[發明專利]雙模式行星混聯系統及其控制系統

有效

• 申請號: 201510018354.3
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104648116B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 許盛中;王瑩
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: B60K6/44
• 分類號: B60K6/44;B60K6/365;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 陳曉輝

技術領域

本發明涉及混合動力車輛領域，特別是涉及到了一種雙模式行星混聯系統及其控制系統。

背景技術

在混合動力車輛領域中，串聯能實現發動機的最優控制，但是全部能量都會經過二次轉換，損失較大；并聯能實現較好的傳動效率，但是發動機與輸出軸機械連接，不能保證發動機始終處于較優的工作區域內；因此混聯式動力系統是一個較好的選擇。當前混聯式動力系統主要采用行星機構作為功率分流裝置，行星排系統的優勢在于：它能夠實現發動機轉速與輸出軸轉速之間的解耦。控制系統在任何車速時，都可以控制發動機的轉速和扭矩，從而實現發動機高效區工作。但由于發動機的機械和燃燒特性，其自身計算出的當前扭矩值往往存在誤差，導致行星排系統發動機工作點不能得到精確控制，無法最大限度的發揮該系統的優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙模式行星混聯系統，以解決行星排系統發動機工作點不能得到精確控制的問題。

同時，本發明的目的還在于提供上述雙模式行星混聯系統的控制系統。

為了解決上述問題，本發明的雙模式行星混聯系統采用以下技術方案：雙模式行星混聯系統，包括發動機、發電機、行星排機構、驅動電機、動力電源、整車控制器和雙電機及電附件的集成控制器，所述發動機的輸出軸與行星排系統之間串接有扭矩傳感器，扭矩傳感器與整車控制器連接，根據行星排機構的構型得到發動機扭矩Te與輸出軸扭矩Tout關系、發動機轉速Ne與輸出軸轉速Nout的關系，整車控制器根據車輛匹配信息計算整車在不同車速V和油門開度AccPed_Norm下的需求功率，協調發動機和兩個電機的工作，可得到發動機需求功率Power_e；當發動機需要參與驅動時，根據當前發動機需求功率Power_e查表發動機萬有特性曲線MAP_e，找到油耗oil_eff最低的發動機轉速點作為發動機目標控制轉速Eng_DemadSpd；然后根據目標控制轉速Eng_DemadSpd和發動機需求功率Power_e查表發動機萬有特性曲線MAP_e，得到發動機目標控制扭矩Eng_DemadTrq；發動機實際輸出的精確扭矩Eng_Trq通過扭矩傳感器反饋得到，對發動機扭矩控制實現閉環PI修正：(1)實際扭矩小于目標扭矩時，加大發動機扭矩輸出；(2)實際扭矩大于目標扭矩時，發動機停止?目標指令輸出，發電機負載反拖。

所述發動機的輸出軸與行星排機構之間還設置有扭轉減振器。

所述行星排機構包括前行星排和后行星排，前行星排包括PG1太陽輪、PG1齒圈和PG1行星架，后行星排包括PG2齒圈、PG2行星架、PG2太陽輪，所述PG1齒圈和PG2行星架連接，PG2齒圈為固定齒圈。

發動機到行星排機構的輸出軸的關系為：發動機扭矩Te與行星排機構的輸出軸扭矩Tout關系為：??????????????????????????????????????????????????轉速Ne關系與輸出軸轉速Nout為：????(其中：1.k1為PG1齒圈半徑與PG1太陽輪半徑的比值；2.Te為發動機輸出的扭矩值；3.Nm1為MG1電機輸出的轉速值)。

雙模式行星混聯系統的控制系統采用以下技術方案：雙模式行星混聯控制系統，包括整車控制器，還包括與整車控制器連接的扭矩傳感器，扭矩傳感器用于串接在雙模式行星混聯系統的發動機的輸出軸與行星排機構的輸出軸之間，根據行星排機構的構型得到發動機扭矩Te與輸出軸扭矩Tout關系、發動機轉速Ne與輸出軸轉速Nout的關系，整車控制器根據車輛匹配信息計算整車在不同車速V和油門開度AccPed_Norm下的需求功率，協調發動機和兩個電機的工作，可得到發動機需求功率Power_e；當發動機需要參與驅動時，根據當前發動機需求功率Power_e查表發動機萬有特性曲線MAP_e，找到油耗oil_eff最低的發動機轉速點作為發動機目標控制轉速Eng_DemadSpd；然后根據目標控制轉速Eng_DemadSpd和發動機需求功率Power_e查表發動機萬有特性曲線MAP_e，得到發動機目標控制扭矩Eng_DemadTrq；發動機實際輸出的精確扭矩Eng_Trq通過扭矩傳感器反饋得到，對發動機扭矩控制實現閉環PI修正：(1)實際扭矩小于目標扭矩時，加大發動機扭矩輸出；(2)實際扭矩大于目標扭矩時，發動機停止目標指令輸出，發電機負載反拖。