[发明专利]一种混合动力系统及其换档方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力系统及其控制方法。

背景技术

现有技术中混合动力系统一般使用离合器将发动机部与电动机部相连接，以实现发动机与电动机的匹配。如图1所示，现有混合动力系统通常包括发动机10、离合器20、电机40和储能装置50，所述电机40与储能装置50相连，所述发动机10通过离合器20与所述变速箱30的输入轴相连，所述变速箱30的输入轴与所述电机40的输出轴相连，从而所述发动机10和电机40的动力均经由所述变速箱的输出轴和电动机的输出轴的连接轴输出。上述混合动力系统中电机40与发动机10的动力通过变速箱输出轴和电动机输出轴的连接轴共同输出，应用于小型汽车可以起到节省空间的效果，但是应用于大型车辆，如城市公交车时，效果并不十分明显。而且对于大型车辆，如城市公交车，由于车辆自身重量及负载较大，其对驱动力要求较高，如果系统驱动力从变速箱输出轴与电动机输出轴的连接处输出，连接处部件负载较大，对连接件的设计要求也较高，故而上述结构的连接件设计不佳时，用于大型车辆时易产生动力不足的缺陷，甚至发生危险。

发明内容

本发明提供一种适用于公交车等大型混合动力车辆上的驱动系统，并详细介绍了系统的换档方法。

本发明提供的解决上述问题的技术方案为：一种混合动力系统，包括发动机、离合器、变速器、电动机、储能装置，所述储能装置与所述电动机相连接，其特征在于，所述发动机、离合器、变速器、电动机依次同轴相连接，电动机输出轴与车轮驱动轴相连接。

上述方案中变速箱可以为两档变速箱，也可以为三档或以上变速箱。由于两档变速箱就可以满足混合动力系统中使发动机工作于燃油高效区的要求，而且不需要对变速箱进行改装，简单方便。本方案中变速箱还包括一个档杆，该档杆与一个气缸相连接，由气缸推送档杆，实现变速箱换档；所述气缸与一电控制装置相连接，由电控制装置控制气缸充放气，实现推送档杆。

另外提供了本系统的换档方法如下：

由低速档到高速档的换档方法包括以下步骤：S1，给发动机怠速油门，使发动机转速下降；S2，脱开离合器；S3，给变速器挂空档；S4，计算发动机目标档位转速；S5，接合离合器；S6，发动机转速与目标档位转速相匹配时，挂目标档位。

由高速档到低速档的换档方法包括以下步骤：S1，给发动机怠速油门，使发动机转速下降；S2，脱开离合器；S3，给变速器挂空档；S4，接合离合器；S5，计算发动机目标档位转速；S6，给发动机油门，使发动机转速到达目标档位转速；S7，挂目标档位。

本发明的有益效果在于： 本发明混合动力系统采用发动机、离合器、变速器、电动机依次同轴相连接的形式，使发动机、电动机的动力能够沿传动轴直接传输到车轮驱动轴，动力传递更加顺畅，使系统能够提供更加强劲的动力，特别适合于城市公交车等大型车辆。

附图说明

图1是现有技术中混合动力系统的结构示意图；

图2是本发明混合动力系统结构示意图；

图3是现有技术中混合动力系统能量流的传输方向示意图；

图4是本发明混合动力系统能量流传输方向示意图；

本发明混合动力系统中，1是发动机，2是变速箱，3是电动机， 4是离合器，5是储能装置。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明提供的混合动力系统的结构示意图进行详细的说明。

如图2所示，本发明混合动力系统包括发动机1、变速箱2、电动机3、离合器4、储能装置5，其中储能装置5与电动机3相连接，发动机1、离合器4、变速箱2、电动机3依次同轴相连，并与车轮相连接。

图3、图4分别显示了现有混合动力系统和本发明混合动力系统的能量传递方向，图中实线箭头表示发动机驱动车辆时的能量传递路线，虚线箭头表示电动机驱动车辆时的能量传递路线。可以看出，当发动机和电动机共同参与车辆驱动，比如发动机与电动机转矩耦合时，二者的能量沿两条路线，直到变速箱出输轴处汇集至车轮驱动轴。通常情况下，变速箱输出轴与电动机轴需要耦合器连接，不仅需要制造成本，两种动力的汇集处对传输轴的性能要求较高，存在安全隐患。相比现有技术，本混合动力系统使用发动机与电动机同轴连接的方式，二者输出轴共同，结构上没有轴和轴的连接，节省了耦合器等连接件，另外，发动机与电动机能量传递方向沿同一直线，可以减轻输出轴的压力，增强了系统的可靠性。

本混合动力系统装置配于车辆上具有以下工作模式：