專利名稱：混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合動(dòng)力車的動(dòng)力系統(tǒng)，尤其是涉及一種混合動(dòng)力車動(dòng)力系
統(tǒng)的控制裝置。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力車在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面增加了電機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)整車控制策略合理控制電
機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作和停止，對(duì)降低整車油耗和提高系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率顯得尤其重要。電機(jī)
和發(fā)動(dòng)機(jī)作為運(yùn)動(dòng)件必需通過制動(dòng)器的鎖止和松開，來控制其是否運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)汽車不同的
行駛需求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)，從而協(xié)調(diào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和雙電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配，使得其
更有利于提高能源利用率。需要解決的主要技術(shù)問題包括 1.車輛高速行駛時(shí)電機(jī)的鎖止問題； 2.純電動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的鎖止問題； 3.電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的鎖止問題。 在現(xiàn)有的技術(shù)方案中(如圖1)，動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、辛普 森行星齒輪系。在行星齒輪的外齒圈與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)置一個(gè)離合器，以便它們兩者可以分 離和結(jié)合，同時(shí)設(shè)置一個(gè)制動(dòng)器以便當(dāng)離合器分離時(shí)鎖止該外齒圈。目的是當(dāng)離合器結(jié)合 時(shí)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)混合動(dòng)力車輛的構(gòu)成，而當(dāng)離合器分離而齒圈被制動(dòng)器固定時(shí)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)混合動(dòng) 力車輛的構(gòu)成。根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)來切換這些方式，從而發(fā)揮每種方式的優(yōu)點(diǎn)而進(jìn)行行 駛。 但是該動(dòng)力傳動(dòng)裝置以改進(jìn)型辛普森行星齒輪為基礎(chǔ)，電動(dòng)機(jī)通過離合器直接與 外齒圈相連，發(fā)電機(jī)直接和太陽輪相連。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，與電動(dòng)機(jī)無 關(guān)。由于發(fā)電機(jī)無法鎖止，始終存在充放電過程，始終有能量的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)效率降低。 申請(qǐng)?zhí)枮?00710152568. 5的發(fā)明專利公開了一種混合動(dòng)力車輛的模式切換控制 裝置，在伴隨再生制動(dòng)的運(yùn)行中，在高效的能量回收的基礎(chǔ)上，執(zhí)行從HEV模式向EV模式的 切換。針對(duì)如下情況進(jìn)行說明，即在EV行駛中，在tO時(shí)蓄電池蓄電狀態(tài)(S0C)小于S0C(L)， 其結(jié)果進(jìn)行EV — HEV模式切換，希望減速而在tl后保持加速度開度為O，通過HEV模式使 S0C上升，在t3時(shí)大于或等于S0C(H)。在加速器踏板釋放tl后，判斷處于低負(fù)載運(yùn)行的t2 時(shí)，通過S0C (H)消失，取代S0C (H)而基于S0C (L)進(jìn)行HEV — EV模式切換判斷，在t3前進(jìn) 行切換。由此使在牽引發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)間變短，不牽引發(fā)動(dòng)機(jī)的再生制動(dòng)時(shí) 間相應(yīng)地變長，提高能量回收率。申請(qǐng)?zhí)枮?00710092939. 5的發(fā)明專利公開了一種混合動(dòng) 力車及其控制方法，其中該混合動(dòng)力車包括內(nèi)燃機(jī)、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、鎖止離合
器、差速器、蓄電池、控制單元、內(nèi)燃機(jī)管理系統(tǒng)、電子油門踏板、制動(dòng)踏板、選檔器；雙轉(zhuǎn)子 電機(jī)第一轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機(jī)曲軸機(jī)械連接，雙轉(zhuǎn)子電機(jī)第二轉(zhuǎn)子直接通過差速器驅(qū)動(dòng)車輛，電 動(dòng)/發(fā)電機(jī)直接通過差速器驅(qū)動(dòng)車輛；通過雙轉(zhuǎn)子電機(jī)和電動(dòng)/發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力分 路(機(jī)械和電力)驅(qū)動(dòng)車輛；可以實(shí)現(xiàn)多種組合純電力驅(qū)動(dòng)、純機(jī)械驅(qū)動(dòng)、機(jī)械電力混合 傳動(dòng)、制動(dòng)再生發(fā)電和調(diào)峰發(fā)電。這兩種技術(shù)方案都表達(dá)了對(duì)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)的切換的愿望，但都沒有對(duì)發(fā)電機(jī)的鎖上結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體描述。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的發(fā)電機(jī)無法鎖止造成能源的轉(zhuǎn)換效率 低等的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)巧妙、操作方便、能源利用率高的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置。 本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種混合動(dòng)力 車動(dòng)力切換裝置，包括制動(dòng)器、制動(dòng)器控制裝置，其特征在于所述的混合動(dòng)力車的動(dòng)力系統(tǒng) 包括發(fā)動(dòng)機(jī)、小電機(jī)、大電機(jī)，三者通過一個(gè)行星齒輪裝置相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與行 星架轉(zhuǎn)軸相連，該行星架上的行星齒輪分別與小太陽輪相嚙合，小太陽輪的轉(zhuǎn)軸即為小電 機(jī)轉(zhuǎn)軸，星架上的行星齒輪分別與長行星輪相嚙合，長行星輪分別與大太陽輪相嚙合，所述 的小太陽輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)有電機(jī)制動(dòng)器；所述的行星架上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器。小太陽輪與小電 機(jī)相連，大太陽輪和大電機(jī)相連，發(fā)動(dòng)機(jī)與行星架相連，整個(gè)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩通過外齒圈輸 出。雙行星排共用行星架和外齒圈，長短行星輪互相嚙合。當(dāng)整車運(yùn)行在高速工況時(shí)，此時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)處在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，且發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率能滿足整車工況需求，此時(shí)利用電機(jī)制動(dòng)器將 小電機(jī)鎖止，減少中間環(huán)節(jié)能量傳遞過程，從而減小能量損耗，提高了系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率； 當(dāng)整車運(yùn)行在純電動(dòng)工況下，通過發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器將發(fā)動(dòng)機(jī)鎖止，整車動(dòng)力完全由電池提供。 鎖止發(fā)動(dòng)機(jī)，可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)降低了純電動(dòng)工況下整車系統(tǒng)控制的復(fù)雜度。 作為優(yōu)選，所述的制動(dòng)器控制裝置設(shè)有一個(gè)液壓系統(tǒng)，電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng) 器均由一個(gè)制動(dòng)油路控制。 作為優(yōu)選，所述的液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)鎖止閥，兩個(gè)電磁控制閥以及兩個(gè)恒壓源，兩 個(gè)鎖止閥分別設(shè)有控制油路和制動(dòng)油路，控制油路的進(jìn)油口與一個(gè)恒壓源相連通，出油口 與電磁控制閥的油路相連通；制動(dòng)油路的進(jìn)油口與另一個(gè)恒壓源相連通，出端口與制動(dòng)器 想連通。通過控制電磁閥的開啟和閉合控制液壓油路。當(dāng)電磁閥通過后，鎖止閥的彈簧被 壓縮，由于恒壓源的壓力恒定，其中一個(gè)恒壓源通過制動(dòng)油路控制制動(dòng)器鎖止；當(dāng)電磁閥斷 電，控制油路卸壓，彈簧將恢復(fù)原始長度，制動(dòng)油路卸壓，制動(dòng)力消失。 作為優(yōu)選，制動(dòng)油路上設(shè)有一個(gè)單向卸壓油路。在制動(dòng)油路卸壓時(shí)，該單向卸壓油
路工作，完成卸壓，而由于其具有單向性，所以在任何性況下都不會(huì)出現(xiàn)倒吸。 作為優(yōu)選，所述的制動(dòng)器控制裝置還包括一電控單元，所述的電磁控制閥的控制
電路與電控單元相連，該電控單元與整車電控單元電連接。小電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的鎖止與松開
需要根據(jù)連速和車上的能源情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，所以需要與整車的控制時(shí)行協(xié)調(diào)。 作為優(yōu)選，所述的電控單元通過CAN總線與整車電控單元相連。它是一種有效支
持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)?；贑AN總線的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具
有明顯的優(yōu)越性 首先，CAN控制器工作于多主方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線訪問優(yōu)先權(quán)(取 決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除 了站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)， 這些特點(diǎn)使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且容易構(gòu)成冗余結(jié) 構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。其次，CAN總線通過CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)， CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。另外，與其它現(xiàn)場(chǎng)總線比較而言，CAN總線是具有通信速
率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。 作為優(yōu)選，所述的小電機(jī)和大電機(jī)的線圈分別與一個(gè)變頻器相連，變頻器與蓄電 池電連接。高速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)區(qū)，不需要充放電，鎖止電機(jī)E1，整個(gè)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效 率高。在純電動(dòng)時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)鎖止控制，整車動(dòng)力源完全由電池、小電機(jī)和 大電機(jī)通過蓄電池放電轉(zhuǎn)動(dòng)，作為驅(qū)動(dòng)力，可以避免發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為負(fù)值。當(dāng)汽車在低速運(yùn)行 時(shí)，大小電機(jī)同時(shí)發(fā)電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。 作為優(yōu)選，所述的電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器均為液壓制動(dòng)器。液壓制動(dòng)器具有 操作方便，鎖止穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。 本實(shí)用新型的帶來的有益效果是，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的發(fā)電機(jī)無法鎖止造成 能源的轉(zhuǎn)換效率低等的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)巧妙、操作方便、能源利用率高的混合動(dòng) 力車動(dòng)力切換裝置。

附圖1是現(xiàn)有的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置； 附圖2是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3是本實(shí)用新型的制動(dòng)油路的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是本實(shí)用新型的制動(dòng)油路的控制電路示意圖。
具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。 實(shí)施例附圖1是現(xiàn)有的混合動(dòng)力車動(dòng)力系統(tǒng)抽動(dòng)控制裝置；附圖2是本實(shí)用新 型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本實(shí)用新型的制動(dòng)油路的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本實(shí) 用新型的制動(dòng)油路的控制電路示意圖。本實(shí)用新型是一種混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，包括 制動(dòng)器、制動(dòng)器控制裝置，該制動(dòng)器為液壓制動(dòng)器，包括電機(jī)制動(dòng)器10和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器7。 該動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、小電機(jī)9、大電機(jī)8，三者通過一個(gè)行星齒輪裝置相連。小電機(jī)和大 電機(jī)的線圈分別與一個(gè)變頻器相連，變頻器與蓄電池電連接。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸1與行 星架2轉(zhuǎn)軸相連，該行星架上的行星齒輪5分別與小太陽輪3相嚙合，小太陽輪的轉(zhuǎn)軸11 即為小電機(jī)轉(zhuǎn)軸，星架上的行星齒輪分別與長行星輪6相嚙合，長行星輪分別與大太陽輪4 相嚙合，所述的小太陽輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)有電機(jī)制動(dòng)器10 ;所述的行星架上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器7。 制動(dòng)器控制裝置設(shè)有一個(gè)液壓系統(tǒng)和電控單元。電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器均由一個(gè)制動(dòng) 油路控制。該液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)鎖止閥14、15，兩個(gè)電磁控制閥12、 13以及兩個(gè)恒壓源，兩 個(gè)鎖止閥分別設(shè)有控制油路和制動(dòng)油路，控制油路的進(jìn)油口與一個(gè)恒壓源相連通，出油口 與電磁控制閥的油路相連通；制動(dòng)油路的進(jìn)油口與另一個(gè)恒壓源相連通，出端口與制動(dòng)器 想連通。制動(dòng)油路上設(shè)有一個(gè)單向卸壓油路；電磁控制閥的控制電路與電控單元相連，該電 控單元通過CAN總線與整車電控單元電連接。 小太陽輪與小電機(jī)相連，大太陽輪和大電機(jī)相連，發(fā)動(dòng)機(jī)與行星架相連，整個(gè)系統(tǒng) 的輸出轉(zhuǎn)矩通過外齒圈輸出。雙行星排共用行星架和外齒圈，長短行星輪互相嚙合。當(dāng)整車運(yùn)行在高速工況時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，且發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率能滿足整車工況需求， 此時(shí)利用電機(jī)制動(dòng)器將小電機(jī)鎖止，減少中間環(huán)節(jié)能量傳遞過程，從而減小能量損耗，提高 了系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率；當(dāng)整車運(yùn)行在純電動(dòng)工況下，通過發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器將發(fā)動(dòng)機(jī)鎖止，整車 動(dòng)力完全由電池提供。鎖止發(fā)動(dòng)機(jī)，可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)降低了純電動(dòng)工況下整車系 統(tǒng)控制的復(fù)雜度。 所以本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)巧妙、操作方便、能源利用率高等特征。
權(quán)利要求一種混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，包括制動(dòng)器、制動(dòng)器控制裝置，其特征在于所述的混合動(dòng)力車的動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、小電機(jī)(9)、大電機(jī)(8)，三者通過一個(gè)行星齒輪裝置相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸(1)與行星架(2)轉(zhuǎn)軸相連，該行星架上的行星齒輪(5)分別與小太陽輪(3)相嚙合，小太陽輪的轉(zhuǎn)軸即為小電機(jī)轉(zhuǎn)軸，星架上的行星齒輪分別與長行星輪(6)相嚙合，長行星輪分別與大太陽輪(4)相嚙合，所述的小太陽輪轉(zhuǎn)軸(11)上設(shè)有電機(jī)制動(dòng)器(10)；所述的行星架上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的制動(dòng)器控制裝置設(shè)有一個(gè)液壓系統(tǒng)，電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器均由一個(gè)制動(dòng)油路控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)鎖止閥(14、15)，兩個(gè)電磁控制閥(12、 13)以及兩個(gè)恒壓源，兩個(gè)鎖止閥分別設(shè)有控制油路和制動(dòng)油路，控制油路的進(jìn)油口與一個(gè)恒壓源相連通，出油口與電磁控制閥的油路相連通；制動(dòng)油路的進(jìn)油口與另一個(gè)恒壓源相連通，出端口與制動(dòng)器相連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的制動(dòng)油路上設(shè)有一個(gè)單向卸壓油路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的制動(dòng)器控制裝置還包括一 電控單元，所述的電磁控制閥的控制電路與電控單元相連，該電控單元與整車電控單元電連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的電控單元通過CAN總線與整車電控單元相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的小電機(jī)和大電機(jī)的線圈分別與一個(gè)變頻器相連，變頻器與蓄電池電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器均為液壓制動(dòng)器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動(dòng)力車動(dòng)力切換裝置，其特征在于所述的電機(jī)制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器均為液壓制動(dòng)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種混合動(dòng)力車動(dòng)力系統(tǒng)的控制裝置。包括制動(dòng)器、制動(dòng)器控制裝置，混合動(dòng)力車的動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、小電機(jī)、大電機(jī)，三者通過一個(gè)行星齒輪裝置相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸與行星架轉(zhuǎn)軸相連，該行星架上的行星齒輪分別與小太陽輪相嚙合，小太陽輪的轉(zhuǎn)軸即為小電機(jī)轉(zhuǎn)軸，星架上的行星齒輪分別與長行星輪相嚙合，長行星輪分別與大太陽輪相嚙合，所述的小太陽輪轉(zhuǎn)軸上設(shè)有電機(jī)制動(dòng)器；所述的行星架上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器。具有結(jié)構(gòu)巧妙、操作方便、能源利用率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60W20/00GK201506356SQ20092020831
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者于海生, 余衛(wèi), 張彤, 陳漢玉, 馬智濤, 黃智明 申請(qǐng)人:上海華普國潤汽車有限公司