[发明专利]一种混合动力汽车动力系统及其控制方法

权利要求书

1、一种混合动力汽车动力系统，包括发动机(1)、电机(3)、主离合器(4)、变速器(5)、传动轴(6)及动力系统电控单元，其中发动机(1)的曲轴、电机(3)的轴、主离合器(4)的轴及变速器(5)的输入轴按上述的顺序同轴线设置并互相连接；在发动机(1)与电机(3)之间，设电磁离合器(2)，其轴与发动机(1)和电机(3)为同轴线的连接；在该动力系统中设高压电池(9)及高压接线保险盒(10)、逆变器(13)，所述的电机(3)通过逆变器(13)、高压接线保险盒(10)与高压电池(9)进行电路连接；在该动力系统中设其它车用电动装置(11)，所述的其它车用电动装置(11)包括电动转向设备、电动空调设备和电动真空泵，所述的高压电池(9)通过高压接线保险盒(10)与其它车用电动装置(11)进行电路连接，高压接线保险盒(10)的电流分别提供给其它车用电动装置(11)，所提供的电力为两相高压电；在该动力系统中设稳压器(12)，所述的混合动力汽车中设低压电池(8)和车载低压用电装置(7)，所述的车载低压用电装置(7)包括电控设备、照明设备、信号设备、音响设备和仪器仪表，所述的高压电池(9)通过高压接线保险盒(10)、稳压器(12)与低压电池(8)的输入端进行电路连接；所述的低压电池(8)的输出端与车载低压用电装置(7)进行电路连接，其特征在于：所述的电机(3)集成在发动机(1)的曲轴或变速器(5)的输入轴上；所述的电机(3)驱动车轮、发电充电和启动发动机(1)；所述的发动机(1)、电磁离合器(2)、电机(3)、主离合器(4)、变速器(5)、传动轴(6)及高压电池(9)均设有传感器并均与动力系统电控单元进行电路连接；所述的发动机(1)、电磁离合器(2)、电机(3)、主离合器(4)、变速器(5)、传动轴(6)及高压电池(9)均设有接收动力系统电控单元的指令的电路，并与动力系统电控单元连接；所述的电机(3)与高压电池(9)的连接电路为两相高压直流电路；电机(3)通过三相电缆与逆变器(13)相连；高压接线保险盒(10)用来连接所有的外接电路；逆变器(13)将高压电池(9)的两相高压直流电转变为电机(3)所需的三相高压交流电，或者将电机(3)产生的交流电转变为直流电，由高压电池(9)存储；所述的高压接线保险盒(10)的电流供给低压电池(8)，低压电池(8)的电压为12V；稳压器(12)使高压电池(9)产生的高压电流转换为各车载低压用电装置(7)所需的12V低压电流。

2、按照权利要求1所述的混合动力汽车动力系统所采用的控制方法，由动力系统电控单元获取汽车动力系统各部件运行参数，接受操作运行指令，根据分析、判断的结果向汽车动力系统各部件发出动作指令，采用电磁离合器(2)使发动机(1)与电机(3)的结合与分离的不同组合，实现混合动力汽车动力系统的电机(3)驱动模式、发动机(1)驱动模式或其它工作模式之间的互相转换，其特征在于：所述的混合动力汽车动力系统按以下工作模式，由动力系统电控单元对汽车运行的不同阶段分别进行控制：

模式a、发动机(1)驱动：车辆高速巡航时，电磁离合器(2)和主离合器(4)结合，电机(3)无电流输入或输出，发动机(1)动力输出，通过电磁离合器(2)、电机(3)、主离合器(4)、变速器(5)到传动轴(6)，最后驱动车轮；

模式b、发动机(1)驱动、电机(3)发电：高压电池(9)电量不足或发动机(1)燃油经济性不高时，电磁离合器(2)和主离合器(4)结合，发动机(1)的驱动同模式a，同时电机(3)发电产生交流电，通过逆变器(13)转化为直流电存储在高压电池(9)中；

模式c、电机(3)辅助驱动：在车辆需要较大驱动力时，电磁离合器(2)和主离合器(4)结合，发动机(1)的驱动同模式a，同时，电机(3)由高压电池(9)经过逆变器(13)供电，处于驱动状态，其动力经主离合器(4)、变速器(5)到传动轴(6)，最后驱动车轮；

模式d、电机(3)驱动：在车辆低速或低负荷时，电磁离合器(2)分离，主离合器(4)结合，发动机(1)停止运行，电机(3)驱动同模式c；

模式e、电机(3)再生发电：在刹车或减速时，电磁离合器(2)分离，主离合器(4)结合，发动机(1)停止运行，由车轮传来的动力经过传动轴(6)、变速器(5)和主离合器(4)传递至电机(3)，电机(3)发电产生交流电，通过逆变器(13)转化为直流电存储在高压电池(9)中；

模式f、零车速电机(3)发电：在车辆停止运行时，电磁离合器(2)结合，主离合器(4)分离，发动机(1)驱动电机(3)发电产生交流电，通过逆变器(13)转化为直流电存储在高压电池(9)中；

模式g、行驶中发动机(1)启动：当车辆运行处于模式d)、发动机(1)停止工作时，电磁离合器(2)分离，主离合器(4)结合，需要启动发动机(1)时，首先稍微分开主离合器(4)，同时增加电机(3)的扭矩，然后结合电磁离合器(2)，用电机(3)增加的扭矩来启动发动机(1)，随后逐渐增加发动机(1)的扭矩，同时逐渐减小电机(3)的扭矩，最后使主离合器(4)结合，发动机(1)被启动；

模式h、停车后发动机(1)冷启动：长时停车后重新启动时，首先启动电机(3)，再使电磁离合器(2)结合，发动机(1)被启动，然后再结合主离合器(4)；

模式i、停车后发动机(1)热启动：在短时停车且暂时停止发动机(1)之后又迅速启动发动机(1)时，电机(2)连续运行，使电磁离合器(2)结合，主离合器(4)分开，利用电机(3)的扭矩启动发动机(1)，发动机(1)启动后再结合主离合器(4)。