混合动力/电动汽车及其控制方法和动力传动系统与流程

文档序号:16763238发布日期:2019-01-29 17:50阅读:497来源:国知局
混合动力/电动汽车及其控制方法和动力传动系统与流程

本发明涉及汽车技术领域,特别涉及一种混合动力汽车的控制方法、一种混合动力汽车的动力传动系统、一种混合动力汽车以及一种电动汽车的动力传动系统。



背景技术:

混合动力汽车是指采用串联模式和并联模式综合驱动的汽车。其中,在串联模式下,通过发动机输出的功率驱动发电机发电,发电机发出的电能输送给电动机以驱动车轮或动力电池以进行储存;在并联模式下,发动机输出的功率一部分通过机械传动驱动车轮,另一部分则驱动发电机发电,发电机发出的电能输送给电动机以驱动车轮或电池以进行储存。

相关的混合动力汽车一般采用串联两驱驱动模式或并联两驱驱动模式,但是,相关技术无法避免其单一驱动模式的劣势,例如,在串联模式下,当汽车以高速行驶时,发动机工作在较好的经济区域,但此模式的能量传递环节较多,汽车总体效率较低;在并联模式下,当汽车以低速行驶时,由于受动力电池的剩余电量的影响,发动机协助电动机驱动车轮,所以,发动机运行区域的效率较低,油耗和排放都较高。并且,两驱驱动模式的动力性、通过性和转向性都较差。另外,从经济性方面考虑,单一驱动模式所构成的工作模式较少,发动机和电动机的运行区间调节受限,无法保证发动机和电动机一直处于经济区域工作;汽车制动时,由于电动机功率的限制,回收能量的比例也较小。



技术实现要素:

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此,本发明的第一个目的在于提出一种混合动力汽车的控制方法,该控制方法能够控制混合动力汽车运行于多种工作模式,还能在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动机都工作在较好的经济区域。

本发明的第二个目的在于提出一种混合动力汽车的动力传动系统。本发明的第三个目的在于提出一种混合动力汽车。本发明的第四个目的在于提出一种电动汽车的动力传动系统。

根据本发明第一方面实施例提出的混合动力汽车的控制方法,所述混合动力汽车的动力传动系统包括发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、用于驱动第一对车轮的第一电动发电机和用于驱动第二对车轮的第二电动发电机,其中,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动,所述控制方法包括以下步骤:检测所述混合动力汽车的运行工况和/或所述动力电池的工作状态;根据用户的模式切换指令以及所述混合动力汽车的运行工况和/或所述动力电池的工作状态控制所述混合动力汽车切换至相应的工作模式,其中,所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式,并且当所述混合动力汽车处于所述纯电动模式或者所述混合动力模式时,可控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的控制方法,在检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态后,根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该控制方法通过同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,该控制方法根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

本发明第二方面实施例提出了一种混合动力汽车的动力传动系统,包括:发动机;多个输入轴,所述发动机设置成可选择性地接合所述多个输入轴中的至少一个,每个所述输入轴上设置有挡位主动齿轮;多个输出轴,每个所述输出轴上设置有挡位从动齿轮,所述挡位从动齿轮与所述挡位主动齿轮对应地啮合;电机动力轴,所述电机动力轴设置成可与所述输入轴中的一个联动;用于驱动第一对车轮的第一电动发电机,所述第一电动发电机设置成能够与所述电机动力轴联动;用于驱动第二对车轮的第二电动发电机;检测模块,用于检测所述混合动力汽车的运行工况和/或所述动力电池的工作状态;控制模块,用于根据用户的模式切换指令以及所述混合动力汽车的运行工况和/或所述动力电池的工作状态控制所述混合动力汽车切换至相应的工作模式,其中,所述工作模式包括纯电动模式和混合动力模式,并且当所述混合动力汽车处于所述纯电动模式或者所述混合动力模式时,所述控制模块可控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的动力传动系统,通过检测模块检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态,控制模块根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该动力传动系统通过控制模块同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且该动力传动系统根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

根据本发明第三方面实施例提出的混合动力汽车,包括所述的混合动力汽车的动力传动系统。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车,通过同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

本发明的第四方面实施例提出的电动汽车的动力传动系统,包括:电机动力轴、多个输出轴和电机动力轴同步器;用于驱动第一对车轮的第一电动发电机,所述电机动力轴设置成能够与所述多个输出轴中的一个联动,在所述电机动力轴与所述多个输出轴中的一个进行联动时,所述第一电动发电机能够将产生的动力通过所述多个输出轴的一个输出,所述电机动力轴同步器设置在所述电机动力轴上,所述电机动力轴设置成可通过所述电机动力轴同步器的同步而选择性地与所述多个输出轴中的一个联动;用于驱动第二对车轮的第二电动发电机;控制模块,所述控制模块控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明实施例提出的电动汽车的动力传动系统,通过控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该动力传动系统可对第一电动发电机和第二电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的变速器的示意图;

图2是根据本发明一个实施例的动力传动系统的示意图;

图3是根据本发明另一个实施例的动力传动系统的示意图;

图4是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图;

图5是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的动力传动系统在串联模式下的能量传递路线图;

图6是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的动力传动系统在并联模式下的能量传递路线图;

图7是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的动力传动系统在混联模式下的能量传递路线图;

图8是根据本发明实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图9是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图10是根据本发明另一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图11是根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中电动发电机的扭矩与转速之间的关系曲线示意图;

图12是根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中加速踏板开度与轮端的需求扭矩之间的关系曲线示意图;

图13是根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中纯电动模式下加速踏板开度与换挡车速之间的关系曲线示意图;

图14是根据本发明又一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图15是根据本发明再一个实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图16是根据本发明再一个实施例的混合动力汽车的控制方法中驻车发电的流程图;

图17是根据本发明一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图18是根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中发动机扭矩与发动机转速之间的关系曲线示意图;

图19是根据本发明另一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;

图20是根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中混合动力模式下SOC偏差与发动机发电功率的关系曲线示意图;

图21是根据本发明又一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图;以及

图22是根据本发明一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法中信号交互示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

首先结合图1-图4对根据本发明实施例的动力传动系统100进行详细描述,该动力传动系统100适用于诸如混合动力汽车的车辆中,并作为车辆的动力系统,为车辆正常行驶提供充足的动力和电能。

根据本发明实施例的动力传动系统100主要包括两大部分,其一可为动力源,动力源可以是发动机4、电动发电机等,其二可为变速器(如图1所示),变速器用于实现对动力源输出动力的变速功能,满足车辆行驶要求或充电要求等。

例如,在一些实施例中,如图2-图4所示,动力传动系统100可以包括发动机4、第一电动发电机51和变速器,但不限于此。

对于发动机4而言,其多利用液体燃料(例如,汽油、柴油等)和空气混合后直接输入燃烧室内部燃烧而产生能量,然后再转变成机械能。发动机4一般可以包括机体组、曲柄连杆机构、供给系统、点火系统、冷却系统和润滑系统等。机体组是发动机4各机构、系统的装配机体,曲柄连杆机构可将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动并可输出动力。配气机构用于定时进气、排气,保证发动机4各循环的顺利进行。供给系统可将油气混合物供给气缸内用于燃烧。冷却系统用于冷却发动机4,保证发动机4的工作温度处在适宜的温度区间内。润滑系统用于润滑发动机4内的各运动副,减少磨损和能量损耗。

应当理解的是,上述关于发动机4及其各个子系统、子机构的具体构造、工作原理等均已为现有技术,且为本领域普通技术人员所熟知,这里出于简洁的目的,不再一一详细描述。

结合图1所示,在一些实施例中,变速器主要包括多个输入轴(例如,第一输入轴11、第二输入轴12)、多个输出轴(例如,第一输出轴21、第二输出轴22)和电机动力轴3及各轴上相关齿轮以及换挡元件(如,同步器)。

在发动机4与输入轴之间进行动力传递时,发动机4设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个。换言之,例如,在发动机4向输入轴传输动力时,发动机4能够选择性地与多个输入轴中的一个接合以传输动力,或者发动机4还能够选择性地与多个输入轴中的两个或两个以上输入轴同时接合以传输动力。

例如,在图1-图4的示例中,多个输入轴可以包括第一输入轴11和第二输入轴12两根输入轴,发动机4能够选择性地与第一输入轴11和第二输入轴12之一接合以传输动力。或者,特别地,发动机4还能与第一输入轴11和第二输入轴12同时接合以传输动力。当然,应当理解的是,发动机4还可同时与第一输入轴11和第二输入轴12断开。

对于本领域的普通技术人员而言,发动机4与输入轴的接合状态与动力传动系统100的具体工况相关,这将在下面结合具体的实施例进行详述,这里不再详细说明。

输入轴与输出轴之间可以通过挡位齿轮副进行传动。例如,每个输入轴上均设置有挡位主动齿轮,每个输出轴上均设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合,从而构成多对速比不同的齿轮副。

在本发明的一些实施例中,变速器可以是五前进挡变速器,即具有一挡齿轮副、二挡齿轮副、三挡齿轮副、四挡齿轮副和五挡齿轮副。但是,本发明并不限于此,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据传动需要而适应性增加或减少挡位齿轮副的个数,并不限于本发明实施例中所示的五挡传动。

如图1-图4所示,电机动力轴3设置成可与输入轴中的一个(例如,第二输入轴12)进行联动。换言之,来自该输入轴的动力在需要向电机动力轴3传递时,电机动力轴3则与该输入轴联动以传输动力,或者来自该电机动力轴3的动力在需要向该输入轴传递时,该输入轴则与电机动力轴3联动以传输动力。

简言之,在具有根据本发明实施例的动力传动系统100的车辆处于某些工况时(具体工况将在下面结合具体的实施例进行详述),且动力需要在电机动力轴3与该输入轴之间进行传递时,则该输入轴与电机动力轴3进行联动。

需要说明的是,上述的“联动”可以理解为多个部件(例如,两个)关联运动,以两个部件联动为例,在其中一个部件运动时,另一个部件也随之运动。

例如,在本发明的一些实施例中,齿轮与轴联动可以理解为是在齿轮旋转时、与其联动的轴也将旋转,或者在该轴旋转时、与其联动的齿轮也将旋转。

又如,轴与轴联动可以理解为是在其中一根轴旋转时、与其联动的另一根轴也将旋转。

再如,齿轮与齿轮联动可以理解为是在其中一个齿轮旋转时、与其联动的另一个齿轮也将旋转。

在本发明下面有关“联动”的描述中,如果没有特殊说明,均作此理解。

类似地,第一电动发电机51设置成能够与电机动力轴3联动。例如,第一电动发电机51在作为电动机工作时,可将产生的动力输出给电机动力轴3。又如,在第一电动发电机51作为发电机工作时,来自电机动力轴3的动力可以输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

这里,需要说明一点,在本发明有关“电动发电机”的描述中,如果没有特殊说明,该电动发电机可以理解为是具有发电机与电动机功能的电机。

如上所述,电机动力轴3可以与输入轴中的一个进行联动,特别地,在电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,第一电动发电机51能够利用来自发动机4输出的至少部分动力在车辆行驶以及驻车时进行发电。

换言之,在车辆处于行驶状态且电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,发动机4的至少部分动力可以通过电机动力轴3输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电,实现发动机4边驱动边充电工况。而在车辆处于驻车(车辆停止但发动机4仍处于工作状态)状态且电机动力轴3与该输入轴中的一个进行联动时,发动机4的至少部分动力可以通过电机动力轴3输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电,实现驻车充电功能(即“停车”充电)。

进一步,电机动力轴3还设置成可与输出轴中的一个(例如,第二输出轴22)联动。例如,来自电机动力轴3的动力在需要向该输出轴传递时,电机动力轴3则与该输出轴联动以传输动力。特别地,在电机动力轴3与输出轴中的所述一个进行联动时、第一电动发电机51能够将产生的动力通过输出轴的所述一个输出,从而驱动车辆行驶。简言之,在电机动力轴3与该输出轴联动时,第一电动发电机51是可以作为电动机并输出动力以驱动车辆行驶的。

需要说明一点,在本发明的描述中,电机动力轴3可以是第一电动发电机51自身的电机轴。当然,可以理解的是,电机动力轴3与第一电动发电机51的电机轴也可以是两个单独的轴。

由此,根据本发明实施例的动力传动系统100,能够在车辆行驶以及驻车时实现充电功能,丰富了充电模式,至少在一定程度上解决了现有动力传动系统充电方式单一、充电效率低等问题。简言之,根据本发明实施例的动力传动系统100能够实现行车充电和驻车充电两类充电模式。

下面参照图1且结合图2-图4对变速器的具体构造结合具体的实施例进行详细描述。

首先对电机动力轴3上的电机动力轴同步器33c、电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32进行详细描述。

具体而言,电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32均空套设置在电机动力轴3上,也就是说,电机动力轴3与电机动力轴第一齿轮31能够差速转动,类似地,电机动力轴3与电机动力轴第二齿轮32也能够差速转动。

如图1并可结合图2-图4,电机动力轴第一齿轮31设置成与输入轴的所述一个进行联动,电机动力轴第二齿轮32设置成与输出轴的所述一个进行联动。在图1-图4的一些示例中,电机动力轴第一齿轮31是与第二输入轴12联动的,电机动力轴第二齿轮32是与第二输出轴22联动的,但本发明并不限于此。

进一步,电机动力轴同步器33c设置在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间,电机动力轴同步器33c的接合套可沿电机动力轴3的轴向运动,例如在图1-图4的示例中,电机动力轴同步器33c的接合套可以在拨叉机构的驱动下沿电机动力轴3的轴向向左或向右运动。

电机动力轴同步器33c由于设置在电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之间,因此电机动力轴同步器33c能够选择性地将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之一与电机动力轴3接合。

结合图1-图4的示例,电机动力轴同步器33c的接合套沿轴向向左运动可以将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3接合,从而使得电机动力轴3与电机动力轴第一齿轮31能够同步转动。电机动力轴同步器33c的接合套沿轴向向右运动可以将电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3接合,从而使得电机动力轴3与电机动力轴第二齿轮32能够同步转动。

当然,可以理解的是,电机动力轴同步器33c的接合套也可以保持在中立位置(例如,初始位置),此时电机动力轴同步器33c与电机动力轴第一齿轮31以及电机动力轴第二齿轮32分别断开。

此外,需要说明一点,为了便于电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴同步器33c进行接合,电机动力轴第一齿轮31以及电机动力轴第二齿轮32的朝向电机动力轴同步器33c的一侧可以设置有接合齿圈,这对于本领域的普通技术人员而言,应当都是容易理解的。

由此,电机动力轴3可通过电机动力轴同步器33c的同步(即对电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32的同步)而选择性地与输入轴的所述一个联动或者与输出轴的所述一个联动。具体而言,电机动力轴同步器33c可对电机动力轴第一齿轮31进行同步,即电机动力轴同步器33c可接合电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3,从而电机动力轴3能够与输入轴中的所述一个(例如,第二输入轴12)进行联动。又如,在一些示例中,电机动力轴同步器33c可对电机动力轴第二齿轮32进行同步,即电机动力轴同步器33c可接合电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3,从而电机动力轴3能够与输出轴中的所述一个(例如,第二输出轴22)进行联动。

下面结合附图对根据本发明实施例的动力传动系统100的倒挡结构进行详细描述。

如上所述,电机动力轴第一齿轮31与输入轴的所述一个进行联动。而在本发明示出的一些实施例中,电机动力轴第一齿轮31是与输入轴的所述一个上的主动齿轮直接传动或间接传动的,从而实现与该输入轴联动的目的。例如在图1-图4的示例中,电机动力轴第一齿轮31与对应的主动齿轮例如二挡主动齿轮2a通过一个中间惰轮73间接传动,换言之,中间惰轮73分别与对应的主动齿轮以及电机动力轴第一齿轮31啮合。

进一步,倒挡齿轮71空套在电机动力轴3上,倒挡中间齿轮72与倒挡齿轮71啮合,倒挡中间齿轮72设置成可选择性地与中间惰轮73联动。结合图1-图4的实施例,倒挡中间齿轮72空套设置在第二输出轴22上,其与中间惰轮73能够差速转动并在需要时可接合以同步转动。

更进一步,中间惰轮73与倒挡中间齿轮72是通过倒挡同步器74c的同步作用而进行联动的,也就是说,倒挡同步器74c设置成用于同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73。

下面结合图1-图4的实施例对输入轴、输出轴以及各挡位齿轮进行详细描述。

在本发明的一些实施例,如图1-图4所示,输入轴可以是两个,即输入轴包括第一输入轴11和第二输入轴12,第二输入轴12可以是空心轴,第一输入轴11可以是实心轴,第一输入轴11的一部分可以嵌设在空心的第二输入轴12内,第一输入轴11的另一部分可从第二输入轴12内沿轴向向外伸出,第一输入轴11和第二输入轴12可以是同轴布置的。

输出轴可以是两个,即第一输出轴21和第二输出轴22,第一输出轴21和第二输出轴22与输入轴平行布置,第一输出轴21和第二输出轴22可以均为实心轴。

根据本发明实施例的动力传动系统100可以具有五前进挡位,具体地,第一输入轴11上可以布置奇数挡位主动齿轮,第二输入轴12上可以设置布置偶数挡主动齿轮,从而第一输入轴11负责奇数挡位齿轮副的动力传递,第二输入轴12负责偶数挡位齿轮副的动力传递。

更具体地,如图1-图4所示,第一输入轴11上可以布置有一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a,第二输入轴12上可以布置有二挡主动齿轮2a和四挡主动齿轮4a,每个挡位主动齿轮均随对应的输入轴同步转动。

对应地,第一输出轴21上设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b,第二输出轴22上设置有五挡从动齿轮5b,每个从动齿轮均空套在对应的输出轴上,即每个从动齿轮相对于对应的输出轴能够差速转动。

其中,一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a啮合从而构成一挡齿轮副,二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a啮合从而构成二挡齿轮副,三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a啮合从而构成三挡齿轮副,四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a啮合从而构成四挡齿轮副,五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a啮合从而构成五挡齿轮副。

由于从动齿轮与输出轴之间为空套结构,因此需要设置同步器对相应的从动齿轮与输出轴进行同步,以实现动力的输出。

在一些实施例中,结合图1-图4所示,动力传动系统100包括一三挡同步器13c、二四挡同步器24c和五挡同步器5c。

如图1所示,一三挡同步器13c设置在第一输出轴21上且位于一挡从动齿轮1b与三挡从动齿轮3b之间,一三挡同步器13c可将一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b与第一输入轴11进行接合,从而使该从动齿轮与输出轴能够同步转动。

例如,结合图1所示,一三挡同步器13c的接合套向左移动可将三挡从动齿轮3b与第一输入轴11接合,从而三挡从动齿轮3b与第一输出轴21能够同步转动。一三挡同步器13c的接合套向右移动可将一挡从动齿轮1b与第一输入轴11接合,从而一挡从动齿轮1b与第一输出轴21能够同步转动。

如图1所示,类似地,二四挡同步器24c设置在第一输出轴21上且位于二挡从动齿轮2b与四挡从动齿轮4b之间,二四挡同步器24c可将二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b与第一输入轴11进行接合,从而使该从动齿轮与输出轴能够同步转动。

例如,结合图1所示,二四挡同步器24c的接合套向左移动可将二挡从动齿轮2b与第一输出轴21接合,从而二挡从动齿轮2b与第一输出轴21同步转动。二四挡同步器24c的接合套向右移动可将四挡从动齿轮4b与第一输出轴21结合,从而四挡从动齿轮4b与第一输出轴21同步转动。

如图1所示,类似地,五挡同步器5c设置在第二输出轴22上,五挡同步器5c位于五挡从动齿轮5b的一侧,例如左侧,五挡同步器5c用于将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22接合,例如五挡同步器5c的接合套向右移动,则可将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22接合,从而五挡从动齿轮5b与第二输出轴22同步转动。

参照图1-图4的实施例,由于倒挡中间齿轮72、中间惰轮73均位于第二输出轴22上,且五挡从动齿轮5b也位于第二输出轴22上,并且五挡同步器5c只用于接合五挡从动齿轮5b、倒挡同步器74c只用于接合中间惰轮73与倒挡中间齿轮72。因此作为一种优选的实施方式,倒挡同步器74c与五挡同步器5c共用一个拨叉机构,由此减少了一套拨叉机构,使得动力传动系统100的结构更加紧凑、尺寸更小。

可以理解的是,在通过该拨叉机构驱动五挡同步器5c和倒挡同步器74c的接合套动作时,结合图1所示,在该拨叉机构的拨叉驱动五挡同步器5c的接合套向右移动时,五挡同步器5c能够接合五挡从动齿轮5b,此时倒挡同步器74c的接合套不接合倒挡中间齿轮72与中间惰轮73。在该拨叉机构的拨叉驱动倒挡同步器74c的接合套接合倒挡中间齿轮72与中间惰轮73时,五挡同步器5c的接合套不接合五挡从动齿轮5b。当然,这里关于拨叉机构驱动倒挡同步器74c以及五挡同步器5c的接合套的动作过程仅是示意性的,不能理解为是对本发明的一种限制。

在本发明的一些实施例中,发动机4与变速器的第一输入轴11和第二输入轴12之间可以是通过双离合器2d进行动力传递或分离的。

参照图2-图4所示,双离合器2d具有输入端23d、第一输出端21d和第二输出端22d,发动机4与双离合器2d的输入端23d相连,具体而言,发动机4可以通过飞轮、减震器或扭转盘等多种形式与双离合器2d的输入端23d相连。

双离合器2d的第一输出端21d与第一输入轴11相连,从而该第一输出端21d与第一输入轴11同步旋转。双离合器2d的第二输出端22d与第二输入轴12相连,从而该第二输出端22d与第二输入轴12同步旋转。

其中,双离合器2d的输入端23d可以是双离合器2d的壳体,其第一输出端21d和第二输出端22d可以是两个从动盘。一般地,壳体与两个从动盘可以是都断开的,即输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d均断开,在需要接合其中一个从动盘时,可以控制壳体与相应从动盘进行接合从而同步旋转,即输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d之一接合,从而输入端23d传来的动力可以通过第一输出端21d和第二输出端22d中的一个输出。

特别地,壳体也可以同时与两个从动盘接合,即输入端23d也可以同时与第一输出端21d和第二输出端22d接合,从而输入端23d传来的动力可同时通过第一输出端21d和第二输出端22d输出。

应当理解,双离合器2d的具体接合状态受到控制策略的影响,对于本领域的技术人员而言,可以根据实际所需的传动模式而适应性设定控制策略,从而可以在输入端23d与两个输出端全部断开以及输入端23d与两个输出端至少之一接合的多种模式中进行切换。

关于电机动力轴第二齿轮32,如上所述,其是与输出轴中的所述一个进行联动的。具体地,在一些实施例中,第二输出轴22上固定设置有传动齿轮6,传动齿轮6与电机动力轴第二齿轮32直接啮合。

下面结合图2-图4对三个动力输出轴(即第一输出轴21、第二输出轴22和电机动力轴3)与车辆差速器75之间的关系进行详细描述。

车辆的差速器75可以布置在一对前轮之间或一对后轮之间,在本发明的一些示例中,差速器75是位于一对前轮之间的。差速器75的功用是当车辆转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动,以保证两侧驱动轮与地面间作纯滚动运动。差速器75上设置有主减速器从动齿轮74,例如主减速器从动齿轮74可以布置在差速器75的壳体上。主减速器从动齿轮74可以是锥齿轮,但不限于此。

进一步,第一输出轴21上固定设置有第一输出轴输出齿轮211,第一输出轴输出齿轮211随第一输出轴21同步转动,第一输出轴输出齿轮211与主减速器从动齿轮74啮合传动,从而来自第一输出轴21的动力能够从第一输出轴输出齿轮211传递至主减速器从动齿轮74以及差速器75。

类似地,第二输出轴22上固定设置有第二输出轴输出齿轮221,第二输出轴输出齿轮221随第二输出轴22同步转动,第二输出轴输出齿轮221与主减速器从动齿轮74啮合传动,从而来自第二输出轴22的动力能够从第二输出轴输出齿轮221传递至主减速器从动齿轮74以及差速器75。

另外,倒挡齿轮71是作为大部分倒挡模式的动力输出端的,因此该倒挡齿轮71同样与主减速器从动齿轮74啮合。而由于倒挡齿轮71同时还与倒挡中间齿轮72啮合,同时为了获得适宜的倒挡速比,作为可选的一种实施方式,倒挡齿轮71构造为双联齿轮,该双联齿结构的倒挡齿轮71的一部分与倒挡中间齿轮72啮合,该双联齿结构的倒挡齿轮71的另一部分与主减速器从动齿轮74啮合。换言之,倒挡齿轮71的其中一个齿轮部712是与倒挡中间齿轮72啮合且另一个齿轮部711是与主减速器从动齿轮74啮合。由此不仅能够获得良好的倒挡速比,同时倒挡动力传递时各齿轮不会发生干涉,保证倒挡动力传递可靠。

根据本发明实施例的动力传动系统100的一些典型工况包括驻车发电、双离合器2d同时接合情况下的边驱动边充电以及第一电动发电机51二挡调速。

首先描述驻车发电这一典型工况,在车辆处于驻车状态时,发动机4设置成将产生的动力输出至输入轴的所述一个(即与电机动力轴第一齿轮31进行联动的输入轴,例如第二输入轴12),并通过电机动力轴同步器33c对电机动力轴第一齿轮31的同步而将动力输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

具体而言,结合图2-图4示例的具体实施例,发动机4在车辆驻车后能够将动力通过双离合器2d而输出给第二输入轴12,该第二输入轴12与电机动力轴3上的电机动力轴第一齿轮31是联动的,控制电机动力轴同步器33c接合电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31,则发动机4输出的动力将从第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴同步器33c输出至电机动力轴3,最终这部分动力从电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51作为发电机进行发电。

由此,实现了驻车发电功能,丰富了充电模式,且驻车发电工况下车辆处于静止状态,发动机4的动力可以全部用于充电,提高了充电效率,实现快速供电功能。

其次描述双离合器2d同时接合情况下的边驱动边充电工况,在该工况下,发动机4能够通过输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d的同时接合作用而将其中一部分动力通过其中一根输出轴输出给车轮以作为车辆行驶的动力,并将另一部分动力通过电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

具体而言,结合图2-图4示例的具体实施例,该工况下,发动机4的一部分动力可从第一输出轴21或第二输出轴22输出,例如通过一挡齿轮副、三挡齿轮副或五挡齿轮副输出,发动机4的另一部分动力可从电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴同步器33c、电机动力轴3这一路径输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

由于传统具有双离合器的动力传动系统中,双离合器2d在同一时刻只有一个离合器处于工作状态,而根据本发明实施例的动力传动系统100实现了对双离合器2d的突破性应用,即在双离合器2d的两个离合器全部接合状态下(输入端23d同时接合第一输出端21d和第二输出端22d),使得发动机4的一部分动力由一根输出轴输出驱动车辆行驶,另一部分动力则输出给第一电动发电机51,驱动电机发电,丰富了传动模式,兼顾车辆行驶以及充电要求。

再次描述第一电动发电机51的二挡调速功能,具体地,结合图2-图4所示,由于电机动力轴同步器33c布置在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间,第一电动发电机51在作为电动机输出动力时,可以选择性地通过电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32输出,在转换期间,需要电机动力轴同步器33c的同步切换。具体来说,当电机动力轴同步器接合电机动力轴第一齿轮31时,第一电动发电机51的动力通过第一齿轮31输出,此时第一电动发电机51选择第一挡位(即大速比档位),电机动力轴同步器33c和二四挡同步器24c往如图左方向拨,此时第一电动发电机51的动力经过电机动力轴同步器33c、电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、二挡主动齿轮2a、二挡从动齿轮2b、二四挡同步器24c、第一输出轴21、第一输出轴输出齿轮211、主减速器从动齿轮74,再经过混合动力汽车的动力传动系统到车轮;当电机动力轴同步器接合电机动力轴第二齿轮32时,第一电动发电机51的动力通过第二齿轮32输出,此时第一电动发电机51选择第二挡位(即小速比档位),电机动力轴同步器33c往如图中右方向拨,此时第一电动发电机51的动力经过电机动力轴同步器33c、电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6、第二输出轴22、第二输出轴输出齿轮221、主减速器从动齿轮74,再经过混合动力汽车的动力传动系统传输至车轮。

例如,在从电机动力轴第一齿轮31输出电机动力切换为从电机动力轴第二齿轮32输出动力的过程中,电机动力轴同步器33c的接合套需要从与电机动力轴第一齿轮31接合的位置切换到与电机动力轴第二齿轮32接合的位置,由于电机动力轴第一齿轮31到主减速器从动齿轮74之间传递路径的速比与电机动力轴第二齿轮32与主减速器从动齿轮74之间传动路径的速比是不同的,因此在切换同步器同步电机动力轴第二齿轮32的过程中,电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3是差速转动的,这样会增加同步器的同步时间,同时也增加了同步器的磨损,降低传动效率,容易出现动力中断或长时间无法同步而引起的顿挫感。

此时,可以控制第一电动发电机51基于电机动力轴第二齿轮32的转速而调节电机动力轴3的转速,即以电机动力轴第二齿轮32的转速为目标来提升或降低电机动力轴3的转速,使得电机动力轴3的转速能够在最短的时间内与电机动力轴第二齿轮32匹配(即大致相等或接近),从而使得电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3,减少电机动力轴同步器33c同步所需的时间,极大地提高了车辆的传动效率、同步可控性和同步的实时性。此外,电机动力轴同步器33c的寿命得以进一步延长,从而降低整车维护的成本。

类似地,在从电机动力轴第二齿轮32输出电机动力切换为从电机动力轴第一齿轮31输出动力的过程中,第一电动发电机51可以基于电机动力轴第一齿轮31的转速调节电机动力轴3的转速,即以电机动力轴第一齿轮31转速为目标提升或降低电机动力轴3的转速,使得电机动力轴3的转速能够在最短的时间内与电机动力轴第一齿轮31匹配,从而提高电机动力轴同步器33c的接合效率。

综上,简言之,电机动力轴同步器33c在与电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32中的一个接合切换为与另一个接合期间,第一电动发电机51设置成以电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32中的另一个的转速为目标对电机动力轴3进行调速。

针对第一电动发电机51调速这一功能,典型工况是在纯电动模式下,即第一电动发电机51驱动车辆行驶时。当然,本发明并不限于此,对于其它模式例如混动模式,需要电机动力轴同步器33c来切换电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32时,均可以采用第一电动发电机51对电机动力轴3进行调速。

由此,根据本发明实施例的动力传动系统100,电机动力轴同步器33c在电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32之间切换接合位置时,通过第一电动发电机51对电机动力轴3的调速,使得电机动力轴3的转速能够与待接合的齿轮(例如电机动力轴第一齿轮31或电机动力轴第二齿轮32)转速相匹配,即第一电动发电机51能够以待接合的齿轮的转速为目标对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与待接合的齿轮的转速在短时间内匹配,方便电机动力轴同步器33c的接合,从而大大提高了传动效率,减少中间能量的传递损失。

根据本发明的一些实施例的动力传动系统100,还可以增设一个电动发电机52以增加动力传动系统100的动力性,丰富传动模式。

例如,在其中一些实施例中,电动发电机52可与主减速器从动齿轮74传动,例如电动发电机52的电机轴上可以设置齿轮,该齿轮与主减速器从动齿轮74直接啮合传动。又如,在另一些实施例中,电动发电机52也可以设置成与第一输入轴11相连或与第一输出轴21相连。再如,在再一些实施例中,电动发电机52为两个且分别设置在差速器75的两侧,例如该两个电动发电机52可以与差速器75集成为一体。

下面参照图2-图4简单描述各具体实施例中动力传动系统100的构造以及典型工况。

实施例一:

如图2所示,发动机4与双离合器2d的输入端23d相连,双离合器2d的第一输出端21d与第一输入轴11相连,双离合器2d的第二输出端22d与第二输入轴12相连,双离合器2d的输入端23d与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d可以同时处于断开状态,或者双离合器2d的输入端23d可与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d之一接合,或者双离合器2d的输入端23d可与双离合器2d的第一输出端21d和第二输出端22d同时接合。

第二输入轴12为空心轴结构,第一输入轴11为实心轴,第二输入轴12同轴地套设在第一输入轴11上,并且第一输入轴11的一部分从第二输入轴12内沿轴向向外伸出。

第一输入轴11上设置有可随第一输入轴11同步转动的一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a,一挡主动齿轮1a位于五挡主动齿轮5a的右侧,三挡主动齿轮3a位于五挡主动齿轮5a的左侧。

第二输入轴12上设置有可随第二输入轴12同步转动的二挡主动齿轮2a和四挡主动齿轮4a,二挡主动齿轮2a位于左侧且四挡主动齿轮4a位于右侧。

第一输出轴21与两个输入轴平行布置,第一输出轴21上空套有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b,一挡从动齿轮1b与一挡主动齿轮1a直接啮合,二挡从动齿轮2b与二挡主动齿轮2a直接啮合,三挡从动齿轮3b与三挡主动齿轮3a直接啮合,四挡从动齿轮4b与四挡主动齿轮4a直接啮合。

第一输出轴21上还设置有一三挡同步器13c和二四挡同步器24c,一三挡同步器13c位于一挡从动齿轮1b与三挡从动齿轮3b之间,且可选择性地将一挡从动齿轮1b或三挡从动齿轮3b与第一输出轴21同步,二四挡同步器24c位于二挡从动齿轮2b与四挡从动齿轮4b之间,且可选择性地将二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b与第一输出轴21同步。

第二输出轴22同样与两个输入轴平行设置,第二输出轴22上空套有五挡从动齿轮5b,五挡从动齿轮5b与五挡主动齿轮5a直接啮合,第二输出轴22上还设置有五挡同步器5c,五挡同步器5c用于将五挡从动齿轮5b与第二输出轴22同步。

电机动力轴3与两个输入轴、两个输出轴平行设置,电机动力轴3上空套有电机动力轴第一齿轮31和电机动力轴第二齿轮32,电机动力轴第一齿轮31位于左侧,电机动力轴第二齿轮32位于右侧。电机动力轴3上还设置有电机动力轴同步器33c,电机动力轴同步器33c位于电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴第二齿轮32之间,电机动力轴同步器33c用于选择性地将电机动力轴第一齿轮31与电机动力轴3同步或者将电机动力轴第二齿轮32与电机动力轴3同步。

此外,如图2所示,第二输出轴22上还设置有可随第二输出轴22同步转动的传动齿轮6以及空套设置有倒挡中间齿轮72,传动齿轮6与电机动力轴第二齿轮32直接啮合,倒挡中间齿轮72的一侧形成有齿套721,齿套721同样空套在第二输出轴22上,中间惰轮73空套在齿套721上,中间惰轮73分别与二挡主动齿轮2a以及电机动力轴第一齿轮31啮合,倒挡同步器74c布置在齿套721上且可用于接合中间惰轮73。

倒挡齿轮71构造为双联齿轮,倒挡齿轮71的一个齿轮部712与倒挡中间齿轮72啮合,倒挡齿轮71的另一个齿轮部711与主减速器从动齿轮74直接啮合,同时第一输出轴21上固定设置有与主减速器从动齿轮74啮合的第一输出轴输出齿轮211、第二输出轴22上固定设置有与主减速器从动齿轮74啮合的第二输出轴输出齿轮221。

第一电动发电机51与电机动力轴3同轴相连。

下面对图2所示动力传动系统100的典型工况进行详细描述。

驻车充电工况:

双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d并与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,从而发动机4输出的动力依次经过双离合器2d的输入端23d、第二输出端22d、第二输入轴12、二挡主动齿轮2a、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴同步器33c、电机动力轴3后传递给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51进行发电。

该工况下能够实现定速比充电,能量传递效率更高,而关于速比的选定,与发动机4驻车时的转速、第一电动发电机51的选型以及周边轴承等附加零部件所允许的最高转速有直接关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以综合上面等因素进行考虑,灵活设计相应的传动速比,使得动力传动系统100在驻车发电时能够最大化地利用发动机4的能量,达到快速充电目的。

纯电动工况:

路径一:电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73输出至第二输入轴12,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b或四挡从动齿轮4b,从而第一电动发电机51的动力可通过二挡齿轮副或四挡齿轮副输出。

路径二:电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出。

由此,在动力传动系统100处于纯电动工况下,第一电动发电机51可以通过上述两条具有不同速比的路径将动力输出至车轮,从而驱动车辆行驶。

优选地,在对上述路径进行切换时,第一电动发电机51能够对电机动力轴3进行调速。

首先描述从路径一切换为路径二:此时电机动力轴同步器33c从与电机动力轴第一齿轮31接合的位置移动到与电机动力轴第二齿轮32接合的位置,在此期间,第一电动发电机51能够以电机动力轴第二齿轮32的转速为目标,对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与电机动力轴第二齿轮32匹配,从而电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第二齿轮32,提高同步效率。

其次描述从路径二切换为路径一:此时电机动力轴同步器33c从与电机动力轴第二齿轮32接合的位置移动到与电机动力轴第一齿轮31接合的位置,在此期间,第一电动发电机51能够以电机动力轴第一齿轮31的转速为目标,对电机动力轴3的转速进行调节,使电机动力轴3的转速与电机动力轴第一齿轮31匹配,从而电机动力轴同步器33c能够快速接合电机动力轴第一齿轮31,提高同步效率。

当然,应当理解的是,上述的调速模式不仅适用于纯电动工况,还可以适用于其他工况,例如混动工况等,只要涉及到电机动力轴同步器33c的接合状态发生变化的工况(例如从与电机动力轴第一齿轮31接合切换为与电机动力轴第二齿轮32接合、或者从与电机动力轴第二齿轮32接合切换为与电机动力轴第一齿轮31接合),均适用于上述调速模式。

各挡位混动工况方案一:

在动力传动系统100处于一挡混动工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力最终在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于二挡混动工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第二输入轴12、二挡齿轮副从第一输出轴21输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力最终在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于三挡混动工况时,与动力传动系统100处于一挡混动工况类似,区别在于一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,发动机4的动力通过三挡齿轮副输出,其余基本与一挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

在动力传动系统100处于四挡混动工况时,与动力传动系统100处于二挡混动工况类似,区别在于二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b,发动机4的动力通过四挡齿轮副输出,其余基本与二挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

在动力传动系统100处于五挡混动工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副从第二输出轴22输出,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第二齿轮32、传动齿轮6从第二输出轴22输出,两部分动力在第二输出轴22上进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得第二输出轴22能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

各挡位混动工况方案二:

在动力传动系统100处于一挡混动工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b(以第一电动发电机51动力从二挡齿轮副输出为例,当然也可从四挡齿轮副输出),双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。

从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副输出至第一输出轴21,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、二挡齿轮副、二四挡同步器24c输出至第一输出轴21,两部分动力在第一输出轴21上进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得第一输出轴21能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于二挡混动工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。从而发动机4输出的动力通过第二输入轴12输出至二挡齿轮副,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73输出至二挡齿轮副,两部分动力在二挡齿轮副上进行耦合,耦合后的动力第一输出轴21输出。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得二挡齿轮副能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

在动力传动系统100处于三挡混动工况时,与动力传动系统100处于一挡混动工况类似,区别在于一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,发动机4的动力通过三挡齿轮副输出,其余基本与一挡混动传动大致相同,这里不再赘述。

对于四挡混动工况而言,由于二四挡齿轮副共用二四挡同步器24c,因此无法在该模式下实现四挡混动工况。

在动力传动系统100处于五挡混动工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d接合第一输出端21d且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。

从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副输出至第二输出轴22,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、二挡齿轮副、二四挡同步器24c输出至第一输出轴21,两部分动力在主减速器从动齿轮74处进行耦合,耦合后的动力从差速器75分配给两侧的车轮。

该挡位混动工况下,第一电动发电机51可以进行调速,从而使得主减速器从动齿轮74能够平衡地同步接收来自发动机4以及第一电动发电机51的动力,提高传动的平顺性、协调性。

需要说明的是,上述的各挡位混动工况方案二是以二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b为例说明的,当然该模式下二四挡同步器24c也可以接合四挡从动齿轮4b,此时各挡位混动原理与上述大体一致,这里不再一一赘述。并且可以理解的是,在二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b的模式下无法实现二挡混动工况,原理与上述模式无法实现四挡混动一致。

综上,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据实际需要,灵活地选择上述任意各挡位混动工况方案一以及各挡位混动工况方案二中的任意混动路径,极大地丰富了动力传动系统100的传动模式,提高了驾驶乐趣,使车辆能够更好地适应不同路况,提高车辆的动力性、燃油经济性。

发动机边驱动边充电工况方案一:

在动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d接合且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,同时来自车轮的反拖能量通过第二输出轴22、传动齿轮6、电机动力轴第二齿轮32、电机动力轴3后输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在动力传动系统100处于二挡边驱动边充电工况时,二四挡同步器24c接合二挡从动齿轮2b,双离合器2d的输入端23d与第二输出端22d接合且与第一输出端21d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31。从而发动机4输出的一部分动力通过第二输入轴12、二挡齿轮副从第一输出轴21输出,发动机4输出的另一部分动力通过第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴3后输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在动力传动系统100处于三挡边驱动边充电工况时,与动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时基本一致,不同在于此时一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b。

在动力传动系统100处于四挡边驱动边充电工况时,与动力传动系统100处于二挡边驱动边充电工况时基本一致,不同在于此时二四挡同步器24c接合四挡从动齿轮4b。

在动力传动系统100处于五挡边驱动边充电工况时,五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b,双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d接合且与第二输出端22d断开,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第二齿轮32。从而发动机4输出的动力通过第一输入轴11、五挡齿轮副从第二输出轴22输出,同时第二输出轴22上的部分动力还通过传动齿轮6、电机动力轴第二齿轮32、电机动力轴3后输出至第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

发动机4边驱动边充电工况方案二:

上面介绍的发动机4边驱动边充电工况方案一中,双离合器2d在传动时均只有一个离合器进行接合工作,例如其输入端23d与第一输出端21d接合或者输入端23d与第二输出端22d接合,特别地,根据本发明实施例的动力传动系统100,在双离合器2d的输入端23d与第一输出端21d和第二输出端22d同时接合的情况下,也能够实现边驱动边充电工况。

在此条件下,动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况时,双离合器2d的输入端23d同时接合第一输出端21d和第二输出端22d,一三挡同步器13c接合一挡从动齿轮1b,电机动力轴同步器33c接合电机动力轴第一齿轮31,从而发动机4输出的一部分动力通过第一输入轴11、一挡齿轮副从第一输出轴21输出,发动机4输出的另一部分动力从第二输入轴12、中间惰轮73、电机动力轴第一齿轮31、电机动力轴3输出给第一电动发电机51,从而驱动第一电动发电机51发电。

在此条件下,动力传动系统100处于三挡边驱动边充电工况或处于五挡边驱动边充电工况时,与上述动力传动系统100处于一挡边驱动边充电工况大致相同,不同之处在于,三挡传动时一三挡同步器13c接合三挡从动齿轮3b,五挡传动时五挡同步器5c接合五挡从动齿轮5b且动力从第二输出轴22输出。

综上,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据实际需要,灵活地选择上述发动机边驱动边充电工况方案一以及发动机边驱动边充电工况方案二中的任意传动路径,极大地丰富了动力传动系统100的传动模式,提高了驾驶乐趣,使车辆能够更好地适应不同路况,提高车辆的动力性、燃油经济性。

倒挡工况:

在动力传动系统100处于机械倒挡工况时,倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,双离合器2d的输入端23d接合第二输出端22d且与第一输出端21d断开,发动机4输出的动力通过第二输入轴12、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72后从倒挡齿轮71输出。

在动力传动系统100处于电动倒挡模式时,电机动力轴同步器33c同步电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31、倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴3、电机动力轴第一齿轮31、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72后从倒挡齿轮71输出。

在动力传动系统100处于混动倒挡模式时,电机动力轴同步器33c同步电机动力轴3和电机动力轴第一齿轮31、倒挡同步器74c同步倒挡中间齿轮72和中间惰轮73,发动机4输出的动力通过第二输入轴12输出至中间惰轮73,第一电动发电机51输出的动力通过电机动力轴3、电机动力轴第一齿轮31输出至中间惰轮73,两部分动力在中间惰轮73处耦合后再通过倒挡中间齿轮72从倒挡齿轮71输出。

在上面介绍的驻车充电工况、纯电动工况、各挡位混动工况方案一、各挡位混动工况方案二、发动机边驱动边充电工况方案一、发动机边驱动边充电工况方案二以及倒挡工况中,第一电动发电机51自始至终是按照同一预定方向旋转的,即第一电动发电机51在作为电动机工作以及发电机工作时,能够一直按照同一方向旋转,特别对于从纯电动工况、各挡位混动工况方案一、各挡位混动工况方案二向倒挡工况切换的过程中,第一电动发电机51也是无需换向的,从而使得第一电动发电机51在参与工作的任意工况下均能自始至终同向旋转,改善由于电机换向带来的冲击感、顿挫感等,提升了动力传动系统100的寿命。

实施例二:

如图3所示,该实施例中的动力传动系统100与图2中所示的动力传动系统100的主要区别在于倒挡中间齿轮72、中间惰轮73和倒挡同步器74c处。在该实施例中,倒挡中间齿轮72与中间惰轮73是相邻空套在第二输出轴22上的,倒挡同步器74c设置在中间惰轮73上且用于接合倒挡中间齿轮72。对于其余部分则可与图2实施例中的动力传动系统100基本一致,这里不再赘述。

实施例三:

如图4所示,该实施例中的动力传动系统100与图3中所示的动力传动系统100的主要区别在于中间惰轮73的构造。在该实施例中,中间惰轮73构造为双联齿轮,且具有齿轮部731、732,其中一个齿轮部731与二挡主动齿轮啮合(即与输入轴的所述一个上的挡位主动齿轮),另一个齿轮部732与电机动力轴第一齿轮31啮合。对于其余部分则可与图3实施例中的动力传动系统100基本一致,这里不再赘述。

此外,根据本发明的实施例进一步提供了包括如上所述的动力传动系统100的车辆。应当理解的是,根据本发明实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、转向系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知,因此对熟知结构的详细说明此处进行省略。

基于上述实施例的动力传动系统及具有该动力传动系统的混合动力汽车,本发明实施例提出一种混合动力汽车的控制方法,其中,本发明实施例的混合动力汽车的控制方法是基于具有上述动力传动系统的混合动力汽车执行的。下面参照附图来详细描述根据本发明实施例提出的混合动力汽车的控制方法、混合动力汽车的动力传动系统和混合动力汽车。

图8是根据本发明实施例的混合动力汽车的控制方法的流程图。

在本发明的一个实施例中,如图5-图7所示,混合动力汽车的动力传动系统可包括发动机4、多个输入轴(例如,第一输入轴11、第二输入轴12)、多个输出轴(例如,第一输出轴21、第二输出轴22)、电机动力轴3、第一电动发电机51和第二电动发电机511,其中,如图1-图4所示,发动机4设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个,每个输入轴上设置有挡位主动齿轮,每个输出轴上设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合,电机动力轴3设置成可与输入轴中的一个(例如,第二输入轴12)联动,第一电动发电机51设置成能够与电机动力轴3联动。

其中,发动机4和/或第一电动发电机51用于驱动第一对车轮76,第二电动发电机511设置成用于驱动第二对车轮77,其中第一对车轮76为前轮和后轮中的一对,第二对车轮77为前轮和后轮中的另外一对。在图5-图7的示例中,发动机4和第一电动发电机51驱动两个前轮,第二电动发电机511用于驱动两个后轮,例如,第二电动发电机511可以通过一个减速机构85驱动两个后轮,或者第二电动发电机511为两个且分别通过一个减速机构驱动一个后轮,或者第二电动发电机511可以是轮边电机并用于后轮。

另外,根据图1-图4的描述可知,混合动力汽车的动力传动系统还可包括双离合器2d以及同步器(例如,一三挡同步器13c、二四挡同步器24c、五挡同步器5c、倒挡同步器74c和电机动力轴同步器33c)。并且,第一输入轴11上可以布置有一挡主动齿轮1a、三挡主动齿轮3a和五挡主动齿轮5a,第二输入轴12上可以布置有二挡主动齿轮2a和四挡主动齿轮4a。对应地,第一输出轴21上设置有一挡从动齿轮1b、二挡从动齿轮2b、三挡从动齿轮3b和四挡从动齿轮4b,第二输出轴22上设置有五挡从动齿轮5b。

由此,发动机4可实现5挡变速,从而通过增加发动机的档位,能改善发动机的工作区域,提高发动机经济性,同时能提高混合动力汽车的动力性,当混合动力汽车亏电时,整车表现出的动力性和经济性会有明显的改善。

可以理解的是,在一些实施例中,多个输入轴(例如,第一输入轴11、第二输入轴12)、多个输出轴(例如,第一输出轴21、第二输出轴22)和电机动力轴3及各轴上相关齿轮以及换挡元件(如,同步器)可构成混合动力汽车的变速器。

基于上述的动力传动系统,本发明实施例的混合动力汽车可具有串联模式、并联模式和混联模式三种工作模式。下面结合图5-7分别描述混合动力汽车在三种模式下工作时的能量传递路线。

当混合动力汽车在串联模式下工作时,发动机4通过双离合器2d的第二输出端22d(结合)驱动第一电动发电机51发电(即为串联发电),提供给第二电动发电机511驱动第二对车轮77使用,能量传递路线如图5中的虚线01和实线02所示。

当混合动力汽车在并联模式下工作时,发动机4通过双离合器2d的第一输出端21d或第二输出端22d(其中任一输出端结合),将其动力传递至变速器,最后通过主减速器传至第一对车轮76,同时第一电动发电机51通过倒挡同步器74c将动力传至第一对车轮76,并驱动第一电动发电机51发电(即为并联发电)。能量传递路线如图6中的实线03(以第一电动发电机51选择第二档位为例)+虚线04(以发动机4选择5挡为例)所示。

当混合动力汽车在混联模式下工作时,发动机4通过双离合器2d的第一输出端21d或第二输出端22d(结合)驱动第一对车轮76,其剩余功率驱动第一电动发电机51进行发电供给第二电动发电机511驱动第二对车轮77使用,能量传递路线如图7中的实线03(以第一电动发电机51选择第二档位为例)+虚线04(以发动机4选择5挡为例)+实线02所示。

下面对本发明实施例的混合动力汽车的控制方法进行详细描述。

如图8所示,本发明实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S1:检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态。

其中,混合动力汽车的运行工况可包括当前档位、需求扭矩、车速、加速踏板开度、发动机转速等,动力电池的工作状态可包括动力电池的SOC(State of Charge,剩余电量或荷电状态)、动力电池的最大放电功率。

S2:根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,其中,工作模式可包括纯电动模式和混合动力模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明一个实施例,当汽车从理想路面进入低附路面、爬坡或转弯路面时,只需要调整第一电动发电机和第二电动发电机的分配,即可通过低附路面(如沙石、泥泞和结冰等路面)、爬坡或转弯路面。例如,汽车行驶过程中遇到低附路面或爬坡时,通过判断前车轮和后车轮打滑情况来进行第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分配,从而发挥出每个车轮的最大附着力,以第一电动发电机驱动前车轮和第二电动发电机驱动后车轮为例,当后车轮打滑时,第一电动发电机增加扭矩输出以驱动汽车行驶,第二电动发电机根据前车轮的转速进行降速限扭控制、减少扭矩输出;当后车轮打滑时,第二电动发电机增加扭矩输出以驱动汽车行驶,第一电动发电机根据前车轮的转速进行降速限扭控制、减少扭矩输出;当前车轮和后车轮同时打滑时,根据混合动力汽车的车速对第一电动发电机和第二电动发电机同时进行降速限扭控制、同时减少扭矩输出,从而保证汽车的稳定性和平顺性。

由此,通过控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,可实现全时四驱,具有更好的通过性即动力响应特性,并具有很好的转向性(转向性不好时,前驱车转向不足,后驱车转向过度)、操控性和越野性。并且,在本实施例中,不是通过取力装置将动力转移至其他轴(机械四驱),而是通过电力装置即电动发电机直接将电能转化成动能,协助汽车行驶,从而保证了良好的经济性。

另外,需要说明的是,纯电动模式可纯电动经济模式和纯电动运动模式,混合动力模式可包括混合动力经济模式和混合动力运动模式。当混合动力汽车进入纯电动模式时,混合动力汽车还可根据用户的指令切换至纯电动经济模式或纯电动运动模,;当混合动力汽车进入混合动力模式时,混合动力汽车还可根据用户的指令切换至混合动力经济模式或混合动力运动模式。根据本发明的一个具体示例,混合动力汽车上还可设有经济模式按键和运动模式按键,用户可通过按键手动切换至经济模式或运动模式。

另外,根据本发明一个优选实施例,当混合动力汽车处于减速状态时,可根据油门踏板开始、制动踏板和动力系统等状态进行能量回馈,进入能量回馈工作模式,其中,回馈比例按照制动力需求和车轮附着力比例进行合理分配,保证能量回收控制的最优性。

根据本发明的一个实施例,当混合动力汽车处于纯电动模式时,判断是否接收用户的模式切换指令,如果是,则控制混合动力汽车切换至混合动力模式,其中,纯电动模式包括纯电动经济模式和纯电动运动模式,混合动力模式包括混合动力经济模式和混合动力运动模式;如果否,则判断动力电池的SOC(State of Charge,剩余电量或荷电状态)是否小于等于第一电量阈值或动力电池的最大放电功率是否小于等于第一预设功率;当动力电池的SOC小于等于第一电量阈值或动力电池的最大放电功率小于等于第一预设功率时,控制混合动力汽车切换至混合动力模式;当动力电池的SOC大于第一电量阈值且动力电池的最大放电功率大于第一预设功率时,控制混合动力汽车保持纯电动模式。

根据本发明的一个具体示例,混合动力汽车上可设有纯电动模式按键和混合动力模式按键,当混合动力汽车处于纯电动模式时,如果用户触发混合动力模式按键,则控制混合动力汽车切换至混合动力模式。当然,可以理解的是,如果用户触发纯电动模式按键,则继续控制混合动力汽车保持纯电动模式。

具体而言,如图9所示,根据本发明的一个实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S101:混合动力汽车处于纯电动模式。

S102:判断是否接收用户的模式切换指令,即判断是否接收到混合动力模式按键的触发信号。如果是,则执行步骤S103;如果否,则执行步骤S104。

S103:切换至混合动力模式,返回。

S104:判断动力电池的SOC(State of Charge,剩余电量或荷电状态)是否小于等于第一电量阈值SOC1或动力电池的最大放电功率Pb是否小于等于第一预设功率Pb1。如果是,则执行步骤S105;如果否,则执行步骤S106。

S105:切换至混合动力模式,返回。

S106:保持纯电动模式,返回。

由此,在本实施例中,可根据用户的指令控制混合动力汽车由纯电动模式切换至混合动力模式,实现手动切换工作模式,并且,也可根据动力电池的工作状态自动由纯电动模式切换至混合动力模式,从而实现工作模式的手动切换和自动切换,保证混合动力汽车工作在最优的状态。

根据本发明的另一个实施例,当混合动力汽车处于混合动力模式时,判断是否接收用户的模式切换指令,如果否,则控制混合动力汽车保持混合动力模式;如果是,则判断动力电池的SOC是否大于第一电量阈值且动力电池的最大放电功率是否大于第一预设功率;当动力电池的SOC小于等于第一电量阈值或动力电池的最大放电功率小于等于第一预设功率时,控制混合动力汽车保持混合动力模式;当动力电池的SOC大于第一电量阈值且动力电池的最大放电功率大于第一预设功率时,控制混合动力汽车切换至纯电动模式。

具体来说,如图10所示,根据本发明的另一个实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S201:混合动力汽车处于混合动力模式。

S202:判断是否接收用户的模式切换指令,即判断是否接收到纯电动模式按键的触发信号。如果是,则执行步骤S204;如果否,则执行步骤S203。

S203:保持混合动力模式,返回。

S204:判断动力电池的SOC(State of Charge,剩余电量或荷电状态)是否大于第一电量阈值SOC1且动力电池的最大放电功率Pb是否大于第一预设功率Pb1。如果是,则执行步骤S205;如果否,则执行步骤S206。

S205:切换至纯电动模式,返回。

S206:保持混合动力模式,返回。

由此,在本实施例中,可根据用户的指令和动力电池的工作状态控制混合动力汽车由混合动力模式切换至纯电动模式,实现手动切换工作模式,从而实现工作模式的手动切换,保证混合动力汽车工作在最优的状态。

根据本发明的又一个实施例,当混合动力汽车进入纯电动模式时,如果混合动力汽车的当前挡位为非P挡,其中,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;当混合动力汽车的需求扭矩大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。

进一步地,当第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配后,第一电动发电机的挡位根据混合动力汽车的车速进行选择,其中,当混合动力汽车的车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位例如EV1档;当混合动力汽车的车速大于等于换挡车速时,第一电动发电机选择第二档位例如直接档。

其中,需要说明的是,预设的扭矩分配原则为按照第一电动发电机和第二电动发电机同步达到第一电动发电机的峰值扭矩和第二电动发电机的峰值扭矩的原则进行分配。

由此,使第一电动发电机的和第二电动发电机的同步达到额定输出扭矩或峰值扭矩,从而保证第一电动发电机的和第二电动发电机的负荷率和温升一致,充分发挥第一电动发电机的和第二电动发电机的能力。

具体地,预设的扭矩分配原则根据以下公式确定第一电动发电机的扭矩以及第二电动发电机的扭矩:

其中,T为需求扭矩,Tf为分配给第一电动发电机的扭矩,Tr为分配给第二电动发电机的扭矩,Tfe为第一电动发电机的额定输出扭矩,Tre为第二电动发电机的额定输出扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩。

根据上述计算,也可得到第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配之后的分配比例Pro2,Pro2=Tf/Tr。

根据本发明的一个具体实施例,电动发电机的扭矩与转速之间的关系曲线如图11所示,第一电动发电机的额定输出扭矩Tfe与第一电动发电机转速之间关系曲线如图11中曲线1所示,第二电动发电机的额定输出扭矩Tre与第二电动发电机转速之间关系曲线如图11中曲线2所示,第一电动发电机的峰值扭矩Tfp与第一电动发电机转速之间关系曲线如图11中曲线3所示,第二电动发电机的峰值扭矩Trp与第二电动发电机转速之间关系曲线如图11中曲线4所示。由图11可知,可根据转速获取Tfe、Tre、Tfp和Trp,进而计算Tfp与Tfe之差,例如Tfp-Tfe=153,以及Trp与Tre之差,例如Trp-Tre=170。

另外,需要说明的是,需求扭矩可根据驾驶员的驾驶意图来确定,一般来说就是加速踏板开度直接影响到需求扭矩,加速踏板开度与轮端的需求扭矩有直接关系,之后,再考虑轮端与动力源之间的速比以及传动效率,即可获得动力源的需求扭矩(例如上述需求扭矩T),其中,对于纯电动模式来说,该T为第一电动发电机和第二电动发电机的需求扭矩;对于混合动力模式来说,该T为发动机和/或第一电动发电机和第二电动发电机共同的需求扭矩。

具体来说,轮端的需求扭矩可根据加速踏板开度获取,并且在经济模式和运动模式下,加速踏板开度与轮端的需求扭矩之间的关系不同,即在经济模式下,在小于预设的加速踏板开度值时,轮端的需求扭矩变化相对较慢,即在车辆加速的前期,轮端的需求扭矩变化相对较慢,在大于预设的加速踏板开度值时,轮端的需求扭矩变化相对较快,即在车辆加速的后期,轮端的需求扭矩变化相对较快,加速踏板开度与轮端的需求扭矩之间的关系曲线如图12中A-B2-C所示,体现了车辆运行的经济性。在运动模式下,在小于预设的加速踏板开度值时,轮端的需求扭矩变化相对较快,即在车辆加速的前期,轮端的需求扭矩变化相对较快,在大于预设的加速踏板开度值时,轮端的需求扭矩变化相对较慢,即在车辆加速的后期,轮端的需求扭矩变化相对较慢,加速踏板开度与轮端的需求扭矩之间的关系曲线如图12中A-B1-C所示,体现了车辆加速的动力性。由此,可通过电机控制器采集加速踏板开度和混合动力汽的工作模式,并根据加速踏板开度和工作模式确定轮端的需求扭矩,之后,再考虑轮端与动力源直接的速比以及传动效率,确定动力源的需求扭矩T。

另外,根据本发明的一个具体实施例,在纯电动模式下,换挡车速与混合动力汽车的加速踏板开度呈正相关关系。换言之,在纯电动模式下,第一电动发电机的挡位可根据加速踏板开度和车速进行选择,从而满足驾驶意图,同时兼顾经济性。具体地,纯电动模式下加速踏板开度与换挡车速之间的关系曲线如图13所示。由此,电机控制器可采集加速踏板开度,并根据加速踏板开度确定换挡车速,并根据换挡车速和车速选择第一电动发电机的挡位。

另外,根据本发明的又一个实施例,动力传动系统还包括电机动力轴同步器、电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮,电机动力轴同步器在与电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮中的一个接合切换为与另一个接合期间,第一电动发电机设置成以电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮中的另一个的转速为目标对电机动力轴进行调速,以使第一电动发电机的挡位在第一档位和第二档位之间进行切换。

其中,第一档位和第二档位的不同体现在速比上,通过本实施例的动力传动系统形成2种速比,不同的速比能改变第一电动发电机的转速和轮端的输出扭矩。当车速较小时,选择第一档位(即大速比档位),满足混合动力汽车的较大输出扭矩的需求,同时提高第一电动发电机的转速,从而提高第一电动发电机的经济效率;当车速较高时,选择第二档位(即小速比档位),降低第一电动发电机的转速,使第一电动发电机工作在合适的、经济性较好的转速区间工作。其中,第一档位的速比大于第二档位的速比。

由此,第一电动发电机可实现2档档位的自动切换,从而,既保证了低速时混合动力汽车的大扭矩需求,又能保证高速时电动发电机转速不会过高,同时也能很好地改善第一电动发电机的工作效率。

具体而言,如图14所示,根据本发明的又一个实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S301:混合动力汽车处于纯电动模式。

S302:判断是否接收用户的经济/运动模式切换指令。如果接收到经济模式切换指令,则执行步骤S303;如果接收到运动模式切换指令,则执行步骤S308。

S303:进入纯电动经济模式。其中,经济模式下根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端需求扭矩,进而混合动力汽车的需求扭矩T。

S304:判断混合动力汽车的当前挡位是否为非P挡。如果是,则执行步骤S305;如果否,则当前挡位为P挡,混合动力汽车停车。

S305:判断混合动力汽车的需求扭矩T小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩Tfe和第二电动发电机的额定输出扭矩Tre之和T1,即T1=Tfe+Tre。如果是,则执行步骤S306;如果否,则执行步骤S307。

S306:第一电动发电机和第二电动发电机按照其额定输出扭矩的比例Pro1进行扭矩分配,第一电动发电机的挡位根据混合动力汽车的车速和换挡车速进行选择。

其中,比例Pro1是按照第一电动发电机和第二电动发电机同步达到额定输出扭矩的原则进行分配后得到的,即比例Pro1为第一电动发电机的额定输出扭矩Tfe和第二电动发电机的额定输出扭矩Tre之比。第一档位与第二档位的换挡车速如图13所示,当车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位;反之,则选择第二档位。

S307:第一电动发电机和第二电动发电机按照分配比例Pro2进行扭矩分配,第一电动发电机的挡位根据混合动力汽车的车速和换挡车速进行选择。

其中,分配比例Pro2为第一电动发电机和第二电动发电机同步达到峰值扭矩的原则进行分配之后得到的。第一档位与第二档位的换挡车速如图13所示,当车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位;反之,则选择第二档位。

S308:进入纯电动运动模式。

纯电动运动模式控制策略与步骤S304至S307基本一致,这里不再赘述。其中,不同之处在于,运动模式下的轮端的需求扭矩的变化曲线与经济模式下轮端的需求扭矩的变化曲线不同,运动模式下根据加速踏板开度和图12中曲线A-B1-C确定轮端的需求扭矩,进而确定混合动力汽车的需求扭矩T。

由此,在本实施例中,在纯电动模式下,可根据需求扭矩对第一电动发电机和第一电动发电机进行扭矩分配,并且第一电动发电机能够实现挡位自动切换(2档),从而,对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,可使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域。

另外,在本发明实施例,第一电动发电机可为前电机,第二电动发电机可为后电机。

根据本发明的再一个实施例,当混合动力汽车进入混合动力模式时,如果混合动力汽车的当前挡位为非P挡,其中,当动力电池的SOC大于等于0且小于第一电量阈值时,控制混合动力汽车以混合动力模式下的低电量方式运行;当动力电池的SOC大于等于第一电量阈值且小于第二电量阈值时,控制混合动力汽车以混合动力模式下的中电量方式运行;当动力电池的SOC大于等于第二电量阈值时,控制混合动力汽车以混合动力模式下的高电量方式运行。

进一步地,如果混合动力汽车的当前挡位为P挡,根据混合动力汽车的车速和动力电池的SOC控制混合动力汽车进行驻车发电。

具体来说,可根据混合动力汽车的停车状态和动力电池的SOC判断是否控制混合动力汽车进行驻车发电,即当当前挡位为P挡且车速等于预设停车车速V0且动力电池的SOC小于等于预设驻车充电电量值SOC0时,控制混合动力汽车进行驻车发电,在进行驻车发电的过程中,还对动力电池的SOC进行检测,在动力电池的SOC升高至预设停住驻车充电电量值SOC10时,停止进行驻车发电。由此,在停车时,对动力电池的电量进行补充,提高动力电池的放电功率,从而,保证混合动力汽车起步时的动力性能,当混合动力汽车开始起步时,整车可以通过纯电动模式起步,避开发动机起步阶段的油耗较高区域,提高经济性,减少排放;同时也能发挥出电动发电机低速时大扭矩的特性,使整车起步的动力性能得到改善;还能提高整车的坡起能力,通过纯燃油模式下无法通过的坡道;还能在停车时发电给其他车用电器使用。

其中,需要说明的是,在电机动力轴与输入轴中的一个进行联动时,第一电动发电机能够利用来自发动机输出的至少部分动力在混合动力汽车行驶以及驻车时进行发电。

具体而言,如图15所示,根据本发明的再一个实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S401:混合动力汽车处于混合动力模式。

S402:判断是否接收用户的经济/运动模式切换指令,即触发经济按键。如果接收到经济模式切换指令,则执行步骤S403;如果接收到运动模式切换指令,则执行步骤S412。

S403:进入混合动力经济模式。

其中,经济模式在保证车辆动力性的同时,更注重汽车行驶的经济性。混合动力经济模式包括低速纯电动方式,即在低速时发动机存在不对混合动力汽车进行驱动的状态,发动机在不驱动的状态下断油或停机(如制动、松油门等工况);第一电动发电机仅根据车速选择档位(当车速小于等于第一预设车速时,选择第一档位,反之,则选择第二档位,其中,第一预设车速可为定值);轮端的需求扭矩变化相对缓慢,根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端的需求扭矩,进而确定混合动力汽车的需求扭矩T。

S404:根据检测到的档位信号判断当前档位是否为非P档。如果是,则执行步骤S405;如果否,则执行步骤S413。

S405:当前档位为非P档,判断动力电池SOC所在的范围。如果动力电池的SOC大于等于0且小于第一电量阈值SOC1,则执行步骤S406;如果动力电池的SOC大于等于第一电量阈值SOC1且小于第二电量阈值SOC2,则执行步骤S408;如果动力电池的SOC大于等于第一电量阈值SOC21,则执行步骤S410。

S406:判断动力电池的SOC大于等于0且小于第一电量阈值SOC1。

S407:控制混合动力汽车以混合动力经济模式下的低电量方式运行。此时,动力电池的SOC处于较低值,发动机在保证动力性、经济性的前提下适当增加发电量,保证动力电池有一定的余量,以备汽车大功率需求时输出。

S408:判断动力电池的SOC大于等于第一电量阈值SOC1且小于第二电量阈值SOC2。其中,SOC2大于SOC1。

S409:控制混合动力汽车以混合动力经济模式下的中电量方式运行。此时,动力电池的SOC处于合适区间,为了能让电量平衡在此范围,发动机的发电量需与电动的耗电量保持平衡。

S410:判断动力电池的SOC大于等于第二电量阈值SOC2。

S411:控制混合动力汽车以混合动力经济模式下的高电量方式运行。此时,动力电池的SOC处于较高值,需电动发电机优先驱动汽车,使动力电池的SOC下降至合适区间,以备汽车制动等工况下回馈电量的存储。

S412:进入混合动力运动模式。

混合动力运动模式的控制策略与步骤S405至S411基本一致,这里不再赘述。其中,不同之处在于:混合动力运动模式不具有低速纯电动方式,即发动机一直对汽车进行驱动;第一电动发电机根据发动机的当前档位和车速进行换档,即发动机的当前档位为低档位且车速较低时,选择第一档位,反之,选择第二档位;运动模式下的轮端的需求扭矩与经济模式下轮端的需求扭矩不同,运动模式下根据加速踏板开度和图12中曲线A-B1-C确定轮端的需求扭矩,进而确定混合动力汽车的需求扭矩T。

S413:当前档位为P档,根据混合动力汽车的车速和动力电池的SOC判断是否控制混合动力汽车进行驻车发电,从而在停车时,对动力电池的电量进行补充,保证混合动力汽车起步时的动力性能以及车用电器的电能消耗。

具体地,参照图16对驻车发电的控制方法进行详细描述。

S1301:判断动力电池的SOC是否小于等于预设驻车充电电量值SOC0。如果是,则执行步骤S1302;如果否,则退出,不进行驻车发电。

S1302:判断混合动力汽车的车速是否等于预设停车车速V0。如果是,则执行步骤S1303;如果否,则退出,不进行驻车发电。

其中,预设停车车速V0可为0。

S1303:判断混合动力汽车的当前档位是否为P档或者EPB(Electrical Park Brake,电子驻车制动系统)是否被拉起。如果是,则执行步骤S1304;如果否,则退出,不进行驻车发电。

S1304:控制混合动力汽车进行驻车发电。同时执行步骤S1305和步骤S1306。

S1305:电机控制器向发动机控制模块发送的驻车发电功率信号,发动机控制模块对发动机进行控制,即控制发动机根据预设的发电功率驱动第一电动发电机进行发电。

S1306:电机控制器向换档控制单元发送的停车发电档位信号,对变速器进行控制,控制电机动力轴同步器结合电机动力轴第一齿轮,以实现驻车发电的能量传递。

由此,在控制混合动力汽车进行驻车发电时,根据预设的驻车发电转速和驻车发电功率,先将第一电动发电机的转速调至电机动力轴同步器能够与电机动力轴第一齿轮结合的转速,以便电机动力轴同步器与电机动力轴第一齿轮顺利结合,在电机动力轴同步器结合电机动力轴第一齿轮时,第一电动发电机通过电机动力轴同步器、电机动力轴第一齿轮、中间惰轮、第二输入轴与发动机相连,之后,再将第一电动发电机的转速调至预设的驻车发电转速,同时拖动发动机至与第一电动发电机同步的转速,从而发动机根据预设的发电功率驱动第一电动发电机进行发电,第一电动发电机将发电的能量供给其他车用电器使用,同时也将电能储存至动力电池中。

S1307:判断动力电池的SOC是否小于等于预设停止驻车充电电量值SOC10。如果是,则执行步骤S1302;如果否,则退出,不进行驻车发电。由此,在本实施例中,在混合动力模式下,根据动力电池的SOC控制混合动力汽车以低电量方式、中电量方式或高电量方式运行,从而,对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域。

根据本发明的一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的高电量方式运行时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速且动力电池的最大放电功率大于第一预设功率,判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和;如果是,第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配,并且第一电动发电机选择第一档位;如果否,第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配,并且第一电动发电机选择第一档位。

其中,需要说明的是,第一预设车速可为拥堵路况中的上限车速。第一预设功率主要是体现动力电池的放电功率受限的工况,其中,动力电池温度过低或过高均会影响动力电池的放电功率。

进一步地,当混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速且动力电池的最大放电功率小于等于第一预设功率时,根据混合动力汽车的需求扭矩先控制第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配,其中,如果分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩,,,再控制发动机以第一补足扭矩Tb进行扭矩输出,其中,Tb=T-Tfp-Trp,T为需求扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩,其中,第一电动发电机选择第一档位。

进一步地,当混合动力汽车的车速大于第一预设车速时,根据混合动力汽车的需求扭矩先控制发动机进行扭矩分配直至分配到发动机的扭矩达到预设的经济扭矩,再控制第一电动发电机和第二电动发电机以第二补足扭矩Tc进行扭矩输出,其中,Tc=T-T2,T为需求扭矩,T2为预设的经济扭矩,其中,如果分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩,再控制发动机以第一补足扭矩Tb进行扭矩输出,其中,Tb=T-Tfp-Trp,T为需求扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩;其中,第一电动发电机选择第二档位。

由此可知,在动力电池的SOC处于较高值时,需电动发电机优先驱动混合动力汽车,使动力电池的SOC下降至合适区间,以备汽车制动等工况下回馈电量的存储。

具体而言,如图17所示,当混合动力汽车处于混合动力经济模式时,根据本发明的一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S501:混合动力汽车以高电量方式运行。

S502:检测混合动力汽车的车速,并判断混合动力汽车的车速是否小于等于第一预设车速V1。如果是,则执行步骤S503;如果是,则执行步骤S509。

其中,第一预设车速V1为以低速纯电动方式运行的预设速度值,当车速小于等于第一预设车速V1,控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行。

S503:检测动力电池的最大放电功率Pb,判断动力电池的最大放电功率Pb是否小于等于第一预设功率Pb1。如果是,则执行步骤S504;如果是,则执行步骤S506。

S504:获取需求扭矩T,先控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,并且第一电动发电机选择第一档位。

具体来说,第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分配遵循同时达到其额定输出扭矩和峰值扭矩的原则,即按照分配比例Pro1或Pro2进行扭矩分配,具体可参考纯电动模式下的扭矩分配。

S505:当分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩时,再控制发动机以第一补足扭矩T-Tfp-Trp进行扭矩输出。

即言,如果需求扭矩T大于第一电动发电机的峰值扭矩Tfp与第二电动发电机的峰值扭矩Trp之和,则控制发动机以T-Tfp-Trp进行扭矩输出。

S506:判断混合动力汽车的需求扭矩T小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩Tfe和第二电动发电机的额定输出扭矩Tre之和T1,即T1=Tfe+Tre。如果是,则执行步骤S507;如果否,则执行步骤S508。

其中,经济模式下可先根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端的需求扭矩,再根据轮端与动力源之间的速比以及传动效率确定混合动力汽车的需求扭矩T。

S507:第一电动发电机和第二电动发电机按照其额定输出扭矩的比例Pro1进行扭矩分配,第一电动发电机选择第一档位。

其中,比例Pro1是按照第一电动发电机和第二电动发电机同步达到额定输出扭矩的原则进行分配后得到的,即比例Pro1为第一电动发电机的额定输出扭矩Tfe和第二电动发电机的额定输出扭矩Tre之比。

S508:第一电动发电机和第二电动发电机按照分配比例Pro2进行扭矩分配,第一电动发电机选择第一档位。

其中,分配比例Pro2为第一电动发电机和第二电动发电机同步达到峰值扭矩的原则进行分配之后得到的,分配比例Pro2=Tf/Tr,其中Tf/Tr根据以下公式计算:

S509:先控制发动机进行扭矩分配,当分配到发动机的扭矩达到预设的经济扭矩T2时,再控制第一电动发电机和第二电动发电机以T-T2进行扭矩分配,其中,第一电动发电机选择第二档位。

其中,如图18所示为发动机扭矩与发动机转速之间的曲线示意图。预设的经济扭矩T2可根据图18中的扭矩曲线1和发动机转速确定,经济扭矩T2为发动机工作在经济区间的上限扭矩。

S510:当分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩时,控制发动机以T-Tfp-Trp进行扭矩输出。

其中,上述步骤S503至S508为混合动力模式中的低速纯电动方式。采用低速纯电动方式能够规避发动机经济性较差的区域,低速时耗电功率较小,动力电池的电量波动较小,在道路比较拥堵时,减少了发动机怠速的工况。

另外,需要说明的是,当混合动力汽车处于混合动力运动模式时,混合动力运动模式不控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行,即如果控制混合动力汽车以高电量方式运行,则直接执行步骤S509,控制发动机一直进行扭矩输出。

由此,在本实施例中,在混合动力汽车以高电量方式运行时,可根据混合动力汽车的需求扭矩、车速和动力电池的工作状态控制发动机进行扭矩分配以及控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,并根据车速选择第一电动发电机的挡位。从而,对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,可使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域。

根据本发明的另一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的中电量方式运行时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速,控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行;如果混合动力汽车的车速大于第一预设车速,判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果是,控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,第一电动发电机选择第二档位;如果否,控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。由此,当动力电池的SOC处于合适区间时,为了能让电量平衡在此范围内,发动机的发电量需与电动的耗电量保持平衡。

具体而言,如图19所示,当混合动力汽车处于混合动力经济模式时,根据本发明的另一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S601:混合动力汽车以中电量方式运行。

S602:检测混合动力汽车的车速,并判断混合动力汽车的车速是否小于等于第一预设车速V1。如果是,则执行步骤S603;如果是,则执行步骤S604。

S603:控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行。即执行图17中所描述的步骤S503至S507。

S604:获取需求扭矩T,判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩T3。如果是,则执行步骤S605;如果否,则执行步骤S606。

其中,在混合动力模式下,需求扭矩T为发动机的需求扭矩,需求扭矩T包括驱动第一电动发电机进行并联发电的扭矩,由此,在经济模式下可先根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端的需求扭矩,再根据轮端与发送机之间的速比以及传动效率等确定混合动力汽车的需求扭矩T。另外预设的发动机扭矩T3可根据图18中的扭矩曲线2和发动机转速确定。

S605:控制发动机按照需求扭矩T进行扭矩输出,并控制第一电动发电机选择第二档位。

具体地,控制发动机驱动混合动力汽车行驶,同时控制发动机以第二预设功率P1驱动第一电动发电机进行并联发电。也就是说,发动机输出的一部分需求扭矩T用于驱动混合动力汽车行驶,另一部分需求扭矩T用于驱动第一电动发电机进行并联发电。

其中,第二预设功率P1为发动机的发电功率,第二预设功率P1可由动力电池的当前SOC与平衡点电量之间的差值即SOC偏差决定,如图20所示为SOC偏差与发动机发电功率的关系曲线示意图。

S606:判断混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’大于预设的发动机扭矩T。如果是,则执行步骤S608;如果否,则执行步骤S607。

S607:控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时控制发动机以T3-T’进行并联发电,并控制第一电动发电机选择第二档位。

其中,需要说明的是,预设的发动机扭矩T3与用于驱动的需求扭矩T’相等时,则不进行并联发电。

S608:控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’。。

具体地,控制发动机驱动混合动力汽车行驶,同时将预设的发动机扭矩T3与混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’进行比较,如果T3大于T’,则控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时以发动机的剩余扭矩即T3-T’驱动第一电动发电机进行并联发电,并将电能储存至动力电池;如果T3小于T’即发动机的动力不足,则先控制发动机进行扭矩补足,其中,如果驱动汽车行驶所需的扭矩T’超过发动机的外特性,即单独发动机驱动无法满足混合动力汽车的驱动需求,则再控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩补足;如果T3等于T’,则控制发动机以预设的发动机扭矩T3仅驱动汽车行驶。

另外,需要说明的是,当混合动力汽车处于混合动力运动模式时,混合动力运动模式不控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行,即如果控制混合动力汽车以中电量方式运行,则从步骤S604开始执行,控制发动机一直进行扭矩输出。

由此,在本实施例中,在混合动力汽车以中电量方式运行时,可根据需求扭矩和车速控制发动机进行扭矩分配并控制发动机驱动第一电动发电机进行并联发电,并根据车速选择第一电动发电机的挡位,以及在动力不足时控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩补充。从而,对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,可使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域。

根据本发明的又一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的低电量方式运行时,其中,如果动力电池的SOC大于第三电量阈值且混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速,控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行;如果动力电池的SOC大于第三电量阈值且混合动力汽车的车速大于第一预设车速,判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果是,控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,第一电动发电机选择第二档位;如果否,控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。

进一步地,当动力电池的SOC小于等于第三电量阈值时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第二预设车速,则控制发动机以第三预设功率驱动第一电动发电机进行串联发电,并将电能供给第二电动发电机用于驱动行驶。

进一步地,如果混合动力汽车的车速大于第二预设车速,判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果是,控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电;如果否,控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。并且,当混合动力汽车的车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位,当混合动力汽车的车速大于等于换挡车速时,第一电动发电机选择第二档位。其中,需要说明的时,本实施例的换挡车速是以一个定值。

具体而言,如图21所示,当混合动力汽车处于混合动力经济模式时,根据本发明的又一个具体实施例的混合动力汽车的控制方法包括以下步骤:

S701:混合动力汽车以低电量方式运行。

S702:判断动力电池的SOC是否大于第三电量阈值SOC3。如果是,则执行步骤S703;如果否,则执行步骤S710。

其中,SOC3小于SOC1。

S703:判断混合动力汽车的车速是否小于等于第一预设车速V1。如果是,则执行步骤S704;如果否,则执行步骤S705。

S704:控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行。

S705:获取需求扭矩T,判断判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩T3。如果是,则执行步骤S706;如果否,则执行步骤S707。

其中,在混合动力模式下,需求扭矩T为发动机的需求扭矩,需求扭矩T包括驱动第一电动发电机进行并联发电的扭矩,由此,在经济模式下可先根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端的需求扭矩,再根据轮端与发送机之间的速比以及传动效率等确定混合动力汽车的需求扭矩T。另外预设的发动机扭矩T3可根据图18中的扭矩曲线2和发动机转速确定。

S706:控制发动机按照需求扭矩T进行扭矩输出,并控制第一电动发电机选择第二档位。

具体地,控制发动机驱动混合动力汽车行驶,同时以第二预设功率P1驱动第一电动发电机进行并联发电。也就是说,发动机输出的一部分需求扭矩T用于驱动混合动力汽车行驶,另一部分需求扭矩T用于驱动第一电动发电机进行并联发电。

其中,第二预设功率P1为发动机的发电功率,第二预设功率P1可由动力电池的当前SOC与平衡点电量之间的差值即SOC偏差决定,如图20所示为SOC偏差与发动机发电功率的关系曲线示意图。

S707:判断当前混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’大于预设的发动机扭矩T。如果是,则执行步骤S709;如果否,则执行步骤S708。

S708:控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时控制发动机以剩余扭矩T3-T’进行并联发电,并控制第一电动发电机选择第二档位。

S709:控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’。

具体地,控制发动机驱动混合动力汽车行驶,同时将预设的发动机扭矩T3与混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’进行比较,如果T3大于T’,则控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时以发动机的剩余扭矩即T3-T’驱动第一电动发电机进行并联发电,并将电能储存至动力电池;如果T3小于T’即发动机的动力不足,则先控制发动机进行扭矩补足,其中,如果驱动汽车行驶所需的扭矩T’超过发动机的外特性,即单独发动机驱动无法满足混合动力汽车的驱动需求,则再控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩补足;如果T3等于T’则控制发动机以预设的发动机扭矩T3驱动汽车行驶。

S710:判断混合动力汽车的车速是否小于等于第二预设车速V2。如果是,则执行步骤711;如果否,则执行步骤712。

其中,第二预设车速V2为预设的串联模式下的最大车速值;

S711:控制发动机以第三预设功率P2驱动第一电动发电机进行串联发电,并将电能供给第二电动发电机用于驱动行驶。

具体地,将串联发电的电能供给第二电动发电机以驱动混合动力汽车行驶使用,将串联发电的电能E与第二电动发电机驱动汽车行驶所需的电能E’进行比较,如果E大于E’则将多出的电能即E-E’储存至动力电池,第二电动发电机单独驱动混合动力汽车行驶;如果E小于E’即动力不足(汽车行驶所需的扭矩超过第二电动发电机的峰值扭矩),则控制发动机以外特性输出,如果有发动机的剩余扭矩,则以发动机的剩余扭矩驱动第一电动发电机进行并联发电,如果无发动机的剩余扭矩且发动机的动力不足,则控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩补足。

其中,第三预设功率P2为预设的串联模式发电功率,第三预设功率P2可为定值。

S712:获取需求扭矩T,判断判断混合动力汽车的需求扭矩T是否小于等于预设的发动机扭矩T3。如果是,则执行步骤S713;如果否,则执行步骤S714。

其中,需求扭矩T包括驱动第一电动发电机进行并联发电的扭矩,由此,在经济模式下可先根据加速踏板开度和图12中曲线A-B2-C确定轮端的需求扭矩,再根据轮端与发送机之间的速比以及传动效率等确定混合动力汽车的需求扭矩T。另外预设的发动机扭矩T3可根据图18的扭矩曲线2和发动机转速确定。

S713:控制发动机按照需求扭矩T进行扭矩输出,同时控制发动机以第二预设功率P1驱动第一电动发电机进行并联发电,第一电动发电机的挡位根据预设的换挡车速进行选择。

具体地,控制发动机以需求扭矩T驱动混合动力汽车行驶,同时控制发动机以第二预设功率P1驱动第一电动发电机进行并联发电。也就是说,发动机输出的一部分需求扭矩T用于驱动混合动力汽车行驶,另一部分需求扭矩T用于驱动第一电动发电机进行并联发电。

S714:判断当前混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’大于预设的发动机扭矩T。如果是,则执行步骤S716;如果否,则执行步骤S715。

S715:控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时控制发动机以剩余扭矩T3-T’进行并联发电,第一电动发电机的挡位根据预设的换挡车速进行选择。

S716:控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’。

具体地,控制发动机驱动混合动力汽车行驶,同时将预设的发动机扭矩T3与混合动力汽车用于驱动的需求扭矩T’进行比较,如果T3大于T’,则控制发动机以预设的发动机扭矩T3输出,同时以发动机的剩余扭矩即T3-T’驱动第一电动发电机进行并联发电,并将电能储存至动力电池;如果如果T3小于T’即发动机的动力不足,则先控制发动机进行扭矩补足,其中,如果驱动汽车行驶所需的扭矩T’超过发动机的外特性,即单独发动机驱动无法满足混合动力汽车的驱动需求,则再控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩补足;如果T3等于T’,则控制发动机以预设的发动机扭矩T3驱动汽车行驶。

另外,需要说明的是,当混合动力汽车处于混合动力运动模式时,混合动力运动模式不控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行,即如果控制混合动力汽车以低电量方式运行,则如果步骤S702判断动力电池的SOC大于第三电量阈值SOC3,则直接执行步骤S705,而不执行步骤S703和S704,而且还控制发动机一直进行扭矩输出。并且,第一电动发电机根据发动机的当前档位和车速进行换档,而不是混合动力经济模式仅根据车速进行换档,即当发动机的当前档位低于预设低档位例如三档且车速小于等于预设的换挡车速时,选择第一档位;当发动机的当前档位高于预设低档位或车速大于预设的换挡车速时,选择第二档位。

根据本发明的一个具体实施例,如图22所示,可通过档位控制器SCU、电机控制器ECN、电池管理系统BMS、车身稳定控制器ESC、电子驻车系统EPB、传动控制单元TCU、发动机控制器ECM和组合仪表之间的信息交互实现本发明实施例的混合动力汽车的控制。

如图22所示,档位控制器SCU用于采集当前档位信号,并将信号发送至电机控制器ECN;电池管理系统BMS用于采集动力电池的SOC、最大放电功率等信号,并将信号发送至电机控制器ECN,并执行电池监控、管理策略;车身稳定控制器ESC发送车速信号至电机控制器ECN;电子驻车系统EPB发送EPB状态信号至电机控制器ECN;电机控制器ECN对接收到的整车模式、加速踏板开度、制动踏板开度等信号进行核实并执行驻车发电、调速换档和执行驱动控制策略,并将电动发电机目标档位、换档请求和扭矩卸载完成标志等信号发送至传动控制单元TCU;电机控制器ECN还将发动机需求扭矩和整车模式等信号发送至发动机控制器ECM、将能量传递状态、整车模式状态等信号发送至组合仪表;发动机控制器ECM执行驻车发电和驱动控制策略;传动控制单元TCU用于执行驻车发电、调速换档和驱动控制策略;组合仪表用于显示能量状态、整车模式等。

总的来说,根据本发明的实施例,在纯电动模式下,第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,同时驱动混合动力汽车行驶,并保证第一电动发电机和第二电动发电机同时到达其额定输出扭矩和峰值扭矩。在混合动力模式下,当混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速,即车速较低时,可先控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,由第一电动发电机和第二电动发电机驱动混合动力汽车行驶,之后,如果动力需求较大,即分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩,再控制发动机进行扭矩补足;当混合动力汽车的车速大于第一预设车速即车速较高时,可先控制发动机单独进行扭矩分配,由发动机单独驱动混合动力汽车行驶,发动机剩余扭矩可通过第一电动发电机转换成电能储存到动力电池中,之后,如果动力需求较大,即需求扭矩大于预设的发动机扭矩或预设的经济扭矩,再控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,发动机、第一电动发电机和第二电动发电机同时驱动混合动力汽车行驶。

另外,混合动力汽车的工作模式还可包括串联模式、并联模式和混联模式。串联模式是发动机驱动第一电动发电机发电,第二电动发电机驱动混合动力汽车行驶,第一电动发电机发电提供给第二电动发电机驱动使用或者动力电池储存;并联模式是发动机和第一电动发电机、第二电动发电机同时驱动混合动力汽车行驶;混联模式是串联模式和并联模式的完美结合,规避两种联接方式的不足,混联模式下,可控制发动机驱动混合动力汽车行驶,并控制发动机驱动第一电动发电机发电,以提供给第二电动发电机驱动使用。由此,根据本发明实施例的描述,可根据需求扭矩、动力电池的SOC、车速和驱动系统运行区域等情况综合判断并选择合适的工作模式(即串联模式、并联模式或混联模式,三者取其一)。当车速较小且动力电池的SOC较低时,即车速小于等于第二预设车速且动力电池的SOC小于等于第三电量阈值,此时发动机转速较低,运行区间的经济性较差,以串联模式为主,由第二电动发电机单独驱动车辆行驶,并控制发动机驱动第一电动发电机进行串联发电,供第二电动发电机驱动使用,多出的电量储存至动力电池,其中,如果第二电动发电机输出的扭机不足,则控制第一电动发电机和发动机协助后第二电动发电机驱动汽车行驶;当车速较高时,即车速大于第一预设车速或第二预设车速,以并联模式为主,发动机单独驱动汽车行驶或者第一电动发电机和第二电动发电机协助发动机驱动汽车行驶,其中,如果动力电池的SOC小于第二电量阈值SOC2,以混联模式为主,发动机的一部分扭矩驱动混合动力汽车行驶,发动机利用另一部分扭矩驱动第一电动发电机进行发电,提供给第二电动发电机进行驱动使用,从而发挥第二电动发电机的大扭矩特性,混联模式充分发挥了串联模式和并联模式的优点,能够使发动机、第一电动发电机和第二电动发电机的优化匹配,从而使混合动力汽车工作在最优状态,更容易实现排放和油耗的控制目标。

另外,混合动力汽车的工作模式还可包括前驱模式、后驱模式和四驱模式。后驱模式是由第二电动发电机单独驱动汽车行驶,第一电动发电机和发动机或不工作或协同发电;前驱模式是发动机、第一电动发电机或两者共同驱动汽车行驶;四驱模式是以前驱模式和后驱模式共同驱动汽车行驶。由此,根据本发明实施例的描述,可根据需求扭矩、动力电池的SOC、车速和驱动系统运行区域等情况综合判断并选择合适的工作模式(即前驱模式、后驱模式或四驱模式,三者取其一)。当车速较小且动力电池的SOC时,即车速小于等于第二预设车速且动力电池的SOC小于等于第三电量阈值,由第二电动发电机单独驱动车辆行驶,即以后驱模式驱动车辆行驶,并控制发动机驱动第一电动发电机进行串联发电,供第二电动发电机驱动使用,多出的电量储存至动力电池;当混合动力汽车的车速大于第一预设车速即车速较高时,可先由发动机单独驱动混合动力汽车行驶,第一电动发电机和第二电动发电机不进行扭矩分配,之后,如果动力电池的SOC小于第二电量阈值SOC2,则发动机利用剩余扭矩驱动第一电动发电机进行发电储存至动力电池中,当需求扭矩大于预设的发动机扭矩或预设的经济扭矩,再控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配,第一电动发电机和第二电动发电机协助发动机驱动混合动力汽车行驶。

综上,根据本发明实施例提出的混合动力汽车的控制方法,在检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态后,根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该控制方法通过同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,该控制方法根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

本发明实施例还提出一种执行该控制方法的混合动力汽车的动力传动系统。该混合动力汽车的动力传动系统包括:发动机、多个输入轴、多个输出轴、电机动力轴、第一电动发电机、第二电动发电机、检测模块和控制模块。

其中,发动机设置成可选择性地接合多个输入轴中的至少一个,每个输入轴上设置有挡位主动齿轮;每个输出轴上设置有挡位从动齿轮,挡位从动齿轮与挡位主动齿轮对应地啮合;电机动力轴设置成可与输入轴中的一个联动;第一电动发电机用于驱动第一对车轮,第一电动发电机设置成能够与电机动力轴联动;第二电动发电机用于驱动第二对车轮;检测模块用于检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态;控制模块用于根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,其中,工作模式包括纯电动模式和混合动力模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,控制模块可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明的一个具体实施例,控制模块可包括电机控制器和传动控制单元,其中,电机控制器和传动控制单元之间通过混合动力汽车的通信网络相互进行通信。

根据本发明的一个实施例,当混合动力汽车进入纯电动模式时,如果混合动力汽车的当前挡位为非P挡,其中,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;当混合动力汽车的需求扭矩大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。

进一步地,根据本发明的一个实施例,当第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配后,第一电动发电机的挡位根据混合动力汽车的车速进行选择,其中,当混合动力汽车的车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位;当混合动力汽车的车速大于等于换挡车速时,第一电动发电机选择第二档位。其中,换挡车速与混合动力汽车的加速踏板开度呈正相关关系。

根据本发明的另一个实施例,电机动力轴还设置成能够与输出轴中的一个联动,在电机动力轴与输出轴中的一个进行联动时、第一电动发电机能够将产生的动力通过输出轴的一个输出;动力传动系统还包括:电机动力轴同步器,电机动力轴同步器设置在电机动力轴上,电机动力轴设置成可通过电机动力轴同步器的同步而选择性地与输入轴的一个联动或者与输出轴的一个联动。

进一步地,根据本发明的另一个实施例,该动力传动系统还包括:电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮。其中,电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮均空套设置在电机动力轴上,电机动力轴第一齿轮设置成与输入轴的一个进行联动,电机动力轴第二齿轮设置成与输出轴的一个进行联动;电机动力轴同步器设置在电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮之间。

进一步地,根据本发明的另一个实施例,电机动力轴同步器在与电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮中的一个接合切换为与另一个接合期间,第一电动发电机设置成以电机动力轴第一齿轮和电机动力轴第二齿轮中的另一个的转速为目标对电机动力轴进行调速,以使第一电动发电机的挡位在第一档位和第二档位之间进行切换。

根据本发明的又一个实施例,当混合动力汽车进入混合动力模式时,如果混合动力汽车的当前挡位为非P挡,其中,当动力电池的SOC大于等于0且小于第一电量阈值时,控制模块控制混合动力汽车以混合动力模式下的低电量方式运行;当动力电池的SOC大于等于第一电量阈值且小于第二电量阈值时,控制模块控制混合动力汽车以混合动力模式下的中电量方式运行;当动力电池的SOC大于等于第二电量阈值时,控制模块控制混合动力汽车以混合动力模式下的高电量方式运行。

进一步地,根据本发明的又一个实施例,如果混合动力汽车的当前挡位为P挡,控制模块根据混合动力汽车的车速和动力电池的SOC控制混合动力汽车进行驻车发电。

根据本发明的一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的高电量方式运行时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速且动力电池的最大放电功率大于第一预设功率,控制模块还判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配,并且第一电动发电机选择第一档位;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和,控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配,并且第一电动发电机选择第一档位。

进一步地,当混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速且动力电池的最大放电功率小于等于第一预设功率时,控制模块根据混合动力汽车的需求扭矩先控制第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配,其中,如果分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩,控制模块再控制发动机以第一补足扭矩Tb进行扭矩输出,其中,Tb=T-Tfp-Trp,T为需求扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩;其中,第一电动发电机选择第一档位。

进一步地,当混合动力汽车的车速大于第一预设车速时,控制模块根据混合动力汽车的需求扭矩先控制发动机进行扭矩分配直至分配到发动机的扭矩达到预设的经济扭矩,再控制第一电动发电机和第二电动发电机以第二补足扭矩Tc进行扭矩输出,其中,Tc=T-T2,T为需求扭矩,T2为预设的经济扭矩,,其中,如果分配到第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩分别超过第一电动发电机和第二电动发电机的峰值扭矩,控制模块再控制发动机以第一补足扭矩Tb进行扭矩输出,其中,Tb=T-Tfp-Trp,T为需求扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩;其中,第一电动发电机选择第二档位。

根据本发明的另一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的中电量方式运行时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速,控制模块控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行;如果混合动力汽车的车速大于第一预设车速,控制模块还判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,第一电动发电机选择第二档位;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制模块控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制模块控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。其中,第一电动发电机选择第二档位。

根据本发明的又一个具体实施例,当混合动力汽车以混合动力模式下的低电量方式运行时,其中,如果动力电池的SOC大于第三电量阈值且混合动力汽车的车速小于等于第一预设车速,控制模块控制混合动力汽车以低速纯电动方式运行;如果动力电池的SOC大于第三电量阈值且混合动力汽车的车速大于第一预设车速,控制模块还判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,第一电动发电机选择第二档位;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电,其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制模块控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制模块控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。其中,第一电动发电机选择第二档位。

进一步地,当动力电池的SOC小于等于第三电量阈值时,其中,如果混合动力汽车的车速小于等于第二预设车速,控制模块控制发动机以第三预设功率驱动第一电动发电机进行串联发电,并将电能供给第二电动发电机用于驱动行驶。

进一步地,如果混合动力汽车的车速大于第二预设车速,控制模块还判断混合动力汽车的需求扭矩是否小于等于预设的发动机扭矩;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机按照混合动力汽车的需求扭矩进行扭矩分配,并控制发动机以第二预设功率驱动第一电动发电机进行并联发电;如果控制模块判断混合动力汽车的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,控制模块控制发动机以预设的发动机扭矩进行输出,,并根据发动机的剩余扭矩Td控制发动机以驱动第一电动发电机进行并联发电;其中,Td=T3-T’,T3为预设的发动机扭矩,T’为混合动力汽车用于驱动的需求扭矩;如果混合动力汽车用于驱动的需求扭矩大于预设的发动机扭矩,则控制模块控制发动机进行输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩,如果仍不满足混合动力汽车的驱动需求,则控制模块控制第一电动发动机和第二电动发动机输出扭矩以满足混合动力汽车用于驱动的需求扭矩。并且,当混合动力汽车的车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位,当混合动力汽车的车速大于等于换挡车速时,第一电动发电机选择第二档位。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车的动力传动系统,通过检测模块检测混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态,控制模块根据用户的模式切换指令以及混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态控制混合动力汽车切换至相应的工作模式,并且当混合动力汽车处于纯电动模式或者混合动力模式时,可控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该动力传动系统通过控制模块同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且该动力传动系统根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

本发明还提出了一种混合动力汽车,包括上述的混合动力汽车的动力传动系统。

根据本发明实施例提出的混合动力汽车,通过同时控制第一电动发电机和第二电动发电机输出扭矩,可对发动机和电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。并且,根据混合动力汽车的运行工况和/或动力电池的工作状态确定工作模式,从而充分发挥串联模式和并联模式的优点,在保证混合动力汽车动力性的基础上,使发动机和电动发电机都工作在较好的经济区域,达到排放和油耗的控制目标。

本发明还提出了一种电动汽车的动力传动系统,包括:电机动力轴、多个输出轴、电机动力轴同步器、第一电动发电机、第二电动发电机和控制模块。

其中,第一电动发电机用于驱动第一对车轮,电机动力轴设置成能够与多个输出轴中的一个联动,在电机动力轴与多个输出轴中的一个进行联动时,第一电动发电机能够将产生的动力通过多个输出轴的一个输出,电机动力轴同步器设置在电机动力轴上,电机动力轴设置成可通过电机动力轴同步器的同步而选择性地与多个输出轴中的一个联动;第二电动发电机用于驱动第二对车轮;控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。

根据本发明的一个实施例,如果电动汽车的当前挡位为非P挡,其中,当电动汽车的需求扭矩小于等于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机和第二电动发电机按照第一电动发电机的额定输出扭矩与第二电动发电机的额定输出扭矩之间的比例进行扭矩分配;当电动汽车的需求扭矩大于第一电动发电机的额定输出扭矩和第二电动发电机的额定输出扭矩之和时,第一电动发电机和第二电动发电机按照预设的扭矩分配原则进行扭矩分配。

进一步地,根据本发明的一个实施例,当第一电动发电机和第二电动发电机进行扭矩分配后,第一电动发电机的挡位根据电动汽车的车速进行选择,其中,当电动汽车的车速小于换挡车速时,第一电动发电机选择第一档位;当电动汽车的车速大于等于换挡车速时,第一电动发电机选择第二档位。其中,换挡车速与电动汽车的加速踏板开度呈正相关关系。

根据本发明的一个具体实施例,预设的扭矩分配原则可根据以下公式确定第一电动发电机和第二电动发电机的扭矩:

其中,T为需求扭矩,Tf为分配给第一电动发电机的扭矩,Tr为分配给第二电动发电机的扭矩,Tfe为第一电动发电机的额定输出扭矩,Tre为第二电动发电机的额定输出扭矩,Tfp为第一电动发电机的峰值扭矩,Trp为第二电动发电机的峰值扭矩。

综上,根据本发明实施例提出的电动汽车的动力传动系统,通过控制模块控制第一电动发电机和第二电动发电机同时进行扭矩分配。由此,该动力传动系统可对第一电动发电机和第二电动发电机的输出进行合理分配,使混合动力汽车具有良好的通过性、经济性、转向性、操控性和越野性,提升用户的体验。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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