一種車用混合動力總成及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車用動力總成控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車用混合動力總成及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力是指汽車使用發(fā)動機(jī)和電機(jī)兩種混合驅(qū)動的方式。目前常見的車輛混合動力系統(tǒng)包括現(xiàn)有的ISG混合動力系統(tǒng)和BSG混合動力系統(tǒng)，ISG混合動力系統(tǒng)和BSG混合動力系統(tǒng)通過同軸或齒輪傳動或帶傳動的方式直接與發(fā)動機(jī)輸出軸連接。但是，ISG混合動力系統(tǒng)和BSG混合動力系統(tǒng)屬于微混或弱混動力系統(tǒng)，不具有純電驅(qū)動模式，并且ISG混合動力系統(tǒng)和BSG混合動力系統(tǒng)在換擋時，由于動力中斷使車輛運(yùn)行不平順，動力性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種具有中混或強(qiáng)混特征、能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性降低排放、換擋平順、加速性能好的車用混合動力總成及其控制方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種車用混合動力總成，包括前驅(qū)單元、后驅(qū)單元和控制單元，所述前驅(qū)部分包括發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、第一自動離合器、第二自動離合器和變速器，所述變速器包括第一輸入軸和第二輸入軸，所述發(fā)動機(jī)通過第一自動離合器和第一輸入軸相連，所述ISG電機(jī)通過第二自動離合器和第二輸入軸相連，所述變速器的輸出端驅(qū)動車輛前輪；所述ISG電機(jī)的控制端、第一自動離合器的離合器電機(jī)控制端、第二自動離合器的離合器電機(jī)控制端及后驅(qū)單元分別與控制單元相連。
[0005]優(yōu)選地，所述第一輸入軸上設(shè)有主動齒輪，所述第二輸入軸上設(shè)有被動輪，所述第一輸入軸和第二輸入軸之間設(shè)有惰輪，所述主動齒輪通過惰輪和被動輪保持聯(lián)動。
[0006]優(yōu)選地，所述發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)的輸出軸上均設(shè)有飛輪。
[0007]優(yōu)選地，所述后驅(qū)單元包括后驅(qū)電機(jī)、第三自動離合器和減速器，所述后驅(qū)電機(jī)依次通過第三自動離合器和減速器驅(qū)動車輛后輪，所述后驅(qū)電機(jī)的控制端、第三自動離合器的離合器電機(jī)控制端分別與控制單元相連。
[0008]一種前述車用混合動力總成的控制方法，步驟包括:
1)選擇車用混合動力總成的工作模式，當(dāng)選擇純電驅(qū)動模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2);當(dāng)選擇混合前驅(qū)模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);當(dāng)選擇混合全驅(qū)模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);當(dāng)選擇發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟5);
2)通過控制單元控制第一自動離合器分離、第二自動離合器結(jié)合、第三自動離合器結(jié)合，所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉，所述ISG電機(jī)通過第二輸入軸、變速器驅(qū)動車輛的前輪，所述后驅(qū)電機(jī)通過減速器驅(qū)動車輛的后輪；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1); 3)通過控制單元控制第一自動離合器結(jié)合、第二自動離合器結(jié)合、第三自動離合器分離，所述發(fā)動機(jī)通過第一輸入軸、變速器驅(qū)動車輛的前輪，所述后驅(qū)電機(jī)關(guān)閉，并控制ISG電機(jī)工作在發(fā)電模式或驅(qū)動模式；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟
1);
4)通過控制單元控制第一自動離合器結(jié)合、第二自動離合器結(jié)合、第三自動離合器結(jié)合，所述發(fā)動機(jī)通過第一輸入軸、變速器驅(qū)動車輛的前輪，所述ISG電機(jī)通過第二輸入軸驅(qū)動第一輸入軸，所述后驅(qū)電機(jī)通過減速器驅(qū)動車輛的后輪；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1);
5)通過控制單元控制第一自動離合器結(jié)合、第二自動離合器分離、第三自動離合器分離，所述ISG電機(jī)和后驅(qū)電機(jī)關(guān)閉，所述發(fā)動機(jī)通過第一輸入軸、變速器驅(qū)動車輛的前輪；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1)。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟2)、步驟3)和步驟4)中還包括檢測變速器換擋操作的步驟，詳細(xì)步驟包括:S1)當(dāng)檢測到變速器換擋操作時，所述前驅(qū)單元的動力斷開，此時檢測第三自動離合器是否已結(jié)合，如果第三自動離合器已結(jié)合，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟S2);否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟S3) ；S2)通過控制單元控制后驅(qū)電機(jī)驅(qū)動車輛的后輪，且通過控制單元控制增加后驅(qū)電機(jī)瞬時增加動力輸出，且在前驅(qū)單元的動力恢復(fù)接入時，通過控制單元恢復(fù)后驅(qū)電機(jī)的動力輸出；S3 )通過控制單元控制第三自動離合器臨時結(jié)合，通過控制單元控制后驅(qū)電機(jī)驅(qū)動車輛的后輪，且在前驅(qū)單元的動力恢復(fù)接入時，通過控制單元將第三自動離合器恢復(fù)分離狀態(tài)，并關(guān)閉后驅(qū)電機(jī)的動力輸出。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟S2)和S3)中通過控制單元控制后驅(qū)電機(jī)驅(qū)動車輛的后輪時，具體是指將車輛速度作為通過PID控制器的閉環(huán)輸入量，以車輛速度保持不變作為控制目標(biāo)，控制后驅(qū)電機(jī)的輸出動力。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟3)中控制ISG電機(jī)工作在發(fā)電模式或驅(qū)動模式的步驟包括:將車輛當(dāng)前的動力需求和發(fā)動機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)輸出扭矩進(jìn)行對比，如果動力需求小于發(fā)動機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)輸出扭矩，則使ISG電機(jī)工作在發(fā)電模式，所述發(fā)動機(jī)通過第一輸入軸、第二輸入軸驅(qū)動ISG電機(jī)發(fā)電；否則使ISG電機(jī)工作在驅(qū)動模式，所述ISG電機(jī)通過第二輸入軸驅(qū)動第一輸入軸，使得ISG電機(jī)和發(fā)動機(jī)共同驅(qū)動車輛的前輪。
[0012]優(yōu)選地，所述發(fā)動機(jī)的啟動步驟包括:首先通過控制單元控制第一自動離合器分離、第二自動離合器分離，將變速器掛空擋，禁止發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火、噴油；然后通過控制單元控制第一自動離合器結(jié)合、第二自動離合器結(jié)合，通過控制單元控制ISG電機(jī)通過第二輸入軸、第一輸入軸驅(qū)動發(fā)動機(jī)，使得發(fā)動機(jī)加速到怠速轉(zhuǎn)速，然后才允許發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火、噴油，當(dāng)通過控制單元控制發(fā)動機(jī)點(diǎn)火、噴油成功后，完成發(fā)動機(jī)的啟動過程。
[0013]本發(fā)明車用混合動力總成具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的車用混合動力總成包括前驅(qū)單元、后驅(qū)單元和控制單元，前驅(qū)部分包括發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、第一自動離合器、第二自動離合器和變速器，變速器包括第一輸入軸和第二輸入軸，發(fā)動機(jī)通過第一自動離合器和第一輸入軸相連，ISG電機(jī)通過第二自動離合器和第二輸入軸相連，變速器的輸出端驅(qū)動車輛前輪；后驅(qū)單元包括后驅(qū)電機(jī)、第三自動離合器和減速器，后驅(qū)電機(jī)依次通過第三自動離合器和減速器驅(qū)動車輛后輪；ISG電機(jī)的控制端、后驅(qū)電機(jī)的控制端、第一自動離合器的離合器電機(jī)控制端、第二自動離合器的離合器電機(jī)控制端、第三自動離合器的離合器電機(jī)控制端分別與控制單元相連，基于上述結(jié)構(gòu)，能夠在具有ISG功能的混合動力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動工況，并且混合動力系統(tǒng)具有中混或強(qiáng)混特征，以進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性降低排放。
[0014]本發(fā)明車用混合動力總成的控制方法具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明車用混合動力總成的控制方法在本發(fā)明車用混合動力總成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了純電驅(qū)動模式、混合前驅(qū)模式、混合全驅(qū)模式、發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式四種運(yùn)行模式，能夠在具有ISG功能的混合動力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動工況，并且混合動力系統(tǒng)具有中混或強(qiáng)混特征，以進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性降低排放。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的車用混合動力總成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖例說明:1、前驅(qū)單元；11、發(fā)動機(jī)；12、ISG電機(jī)；13、第一自動離合器；14、第二自動離合器；15、變速器；151、第一輸入軸；152、第二輸入軸；153、主動齒輪；154、被動輪；155、惰輪；2、后驅(qū)單元；21、后驅(qū)電機(jī)；22、第三自動離合器；23、減速器；3、控制單元。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例的車用混合動力總成包括前驅(qū)單元1、后驅(qū)單元2和控制單元3，前驅(qū)部分1包括發(fā)動機(jī)11、ISG電機(jī)12、第一自動離合器13、第二自動離合器14和變速器15，變速器15包括第一輸入軸151和第二輸入軸152，發(fā)動機(jī)11通過第一自動離合器13和第一輸入軸151相連，ISG電機(jī)12通過第二自動離合器14和第二輸入軸152相連，變速器15的輸出端驅(qū)動車輛前輪；ISG電機(jī)12的控制端、第一自動離合器13的離合器電機(jī)控制端、第二自動離合器14的離合器電機(jī)控制端及后驅(qū)單元2分別與控制單元3相連。相比于現(xiàn)有ISG混合動力系統(tǒng)而言，本實(shí)施例的車用混合動力總成能夠?qū)崿F(xiàn)基于ISG電機(jī)12單獨(dú)驅(qū)動車輛的前輪，具有純電動模式。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例中第一輸入軸151上設(shè)有主動齒輪153，第二輸入軸152上設(shè)有被動輪154，第一輸入軸151和第二輸入軸152之間設(shè)有惰輪155，主動齒輪153通過惰輪155和被動輪154保持聯(lián)動。此外，也可以根據(jù)需要采用其他方式來實(shí)現(xiàn)第一輸入軸151和第二輸入軸152的傳動結(jié)構(gòu)，例如通過齒輪副、帶或鏈傳動，以及同軸的方式連接等。
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例中發(fā)動機(jī)11、ISG電機(jī)12的輸出軸上均設(shè)有飛輪。
[0020]本實(shí)施例中，后驅(qū)單元2包括后驅(qū)電機(jī)21、第三自動離合器22和減速器23，后驅(qū)電機(jī)21依次通過第三自動離合器22和減速器23驅(qū)動車輛后輪，后驅(qū)電機(jī)21的控制端、第三自動離合器22的離合器電機(jī)控制端分別與控制單元3相連。
[0021]本實(shí)施例車用混合動力總成的控制方法的步驟包括:
1)選擇車用混合動力總成的工作模式，當(dāng)選擇純電驅(qū)動模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2);當(dāng)選擇混合前驅(qū)模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);當(dāng)選擇混合全驅(qū)模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4);當(dāng)選擇發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟5);
2)通過控制單元3控制第一自動離合器13分離、第二自動離合器14結(jié)合、第三自動離合器22結(jié)合，發(fā)動機(jī)11關(guān)閉，ISG電機(jī)12通過第二輸入軸152、變速器15驅(qū)動車輛的前輪，后驅(qū)電機(jī)21通過減速器23驅(qū)動車輛的后輪；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1);
3)通過控制單元3控制第一自動離合器13結(jié)合、第二自動離合器14結(jié)合、第三自動離合器22分離，發(fā)動機(jī)11通過第一輸入軸151、變速器15驅(qū)動車輛的前輪，后驅(qū)電機(jī)21關(guān)閉，并控制ISG電機(jī)12工作在發(fā)電模式或驅(qū)動模式；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1);
4)通過控制單元3控制第一自動離合器13結(jié)合、第二自動離合器14結(jié)合、第三自動離合器22結(jié)合，發(fā)動機(jī)11通過第一輸入軸151、變速器15驅(qū)動車輛的前輪，ISG電機(jī)12通過第二輸入軸152驅(qū)動第一輸入軸151，后驅(qū)電機(jī)21通過減速器23驅(qū)動車輛的后輪；當(dāng)切換車用混合動力總成的工作模式時，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟1);本實(shí)施例當(dāng)選擇混合全驅(qū)模式時，發(fā)動機(jī)工作在最佳經(jīng)濟(jì)工況，根據(jù)車輛的動力需求、ISG電機(jī)12和后驅(qū)電機(jī)21的功率/效率特性，分別確定ISG電機(jī)12和后驅(qū)電機(jī)21的驅(qū)動功率；
5)通過控制單元3控制第一自動離合器13結(jié)合、第二自動離合器14分離、第三自