專利名稱：在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的方法。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛中越來越多地使用穩(wěn)定性控制系統(tǒng)。在一些現(xiàn)有的雙驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)中，車輛前橋和后橋之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)軸器。在與驅(qū)動(dòng)橋中的一個(gè)相關(guān)的一個(gè)或兩個(gè)車輪失去牽引力的情況下，指令通常斷開的聯(lián)軸器裝置連接兩個(gè)車橋使得在主車橋和副車橋之間重新分配扭矩。盡管這種機(jī)械系統(tǒng)相對于純制動(dòng)方法(例如防抱死制動(dòng)系統(tǒng)或牽引力控制系統(tǒng)) 提供了改進(jìn)的性能，然而機(jī)械系統(tǒng)具有一些缺點(diǎn)。探測到牽引力損失和機(jī)械聯(lián)軸器從主車橋的旋轉(zhuǎn)車輪向副車橋的車輪實(shí)際重新傳遞扭矩之間存在延遲。在道路表面狀況會(huì)迅速改變的情況下(例如遇到冰面)，機(jī)械系統(tǒng)無法足夠快地引起扭矩分配的改變。另外，由于機(jī)械聯(lián)軸器的摩擦損失，供應(yīng)給兩個(gè)車橋的扭矩之和略少于動(dòng)力系供應(yīng)給主車橋的扭矩。因此，當(dāng)使用機(jī)械聯(lián)軸器時(shí)，車輛的縱向性能有所下降，其在加速期間尤其顯著。機(jī)械系統(tǒng)重新分配扭矩的能力可能受到最大扭矩傳遞能力的限制，且還受到環(huán)境影響(例如溫度)的制約。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在具有第一車橋和第二車橋的車輛中分配扭矩的方法， 包括當(dāng)至少一個(gè)連接至第一車橋的車輪空轉(zhuǎn)時(shí)，指令連接至第一車橋的第一馬達(dá)降低供應(yīng)給第一車橋的扭矩；以及當(dāng)至少一個(gè)連接至第一車橋的車輪空轉(zhuǎn)時(shí)，指令連接至第二車橋的第二馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)為馬達(dá)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，指令第一馬達(dá)降低提供給第一車橋的扭矩從而防止連接至第一車橋的車輪空轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供給第一車橋的扭矩和提供給第二車橋的扭矩之和基本上等于駕駛員要求的扭矩。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包括確定連接至第二車橋的車輪是否空轉(zhuǎn)， 其中指令第一馬達(dá)降低供應(yīng)給第一車橋的扭矩以基本上防止連接至第一車橋的車輪空轉(zhuǎn)；并且指令第二馬達(dá)提供基本上等于下列二者中較小者的電能的量導(dǎo)致連接至第二車橋的車輪中的一個(gè)初期空轉(zhuǎn)的量、以及向車輛提供駕駛員要求的扭矩的量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括確定指令給第二馬達(dá)用于向車輛提供駕駛員要求的扭矩的電能的第一量；確定指令給第二馬達(dá)的電能的第二量，電能的第二量為小于會(huì)導(dǎo)致第二車橋的至少一個(gè)車輪空轉(zhuǎn)的量的預(yù)定量；以及指令牽引馬達(dá)向第二車橋供應(yīng)電能的第一量和第二量中的較小者。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的系統(tǒng)，包括連接至車輛的第一車橋和第二車橋；連接至第一車橋的第一馬達(dá)；連接至第二車橋的第二馬達(dá)；連接至車輛車輪的車輪轉(zhuǎn)速傳感器；車速傳感器；電連接至馬達(dá)、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、及車速傳感器的電子控制單元(Ε⑶)，E⑶響應(yīng)于E⑶確定至少一個(gè)與第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的車輪轉(zhuǎn)速超過車輛速度來使第一馬達(dá)產(chǎn)生電能，并響應(yīng)于第一馬達(dá)中產(chǎn)生的電能向第二馬達(dá)供應(yīng)電能根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一馬達(dá)產(chǎn)生的電能直接提供給第二馬達(dá)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括連接至第一馬達(dá)和第二馬達(dá)的電池，其中直接從第一馬達(dá)提供供應(yīng)給第二馬達(dá)的電能并由電池補(bǔ)充。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，車速傳感器為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括連接至第一車橋的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的系統(tǒng)，具有連接至車輛的第一車橋和第二車橋、連接至第一車橋的第一馬達(dá)、連接至第二車橋的第二馬達(dá)、連接至車輛車輪的車輪轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、以及電連接至馬達(dá)、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、及車速傳感器的電子控制單元伍⑶)。響應(yīng)于E⑶確定至少一個(gè)與第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪正在空轉(zhuǎn)，E⑶使第一馬達(dá)產(chǎn)生電能并使得向第二馬達(dá)供應(yīng)電能。第一馬達(dá)產(chǎn)生的電能可直接提供給第二馬達(dá)且可由連接至馬達(dá)的電池補(bǔ)充。車輪傳感器可為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的一部分。本發(fā)明還公開了一種在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的方法，包括監(jiān)測與車輛第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的空轉(zhuǎn)、當(dāng)?shù)谝卉嚇蜍囕喺诳辙D(zhuǎn)時(shí)從連接至第一車橋的第一馬達(dá)汲取電能、并響應(yīng)于從第一馬達(dá)汲取電能而將電能提供給連接至車輛第二車橋的第二馬達(dá)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠在車輛中重新分配扭矩，提高駕駛性能。


圖1顯示了混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在車橋之間重新分配扭矩的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，參考任一附圖所說明并描述的實(shí)施例的多個(gè)特征可與一個(gè)或多個(gè)其它附圖中所說明的特征相結(jié)合來得到未明確說明并描述的替代實(shí)施例。所說明的特征的組合為典型應(yīng)用提供了代表性實(shí)施例。然而，對于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓桨?，可能需要對與本發(fā)明教導(dǎo)相一致的特征進(jìn)行多種組合和修改。本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解到與本發(fā)明相一致的類似應(yīng)用或?qū)嵤┓桨?，例如其中以與附圖中實(shí)施例所示略微不同的順序設(shè)置組件。 本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的教導(dǎo)可用在其它應(yīng)用或?qū)嵤┓桨钢?。在圖1中，示意性顯示了混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV) 10的一個(gè)實(shí)施例。后輪12通過后橋16與后橋馬達(dá)18連接。后橋16具有差速器19。前輪14連接至前橋20。差速器及主減速齒輪組22連接至前橋20。車輛動(dòng)力系統(tǒng)通過變速器24連接至差速器22。變速器 24通過離合器28連接至前橋馬達(dá)28。前橋馬達(dá)28通過離合器32連接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)34。 圖1中所示裝置中的前橋馬達(dá)28可稱為集成起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)(ISG)，因?yàn)槠淇捎糜谛D(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)34用于起動(dòng)。取決于準(zhǔn)確的配置，所有動(dòng)力系組件可能無法在HEVlO的寬度內(nèi)首尾相連。在圖1所示的實(shí)施例中，鏈條傳動(dòng)30設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)34和前橋馬達(dá)28之間使得發(fā)動(dòng)機(jī) 34沿第一軸線旋轉(zhuǎn)而前橋馬達(dá)28和變速器24沿基本上與第一軸線平行的第二軸線旋轉(zhuǎn)。 圖1中的配置簡單說明了一個(gè)HEV配置。有許多不脫離本發(fā)明的范圍的配置HEV的替代方式。HEVlO顯示了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)34連接至前輪的設(shè)置。在另一實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)34連接至后橋。在再一實(shí)施例中，車輛為電動(dòng) 車輛，有時(shí)也稱為僅使用電池的電動(dòng)車輛(BEV，或純電動(dòng)車)。前橋馬達(dá)28和后橋馬達(dá)18可運(yùn)轉(zhuǎn)為馬達(dá)向相關(guān)聯(lián)的車橋提供扭矩，或者運(yùn)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)從相關(guān)聯(lián)的車橋吸收扭矩(即，在與車橋相關(guān)聯(lián)的車輪上提供制動(dòng)力)。繼續(xù)參考圖1，車輪12和14設(shè)置有牽引力傳感器36，其連接至E⑶38。在一個(gè)實(shí)施例中，牽引力傳感器36為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的一部分。ABS比較車速與車輪轉(zhuǎn)速。 當(dāng)二者相差超過預(yù)定量時(shí)，確定車輪在空轉(zhuǎn)。ABS只是一個(gè)簡單的示例，可使用任何合適的牽引力傳感器。電池40連接至后橋馬達(dá)18和前橋馬達(dá)28以提供電能或吸收電能，取決于其運(yùn)轉(zhuǎn)模式。電池40也可通過傳感器電連接至E⑶38以檢測電池的荷電狀態(tài)、電池狀況等。在一個(gè)實(shí)施例中，電池40為高壓電池以有助于從電池汲取較大能量或存儲(chǔ)在電池中。前橋馬達(dá) 28和后橋馬達(dá)18可通過開關(guān)41直接連接以將一個(gè)馬達(dá)中產(chǎn)生的電能提供給另一個(gè)馬達(dá)。 通過E⑶38控制開關(guān)41。在一個(gè)實(shí)施例中，E⑶38連接至橫擺率傳感器42、與方向盤連接的傳感器44、以及多個(gè)其它傳感器46 (例如車速傳感器、溫度傳感器、變速器傳感器、壓力傳感器、及加速傳感器)。在不帶有橫擺率傳感器42的實(shí)施例中，可基于來自其它傳感器46的信號(hào)估算橫擺率。圖1中顯示了 HEV。在替代實(shí)施例中，車輛為具有前橋馬達(dá)和后橋馬達(dá)的電動(dòng)車輛(EV)。在這種實(shí)施例中，不再包括下列組件離合器26、鏈條傳動(dòng)30、離合器32、及發(fā)動(dòng)機(jī)34。在一些實(shí)施例中，還不包括變速器24。假定發(fā)動(dòng)機(jī)連接至前橋且前橋?yàn)橹黩?qū)動(dòng)橋。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為Teng且前橋馬達(dá)扭矩為 Tm—f。前橋總牽引扭矩為Tmg+Tm f。假設(shè)前橋的瞬間摩擦力為Ffti。，其將前橋最大扭矩能力限制為Ffti。*RW，其中Rw為有效車輪半徑。在牽引控制情況下，駕駛員要求的驅(qū)動(dòng)扭矩Tpmp 大于Fm。*Rw。降低前橋處的總扭矩以避免車輪打滑。由于連接至前橋的電動(dòng)馬達(dá)可迅速反應(yīng)并向前橋提供負(fù)扭矩，根據(jù)Tm—f = Ffric · Rff-Teng確定馬達(dá)扭矩。當(dāng)Tmg > Ffric · Rff時(shí)， Tm—f為負(fù)而前橋馬達(dá)用作發(fā)電機(jī)，將能量存儲(chǔ)在電池中或直接提供給后橋馬達(dá)。為了補(bǔ)償牽引損失Tprap_Ffti?！?Rff,驅(qū)動(dòng)扭矩分配至無負(fù)載或負(fù)載較輕的具有反向摩擦(reserve friction)的后橋車輪。結(jié)果，新的后橋馬達(dá)扭矩為
=Tm r HTprop -Ffric-Rw)，其中τ"為后橋車輪處的存在的驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)扭矩。新的后橋馬
達(dá)扭矩取決于不超過后橋車輪摩擦極限。結(jié)果，利用來自道路的可用牽引力以滿足駕駛員的車輛驅(qū)動(dòng)要求?？蓮脑佼a(chǎn)生電能的前橋馬達(dá)或從電池供應(yīng)提供Tnw的能量。圖2中顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖，其開始于200。對于圖2，車橋被稱為第一車橋和第二車橋。在一些實(shí)施例中，第一車橋?qū)?yīng)于圖1的后橋16，而第二車橋?qū)?yīng)于前橋20。在另一些實(shí)施例中，第一車橋?qū)?yīng)于前橋20，而第二車橋?qū)?yīng)于后橋16。在圖2 的框202中，確定與第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪是否在空轉(zhuǎn)。如果否，則框202繼續(xù)檢查直至發(fā)生空轉(zhuǎn)導(dǎo)致控制程序轉(zhuǎn)至框204。在框204中，指令連接至第一車橋的馬達(dá)使傳遞至第一車橋的扭矩減小一定量以停止空轉(zhuǎn)。通過將馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)來減小扭矩。控制程序轉(zhuǎn)至框 206，在該處計(jì)算供應(yīng)至第二車橋能夠維持車輛縱向驅(qū)動(dòng)的扭矩量。確定提供這種扭矩的電能的量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，下一步在框208中確定會(huì)導(dǎo)致與第二車橋相關(guān)聯(lián)的車輪初期空轉(zhuǎn)的電能的量?？商娲?，確定等于預(yù)定量的電能的量以提供安全系數(shù)，該預(yù)定量小于會(huì)導(dǎo)致初期空轉(zhuǎn)的量。在框210中，將框206和208中計(jì)算的電能的較小者指令至(或支配給) 與第二車橋相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)?？刂瞥绦蚍祷乜?02。在一個(gè)實(shí)施例中只要車輛移動(dòng)便啟動(dòng)圖 2的流程圖，或者在另一實(shí)施例中只要車輛駕駛員指令縱向驅(qū)動(dòng)便啟動(dòng)圖2的流程圖。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了最佳模式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的多種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。已經(jīng)描述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在一個(gè)或多個(gè)所需特性方面相對于其它實(shí)施例和/或背景技術(shù)具有優(yōu)勢或更為優(yōu)選，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在多個(gè)特征中可有所折衷以取決于具體應(yīng)用或?qū)嵤┓桨笇?shí)現(xiàn)所需的系統(tǒng)特性。這些特性包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐久度、壽命成本、市場性、外觀、封裝、尺寸、適用性、重量、制造性、組裝便利性等。例如，可能需要具有更多組的傳感器以提供對車輛移動(dòng)的準(zhǔn)確評(píng)估。然而，為了維持所需的成本結(jié)構(gòu)，可能通過根據(jù)較少組的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷來確定一些車輛數(shù)據(jù)的滿意估算。描述為相對于其它實(shí)施例在一個(gè)或多個(gè)特性上沒有那么需要的實(shí)施例并未超出本發(fā)明所要求保護(hù)的范 圍。
權(quán)利要求
1.一種在車輛中分配驅(qū)動(dòng)力的方法，所述方法包括監(jiān)測與所述車輛的第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的車輪空轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝卉嚇蜍囕喛辙D(zhuǎn)時(shí)，從連接至所述第一車橋的第一馬達(dá)汲取電能；以及響應(yīng)于從所述第一馬達(dá)汲取電能向連接至所述車輛第二車橋的第二馬達(dá)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于與所述第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的空轉(zhuǎn)的消除來確定從所述第一馬達(dá)汲取的電能的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從所述第一馬達(dá)汲取電能導(dǎo)致與所述第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪處的驅(qū)動(dòng)力降低，而向所述第二馬達(dá)提供的所述電能確定為補(bǔ)償所述第一車橋處降低的驅(qū)動(dòng)力以使得提供給所述車輛的總體驅(qū)動(dòng)力不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 監(jiān)測與所述車輛第二車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的車輪空轉(zhuǎn)，其中從所述第一馬達(dá)汲取電能導(dǎo)致與所述第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪處的驅(qū)動(dòng)力降低，而向所述第二馬達(dá)提供的所述電能被指令為下列中較小者補(bǔ)償所述第一車橋處降低的驅(qū)動(dòng)力以使得提供給所述車輛的總體驅(qū)動(dòng)力不變、以及與所述車輛第二車橋相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)車輪的車輪初期空轉(zhuǎn)相關(guān)的電能的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)確定如果中止所述汲取電能便會(huì)發(fā)生所述車輪空轉(zhuǎn)時(shí)，繼續(xù)所述汲取電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從所述第一馬達(dá)汲取的電能的至少一部分直接提供給所述第二馬達(dá)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)與所述第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪不再空轉(zhuǎn)時(shí)，中止從所述第一馬達(dá)汲取電能及向所述第二馬達(dá)提供電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述車輛包括連接至所述第一車橋的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定駕駛員要求的扭矩；監(jiān)測與所述車輛第二車橋相關(guān)聯(lián)的車輪的車輪空轉(zhuǎn)，其中從所述第一馬達(dá)汲取電能導(dǎo)致與所述第一車橋相關(guān)聯(lián)的車輪處的扭矩降低，而指令給所述第二馬達(dá)的電能為下列中的較小者補(bǔ)償所述第一車橋處降低的扭矩以使得提供給所述車輛的總體扭矩等于駕駛員要求的扭矩、以及與所述第二車橋相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)車輪的車輪初期空轉(zhuǎn)相關(guān)的電能的量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，防抱死系統(tǒng)設(shè)置在所述車輛的各個(gè)車輪處，所述方法還包括基于來自與所述車輛的車輪相關(guān)聯(lián)的所述防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)確定所述車輛的車輪正在空轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可在第一車橋和第二車橋之間分配驅(qū)動(dòng)力的車輛，包括連接至第一車橋的第一電動(dòng)馬達(dá)和連接至第二車橋的第二電動(dòng)馬達(dá)。響應(yīng)于連接至馬達(dá)的電子控制單元(ECU)確定與第一車橋相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速超過車速，ECU使第一馬達(dá)產(chǎn)生電能，并響應(yīng)于第一馬達(dá)中產(chǎn)生的電能使得電能被供應(yīng)至第二馬達(dá)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠在車輛中重新分配扭矩，提高駕駛性能。
文檔編號(hào)B60K17/34GK102218985SQ20111008363
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者于海, 鄺明朗 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司