一種混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法與流程

本發明屬于機車技術領域，涉及一種混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法。

背景技術：

現有技術中發動機參與了整個行駛狀態，從而導致發動機工作在不同的行駛狀態下特別是車輛在低速和怠速狀態，發動機工作條件差，排放差，對環境污染嚴重。發動機不在良好的轉述和負荷條件下工組就會導致發動機工作效率低，從而在隨著油價的上升，用車成本就會提高。而現有的cvt無級變速器其原理是大小不一的幾組齒輪在操控下有分有合，形成不同的速比。由于是不同大小的齒輪產生的推力大小不一從而導致現有cvt無極變速結構無法解決皮帶打滑的現象，從而出現了現有結構中功率傳遞效率差的問題。

現有中國專利文獻公開了申請號為cn201510134343.1的混合動力汽車及其驅動控制方法和裝置，該方法包括獲取混合動力汽車當前檔位、動力電池的當前電量和當前所處道路的坡度；根據混合動力汽車的當前檔位、動力電池的當前電量和當前所處道路的坡度判斷混動動力汽車是否處于滑行啟停區間；如果混合動力汽車處于滑行啟停區間，則進一步獲取混合動力汽車的當前車速；以及根據當前車速控制混合動力汽車進入小負荷停機功能或小負荷消火功能。該驅動控制方法和裝置能夠增加電量回收、增加整車的行駛里程、提高經濟性能、降低油耗。但是該方法和裝置電動機只能做電動機使用，發電機做發電機使用，發動機帶動電動機給電池充電。可見該方案中電動機只是起到在合適的時間內替代部分發動機工作，而發電機只是單純的起到發動機過量時用于發電的作用。由此可見本方案電動機、發電機不能協調發動機的扭矩和轉速從而導致發動機不能一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，由此可見本動力傳動效率還有待加強。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在的上述問題，提出了一種混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法。該裝置及控制方法解決了如何有效提高動力傳動效率問題。

本發明通過下列技術方案來實現：一種混合動力車輛三離合驅動裝置，包括發動機、輸出鏈條、用于接收車輛狀態信號后做出控制判斷且輸出控制指令的控制模塊，其特征在于，該裝置還包括離合器一、離合器三、初級傳動機構、末級傳動機構、行星機構及能夠根據控制模塊調節切換發電機與電動機功能的電機一和電機二，電機一通過離合器三軸連接發動機，發動機通過離合器一軸連接初級傳動機構，初級傳動機構和電機二分別軸連接行星機構，電機二還軸連接有離合器二，行星機構連接輸出鏈條，控制模塊電連接電機一、電機二、發動機、離合器一、離合器二和離合器三。

控制模塊根據接收的車輛狀態信號做出判斷，車輛通過電機二做電動機運行進行啟動，并進行低速運行，此時離合器一接地使其工作，在低速運行過程中電機一和發動機不工作，時離合器三不做要求，離合器二不工作使其存松開狀態，由電機二工作輸出驅動扭矩和轉速；加速過程中離合器一和離合器二都存松開狀態，離合器三工作使其電機一與發動機聯合。則電機一做電動機工作帶動發動機啟動，此時電機二也為電動機狀態工作。發動機工作在穩定的經濟轉速區域則離合器一松開，離合器三工作使其電機一與發動機聯合，電機一作為電動機和發電機轉換進行調節發動機的扭矩和轉速，離合器二接地，此時電機二不工作；同時在車輛的行駛過程中根據車速和負載負荷情況進行調節電機一的電機二可以作為電動機或發電機工作。此時離合器一和離合器二一直保持松開狀態。在電機一和電機二作為發電機時由發動機帶動電機一、電機二發動。電機一不管作為發電機還是電動機都對發動機起到協調扭矩的作用。因此電機一與發動機通過軸直接連接從而導致電機一和發動機的轉速始終保持一致。電機二通過連接行星機構與連接發動機的輸出端可以同時調節發動機的扭矩和轉速。在電機一、電機二作為發電機和電動機不同工作形態下對發動機的扭矩和轉速進行協調，而離合器一和離合器二在發動機或電機二不需要工作時脫離驅動，離合器三在電機一不工作時進行起到脫離發動機連接軸的作用。上述離合器一、離合器二級離合器三都是為了減少摩擦及內耗，增加傳輸效率。且行星機構的可以從正負兩個方向協調扭矩與轉速從而達到增強動力傳動效率的目的。從而使得發動機一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動裝置中，所述行星機構包括太陽輪、行星輪與內齒圈，太陽輪與行星輪嚙合，行星輪與內齒圈嚙合，上述初級傳動機構的輸出端軸連接行星輪的行星架，電機二軸連接太陽輪，內齒圈通過末級傳動機構連接輸出鏈條。在離合器一松開時，發動機運行的扭矩和轉速通過初級傳動機構進行一級減速傳輸到行星輪，離合器二松開狀態電機二工作的扭矩和轉速通過軸傳輸給太陽輪，行星機構接收發動機及電機二的運行扭矩和轉速從內齒圈傳遞給末級傳動機構，由末級傳動機構通過輸出鏈條驅動后鏈輪從而使得發動機的扭矩和轉速受電機二的扭矩和轉速的影響。從而提高了發動機的傳動效率，通過電機一和電機二同時協調發動機運行狀態，使其盡可能的處于良好的轉速和負荷狀態，減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動裝置中，所述控制模塊包括控制器、油門開度傳感器、發動機轉速扭矩傳感器、設置于電機一上的mg1轉速扭矩傳感器、設置于電機二上的mg2轉速扭矩傳感器和設置于后輪輸出軸上的后輪輸出轉速傳感器，所述油門開度傳感器、發動機轉速扭矩傳感器、mg1轉速扭矩傳感器、mg2轉速扭矩傳感器和后輪輸出轉速傳感器分別電連接控制器輸入端，控制器輸出端分別連接電機一、電機二、發動機、離合器一、離合器二和離合器三。mg1轉速扭矩傳感器檢測電機一的轉速和扭矩，mg2轉速扭矩傳感器檢測電機二的轉速和扭矩，控制器根據油門開度傳感器確定車輛的負荷情況，同時根據后輪輸出轉速傳感器檢測的輸出轉速確定當前車輛的行駛速度是在低速、中速還是高速狀態。從而確定在此狀態下發動機、電機一、電機二、離合器一、離合器二和離合器三的工作運行情況。同時控制器根據接收的信號計算電機一需要到達到的轉速和扭矩與當前檢測到的電機一的轉速與扭矩進行比較并判斷是否對電機一和離合器三輸出相應控制指令。控制器根據接收的信號計算發動機需要到達到的轉速和扭矩與當前檢測到的發動機的轉速與扭矩進行比較并判斷是否對發動機和離合器一輸出相應控制指令。同理控制器計算當前狀態下電機二需要達到的轉速和扭矩與當前檢測反饋的電機二扭矩和轉速進行比較并判斷是否對電機二和離合器二輸出相應控制指令。

在上述的混合動力車輛三離合驅動裝置中，本裝置還包括蓄電池，上述電機一、電機二電連接蓄電池。在電機一、電機二作為電動機工作時由蓄電池給提供電能使其正常運行，同時電機一、電機二作為發電機運行時給蓄電池充電。

在上述的混合動力車輛三離合驅動裝置中，控制模塊還包括設置于蓄電池上的電量傳感器，所述電量傳感器連接于控制器的輸入端。同時控制器實時接收蓄電池電量信號，對蓄電池電量進行實時監控，在蓄電池電量過低出現警戒線以下時進行怠速停車對控制電機一做發電機工作，電機二進行空轉，離合器一和離合器二不工作處于松開狀態，離合器三工作使電機一有發動機連接軸聯合。在運行過程中比如長時間高速大負荷運行狀態下離合器一和離合器二不工作處于松開狀態，離合器三工作使電機一有發動機連接軸聯合。發動機工作、電機一和電機二都作為電動機工作則蓄電池用電量大容易消耗過快。此時對蓄電池電量的實時監測就可以使車輛降低速度使電機二進行發電或是最終進行怠速停車，以此保護蓄電池出現饋電情況，從而延長蓄電池的壽命。

一種混合動力車輛三離合驅動控制方法，其特征在于，本方法包括如下步驟:

a、實時接收油門開度傳感器檢測的油門開度信號、后輪輸出轉速傳感器檢測的輸出轉速信號；

b、通過油門開度比較分析確定車輛負何狀況分為小負荷、大負荷，同時通過比較分析輸出轉速數據確定車輛的行駛車速分為停車、低速、高速，行駛車速與負荷狀況匹配對應當前車輛行駛狀態，根據當前的車輛行駛狀態確定電機一、電機二、發動機、離合器一、離合器二和離合器三的工作模式；

c、在步驟b中確定的工作模式下根據轉速與扭矩的關系計算出需要的電機一轉速和扭矩，需要的電機二轉速和扭矩，需要的發動機轉速和扭矩，需要的電機一轉速和扭矩與反饋的當前電機一轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機一和離合器三的控制指令，需要的電機二轉速和扭矩與反饋的電機二轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機二和離合器二控制指令，需要的發動機轉速和扭矩與反饋的發動機轉速和扭矩進行比較確定輸出發動機和離合器一控制指令。

控制模塊根據接收的車輛狀態信號做出判斷并匹配工作模式，在對應模式下根據本驅動裝置的連接結構確定轉速與扭矩的關系公式，通過該公式計算得到需要的電機一轉速和扭矩，需要的電機二轉速和扭矩，需要的發動機轉速和扭矩，把需要的電機一轉速和扭矩與反饋的當前電機一轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機一和離合器三的控制指令，把需要的電機二轉速和扭矩與反饋的電機二轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機二和離合器二控制指令，把需要的發動機轉速和扭矩與反饋的發動機轉速和扭矩進行比較確定輸出發動機及離合器一控制指令。因此對于不同的工作模式下控制電機一和電機二分別做電動機或發電機運行，也同時控制發動機是否開始工作。在電機一和電機二作為發電機時由發動機帶動電機一、電機二發動。電機一不管作為發電機還是電動機都對發動機起到協調扭矩的作用。因此電機一與發動機通過軸直接連接從而導致電機一和發動機的轉速始終保持一致。在整個運行過程中，當發動機不需要工作時離合器一接地，當電機二不工作時離合器二接地，當電機一不工作時離合器三不工作，離合器三不工作使得電機一脫離發動機連接軸，其余發動機和電機二需要工作的狀態離合器一和離合器二都為松開狀態。電機一需要工作的狀態離合器三進行工作用于閉合電機一和發動機的聯接。在發動機、電機一和電機二不工作時使其通過離合器一、離合器三與離合器二進行脫離驅動操作，減少摩擦及內耗，增加動力傳輸效率。電機二通過連接行星機構與連接發動機的輸出端可以同時調節發動機的扭矩和轉速。在電機一、電機二作為發電機和電動機不同工作形態下對發動機的扭矩和轉速進行協調，而行星機構的可以從正負兩個方向協調扭矩與轉速從而達到增強動力傳動效率的目的。從而使得發動機一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動控制方法中，電機一、電機二、發動機及后輪驅動之間具有如下公式關系：

轉速公式：wmg1＝weng，

扭矩公式：(meng+mmg1)g1＝mmg2(k1+1)

mt＝mmg2k1g2

電機一的扭矩和轉速分別為mmg1、wmg1，電機二的扭矩和轉速分別為mmg2、wmg2，發動機的扭矩和轉速分別為meng、weng,后輪的驅動力矩和角速度為mt、wt,行星齒輪的特性常數k1＝z3/z1，其中z3為內齒圈的齒數，z1為太陽輪的齒數，g1為初級傳動機構的初級傳動比，g2為末級傳動機構的末級傳動比。這里根據轉速及扭矩對應電機一、電機二、發動機及后輪驅動的關系公式，在確定的工作模式下能夠計算出需要的電機一轉速wmg1和扭矩mmg1，需要的電機二轉速wmg2和扭矩mmg2，需要的發動機轉速weng和扭矩meng對輸出控制指令提高具體的數據支持，到達根據車輛的運行狀態使得發動機的扭矩和轉速能夠同時得到電機一和/或電機二的協調。從而提高了傳動效率使得發動機在良好的工作狀態下，從而減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動控制方法中，當車輛處于低速狀態時，控制電機二做電動機工作，電機一和發動機不工作，離合器一接地，離合器二松開，離合器三不做要求，驅動扭矩和轉速由電機二輸出；當車輛處于中速低負荷狀態時，離合器一和離合器二處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作輸出扭矩與轉速，電機一和電機二分別做發電機工作分別用于調節發動機的扭矩；當車輛處于中速大負荷狀態時，離合器一和離合器二處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作輸出扭矩與轉速，電機一做電動機工作用于調節發動機的扭矩，電機二做發電機機工作用于調節發動機的扭矩；當車輛處于高速低負荷狀態時，離合器一和離合器二處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作輸出扭矩與轉速，電機一做發電機工作用于調節發動機的扭矩，電機二做電動機工作用于調節發動機的轉速；當車輛處于高速大負荷狀態時，離合器一和離合器二處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作輸出扭矩與轉速，電機一做電動機工作用于調節發動機的扭矩，電機二做電動機工作用于調節發動機的轉速與扭矩。匹配當前車輛運行狀態與車輛工作模式下電機一、電機二、發動機、離合器一、離合器二和離合器三工作情況，在根據公式計算出輸出指令后方便執行控制，從而達到了智能控制協調不同工作模式下發動機的輸出轉速和扭矩根據需要能夠及時有效的得到電機一或/和電機二的協調，從而提高了傳動效率使得發動機在良好的工作狀態下，從而減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動控制方法中，在發動機啟動狀態時，離合器一和離合器二處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作，電機一做電動機工作用于協調扭矩，電機二做電動機工作用于協調扭矩和轉速；在發動機的經濟轉速區域，離合器一處于松開狀態，離合器三工作，控制發動機工作，電機一做電動機和發電機轉換工作用于協調扭矩，離合器二接地，電機二不工作；在發動機的經濟扭矩區域，離合器一和離合器二都處于松開狀態，離合器三不工作，控制發動機工作，電機一不工作，電機二工作用于協調發動機輸出扭矩；在發動機的經濟轉速和扭矩區域，離合器一處于松開狀態，控制發動機工作在經濟轉速和扭矩區域，離合器三不工作，電機一不工作，離合器二接地，電機二不工作。

在車輛啟動后即低速狀態下都是電機二做電動機工作輸出驅動，當速度超過一定值時對電動機一帶動發動機啟動，發動機啟動后根據車速與負荷再調整電機一和電機二的工作模式。同時在發動機的經濟轉速區域不需要電機二做扭矩和轉速的調整，發動機的輸出轉速正好是現有驅動所需要的。只有電機一對發動機做扭矩的調整。在發動機的經濟扭矩區域，電機二工作用于協調發動機輸出扭矩，發動機的輸出扭矩正好是現有驅動所需要的；在發動機的經濟轉速和扭矩區域，獨立控制發動機工作在經濟轉速和扭矩區域，不需要電機一或電機二做扭矩和轉速的調整。在整個過程中電機一、電機二和發動機一直處于平衡狀態，使得發動機一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，從而減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

在上述的混合動力車輛三離合驅動控制方法中，控制器還接收電量傳感器檢測的蓄電池電量信號，當蓄電池電量少于第一閥值時且車輛處于高速大負荷狀態時控制模式調整為中速大負荷，當蓄電池電量少于第二閥值時進入中速低負荷模式，如是停車狀態則進入怠速停車狀態，怠速停車狀態時電機一工作，電機二空轉，發動機工作，離合器一、離合器二松開，離合器三工作。蓄電池電量優先于模式既定的選擇，比如在蓄電池電量過低出現警戒線以下時進行怠速停車離合器一、離合器二處于松開狀態，離合器三工作。在電量過少時的模式切換過程中，怠速停車模式、中速高負荷模式和中速低負荷模式離合器一、離合器二都處于松開狀態，離合器三工作閉合。對控制電機一做發電機工作，電機二進行空轉，在運行過程中比如長時間高速大負荷運行狀態下發動機工作、電機一和電機二都作為電動機工作則蓄電池用電量大容易消耗過快，使得蓄電池的電量少于第一閥值則進入中速大負荷模式，電機二進行充電，如果蓄電池電量還在逐漸減少則小于第二閥值則進入中速低負荷模式進行電機一和電機二同時充電的情況。但是當路面的負荷確實很大中速低負荷不能運行且蓄電池電量又小于第二閾值時可以進行怠速停車，即進行停車充電。即保證了蓄電池不會饋電也保證了車輛大負荷動力不足或車輛損壞等問題。

與現有技術相比，本混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法中。具有以下優點：

1、本發明通過行星機構分別連接發動機與電機二扭矩和轉矩，通過電機二作為發電機和電動機的變換協調發動機的扭矩和轉述使其工作在良好的轉速和負荷狀態，電機一與發動機的直接軸連接及通過兩個傳動機構由行星機構連接電機二最終輸出驅動力，實現最佳的動力傳輸功率，從而減少了發動機的排放而提高了燃油經濟性。

2、本發明通過在發動機與電機二不工作時，分別通過離合器一、離合器二和離合器三斷開驅動，減少摩擦及內耗，從而增加動力傳輸效率。

3、本發明通過驅動裝置的連接關系確定轉速和扭矩關系公式，通過該公式計算出在當前車速和負荷狀態下發動機、電機一及電機二的扭矩和轉速從而實現了對發動機、電機一和電機二的精確控制即通過電機一、電機二協調發動機轉速和扭矩使其工作在良好的轉速和負荷狀態。

4、本發明通過對蓄電池電量的監控，并把它作為判斷依據之一，可以使車輛降低速度使電機二進行發電或是最終進行怠速停車，以此保護蓄電池出現饋電情況，從而延長蓄電池的壽命。

附圖說明

圖1是本發明驅動裝置結構示意圖。

圖2是本發明控制電路框圖。

圖3是本發明控制流程圖。

圖4是離合器一接地，離合器二松開，離合器三任意，扭矩關系示意圖。

圖5是離合器一松開，離合器二接地，離合器三工作，扭矩關系示意圖。

圖6是離合器一松開，離合器二接地，離合器三不工作，扭矩關系示意圖。

圖7是離合器一和離合器二都松開，離合器三工作，扭矩關系示意圖。

圖8是離合器一和離合器二都松開，離合器三不工作，扭矩關系示意圖。

圖9是本發明電機一、電機二及發動機的轉速關系示意圖。

圖中，ecu、控制器；mg1、電機一；mg2、電機二；eng、發動機；g1、初級傳動機構；g2、末級傳動機構；b、行星機構；t、后輪；cl1、離合器一；cl2、離合器二；cl3、離合器三；2、蓄電池；4、控制模塊；5、太陽輪；6、行星輪；61、行星架；7、內齒圈；11、發動機轉速扭矩傳感器；12、mg1轉速扭矩傳感器；13、mg2轉速扭矩傳感器；14、后輪輸出轉速傳感器；21、電量傳感器；31、油門開度傳感器。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例，并結合附圖對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

如圖1-9所示，本實施例選用離合器一cl1和離合器二cl2為常閉式離合器，離合器三cl3為常開式離合器。以下控制過程也是基于該選擇的基礎上進行。本混合動力車輛三離合驅動裝置包括發動機eng、輸出鏈條、用于接收車輛狀態信號后做出控制判斷且輸出控制指令的控制模塊4，還包括離合器一cl1、離合器三cl3、初級傳動機構g1、末級傳動機構g2、行星機構b及能夠根據控制模塊4調節切換發電機與電動機功能的電機一mg1和電機二mg2，電機一mg1通過離合器三cl3軸連接發動機eng，發動機eng通過離合器一cl1軸連接初級傳動機構g1，初級傳動機構g1和電機二mg2分別軸連接行星機構b，電機二mg2還軸連接有離合器二cl2，行星機構b連接輸出鏈條，控制模塊4電連接電機一mg1、電機二mg2、發動機eng、離合器一cl1、離合器二cl2和離合器三cl3。行星機構b包括太陽輪5、行星輪6與內齒圈7，太陽輪5與行星輪6嚙合，行星輪6與內齒圈7嚙合，初級傳動機構g1的輸出端軸連接行星輪6的行星架61，電機二mg2軸連接太陽輪5，內齒圈7通過末級傳動機構g2連接輸出鏈條。在離合器一cl1松開時，發動機eng運行的扭矩和轉速通過初級傳動機構g1進行一級減速傳輸到行星輪6，離合器二cl2松開狀態電機二mg2工作的扭矩和轉速通過軸傳輸給太陽輪5，行星機構b接收發動機eng及電機二mg2的運行扭矩和轉速從內齒圈7傳遞給末級傳動機構g2，由末級傳動機構g2通過輸出鏈條驅動后鏈輪從而使得發動機eng的扭矩和轉速受電機二mg2的扭矩和轉速的影響。從而提高了發動機eng的傳動效率，通過電機一mg1和電機二mg2同時協調發動機eng運行狀態，使其盡可能的處于良好的轉速和負荷狀態，減少了發動機eng的排放而提高了燃油經濟性。

控制模塊4包括控制器ecu、油門開度傳感器31、發動機轉速扭矩傳感器11、設置于電機一mg1上的mg1轉速扭矩傳感器12、設置于電機二mg2上的mg2轉速扭矩傳感器13和設置于后輪t輸出軸上的后輪輸出轉速傳感器14，油門開度傳感器31、發動機轉速扭矩傳感器11、mg1轉速扭矩傳感器12、mg2轉速扭矩傳感器13和后輪輸出轉速傳感器14分別電連接控制器ecu輸入端，控制器ecu輸出端分別連接電機一mg1、電機二mg2、發動機eng、離合器一cl1、離合器二cl2和離合器三cl3。mg1轉速扭矩傳感器12檢測電機一mg1的轉速和扭矩，mg2轉速扭矩傳感器13檢測電機二mg2的轉速和扭矩，控制器ecu根據油門開度傳感器31確定車輛的負荷情況，同時根據后輪輸出轉速傳感器14檢測的輸出轉速確定當前車輛的行駛速度是在低速、中速還是高速狀態。從而確定在此狀態下發動機eng、電機一mg1、電機二mg2、離合器一cl1、離合器二cl2和離合器三cl3的工作運行情況。同時控制器ecu根據接收的信號計算電機一mg1需要到達到的轉速和扭矩與當前檢測到的電機一mg1的轉速與扭矩進行比較并判斷是否對電機一mg1和離合器三cl3輸出相應控制指令。控制器ecu根據接收的信號計算發動機eng需要到達到的轉速和扭矩與當前檢測到的發動機eng的轉速與扭矩進行比較并判斷是否對發動機eng和離合器一cl1輸出相應控制指令。同理控制器ecu計算當前狀態下電機二mg2需要達到的轉速和扭矩與當前檢測反饋的電機二mg2扭矩和轉速進行比較并判斷是否對電機二mg2和離合器二cl2輸出相應控制指令。

本裝置還包括蓄電池2，電機一mg1、電機二mg2電連接蓄電池2。在電機一mg1、電機二mg2作為電動機工作時由蓄電池2給提供電能使其正常運行，同時電機一mg1、電機二mg2作為發電機運行時給蓄電池2充電。控制模塊4還包括設置于蓄電池2上的電量傳感器21，電量傳感器21連接于控制器ecu的輸入端。同時控制器ecu實時接收蓄電池2電量信號，對蓄電池2電量進行實時監控，在蓄電池2電量過低出現警戒線以下時進行怠速停車對控制電機一mg1做發電機工作，電機二mg2進行空轉，離合器一cl1和離合器二cl2不工作處于松開狀態，離合器三cl3工作使電機一mg1有發動機eng連接軸聯合。在運行過程中比如長時間高速大負荷運行狀態下離合器一cl1和離合器二cl2不工作處于松開狀態，離合器三cl3工作使電機一mg1有發動機eng連接軸聯合。發動機eng工作、電機一mg1和電機二mg2都作為電動機工作則蓄電池2用電量大容易消耗過快。此時對蓄電池2電量的實時監測就可以使車輛降低速度使電機二mg2進行發電或是最終進行怠速停車，以此保護蓄電池2出現饋電情況，從而延長蓄電池2的壽命。

一種混合動力車輛三離合驅動控制方法包括如下步驟:

a、實時接收油門開度傳感器31檢測的油門開度信號、后輪輸出轉速傳感器14檢測的輸出轉速信號；

b、通過油門開度比較分析確定車輛負何狀況分為小負荷、大負荷，同時通過比較分析輸出轉速數據確定車輛的行駛車速分為停車、低速、高速，行駛車速與負荷狀況匹配對應當前車輛行駛狀態，根據當前的車輛行駛狀態確定電機一mg1、電機二mg2、發動機eng、離合器一cl1、離合器二cl2和離合器三cl3的工作模式；

c、在步驟b中確定的工作模式下根據轉速與扭矩的關系計算出需要的電機一mg1轉速和扭矩，需要的電機二mg2轉速和扭矩，需要的發動機eng轉速和扭矩，需要的電機一mg1轉速和扭矩與反饋的當前電機一mg1轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機一mg1和離合器三cl3的控制指令，需要的電機二mg2轉速和扭矩與反饋的電機二mg2轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機二mg2和離合器二cl2控制指令，需要的發動機eng轉速和扭矩與反饋的發動機eng轉速和扭矩進行比較確定輸出發動機eng和離合器一cl1控制指令。

電機一mg1、電機二mg2、發動機eng及后輪t驅動之間具有如下公式關系：

轉速公式：wmg1＝weng，

扭矩公式：(meng+mmg1)g1＝mmg2(k1+1)

mt＝mmg2k1g2

電機一mg1的扭矩和轉速分別為mmg1、wmg1，電機二mg2的扭矩和轉速分別為mmg2、wmg2，發動機eng的扭矩和轉速分別為meng、weng,后輪t的驅動力矩和角速度為mt、wt,行星齒輪的特性常數k1＝z3/z1，其中z3為內齒圈7的齒數，z1為太陽輪5的齒數，g1為初級傳動機構g1的初級傳動比，g2為末級傳動機構g2的末級傳動比。這里根據轉速及扭矩對應電機一mg1、電機二mg2、發動機eng及后輪t驅動的關系公式，在確定的工作模式下能夠計算出需要的電機一mg1轉速wmg1和扭矩mmg1，需要的電機二mg2轉速wmg2和扭矩mmg2，需要的發動機eng轉速weng和扭矩meng對輸出控制指令提高具體的數據支持，到達根據車輛的運行狀態使得發動機eng的扭矩和轉速能夠同時得到電機一mg1和/或電機二mg2的協調。從而提高了傳動效率使得發動機eng在良好的工作狀態下，從而減少了發動機eng的排放而提高了燃油經濟性。

當車輛處于低速狀態時，控制電機二mg2做電動機工作，電機一mg1和發動機eng不工作，離合器一cl1接地，離合器二cl2松開，離合器三cl3不做要求，驅動扭矩和轉速由電機二mg2輸出；當車輛處于中速低負荷狀態時，離合器一cl1和離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作輸出扭矩與轉速，電機一mg1和電機二mg2分別做發電機工作分別用于調節發動機eng的扭矩；當車輛處于中速大負荷狀態時，離合器一cl1和離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作輸出扭矩與轉速，電機一mg1做電動機工作用于調節發動機eng的扭矩，電機二mg2做發電機機工作用于調節發動機eng的扭矩；當車輛處于高速低負荷狀態時，離合器一cl1和離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作輸出扭矩與轉速，電機一mg1做發電機工作用于調節發動機eng的扭矩，電機二mg2做電動機工作用于調節發動機eng的轉速；當車輛處于高速大負荷狀態時，離合器一cl1和離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作輸出扭矩與轉速，電機一mg1做電動機工作用于調節發動機eng的扭矩，電機二mg2做電動機工作用于調節發動機eng的轉速與扭矩。匹配當前車輛運行狀態與車輛工作模式下電機一mg1、電機二mg2、發動機eng、離合器一cl1、離合器二cl2和離合器三cl3工作情況，在根據公式計算出輸出指令后方便執行控制，從而達到了智能控制協調不同工作模式下發動機eng的輸出轉速和扭矩根據需要能夠及時有效的得到電機一mg1或/和電機二mg2的協調，從而提高了傳動效率使得發動機eng在良好的工作狀態下，從而減少了發動機eng的排放而提高了燃油經濟性。

在發動機eng啟動狀態時，離合器一cl1和離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作，電機一mg1做電動機工作用于協調扭矩，電機二mg2做電動機工作用于協調扭矩和轉速；在發動機eng的經濟轉速區域，離合器一cl1處于松開狀態，離合器三cl3工作，控制發動機eng工作，電機一mg1做電動機和發電機轉換工作用于協調扭矩，離合器二cl2接地，電機二mg2不工作；在發動機eng的經濟扭矩區域，離合器一cl1和離合器二cl2都處于松開狀態，離合器三cl3不工作，控制發動機eng工作，電機一mg1不工作，電機二mg2工作用于協調發動機eng輸出扭矩；在發動機eng的經濟轉速和扭矩區域，離合器一cl1處于松開狀態，控制發動機eng工作在經濟轉速和扭矩區域，離合器三cl3不工作，電機一mg1不工作，離合器二cl2接地，電機二mg2不工作。在車輛啟動后即低速狀態下都是電機二mg2做電動機工作輸出驅動，當速度超過一定值時對電動機一帶動發動機eng啟動，發動機eng啟動后根據車速與負荷再調整電機一mg1和電機二mg2的工作模式。同時在發動機eng的經濟轉速區域不需要電機二mg2做扭矩和轉速的調整，發動機eng的輸出轉速正好是現有驅動所需要的。只有電機一mg1對發動機eng做扭矩的調整。在發動機eng的經濟扭矩區域，電機二mg2工作用于協調發動機eng輸出扭矩，發動機eng的輸出扭矩正好是現有驅動所需要的；在發動機eng的經濟轉速和扭矩區域，獨立控制發動機eng工作在經濟轉速和扭矩區域，不需要電機一mg1或電機二mg2做扭矩和轉速的調整。在整個過程中電機一mg1、電機二mg2和發動機eng一直處于平衡狀態，使得發動機eng一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，從而減少了發動機eng的排放而提高了燃油經濟性。

控制器ecu還接收電量傳感器21檢測的蓄電池2電量信號，當蓄電池2電量少于第一閥值時且車輛處于高速大負荷狀態時控制模式調整為中速大負荷，當蓄電池2電量少于第二閥值時進入中速低負荷模式，如是停車狀態則進入怠速停車狀態，怠速停車狀態時電機一mg1工作，電機二mg2空轉，發動機eng工作，離合器一cl1、離合器二cl2松開，離合器三cl3工作。蓄電池2電量優先于模式既定的選擇，比如在蓄電池2電量過低出現警戒線以下時進行怠速停車離合器一cl1、離合器二cl2處于松開狀態，離合器三cl3工作。在電量過少時的模式切換過程中，怠速停車模式、中速高負荷模式和中速低負荷模式離合器一cl1、離合器二cl2都處于松開狀態，離合器三cl3工作閉合。對控制電機一mg1做發電機工作，電機二mg2進行空轉，在運行過程中比如長時間高速大負荷運行狀態下發動機eng工作、電機一mg1和電機二mg2都作為電動機工作則蓄電池2用電量大容易消耗過快，使得蓄電池2的電量少于第一閥值則進入中速大負荷模式，電機二mg2進行充電，如果蓄電池2電量還在逐漸減少則小于第二閥值則進入中速低負荷模式進行電機一mg1和電機二mg2同時充電的情況。但是當路面的負荷確實很大中速低負荷不能運行且蓄電池2電量又小于第二閾值時可以進行怠速停車，即進行停車充電。即保證了蓄電池2不會饋電也保證了車輛大負荷動力不足或車輛損壞等問題。

以下是本發明混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法的工作原理:

本混合動力車輛三離合驅動裝置及控制方法特別適用于二輪摩托車、三輪摩托和小型車輛。結構上電機一mg1通過離合器三cl3直接軸連接發動機eng，在啟動時電機二mg2作為電動機啟動，低速狀態下電機二mg2也做電動機運行，電機一mg1和發動機eng不工作，此時，離合器一cl1接地即工作，離合器三cl3任意不做要求，離合器二cl2不工作處于松開狀態。車速上升過程中發動機eng準備啟動，則離合器一cl1和離合器二cl2皆出于松開狀態，離合器三cl3工作，此時電機一mg1帶動發動機eng啟動，發動機eng進行啟動過程及發動機eng開始工作時，電機一mg1和電機二mg2分別做電動機工作用于調節發動機eng的扭矩和轉速。同時在車輛行駛過程中控制模塊4根據接收的車輛狀態信號做出判斷并匹配工作模式，在對應模式下根據本混合動力驅動裝置的連接結構確定轉速與扭矩的關系公式，電機一mg1、電機二mg2和發動機eng三者之間的扭矩和轉速關系具有如圖4-9所示。圖中及公式中的標號統一表示為：電機一mg1的扭矩為mmg1，轉速為wmg1；電機二mg2的扭矩為mmg2，轉速為wmg2；發動機eng的扭矩為meng,轉速為weng；后輪t的驅動力矩為mt,后輪t的驅動轉速為wt,行星齒輪的特性常數k1＝z3/z1，其中z3為內齒圈7的齒數，z1為太陽輪5的齒數，g1為初級傳動機構g1的初級傳動比，g2為末級傳動機構g2的末級傳動比。

根據圖4扭矩關系圖可知在離合器一cl1接地，離合器二cl2松開狀態下，離合器三cl3為任意狀態，電機一mg1和發動機eng不工作，把發動機eng輸出作為虛擬基點即輸出為零，則驅動輸出扭矩由電機二mg2提供，由此得到以下扭矩關系：

扭矩公式：mt＝mmg2k1g2

對應的在圖9中的l1表示了同一工作狀態下的轉速關系，此時發動機eng轉速為零，則wmg1＝weng＝0，同時后輪t輸出轉速由電機二mg2提供則具有

轉速公式：

第二種情況是離合器一cl1松開，離合器二cl2接地；離合器三cl3工作，在圖5中體現了此時扭矩的關系，圖9中l2體現了轉速的關系。具體的此時電機二mg2不工作，后輪t扭矩和轉速由發動機eng協調電機一mg1輸出。

后輪t扭矩公式表示為：

轉速關系公式：wmg1＝weng，

第三種情況是離合器一cl1松開，離合器二cl2接地；離合器三cl3不工作，在圖6中體現了此時扭矩的關系，圖9中l2體現了轉速的關系。具體的此時電機二mg2和電機一mg1不工作，后輪tt扭矩和轉速由發動機eng獨立輸出。

后輪tt扭矩公式表示為：

轉速關系公式：

第四種情況離合器一cl1松開，離合器二cl2松開狀態，離合器三cl3工作，則電機二mg2的輸出扭矩與電機一mg1加發動機eng的扭矩和具有初級傳動比關系，如圖7扭矩關系圖及圖9中l3轉速關系可以看出；同時用公式表示為

扭矩公式(meng+mmg1)g1＝mmg2(k1+1)

mt＝mmg2k1g2

圖9中l3用相關公式表示轉速關系即為wmg1＝weng，

第五種情況離合器一cl1松開，離合器二cl2松開狀態，離合器不工作，電機一mg1不工作，則電機二mg2的輸出扭矩與發動機eng的扭矩具有初級傳動比關系，如圖8扭矩關系圖及圖9中l3轉速關系可以看出；同時用公式表示為

扭矩公式

圖9中l3用相關公式表示轉速關系即為

同理在圖9中可以直觀的看出電機一mg1、電機二mg2與發動機eng三者之間轉速關系，及離合器一cl1和離合器二cl2接地與松開狀態下使得對應發動機eng和電機二mg2是否工作。離合器三cl3工作則電機一mg1與發動機eng聯合，離合器三cl3不工作時電機一mg1脫離發動機eng的聯接。在離合器一cl1和離合器二cl2都保持松開狀態時，離合器三cl3工作，有一種特殊狀態即怠速停車狀態，此時發動機eng與電機二mg2形成空轉，輸出mtg2為零，即為怠速停車情況。

從圖4-9能夠看出本驅動裝置的傳動變化為無極變速，且動力傳動效率明顯。通過該公式計算得到需要的電機一mg1轉速和扭矩，需要的電機二mg2轉速和扭矩，需要的發動機eng轉速和扭矩，把需要的電機一mg1轉速和扭矩與反饋的當前電機一mg1轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機一mg1和離合器三cl3的控制指令，把需要的電機二mg2轉速和扭矩與反饋的電機二mg2轉速和扭矩進行比較確定并輸出電機二mg2和離合器二cl2控制指令，把需要的發動機eng轉速和扭矩與反饋的發動機eng轉速和扭矩進行比較確定輸出發動機eng和離合器一cl1控制指令。因此對于不同的工作模式下控制電機一mg1和電機二mg2分別做電動機或發動機eng運行，在電機二mg2不工作時，離合器二cl2動作進行接地。也同時控制發動機eng是否開始工作及對應的離合器一cl1的動作。在電機一mg1和電機二mg2作為發電機時由發動機eng帶動電機一mg1、電機二mg2發電。電機一mg1不管作為發電機還是電動機都對發動機eng起到協調扭矩的作用。因此電機一mg1與發動機eng通過軸直接連接從而導致電機一mg1和發動機eng的轉速始終保持一致。電機二mg2通過連接行星機構b與連接發動機eng的輸出端可以同時調節發動機eng的扭矩和轉速。在電機一mg1、電機二mg2作為發電機和電動機不同工作形態下對發動機eng的扭矩和轉速進行協調，而行星機構b的可以從正負兩個方向協調扭矩與轉速從而達到增強動力傳動效率的目的。從而使得發動機eng一直工作在良好的轉速和負荷狀態下，減少了發動機eng的排放而提高了燃油經濟性。

本發明中的離合器一cl1、離合器二cl2、離合器三cl3可以任意選用常閉式離合器或常開式離合器進行實現。如果現不是本實施例對應的選擇，比如離合器一cl1和二選用的是常開式離合器，離合器三cl3選用常閉式離合器則控制離合器一cl1、離合器二cl2、離合器三cl3的動作與本實施例中的相反。因此盡有的變化在于離合器一cl1、離合器二cl2、離合器三cl3的其他任意選擇方式都落入本發明的保護范圍內。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了控制器ecu、電機一mg1、電機二mg2、發動機eng、初級傳動機構g1、末級傳動機構g2、行星機構b、后輪t、離合器一cl1、離合器二cl2、離合器cl3、三蓄電池2、控制模塊4、太陽輪5、行星輪6、行星架61、內齒圈7、發動機轉速扭矩傳感器11、mg1轉速扭矩傳感器12、mg2轉速扭矩傳感器13、后輪輸出轉速傳感器14、電量傳感器21、油門開度傳感器31等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。