一種插電式混合動力汽車動力結構以及啟動發(fā)動機控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種插電式混合動力汽車動力結構以及啟動發(fā)動機控制方法，包括發(fā)動機，減速機構以及耦合機構，所述耦合機構設置于發(fā)動機和減速機構之間，其一端連接發(fā)動機，另一端連接減速機構，其中，所述耦合機構包括耦合機構離合器，耦合機構制動器以及驅動電機。車輛靜止情況下，通過控制驅動電機轉速和耦合機構離合器扭矩容量實現(xiàn)發(fā)動機快速平穩(wěn)啟動，且發(fā)動機啟動過程中，電動油泵不工作；車輛純電動行駛過程中，控制驅動電機扭矩、耦合機構離合器與制動器的扭矩容量、及發(fā)動機點火時刻實現(xiàn)發(fā)動機快速啟動并平穩(wěn)介入整車驅動；與目前現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備傳動效率高、成本低、驅動系統(tǒng)軸向尺寸小等優(yōu)點。
【專利說明】
一種插電式混合動力汽車動力結構以及啟動發(fā)動機控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及新能源及混合動力汽車發(fā)動機啟動控制領域，具體涉及一種插電式混合動力汽車動力結構以及啟動發(fā)動機控制方法?！颈尘凹夹g】
[0002]能源危機、環(huán)境嚴厲及溫室效應是制約全球發(fā)展的重要因素，研究節(jié)能、環(huán)保的新能源汽車是解決上述問題的有效手段之一。插電式混合動力汽車兼顧了內燃機和純電動汽車的優(yōu)點，具有低油耗、低排放及長行駛里程的優(yōu)點，是當前切實可行的一種方案。
[0003]插電式混合動力汽車驅動系統(tǒng)結構主要有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)。串聯(lián)結構的特征是發(fā)動機在機械上與傳動系解耦，發(fā)動機直接驅動發(fā)電機對儲能裝置或驅動電機供電，串聯(lián)結構的缺點是系統(tǒng)效率低，雙電機系統(tǒng)導致整車成本高；混聯(lián)結構的特征是發(fā)動機的動力可以實現(xiàn)分流，一部分用于整車驅動，一部分用于驅動發(fā)電機發(fā)電，混聯(lián)系統(tǒng)的缺點是雙電機系統(tǒng)導致整車成本高，系統(tǒng)控制復雜;并聯(lián)結構的特征是發(fā)動機和驅動電機能夠實現(xiàn)動力耦合，在發(fā)動機經濟性和排放性差的工況下，可以實現(xiàn)純電機動力驅動。其中，動力耦合是實現(xiàn)整車功能和性能目標的關鍵因素之一。動力耦合裝置需要滿足插電式混合動力汽車的功能要求，主要包括:純電動運行、發(fā)動機啟動、驅動電機輔助，怠速發(fā)電機及再生制動等功能。此外，還要考慮平臺化、集成化、低成本等諸多因素。整個系統(tǒng)控制中，發(fā)動機啟動控制尤其重要，發(fā)動機啟動既不能對整車傳動系統(tǒng)造成沖擊，又不能出現(xiàn)動力中斷，發(fā)動機啟動時間也是整車性能關鍵指標，直接影響整車動力性和駕駛性。根據(jù)目前國內外的專利和文獻，發(fā)動機啟動控制仍然是并聯(lián)式混合動力汽車控制系統(tǒng)中最為復雜的關鍵技術之一。
[0004]插電式混合動力汽車中發(fā)動機啟動控制方式較多，根據(jù)驅動系統(tǒng)或動力耦合機構的結構不同而有差別。比如公開號為:CN 101456347A的中國專利“用于控制混合動力車輛中離合器結合的系統(tǒng)和方法”，介紹一種并聯(lián)式混合動力驅動系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用雙電機，與發(fā)動機并軸連接的驅動電機能夠實現(xiàn)車輛在不同工況下發(fā)動機啟動需求。但該系統(tǒng)通過額外的驅動電機實現(xiàn)發(fā)動機啟動，發(fā)動機啟動成功后，需要對發(fā)動機進行速度控制，實現(xiàn)發(fā)動機曲軸轉速與變速箱輸入軸轉速同步，然后實現(xiàn)發(fā)動機與驅動電機并聯(lián)驅動。該發(fā)明發(fā)動機啟動到介入整車需求所需的時間較長，另外整車因為配置雙電機，成本高。
【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種插電式混合動力汽車動力結構以及啟動發(fā)動機控制方法，具體為一種效率高、成本低、尺寸小、動力性好的行星輪動力耦合裝置，有效解決前驅前置型插電式及非插電式混合動力汽車的前艙布置難題，同時實現(xiàn)了發(fā)動機快速，平穩(wěn)啟動，且整車驅動力未出現(xiàn)中斷，保障了整車良好的駕駛性和動力性。具體技術方案如下:
[0006]一種插電式混合動力汽車動力結構，包括發(fā)動機，減速機構以及耦合機構，所述耦合機構設置于發(fā)動機和減速機構之間，其一端連接發(fā)動機，另一端連接減速機構，其中，所述耦合機構包括耦合機構離合器，耦合機構制動器以及驅動電機。
[0007]進一步地，所述驅動電機連接至減速機構并可向其輸出動力。
[0008]進一步地，所述驅動電機為單驅動電機結構，用于純電動驅動、行駛過程中起動發(fā)動機、輔助驅動及巡航發(fā)電，包括驅動電機定子和驅動電機轉子，所述驅動電機定子固定在 CVT殼體上。
[0009]進一步地，所述耦合機構為行星輪耦合機構，行星輪采用單排行星輪系。
[0010]進一步地，還包括飛輪，其設置于發(fā)動機和耦合機構之間。
[0011]進一步地，所述耦合機構離合器和耦合機構制動器均為濕式多片離合器。
[0012]進一步地，還包括整車控制器H⑶，其控制連接耦合機構并控制耦合機構離合器與制動器扭矩容量。
[0013]上述插電式混合動力汽車的發(fā)動機啟動控制方法，包括如下步驟:
[0014](a)車輛靜止情況下，通過控制驅動電機轉速和耦合機構離合器扭矩容量實現(xiàn)發(fā)動機快速平穩(wěn)啟動，且發(fā)動機啟動過程中，電動油栗不工作；
[0015](b)車輛純電動行駛過程中，控制驅動電機扭矩、耦合機構離合器與制動器的扭矩容量、及發(fā)動機點火時刻實現(xiàn)發(fā)動機快速啟動并平穩(wěn)介入整車驅動；
[0016](c)發(fā)動機啟動過程中，驅動電機給整車提供驅動扭矩，同時驅動電機的慣量力矩為發(fā)動機啟動提供一部分力矩，并通過驅動電機補償發(fā)動機啟動過程中所需的目標扭矩。
[0017]進一步地，步驟(a)中，當車輛鑰匙上電后，整車進入可駕駛的READY狀態(tài)，即驟a-1 純電動模式，并進一步包括控制方法:
[0018]步驟a-2:如果當前動力儲能裝置電量很低，HCU將激活發(fā)動機啟動請求，進入步驟 a_3，否則繼續(xù)停留在步驟a-2;[〇〇19] 步驟a-3:如果當前駕駛員換擋桿位于P檔或者N檔，則進入步驟a-5，否則進入步驟 a_4;[〇〇2〇] 步驟a-4:強制請求CVT控制器TCM控制CVT位于空檔；[0021 ]步驟a-5:控制驅動電機輸出扭矩，使得電機達到預設的目標轉速；
[0022]步驟a-6:控制耦合機構制動器扭矩容量為零，即打開耦合機構制動器；
[0023]步驟a-7:控制耦合機構離合器按照預設的梯度增加到最大值；[〇〇24]步驟a-8:控制發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS，允許發(fā)動機啟動；[〇〇25]步驟a-9:檢測發(fā)動機與驅動電機轉速已同步；[〇〇26] 步驟a-10:判斷發(fā)動機是否啟動成功，如果啟動成功，則進入步驟a-11，否則繼續(xù)維持
[0027]在步驟a-9，保持驅動電機拖動發(fā)動機的狀態(tài)；
[0028]步驟a-11:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)。
[0029]進一步地，步驟(b)中的狀態(tài)下，車輛處于純電動行駛狀態(tài)，當駕駛員有較大扭矩需求或其它因素需要啟動發(fā)動機時，則進入步驟b-3,否則繼續(xù)維持在步驟b-1，并進一步包括控制方法:
[0030]步驟b-3:控制耦合機構制動器扭矩容量為零；
[0031]步驟b-4:根據(jù)驅動電機扭矩和慣量扭矩，發(fā)動機阻力矩和發(fā)動機啟動目標所需的慣量扭矩計算耦合機構離合器需要傳遞的扭矩容量，公式如下:
[0032]Tel = Tm+( (Te j_Tmj/k)+Tdrag)*( 1+k)
[0033] k = (Zr+Zs)/Zs[〇〇34]其中:Tel:離合器需求扭矩容量;Tm:駕駛員對驅動電機的需求扭矩;Tej:發(fā)動機啟動目標慣量扭矩;Tm j:驅動電機當前的慣量扭矩;Tdrag:發(fā)動機阻力矩;k:本發(fā)明行星輪耦合機構的速比;Zr:齒圈齒數(shù);Zs:太陽輪齒數(shù)；
[0035]控制離合器扭矩容量按照預設的梯度增加，直到達到該階段設定的最大值；
[0036]步驟b-5:計算駕駛員對驅動電機所需的扭矩，公式如下:
[0037]Tm = TactCl+(Tdr-TacCl)*( l+k)/k[〇〇38]其中:TactCl:發(fā)動機啟動過程中，耦合機構離合器實際傳遞的扭矩;Tdr:駕駛員需求扭矩；
[0039]步驟b-6:判斷發(fā)動機與驅動電機的轉速差，如果小于預設值，則進入步驟b-7，否則繼續(xù)停留在步驟b_5中；
[0040]步驟b-7:控制發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS啟動發(fā)動機；[0041 ]步驟b-8:判斷發(fā)動機在規(guī)定時間內是否啟動成功，如果發(fā)動機啟動成功，則進入步驟b-9，否則進入步驟b-11中；
[0042]步驟b-9:控制耦合機構離合器處于滑摩狀態(tài)；
[0043]步驟b-10:判斷發(fā)動機與驅動電機轉速是否同步；
[0044]步驟b-11:控制耦合機構離合器扭矩容量按照預設梯度增加止最大值；
[0045]步驟b-12:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機和驅動電機共同參與整車驅動， 即整車進入并聯(lián)驅動模式。
[0046]與目前現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具備傳動效率高、成本低、驅動系統(tǒng)軸向尺寸小等優(yōu)點。有效解決前置前驅型插電式混合動力汽車前艙布置的難題，能夠實現(xiàn)插電式混合動力汽車所有的功能要求，包括:純電動行駛、發(fā)動機啟停、發(fā)動機和驅動電機并聯(lián)驅動、驅動電機輔助驅動和再生制動能量回收等。同時滿足整車各項性能要求。本發(fā)明特別適用于插電式混合動力汽車及非插電式混合動力汽車。
[0047]本發(fā)明提出了一種基于行星輪耦合機構的插電式混合動力汽車配置，能夠實現(xiàn)行駛過程中平穩(wěn)啟動發(fā)動機，整車駕駛性好。整車主要由發(fā)動機、行星輪耦合機構裝置、CVT、 驅動電機、電動油栗、高壓電池及相關的控制單元組成。為了滿足整車布置空間要求，本發(fā)明對傳統(tǒng)CVT進行了適應性改造，包括取消了原有的液力變矩器裝置，在原有液力變矩器的空置位置，集成了行星輪耦合機構、驅動電機、和耦合機構的離合器與制動器等。與目前國內外開發(fā)的典型雙離合并聯(lián)耦合機構裝置相比，本發(fā)明機械集成度高，動力總成軸向尺寸上具有明顯優(yōu)勢，且采用單驅動電機，不僅滿足整車布置空間苛刻的要求，動力總成的平臺化，成本和可移植性也更具優(yōu)勢，同樣實現(xiàn)了插電式混合動力汽車具備的所有功能。
[0048]本發(fā)明其次提出了一種基于該系統(tǒng)的插電式混合動力汽車發(fā)動機啟動控制方法。 車輛靜止情況下，通過控制驅動電機轉速和耦合機構離合器扭矩容量實現(xiàn)發(fā)動機快速，平穩(wěn)啟動，發(fā)動機啟動過程中，電動油栗一直未工作，本發(fā)明充分利用CVT變速箱機械油栗工作所產生的壓力，滿足行星輪耦合機構離合器的扭矩矩容量控制需求，提高整車的經濟性； 車輛純電動行駛過程中，以發(fā)動機啟動時間作為目標，控制驅動電機扭矩、耦合機構離合器與制動器的扭矩容量、及發(fā)動機點火時刻實現(xiàn)發(fā)動機快速啟動并平穩(wěn)介入整車驅動，解決了發(fā)動機啟動過程對驅動系統(tǒng)造成沖擊的難題。
[0049]發(fā)動機啟動過程中，驅動電機一方面給整車提供驅動扭矩，滿足駕駛員對整車動力需求，同時本發(fā)明充分利用驅動電機的慣量力矩，為發(fā)動機啟動提供了一部分力矩，最后通過驅動電機補償發(fā)動機啟動過程中所需的目標扭矩。從而實現(xiàn)在發(fā)動機快速，平穩(wěn)啟動， 同時整車驅動力未出現(xiàn)中斷，保障了整車良好的駕駛性和動力性。本發(fā)明基于行星輪耦合機構的插電式混合動力汽車及發(fā)動機啟動控制方法具有以下優(yōu)點:
[0050]-整車動力總成采用單電機結構，實現(xiàn)插電式混合動力及非插電式混合動力汽車所具備的功能，整車成本相對較低；
[0051]_行星輪耦合機構裝置與變速箱集成，其中離合器與制動器與驅動電機在空間上實現(xiàn)了集成，動力總成結構緊湊，機械集成度高，軸向尺寸小，便于前艙空間布置，尤其適用于前置前驅的車輛；
[0052]-該驅動系統(tǒng)動力總成具備移植性好，便于向不同平臺車型擴展；[〇〇53]-取消原有CVT液力變矩器，沿用原有系統(tǒng)液壓系統(tǒng)，通過行星輪耦合機構實現(xiàn)整車無滑摩起步，系統(tǒng)傳動效率高，經濟性好；[〇〇54]-通過控制驅動電機，耦合機構離合器和制動扭矩容量，能夠實現(xiàn)純電動行駛功能、發(fā)動機快速，平穩(wěn)啟動、再生制動能量回收功能等；
[0055]-發(fā)動機啟動過程中，充分利用驅動電機的慣量扭矩補償發(fā)動機啟動所需扭矩，減少了驅動電機用于啟動發(fā)動機的儲備扭矩，提高了整車的動力性和駕駛性?！靖綀D說明】
[0056]圖1本發(fā)明提出的行星輪耦合機構裝置結構示意圖[〇〇57]圖2本發(fā)明提出的插電式混合動力汽車整車控制系統(tǒng)示意圖 [〇〇58]圖3本發(fā)明提出的車輛靜止狀態(tài)下發(fā)動機啟動過程控制邏輯示意圖
[0059]圖4本發(fā)明提出的車輛車輛行駛中發(fā)動機啟動過程控制邏輯示意圖
[0060]1:發(fā)動機;2:飛輪;3:耦合機構離合器;4:驅動電機定子;5:驅動電機轉子;6:CVT 減速機構含主減;7:電動油栗;8:驅動電機控制器;9:尚壓儲能裝置;10:親合機構制動器?！揪唧w實施方式】[〇〇61]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。
[0062]圖1是本發(fā)明提出的行星輪耦合裝置結構示意圖:行星輪耦合位于原有CVT液力變矩器位置。在不改變CVT殼體尺寸的前提下，動力耦合集成了驅動電機，離合器和制動器。動力總成結構非常緊湊，集成度高，滿足整車前艙布置空間需求。本發(fā)明行星輪采用單排行星輪系，單驅動電機結構，正常情況下，純電動驅動、行駛過程中起動發(fā)動機、輔助驅動及巡航發(fā)電都是通過該電機完成。發(fā)動機和動力耦合之間裝有飛輪，啟動減震作用，消除部分發(fā)動機啟動過程中產生的沖擊。驅動電機定子固定在CVT殼體上，轉速采用旋轉支撐的方式。離合器和制動器都是采用濕式多片離合器，可以實現(xiàn)精確控制傳動扭矩，完成發(fā)動機啟動及行駛過程中啟動發(fā)動機功能。液壓系統(tǒng)采用機械液壓油栗和電動液壓油栗結合的方式，在整車起步階段，整車控制器控制電動油栗工作，建立CVT油壓，實現(xiàn)車輛平穩(wěn)起步功能。CVT 保留原有前進倒檔離合器結構，實現(xiàn)整車前進、倒檔功能。
[0063]圖2是本發(fā)明提出的插電式混合動力汽車整車控制系統(tǒng)示意圖:基于本發(fā)明的行星輪耦合機構，整車控制系統(tǒng)主要由發(fā)動機、CVT、電動油栗、驅動電機，再生制動系統(tǒng)及高壓儲能裝置對應的控制單元組成。簡稱如下:[〇〇64] EMS:發(fā)動機管理系統(tǒng)；[〇〇65] IPU:驅動電機控制器
[0066] HCU:整車控制器[〇〇67] BMS:高壓儲能裝置管理單元；[〇〇68] ESP:車身穩(wěn)定系統(tǒng)(包括再生制動液壓控制功能)；
[0069]TCM:CVT 控制器
[0070]P0D:電動油栗控制器
[0071]整車采用CAN總線通訊，HCU作為整車控制器，負責高壓電池連接狀態(tài)控制，負責駕駛員扭矩解析，扭矩分解與平滑處理，分別控制驅動電機和發(fā)動機輸出扭矩，同時負責發(fā)動機起停邏輯控制、CVT目標控制。為實現(xiàn)發(fā)動機在車輛靜止和行駛中快速，平穩(wěn)啟動，HCU還將控制耦合機構離合器與制動器扭矩容量。HCU根據(jù)動力電池電量，及駕駛員扭矩請求，自動控制發(fā)動機啟停，實現(xiàn)整車不同的工作模式。如在車輛靜止狀態(tài)下，如果高壓儲能裝置電量很低，HCU將控制發(fā)動機啟動，進入怠速發(fā)電狀態(tài)，給高壓儲能裝置充電，以維持電量平衡。如果在車輛行駛過程中，駕駛員需求扭矩大于一定閥值，HCU將快速控制發(fā)動機啟動，實現(xiàn)發(fā)動機與驅動電機并聯(lián)驅動，滿足駕駛員對整車動力需求。
[0072]圖3是本發(fā)明提出的車輛靜止狀態(tài)下發(fā)動機啟動過程控制邏輯示意圖:該狀態(tài)下， 車輛處于靜止狀態(tài)，當車輛鑰匙上電后，整車高壓系統(tǒng)整車，整車進入可駕駛的READY狀態(tài)， 即純電動模式，即步驟301。下面將分別介紹每個步驟具體的控制方法:[〇〇73]步驟302:如果當前動力儲能裝置電量很低，HCU將激活發(fā)動機啟動請求，進入步驟 303，否則繼續(xù)停留在步驟302;[〇〇74] 步驟303:如果當前駕駛員換擋桿位于P檔或者N檔，則進入步驟305，否則進入步驟 304；[〇〇75] 步驟304:強制請求TCM控制CVT位于空檔；
[0076]步驟305:控制驅動電機輸出扭矩，使得電機達到預設的目標轉速；[〇〇77]步驟306:控制耦合機構制動器扭矩容量為零，即打開耦合機構制動器；[〇〇78]步驟307:控制耦合機構離合器按照預設的梯度增加到最大值；[〇〇79] 步驟308:控制EMS，允許發(fā)動機啟動；[〇〇8〇]步驟309:檢測發(fā)動機與驅動電機轉速已同步；[〇〇81] 步驟310:判斷發(fā)動機是否啟動成功，如果啟動成功，則進入步驟311，否則繼續(xù)維持在[〇〇82]步驟309，保持驅動電機拖動發(fā)動機的狀態(tài)；[〇〇83]步驟311:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)。
[0084]圖4是本發(fā)明提出的車輛車輛行駛中發(fā)動機啟動過程控制邏輯示意圖:該狀態(tài)下， 車輛處于純電動行駛狀態(tài)。當駕駛員有較大扭矩需求或其它因素需要啟動發(fā)動機時，則進入步驟403。否則繼續(xù)維持在步驟401，下面分別介紹每個步驟具體控制方法:[〇〇85]步驟403:控制耦合機構制動器扭矩容量為零；
[0086]步驟404:根據(jù)驅動電機扭矩和慣量扭矩，發(fā)動機阻力矩和發(fā)動機啟動目標所需的慣量扭
[0087]矩計算耦合機構離合器需要傳遞的扭矩容量，公式如下:
[0088]Tel = Tm+( (Te j_Tmj/k)+Tdrag)*( 1+k)
[0089]k = (Zr+Zs)/Zs
[0090]其中:
[0091]Tel:離合器需求扭矩容量；[〇〇92]Tm:駕駛員對驅動電機的需求扭矩；[0〇93] Tej:發(fā)動機啟動目標慣量扭矩；[〇〇94]Tmj:驅動電機當前的慣量扭矩；[〇〇95] Tdrag:發(fā)動機阻力矩；[〇〇96]k:本發(fā)明行星輪耦合機構的速比；
[0097] Zr:齒圈齒數(shù)；[〇〇98] Zs:太陽輪齒數(shù)。[〇〇99]控制離合器扭矩容量按照預設的梯度增加，直到達到該階段設定的最大值。
[0100]步驟405:計算駕駛員對驅動電機所需的扭矩，公式如下:[0101 ]Tm = TactCl+(Tdr-TacCl)*(l+k)/k
[0102]其中:[〇1〇3]TactCl:發(fā)動機啟動過程中，耦合機構離合器實際傳遞的扭矩；[〇1〇4]Tdr:駕駛員需求扭矩。[〇1〇5]步驟406:判斷發(fā)動機與驅動電機的轉速差，如果小于預設值，則進入步驟407，否則繼續(xù)停留在步驟405中；
[0106]步驟407:控制EMS啟動發(fā)動機；
[0107]步驟408:判斷發(fā)動機在規(guī)定時間內是否啟動成功，如果發(fā)動機啟動成功，則進入步驟409，否則進入步驟411中；
[0108]步驟409:控制耦合機構離合器處于滑摩狀態(tài)；
[0109]步驟410:判斷發(fā)動機與驅動電機轉速是否同步；
[0110]步驟411:控制耦合機構離合器扭矩容量按照預設梯度增加止最大值；
[0111]步驟412:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機和驅動電機共同參與整車驅動，即整車進入并聯(lián)驅動模式。[〇112]本發(fā)明系統(tǒng)采用單電機，實現(xiàn)混合動力汽車功能，整車成本低;行星輪動力耦合裝置與變速箱集成，離合器與制動器與電機集成，結構緊湊，軸向尺寸小，便于布置;發(fā)動機啟動過程中，充分利用驅動電機的慣量扭矩補償發(fā)動機啟動所需扭矩，減少了驅動電機用于啟動發(fā)動機的儲備扭矩，提高了整車的動力性和駕駛性。
[0113]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，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)明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，包括發(fā)動機，減速機構以及耦合機 構，所述耦合機構設置于發(fā)動機和減速機構之間，其一端連接發(fā)動機，另一端連接減速機 構，其中，所述耦合機構包括耦合機構離合器，耦合機構制動器以及驅動電機。2.如權利要求1所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，所述驅動電機連接 至減速機構并可向其輸出動力。3.如權利要求1和2所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，所述驅動電機 為單驅動電機結構，用于純電動驅動、行駛過程中起動發(fā)動機、輔助驅動及巡航發(fā)電，包括 驅動電機定子和驅動電機轉子，所述驅動電機定子固定在CVT殼體上。4.如權利要求1-3所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，所述耦合機構為 行星輪耦合機構，行星輪采用單排行星輪系。5.如權利要求1-4所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，還包括飛輪，其 設置于發(fā)動機和耦合機構之間。6.如權利要求1-5所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，所述耦合機構離 合器和耦合機構制動器均為濕式多片離合器。7.如權利要求1-6所述的插電式混合動力汽車動力結構，其特征在于，還包括整車控制 器HCU，其控制連接耦合機構并控制耦合機構離合器與制動器扭矩容量。8.如權利要求1-7所述插電式混合動力汽車的發(fā)動機啟動控制方法，其特征在于，包括 如下步驟:(a)車輛靜止情況下，通過控制驅動電機轉速和耦合機構離合器扭矩容量實現(xiàn)發(fā)動機 快速平穩(wěn)啟動，且發(fā)動機啟動過程中，電動油栗不工作；(b)車輛純電動行駛過程中，控制驅動電機扭矩、耦合機構離合器與制動器的扭矩容 量、及發(fā)動機點火時刻實現(xiàn)發(fā)動機快速啟動并平穩(wěn)介入整車驅動；(c)發(fā)動機啟動過程中，驅動電機給整車提供驅動扭矩，同時驅動電機的慣量力矩為發(fā) 動機啟動提供一部分力矩，并通過驅動電機補償發(fā)動機啟動過程中所需的目標扭矩。9.如權利要求8所述插電式混合動力汽車的發(fā)動機啟動控制方法，其特征在于，步驟 (a)中，當車輛鑰匙上電后，整車進入可駕駛的READY狀態(tài)，即驟a-1純電動模式，并進一步包 括控制方法:步驟a-2:如果當前動力儲能裝置電量很低，HCU將激活發(fā)動機啟動請求，進入步驟a-3， 否則繼續(xù)停留在步驟a-2;步驟a-3:如果當前駕駛員換擋桿位于P檔或者N檔，則進入步驟a-5，否則進入步驟a-4;步驟a-4:強制請求CVT控制器TCM控制CVT位于空檔；步驟a-5:控制驅動電機輸出扭矩，使得電機達到預設的目標轉速；步驟a-6:控制耦合機構制動器扭矩容量為零，即打開耦合機構制動器；步驟a-7:控制耦合機構離合器按照預設的梯度增加到最大值；步驟a-8:控制發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS，允許發(fā)動機啟動；步驟a-9:檢測發(fā)動機與驅動電機轉速已同步；步驟a-10:判斷發(fā)動機是否啟動成功，如果啟動成功，則進入步驟a-11，否則繼續(xù)維持 在步驟a-9，保持驅動電機拖動發(fā)動機的狀態(tài)；步驟a-11:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機進入怠速狀態(tài)。10.如權利要求8和9所述插電式混合動力汽車的發(fā)動機啟動控制方法，其特征在于，步 驟(b)中的狀態(tài)下，車輛處于純電動行駛狀態(tài)，當駕駛員有較大扭矩需求或其它因素需要啟 動發(fā)動機時，則進入步驟b-3，否則繼續(xù)維持在步驟b-1，并進一步包括控制方法:步驟b-3:控制耦合機構制動器扭矩容量為零；步驟b-4:根據(jù)驅動電機扭矩和慣量扭矩，發(fā)動機阻力矩和發(fā)動機啟動目標所需的慣量 扭矩計算耦合機構離合器需要傳遞的扭矩容量，公式如下:Tel=Tm+((Tej_Tmj/k)+Tdrag)*(1+k) k= (Zr+Zs)/Zs其中:Tc 1:離合器需求扭矩容量;Tm:駕駛員對驅動電機的需求扭矩;Te j:發(fā)動機啟動 目標慣量扭矩;Tmj:驅動電機當前的慣量扭矩;Tdrag:發(fā)動機阻力矩;k:本發(fā)明行星輪親合 機構的速比;Zr:齒圈齒數(shù);Zs:太陽輪齒數(shù)；控制離合器扭矩容量按照預設的梯度增加，直到達到該階段設定的最大值；步驟b-5:計算駕駛員對驅動電機所需的扭矩，公式如下:Tm=TactCl+(Tdr-TacCl )*( l+k)/k其中:TactCl:發(fā)動機啟動過程中，耦合機構離合器實際傳遞的扭矩;Tdr:駕駛員需求 扭矩；步驟b-6:判斷發(fā)動機與驅動電機的轉速差，如果小于預設值，則進入步驟b-7，否則繼 續(xù)停留在步驟b-5中；步驟b-7:控制發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS啟動發(fā)動機；步驟b-8:判斷發(fā)動機在規(guī)定時間內是否啟動成功，如果發(fā)動機啟動成功，則進入步驟 b-9,否則進入步驟b-11中；步驟b-9:控制耦合機構離合器處于滑摩狀態(tài)；步驟b-10:判斷發(fā)動機與驅動電機轉速是否同步；步驟b-11:控制耦合機構離合器扭矩容量按照預設梯度增加止最大值；步驟b-12:發(fā)動機啟動成功，離合器鎖止，發(fā)動機和驅動電機共同參與整車驅動，即整 車進入并聯(lián)驅動模式。
【文檔編號】B60W10/08GK105966388SQ201610317906
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月14日
【發(fā)明人】劉小飛
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司