專利名稱：并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣泛適用于變工況變負(fù)荷動力裝置的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其屬于交通運(yùn)輸?shù)膭恿ρb置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，在混合動力系統(tǒng)中，動力的傳送有三種方式，即串聯(lián)方式、并聯(lián)方式和混聯(lián)方式。串聯(lián)方式是用發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過發(fā)出的電力來驅(qū)動電動機(jī)，由電動機(jī)來驅(qū)動車輪，采用這種方式，可使輸出功率較小的發(fā)動機(jī)在有效的范圍內(nèi)較穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，車輛還可以一邊有效地進(jìn)行蓄電池充電，一邊行駛。而并聯(lián)方式是以發(fā)動機(jī)和電動機(jī)驅(qū)動車輪，這種方式能夠根據(jù)行駛狀況而分別或同時使用兩種動力。豐田混合動力系統(tǒng)將并聯(lián)方式和串聯(lián)方式組合在一起較好地發(fā)揮了二者的各自長處。該混合動力系統(tǒng)專設(shè)了一個游星齒輪，相對來說，混聯(lián)方式混合動力系統(tǒng)的控制較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了使汽車混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，使用更加方便，本發(fā)明提供一種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，該混合動力系統(tǒng)應(yīng)采用發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置，靠ECU控制單元實(shí)現(xiàn)綜合控制。發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置采用至少有二臺發(fā)動機(jī)組成的發(fā)動機(jī)；電力驅(qū)動裝置中的電機(jī)應(yīng)既可作電動機(jī)使用，也可作發(fā)電機(jī)使用。由ECU控制單元對整個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，使車輛同時具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，它主要包括發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置。發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置由發(fā)動機(jī)經(jīng)離合器、變速器、差速器、半軸和車輪依次連接在一起；電力驅(qū)動裝置主要由電機(jī)、蓄電池和電能轉(zhuǎn)換控制器電氣連接在一起。它還包括一個ECU控制單元。上述的電機(jī)采用復(fù)式激磁直流電機(jī)，復(fù)式激磁直流電機(jī)經(jīng)差速器、半軸和車輪依次連接在一起；上述的發(fā)動機(jī)至少有二臺發(fā)動機(jī)靠離合器連接在一起，高壓油泵、水泵和機(jī)油泵安裝在帶有輸出軸的發(fā)動機(jī)上，高壓油泵經(jīng)高壓油管與各缸的噴油器連接，水泵有供水管連接各臺發(fā)動機(jī)，機(jī)油泵也有供油管連接各臺發(fā)動機(jī)，各臺發(fā)動機(jī)的油底殼由連接管連通。ECU控制單元與發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、電能轉(zhuǎn)換控制器和離合器采用電氣連接。上述的發(fā)動機(jī)一種方法是采用至少有二臺發(fā)動機(jī)使用離合器單軸線串聯(lián)連接，或者將一臺發(fā)動機(jī)至少分成兩個缸組，在缸組之間的曲軸上用離合器串聯(lián)在一起；也可以采用至少有二臺發(fā)動機(jī)使用離合器雙軸線并聯(lián)連接，或者將一臺發(fā)動機(jī)至少分成兩個缸組，在缸組之間的曲軸上用離合器串聯(lián)在一起。
上述技術(shù)方案的指導(dǎo)思想是這種并聯(lián)式混合動力裝置可以采用數(shù)臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行組合，或者將一臺發(fā)動機(jī)至少分成兩個缸組，在外界負(fù)載變化時，可以使某發(fā)動機(jī)接合或分離，讓發(fā)動機(jī)輸出的負(fù)荷與外界負(fù)載相適應(yīng)，這就可以保證正在工作的發(fā)動機(jī)總是處于良好的性能狀態(tài)。由于電機(jī)采用復(fù)式激磁直流電機(jī)，只要由ECU控制單元改變激磁方式，復(fù)式激磁直流電機(jī)既可當(dāng)發(fā)電機(jī)使用，也可當(dāng)電動機(jī)使用。因此該混合動力系統(tǒng)具有更加寬廣的高效率范圍，能夠完全滿足從高速公路到城市道路，從滿載到空載等不同工況的使用需要。
本發(fā)明的有益效果是這種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要包括發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置。由于發(fā)動機(jī)至少有二臺發(fā)動機(jī)組成；采用的電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)使用，也可作電動機(jī)使用。該混合動力系統(tǒng)根據(jù)駕駛狀況進(jìn)行優(yōu)化控制，一方面把發(fā)動機(jī)控制在高效率區(qū)運(yùn)行，另一方面通過再生制動改善燃料經(jīng)濟(jì)性，能最大限度地提高混合動力系統(tǒng)的效率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是二臺發(fā)動機(jī)串聯(lián)連接的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)原理圖。
圖2是二臺發(fā)動機(jī)并聯(lián)連接的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)原理圖。
圖3是4缸機(jī)與2缸機(jī)單軸線串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是3缸機(jī)與3缸機(jī)雙軸線并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、腳踏板，2、ECU控制單元，3、轉(zhuǎn)速傳感器，4、蓄電池，5、14、半軸，5a、14a、差速器，6、電能轉(zhuǎn)換控制器，7、車速傳感器，8、復(fù)式激磁直流電機(jī)，9、二缸發(fā)動機(jī)，10、12、離合器，11、四缸發(fā)動機(jī)，13、變速器，15、三缸發(fā)動機(jī)，16、17、車輪，18a、主動齒輪，18b、中間齒輪，18c、從動齒輪，19、高壓油泵，20、高壓油管，21、噴油器，22、機(jī)油泵，23、水泵，24、連接管。
具體實(shí)施例方式
在圖1、2所示的實(shí)施例中，并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要包括發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置。發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置都由發(fā)動機(jī)經(jīng)離合器12、變速器13、差速器14a、半軸14和車輪16依次連接在一起。電力驅(qū)動裝置主要由復(fù)式激磁直流電機(jī)8、蓄電池4和電能轉(zhuǎn)換控制器6電氣連接在一起。復(fù)式激磁直流電機(jī)8經(jīng)差速器5a、半軸5和車輪17依次連接在一起。在發(fā)動機(jī)的輸出端裝有轉(zhuǎn)速傳感器3，在復(fù)式激磁直流電機(jī)8的軸端裝有車速傳感器7。ECU控制單元2與發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器3、車速傳感器7、電能轉(zhuǎn)換控制器6和離合器10、12采用電氣連接。在圖1中，發(fā)動機(jī)由一臺四缸發(fā)動機(jī)11經(jīng)離合器10與一臺二缸發(fā)動機(jī)9單軸線串聯(lián)連接。在圖2中，發(fā)動機(jī)由二臺三缸發(fā)動機(jī)15經(jīng)齒輪傳動裝置和離合器10雙軸線并聯(lián)連接。
圖3屬于二臺發(fā)動機(jī)的單軸線串聯(lián)結(jié)構(gòu)。一臺四缸發(fā)動機(jī)11與一臺二缸發(fā)動機(jī)9經(jīng)液壓驅(qū)動的離合器10實(shí)現(xiàn)接合或分離。高壓油泵19、水泵23和機(jī)油泵22安裝在帶有輸出軸的發(fā)動機(jī)上，高壓油泵19經(jīng)高壓油管20與各缸的噴油器21連接，水泵23有供水管連接二臺發(fā)動機(jī)，機(jī)油泵22也有供油管連接二臺發(fā)動機(jī)，二臺發(fā)動機(jī)的油底殼由連接管24連通。這樣可保證各臺發(fā)動機(jī)的滑油和冷卻水都處于同樣的熱狀態(tài)。該發(fā)動機(jī)工作時由微電腦控制器檢測外界的負(fù)載，實(shí)時控制離合器10的接合或分離，同時自動控制被接合或分離的發(fā)動機(jī)是否供油，并自動調(diào)節(jié)供油正時。以保證發(fā)動機(jī)始終在良好的性能區(qū)工作，使發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最佳匹配。該實(shí)施例也可采用一臺六缸機(jī)分成四缸和二缸共二個缸組，在缸組之間的曲軸上設(shè)有離合器。
圖4屬于二臺發(fā)動機(jī)的雙軸線并聯(lián)結(jié)構(gòu)。二臺三缸發(fā)動機(jī)15經(jīng)液壓驅(qū)動的離合器10實(shí)現(xiàn)接合或分離。高壓油泵19、水泵23和機(jī)油泵22安裝在帶有輸出軸的發(fā)動機(jī)上，高壓油泵19經(jīng)高壓油管20與各缸的噴油器21連接，水泵23有供水管連接二臺發(fā)動機(jī)，機(jī)油泵22也有供油管連接二臺發(fā)動機(jī)，二臺發(fā)動機(jī)的油底殼由連接管24連通。這樣可保證各臺發(fā)動機(jī)的滑油和冷卻水都處于同樣的熱狀態(tài)。雙軸線并列結(jié)構(gòu)還要增設(shè)一組傳動齒輪，一般應(yīng)由主動齒輪18a、中間齒輪18b和從動齒輪18c組成。以便于在離合器10接合時向輸出發(fā)動機(jī)傳遞扭矩。
并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)主要靠駕駛員操縱腳踏板1來發(fā)出指令一、車輛起動和低負(fù)荷運(yùn)行時，在ECU控制單元2的控制下，切斷發(fā)動機(jī)的燃料供給，蓄電池4供電，復(fù)式激磁直流電機(jī)8作為電動機(jī)驅(qū)動車輪行駛。
二、車輛正常運(yùn)行時，在ECU控制單元2的控制下1、中等負(fù)荷時，一臺發(fā)動機(jī)工作；2、大負(fù)荷時，二臺發(fā)動機(jī)工作；3、特大負(fù)荷時，二臺發(fā)動機(jī)和復(fù)式激磁直流電機(jī)8都參加工作。
三、車輛減速和制動時，在ECU控制單元2的控制下，車輪17驅(qū)動復(fù)式激磁直流電機(jī)8進(jìn)行再生發(fā)電，所回收的制動能量轉(zhuǎn)變成電能被儲存在蓄電池4中。
四、蓄電池充電，在ECU控制單元2的控制下，在車輛運(yùn)行過程中，只要蓄電池4的電量不足，就會進(jìn)行自動充電。
五、車輛減速或停止運(yùn)行時，在ECU控制單元2的控制下，就會使發(fā)動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，它主要包括發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置，發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置由發(fā)動機(jī)經(jīng)離合器(12)、變速器(13)、差速器(14a)、半軸(14)和車輪(16)依次連接在一起，電力驅(qū)動裝置主要由電機(jī)、蓄電池(4)和電能轉(zhuǎn)換控制器(6)電氣連接在一起，其特征在于它還包括一個ECU控制單元(2)，上述的電機(jī)采用復(fù)式激磁直流電機(jī)(8)，復(fù)式激磁直流電機(jī)(8)經(jīng)差速器(5a)、半軸(5)和車輪(17)依次連接在一起，上述的發(fā)動機(jī)至少有二臺發(fā)動機(jī)靠離合器(10)連接在一起，高壓油泵(19)、水泵(23)和機(jī)油泵(22)安裝在帶有輸出軸的發(fā)動機(jī)上，高壓油泵(19)經(jīng)高壓油管(20)與各缸的噴油器(21)連接，水泵(23)有供水管連接各臺發(fā)動機(jī)，機(jī)油泵(22)也有供油管連接各臺發(fā)動機(jī)，各臺發(fā)動機(jī)的油底殼由連接管(24)連通，ECU控制單元(2)與發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器(3)、車速傳感器(7)、電能轉(zhuǎn)換控制器(6)和離合器(10)(12)采用電氣連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于上述的發(fā)動機(jī)采用至少有二臺發(fā)動機(jī)使用離合器(10)單軸線串聯(lián)連接，或者將一臺發(fā)動機(jī)至少分成兩個缸組，在缸組之間的曲軸上用離合器串聯(lián)在一起。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其特征在于上述的發(fā)動機(jī)采用至少有二臺發(fā)動機(jī)使用離合器(10)多軸線并聯(lián)連接，或者將一臺發(fā)動機(jī)至少分成兩個缸組，在缸組之間的曲軸上用離合器串聯(lián)在一起。
全文摘要
一種廣泛適用于變工況變負(fù)荷動力裝置的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，其屬于交通運(yùn)輸?shù)膭恿ρb置領(lǐng)域。這種并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要包括發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置。由于發(fā)動機(jī)驅(qū)動裝置至少有二臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行組合，可以使發(fā)動機(jī)接合或分離，讓發(fā)動機(jī)輸出的負(fù)荷與外界負(fù)載相適應(yīng)。電力驅(qū)動裝置采用復(fù)式激磁直流電機(jī)，只要由ECU控制單元改變激磁方式，復(fù)式激磁直流電機(jī)既可當(dāng)發(fā)電機(jī)使用，也可當(dāng)電動機(jī)使用。該混合動力系統(tǒng)根據(jù)駕駛狀況由ECU控制單元進(jìn)行優(yōu)化控制，一方面把發(fā)動機(jī)控制在高效率區(qū)運(yùn)行，另一方面通過再生制動改善燃料經(jīng)濟(jì)性。能進(jìn)一步提高混合動力系統(tǒng)的效率。
文檔編號B60K6/00GK1663830SQ20051004601
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者隆武強(qiáng), 范立云, 馮立巖, 蘇新, 宋鵬 申請人:大連理工大學(xué)