[发明专利]混合动力车辆动力系统中电力驱动和并联驱动的转换

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于混合动力车辆(HEV)的动力系统。更具体地，本发明涉及对动力系统的电力驱动和并联驱动运行之间转换的控制。

背景技术

改进车辆燃油效率的多种有前景的技术之一就是，将常规车辆动力系统用由一个或多个电机和高压电池组成的电力驱动系统混合。汽车工业正投注资金研发这种混合的动力系统概念和结构，来加速车辆的电气化并最终转向充电式(plug-in)混合动力汽车或电动汽车。这些混合动力系统结构可以分为三种类型，即串联式混合系统(series hybrid system)、并联式混合系统(parallel hybrid system)和混联式混合系统(complex hybridsystems)。混联式混合系统具有串联式和并联式结构的特性。一种这样的混联式混合结构是双模驱动(Dual-Drive)混合动力系统。

混合动力车辆(HEV)的动力系统对于发展环境友好的和高燃油效率的车辆是重要的。“双模驱动”式全混合动力汽车克服了现有混合动力系统由于发动机、电动机和动力传动系统部件的运动学布置而带来的某些缺陷。这种混合动力系统包含常规的动力系统部件作为其基础，后轴上的电动机、前轴上的整合了曲轴的启动发电机、发动机和传动装置形成混联式结构，其提供超越了常规动力系统的燃油经济性的改进。然而，由于该混联式结构，对电力驱动模式和并联驱动模式之间的转换提出了独特的动力系统控制的挑战，并且需要协调车辆和子系统的控制。

因为双模驱动系统在每一个驱动轴上提供了独立的推进能力，所以需要在电力驱动和并联驱动模式之间转换的过程中，在提供响应灵敏的车辆性能和可接受的驾驶性能的同时，控制前轴和后轴之间的扭矩传送。此外，由于在各种工作模式下控制动力系统的多重自由度，所以需要研发一种能量管理控制系统，来执行动力系统工作模式的选择和扭矩、车速及来自多个动力源的动力的混成，使该混合的利益最大化。此外，由于双模驱动混合动力系统使用固定步进比(stepped-ratio)的自动变速装置，因此需要在发动机的启动/停止、再生制动和动力系统工作模式转换的过程中，协调传动装置控制(也就是换挡、接合/解离等)。

发明内容

一种运行车辆动力系统的方法，包括利用电机驱动第一车轮，启动发动机，利用由发动机驱动的第二电机在变速装置的输入端产生同步速度，该变速装置已接合了期望的档位，接合将所述输入端和发动机连接的离合器，并利用发动机和变速装置驱动第二车轮。

双模驱动动力系统使用常规的动力系统作为其基础，从而利用现有的动力系统部件和制造条件，并将它们应用在多种基础动力系统(multiple base powertrains)中，因此提供多种HEV动力系统应用。

此外，双模驱动的混合动力系统能够驱动两个独立车轴，并能在前轮驱动、后轮驱动或全轮驱动(all-wheel drive)中运行。而且，灵活的和模块化的设计使得它能够很容易地扩展至大型和小型车辆应用。其提供了在各种模式下，例如在串联驱动和并联驱动模式下，运行动力系统的巨大的灵活性，以满足驾驶者的需求，获得提高了的燃油经济性和其他所需的车辆性能。

通过下述详细的说明和附图，本发明优选实施例的适用范围将变得显而易见。应当理解的是，尽管表示为本发明的优选实施例，但是说明书和具体实例仅仅是以说明的方式给出。对于本领域技术人员来说，对所述的实施例和实例的各种改变和改进是显而易见的。

附图说明

参照以下说明，结合附图，本发明将会更容易理解，其中：

图1是表示双模驱动的混合电力动力系统的部件和相关控制器的示意图；

图2是基本的双模驱动混合动力系统的工作模式的概要；

图3是表示图1所示的双模驱动混合系统的高水平状态形式下的PTOM功能示意图表；

图4是表示图1的动力系统中电力驱动和并联驱动之间转换的过程中电能和机械能流动的示意图；

图5是表示从电力驱动到并联驱动转换的控制阶段的示意图；以及

图6是图1的动力系统在从电力驱动向并联驱动转换的过程中的各种参数的变化的图表。

具体实施方式