混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)及其功率分配控制方法
【專利摘要】一種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)及其功率分配控制方法，總成系統(tǒng)包括發(fā)動機、汽車起動發(fā)電一體機ISG、行星齒輪機構(gòu)、驅(qū)動電機、動力電池組以及受整車控制器控制的發(fā)動機離合器、ISG制動器、行星齒輪機構(gòu)離合器和驅(qū)動電機離合器，ISG直接集成在行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，設(shè)有無級變速器CVT和CVT制動器，采用電驅(qū)動優(yōu)先控制策略，充分利用CVT工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且利用驅(qū)動電機和ISG協(xié)調(diào)發(fā)動機工作，使得發(fā)動機大部分時間工作在最優(yōu)曲線上，通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，顯著提高發(fā)動機的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性，減少排放，具有顯著的節(jié)能減排效果。
【專利說明】混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)及其功率分配控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混合動力汽車控制技術(shù)，具體屬于一種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)及其功率分配控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由至少兩個動力裝置組成驅(qū)動系的混聯(lián)式混合動力汽車，綜合了串聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系和并聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系的優(yōu)點，既可以實現(xiàn)發(fā)動機輸出動力給驅(qū)動輪，又可以根據(jù)行駛工況的需要選擇轉(zhuǎn)速耦合模式或者轉(zhuǎn)矩耦合模式，以解脫發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速受汽車的負載轉(zhuǎn)矩和車速的束縛，使發(fā)動機大部分時間運行在最優(yōu)效率曲線上，還具有更大的能量流控制靈活性，更好地實現(xiàn)節(jié)能減排。但是，現(xiàn)有的多數(shù)混合動力汽車的電機為輔助發(fā)動機驅(qū)動，在運行過程中所提供的功率至多只占汽車總需求功率的30%，其燃油經(jīng)濟性與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比存在差距，無法與內(nèi)燃機汽車競爭，不利于混合動力汽車的發(fā)展。
[0003]無級變速器(ContinuouslyVariable Transmiss1n，縮略詞為 CVT)具有連續(xù)變化的傳動比，動力輸出連續(xù)，可以實現(xiàn)傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，使得發(fā)動機的工作維持在高效區(qū)，至今尚未見有采用CVT的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法。
[0006]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0007]這種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，包括發(fā)動機、汽車起動發(fā)電一體機(Integrated Starter and Generator，縮略詞為ISG)、行星齒輪機構(gòu)、驅(qū)動電機、動力電池組以及受整車控制器控制的發(fā)動機離合器、ISG制動器、行星齒輪機構(gòu)離合器和驅(qū)動電機離合器，所述行星齒輪機構(gòu)包括行星架、太陽輪和齒圈，所述ISG直接集成在行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，其轉(zhuǎn)子軸與所述行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連接，所述行星齒輪機構(gòu)的齒圈與所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子軸通過驅(qū)動電機離合器連接，所述驅(qū)動電機與所述行星齒輪機構(gòu)的齒圈根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合或解耦，所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子軸與動力輸出端通過一對齒輪相連接，所述驅(qū)動電機和所述ISG分別與逆變器通過電連接，逆變器和動力電池組之間是電連接，所述ISG制動器布置在所述ISG的輸出軸，用于鎖止或釋放ISG與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，所述行星齒輪機構(gòu)離合器用于鎖止或釋放行星齒輪機構(gòu)的太陽輪與行星架之間的關(guān)系O
[0008]這種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的特點是:
[0009]設(shè)有無級變速器(ContinuouslyVariable Transmiss1n，縮略詞為 CVT)、以及布置在所述CVT輸出軸的受整車控制器控制的CVT制動器，所述CVT與所述發(fā)動機之間通過發(fā)動機離合器連接，所述CVT的輸入軸和所述發(fā)動機的輸出軸根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)接合或分離，所述CVT輸出軸與所述行星齒輪機構(gòu)的行星架相連接，所述發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩通過所述CVT變速比后傳遞至所述行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，所述CVT制動器用于鎖止或釋放CVT與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，所述CVT可根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，充分利用CVT工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化了汽車的動力性能，使發(fā)動機大部分時間運行在最優(yōu)曲線上，保證發(fā)動機轉(zhuǎn)速運行于最佳效率區(qū)，顯著提高發(fā)動機的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性，同時該結(jié)構(gòu)布置形式有利于發(fā)揮大功率驅(qū)動電機在大范圍轉(zhuǎn)速變化過程中所具有的恒功率特性。
[0010]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。
[0011]所述發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)，所述發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network，縮略詞為CAN)總線與整車控制器相互通訊。
[0012]所述整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機和ISG通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機，實現(xiàn)發(fā)動機與驅(qū)動電機的匹配；
[0013]所述發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機運行，接受整車控制器指令；
[0014]所述ISG控制器控制ISG工作，接受整車控制器指令，用于啟動發(fā)動機，發(fā)電或驅(qū)動，同時控制ISG轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；
[0015]所述驅(qū)動電機控制器控制驅(qū)動電機工作，接受整車控制器指令，用于驅(qū)動電機的驅(qū)動和再生制動；
[0016]所述CVT控制器控制CVT工作，接受整車控制器指令；
[0017]所述動力電池組管理系統(tǒng)控制動力電池組工作，接受整車控制器指令。
[0018]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。
[0019]所述混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式包括純電驅(qū)動模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式和混合驅(qū)動模式。
[0020]所述純電驅(qū)動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，驅(qū)動電機工作，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機提供全部驅(qū)動功率，驅(qū)動電機直接輸出轉(zhuǎn)矩給驅(qū)動輪，汽車需求功率等于驅(qū)動電機輸出功率，汽車起步時，如果動力電池組SOC在SOCjnid和S0C_max之間時，混合動力系統(tǒng)處于純電驅(qū)動模式；汽車低速巡航時，需求功率小于驅(qū)動電機最大驅(qū)動功率，動力電池組SOC大于S0C_min，混合動力系統(tǒng)也處于純電驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于純電驅(qū)動模式。
[0021]所述串聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)，為滿足汽車需求功率，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，一部分功率用于驅(qū)動汽車，剩余部分用于ISG發(fā)電，汽車需求功率等于發(fā)動機最大輸出功率與ISG發(fā)電功率的差值，如果動力電池組SOC小于SOCjnin時，動力電池組需要強制充電，混合動力系統(tǒng)處于串聯(lián)驅(qū)動模式。
[0022]所述轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器分開，ISG制動器接合，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，驅(qū)動電機根據(jù)發(fā)動機功率和汽車需求功率，不斷調(diào)節(jié)驅(qū)動電機輸出功率，以滿足汽車需求功率，維持發(fā)動機始終穩(wěn)定運行在最優(yōu)曲線上，汽車需求功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，如果動力電池組SOC大于S0C_max，且汽車需求功率大于驅(qū)動電機所能提供的最大功率，此時動力電池組需要禁止充電以保護電池，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0023]所述轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩至行星齒輪機構(gòu)行星架，CVT制動器和ISG制動器分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩并與發(fā)動機傳遞至驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，發(fā)動機通過行星齒輪機構(gòu)、ISG進行轉(zhuǎn)速耦合，驅(qū)動電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩耦合，轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率，汽車高速巡航時，動力電池組SOC在SOCjnin和SOCjnid之間，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0024]所述混合驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器接合，ISG輸出轉(zhuǎn)矩，并與行星架處的轉(zhuǎn)矩耦合，使發(fā)動機盡量運行在最優(yōu)曲線附近，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率與ISG發(fā)電功率Pisg的和值再加上驅(qū)動電機最大輸出功率，汽車全負荷加速或者爬坡工況時，在優(yōu)先保證汽車的需求功率的前提下，考慮動力電池充放電的要求，混合動力系統(tǒng)處于混合驅(qū)動模式。
[0025]所述再生制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機進行再生制動能量回收，給動力電池組充電，當汽車減速或者制動工況時，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式。
[0026]所述混合制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，且制動功率Pto-大于驅(qū)動電機最大輸出功率P m _，機械制動參與其中，當汽車減速或者制動工況時，且制動功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，機械制動參與其中，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式。
[0027]所述混合動力系統(tǒng)還有停車發(fā)電模式，所述停車發(fā)電模式，是汽車處于停止狀態(tài)時，動力電池組電量較低，由ISG啟動發(fā)動機，發(fā)動機離合器接合，驅(qū)動電機離合器分開，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，發(fā)動機輸出功率全部用于ISG發(fā)電給動力電池組充電。
[0028]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0029]這種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，基于動力電池組的效率和壽命，設(shè)置動力電池組荷電狀態(tài)(State Of Charge，縮略詞為S0C)的電量下限值為S0C_min、中間值為S0C_mid、上限值為S0C_max，以及汽車需求功率Pv _、ISG發(fā)電功率Pisg、發(fā)動機輸出功率Pe _、驅(qū)動電機輸出功率Pn1、驅(qū)動電機最大輸出功率Pni _、和發(fā)動機最大輸出功率Pe—_。
[0030]這種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法的特點是:
[0031]由CVT根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，充分利用CVT工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化了汽車的動力性能，使發(fā)動機大部分時間運行在最優(yōu)曲線上，保證發(fā)動機轉(zhuǎn)速運行于最佳效率區(qū)，顯著提高發(fā)動機的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性；
[0032]由整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機和ISG通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機，實現(xiàn)發(fā)動機與驅(qū)動電機的匹配。
[0033]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法技術(shù)問題通過以下進一步的技術(shù)方案予以解決。
[0034]所述混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式包括純電驅(qū)動模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式和混合驅(qū)動模式。
[0035]所述混合動力系統(tǒng)的制動模式包括再生制動模式和混合制動模式。
[0036]本發(fā)明的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法技術(shù)問題通過以下再進一步的技術(shù)方案予以解決。
[0037]所述純電驅(qū)動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，驅(qū)動電機工作，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機提供全部驅(qū)動功率，驅(qū)動電機直接輸出轉(zhuǎn)矩給驅(qū)動輪，汽車需求功率等于驅(qū)動電機輸出功率，汽車起步時，如果動力電池組SOC在SOCjnid和S0C_max之間時，混合動力系統(tǒng)處于純電驅(qū)動模式；汽車低速巡航時，需求功率小于驅(qū)動電機最大驅(qū)動功率，動力電池組SOC大于S0C_min，混合動力系統(tǒng)也處于純電驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于純電驅(qū)動模式。
[0038]所述串聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)，為滿足汽車需求功率，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，一部分功率用于驅(qū)動汽車，剩余部分用于ISG發(fā)電，汽車需求功率等于發(fā)動機最大輸出功率與ISG發(fā)電功率的差值，如果動力電池組SOC小于SOCjnin時，動力電池組需要強制充電，混合動力系統(tǒng)處于串聯(lián)驅(qū)動模式。
[0039]所述轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器分開，ISG制動器接合，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，驅(qū)動電機根據(jù)發(fā)動機功率和汽車需求功率，不斷調(diào)節(jié)驅(qū)動電機輸出功率，以滿足汽車需求功率，維持發(fā)動機始終穩(wěn)定運行在最優(yōu)曲線上，汽車需求功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，如果動力電池組SOC大于S0C_max，且汽車需求功率大于驅(qū)動電機所能提供的最大功率，此時動力電池組需要禁止充電以保護電池，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0040]所述轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩至行星齒輪機構(gòu)行星架，CVT制動器和ISG制動器分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩并與發(fā)動機傳遞至驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，發(fā)動機通過行星齒輪機構(gòu)、ISG進行轉(zhuǎn)速耦合，驅(qū)動電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩耦合，轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率，汽車高速巡航時，動力電池組SOC在SOCjnin和SOCjnid之間，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0041]所述混合驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器接合，ISG輸出轉(zhuǎn)矩，并與行星架處的轉(zhuǎn)矩耦合，使發(fā)動機盡量運行在最優(yōu)曲線附近，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率與ISG發(fā)電功率Pisg的和值再加上驅(qū)動電機最大輸出功率，汽車全負荷加速或者爬坡工況時，在優(yōu)先保證汽車的需求功率的前提下，考慮動力電池充放電的要求，混合動力系統(tǒng)處于混合驅(qū)動模式。
[0042]所述再生制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機進行再生制動能量回收，給動力電池組充電。
[0043]所述混合制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，且制動功率Pbrake大于驅(qū)動電機最大輸出功率P m max,機械制動參與其中。
[0044]所述混合動力系統(tǒng)還有停車發(fā)電模式，所述停車發(fā)電模式，是汽車處于停止狀態(tài)時，動力電池組電量較低，由ISG啟動發(fā)動機，發(fā)動機離合器接合，驅(qū)動電機離合器分開，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，發(fā)動機輸出功率全部用于ISG發(fā)電給動力電池組充電。
[0045]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0046]本發(fā)明在滿足汽車動力性的前提下，采用電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機和ISG通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機，實現(xiàn)發(fā)動機與驅(qū)動電機的匹配，充分利用CVT工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，使發(fā)動機大部分時間運行在最優(yōu)曲線上，顯著提高發(fā)動機的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性，減少排放，具有顯著的節(jié)能減排效果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】的動力總成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0048]圖2是圖1的純電驅(qū)動模式的功率流向示意圖；
[0049]圖3是圖1的串聯(lián)驅(qū)動t旲式的功率流向不意圖；
[0050]圖4是圖1的轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式的功率流向示意圖；
[0051]圖5是圖1的轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式的功率流向示意圖；
[0052]圖6是圖1的混合驅(qū)動模式的功率流向示意圖；
[0053]圖7是圖1的再生制動模式的功率流向示意圖；
[0054]圖8是圖1的功率分配控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0055]下面結(jié)合【具體實施方式】并對照附圖對本發(fā)明進行說明。
[0056]一種如圖1?8所示的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，包括發(fā)動機1、ISG 4、行星齒輪機構(gòu)3、驅(qū)動電機5、動力電池組以及受整車控制器控制的發(fā)動機離合器Cl、ISG制動器B2、行星齒輪機構(gòu)離合器C3和驅(qū)動電機離合器C2，行星齒輪機構(gòu)3包括行星架8、太陽輪7和齒圈，ISG 4直接集成在行星齒輪機構(gòu)3的太陽輪7，其轉(zhuǎn)子軸與行星齒輪機構(gòu)3的太陽輪7相連接，行星齒輪機構(gòu)3的齒圈與驅(qū)動電機5轉(zhuǎn)子軸通過驅(qū)動電機離合器C2連接，驅(qū)動電機5與行星齒輪機構(gòu)3的齒圈根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合或解耦，驅(qū)動電機5的轉(zhuǎn)子軸與動力輸出端通過一對齒輪相連接，驅(qū)動電機5和ISG 4分別與逆變器通過電連接，逆變器和動力電池組之間是電連接，ISG制動器B2布置在ISG 4的輸出軸，用于鎖止或釋放ISG 4與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，行星齒輪機構(gòu)離合器C3用于鎖止或釋放行星齒輪機構(gòu)3的太陽輪7與行星架8之間的關(guān)系。(圖1中未畫出整車控制器、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器，以及動力電池組管理系統(tǒng))
[0057]設(shè)有CVT 2、以及布置在CVT 2輸出軸的受整車控制器控制的CVT制動器BI，CVT2與發(fā)動機I之間通過發(fā)動機離合器Cl連接，CVT 2的輸入軸和發(fā)動機I的輸出軸根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)接合或分離，CVT 2輸出軸與行星齒輪機構(gòu)3的行星架6相連接，發(fā)動機I輸出轉(zhuǎn)矩通過CVT 2變速比后傳遞至行星齒輪機構(gòu)3的太陽輪7，CVT制動器BI用于鎖止或釋放CVT 2與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，CVT 2可根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)3的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機I轉(zhuǎn)速，充分利用CVT 2工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機I運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化了汽車的動力性能，使發(fā)動機大I部分時間運行在最優(yōu)曲線上，保證發(fā)動機I轉(zhuǎn)速運行于最佳效率區(qū)，顯著提高發(fā)動機I的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性，同時該結(jié)構(gòu)布置形式有利于發(fā)揮大功率驅(qū)動電機在大范圍轉(zhuǎn)速變化過程中所具有的恒功率特性。
[0058]發(fā)動機1、ISG 4、驅(qū)動電機5、CVT 2和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)，發(fā)動機1、ISG 4、驅(qū)動電機5、CVT 2和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)通過CAN總線與整車控制器相互通訊。
[0059]整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機1、ISG 4、驅(qū)動電機5、CVT 2工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機5和ISG 4通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機1，實現(xiàn)發(fā)動機I與驅(qū)動電機5的匹配；
[0060]發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機I運行，接受整車控制器指令；
[0061]ISG控制器控制ISG 4工作，接受整車控制器指令，用于啟動發(fā)動機1，發(fā)電或驅(qū)動，同時控制ISG 4轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速；
[0062]驅(qū)動電機控制器控制驅(qū)動電機5工作，接受整車控制器指令，用于驅(qū)動電機5的驅(qū)動和再生制動；
[0063]CVT控制器控制CVT 2工作，接受整車控制器指令；
[0064]動力電池組管理系統(tǒng)控制動力電池組工作，接受整車控制器指令。
[0065]本【具體實施方式】的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，基于動力電池組的效率和壽命，設(shè)置動力電池組荷電狀態(tài)SOC的電量下限值為SOC_min、中間值為SOC_mid、上限值為SOC_max，以及汽車需求功率Pv _、ISG發(fā)電功率Pisg、發(fā)動機輸出功率Pe—_、驅(qū)動電機輸出功率Pm、驅(qū)動電機最大輸出功率Pmjiax、和發(fā)動機最大輸出功率Pe—_，其特點是:
[0066]由CVT 2根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)3的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機I轉(zhuǎn)速，充分利用CVT 2工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機I運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，使發(fā)動機I大部分時間運行在最優(yōu)曲線上，保證發(fā)動機I轉(zhuǎn)速運行于最佳效率區(qū)，顯著提高發(fā)動機I的運行效率和整車燃油經(jīng)濟性；
[0067]由整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機1、ISG 4、驅(qū)動電機5、CVT 2工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機5和ISG 4通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機1，實現(xiàn)發(fā)動機I與驅(qū)動電機5的匹配。
[0068]混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式包括純電驅(qū)動(簡稱純電動)模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動(簡稱并聯(lián)驅(qū)動I)模式、轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動(簡稱并聯(lián)驅(qū)動2)模式和混合驅(qū)動模式。
[0069]純電驅(qū)動模式，是發(fā)動機I關(guān)閉，驅(qū)動電機5工作，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都分開，行星齒輪機構(gòu)3不工作，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4不工作，由驅(qū)動電機5提供全部驅(qū)動功率，驅(qū)動電機5直接輸出轉(zhuǎn)矩給驅(qū)動輪，汽車需求功率Pv_req等于驅(qū)動電機輸出功率Pm。汽車起步時，如果動力電池組SOC在SOCjnid和S0C_max之間時，混合動力系統(tǒng)處于純電驅(qū)動模式；汽車低速巡航時，需求功率小于驅(qū)動電機最大驅(qū)動功率，動力電池組SOC大于S0C_min，混合動力系統(tǒng)也處于純電驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率Pv_req，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于純電驅(qū)動模式。
[0070]串聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機I啟動，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都接合，行星齒輪機構(gòu)3工作，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機5空轉(zhuǎn)，為滿足汽車需求功率，發(fā)動機I運行在最優(yōu)曲線上，一部分功率用于驅(qū)動汽車，剩余部分用于ISG 4發(fā)電，汽車需求功率Pv_req等于發(fā)動機最大輸出功率Pejnax與ISG發(fā)電功率Pisg的差值。如果動力電池組SOC小于SOCjnin時，動力電池組需要強制充電，混合動力系統(tǒng)處于串聯(lián)驅(qū)動模式。
[0071]轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機I啟動，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都接合，行星齒輪機構(gòu)3工作，CVT制動器BI分開，ISG制動器B2接合，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4不工作，發(fā)動機I輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機5輸出轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動電機離合器C2處進行轉(zhuǎn)矩耦合，驅(qū)動電機5根據(jù)發(fā)動機I功率和汽車需求功率，不斷調(diào)節(jié)驅(qū)動電機5輸出功率，以滿足汽車需求功率，維持發(fā)動機I始終穩(wěn)定運行在最優(yōu)曲線上，汽車需求功率Pv_req大于驅(qū)動電機最大輸出功率Pm_max。如果動力電池組SOC大于S0C_max，且汽車需求功率Pv_req大于驅(qū)動電機所能提供的最大功率Pm_max，此時動力電池組需要禁止充電以保護電池，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率Pv_req，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0072]轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機I啟動，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都接合，發(fā)動機I輸出轉(zhuǎn)矩至行星齒輪機構(gòu)3的行星架6，CVT制動器BI和ISG制動器B2分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機5輸出轉(zhuǎn)矩并與發(fā)動機I傳遞至驅(qū)動電機離合器C2處進行轉(zhuǎn)矩耦合，發(fā)動機I通過行星齒輪機構(gòu)3、ISG 4進行轉(zhuǎn)速耦合，驅(qū)動電機5與發(fā)動機I轉(zhuǎn)矩耦合，通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，汽車需求功率Pv_req等于發(fā)動機輸出功率Pe_opt。汽車高速巡航時，動力電池組SOC在SOCjnin和SOCjnid之間，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式。
[0073]混合驅(qū)動模式，是發(fā)動機I啟動，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都接合，行星齒輪機構(gòu)3工作，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3接合，ISG 4輸出轉(zhuǎn)矩，并與行星架8處的轉(zhuǎn)矩耦合，使發(fā)動機I盡量運行在最優(yōu)曲線附近，汽車需求功率pv_req等于發(fā)動機輸出功率Pe_opt與ISG發(fā)電功率Pisg的和值再加上驅(qū)動電機最大輸出功率Pm。汽車全負荷加速或者爬坡工況時，在優(yōu)先保證汽車的需求功率的前提下，考慮動力電池充放電的要求，混合動力系統(tǒng)處于混合驅(qū)動模式。
[0074]混合動力系統(tǒng)的制動模式包括再生制動模式和混合制動模式。
[0075]再生制動模式，是發(fā)動機I關(guān)閉，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都分開，行星齒輪機構(gòu)3不工作，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4不工作，由驅(qū)動電機5進行再生制動能量回收，給動力電池組充電，當汽車減速或者制動工況時，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式。
[0076]混合制動模式，是發(fā)動機I關(guān)閉，發(fā)動機離合器Cl和驅(qū)動電機離合器C2都分開，行星齒輪機構(gòu)3不工作，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，ISG 4不工作，當汽車減速或者制動工況時，且制動功率Pbrake大于驅(qū)動電機最大輸出功率Pm—max，機械制動參與其中，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式。
[0077]混合動力系統(tǒng)還有停車發(fā)電模式，停車發(fā)電模式，是汽車處于停止狀態(tài)時，動力電池組電量較低，由ISG 4啟動發(fā)動機I，發(fā)動機離合器Cl接合，驅(qū)動電機離合器C2分開，發(fā)動機離合器Cl接合，CVT制動器BI和ISG制動器B2都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器C3分開，發(fā)動機I運行在最優(yōu)曲線上，發(fā)動機輸出功率全部用于ISG發(fā)電給動力電池組充電。
[0078]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出如果干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，包括發(fā)動機、汽車起動發(fā)電一體機ISG、行星齒輪機構(gòu)、驅(qū)動電機、動力電池組以及受整車控制器控制的發(fā)動機離合器、ISG制動器、行星齒輪機構(gòu)離合器和驅(qū)動電機離合器，所述行星齒輪機構(gòu)包括行星架、太陽輪和齒圈，所述ISG直接集成在行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，其轉(zhuǎn)子軸與所述行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連接，所述行星齒輪機構(gòu)的齒圈與所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子軸通過驅(qū)動電機離合器連接，所述驅(qū)動電機與所述行星齒輪機構(gòu)的齒圈根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合或解耦，所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子軸與動力輸出端通過一對齒輪相連接，所述驅(qū)動電機和所述ISG分別與逆變器通過電連接，逆變器和動力電池組之間是電連接，所述ISG制動器布置在所述ISG的輸出軸，用于鎖止或釋放ISG與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，所述行星齒輪機構(gòu)離合器用于鎖止或釋放行星齒輪機構(gòu)的太陽輪與行星架之間的關(guān)系，其特征在于: 設(shè)有無級變速器CVT、以及布置在所述CVT輸出軸的受整車控制器控制的CVT制動器，所述CVT與所述發(fā)動機之間通過發(fā)動機離合器連接，所述CVT的輸入軸和所述發(fā)動機的輸出軸根據(jù)需要能夠?qū)崿F(xiàn)接合或分離，所述CVT輸出軸與所述行星齒輪機構(gòu)的行星架相連接，所述發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩通過所述CVT變速比后傳遞至所述行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，所述CVT制動器用于鎖止或釋放CVT與靜態(tài)車架之間的關(guān)系，所述CVT可根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，其特征在于: 所述發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)，所述發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT和動力電池組分別設(shè)有相應(yīng)的發(fā)動機管理系統(tǒng)、ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線與整車控制器相互通訊； 所述整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機和ISG通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機，實現(xiàn)發(fā)動機與驅(qū)動電機的匹配； 所述發(fā)動機管理系統(tǒng)控制發(fā)動機運行，接受整車控制器指令； 所述ISG控制器控制ISG工作，接受整車控制器指令，用于啟動發(fā)動機，發(fā)電或驅(qū)動，同時控制ISG轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速； 所述驅(qū)動電機控制器控制驅(qū)動電機工作，接受整車控制器指令，用于驅(qū)動電機的驅(qū)動和再生制動； 所述CVT控制器控制CVT工作，接受整車控制器指令； 所述動力電池組管理系統(tǒng)控制動力電池組工作，接受整車控制器指令。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，其特征在于: 所述混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式包括純電驅(qū)動模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式和混合驅(qū)動模式。
4.如權(quán)利要求3所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，其特征在于: 所述純電驅(qū)動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，驅(qū)動電機工作，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機提供全部驅(qū)動功率，驅(qū)動電機直接輸出轉(zhuǎn)矩給驅(qū)動輪，汽車需求功率等于驅(qū)動電機輸出功率，汽車起步時，如果動力電池組SOC在SOCjnid和S0C_max之間時，混合動力系統(tǒng)處于純電驅(qū)動模式；汽車低速巡航時，需求功率小于驅(qū)動電機最大驅(qū)動功率，動力電池組SOC大于S0C_min，混合動力系統(tǒng)也處于純電驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于純電驅(qū)動模式； 所述串聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)，為滿足汽車需求功率，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，一部分功率用于驅(qū)動汽車，剩余部分用于ISG發(fā)電，汽車需求功率等于發(fā)動機最大輸出功率與ISG發(fā)電功率的差值，如果動力電池組SOC小于SOCjnin時，動力電池組需要強制充電，混合動力系統(tǒng)處于串聯(lián)驅(qū)動模式； 所述轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器分開，ISG制動器接合，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，驅(qū)動電機根據(jù)發(fā)動機功率和汽車需求功率，不斷調(diào)節(jié)驅(qū)動電機輸出功率，以滿足汽車需求功率，維持發(fā)動機始終穩(wěn)定運行在最優(yōu)曲線上，汽車需求功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，如果動力電池組SOC大于S0C_max，且汽車需求功率大于驅(qū)動電機所能提供的最大功率，此時動力電池組需要禁止充電以保護電池，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式；動力電池組SOC達到S0C_max，動力電池組電量充足，汽車主要運行在以驅(qū)動電機為主的電量消耗模式，根據(jù)汽車需求功率，混合動力系統(tǒng)可以選擇處于轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式； 所述轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩至行星齒輪機構(gòu)行星架，CVT制動器和ISG制動器分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩并與發(fā)動機傳遞至驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，發(fā)動機通過行星齒輪機構(gòu)、ISG進行轉(zhuǎn)速耦合，驅(qū)動電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩耦合，轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率，汽車高速巡航時，動力電池組SOC在SOCjnin和SOCjnid之間，混合動力系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式；所述混合驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器接合，ISG輸出轉(zhuǎn)矩，并與行星架處的轉(zhuǎn)矩耦合，使發(fā)動機盡量運行在最優(yōu)曲線附近，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率與ISG發(fā)電功率Pisg的和值再加上驅(qū)動電機最大輸出功率，汽車全負荷加速或者爬坡工況時，在優(yōu)先保證汽車的需求功率的前提下，考慮動力電池充放電的要求，混合動力系統(tǒng)處于混合驅(qū)動模式。
5.如權(quán)利要求3所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，其特征在于: 所述混合動力系統(tǒng)的制動模式包括再生制動模式和混合制動模式。
6.如權(quán)利要求5所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)，其特征在于: 所述再生制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機進行再生制動能量回收，給動力電池組充電； 所述混合制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，且制動功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，機械制動參與其中。
7.—種如權(quán)利要求1?6所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，其特征在于: 由CVT根據(jù)當前行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)速以及需求轉(zhuǎn)速不斷變化速比，實時調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，充分利用CVT工作特性調(diào)節(jié)發(fā)動機運行工作點，在復(fù)雜的不同工況下汽車模式有更多地選擇，且通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化了汽車的動力性能，使發(fā)動機大部分時間運行在最優(yōu)曲線上； 由整車控制器解析來自油門踏板處的油門開度傳感器計算出汽車需求功率，根據(jù)發(fā)動機、ISG、驅(qū)動電機、CVT工作情況和動力電池組的電量判斷當前狀態(tài)，決定驅(qū)動功率和制動功率流向，繼而發(fā)送相應(yīng)指令管理或協(xié)調(diào)各個控制器的工作，控制ISG控制器、驅(qū)動電機控制器、CVT控制器和動力電池組管理系統(tǒng)進行混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動或制動模式切換，實行電驅(qū)動優(yōu)先控制的功率分配控制策略，驅(qū)動電機和ISG通過自身功率的變化協(xié)調(diào)控制發(fā)動機，實現(xiàn)發(fā)動機與驅(qū)動電機的匹配。
8.如權(quán)利要求7所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，其特征在于: 所述混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式包括純電驅(qū)動模式、串聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式、轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式和混合驅(qū)動模式； 所述混合動力系統(tǒng)的制動模式包括再生制動模式和混合制動模式。。
9.如權(quán)利要求8所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，其特征在于: 所述純電驅(qū)動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，驅(qū)動電機工作，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機提供全部驅(qū)動功率，驅(qū)動電機直接輸出轉(zhuǎn)矩給驅(qū)動輪，汽車需求功率等于驅(qū)動電機輸出功率； 所述串聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)，為滿足汽車需求功率，發(fā)動機運行在最優(yōu)曲線上，一部分功率用于驅(qū)動汽車，剩余部分用于ISG發(fā)電，汽車需求功率等于發(fā)動機最大輸出功率與ISG發(fā)電功率的差值； 所述轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器分開，ISG制動器接合，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，驅(qū)動電機根據(jù)發(fā)動機功率和汽車需求功率，不斷調(diào)節(jié)驅(qū)動電機輸出功率，以滿足汽車需求功率，維持發(fā)動機始終穩(wěn)定運行在最優(yōu)曲線上，汽車需求功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率； 所述轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩至行星齒輪機構(gòu)行星架，CVT制動器和ISG制動器分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG處于發(fā)電狀態(tài)，給動力電池組充電，驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩并與發(fā)動機傳遞至驅(qū)動電機離合器處進行轉(zhuǎn)矩耦合，發(fā)動機通過行星齒輪機構(gòu)、ISG進行轉(zhuǎn)速耦合，驅(qū)動電機與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩耦合，轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)驅(qū)動模式通過轉(zhuǎn)速耦合和轉(zhuǎn)矩耦合優(yōu)化汽車的動力性能，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率； 所述混合驅(qū)動模式，是發(fā)動機啟動，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都接合，行星齒輪機構(gòu)工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器接合，ISG輸出轉(zhuǎn)矩，并與行星架處的轉(zhuǎn)矩耦合，使發(fā)動機盡量運行在最優(yōu)曲線附近，汽車需求功率等于發(fā)動機輸出功率與ISG發(fā)電功率的和值再加上驅(qū)動電機最大輸出功率。
10.如權(quán)利要求8所述的混聯(lián)式混合動力汽車動力總成系統(tǒng)的功率分配的控制方法，其特征在于: 所述再生制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，由驅(qū)動電機進行再生制動能量回收，給動力電池組充電，當汽車減速或者制動工況時，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式； 所述混合制動模式，是發(fā)動機關(guān)閉，發(fā)動機離合器和驅(qū)動電機離合器都分開，行星齒輪機構(gòu)不工作，CVT制動器和ISG制動器都分開，行星齒輪機構(gòu)離合器分開，ISG不工作，且制動功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，機械制動參與其中，當汽車減速或者制動工況時，且制動功率大于驅(qū)動電機最大輸出功率，機械制動參與其中，混合動力系統(tǒng)處于再生制動模式。
【文檔編號】B60K17/06GK104442345SQ201410635363
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】崔挺, 柳士江, 李軍華, 孔令靜, 王春麗 申請人:奇瑞汽車股份有限公司