一种车用混合动力总成及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车用动力总成控制技术领域，具体涉及一种车用混合动力总成及其控制方法。
【背景技术】
[0002]混合动力是指汽车使用发动机和电机两种混合驱动的方式。目前常见的车辆混合动力系统包括现有的ISG混合动力系统和BSG混合动力系统，ISG混合动力系统和BSG混合动力系统通过同轴或齿轮传动或带传动的方式直接与发动机输出轴连接。但是，ISG混合动力系统和BSG混合动力系统属于微混或弱混动力系统，不具有纯电驱动模式，并且ISG混合动力系统和BSG混合动力系统在换挡时，由于动力中断使车辆运行不平顺，动力性能降低。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题，提供一种具有中混或强混特征、能够提高燃油经济性降低排放、换挡平顺、加速性能好的车用混合动力总成及其控制方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种车用混合动力总成，包括前驱单元、后驱单元和控制单元，所述前驱部分包括发动机、ISG电机、第一自动离合器、第二自动离合器和变速器，所述变速器包括第一输入轴和第二输入轴，所述发动机通过第一自动离合器和第一输入轴相连，所述ISG电机通过第二自动离合器和第二输入轴相连，所述变速器的输出端驱动车辆前轮；所述ISG电机的控制端、第一自动离合器的离合器电机控制端、第二自动离合器的离合器电机控制端及后驱单元分别与控制单元相连。
[0005]优选地，所述第一输入轴上设有主动齿轮，所述第二输入轴上设有被动轮，所述第一输入轴和第二输入轴之间设有惰轮，所述主动齿轮通过惰轮和被动轮保持联动。
[0006]优选地，所述发动机、ISG电机的输出轴上均设有飞轮。
[0007]优选地，所述后驱单元包括后驱电机、第三自动离合器和减速器，所述后驱电机依次通过第三自动离合器和减速器驱动车辆后轮，所述后驱电机的控制端、第三自动离合器的离合器电机控制端分别与控制单元相连。
[0008]一种前述车用混合动力总成的控制方法，步骤包括:
1)选择车用混合动力总成的工作模式，当选择纯电驱动模式时，跳转执行步骤2);当选择混合前驱模式时，跳转执行步骤3);当选择混合全驱模式时，跳转执行步骤4);当选择发动机驱动模式时，跳转执行步骤5);
2)通过控制单元控制第一自动离合器分离、第二自动离合器结合、第三自动离合器结合，所述发动机关闭，所述ISG电机通过第二输入轴、变速器驱动车辆的前轮，所述后驱电机通过减速器驱动车辆的后轮；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1); 3)通过控制单元控制第一自动离合器结合、第二自动离合器结合、第三自动离合器分离，所述发动机通过第一输入轴、变速器驱动车辆的前轮，所述后驱电机关闭，并控制ISG电机工作在发电模式或驱动模式；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤
1);
4)通过控制单元控制第一自动离合器结合、第二自动离合器结合、第三自动离合器结合，所述发动机通过第一输入轴、变速器驱动车辆的前轮，所述ISG电机通过第二输入轴驱动第一输入轴，所述后驱电机通过减速器驱动车辆的后轮；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1);
5)通过控制单元控制第一自动离合器结合、第二自动离合器分离、第三自动离合器分离，所述ISG电机和后驱电机关闭，所述发动机通过第一输入轴、变速器驱动车辆的前轮；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1)。
[0009]优选地，所述步骤2)、步骤3)和步骤4)中还包括检测变速器换挡操作的步骤，详细步骤包括:S1)当检测到变速器换挡操作时，所述前驱单元的动力断开，此时检测第三自动离合器是否已结合，如果第三自动离合器已结合，则跳转执行步骤S2);否则跳转执行步骤S3) ；S2)通过控制单元控制后驱电机驱动车辆的后轮，且通过控制单元控制增加后驱电机瞬时增加动力输出，且在前驱单元的动力恢复接入时，通过控制单元恢复后驱电机的动力输出；S3 )通过控制单元控制第三自动离合器临时结合，通过控制单元控制后驱电机驱动车辆的后轮，且在前驱单元的动力恢复接入时，通过控制单元将第三自动离合器恢复分离状态，并关闭后驱电机的动力输出。
[0010]优选地，所述步骤S2)和S3)中通过控制单元控制后驱电机驱动车辆的后轮时，具体是指将车辆速度作为通过PID控制器的闭环输入量，以车辆速度保持不变作为控制目标，控制后驱电机的输出动力。
[0011]优选地，所述步骤3)中控制ISG电机工作在发电模式或驱动模式的步骤包括:将车辆当前的动力需求和发动机的最佳经济输出扭矩进行对比，如果动力需求小于发动机的最佳经济输出扭矩，则使ISG电机工作在发电模式，所述发动机通过第一输入轴、第二输入轴驱动ISG电机发电；否则使ISG电机工作在驱动模式，所述ISG电机通过第二输入轴驱动第一输入轴，使得ISG电机和发动机共同驱动车辆的前轮。
[0012]优选地，所述发动机的启动步骤包括:首先通过控制单元控制第一自动离合器分离、第二自动离合器分离，将变速器挂空挡，禁止发动机的点火、喷油；然后通过控制单元控制第一自动离合器结合、第二自动离合器结合，通过控制单元控制ISG电机通过第二输入轴、第一输入轴驱动发动机，使得发动机加速到怠速转速，然后才允许发动机的点火、喷油，当通过控制单元控制发动机点火、喷油成功后，完成发动机的启动过程。
[0013]本发明车用混合动力总成具有下述优点:本发明的车用混合动力总成包括前驱单元、后驱单元和控制单元，前驱部分包括发动机、ISG电机、第一自动离合器、第二自动离合器和变速器，变速器包括第一输入轴和第二输入轴，发动机通过第一自动离合器和第一输入轴相连，ISG电机通过第二自动离合器和第二输入轴相连，变速器的输出端驱动车辆前轮；后驱单元包括后驱电机、第三自动离合器和减速器，后驱电机依次通过第三自动离合器和减速器驱动车辆后轮；ISG电机的控制端、后驱电机的控制端、第一自动离合器的离合器电机控制端、第二自动离合器的离合器电机控制端、第三自动离合器的离合器电机控制端分别与控制单元相连，基于上述结构，能够在具有ISG功能的混合动力系统中，实现纯电驱动工况，并且混合动力系统具有中混或强混特征，以进一步提高燃油经济性降低排放。
[0014]本发明车用混合动力总成的控制方法具有下述优点:本发明车用混合动力总成的控制方法在本发明车用混合动力总成的基础上，实现了纯电驱动模式、混合前驱模式、混合全驱模式、发动机驱动模式四种运行模式，能够在具有ISG功能的混合动力系统中，实现纯电驱动工况，并且混合动力系统具有中混或强混特征，以进一步提高燃油经济性降低排放。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例的车用混合动力总成结构示意图。
[0016]图例说明:1、前驱单元；11、发动机；12、ISG电机；13、第一自动离合器；14、第二自动离合器；15、变速器；151、第一输入轴；152、第二输入轴；153、主动齿轮；154、被动轮；155、惰轮；2、后驱单元；21、后驱电机；22、第三自动离合器；23、减速器；3、控制单元。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本实施例的车用混合动力总成包括前驱单元1、后驱单元2和控制单元3，前驱部分1包括发动机11、ISG电机12、第一自动离合器13、第二自动离合器14和变速器15，变速器15包括第一输入轴151和第二输入轴152，发动机11通过第一自动离合器13和第一输入轴151相连，ISG电机12通过第二自动离合器14和第二输入轴152相连，变速器15的输出端驱动车辆前轮；ISG电机12的控制端、第一自动离合器13的离合器电机控制端、第二自动离合器14的离合器电机控制端及后驱单元2分别与控制单元3相连。相比于现有ISG混合动力系统而言，本实施例的车用混合动力总成能够实现基于ISG电机12单独驱动车辆的前轮，具有纯电动模式。
[0018]如图1所示，本实施例中第一输入轴151上设有主动齿轮153，第二输入轴152上设有被动轮154，第一输入轴151和第二输入轴152之间设有惰轮155，主动齿轮153通过惰轮155和被动轮154保持联动。此外，也可以根据需要采用其他方式来实现第一输入轴151和第二输入轴152的传动结构，例如通过齿轮副、带或链传动，以及同轴的方式连接等。
[0019]如图1所示，本实施例中发动机11、ISG电机12的输出轴上均设有飞轮。
[0020]本实施例中，后驱单元2包括后驱电机21、第三自动离合器22和减速器23，后驱电机21依次通过第三自动离合器22和减速器23驱动车辆后轮，后驱电机21的控制端、第三自动离合器22的离合器电机控制端分别与控制单元3相连。
[0021]本实施例车用混合动力总成的控制方法的步骤包括:
1)选择车用混合动力总成的工作模式，当选择纯电驱动模式时，跳转执行步骤2);当选择混合前驱模式时，跳转执行步骤3);当选择混合全驱模式时，跳转执行步骤4);当选择发动机驱动模式时，跳转执行步骤5);
2)通过控制单元3控制第一自动离合器13分离、第二自动离合器14结合、第三自动离合器22结合，发动机11关闭，ISG电机12通过第二输入轴152、变速器15驱动车辆的前轮，后驱电机21通过减速器23驱动车辆的后轮；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1);
3)通过控制单元3控制第一自动离合器13结合、第二自动离合器14结合、第三自动离合器22分离，发动机11通过第一输入轴151、变速器15驱动车辆的前轮，后驱电机21关闭，并控制ISG电机12工作在发电模式或驱动模式；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1);
4)通过控制单元3控制第一自动离合器13结合、第二自动离合器14结合、第三自动离合器22结合，发动机11通过第一输入轴151、变速器15驱动车辆的前轮，ISG电机12通过第二输入轴152驱动第一输入轴151，后驱电机21通过减速器23驱动车辆的后轮；当切换车用混合动力总成的工作模式时，跳转执行步骤1);本实施例当选择混合全驱模式时，发动机工作在最佳经济工况，根据车辆的动力需求、ISG电机12和后驱电机21的功率/效率特性，分别确定ISG电机12和后驱电机21的驱动功率；
5)通过控制单元3控制第一自动离合器13结合、第二自动离合器14分离、第三自