專(zhuān)利名稱：控制車(chē)輛電子鎖止式差速器的離合器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)輪的差速機(jī)構(gòu)的控制方法，更為 具體地，涉及控制車(chē)輛電子鎖止式差速器的離合器的方法。
背景技術(shù)：
在差速機(jī)構(gòu)中可使用鎖止離合器以固定半軸齒輪(side gears)中的一個(gè)及其半 軸不會(huì)相對(duì)于差速器殼體旋轉(zhuǎn)，從而增強(qiáng)由通過(guò)差速器的動(dòng)力提供的驅(qū)動(dòng)輪牽引力。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，電子鎖止式差速器(ELD)使用電控鎖止機(jī)構(gòu)(通常為齒式離合器) 將半軸齒輪機(jī)械連接至差速器殼體。當(dāng)離合器接合時(shí)，電子鎖止式差速器防止受控車(chē)輪之間的相對(duì)差速并將全部發(fā)動(dòng) 機(jī)燃燒扭矩(乘上變速器和車(chē)軸扭矩比再減去效率損耗和旋轉(zhuǎn)損耗)傳遞至受控車(chē)輪。電子鎖止式差速器接合時(shí)，最大車(chē)軸/驅(qū)動(dòng)橋輸入扭矩(AIT)受限于受控車(chē)輪的 組合打滑扭矩。在轉(zhuǎn)彎的同時(shí)電子鎖止式差速器接合時(shí)，越過(guò)差速器的扭矩為左、右半軸扭矩之 間的差值且由接合的齒式離合器所約束。扭矩差值為摩擦表面系數(shù)、輪胎表面積、轉(zhuǎn)向半 徑、以及最大車(chē)輛總重的函數(shù)。需要一種控制策略，其探測(cè)何時(shí)由于控制車(chē)輪差速而扭矩約束ELD鎖止機(jī)構(gòu)，并 使得能夠在通過(guò)剎車(chē)使受控車(chē)輪間的差速減少至可校準(zhǔn)參考速度以下時(shí)迅速、受控地分離 鎖止機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種控制車(chē)輛電子鎖止式差速器的離合器的方法，包括確定車(chē)速高 于參考速度或者所需離合器狀態(tài)為分離狀態(tài)、確定自中央位置起的方向盤(pán)角位移小于第一 參考角度、以及分離離合器。如果車(chē)速既沒(méi)有高于參考速度，所需離合器狀態(tài)也非分離狀態(tài)，且方向盤(pán)的位移 從大于第二角度改變?yōu)樾∮诘诙嵌?，則在第一階段期滿后分離離合器。該控制(1)減少了對(duì)ELD鎖止機(jī)構(gòu)的累積損害，(2)適應(yīng)由于控制車(chē)輪差速而引 起的ELD鎖止機(jī)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移，以及(3)使得能夠當(dāng)出現(xiàn)分離條件時(shí)迅速、受控地分離鎖止 機(jī)構(gòu)。該策略考慮到驅(qū)動(dòng)輪之間的差速、方向盤(pán)角度、車(chē)速和手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)(用于選擇鎖止 機(jī)構(gòu)和差速器的所需狀態(tài))的狀態(tài)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制用于車(chē)輛的電子鎖止式差速器的離合器的方法，包含下 列步驟(1)確定所述車(chē)輛的車(chē)速高于參考值或者所需離合器狀態(tài)為分離狀態(tài)；(2)確定自 參考位置起的方向盤(pán)角位移小于第一參考角度；(3)分離所述離合器；(4)如果車(chē)速不高于 參考速度且所需離合器狀態(tài)不是分離狀態(tài)，則確定方向盤(pán)的位移從大于第二角度變?yōu)樾∮?第二角度；(5)在第一階段期滿后分離離合器。本發(fā)明還公開(kāi)了一種控制用于車(chē)輛的電子鎖止式差速器的系統(tǒng)，包含交替鎖止
3并解鎖差速器的離合器；促使離合器解鎖的彈簧；電源；電磁線圈，其響應(yīng)于從電源應(yīng)用至 線圈的電流促使離合器鎖止；以及控制器，配置用于確定車(chē)速小于參考速度或者所需離合 器狀態(tài)為分離狀態(tài)，確定自中央位置起的方向盤(pán)角位移小于第一參考角度，并通過(guò)接通線 圈和電源之間的電連接允許離合器解鎖。根據(jù)具體實(shí)施方式
、權(quán)利要求書(shū)及附圖，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用范圍將變得顯 而易見(jiàn)。應(yīng)理解，盡管描述和具體示例指示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其僅作為說(shuō)明。對(duì)描述 的實(shí)施例的多種改變和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。


圖1為電子鎖止式差速器總成的截面。圖2為圖1的截面的立體側(cè)視圖。圖3為圖1中差速器總成的立體圖，顯示了差速器殼體、半軸齒輪和互相間隔開(kāi)的 鎖止環(huán)。圖4為控制ELD離合器狀態(tài)的策略的邏輯圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖參考具體實(shí)施方式
，本發(fā)明將更易理解。參考圖1-3，電子控制差速機(jī)構(gòu)8包括繞軸線12同心設(shè)置的差速器殼體10，斜面 16、18，半軸齒輪22，電源24，鎖止環(huán)26，電子控制器28，和電磁線圈30。鎖止環(huán)上形成的斜 坡16和差速器殼體10上形成的斜坡18在三個(gè)或四個(gè)位置圍繞軸線12角向間隔開(kāi)，這樣 每個(gè)斜坡16均與斜坡18中的一個(gè)角向?qū)?zhǔn)。鎖止環(huán)26成型有角向間隔開(kāi)的支柱28，每個(gè)支柱均軸向延伸穿過(guò)殼體10中成型 的連接板31中的孔，從而使殼體10和鎖止環(huán)26持續(xù)接合以作為一個(gè)單元旋轉(zhuǎn)，但允許鎖 止環(huán)獨(dú)立于殼體軸向移動(dòng)。鎖止環(huán)26還成型有角向間隔開(kāi)的支腳32，每個(gè)支腳32均成型有兩個(gè)斜坡16和 離合器齒34。同樣，半軸齒輪22成型有離合器齒36。鎖止環(huán)26的齒34和半軸齒輪22的 齒36共同構(gòu)成離合器38，其通過(guò)線圈30驅(qū)動(dòng)以接合齒34、36，共同在半軸齒輪22和鎖止 環(huán)26之間產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)連接。當(dāng)線圈30停止驅(qū)動(dòng)時(shí)，齒34、36分離并且允許半軸齒輪22和鎖 止環(huán)26獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。當(dāng)離合器38正在接合時(shí)及接合后，對(duì)準(zhǔn)的斜坡16、18變得互相接合。美國(guó)專(zhuān)利7，399，248中說(shuō)明了圖1_3中這些組件中的多個(gè)，其全文以參考方式合 并入本文。施加電壓后，電磁線圈30迫使鎖止環(huán)26沿軸線12與半軸齒輪22軸向嚙合，從而 將半軸齒輪22機(jī)械連接至差速器殼體10并防止車(chē)輛車(chē)輪之間的差速，通過(guò)半軸齒輪22和 另一個(gè)半軸齒輪(位于差速器8的與圖1-3中所示側(cè)面相對(duì)的側(cè)面)使車(chē)輛車(chē)輪可驅(qū)動(dòng)地 連接。當(dāng)電磁線圈30軸向迫使鎖止環(huán)26部分與半軸齒輪22嚙合時(shí)，相對(duì)于軸線12傾 斜的斜坡16、18推動(dòng)鎖止環(huán)26與半軸齒輪22完全嚙合。在接合期間，控制器28將來(lái)自電 源24的電流導(dǎo)向電磁線圈44，克服復(fù)位彈簧的力并導(dǎo)致鎖止環(huán)26在軸向移動(dòng)上斜坡18時(shí) 徑向旋轉(zhuǎn)，從而迫使鎖止環(huán)與半軸齒輪22相嚙合。
在分離期間，控制器28切斷從電源24至電磁線圈30的電流。復(fù)位彈簧40以一 定力推動(dòng)鎖止環(huán)26，其在鎖止環(huán)軸向移動(dòng)下斜坡18時(shí)徑向旋轉(zhuǎn)鎖止環(huán)26，迫使鎖止環(huán)脫離 與半軸齒輪22的接合，如圖2所示。如果驅(qū)動(dòng)輪因?yàn)檐?chē)輛正在轉(zhuǎn)向或處于動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)致通過(guò)差速器8驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪 以不同角速度旋轉(zhuǎn)而存在差速，則半軸齒輪22的齒36和鎖止環(huán)26的齒34之間的摩擦力 超過(guò)復(fù)位彈簧40的力很多，從而保持ELD離合器38接合。齒式離合器38的接合使半軸齒輪22通過(guò)鎖止環(huán)26固定至差速器殼體12，當(dāng)車(chē)輛 處于動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)(其會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪之間的差速)中時(shí)齒式離合器38不能分離。為了機(jī)械分 離ELD離合器38，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速必須相等(例如在車(chē)輛直線行駛時(shí))或者車(chē)輪轉(zhuǎn)速的相對(duì)方 向必須改變(例如在車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí))，從而卸載齒式離合器38。其次，復(fù)位彈簧40必須克服 鎖止環(huán)26和差速器殼體10之間的摩擦力乘以斜坡角0的余弦。ELD離合器38通過(guò)安裝在儀表板上的手動(dòng)啟動(dòng)按鍵72電子控制或者通過(guò)控制器 28被動(dòng)控制?？刂撇呗栽试S基于可校準(zhǔn)參數(shù)(包括車(chē)速VS、驅(qū)動(dòng)輪之間的差速WS和方向 盤(pán)角度SWA)啟動(dòng)并關(guān)閉ELD?？刂破?8接收代表了車(chē)速60、由差速器8驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪速度62、自中央位置起的方 向盤(pán)角位移66以及開(kāi)關(guān)72的接合分離狀態(tài)70 (該狀態(tài)由手動(dòng)選擇且指示了所需離合器狀 態(tài))的電子信號(hào)。圖4的邏輯流程圖中說(shuō)明了控制離合器狀態(tài)的策略，其開(kāi)始于鎖止機(jī)構(gòu)離合器接 合。在步驟80處，進(jìn)行測(cè)試以確定當(dāng)前車(chē)速是否高于參考車(chē)速。如果測(cè)試80的結(jié)果邏輯 假，則在步驟86處進(jìn)行測(cè)試以確定開(kāi)關(guān)72是否分離。如果測(cè)試86的結(jié)果為邏輯假，則控 制策略返回步驟80。如果測(cè)試86的結(jié)果為邏輯真，則控制程序移動(dòng)至步驟88。如果測(cè)試80的結(jié)果為 邏輯真(例如正或高)，則控制策略也前進(jìn)至步驟88。在步驟88處，進(jìn)行測(cè)試以確定在第二參考階段方向盤(pán)角度66是否高于自方向盤(pán) 中央位置起的參考角度。如果測(cè)試88的結(jié)果為邏輯假，則控制策略前進(jìn)至步驟84，在該處 通過(guò)線圈30斷電分離離合器38且控制策略結(jié)束。如果測(cè)試88的結(jié)果為邏輯真，則在步驟90處將計(jì)時(shí)器設(shè)為參考倒數(shù)階段長(zhǎng)度。倒 數(shù)階段的長(zhǎng)度優(yōu)選地為車(chē)速和車(chē)輛總重量的函數(shù)。在步驟92處，進(jìn)行測(cè)試以確定方向盤(pán)角度66是否低于自方向盤(pán)中央位置起的參 考角度。如果測(cè)試92的結(jié)果為邏輯假，則控制策略返回步驟80。如果測(cè)試92的結(jié)果為邏輯真，則在步驟94處允許計(jì)時(shí)器運(yùn)行屆滿，從而為連接至 半軸齒輪22的半軸提供扭轉(zhuǎn)伸直的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間期滿時(shí)，在步驟96處通過(guò)斷電線圈30分離離合器38，控制策略結(jié)束。如果測(cè)試92的結(jié)果為邏輯假，則在步驟98處進(jìn)行測(cè)試以確定開(kāi)關(guān)72是否分離。 如果測(cè)試98的結(jié)果為邏輯真，則控制策略返回步驟90。如果測(cè)試98的結(jié)果為邏輯假，則控 制策略返回步驟80。根據(jù)專(zhuān)利法規(guī)的規(guī)定，已經(jīng)描述了優(yōu)選實(shí)施例。然而，應(yīng)注意到除了具體說(shuō)明并描 述的之外，還可采用替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種控制車(chē)輛電子鎖止式差速器的離合器的方法，包含下列步驟(1)確定所述車(chē)輛的車(chē)速高于參考值或者所需離合器狀態(tài)為分離狀態(tài)；(2)確定自中央位置起的方向盤(pán)角位移小于第一參考角度；(3)分離所述離合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含(4)確定所述方向盤(pán)角位移從大于第二參考角度改變?yōu)樾∮诘诙⒖冀嵌?；以?5)當(dāng)?shù)谝浑A段期滿時(shí)分離所述離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)進(jìn)一步包含使用手動(dòng)操作的開(kāi) 關(guān)來(lái)指示所述所需離合器狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)進(jìn)一步包含確定所述位移維持 了一定長(zhǎng)度的第二階段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)進(jìn)一步包含將電源從驅(qū)動(dòng)所述 離合器的電磁線圈斷開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)進(jìn)一步包含確定所述位移維持 了一定長(zhǎng)度的第三階段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種控制車(chē)輛電子鎖止式差速器的離合器的方法，包括確定車(chē)輛的車(chē)速是否高于參考值或者所需離合器狀態(tài)是否為分離狀態(tài)；確定自中央位置起的方向盤(pán)角位移小于第一參考角度；并分離離合器。本發(fā)明減少了對(duì)ELD鎖止機(jī)構(gòu)的累積損害，適應(yīng)由于控制車(chē)輪差速而引起的ELD鎖止機(jī)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移，并且使得能夠當(dāng)出現(xiàn)分離條件時(shí)迅速、受控地分離鎖止機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)B60K17/16GK101963221SQ201010187050
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者加里·M·派崔克, 約翰·R·賽格, 雅各布·M·波威克 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司