本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种用于混合动力机动车的并联动力系统及其控制方法。
背景技术：
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
如图1所示，现有混合动力汽车并联系统由发动机10、离合器11、驱动电机12、变速箱13、传动轴14和动力电池等部件组成，当高压系统故障时，电机不能正常工作，由发动机作为唯一动力源驱动整车，此时称为发动机模式，换挡时由发动机进行调速，调速完成后进行挂挡。
发动机的工作特性是只能维持在怠速以上(例如600rpm及其以上)，当发动机转速降到怠速附近，整车强制离合器分离，否则发动机会出现熄火现象，此时发动机不能参与调速，由于电机不能正常工作，也不能进行调速，如果电机此时有转速，则会出现挂挡失败，只能等到电机的转速自然回落至零才能实现挂挡，这个过程动力间断时间长，尤其在车辆在坡上换挡时，存在有安全隐患。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统，目的是至少解决上述现有并联动力系统在换挡过程中故障率高的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统，并联动力系统包括发动机、离合器、电机、变速箱和锁止机构，发动机与电机的输入轴通过离合器连接，电机的输出轴通过锁止机构与变速箱选择性连接。
本发明的用于混合动力机动车的并联动力系统能够在电机出现故障，且发动机与电机分离的状况下，通过锁止机构将电机的转速迅速降至目标输出转速，从而为变速箱挂挡提供条件，并降低变速箱的挂挡时间。
进一步地，锁止机构包括旋转结构、固定结构和锁紧弹簧，旋转结构设置于变速箱的输入轴上，固定结构固定设置于电机的输出轴上，锁紧弹簧设置于固定结构上，固定结构通过锁止弹簧选择性地与旋转结构连接。
进一步地，固定结构为套设于输出轴上的连接筒，旋转结构为设置于输入轴上并套设于连接筒外的转动盘，锁止弹簧设置于连接筒的外壁并位于转动盘与连接筒之间的间隙处。
进一步地，并联动力系统还包括与锁止弹簧连接的电磁控制阀，电磁控制阀与并联动力系统的控制器。
本发明的第二方面还提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法是根据本发明第一方面的用于混合动力机动车的并联动力系统来实施的，用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法包括步骤：根据混合动力机动车处于摘挡调速状态，获取摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱的当前输出转速；根据摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱的当前输出转速计算发动机的目标输出转速；根据目标输出转速不大于发动机的怠速值，控制发动机与并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将电机的转速降至目标输出转速。
进一步地，根据目标输出转速不大于发动机的怠速值，控制发动机与并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将电机的转速降至目标输出转速包括步骤：根据并联动力系统处于高压故障状态且电机无法进行自主调速，控制锁止机构将电机的转速降至目标输出转速。
进一步地，根据混合动力机动车处于摘挡调速状态，获取摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱的当前输出转速前包括步骤：控制并联动力系统执行清扭操作；根据清扭操作完成，控制并联动力系统进入摘挡调速状态。
进一步地，根据目标输出转速不大于发动机的怠速值，控制发动机与并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将电机的转速降至目标输出转速后包括：根据电机的转速降至目标输出转速后，控制并联动力系统执行挂挡操作。
进一步地，根据电机的转速降至目标输出转速后，控制并联动力系统执行挂挡操作后还包括：根据挂挡操作失败，控制并联动力系统返回至清扭操作。
进一步地，根据目标输出转速不大于发动机的怠速值，控制发动机与并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将电机的转速降至目标输出转速后具体包括：获取车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的当前输出转速；根据车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的输出转速，控制锁止机构对电机进行降速处理。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为现有混合动力汽车中并联动力系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的混合动力汽车中并联动力系统的结构示意图；
图3为图2所示并联动力系统中锁止结构的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的用于混合动力机动车的换挡控制方法流程示意图；
其中，10、发动机；11、离合器；12、电机；121、输出轴；13、变速箱；131、输入轴；132、法兰；14、传动轴；15、锁止机构；151、连接筒；152、转动盘；153、安装部；154、锁紧弹簧；155、连接螺栓。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“外”、“之间”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。
如图2所示，根据本发明的实施例，本发明的第一方面提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统，并联动力系统包括发动机10、离合器11、电机12、变速箱13和锁止机构15，发动机10与电机12的输入轴通过离合器11连接，电机12的输出轴通过锁止机构15与变速箱13选择性连接。
本发明的用于混合动力机动车的并联动力系统能够在发动机10模式时发动机10的目标转速在怠速以下时，通过锁止机构15将电机12的转速迅速降至预设转速，通过电机12达到挂挡的目的，以此降低并联动力系统在换挡过程中的故障率。
继续参阅图2以及参阅图3，根据本发明的一个实施例，锁止机构15包括旋转结构、固定结构和锁紧弹簧154，旋转结构设置于变速箱13的输入轴131上，固定结构固定设置于电机12的输出轴上，锁紧弹簧154设置于固定结构上，固定结构通过锁止弹簧选择性地与旋转结构连接。
具体地，固定结构为套设于输出轴121上的连接筒151，旋转结构为设置于输入轴131上并套设于连接筒151外的转动盘152，锁止弹簧设置于连接筒151外壁上的安装部并位于转动盘152与连接筒151之间的间隙处，并联动力系统还包括与锁止弹簧连接的电磁控制阀，电磁控制阀与并联动力系统的控制器。
锁止机构15的工作原理如下：锁止机构15通过连接筒151与电机12本体端面固定连接，从而使连接筒151能够维持在静止状态，锁止机构15通过转动盘152与变速箱13的输入轴131前端的法法兰132通过连接螺栓155连接，以此达到转动盘152与输入轴131的动力传递一致性，动力传递时，电机12的输出轴121转动并带动变速箱13的输入轴131以及锁止机构15中的转动盘152转动，需要锁止电机12的输出轴121时，控制器控制电磁控制阀断电，锁止机构15里锁止弹簧张紧，使锁止机构15中的连接筒151与锁止机构15中的转动盘152紧密贴合，连接筒151利用摩擦作用固定锁止机构15中的转动盘152，以此达到固定电机12的输出轴121的目的。当混合动力机动车处于发动机10模式进行换挡时，且发动机10的目标转速在发动机10怠速以下时，通过锁止机构15使电机12的转速降至预设转速。
继续参阅图2以及参阅图4，本发明的第二方面还提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法是根据本发明第一方面的用于混合动力机动车的并联动力系统来实施的，用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法包括步骤：s10，根据混合动力机动车处于摘挡调速状态，获取摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱13的当前输出转速；s12，根据摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱13的当前输出转速计算发动机10的目标输出转速；s14，根据目标输出转速不大于发动机10的怠速值，控制发动机10与并联动力系统中的电机12分离，并控制锁止机构15将电机12的转速降至目标输出转速。
步骤s14具体包括：根据并联动力系统处于高压故障状态且电机12无法进行自主调速，控制锁止机构15将电机12的转速降至目标输出转速。获取车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的当前输出转速；根据车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的输出转速，控制锁止机构15对电机12进行降速处理。进一步地，步骤s10前包括：控制并联动力系统执行清扭操作；根据清扭操作完成，控制并联动力系统进入摘挡调速状态。
步骤s14前包括：根据电机12的转速降至目标输出转速后，控制并联动力系统执行挂挡操作。根据挂挡操作失败，控制并联动力系统返回至清扭操作。根据挂挡操作成功，控制锁止机构15与电机12分离。
需要说明的是，本发明的实施例是在并联动力系统出现高压系统故障导致电机12无法进行自主调速的状态下进行的，下面通过两个具体实施例来阐释本发明的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法：
具体实施例一：换挡开始，并联动力系统在清扭操作完成后进入摘挡调速状态，否则继续清扭操作；摘挡完成进入调速状态，若发动机10的目标输出转速大于发动机10的怠速值，则发动机10对电机12和变速箱13的输入转速进行调至目标输出转速后，变速箱13进行挂挡操作，若发动机10对电机12和变速箱13的调速不成功，则并联动力系统退回至摘挡状态，然后再次进入调速状态，直至发动机10对将电机12和变速箱13的输入转速进行调至目标输出转速，在此过程中锁止机构15不动作。
具体实施例二：换挡开始，并联动力系统在清扭操作完成后进入摘挡调速状态，否则继续清扭操作；摘挡完成进入调速状态、若发动机10的目标输出转速不大于发动机10的怠速值，并联动力系统中的控制器控制发动机10与并联动力系统中的电机12分离，并控制锁止机构15将电机12的转速降至目标输出转速，当电机12的转速小于等于目标输出转速，锁止机构15恢复初始状态，并联动力系统直接执行挂档操作，若挂档操作不成功，则并联动力系统退回至清扭操作，然后继续执行摘挡、调速和挂挡操作，直至换挡成功。
进一步地，本发明的实施例还提出了整车控制器通过监控车速、油门、电机转速、坡度传感器、变速箱13的传动轴14的转速作为输入信号，来控制锁止机构15执行机构实现清掉电机12的转速，同时在不同的控制阶段发送摘挡、挂档指令。
需要说明的是，上述实施例只是对用于混合动力机动车的并联动力系统中与本发明有关的技术特征进行了阐述，并不代表用于混合动力机动车的并联动力系统只是具有上述技术特征，用于混合动力机动车的并联动力系统中与本发明无关的技术特征在此不进行赘述。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
技术特征：
1.一种用于混合动力机动车的并联动力系统，其特征在于，所述并联动力系统包括发动机、离合器、电机、变速箱和锁止机构，所述发动机与所述电机的输入轴通过离合器连接，所述电机的输出轴通过所述锁止机构与所述变速箱选择性连接。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力机动车的并联动力系统，其特征在于，所述锁止机构包括旋转结构、固定结构和锁紧弹簧，所述旋转结构设置于所述变速箱的输入轴上，所述固定结构固定设置于所述电机的输出轴上，所述锁紧弹簧设置于所述固定结构上，所述固定结构通过所述锁止弹簧选择性地与所述旋转结构连接。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力机动车的并联动力系统，其特征在于，所述固定结构为套设于所述输出轴上的连接筒，所述旋转结构为设置于所述输入轴上并套设于所述连接筒外的转动盘，所述锁止弹簧设置于所述连接筒的外壁并位于所述转动盘与所述连接筒之间的间隙处。
4.根据权利要求1所述的用于混合动力机动车的并联动力系统，其特征在于，所述并联动力系统还包括与所述锁止弹簧连接的电磁控制阀，所述电磁控制阀与所述并联动力系统的控制器。
5.一种用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法是根据权利要求1至4中任一项所述的用于混合动力机动车的并联动力系统来实施的，所述用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法包括步骤：
根据所述混合动力机动车处于摘挡调速状态，获取所述摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱的当前输出转速；
根据所述摘挡调速状态的目标挡位以及所述变速箱的当前输出转速计算发动机的目标输出转速；
根据所述目标输出转速不大于所述发动机的怠速值，控制所述发动机与所述并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将所述电机的转速降至所述目标输出转速。
6.根据权利要求5所述的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述根据所述目标输出转速不大于所述发动机的怠速值，控制所述发动机与所述并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将所述电机的转速降至所述目标输出转速包括步骤：
根据所述并联动力系统处于高压故障状态且所述电机无法进行自主调速，控制锁止机构将所述电机的转速降至所述目标输出转速。
7.根据权利要求5所述的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述根据所述混合动力机动车处于摘挡调速状态，获取所述摘挡调速状态的目标挡位以及变速箱的当前输出转速前包括步骤：
控制所述并联动力系统执行清扭操作；
根据所述清扭操作完成，控制所述并联动力系统进入所述摘挡调速状态。
8.根据权利要求6所述的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述根据所述目标输出转速不大于所述发动机的怠速值，控制所述发动机与所述并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将所述电机的转速降至所述目标输出转速后包括：
根据所述电机的转速降至所述目标输出转速后，控制所述并联动力系统执行挂挡操作。
9.根据权利要求8所述的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述根据所述电机的转速降至所述目标输出转速后，控制所述并联动力系统执行挂挡操作后还包括：
根据所述挂挡操作失败，控制所述并联动力系统返回至清扭操作。
10.根据权利要求5所述的用于混合动力机动车的并联动力系统控制方法，其特征在于，所述根据所述目标输出转速不大于所述发动机的怠速值，控制所述发动机与所述并联动力系统中的电机分离，并控制锁止机构将所述电机的转速降至所述目标输出转速后具体包括：
获取车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的当前输出转速；
根据车速信号、油门信号、电机转速信号、坡度传感器信号和变速箱的输出转速，控制所述锁止机构对所述电机进行降速处理。
技术总结
本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种用于混合动力机动车的并联动力系统及其控制方法。本发明旨在解决现有并联动力系统在换挡过程中故障率高的技术问题。为此目的，本发明提供了一种用于混合动力机动车的并联动力系统，包括发动机、离合器、电机、变速箱和锁止机构，发动机与电机的输入轴通过离合器连接，电机的输出轴通过锁止机构与变速箱选择性连接。本发明的用于混合动力机动车的并联动力系统能够在电机出现故障，且发动机与电机分离的状况下，通过锁止机构将电机的转速迅速降至目标输出转速，从而为变速箱挂挡提供条件，并降低变速箱的挂挡时间。
技术研发人员：郭庆光;吴学强;张超;袁文文;乔运乾;韩福强;张强
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：.09.27
技术公布日：.02.07
