四挡混动变速器、混动汽车及控制方法与流程

1.本发明涉及混动汽车技术领域，特别涉及一种四挡混动变速器。另外，本发明还涉及一种混动汽车及控制方法。


背景技术：

2.随着汽车行业的快速发展，国家对汽车的经济性及排放要求越来越高，由于混合动力汽车出色的动力性、经济性以及对于尾气排放的有效降低，混合动力汽车已越来越成为汽车领域中发展迅速的一种车型；本领域对于混合动力系统架构的研发投入也越来越大。
3.当前市场上混动变速器的种类很多，也已应用到各种乘用车型上。但是，现有混动变速系统中的档位配置、驱动模式设置以及驱动模式的控制等方面仍然存在诸多不足。例如，常用变速器挡位为单挡或者2挡，挡位较低，在发动起驱动情况下车辆的动力性和经济性较差；再如，整个动力系统的控制模式较少，常见混动变速器布置均为前驱，驱动模式比较单一，这使得车辆应对特殊工况时缺乏适合的驱动控制策略，致使车辆的动力性能得不到良好发挥，驾驶性差。
4.同时，在处于泥泞、雨雪等复杂路况时，车辆需要实时切换四驱模式，然而，现有的控制策略缺乏对车轮实际扭矩需求的考量，往往不能准确有效地发挥四驱模式的作用，并导致不必要的两驱四驱的频繁切换。
5.此外，随着人们对智能驾驶辅助功能需求的增加，现有的智能辅助驾驶技术在汽车上得到了广泛的应用，不过，在现有的自适应巡航等智能辅助驾驶、跟车预警防护等控制算法中，均存在计算逻辑复杂，控制运算量大等问题；因此也存在不断优化提升的空间和需要。
6.基于上述的情况，有必要就动力系统的驱动控制策略和方法方面进行针对性地深入研究，以期不断优化提升混动车辆的驱动经济性和综合驾驶性能。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明旨在提出一种四挡混动变速器，以有效缩减变速器的轴向尺寸。
8.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
9.一种四挡混动变速器，包括平行布置的输入轴、第一输出轴和第二输出轴；所述输入轴上间隔设置有第一主动齿轮和第二主动齿轮，所述第一输出轴上套装第一挡位从动齿轮、第二挡位从动齿轮以及可选择地接合所述第一挡位从动齿轮或所述第二挡位从动齿轮的第一换挡机构，所述第二输出轴上套装第三挡位从动齿轮、第四挡位从动齿轮以及可选择地接合所述第三挡位从动齿轮或所述第四挡位从动齿轮的第二换挡机构；所述第一挡位从动齿轮和所述第三挡位从动齿轮均与所述第一主动齿轮啮合相连，所述第二挡位从动齿轮和所述第四挡位从动齿轮均与所述第二主动齿轮啮合相连。
10.进一步的，所述输入轴包括第一输入轴以及套装于所述第一输入轴上的第二输入
轴，所述第一主动齿轮固装于所述第一输入轴上，所述第二主动齿轮固装于所述第二输入轴上；所述输入轴的端部设有用于接受动力输入的第一离合器，所述第一离合器可选择地接合所述第一输入轴或所述第二输入轴。
11.进一步的，所述四挡混动变速器中集成有第一电机，所述第一电机通过所述第一离合器连接所述输入轴。
12.进一步的，所述第一输出轴上设有第一输出齿轮，所述第二输出轴上设有第二输出齿轮，所述第一输出齿轮与所述第二输出齿轮啮合相连，所述第二输出齿轮用于动力输出。
13.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
14.本发明的四挡混动变速器，通过并行地布置输入轴、第一输出轴和第二输出轴，在输入轴和第一输出轴之间设置两个挡位的换挡齿轮组，在输入轴和第二输出轴之间设置另外两个挡位的换挡齿轮组，同时输入轴上的两个主动齿轮可以分别被两个换挡齿轮组共用，这样的布置形式可以在四挡混动变速器的轴向上大大减少传动齿轮的设置数量，从而能够有效缩减变速器的轴向尺寸。
15.此外，输入轴采用第一输入轴和第二输入轴套装的形式，可根据不同挡位传动路线的需要，将无需转动的齿轮脱离，从而减少动力传递过程中的机械损耗，有利于提升四挡混动变速器的传动效率。
16.本发明的另一目的在于提出一种混动汽车，具有用于驱动前桥车轮的发动机和第一电机、用于驱动后桥车轮的第二电机、以及连接所述第一电机和所述第二电机的电池；所述混动汽车配置有本发明所述的四挡混动变速器，所述发动机和所述第一电机均通过所述四挡混动变速器将动力传递给所述前桥车轮。
17.本发明的混动汽车，具有上述四挡混动变速器所具备的技术优势；同时，发动机、第一电机和第二电机的设置，配合四挡混动变速器的使用，形成了良好的四驱混动架构，有利于提升混动汽车的驱动性能。
18.另外，本发明还提出了一种用于本发明的混动汽车的控制方法，该控制方法包括：
19.通过匹配所述发动机、所述第一电机和所述第二电机的不同运行状态，为所述车辆配置多种运行模式，并对应各所述运行模式设置多个与所述车辆的工作参数相关的预设条件；
20.实时获取所述工作参数的变化情况，并控制所述车辆在所述工作参数符合的所述预设条件所对应的所述运行模式下运行。
21.进一步的，所述工作参数包括检测所述电池获取的电池电量，所述运行模式包括由所述第一电机和/或所述第二电机驱动车辆的纯电模式、由所述发动机提供动力输出的发动机模式、以及由所述发动机协同所述第一电机或所述第二电机共同驱动车辆的混动模式；所述预设条件包括由高到低依次设置的第一电量值和第二电量值，所述电池电量在所述第一电量值以上时执行所述纯电模式，所述电池电量在所述第二电量值以下时执行所述发动机模式，所述电池电量介于所述第一电量值和所述第二电量值之间时执行所述混动模式。
22.进一步的，所述运行模式包括弹射起步模式，所述工作参数包括油门踏板开度；在所述弹射起步模式下，所述发动机和所述第一电机共同驱动所述前桥车轮，所述第二电机
驱动所述后桥车轮；所述预设条件包括设定开度值，当所述油门踏板开度到达所述设定开度值时，执行所述弹射起步模式。
23.进一步的，所述运行模式包括所述第一电机被所述前桥车轮带动和/或所述第二电机被所述后桥车轮带动而运转发电的能量回收模式，所述工作参数包括用于判断车辆是否处于制动或滑行状态的车辆状态信号、以及跟车距离，当满足以下任一所述预设条件时，所述车辆执行所述能量回收模式：
24.所述车辆处于制动或滑行状态；
25.所述跟车距离进入预设跟车距离范围内。
26.进一步的，还包括在两驱模式切换四驱模式过程中执行的输出扭矩限制策略，以及在前方设定的距离范围内存在车辆时执行的输出扭矩修正策略；
27.所述输出扭矩限制策略包括：判断从动车轮是否存在扭矩输入需求，仅在所述从动车轮存在扭矩输入需求时，才由两驱模式切换至四驱模式；
28.所述输出扭矩修正策略包括：获取前车速度、本车速度和跟车距离，并预设跟车安全距离；基于所述前车速度、所述本车车速、所述跟车距离和所述跟车安全距离计算所述跟车距离保持在所述跟车安全距离以上所容许的安全加速度；修正基于油门踏板开度变化而确定的输出扭矩，以将实际输出扭矩所获得的实际加速度控制在所述安全加速度以下。
29.本发明的控制方法，基于发动机、第一电机和第二电机的配置情况，通过三驱动部件的不同运行状态的配合驱动，可为车辆配置前驱、后驱、四驱、纯电、混动等不同的运行模式，以应对车辆不同的运行工况条件和行驶要求；通过检测实时获取车辆的工作参数，可判断车辆当前适宜的运行模式，从而控制车辆在适合的运行模式下运行，有利于提升混动汽车的综合驱动效率。
附图说明
30.构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：
31.图1为本发明实施例一所述的四挡混动变速器以及混动汽车的动力系统的系统构成示意图；
32.图2为本发明实施例三所述的混动汽车的控制方法的总体运行模式控制逻辑示意图；
33.图3为本发明实施例三所述的输出扭矩限制策略的判定控制逻辑示意图；
34.图4为本发明实施例三所述的输出扭矩修正策略的控制逻辑示意图；
35.图5为本发明实施例三所述的车辆的输出扭矩在修正前和修正后的曲线对比示意图。
36.附图标记说明：
37.11、前桥车轮；12、后桥车轮；
38.20、发动机；21、第一电机；22、第二电机；220、减速机；23、第三电机；24、差速器；25、电池；
39.301、第一输入轴；302、第二输入轴；303、第一主动齿轮；304、第二主动齿轮；311、
第一输出轴；312、第二输出轴；321、第一挡位从动齿轮；322、第二挡位从动齿轮；323、第三挡位从动齿轮；324、第四挡位从动齿轮；325、第一输出齿轮；326、第二输出齿轮；327、前桥齿轮；33、电机传动齿轮组；
40.410、第二离合器；411、第一离合器；421、第一换挡机构；422、第二换挡机构。
具体实施方式
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.在本发明的描述中，应当申明，若出现“上、下、左、右、前、后、内、外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。以本发明所描述的汽车为例，在实施例中所使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”是以车辆的上下方向(亦称高度方向)、左右方向(亦称宽度方向)和前后方向(亦称长度方向)为基准进行定义的。具体在附图中所示的，x方向为车辆的前后方向，其中，箭头指向的一侧为“前”，反之为“后”。y方向为车辆的左右方向，其中，箭头指向的一侧为“左”，反之为“右”。z方向为车辆的上下方向，其中，箭头指向的一侧为“上”，反之为“下”。“内、外”是以相应部件的轮廓为基准定义的，例如以车辆轮廓为基准定义的“内”和“外”，以车辆轮廓的靠近车辆中部的一侧为“内”，反之则为“外”。
43.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中出现的“第一、第二、甲、乙、丙、丁”等限定用语，其也仅是为了区分不同位置、归属或用途等的同类特征，以达到避免歧义、混淆的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
45.实施例一
46.本实施例涉及一种四挡混动变速器，可以有效缩减变速器的轴向尺寸；其一种示例性结构如图1所示。
47.整体而言，该四挡混动变速器包括平行布置的输入轴、第一输出轴311和第二输出轴312。其中，输入轴上间隔设置有第一主动齿轮303和第二主动齿轮304；第一输出轴311上套装第一挡位从动齿轮321、第二挡位从动齿轮322以及可选择地接合第一挡位从动齿轮321或第二挡位从动齿轮322的第一换挡机构421；第二输出轴312上套装第三挡位从动齿轮323、第四挡位从动齿轮324以及可选择地接合第三挡位从动齿轮323或第四挡位从动齿轮324的第二换挡机构422。同时，第一挡位从动齿轮321和第三挡位从动齿轮323均与第一主动齿轮303啮合相连，第二挡位从动齿轮322和第四挡位从动齿轮324均与第二主动齿轮304啮合相连。
48.具体来说，如图1中所示，本实施例的输入轴包括第一输入轴301以及套装于第一输入轴301上的第二输入轴302。第一主动齿轮303固装在第一输入轴301上，第二主动齿轮
304固装在第二输入轴302上；同时，输入轴的端部设有用于接受动力输入的第一离合器411，第一离合器411可选择地接合第一输入轴301或第二输入轴302。输入轴采用第一输入轴301和第二输入轴302套装的形式，可根据不同挡位传动路线的需要，将无需转动的齿轮脱离，从而减少动力传递过程中的机械损耗，有利于提升四挡混动变速器的传动效率。
49.在实际实施时，用于动力输入的发动机20可通过第一离合器411连接输入轴。或者，可在四挡混动变速器中集成设置作为p2电机使用的第一电机21，第一电机21通过第一离合器411连接输入轴；同时，发动机20通过第二离合器410连接第一电机21。这样的布置，可由发动机20和第一电机21共同输入动力给输入轴，或者断开第二离合器410，由第一电机21输入动力给输入轴，再或者，断开第一离合器411，接合第二离合器410，由发动机20带动第一电机21发电给电池25。
50.应当指出，上述的第一离合器411、第二离合器410可采用普通的离合器、狗牙离合器等用于动力切断和接合的各类切断机构；第一换挡机构421、第二换挡机构422可采用同步器等换挡机构配合换挡电机实现挡位切换动作。
51.同时，在第一输出轴311上设有第一输出齿轮325，在第二输出轴312上设有第二输出齿轮326，第一输出齿轮325与第二输出齿轮326啮合相连，第二输出齿轮326用于动力输出。
52.综上所述，本实施例的四挡混动变速器，通过并行地布置输入轴、第一输出轴311和第二输出轴312，在输入轴和第一输出轴311之间设置两个挡位的换挡齿轮组，在输入轴和第二输出轴312之间设置另外两个挡位的换挡齿轮组，同时输入轴上的两个主动齿轮可以分别被两个换挡齿轮组共用，这样的布置形式可以在四挡混动变速器的轴向上大大减少传动齿轮的设置数量，从而能够有效缩减变速器的轴向尺寸。
53.实施例二
54.本实施例涉及一种混动汽车，该混动汽车具有用于驱动前桥车轮11的发动机20和第一电机21、用于驱动后桥车轮12的第二电机22、以及连接第一电机21和第二电机22的电池25；同时，该混动汽车配置有实施例一所提供的四挡混动变速器，发动机20和第一电机21均通过四挡混动变速器将动力传递给前桥车轮11。
55.其中的发动机20、第一电机21和输入轴同轴布置，第一电机21集成设置于四挡混动变速器内，作为p2电机使用。这样一来，发动机20、第一电机21和第二电机22的设置，配合四挡混动变速器的使用，形成了良好的四驱混动架构，有利于提升混动汽车的驱动性能。
56.仍如图1所示，本实施例的混动汽车的前桥车轮11的驱动轴上设置有差速器24，第二输出齿轮326与差速器24上的前桥齿轮327啮合，将动力输出该前桥车轮11。第二电机22则通过减速机220驱动后桥车轮12运转。当然，还可以在混动汽车的动力系统中加设第三电机23，同时第一输入轴301的远离第一离合器411的一端设置电机传动齿轮组33，由电机传动齿轮组33接受来自第三电机23的动力输入，这样，可以为前桥车轮11的驱动组合出p2 p3、p2 p2.5或p2.5 p3等多种双电机驱动架构。
57.基于实施例一的四挡混动变速器的设置情况，在对前桥车轮11的驱动结构中，形成四个挡位的变速机构。当前桥车轮11需要采用一挡(g1)驱动时，第一离合器411接合第一输入轴301，第一换挡机构421接合第一挡位从动齿轮321，动力依次通过第一输入轴301、第一主动齿轮303、第一挡位从动齿轮321、第一输出轴311、第一输出齿轮325、第二输出齿轮
326、前桥齿轮327到达差速器24，从而驱动前桥车轮11运转。当前桥车轮11需要采用二挡(g2)驱动时，第一离合器411接合第二输入轴302，第一换挡机构421接合第二挡位从动齿轮322，动力依次通过第二输入轴302、第二主动齿轮304、第二挡位从动齿轮322、第一输出轴311、第一输出齿轮325、第二输出齿轮326、前桥齿轮327到达差速器24，从而驱动前桥车轮11运转。当前桥车轮11需要采用三挡(g3)驱动时，第一离合器411接合第一输入轴301，第二换挡机构422接合第三挡位从动齿轮323，动力依次通过第一输入轴301、第一主动齿轮303、第三挡位从动齿轮323、第二输出轴312、第二输出齿轮326、前桥齿轮327到达差速器24，从而驱动前桥车轮11运转。当前桥车轮11需要采用四挡(g4)驱动时，第一离合器411接合第二输入轴302，第二换挡机构422接合第四挡位从动齿轮324，动力依次通过第二输入轴302、第二主动齿轮304、第四挡位从动齿轮324、第二输出轴312、第二输出齿轮326、前桥齿轮327到达差速器24，从而驱动前桥车轮11运转。
58.本实施例的混动汽车，通过采用四挡混动变速器，在四挡混动变速器的轴向上大大减少传动齿轮的设置数量，从而能够有效缩减变速器的轴向尺寸。同时，通过为前桥车轮11配置发动机20和第一电机21，为后桥车轮12配置第二电机22，形成良好的混动四驱动力系统。
59.实施例三
60.本实施例涉及一种控制方法，用于实施二的混动汽车的驱动控制，该控制方法的一种示例性控制逻辑如图2所示。
61.整体而言，该控制方法包括：通过匹配发动机20、第一电机21和第二电机22的不同运行状态，为车辆配置多种运行模式，并对应各运行模式设置多个与车辆的工作参数相关的预设条件；进而，实时获取工作参数的变化情况，并控制车辆在工作参数符合的预设条件所对应的运行模式下运行。
62.参考实施二的混动汽车的动力系统以及实施例一的四挡混动变速器的配置情况，本实施例的运行模式有不同的模式匹配方式，可设置出多种不同的运行模式。
63.如图2所示，从纯电驱动和发动机驱动的角度考量，可将运行模式划分为纯电模式、混动模式和发动机模式三个大类；其中，纯电模式可细分为电动后驱模式、电动前驱模式和电动四驱模式三种，混动模式可细分为混动前驱模式和混动四驱模式两种，发动机模式可细分为发动机直驱模式、串联模式和怠速发电模式三种。从前桥车轮11和后桥车轮12的主从驱动和四驱驱动角度考量，可将运行模式分为两驱模式和四驱模式两个大类，上述的电动后驱模式、电动前驱模式、混动前驱模式、发动机直驱模式和串联模式均属于两驱模式，上述的电动四驱模式和混动四驱模式则均属于四驱模式。
64.此外，针对车辆的特殊工况，运行模式还可包括弹射起步模式和能量回收模式；上述各种运行模式的具体配置情况及相关动力部件、传动部件的状态情况可参见下表：
[0065][0066]
具体来说，在电动后驱模式下，发动机20不工作，切断机构处于断开状态，第一电机21不工作，换挡机构不传递动力，前桥车轮11为从动状态；同时，第二电机22运行输出动力，后桥车轮12被驱动而带动车辆行进。
[0067]
在电动前驱模式下，发动机20不工作，切断机构处于断开状态，第一电机21动力输出，换挡机构传递动力，前桥车轮11被驱动而带动车辆行进；同时，第二电机22不工作，后桥车轮12为从动状态。
[0068]
在电动四驱模式下，发动机20不工作，切断机构处于断开状态，第一电机21动力输出，换挡机构传递动力，前桥车轮11被驱动；同时，第二电机22运行输出动力，后桥车轮12也被驱动，从而使车辆处于四驱状态。
[0069]
在混动前驱模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，第一电机21动力输出，换挡机构传递动力，前桥车轮11被发动机20和第一电机21同时驱动而带动车辆行进；同时，第二电机22不工作，后桥车轮12为从动状态。
[0070]
在混动四驱模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，第一电机21不工作，换挡机构传递动力，前桥车轮11被发动机20驱动；同时，第二电机22运行输出动力，后桥车轮12也被驱动，从而使车辆处于四驱状态。
[0071]
在发动机直驱模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，第一电机21不工作，换挡机构传递动力，前桥车轮11被发动机20驱动而带动车辆行进；同时，第二电机22不工作，后桥车轮12为从动状态。
[0072]
在串联模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，第一电机21运转发电，换挡机构不传递动力，前桥车轮11为从动状态；同时，第二电机22运行输出动力，后桥车轮12被驱动而带动车辆行进。
[0073]
在怠速发电模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，换挡机构不传递动力，前桥车轮11静止状态，发动机20仅带动第一电机21运转发电；同时，第二电机22不工作，后桥车轮12静止状态。
[0074]
在弹射起步模式下，发动机20运转，切断机构处于接合状态，第一电机21动力输出，换挡机构传递动力，前桥车轮11被发动机20和第一电机21同时驱动而带动车辆行进；同时，第二电机22运行输出动力，后桥车轮12也被驱动，从而使车辆处于四驱状态。
[0075]
在能量回收模式下，发动机20不工作，切断机构处于断开状态；第一电机21和第二电机22可以在前桥车轮11和后桥车轮12的分别带动下运转发电。具体来说，可细分为前桥能量回收模式、后桥能量回收模式和双桥能量回收模式。车辆以前桥能量回收模式运行时，切断机构切断动力，换挡机构与换挡齿轮组结合，发动机20不工作，第一电机21在前桥车轮11带动下运转发电，第二电机22不工作。车辆以后桥能量回收模式运行时，切断机构切断动力，换挡机构与换挡齿轮组脱离，发动机20和第一电机21均不工作，第二电机22在后桥车轮12的带动下运转发电。车辆以双桥能量回收模式运行时，切断机构切断动力，换挡机构与换挡齿轮组结合，发动机20不工作，第一电机21和第二电机22分别在前桥车轮11和后桥车轮12的带动下运转发电。
[0076]
基于上述车辆丰富的运行模式设置情况，可通过车辆自身配备的gps模块、雷达模块、摄像头等传感器装置，获取环境参数以及车辆跟车时的前车速度、前车距离等工作参数的情况，以建立车辆的整车安全距离等智能安全模型数据；或者，从车载控制单元中读取电机扭矩、电池电量、油门踏板开度、本车车速和车轮转速等工作参数的情况，来综合判断当前车辆适合的运行模式，以控制车辆在适合的运行模式下运行。
[0077]
具体而言，如图2所示，本实施例的工作参数包括检测电池25获取的电池电量，运行模式上述的纯电模式、发动机模式以及混动模式；预设条件包括由高到低依次设置的第一电量值和第二电量值。基于此，当电池电量在第一电量值以上时执行纯电模式，电池电量在第二电量值以下时执行发动机模式，电池电量介于第一电量值和第二电量值之间时执行混动模式。根据电池25当前的电池电量情况，选择纯电模式、混动模式或发动机模式，在充分利用电池25的蓄能的同时，可有效避免电池25出现电量耗尽的亏电情况，兼顾了车辆的运行经济性和可靠性，利于提高车辆的燃油经济性。
[0078]
上述的第一电量值和第二电量值可在合理范围内灵活设置，例如，第一电量值可以是指电池总电量的60％，当电池电量大于等于60％，说明整车的电池电量充足；当然，第一电量值也可以是指电池总电量的40％、50％或者70％等，可以根据电池容量情况具体设置，当电池容量比较大时，第一电量值也可以是电池总电量的30％或20％等，当电池容量比较小时，第一电量值则应设置的较高一些。同样地，在保证第二电量值低于第一电量值的前提下，其可以取电池总电量的30％、20％或10％，并可根据电池容量的大小灵活调整。
[0079]
应当指出，在纯电模式时，可以是上述的电动后驱模式、电动前驱模式或电动四驱模式。优选首先采用电动后驱模式；并且，工作参数还包括检测第二电机22获取的电机故障信号，在纯电模式的电动后驱模式下，当电机故障信号产生时，则改为执行电动前驱模式。
[0080]
此外，本实施例的发动机模式包括上述的发动机直驱模式、串联模式以及怠速发电模式。工作参数则还包括本车车速，预设条件还包括设定车速。基于此，在发动机模式下，运动中的车辆的本车车速大于设定车速时执行发动机直驱模式，小于等于设定车速(但车速不为零)时执行串联模式。当车速为零，车辆处于怠速中时，车辆执行怠速发电模式。在电池25的电池电量剩余较少时，采用发动机模式可防止电池电量的进一步下降，同时，根据车辆的运行及本车车速的情况的不同相应采用发动机直驱模式、串联模式或怠速发电模式，可在确保车辆运行所需动力的同时，利用第一电机21将发动机20输出的冗余动力转化为电能补充给电池25，从而达到良好的电池电量补充效果。
[0081]
可以理解的，根据本车车速来判断在电池25电量不足状态下选择哪种模式运行车辆，可更好地匹配车辆动力需求与电池25电量的实际情况。此时先获取本车车速，通过判断本车车速是否大于设定车速来确定是串联模式还是发动机直驱模式。例如，设定车速可以是30km/h，在电池电量小于等于第二电量值的前提下，当本车车速小于等于30km/h，此时控制车辆以串联模式运行；当本车车速大于30km/h，此时控制车辆以发动机直驱模式运行。当然，该设定车速可根据需要设置成其它数值，例如20km/h、40km/h、50km/h等，在本实施例中不做具体限制。则电池电量小于等于第二电量值的亏电情况下，当检测到本车车速为零(怠速)时，则可以控制车辆以怠速发电模式运行，整车控制器给第一电机21发出发电请求信号，发动机20带动第一电机21进行发电，对电池25进行充电。
[0082]
另外，本实施例的工作参数还包括油门踏板开度、本车车速和车轮转速。如图2所示，当油门踏板开度的变化率上升到设定阈值以上、或车轮转速与本车车速不匹配时，优选将车辆由上述的两驱模式切换至四驱模式。具体来说，在纯电模式下，由电动后驱模式或者电动前驱模式切换为电动四驱模式；在混动模式下，则由混动前驱模式切换为混动四驱模式。基于油门踏板开度的变化率变动情况或者车轮转速与本车车速的匹配情况，适时将两驱模式切换为四驱模式，有利于提升车辆的越野脱困能力，使车辆能适应不同的路况；在两驱模式和四驱模式之间的适时切换，不仅使车辆具备适应不同复杂路况以及满足急加速要求的能力，且能够保持车辆良好的运行经济性。
[0083]
上述的油门踏板开度可以是指油门踏板的角度，油门踏板开度的变化率可以是指油门踏板踩下的速度。例如，油门踏板开度可以用d表示，则设定阈值可以是0.1d每毫秒。在电动后驱模式时，当油门踏板开度的变化率大于等于0.1d每毫秒时，整车控制器根据油门踏板开度需求，发送前桥驱动信号，控制车辆切换至电动四驱模式；或者，在混动前驱模式时，发送后桥驱动信号，控制车辆切换至混动四驱模式。在该情况下，电动四驱模式或混动四驱模式相比于两驱模式能带来更强的动力，提升用户体验。
[0084]
需要说明的是，上述设定阈值只是举例说明，设定阈值还可以是其它数值，例如，0.05d每毫秒、0.15d每毫秒、0.2d每毫秒等，根据不同情况可以具体设置，这里不做具体限制。
[0085]
同时，除了根据上述油门踏板开度的变化率情况切换四驱模式外，当本车车速和车轮转速不匹配时，也优选执行电动四驱模式或者混动四驱模式。对于本车车速和车轮转速不匹配的判定，可以各车轮转速之间的差值大于等于设定转速差值为标准，当满足不匹配的预设条件时，执行四驱模式。
[0086]
一般而言，本车车速和车轮转速是匹配的，即，车轮转速和本车车速保持一致，若
本车车速和车轮转速不匹配，则说明车轮发生打滑现象，如雪地打滑、坑洼地打滑等，此时车辆可以以电动四驱模式运行，输出大扭矩进行脱困，而“设定转速差值”即可以为在该工况下是否选择四驱模式提供判定的依据。该车轮转速的差值可以是指前桥车轮11和后桥车轮12的转速差值，也可以是指前桥车轮11中左右两个车轮的差值，或者是后桥车轮12中左右两个车轮的差值。其中，设定转速差值可以根据需要具体设置，例如，设定转速差值可以是指10转～20转，也可以是指3转～5转等。
[0087]
在此，还可设置一个预设车速值，当本车车速高于预设车速值时切换至混动四驱模式，低于预设车速值时则切换至电动四驱模式。预设车速值可在15km/h～50km/h之间灵活选择，例如28km/h。这种设置，有利于发挥高速行驶条件下发动机20驱动效率更佳的特点，进一步提升车辆的运行经济性。
[0088]
另外，在本实施例的控制方法中还设置有针对动力输出扭矩的相关策略，以提升车辆运行的经济性和安全性；其一种示例性控制逻辑如图3和图4所示。
[0089]
具体来说，针对动力输出扭矩的相关策略包括在两驱模式切换四驱模式过程中执行的输出扭矩限制策略，以及在前方设定的距离范围内存在车辆时执行的输出扭矩修正策略。其中，输出扭矩限制策略包括：判断从动车轮是否存在扭矩输入需求，仅在从动车轮存在扭矩输入需求时，才由两驱模式切换至四驱模式。输出扭矩修正策略包括：获取前车速度、本车速度和跟车距离，并预设跟车安全距离；基于前车速度、本车车速、跟车距离和跟车安全距离计算跟车距离保持在跟车安全距离以上所容许的安全加速度；修正基于油门踏板开度变化而确定的输出扭矩，以将实际输出扭矩所获得的实际加速度控制在安全加速度以下。
[0090]
就输出扭矩修正策略而言，具体实施时当然有多种方式，在本实施例中，参照图4所示，可采用如下的具体控制步骤：
[0091]
首先判断车辆前方设定的距离范围内是否存在车辆，若存在则获取前车速度、本车速度和跟车距离；并预先设置有跟车安全距离。基于前车速度、本车车速、跟车距离和跟车安全距离计算跟车距离保持在跟车安全距离以上所容许的安全加速度。同时，实时获取油门踏板开度的变化情况，以估算油门踏板开度的变化能够产生的加速度，当加速度大于安全加速度时，修正车辆的输出扭矩，以将实际加速度控制在安全加速度以下。
[0092]
应当指出，关于安全加速度的计算方法有多种，从计算高效的角度考虑，优选采用如下公式计算：
[0093]
a0＝(l-l0)*k2 (v
1-v0)*k
[0094]
其中：a0为安全加速度，v1为前车速度，v0为本车速度，k为系数，l为当前的跟车距离，l0为跟车安全距离。
[0095]
在上述可参数中，当前的跟车距离l即本车与前车之间的距离，跟车安全距离l0为预先设定的值，可根据交通规范的要求、车辆的刹车性能等情况合理确定。其中的k是与追击前车耗时相关的系数，k的取值越小，追击接近前车的耗时越长；反之，k的取值越大，追击接近前车的耗时则越短。k的具体取值范围与l、l0、v1、v0以及车辆的功率存在关联，可根据上述参数的具体情况合理确定。
[0096]
对于上述前车速度、本车速度和跟车距离的获取方式，可以通过车辆自身配备的gps模块、雷达模块、摄像头等传感器装置采集基础数据，再计算得出；或者从车载控制单元
中读取本车车速和车轮转速等工作参数。借助现有的成熟检测手段或技术方法获取即可。
[0097]
对于汽车而言，在其配置的动力系统的额定功率确定的情况下，其油门踏板开度变化所对应的动力输出扭矩是基本确定的，根据车辆当前行驶的路况、功耗等情况可以估算出油门踏板开度的变化所能够产生的实际加速度，当以安全加速度为限定的上限值，可反推计算出车辆实际应当输出的扭矩；因此，通过修正输出车辆的输出扭矩，可将实际加速度控制在安全加速度以下。对于控制的范围尺度，当然可以合理设定，例如，可以将实际加速度控制在安全加速度的80％、90％等。优选地，在修正车辆的输出扭矩时，降低车辆的实际输出扭矩，但控制实际加速度与安全加速度保持一致。这样，可获得较为理想的动力响应效果。在确保安全的前提下，尽量发挥车辆的动力输出性能。
[0098]
图5示出了采用上述的修正方法对车辆的输出扭矩进行修正，油门踏板开度实际对应的需求扭矩(修正的前输出扭矩)和实际输出扭矩(修正后的输出扭矩)的曲线对比图。图中的曲线a为修正的前输出扭矩的时间曲线，曲线b为修正后的输出扭矩的时间曲线。
[0099]
本实施例的控制方法的输出扭矩修正策略，针对车辆跟车情况下的安全驾驶辅助需要，通过实时获取前车速度、跟车距离和本车车速等数据，并设置合理的跟车安全距离阈值，可准确计算出适合的安全加速度，将车辆的加速控制在安全加速度以下，可有效防止追尾情况的发生，从而为安全驾驶提供良好的智能辅助功能，整个修正策略的计算逻辑简单，便于快速完成计算响应，有利于提升车辆的安全驾驶智能辅助水平。
[0100]
就输出扭矩限制策略而言，同样在具体实施时会有多种可供选择的方案，在本实施例中，参照图3所示，可采用如下的具体控制步骤：
[0101]
实时获取车辆的油门踏板开度、以及主动车轮和从动车轮的车轮转速，当以下两条件(由于切换至四驱模式一般是为了应对越野路况的需要，因此以下两条件也可称之为越野预设条件)满足时视为存在扭矩输入需求：
[0102]
越野预设条件一：油门踏板开度的变化率上升到设定阈值以上；
[0103]
越野预设条件二：主动车轮的车轮转速与从动车轮的车轮转速之间的差值在设定转速差值以上。
[0104]
通过在本实施例的控制方法中设置针对动力输出扭矩的相关策略，基于车辆的主动车轮和从动车轮可被分别驱动的配置条件，在正常行驶时采用两驱模式，在需要急加速或者脱困时和实时准确地切换至四驱模式；通过在切换前判断从动车轮的实际驱动扭矩需求情况，以确定四驱模式切换的必要性、准确性和有效性，从而可改善车辆的综合驱动效率及运行经济性；同时，针对车辆跟车情况下的安全驾驶辅助需要，通过实时获取前车速度、跟车距离和本车车速等数据，并设置合理的跟车安全距离阈值，可准确计算出适合的安全加速度，将车辆的加速控制在安全加速度以下，可有效防止追尾情况的发生，从而为安全驾驶提供良好的智能辅助功能，利于提升车辆运行的安全性。
[0105]
另外，在本实施例的动力系统的控制方法中，还设置有弹射起步模式和能量回收模式。在弹射起步模式下，发动机20和第一电机21共同驱动前桥车轮11，第二电机22驱动后桥车轮12。在此，工作参数包括油门踏板开度，预设条件包括设定开度值，当油门踏板开度到达设定开度值时，执行弹射起步模式。通过设置弹射起步模式，让发动机20、第一电机21和第二电机22全部投入到对车辆的驱动中，可有效增加车辆的最大输出功率，从而满足车辆起步阶段的急加速要求，提升车辆的起步加速性能。
[0106]
当油门踏板开度达到设定开度值时，确定弹射起步控制指令，控制车辆以弹射起步模式运行。设定开度值可以是指油门踏板全踩状态，即“地板油”，此时整车控制器同时给发动机20、第一电机21、第二电机22发送驱动信号，控制车辆以弹射起步模式运行，整车动力最强，可以为驾驶员带来推背感体验。
[0107]
本实施例的工作参数还包括用于判断车辆是否处于制动或滑行状态的车辆状态信号、以及上述的跟车距离；当满足以下任一所述预设条件时，车辆执行能量回收模式：
[0108]
(1)车辆处于制动或滑行状态；
[0109]
(2)当前的跟车距离进入预设跟车距离范围内。
[0110]
上述的预设跟车距离范围可参照预设跟车安全距离设定，优选将预设跟车安全距离涵盖在预设跟车距离范围内，或者预设跟车距离范围设在预设跟车安全距离和最小安全距离之间。例如，预设跟车安全距离为500m，最小安全距离为100m，预设跟车距离范围可设为500m～100m；以在汽车动力输出的修正方法效果不佳时通过能量回收模式发挥制动效果。
[0111]
当车辆空挡滑动或处于制动状态时，可以启动前桥能量回收模式、后桥能量回收模式和双桥能量回收模式中的任意一种，为电池充电。
[0112]
在制动状态下，控制车辆执行能量回收模式的步骤包括：获取刹车踏板的开度；若刹车踏板的开度小于等于第一设定开度值，控制车辆以后桥能量回收模式运行；若刹车踏板的开度大于第二设定开度值，控制车辆以双桥能量回收模式运行。在此，第二设定开度值大于第一设定开度值，当刹车踏板的开度在第一设定开度值和第二设定开度值之间时，则可执行前桥能量回收模式。
[0113]“刹车踏板的开度”可以是指刹车踏板的角度，例如，刹车踏板开度可以用d表示，则“第一设定开度值”可以是60％d，“第二设定开度值”可以是70％d，若刹车踏板的开度小于等于60％d，控制车辆以后桥能量回收模式运行，通过第二电机22发电；若刹车踏板的开度大于70％d，控制车辆以双桥能量回收模式运行，通过第一电机21和第二电机22共同发电。
[0114]
需要说明的是，第一设定开度值和第二设定开度值还可以相等，第一设定开度值和第二设定开度值不限于上述示例，还可以是其他数值，例如，第一设定开度值为40％d、50％d等，第二设定开度值为80％d、85％d、90％d，根据情况可以进行设置，这里不做具体限制。
[0115]
在车辆行驶时，当判断汽车前方设定的距离范围内存在车辆，则可判定车辆处于智能跟车场景，可以通过车辆自身配备的gps模块、雷达模块、摄像头等传感器装置获取前方车辆与本车之间的距离情况。现有的自适应驾驶技术可以使车辆与前车保持一定的安全距离，当本车当前的跟车距离进入在该安全距离以上的预设跟车距离范围内后，可启动执行能量回收模式，在实现能量回收目的的同时，达到降低车速的效果。
[0116]
而且，基于多挡位变速器的配置条件，可通过自动操控降挡的方式，改变能量回收的强度；根据当前跟车距离进入预设跟车距离范围内的不同范围分区，自动在变速器的各挡位之间切换，以相应改变能量回收的不同强度。例如，变速器包括一、二、三、四挡位，预设跟车距离范围包括500m～400m、400m～300m、300m～200m、200m～100m四个范围分区(100m为安全距离)，则上述的各挡位和各分区依次对应，在当前的跟车距离位于不同范围分区
时，能量回收在变速器不同的挡位下进行，从而更好地发挥能量回收模式的制动效果和能量回收的高效性。
[0117]
在能量回收模式下，若检测到第二电机22发生故障，控制车辆应以前桥能量回收模式运行。也就是说，后桥能量回收模式和双桥能量回收模式的优先级大于前桥能量回收模式，当第二电机40发生故障，则无法实现后桥能量回收模式和双桥能量回收模式，此时车辆可以以前桥能量回收模式运行，回收动能。能量回收模式的设置，充分考虑了车辆动能出现损耗的情况，在车辆制动时、或者车辆滑行时最大限度地实现能量回收。
[0118]
综上所述，本实施例的动力系统的控制方法，基于发动机20、第一电机21和第二电机22的配置情况，通过三驱动部件的不同运行状态的配合驱动，可为车辆配置前驱、后驱、四驱、纯电、混动等不同的运行模式，以应对车辆不同的运行工况条件和行驶要求；通过检测实时获取车辆的工作参数，可判断车辆当前适宜的运行模式，从而控制车辆在适合的运行模式下运行，有利于提升混动汽车的综合驱动效率。
[0119]
同时，本实施例的控制方法整体控制逻辑简单高效，规避了现有混动车型换挡控制策略繁琐、模式切换频繁低效等弊端，具有良好的适应性和经济性。
[0120]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。