3,制动器闭合,打开第一离合器,闭合第二离合器,发动机启动,此时发动机通过第二离合器给第二电机助力,第一电机和第二电机共同输出扭矩,加上发动机的扭矩,此时的扭矩输出达到系统的最大扭矩,能够实现整车最大的爬坡性能,混合动力模式3的等效杠杆图如图6所示,输出系统的最大扭矩,受发动机工作转速范围的影响,该模式只能在规定的车速范围区间内使用。

综上所述,本发明提供的一种混合动力的控制装置,通过第一电机、第二电机和发动机三个输入轴与一个输出轴,组成一个四轴传动的系统,具有更灵活的工作调节模式,第一电机和第二电机对发动机进行调速,能够使控制装置适应更复杂的道路工况,通过调节第一行星排的第一齿圈、第一行星架、第一太阳轮和第二行星排的第二齿圈、第二行星架、第二太阳轮的转速,使整个控制装置像无极变速器一样工作,整个驱动过程没有换挡的过程,没有动力丢失和冲击,加减速过程平稳舒适,使得混合动力公交车在不同的工作模式下,发动机及电机能够始终工作在高效区。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1