混合动力汽车及其的倒挡控制方法和动力传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的倒挡控制方法、一种混合动力汽车的动力传动系统以及一种混合动力汽车。
【背景技术】
[0002]相关的混合动力汽车的倒挡方式包括电机通过直接挡驱动、电机通过换挡驱动和纯燃油驱动方式，也有混合动力驱动方式等。其中，纯燃油驱动的倒车方式较为成熟；纯电动驱动的倒车方式控制简单、易实现、有较好的经济性；混合动力驱动的倒车方式有较好的动力性。
[0003]但是，由于混合动力汽车在倒车过程中，车速较低，行驶也是断断续续，相关的倒车方式具有以下缺点:纯燃油驱动的倒车方式有较差的经济性、较高的排放，同时离合器长时间处于滑磨，造成严重的机械磨损；纯电动驱动的倒车方式，动力性偏弱，同时选择直接挡位行驶(速比小)，电机转速较小，电机工作在不经济的区域，经济性也会受到一定的影响；混合动力驱动的倒车方式，要考虑到不同动力源的动力耦合和调速换挡等问题，控制相对复杂。因此，相关技术存在改进的需要。
【发明内容】
[0004]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。
[0005]为此，本发明的第一个目的在于提出一种混合动力汽车的倒挡控制方法，能够兼顾动力性、经济性和控制难度，为用户提供更好的倒挡体验。
[0006]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。
[0007]根据本发明第一方面实施例提出的混合动力汽车的倒挡控制方法，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、电机动力轴和第一电动发电机，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，并且在所述电机动力轴与所述输入轴中的所述一个进行联动时，所述第一电动发电机能够利用来自所述发动机输出的至少部分动力在所述混合动力汽车行驶以及驻车时进行发电，所述倒挡控制方法包括以下步骤:在所述混合动力汽车倒车行驶时，判断所述混合动力汽车的需求扭矩；根据所述混合动力汽车的需求扭矩对所述动力传动系统进行控制以控制所述混合动力汽车以纯电动倒挡模式或混合动力倒挡模式运行。
[0008]根据本发明实施例提出的混合动力汽车的倒挡控制方法，在混合动力汽车倒车行驶时，判断混合动力汽车的需求扭矩，并根据混合动力汽车的需求扭矩对动力传动系统进行控制以控制混合动力汽车以纯电动倒挡模式或混合动力倒挡模式运行，从而，在对混合动力汽车倒车行驶进行控制时，能够兼顾动力性、经济性和控制难度，为用户提供更好的倒车体验。
[0009]根据本发明第二方面实施例提出的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；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，其中在所述电机动力轴与所述输入轴中的所述一个进行联动时，所述第一电动发电机能够利用来自所述发动机输出的至少部分动力在所述混合动力汽车行驶以及驻车时进行发电；控制模块，所述控制模块在所述混合动力汽车倒车行驶时判断所述混合动力汽车的需求扭矩，并根据所述混合动力汽车的需求扭矩对所述动力传动系统进行控制以控制所述混合动力汽车以纯电动倒挡模式或混合动力倒挡模式运行。
[0010]根据本发明实施例提出的混合动力汽车的动力传动系统，在混合动力汽车倒车行驶时，判断混合动力汽车的需求扭矩，并根据混合动力汽车的需求扭矩对动力传动系统进行控制以控制混合动力汽车以纯电动倒挡模式或混合动力倒挡模式运行，从而，在对混合动力汽车倒车行驶进行控制时，能够兼顾动力性、经济性和控制难度，为用户提供更好的倒车体验。
[0011]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。
[0012]根据本发明实施例提出的混合动力汽车，在倒车过程中，能够兼顾动力性、经济性和控制难度，为用户提供更好的倒车体验。
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明实施例的变速器的示意图；
[0014]图2是根据本发明一个实施例的动力传动系统的意图；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]图5是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的意图；
[0018]图6是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0019]图7是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0020]图8是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0021]图9是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0022]图10是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0023]图11是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图；
[0024]图12是根据本发明再一个实施例的动力传动系统的示意图。
[0025]图13是根据本发明实施例的混合动力汽车的倒挡控制方法的流程图；
[0026]图14是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的倒挡控制方法中纯电动倒挡模式的动力传递路线；
[0027]图15是根据本发明一个实施例的混合动力汽车的倒挡控制方法中混合动力倒档模式的动力传递路线；
[0028]图16是根据本发明另一个实施例的混合动力汽车的倒挡控制方法的动力传递路线；以及
[0029]图17是根据本发明又一个实施例的混合动力汽车的倒挡控制方法的动力传递路线。
【具体实施方式】
[0030]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。
[0031]首先下面结合图1-图12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。
[0032]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。
[0033]例如，在一些实施例中，如图2-图12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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]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)。
[0037]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。
[0038]例如，在图1-图12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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041 ] 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。
[0042]如图1-图12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。
[0043]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。
[0044]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。
[0045]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。
[0046]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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]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)。
[0053]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。
[0054]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。
[0055]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。
[0056]下面参照图1且结合图2-图12对变速器的具体构造结合具体的实施例进行详细描述。
[0057]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。
[0058]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。
[0059]如图1并可结合图2-图12，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12的一些例中，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。
[0060]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12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。
[0061]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。
[0062]结合图1-图12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。
[0063]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。
[0064]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。
[0065]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。
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