專利名稱：一種混合動力汽車動力系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車構(gòu)造的技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車的動力系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種混合動力汽車動力系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)公開運用的混合動力汽車的動力系統(tǒng)有以下幾種技術(shù)方案具備純電動驅(qū)動模式的混合動力車的電動裝置由于要實現(xiàn)發(fā)電、驅(qū)動、啟動發(fā)動機等眾多功能，往往采用兩個電機和兩套電機控制系統(tǒng)，其中一個負(fù)責(zé)驅(qū)動，另一個負(fù)責(zé)啟動和發(fā)電，兩個電機都采用高壓系統(tǒng)，這無疑增加了成本，造成系統(tǒng)復(fù)雜。
而對于將電機集成在發(fā)動機和變速箱之間，并與曲軸和變速箱輸入軸同軸的混合動力車(ISG)，雖然結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡單，ISG混合動力車無純電動模式和采用類似行星輪結(jié)構(gòu)的混合動力車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點；但都沒有采用純電動驅(qū)動的模式。這是因為在從純電動模式向純內(nèi)燃機模式或其它模式過渡時，電機一邊要負(fù)責(zé)驅(qū)動，一邊要負(fù)責(zé)啟動發(fā)動機，對系統(tǒng)會造成沖擊，影響駕駛舒適性。
中國專利號為CN1637327的專利文獻(xiàn)公開了一種混合動力電動汽車的雙離合器變速裝置以及操作該裝置的方法，但該專利主要涉及的是變速箱結(jié)構(gòu)，并未解決上述存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種混合動力汽車動力系統(tǒng)，其目的是采用一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊和高效的混合動力系統(tǒng)，克服具備純電動模式的混合動力車在模式切換時的產(chǎn)生的沖擊。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的一系列的技術(shù)方案為所提供的這種混合動力汽車動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機、電機、主離合器、變速器、傳動軸及動力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動機的曲軸、電機的軸、主離合器的軸及變速器的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，在發(fā)動機與電機之間，設(shè)電磁離合器，其軸與發(fā)動機和電機為同軸線的連接。
本發(fā)明的電機的電源系統(tǒng)的技術(shù)方案為在該動力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池及高壓接線保險盒、逆變器，所述的電機通過逆變器、高壓接線保險盒與高壓電池進(jìn)行電路連接。
車用電動裝置的電源技術(shù)方案為在該動力系統(tǒng)中設(shè)其它車用電動裝置，包括電動轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動空調(diào)設(shè)備和電動真空泵，所述的高壓電池通過高壓接線保險盒與其它車用電動裝置進(jìn)行電路連接。
車載低壓用電裝置的電源技術(shù)方案為在該動力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器，所述的混合動力汽車中設(shè)低壓電池和車載低壓用電裝置，所述的車載低壓用電裝置包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池通過高壓接線保險盒、穩(wěn)壓器與低壓電池的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池的輸出端與車載低壓用電裝置進(jìn)行電路連接。
動力系統(tǒng)電控單元(ECU)與各構(gòu)件的連接技術(shù)方案為所述的發(fā)動機、電磁離合器、電機、變速器及高壓電池均設(shè)有傳感器并均與動力系統(tǒng)電控單元(ECU)進(jìn)行電路連接；所述的發(fā)動機、電磁離合器、電機、變速器及高壓電池均設(shè)有接收動力系統(tǒng)電控單元(ECU)的指令的電路，并與動力系統(tǒng)電控單元(ECU)連接。
為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了這種混合動力汽車動力系統(tǒng)所采用的控制方法，其技術(shù)方案為所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動力系統(tǒng)電控單元獲取汽車動力系統(tǒng)各部件運行參數(shù)，接受操作運行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車動力系統(tǒng)各部件發(fā)出動作指令，采用電磁離合器使發(fā)動機與電機的結(jié)合與分離的不同組合，實現(xiàn)混合動力汽車動力系統(tǒng)的電機驅(qū)動模式、發(fā)動機驅(qū)動模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。
所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)按以下工作模式，由動力系統(tǒng)電控單元對汽車運行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動機驅(qū)動車輛高速巡航時，電磁離合器和主離合器結(jié)合，電機無電流輸入或輸出，發(fā)動機動力輸出，通過電磁離合器、電機、主離合器、變速器到傳動軸，最后驅(qū)動車輪；模式b、發(fā)動機驅(qū)動、電機發(fā)電高壓電池電量不足或發(fā)動機燃油經(jīng)濟性不高時，電磁離合器和主離合器結(jié)合，發(fā)動機的驅(qū)動同模式a，同時電機發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池中；模式c、電機輔助驅(qū)動在車輛需要較大驅(qū)動力時，電磁離合器和主離合器結(jié)合，發(fā)動機的驅(qū)動同模式a，同時，電機由高壓電池經(jīng)過逆變器供電，處于驅(qū)動狀態(tài)，其動力經(jīng)主離合器、變速器到傳動軸，最后驅(qū)動車輪；模式d、電機驅(qū)動在車輛低速或低負(fù)荷時，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，發(fā)動機停止運行，電機驅(qū)動同模式c；模式e、電機再生發(fā)電在剎車或減速時，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，發(fā)動機停止運行，由車輪傳來的動力經(jīng)過傳動軸、變速器和主離合器傳遞至電機，電機發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池中；
模式f、零車速電機發(fā)電在車輛停止運行時，電磁離合器結(jié)合，主離合器分離，發(fā)動機驅(qū)動電機發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池中；模式g、行駛中發(fā)動機啟動當(dāng)車輛運行處于模式d、發(fā)動機停止工作時，電磁離合器分離，主離合器結(jié)合，需要啟動發(fā)動機時，首先稍微分開主離合器，同時增加電機的扭矩，然后結(jié)合電磁離合器，用電機增加的扭矩來啟動發(fā)動機，隨后逐漸增加發(fā)動機的扭矩，同時逐漸減小電機的扭矩，最后使主離合器結(jié)合，發(fā)動機被啟動；模式h、停車后發(fā)動機冷啟動長時停車后重新啟動時，首先啟動電機，再使電磁離合器結(jié)合，發(fā)動機被啟動，然后再結(jié)合主離合器；模式i、停車后發(fā)動機熱啟動在短時停車且暫時停止發(fā)動機之后又需要啟動發(fā)動機時，電機連續(xù)運行或從停止?fàn)顟B(tài)啟動，然后使電磁離合器結(jié)合，主離合器分開，利用電機的扭矩啟動發(fā)動機，發(fā)動機啟動后再結(jié)合主離合器。
采用上述技術(shù)方案，使本發(fā)明在從純電動模式向混合動力模式過渡，或從混合動力模式向純電動模式過渡時，通過操縱兩個離合器可以使過渡平順，避免產(chǎn)生沖擊；電機與發(fā)動機和變速箱同軸，可以用電機迅速啟動發(fā)動機；可以利用電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量來幫助啟動發(fā)動機，從而可以取消或減輕發(fā)動機的飛輪；只采用一個高壓的電機，負(fù)責(zé)驅(qū)動、發(fā)電和啟動發(fā)動機，大幅降低了成本；結(jié)構(gòu)緊湊，對車身內(nèi)的空間占用較少；電機和發(fā)動機同軸，轉(zhuǎn)速一致，可以通過使電機工作來改變發(fā)動機的負(fù)荷，使發(fā)動機工作在最佳燃油效率點；剎車時，可以使大電機工作在發(fā)電狀態(tài)來回收能量，實現(xiàn)減少排放，提高能源的利用率的目的。


下面對本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系示意圖。
圖中標(biāo)記為1、發(fā)動機，2、電磁離合器，3、電機，4、主離合器，5、變速器，6、傳動軸，7、車載低壓用電裝置，8、低壓電池，9、高壓電池，10、高壓接線保險盒，11、其它車用電動裝置，12、穩(wěn)壓器，13、逆變器，14、電源裝置。
具體實施例方式
下面對照附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝，以及本發(fā)明涉及的混合動力汽車動力系統(tǒng)操作使用和控制方法等，通過對實施例的描述來作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
如圖1所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種混合動力汽車動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機1、電機3、主離合器4、變速器5、傳動軸6及動力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動機1的曲軸、電機3的軸、主離合器4的軸及變速器5的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接。電機與發(fā)動機和變速箱同軸，可以用電機迅速啟動發(fā)動機；可以利用電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量來幫助啟動發(fā)動機，從而可以取消或減輕發(fā)動機的飛輪。電機集成在發(fā)動機曲軸或變速箱輸入軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間和成本。
圖1中的虛線表示連接電路。兩條虛線表示兩相直流電路；三條虛線表示三相交流電路。
已經(jīng)公開使用的技術(shù)中，具備純電動模式的混合動力汽車都是采用了兩個電機和兩套電機控制系統(tǒng)，其中一個負(fù)責(zé)驅(qū)動，另一個負(fù)責(zé)啟動和發(fā)電，兩個電機都采用高壓電源系統(tǒng)，這無疑增加了成本，造成系統(tǒng)復(fù)雜。本發(fā)明只有一個采用高壓電源的大電機，負(fù)責(zé)驅(qū)動車輪、發(fā)電充電和啟動發(fā)動機1，因此有效節(jié)省了成本。
為了實現(xiàn)采用一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊和高效的混合動力系統(tǒng)，克服具備純電動模式的混合動力車模式在切換時產(chǎn)生沖擊的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖1所示，所提供的這種混合動力汽車動力系統(tǒng)，在發(fā)動機1與電機3之間，設(shè)電磁離合器2，其軸與發(fā)動機1和電機3為同軸線的連接。在純電機驅(qū)動模式、再生制動模式等模式時可以將電磁離合器2分開，從而減少發(fā)動機空轉(zhuǎn)的損失。在發(fā)動機1驅(qū)動以及電機3輔助驅(qū)動時，兩個離合器同時結(jié)合。在發(fā)動機1工作帶動電機3發(fā)電時可以將主離合器4分開。在從純電機驅(qū)動模式向混合動力模式過渡，或從混合動力模式向純電機驅(qū)動模式過渡時，通過操縱兩個離合器可以使過渡平順，避免產(chǎn)生沖擊。
本發(fā)明中的電機3及其它用電設(shè)備和裝置由電源裝置14提供電能，電源裝置14有以下實施例其中，電機3采用高壓電池9為動力源，其實施方式為在該動力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池9及高壓接線保險盒10、逆變器13，高壓電池9與高壓接線保險盒10相連。所述的電機3通過逆變器13、高壓接線保險盒10與高壓電池9進(jìn)行電路連接，該電路為兩相高壓直流電。電機3通過三相電纜與逆變器13相連。高壓接線保險盒10用來連接所有的外接電路，并起到保險作用。逆變器13的作用是將高壓電池9的兩相高壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C3所需的三相高壓交流電，或者將電機3產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，由高壓電池存儲起來?br> 在該動力系統(tǒng)中設(shè)其它車用電動裝置11，包括電動轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動空調(diào)設(shè)備和電動真空泵，所述的高壓電池9通過高壓接線保險盒10與其它車用電動裝置11進(jìn)行電路連接，所提供的電力為兩相高壓電。高壓接線保險盒10的電流分別提供給其它電動裝置11，如電動空調(diào)設(shè)備、電動轉(zhuǎn)向設(shè)備和電動真空泵等。采取上述方法，使得無論是否在純電動模式下這些系統(tǒng)都可以正常工作。
在該動力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器12，所述的混合動力汽車中設(shè)低壓電池8和車載低壓用電裝置7，高壓接線保險盒10的電流供給低壓電池8，低壓電池8的電壓為12V。穩(wěn)壓器12的作用是用來使高壓電池9產(chǎn)生的高壓電流轉(zhuǎn)換為各車載低壓用電裝置7所需的12V低壓電流。所述的車載低壓用電裝置7包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池9通過高壓接線保險盒10、穩(wěn)壓器12與低壓電池8的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池8的輸出端與車載低壓用電裝置7進(jìn)行電路連接。
本發(fā)明中，動力系統(tǒng)電控單元(ECU)與各構(gòu)件的連接技術(shù)方案為動力系統(tǒng)電控單元(ECU)接受操作運行指令；所述的發(fā)動機1、電磁離合器2、電機3、主離合器4、變速器5、傳動軸6及高壓電池9均設(shè)有傳感器并均與動力系統(tǒng)電控單元(ECU)進(jìn)行電路連接，動力系統(tǒng)電控單元(ECU)獲取汽車動力系統(tǒng)各部分運行參數(shù)；所述的發(fā)動機1、電磁離合器2、電機3、主離合器4、變速器5、傳動軸6及高壓電池9均設(shè)有接收動力系統(tǒng)電控單元(ECU)的指令的電路，并與動力系統(tǒng)電控單元(ECU)連接，動力系統(tǒng)電控單元(ECU)向汽車動力系統(tǒng)各部分發(fā)出動作指令。動力系統(tǒng)電控單元(ECU)的控制方式在下面作介紹。
為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了這種混合動力汽車動力系統(tǒng)所采用的控制方法，其技術(shù)方案為所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動力系統(tǒng)電控單元(ECU)獲取汽車動力系統(tǒng)各部分運行參數(shù)，接受操作運行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車動力系統(tǒng)各部分發(fā)出動作指令，采用電磁離合器2使發(fā)動機1與電機3的結(jié)合與分離的不同組合，實現(xiàn)混合動力汽車動力系統(tǒng)的電機3驅(qū)動模式、發(fā)動機1驅(qū)動模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。在從純電機驅(qū)動模式向混合動力模式過渡，或從混合動力模式向純電機驅(qū)動模式過渡時，通過操縱兩個離合器可以使過渡平順，避免產(chǎn)生沖擊。
所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)按以下工作模式，由動力系統(tǒng)電控單元(ECU)對汽車運行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動機1驅(qū)動車輛高速巡航時，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，電機3無電流輸入或輸出，發(fā)動機1動力輸出，通過電磁離合器2、電機3、主離合器4、變速器5到傳動軸6，最后驅(qū)動車輪。在高速巡航時，負(fù)載穩(wěn)定，無需電機3提供動力，對發(fā)動機1的動力需求也很均勻，所以該模式可以使發(fā)動機1取得最佳燃油經(jīng)濟性。
模式b、發(fā)動機1驅(qū)動、電機3發(fā)電高壓電池9電量不足或發(fā)動機1燃油經(jīng)濟性不高時，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，發(fā)動機1的驅(qū)動同模式a，同時電機3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池9中。這種模式主要用于高壓電池9電能不足，或同時發(fā)動機1燃油經(jīng)濟性不高等情況下。通過電機3發(fā)電為發(fā)動機1增加負(fù)載，又可使高壓電池9獲得電能儲存，使發(fā)動機1工作在燃油經(jīng)濟性最佳的區(qū)域。
模式c、電機3輔助驅(qū)動在車輛需要較大驅(qū)動力時，電磁離合器2和主離合器4結(jié)合，發(fā)動機1的驅(qū)動同模式a，同時，電機3由高壓電池9經(jīng)過逆變器13供電，處于驅(qū)動狀態(tài)，其動力經(jīng)主離合器4、變速器5到傳動軸6，最后驅(qū)動車輪。由于電機3與發(fā)動機1同時驅(qū)動，使得傳遞到車輪的驅(qū)動力增加，獲得良好的動力性能。該模式主要用于車輛處在重載、爬坡和加速等需求較大驅(qū)動力的情況下。其最大的優(yōu)點在于較小排量的發(fā)動機1可以用于較大的負(fù)載的車輛。
模式d、電機3驅(qū)動在車輛低速或低負(fù)荷時，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，發(fā)動機1停止運行，電機3驅(qū)動同模式c。這種模式主要工作在起步或低負(fù)荷的情況下。廢氣排放為零，不消耗燃油，是最環(huán)保的一種模式。由于發(fā)動機1在低速或低負(fù)荷時燃油經(jīng)濟性不高且廢氣排放較大，電機3在這種情況下單獨驅(qū)動可以顯著減少整個循環(huán)工況的油耗和排放。
模式e、電機3再生發(fā)電在剎車或減速時，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，發(fā)動機1停止運行，由車輪傳來的動力經(jīng)過傳動軸6、變速器5和主離合器4傳遞至電機3，電機3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池9中。這種工作模式可以回收剎車制動時的動能，將原先浪費的能量變成電能存儲，以備重載或加速時使用，有效利用再生能源。
模式f、零車速電機3發(fā)電在車輛停止運行時，電磁離合器2結(jié)合，主離合器4分離，發(fā)動機1驅(qū)動電機3發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器13轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池9中。由于其它車用電動裝置11中的電動空調(diào)設(shè)備、電動轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動真空泵以及電機3在純電動模式的時候都會消耗比較多的電能，為保證高壓電池9有足夠的能量，使發(fā)動機1帶動電機3發(fā)電。由于車速為零，沒有地面負(fù)載的干擾，發(fā)動機1可以恒定在最佳燃油經(jīng)濟性的轉(zhuǎn)速下工作。
模式g、行駛中發(fā)動機1啟動當(dāng)車輛運行處于模式d、發(fā)動機1停止工作時，電磁離合器2分離，主離合器4結(jié)合，這時又需要啟動發(fā)動機1，首先分開主離合器4，同時增加電機3的扭矩，然后使電磁離合器2結(jié)合，用電機3增加的扭矩來啟動發(fā)動機1，這個過程中主離合器4稍微分離，產(chǎn)生打滑以減小電機3扭矩增加對車輛運行造成的沖擊。隨后逐漸增加發(fā)動機1的扭矩，同時逐漸減小電機3的扭矩，最后使主離合器4結(jié)合，發(fā)動機1被啟動，車輛從電機3驅(qū)動狀態(tài)進(jìn)入以發(fā)動機1驅(qū)動為主的繼續(xù)運行狀態(tài)。
模式h、停車后發(fā)動機1冷啟動長時停車時，發(fā)動機1與電機3均停止工作，電磁離合器2和主離合器4均分離。車輛啟動時，首先啟動電機3，再使電磁離合器2結(jié)合，發(fā)動機1被啟動，然后再結(jié)合主離合器4。電機3的先啟動比發(fā)動機1的先啟動更為合理，更為節(jié)能和環(huán)保，所以，采用先啟動電機3，再利用電機3啟動發(fā)動機1，最后使車輛進(jìn)入以發(fā)動機1驅(qū)動為主的運行狀態(tài)。
模式i、停車后發(fā)動機1熱啟動在短時停車且暫時停止發(fā)動機1之后又需要啟動發(fā)動機1時，電機3連續(xù)運行或停止后重新啟動，然后使電磁離合器2結(jié)合，主離合器4分開，利用電機3的扭矩啟動發(fā)動機1，發(fā)動機1啟動后再結(jié)合主離合器4。該模式用于在某些汽車不需要發(fā)動機1工作的情況下(例如等待紅燈、行人等)暫時停止發(fā)動機1之后又迅速啟動發(fā)動機1的情況。在這種模式下，當(dāng)短暫停車的時候可以使發(fā)動機1停止工作，隨后需要起步時又能夠利用電機3迅速啟動發(fā)動機1，從而減小了油耗，降低了排放。
通過合理操縱，控制兩個離合器的分離或結(jié)合狀態(tài)的不同組合，電機3和發(fā)動機1之間的配合更加合理，使得上述各模式可以相互流暢和順利地進(jìn)行切換，減小了油耗，降低了排放，避免沖擊，過渡平穩(wěn)。實現(xiàn)了汽車在各種工作狀況下的全面的、合理有效的、最經(jīng)濟的和環(huán)保節(jié)能的控制。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混合動力汽車動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(1)、電機(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動軸(6)及動力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動機(1)的曲軸、電機(3)的軸、主離合器(4)的軸及變速器(5)的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，其特征在于在發(fā)動機(1)與電機(3)之間，設(shè)電磁離合器(2)，其軸與發(fā)動機(1)和電機(3)為同軸線的連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)，其特征在于在該動力系統(tǒng)中設(shè)高壓電池(9)及高壓接線保險盒(10)、逆變器(13)，所述的電機(3)通過逆變器(13)、高壓接線保險盒(10)與高壓電池(9)進(jìn)行電路連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)，其特征在于在該動力系統(tǒng)中設(shè)其它車用電動裝置(11)，包括電動轉(zhuǎn)向設(shè)備、電動空調(diào)設(shè)備和電動真空泵，所述的高壓電池(9)通過高壓接線保險盒(10)與其它車用電動裝置(11)進(jìn)行電路連接。
4.按照權(quán)利要求2所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)，其特征在于在該動力系統(tǒng)中設(shè)穩(wěn)壓器(12)，所述的混合動力汽車中設(shè)低壓電池(8)和車載低壓用電裝置(7)，所述的車載低壓用電裝置(7)包括電控設(shè)備、照明設(shè)備、信號設(shè)備、音響設(shè)備和儀器儀表，所述的高壓電池(9)通過高壓接線保險盒(10)、穩(wěn)壓器(12)與低壓電池(8)的輸入端進(jìn)行電路連接；所述的低壓電池(8)的輸出端與車載低壓用電裝置(7)進(jìn)行電路連接。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)動機(1)、電磁離合器(2)、電機(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動軸(6)及高壓電池(9)均設(shè)有傳感器并均與動力系統(tǒng)電控單元進(jìn)行電路連接；所述的發(fā)動機(1)、電磁離合器(2)、電機(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動軸(6)及高壓電池(9)均設(shè)有接收動力系統(tǒng)電控單元的指令的電路，并與動力系統(tǒng)電控單元連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)所采用的控制方法，由動力系統(tǒng)電控單元獲取汽車動力系統(tǒng)各部件運行參數(shù)，接受操作運行指令，根據(jù)分析、判斷的結(jié)果向汽車動力系統(tǒng)各部件發(fā)出動作指令，其特征在于采用電磁離合器(2)使發(fā)動機(1)與電機(3)的結(jié)合與分離的不同組合，實現(xiàn)混合動力汽車動力系統(tǒng)的電機(3)驅(qū)動模式、發(fā)動機(1)驅(qū)動模式或其它工作模式之間的互相轉(zhuǎn)換。
7.按照權(quán)利要求6所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的混合動力汽車動力系統(tǒng)按以下工作模式，由動力系統(tǒng)電控單元對汽車運行的不同階段分別進(jìn)行控制模式a、發(fā)動機(1)驅(qū)動車輛高速巡航時，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，電機(3)無電流輸入或輸出，發(fā)動機(1)動力輸出，通過電磁離合器(2)、電機(3)、主離合器(4)、變速器(5)到傳動軸(6)，最后驅(qū)動車輪；模式b、發(fā)動機(1)驅(qū)動、電機(3)發(fā)電高壓電池(9)電量不足或發(fā)動機(1)燃油經(jīng)濟性不高時，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動機(1)的驅(qū)動同模式a，同時電機(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池(9)中；模式c、電機(3)輔助驅(qū)動在車輛需要較大驅(qū)動力時，電磁離合器(2)和主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動機(1)的驅(qū)動同模式a，同時，電機(3)由高壓電池(9)經(jīng)過逆變器(13)供電，處于驅(qū)動狀態(tài)，其動力經(jīng)主離合器(4)、變速器(5)到傳動軸(6)，最后驅(qū)動車輪；模式d、電機(3)驅(qū)動在車輛低速或低負(fù)荷時，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動機(1)停止運行，電機(3)驅(qū)動同模式c；模式e、電機(3)再生發(fā)電在剎車或減速時，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動機(1)停止運行，由車輪傳來的動力經(jīng)過傳動軸(6)、變速器(5)和主離合器(4)傳遞至電機(3)，電機(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池(9)中；模式f、零車速電機(3)發(fā)電在車輛停止運行時，電磁離合器(2)結(jié)合，主離合器(4)分離，發(fā)動機(1)驅(qū)動電機(3)發(fā)電產(chǎn)生交流電，通過逆變器(13)轉(zhuǎn)化為直流電存儲在高壓電池(9)中；模式g、行駛中發(fā)動機(1)啟動當(dāng)車輛運行處于模式d)、發(fā)動機(1)停止工作時，電磁離合器(2)分離，主離合器(4)結(jié)合，需要啟動發(fā)動機(1)時，首先稍微分開主離合器(4)，同時增加電機(3)的扭矩，然后結(jié)合電磁離合器(2)，用電機(3)增加的扭矩來啟動發(fā)動機(1)，隨后逐漸增加發(fā)動機(1)的扭矩，同時逐漸減小電機(3)的扭矩，最后使主離合器(4)結(jié)合，發(fā)動機(1)被啟動；模式h、停車后發(fā)動機(1)冷啟動長時停車后重新啟動時，首先啟動電機(3)，再使電磁離合器(2)結(jié)合，發(fā)動機(1)被啟動，然后再結(jié)合主離合器(4)；模式i、停車后發(fā)動機(1)熱啟動在短時停車且暫時停止發(fā)動機(1)之后又需要啟動發(fā)動機(1)時，電機(3)連續(xù)運行或從停止?fàn)顟B(tài)重新啟動，然后使電磁離合器(2)結(jié)合，主離合器(4)分開，利用電機(3)的扭矩啟動發(fā)動機(1)，發(fā)動機(1)啟動后再結(jié)合主離合器(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合動力汽車動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(1)、電機(3)、主離合器(4)、變速器(5)、傳動軸(6)及動力系統(tǒng)電控單元，其中發(fā)動機(1)的曲軸、電機(3)的軸、主離合器(4)的軸及變速器(5)的輸入軸按上述的順序同軸線設(shè)置并互相連接，在發(fā)動機(1)與電機(3)之間，設(shè)電磁離合器(2)，其軸與發(fā)動機(1)和電機(3)為同軸線的連接。本發(fā)明在從純電動模式向混合動力模式過渡，或從混合動力模式向純電動模式過渡時，通過操縱兩個離合器可以使過渡平順，避免產(chǎn)生沖擊，減小了油耗，降低了排放。
文檔編號B60K6/02GK101085596SQ20071002267
公開日2007年12月12日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者李明軍, 彭慶豐, 方運舟 申請人:奇瑞汽車有限公司