驅動系統(tǒng)及驅動方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種驅動系統(tǒng)。該驅動系統(tǒng)包括：控制單元，用來接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號并且由所述負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩；及牽引裝置，連接于所述控制單元，用來根據所述牽引力矩驅動車輛。本發(fā)明還涉及一種驅動方法。本發(fā)明的負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩，當車輛負載發(fā)生變化時，可以及時地調整驅動車輛的牽引力矩，從而保證車輛的性能、穩(wěn)定性及安全性。
【專利說明】驅動系統(tǒng)及驅動方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明有關一種驅動系統(tǒng)及驅動方法，尤其涉及一種驅動車輛的驅動系統(tǒng)及驅動方法。

【背景技術】
[0002]車輛可以裝備若干負載來實現不同的功能，負載可包括電氣負載(例如，空調系統(tǒng)、液壓泵)和機械負載(例如，動力輸出(Power Take-Off)工具)。例如，農業(yè)或工業(yè)車輛(例如，拖拉機、叉車)可裝備不同的作業(yè)工具來實現農業(yè)或工業(yè)生產。傳統(tǒng)地，負載的變化會影響車輛的驅動，往往導致車的速度變化。突然的負載變化可能導致行進中或轉彎時的車輛向前沖或停頓，從而影響車輛的性能、穩(wěn)定性和安全性等。
[0003]因此，有必要提供一種驅動系統(tǒng)及驅動方法來解決上面提及的技術問題。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的一個方面在于提供一種驅動系統(tǒng)。該驅動系統(tǒng)包括:控制單元，用來接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號并且由所述負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩；及牽引裝置，連接于所述控制單元，用來根據所述牽引力矩驅動車輛。
[0005]本發(fā)明的另一個方面在于提供一種驅動方法。該驅動方法包括:接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號；由所述負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩；及提供所述牽弓I力矩給牽弓I裝置來根據所述牽弓I力矩驅動車輛。
[0006]本發(fā)明的再一個方面在于提供一種驅動系統(tǒng)。該驅動系統(tǒng)包括:牽引裝置，用來提供不同的牽引力矩來驅動車輛；及控制單元，用來接收負載變化信號，所述負載變化信號表明車輛負載將要或正在從第一負載狀況變化為第二負載狀況，控制單元進一步用來將所述牽引力矩從對應于所述第一負載狀況的第一牽引力矩轉變?yōu)閷谒龅诙撦d狀況的第二牽引力矩。
[0007]本發(fā)明的負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩，當車輛負載發(fā)生變化時，可以及時地調整驅動車輛的牽引力矩，從而保證車輛的性能、穩(wěn)定性及安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]通過結合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0009]圖1所不為本發(fā)明驅動系統(tǒng)的一個實施例的原理圖；
[0010]圖2所不為本發(fā)明驅動系統(tǒng)的另一個實施例的原理圖；
[0011]圖3所示為本發(fā)明驅動方法的一個實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0012]除非另作定義，此處使用的技術術語或者科學術語應當為本發(fā)明所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一”“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個”或者“一”等類似詞語也不表示數量限制，而是表示存在至少一個?！鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。
[0013]圖1所不為一個實施例的驅動系統(tǒng)100的原理圖。該驅動系統(tǒng)100用于車輛,尤其是農業(yè)或工業(yè)車輛，例如拖拉機、叉車等，但不局限于農業(yè)或工業(yè)車輛。車輛可以是電動車輛、混合動力車輛或其他能源驅動的車輛。驅動系統(tǒng)100包括控制單元11和牽引裝置13。本實施例中，驅動系統(tǒng)100進一步包括指令裝置15和負載驅動裝置17。
[0014]負載驅動裝置17用來驅動車輛負載19。車輛負載19在本實施例中可以是動力輸出(Power Take-Off，ΡΤ0)工具，用來進行生產，例如犁耕或旋耕土地。在一些實施例中，車輛負載19可以包括用來起重的液壓泵、空調裝置或其他裝置。車輛負載19可以是電氣負載(例如，液壓泵和空調裝置)或機械負載(例如，動力輸出工具)。
[0015]在本實施例中，負載驅動裝置17包括用來驅動車輛負載19的第一電機171和連接于第一電機171用來裝載車輛負載19的動力輸出軸173。第一電機171能夠作為發(fā)動機和發(fā)電機。在本實施例中，第一電機171作為發(fā)動機，用來驅動車輛負載19,并由電源21供電。在本實施例中，電源21為電池或其他提供直流電的直流電源。電源21通過逆變器23提供電流給第一電機171。在一些實施例中，電源21可以是交流電源或其他電源。在一些實施例中，負載驅動裝置17可以包括其他驅動車輛負載的裝置，例如引擎。
[0016]指令裝置15用來指示車輛負載19的運作并且提供負載變化信號給控制單元11。負載變化信號為用來指示車輛負載的運作的指令信號，指示車輛開始工作、停止工作或改變工作模式等。負載變化信號也是表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的信號，表明車輛負載將要或正在從第一負載狀況變化為第二負載狀況。例如，操作者操作指令裝置15，動力輸出裝置(例如，犁)根據相應的指令抬起或放下，從而車輛驅動的負載減小或增大。在一些實施例中，指令裝置15可以是開關、拉桿、按鈕、輸入面板或其他供操作者操作輸入指令信號的裝置。在一些實施例中，多個指令裝置用來提供指令給不同的車輛負載。指令裝置15可以對應不同的車輛負載產生不同的負載變化信號。
[0017]控制單元11用來接收負載變化信號。在本實施例中，控制單元11從指令裝置15接收負載變化信號，如此在未增加驅動系統(tǒng)100的硬件成本的情況下即可實現驅動系統(tǒng)100的功能?？刂茊卧?1進一步用來由負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩。在本實施例中，控制單元11用來由負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩，并根據負載變化力矩和車輛指令力矩產生牽引力矩。在本實施例中，車輛指令力矩可以由油門踏板25輸入，其表明操作者對油門踏板25的踩踏強度。在車輛自動駕駛時，車輛指令力矩由控制單元11產生。負載變化力矩表明從第一負載狀況轉變?yōu)榈诙撦d狀況時提供給車輛負載19的力矩的變化量。
[0018]根據負載變化力矩調節(jié)車輛指令力矩從而產生牽引力矩，來補償負載的變化。更具體地，當負載變化力矩為正值，即車輛負載增大時，增大車輛指令力矩獲得牽引力矩，增大的數值等于負載變化力矩的絕對值；當負載變化力矩為負值，即車輛負載減小時，減小車輛指令力矩獲得牽引力矩，減小的數值等于負載變化力矩的絕對值。在車輛負載19變化之前或之中產生牽引力矩并提供給牽引裝置13，如此即使負載狀況變化時車輛的性能和穩(wěn)定性仍可以得到保證。例如，可避免在車輛運行過程中車輛負載19變化時車輛前沖或停頓的現象。在本實施例中，負載變化力矩的若干數值預先測量或計算并映射于映像表中，該些數值對應于不同負載變化情況時的負載變化信號。負載變化力矩的對應數值可根據負載變化信號通過查表法從映像表中獲得，用來計算牽引力矩，如此可以提高控制單元11的處理速度及驅動系統(tǒng)100的反應速度。
[0019]控制單元11用來由負載變化信號觸發(fā)產生力矩范圍并且將牽引力矩限制在力矩范圍內。力矩范圍具有最大值和最小值，最大值表明牽引力矩的最大安全轉矩，最小值表明牽引力矩的最小安全轉矩。力矩范圍至少根據車輛承載的總負載和牽引裝置13的驅動能力來計算。在本實施例中，力矩范圍根據負載變化力矩進行調節(jié)。在本實施例中，控制單元11根據預設范圍和負載變化力矩決定力矩范圍。在車輛負載19變化之前，牽引力矩限制在預設范圍內，預設范圍也具有最大值和最小值。一旦車輛負載19變化時，牽引力矩限制在力矩范圍內，從而保證車輛的安全性。力矩范圍通過根據負載變化力矩調節(jié)預設范圍來獲得。更具體地，當負載變化力矩為正值，即車輛負載增大時，擴大預設范圍獲得力矩范圍；當負載變化力矩為負值，即車輛負載減小時，縮小預設范圍獲得力矩范圍。力矩范圍的最大值和最小值分別根據預設范圍的最大值和最小值及負載變化力矩進行調節(jié)，從而適應車輛負載19的變化。在一些實施例中，當負載變化力矩超過特定值，即車輛負載變化量較大時，根據預設范圍和負載變化力矩產生力矩范圍，牽引力矩限制在力矩范圍內。當負載變化力矩小于特定值，即車輛負載變化量較小時，牽引力矩可以仍然限制在預設范圍內。
[0020]車輛負載19變化之前，車輛工作在第一負載狀況下?？刂茊卧?1產生對應于第一負載狀況的第一牽引力矩，來驅動車輛工作在第一負載狀況下。當車輛負載19變化時，車輛從第一負載狀況切換至第二負載狀況，且控制單元11由負載變化信號觸發(fā)將牽引力矩從第一牽引力矩轉變?yōu)閷诘诙撦d狀況的第二牽引力矩。在一個實施例中，第二牽引力矩根據負載變化力矩和第一牽引力矩產生。根據負載變化力矩調節(jié)第一牽引力矩獲得第二牽引力矩。在另一實施例中，第二牽引力矩可根據車輛指令力矩和負載變化力矩獲得，如前所述。
[0021]牽引裝置13連接于控制單元11，用來根據牽引力矩驅動車輛。牽引裝置13用來提供不同的牽引力矩，例如第一牽引力矩和第二牽引力矩，來驅動車輛。在車輛負載19變化之前，牽引裝置13提供第一牽引力矩驅動車輛工作在第一負載狀況下。當車輛負載19發(fā)生變化，牽引裝置13提供第二牽引力矩驅動車輛工作在第二負載狀況下。
[0022]在一些實施例中，牽引裝置13包括第二電機131，用來驅動車輛。第二電機131通過驅動軸133與車輛傳動裝置27連接。車輛傳動裝置27連接車輪(未圖示)，帶動車輪旋轉。第二電機131能夠作為發(fā)動機和發(fā)電機。在本實施例中，第二電機131作為發(fā)動機，用來驅動車輛傳動裝置27并由電源21供電。電源21通過逆變器29提供電流給第二電機131。在一些實施例中，牽引裝置13可以包括其他能夠驅動車輛傳動裝置27的裝置，例如引擎。
[0023]圖2所示為另一個實施例的驅動系統(tǒng)200的原理圖。本實施例的驅動系統(tǒng)200類似于圖1所示的驅動系統(tǒng)100。相比于圖1所示的驅動系統(tǒng)100，圖2所示的驅動系統(tǒng)200包括一個或多個檢測裝置31，用來探測車輛負載19的負載變化情況并且根據負載變化情況產生負載變化信號給控制單元11。檢測裝置31檢測第一運行參數(例如，動力輸出軸173的加速度、電氣負載的電流、電壓等)并根據第一運行參數產生負載變化信號。在一些實施例中，檢測裝置31可進一步用來檢測第二運行參數(例如，動力輸出軸173的速度、電氣負載的電流、電壓等)并根據第二運行參數產生表明負載變化總量的操作信號。在本實施例中，控制單元11由負載變化信號觸發(fā)根據操作信號計算負載變化力矩。在本實施例中，由于檢測裝置31的檢測，可以精確地計算負載變化力矩。在一些實施例中，檢測裝置31可以為傳感器，例如加速器、回轉儀、電流傳感器、電壓傳感器。檢測裝置31也可以是其他具有檢測功能的裝置。
[0024]圖3所示為驅動方法300的一個實施例的示意圖。驅動方法300的動作以功能模塊的形式圖示，圖3所示的模塊的先后順序和模塊中動作的劃分并非限于圖示的實施例。例如，模塊可以按照不同的順序進行；一個模塊中的動作可以與另一個或多個模塊中的動作組合，或拆分為多個模塊。
[0025]在模塊40中，驅動方法300包括接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號。在一個實施例中，負載變化信號通過一個或多個圖1所示的指令裝置15產生，該負載變化信號也用來指令車輛負載的運行。在另一個實施例中，通過一個或多個圖2所示的檢測裝置31探測車輛負載的負載變化情況并且根據負載變化情況產生負載變化信號。
[0026]驅動方法300進一步包括由負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩，此動作包括模塊42?44中的動作。在模塊42中，由負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩。負載變化信號可以通過查表法、實時計算或其他方法獲得。在模塊44中，根據負載變化力矩和車輛指令力矩產生牽引力矩。車輛指令力矩可以通過油門踏板輸入或在自動控制的情況下由控制單元11產生。在車輛指令力矩的基礎上根據負載變化力矩調節(jié)獲得牽引力矩。
[0027]在模塊46中，由負載變化信號觸發(fā)產生力矩范圍，力矩范圍具有最大值和最小值。根據負載變化力矩調節(jié)力矩范圍。在預設范圍的基礎上根據負載變化力矩調節(jié)力矩范圍。在模塊48中，將牽引力矩限制在力矩范圍內，從而保證車輛的安全性。在模塊50中，提供牽引力矩給牽引裝置來根據牽引力矩驅動車輛。車輛負載變化時，根據調整后的牽引力矩驅動車輛，以及時適應車輛負載的變化，從而保證車輛的穩(wěn)定性和安全性。
[0028]雖然結合特定的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本領域的技術人員可以理解，對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權利要求書的意圖在于涵蓋在本發(fā)明真正構思和范圍內的所有這些修改和變型。
【權利要求】
1.一種驅動系統(tǒng)，其特征在于，其包括: 控制單元，用來接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號并且由所述負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩；及 牽引裝置，連接于所述控制單元，用來根據所述牽引力矩驅動車輛。
2.如權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)進一步包括一個或多個指令裝置，用來指示所述車輛負載的運作并且提供所述負載變化信號給所述控制單元。
3.如權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)進一步包括一個或多個檢測裝置，用來探測所述車輛負載的負載變化情況并且根據所述負載變化情況產生所述負載變化信號給所述控制單元。
4.如權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩，并根據所述負載變化力矩和車輛指令力矩產生所述牽引力矩。
5.如權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生力矩范圍并且將所述牽引力矩限制在所述力矩范圍內。
6.如權利要求5所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩并根據所述負載變化力矩調節(jié)所述力矩范圍。
7.如權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)包括第一電機，用來驅動所述車輛負載，所述牽引裝置包括第二電機，用來驅動車輛。
8.—種驅動方法，其特征在于:其包括: 接收表明車輛負載將要或正在發(fā)生變化的負載變化信號； 由所述負載變化信號觸發(fā)產生牽引力矩；及 提供所述牽引力矩給牽引裝置來根據所述牽引力矩驅動車輛。
9.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于:所述驅動方法進一步包括通過一個或多個指令裝置產生所述負載變化信號，所述負載變化信號為用來指示所述車輛負載的運作的指令信號。
10.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于:所述驅動方法進一步包括通過一個或多個檢測裝置探測所述車輛負載的負載變化情況并且根據所述負載變化情況產生所述負載變化信號。
11.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于:所述產生牽引力矩的步驟包括: 由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩；及 根據所述負載變化力矩和車輛指令力矩產生所述牽引力矩。
12.如權利要求8所述的驅動方法，其特征在于:所述驅動方法進一步包括由所述負載變化信號觸發(fā)產生力矩范圍并且將所述牽引力矩限制在所述力矩范圍內。
13.如權利要求12所述的驅動方法，其特征在于:所述產生力矩范圍的步驟進一步包括由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩并根據所述負載變化力矩調節(jié)所述力矩范圍。
14.一種驅動系統(tǒng)，其特征在于:其包括: 牽引裝置，用來提供不同的牽引力矩來驅動車輛；及 控制單元，用來接收負載變化信號，所述負載變化信號表明車輛負載將要或正在從第一負載狀況變化為第二負載狀況，控制單元進一步用來將所述牽引力矩從對應于所述第一負載狀況的第一牽引力矩轉變?yōu)閷谒龅诙撦d狀況的第二牽引力矩。
15.如權利要求14所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)進一步包括一個或多個指令裝置，用來指示車輛負載的運作，并提供所述負載變化信號給所述控制單元。
16.如權利要求14所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)進一步包括一個或多個檢測裝置，用來探測所述車輛負載的負載變化情況并且根據所述負載變化情況產生所述負載變化信號給所述控制單元。
17.如權利要求14所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩并根據所述負載變化力矩和所述第一牽引力矩產生所述第二牽引力矩。
18.如權利要求14所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生力矩范圍并且將所述牽引力 矩限制在所述力矩范圍內。
19.如權利要求18所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元用來由所述負載變化信號觸發(fā)產生負載變化力矩并根據所述負載變化力矩調節(jié)所述力矩范圍。
20.如權利要求14所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于:所述驅動系統(tǒng)包括第一電機，用來驅動所述車輛負載，所述牽引裝置包括第二電機，用來驅動車輛。
【文檔編號】B60L15/00GK104044484SQ201310084413
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權日:2013年3月15日
【發(fā)明者】周榮暉, 周健, 孫豐誠, 康鵬舉, 邱海, 李飛, 沈祥明, 陸熙 申請人:通用電氣公司