CN220562528U - 一种组件 - Google Patents

一种组件 Download PDF

Info

Publication number
CN220562528U
CN220562528U CN202321231378.3U CN202321231378U CN220562528U CN 220562528 U CN220562528 U CN 220562528U CN 202321231378 U CN202321231378 U CN 202321231378U CN 220562528 U CN220562528 U CN 220562528U
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
clutch
electric motor
output shaft
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202321231378.3U
Other languages
English (en)
Inventor
P·崔奇里
M·格拉西
L·瑟劳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana Italia SRL
Original Assignee
Dana Italia SRL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dana Italia SRL filed Critical Dana Italia SRL
Application granted granted Critical
Publication of CN220562528U publication Critical patent/CN220562528U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/12Differential gearings without gears having orbital motion
    • F16H48/19Differential gearings without gears having orbital motion consisting of two linked clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B60K17/046Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel with planetary gearing having orbital motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/04Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing
    • B60K2023/043Control means for varying left-right torque distribution, e.g. torque vectoring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/04Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing
    • B60K2023/046Axle differential locking means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • B60K2023/0816Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch for varying front-rear torque distribution with a central differential
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • B60K2023/0841Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch for locking a central differential, e.g. by using a lock-up clutch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/40Torque distribution
    • B60W2720/403Torque distribution between front and rear axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/40Torque distribution
    • B60W2720/406Torque distribution between left and right wheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18Propelling the vehicle
    • B60Y2300/19Improvement of gear change, e.g. synchronisation or smoothing gear shift

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种组件,并且提供了用于双电动马达传动系控制的系统。在一个示例中,一种组件包括:第一电动马达,该第一电动马达直接联接到第一输出轴,第二电动马达,该第二电动马达与第一电动马达同轴对齐,行星齿轮组,该行星齿轮组具有连接到第一输出轴和第一电动马达的行星架,接地(连接到大地)的齿圈,以及连接到第二轴的太阳齿轮,第一离合器,该第一离合器用于经由行星架将第二电动马达选择性地联接到第一电动马达;以及第二离合器,该第二离合器用于将第二电动马达选择性地联接到第二轴。

Description

一种组件
技术领域
本说明书总体涉及双马达电动传动系的方法和系统。
背景技术
当为了牵引应用定马达尺寸时,特别是对于非公路机械,可以考虑两个因素:整体性能要求和牵引车轮之间的扭矩再分配性能要求可以包括在低速时的峰值牵引力和最大平移速度。作为一个示例,马达峰值扭矩可以受到峰值牵引力的影响,并且马达最大速度可以受到最大平移速度的影响。作为一个示例,包括双速变速器的动力系可以允许使用明显较小的马达。例如,可以在第一挡位中实现峰值牵引力,并且在第二挡位中实现最大速度,在不增加尺寸的情况下增加马达的性能范围。然而,换挡操作可能会使得使用双速变速器的马达存在驾驶性能上的挑战,包括可能的扭矩中断和不平顺性。
作为一个示例,可通过差速器系统来控制,或通过具有多个马达,诸如每个车轮一个马达,并且电子控制马达之间的动力分配来控制牵引车轮之间的扭矩再分配。在正常情况下,在前驱动车桥和后驱动车桥之间或者在同一车桥上的左车轮和右车轮之间的扭矩分配可以是均匀的。然而,在一些情况下,诸如在其中一些车轮的牵引力降低的湿滑的土壤状况下,可能期望将所有的扭矩导向单个车桥,或者甚至单个车轮。由于在工作操作期间的车辆负载分布,因此可能期望将所有的扭矩导向单个车桥或车轮。作为另一个示例,将扭矩导向单个车桥可以提高非公路机械当在公路上行驶时的效率和驾驶性能,即通过从四轮驱动(4WD)切换到两轮驱动(2WD)。目前,这种示例状况可以以各种方式来管理。在一个示例中,带有可锁定差速器的传动系可用于管理受限牵引力情况。在具有多个马达(例如,每个车轮一个)的驱动系统中,每个马达可以需要为失去牵引力的操作定尺寸。结果是,在对应于平均动力需求的动力范围内,马达可能相对过大并且低效率。
实用新型内容
发明人已经认识到上述方面,并且开发了一种解决方案,通过以下内容来至少部分地解决上述问题,即,使用第一马达和第二马达,在增加的齿轮减速器和离合器的情况下一起控制该第一马达和第二马达,以实施具有减少的扭矩中断的多速变速器,和/或在单个车桥或单个车轮上提供高效的扭矩重新分配,而没有显著的马达尺寸过大。
在一个示例中,上述问题可以通过一种组件来解决,该组件包括:直接联接到第一输出轴的第一电动马达,与第一电动马达同轴对齐的第二电动马达,连接到第一输出轴和第一电动马达以及第二轴的行星齿轮组,用于将第二电动马达选择性地联接到第一电动马达的第一离合器,以及用于将第二电动马达选择性地联接到第二轴的第二离合器。以这种方式,双马达传动系在挡位切换期间实现可驾驶性,包括在多速变速器中可能的扭矩中断,或多个使用方(例如机器中的两个车桥,或同一车桥上的两个车轮)之间的扭矩分配。
作为一个示例,该组件可包括安装在具有共用冷却的共同壳体中的第一电动马达和第二电动马达。以这种方式,该组件可集成到单个壳体中,以改善安装和减少封装空间。
应当理解,提供以上实用新型内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由详细描述之后的权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了用于车辆的示例驱动系统的示意图。
图2示出了用于车辆的示例驱动系统的示意图。
图3A示出了用于车辆的示例驱动系统的示意图。
图3B示出了用于车辆的示例驱动系统的示意图。
图4示出了用于控制车辆的驱动系统的方法,驱动系统诸如图1的示例驱动系统。
图5示出了用于控制车辆的驱动系统的方法,驱动系统诸如图2的示例驱动系统。
图6示出了用于控制车辆的驱动系统的方法,驱动系统诸如图3A的示例驱动系统。
图7示出了用于控制车辆的驱动系统的方法,驱动系统诸如图3B的示例驱动系统。
图8示出了说明双电动马达传动系的示例预示性操作的时序图。
具体实施方式
下文描述涉及用于车辆的双电动马达传动系控制的系统和方法。用于车辆的动力输出组件可以布置有两个电动马达,它们的同轴的轴能够在不同的构造中使用齿轮和离合器在它们或者传动系之间连接,并且可选地,这些电动马达可以安装在同一壳体中。图1是说明了包括第一马达和第二马达的示例组件的示意图,第一马达连接到第一输出轴,第二马达经由行星齿轮组连接到第一马达并且与之成同一线。行星齿轮组可以包括切换装置以实现用于第二马达的两个不同比率。该组件可包括第一离合器和第二离合器,它们可单独地接合以实现不同的驱动模式。图2是说明了包括第一马达、第二马达以及离合器的示例组件的示意图,第一马达经由第一减速齿轮组驱动第一输出轴,第二马达经由第二减速齿轮组驱动第二输出轴,离合器轴向地设置在第一马达和第二马达之间。离合器可以脱离接合以能够实现第一输出轴和第二输出轴的独立的扭矩或速度控制。离合器可以接合以能够使得第一输出轴和第二输出轴以相同的速度旋转,并由第一马达扭矩和第二马达扭矩的总和提供动力。图3A是说明了包括第一马达、第二马达以及第一离合器和第二离合器的示例组件的示意图,第一马达联接到第一输出轴,第二马达联接到第二输出轴,第一离合器和第二离合器能够使得第一马达和第二马达一起驱动第二输出轴或分别驱动第一输出轴和第二输出轴。图3B是说明了包括第三离合器的示例组件的示意图,第三离合器用于使第一马达和第二马达一起驱动第一输出轴,另外,第一离合器和第二离合器类似于参考图3A描述的那些操作以外的。控制系统可构造成执行控制例程,以基于包括马达控制和离合器接合的操作状况,选择并过渡到组件的一个或多个驱动模式。图4是说明用于控制与图1类似构造的组件的在驱动模式之间过渡的示例方法的流程图。图5是说明用于控制与图2类似构造的组件的在驱动模式之间过渡的示例方法的流程图。
图6是说明用于控制与图3A类似构造的组件的在驱动模式之间过渡的示例方法的流程图。图7是说明用于控制与图3B类似构造的组件的在驱动模式之间过渡的示例方法的流程图。图8是说明双电动马达传动系的示例预示性操作的时序图。
现在转到图1,示出了示例的双马达电动传动系或组件100的示意图。在一些示例中,组件100和本文所述的下列组件可以包括在非公路机器或其他工作车辆中。组件100可以包括直接联接到第一输出轴106的第一电动马达或第一马达102,以及与第一马达102同轴(例如,成同一线)的第二电动马达或第二马达104。该组件包括与第一输出轴106成同一线的第二轴108。该组件100可以包括减速齿轮组或行星齿轮组110。行星齿轮组110可以包括一个或多个离合器,示出为第一离合器120和第二离合器122,以实现用于第二马达104的不同比率。
组件100和本文所述的其他示例可包括作为动力源的电池170。能量可以储存在电池170中,过渡成电能(例如,电流),并且用于为第一马达102和第二马达104提供动力。作为一个示例,第一马达102和第二马达104,以及本文所述的其他示例的马达,可以是电动马达和/或发电机。控制器或控制系统160可以调节和控制由第一马达102和第二马达104提供的机械能。换言之,控制系统160可以控制第一马达102的扭矩输出和第二马达104的扭矩输出。例如,控制系统160可以调节从电池170去至第一马达102和第二马达104的电流的大小,以达到马达扭矩阈值。在另一个示例中,控制系统160可以构造成根据各种操作模式使组件100的部件选择性地接合、选择性地脱离接合或以其他方式与组件100的部件通信。
作为一个示例,第一马达102和第二马达104可以封围在壳体内。例如,马达可以是无外壳的,使得第一马达102和第二马达104可以封围在共同壳体或壳体126中,并且共用冷却和其他部件。作为另一个示例,第一马达和第二马达可以是独立的,使得它们布置在诸如外部框架的分离的壳体内。组件100可包括布置在壳体126的第一侧152上的第一马达102,该第一侧152相对于轴向中心线107将壳体126分成大致相等的两半。第二马达104可以布置在壳体126的相对的第二侧154上。行星齿轮组110可以定位在第一马达102和第二马达104之间。在一个示例中,第一离合器120可以定位在行星齿轮组110和第二马达104之间。第二马达104可以定位在第一离合器120和第二离合器122之间。
在一个示例中,可以安装组件100以驱动车桥132。车桥132可以包括第一车桥半轴148,第一车桥半轴148经由差速器134机械地联接到第二车桥半轴150。第一输出轴106和选择性地第二轴108可以驱动车桥132。第一车桥半轴148可联接到第一车轮128,并且第二车桥半轴150可联接到第二车轮130。当驱动时,车桥132可以围绕旋转轴线138旋转。在一个示例中,壳体126的第一侧152以及因此第一马达102可以相邻于车桥132。在其他示例中,例如组件包括在变速箱或其他系统中的示例,组件的相对布置可能是不同的。
第一马达102包括环绕第一转子140的第一定子142,第一转子140附连到第一输出轴106。当电流提供到第一马达102时,第一转子140和联接至其的第一输出轴106可以围绕旋转轴线136旋转。第二马达104包括环绕第二转子144的第二定子146。第二转子144具有中空轴118。第二转子144可以选择性地联接到第二轴108和选择性地与之脱离联接。当电流提供到第二马达104时,第二转子144和第二轴可以围绕旋转轴线136旋转。在一个示例中,行星齿轮组110可以轴向地设置在第一马达102和第二马达104之间。行星齿轮组110包括齿圈114、旋转地支承多个行星齿轮124的行星架112,以及太阳齿轮116。行星架112可以直接联接到第一输出轴106和第一马达102。齿圈114可以直接联接到地面(接地),诸如联接到壳体126。太阳齿轮116可以直接联接到第二轴108。第一离合器120可以接合,以将第二马达104联接到行星架112,并且因此直接联接到第一输出轴106。第二离合器可接合,以将第二马达104联接到第二轴108,并且因此联接到太阳齿轮116。第一马达102的第一定子142是固定的组件,并且附连到第一输出轴106的第一转子140相对于第一定子142旋转。同样,第二定子146是固定的组件,并且第二转子144和选择性联接的第二轴108相对于第二定子146旋转。
作为一个示例,行星齿轮组110可以作为动力传输机构以接收来自第二马达104的旋转速度和扭矩(或机械动力),并将其传输到第一马达102,使得扭矩和旋转速度根据行星齿轮系的力学改变。作为一个示例,组件100包括用于实现第一传动比的第一离合器120和用于实现第二传动比的第二离合器122。第一离合器120和第二离合器122可以单独接合以实现不同的驱动模式。直接联接到输出轴的第一马达102可以独立地提供扭矩。例如,通过打开第一离合器120和打开第二离合器122,第二马达104可以与行星架112断开连接,并与第二轴108断开连接。去至第二马达104的电力可以关断,并且第一输出轴106可以仅由第一马达102的第一转子140驱动。作为一个示例,仅由第一马达102驱动第一输出轴106可被视为第一驱动模式,诸如电池效率模式。在一个示例中,具有中空轴的第二转子144,当联接到行星架112时,第二轴108和联接至其的太阳齿轮116可由齿圈114驱动而自由旋转。当联接到行星架112时,来自第二转子144的扭矩输出直接加到第一转子140的扭矩输出上。通过接合第一离合器120,在第二离合器122脱离接合的情况下,第一马达和第二马达可以直接联接到第一输出轴106并且将扭矩一起提供到第一输出轴106。作为一个示例,在第一离合器120接合的情况下,可以实现第二挡(例如,高速,行驶)。通过接合第二离合器122,在第一离合器120脱离接合的情况下,第二马达104可以联接到第二轴108。当联接到第二轴108时,第二马达104可以驱动太阳齿轮116。由太阳齿轮116驱动的行星架112可以以较低的速度旋转。作为一个示例,当由太阳齿轮116驱动时,行星架可以旋转得慢2-3倍。第一输出轴106可以以行星架的速度继续旋转。来自第二转子144的扭矩输出经由齿轮减速器加到第一转子140的扭矩输出,降低旋转的输出速度,并且增加整体扭矩输出。作为一个示例,在第二离合器接合的情况下,可以实现第一挡(例如,低速,高牵引力)。第一马达102直接联接到第一输出轴106,这可以在第二马达104的换挡操作期间提供连续的扭矩,由此实现具有减少扭矩中断的平滑的挡位改变。由于换挡操作需要的时间非常短,因此第一马达102可以在完全峰值性能下使用。特别地,换挡操作可以包括通过打开离合器使第二马达脱离接合,调节第二马达的速度,随后再次闭合离合器。例如,如果操作是降挡,则第二马达速度调节可以包括使第二马达减速。如果操作是升挡,则第二马达速度调节可以包括使第二马达加速。作为一个示例,换挡操作可能需要十分之几秒的时间。然而,在第一马达接合的情况下,换挡操作可能稍慢,诸如接近一秒,以提高平滑性并且在加速和减速期间减少第二马达处的峰值动力。作为一个示例,第二马达峰值性能可以在十分之几秒内实现,并且因此与第一马达的过载兼容,以补偿第二马达。
各种类型的离合器可以包括在组件100中。作为一个示例,第一离合器120和第二离合器122可以是具有开/关控制的类型的犬齿式离合器,据此,当第一马达102和第二马达104具有相同的速度时,离合器可以接合或脱离接合。作为另一个示例,离合器可以是一种类型的同步器,其可以允许更加平滑的接合或脱离接合。作为另一示例,离合器可以是一种类型的摩擦离合器,诸如多盘湿式离合器。布置有直接联接到第一马达102的第一输出轴106的组件的优点在于,可以使用诸如犬齿式离合器的更简单的联接件,而不影响车辆层面的整体挡位切换平滑性。当第二马达104没有驱动输出部时,即使在换挡操作的时候期间,第一马达102也可以施加扭矩输出。在一些示例中,第一离合器120和第二离合器122以及包括于本文所述的其他示例中的诸如组件200、组件300和组件350中的离合器可以(例如,采用弹簧等)偏置到接合位置以及(例如,通过施加加压的液压流体等)选择性地脱离接合。在一些示例中,离合器可以(例如,采用弹簧等)偏置到脱离接合位置并且(例如,通过施加加压的液压流体等)选择性地接合。
控制系统160可经由电子地联接到第一马达102、第二马达104、经由第一离合器致动器115电子地联接到第一离合器120以及经由第二离合器致动器117电子地联接到第二离合器122,并可与它们发送和接收信号。控制系统160可以从联接到组件100的传感器166接收各种信号,并将控制信号发送到联接于该组件的各种致动器168。作为一个示例,控制系统160可以发送与用于第一马达102和第二马达104的目标操作模式、目标旋转速度和目标旋转方向中的至少一项相关的命令信号。作为一个示例,控制系统160可以构造成直接地或通过与另一部件(例如,泵、阀、螺线管、马达)相互作用来使第一离合器120和第二离合器122选择性地接合和选择性地脱离接合。第一马达102和第二马达104可以(例如,通过电力变速器系统)电联接。
控制系统160包括处理器162和存储器164。在一些示例中,处理器162构造成执行存储在存储器164中的计算机代码,以便于本文所述的活动,诸如本文参考图4-7的操作的描述。存储器164包括与根据本文所述的示例的操作模式(例如,用于组件100、离合器120、122)对应的各种致动配置文件。用于实施与本文所公开的实施例相关的各种过程、操作、说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理部件可以利用设计成执行本文所述功能的通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或者这些的任何意组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器,或者任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算设备的组合,诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的构造。在一些实施例中,特定的过程和方法可由特定于给定功能的电路来执行。存储器164(例如,存储器、存储单元、储存装置)可以包括一个或多个装置(例如,RAM、ROM、闪存、硬盘储存),用于储存用于完成或便于本公开中所述的各种过程、层和模块的数据和/或计算机代码。存储器164可以是或者包括易失性存储器或非易失性存储器,并且可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件或者用于支承本公开中描述的各种活动和信息结构的任意其他类型的信息结构。根据示例性实施例,存储器164经由处理电路可通信地连接到处理器162,并且包括用于执行(例如,通过处理电路或处理器162)本文所述的一个或多个过程的计算机代码。作为一个示例,控制系统160及其部件、传感器166和致动器168可以包括在本文所述的下列组件中,并且可以不重新介绍。
现在转到图2,示出了用于双马达电动传动系或组件200的第二示例的示意图。组件200可以包括驱动第一输出轴206的第一电动马达或第一马达202、驱动第二输出轴208的第二电动马达或第二马达204,以及用于将第一电动马达选择性地联接到第二电动马达的离合器230。在一个示例中,第二马达204可以与第一马达202同轴对齐,并且离合器230可以轴向定位在第一马达202和第二马达204之间。在一些示例中,第一马达202和第二马达204中的一个或两个可以直接联接到它们相应的输出轴。在其他示例中,第一马达202和第二马达204中的一个或两个可以经由减速齿轮来驱动它们相应的输出轴。若干示例可以包括单速或固定减速齿轮和多速变速器。作为一个示例,组件200可以包括第一减速齿轮组或行星齿轮组210和第二减速齿轮组或第二行星齿轮组220。
组件200包括作为动力源的电池170。控制器或控制系统160可以调节和控制由第一马达202和第二马达204提供的机械能。换言之,控制系统160可以控制第一马达202的扭矩输出和第二马达204的扭矩输出。例如,控制系统160可以调节从电池170去至第一马达202和第二马达204的电流的大小,以达到马达扭矩阈值。在一个示例中,控制系统160可以构造成根据各种操作模式使组件200的部件选择性地接合、选择性地脱离接合或以其他方式与组件200的部件通信,组件200的部件包括用于操作离合器230的离合器致动器215。
作为示例,第一马达202和第二马达204可以封围在壳体中。类似于组件100,第一马达202和第二马达204可以封围在共同壳体或壳体232中,并且共用诸如冷却回路和电气连接件盒之类的部件。作为另一个示例,第一马达和第二马达可以布置在单个的壳体内,壳体包括独立的冷却和电气组件。组件200可包括布置在壳体232的第一侧250上的第一马达202,该第一侧250相对于轴向中心线207将壳体232分成大致相等的两半。第二马达204可以布置在壳体232的相对的第二侧252上。当包括时,第一行星齿轮组210可以定位在第一马达202和壳体232的第一侧壁254之间。类似地,第二行星齿轮组220可以定位在第二马达204和壳体232的第二侧壁256之间。在一个示例中,离合器230可以直接定位在第一马达202和第二马达204之间(例如,没有其他部件定位在其间)。作为一个示例,该组件200可以安装在车桥258中。在这样的布置中,第一马达202可以将扭矩输出经由第一输出轴206(例如,左车桥半轴)提供到联接至它的第一车轮234。第二马达204可以将扭矩输出经由第二输出轴208(例如,右车桥半轴)提供到联接至它的第二车轮236。
第一马达202包括环绕第一转子242的第一定子244,第一转子242联接到第一马达轴260。在一个示例中,第一马达202的第一定子244是固定的组件,并且第一转子242相对于第一定子244旋转。当电流提供到第一马达202时,第一转子242和联接至它的第一马达轴260可以围绕旋转轴线240旋转。在一些示例中,第一马达轴260可以经由第一行星齿轮组210联接到第一输出轴206。在其他示例中,第一马达202的第一转子242可以直接联接到第一输出轴206(例如,没有其他部件定位在它们之间)。第二马达204包括环绕第二转子246的第二定子248,第二转子246联接到第二马达轴262。类似地,第二定子248是固定的组件,并且第二转子246相对于第二定子248旋转。当电流提供到第二马达204时,第二转子246和联接至它的第二马达轴262可以围绕旋转轴线240旋转。在一些示例中,第二马达轴262可以经由第二行星齿轮组220联接到第二输出轴208。在其他示例中,第二马达204的第二转子246可以直接联接到第二输出轴208。
在一个示例中,当包括在组件200中时,第一行星齿轮组210包括齿圈214、旋转地支承多个行星齿轮218的行星架212、以及太阳齿轮216。作为一个示例,齿圈214可以直接联接到壳体232并且接地到壳体232。第一输出轴206可以将输入扭矩提供到太阳齿轮216,并且将旋转输出提供到行星架212。类似地,第二行星齿轮组220可以包括直接联接到壳体232的齿圈224。第二输出轴208可以将输入扭矩提供到太阳齿轮226,并且经由安装在行星架222上的多个行星齿轮228将旋转输出到行星架222。第一行星齿轮组210和第二行星齿轮组220的齿轮可以类似地或不同地定尺寸和构造,以分别实现第一马达202和第二马达204的类似或不同的传动比。
离合器230可以接合或脱离接合以实现不同的驱动模式。作为一个示例,在第一模式中,通过使离合器230脱离接合(例如,打开),第一马达202可以将扭矩输出提供到第一输出轴206,并且第二马达204可以将扭矩输出提供到第二输出轴208。第一模式能够实现第一车轮234和第二车轮236的独立的扭矩或速度控制,使得车轮可以以不同的速度和在不同的牵引力情况下旋转。在第二模式中,通过使离合器230接合(例如,闭合),联接到第一马达202的第一输出轴206以及第二马达204的第二输出轴208可以连接。在马达连接的情况下,第一输出轴206和第二输出轴208由第一马达扭矩和第二马达扭矩之和的来提供动力而可以以相同的速度旋转。作为示例,如果另一个车轮在打滑,使离合器230接合可以能够使得对单个车轮增加动力。这样的构造,其中离合器可以允许连接两个马达,会实现类似于机械差速锁的功能。
各种类型的离合器可以包括在组件200中。作为一个示例,离合器230可以是具有开/关控制的类型的犬齿式离合器,据此,当第一马达202和第二马达204具有相同的速度时,离合器可以接合或脱离接合。另一示例,离合器可以是一种类型的摩擦离合器,诸如多盘湿式离合器。在一个示例中,类似于组件200构造的组件,其包括摩擦离合器,可以允许调制在左、右车桥半轴之间流动的扭矩。包括摩擦离合器能够使得在两个车轮以不同的速度旋转时将一些扭矩从马达之一传输到另一个马达,并且因此实现限滑差速器的功能。
现在转到图3A,示出了示例的双马达电动传动系或组件300的示意图。组件300可以包括经由第一离合器310联接到第一输出轴306的第一电动马达或第一马达302,以及直接联接到第二输出轴308的第二电动马达或第二马达304。第一离合器310能够使得第一马达302与第一输出轴306选择性地断开连接。在一个示例中,第二马达304可以与第一马达302同轴对齐。第二离合器312可以轴向定位在第一马达302和第二马达304之间。第二离合器312能够使得第一输出轴306选择性地连接到第二输出轴308,由此连接第一马达302和第二马达304。组件300可以包括分别直接驱动第一输出轴306和第二输出轴308的第一马达302和第二马达304。在其他示例中,第一马达302和第二马达304中的一个或两个可以经由减速齿轮来驱动它们相应的输出轴。作为一个示例,组件300可以包括第一减速齿轮组319和第二减速齿轮组321。
组件300可以包括电池170。控制器或控制系统160可以调节和控制由第一马达302和第二马达304提供的机械能。换言之,控制系统160可以控制第一马达302的扭矩输出和第二马达304的扭矩输出。例如,控制系统160可以调节从电池170去至第一马达302和第二马达204的电流的大小,以达到马达扭矩阈值。在一个示例中,控制系统160可以构造成根据各种操作模式使组件300的部件选择性地接合、选择性地脱离接合或以其他方式与组件300的部件通信,部件包括用于操作第一离合器310的第一离合器致动器315和用于操作第二离合器312的第二离合器致动器317。
第一马达302和第二马达304可以封围在壳体内。作为示例,第一马达302和第二马达304可以封围在共同壳体或壳体314中,并且共用诸如冷却回路和电气连接件盒之类的部件。作为另一个示例,第一马达和第二马达可以布置在诸如外部框架的分离的壳体内。组件300可以包括布置在壳体314的第一侧341上的第一离合器310,第一侧341相对于轴向中心线307将壳体314分成大致相等的两半。第一离合器310可允许第一马达302的第一马达轴323与第一输出轴306断开连接。第二马达304可以布置在壳体314的相对的第二侧343上。第一马达302可以定位在第一离合器310和第二马达304之间。第二离合器312可以直接定位在第一马达302和第二马达304之间。第二离合器312可将第一马达轴323选择性地联接到第二输出轴308,并且因此将第一马达302联接到第二马达304。
第一马达302可以包括环绕第一转子338的第一定子340,第一转子338联接到第一马达轴323。第一马达302的第一定子340可以是固定的组件,并且第一转子338可以相对于第一定子340旋转。当电流提供到第一马达302时,第一转子338和联接至它的第一马达轴323可以围绕旋转轴线328旋转。第二马达304可以包括环绕第二转子342的第二定子344,第二转子342直接联接到第二输出轴308。类似地,第二定子344可以是固定的组件,并且第二转子342可以相对于第二定子344旋转。当电流提供到第二马达304时,第二转子342和联接至它的第二输出轴308可以围绕旋转轴线328旋转。
在一些示例中,组件300可以安装在车辆的中心,诸如两个驱动车桥之间。在这样的布置中,第一输出轴306可以联接到诸如前车桥346之类的第一车桥,并且第二输出轴308可以联接到诸如后车桥348之类的第二车桥。前车桥346可以包括第一车桥半轴320,第一车桥半轴320经由第一差速器334联接到第二车桥半轴330。第一车桥半轴320可联接到第一车轮316,并且第二车桥半轴330可联接到第二车轮318。后车桥348可以包括第三车桥半轴326,第三车桥半轴326经由第二差速器336联接到第四车桥半轴332。第三车桥半轴326可联接到第三车轮322,并且第四车桥半轴332可联接到第四车轮324。当驱动时,前车桥346和车轮316、318可以围绕旋转轴线358旋转,并且后车桥348和车轮322、324可以围绕旋转轴线360旋转。在一个示例中,壳体314的第一侧341可以相邻于前车桥346,并且壳体314的第二侧343可以相邻于后车桥348。在其他示例中,组件的相对布置可以不同。
第一离合器310和第二离合器312可以接合或脱离接合以实现不同的驱动模式。作为示例,在第一驱动模式中,通过使第一离合器310接合并且使第二离合器312脱离接合,第一马达302可以将扭矩输出提供到第一输出轴306,并且第二马达304可以将扭矩输出提供到第二输出轴308。在一个示例中,第一驱动模式能够实现前车桥346和后车桥348的独立的扭矩或速度控制。在第二驱动模式中,通过使第一离合器310和第二离合器312接合,第一输出轴306可联接到第一马达302,并且第一输出轴306和第二输出轴308可连接以作为单个输出轴起作用。第一输出轴306和第二输出轴308可以以相同的速度旋转,并且由第一马达和第二马达扭矩之和来驱动。作为一个示例,使第一离合器310和第二离合器312接合能够使得组件300将所有动力传输到单个车桥,例如,如果另一个车桥在打滑。这种构造,其中第一离合器310和第二离合器312接合,可以实现类似于机械差速锁的功能对于第三驱动模式,通过使第一离合器310脱离接合并且使第二离合器312接合,第一马达302和第二马达304两者可以将扭矩输出提供到第二输出轴308,而第一输出轴306不被驱动。作为一个示例,这样的构造可以选择用在公路上行驶,与在第一离合器310和第二离合器接合的情况下行驶相比,具有较低的动力损失和增加的驾驶性。第四驱动模式可包括使第一离合器310和第二离合器312两者脱离接合,以获得在拖曳场景下可能是有利的空转状态。下面参考图3B描述附加的或替代地的前车桥驱动构造。
图3B示出了具有的第三离合器的组件350,用于附加的灵活性。在一个示例中,组件350可以相同或相似于图3A的组件300。与组件300的部件相同的图3B的组件350的部件被相同地编号并将不再重新介绍。例如,组件350可以包括选择性地联接到第一输出轴306的第一马达302、与第一马达302同轴对齐的第二马达304、用于将第一马达302选择性地联接到第一输出轴306的第一离合器310、以及用于连接第一马达302和第二马达304的第二离合器312。
组件350可包括第三离合器362,第三离合器362用于将第二马达304选择性地联接到第二输出轴308。组件350可包括环绕第二转子342的第二定子344,第二转子342联接到第二马达轴325。第二马达304的第二定子344可以是固定的组件,并且第二转子342可以相对于第一定子340旋转。当电流提供到第二马达304时,第二转子342和联接至它的第二马达轴325可以围绕旋转轴线328旋转。闭合第三离合器362可将第二马达304的第二马达轴325联接到第二输出轴308,由此使得第二马达能够驱动第二输出轴。作为一个示例,第三离合器362可以相邻于第二侧壁356定位在壳体314内。第二马达304可以定位在第二离合器312和第三离合器362之间。在一个示例中,第三离合器362可以经由第二输出轴308将第二马达304选择性地联接到后车桥348。控制系统160可以调节和控制由第一马达302和第二马达304提供的机械能。在一个示例中,控制系统160可以构造成根据各种操作模式是组件350的部件选择性地接合、选择性地脱离接合或以其他方式与组件350的部件通信,部件包括用于操作第一离合器310的第一离合器致动器315、用于操作第二离合器312的第二离合器致动器317和用于操作第三离合器362的第三离合器致动器357。
现在一起参考图3A和3B,在一些示例中,减速齿轮组可以包括在每个马达与对应的车桥之间例如,第一减速齿轮组319可以包括在第一马达302与前车桥346之间。作为一个示例,第一减速齿轮组319可以在第一侧壁354和第一离合器310之间包括在壳体314内部。第二减速齿轮组321可以包括在第二马达304与后车桥348之间。在包括例如第三离合器362的第三离合器的示例中,第二减速齿轮组321可以包括在壳体314内部,并且定位在第三离合器362与第二侧壁356之间。在不包括第三离合器的示例中,第二减速齿轮组321可以包括在壳体314内部,并且定位在第二马达304与第二侧壁356之间。第一齿轮组和第二齿轮组的齿轮可以类似地或不同地定尺寸和构造,以分别实现第一马达302和第二马达304的类似或不同的传动比。例如,第一减速齿轮组319和第二减速齿轮组321可以具有不同的传动比,以平衡前车桥和后车桥。如果前车轮和后车轮的尺寸不同,以这种方式构造的第一减速齿轮和第二减速齿轮组可能是有利的,如对于诸拖拉机的非公路车辆可以是这样。
作为另一个示例,在前车桥346和后车桥348上具有不同的传动比能够实现类似于二速变速器的功能。例如,第一减速齿轮组319可构造成提供第一传动比,并且第二减速齿轮组321可构造成提供第二传动比。第一传动比可构造成高于第二传动比,使得第一传动比提供高牵引力,并且第二传动比提供较高的速度。例如,前车桥346可以具有较高的比率(传动比),以提供较高的牵引力。后车桥348可以具有较低的比率,以提供较高的车轮速度。在第一模式中,在第一离合器310闭合并且第二离合器312打开的情况下,第一马达302可以驱动第一输出轴306并且第二马达304可以驱动第二输出轴308。如果包括在内,则第三离合器362可以在第一模式中闭合(例如,接合),以将第二马达304联接到第二输出轴308。在第一模式中,由于第一马达302的扭矩输出被乘以大的比率,总力可能较高,而由于最高速度是用于第一马达302的最大值,速度可能较低。在第二模式中,在第一离合器310打开和第二离合器312闭合的情况下,第一马达302和第二马达304两者可以一起驱动后车桥348。如果包括在内,则第三离合器362可以在第二模式中闭合,以将第二马达304联接到第二输出轴308。在第二模式利用用于第二输出轴308的低传动比的情况下,总车轮扭矩可以比第一模式低,但速度可以更高。这样的构造作为行驶模式可以是有利的。如果包括第三离合器362,可以实现附加的驱动模式。在第一离合器310闭合、第二离合器312闭合和第三离合器362打开的情况下,第一马达302和第二马达304可以经由较高的传动比驱动前车桥346,而后车桥348不被驱动,以获得甚至更高的牵引力。以这种方式构造的第一和第二减速齿轮组可以为在非公路和公路状况下操作的工作车辆提供灵活性。在一些示例中,前车桥和后车桥的传动比可能是不兼容的,并且因此不能同时被驱动。作为一个示例,构造成其中前车桥346经由高传动比的挡位驱动并且后车桥348经有低传动比的挡位驱动的组件,能够使得第一离合器310、第二离合器312,以及如果包括的话第三离合器362同时接合,作为驻车制动。例如,机器可以设计成在机器关闭时使离合器接合。作为另一个示例,如果离合器是湿式离合器,并且致动系统适当地限定为最大程度地减少过快的动态力,则使第一离合器和第二离合器(以及如果包括的第三离合器)离合器同时接合可以作为紧急制动器起作用。图3B中给出了使用驻车制动器的操作模式的示例。作为进一步的示例,一个或多个电池有效的驱动模式可以通过在2WD模式之一中操作组件并且停止对非驱动车桥的马达提供动力来实现。
如关于上述示例组件的描述,各种类型的离合器可以包括在组件300和组件350中。作为一个示例,第一离合器310、第二离合器312和第三离合器362可以是具有开/关控制的类型的犬齿式离合器,据此,当第一马达302和第二马达304具有相同的速度时,离合器可以接合或脱离接合。另一示例,离合器可以是诸如多盘湿式离合器的摩擦离合器。类似于组件200,包括摩擦离合器的组件300和组件350可以允许调制在前车桥和后车桥之间流动的扭矩。包括摩擦离合器能够使得在两个车桥以不同的速度旋转时将一些扭矩从马达之一传输到另一个马达,并且因此实现限滑差速器的功能。
图4-7中示出了用于操作双电动马达驱动系统的示例方法。图4示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法400的示例,该驱动系统构造成类似于与图1的组件100。例如,方法400可在具有这样的驱动系统的车辆中实施,即,该驱动系统包括第一马达、与第一马达同轴对齐的第二马达、至少一个齿轮减速组、用于将第一马达联接到第二马达的第一离合器(例如一个或多个犬齿式离合器)、以及用于将第二马达联接到减速齿轮组的第二离合器。图5示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法500的示例,该驱动系统构造成类似于图2中的组件200。图6示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法600的示例,该驱动系统构造成类似于图3A中的组件300。图7示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法700的示例,该驱动系统构造成类似于图3B中的组件350。用于执行方法400、方法500、方法600和方法700的指令可由控制器执行,例如图1的控制系统160,这基于存储在控制器的存储器上的指令以及结合从驱动系统的传感器,诸如上文参考图1描述的传感器,接收的信号来执行。控制器可以根据下面描述的方法,采用系统的致动器来调节驱动系统的操作。例如,控制器可以基于操作状况选择驱动模式,并且将驱动系统过渡到选择的模式。控制器可以命令驱动系统的第一马达、第二马达和离合器中的一个或多个的操作,以过渡到所选择的模式。此外,控制器可以包括可经由处理器执行的内存保持指令,如前所述。
在402处,方法包括:估计和/或测量一项或多项车辆操作状况。例如,可以确定车辆停止状况、第一马达的状态(例如,开启或关闭)、第二马达的状态(例如,开启或关闭)、离合器构造、车辆速度、扭矩需求等。
在404处,方法400包括基于车辆操作状况和期望性能来选择驱动模式。例如,当需要缓慢加速或当缓慢操纵时,可以使用单马达。经由齿轮减速器连接的双马达(例如,第一速度)可以在爬上陡坡或快速加速时使用,或诸如在非公路机器的情况下用于推动负载。当期望比单马达更多的动力时,诸如在上坡行驶的情况下,直接连接的双马达可以在更高的速度(例如,第二速度)下使用。在一些示例中,驱动模式选择可以由车辆操作者例如通过致动按钮选择模式来确定。在一些示例中,驱动模式可以由控制器选择。在一些示例中,驱动模式可以通过车辆操作者的输入和控制器信号的组合来选择。
在方法400中可以选择三种驱动模式,一次可操作一种模式。在406处,方法400可包括选择单马达模式,或称第一模式,其中第一马达驱动输出轴,诸如驱动车桥的输出轴。在第一模式中,第二马达可以不提供输出扭矩,并且第二输出轴可以不被驱动。单马达模式可包括第一离合器和第二离合器两者致动在打开(例如,脱离接合)位置中。作为一个示例,单马达模式可以是电池效率模式,并且基于电池状态的变化来选择。作为另一个示例,该方法可以包括响应于指示第二马达温度比阈值温度高的传感器信号选择第一模式。在408处,方法400可包括选择双马达行驶模式,或第二模式,其中第一马达和第二马达驱动输出轴。在第二模式中,第一马达和第二马达可以连接,并且第一马达扭矩和第二马达扭矩在输出轴上相加,能够实现较高的速度行驶。作为一个示例,第二模式可以包括第一离合器处于闭合位置中,并且第二离合器处于打开位置中。作为一个示例,方法400可以包括响应于指示增加速度请求的传感器信号而选择双马达行驶模式。在410处,方法400可包括选择双马达牵引模式,或第三模式,其中第二马达经由齿轮减速器来驱动联接到输出轴的第二轴。在第三模式中,第二马达可以经由减速齿轮组提供扭矩,使输出部降低速度并且倍增扭矩。第一马达扭矩和第二马达扭矩的总和驱动输出轴,产生低速、高牵引力。作为一个示例,第三模式可以包括第一离合器处于打开位置中,并且第二离合器处于闭合位置中。作为一个示例,方法400可以包括响应于指示增加扭矩请求的传感器信号而选择第三模式。
在412处,方法400包括过渡到选择的模式。作为一个示例,过渡可以基于选择的驱动模式和车辆操作状况。例如,从车辆起动的过渡可能与驱动模式之间的过渡不同。作为另一个示例,从双马达驱动模式(如牵引或行驶)过渡到单马达驱动模式可能与在另一个方向上的过渡不同。作为另一个示例,过渡可以基于在驱动系统中使用的离合器的一种或多种类型而有所不同。例如,在用于构造有一个或多个犬齿式离合器的驱动系统的驱动模式之间的过渡可能与用于构造有一个或多个同步器或摩擦型离合器的驱动系统的过渡不同。
作为一个示例,如果系统构造有一个或多个犬齿式离合器,则过渡协议可包括使犬齿式离合器脱离接合、使用电力同步马达速度(例如加速或减速)以匹配新模式,以及当第一轴和第二轴的速度在小的公差窗口内例如在阈值速度内时,使犬齿式离合器接合。如果系统构造有同步器离合器,则操作可以类似于用于犬齿式离合器的操作,并且同步器附加地有助于马达同步(例如,通过拖动它),使得公差窗口可以较大。作为另一个示例,如果使用摩擦离合器,则第一离合器和第二离合器可以被控制,通过重叠的两个操作平滑地接合一个驱动模式并且脱离另一个驱动模式,并且在切换期间可以控制马达速度和/或马达扭矩,以便于操作。作为一个示例,方法400说明了过渡协议。
在414处,方法400包括确定是否选择单马达模式。如果选择了单马达模式,则在416处,方法400包括以扭矩或速度控制来命令第一马达。去至第二马达的电流可以停止。在418处,该方法包括打开第一离合器和打开第二离合器。随着第一马达被命令并且第一离合器和第二离合器打开,第一马达可以驱动输出轴。
如果在414处没有选择单马达模式,则方法400可包括在420处确定选择两个马达行驶或马达牵引模式。在421处,第一离合器或第二离合器可以基于当前的操作状况来调节。例如,如果过渡是从两个马达行驶模式到两个马达牵引模式,则第一离合器可以打开。在422处,该方法400包括以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。作为一个示例,该方法400可以包括,在连接第一马达和第二马达之前,使第一马达和第二马达同步(例如,类似的马达速度)。因此,在424处,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以对于第一马达和第二马达分别设定。作为一个示例,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以是相同的大小。在426处,该方法400可以包括调节电流,以将第一马达和第二马达带到它们相应的阈值扭矩。调节可以包括增加去至马达之一的电流并且减少去至另一个马达的电流,或者增加或减少去至两者的电流。在428处,该方法400包括确定第一马达扭矩和第二马达扭矩是否等于阈值扭矩。如果为“否”,则方法400继续调节电流以达到阈值。例如,该方法400可以包括使用来自一个或多个传感器的反馈控制来调节去至一个或两个马达的电流。如果为“是”,则该方法包括在430处基于选择的驱动模式来调节离合器。如果过渡到两个马达牵引模式,则方法400可以包括打开第一离合器并且闭合第二离合器。如果过渡到两个马达行驶模式,则方法400可以包括闭合第一离合器并且打开第二离合器。
作为示例过渡,驱动系统可以在单马达模式中操作。例如,第一离合器和第二离合器打开,第一马达驱动输出轴,并且第二马达没有接收任何电流。响应于增加扭矩需求信号,控制器可以将车辆过渡到两个马达牵引模式。为了执行该过渡,控制器可以以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。控制器可以确定扭矩需求,并且将第一马达阈值扭矩设定在第一水平(例如,155磅英尺(lb-ft))。第一马达和第二马达可以在它们具有类似速度时连接,因此第二马达阈值扭矩可以设定为相同或类似的水平(例如,155磅英尺)。控制器调节去至第一马达和第二马达的电流,以达到它们相应的阈值扭矩。当第一马达扭矩等于第一马达阈值扭矩并且第二马达扭矩等于第二马达阈值扭矩时,控制器可以致动第二离合器以连接第一马达和第二马达。以这种方式,第一马达与第二马达连接并且该第二马达经由齿轮减速器来驱动第二轴,将驱动系统过渡到高牵引力、低速驱动模式。由于第一马达在挡位切换操作期间提供扭矩,因此过渡可以是平滑的,并且具有最小的扭矩中断。
图5示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法500的示例,该驱动系统构造成类似于与图2的组件200。例如,方法500可以在具有这样的驱动系统的车辆中实施,即,该驱动系统包括直接联接到第一输出轴的第一马达;直接联接到第二输出轴的第二马达,第二马达与第一马达同轴对齐;用于将第一马达选择性地联接到第二马达的离合器(例如一个或多个犬齿式离合器);以及可选地一个或多个减速齿轮组。例如,驱动系统可以定位在车桥上,其中第一输出轴驱动第一车轮并且第二输出轴驱动到第二车轮。
在502处,方法包括:估计和/或测量一项或多项车辆操作状况。例如,可以确定车辆停止状况、第一马达的状态(例如,开启或关闭)、第二马达的状态(例如,开启或关闭)、离合器构造、车辆速度、车轮速度、扭矩需求等。
在504处,方法500包括基于车辆操作状况和期望性能来选择驱动模式。在一些示例中,驱动模式选择可以由车辆操作者例如通过致动按钮选择模式来确定。在一些示例中,驱动模式可以由控制器选择。在一些示例中,驱动模式可以通过车辆操作者的输入和控制器信号的组合来选择。在方法500中可以选择两种驱动模式,一次可操作一种模式。在506处,方法500可包括选择独立的车轮控制模式,或第一模式,其中第一马达驱动第一输出轴,诸如经由车桥半轴连接到左车轮,并且第二马达驱动第二输出轴,诸如类似地连接到右车轮。在独立车轮控制模式中,第一马达和第二马达可以以不同的速度旋转,并且独立控制车桥的左车轮和右车轮。第一模式可以包括离合器在打开(例如,脱离接合)位置中。在508处,方法500可包括选择第一马达和第二马达连接模式,或第二模式,其中第一和第二轴连接,从而连接第一马达和第二马达的扭矩输出。在第一马达和第二马达连接模式中,能够使得有能力将所有牵引力传输到单个车轮。作为一个示例,第二模式可以包括离合器在闭合位置中。作为一个示例,方法500可以包括响应于指示车轮处失去牵引力的传感器信号而选择第一马达和第二马达连接模式。
在一个示例中,控制去至第一马达和第二马达连接模式的过渡可以不同于去至独立车轮控制模式的过渡。例如,在马达连接之前,第一马达和第二马达扭矩可以同步。作为另一个示例,过渡可以基于在驱动系统中使用的离合器的一种或多种类型而有所不同。例如,在用于构造有一个或多个犬齿式离合器的驱动系统的驱动模式之间的过渡可能与用于构造有一个或多个同步器或摩擦型离合器的驱动系统的过渡不同。因此,在510处,该方法500可以包括确定是否选择独立车轮控制。如果方法500确定选择独立车轮控制,则该方法可包括在520处以扭矩或速度控制来命令第一马达和第二马达。在522处,该方法可包括打开第一离合器。
如果在510处没有选择独立车轮控制,则在511处该方法可以包括以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。作为一个示例,该方法500可以包括,在连接第一马达和第二马达之前,使第一马达和第二马达同步。因此,在512处,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩对于第一马达和第二马达可以分别设定。作为一个示例,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以是相同的大小。在514处,该方法500可以包括调节电流以将第一马达和第二马达带到它们相应的阈值扭矩。调节可以包括增加去至马达之一的电流并且减少去至另一个马达的电流,或者增加或减少去至两者的电流。在516处,该方法500可以包括确定第一马达扭矩和第二马达扭矩是否等于阈值扭矩。如果为“否”,则方法500可以继续调节电流以达到阈值。例如,该方法500可以包括使用来自一个或多个传感器的反馈控制来调节去至一个或两个马达的电流。如果为“是”,则在518处该方法500可以包括闭合离合器。
作为示例过渡,驱动系统可以以独立车轮控制模式来操作。例如,离合器打开,第一马达驱动联接到第一输出轴的左车轮,并且第二马达驱动联接到第二输出轴的右车轮。响应于左车轮打滑的指示,控制器可将车辆过渡到第一马达和第二马达连接模式。为了执行该过渡,控制器可以以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。控制器可以将第一马达维持在当前扭矩输出(例如,第一阈值,110磅英尺)。第一马达和第二马达可以在它们具有类似速度时连接,因此第二马达阈值扭矩可以设定为相同或类似的水平(例如,第一阈值,110磅英尺)。控制器可以调节去至第二马达的电流以达到第一阈值扭矩,并且可以调节去至第一马达的电流以维持第一阈值扭矩。当第一马达扭矩等于第一阈值扭矩并且第二马达扭矩等于第一阈值扭矩时,控制器可以致动离合器,以连接第一马达和第二马达。以这种方式联接,第一马达和第二马达可以通过组合的扭矩输出来驱动车桥,用于类似于机械差速锁的功能。
图6示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法600的示例,该驱动系统构造成类似于图3A中的组件300。例如,方法600可以在具有这样的驱动系统的车辆中实施,即,该驱动系统包括联接到第一输出轴的第一马达;直接联接到第二输出轴的第二马达,第二马达与第一马达同轴对齐;用于将第一马达选择性地联接到第一输出轴的第一离合器(例如一个或多个犬齿式离合器);以及用于将第一马达联接到第二输出轴并因此联接到第二马达的第二离合器。例如,驱动系统可以包括在车辆的中心中,其中第一输出轴驱动前车桥并且第二输出轴驱动后车桥。附加地或替代地,该方法600可以在包括一个或多个齿轮减速器组的车辆中执行。包括减速齿轮组和第三离合器的类似驱动系统在下文参考图7描述。
在602处,该方法包括:估计和/或测量一项或多项车辆操作状况。例如,可以确定车辆停止状况、第一马达的状态(例如,开启或关闭)、第二马达的状态(例如,开启或关闭)、车辆速度、车轮速度、扭矩需求等。
在604处,方法600包括基于车辆操作状况和期望性能来选择驱动模式。在一些示例中,驱动模式选择可以由车辆操作者例如通过致动按钮选择模式来确定。在一些示例中,驱动模式可以由控制器选择。在一些示例中,驱动模式可以通过车辆操作者的输入和控制器信号的组合来选择。在方法600中可以选择四种驱动模式,一次可操作一种模式。在606处,方法600可包括选择独立车桥控制模式,或第一模式,其中第一马达经由第一输出轴驱动前车桥并且第二马达经由第二输出轴驱动后车桥。在独立车桥控制模式中,第一马达和第二马达可以以不同的速度旋转,并且独立地控制前车桥和后车桥。第一模式可包括第一离合器在闭合位置中,将第一马达联接到第一输出装置。第二离合器可以打开,将第一输出轴和第二输出轴断开连接。在607处,方法600可包括选择4WD(四轮驱动)差速器锁定(或4WD锁定)模式,或第二模式,其中第一马达和第二马达驱动连接到第二输出轴的第一输出轴。在4WD锁定模式中,能够使得有能力将所有牵引力传输到单个车桥。作为一个示例,第二模式可以包括第一离合器处于闭合位置中,并且第二离合器处于打开位置中。作为一个示例,方法600可以包括响应于指示车轮或车桥处失去牵引力的传感器信号而选择4WD锁定模式。在608处,方法600可包括选择双马达后部2WD模式,或第三模式,其中第一马达和第二马达经由第二输出轴驱动后车桥。第三模式可以包括第一离合器处于打开位置中,并且第二离合器处于闭合位置中。作为一个示例,方法600可以包括响应于指示公路行驶的传感器信号而选择后部2WD驱动模式。在610处,方法600可包括选择拖曳模式,或第四模式。拖曳模式可包括第一离合器处于打开位置中并且第二离合器处于打开位置中。
在611处,方法600包括过渡到选择的模式。作为一个示例,过渡可以基于选择的驱动模式和车辆操作状况。例如,从车辆起动的过渡可能与驱动模式之间的过渡不同。作为另一个示例,从独立车桥控制到包括第一马达和第二马达一起驱动输出部的模式的过渡可能不同于在另一个方向上的过渡。
在612处,方法600包括确定是否选择拖曳模式。如果选择拖曳模式,则方法600可以包括在630处打开第一离合器和第二离合器。
在612处,如果未选择拖曳模式,则方法600可包括在614处确定是否选择独立车桥控制。如果方法600确定选择独立车桥控制,则该方法600可包括在626处以扭矩或速度控制来命令第一马达和第二马达。在628处,该方法可包括闭合第一离合器和打开第二离合器。
在614处,如果没有选择独立车桥控制,则方法600可以包括在616处以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。作为一个示例,该方法600可以包括,在连接第一马达和第二马达之前,使第一马达和第二马达同步(例如,类似的马达速度)。因此,在618处,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以对于第一马达和第二马达分别设定。作为一个示例,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以是相同的大小。在620处,该方法600可以包括调节电流,以将第一马达和第二马达带到它们相应的阈值扭矩。调节可以包括增加去至马达之一的电流并且减少去至另一个马达的电流,或者增加或减少去至两者的电流。在622处,该方法600可以包括确定第一马达扭矩和第二马达扭矩是否等于阈值扭矩。如果为“否”,则方法600在620处可以继续调节电流以达到阈值。例如,该方法600可以包括使用来自一个或多个传感器的反馈控制来调节去至一个或两个马达的电流。如果为“是”,则方法600可以包括在624处基于选择的驱动模式来调节第一离合器和第二离合器。例如,如果选择4WD锁定,则方法600可以包括闭合第一离合器和闭合第二离合器。如果选择后部2WD,则方法600可以包括打开第一离合器和闭合第二离合器。
作为示例过渡,驱动系统可以以独立车桥控制模式来操作。例如,第一离合器闭合,第二离合器打开,第一马达驱动联接到第一输出轴的前车桥,并且第二马达驱动联接到第二输出轴的后车桥。响应于前车桥打滑的指示,控制器可以将车辆过渡到4WD锁定模式。为了执行该过渡,控制器可以以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。控制器可以将第一马达维持在当前扭矩输出(例如,第一阈值,100磅英尺)。第一马达和第二马达可以在它们具有类似速度时连接,因此第二马达阈值扭矩可以设定为相同或类似的水平(例如,第一阈值,100磅英尺)。控制器可以调节去至第二马达的电流以达到第一阈值扭矩,并且可以调节去至第一马达的电流以维持第一阈值扭矩。当第一马达扭矩等于第一阈值扭矩并且第二马达扭矩等于第一阈值扭矩时,控制器可以闭合第二离合器以连接第一轴和第二轴。以这种方式联接,第一马达和第二马达可以通过组合的扭矩输出来驱动连接的输出轴,用于类似于锁定中心差速器的功能。
图7示出了用于操作双电动马达驱动系统的方法700的示例,该驱动系统构造成类似于图3B中的组件350。例如,方法700可以在具有这样的驱动系统的车辆中实施,即,该驱动系统包括联接到第一输出轴的第一马达;直接联接到第二输出轴的第二马达,第二马达与第一马达同轴对齐;用于将第一马达选择性地联接到第一输出轴的第一离合器;用于将第一马达联接到第二输出轴并且因此联接到第二马达的第二离合器;以及用于将第二马达选择性地联接到第二输出轴的第三离合器。该驱动系统可包括分别用于第一马达和第二马达的第一齿轮减速组和第二齿轮减速组。该驱动系统可包括在车辆的中心中,其中第一马达经由第一输出轴以较高的传动比驱动前车桥,并且第二输出轴经由第二输出轴以较低的传动比驱动后车桥。该方法可以包括第一马达和第二马达一起驱动后车桥以用于较高速度模式。该方法可以包括第一马达和第二马达一起驱动前车桥用于较高牵引力模式。该方法可包括第一马达和第二马达分别驱动车桥并且用于独立车桥控制。附加地,该驱动方法可包括驻车制动模式和空转(例如,拖曳)模式。
在702处,该方法包括:估计和/或测量一项或多项车辆操作状况。例如,可以确定车辆停止状况、第一马达的状态(例如,开启或关闭)、第二马达的状态(例如,开启或关闭)、离合器构造、车辆速度、车轮速度、扭矩需求等。
在704处,方法700包括基于车辆操作状况来选择驱动模式。在一些示例中,驱动模式选择可以由车辆操作者例如通过致动按钮选择模式来确定。在一些示例中,驱动模式可以由控制器选择。在一些示例中,驱动模式可以通过车辆操作者的输入和控制器信号的组合来选择。在方法700中可以选择五种驱动模式,一次可操作一种模式。在706处,方法700可包括选择具有高扭矩和低速度的独立车桥控制模式,或第一模式。在第一模式中,第一马达可以驱动前车桥并且第二马达可以驱动后车桥。第一个马达扭矩乘以大比率,产生高总力和低速度。第一模式可包括第一离合器在闭合位置中,将第一马达联接到第一输出轴。第二离合器可以打开,将第一输出轴和第二输出轴断开连接。第三输出装置可以闭合,将第二马达联接到第二输出轴。在708处,方法700可包括选择具有低扭矩和高速度的后部2WD驱动模式,或第二模式。在第二模式中,第一马达和第二马达可以驱动后车桥。输出扭矩乘以低比率,产生较低的扭矩和较高的速度。第二模式可以包括第一离合器处于打开位置中,并且第二离合器处于闭合位置中,以及第三离合器处于闭合位置中。作为一个示例,方法700可以包括响应于指示公路行驶的传感器信号而选择后部2WD驱动模式。在710处,方法700可包括选择以较高扭矩驱动的前部2WD模式,或第三模式。在第三模式中,第一马达和第二马达可以经由较高的传动比驱动前车桥,用于更大的牵引力。前部2WD模式可包括第一离合器处于闭合位置中,第二离合器处于闭合位置中,以及第三离合器处于打开位置中。作为一个示例,方法700可以包括响应于指示后车桥处失去牵引力的传感器信号而选择第三模式。在712处,方法700可包括选择拖曳模式,或第四模式。第四模式可以包括第一离合器、第二离合器和第三离合器处于打开位置中。在714处,方法700可包括选择驻车制动模式,或第五模式。第五模式可以包括第一离合器、第二离合器和第三离合器处于闭合位置中。
在715处,方法700包括过渡到选择的模式。作为一个示例,过渡可以基于选择的驱动模式和车辆操作状况。例如,从车辆起动的过渡可能与驱动模式之间的过渡不同。作为另一个示例,从较高牵引力模式到较高速度模式的过渡可能与在另一个方向上的过渡不同。
在716处,方法700包括确定是否选择拖曳模式和驻车制动模式中的一个模式。如果选择拖曳模式和驻车制动模式中的一个模式,则方法700可以包括在730处基于拖曳模式或驻车制动模式的选择来调节离合器。作为一个示例,拖曳模式的选择可以包括打开第一离合器,打开第二离合器,并且打开第三离合器。作为另一个示例,驻车制动模式的选择可以包括闭合第一离合器,闭合第二离合器并且闭合第三离合器。
在716处,如果没有选择拖曳模式和驻车制动模式中的一个模式,则方法700可以包括在718处确定是否选择独立车桥控制。如果方法700确定选择独立车桥控制,则该方法700可包括在732处以扭矩或速度控制来命令第一马达和第二马达。在734处,该方法可包括闭合第一离合器,打开第二离合器,并且闭合第三离合器。
在718处,如果没有选择独立车桥控制,则方法700可以包括在720处以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。作为一个示例,该方法700可以包括,在连接第一马达和第二马达之前,使第一马达和第二马达同步。因此,在722处,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩对于第一马达和第二马达可以分别设定。作为一个示例,第一马达阈值扭矩和第二马达阈值扭矩可以是相同的大小。在724处,该方法700可以包括调节电流以将第一马达和第二马达带到它们相应的阈值扭矩。调节可以包括增加去至马达之一的电流并且减少去至另一个马达的电流,或者增加或减少去至两者的电流。在726处,该方法700可以包括确定第一马达扭矩和第二马达扭矩是否等于阈值扭矩。如果为“否”,则方法700在724处可以继续调节电流以达到阈值。例如,该方法700可以包括使用来自一个或多个传感器的反馈控制来调节去至一个或两个马达的电流。如果为“是”,则方法700可以包括在728处基于选择的驱动模式来调节第一离合器、第二离合器和第三离合器。例如,如果选择具有较高扭矩的前部2WD,则方法700可以包括闭合第一离合器,闭合第二离合器,以及打开第三离合器。如果选择具有高速的后部2WD,则方法700可以包括打开第一离合器,闭合第二离合器,以及闭合第三离合器。
作为示例过渡,驱动系统可以以独立车桥控制模式以高扭矩和低速度来操作。例如,第一离合器闭合,第二离合器打开,第三离合器闭合,使得第一马达驱动联接到第一输出轴的前车桥,并且第二马达驱动联接到第二输出轴的后车桥。响应于车辆进入公路区域的指示,控制器可以将车辆过渡到具有高速模式的后部2WD。为了执行该过渡,控制器可以以扭矩控制来命令第一马达和第二马达。在第一模式中,最高速度可由第一马达确定。控制器可以将第一马达阈值扭矩设定为第一阈值(例如,185磅英尺)。第一马达和第二马达可以在它们具有类似扭矩输出时连接;因此,第二马达阈值扭矩可以设定为相同或类似的水平(例如,第一阈值)。控制器可以调节去至第一马达和第二马达的电流,以达到第一阈值扭矩。当第一马达扭矩等于第一阈值扭矩,并且第二马达扭矩等于第一阈值扭矩时,控制器可以打开第一离合器同时闭合第二离合器,以将第一马达连接到第二输出轴。以这种方式联接,第一马达和第二马达的组合扭矩输出乘以较低的传动比,可以驱动后车桥用于较高速度行驶。
图8是时序图,说明在用于操作双电动马达传动系系统的方法内进行的行动序列。用于操作双电动马达传动系系统的方法可以与上文参考图7描述的系列动作相同或类似。双马达电动传动系可以与图3中所示的组件350相同或类似。用于执行时序图800中描述的方法的指令可由控制器(例如,控制系统160)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从上文关于图3B所述的传动系系统的部件(例如,传感器166)接收到的感应反馈来进行执行。在预示性示例中,控制器确定驱动模式过渡是期望的,并且将传动系从第一驱动模式过渡到第二驱动模式。水平轴(X轴)表示时间,并且竖直标记t0-t3识别时序图800中用于操作双马达电动传动系的关联时间。
图8的时序图800示出了曲线802、804、806和808,这些曲线说明了部件的状态和/或传动系的控制设定随时间的情况。曲线802说明了可能是上坡或平坦的道路状况。曲线804说明了车辆的行驶速度。曲线806说明了马达输出扭矩。曲线808说明了驱动模式,其可以是4WD或2WD。
在t0处,车辆正在上坡行驶。由控制器选择的驱动模式是4WD,使得第一离合器、第二离合器打开,并且第三离合器闭合。车辆速度适中(例如,每小时30英里[mph])。输出扭矩是高的(例如,600磅英尺)。从t0到t1,车辆以适中的速度和高扭矩以4WD行驶上坡。
在t1处,控制器检测斜坡水平度。车速保持适中,输出扭矩高。控制器确定期望从4WD到2WD过渡。从t1到t2,控制器过渡到2WD。为了执行去至2WD的过渡,在第一离合器打开同时第二离合器闭合之前,第一马达扭矩和第二马达扭矩是同步的。车辆速度增加,并且输出扭矩减少。
在t2处,控制器完成去至2WD驱动模式的过渡,使得第一离合器打开,第二离合器闭合,并且第三离合器闭合。车辆速度是高的(例如,60mph)。输出扭矩是较低的(例如,200磅英尺)。从t2到t3,车辆在平坦表面上以高速和较低的扭矩输出以2WD行驶。
以这种方式,双马达电动驱动系统实现更灵活的操作,具有增加的驾驶性能,以及更高效的马达尺寸。在一些示例中,驱动系统可以在挡位切换操作期间提供具有减少的扭矩中断的双速变速器。驱动系统能够实现用于动力效率、增加牵引力和提高速度的驱动模式。在一些示例中,驱动系统能够实现车桥或车轮之间的扭矩分配的选择性控制。在一些示例中,驱动系统可以选择性地用作类似于机械差速器,具有车桥锁定能力以增加牵引力。在一些示例中,驱动系统可以选择性地能够实现独立车轮控制。在一些示例中,驱动系统能够实现独立车桥控制。在一些示例中,驱动系统可以封围在共同壳体中,该共同壳体具有共用的电子和冷却部件以便于安装和紧凑设计。如本文所述,该驱动系统的技术效果是增加的性能和驾驶能力。
在另一个表述中,一种用于车辆的方法,该车辆具有直接联接到第一输出轴的第一电动马达、与第一电动马达同轴的第二电动马达、至少一个减速齿轮组、第一离合器和第二离合器,该方法包括:选择驱动模式并且将车辆过渡到该驱动模式,包括利用第一电动马达选择性地驱动第一输出轴,经由第一离合器将第一输出轴与第二电动马达选择性地联接,以及经由第二离合器经过至少一个减速齿轮组将第一输出轴与第二电动马达选择性地联接。
在另一个表述中,一种用于车辆的方法,该车辆具有驱动第一输出轴的第一电动马达;驱动第二输出轴的第二电动马达,该第二电动马达与第一电动马达同轴对齐;以及离合器,该方法包括:选择驱动模式并且将车辆过渡到该驱动模式,包括经由离合器选择性地联接第一电动马达和第二电动马达。
在另一个表述中,一种用于这样的车辆的方法,即,该车辆具有选择性地联接到第一输出轴的第一电动马达;与第一电动马达同轴对齐的第二电动马达,第二电动马达联接到第二输出轴;第一离合器;以及第二离合器,该方法包括:选择驱动模式并将车辆过渡到该驱动模式,包括经由第一离合器将第一输出轴与第一电动马达选择性地联接以及经由第二离合器将第一电动马达与第二输出轴选择性地联接。
在另一个表述中,一种用于这样的车辆的方法,即,该车辆具有选择性地联接到第一输出轴的第一电动马达;与第一电动马达同轴对齐的第二电动马达,第二电动马达联接到第二输出轴;第一离合器;第二离合器;以及第三离合器,该方法包括:选择驱动模式并且将车辆过渡到该驱动模式,包括经由第一离合器将第一输出轴与第一电动马达选择性地联接,经由第二离合器将第一电动马达与第二输出轴选择性地联接,以及经由第三离合器将第二电动马达与第二输出轴选择性地联接。
本公开还提供了对组件的支持,组件包括:第一电动马达,该第一电动马达直接联接到第一输出轴,第二电动马达,第二电动马达与第一电动马达同轴对齐,行星齿轮组,该行星齿轮组连接到第一输出轴和第一电动马达,并且连接到第二轴;第一离合器,该第一离合器用于将第二电动马达选择性地联接到第一电动马达;以及第二离合器,该第二离合器用于将第二电动马达选择性地联接到第二轴。在该系统的第一示例中,第一电动马达和第二电动马达安装在共同壳体中。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,第一电动马达布置在共同壳体的第一侧上,第二电动马达布置在共同壳体的第二侧上,插设在第一离合器和第二离合器之间,并且行星齿轮组插设在第一电动马达和第一离合器之间。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,第二电动马达包括一个具有中空轴的转子,并且第一输出轴和第二轴同轴对齐。在该系统的第四示例中,其可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个,行星齿轮组具有连接到第一输出轴和第一电动马达的行星架,接地(连接到大地)的齿圈,以及连接到第二轴的太阳齿轮,并且其中第一离合器经由行星架将第二电动马达选择性地联接到第一电动马达,并且第二离合器将第二电动马达选择性地联接到第二轴。在该系统的第五示例中,其可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:控制器,该控制器具有用于控制第一电动马达的扭矩输出和第二电动马达的扭矩输出的指令,并且操作第一离合器以将第二电动马达选择性地联接到第一电动马达,以及操作第二离合器以将第二电动马达选择性地联接到第二轴。在该系统的第六示例中,其可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:联接到第一输出轴的车桥,其中第一离合器和第二离合器经由第一输出轴将第一电动马达和第二电动马达选择性地联接到该车桥。
本公开还提供了对组件的支持,组件包括:共同壳体;第一电动马达,该第一电动马达驱动第一输出轴;第二电动马达,该第二电动马达驱动第二输出轴,该第二电动马达与第一电动马达同轴对齐;以及离合器,该离合器用于选择性地联接第一电动马达和第二电动马达,其中第一电动马达和第二电动马达封围在共同壳体中。在该系统的第一示例中,该系统进一步包括:第一减速齿轮组和第二减速齿轮组,第一减速齿轮组联接到第一输出轴,而第二减速齿轮组联接到第二输出轴。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,第一减速齿轮组布置在壳体的第一侧上,第二减速齿轮组布置在壳体的第二侧上,第一电动马达插设在第一减速齿轮组和离合器之间,并且第二电动马达插设在离合器和第二减速齿轮组之间。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,该系统还包括:控制器,该控制器具有用于控制第一电动马达的扭矩输出和第二电动马达的扭矩输出的指令,并且操作离合器以选择性地联接第一输出轴和第二输出轴。在该系统的第四示例中,其可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:第一车轮和第二车轮,第一车轮联接到第一输出轴,并且第二车轮联接到第二输出轴。
本公开还提供了对组件的支持,组件包括:共同壳体,第一电动马达,该第一电动马达选择性地联接到第一输出轴,第二电动马达,该第二电动马达与第一电动马达同轴对齐,该第二电动马达联接到第二输出轴,第一离合器,该第一离合器用于将第一电动马达与第一输出轴选择性地联接,以及第二离合器,该第二离合器用于将第一电动马达与第二输出轴选择性地联接,其中第一电动马达和第二电动马达封围在共同壳体中。在该系统的第一示例中,该系统进一步包括:第一减速齿轮组和第二减速齿轮组,第一减速齿轮组联接到第一输出轴,而第二减速齿轮组联接到第二输出轴。在该系统的第二示例中,其可选地包括第一示例,第一减速齿轮组构造成提供第一传动比,并且第二减速齿轮组构造成提供第二传动比,第一传动比高于第二传动比。在该系统的第三示例中,其可选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个,第一离合器布置在共同壳体的第一侧上,第二电动马达布置在共同壳体的第二侧上,第一电动马达定位在第一离合器和第二离合器之间,并且第二离合器定位在第一电动马达和第二电动马达之间。在该系统的第四示例中,其可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:第一车桥和第二车桥,第一车桥联接到第一输出轴,并且第二车桥联接到第二输出轴。在该系统的第五示例中,其可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:控制器,该控制器具有用于控制第一电动马达的扭矩输出和第二电动马达的扭矩输出的指令,并且操作第一离合器以将第一电动马达与第一输出轴选择性地联接,以及操作第二离合器以将第一电动马达与第二输出轴选择性地联接。在该系统的第六示例中,其可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个,该系统还包括:第三离合器,用于将第二电动马达选择性地联接到第二输出轴。在该系统的第七示例中,其可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每一个,控制器具有用于操作第三离合器以将第二电动马达与第二输出轴选择性地联接的指令。
要注意的是,本文包括的示例控制和估计例程可以与各种车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中,并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他系统硬件结合的控制器的控制系统来执行。本文描述的特定例程可以代表任意数量处理策略中的一种或多种。这样,本文描述的各种命令、操作和/或行动可以以示出的顺序执行、串行地执行,或者在某些情况下省去。同样,提供的处理顺序是为了便于描述,不是实现本文描述的示例的特征和优点的所必要的。取决于使用的特定策略,可以重复地执行本文描述的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示待被编程不同控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码,其中所描述的动作通过在包括各种硬件部件并且与电子控制器结合在一起的系统中执行指令来执行。
可以理解,本文公开的构造和例程本质上是示例性的,并且这些具体示例不应被认为是限制性的,因为可以进行多种变化。例如,上述技术可应用于带有不同构造的马达系统,以及在带有各种推进源的车辆中,推进源诸如是马达、发动机、这些的组合等。此外,除非明确相反地说明,否则术语“第一”、“第二”、“第三”等并不意在表示任何顺序、位置、数量或重要性,而是仅仅用作区一个元件与另一个元件的标签。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他功能、特征和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求书可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求书理解为包括一个或多个这样的元件的结合,既不排除也不需要两个或更多个这样的元件。在本申请或相关申请中,可以通过修改本权利要求书或通过提出新权利要求书来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。这样的权利要求,不管是在范围上比原来的权利要求更窄、更宽、相等或不同,也被认为是包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种组件,其特征在于,包括:
第一电动马达,所述第一电动马达直接联接到第一输出轴;
第二电动马达,所述第二电动马达与所述第一电动马达同轴对齐;
行星齿轮组,所述行星齿轮组连接到所述第一输出轴和所述第一电动马达,并且连接到第二轴;
第一离合器,所述第一离合器用于将所述第二电动马达选择性地联接到所述第一电动马达;以及
第二离合器,所述第二离合器用于将所述第二电动马达选择性地联接到所述第二轴。
2.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,所述第一电动马达和所述第二电动马达安装在共同壳体中。
3.根据权利要求2所述的组件,其特征在于,所述第一电动马达布置在所述共同壳体的第一侧上,所述第二电动马达布置在所述共同壳体的第二侧上,插设在所述第一离合器和所述第二离合器之间,并且所述行星齿轮组插设在所述第一电动马达和所述第一离合器之间。
4.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,所述第二电动马达包括具有中空轴的转子,并且所述第一输出轴和所述第二轴同轴对齐。
5.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,所述行星齿轮组具有连接到所述第一输出轴和所述第一电动马达的行星架,接地的齿圈,以及连接到所述第二轴的太阳齿轮,并且其中,所述第一离合器经由所述行星架将所述第二电动马达选择性地联接到所述第一电动马达,并且所述第二离合器将所述第二电动马达选择性地联接到所述第二轴。
6.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,还包括控制器,所述控制器具有用于控制所述第一电动马达的扭矩输出和所述第二电动马达的扭矩输出的指令,并且操作所述第一离合器以将所述第二电动马达选择性地联接到所述第一电动马达,以及操作所述第二离合器以将所述第二电动马达选择性地联接到所述第二轴。
7.根据权利要求1所述的组件,其特征在于,还包括联接到所述第一输出轴的车桥,其中,所述第一离合器和所述第二离合器经由所述第一输出轴将所述第一电动马达和所述第二电动马达选择性地联接到所述车桥。
8.一种组件,其特征在于,包括:
共同壳体;
第一电动马达,所述第一电动马达选择性地联接到第一输出轴;
第二电动马达,所述第二电动马达与所述第一电动马达同轴对齐,所述第二电动马达联接到第二输出轴;
第一离合器,所述第一离合器用于将所述第一电动马达选择性地联接到所述第一输出轴;以及
第二离合器,所述第二离合器用于将第一电动马达选择性地联接到所述第二输出轴,
其中,所述第一电动马达和所述第二电动马达封围在所述共同壳体中。
9.根据权利要求8所述的组件,其特征在于,还包括第一减速齿轮组和第二减速齿轮组,所述第一减速齿轮组联接到所述第一输出轴,并且所述第二减速齿轮组联接到所述第二输出轴。
10.根据权利要求9所述的组件,其特征在于,所述第一减速齿轮组构造成提供第一传动比,并且所述第二减速齿轮组构造成提供第二传动比,所述第一传动比高于所述第二传动比。
11.根据权利要求8所述的组件,其特征在于,所述第一离合器布置在所述共同壳体的第一侧上,所述第二电动马达布置在所述共同壳体的第二侧上,所述第一电动马达定位在所述第一离合器和所述第二离合器之间,并且所述第二离合器定位在所述第一电动马达和所述第二电动马达之间。
12.根据权利要求8所述的组件,其特征在于,还包括第一车桥和第二车桥,所述第一车桥联接到所述第一输出轴,并且所述第二车桥联接到所述第二输出轴。
13.根据权利要求8所述的组件,其特征在于,还包括控制器,所述控制器具有用于控制所述第一电动马达的扭矩输出和所述第二电动马达的扭矩输出的指令,并且操作所述第一离合器以将所述第一电动马达与所述第一输出轴选择性地联接,以及操作所述第二离合器以将所述第一电动马达选择性地联接到所述第二输出轴。
14.根据权利要求13所述的组件,其特征在于,还包括第三离合器,所述第三离合器用于将所述第二电动马达选择性地联接到所述第二输出轴。
15.根据权利要求14所述的组件,其特征在于,所述控制器具有用于操作所述第三离合器以将所述第二电动马达与所述第二输出轴选择性地联接的指令。
CN202321231378.3U 2022-05-20 2023-05-19 一种组件 Active CN220562528U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/664,380 2022-05-20
US17/664,380 US20230373282A1 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Systems and methods for driveline control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN220562528U true CN220562528U (zh) 2024-03-08

Family

ID=88094440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202321231378.3U Active CN220562528U (zh) 2022-05-20 2023-05-19 一种组件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230373282A1 (zh)
CN (1) CN220562528U (zh)
DE (1) DE202023102746U1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230399003A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Ford Global Technologies, Llc Powertrain torque control during shift to four-wheel drive in automated-driving mode

Also Published As

Publication number Publication date
US20230373282A1 (en) 2023-11-23
DE202023102746U1 (de) 2023-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105480077B (zh) 带有超速离合器的功率分流式混合动力传动系统
US7726430B2 (en) Energy storage type of differential hybrid power distribution system
US8740744B2 (en) Adjusting motor torque to compensate for uphill and downhill demands during cruise control in hybrid vehicle
KR20190105029A (ko) 동축 샤프트들을 구비하는 다중 속도 전기 트랜스액슬 유닛
US11084368B2 (en) Transmission for a hybrid drive arrangement, hybrid drive arrangement, vehicle, method for operating the hybrid drive arrangement, computer program and storage medium
CN112585023A (zh) 动力系统、车辆和在动力系统中执行换挡的方法
WO2012132094A1 (ja) 電動車両用駆動装置
US20220297537A1 (en) Commercial vehicle with electric driven axle
MX2011012881A (es) Caja de transferencia electrica, hibrida, de modos multiples, para vehiculo de cuatro ruedas.
CN111132865B (zh) 混合动力驱动系统的传动机构、混合动力驱动系统及运行混合动力驱动系统的方法
CN112092648A (zh) 一种四驱纯电动汽车动力系统的控制方法及车辆
JP6743617B2 (ja) 動力伝達装置
CN220562528U (zh) 一种组件
CN104859435A (zh) 具有直接传动锁止的多模式传动系
CN102700612B (zh) 一种电传动履带车辆双侧电机耦合驱动转向系统
CN219827642U (zh) 动力输出组件和动力输出系统
US7669683B2 (en) Energy storage type of dual-drive coupled power distribution system
CN111132866A (zh) 用于混合动力驱动系统的传动机构、混合动力驱动系统及运行混合动力驱动系统的方法
US12036866B2 (en) Methods and systems for an electric drive arrangement
USRE44852E1 (en) Energy storage type of dual-drive coupled power distribution system
CN107054043B (zh) 动力传动系统和具有该动力传动系统的车辆及控制该车辆的方法
US11982348B2 (en) Dual double synchronizer e-transmission for reducing torque interruption during gear shifts
CN111194274A (zh) 用于混合动力驱动系统的传动机构、混合动力驱动系统、车辆、用于运行混合动力驱动系统的方法、计算机程序和存储介质
US20240140184A1 (en) Systems and methods for an electric axle
CN112297819A (zh) 四轮驱动系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant