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_5

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5c接合五挡从动齿轮5b且动力从第二输出轴22输出。
[0221]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。
[0222]倒挡工况:
[0223]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。
[0224]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。
[0225]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。
[0226]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。
[0227]实施例二:
[0228]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。
[0229]实施例三:
[0230]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。
[0231]实施例四-实施例七:
[0232]如图5-图8所示,该一些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的主要区别在于增加了后驱结构,主要增加了第三电动发动机201、第四电动发电机301以及防滑同步器503等结构,具体可参见上述对电子差速锁结构的描述,这里不再赘述。
[0233]实施例八-实施例1^一:
[0234]如图9-图12所示,该一些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的主要区别在于增加了后驱结构,主要增加了第三电动发动机201、第四电动发电机301以及防滑同步器503等结构,具体可参见上述对电子差速锁结构的描述,这里不再赘述。
[0235]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。
[0236]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车辆,本发明实施例提出一种混合动力汽车的倒挡控制方法,其中,本发明实施例的混合动力汽车的倒挡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。下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的混合动力汽车的倒挡控制方法、混合动力汽车的动力传动系统和混合动力汽车。
[0237]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。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,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,第一电动发电机设置成能够与电机动力轴联动,并且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。如图13所示,该倒挡控制方法包括以下步骤:
[0238]S1: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。
[0239]S2: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。
[0240]另外,根据本发明的一个实施例,第一电动发电机可具有第一挡位和第二挡位,其中,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挡位和第二挡位之间进行切换。
[0241]其中,第一挡位和第二挡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两种速比,不同的速比能改变第一电动发电机的转速和轮端输出扭矩。其中,第一挡位的速比大于第二挡位的速比。
[0242]由此,第一电动发电机可通过两挡挡位的自动切换,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。
[0243]下面通过四个实施例来详细描述本发明实施例的混合动力汽车倒挡控制方法。
[0244]根据本发明的一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以纯电动倒挡模式运行,其中,通过控制动力传动系统中的二四挡同步器和电机动力轴同步器向第一方向拨动,以使第一电动发电机51选择第一挡位。
[0245]根据本发明的一个具体例,向第一方向拨动可以为向左拨动,第一电动发电机51可用于驱动前车轮运转。
[0246]具体而言,如图14所示,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,可控制二四挡同步器24c和电机动力轴同步器33c均向左移动,即言,控制电机动力轴同步器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,从而第一电动发电机51的动力可通过二挡齿轮副输出。由此,使第一电动发电机51选择第一挡位,从而第一电动发电机51通过第一挡位将动力传至车轮,从而实现倒车,具体的动力传递路线如图14中曲线1所示。
[0247]进一步地,根据本发明的一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以混合动力倒挡模式运行,其中,控制二四挡同步器保持在预设位置例如中间位置,并控制电机动力轴同步器向第二方向拨动,以使第一电动发电机选择第二挡位,同时控制动力传动系统中的倒挡同步器向第一方向拨动。
[0248]其中,根据本发明的一个具体示例,向第二方向拨动可以为向右拨动。
[0249]具体来说,如图15所示,当二四挡同步器24c保持至中间位置,且电机动力轴同步器33c向右移动时,二四挡同步器24c不接合二挡从动齿轮2b和四挡从动齿轮4b,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输出至第二输出轴22,动力最终由第二输出轴22输出至车轮,具体的动力传递路线如图15中曲线2所示。
[0250]当倒挡同步器74c向左移动时,发动机4输出的动力通过双离合器2d、第二输入轴12传至车轮,即倒挡同步器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输出至车轮,具体的动力传递路线如图15中曲线3所示。
[0251]这样,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,控制二四挡同步器24c向右移动至中间位置,并控制电机动力轴同步器33c向右移动,同时,控制倒挡同步器74c向左移动以及控制发动机4输出动力。即言,第一电动发电机的动力通过电机动力轴同步器33c对电机动力轴第二齿轮32的同步而将动力从第二输出轴22输出,同时,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、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72从倒挡齿轮71输出,两部分动力在输出至车轮之前需要进行耦合,例如该两部分动力可以在车辆的主减速器从动齿轮74处进行动力耦合,耦合后的动力最终输出给车轮,从而实现混动倒车。
[0252]由此可知,在本实施例中,当混合动力汽车倒车行驶时,如果需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩,以纯电动倒挡模式运行,第一电动发电机选择速比较大的第一挡位,从而实现较好了动力性;如果需求扭矩大于预设的倒挡扭矩,发动机起动协助第一电动发电机驱动汽车行驶,第一电动发电机的挡位调速换挡至第二挡位。这样,本实施例的倒挡控制方法能够实现较好的动力性。
[0253]并且,第一电动发电机的挡位从第一挡位切换至第二挡位时,通过对电机调速可以避免换挡过程中会造成短时的动力中断的影响,保证混合动力汽车的平顺性。
[0254]根据本发明的另一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以纯电动倒挡模式运行,其中,通过控制电机动力轴同步器向第二方向拨动,以使第一电动发电机选择第二挡位。
[0255]具体而言,如图16所示,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,可控制电机动力轴同步器33c向右移动,即言,控制电机动力轴同步器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、第二输出轴22输出至车轮,由此,使第一电动发电机51选择第二挡位,从而第一电动发电机51通过第二挡位将动力传至车轮。具体的动力传递路线如图16中曲线2所示。
[0256]进一步地,根据本发明的另一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以混合动力倒挡模式运行,其中,通过控制电机动力轴同步器向第二方向拨动,以使第一电动发电机选择第二挡位,同时控制动力传动系统中的倒挡同步器向第一方向拨动。
[0257]具体而言,如图16所示,当控制倒挡同步器74c向左移动时,发动机4输出的动力通过双离合器2d、第二输入轴12传至车轮,即倒挡同步器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,具体的动力传递路线如图16中曲线3所示。
[0258]这样,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,可控制电机动力轴同步器33c向右移动,同时控制倒挡同步器74c向左移动以及控制发动机4输出动力。即言,第一电动发电机51的动力通过电机动力轴同步器33c对电机动力轴第二齿轮32的同步而将动力从第二输出轴22输出,同时,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、中间惰轮73、倒挡中间齿轮72从倒挡齿轮71输出,两部分动力在输出至车轮之前需要进行耦合,例如该两部分动力可以在车辆的主减速器从动齿轮74处进行动力耦合,耦合后的动力最终输出给车轮,从而实现混动倒车。
[0259]由此可知,在本实施例中,当混合动力汽车倒车行驶时,如果需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩,以纯电动倒挡模式运行,第一电动发电机选择速比较小的第二挡位,从而,动力性较弱;如果需求扭矩大于预设的倒挡扭矩,发动机起动以协助第一电动发电机驱动汽车行驶。这样,本实施例的倒挡控制方法不进行换挡,动力无中断,能够实现较好的平顺性、控制简单,但是,在倒车过程中时,由于第一电动发电机的挡位处于第二挡位,动力性较弱,同时第一电动发电机运行在转速较低的不经济区域,降低汽车的经济性。
[0260]根据本发明的又一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以纯电动倒挡模式运行,其中,第一电动发电机还具有倒挡挡位,并且通过控制电机动力轴同步器和动力传动系统中的倒挡同步器向第一方向拨动,以使第一电动发电机选择倒挡挡位。
[0261]具体来说,如图17所示,当混合动力汽车的需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩时,可控制电机动力轴同步器33c和倒挡同步器74c均向左移动。即言,控制电机动力轴同步器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。由此,使第一电动发电机51选择倒挡挡位,从而第一电动发电机51通过倒挡挡位将动力传至车轮。具体的动力传递路线如图17中曲线4所示。
[0262]进一步地,根据本发明的又一个实施例,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,控制混合动力汽车以混合动力倒挡模式运行,其中,通过控制电机动力轴同步器和倒挡同步器向第一方向拨动,以使第一电动发电机选择倒挡挡位,同时控制发动机输出动力。
[0263]具体而言,如图17所示,当控制发动机4输出动力时,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,具体的动力传递路线如图17中曲线3所示。
[0264]这样,当混合动力汽车的需求扭矩大于预设的倒挡扭矩时,可控制电机动力轴同步器33c和倒挡同步器74c均向左移动,同时控制发动机4输出动力。即言,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。
[0265]由此可知,在本实施例中,当混合动力汽车倒车行驶时,如果需求扭矩小于等于预设的倒挡扭矩,以纯电动倒挡模式运行,第一电动发电机选择速比较大的倒挡挡位,从而,动力性较好;如果需求扭矩大于预设的倒挡扭矩,发动机起动以协助第一电动发电机驱动汽车行驶。这样,本实施例的倒挡控制方法的电动发电机和发动机的速比都较大,避开了低转速的不经济区域,同时整个控制过程中不涉及调速换挡,动力无中断,能够实现较好的经济性、动力性和平顺性,控制简单,功能实现容易,具有最佳的控制效果。
[0266]综上,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。
[0267]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、第一电动发电机和控制模块。
[0268]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
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