混合动力车辆的动力总成及其控制方法、控制装置与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种混合动力车辆的动力总成及其控制方法、控制装置。

背景技术：

混合动力车辆将内燃机、电机和电池组合在一起，可发挥内燃机车辆和电动车辆的优点，是减少石油消耗和二氧化碳排放的有效技术途径之一。

如图1所示，现有一种混合动力车辆的动力总成包括沿动力传输路径依次连接的内燃机1、第一离合器2、电机3、第二离合器4以及变速器5，该动力总成存在下述几种模式：

1)纯内燃机驱动模式：在该模式下，第一离合器2和第二离合器4均处于接合状态，内燃机1作为唯一的动力源，其输出的动力传递至变速器5，变速器5将动力输出，以使车辆行驶。

2)纯电动驱动模式：在该模式下，第二离合器4处于接合状态，电机3作为唯一的动力源，其输出的动力传递至变速器5，变速器5将动力输出，以使车辆行驶。

3)混合动力驱动模式：在该模式下，第一离合器2和第二离合器4均处于接合状态，内燃机1和电机3共同作为动力源，两者输出的动力传递至变速器5，以使车辆行驶。

由上述分析可知，在纯电动驱动模式下，电机3输出的动力会先传递给变速器5，再由变速器5输出。由于动力在变速器5的传输过程中会有损失，故会造成动力总成的能量利用率不高。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是：现有混合动力车辆的动力总成在纯电动驱动 模式下的能量利用率不高。

为解决上述问题，本发明提供了一种混合动力车辆的动力总成，包括：输出轴，作为所述动力总成的输出端提供车辆行驶所需动力；与所述输出轴连接的第一动力系统，用于沿第一动力传递路径输出扭矩至所述输出轴，并包括沿所述第一动力传递路径依次连接的第一电机、第一耦合单元；与所述输出轴连接的第二动力系统，用于沿第二动力传递路径输出扭矩至所述输出轴，并包括沿所述第二动力传递路径依次连接的变速器、第二耦合单元，所述变速器的输入端用于与内燃机的输出端连接；所述第一耦合单元能在接合、分离状态之间切换：所述第一耦合单元处于接合状态下，所述第一电机与输出轴之间的扭矩传输建立；所述第一耦合单元处于分离状态下，所述第一电机与输出轴之间的扭矩传输中断；所述第二耦合单元能在接合、分离状态之间切换：所述第二耦合单元处于接合状态下，所述变速器与输出轴之间的扭矩传输建立；所述第二耦合单元处于分离状态下，所述变速器与输出轴之间的扭矩传输中断。

可选地，所述第二动力系统还包括：第二电机，在所述第二动力传递路径上位于内燃机和变速器之间，所述第二电机的输入端用于与内燃机的输出端连接，所述第二电机的输出端与所述变速器的输入端连接。

可选地，所述第二动力系统还包括：第三耦合单元，在所述第二动力传递路径上连接在第二电机和变速器之间；所述第三耦合单元处于接合状态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输建立；所述第三耦合单元处于分离状态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输中断。

可选地，所述第一动力系统还包括：传动机构，在所述第一动力传递路径上连接在第一耦合单元和输出轴之间；所述第一耦合单元处于接合状态下，所述第一电机输出的扭矩依次传递至所述传动机构、输出轴。

可选地，所述传动机构包括：与所述第一耦合单元的输出端连接的第一齿轮；固定套设在所述输出轴上的第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；所述第一耦合单元处于接合状态下，所述第一电机输出的扭矩依次传递至所述第一齿轮、第二齿轮、输出轴。

可选地，所述第二耦合单元包括：可旋转地套设在所述变速器的输出端的第三齿轮；固定套设在所述输出轴上的第四齿轮，所述第四齿轮与第三齿轮啮合；套设在所述变速器的输出端的同步器，所述同步器位于第三齿轮的轴向一侧；所述第二耦合单元处于接合状态下，所述同步器与所述 第三齿轮接合以使所述变速器与第三齿轮之间的扭矩传输建立；所述第二耦合单元处于分离状态下，所述同步器与所述第三齿轮分离以使所述变速器与第三齿轮之间的扭矩传输中断。

可选地，所述第二动力系统还包括：内燃机，与所述变速器的输入端连接。

另外，本发明还提供了一种上述动力总成的控制方法，包括：采集当前档位信号、当前SOC信号、当前油门踏板位置信号、所述第一电机的当前转速信号；根据所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩；在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，控制：所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，仅由所述内燃机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态；在所述当前SOC信号足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机的最大输出扭矩、根据所述第一电机的当前转速信号以及所述第一电机的特性曲线得出的第一电机的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，控制：所述动力总成进入第一纯电动驱动模式，仅由所述第一电机作为动力源，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，还包括：在所述当前SOC信号足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，控制：所述动力总成进入电动倒车模式，仅由反转的所述第一电机作为动力源，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，还包括：采集当前刹车踏板位置信号；在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零时，输出第四控制信号，控制：所述动力总成进入溜车能量回收模式，所述第一电机在发电机模式下工作，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，所述第二动力系统还包括：第二电机，在所述第二动力传递路径上位于内燃机和变速器之间，所述第二电机的输入端用于与内燃机的输出端连接，所述第二电机的输出端与所述变速器的输入端连接；所述控制方法还包括：采集所述内燃机的当前转速信号和当前扭矩信号；在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据所述内燃机的当前转速信号和当前扭矩信号判断出所述内燃机当 前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，控制：所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，仅由所述内燃机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态，所述第二电机在发电机模式下工作。

可选地，还包括：采集所述第二电机的当前转速信号；在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一、二电机的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩，根据所述第一电机的当前转速信号以及第一电机的特性曲线得出的第一电机的当前扭矩能力、与根据所述第二电机的当前转速信号以及第二电机的特性曲线得出的第二电机的当前扭矩能力的总和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第六控制信号，控制：所述动力总成进入第二纯电动驱动模式，仅由所述第一电机和第二电机作为动力源，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，还包括：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩、但足以支持所述第二电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但所述内燃机和第二电机的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第七控制信号，控制：所述动力总成进入第一混合动力驱动模式，仅由所述内燃机和第二电机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态。

可选地，还包括：在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机和第二电机的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩，但所述内燃机、第一电机和第二电机的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第八控制信号，控制：所述动力总成进入第二混合动力驱动模式，由所述内燃机、第一电机和第二电机共同作为动力源，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，还包括：采集当前刹车踏板位置信号；在所述油门踏板位置信号为零、所述当前刹车踏板位置信号大于零时，输出第九控制信号，控制：所述动力总成进入制动能量回收模式，所述第一、二电机均在发电机模式下工作，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，所述第二动力系统还包括：第三耦合单元，在所述第二动力传递路径上连接在第二电机和变速器之间；所述第三耦合单元处于接合状 态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输建立；所述第三耦合单元处于分离状态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输中断；所述控制方法还包括：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩、但足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十控制信号，控制：所述动力总成进入第三纯电动驱动模式，仅由所述第一电机作为动力源，所述内燃机工作，所述第二电机在发电机模式下工作，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二、三耦合单元均处于分离状态。

可选地，还包括：在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机和第二电机的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十一控制信号，控制：所述动力总成进入电机启动内燃机模式，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二、三耦合单元处于分离状态，仅由所述第一电机作为动力源，所述第二电机在电动机模式下工作。

可选地，还包括：采集当前车速信号；在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩但足以支持所述第二电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零时，输出第十二控制信号，控制：所述动力总成进入停车启动内燃机模式，所述第二电机在电动机模式下工作，所述第三耦合单元处于分离状态。

另外，本发明还提供了一种用于上述动力总成的控制装置，包括：采集单元，用于采集当前档位信号、当前SOC信号、当前油门踏板位置信号、所述第一电机的当前转速信号；计算单元，用于根据所述采集单元采集的所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩；控制单元，用于：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，以控制所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，在所述第一纯内燃机驱动模式下，仅由所述内燃机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态；在所述当前SOC信号足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机的最大输出扭矩、根据所述第一电机的当前转速信号以及所述第一电机的特性曲线得出的第一电机的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，以控制所述动力总成进入第一纯电动驱动模式，在所述第一纯电动驱 动模式下，仅由所述第一电机作为动力源，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，以控制所述动力总成进入电动倒车模式，在所述动力总成进入电动倒车模式下，仅由反转的所述第一电机作为动力源，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，所述采集单元还用于：采集当前刹车踏板位置信号；所述控制单元还用于：在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零时，输出第四控制信号，以控制所述动力总成进入溜车能量回收模式，在所述溜车能量回收模式下，所述第一电机在发电机模式下工作，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

可选地，所述第二动力系统还包括：第二电机，在所述第二动力传递路径上位于内燃机和变速器之间，所述第二电机的输入端用于与内燃机的输出端连接，所述第二电机的输出端与所述变速器的输入端连接；所述采集单元还用于：采集所述内燃机的当前转速信号和当前扭矩信号；所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据所述采集单元采集的所述内燃机的当前转速信号和当前扭矩信号判断出所述内燃机当前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，以控制所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，在所述第二纯内燃机驱动模式下，仅由所述内燃机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态，所述第二电机在发电机模式下工作。

可选地，所述采集单元还用于采集所述第二电机的当前转速信号；所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一、二电机的最大输出扭矩之和、根据所述第一电机的当前转速信号以及第一电机的特性曲线得出的第一电机的当前扭矩能力与根据所述第二电机的当前转速信号以及第二电机的特性曲线得出的第二电机的当前扭矩能力的总和均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第六控制信号，以控制所述动力总成进入第二纯电动驱动模式，在所述第二纯电动驱动模式下，仅由所述第一电机和第二电机作为动力源，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩、但足以支持所述第二电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但所述内燃机和第二电机的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第七控制信号，以控制所述动力总成进入第一混合动力驱动模式，在所述动力总成进入第一混合动力驱动模式下，仅由所述内燃机和第二电机作为动力源，所述第一耦合单元处于分离状态，所述第二耦合单元处于接合状态。

可选地，所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述内燃机和第二电机的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩，但所述内燃机、第一电机和第二电机的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第八控制信号，以控制所述动力总成进入第二混合动力驱动模式，在所述第二混合动力驱动模式下，由所述内燃机、第一电机和第二电机共同作为动力源，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，所述采集单元还用于：采集当前刹车踏板位置信号；所述控制单元还用于：在所述油门踏板位置信号为零、所述当前刹车踏板位置信号大于零时，输出第十控制信号，以控制所述动力总成进入制动能量回收模式，在所述制动能量回收模式下，所述第一、二电机均在发电机模式下工作，所述第一、二耦合单元均处于接合状态。

可选地，所述第二动力系统还包括：第三耦合单元，在所述第二动力传递路径上连接在第二电机和变速器之间；所述第三耦合单元处于接合状态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输建立；所述第三耦合单元处于分离状态下，所述第二电机与变速器之间的扭矩传输中断；所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩、但足以支持所述第一电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十控制信号，以控制所述动力总成进入第三纯电动驱动模式，在所述第三纯电动驱动模式下，仅由所述第一电机作为动力源，所述内燃机工作，所述第二电机在发电机模式下工作，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二、三耦合单元均处于分离状态。

可选地，所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持所述第一、二电机同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述 第一电机和第二电机的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十一控制信号，以控制所述动力总成进入电机启动内燃机模式，在所述电机启动内燃机模式下，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二、三耦合单元处于分离状态，仅由所述第一电机作为动力源，所述第二电机在电动机模式下工作。

可选地，所述采集单元还用于：采集当前车速信号；所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持所述第一电机输出最大扭矩但足以支持所述第二电机输出最大扭矩，所述当前档位信号为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零时，输出第十二控制信号，以控制所述动力总成进入停车启动内燃机模式，在所述停车启动内燃机模式下，所述第二电机在电动机模式下工作，所述第三耦合单元处于分离状态。

可选地，所述控制单元包括：第一模块，用于控制所述内燃机工作；第二模块，用于控制所述第一电机在电动机模式或发电机模式下工作、第二电机在电动机模式或发电机模式下工作；第三模块，用于控制所述第一耦合单元处于接合或分离状态、所述第二耦合单元处于接合或分离状态、第三耦合单元处于接合或分离状态。

可选地，所述第一模块集成在内燃机ECU中。

可选地，所述第二模块包括两个子模块，其中一个子模块用于控制所述第一电机在电动机模式或发电机模式下工作，并集成在所述第一电机的电机控制器中，另一个子模块用于控制所述第二电机在电动机模式或发电机模式下工作，并集成在所述第二电机的电机控制器中。

可选地，所述第三模块集成在整车控制器中。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在纯内燃机驱动模式下，通过控制第一耦合单元处于分离状态、第二耦合单元处于接合状态，内燃机输出的动力沿第二动力传递路径依次传递至变速器、第二耦合单元、输出轴。在纯电动驱动模式下，通过控制第一耦合单元处于接合状态、第二耦合单元处于分离状态，第一电机输出的动力沿第一传递路径传递至输出轴，而不会传递至第二传递路径上的变速器，因此第一电机输出的动力不会因传递至变速器而有损失，提高了动力总成的能量利用率。

附图说明

图1是现有一种混合动力车辆的动力总成的简化示意图；

图2是本发明的第一实施例中混合动力车辆动力总成的简化示意图；

图3示出了图2所示动力总成在各种模式下各个部件的状态；

图4是本发明的第二实施例中混合动力车辆动力总成的简化示意图；

图5示出了图4所示动力总成在各种模式下各个部件的状态。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

混合动力车辆的动力总成

如图2所示，本实施例的混合动力车辆的动力总成包括输出轴1、第一动力系统2和第二动力系统3，第一动力系统2和第二动力系统3均与输出轴1连接以向输出轴1输出扭矩，使得输出轴1能够作为所述动力总成的输出端提供车辆行驶所需动力。第一动力系统2、第二动力系统3可以独自为车辆行驶提供动力，也可以共同为车辆行驶提供动力。

第一动力系统2用于沿第一动力传递路径A输出扭矩至输出轴1，并包括沿第一动力传递路径A依次连接的第一电机20、第一耦合单元21、传动机构。第一动力系统2的动力由第一电机20产生，并依次传递至第一耦合单元21、所述传动机构、输出轴1。

所述传动机构用于将第一耦合单元21输出的动力传递给输出轴1，在本实施例中，所述传动机构为啮合的第一齿轮22和第二齿轮23，第一齿轮22与第一耦合单元21的输出端连接，第二齿轮23固定套设在输出轴1上。在本实施例的变换例中，第一动力系统2中也可以没有所述传动机构，或者，所述传动机构的构造也可以为其他方式。在实际应用中，应根据车辆前舱的空间大小来确定上述传动机构的构成，或者选择不设置该传动机构。

第一电机20与电池4电连接，并具有电动机、发电机两种模式，在电动机模式下，电池4向第一电机20供电，第一电机20作为第一动力系统2的动力源输出扭矩，以为车辆行驶提供动力。当第一电机20无需为 车辆行驶提供动力时，第一电机20可以在发电机模式下工作，以将动力总成中的动能转换成电能后为电池4充电，实现了对动力总成的能量进行回收，提高了动力总成的能量利用率。

第一耦合单元21能在接合、分离状态之间切换，以实现第一电机20与输出轴1之间扭矩传递的建立或中断：在第一耦合单元21处于接合状态下，第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，使得第一电机20与输出轴1之间的扭矩传递建立；在第一耦合单元21处于分离状态下，第一电机20输出的扭矩无法传递至第一齿轮22，使得第一电机20与输出轴1之间的扭矩传递中断。

在本实施例中，第一耦合单元21为离合器，但需说明的是，在本发明的技术方案中，第一耦合单元21的结构并不应局限于此，只要其能在接合、分离状态之间切换，以实现第一电机20与输出轴1之间扭矩传递的建立或中断即可。

第二动力系统3用于沿第二动力传递路径B输出扭矩至输出轴1，并包括沿第二动力传递路径B依次连接的内燃机30、第二电机31、第三耦合单元32、变速器33、第二耦合单元37。第二动力系统3的动力由内燃机30和/或第二电机31产生，并依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第二耦合单元37、输出轴1。

内燃机30作为第二动力系统3的动力源输出扭矩，以为车辆行驶提供动力。在本实施例中，内燃机30为发动机。

第二电机31与电池4电连接，并具有电动机、发电机两种模式，在电动机模式下，电池4向第二电机31供电，第二电机31作为第二动力系统3的动力源输出扭矩，以为车辆行驶提供动力。当第二电机31无需为车辆行驶提供动力时，第二电机31可以在发电机模式下工作，以将动力总成中的动能转换成电能后为电池4充电，实现了对动力总成的能量进行回收，提高了动力总成的能量利用率。

第三耦合单元32能在接合、分离状态之间切换，以实现内燃机30和/或第二电机31、与变速器33之间扭矩传递的建立或中断：在第三耦合单元32处于接合状态下，内燃机30或第二电机31输出的扭矩传递至变速器33，或者，内燃机30和第二电机31共同输出扭矩至变速器33；在第三耦合单元32处于分离状态下，内燃机30和/或第二电机31输出的扭矩无法传递至变速器33。

在本实施例中，第三耦合单元32为离合器，但需说明的是，在本发明的技术方案中，第三耦合单元32的结构并不应局限于此，只要其能在接合、分离状态之间切换，以实现内燃机30和/或第二电机31、与变速器33之间扭矩传递的建立或中断即可。

在本实施例中，变速器33为无级变速器。在本实施例的变换例中，变速器33也可以为有级变速器，如手动变速器、自动变速器等。在本发明的技术方案中，对变速器33的类型并不做限制。

第二耦合单元37能在接合、分离状态之间切换，以实现变速器33与输出轴1之间扭矩传输的建立或中断。在本实施例中，第二耦合单元37包括：同步器35、啮合的第三齿轮34和第四齿轮36。第三齿轮34可旋转地套设在变速器33的输出端上，第四齿轮36固定套设在输出轴1上，同步器35套设在变速器33的输出端上，并位于第三齿轮34背向变速器33的一侧。在本实施例的变换例中，同步器35也可以位于第三齿轮34面向变速器33的一侧。

当同步器35与第三齿轮34接合时，第二耦合单元37处于接合状态，变速器33的输出端与第三齿轮34一起旋转，变速器33与输出轴1之间的扭矩传递建立；当同步器35与第三齿轮34分离时，第二耦合单元37处于分离状态，变速器33的输出端、第三齿轮34中的一个旋转时，另一个不旋转，变速器33与输出轴1之间的扭矩传递中断。

需说明的是，在本发明的技术方案中，第二耦合单元37的结构并不应局限于所给实施例，只要其能在接合、分离状态之间切换，以实现变速器33与输出轴1之间扭矩传输的建立或中断即可。

当第三耦合单元32处于接合状态、同步器35与第三齿轮34处于接合状态(即第二耦合单元37处于接合状态)下，内燃机30和/或第二电机31输出的扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1；当第三耦合单元32处于分离状态、同步器35与第三齿轮34处于分离状态(即第二耦合单元37处于分离状态)下，内燃机30和/或第二电机31输出的扭矩无法传递至输出轴1。

通过控制上述动力总成中第一电机20、第一耦合单元21、内燃机30、第二电机31、第三耦合单元32、第二耦合单元37的状态，本实施例的动力总成能够在十三种模式之间切换工作，以适应车辆在不同工况下对动力总成提出的要求。这样既能提高动力总成的可用性，也能在充分满足车辆 动力性的同时，使内燃机在高效工作区工作以获得较佳的燃油经济性、以及对动力总成的能量进行回收以提高能量利用率。

关于所述十三种模式将在下方的“混合动力车辆的动力总成的模式”部分中详细介绍。

混合动力车辆的动力总成的模式

结合图2至图3所示，本实施例的动力总成的十三种模式分成下述六大类：

一、纯内燃机驱动模式：

纯内燃机驱动模式下，仅用内燃机30作为驱动车辆行驶的动力源。

当电池4的电量不足，无法利用第一电机20和/或第二电机31作为驱动车辆行驶的动力源时，可以控制动力总成在纯内燃机驱动模式下工作。

纯内燃机驱动模式包括下述两种模式：

1)第一纯内燃机驱动模式

第一纯内燃机驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20、第二电机31均不工作，内燃机30工作。在本发明的技术方案中，第一电机20、第二电机31不工作是指第一电机20、第二电机31既不在电动机模式下工作、也不在发电机模式下工作，内燃机30工作是指内燃机30有输出扭矩。

第一纯内燃机驱动模式下的动力传递路径：内燃机30输出的全部扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，以实现车辆的向前行驶。

2)第二纯内燃机驱动模式

在第二纯内燃机驱动模式下，内燃机30能在高效工作区工作以提高车辆燃油经济性的同时，将多余的动力用来驱动第二电机31发电，以为电池4充电，从而实现在车辆行驶的同时为电池4充电。

第二纯内燃机驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20不工作，第二电机31在发电机模式下工作，内燃机30在高效 工作区工作。

第二纯内燃机驱动模式下的动力传递路径：内燃机30输出的一部分扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，以实现车辆的向前行驶；另外，内燃机30输出的富余扭矩传递至第二电机31，由第二电机31将内燃机30输出的这部分富余动能转换成电能储存至电池4。

二、纯电动驱动模式：

纯电动驱动模式下，仅用第一电机20和/或第二电机31作为驱动车辆行驶的动力源。

当电池4的电量足够，仅靠第一电机20和/或第二电机31足以提供车辆行驶所需动力时，可以控制动力总成在纯电动驱动模式下工作。将第一电机20和/或第二电机31作为动力源时，能够避免内燃机30在非高效工作区工作以提供车辆行驶所需动力所导致的燃油经济性不佳的问题。例如，车辆处于低速、启动、怠速工况时，动力总成适宜在纯电动驱动模式下工作。

纯电动驱动模式包括下述五种模式：

1)第一纯电动驱动模式

第一纯电动驱动模式的适用条件：电池4的电量足够，仅靠第一电机20作为动力源足以提供车辆行驶所需动力。

第一纯电动驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20在电动机模式下工作，第二电机31、内燃机30均不工作。在该模式下，在本发明中，第一电机20在电动机模式下工作是指第一电机20正转以输出使车辆前进的动力。

第一纯电动驱动模式下的动力传递路径：第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，以实现车辆的向前行驶。

2)电动倒车模式

电动倒车模式的适用条件：电池4的电量足够，仅靠第一电机20作为动力源足以提供倒车所需动力。

电动倒车模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合状态，第三 耦合单元32处于分离或接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20在电动机模式下反转，第二电机31、内燃机30均不工作。

电动倒车模式下的动力传递路径：第一电机20输出的反向扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，以实现倒车。这样一来，通过控制作为动力源的第一电机20反转即可实现倒车，因而无需在变速器33中设置倒档机构，简化了变速器33的结构。

在电动倒车模式下，之所以控制第二耦合单元37处于分离状态的原因是：防止第一电机20输出的扭矩因传递至变速器33而被损耗掉，这样一来，第一电机20输出的所有动能都能用来倒车。

3)第二纯电动驱动模式

第二纯电动驱动模式的适用条件：电池4的电量足够，仅靠第一电机20作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力，需靠第一电机20和第二电机31共同作为动力源才足以提供车辆行驶所需动力。

第二纯电动驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20、第二电机31均在电动机模式下工作，内燃机30不工作。

第二纯电动驱动模式下的动力传递路径：第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，与此同时，第二电机31输出的扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，以实现车辆的向前行驶。

4)第三纯电动驱动模式

第三纯电动驱动模式的适用条件：仅靠第一电机20作为动力源足以提供车辆行驶所需动力，但是，电池4的电量不足以支持第一电机20和第二电机31同时工作，需在车辆行驶的同时为电池4充电。

第三纯电动驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20在电动机模式下工作，第二电机31在发电机模式下工作，内燃机30工作。

第三纯电动驱动模式下的动力传递路径：第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，以提供车辆前进行驶所需动力。与此同时，内燃机30输出的扭矩传递至第二 电机31，由第二电机31将内燃机30输出的动能转换成电能，以为电池4充电，从而实现了在车辆向前行驶的同时为电池4充电。

根据上述分析可知，在第三纯电动驱动模式下，虽然内燃机30有工作，但此时内燃机30并非用来驱动车辆行驶，而是驱动第二电机31发电。

在第三纯电动驱动模式下，之所以控制第三耦合单元32处于分离状态的原因是：防止内燃机30输出的扭矩因传递至变速器33而被损耗掉，这样一来，内燃机30输出的所有动能均能被第二电机31转换能电能，提高了能量回收效率。

5)电机启动内燃机模式

电机启动内燃机模式的适用条件：虽然电池4的电量足够，但仅靠第一电机20和第二电机31作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力，需启动内燃机30来提供车辆行驶所需动力。

电机启动内燃机模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20、第二电机31均在电动机模式下工作。

电机启动内燃机模式下的动力传递路径：第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，以提供车辆前进行驶所需动力。与此同时，第二电机31作为启动电动机来启动内燃机30，从而实现了在车辆向前行驶的同时启动内燃机30。

根据上述分析可知，由于第二电机31可以用来启动内燃机30，因而内燃机30中无需设置专门的启动电动机。

在电机启动内燃机模式下，之所以控制第三耦合单元32处于分离状态的原因是：防止第二电机31输出的扭矩因传递至变速器33而被损耗掉，这样一来，第二电机31输出的所有动能均能用来启动内燃机30。

三、混合动力驱动模式：

混合动力驱动模式下，用第一电机20、第二电机31中的至少一个，以及内燃机30作为驱动车辆行驶的动力源。

当仅靠内燃机30作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力，需借助第一电机20、第二电机31中的至少一个作为辅助动力源才能满足车辆行驶所需动力要求时；或者，虽然仅靠内燃机30作为动力源足以提供车辆行驶所需动力，但此时需借助第一电机20、第二电机31中的至少一个来 辅助内燃机30继续在高效工作区工作时，可以控制动力总成在混合动力驱动模式下工作。例如，在车辆处于加速或者大负荷工况时，动力总成适宜在混合动力驱动模式下工作。由于内燃机30在高效工作区工作，故能提高车辆的燃油经济性。

混合动力驱动模式包括下述两种模式：

1)第一混合动力驱动模式

第一混合动力驱动模式的适用条件：电池4的电量足够，仅靠内燃机30作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力，需靠内燃机30与第二电机31配合才能满足车辆行驶所需动力要求。或者，虽然仅靠内燃机30作为动力源足以提供车辆行驶所需动力，但需借助第二电机31来辅助内燃机30继续在高效工作区工作。

第一混合动力驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20不工作，第二电机31在电动机模式下工作，内燃机30工作。

第一混合动力驱动模式下的动力传递路径：内燃机30和第二电机31共同输出的扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，以实现车辆的向前行驶。

2)第二混合动力驱动模式

第二混合动力驱动模式的适用条件：电池4的电量足够，仅靠内燃机30和第二电机31作为动力源不足以提供车辆行驶所需动力，需靠内燃机30、第二电机31和第一电机20配合才能满足车辆行驶所需动力要求。

第二混合动力驱动模式下的控制参数：第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20、第二电机31均在电动机模式下工作，内燃机30工作。

第二混合动力驱动模式下的动力传递路径：一方面，内燃机30和第二电机31输出的扭矩依次传递至第三耦合单元32、变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，另一方面，第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，由内燃机30、第一电机20和第二电机31共同提供动力，以实现车辆的向前行驶。

四、能量回收模式：

能量回收模式下，第一电机20和/或第二电机31在发电机模式下工 作，其将动力总成中的动能转换成电能以为电池4充电，进行能量回收，提高了动力总成的能量利用率。

能量回收模式包括下述两种模式：

1)溜车能量回收模式

溜车能量回收模式的适用条件：车辆处于滑行工况，油门踏板和刹车踏板均被释放，动力总成中的任一动力源均不提供车辆行驶所需动力。

溜车能量回收模式下，车辆会行驶(称之为溜车)，车轮会在传动系的作用下带动输出轴1旋转，旋转地输出轴1可以驱动第一电机20发电，以为电池4充电，实现溜车工况下的能量回收。

溜车能量回收模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20在发电机模式下工作，第二电机31、内燃机30均不工作。

溜车能量回收模式下能量回收的实现方式：旋转的输出轴1将扭矩传递至第二齿轮23、第一齿轮22、第一耦合单元21、第一电机20，由第一电机20将输出轴1输出的动能转换成电能，以为电池4充电。

在溜车能量回收模式下，之所以控制第二耦合单元37处于分离状态的原因是：防止输出轴1输出的扭矩因传递至变速器33而被损耗掉，这样一来，输出轴1输出的所有动能均能被第一电机20转换能电能，提高了能量回收效率。

2)制动能量回收模式

制动能量回收模式的适用条件：车辆处于制动工况。

制动能量回收模式下，车轮会在传动系的作用下带动输出轴1旋转，旋转地输出轴1可以驱动第一电机20和第二电机31发电，以为电池4充电，实现制动工况下的能量回收。

制动能量回收模式下的控制参数：第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20、第二电机31均在发电机模式下工作，内燃机30不工作。

制动能量回收模式下的能量回收实现方式：旋转的输出轴1将一部分扭矩依次传递至第二齿轮23、第一齿轮22、第一耦合单元21、第一电机20，另一部分扭矩依次传递至第四齿轮36、第三齿轮34、变速器33、第三耦合单元32、第二电机31，由第一电机20和第二电机31将输出轴1 输出的动能转换成电能，以为电池4充电。

五、停车启动内燃机模式：

停车启动内燃机模式下，用第二电机31来启动内燃机30。

停车启动内燃机模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合或分离状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态。第一电机20不工作，第二电机31在电动机模式下工作。

停车启动内燃机模式下内燃机的启动实现方式：由第二电机31作为启动电动机来直接启动内燃机30。

六、停车充电模式：

停车充电模式下，利用内燃机30来驱动第二电机31发电，以为电池4充电。

当车辆静止，电池4的电量不足时，可以控制动力总成在停车充电模式下工作。

停车充电模式下的控制参数：第一耦合单元21处于接合或分离状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态，第一电机20不工作，第二电机31在发电机工作模式下工作，内燃机30工作。

停车充电模式下充电实现方式：内燃机30输出的扭矩传递至第二电机31，由第二电机31将内燃机30输出的动能转换成电能，以为电池4充电。

继续参考图2所示，需说明的是，虽然在本发明所给实施例中，第二电机31在第二动力传递路径B上位于内燃机30和第三耦合单元32之间，但是，本发明的技术方案可以做出如下变形：第二电机31在第二动力传递路径B上位于第三耦合单元32和变速器33之间；或者，第二电机31在第二动力传递路径B上位于变速器33和第三齿轮34之间。

在这两种变形中，在电机启动内燃机模式中，需控制第三耦合单元32处于接合状态，才能使第二电机31输出动力传递至内燃机30以启动内燃机30。而该模式下车辆是处于行驶状态，容易将振动或抖动通过接合的第三耦合单元32传递给内燃机30，造成内燃机30的启动不平顺。而在第一实施例的技术方案中，在电机启动内燃机模式中，第三耦合单元32处于分离状态，不会将车辆行驶过程中产生的振动或抖动传递给内燃 机30，使得内燃机30的启动更为平顺。

根据上述分析可知，在纯内燃机驱动模式下，通过控制第三耦合单元32、第二耦合单元37均处于接合状态、第一耦合单元21处于分离状态，内燃机30输出的动力沿第二动力传递路径B依次传递至变速器33、第二耦合单元37、输出轴1。在纯电动驱动模式下，通过控制第一耦合单元21处于接合状态、第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20输出的动力沿第一传递路径A传递至输出轴1，而不会传递至第二传递路径B上的变速器33，因此第一电机20输出的动力不会因传递至变速器33而有损失，提高了动力总成的能量利用率。

如前所述，本实施例的动力总成能在上述十三种模式之间切换，以适应车辆在不同工况下对动力总成提出的要求。关于如何控制动力总成在十三种模式之间切换将在下方的“混合动力车辆的动力总成的控制方法”部分中详细介绍。

混合动力车辆的动力总成的控制方法

继续参考图2至图3所示，本实施例动力总成的控制方法包括如下步骤：

采集当前档位信号、电池4的当前SOC(State Of Charge，剩余电量)信号、当前油门踏板位置信号、当前刹车踏板位置信号、当前车速信号、内燃机30的当前转速信号、内燃机30的当前扭矩信号、第一电机20的当前转速信号、第二电机31的当前转速信号。

根据所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩。

检测车辆上的用电附件(未图示)是否开启。所述用电附件开启时，电池4为其供电。所述用电附件包括空调、照明灯、音响系统、电动车窗、仪表盘等。

在所述当前SOC信号(指SOC信号所对应的剩余电量)不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，控制：所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，仅由内燃机30作为动力源，即仅内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第二耦合单元37处于接合状态，第三耦合单元32处于接合状态。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩、根据第一电机20 的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，控制：所述动力总成进入第一纯电动驱动模式，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第三耦合单元32处于接合或分离状态。第一电机20的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩是表示：第一电机20从理论上能够满足车辆行驶目标扭矩。根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力大于所述车辆行驶目标扭矩是表示：第一电机20当前的确能够满足车辆行驶目标扭矩。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，控制：所述动力总成进入电动倒车模式，仅由反转的第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下反转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态。

在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零时，输出第四控制信号，控制：所述动力总成进入溜车能量回收模式，第一电机20在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据内燃机30的当前转速信号和当前扭矩信号判断出内燃机30当前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，控制：所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第二电机31在发电机模式下工作。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20与第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩，根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力、与根据第二电机31的当前转速信号以及第二电机31的特性曲线得出的第二电机31的当前扭矩能力的总和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输 出第六控制信号，控制：所述动力总成进入第二纯电动驱动模式，仅由第一电机20和第二电机31作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩的同时，第二电机31在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。第一电机20与第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩是表示：第一电机20和第二电机31从理论上能够共同满足车辆行驶目标扭矩。根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力与根据第二电机31的当前转速信号以及第二电机31的特性曲线得出的第二电机31的当前扭矩能力的总和大于所述车辆行驶目标扭矩是表示：在当前的第一电机20和第二电机31的共同作用下的确能够满足车辆行驶目标扭矩。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩、但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但内燃机30和第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第七控制信号，控制：所述动力总成进入第一混合动力驱动模式，仅由内燃机30和第二电机31作为动力源，即在内燃机30工作以输出扭矩的同时，第二电机31在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30和第二电机31的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩，但内燃机30、第一电机20和第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第八控制信号，控制：所述动力总成进入第二混合动力驱动模式，由内燃机30、第一电机20和第二电机31共同作为动力源，即在内燃机30输出扭矩的同时，第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第二电机31也在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

在所述油门踏板位置信号为零、所述当前刹车踏板位置信号大于零时，输出第九控制信号，控制：所述动力总成进入制动能量回收模式，第一电机20、第二电机31均在发电机模式下工作，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩、但足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十控制信号，控制：所述动力总成进入第三纯电动驱动模式，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20正转以输出扭矩，内燃机30工作，即内燃机30输出扭矩，第二电机31在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20和第二电机31的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十一控制信号，控制：所述动力总成进入电机启动内燃机模式，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩的同时，第二电机31在电动机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零时，输出第十二控制信号，控制：所述动力总成进入停车启动内燃机模式，第二电机31在电动机模式下工作，第一耦合单元21处于分离或接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零，且检测到用电附件开启时，输出第十三控制信号，控制：所述动力总成进入停车充电模式，第二电机31在发电机模式下工作，内燃机30工作，第一耦合单元21处于分离或接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态。

混合动力车辆的动力总成的控制装置

继续结合图2至图3所示，本实施例在上述动力总成的控制方法基础上还提供了一种用于上述动力总成的控制装置，该控制装置包括采集单元、计算单元、检测单元和控制单元，其中：

所述采集单元用于采集当前档位信号、电池4的当前SOC信号、当 前油门踏板位置信号、当前刹车踏板位置信号、当前车速信号、内燃机30的当前转速信号、内燃机30的当前扭矩信号、第一电机20的当前转速信号、第二电机31的当前转速信号。

所述计算单元用于根据所述采集单元采集的所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩。

所述检测单元用于检测车辆上的用电附件是否开启。

所述控制单元用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，以控制所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，在所述第一纯内燃机驱动模式下，仅由内燃机30作为动力源，即仅内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第二耦合单元37处于接合状态，第三耦合单元32处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩、根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，以控制所述动力总成进入第一纯电动驱动模式，在所述第一纯电动驱动模式下，仅由所述第一电机作为动力源，所述第一耦合单元处于接合状态，所述第二耦合单元处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，以控制所述动力总成进入电动倒车模式，在所述电动倒车模式下，仅由反转的第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下反转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态。

所述控制单元还用于：在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零时，输出第四控制信号，以控制所述动力总成进入溜车能量回收模式，在所述溜车能量回收模式下，第一电机20在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离或接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出 扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据内燃机30的当前转速信号和当前扭矩信号判断出内燃机30当前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，以控制所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，在所述第二纯内燃机驱动模式下，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第二电机31在发电机模式下工作。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，所述第一电机20、第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩，根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力与根据第二电机31的当前转速信号以及第二电机31的特性曲线得出的第二电机31的当前扭矩能力的总和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第六控制信号，以控制所述动力总成进入第二纯电动驱动模式，在所述第二纯电动驱动模式下，仅由第一电机20和第二电机31作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩的同时，第二电机31在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩、但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但内燃机30和第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第七控制信号，以控制所述动力总成进入第一混合动力驱动模式，在所述第一混合动力驱动模式下，仅由内燃机30和第二电机31作为动力源，即在内燃机30工作以输出扭矩的同时，第二电机31在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第三耦合单元32处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30和第二电机31的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩，但内燃机30、第一电机20和第二电机31的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第八控制信号，以控制所述动力总成进入第二混合动力驱动模式，在所述第二混合动力驱动模式下，由内燃机30、第一电机20和第二电机31共同作为动力源，即在内燃机30输出扭矩的同 时，第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第二电机31也在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述油门踏板位置信号为零、所述当前刹车踏板位置信号大于零时，输出第九控制信号，以控制所述动力总成进入制动能量回收模式，在所述制动能量回收模式下，第一电机20、第二电机31均在发电机模式下工作，第一耦合单元21、第三耦合单元32均处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩、但足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十控制信号，以控制所述动力总成进入第三纯电动驱动模式，在所述第三纯电动驱动模式下，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20正转以输出扭矩，内燃机30工作，即内燃机30输出扭矩，第二电机31在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20和第二电机31同时输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20和第二电机31的最大输出扭矩之和小于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第十一控制信号，以控制所述动力总成进入电机启动内燃机模式，在所述电机启动内燃机模式下，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第二电机31在电动机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零时，输出第十二控制信号，以控制所述动力总成进入停车启动内燃机模式，在所述停车启动内燃机模式下，第二电机31在电动机模式下工作，第一耦合单元21处于分离或接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩但足以支持第二电机31输出最大扭矩，所述当前档位信号 为空档信号或驻车档信号，所述车速信号为零，且所述检测单元检测到所述用电附件开启时，输出第十三控制信号，以控制所述动力总成进入停车充电模式，在所述停车充电模式下，第二电机31在发电机模式下工作，内燃机30工作，第一耦合单元21处于分离或接合状态，第三耦合单元32处于分离状态，第二耦合单元37处于接合或分离状态。

在本实施例中，所述控制单元包括第一、二、三模块。其中：

所述第一模块用于控制内燃机30工作。在具体实施例中，所述第一模块集成在内燃机ECU中。

所述第二模块用于控制第一电机20在电动机模式或发电机模式下工作，并控制第二电机31在电动机模式或发电机模式下工作。在具体实施例中，所述第二模块分为两个子模块，其中一个子模块用于控制第一电机20在电动机模式或发电机模式下工作，并集成在第一电机20的电机控制器中，另一个子模块用于控制第二电机31在电动机模式或发电机模式下工作，并集成在第二电机31的电机控制器中。

所述第三模块用于控制第一耦合单元21处于接合或分离状态、第二耦合单元37处于接合或分离状态、第三耦合单元32处于接合或分离状态。

在具体实施例中，所述计算单元集成在整车控制器(Hbrid Control Unit，简称HCU)中，所述整车控制器根据所述采集单元采集到的信号进行分析处理后，向所述控制单元发送控制信号，以控制动力总成选择性地在上述十三种模式中的其中一种模式下工作。在所述第一纯电动驱动模式下，根据加速踏板信号计算出车辆行驶目标扭矩之后，由所述整车控制器直接将第一电机20的目标扭矩发送至所述第二模块中的用于控制第一电机20的子模块，以控制第一电机20输出的扭矩。

第二实施例

第二实施例的混合动力车辆的动力总成与第一实施例的混合动力车辆的动力总成存在下述区别：在第二实施例中，如图4所示，第二动力系统3中没有第一实施例的第二电机31和第三耦合单元32(参考图2)，变速器33的输入端与内燃机30的输出端连接。

在第二实施例的动力总成中，仅有第一电机20、内燃机30两个动力源。

结合图4至图5所示，第二实施例的动力总成的控制方法包括如下步骤：

采集当前档位信号、电池4的当前SOC信号、当前油门踏板位置信号、当前刹车踏板位置信号、内燃机30的当前转速信号、内燃机30的当前扭矩信号、第一电机20的当前转速信号。

根据所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，控制：所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第二耦合单元37处于接合状态。

本实施例所述第一纯内燃机驱动模式下的动力传递路径参考第一实施例的第一纯内燃机驱动模式，在此不再赘述。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩、根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，控制：所述动力总成进入纯电动驱动模式，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

本实施例所述纯电动驱动模式下的动力传递路径参考第一实施例的第一纯电动驱动模式，在此不再赘述。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，控制：所述动力总成进入电动倒车模式，仅由反转的第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下反转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

本实施例所述电动倒车模式下的动力传递路径参考第一实施例的电动倒车模式，在此不再赘述。

在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零或者大于零时，输出第四控制信号，控制：所述动力总成进入能量回收模式，第一电机20在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

本实施例所述能量回收模式下能量回收的实现方式参考第一实施例 的溜车能量回收模式，在此不再赘述。

在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据内燃机30的当前转速信号和当前扭矩信号判断出内燃机30当前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，控制：所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第一电机20在发电机模式下工作。

本实施例所述第二纯内燃机驱动模式下的动力传递路径：内燃机30输出的扭矩依次传递至变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，以实现车辆的向前行驶，与此同时，输出轴1驱动第一电机20发电，以将内燃机30输出的富余动能转换成电能储存至电池4。

在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但内燃机30和第一电机20的最大输出扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第六控制信号，控制：所述动力总成进入混合动力驱动模式，由内燃机30和第一电机20作为动力源，即在内燃机30工作以输出扭矩的同时，第一电机20在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

本实施例所述混合动力驱动模式下动力传递路径如下：一方面，内燃机30输出的扭矩依次传递至变速器33、第三齿轮34、第四齿轮36、输出轴1，另一方面，第一电机20输出的扭矩依次传递至第一耦合单元21、第一齿轮22、第二齿轮23、输出轴1，由内燃机30和第一电机20共同提供动力，以实现车辆的向前行驶。

继续结合图4至图5所示，本实施例在上述动力总成的控制方法基础上还提供了一种用于上述动力总成的控制装置，该控制装置包括采集单元、计算单元和控制单元，其中：

所述采集单元用于采集当前档位信号、电池4的当前SOC信号、当前油门踏板位置信号、当前刹车踏板位置信号、内燃机30的当前转速信号、内燃机30的当前扭矩信号、第一电机20的当前转速信号。

所述计算单元用于根据所述采集单元采集的所述当前油门踏板位置信号计算出车辆行驶目标扭矩。

所述控制单元用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号时，输出第一控制信号，以控制所述动力总成进入第一纯内燃机驱动模式，在所述第一纯内燃机驱动模式下，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于分离状态，第二耦合单元37处于接合状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，第一电机20的最大输出扭矩、根据第一电机20的当前转速信号以及第一电机20的特性曲线得出的第一电机20的当前扭矩能力均大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第二控制信号，以控制所述动力总成进入纯电动驱动模式，在所述纯电动驱动模式下，仅由第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下正转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为倒档信号时，输出第三控制信号，以控制所述动力总成进入电动倒车模式，在所述电动倒车模式下，仅由反转的第一电机20作为动力源，即第一电机20在电动机模式下反转以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述油门踏板位置信号为零，所述刹车踏板位置信号为零或者大于零时，输出第四控制信号，以控制所述动力总成进入能量回收模式，在所述能量回收模式下，第一电机20在发电机模式下工作，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于分离状态。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号不足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩大于所述车辆行驶目标扭矩，根据内燃机30的当前转速信号和当前扭矩信号判断出内燃机30当前未处于高效工作区时，输出第五控制信号，以控制所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式，在所述第二纯内燃机驱动模式下，仅由内燃机30作为动力源，即内燃机30工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态，第二电机31在发电机模式下工作。

所述控制单元还用于：在所述当前SOC信号足以支持第一电机20输出最大扭矩，所述当前档位信号为前进档信号，内燃机30的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩、但内燃机30和第一电机20的最大输出 扭矩之和大于所述车辆行驶目标扭矩时，输出第六控制信号，以控制所述动力总成进入混合动力驱动模式，在所述混合动力驱动模式下，由内燃机30和第一电机20作为动力源，即在内燃机30工作以输出扭矩的同时，第一电机20在电动机模式下工作以输出扭矩，第一耦合单元21处于接合状态，第二耦合单元37处于接合状态。

由上述分析可知，在本发明的第二实施例中，在纯内燃机驱动模式下，通过控制第二耦合单元37处于接合状态、第一耦合单元21处于分离状态，内燃机30输出的动力沿第二动力传递路径B依次传递至变速器33、第二耦合单元37、输出轴1。在纯电动驱动模式下，通过控制第一耦合单元21处于接合状态、第二耦合单元37处于分离状态，第一电机20输出的动力沿第一传递路径A传递至输出轴1，而不会传递至第二传递路径B上的变速器33，因此第一电机20输出的动力不会因传递至变速器33而有损失，提高了动力总成的能量利用率。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。