鎖止式差速器控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及車輛控制領(lǐng)域。更具體地，本公開涉及鎖止式差速器控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，在車輛一側(cè)的車輪必須比在車輛另一側(cè)的車輪行駛得更遠。為了 適應(yīng)上述情況，許多車輛使用差速器，在車軸之間允許速度差時差速器把來自變速器輸出 的動力在左側(cè)和右側(cè)車軸之間的分離。輸送到每個車軸的扭矩是大致相等的。當(dāng)車輛遭遇 惡劣的路況時，差速器的表現(xiàn)可能是不利的。如果其中一個車輪失去牽引力，那么施加在該 車輪上的扭矩會快速地減小。盡管相對的車輪仍然具有可接受的牽引力，但是扭矩平衡效 果減小了施加在相對車輪上的扭矩。為了彌補此缺點，一些車輛配備有鎖止式差速器，該鎖 止式差速器選擇性地鎖定左側(cè)車軸或右側(cè)車軸，使得它們一致地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在鎖定情況下時， 差速器不允許速度差別，但是也不平衡扭矩。鎖定部件只針對具有有限牽引力的路況被通 常地接合。在這種情況中，輕微的輪胎滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)在轉(zhuǎn)彎期間車輪行駛的距離中的差別。鎖 定部件可響應(yīng)于直接的駕駛員指令而被接合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] -種鎖止式差速器包括輸入軸、第一和第二輸出軸、構(gòu)造成將來自輸入軸的的動 力分配至輸出軸并且限制軸的轉(zhuǎn)速的傳動裝置、構(gòu)造成將第一輸出軸可操作地且可選擇性 地連接至第二輸出軸的離合器、以及控制器?？刂破鞅痪幊虨轫憫?yīng)于差速器流體的溫度的 變化調(diào)節(jié)閾值以及響應(yīng)于鎖定指令在測量出的差速器轉(zhuǎn)速超過閾值時等待直至轉(zhuǎn)速差減 少到閾值以下并且然后命令離合器接合。輸入軸可為傳動軸并且第一和第二輸出軸可分別 為左車軸和右車軸。
[0004] 控制鎖止式差速器的方法包括周期性地測量第一輸出軸與第二輸出軸之間的轉(zhuǎn) 速差以及通過等待響應(yīng)于鎖定指令直至轉(zhuǎn)速差減小到閾值以下并且然后命令鎖止式離合 器接合。該方法進一步包括響應(yīng)于差速器中的流體的溫度的變化調(diào)節(jié)閾值?？墒褂脺囟葌?感器測量流體的溫度?？商娲?，可基于環(huán)境溫度、保溫時間和車速歷史推斷流體溫度。如 另一可替代地，可通過周期性地測量變速器流體的溫度來推斷流體溫度并且基于變速器流 體的溫度推斷差速器流體的溫度。
【附圖說明】
[0005] 圖1是車輛動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
[0006] 圖2是鎖止式差速器的示意圖。
[0007] 圖3是控制圖2的鎖止式差速器的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0008] 本文描述了本公開的實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實施例僅是實例并且其他 實施例能夠采取不同的和可替代的形式。附圖不是必要地按尺寸繪制；一些部件能夠被放 大或縮小以展示特定部件的細節(jié)。因此，本文所公開的具體的結(jié)構(gòu)性和功能性的細節(jié)不被 解釋為具有限制性，而是僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員多方面地實施本發(fā)明的代表性 基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，參考任意一個附圖所示出和描述的多種部件能夠與一 個或更多個其它附圖中示出的部件組合，以產(chǎn)生未明確示出和描述的實施例。示出的部件 的組合為典型的應(yīng)用提供代表性的實施例。然而，與本公開的教導(dǎo)相一致的部件的多種組 合和修改對于特定的應(yīng)用和實施是被期望的。
[0009] 圖1示出了四輪驅(qū)動動力傳動系統(tǒng)和傳動系構(gòu)造的實例。實線表示機械動力的流 動。虛線表示信息信號的流動。動力由發(fā)動機10提供。變速器12調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和扭矩以適合 當(dāng)前的車輛需要。發(fā)動機10和變速器12可響應(yīng)來自動力傳動系統(tǒng)控制器14的信號。分 動箱16在后傳動軸18與前傳動軸20之間劃分動力。后差速器22在分別驅(qū)動左后車輪28 和右后車輪30的左后車軸24與右后車軸26之間劃分由后傳動軸18輸送的動力。類似地， 前差速器32在左前車輪34與右前車輪36之間劃分由前傳動軸20輸送的動力。傳動系控 制器38可調(diào)節(jié)分動箱16、后差速器22以及前差速器32劃分動力的方式。傳動系控制器 38和動力傳動系統(tǒng)控制器14可為單獨的通信控制器或可為單個集成的控制器。
[0010] 圖2示出了構(gòu)造成將來自傳動軸18的動力分配到左車軸24和右車軸26的電子 鎖止式后差速器22。差速器殼體50可固定至車輛結(jié)構(gòu)或可隨左車軸和右車軸平移。在任 意實施例中，殼體50不相對于車輛旋轉(zhuǎn)。錐形小齒輪52固定至傳動軸18并且與錐形環(huán)形 齒輪54嚙合。錐形小齒輪52可物理地偏移以使傳動軸18的軸線從車軸24和26的軸線 下面經(jīng)過，建立準雙曲面齒輪關(guān)系。錐形環(huán)形齒輪54固定至行星齒輪架56。錐形行星齒輪 58被支撐用于繞固定至行星齒輪架56的銷60旋轉(zhuǎn)。錐形左側(cè)齒輪62固定至左車軸24并 且與每個錐形行星齒輪58嚙合。類似地，與左側(cè)齒輪62相同尺寸的錐形右側(cè)齒輪64固定 至右車軸26并且與每個錐形行星齒輪58嚙合。動力從傳動軸18傳輸至小齒輪52至環(huán)形 齒輪54以及然后被傳輸至行星齒輪架56。從行星齒輪架56,動力通過銷60傳輸至行星齒 輪58。由銷施加在每個行星齒輪58的中心處的力與由左側(cè)齒輪62和右側(cè)齒輪64在齒輪 齒上施加的力相互作用。在側(cè)齒輪的齒上的力在左車軸24和右車軸26上產(chǎn)生扭矩。為了 平衡在每個行星齒輪上的力，在側(cè)齒輪上的力是相等的。因此，左車軸上的扭矩等于右車軸 上的扭矩。當(dāng)行星齒輪58相對于行星齒輪架旋轉(zhuǎn)時，左車軸和右車軸的轉(zhuǎn)速彼此不同。然 而，在所有操作情況中，行星齒輪架的速度等于左車軸和右車軸的中間速度。在圖2中示出 的錐形齒輪差速器的轉(zhuǎn)速與扭矩關(guān)系可通過包括雙小行星齒輪組的其他齒輪布置實現(xiàn)。
[0011] 在車軸之間分配動力以使兩個車軸具有相等的扭矩，但是在大部分行車情況中期 望潛在地不相等的轉(zhuǎn)速。當(dāng)車輛在兩側(cè)輪胎上都具有良好的牽引力轉(zhuǎn)彎時，允許轉(zhuǎn)彎外側(cè) 上的輪胎比轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)上的輪胎旋轉(zhuǎn)得更快。然而，當(dāng)一個車輪失去牽引力且另一個車輪保 持牽引力時這種特性是不被期望的。例如，如果右側(cè)車輪失去牽引力，那么在右側(cè)車輪上的 扭矩產(chǎn)生作用僅增加右側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速。為了避免右側(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)，必須通過減小傳動軸扭矩 來減小在右車軸上的扭矩，這也減小了引導(dǎo)至左側(cè)車輪的扭矩。盡管左側(cè)車輪仍然具有牽 引力，但是差速器不能將可用動力引導(dǎo)至左側(cè)車輪以繼續(xù)推進車輛。在這種情況中，優(yōu)選的 是在車軸之間分配動力，以使兩個車軸具有相等的轉(zhuǎn)速但是潛在地具有不同的扭矩。
[0012] 通過將車軸直接地彼此連接、通過將兩個車軸的其中一個連接至行星齒輪架或通 過阻止行星齒輪相對于行星齒輪架旋轉(zhuǎn)，能夠強制使兩個車軸以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。圖2的差 速器包括將左側(cè)齒輪62選擇性地連接至行星齒輪架56的牙嵌式離合器，其可操作地連接 車軸。一組犬齒66固定至與錐形齒輪齒相對的左側(cè)齒輪62?；钊?8隨行星齒輪架56旋 轉(zhuǎn)?；钊?8的一部分延伸穿過行星齒輪架56中的孔。當(dāng)電流供應(yīng)給固定至殼體50的線 圈70時，活塞68被朝向右側(cè)拉動，以使活塞上的齒與左側(cè)齒輪62上的齒66接合?？身憫?yīng) 于駕駛員請求由傳動系控制器38供應(yīng)電流。當(dāng)去除電流時，復(fù)位彈簧72驅(qū)動活塞返回到 左側(cè)。當(dāng)牙嵌式離合器被接合時，行星齒輪架56、左車軸24以及右車軸26都以相同轉(zhuǎn)速旋 轉(zhuǎn)。由環(huán)形齒輪54施加在行星齒輪架56上的扭矩通過兩個不同的機構(gòu)傳輸至車軸。一些 扭矩可如以上所述通過銷60和側(cè)齒輪傳輸。這部分扭矩可均等地分配至兩個車軸。剩余 的扭矩通過牙嵌式離合器從行星齒輪架56僅輸送至左側(cè)車軸24。如果右側(cè)車輪失去牽引 力，那么幾乎所有的扭矩通過牙嵌式離合器輸送至左側(cè)車輪。如果左側(cè)車輪失去牽引力，那 么通過銷和行星齒輪輸送至左側(cè)齒輪的扭矩通過牙嵌式離合器循環(huán)返回行星齒輪架56,使 得幾乎所有的扭矩最終被傳遞至右側(cè)車輪。
[0013] 盡管圖2示出了后差速器22,但是前差速器32可被相似地構(gòu)造。分動箱16可利 用中心差速器在后傳動軸18與前傳動軸20之間分配動力。盡管在正常情況下扭矩是成 比例的，但是可使中心差速器偏置以輸送不相等的扭矩至前傳動軸和后傳動軸。中心差速 器還可使用與以上描述的機構(gòu)類似的鎖定部件以轉(zhuǎn)變到相等轉(zhuǎn)速、可變扭矩劃分的操作模 式。前輪驅(qū)動車輛也使用差速器，盡管該差速器可被集成到帶有變速器的共同殼體中。在 前輪驅(qū)動應(yīng)用中，通常通過