一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會和科技的發(fā)展，汽車成為了日常生活中最主要的交通工具。傳統(tǒng)燃油車給人類帶來了極大方便，但是隨著汽車數(shù)量的劇增，其造成的污染不容忽視。人們開始尋找新的能源替代燃油動力，繼而出現(xiàn)了不依賴能源的零排放的電動車。但是，電動車目前還受限于電池容量、續(xù)航里程、充電時間、價格、行駛效率等多方面的困擾，所以混合動力應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]雨雪天氣或泥濘灰沙道路會給車輛運(yùn)行帶來困難，路面的輪胎附著力很小會，特別是在換擋時，更容易因動力中斷而使輪胎打滑，輪胎打滑會導(dǎo)致不能運(yùn)行，或失去控制，不能剎車等危險。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提出一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)汽車在換擋時動力中斷的缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)變速箱、電動機(jī)及TCU:
[0006]所述發(fā)動機(jī)設(shè)于汽車的第一動力橋，用于驅(qū)動所述第一動力橋連接的第一車輪；
[0007]所述發(fā)動機(jī)變速箱的輸入軸與所述發(fā)動機(jī)的輸出軸連接，所述發(fā)動機(jī)變速箱的輸出軸與所述第一車輪連接；
[0008]所述電動機(jī)設(shè)于所述汽車的第二動力橋，用于驅(qū)動與所述第二動力橋連接的第二車輪；
[0009]所述TCU分別與所述發(fā)動機(jī)、電動機(jī)之間通訊連接，用于在發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式下控制所述發(fā)動機(jī)變速箱進(jìn)行換擋，以及在控制所述發(fā)動機(jī)變速箱換擋前啟動電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪，并在所述發(fā)動機(jī)變速箱完成換擋后，關(guān)閉所述電動機(jī)，或者用于在電動機(jī)驅(qū)動模式時，控制所述發(fā)動機(jī)變速箱掛入空擋。
[0010]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述T⑶，還用于在啟動電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪之后，根據(jù)所述汽車的加速需求調(diào)節(jié)所述電動機(jī)的輸出扭矩，以及在所述發(fā)動機(jī)變速箱完成換擋后，控制所述電動機(jī)的輸出扭矩逐漸減少至零。
[0011]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括電動機(jī)變速箱，所述TCU還與所述發(fā)動機(jī)變速箱及所述發(fā)動機(jī)的控制單元之間通訊連接，用于在采用電動機(jī)驅(qū)動模式時，控制所述電動機(jī)變速箱進(jìn)行換擋，以及在控制所述電動機(jī)變速箱換擋前，啟動所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動所述第一車輪，并且在所述電動機(jī)變速箱完成換擋后，關(guān)閉所述發(fā)動機(jī)。
[0012]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，，所述T⑶，還用于在啟動所述發(fā)動機(jī)驅(qū)動所述第一車輪之后，根據(jù)所述汽車的加速需求調(diào)節(jié)所述發(fā)動機(jī)的輸出扭矩，以及用于在所述電動機(jī)變速箱完成換擋后，控制所述發(fā)動機(jī)的輸出扭矩逐漸減少至零。
[0013]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述混合動力驅(qū)動系統(tǒng)還包括離合器，所述發(fā)動機(jī)變速箱的輸入軸與所述發(fā)動機(jī)的輸出軸連接，包括:
[0014]所述發(fā)動機(jī)變速箱的輸入軸通過所述離合器與所述發(fā)動機(jī)的輸出軸連接。
[0015]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述發(fā)動機(jī)變速箱設(shè)有至少三個擋位，所述電動機(jī)變速箱設(shè)有至少兩個擋位。
[0016]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述離合器、發(fā)動機(jī)變速箱及電動機(jī)變速箱采用電力驅(qū)動或氣動或液壓驅(qū)動。
[0017]提供一種如上所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，所述第一動力橋?yàn)榍皹?，所述第二動力橋?yàn)楹髽颍换蛘?br>[0018]所述第一動力橋?yàn)楹髽?，所述第二動力橋?yàn)榍皹颉?br>[0019]本實(shí)用新型提出的一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，利用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)分別驅(qū)動與第一動力橋連接的第一車輪以及連接到前輪或后輪，然后通過TCU分別控制發(fā)動機(jī)變速箱及電動機(jī)變速箱換擋，并在發(fā)動機(jī)變速箱或電動機(jī)變速箱的換擋過程中控制電動機(jī)或發(fā)動機(jī)輸出扭矩，來彌補(bǔ)變速箱換擋時的動力中斷，實(shí)現(xiàn)無動力中斷換擋。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)；
[0021]圖2為圖1所示混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中T⑶的通訊示意圖。
[0022]圖3-1為傳統(tǒng)的采用發(fā)動機(jī)驅(qū)動的汽車在換擋過程中的發(fā)動機(jī)輸出扭矩示意圖；
[0023]圖3-2為圖1所示混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中采用無動力中斷技術(shù)時發(fā)動機(jī)的輸出扭矩示意圖；
[0024]圖3-3為圖1所示混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中采用自響應(yīng)扭變技術(shù)時發(fā)動機(jī)的輸出扭矩示意圖；
[0025]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種汽車的驅(qū)動方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027]現(xiàn)在將參考附圖描述實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的各個實(shí)施例。在后續(xù)的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本實(shí)用新型的說明，其本身并沒有特定的意義。因此，〃模塊〃與〃部件〃可以混合地使用。
[0028]需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例所稱發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式是指由發(fā)動機(jī)驅(qū)動與第一動力橋連接的第一車輪并關(guān)閉所述電動機(jī)；電動機(jī)驅(qū)動模式是指由電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪并關(guān)閉所述發(fā)動機(jī)。混合驅(qū)動模式是指由發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式是指由發(fā)動機(jī)驅(qū)動與第一動力橋連接的第一車輪的同時，由電動機(jī)驅(qū)動模式為由所述電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。請參閱圖1，該混合動力系統(tǒng)包括:發(fā)動機(jī)11、發(fā)動機(jī)變速箱12、電動機(jī)13、電動機(jī)變速箱14、離合器15及自動變速箱控制單元 16 (Transmiss1n Control Unit，TCU)。
[0030]發(fā)動機(jī)11設(shè)于汽車的第一動力橋上，驅(qū)動與該第一動力橋連接的第一車輪21。具體的，離合器15的輸入軸與發(fā)動機(jī)11的輸出軸連接，輸出軸與發(fā)動機(jī)變速箱12的輸入軸連接，發(fā)動機(jī)變速箱的輸出軸則與該第一車輪21連接。
[0031]電動機(jī)13設(shè)于汽車的第二動力橋上，驅(qū)動與該第二動力橋連接的第一車輪22。具體的，電動機(jī)變速箱14的輸入軸與發(fā)動機(jī)11的輸出軸連接，輸出軸與該第二車輪22連接。
[0032]對于四輪驅(qū)動的汽車，當(dāng)發(fā)動機(jī)11設(shè)于前橋時，電動機(jī)13則設(shè)于后橋，反之亦然。駕駛員通過選擇用哪個動力源也就決定了使用前輪驅(qū)動還是后輪驅(qū)動。如果需要兩個動力源同時工作來同時驅(qū)動兩對輪子，則可以實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動。當(dāng)然本實(shí)施例也可應(yīng)用在多軸橋的汽車上，此時將發(fā)動機(jī)11和電動機(jī)13分別設(shè)于不同的動力橋上，將其他的軸橋作為被動橋。
[0033]需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，對于電動機(jī)13，可以從零速上升到幾千甚至到萬多個每分鐘轉(zhuǎn)速(Revolut1ns Per Minute，RPM)，因此電動機(jī)13可以不需要電動機(jī)變速箱14。但是在一個轉(zhuǎn)速范圍不是很高，效率不是很均勻、輸出扭矩不是很大的情況下，一個擋位不多的變速箱就可以加大低速時的輸出扭矩、提高加速性能、提高爬坡能力、和滿足更高車速的需求，還可以提高整體效率，因此電動機(jī)變速箱14的擋位一般設(shè)置為2擋或3擋就可以滿足要求。而設(shè)置2擋比較簡單，只需一個換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以了，較為經(jīng)濟(jì)。
[0034]為了分別控制第一動力橋和第二動力橋的扭矩和轉(zhuǎn)速，采用分體式變速箱(即發(fā)動機(jī)變速箱及電動機(jī)變速箱)就有利于不同系統(tǒng)的合理出力。
[0035]TCU分別與該發(fā)動機(jī)11的控制單元、發(fā)動機(jī)變速箱12、電動機(jī)13的控制單元、電動機(jī)變速箱14及離合器15之間進(jìn)行通訊連接。具體如圖2所示，TCU16根據(jù)從信號輸入線23獲得的輸入信號以及從CAN總線24上獲得的其它子系統(tǒng)的信號，決定當(dāng)前的最佳擋位以及確定哪個變速箱需要換擋。具體的，從信號輸入線23獲得的輸入信號可以包括各類傳感器發(fā)送的傳感器信號，比如:車速傳感器信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號等。
[0036]需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，在能夠保證不缺電和電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)不出故障的情況下，圖1中的離合器15也可以被省略。此時汽車始終用電動機(jī)起步。
[0037]其中，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式下，TCU16用于控制該發(fā)動機(jī)變速箱進(jìn)行換擋，以及在控制該發(fā)動機(jī)變速箱換擋前啟動電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪，并在該發(fā)動機(jī)變速箱完成換擋后，關(guān)閉該電動機(jī)；以及用于在啟動電動機(jī)驅(qū)動與第二動力橋連接的第二車輪之后，根據(jù)該汽車的加速需求調(diào)節(jié)該電動機(jī)的輸出扭矩，以及在該發(fā)動機(jī)變速箱完成換擋后，控制該電動機(jī)的輸出扭矩逐漸減少至零。
[0038]具體的，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式下，當(dāng)TCU16確定發(fā)動機(jī)變速箱12需要換擋時，那么在控制發(fā)動機(jī)變速箱12換擋前，TCU向電動機(jī)13發(fā)送啟動信號，電動機(jī)13開始接通并逐漸出力取代發(fā)動機(jī)11。當(dāng)發(fā)動機(jī)11不再驅(qū)動第一車輪21時，TCU16指令發(fā)動機(jī)變速箱12的選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)和掛擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行摘擋、選擋和掛擋。當(dāng)發(fā)動機(jī)變速箱12完成換擋后，TCU16指示發(fā)動機(jī)11逐漸加力，同時指令電機(jī)13退出，恢復(fù)發(fā)動機(jī)11的驅(qū)動，此時，便實(shí)現(xiàn)無離合器換擋技術(shù)。由于TCU16能夠分別控制發(fā)動機(jī)變速箱12及電動機(jī)變速箱14，因此可以對第一動力橋和第二動力橋的動力分別控制，在發(fā)動機(jī)變速箱12換擋時可以實(shí)現(xiàn)用電動機(jī)13出力來彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)變速箱12換擋時的動力中斷，所以本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)無動力中斷換擋。更為重要的是，在換擋過程中，驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩不只是不中斷而保持換擋前的扭矩，而是按駕駛員當(dāng)時的扭矩需求遞增電動機(jī)13的輸出扭矩，所以在換擋過程中，車輛在遞增的輸出扭矩下便開始加速，因此應(yīng)用本實(shí)施例，汽車的加速動力性會大大提高，舒適性也會得到根本性的改善。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，為了實(shí)現(xiàn)無動力中斷