多运行模式混动车辆的越野控制方法及车辆与流程

1.本发明涉及混动汽车技术领域，特别涉及一种多运行模式混动车辆的越野控制方法。另外，本发明还涉及一种车辆。


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，整个混动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.基于上述的情况，有必要就混动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：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种多运行模式混动车辆的越野控制方法，以提升混动车辆在两驱模式和四驱模式之间切换的准确适时性和有效性，从而改善混动车辆的综合驱动效率。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种多运行模式混动车辆的越野控制方法，所述多运行模式混动车辆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；
9.该控制方法包括：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，且所述运行模式包括仅有所述前桥车轮或所述后桥车轮被驱动的两驱模式、以及所述前桥车轮和所述后桥车轮均被驱动的四驱模式；
10.实时获取车辆的油门踏板开度、车辆当前的工况场景、以及主动车轮和从动车轮的车轮转速；在满足以下的越野预设条件时，将所述两驱模式切换至所述四驱模式：
11.所述油门踏板开度的变化率上升到设定阈值以上并保持至设定时间、或判断所述工况场景为越野路况场景；
12.所述主动车轮的车轮转速与所述从动车轮的车轮转速之间的差值在设定转速差值以上。
13.进一步的，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；所述控制方法还包括：获取所述电池的电池电量，并由高到低依次预设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。
14.进一步的，所述纯电模式包括与所述两驱模式对应的电动前驱模式和电动后驱模式、以及与所述四驱模式对应的电动四驱模式；所述混动模式包括与所述两驱模式对应的混动前驱模式、以及与所述四驱模式对应的混动四驱模式；在满足所述越野预设条件时，获取当前的整车车速，当整车车速高于预设车速值时切换至所述混动四驱模式，当整车车速低于所述预设车速值时切换至所述电动四驱模式。
15.进一步的，所述发动机模式包括由所述发动机通过所述变速装置驱动所述前桥车轮的发动机直驱模式，由所述发动机带动所述第一电机运转发电并由所述第二电机驱动所述后桥车轮的串联模式，以及仅由所述发动机带动所述第一电机运转发电的怠速发电模式；所述控制方法还包括：获取整车车速，在所述发动机模式下，运动中的车辆的所述整车车速大于所述设定车速时执行所述发动机直驱模式，小于等于所述设定车速时执行所述串联模式；怠速中的车辆执行所述怠速发电模式。
16.进一步的，所述运行模式包括弹射起步模式，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；所述控制方法还包括：获取油门踏板开度，当所述油门踏板开度到达设定开度值时，执行所述弹射起步模式。
17.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；所述控制方法还包括：判断车辆是否处于制动或滑行状态、以及所述工况场景是否为智能跟车场景；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：
18.所述车辆处于制动或滑行状态；
19.所述车辆处于智能跟车场景，且当前的跟车距离进入预设跟车距离范围内。
20.进一步的，所述能量回收模式包括所述第一电机被所述前桥车轮带动而运转发电的前桥能量回收模式、所述第二电机被所述后桥车轮带动而运转发电的后桥能量回收模式，以及所述第一电机和所述第二电机被所述前桥车轮和所述后桥车轮分别带动而运转发电的双桥能量回收模式。
21.进一步的，还包括：在制动状态下，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；所述第二设定开度值大于所述第一设定开度值。
22.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
23.本发明的多运行模式混动车辆的越野控制方法，基于车辆的前桥车轮和后桥车轮
可以被分别驱动的配置条件，在正常行驶时采用前驱模式或后驱模式的两驱模式，在需要急加速或者脱困时和实时准确地切换至四驱模式；通过在切换前判断前桥车轮和后桥车轮的车轮转速的差值情况，可确定前桥车轮和后桥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，从而可改善混动车辆的综合驱动效率。
24.此外，根据电池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，在充分利用电池的蓄能的同时，可有效避免电池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。同时，在对应的纯电模式内部或者混动模式内部进行两驱和四驱之间的模式切换，有利于保持电池的电能输出稳定性，降低变速装置等传动机构的参与频率，从而进一步改善混动系统的运行稳定性和经济性。
25.本发明的另一目的在于提出一种车辆，所述车辆采用混动系统驱动，所述混动系统采用本发明所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法。
26.进一步的，所述第一电机与所述发动机传动相连，且所述第一电机和所述发动机均通过变速装置连接所述前桥车轮；所述变速装置包括并行布置的输入轴和输出轴、以及换挡机构；所述发动机通过切断机构与所述输入轴连接，所述第一电机与所述输入轴传动相连，所述输出轴与所述前桥车轮传动相连，且所述输入轴和所述输出轴之间设置有多个换挡齿轮组，所述换挡机构可选择某一所述换挡齿轮组形成所述输入轴和所述输出轴之间的传动连接。
27.本发明的车辆，配置有发动机、第一电机和第二电机，通过变速装置可由发动机驱动前桥车轮，第一电机则可在发动机带动下运转发电或者动力输出以驱动前桥车轮，第二电机则可直接驱动后桥车轮，从而提供了一种可匹配出多种运行模式的混动架构，能使车辆匹配出多种不同的动力驱动运行模式，为丰富车辆的驱动运行模式、降低车辆的综合驱动效率提供了良好的硬件基础。
附图说明
28.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：
29.图1为本发明实施例一所述多运行模式混动车辆的混动系统的系统构成示意图；
30.图2为本发明实施例一所述的多运行模式混动车辆的控制方法中关于越野预设条件的判定控制逻辑示意图；
31.图3为本发明实施例一所述的控制方法的总体运行模式控制逻辑示意图。
32.附图标记说明：
33.11、前桥车轮；12、后桥车轮；
34.20、发动机；21、第一电机；22、第二电机；23、减速机；24、差速器；25、电池；
35.301、第一输入轴；302、第二输入轴；311、主输出轴；312、副输出轴；321、一挡齿轮组；322、二挡齿轮组；323、三挡齿轮组；324、四挡齿轮组；325、倒挡传动齿轮；326、倒挡输出齿轮；327、前进挡输出齿轮；328、前桥齿轮；329、驻车齿轮；33、电机传动齿轮组；
36.411、第一离合器；412、第二离合器；421、第一同步器；422、第二同步器。
具体实施方式
37.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。
38.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”。
39.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。
40.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
41.实施例一
42.本实施例涉及一种多运行模式混动车辆的越野控制方法，可以提升混动车辆在两驱模式和四驱模式之间切换的准确适时性和有效性，从而改善混动车辆的综合驱动效率；该越野控制方法所适用的混动系统的一种示例性系统构成如图1所示，该越野控制方法的一种示例性控制逻辑如图2和图3所示。
43.整体而言，该多运行模式混动车辆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。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，而且运行模式包括仅有前桥车轮11或后桥车轮12被驱动的两驱模式、以及前桥车轮11和后桥车轮12均被驱动的四驱模式。基于此，实时获取车辆的油门踏板开度、车辆当前的工况场景、以及主动车轮和从动车轮的车轮转速；在满足以下的越野预设条件时，将两驱模式切换至四驱模式：
44.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并保持至设定时间、或者判断所述工况场景为越野路况场景；
45.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。
46.以上两条件均满足时进行模式切换。
47.具体来说，两驱模式包括仅有前桥车轮11被驱动的前驱模式、以及仅有后桥车轮
12被驱动的后驱模式。当前为前驱模式时，且前桥车轮11的车轮转速与后桥车轮12的车轮转速之间的差值在设定转速差值以上；或者，当前为后驱模式，且后桥车轮12的车轮转速与前桥车轮11的车轮转速之间的差值在设定转速差值以上；均为满足越野预设条件二。
48.为了便于对本实施例控制方法的理解，首先结合图1对该越野控制方法所针对的混动系统的大体配置情况加以说明；不过，应当指出，本实施例对混动系统的具体构成的示例性表述，并不构成对本发明的越野控制方法的保护范围的限制。
49.本实施例的混动系统配置于四轮的混动汽车上，四轮具体为两个前桥车轮11和两个后桥车轮12。其中，后桥车轮12由第二电机22驱动，第二电机22通过减速机23与后桥车轮12的驱动轴连接。前桥车轮11的驱动轴则配置有变速装置，变速装置中设置有多个可切换的档位，发动机20通过变速装置驱动前桥车轮11运转，以实现对车辆的多档驱动控制；发动机20和变速装置之间设有切断机构，该切断机构可采用如图1中所示的第一离合器411或狗牙离合器等，以便在纯电驱动时将发动机20脱离。第一电机21可直接传动连接前桥车轮11的驱动轴，或者通过变速装置与前桥车轮11驱动相连，用于驱动前桥车轮11运转。同时，第一电机21须与发动机20传动连接，以便能够在发动机20带动下运转发电，为电池25补充电能。
50.参考上述混动系统的配置情况，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。对应各运行模式可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。
51.如图3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。
52.基于上述的分类，在纯电模式下，前驱模式对应电动前驱模式，后驱模式对应电动后驱模式，四驱模式对应电动四驱模式；在满足越野预设条件时，优选将电动前驱模式或电动后驱模式切换至电动四驱模式。类似的，在混动模式下，前驱模式对应混动前驱模式，四驱模式对应混动四驱模式，在满足越野预设条件时，优选将混动前驱模式切换至混动四驱模式。在对应的纯电模式内部或者混动模式内部进行两驱和四驱之间的模式切换，有利于保持电池25的电能输出稳定性，降低变速装置等传动机构的参与频率，从而进一步改善混动系统的运行稳定性和经济性。
53.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：
54.[0055][0056]
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。
[0057]
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。
[0058]
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。
[0059]
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。
[0060]
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。
[0061]
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。
[0062]
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。
[0063]
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。
[0064]
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。
[0065]
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。
[0066]
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、整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。
[0067]
具体而言，如图3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。
[0068]
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。
[0069]
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。
[0070]
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。工作参数则还包括整车车速，预设条件还包括设定车速。基于此，在发动机模式下，
运动中的车辆的整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，根据车辆的运行及整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。
[0071]
可以理解的，根据整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。此时先获取整车车速，通过判断整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，当整车车速小于等于30km/h，此时控制车辆以串联模式运行；当整车车速大于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，当检测到整车车速为零(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。
[0072]
另外，本实施例的工作参数还包括油门踏板开度、整车车速和车轮转速。如图3所示，当油门踏板开度的变化率上升到设定阈值以上、或车轮转速与整车车速不匹配时，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整车车速的匹配情况，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。
[0073]
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。
[0074]
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。
[0075]
同时，除了根据上述的越野预设条件一(油门踏板开度的变化率情况)切换四驱模式外，如图2所示，还应当密切关注整车车速和车轮转速的不匹配情况。正如本实施例的越野预设条件二已经指出的，当急需脱困而需增加扭矩的车轮目前正好是驱动轮，而从动轮目前并无增加扭矩的需求时，由当前的两驱模式切换为四驱模式并无意义。例如，当前为前驱模式，前桥车轮11处于受阻而需增加扭矩的状态，而此刻后桥车轮12打滑空转，致使前桥车轮11的车轮转速低于后桥车轮12的车轮转速，则无需切换至四驱模式，而应当保持当前的前驱模式；仅在前桥车轮11的车轮转速高于后桥车轮12的车轮转速且差值在设定转速差
值以上时，说明出现了前桥车轮11打滑空转、后桥车轮12处于受阻而需增加扭矩的状态，才有必要将当前的前驱模式切换为四驱模式。对于后驱模式和四驱模式之间的切换也是同样的道理，在此不再赘述。
[0076]
一般而言，整车车速和车轮转速是匹配的，即，车轮转速和整车车速保持一致，若整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。在本实施例中，采用前桥车轮11和后桥车轮12的转速差值；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。
[0077]
对于整车车速和车轮转速不匹配的判定，当满足越野预设条件时，执行四驱模式。在此，还可设置一个预设车速值，当整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。
[0078]
另外，在本实施例的越野控制方法中，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。
[0079]
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。
[0080]
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，本实施例的工况场景还包括智能跟车场景；当满足以下任一所述预设条件时，车辆执行所述能量回收模式：
[0081]
(1)车辆处于制动或滑行状态；
[0082]
(2)车辆处于智能跟车场景，且当前的跟车距离进入预设跟车距离范围内。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。
[0083]
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。
[0084]“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。
[0085]
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。
[0086]
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。
[0087]
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800m～650m、650m～500m、500m～350m、350m～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。
[0088]
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。
[0089]
综上所述，本实施例的多运行模式混动车辆的越野控制方法，基于车辆的前桥车轮11和后桥车轮12可以被分别驱动的配置条件，在正常行驶时采用前驱模式或后驱模式的两驱模式，在需要急加速或者脱困时和实时准确地切换至四驱模式；通过在切换前判断前桥车轮11和后桥车轮12的车轮转速的差值情况，可确定前桥车轮11和后桥车轮12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，从而可改善混动车辆的综合驱动效率。
[0090]
同时，在上述越野控制方法中，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。而且，该越野控制方法的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。
[0091]
实施例二
[0092]
本实施例涉及一种车辆，该车辆采用混动系统驱动，而且该混动系统采用实施例一所提供的多运行模式混动车辆的越野控制方法。
[0093]
本实施例的混动系统基于实施例一的越野控制方法进行控制，其大体配置情况可参考实施例一所述的情况设置。
[0094]
具体来说，参考图1所示，在配置有发动机20、第一电机21和第二电机22的基础上，第一电机21与发动机20传动相连，而且第一电机21和发动机20均通过变速装置连接前桥车轮11。通过变速装置可由发动机20驱动前桥车轮11，第一电机21则可在发动机20带动下运转发电或者动力输出以驱动前桥车轮11，第二电机22则可直接驱动后桥车轮12，从而提供了一种可匹配出多种运行模式的混动架构，能使车辆匹配出多种不同的动力驱动运行模式，为丰富车辆的驱动运行模式、提升车辆的综合驱动效率提供了良好的硬件基础。
[0095]
同时，上述的变速装置包括并行布置的输入轴和输出轴、以及换挡机构；发动机20通过切断机构与输入轴连接，第一电机21与输入轴传动相连，输出轴与前桥车轮11传动相连，且输入轴和输出轴之间设置有多个换挡齿轮组，换挡机构可选择某一换挡齿轮组形成输入轴和输出轴之间的传动连接。在变速装置的输入轴和输出轴中设置多个换挡齿轮组，发动机20和第一电机21均通过变速装置的换挡变速后驱动前桥车轮11，可形成对车辆的多档控制，有利于改善车辆的动力性和运行经济性。
[0096]
具体来说，本实施例的输入轴包括第二输入轴302以及套设于第二输入轴302上的第一输入轴301，输出轴则包括平行布置的主输出轴311和副输出轴312。换挡齿轮组具体包括传动比依次渐小设置的一挡齿轮组321、二挡齿轮组322、三挡齿轮组323和四挡齿轮组324，以分别实现变速装置的一挡(g1)、二挡(g2)、三挡(g3)和四挡(g4)四个挡位的动力传递。发动机20通过第一离合器411连接于输入轴的一端，第一电机21则通过电机传动齿轮组33传动连接于输入轴的另一端。其中，一挡齿轮组321和二挡齿轮组322相邻设置，两组中的两个主动齿轮固装在第一输入轴301上，两组中的两个从动齿轮均套装于主输出轴311上，并在该两个从动齿轮之间设置有第一同步器421；类似的，二挡齿轮组322和四挡齿轮组324相邻设置，两组中的两个主动齿轮固装在第二输入轴302上，两组中的两个从动齿轮均套装于主输出轴311上，并在该两个从动齿轮之间设置有第二同步器422。第一同步器421、第二同步器422和第一离合器411协调配合，实现换挡机构的功能，第一同步器421和第二同步器422可通过换挡电机驱动进行换挡动作。
[0097]
前桥车轮11的驱动轴上设置有差速器24，主输出轴311的端部设有前进挡输出齿轮327，该前进挡输出齿轮327与差速器24上的前桥齿轮328啮合，将动力输出该前桥车轮11。同时，副输出轴312上固装有倒挡输出齿轮326和驻车齿轮329，并套装有与一挡齿轮组321中的从动齿轮传动相连的倒挡传动齿轮325，在副输出轴312上还设有可接合或者脱离倒挡传动齿轮325的第二离合器412，通过操控第二离合器412可实现对车辆的倒挡(r)控制，通过对驻车齿轮329的锁止操控可实现车辆的驻车(p)功能。
[0098]
在本实施例中，第一电机21和输入轴之间除了采用如图1中所示的电机传动齿轮组33的传动形式外，该第一电机21的电机轴也可直接连接在输入轴上，这样就无需在电机轴和输入轴之间设置单独的传动组件，以减少零件数量，降低装置复杂度。当电机轴和输入轴直接连接时，可以是可拆卸相连，例如通过花键相连等，方便后续的拆卸；或者，也可将第一电机21的电机轴和输入轴构造为一体件，即电机轴和输入轴为同一根轴，这样做可以减
少零件数量、省去花键等拆卸结构的设置。
[0099]
基于上述的混动系统及其越野控制方法，可根据车辆的工作参数情况对车辆的驾驶情况及运行状态进行智能识别，并控制混动系统采用最适合的运行模式，从而有效增加整车的驱动效率以及燃油经济性。
[0100]
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。

技术特征：
1.一种多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述多运行模式混动车辆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)、以及连接所述第一电机(21)和所述第二电机(22)的电池(25)；该控制方法包括：通过匹配所述发动机(20)、所述第一电机(21)和所述第二电机(22)的不同运行状态，为所述车辆配置多种运行模式，且所述运行模式包括仅有所述前桥车轮(11)或所述后桥车轮(12)被驱动的两驱模式、以及所述前桥车轮(11)和所述后桥车轮(12)均被驱动的四驱模式；实时获取车辆的油门踏板开度、车辆当前的工况场景、以及主动车轮和从动车轮的车轮转速；在满足以下的越野预设条件时，将所述两驱模式切换至所述四驱模式：所述油门踏板开度的变化率上升到设定阈值以上并保持至设定时间、或判断所述工况场景为越野路况场景；所述主动车轮的车轮转速与所述从动车轮的车轮转速之间的差值在设定转速差值以上。2.根据权利要求1所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述运行模式包括由所述第一电机(21)和/或所述第二电机(22)驱动车辆的纯电模式、由所述发动机(20)提供动力输出的发动机模式、以及由所述发动机(20)协同所述第一电机(21)或所述第二电机(22)共同驱动车辆的混动模式；所述控制方法还包括：获取所述电池(25)的电池电量，并由高到低依次预设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。3.根据权利要求2所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述纯电模式包括与所述两驱模式对应的电动前驱模式和电动后驱模式、以及与所述四驱模式对应的电动四驱模式；所述混动模式包括与所述两驱模式对应的混动前驱模式、以及与所述四驱模式对应的混动四驱模式；在满足所述越野预设条件时，获取当前的整车车速，当整车车速高于预设车速值时切换至所述混动四驱模式，当整车车速低于所述预设车速值时切换至所述电动四驱模式。4.根据权利要求2所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述发动机模式包括由所述发动机(20)通过所述变速装置驱动所述前桥车轮(11)的发动机直驱模式，由所述发动机(20)带动所述第一电机(21)运转发电并由所述第二电机(22)驱动所述后桥车轮(12)的串联模式，以及仅由所述发动机(20)带动所述第一电机(21)运转发电的怠速发电模式；所述控制方法还包括：获取整车车速，在所述发动机模式下，运动中的车辆的所述整车车速大于所述设定车速时执行所述发动机直驱模式，小于等于所述设定车速时执行所述串联模式；怠速中的车辆执行所述怠速发电模式。
5.根据权利要求1所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述运行模式包括弹射起步模式，在所述弹射起步模式下，所述发动机(20)和所述第一电机(21)共同驱动所述前桥车轮(11)，所述第二电机(22)驱动所述后桥车轮(12)；所述控制方法还包括：获取油门踏板开度，当所述油门踏板开度到达设定开度值时，执行所述弹射起步模式。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述运行模式包括所述第一电机(21)被所述前桥车轮(11)带动和/或所述第二电机(22)被所述后桥车轮(12)带动而运转发电的能量回收模式；所述控制方法还包括：判断车辆是否处于制动或滑行状态、以及所述工况场景是否为智能跟车场景；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：所述车辆处于制动或滑行状态；所述车辆处于智能跟车场景，且当前的跟车距离进入预设跟车距离范围内。7.根据权利要求6所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于：所述能量回收模式包括所述第一电机(21)被所述前桥车轮(11)带动而运转发电的前桥能量回收模式、所述第二电机(22)被所述后桥车轮(12)带动而运转发电的后桥能量回收模式，以及所述第一电机(21)和所述第二电机(22)被所述前桥车轮(11)和所述后桥车轮(12)分别带动而运转发电的双桥能量回收模式。8.根据权利要求7所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法，其特征在于，还包括：在制动状态下，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；所述第二设定开度值大于所述第一设定开度值。9.一种车辆，所述车辆采用混动系统驱动，其特征在于：所述混动系统采用权利要求1至8中任一项所述的多运行模式混动车辆的越野控制方法。10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述第一电机(21)与所述发动机(20)传动相连，且所述第一电机(21)和所述发动机(20)均通过变速装置连接所述前桥车轮(11)；所述变速装置包括并行布置的输入轴和输出轴、以及换挡机构；所述发动机(20)通过切断机构与所述输入轴连接，所述第一电机(21)与所述输入轴传动相连，所述输出轴与所述前桥车轮(11)传动相连，且所述输入轴和所述输出轴之间设置有多个换挡齿轮组，所述换挡机构可选择某一所述换挡齿轮组形成所述输入轴和所述输出轴之间的传动连接。

技术总结
本发明提供了一种多运行模式混动车辆的越野控制方法及车辆。本发明的多运行模式混动车辆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、以及连接第一电机和第二电机的电池；该控制方法包括：通过匹配发动机、第一电机和第二电机的不同运行状态，为车辆配置两模式和四驱模式；实时获取车辆的油门踏板开度、车辆当前的工况场景、以及主动车轮和从动车轮的车轮转速；在满足设定的越野预设条件时，将两模式切换至四驱模式。本发明的多运行模式混动车辆的越野控制方法，利于提升四驱模式切换的准确性和有效性，从而可改善混动车辆的综合驱动效率。可改善混动车辆的综合驱动效率。可改善混动车辆的综合驱动效率。


技术研发人员：曹高阳 罗聪聪 王东风
受保护的技术使用者：长城汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/13