車輛驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)，尤其涉及一種車輛電力驅(qū)動系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如電動汽車或者混合動力汽車的車輛中需要采用電力驅(qū)動的馬達(dá)來驅(qū)動車輛輪子，包括電馬達(dá)的驅(qū)動系統(tǒng)通常有兩種類型。第一種類型是中心驅(qū)動系統(tǒng)，這又包括兩種情況:一是采用一個電動機加上一個速比變速箱，這種布局的驅(qū)動系統(tǒng)通常效率較低；另一種是采用一個電動機加上兩個或更多個速比變速箱，這種布局的驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)，這也包括兩種情況:一是采用四個電動機分別獨立地直接驅(qū)動車輛的四個輪子，這種布局的驅(qū)動系統(tǒng)不僅成本較高，而且耐用性以及安全性較差；另一種是采用四個電動機加上四個速比變速箱分別獨立地直接驅(qū)動車輛的四個輪子，這種布局的驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)和直接驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)出了組合型的驅(qū)動系統(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，需要對現(xiàn)有的車輛驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)，包括:
[0006]第一電動機；
[0007]第二電動機；
[0008]設(shè)置在所述第一電動機的第一轉(zhuǎn)軸與所述第二電動機的第二轉(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構(gòu)；
[0009]與所述第一電動機、所述第二電動機以及所述離合機構(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確定并且控制所述離合機構(gòu)的運行模式、和/或所述第一電動機和所述第二電動機的運行模式和負(fù)載。
[0012]優(yōu)選地,所述第一電動機的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩大于所述第二電動機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機以驅(qū)動模式運行、所述第一電動機和所述第二電動機一起以驅(qū)動模式運行、僅所述第一電動機以發(fā)電模式運行、或所述第一電動機和所述第二電動機一起以發(fā)電模式運行。
[0013]優(yōu)選地，所述控制單元確定并且控制所述離合機構(gòu)以嚙合、滑摩或者分離的模式運行。
[0014]優(yōu)選地，所述第一電動機和所述第二電動機具有共用殼體。
[0015]優(yōu)選地，所述殼體上形成有多個冷卻流體通道，以便在車輛驅(qū)動系統(tǒng)運行時冷卻流體能夠從其流過。
[0016]優(yōu)選地，所述車輛驅(qū)動系統(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，所述車輛是電動車輛或者混合動力車輛。
[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，由所述控制單元確定并且控制所述離合機構(gòu)的運行模式、以及所述第一電動機和所述第二電動機的運行模式和負(fù)載。
[0020]優(yōu)選地，在所述傳感器感測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構(gòu)以嚙合模式運行，使得車輛的兩個驅(qū)動輪子同步；以及
[0021]在所述傳感器感測到所述車輛在轉(zhuǎn)彎階段或者在對開道路(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構(gòu)以滑摩和/或分離模式運行，使得車輛的兩個驅(qū)動輪子不同步。
[0022]優(yōu)選地，在所述傳感器感測到所述車輛在城市路況下的起動、加速和定速巡航階段，所述控制單元僅控制所述第一電動機和所述第二電動機中的一個電動機以驅(qū)動模式運行；
[0023]在所述傳感器感測到所述車輛在城市路況下低速行駛的制動階段，所述控制單元僅控制所述第一電動機和所述第二電動機中的一個電動機以發(fā)電模式運行以制動車輛并且從制動過程回收能量；以及
[0024]在所述傳感器感測到所述車輛在城市路況下中高速行駛的制動階段，所述控制單元控制所述第一電動機和所述第二電動機一起以發(fā)電模式運行以制動車輛并且從制動過程回收能量。
[0025]優(yōu)選地，在只有一個電動機以驅(qū)動模式或發(fā)電模式運行時，所述一個電動機是所述第一電動機和所述第二電動機中輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩較大的電動機。
[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構(gòu)的運行模式、以及所述第一電動機和所述第二電動機的運行模式和負(fù)載，車輛驅(qū)動系統(tǒng)不僅具有更高的效率、安全性、操控性，而且體積相對較小、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構(gòu)運行模式；以及
[0029]圖3示意地顯示了在特定行駛狀況下各個電動機的運行模式。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合示例詳細(xì)描述本發(fā)明的各優(yōu)選實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，該實施例是示例性的，它并不意味著對本發(fā)明形成任何限制。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動系統(tǒng)1包括第一電動機3和第二電動機5。第一電動機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。第二電動機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。第一轉(zhuǎn)軸7和第二轉(zhuǎn)軸13優(yōu)選地是實心的并且是剛硬的。盡管第一電動機3和第二電動機5可以具有封裝各自轉(zhuǎn)子和定子的單獨殼體，但優(yōu)選地是第一電動機3和第二電動機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)選地形成有多個冷卻流體通道(未示出)，以便在車輛驅(qū)動系統(tǒng)運行時冷卻流體能夠從其流過，從而冷卻第一電動機3和第二電動機5運行時的發(fā)熱部件。優(yōu)選地，第一電動機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，以及第二電動機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。在車輛運行時，第一扭矩阻尼部件21和第二扭矩阻尼部件23可以抑制第一電動機3和第二電動機5產(chǎn)生的振動，使車輛能夠更平穩(wěn)地行駛。第一電動機3的第一轉(zhuǎn)軸7的輸出端可以裝有車輛的一個輪子25、而第二電動機5的第二轉(zhuǎn)軸13的輸出端可以裝有車輛的另一個輪子27。
[0032]車輛驅(qū)動系統(tǒng)1還包括設(shè)置在第一電動機3的第一轉(zhuǎn)軸7與第二電動機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構(gòu)29。離合機構(gòu)29能夠以嚙合、滑摩或者分離的模式運行。
[0033]車輛驅(qū)動系統(tǒng)1還包括與第一電動機3、第二電動機5以及離合機構(gòu)29相連的控制單元31?？刂茊卧?1是電動機控制板、控制供給電動機的電流的驅(qū)動板、車輛控制板以及離合機構(gòu)控制板的集成單元。車輛驅(qū)動系統(tǒng)1也還包括與控制單元31連接并且用于感測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，控制單元31確定并且控制第一電動機3和第二電動機5的運行模式和負(fù)載、以及離合機構(gòu)29的運行模式，以確保在滿足車輛行駛員的要求的同時能量消耗最小。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的車輛驅(qū)動系統(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/小時或甚至更高。盡管在本發(fā)明中，第一電動機3和第二電動機5可以設(shè)置成相同的電動機，因而具有相同大小的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，但更優(yōu)選地是其中一個電動機的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩高于另一個電動機的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩，并且使得在城市路況下行駛時主要是使用其中具有更高輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩的電動機。為了便于描述，在