具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，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。

结合前述内容可知，采用混合动力系统的新能源车辆具有多种驱动模式，大致包括纯电驱动模式、机械驱动模式、行车发电模式、停车发电模式以及混合驱动模式，其中，机械驱动模式指的是由发动机驱动车辆行驶的模式。在这类新能源车辆的实际使用过程中，车辆会依据具体车况以及行驶工况的不同进行不同驱动模式之间的切换，从而充分发挥车辆的性能。本发明提供的控制方法，主要用于解决有纯电驱动模式到混合驱动模式的切换过程中存在的问题，确保切换过程的平顺性。

基于上述内容，本发明实施例提供一种车辆动力系统控制方法，可以应用于车辆动力系统的控制器，也可以应用于整车控制器，当然，也可以应用车辆上设置的，能够获取相应数据并执行预设控制程序的控制器。

可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的一种车辆动力系统控制方法的流程图，本实施例提供的车辆动力系统控制方法的流程可以包括：

S100、判断是否需要切换至混合驱动模式，若是，执行S110。

如前所述，本发明实施例主要提供一种动力系统由纯电驱动模式切换为混合驱动模式的控制方法，因此，执行本步骤的前提是混合动力系统处于纯电驱动模式的情况。如果需要切换至混合驱动模式，则执行S110，相反的，如果不需要切换至混合驱动模式，则维持车辆的当前行驶状态即可。

可选的，在判断是否需要切换至混合驱动模式的过程中，首先需要获取表征车辆运行状态的目标参数，比如，车辆的当前车速、动力电池的当前SOC值以及当前需求功率等，然后根据目标参数判断是否需要切换至混合驱动模式。

具体的，如果当前车速大于纯电驱动模式的最高车速，或者，当前SOC值小于预设SOC阈值，或者，当前需求功率大于纯电驱动模式的最大功率，则判定需要切换至混合驱动模式。

需要说明的是，对于预设SOC阈值的设置，可以基于车辆和动力电池的具体参数设置，本发明对于预设SOC阈值的具体取值不做限定。而对于当前需求功率的获取，则可以基于现有技术中的驾驶员计算模型计算得到，此处不再展开。

S110、控制混合动力系统中的主离合器接合。

如果判定需要进行模式切换，则首先控制混合动力系统中的主离合器结合。

具体的，利用图2所示的结构示意图中的第一电机消除主离合器主动端与从动端之间的转速差，进而降低耦合机构输入端的空转转速，保证主离合器在低转速差下结合。

首先，调节混合动力系统中主离合器的从动端转速，在从动端转速与主离合器的主动端转速的速度差小于第一转速阈值时，控制主离合器半接合，然后，在从动端转速与主动端转速的速度差小于第二转速阈值时，控制主离合器完全接合。

需要说明的是，根据离合器基本运行原理可知，离合器接合过程中，离合器主动端与从动端的转速差会逐渐减小，直至转速一致，完成接合，因此，本实施例中述及的第二转速阈值小于第一转速阈值，比如，在实际应用中第一转速阈值为50r/min，第二转速阈值则可以取0r/min。

进一步的，根据角速度耦合关系式，使耦合机构输入端的角速度为零，可以得到第一电机在本步骤中的第一目标角速度：

其中，表示第一电机的第一目标角速度；

ω_o表示耦合机构的输出端第一角速度；

k₁、k₂、k₃分别表示图2所示混合动力系统结构中行星齿轮机构PG1、PG2和PG3的特性参数，即齿圈齿数与太阳轮齿数之比。

基于上述内容可以看出，在实际应用中，对于确定的混合动力系统而言，k₁、k₂、k₃是已知的，因此需要获取混合动力系统中耦合机构的输出端第一角速度，按照公式(1)即可根据输出端第一角速度确定第一电机的第一目标角速度。

在第一目标角速度的基础上通过PID控制器控制第一电机的扭矩，因为扭矩耦合关系式(2)的存在，导致第一电机扭矩的变化会影响耦合机构的输出扭矩。

其中，T_o表示耦合机构的输出端扭矩；

T_A表示第一电机的扭矩；

T_B表示第二电机的扭矩。

由此可以看出，第一电机和第二电机的扭矩共同影响着耦合机构的输出扭矩，在对第一电机和第二电机的控制过程中，应综合考虑。在经过前述步骤已经获得第一电机的第一目标角速度的情况下，还需要进一步获取第一需求扭矩、第一电机的当前角速度，其中，第一需求扭矩由现有技术中的驾驶员模型根据油门踏板开度等参数计算得到，此处不再详述。

然后，根据第一电机的当前角速度和前述计算得到的第一目标角速度确定第一电机的第一目标扭矩，同时，根据第一需求扭矩和第一电机的第一目标扭矩，确定第二电机的第一目标扭矩，得到第一电机和第二电机的目标扭矩之后，即可按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行，以调节混合动力系统中主离合器的从动端转速，最终实现主离合器的接合。

上述计算过程，可参见图4所示的主离合器接合过程控制框图所示。需要说明的是，在纯电驱动模式下，主离合器分离，副离合器分离，制动器接合，发动机和第一电机都处于不工作状态，由第二电机单独驱动车辆行驶。此时，耦合机构的输入端是与第二电机相连的端口，耦合机构的输出端与输出轴相连，经由减速器驱动车轮。

在混合驱动模式下，主离合器结合，副离合器分离，制动器结合，发动机处于工作状态，第一电机处于发电状态，第二电机处于电动状态，由发动机和第二电机共同驱动车辆行驶。此时，耦合机构的输入端分别是与第二电机和与前传动机构相连的端口，耦合机构的输出端分别是与输出轴和与第一电机相连的端口。

S120、控制第一电机和第二电机拖动发动机，并在发动机的转速达到预设点火转速情况下控制发动机点火启动。

在主离合器接合后，即可按照图5所示的控制框图，利用第一电机和第二电机反拖发动机，使发动机的转速升高至预设点火转速。

如图5所示，在具体实现时，需要获取混合动力系统中耦合机构的输入端角速度、输入端参考角速度、输出端第二角速度和输出端参考角速度，然后将所得输入端角速度、输入端参考角速度、输出端第二角速度和输出端参考角速度分别输入预设模型预测控制器，最终得到第一电机的第二目标扭矩和所述第二电机的第二目标扭矩，并按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行，以拖动发动机达到预设点火转速，之后控制发动机点火启动。

其中，预设模型预测控制器可以基于现有技术实现，本发明对于该控制器的具体内容和实现方式不做限定。

在控制第一电机和第二电机拖动发动机的过程中，可以按照如下公式衡量耦合机构输出扭矩的平稳性：

其中，j表示整车冲击度；

R表示车轮半径；

i_r表示主减速器传动比；

ω₁表示耦合机构输出端第二角速度。

需要说明的是，在第一电机和第二电机拖动发动机的过程中，发动机扭矩的变化会导致输出扭矩产生波动。在点火前，发动机扭矩表现为拖转阻力矩，且会随着发动机曲轴转角和转速的变化而变化；在点火后，发动机扭矩表现为驱动力矩。在电机反拖发动机阶段，在点火前，发动机扭矩表现为阻力矩，此时，第一电机输出的扭矩由原来发电状态的负向扭矩变为电动状态的正向扭矩，在点火后，发动机输出驱动力矩，第一电机重新变为发电状态向外输出负向扭矩；由于第一电机扭矩的变化，为了维持输出扭矩的稳定，第二电机扭矩也调整自身的输出扭矩值。

S130、升高发动机的转速至目标转速，并根据发动机的转速控制第一电机和第二电机的输出扭矩，以使混合动力系统的输出扭矩的偏差处于预设范围内。

发动机点火启动后，即进入发动机主动调速的阶段，本实施例中述及的目标转速为使发动机的损耗处于燃油经济区的转速。对于确定的混合动力系统，发动机的燃油经济区是已知的，相应的目标转速可以基于燃油经济区设置，本发明对于目标转速的具体取值不做限定。

在根据发动机的转速控制第一电机和第二电机的输出扭矩，以使混合动力系统的输出扭矩的偏差处于预设范围内的过程中，可以结合图6所示的控制框图实现。

具体的，在获取发动机的当前转速和第二需求扭矩之后，根据发动机的当前转速和目标转速，确定发动机的当前扭矩，然后根据发动机的当前扭矩确定第一电机的第三目标扭矩，并根据第一电机的第三目标扭矩和第二需求扭矩确定第二电机的第三目标扭矩，最终按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行。

综上所述，本发明提供的控制方法，可在需要由纯电驱动模式切换至混合驱动模式情况下，完成发动机的启动控制，从而切换至混合驱动模式，满足实际应用需求。

进一步的，驱动模式切换过程中，根据发动机转速调节驱动电机的输出扭矩，兼顾发动机转速对第一电机以及第二电机之间的输出扭矩的影响，确保混合动力系统的输出扭矩的偏差处于预设范围内，可以有效降低发动机启动后，发动机扭矩接入动力系统带来的扭矩波动，避免整车纵向冲击，改善驾驶感受。

下面对本发明实施例提供的车辆动力系统控制装置进行介绍，下文描述的车辆动力系统控制装置可以认为是为实现本发明实施例提供的车辆动力系统控制方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。

参见图7，图7是本发明实施例提供的一种车辆动力系统控制装置的结构框图，本实施例提供的车辆动力系统控制装置，应用于包括发动机、第一电机和第二电机的混合动力系统，该装置包括：

判断单元10，用于在混合动力系统处于纯电驱动模式的情况下，判断是否需要切换至混合驱动模式；

第一控制单元20，用于若需要切换至混合驱动模式，控制混合动力系统中的主离合器接合；

第二控制单元30，用于控制第一电机和第二电机拖动发动机，并在发动机的转速达到预设点火转速情况下控制发动机点火启动；

第三控制单元40，用于升高发动机的转速至目标转速，并根据发动机的转速控制第一电机和第二电机的输出扭矩，以使混合动力系统的输出扭矩的偏差处于预设范围内；

其中，目标转速为使发动机的损耗处于燃油经济区的转速。

可选的，第一控制单元20，用于控制混合动力系统中的主离合器接合时，具体包括：

调节混合动力系统中主离合器的从动端转速；

在从动端转速与主离合器的主动端转速的速度差小于第一转速阈值时，控制主离合器半接合；

在从动端转速与主动端转速的速度差小于第二转速阈值时，控制主离合器完全接合；

其中，第二转速阈值小于第一转速阈值。

可选的，第一控制单元20，用于调节混合动力系统中主离合器的从动端转速时，具体包括：

获取第一需求扭矩、混合动力系统中耦合机构的输出端第一角速度，和第一电机的当前角速度；

根据输出端第一角速度确定第一电机的第一目标角速度；

根据第一电机的当前角速度和第一目标角速度确定第一电机的第一目标扭矩；

根据第一需求扭矩和第一电机的第一目标扭矩，确定第二电机的第一目标扭矩；

按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行，以调节混合动力系统中主离合器的从动端转速。

第二控制单元30，用于控制第一电机和第二电机拖动发动机，具体包括：

获取混合动力系统中耦合机构的输入端角速度、输入端参考角速度、输出端第二角速度和输出端参考角速度；

将输入端角速度、输入端参考角速度、输出端第二角速度和输出端参考角速度分别输入预设模型预测控制器，得到第一电机的第二目标扭矩和第二电机的第二目标扭矩；

按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行，以拖动发动机。

可选的，第三控制单元40，用于根据发动机的转速控制第一电机和第二电机的输出扭矩，具体包括：

获取发动机的当前转速和第二需求扭矩；

根据发动机的当前转速和目标转速，确定发动机的当前扭矩；

根据发动机的当前扭矩确定第一电机的第三目标扭矩；

根据第一电机的第三目标扭矩和第二需求扭矩确定第二电机的第三目标扭矩；

按照对应的目标扭矩分别控制第一电机和第二电机运行。

判断单元10，用于判断是否需要切换至混合驱动模式时，具体包括：

获取表征车辆运行状态的目标参数；

根据目标参数判断是否需要切换至混合驱动模式。

可选的，目标参数包括当前车速、动力电池的当前SOC值和当前需求功率。

判断单元10，用于根据目标参数判断是否需要切换至混合驱动模式，具体包括：

若当前车速大于纯电驱动模式的最高车速，或者，当前SOC值小于预设SOC阈值，或者，当前需求功率大于纯电驱动模式的最大功率，判定需要切换至混合驱动模式。

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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

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核心思想或范围的情况下，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。