CN112829739B - 混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统 - Google Patents

混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统，以适应混合动力驱动装置，其中，混合动力驱动装置包括发动机、第一离合器、行星齿轮机构、制动器、第二离合器、发电机、中间轴和驱动电机，行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，发动机通过第一离合器连接于齿圈，第二离合器与太阳轮和齿圈相连，制动器与太阳轮相连，齿圈与行星架相连，行星架与中间轴相连，驱动电机与中间轴相连，方法包括：获取搭载有混合动力驱动装置的混合动力车辆的车速，和动力电池的剩余电量值；根据车速和剩余电量值控制混合动力驱动装置的工作模式。

Description

混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法和混合动力系统。
背景技术
混合动力车辆一般搭载有混合动力驱动装置，从而拥有纯电动、混合动力工作模式。现存在一种混合动力驱动装置，如图1所示，该混合动力驱动装置包括发动机1、第一离合器2、输入轴3、行星齿轮机构：太阳轮4、行星架5、齿圈6、制动器7、第二离合器8、发电机9、中间轴10、第一齿轮11、第二齿轮12、驱动电机13、第三齿轮14、第四齿轮15、差速器16和轮端17。发动机1通过第一离合器2与齿圈6相连，驱动电机13通过第三齿轮14与发动机1及发电机9的动力耦合输出，制动器7用于制动太阳轮4；第一离合器2为了控制发动机1的动力是否输出，从而实现纯电模式和混动模式之间的切换；第二离合器8和制动器7的作用是结合行星齿轮机构，上述各个部件的配合工作可使混合动力驱动装置具有多种工作模式，为了获得良好的动力性经济性，亟待一种适用于前述混合动力驱动装置的工作模式的控制方法。
发明内容
本发明实施例提供一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法和对应的混合动力驱动系统，以适用于前述混合动力驱动装置，提高经济动力性。
本发明第一方面提供了一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法，所述混合动力驱动装置包括发动机、第一离合器、行星齿轮机构、制动器、第二离合器、发电机、中间轴和驱动电机，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，所述发动机通过所述第一离合器连接于所述齿圈，所述第二离合器与所述太阳轮和所述齿圈相连，所述制动器与所述太阳轮相连，所述齿圈与所述行星架相连，所述行星架与所述中间轴相连，所述驱动电机与所述中间轴相连，所述方法包括：
获取搭载有所述混合动力驱动装置的混合动力车辆的车速，并确定电池状态；
根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
可选地，所述根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式，包括：
确定所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩；
根据所述电池状态、所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
可选地，所述车速范围包括第一车速段、第二车速段、第三车速段和第四车速段，所述混合动力驱动装置具有双电机纯电动一档模式、双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式、并联混动二档模式和串联混动模式，当所述动力电池的剩余电量值小于第一电量阈值时，所述电池状态切换为第一电池状态，当所述剩余电量值大于第二电量阈值时，所述电池状态由所述第一电池状态切换为第二电池状态，所述根据所述电池状态、所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式，包括：
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或双电机纯电动二挡模式；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或并联混动一档模式；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式或并联混动二档模式；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动二挡模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述串联混动模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或串联混动模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或并联混动二档模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动二档模式。
可选地，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或双电机纯电动二挡模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述双电机纯电动二挡模式；
若所述轮边需求扭矩大于第二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述双电机纯电动二挡模式切换为所述双电机纯电动一档模式，其中，所述第一扭矩阈值≤所述第二扭矩阈值。
可选地，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或并联混动一档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第三扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述双电机纯电动一档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第四扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式从所述双电机纯电动一档模式切换为所述并联混动一档模式，所述第三扭矩阈值≤所述第四扭矩阈值。
可选地，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式或并联混动二档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第五扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩小于第六扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述双电机纯电动二挡模式；
若所述轮边需求扭矩大于第七扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述双电机纯电动二挡模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第八扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述并联混动一档模式，其中，所述第五扭矩阈值≤所述第八扭矩阈值，所述第六扭矩阈值≤所述第七扭矩阈值。
可选地所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或串联混动模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第九扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动一档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第十扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动一档模式切换为所述串联混动模式，其中，所述第九扭矩阈值≤所述第十扭矩阈值。
可选地，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或并联混动二档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第十一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第十二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述并联混动一档模式，其中，所述第十一扭矩阈值≤所述第十二扭矩阈值。
可选地，若所述车速V满足条件：0≤V≤VHEV1min；则确定所述车速位于所述第一车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1min<V≤VHEV2min，则确定所述车速位于所述第二车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV2min<V≤VHEV1max，则确定所述车速位于所述第三车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1max<V≤VHEV2max，则确定所述车速位于所述第四车速段；
其中，
Figure BDA0002284557510000041
Figure BDA0002284557510000042
其中，iICE1为所述并联混动一档模式下所述发动机到所述轮端的传动比，r为所述轮端的轮胎半径，nICEmin为所述发动机的最低转速；iICE2为所述并联混动二档模式工作模式下所述发动机到所述轮端的传动比，所述ZR、ZS、ZP分别为所述齿圈、太阳轮和行星轮的转速，nP_MAX为所述行星轮的转速上限值，nICEmax为所述发动机的最高转速，Vmax为整车预设的最高车速。
本发明第二方面提供了一种混合动力系统，包括控制器和混合动力驱动装置，所述控制器与所述混合动力驱动装置连接，所述控制器用于执行如前述第一方面任一项所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法。
本发明第三方面提供了一种混合动力车辆，包括如前述第二方面所述的混合动力系统。
本发明第四方面提供了一种计算机设备，该计算机设备可作为上述控制器，该计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法。
本发明第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法。
上述所实现的其中一个方案中，提供了一种适用于上述混合动力驱动装置的工作模式控制方法，可根据所述车速的车速和动力电池的电池状态，并结合轮边需求扭矩灵活控制所述混合动力驱动装置的工作模式，使得搭载有所述混合动力驱动装置的混合动力车辆工作在较好状态，提高动力经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中混合动力驱动装置的结构示意图；
图2为混合动力驱动装置工作在EV1工作模式下的杠杆示意图；
图3为混合动力驱动装置工作在EV2工作模式下的杠杆示意图；
图4为混合动力驱动装置工作在SHEV工作模式下的杠杆示意图；
图5为混合动力驱动装置工作在HEV1工作模式下的杠杆示意图；
图6为混合动力驱动装置工作在HEV2工作模式下的杠杆示意图；
图7为本发明中混合动力驱动装置的工作模式控制方法的一个实施例流程示意图；
图8为图7中步骤S20的一个实施方式示意图
图9为本发明中动力电池的电池状态迁移示意图；
图10为电池状态位于第二电池状态且车速位于第一车速段时的工作模式切换示意图；
图11为电池状态位于第二电池状态且车速位于第二车速段时的工作模式切换示意图；
图12为电池状态位于第二电池状态且车速位于第三车速段时的工作模式切换示意图；
图13为电池状态位于第一电池状态且车速位于第二车速段时的工作模式切换示意图；
图14为电池状态位于第一电池状态且车速位于第三车速段时的工作模式切换示意图；
图15为本发明中混合动力驱动装置的工作模式控制装置的一实施例结构示意图；
图16为本发明中计算机设备的一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，可应用于搭载有如图1所示的混合动力驱动装置的混合动力车辆中，其中，该混合动力驱动装置包括发动机1、第一离合器2、输入轴3、行星齿轮机构：太阳轮4、行星架5、齿圈6、制动器7、第二离合器8、发电机9、中间轴10、第一齿轮11、第二齿轮12、驱动电机13、第三齿轮14、第四齿轮15、差速器16和轮端17。发动机1通过所述第一离合器2连接于所述齿圈6，所述第二离合器8与所述太阳轮4和所述齿圈6相连，所述制动器7与所述太阳轮4相连，所述齿圈6与行星架5相连，所述行星架5与所述中间轴10相连，所述驱动电机13与所述中间轴10相连，发动机1通过第一离合器2连接于行星齿轮机构中，驱动电机13通过第三齿轮14与发动机1及发电机9的动力耦合输出；另外，该混合动力驱动装置还包括制动器7、第一离合器2及第二离合器8。其中，制动器7是为了制动太阳轮4，第一离合器2为了控制发动机1的动力是否输出，从而实现各个工作模式之间的切换，第二离合器8和制动器7的作用是结合行星齿轮结构实现发动机1所涉及的档位。需要说明的是，示例性的，发动机1与发电机9可以同轴布置，该混合动力驱动装置的也可以去掉差速器16，图1所示的混合动力驱动装置在这里只是举例说明，并不造成限定。
需要说明的是，上述混合动力驱动装置适用于油电混合动力车辆(非插电)、插电混合动力车辆和增程式车辆中，在搭载有上述混合动力驱动装置的车辆中，该混合动力驱动装置可以工作在包括但不限于如下工作模式：双电机纯电动工作模式(EV)、并联混动驱动工作模式(HEV工作模式)和串联混动工作模式(SHEV工作模式)，其中，该双电机纯电动工作模式(EV工作模式)包括双电机纯电动一档模式(EV1工作模式)和双电机纯电动二挡模式(EV2工作模式)；该并联混动驱动工作模式(HEV工作模式)可以工作在并联混动一档模式(HEV1工作模式)和并联混动二档模式(HEV2工作模式)。需要说明的是，除了上述工作模式外，本混合动力驱动装置还可以包括增程模式等，这里不做限定。
发动机1工作时，当制动器7结合时，发动机1的动力通过齿圈6传递到行星架5，然后通过行星架5将动力传递到第一齿轮11，由第一齿轮11传递到中间轴10，中间轴10通过第二齿轮12将动力传递到第四齿轮15，最后由第四齿轮15传递到差速器16和轮端17，此时发动机1工作在一档工作模式(如上述HEV1工作模式或EV1工作模式)。当第二离合器8结合时，行星齿轮机构的太阳轮4、行星架5和齿圈6整体旋转，行星齿轮机构固连为一体，然后通过行星架5将动力传递到第一齿轮11，由第一齿轮1传递到中间轴10，中间轴10通过第二齿轮12将动力传递到第四齿轮15，最后由第四齿轮15传递到差速器16和轮端17，此时发动机1工作在二档工作模式(如HEV2工作模式或EV2工作模式)。驱动电机13工作时，驱动电机13通过第三齿轮14将动力传递到第一齿轮11，由第一齿轮11传递到中间轴10，中间轴10通过第二齿轮12传递到第四齿轮15，最后由第四齿轮15将动力传递到差速器16和轮端17。
为了便于理解，示例性的，下面针对图1所示的混合动力驱动装置对本发明实施例所涉及到几种工作模式做介绍：
如图2所示，为混合动力驱动装置工作在EV1工作模式下的杠杆示意图，在该EV1工作模式下，制动器7锁止、第一离合器2打开、第二离合器8打开，发动机1不工作，驱动轮端17的动力主要由驱动电机13提供、发电机9辅助，以建立所述EV1工作模式；
如图3所示，为混合动力驱动装置工作在EV2工作模式下的杠杆示意图，在该EV2工作模式下，制动器7打开、第一离合器2打开、第二离合器8结合，发动机1不工作，驱动轮端17的动力主要由驱动电机13提供、发电机9辅助，以建立所述EV2工作模式；
如图4所示，为混合动力驱动装置工作在SHEV工作模式下的杠杆示意图，在该SHEV工作模式下，制动器7打开、第一离合器2结合、第二离合器8打开，发动机1工作，发电机9发电，驱动轮端的动力仅由驱动电机13提供，以建立所述SHEV工作模式；
如图5所示，为混合动力驱动装置工作在HEV1工作模式下的杠杆示意图，在该HEV1工作模式下，制动器7锁止、第一离合器2结合、第二离合器8打开，发动机1工作，驱动轮端17的动力主要由发动机1提供，驱动电机13和/或发电机9仅在必要时助力，以建立所述HEV1工作模式；
如图6所示，为混合动力驱动装置工作在HEV2工作模式下的杠杆示意图，在该HEV2工作模式下，制动器7打开、第一离合器2结合、第二离合器8结合，发动机1工作，驱动轮端17的动力主要由发动机1提供，驱动电机和/或发电机9仅在必要时助力，以建立所述HEV2工作模式。
由以上可知，本发明提供的混合动力驱动装置具有多种不同的工作模式，可以使车辆工作在多种工作模式，为了给搭载有上述混合动力驱动装置的混合动力车辆中提供更好的动力经济性，本发明根据动力电池的电池状态及车速控制该混合动力驱动装置的工作模式，以带来更好的动力经济性。下面进行详细描述：
如图7所示，图7为本发明混合动力驱动装置的工作模式控制方法的一个实施例流程示意图，包括如下步骤：
S10：获取搭载有所述混合动力驱动装置的混合动力车辆的车速，并确定动力电池的电池状态。
S20：根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
对于步骤S10-S20，提出了一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法，在搭载有本发明提供的混合动力驱动装置的混合动力车辆中，先是获取混合动力车辆的车速，具体地，可以通过车载总线实时获取到混合动力车辆的车速，并获取混合动力车辆中动力电池的剩余电量值确定出动力电池的电池状态，随后根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
结合上述实施例，在一实施例中，如图8所示，步骤S20中，也即所述根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式，包括如下步骤：
S21：确定所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩；
S22：根据所述电池状态、所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
本发明实施例将混合动力车辆的车速划分为不同的车速范围，实时确定当前混合动力车辆的车速对应的车速范围和轮边需求扭矩，并结合动力电池的电池状态控制混合动力驱动直装置的工作模式。其中，该轮边需求扭矩可通过当前的油门踏板开度信号(APS信号)和车速查表得到，具体地，在该实施例中预设有轮边需求扭矩对应表，该轮边需求扭矩对应表预存有油门踏板开度信号、车速和轮边需求扭矩之间的对应关系，当确定了当前混合动力车辆的当前的车速和油门开度信号后，可以依据车辆的当前的车速和油门开度信号从轮边需求扭矩对应表中查询得到对应的轮边需求扭矩。
在一实施例中，本发明实施例将混合动力车辆的车速范围分为四个车速段，分别为第一车速段、第二车速段、第三车速段和第四车速段，其中，第一、二、三和四车速段为不同的车速范围，步骤S22中，也即所述根据所述电池状态、所述车速所属的车速范围和所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式，具体可以根据动力电池的剩余电量值的大小，车速范围和轮边需求扭矩综合进行控制，其中，请参阅图9，为本发明中的电池状态迁移示意图，本发明依据动力电池的剩余电量值(也称SOC值)的情况将电池状态划分为第一电池状态和第二电池状态，其中，第一电池状态和第二电池状态为不同的状态，第二电池状态的剩余电量值大于第一电池状态下的剩余电量值，其中，当所述动力电池的剩余电量值小于第一电量阈值时，所述电池状态切换为第一电池状态，当所述剩余电量值大于第二电量阈值时，所述电池状态由所述第一电池状态切换为第二电池状态，其中，根据电池状态、车速范围和轮边需求扭矩综合对混合动力驱动装置的模式进行控制，具体如下所示：
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为EV1或EV2工作模式；在一实施方式中，如图10所示，图10为电池状态位于第二电池状态且车速位于第一车速段时的工作模式状态切换示意图，第一扭矩阈值≤第二扭矩阈值，若所述轮边需求扭矩小于第一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述EV2工作模式；若所述轮边需求扭矩大于第二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述EV2工作模式切换为所述EV1工作模式。当电池状态位于第二电池状态时，车速位于第一车速段时，说明动力电池的剩余电量值较高，车速较慢，此时依据轮边需求扭矩和预设阈值灵活在EV1工作模式和EV1工作模式之间切换，能获得更好的经济性及动力性。
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为EV1或HEV1工作模式；在一实施方式中，如图11所示，图11为电池状态位于第二电池状态且车速位于第二车速段时的工作模式状态切换示意图，第三扭矩阈值≤第四扭矩阈值，若所述轮边需求扭矩小于第三扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述EV1工作模式；若所述轮边需求扭矩大于第四扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式从所述EV1工作模式切换为所述HEV1工作模式。当轮边需求扭矩小于第三扭矩阈值，选择EV1工作模式，可有效地减少发动机1工作在不经济工作点，从而获得良好的经济性；当轮边需求扭矩大于第四扭矩阈值，将所述混合动力驱动装置的工作模式从EV1工作模式切换为HEV1工作模式，发动机1参与驱动轮端17，此时，轮边需求扭矩大时发动机1可工作在较经济的工作点，因而能够获得良好的经济性及动力性。
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为EV2、HEV2或HEV1工作模式；在一实施方式中，如图12所示，图12为电池状态位于第二电池状态且车速位于第三车速段时的工作模式状态切换示意图，其中，第五扭矩阈值≤所述第八扭矩阈值，第六扭矩阈值≤第七扭矩阈值，若所述轮边需求扭矩小于第五扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述HEV2工作模式，此时选择HEV2工作模式，发动机1参与驱动轮端17，轮边需求扭矩大时发动机1可工作在较经济的工作点，因而能够获得良好的经济性及动力性；若所述轮边需求扭矩小于第六扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述HEV2工作模式切换为所述EV2工作模式，此时选择EV2工作模式，避免发动机工作在不经济工作点，从而获得良好的经济性；若所述轮边需求扭矩大于第七扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述EV2工作模式切换为所述HEV2工作模式；若所述轮边需求扭矩大于第八扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述HEV2工作模式切换为所述HEV1工作模式。如当司机踩下较深的油门，轮边需求扭矩大于指定的第八扭矩阈值时，由HEV2工作模式切换为HEV1工作模式。此时，与HEV2工作模式相比，HEV1工作模式从发动机1到轮端17的传动比更大，动力性更佳。
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为HEV2工作模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为SHEV工作模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为HEV1或SHEV工作模式；在一实施方式中，如图13所示，图13为电池状态位于第一电池状态且车速位于第二车速段时的工作模式状态切换示意图，第九扭矩阈值≤第十扭矩阈值。若所述轮边需求扭矩小于第九扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述HEV1工作模式；若所述轮边需求扭矩大于第十扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述HEV1工作模式切换为所述SHEV工作模式。此时SHEV工作模式下，发动机1的转速与车速解耦，可以让发动机1工作在高转速以提供高的发动机功率，从而获得良好的动力性。
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为HEV1或HEV2工作模式；在一实施方式中，如图14所示，图14为电池状态位于第一电池状态且车速位于第三车速段时的工作模式状态切换示意图，第十一扭矩阈值≤第十二扭矩阈值，若所述轮边需求扭矩小于第十一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述HEV2工作模式；若所述轮边需求扭矩大于第十二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述HEV2工作模式切换为所述HEV1工作模式。
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式切换为HEV2工作模式。
需要说明的是，上述各个状态下对应的扭矩阈值可以通过剩余电量值和车速查到，具体地，本发明中预设有扭矩阈值对应表，该扭矩阈值对应表中包括剩余电量值与车速之间的对应的关系，本发明可依据当前的剩余电量值与车速查询得到对应的扭矩阈值(如上述第一扭矩阈值、第二扭矩阈值)，这里不展开描述。
在一实施例中，若所述车速V满足条件：0≤V≤VHEV1min；则确定所述车速位于所述第一车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1min<V≤VHEV2min，则确定所述车速位于所述第二车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV2min<V≤VHEV1max，则确定所述车速位于所述第三车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1max<V≤VHEV2max，则确定所述车速位于所述第四车速段；
其中，
Figure BDA0002284557510000111
Figure BDA0002284557510000112
Figure BDA0002284557510000113
Figure BDA0002284557510000121
其中，VHEV1min、VHEV1max分别表示HEV1最低车速和HEV1最高车速，VHEV2min、VHEV2max分别表示HEV2最低车速和HEV2最高车速，iICE1为所述HEV1工作模式下所述发动机1到所述轮端17的传动比，r为所述轮端17的轮胎半径，nICEmin为所述发动机1的最低转速；iICE2为所述HEV2工作模式下所述发动机1到所述轮端17的传动比，所述ZR、ZS、ZP分别为所述齿圈、太阳轮和行星轮的转速，nP_MAX为所述行星轮的转速上限值，nICEmax为发动机的最高转速，Vmax为整车定义的最高车速。需要说明的是，上述各个参数由混合动力驱动装置的各部件关联，依据实际的混合动力驱动装置部件，将得到不同的HEV1最低车速和HEV1最高车速，VHEV2min、VVHEV2max分别表示HEV2最低车速和HEV2最高车速，从而具有不同的第一、第二、第三和第四车速段，这里不展开描述。
可见，在本发明实施例中，提出了一种具体将车速范围划分的方式，为如下4个车速段：
第一车速段：0≤V≤VHEV1min；
第二车速段：VHEV2min<V≤VHEV1max；
第三车速段：VHEV1max<V≤VHEV2max；
第四车速段：VHEV1max<V≤VHEV2max。
需要说明的是，在实际应用中，还可以有其他的车速段设置方式，可以依据实际情况配置，本发明实施例不做限定。
综上所述，在本发明实施例中，本发明中所涉及的工作模式控制分布情况可如下表1所示：
Figure BDA0002284557510000131
表1
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种混合动力驱动装置的工作模式控制装置，该工作模式控制装置与上述实施例工作模式控制方法一一对应。如图15所示，该工作模式控制装置包括获取模块和控制模块，各功能模块详细说明如下：
获取模块，用于获取搭载有所述混合动力驱动装置的混合动力车辆的车速，并确定动力电池的电池状态；
控制模块，用于根据所述车速和电池状态控制所述混合动力驱动装置的工作模式。
关于工作模式控制装置的具体限定可以参见上文中对于混合动力驱动装置的工作模式控制方法的限定，在此不再赘述。上述工作模式控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一实施中，提供了一种混合动力系统，包括控制器和混合动力驱动装置，所述控制器与所述混合动力驱动装置连接，所述控制器用于执行前述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，具体地，该控制器可混合动力驱动装置的相关部件连接，如驱动电机、发动机、发电机等，从而控制混合动力驱动装置的相关部件使得混合动力驱动装置工作在各个工作模式，具体详见上述方法实施例，这里不重复描述。
在一实施例中，提供了一种混合动力车辆，包括前述混合动力系统。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，可作为上述控制器，该计算机设备内部结构图可以如图16所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储获取的相关数据/信息，如车速等。该计算机设备的网络接口用于与外部的设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法。
在一个实施例中，提供了控制器，该控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，或者，处理器执行计算机程序时实现工作模式控制装置这一实施例中的各模块的功能，为避免重复，这里不再赘述。
在一实施例中，提供一计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中混合动力驱动装置的工作模式控制方法，或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述工作模式控制装置这一实施例中的各模块的功能，为避免重复，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述混合动力驱动装置包括发动机、第一离合器、行星齿轮机构、制动器、第二离合器、发电机、中间轴和驱动电机，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架和齿圈，所述发动机通过所述第一离合器连接于所述齿圈，所述第二离合器与所述太阳轮和所述齿圈相连，所述制动器与所述太阳轮相连，所述齿圈与所述行星架相连，所述行星架与所述中间轴相连，所述驱动电机与所述中间轴相连，所述方法包括：
获取搭载有所述混合动力驱动装置的混合动力车辆的车速，确定所述车速对应的车速范围和轮边需求扭矩，并确定动力电池的电池状态；所述车速范围包括第一车速段、第二车速段，所述混合动力驱动装置具有双电机纯电动一档模式、双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式、并联混动二档模式和串联混动模式，当所述动力电池的剩余电量值小于第一电量阈值时，所述电池状态切换为第一电池状态，当所述剩余电量值大于第二电量阈值时，所述电池状态由所述第一电池状态切换为第二电池状态；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或双电机纯电动二挡模式；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或并联混动一档模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第一车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述串联混动模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第二车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或串联混动模式。
2.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述车速范围还包括第三车速段和第四车速段，所述方法还包括：
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式或并联混动二档模式；
若所述电池状态位于所述第二电池状态，且所述车速位于所述第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动二挡模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第三车速段内，则根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或并联混动二档模式；
若所述电池状态位于所述第一电池状态，且所述车速位于所述第四车速段内，则控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动二档模式。
3.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或双电机纯电动二挡模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述双电机纯电动二挡模式；
若所述轮边需求扭矩大于第二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述双电机纯电动二挡模式切换为所述双电机纯电动一档模式，其中，所述第一扭矩阈值≤所述第二扭矩阈值。
4.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动一档模式或并联混动一档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第三扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述双电机纯电动一档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第四扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式从所述双电机纯电动一档模式切换为所述并联混动一档模式，所述第三扭矩阈值≤所述第四扭矩阈值。
5.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述双电机纯电动二挡模式、并联混动一档模式或并联混动二档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第五扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩小于第六扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述双电机纯电动二挡模式；
若所述轮边需求扭矩大于第七扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述双电机纯电动二挡模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第八扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述并联混动一档模式，其中，所述第五扭矩阈值≤所述第八扭矩阈值，所述第六扭矩阈值≤所述第七扭矩阈值。
6.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或串联混动模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第九扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动一档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第十扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动一档模式切换为所述串联混动模式，其中，所述第九扭矩阈值≤所述第十扭矩阈值。
7.如权利要求1所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，所述根据所述轮边需求扭矩控制所述混合动力驱动装置的工作模式为所述并联混动一档模式或并联混动二档模式，包括：
若所述轮边需求扭矩小于第十一扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式切换为所述并联混动二档模式；
若所述轮边需求扭矩大于第十二扭矩阈值，则将所述混合动力驱动装置的工作模式由所述并联混动二档模式切换为所述并联混动一档模式，其中，所述第十一扭矩阈值≤所述第十二扭矩阈值。
8.如权利要求2所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法，其特征在于，
若所述车速V满足条件：0≤V≤VHEV1min；则确定所述车速位于所述第一车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1min<V≤VHEV2min，则确定所述车速位于所述第二车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV2min<V≤VHEV1max，则确定所述车速位于所述第三车速段；
若所述车速V满足条件：VHEV1max<V≤VHEV2max，则确定所述车速位于所述第四车速段；
其中，
Figure FDA0003981478130000041
Figure FDA0003981478130000042
为所述并联混动一档模式下所述发动机到轮端的传动比，r为所述轮端的轮胎半径，nICEmin为所述发动机的最低转速，iICE2为所述并联混动二档模式工作模式下所述发动机到所述轮端的传动比，所述ZR、ZS、ZP分别表示所述齿圈、太阳轮和行星轮的转速，nP_MAX为所述行星轮的转速上限值，nICEmax为所述发动机的最高转速，Vmax为整车预设的最高车速。
9.一种混合动力系统，其特征在于，包括控制器和混合动力驱动装置，所述控制器与所述混合动力驱动装置连接，所述控制器用于执行如权利要求1-8任一项所述的混合动力驱动装置的工作模式控制方法。
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