纵置前驱两档混合动力驱动系统、车辆及车辆的控制方法与流程

本发明涉及车辆，具体而言，涉及一种纵置前驱两档混合动力驱动系统、车辆及车辆的控制方法。

背景技术：

1、随着汽车电动化进程发展，国内外各大主机厂纷纷加大混动布局，双电机混动构型以其超低油耗以及近乎电动车的驾驶体验，逐步受到各主机厂青睐。近两年来，除丰田、本田等国外车企，国内主机厂如比亚迪、一汽、长城、吉利等均已推出了自主当代双电机混动系统产品，并正在进行下一代产品预研。其双电机混动系统具备以下特点：

2、除丰田ths系统采用功率分流构型以外，其他产品多采用串并联混动构型。功率分流构型如丰田ths系统，采用行星排机构实现多动力源耦合，其结构复杂，成本较高，无法实现发动机与电机驱动完全解耦，且同时参与啮合的齿轮副较多，总体燃油经济性表现较差；串并联混动构型如本田immd系统，可以实现发动机与电机驱动完全解耦，但由于发电机与发动机通过常啮合齿轮连接，其发电机只能用于发电，即使搭载phev车型，电量充足条件下，也无法与驱动电机共同向车轮端输出扭矩，因此限制了其动力输出能力。

3、各家构型均为横置布置，均搭载旗下横置车型，因其径向尺寸较大，无法搭载纵置车型。

4、此外，部分主机厂采用单电机p2构型的纵置后驱混动系统，其输出动力通过传动轴传递至后桥，因为有传动轴的存在，因此搭载该系统的整车中部电池的存放空间极为受限，导致该纵置后驱车型的纯电续航里程将大打折扣。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种纵置前驱两档混合动力驱动系统、车辆及车辆的控制方法，以解决现有技术中车辆无法同时兼顾高车速下发动机直驱经济性和低车速并联驱动动力性的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种纵置前驱两档混合动力驱动系统，包括：驱动电机，驱动电机具有驱动电机轴；发动机，发动机具有发动机轴；发电机，发电机具有发电机轴；中间轴，中间轴位于驱动电机轴和发动机轴之间，发动机轴位于发电机轴之间；其中，中间轴通过第一齿轮组件与驱动电机轴、差速器和发动机轴连接，发动机轴通过第二齿轮组件与发动机轴连接，驱动电机轴、中间轴、发动机轴和发电机轴相互平行地设置。

3、进一步地，第一齿轮组件包括：驱动电机齿轮，驱动电机齿轮套设于驱动电机轴上；中间轴第一齿轮，中间轴第一齿轮套设于中间轴上，中间轴第一齿轮位于驱动电机一侧设置；中间轴第二齿轮，中间轴第二齿轮套设于中间轴上，中间轴第二齿轮位于差速器的主动齿轮一侧设置，且中间轴第二齿轮与主动齿轮相配合地设置；中间轴第三齿轮，中间轴第三齿轮套设于中间轴上，中间轴第三齿轮位于中间轴第二齿轮的外侧，中间轴第三齿轮与驱动电机齿轮相配合地设置，其中，中间轴第一齿轮和中间轴第二齿轮之间设置有同步器。

4、进一步地，第一齿轮组件还包括：发动机轴第一齿轮，发动机轴第一齿轮套设于发动机轴上，发动机轴第一齿轮位于发电机一侧设置，发动机轴第一齿轮与中间轴第一齿轮相配合地设置；发动机轴第二齿轮，发动机轴第二齿轮套设于发动机轴上，发动机轴第二齿轮与中间轴第二齿轮相配合地设置，发动机轴第一齿轮与发动机轴第二齿轮之间设置有双离合器，双离合器可选择地与发动机轴第一齿轮或发动机轴第二齿轮相配合地设置。

5、进一步地，第二齿轮组件包括：发电机轴第一齿轮，发电机轴第一齿轮套设于发电机轴上，发电机轴第一齿轮与发动机轴第一齿轮相配合地设置；发电机轴第二齿轮，发电机轴第二齿轮套设于发电机轴上，发电机轴第二齿轮与发动机轴第二齿轮相配合地设置，发电机轴第一齿轮和发电机轴第二齿轮之间设置有常闭式离合器，常闭式离合器套设于发电机轴上，其中，常闭式离合器的主动件与发电机轴第一齿轮连接，常闭式离合器的从动件与发电机轴第二齿轮连接。

6、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括纵置前驱两档混合动力驱动系统，纵置前驱两档混合动力驱动系统为上述实施例的纵置前驱两档混合动力驱动系统。

7、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆的控制方法，控制方法用于控制上述实施例的车辆，方法包括以下步骤：接受控制指令，控制指令用于控制车辆执行预设模式，其中，预设模式包括如下至少之一：怠速发电模式、停车起机模式、纯电驱动模式、串联驱动模式、发动机直驱模式、驱动电机与发动机并联驱动模式、驱动电机与发电机并联驱动模式和制动能量回收模式。

8、进一步地，控制车辆执行怠速发电模式，包括：控制常闭式离合器处于连接状态，且控制双离合器与发动机轴第一齿轮接合，控制同步器断开、控制驱动电机停止工作，控制发动机和发电机工作，其中，发动机输出的驱动力经第四动力传动路径传递至发电机轴，第四动力传动路径依次通过双离合器、发动机轴第二齿轮、发电机轴第二齿轮、常闭式离合器、发电机轴第一齿轮、发电机轴；控制车辆执行停车起机模式，包括：控制常闭式离合器处于连接状态，且控制双离合器与发动机轴第一齿轮接合，控制同步器断开、控制驱动电机停止工作，控制发电机启动，其中，发电机的驱动力沿第四动力传动路径相反的方向传递至发动机轴。

9、进一步地，控制车辆执行纯电驱动模式，包括：控制发动机和发电机停止工作，控制双离合器和同步器断开，起动驱动电机作业。

10、进一步地，控制车辆执行串联驱动模式，包括控制车辆执行第一串联驱动模式和第二串联驱动模式，且控制车辆执行第一串联驱动模式，包括：控制双离合器与发动机轴第一齿轮接合，控制同步器处于断开，控制发动机、发电机、驱动电机均处于工作状态，其中，发动机输出的驱动力经第三动力传递路线带动发电机的转子转动，控制车辆执行第二串联驱动模式，包括：控制常闭式离合器处于连接状态，控制双离合器与发动机轴第二齿轮接合，控制同步器断开，控制发动机、发电机、驱动电机均处于工作状态，其中，发动机输出的驱动力经第四动力传递路线带动发电机的转子转动。

11、进一步地，控制车辆执行发动机直驱模式，包括控制车辆执行发动机一档直驱模式和发动机直驱二挡模式，制车辆执行发动机一档直驱模式，包括：控制双离合器与发动机轴第一齿轮接合，控制同步器与中间轴第一齿轮接合，控制发动机处于工作状态，控制发电机停止工作，驱动电机跟随第一齿轮组件随转，其中，发动机的驱动力通过第一动力传递路线传递至差速器，控制车辆执行发动机直驱二挡模式，包括：控制常闭式双离合断开，控制双离合器与发动机轴第二齿轮接合，控制同步器与中间轴第二齿轮接合，控制发动机处于工作状态，以使驱动电机跟随第一齿轮组件随转、发电机跟随第二齿轮组件随转，其中，发动机的驱动力通过第二动力传递路线传递至差速器。

12、进一步地，控制车辆执行驱动电机与发动机并联驱动模式，包括控制车辆执行发动机并联一档模式和发动机并联二挡模式，控制车辆执行发动机并联一档模式，包括：控制双离合器与发动机轴第一齿轮接合，控制同步器与中间轴第一齿轮接合，控制发电机停止工作，控制驱动电机和发动机处于工作状态，其中，发动机的驱动力经第一动力传递路线传递至差速器，控制车辆执行发动机并联二档模式，包括：控制常闭式离合器断开，控制双离合器与发动机轴第二齿轮接合，控制同步器与中间轴第二齿轮接合，使发电机跟随第二齿轮组件随转，控制驱动电机和发动机均处于工作状态，其中，发动机输出的驱动力经第二动力传递路线传递至差速器。

13、进一步地，控制车辆执行驱动电机与发电机并联驱动模式，包括控制车辆执行发电机并联一档模式和发电机并联二档模式，控制车辆执行发电机并联一档模式，包括：控制常闭式离合器断开，控制离合器断开，控制同步器与中间轴第一齿轮接合，控制发动机停止工作，控制驱动电机和发电机处于工作状态，其中，驱动电机输出力并传递至差速器，发电机的驱动力经第一动力传递路线传递至差速器，控制车辆执行发电机并联二档模式，包括：控制常闭式离合器闭合，控制双离合器断开，控制同步器与中间轴第二齿轮接合，控制发动机停止工作、驱动电机和发电机处于工作状态，以使驱动电机的驱动力传递至差速器、发电机的驱动力经第二动力传递路线传递至差速器。

14、进一步地，控制车辆执行制动能量回收模式包括：控制同步器断开，控制发动机和发电机均停止工作，控制驱动电机工作，以使来自车轮端的驱动力反向作用于驱动电机，以使驱动电机处于发电状态。

15、应用本发明的技术方案，将中间轴设置在驱动电机轴和发动机轴之间，并将发动机轴位于发电机轴之间。中间轴通过第一齿轮组件与驱动电机轴、差速器和发动机轴连接，发动机轴通过第二齿轮组件与发动机轴连接，使得采用串并联混动构型四轴平行布置，径向结构紧凑，空间尺寸小，允许整车匹配更大电量的电池，能够极大的提升整车的纯电续航里程，同时集成车辆驱动桥功能，支撑整车实现纵置前驱，并且能够支撑整车实现全部混动工作模式，充分发挥本系统构型优点。