1.一种混合动力车辆的动力总成,其特征在于,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变速器、第一耦合单元,所述变速器的输入端用于与内燃机的输出端连接;
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电机、第二耦合单元;
第三耦合单元,输入端用于与所述内燃机的输出端连接、输出端与所述电机的输出端连接;
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,所述变速器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,所述变速器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,所述电机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,所述电机与输出轴之间的扭矩传输中断;
所述第三耦合单元能在接合、分离状态之间切换:所述第三耦合单元处于接合状态下,所述内燃机与电机之间的扭矩传输建立;所述第三耦合单元处于分离状态下,所述内燃机与电机之间的扭矩传输中断。
2.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述第一动力系统还包括:
第四耦合单元,在所述第一动力传递路径上位于内燃机和变速器之间,所述第四耦合单元的输入端用于与内燃机的输出端连接,所述第四耦合单元的输出端与所述变速器的输入端连接。
3.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述第一耦合单元包括:
固定套设在所述变速器的输出端的第一齿轮;
可旋转地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;
套设在所述输出轴上的第一同步器,所述第一同步器位于第二齿轮的轴向一侧;
所述第一耦合单元处于接合状态下,所述第一同步器与所述第二齿轮接合,所述第二齿轮能与所述输出轴同步旋转;
所述第一耦合单元处于分离状态下,所述第一同步器与所述第二齿轮分离,所述第二齿轮、输出轴中的一个旋转时另一个静止。
4.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述第二耦合单元包括:
固定套设在所述电机的输出端的第三齿轮;
固定套设在中间轴上的第四齿轮,所述第四齿轮与第三齿轮啮合;
可旋转地套设在所述输出轴上的第五齿轮,所述第五齿轮与第四齿轮啮合;
套设在所述输出轴上的第二同步器,所述第二同步器位于第五齿轮的轴向一侧;
所述第二耦合单元处于接合状态下,所述第二同步器与所述第五齿轮接合,所述第五齿轮能与所述输出轴同步旋转;
所述第二耦合单元处于分离状态下,所述第二同步器与所述第五齿轮分离,所述第五齿轮、输出轴中的一个旋转时另一个静止。
5.如权利要求4所述的动力总成,其特征在于,所述第三耦合单元的输出端与所述中间轴连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的动力总成,其特征在于,所述第一动力系统还包括:内燃机,与所述变速器的输入端连接。
7.一种权利要求1所述动力总成的控制方法,其特征在于,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、当前车速信号、所述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;
检测车辆上的用电附件是否开启;
在所述当前SOC信号不足以支持所述电机输出最大扭矩,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接合状态,所述第二、三耦合单元均处于分离状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为前进档信号,所述电机的最大输出扭矩、根据所述电机的当前转速信号以及所述电机的特性曲线得出的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,所述第三耦合单元处于分离状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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,输出第三控制信号,控制:所述动力总成进入停车启动内燃机模式,所述电机在电动机模式下工作,所述第二耦合单元处于分离状态,所述第三耦合单元处于接合状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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,且检测到所述用电附件开启时,输出第四控制信号,控制:所述动力总成进入停车充电模式,所述电机在发电机模式下工作,所述内燃机作为动力源,所述第二耦合单元处于分离状态,所述第三耦合单元处于接合状态。
8.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为倒档信号时,输出第五控制信号,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,所述第三耦合单元处于分离状态。
9.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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 出第六控制信号,控制:所述动力总成进入混合动力驱动模式,由所述内燃机和电机作为动力源,所述第一、二耦合单元均处于接合状态,所述第三耦合单元处于分离状态。
10.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,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为零或者大于零时,输出第七控制信号,控制:所述动力总成进入能量回收模式,所述电机在发电机模式下工作,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,所述第三耦合单元处于分离状态。
11.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述第一动力系统还包括:
第四耦合单元,在所述第一动力传递路径上位于内燃机和变速器之间,所述第四耦合单元的输入端用于与内燃机的输出端连接,所述第四耦合单元的输出端与所述变速器的输入端连接;
所述第三、四控制信号还用于控制:所述第四耦合单元处于分离状态。
12.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,还包括:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为前进档信号,所述电机的最大输出扭矩小于所述车辆行驶目标扭矩时,输出第八控制信号,控制:所述动力总成进入电机启动内燃机模式,仅由所述电机作为动力源,所述第一耦合单元处于分离状态,所述第二、三耦合单元均处于接合状态,所述第四耦合单元处于分离状态。
13.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,还包括:
采集所述内燃机的当前转速信号、所述内燃机的当前扭矩信号;
在所述当前SOC信号不足以支持所述电机输出最大扭矩,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内燃机当前未处于高效工作区时,输出第九控制信号,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,所述第三、四耦合单元处于接合状态;或者,
控制:所述动力总成进入第三纯内燃机驱动模式,仅由所述内燃机作为动力源,所述电机在发电机模式下工作,所述第一耦合单元处于分离状态,所述第二、三耦合单元均处于接合状态,所述第四耦合单元处于分离状态。
14.一种用于权利要求1所述动力总成的控制装置,其特征在于,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、当前车速信号、所述电机的当前转速信号;
计算单元,用于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;
检测单元,用于检测车辆上的用电附件是否开启;
控制单元,用于:
在所述当前SOC信号不足以支持所述电机输出最大扭矩,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接合状态,所述第二、三耦合单元均处于分离状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为前进档信号,所述电机的最大输出扭矩、根据所述电机的当前转速信号以及所述电机的特性曲线得出的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,所述第三耦合单元处于分离状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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,输出第三控制信号,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, 所述电机在电动机模式下工作,所述第二耦合单元处于分离状态,所述第三耦合单元处于接合状态;
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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,且所述检测单元检测到所述用电附件开启时,输出第四控制信号,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,所述电机在发电机模式下工作,所述内燃机作为动力源,所述第二耦合单元处于分离状态,所述第三耦合单元处于接合状态。
15.如权利要求14所述的控制装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为倒档信号时,输出第五控制信号,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,仅由反转的所述电机作为动力源,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,所述第三耦合单元处于分离状态。
16.如权利要求14所述的控制装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,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,由所述内燃机和电机作为动力源,所述第一、二耦合单元均处于接合状态,所述第三耦合单元处于分离状态。
17.如权利要求14所述的控制装置,其特征在于,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为零或者大于零时,输出第七控制信号,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,所述电机在发电机模式下工作,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,所述第三耦合单元处于分离状 态。
18.如权利要求14所述的控制装置,其特征在于,所述第一动力系统还包括:
第四耦合单元,在所述第一动力传递路径上位于内燃机和变速器之间,所述第四耦合单元的输入端用于与内燃机的输出端连接,所述第四耦合单元的输出端与所述变速器的输入端连接;
所述控制单元还用于:在所述停车启动内燃机模式、所述停车充电模式下,控制所述第四耦合单元处于分离状态。
19.如权利要求18所述的控制装置,其特征在于,所述控制单元还用于:
在所述当前SOC信号足以支持所述电机输出最大扭矩,所述当前档位信号为前进档信号,所述电机的最大输出扭矩小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电机启动内燃机模式,在所述电机启动内燃机模式下,仅由所述电机作为动力源,所述第一耦合单元处于分离状态,所述第二、三耦合单元均处于接合状态,所述第四耦合单元处于分离状态。
20.如权利要求18所述的控制装置,其特征在于,所述采集单元还用于采集所述内燃机的当前转速信号、所述内燃机的当前扭矩信号;
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内燃机当前未处于高效工作区时,输出第九控制信号,以控制所述动力总成进入第二纯内燃机驱动模式或第三纯内燃机驱动模式;
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,所述第三、四耦合单元处于接合状态;
在所述第三纯内燃机驱动模式下,仅由所述内燃机作为动力源,所述电机在发电机模式下工作,所述第一耦合单元处于分离状态,所述第二、三耦 合单元均处于接合状态,所述第四耦合单元处于分离状态。
21.如权利要求18所述的控制装置,其特征在于,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、所述第三耦合单元处于接合或分离状态、所述第四耦合单元处于接合或分离状态。
22.如权利要求21所述的控制装置,其特征在于,所述第一模块集成在内燃机ECU中。
23.如权利要求21所述的控制装置,其特征在于,所述第二模块集成在所述电机的电机控制器中。
24.如权利要求21所述的控制装置,其特征在于,所述第三模块集成在整车控制器中。