[发明专利]双离合器变速四轮驱动混合动力车辆的驱传动及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆，尤其是涉及一种双离合器变速四轮驱动混合动力车辆的驱传动及控制系统。

背景技术

混合动力汽车是现实可行且长远有效的节能环保方案，其研发涉及多项关键技术，动力传动装置及其控制就是其中之一。双离合器自动变速器(Dual ClutchTransmission，DCT)可利用其结构上的特点实现换挡过程的无动力中断并提高车辆的动力性能，因此基于双离合器变速的并联式或混联式混合动力系统新构型能够进一步提升混合动力汽车的换挡品质和纵向驾驶性能。

随着混合动力汽车的不断发展，其规模产业化也对混合动力系统的集成控制性能提出了更高的要求。为实现混合动力汽车工作模式切换及换挡过程协调发动机、驱动电机以及离合器等元件有序工作，进而保持动力传递的平稳性和车辆纵向驾驶性能，有必要实现传动控制和整车控制的有效集成。

四轮驱动混合动力汽车采用全轮驱动方案，与前轮驱动或后轮驱动方案相比，其具有更好的通过性、行驶稳定性及主动安全性。但四轮驱动混合动力汽车的工作模式较普通混合动力汽车更为多样，同时对动力传动系统和整车集成控制的要求更高。目前基于双离合器变速的四轮驱动混合动力汽车构型及集成控制的研究还比较欠缺。其中，中国专利公开号为CN201756055U的专利公开了一种四驱插电式混合动力汽车的传动系统，该方案所提出的传动装置使用双离合器自动变速器驱动前轴，却仍然保留电控离合器，没有合理地使用双离合器自动变速器自身固有的两组离合器，既提高了结构的复杂性，又降低了传动效率；其后轮驱动的实现主要靠与后轴相连的两个永磁电机，这种结构的设计使得必须保留必要的后驱动桥，无论是在结构上还是在整车布置上都更为复杂；更为重要的是，该方案未提出完整的动力传动系统及整车控制方案，而这恰是四驱混合动力汽车及其新型传动装置得以实施的关键。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双离合器变速四轮驱动混合动力车辆的驱传动及控制系统，该驱传动系统传动效率高、整体结构体积小，通过整车控制能够实现更好的换挡品质和纵向驾驶性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双离合器变速四轮驱动混合动力车辆的驱传动及控制系统，包括驱传动子系统和电控子系统，所述的驱传动子系统包括发动机、ISG电机、双离合器自动变速器、两个轮毂电机和动力蓄电池组，分别与电控子系统连接，由电控子系统进行控制，所述的发动机的输出轴与ISG电机的转子连接，ISG电机经双离合器自动变速器与车辆的前轴连接，两个轮毂电机分别与车辆的两个后轮连接。

所述的电控子系统包括变速及车辆控制集成电控单元(Transmission andHybrid Control Unit，THCU)、发动机电控单元、ISG电机驱动控制器、轮毂电机驱动控制器、蓄电池管理单元，所述的变速及车辆控制集成电控单元通过CAN总线分别与发动机电控单元、ISG电机驱动控制器、轮毂电机驱动控制器和蓄电池管理单元连接，所述的发动机电控单元连接发动机，用于控制发动机的转速及输出转矩，所述的ISG电机驱动控制器连接ISG电机，用于控制ISG电机进行快速起动、辅助驱动前轮、驱动发电和回收制动能量，所述的轮毂电机驱动控制器连接轮毂电机，用于控制轮毂电机对后轮进行驱动并回收制动能量，所述的蓄电池管理单元连接动力蓄电池组，用于动力蓄电池组充电和供电的控制。

所述的双离合器自动变速器经差速器连接在车辆的前轴上，所述的发动机和ISG电机组成的驱动总成通过双离合器自动变速器对设在前轴上的前轮进行驱动。

所述的ISG电机和两个轮毂电机介入双离合器自动变速器的换挡过程，对换挡过程进行辅助控制。

所述的动力蓄电池组分别与连接ISG电机驱动控制器和轮毂电机驱动控制器，通过ISG电机驱动控制器和轮毂电机驱动控制器，由ISG电机获取电能，并向轮毂电机输出电能。

所述的变速及车辆控制集成电控单元根据外部输入对发动机电控单元、ISG电机驱动控制器、轮毂电机驱动控制器和蓄电池管理单元进行控制。

所述的外部输入包括驾驶操作指令、车速及路况信息。

该驱传动系统可在多种工作模式下运行，包括：

发动机驱动模式，由发动机单独进行车辆的驱动，并在动力蓄电池组的充电状态小于预设值时，对其进行充电；

纯电动驱动模式，由ISG电机和轮毂电机中的至少一个进行车辆的驱动；