一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置及其控制方法

1.本发明涉及一种动力驱动装置及其控制方法，特别提供了一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置及其控制方法，属于混合动力汽车传动技术领域。


背景技术：

2.混合动力汽车是指具有两种及以上动力源的汽车，一般特指目前广泛应用的由发动机和电机混合驱动的车辆。因其优秀的节能减排效果，成为了当下汽车领域的研究热点。
3.混合动力总成系统作为混合动力汽车中的关键技术，对于提高车辆的综合性能起着决定性的作用。现有的混合动力总成系统通常采用平行轴式架构。平行轴式架构多应用于两种类型：基于传统变速箱改进的构型和采用同步器结构的新型混合动力构型。
4.现有技术中基于传统变速箱改进的构型工作模式单一，结构复杂，有着制造成本高，燃油经济性差的缺点。采用同步器结构的新型混合动力构型通常采用“单离合 多档位”构型和“多离合 多档位”构型，“单离合 多档位”构型采用同步器结构，在换挡过程中会产生较大的冲击，增加了换挡时间，影响了换挡的平顺性，另外在工作过程中存在动力中断的情况，严重影响了驾驶的舒适性。多档位还会导致同步器的数目增加，制造成本变高。“多离合 多档位”构型不仅有着“单离合 多档位”构型的缺陷，而且随着离合器数目的增加，对于多档位的控制难度也提高了，制造成本也增加了。


技术实现要素：

5.发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置及其控制方法，本发明通过发动机、辅助电机总成、主驱动电机总成之间的配合实现多种输出工作模式之间的切换，降低整车燃油消耗，避免了动力驱动装置在挡位变换过程动力中断的隐患，提升驾驶流畅度和行驶舒适感。
6.技术方案：一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置，包括发动机、辅助电机总成、主驱动电机总成、输出轴、差速器总成，所述辅助电机总成与发动机连接，所述发动机和主驱动电机总成通过输出轴与差速器总成连接；其特征在于：所述辅助电机总成包括辅助电机、辅助电机齿轮、制动器a、辅助电机联动装置，所述的辅助电机联动装置套装在发动机的发动机输出轴上，所述制动器a可以锁定辅助电机联动装置，所述辅助电机联动装置通过辅助电机齿轮与辅助电机的输出轴连接，所述发动机输出轴与输出轴之间设有换挡执行装置。
7.本发明通过发动机、辅助电机总成、主驱动电机总成之间的配合实现多种输出工作模式之间的切换，同时换挡执行装置也可以使得输出工作模式具有两种挡位的变化，增加了整个动力驱动装置应对不同工况的适应能力，降低整车燃油消耗，避免了动力驱动装置在挡位变换过程动力中断的隐患，提升驾驶流畅度和行驶舒适感。
8.优选项，所述主驱动电机总成包括主驱动电机、连接齿轮、制动器b，所述主驱动电机的输出轴通过连接齿轮与输出轴连接，所述制动器b可以锁定主驱动电机的输出轴。
9.优选项，所述的换挡执行装置包括第一挡位控制装置和第二挡位控制装置；所述第一挡位控制装置包括第一离合器、第一挡位齿轮，所述发动机输出轴通过第一离合器与第一挡位齿轮连接，所述第一挡位齿轮与输出轴连接；所述第二挡位控制装置包括第二离合器、第二挡位齿轮，所述发动机输出轴与第二挡位齿轮连接，所述第二挡位齿轮通过第二离合器与输出轴连接。
10.优选项，所述的差速器总成包括差速器、主减速器齿轮，所述差速器通过主减速器齿轮与输出轴连接。
11.一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，信息采集，数据交互管理层采集当前混合动力驱动装置各总成的工作状态信息、驾驶员意图信息、汽车运行工况信息，所述驾驶员意图信息包括驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
和驾驶员请求制动扭矩t
br
，所述汽车运行工况信息包括动力电源荷电状态soc、汽车行驶速度v
currrnt
；步骤二，信息数据分析，数据交互解析层对混合动力驱动装置各总成的工作状态信息、驾驶员意图信息、汽车运行工况信息进行识别并确定汽车状态信息，数据交互解析层把解析后的汽车状态信息发送至汽车控制策略层；步骤三，执行动力输出工作模式，汽车控制策略层根据汽车状态信息进行分析计算，确定混合动力驱动装置动力输出工作模式，并发布工作模式执行命令给执行机构控制层，所述执行机构控制层根据工作模式执行命令控制混合动力驱动装置各总成完成相应动作命令，并将所述动作命令完成与否的信息反馈给执行机构控制层，进而混合动力驱动装置实现相应工作模式的动力输出，所述动作命令包括发动机控制命令、辅助电机总成控制命令、主驱动电机总成控制命令、动力电源控制命令、第一离合器控制命令、第二离合器控制命令；步骤四，动作命令执行验证，所述执行机构控制层根据动作命令完成与否的信息判定混合动力驱动装置各总成是否继续执行动作命令，若判定为未完成，则混合动力驱动装置相应总成继续执行相应动作命令直到完成动作命令为止。
12.优选项，所述的步骤三中所述混合动力驱动装置动力输出工作模式包括：纯电动工作模式、增程工作模式、发动机直驱工作模式、混合动力驱动工作模式、能量制动回收工作模式；所述混合动力驱动模式包括联合驱动工作模式和行车发电工作模式。
13.优选项，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式的控制方法为：纯电动工作模式，制动器b、第一离合器和第二离合器断开，制动器a接合，发动机、辅助电机总成处于不工作状态，动力电源给主驱动电机总成供电，所述主驱动电机总成输出动力经主驱动电机的输出轴、连接齿轮、输出轴、主减速器齿轮传递至差速器输出；增程工作模式，制动器a、制动器b、第一离合器和第二离合器断开，动力电源给辅助电机总成和主驱动电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，所述发动机输出动力经
过辅助电机联动装置、辅助电机齿轮驱动辅助电机总成发电，所述辅助电机总成产生的电功率给动力电源充电或直接驱动主驱动电机总成，所述主驱动电机总成输出动力经主驱动电机的输出轴、连接齿轮、输出轴、主减速器齿轮传递至差速器输出；发动机直驱工作模式，所述发动机直驱工作模式分为发动机直驱一挡工作模式和发动机直驱二挡工作模式；发动机直驱一挡工作模式，制动器a、第二离合器断开，制动器b、第一离合器接合，主驱动电机总成处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，所述发动机输出的动力经过发动机输出轴、第一离合器、第一挡位齿轮、输出轴、主减速器齿轮传递至差速器输出；发动机直驱二挡工作模式，制动器a、第一离合器断开，制动器b、第二离合器接合，主驱动电机总成处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，发动机输出的动力经过发动机输出轴、第二离合器、第二挡位齿轮、输出轴、主减速器齿轮传递至差速器输出；混合动力驱动工作模式，所述混合动力驱动工作模式分为联合驱动工作模式和行车发电工作模式；联合驱动工作模式，所述联合驱动工作模式分为联合驱动一挡工作模式和联合驱动二挡工作模式；联合驱动一挡工作模式，制动器a、制动器b和第二离合器断开，第一离合器接合，动力电源给辅助电机总成和主驱动电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，发动机输出的动力经过发动机输出轴、第一离合器、第一挡位齿轮传递至输出轴；所述主驱动电机总成输出动力经主驱动电机的输出轴、连接齿轮传递至输出轴；两处动力在输出轴汇合后经过主减速器齿轮传递至差速器输出；联合驱动二挡工作模式，制动器a、制动器b和第一离合器断开，第二离合器接合，动力电源给辅助电机总成和主驱动电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，发动机输出的动力经过发动机输出轴、第二离合器、第二挡位齿轮传递至输出轴；所述主驱动电机总成输出动力经主驱动电机的输出轴、连接齿轮传递至输出轴；两处动力在输出轴汇合后经过主减速器齿轮传递至差速器输出；行车发电工作模式，所述行车发电工作模式分为行车发电一挡工作模式和行车发电二挡工作模式；行车发电一挡工作模式，制动器a、制动器b和第二离合器断开，第一离合器接合，动力电源给辅助电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，发动机输出的动力经过发动机输出轴、第一离合器、第一挡位齿轮传递至输出轴处分流：一路动力经过主减速器齿轮传递至差速器输出；另一路动力经过连接齿轮、主驱动电机的输出轴驱动主驱动电机总成发电，所述主驱动电机总成产生的电功率给动力电源充电；
行车发电二挡工作模式，制动器a、制动器b和第一离合器断开，第二离合器接合，动力电源给辅助电机总成供电，所述辅助电机总成驱动发动机转入工作模式，发动机输出的动力经过发动机输出轴、第二离合器、第二挡位齿轮传递至输出轴处分流：一路动力经过主减速器齿轮传递至差速器输出；另一路动力经过连接齿轮、主驱动电机的输出轴驱动主驱动电机总成发电，所述主驱动电机总成产生的电功率给动力电源充电；能量制动回收工作模式，制动器b、第一离合器、第二离合器断开，制动器a接合，发动机、辅助电机总成处于不工作状态，在制动过程中，所述差速器回收的制动过程动力经过主减速器齿轮、输出轴、连接齿轮、主驱动电机的输出轴驱动主驱动电机总成发电，所述主驱动电机总成产生的电功率给动力电源充电。
14.优选项，所述的步骤三中确定混合动力驱动装置动力输出工作模式的判定步骤如下：s1：汽车启动阶段，根据数据交互解析层传递的汽车状态信息，判定动力电源荷电状态soc，若动力电源荷电状态soc＞增程工作模式启动阈值荷电状态soc
switch
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为纯电动工作模式；若动力电源荷电状态soc＜增程工作模式启动阈值荷电状态soc
switch
且满足动力电源荷电状态soc＜动力电源启动阈值荷电状态soc
l
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为发动机直驱工作模式，依据工作需求，判定使用发动机直驱一挡工作模式或发动机直驱二挡工作模式；s2：汽车行驶阶段，在汽车行驶阶段时，判定驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
和驾驶员请求制动扭矩t
br
，若驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
＜0，驾驶员请求制动扭矩t
br
＞0时，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为增程工作模式；若驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
＞0，判定汽车行驶速度v
currrnt
，驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
要优先于汽车行驶速度v
currrnt
进行判定，当汽车行驶速度v
currrnt
＜发动机驱动车速v
switch
时，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为增程工作模式；当汽车行驶速度v
currrnt
＞发动机驱动车速v
switch
时，继续判定驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
，若t
reqe
＞发动机高效运转最大扭矩阈值t
max
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为联合驱动工作模式，依据工作需求，判定使用联合驱动一挡工作模式或联合驱动二挡工作模式；若发动机高效运转最小扭矩阈值t
min
＜t
reqe
＜发动机高效运转最大扭矩阈值t
max
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为发动机直驱工作模式，依据工作需求，判定使用发动机直驱一挡工作模式或发动机直驱二挡工作模式；若t
reqe
＜发动机高效运转最小扭矩阈值t
min
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为行车发电模式，依据工作需求，判定使用行车发电一挡工作模式或行车发电二挡
工作模式；s3：汽车制动阶段，根据数据交互解析层传递的汽车状态信息，判定驾驶员请求制动扭矩t
br
，若驾驶员请求制动扭矩t
br
＞0，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为能量制动回收工作模式。
15.优选项，所述的步骤s1、s2中混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换的控制方法为：步骤a，信息数据解析，数据解析系统根据数据交互管理层传递的汽车状态信息，解析驾驶员请求驱动扭矩信号、汽车行驶速度信号并传递至工作挡位判断策略层，所述工作挡位判断策略层解析得到目标挡位信号；步骤b，目标需求计算，换挡工作控制策略层根据目标挡位信号和混合动力驱动装置各总成的工作状态信息解析得到发动机目标需求、主驱动电机目标需求、离合器目标需求并将目标需求信息传递至执行机构控制层；步骤c，动作命令执行，执行机构控制层根据目标需求信息向发动机、主驱动电机、第一离合器、第二离合器发出相应的动作执行命令，新挡位离合器开始运动至接合点，原挡位离合器开始分离，主驱动电机为汽车运动提供动力，若原挡位离合器未完全分离，则继续分离，直至原挡位离合器完全分离，原挡位离合器完全分离后，新挡位离合器开始进入滑摩阶段，调整发动机输出转速，当满足发动机输出转速与新挡位离合器从动组件的转速差在设定阈值内时，调整发动机输出扭矩，新挡位离合器完成接合，主驱动电机为汽车提供的补偿扭矩逐渐减少至消失，新挡位开始工作。
16.优选项，所述的步骤c中混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换时发动机的工作过程如下：步骤c1，根据发动机目标需求以及发动机当前转速，通过发动机查表模型，确定发动机目标节气门开度；步骤c2，由发动机控制器调节发动机当前节气门开度，从而调整发动机输出扭矩；步骤c3，判定离合器输出扭矩与驾驶员请求驱动扭矩的大小，若离合器输出扭矩小于驾驶员请求驱动扭矩，则由主驱动电机提供动力补偿汽车驱动所需的剩余扭矩，直到离合器输出扭矩达到驾驶员请求驱动扭矩，主驱动电机停止提供动力补偿，新挡位开始工作。
17.有益效果：本发明通过发动机、辅助电机总成、主驱动电机总成之间的配合实现多种输出工作模式之间的切换，同时根据混合动力驱动装置各总成的工作状态信息、驾驶员意图信息、汽车运行工况信息通过换挡执行装置使得输出工作模式具有两种挡位的变化，增加了整个动力驱动装置应对不同工况的适应能力，降低整车燃油消耗，提升驾驶流畅度和行驶舒适感；在挡位切换过程中通过发动机控制器调节发动机节气门开度，进而调整发动机输出扭矩，判定离合器输出扭矩与驾驶员请求驱动扭矩的大小，调整主驱动电机提供
动力补偿，避免了动力驱动装置在挡位变换过程动力中断的隐患，进一步提升换挡品质和驾驶员驾驶体验。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本发明混合动力驱动装置的结构原理图。
20.图2为本发明混合动力驱动装置控制方法原理图。
21.图3为本发明纯电动工作模式动力传递路线图。
22.图4为本发明增程工作模式动力传递路线图。
23.图5为本发明发动机直驱一挡工作模式动力传递路线图。
24.图6为本发明发动机直驱二挡工作模式动力传递路线图。
25.图7为本发明联合驱动一挡工作模式动力传递路线图。
26.图8为本发明联合驱动二挡工作模式动力传递路线图。
27.图9为本发明行车发电一挡工作模式动力传递路线图。
28.图10为本发明行车发电二挡工作模式动力传递路线图。
29.图11为本发明能量制动回收工作模式动力传递路线图。
30.图12为本发明混合动力驱动装置动力输出工作模式的判定逻辑图。
31.图13为本发明混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换的控制方法原理图。
32.图14为本发明混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换时发动机工作原理图。
33.图15为本发明混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换时控制策略流程图。
具体实施方式
34.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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系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和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.如图1所示，一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置，包括发动机1、辅助电机总成2、主驱动电机总成3、输出轴4、差速器总成5，所述辅助电机总成2与发动机1连接，所述发动机1和主驱动电机总成3通过输出轴4与差速器总成5连接；其特征在于：所述辅助电机总成2包括辅助电机21、辅助电机齿轮22、制动器a23、辅助电机联动装置24，所述的辅助电机联动装置24套装在发动机1的发动机输出轴11上，所述制动器a23可以锁定辅助电机联动装置24，所述辅助电机联动装置24通过辅助电机齿轮22与辅助电机21的输出轴连接，所述发动机输出轴11与输出轴4之间设有换挡执行装置6。
38.本发明通过发动机1、辅助电机总成2、主驱动电机总成3之间的配合实现多种输出工作模式之间的切换，同时换挡执行装置6也可以使得输出工作模式具有两种挡位的变化，增加了整个动力驱动装置应对不同工况的适应能力，降低整车燃油消耗，避免了动力驱动装置在挡位变换过程动力中断的隐患，提升驾驶流畅度和行驶舒适感。
39.所述主驱动电机总成3包括主驱动电机31、连接齿轮32、制动器b33，所述主驱动电机31的输出轴通过连接齿轮32与输出轴4连接，所述制动器b33可以锁定主驱动电机31的输出轴。
40.所述的换挡执行装置6包括第一挡位控制装置61和第二挡位控制装置62；所述第一挡位控制装置61包括第一离合器611、第一挡位齿轮612，所述发动机输出轴11通过第一离合器611与第一挡位齿轮612连接，所述第一挡位齿轮612与输出轴4连接；所述第二挡位控制装置62包括第二离合器621、第二挡位齿轮622，所述发动机输出轴11与第二挡位齿轮622连接，所述第二挡位齿轮622通过第二离合器621与输出轴4连接。
41.所述的差速器总成5包括差速器51、主减速器齿轮52，所述差速器51通过主减速器齿轮52与输出轴4连接。
42.如图2所示，一种用于混合动力汽车的混合动力驱动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，信息采集。
43.数据交互管理层采集当前混合动力驱动装置各总成的工作状态信息、驾驶员意图信息、汽车运行工况信息，所述驾驶员意图信息包括驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
和驾驶员请求制动扭矩t
br
，所述汽车运行工况信息包括动力电源荷电状态soc、汽车行驶速度v
currrnt
。
44.步骤二，信息数据分析。
45.数据交互解析层对混合动力驱动装置各总成的工作状态信息、驾驶员意图信息、汽车运行工况信息进行识别并确定汽车状态信息，数据交互解析层把解析后的汽车状态信息发送至汽车控制策略层。
46.步骤三，执行动力输出工作模式。
47.汽车控制策略层根据汽车状态信息进行分析计算，确定混合动力驱动装置动力输出工作模式，并发布工作模式执行命令给执行机构控制层，所述执行机构控制层根据工作模式执行命令控制混合动力驱动装置各总成完成相应动作命令，并将所述动作命令完成与否的信息反馈给执行机构控制层，进而混合动力驱动装置实现相应工作模式的动力输出，
所述动作命令包括发动机1控制命令、辅助电机总成2控制命令、主驱动电机总成3控制命令、动力电源控制命令、第一离合器611控制命令、第二离合器621控制命令。
48.所述的步骤三中所述混合动力驱动装置动力输出工作模式包括：纯电动工作模式、增程工作模式、发动机直驱工作模式、混合动力驱动工作模式、能量制动回收工作模式；所述混合动力驱动模式包括联合驱动工作模式和行车发电工作模式。
49.所述混合动力驱动装置动力输出工作模式的控制方法为：如图3所示，纯电动工作模式，制动器b33、第一离合器611和第二离合器621断开，制动器a23接合，发动机1、辅助电机总成2处于不工作状态，动力电源给主驱动电机总成3供电，所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
50.如图4所示，增程工作模式，制动器a23、制动器b33、第一离合器611和第二离合器621断开，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出动力经过辅助电机联动装置24、辅助电机齿轮22驱动辅助电机总成2发电，所述辅助电机总成2产生的电功率给动力电源充电或直接驱动主驱动电机总成3，所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
51.发动机直驱工作模式，所述发动机直驱工作模式分为发动机直驱一挡工作模式和发动机直驱二挡工作模式。
52.如图5所示，发动机直驱一挡工作模式，制动器a23、第二离合器621断开，制动器b33、第一离合器611接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
53.如图6所示，发动机直驱二挡工作模式，制动器a23、第一离合器611断开，制动器b33、第二离合器621接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
54.混合动力驱动工作模式，所述混合动力驱动工作模式分为联合驱动工作模式和行车发电工作模式。
55.联合驱动工作模式，所述联合驱动工作模式分为联合驱动一挡工作模式和联合驱动二挡工作模式。
56.如图7所示，联合驱动一挡工作模式，制动器a23、制动器b33和第二离合器621断开，第一离合器611接合，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612传递至输出轴4；所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32传递至输出轴4；两
处动力在输出轴11汇合后经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
57.如图8所示，联合驱动二挡工作模式，制动器a23、制动器b33和第一离合器611断开，第二离合器621接合，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622传递至输出轴4；所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32传递至输出轴4；两处动力在输出轴11汇合后经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
58.行车发电工作模式，所述行车发电工作模式分为行车发电一挡工作模式和行车发电二挡工作模式。
59.如图9所示，行车发电一挡工作模式，制动器a23、制动器b33和第二离合器621断开，第一离合器611接合，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612传递至输出轴4处分流：一路动力经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；另一路动力经过连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电。
60.如图10所示，行车发电二挡工作模式，制动器a23、制动器b33和第一离合器611断开，第二离合器621接合，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622传递至输出轴4处分流：一路动力经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；另一路动力经过连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电。
61.如图11所示，能量制动回收工作模式，制动器b33、第一离合器611、第二离合器621断开，制动器a23接合，发动机1、辅助电机总成2处于不工作状态，在制动过程中，所述差速器51回收的制动过程动力经过主减速器齿轮52、输出轴4、连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电。
62.如图12所示，所述的步骤三中确定混合动力驱动装置动力输出工作模式的判定步骤如下：s1：汽车启动阶段，根据数据交互解析层传递的汽车状态信息，判定动力电源荷电状态soc，若动力电源荷电状态soc＞增程工作模式启动阈值荷电状态soc
switch
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为纯电动工作模式，制动器b33、第一离合器611和第二离合器621断开，制动器a23接合，发动机1、辅助电机总成2处于不工作状态，动力电源给主驱动电机总成3供电，所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出；若动力电源荷电状态soc＜增程工作模式启动阈值荷电状态soc
switch
且满足动力电源荷电状态soc＜动力电源启动阈值荷电状态soc
l
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为发动机直驱工作模式，依据工作需求，判定使用发动机直驱一挡工作模式或发动机直驱二挡工作模式；
当为发动机直驱一挡工作模式时，制动器a23、第二离合器621断开，制动器b33、第一离合器611接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
63.当为发动机直驱二挡工作模式时，制动器a23、第一离合器611断开，制动器b33、第二离合器621接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
64.s2：汽车行驶阶段，在汽车行驶阶段时，判定驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
和驾驶员请求制动扭矩t
br
，若驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
＜0，驾驶员请求制动扭矩t
br
＞0时，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为增程工作模式，制动器a23、制动器b33、第一离合器611和第二离合器621断开，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出动力经过辅助电机联动装置24、辅助电机齿轮22驱动辅助电机总成2发电，所述辅助电机总成2产生的电功率给动力电源充电或直接驱动主驱动电机总成3，所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出；若驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
＞0，判定汽车行驶速度v
currrnt
，驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
要优先于汽车行驶速度v
currrnt
进行判定，当汽车行驶速度v
currrnt
＜发动机驱动车速v
switch
时，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为增程工作模式制动器a23、制动器b33、第一离合器611和第二离合器621断开，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出动力经过辅助电机联动装置24、辅助电机齿轮22驱动辅助电机总成2发电，所述辅助电机总成2产生的电功率给动力电源充电或直接驱动主驱动电机总成3，所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出；当汽车行驶速度v
currrnt
＞发动机驱动车速v
switch
时，继续判定驾驶员请求驱动扭矩t
reqe
，若t
reqe
＞发动机高效运转最大扭矩阈值t
max
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为联合驱动工作模式，依据工作需求，判定使用联合驱动一挡工作模式或联合驱动二挡工作模式；当为联合驱动一挡工作模式时，制动器a23、制动器b33和第二离合器621断开，第一离合器611接合，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612传递至输出轴4；所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32传递至输出轴4；两处动力在输出轴11汇合后经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；当为联合驱动二挡工作模式时，制动器a23、制动器b33和第一离合器611断开，第二离合器621接合，动力电源给辅助电机总成2和主驱动电机总成3供电，所述辅助电机总成
2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622传递至输出轴4；所述主驱动电机总成3输出动力经主驱动电机31的输出轴、连接齿轮32传递至输出轴4；两处动力在输出轴11汇合后经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；若发动机高效运转最小扭矩阈值t
min
＜t
reqe
＜发动机高效运转最大扭矩阈值t
max
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为发动机直驱工作模式，依据工作需求，判定使用发动机直驱一挡工作模式或发动机直驱二挡工作模式；当为发动机直驱一挡工作模式时，制动器a23、第二离合器621断开，制动器b33、第一离合器611接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，所述发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
65.当为发动机直驱二挡工作模式时，制动器a23、第一离合器611断开，制动器b33、第二离合器621接合，主驱动电机总成3处于不工作状态，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622、输出轴4、主减速器齿轮52传递至差速器51输出。
66.若t
reqe
＜发动机高效运转最小扭矩阈值t
min
，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为行车发电模式，依据工作需求，判定使用行车发电一挡工作模式或行车发电二挡工作模式；当为行车发电一挡工作模式时，制动器a23、制动器b33和第二离合器621断开，第一离合器611接合，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第一离合器611、第一挡位齿轮612传递至输出轴4处分流：一路动力经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；另一路动力经过连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电；当为行车发电一挡工作模式时，制动器a23、制动器b33和第一离合器611断开，第二离合器621接合，动力电源给辅助电机总成2供电，所述辅助电机总成2驱动发动机1转入工作模式，发动机1输出的动力经过发动机输出轴11、第二离合器621、第二挡位齿轮622传递至输出轴4处分流：一路动力经过主减速器齿轮52传递至差速器51输出；另一路动力经过连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电。
67.s3：汽车制动阶段，根据数据交互解析层传递的汽车状态信息，判定驾驶员请求制动扭矩t
br
，若驾驶员请求制动扭矩t
br
＞0，所述混合动力驱动装置动力输出工作模式为能量制动回收工作模式，制动器b33、第一离合器611、第二离合器621断开，制动器a23接合，发动机1、辅助电机总成2处于不工作状态，在制动过程中，所述差速器51回收的制动过程动力经过主减速器齿轮52、输出轴4、连接齿轮32、主驱动电机31的输出轴驱动主驱动电机总成3发电，所述主驱动电机总成3产生的电功率给动力电源充电。
68.如图13、图15所示，所述的步骤s1、s2中混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换的控制方法为：
步骤a，信息数据解析，数据解析系统根据数据交互管理层传递的汽车状态信息，解析驾驶员请求驱动扭矩信号、汽车行驶速度信号并传递至工作挡位判断策略层，所述工作挡位判断策略层解析得到目标挡位信号。
69.步骤b，目标需求计算，换挡工作控制策略层根据目标挡位信号和混合动力驱动装置各总成的工作状态信息解析得到发动机1目标需求、主驱动电机31目标需求、离合器目标需求并将目标需求信息传递至执行机构控制层。
70.步骤c，动作命令执行，执行机构控制层根据目标需求信息向发动机1、主驱动电机31、第一离合器611、第二离合器621发出相应的动作执行命令；新挡位离合器开始运动至接合点，原挡位离合器开始分离，主驱动电机31为汽车运动提供动力，若原挡位离合器未完全分离，则继续分离，直至原挡位离合器完全分离；原挡位离合器完全分离后，新挡位离合器开始进入滑摩阶段；调整发动机1输出转速，当满足发动机1输出转速与新挡位离合器从动组件的转速差在设定阈值内时，调整发动机1输出扭矩，新挡位离合器完成接合，主驱动电机31为汽车提供的补偿扭矩逐渐减少至消失，新挡位开始工作。
71.如图14所示，所述的步骤c中混合动力驱动装置动力输出工作模式一挡模式与二挡模式之间切换时发动机1的工作过程如下：步骤c1，根据发动机1目标需求以及发动机1当前转速，通过发动机map查表模型，确定发动机1目标节气门开度；步骤c2，由发动机控制器调节发动机1当前节气门开度，从而调整发动机1输出扭矩；步骤c3，判定离合器输出扭矩与驾驶员请求驱动扭矩的大小，若离合器输出扭矩小于驾驶员请求驱动扭矩，则由主驱动电机31提供动力补偿汽车驱动所需的剩余扭矩，直到离合器输出扭矩达到驾驶员请求驱动扭矩，主驱动电机31停止提供动力补偿，新挡位开始工作。
72.步骤四，动作命令执行验证，所述执行机构控制层根据动作命令完成与否的信息判定混合动力驱动装置各总成是否继续执行动作命令，若判定为未完成，则混合动力驱动装置相应总成继续执行相应动作命令直到完成动作命令为止。
73.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。