[发明专利]一种混合动力耦合机构、控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种混合动力耦合机构，其包含两个电机、两个行星排及轴齿系统等。其中，发动机与第一行星排的行星架相连，发电机与第一行星排的太阳轮相连。驱动电机通过齿轮副与第二行星排的太阳轮相连，第二行星排的行星架固定，第二行星排的内齿圈输出。本发明还公开了相应的控制系统及控制方法；实施本发明实施例，可以实现纯电动模式、混合动力模式等多种驱动模式，并且只需布置三个轴，结构紧凑，降低了对空间的要求。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车领域，尤其涉及一种混合动力耦合机构、控制系统及控制方法。

背景技术

动力系统包括发动机（内燃机）和一个由变速器、差速器和传动轴组成的传动系统。它的作用是向车辆提供驱动轮所需的驱动动力。内燃机有一定的速度和扭矩范围，并在其中很小的范围内达到最佳的工作状态，这时或是油耗最小，或是有害排放最低，或是俩者皆然。然而，实际路况千变万化，不但表现在驱动轮的速度上，同时还表现在驱动轮所要求的扭矩。因此，实现内燃机的转速和扭矩最优，即动力最优状态，与驱动轮动力状态之匹配好，是变速器的首要任务。

近年来，电机混合动力技术的诞生为实现内燃机与动力轮之间动力的完全匹配开拓了新的途径。在众多的动力总成设计案中，最具代表性的有串联混合系统和并联混合系统两种。电机串联混合系统中，内燃机--发电机--电动机--轴系--驱动轮组成一条串联的动力链，动力总成结构极为简单。其中，发电机--电动机组合可视为传统意义下的变速器。当与储能器，如电池、电容等联合使用时，该变速器又可作为能量调节装置，完成对速度和扭矩的独立调节。

电机并联系统有两条并行的独立的动力链。一条由传统的机械变速器组成，另一条由电机--电池系统组成。机械变速器负责完成对速度的调节，而电机--电池系统则完成对功率或扭矩的调节。为充分发挥整个系统的潜能，机械变速器还需采用无级变速方式。

串联混合系统的优点在于结构简单，布局灵活。但是也存在一些不足之处，由于全部动力通过发电机和电动机，因此电机的功率要求高，体积大，重量重。同时，由于能量传输过程经过两次机--电，电--机的转换，整个系统的效率较低。在并联混合系统中，只有部分动力通过电机系统，因此，对电机的功率要求相对较低，但整体系统的效率高。然而，此系统需两套独立的子系统，造价高，通常只用于弱混合系统。

现在也出现了一些机电耦合方案，例如在丰田普锐斯的机电耦合方案中，其包括一个行星齿轮机构，可以通过合理的控制相关动力源，可以实现纯电动、混合驱动等工作模式。但是，在现有的这种方案中，其属于四轴系统，包括发动机输入轴、中间轴、驱动电机输入轴以及差速器轴，其轴系较多，不够紧凑，对空间布置要求较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种混合动力耦合机构、控制系统及控制方法，可以自动进行驱动模式切换，且只需布置三个轴，结构紧凑，降低了对空间的要求。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供一种混合动力耦合机构，用于混合动力汽车的驱动，包括：

发动机；

减震器，连接在所述发动机的输出轴上；

发电机，其与所述发动机同轴布置；

第一行星排，用于连接所述发动机和发电机，所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；其中，所述发动机与所述第一行星架连接，所述发电机与所述第一太阳轮连接；

第二行星排，包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，其中，所述第二行星架固定，所述第二太阳轮与所述第一行星排的第一内齿圈相啮合；

驱动电机，其输入端与动力电池相连接，其输出端通过驱动电机齿轮与所述第二行星排的第二太阳轮相连接；

差速器，与所述第二行星排的第二内齿圈相连接，并与车轮轮轴相连接。