CN117162763A - 混合动力传动装置、车辆及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力传动装置、车辆及控制方法。该装置包括驱动电机、发动机、发电机，驱动电机轴与驱动电机连接，发动机轴与发动机连接，发电机轴与发电机连接，中间轴位于驱动电机轴与发动机轴之间，驱动电机轴、发动机轴、发电机轴和中间轴相互平行地设置；齿轮副组件包括第一齿轮副、第二齿轮副、第三齿轮副、第四齿轮副，第四齿轮副连接中间轴与差速器；离合器组件包括第一离合器、第二离合器、第三离合器，发动机轴、中间轴通过第一离合器可选择地与第二齿轮副连接或断开，中间轴、驱动电机轴通过第二离合器可选择地与第一齿轮副连接或断开，发电机轴、发动机轴通过第三离合器可选择地与第三齿轮副连接或断开，能满足多种工况需求。

Description

混合动力传动装置、车辆及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种混合动力传动装置、车辆及控制方法。

背景技术

双电机混动系统主要有串联、并联和混联三种方案。这里的混联技术路线又分为电控无级式(ECVT)混动系统和串、并联结构混动系统。其中以某公司的THS系统为代表的电控无级式(ECVT)技术复杂度较高，制造难度大，成本较高，且无法实现发动机与电机驱动的完全解耦，在燃油经济性方面无法做到最优；以某公司IMMD技术为代表的串并联系统结构简单，可以实现发动机驱动与电机驱动完全解耦，燃油经济性较好，但相比THS功率分流构型，其发电机只能用于发电，无法与驱动电机共同向车轮端输出扭矩，动力性无法充分发挥。另外，该构型的发动机驱动路线以及发动机发电路线均为单挡位，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，同时也无法充分利用发电机发电的高效工作区间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合动力传动装置、车辆及控制方法，以解决现有技术中驱动系统不能满足多种工况需求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种混合动力传动装置。该装置包括驱动电机、发动机、发电机，还包括：传动轴组件，传动轴组件包括驱动电机轴、发动机轴、发电机轴和中间轴，驱动电机轴与驱动电机连接，发动机轴与发动机连接，发电机轴与发电机连接，中间轴位于驱动电机轴与发动机轴之间，驱动电机轴、发动机轴、发电机轴和中间轴相互平行地设置；齿轮副组件，包括第一齿轮副、第二齿轮副、第三齿轮副、第四齿轮副，第一齿轮副、第二齿轮副、第三齿轮副的轴线相互平行地设置，第四齿轮副的一端连接中间轴，第四齿轮副的另一端连接差速器，差速器的差速器轴与中间轴垂直设置；离合器组件，离合器组件包括第一离合器、第二离合器、第三离合器，第一离合器靠近发动机轴设置，发动机轴、中间轴通过第一离合器可选择地与第二齿轮副连接或断开，第二离合器靠近中间轴设置，中间轴、驱动电机轴通过第二离合器可选择地与第一齿轮副连接或断开，第三离合器靠近发电机轴设置，发电机轴、发动机轴通过第三离合器可选择地与第三齿轮副连接或断开。

进一步地，第二齿轮副包括发动机第一齿轮与中间轴第二齿轮，发动机第一齿轮套设于发动机轴上，中间轴第二齿轮套设于中间轴上，发动机第一齿轮与中间轴第二齿轮啮合，第一离合器具有与发动机第一齿轮结合的第一结合状态，以及具有与发动机第一齿轮断开的第一断开状态。

进一步地，第一齿轮副包括驱动电机齿轮与中间轴第一齿轮，驱动电机齿轮套设于驱动电机轴上，中间轴第一齿轮套设于中间轴上，驱动电机齿轮与中间轴第一齿轮相互啮合，第二离合器具有与中间轴第一齿轮结合的第二结合状态，以及具有与中间轴第一齿轮断开的第二断开状态。

进一步地，第三齿轮副包括发动机第二齿轮与发电机齿轮，发动机第二齿轮套设于发动机轴上，发电机齿轮套设于发电机轴上，发动机第二齿轮与发电机齿轮啮合，第三离合器具有与发电机齿轮结合的第三结合状态，以及具有与发电机齿轮断开的第三断开状态。

进一步地，第四齿轮副包括中间轴斜齿轮与差速器斜齿轮，中间轴斜齿轮套设于中间轴，差速器斜齿轮套设于差速器轴，中间轴斜齿轮与差速器斜齿轮啮合。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括混合动力传动装置，混合动力传动装置为上述的混合动力传动装置。

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的车辆，方法包括以下步骤：获取第一离合器、第二离合器、第三离合器的工作状态信息，其中工作状态信息至少包括：第一离合器处于第一结合状态和第一断开状态的信息，第二离合器处于第二结合状态和第二断开状态的信息，第三离合器处于第三结合状态和第三断开状态的信息；基于工作状态信息，生成控制策略集，控制策略集用于控制驱动电机、发动机和发电机中的至少一个处于工作或非工作状态。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一断开状态、第二离合器处于第二断开状态、第三离合器处于第三结合状态，以及发动机轴通过第三齿轮副与发电机轴连接的情况下，生成控制策略集中的第一目标控制策略，其中，第一目标控制策略用于控制发动机和发电机处于工作状态，发动机的驱动力通过第三齿轮副传递至发电机并转化为电力，以使车辆处于怠速发电工作模式；在确定第一离合器处于第一断开状态、第二离合器处于第二断开状态、第三离合器处于第三结合状态，以及发电机轴通过第三齿轮副与发动机轴连接的情况下，生成控制策略集中的第二目标控制策略，其中，第二目标控制策略用于控制发动机和发电机处于工作状态，发电机的驱动力通过第三齿轮副传递至发动机，以使车辆处于停车启动工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一断开状态、第二离合器处于第二结合状态、第三离合器处于第三断开状态，以及驱动电机轴通过第一齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第四齿轮副与差速器轴连接的情况下，生成控制策略集中的第三目标控制策略，其中，第三目标控制策略用于控制驱动电机处于工作状态，驱动电机的驱动力通过第一齿轮副、第四齿轮副传递至差速器，以使车辆处于纯电驱动工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一断开状态、第二离合器处于第二结合状态、第三离合器处于第三结合状态，以及驱动电机轴通过第一齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第四齿轮副与差速器轴连接，第三齿轮副与发动机轴、发电机轴连接的情况下，生成控制策略集中的第四目标控制策略，其中，第四目标控制策略用于控制驱动电机、发动机和发电机处于工作状态，以使车辆处于串联驱动工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一结合状态、第二离合器处于第二断开状态、第三离合器处于第三断开状态，以及发动机轴通过第二齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第四齿轮副与差速器轴连接的情况下，生成控制策略集中的第五目标控制策略，其中，第五目标控制策略用于控制发动机处于工作状态，以使车辆处于发动机直驱工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一结合状态、第二离合器处于第二结合状态、第三离合器处于第三断开状态，以及发动机轴通过第二齿轮副与中间轴连接，驱动电机轴通过第一齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第四齿轮副与差速器轴连接的情况下，生成控制策略集中的第六目标控制策略，其中，第六目标控制策略用于控制驱动电机和发动机处于工作状态，以使车辆处于并联驱动工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一结合状态、第二离合器处于第二结合状态、第三离合器处于第三结合状态，以及驱动电机轴通过第一齿轮副与中间轴连接，发电机轴通过第三齿轮副与发动机轴连接，发动机轴通过第二齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第四齿轮副与差速器轴连接的情况下，生成控制策略集中的第七目标控制策略，其中，第七目标控制策略用于控制驱动电机和发电机处于工作状态，以使车辆处于双电机驱动工作模式。

进一步地，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器处于第一断开状态、第二离合器处于第二结合状态、第三离合器处于第三断开状态，以及差速器轴通过第四齿轮副与中间轴连接，中间轴通过第一齿轮副与驱动电机轴连接的情况下，生成控制策略集中的第八目标控制策略，其中，第八目标控制策略用于控制驱动电机处于工作状态，以使车辆处于制动能量回收工作模式。

应用本发明的技术方案，通过在驱动电机、发动机以及发电机之间设置传动轴组件、齿轮副组件和离合器组件，传动轴组件包括驱动电机轴、发动机轴、发电机轴和中间轴，驱动电机轴、发动机轴、发电机轴和中间轴相互平行地设置且通过齿轮副组件传动连接，在齿轮副组件上设置离合器组件，使得该混合动力传动装置能够在多种工作模式下工作，使车辆适应多种工况，保证车辆具有很好的燃油经济性，并大幅提高车辆动力性，同时解决了其他常见混动构型某些工况下不必要的拖转带来的效率损失。作为纵置构型的混动变速器，结构紧凑，节省空间。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图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用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的混合动力传动装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的车辆处于怠速发电工作模式的动力传递示意图；

图3示出了根据本发明的车辆处于停车启机工作模式的动力传递示意图；

图4示出了根据本发明的车辆处于纯电驱动工作模式的动力传递示意图；

图5示出了根据本发明的车辆处于串联驱动工作模式的动力传递示意图；

图6示出了根据本发明的车辆处于发动机直驱工作模式的动力传递示意图；

图7示出了根据本发明的车辆处于并联驱动工作模式的动力传递示意图；

图8示出了根据本发明的车辆处于双电机驱动工作模式的动力传递示意图；

图9示出了根据本发明的车辆处于制动能量回收工作模式的动力传递示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、驱动电机；10、驱动电机轴；11、驱动电机齿轮；

2、发动机；20、发动机轴；21、发动机第一齿轮；22、发动机第二齿轮；23、第一离合器；

3、发电机；30、中间轴；31、中间轴第一齿轮；32、中间轴第二齿轮；33、中间轴斜齿轮；34、第二离合器；

40、发电机轴；41、发电机齿轮；42、第三离合器；

50、差速器；51、差速器斜齿轮；52、差速器轴；

60、第一齿轮副；

70、第二齿轮副；

80、第三齿轮副；

90、第四齿轮副。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图9所示，根据本发明的具体实施例，提供了一种混合动力传动装置。

具体地，如图1所示，混合动力传动装置包括驱动电机1、发动机2、发电机3，还包括：传动轴组件，传动轴组件包括驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30，驱动电机轴10与驱动电机连接，发动机轴20与发动机2连接，发电机轴40与发电机3连接，中间轴30位于驱动电机轴10与发动机轴20之间，驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30相互平行地设置；齿轮副组件，包括第一齿轮副60、第二齿轮副70、第三齿轮副80、第四齿轮副90，第一齿轮副60、第二齿轮副70、第三齿轮副80的轴线相互平行地设置，第四齿轮副90的一端连接中间轴30，第四齿轮副90的另一端连接差速器50，差速器50的差速器轴52与中间轴30垂直设置；离合器组件，离合器组件包括第一离合器23、第二离合器34、第三离合器42，第一离合器23靠近发动机轴20设置，发动机轴20、中间轴30通过第一离合器23可选择地与第二齿轮副70连接或断开，第二离合器34靠近中间轴30设置，中间轴30、驱动电机轴10通过第二离合器34可选择地与第一齿轮副60连接或断开，第三离合器42靠近发电机轴40设置，发电机轴40、发动机轴20通过第三离合器42可选择地与第三齿轮副80连接或断开。

本实施例中，通过在驱动电机1、发动机2以及发电机3之间设置传动轴组件、齿轮副组件和离合器组件，传动轴组件包括驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30，驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30相互平行地设置且通过齿轮副组件传动连接，在齿轮副组件上设置离合器组件，使得该混合动力传动装置能够在多种工作模式下工作，使车辆适应多种工况，保证车辆具有很好的燃油经济性，并大幅提高车辆动力性，同时解决了其他常见混动构型某些工况下不必要的拖转带来的效率损失。作为纵置构型的混动变速器，结构紧凑，节省空间。

进一步地，第二齿轮副70包括发动机第一齿轮21与中间轴第二齿轮32，发动机第一齿轮21套设于发动机轴20上，中间轴第二齿轮32套设于中间轴30上，发动机第一齿轮21与中间轴第二齿轮32啮合，第一离合器23具有与发动机第一齿轮21结合的第一结合状态，以及具有与发动机第一齿轮21断开的第一断开状态。具体地，第一离合器23设置在发动机第一齿轮21上，第一离合器23与发动机第一齿轮21结合或断开地设置，使得该装置适用于多种工况。

进一步地，第一齿轮副60包括驱动电机齿轮11与中间轴第一齿轮31，驱动电机齿轮11套设于驱动电机轴10上，中间轴第一齿轮31套设于中间轴30上，驱动电机齿轮11与中间轴第一齿轮31相互啮合，第二离合器34具有与中间轴第一齿轮31结合的第二结合状态，以及具有与中间轴第一齿轮31断开的第二断开状态。具体地，第二离合器34设置在中间轴第一齿轮31上，第二离合器34与中间轴第一齿轮31结合或断开地设置，使得该装置适用于多种工况。

进一步地，第三齿轮副80包括发动机第二齿轮22与发电机齿轮41，发动机第二齿轮22套设于发动机轴20上，发电机齿轮41套设于发电机轴40上，发动机第二齿轮22与发电机齿轮41啮合，第三离合器42具有与发电机齿轮41结合的第三结合状态，以及具有与发电机齿轮41断开的第三断开状态。具体地，第三离合器42设置在发电机齿轮41上，第三离合器42与发电机齿轮41结合或断开地设置，使得该装置适用于多种工况。

进一步地，第四齿轮副90包括中间轴斜齿轮33与差速器斜齿轮51，中间轴斜齿轮33套设于中间轴30，差速器斜齿轮51套设于差速器轴52，中间轴斜齿轮33与差速器斜齿轮51啮合。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括混合动力传动装置，混合动力传动装置为上述的混合动力传动装置。混合动力传动装置包括驱动电机1、发动机2、发电机3，还包括：传动轴组件，传动轴组件包括驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30，驱动电机轴10与驱动电机连接，发动机轴20与发动机2连接，发电机轴40与发电机3连接，中间轴30位于驱动电机轴10与发动机轴20之间，驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30相互平行地设置；齿轮副组件，包括第一齿轮副60、第二齿轮副70、第三齿轮副80、第四齿轮副90，第一齿轮副60、第二齿轮副70、第三齿轮副80的轴线相互平行地设置，第四齿轮副90的一端连接中间轴30，第四齿轮副90的另一端连接差速器50，差速器50的差速器轴52与中间轴30垂直设置；离合器组件，离合器组件包括第一离合器23、第二离合器34、第三离合器42，第一离合器23靠近发动机轴20设置，发动机轴20、中间轴30通过第一离合器23可选择地与第二齿轮副70连接或断开，第二离合器34靠近中间轴30设置，中间轴30、驱动电机轴10通过第二离合器34可选择地与第一齿轮副60连接或断开，第三离合器42靠近发电机轴40设置，发电机轴40、发动机轴20通过第三离合器42可选择地与第三齿轮副80连接或断开。

本实施例中，通过在驱动电机1、发动机2以及发电机3之间设置传动轴组件、齿轮副组件和离合器组件，传动轴组件包括驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30，驱动电机轴10、发动机轴20、发电机轴40和中间轴30相互平行地设置且通过齿轮副组件传动连接，在齿轮副组件上设置离合器组件，使得该混合动力传动装置能够在多种工作模式下工作，使车辆适应多种工况，保证车辆具有很好的燃油经济性，并大幅提高车辆动力性，同时解决了其他常见混动构型某些工况下不必要的拖转带来的效率损失。作为纵置构型的混动变速器，结构紧凑，节省空间。

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的车辆，方法包括以下步骤：

步骤S11：获取第一离合器23、第二离合器34、第三离合器42的工作状态信息，其中工作状态信息至少包括：第一离合器23处于第一结合状态和第一断开状态的信息，第二离合器34处于第二结合状态和第二断开状态的信息，第三离合器42处于第三结合状态和第三断开状态的信息。

步骤S12：基于工作状态信息，生成控制策略集，控制策略集用于控制驱动电机1、发动机2和发电机3中的至少一个处于工作或非工作状态。

通过上述步骤，使得该混合动力传动装置能够在多种工作模式下工作，使车辆适应多种工况，保证车辆具有很好的燃油经济性，并大幅提高车辆动力性，同时解决了其他常见混动构型某些工况下不必要的拖转带来的效率损失。作为纵置构型的混动变速器，结构紧凑，节省空间。

如图2所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一断开状态、第二离合器34处于第二断开状态、第三离合器42处于第三结合状态，以及发动机轴20通过第三齿轮副80与发电机轴40连接的情况下，生成控制策略集中的第一目标控制策略，其中，第一目标控制策略用于控制发动机2和发电机3处于工作状态，发动机2的驱动力通过第三齿轮副80传递至发电机3并转化为电力，以使车辆处于怠速发电工作模式。

具体地，当采用怠速发电工作模式时，第一离合器23及第二离合器34处于断开状态，第三离合器42处于结合状态，驱动电机1不工作，发动机2和发电机3处于工作状态，其中，发动机2输出的驱动力传递到发动机轴20后，通过第三齿轮副80传递到发电机轴40，带动发电机3将发动机2的驱动力转换为电力，从而实现怠速发电。

如图3所示，在确定第一离合器23处于第一断开状态、第二离合器34处于第二断开状态、第三离合器42处于第三结合状态，以及发电机轴40通过第三齿轮副80与发动机轴20连接的情况下，生成控制策略集中的第二目标控制策略，其中，第二目标控制策略用于控制发动机2和发电机3处于工作状态，发电机3的驱动力通过第三齿轮副80传递至发动机2，以使车辆处于停车启动工作模式。

具体地，当采用停车启机工作模式时，第一离合器23及第二离合器34处于断开状态，第三离合器42处于结合状态，驱动电机1不工作，发动机2和发电机3处于工作状态，其中，发电机3输出的驱动力传递到发电机轴40后，通过第三齿轮副80传递到发动机轴20，进而传递到发动机2以启动发动机2。

如图4所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一断开状态、第二离合器34处于第二结合状态、第三离合器42处于第三断开状态，以及驱动电机轴10通过第一齿轮副60与中间轴30连接，中间轴30通过第四齿轮副90与差速器轴52连接的情况下，生成控制策略集中的第三目标控制策略，其中，第三目标控制策略用于控制驱动电机1处于工作状态，驱动电机1的驱动力通过第一齿轮副60、第四齿轮副90传递至差速器50，以使车辆处于纯电驱动工作模式。

具体地，当采用纯电驱动工作模式时，第一离合器23及第三离合器42处于断开状态，第二离合器34处于结合状态，驱动电机1处于工作状态，发动机2和发电机3不工作，其中，驱动电机1输出的驱动力传递到驱动电机轴10后，通过第一齿轮副60传递到中间轴30，进而通过第四齿轮副90传递到差速器50，进而传递至车轮，从而实现车辆的纯电驱动，达到零油耗、零排放的效果。同时，在此工作模式下，因为第一离合器23处于断开状态，发动机轴20及发电机轴40均不随转，能有效降低拖曳及空转带来的轴承寿命损耗。

如图5所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一断开状态、第二离合器34处于第二结合状态、第三离合器42处于第三结合状态，以及驱动电机轴10通过第一齿轮副60与中间轴30连接，中间轴30通过第四齿轮副90与差速器轴52连接，第三齿轮副80与发动机轴20、发电机轴40连接的情况下，生成控制策略集中的第四目标控制策略，其中，第四目标控制策略用于控制驱动电机1、发动机2和发电机3处于工作状态，以使车辆处于串联驱动工作模式。

具体地，当采用串联驱动工作模式时，第一离合器23处于断开状态，第二离合器34及第三离合器42处于结合状态，驱动电机1、发动机2和发电机3均处于工作状态，其中，发动机2输出的驱动力传递到发动机轴20后，通过第三齿轮副80传递到发电机轴40，带动发电机3将发动机2的驱动力转换为电力，所转换的电力直接作用于驱动电机1以产生驱动力，驱动电机1输出的驱动力传递到驱动电机轴10后，通过第一齿轮副60传递到中间轴30，进而通过第四齿轮副90传递到差速器50，进而传递至车轮，从而实现车辆的串联驱动。此时发动机保持在高效区间，实现较高的发电效率。

如图6所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一结合状态、第二离合器34处于第二断开状态、第三离合器42处于第三断开状态，以及发动机轴20通过第二齿轮副70与中间轴30连接，中间轴30通过第四齿轮副90与差速器轴52连接的情况下，生成控制策略集中的第五目标控制策略，其中，第五目标控制策略用于控制发动机2处于工作状态，以使车辆处于发动机直驱工作模式。

具体地，当采用发动机直驱工作模式时，第一离合器23处于结合状态，第二离合器34及第三离合器42处于断开状态，驱动电机1和发电机3不工作，发动机2处于工作状态，其中，发动机2输出的驱动力传递到发动机轴20后，通过第二齿轮副70传递到中间轴30，进而通过第四齿轮副90传递到差速器50，进而传递至车轮，从而实现车辆的发动机直接驱动。此工作模式适用于较高车速的情况，发动机2能够较为稳定工作在高效率区间，整车节油率较高。同时，在此工作模式下，驱动电机1与发电机3与混动系统之间断开，可有效避免高速直驱工况两电机的随转，进而降低系统对控制器电控模块的要求。

如图7所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一结合状态、第二离合器34处于第二结合状态、第三离合器42处于第三断开状态，以及发动机轴20通过第二齿轮副70与中间轴30连接，驱动电机轴10通过第一齿轮副60与中间轴30连接，中间轴30通过第四齿轮副90与差速器轴52连接的情况下，生成控制策略集中的第六目标控制策略，其中，第六目标控制策略用于控制驱动电机1和发动机2处于工作状态，以使车辆处于并联驱动工作模式。

具体地，当采用并联驱动工作模式时，第一离合器23及第二离合器34处于结合状态，第三离合器42处于断开状态，驱动电机1和发动机2处于工作状态，发电机3不工作，其中，驱动电机1输出的驱动力传递到驱动电机轴10后，通过第一齿轮副60传递到中间轴30；发动机2输出的驱动力传递到发动机轴20后，通过第二齿轮副70传递到中间轴30，与驱动电机端传递的驱动力共同传递到差速器50，进而传递至车轮，从而实现车辆的并联驱动。此工作模式适用于高车速下并且有加速需求的工况。同时，在此工作模式下，发电机3与混动系统之间断开，可有效避免高速直驱工况电机的随转，进而降低系统对控制器电控模块的要求。

如图8所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一结合状态、第二离合器34处于第二结合状态、第三离合器42处于第三结合状态，以及驱动电机轴10通过第一齿轮副60与中间轴30连接，发电机轴40通过第三齿轮副80与发动机轴20连接，发动机轴20通过第二齿轮副70与中间轴30连接，中间轴30通过第四齿轮副90与差速器轴52连接的情况下，生成控制策略集中的第七目标控制策略，其中，第七目标控制策略用于控制驱动电机1和发电机3处于工作状态，以使车辆处于双电机驱动工作模式。

具体地，当采用双电机驱动工作模式时，第一离合器23、第二离合器34及第三离合器42均处于结合状态，驱动电机1和发电机3处于工作状态，发动机2不工作，其中，驱动电机1输出的驱动力传递到驱动电机轴10后，通过第一齿轮副60传递到中间轴30；发电机3输出的驱动力传递到发动机轴20后，通过第三齿轮副80传递到发动机轴20，进而通过第二齿轮副70传递到中间轴30，与驱动电机端传递的驱动力共同传递到差速器50，进而传递至车轮，从而实现车辆的双电机驱动。此工作模式下，系统可获得较强动力性。

如图9所示，基于工作状态信息，生成控制策略集，包括：在确定第一离合器23处于第一断开状态、第二离合器34处于第二结合状态、第三离合器42处于第三断开状态，以及差速器轴52通过第四齿轮副90与中间轴30连接，中间轴30通过第一齿轮副60与驱动电机轴10连接的情况下，生成控制策略集中的第八目标控制策略，其中，第八目标控制策略用于控制驱动电机1处于工作状态，以使车辆处于制动能量回收工作模式。

具体地，当采用制动能量回收工作模式时，第一离合器23及第三离合器42处于断开状态，第二离合器34处于结合状态，驱动电机1处于工作状态，发动机2和发电机3不工作，此时，来自车轮端的驱动力传递到差速器50，通过第四齿轮副90传递到中间轴30，进而通过第一齿轮副60传递到驱动电机轴10，反向作用于驱动电机1，此时驱动电机1处于发电状态，给储能装置充电，实现制动能量回收，节省整车能耗。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (14)

1.一种混合动力传动装置，其特征在于，包括驱动电机(1)、发动机(2)、发电机(3)，还包括：

传动轴组件，所述传动轴组件包括驱动电机轴(10)、发动机轴(20)、发电机轴(40)和中间轴(30)，所述驱动电机轴(10)与所述驱动电机连接，所述发动机轴(20)与所述发动机(2)连接，所述发电机轴(40)与所述发电机(3)连接，所述中间轴(30)位于所述驱动电机轴(10)与所述发动机轴(20)之间，所述驱动电机轴(10)、所述发动机轴(20)、所述发电机轴(40)和所述中间轴(30)相互平行地设置；

齿轮副组件，包括第一齿轮副(60)、第二齿轮副(70)、第三齿轮副(80)、第四齿轮副(90)，所述第一齿轮副(60)、所述第二齿轮副(70)、所述第三齿轮副(80)的轴线相互平行地设置，所述第四齿轮副(90)的一端连接所述中间轴(30)，所述第四齿轮副(90)的另一端连接差速器(50)，所述差速器(50)的差速器轴(52)与所述中间轴(30)垂直设置；

离合器组件，所述离合器组件包括第一离合器(23)、第二离合器(34)、第三离合器(42)，所述第一离合器(23)靠近所述发动机轴(20)设置，所述发动机轴(20)、所述中间轴(30)通过所述第一离合器(23)可选择地与所述第二齿轮副(70)连接或断开，所述第二离合器(34)靠近所述中间轴(30)设置，所述中间轴(30)、所述驱动电机轴(10)通过所述第二离合器(34)可选择地与所述第一齿轮副(60)连接或断开，所述第三离合器(42)靠近所述发电机轴(40)设置，所述发电机轴(40)、所述发动机轴(20)通过所述第三离合器(42)可选择地与所述第三齿轮副(80)连接或断开。

2.根据权利要求1所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第二齿轮副(70)包括发动机第一齿轮(21)与中间轴第二齿轮(32)，所述发动机第一齿轮(21)套设于所述发动机轴(20)上，所述中间轴第二齿轮(32)套设于所述中间轴(30)上，所述发动机第一齿轮(21)与所述中间轴第二齿轮(32)啮合，所述第一离合器(23)具有与所述发动机第一齿轮(21)结合的第一结合状态，以及具有与所述发动机第一齿轮(21)断开的第一断开状态。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第一齿轮副(60)包括驱动电机齿轮(11)与中间轴第一齿轮(31)，所述驱动电机齿轮(11)套设于所述驱动电机轴(10)上，所述中间轴第一齿轮(31)套设于所述中间轴(30)上，所述驱动电机齿轮(11)与所述中间轴第一齿轮(31)相互啮合，所述第二离合器(34)具有与所述中间轴第一齿轮(31)结合的第二结合状态，以及具有与所述中间轴第一齿轮(31)断开的第二断开状态。

4.根据权利要求1或2所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第三齿轮副(80)包括发动机第二齿轮(22)与发电机齿轮(41)，所述发动机第二齿轮(22)套设于所述发动机轴(20)上，所述发电机齿轮(41)套设于所述发电机轴(40)上，所述发动机第二齿轮(22)与所述发电机齿轮(41)啮合，所述第三离合器(42)具有与所述发电机齿轮(41)结合的第三结合状态，以及具有与所述发电机齿轮(41)断开的第三断开状态。

5.根据权利要求1或2所述的混合动力传动装置，其特征在于，所述第四齿轮副(90)包括中间轴斜齿轮(33)与差速器斜齿轮(51)，所述中间轴斜齿轮(33)套设于所述中间轴(30)，所述差速器斜齿轮(51)套设于所述差速器轴(52)，所述中间轴斜齿轮(33)与所述差速器斜齿轮(51)啮合。

6.一种车辆，包括混合动力传动装置，其特征在于，所述混合动力传动装置为权利要求1至5中任一项所述的混合动力传动装置。

7.一种车辆的控制方法，所述控制方法用于控制权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取所述第一离合器(23)、所述第二离合器(34)、所述第三离合器(42)的工作状态信息，其中所述工作状态信息至少包括：所述第一离合器(23)处于第一结合状态和第一断开状态的信息，所述第二离合器(34)处于第二结合状态和第二断开状态的信息，所述第三离合器(42)处于第三结合状态和第三断开状态的信息；

基于所述工作状态信息，生成控制策略集，所述控制策略集用于控制所述驱动电机(1)、所述发动机(2)和所述发电机(3)中的至少一个处于工作或非工作状态。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一断开状态、所述第二离合器(34)处于所述第二断开状态、所述第三离合器(42)处于所述第三结合状态，以及所述发动机轴(20)通过所述第三齿轮副(80)与所述发电机轴(40)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第一目标控制策略，其中，所述第一目标控制策略用于控制所述发动机(2)和所述发电机(3)处于工作状态，所述发动机(2)的驱动力通过所述第三齿轮副(80)传递至所述发电机(3)并转化为电力，以使所述车辆处于怠速发电工作模式；

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一断开状态、所述第二离合器(34)处于所述第二断开状态、所述第三离合器(42)处于所述第三结合状态，以及所述发电机轴(40)通过所述第三齿轮副(80)与所述发动机轴(20)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第二目标控制策略，其中，所述第二目标控制策略用于控制所述发动机(2)和所述发电机(3)处于工作状态，所述发电机(3)的驱动力通过所述第三齿轮副(80)传递至所述发动机(2)，以使所述车辆处于停车启动工作模式。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一断开状态、所述第二离合器(34)处于所述第二结合状态、所述第三离合器(42)处于所述第三断开状态，以及所述驱动电机轴(10)通过所述第一齿轮副(60)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第四齿轮副(90)与所述差速器轴(52)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第三目标控制策略，其中，所述第三目标控制策略用于控制所述驱动电机(1)处于工作状态，所述驱动电机(1)的驱动力通过所述第一齿轮副(60)、所述第四齿轮副(90)传递至所述差速器(50)，以使所述车辆处于纯电驱动工作模式。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一断开状态、所述第二离合器(34)处于所述第二结合状态、所述第三离合器(42)处于所述第三结合状态，以及所述驱动电机轴(10)通过所述第一齿轮副(60)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第四齿轮副(90)与所述差速器轴(52)连接，所述第三齿轮副(80)与所述发动机轴(20)、所述发电机轴(40)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第四目标控制策略，其中，所述第四目标控制策略用于控制所述驱动电机(1)、所述发动机(2)和所述发电机(3)处于工作状态，以使所述车辆处于串联驱动工作模式。

11.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一结合状态、所述第二离合器(34)处于所述第二断开状态、所述第三离合器(42)处于所述第三断开状态，以及所述发动机轴(20)通过所述第二齿轮副(70)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第四齿轮副(90)与所述差速器轴(52)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第五目标控制策略，其中，所述第五目标控制策略用于控制所述发动机(2)处于工作状态，以使所述车辆处于发动机直驱工作模式。

12.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一结合状态、所述第二离合器(34)处于所述第二结合状态、所述第三离合器(42)处于所述第三断开状态，以及所述发动机轴(20)通过所述第二齿轮副(70)与所述中间轴(30)连接，所述驱动电机轴(10)通过所述第一齿轮副(60)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第四齿轮副(90)与所述差速器轴(52)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第六目标控制策略，其中，所述第六目标控制策略用于控制所述驱动电机(1)和所述发动机(2)处于工作状态，以使所述车辆处于并联驱动工作模式。

13.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一结合状态、所述第二离合器(34)处于所述第二结合状态、所述第三离合器(42)处于所述第三结合状态，以及所述驱动电机轴(10)通过所述第一齿轮副(60)与所述中间轴(30)连接，所述发电机轴(40)通过所述第三齿轮副(80)与所述发动机轴(20)连接，所述发动机轴(20)通过所述第二齿轮副(70)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第四齿轮副(90)与所述差速器轴(52)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第七目标控制策略，其中，所述第七目标控制策略用于控制所述驱动电机(1)和所述发电机(3)处于工作状态，以使所述车辆处于双电机驱动工作模式。

14.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述工作状态信息，生成所述控制策略集，包括：

在确定所述第一离合器(23)处于所述第一断开状态、所述第二离合器(34)处于所述第二结合状态、所述第三离合器(42)处于所述第三断开状态，以及所述差速器轴(52)通过所述第四齿轮副(90)与所述中间轴(30)连接，所述中间轴(30)通过所述第一齿轮副(60)与所述驱动电机轴(10)连接的情况下，生成所述控制策略集中的第八目标控制策略，其中，所述第八目标控制策略用于控制所述驱动电机(1)处于工作状态，以使所述车辆处于制动能量回收工作模式。