[发明专利]混合动力汽车驱动系统及其发动机启动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于混合动力汽车的技术领域。更具体地，本发明涉及一种混合动力汽车驱动系统。另外，本发明还涉及所述的混合动力汽车驱动系统的发动机启动控制方法。

背景技术

能源危机、温室效应及环境形势的日益严峻，是制约全球经济发展的重要因素。研究节能、环保的新能源汽车是解决上述问题的有效手段之一。插电式混合动力汽车兼顾了内燃机和纯电动汽车的优点，具有低油耗、低排放及长行驶里程的优点，是当前切实可行的一种方案。

插电式混合动力汽车驱动系统结构主要有串联、并联、混联等形式。

1、串联结构的特征是：发动机在机械上与传动系解耦，发动机直接驱动发电机对储能装置或驱动电机供电；串联结构的缺点是：系统效率低，双电机系统导致整车成本高；

2、混联结构的特征是：发动机的动力可以实现分流，一部分用于整车驱动，一部分用于驱动发电机发电；混联系统的缺点是：双电机系统导致整车成本高，系统控制复杂；

3、并联结构的特征是：发动机和驱动电机能够实现动力耦合，在发动机经济性和排放性差的工况下，可以实现纯电机动力驱动。其中，动力耦合是实现整车功能和性能目标的关键因素之一。动力耦合装置需要满足插电式混合动力汽车的功能要求，主要包括：纯电动运行、发动机启动、驱动电机辅助、怠速发电机及再生制动等功能。此外，还要考虑平台化、集成化、低成本等诸多因素。整个系统控制中，发动机启动控制尤其重要，发动机启动既不能对整车传动系统造成冲击，又不能出现动力中断，发动机启动时间也是整车性能关键指标，直接影响整车动力性和驾驶性。

根据目前国内外的专利和文献，发动机启动控制仍然是并联式混合动力汽车控制系统中最为复杂的关键技术之一。

插电式混合动力汽车中发动机启动控制方式较多，根据驱动系统或动力耦合机构的结构不同而有差别。比如公开号为：CN 101456347A的中国专利“用于控制混合动力车辆中离合器结合的系统和方法”，公开了一种并联式混合动力驱动系统的技术方案，该系统采用双电机，与发动机并轴连接的驱动电机能够实现车辆在不同工况下发动机启动需求。但该系统通过额外的驱动电机实现发动机启动，发动机启动成功后，需要对发动机进行速度控制，实现发动机曲轴转速与变速箱输入轴转速同步，然后实现发动机与驱动电机并联驱动。该发明发动机启动到介入整车需求所需的时间较长，另外整车因为配置双电机，成本高。

发明内容

本发明提供一种插电式混合动力汽车驱动系统，其目的是实现其结构的集成化并提高发动机的启动性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的混合动力汽车驱动系统，包括发动机、驱动电机、无级变速器，所述驱动电机包括驱动电机定子和驱动电机转子，所述的驱动电机设置在所述的发动机的输出轴与无级变速器的输入轴之间，所述的驱动电机转子通过行星轮耦合机构与发动机的输出轴连接；所述的驱动电机转子与无级变速器的输入轴固定连接。

所述的行星轮耦合机构与发动机的输出轴之间，设有耦合机构制动器。

所述的驱动电机转子与行星轮耦合机构之间，设有耦合机构离合器。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供以上所述的混合动力汽车驱动系统的发动机的启动控制方法，其技术方案是：

在车辆静止情况下，整车控制器通过控制驱动电机转速和行星轮耦合机构离合器扭矩容量，实现发动机快速、平稳启动；

发动机启动过程中，电动油泵一直未工作；充分利用无级变速器变速箱机械油泵工作所产生的压力，满足行星轮耦合机构离合器的扭矩容量控制需求，提高整车的经济性；

车辆纯电动行驶过程中，以发动机启动时间作为目标，控制驱动电机扭矩、耦合机构离合器与耦合机构制动器的扭矩容量及发动机点火时刻，实现发动机快速启动并平稳介入整车驱动；

在发动机启动过程中，驱动电机一方面给整车提供驱动扭矩，满足乘员对整车动力需求，同时，充分利用驱动电机的惯量力矩，为发动机启动提供一部分力矩；最后，通过驱动电机补偿发动机启动过程中所需的目标扭矩，从而实现发动机快速、平稳启动，同时，整车驱动力未出现中断，保障了整车良好的驾驶性和动力性。

具体地：

为实现发动机在车辆静止和行驶中快速、平稳启动，整车控制器还将控制耦合机构离合器与耦合机构制动器扭矩容量。

整车控制器HCU根据动力电池电量及驾驶人员扭矩请求，自动控制发动机启停，实现整车不同的工作模式；