CN102358282A - 一种双电机纯电动汽车一体化传动***控制方法 - Google Patents

一种双电机纯电动汽车一体化传动***控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双电机纯电动汽车一体化传动***的控制方法，其中该***包括整车控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、第一低速驱动电机、第二高速驱动电机、分别与第一低速驱动电机和第二高速驱动电机相连接的第一自动离合器和第二自动离合器以及动力耦合器，该控制方法可根据驾驶员的需要使两个电机提供不同的动力并经过动力耦合器进行综合输出，使电动车辆行驶的效率最优化，降低了能量使用的成本。

Description

一种双电机纯电动汽车一体化传动***控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力传动***的控制方法，特别地，涉及一种双电机纯电动汽车一体化传动***的控制方法。  
背景技术
现有的纯电动客车驱动***基本上是采用单驱动电机加变速箱或单驱动电机加机械自动变速箱（AMT）形式的驱动***。电动汽车中只设有单独的驱动电机有很多缺点，比如：1、当单电机驱动的纯电动客车中的驱动电机出现故障时，只能将车辆拖回维修站维修，给使用者带来了很多麻烦；2、在城市行驶工况下，车辆一般运行在低速区，单电机驱动纯电动客车的驱动电机会经常运行在低效率区，这样会增加了整车的能耗；3、采用单电机加机械式自动变速箱形式的纯电动客车的自动变速控制***比较复杂，这样会增加整车控制***的设计难度；4、采用单电机加机械式自动变速箱形式的纯电动客车在自动换档时受到的冲击比较大，这样会降低车辆的舒适性。 
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种双电机纯电动汽车一体化传动***的控制方法，其中该传动***包括整车控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、第一低速驱动电机、第二高速驱动电机、分别与第一低速驱动电机和第二高速驱动电机相连接的第一自动离合器和第二自动离合器以及动力耦合器，其中动力耦合器由具有四个不同传动比的档位的两套自动换档执行机构AMT组成，该传动***的控制方法为：整车控制器根据车辆传感器采集到的信息判断整车各个部件的工作是否正常，如果各个部件均处于正常工作状态，整车控制器将根据驾驶员的驾驶意图和车辆参数向各部件发送控制命令,并且根据车速与阈值V1,V2和V3的比较来实施不同的档位控制，其中V1<V2<V3；当第一和第二自动离合器工作状态正常时，并且车速大于0小于V1时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于1档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机和第二高速驱动电机同时运行，以提供车辆起动所需要的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V1小于V2（其中V1<V2）时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于2档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机和第二高速驱动电机同时运行，以提供车辆在低速运行时需要的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V2小于V3（其中，V2<V3）时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于2档位置，AMT2处于2档位置，然后控制第一低速驱动电机和第二高速驱动电机同时运行，以提供车辆在中速运行时需要的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V3时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于空档位置，AMT2处于2档位置，然后使第一低速驱动电机停机，第二高速驱动电机运行，以提供车辆高速运行时需求的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，但是AMT1存在故障时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于空档位置或手动将AMT1 摘到空档，然后使第一低速驱动电机停机，第二高速驱动电机运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，但是AMT2存在故障时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT2处于空档位置或手动将AMT2 摘到空档，然后使第二高速驱动电机停机，第一低速驱动电机运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，但是第一低速驱动电机存在故障时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT1处于空档位置，然后使第二高速驱动电机运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。 
优选的是，当第一和第二自动离合器工作状态正常时，但是第二高速驱动电机存在故障时，整车控制器控制动力耦合器中的AMT2处于空档位置，然后使第一低速驱动电机运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。 
优选的是，当第一自动离合器出现故障且不能断开时，在AMT1进行换档操作时，首先要使第二自动离合器分离，然后AMT1进行换档动作，换档完成后第二自动离合器再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出。 
优选的是，当第二自动离合器出现故障且不能断开时，在AMT2进行换档操作时，首先要使第一自动离合器分离，然后AMT2进行换档动作，换档完成后第一自动离合器再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出。 
优选的是，当第一自动离合器和第二自动离合器同时出现故障时，使动力耦合器中AMT1和AMT2中的一个处于空档位置，另一个按照换档控制策略进行换档。 
通过采用本发明的传动***的控制方法，可使电动车辆行驶的效率最优化，降低了能量使用的成本，并可根据驾驶员的需要在不同的行驶条件下行驶。 
本领域技术人员不难看出，本发明的双电机耦合驱动控制方法包括上述各方案的任意组合。 
附图说明
图1是根据采用了本发明控制方法的传动***的一最佳实施例的示意图。 
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明，现在结合附图描述本发明所采用的双电机耦合驱动***的一最佳实施例。参照图1，该***包括动力电池组12、动力电池管理***13、整车控制器14、高压配电箱11、第一电机控制器9、第二电机控制器10、第一低速驱动电机1、第二高速驱动电机2、第一自动离合器3、第二自动离合器4、动力耦合器5、差速器6、驱动轮7和驾驶室显示***15。 
其中动力电池组12主要为该双电机耦合驱动***提供电能，可以采用锂离子动力电池或镍氢动力电池；电池管理***13的主要功能是监控动力电池组12中各单体电池的电压、电流和温度等运行参数，并实时对电池的剩余电量进行计算；整车控制器14的主要功能是根据整车中各部件的状态信息来确定传送至第一电机控制器9、第二电机控制器10、第一自动离合器3、第二自动离合器4的控制命令，以满足车辆的行驶需要。 
第一电机控制器9的主要功能是根据整车控制器14的控制命令来控制第一低速驱动电机1的运转；第二电机控制器10的主要是根据整车控制器14的控制命令配合第一电机控制器9来控制第二高速驱动电机2的运转；第一低速驱动电机1主要是根据第一电机控制器9的控制命令，提供相应的扭矩；第二高速驱动电机2主要是根据第二电机控制器10的控制命令，提供相应的扭矩； 
第一自动离合器3和第二自动离合器4分别与对应的第一低速驱动电机1和第二高速驱动电机2相连接，其中第一自动离合器3的主要功能是根据整车控制器14的控制命令来断开或接合第一低速驱动电机1和动力耦合器5之间的动力传输；第二自动离合器4主要功能是根据整车控制器14的控制命令来断开或接合第二高速驱动电机2和动力耦合器5之间的动力传输；
动力耦合器5设置于两个自动离合器与差速器之间，其主要功能是将第一低速驱动电机1和第二高速驱动电机2各自输出的动力进行耦合后输出，该动力耦合器5由具有四个不同传动比的档位的2套自动换档执行机构AMT组成，可以根据这两个两档AMT的不同档位情况提供8种耦合方式，并且每个AMT均设有空档，这样可以根据车辆运行的不同情况，进行不同的档位组合以提供不同的动力输出，满足车辆的动力性和经济型需求。
差速器6的主要功能是将动力耦合器5的动力输出进行减速增矩的操作；该差速器6与两侧的驱动轮7相连接； 
驾驶室显示***15的主要功能是实时地显示双电机耦合驱动***中各零部件的状态信息。
通过采用以上的双电机耦合驱动***，可实现以下的一体化传动***的控制方法，尤其是可以根据车速与阈值V1,V2，V3(其中V1<V2<V3)的比较来进行不同的档位控制： 
A、首先，整车控制器14根据车辆传感器采集到的信息判断整车各个部件的工作是否正常，如果各个部件均处于正常工作状态，整车控制器14将根据驾驶员的驾驶意图和车辆参数向各部件发送控制命令；
在进行换档操作时，当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，在每次达到换档点时，先由整车控制器14控制相应的自动离合器分离，然后控制动力耦合器中相应的AMT进行换档，最后再控制相应的自动离合器接合；
B、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，并且车速大于0小于V1时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于1档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机1和第二高速驱动电机2同时运行，以提供车辆起动所需要的扭矩；
C、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V1小于V2时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于2档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机1和第二高速驱动电机2同时运行，以提供车辆在低速运行时需要的扭矩；
D、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V2小于V3时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于2档位置，AMT2处于2档位置，然后控制第一低速驱动电机1和第二高速驱动电机2同时运行，以提供车辆在中速运行时需要的扭矩；
E、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V3时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于空档位置，AMT2处于2档位置，然后使第一低速驱动电机1停机，第二高速驱动电机2运行，以提供车辆高速运行时需求的扭矩；
F、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，但是AMT1存在故障时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于空档位置或手动将AMT1 摘到空档，然后使第一低速驱动电机1停机，第二高速驱动电机2运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩；
G、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，但是AMT2存在故障时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT2处于空档位置或手动将AMT2 摘到空档，然后使第二高速驱动电机2停机，第一低速驱动电机1运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩；
H、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，但是第一低速驱动电机1存在故障时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT1处于空档位置，然后使第二高速驱动电机2运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩；
I、当第一和第二自动离合器3、4工作状态正常时，但是第二高速驱动电机2存在故障时，整车控制器14控制动力耦合器5中的AMT2处于空档位置，然后使第一低速驱动电机1运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩；
J、当第一自动离合器3出现故障且不能断开时， 在AMT1进行换档操作时，首先要使第二自动离合器4分离，然后AMT1进行换档动作，换档完成后第二自动离合器4再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出；
K、当第二自动离合器4出现故障且不能断开时， 在AMT2进行换档操作时，首先要使第一自动离合器3分离，然后AMT2进行换档动作，换档完成后第一自动离合器3再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出；
L、当第一自动离合器3和第二自动离合器4同时出现故障时，使动力耦合器5中AMT1和AMT2中的一个处于空档位置，另一个按照换档控制策略进行换档。
本发明是为解决上述技术问题而对现有技术的改进，其由现有技术的重新结合而构成。本领域技术人员不难看出，这种新的结合凝结了发明人长期的理论分析和大量实验结果，因此，在现有技术的基础上，为了解决上述技术问题，不付出大量创造性劳动是无法得到本发明的上述技术方案的，然而，在阅读了本说明书后，本领域技术人员应该可以实现本发明的各具体实施形式。 

Claims (10)

1.一种双电机纯电动汽车一体化传动***的控制方法，其中该传动***包括整车控制器(14)、第一电机控制器(9)、第二电机控制器(10)、第一低速驱动电机(1)、第二高速驱动电机(2)、分别与第一低速驱动电机(1)和第二高速驱动电机(2)相连接的第一自动离合器(3)和第二自动离合器(4)以及动力耦合器(5)，其中动力耦合器(5)由具有四个不同传动比的档位的两套自动换档执行机构AMT组成，该传动***的控制方法为：整车控制器(14)根据车辆传感器采集到的信息判断整车各个部件的工作是否正常，如果各个部件均处于正常工作状态，将根据驾驶员的驾驶意图和车辆参数向各部件发送控制命令, 并且根据车速与阈值V1,V2和V3的比较来实施不同的档位控制，其中V1<V2<V3；其特征在于：当第一和第二自动离合器(3、4)工作状态正常时，并且车速大于0小于V1时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于1档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机(1)和第二高速驱动电机(2)同时运行，以提供车辆起动所需要的扭矩。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V1小于V2时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于2档位置，AMT2处于1档位置，然后控制第一低速驱动电机(1)和第二高速驱动电机(2)同时运行，以提供车辆在低速运行时需要的扭矩。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V2小于V3时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于2档位置，AMT2处于2档位置，然后控制第一低速驱动电机(1)和第二高速驱动电机(2)同时运行，以提供车辆在中速运行时需要的扭矩。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，并且当车辆车速大于等于V3时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于空档位置，AMT2处于2档位置，然后使第一低速驱动电机(1)停机，第二高速驱动电机(2)运行，以提供车辆高速运行时需要的扭矩。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，但是AMT1存在故障时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于空档位置或手动将AMT1 摘到空档，然后使第一低速驱动电机(1)停机，第二高速驱动电机(2)运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，但是AMT2存在故障时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT2处于空档位置或手动将AMT2 摘到空档，然后使第二高速驱动电机(2)停机，第一低速驱动电机(1)运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，但是第一低速驱动电机(1)存在故障时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT1处于空档位置，然后使第二高速驱动电机(2)运行，当车速大于0小于V2时使AMT2处于1档位置，当车速大于等于V2时使AMT2处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。
8.根据权利要求1-5和7中任一项所述的控制方法，其特征在于当第一和第二自动离合器(3,4)工作状态正常时，但是第二高速驱动电机(2)存在故障时，整车控制器(14)控制动力耦合器(5)中的AMT2处于空档位置，然后使第一低速驱动电机(1)运行，当车速大于0小于V1时使AMT1处于1档位置，当车速大于等于V1时使AMT1处于2档位置，以提供车辆运行时需求的扭矩。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于当第一自动离合器(3)出现故障且不能断开时，在AMT1进行换档操作时，首先要使第二自动离合器(4)分离，然后AMT1进行换档动作，换档完成后第二自动离合器(4)再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出。
10.根据权利要求1-5、7和9中任一项所述的控制方法，其特征在于当第二自动离合器(4)出现故障且不能断开时，在AMT2进行换档操作时，首先要使第一自动离合器(3)分离，然后AMT2进行换档动作，换档完成后第一自动离合器(3)再接合，由AMT1和AMT2耦合为新的档位进行动力输出。
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