車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其涉及一種車輛電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如電動(dòng)汽車或者混合動(dòng)力汽車的車輛中需要采用電力驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)車輛輪子，包括電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常有兩種類型。第一種類型是中心驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這又包括兩種情況:一是采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)速比變速箱，這種布局的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常效率較低；另一種是采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)加上兩個(gè)或更多個(gè)速比變速箱，這種布局的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅成本較高，而且車輛的操控性較差。第二種類型是直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這也包括兩種情況:一是采用四個(gè)電動(dòng)機(jī)分別獨(dú)立地直接驅(qū)動(dòng)車輛的四個(gè)輪子，這種布局的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅成本較高，而且耐用性以及安全性較差；另一種是采用四個(gè)電動(dòng)機(jī)加上四個(gè)速比變速箱分別獨(dú)立地直接驅(qū)動(dòng)車輛的四個(gè)輪子，這種布局的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅成本較高、效率較低，而且由于體積龐大而無法與車輪集成。近來，也基于中心驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)出了組合型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是仍然存在效率較低、成本較高或者安全性較差的問題。
[0003]因而，需要對(duì)現(xiàn)有的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及控制方法進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種缺陷，提出一種車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，它不僅具有更高的效率、安全性、操控性，而且體積相對(duì)較小、成本較低。
[0005]為此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括:
[0006]第一電動(dòng)機(jī)；
[0007]第二電動(dòng)機(jī)；
[0008]設(shè)置在所述第一電動(dòng)機(jī)的第一轉(zhuǎn)軸與所述第二電動(dòng)機(jī)的第二轉(zhuǎn)軸之間、并且用于使所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第二轉(zhuǎn)軸耦合在一起或者分離的離合機(jī)構(gòu)；
[0009]與所述第一電動(dòng)機(jī)、所述第二電動(dòng)機(jī)以及所述離合機(jī)構(gòu)相連的控制單元；以及
[0010]與所述控制單元連接并且用于感測(cè)車輛行駛狀況的傳感器；
[0011 ] 其中，所述控制單元被構(gòu)置成基于傳感器輸出的表示車輛行駛狀況的信號(hào)確定并且控制所述離合機(jī)構(gòu)的運(yùn)行模式、和/或所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式和負(fù)載。
[0012]優(yōu)選地,所述第一電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩大于所述第二電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，所述控制單元確定并且控制僅所述第一電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行、所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)一起以驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行、僅所述第一電動(dòng)機(jī)以發(fā)電模式運(yùn)行、或所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)一起以發(fā)電模式運(yùn)行。
[0013]優(yōu)選地，所述控制單元確定并且控制所述離合機(jī)構(gòu)以嚙合、滑摩或者分離的模式運(yùn)行。
[0014]優(yōu)選地，所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)具有共用殼體。
[0015]優(yōu)選地，所述殼體上形成有多個(gè)冷卻流體通道，以便在車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷卻流體能夠從其流過。
[0016]優(yōu)選地，所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括位于所述殼體中并且設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)軸上靠近輸出端的第一扭矩阻尼部件，以及位于所述殼體中并且設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)軸上靠近輸出端的第二扭矩阻尼部件。
[0017]優(yōu)選地，所述車輛是電動(dòng)車輛或者混合動(dòng)力車輛。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種如上所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，包括:
[0019]基于傳感器輸出的表示車輛行駛狀況的信號(hào)，由所述控制單元確定并且控制所述離合機(jī)構(gòu)的運(yùn)行模式、以及所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式和負(fù)載。
[0020]優(yōu)選地，在所述傳感器感測(cè)到所述車輛在起步和直線加速階段，所述控制單元控制所述離合機(jī)構(gòu)以嚙合模式運(yùn)行，使得車輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪子同步；以及
[0021]在所述傳感器感測(cè)到所述車輛在轉(zhuǎn)彎階段或者在對(duì)開道路(S卩，車輛兩側(cè)的輪子在其上附著系數(shù)不同的道路)上行駛階段，所述控制單元控制所述離合機(jī)構(gòu)以滑摩和/或分離模式運(yùn)行，使得車輛的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪子不同步。
[0022]優(yōu)選地，在所述傳感器感測(cè)到所述車輛在城市路況下的起動(dòng)、加速和定速巡航階段，所述控制單元僅控制所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)行；
[0023]在所述傳感器感測(cè)到所述車輛在城市路況下低速行駛的制動(dòng)階段，所述控制單元僅控制所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)電動(dòng)機(jī)以發(fā)電模式運(yùn)行以制動(dòng)車輛并且從制動(dòng)過程回收能量；以及
[0024]在所述傳感器感測(cè)到所述車輛在城市路況下中高速行駛的制動(dòng)階段，所述控制單元控制所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)一起以發(fā)電模式運(yùn)行以制動(dòng)車輛并且從制動(dòng)過程回收能量。
[0025]優(yōu)選地，在只有一個(gè)電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)模式或發(fā)電模式運(yùn)行時(shí)，所述一個(gè)電動(dòng)機(jī)是所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)中輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩較大的電動(dòng)機(jī)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，通過所述控制單元確定并且控制所述離合機(jī)構(gòu)的運(yùn)行模式、以及所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式和負(fù)載，車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅具有更高的效率、安全性、操控性，而且體積相對(duì)較小、成本較低。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；
[0028]圖2示意地顯示了在特定行駛狀況下離合機(jī)構(gòu)運(yùn)行模式；以及
[0029]圖3示意地顯示了在特定行駛狀況下各個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合示例詳細(xì)描述本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該實(shí)施例是示例性的，它并不意味著對(duì)本發(fā)明形成任何限制。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1包括第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5。第一電動(dòng)機(jī)3包括第一轉(zhuǎn)子9和第一定子11，其中，包括第一轉(zhuǎn)軸7的第一轉(zhuǎn)子9能夠在第一定子11中轉(zhuǎn)動(dòng)。第二電動(dòng)機(jī)5包括第二轉(zhuǎn)子15和第二定子17，其中，包括第二轉(zhuǎn)軸13的第二轉(zhuǎn)子15能夠在第二定子17中轉(zhuǎn)動(dòng)。第一轉(zhuǎn)軸7和第二轉(zhuǎn)軸13優(yōu)選地是實(shí)心的并且是剛硬的。盡管第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5可以具有封裝各自轉(zhuǎn)子和定子的單獨(dú)殼體，但優(yōu)選地是第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5具有封裝第一轉(zhuǎn)子9和第一定子11以及第二轉(zhuǎn)子15和第二定子17的共用殼體19。殼體19上優(yōu)選地形成有多個(gè)冷卻流體通道(未示出)，以便在車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷卻流體能夠從其流過，從而冷卻第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱部件。優(yōu)選地，第一電動(dòng)機(jī)3還可以包括位于殼體19中并且設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸7上靠近輸出端的第一扭矩阻尼部件21，以及第二電動(dòng)機(jī)5還可以包括位于殼體19中并且設(shè)置在第二轉(zhuǎn)軸13上靠近輸出端的第二扭矩阻尼部件23。在車輛運(yùn)行時(shí)，第一扭矩阻尼部件21和第二扭矩阻尼部件23可以抑制第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5產(chǎn)生的振動(dòng)，使車輛能夠更平穩(wěn)地行駛。第一電動(dòng)機(jī)3的第一轉(zhuǎn)軸7的輸出端可以裝有車輛的一個(gè)輪子25、而第二電動(dòng)機(jī)5的第二轉(zhuǎn)軸13的輸出端可以裝有車輛的另一個(gè)輪子27。
[0032]車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1還包括設(shè)置在第一電動(dòng)機(jī)3的第一轉(zhuǎn)軸7與第二電動(dòng)機(jī)5的第二轉(zhuǎn)軸13之間并且用于使第一轉(zhuǎn)軸7與第二轉(zhuǎn)軸13耦合在一起或者分離的離合機(jī)構(gòu)29。離合機(jī)構(gòu)29能夠以嚙合、滑摩或者分離的模式運(yùn)行。
[0033]車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1還包括與第一電動(dòng)機(jī)3、第二電動(dòng)機(jī)5以及離合機(jī)構(gòu)29相連的控制單元31?？刂茊卧?1是電動(dòng)機(jī)控制板、控制供給電動(dòng)機(jī)的電流的驅(qū)動(dòng)板、車輛控制板以及離合機(jī)構(gòu)控制板的集成單元。車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1也還包括與控制單元31連接并且用于感測(cè)車輛行駛狀況的傳感器(未示出)?；趥鞲衅鬏敵龅谋硎拒囕v行駛狀況的信號(hào)，控制單元31確定并且控制第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5的運(yùn)行模式和負(fù)載、以及離合機(jī)構(gòu)29的運(yùn)行模式，以確保在滿足車輛行駛員的要求的同時(shí)能量消耗最小。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩的大小根據(jù)車輛的行駛狀況而變化。通常，在車輛日常使用中大部分時(shí)候主要是在城市路況下行駛，在這種路況下車輛行駛速度一般在例如80KM/小時(shí)以下。而在郊區(qū)路況車輛行駛速度可達(dá)到例如80-120KM/小時(shí)或甚至更高。盡管在本發(fā)明中，第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)5可以設(shè)置成相同的電動(dòng)機(jī)，因而具有相同大小的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，但更優(yōu)選地是其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩高于另一個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，并且使得在城市路況下行駛時(shí)主要是使用其中具有更高輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。為了便于描述，在