，正常的離合功能和正常的傳動(dòng)功能
[0233] · 6X4操作模式，其對(duì)車輛提供最大正向牽引力
[0234] ?在車輛較高速度時(shí)，諸如當(dāng)車輛以巡航速度或高于巡航速度操作時(shí)，包括執(zhí)行交 通的操縱和越過較低的坡度，雙范圍軸脫開系統(tǒng)104對(duì)車輛提供：
[0235] ?接近要求速度的動(dòng)力源運(yùn)行速度，以在巡航速度或高于巡航速度時(shí)優(yōu)化燃料效 率
[0236] ?增大的動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩，其允許變速箱113保持直接的齒輪驅(qū)動(dòng)，以在巡航速度或高 于巡航速度時(shí)提高效率
[0237] · 6 X 2操作模式，其在巡航速度或高于巡航速度時(shí)提供提高的效率
[0238] ?當(dāng)從車輛較低速度加速巡航速度時(shí)，雙范圍軸脫開系統(tǒng)104對(duì)車輛提供：
[0239] ?驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的中斷和恢復(fù)，其可與變速箱113的加速變換相比擬
[0240] ?從6 X 4操作模式光滑地過渡到6 X 2操作模式
[0241] ?光滑過渡的同時(shí)增加動(dòng)力源108的轉(zhuǎn)速
[0242] ?當(dāng)從巡航速度減速到較低速度來減慢車輛時(shí)，或當(dāng)要求提高動(dòng)力輸出時(shí)：
[0243] ?驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的中斷和恢復(fù)，其可與變速箱113的減速變換相比擬
[0244] ?從6 X 4操作模式光滑地過渡到6 X 2操作模式，其允許降低動(dòng)力源108的轉(zhuǎn)速
[0245] ?光滑過渡的同時(shí)降低動(dòng)力源108的轉(zhuǎn)速
[0246] 包括雙模式分級(jí)變換控制器200、300的雙范圍軸脫開系統(tǒng)104考慮車輛多個(gè)操作 狀態(tài)，以提供后軸最佳的嚙合（軸換低速檔）和后軸的脫開嚙合（軸換高速檔）。
[0247] 雙模式分級(jí)變換控制器200、300組合邏輯塊和數(shù)字補(bǔ)償器，它們互相合作來執(zhí)行 雙范圍軸脫開系統(tǒng)104光滑的變換。數(shù)字補(bǔ)償器遵照來自傳感器142、143、144、145的反 饋信息進(jìn)行動(dòng)作，以及遵照從動(dòng)力源108、變速箱113或車輛其它部件獲得的車輛系統(tǒng)變化 的信息進(jìn)行動(dòng)作，以提供相補(bǔ)償和增益補(bǔ)償而確保光滑的響應(yīng)。組合的邏輯塊和補(bǔ)償器策 略允許探測(cè)、致動(dòng)和控制待要不一起設(shè)置的元件，例如，那里，動(dòng)力源是受控的元件，且探測(cè) 和致動(dòng)發(fā)生在車輛的軸水平處。該方法不同于通常的軸控制的實(shí)施方式，其中，所有的探 測(cè)致動(dòng)和控制均發(fā)生在軸的水平上，這可被稱作共同定位控制。由雙模式分級(jí)變換控制器 200、300實(shí)施的控制策略的另一特征是補(bǔ)償?shù)拈g斷特征，其只在雙范圍軸脫開系統(tǒng)104變 換時(shí)發(fā)生，而在所有其它時(shí)間補(bǔ)償保持不工作。作為非限制性實(shí)例，補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)可以是數(shù)字 PID (比例-積分-導(dǎo)數(shù)的）控制器，或是沒有PID補(bǔ)償?shù)囊浑A、二階、三階或更高階的數(shù)字 轉(zhuǎn)移函數(shù)，以為要求的控制行為，實(shí)現(xiàn)相補(bǔ)償和增益補(bǔ)償。
[0248] 軸控制邏輯塊和數(shù)字補(bǔ)償?shù)哪康氖遣倏v多個(gè)控制變量，以達(dá)到光滑方式的加速變 換和減速變換。通過控制動(dòng)力源108或變速箱113,傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)系統(tǒng)速度可被操 縱，同時(shí)，確保不存在對(duì)安全有危害的車輛控制功能，這些功能會(huì)排除雙范圍軸脫開系統(tǒng) 104的變換。此外，動(dòng)力源108的控制器218和變速箱113(若適用的話）的控制器219的 自然帶寬以及它們相關(guān)的決定邏輯塊也必須加以考慮。例如，控制器可具有諸如速度控制、 轉(zhuǎn)矩控制或速度/轉(zhuǎn)矩限值控制之類的好幾個(gè)超載模式。雙模式分級(jí)變換控制器200、300 必須選擇合適的控制模式（以確保對(duì)于同步器150、152上游和下游的合適范圍的軸速度 和轉(zhuǎn)矩值）并連同合適的數(shù)字補(bǔ)償和有限狀態(tài)機(jī)器邏輯塊，于是，雙模式分級(jí)變換控制器 200、300不會(huì)不利地影響來自動(dòng)力源108或變速箱113的響應(yīng)。還有，由于諸如動(dòng)力源118 和變速箱113那樣的上游動(dòng)態(tài)系統(tǒng)具有較高的帶寬，所以，動(dòng)力源108可能對(duì)軸響應(yīng)有影響 的任何控制操縱要求：軸控制補(bǔ)償提供合適的相裕度和合適的增益裕度，以確保雙范圍軸 脫開系統(tǒng)104光滑的變換。對(duì)于雙模式分級(jí)變換控制器200、300還為重要的是考慮任何中 間的動(dòng)態(tài)特性，其可發(fā)生在動(dòng)力源108和串列軸組件102之間。
[0249] 根據(jù)所提供的專利狀況，已經(jīng)在被認(rèn)為代表本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中描述了本發(fā) 明。然而，應(yīng)該指出的是，本發(fā)明可以不同于具體圖示和描述的其它方式來實(shí)踐，而不會(huì)脫 離本發(fā)明的精神或范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于車輛的串列軸組件的分級(jí)控制系統(tǒng)，該分級(jí)控制系統(tǒng)包括： 車輛水平控制器，車輛水平控制器與車輛的動(dòng)力源和變速箱中的至少一個(gè)連通； 致動(dòng)器，其與串列軸組件的一部分驅(qū)動(dòng)地嚙合； 變換控制器，其與車輛水平控制器和致動(dòng)器連通，變換控制器能夠使用致動(dòng)器將串列 軸組件設(shè)置在至少第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中；以及 傳感器，其與變換控制器連通，所述傳感器通訊有關(guān)串列軸組件一部分的操作狀態(tài)的 信息，其中，響應(yīng)于傳感器和車輛動(dòng)力源和變速箱中至少一個(gè)的操作狀態(tài)，變換控制器調(diào)整 將串列軸組件設(shè)置在第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中的至少一個(gè)狀態(tài)的方式。
2. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括車輛監(jiān)控 層，所述車輛監(jiān)控層監(jiān)控形成串列軸組件一部分的雙范圍軸脫開系統(tǒng)的操作。
3. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括變換策略 層，所述變換策略層確定形成串列軸組件一部分的雙范圍軸脫開系統(tǒng)的調(diào)制的變換點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括軸控制層， 所述軸控制層執(zhí)行變換形成串列軸組件一部分的雙范圍軸脫開系統(tǒng)所需的步驟，其中，變 換雙范圍軸脫開系統(tǒng)，可將串列軸組件從第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中的剩余的一個(gè)狀 態(tài)，設(shè)置到第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括引導(dǎo)控制 層，當(dāng)變換控制器啟動(dòng)時(shí)，所述引導(dǎo)控制層確保形成串列軸組件一部分的雙范圍軸脫開系 統(tǒng)的穩(wěn)定操作狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括信號(hào)處理 層，所述信號(hào)處理層實(shí)施決定邏輯塊，該決定邏輯塊允許將雙范圍軸脫開系統(tǒng)變換到自動(dòng) 化，所述雙范圍軸脫開系統(tǒng)形成串列軸組件的一部分。
7. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換控制器還包括傳動(dòng)系統(tǒng) 估計(jì)層，所述傳動(dòng)系統(tǒng)估計(jì)層使用在線的轉(zhuǎn)矩估計(jì)算法，以確定車輛變速箱是否在執(zhí)行變 換。
8. 如權(quán)利要求3所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換策略層調(diào)整變速箱的操 作模式，以便于所述變換策略層啟動(dòng)串列軸組件的變換。
9. 如權(quán)利要求3所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變換策略層還包括變換決定 邏輯模塊，所述變換決定邏輯模塊監(jiān)控動(dòng)力源、變速箱以及雙范圍軸脫開系統(tǒng)的操作狀態(tài)， 以便于所述變換策略層啟動(dòng)串列軸組件的變換。
10. 如權(quán)利要求1所述的分級(jí)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述串列軸組件還包括前軸、后 軸以及雙范圍軸脫開系統(tǒng)，其中，當(dāng)串列軸組件設(shè)置在第一操作狀態(tài)中時(shí)，雙范圍軸脫開系 統(tǒng)與前軸和后軸之一驅(qū)動(dòng)地嚙合，而當(dāng)串列軸組件設(shè)置在第二操作狀態(tài)中時(shí)，雙范圍軸脫 開系統(tǒng)與前軸和后軸兩者驅(qū)動(dòng)地嚙合。
11. 一種用于車輛的串列軸組件的分級(jí)控制系統(tǒng)，該分級(jí)控制系統(tǒng)包括： 車輛水平控制器，車輛水平控制器與車輛的動(dòng)力源和變速箱中的至少一個(gè)連通； 致動(dòng)器，其與串列軸組件的一部分驅(qū)動(dòng)地嚙合； 變換控制器，其與車輛水平控制器和致動(dòng)器連通，所述變換控制器能夠使用致動(dòng)器將 串列軸組件設(shè)置在至少第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中，所述變換控制器包括： 車輛監(jiān)控層，車輛監(jiān)控層監(jiān)控形成串列軸組件一部分的雙范圍軸脫開系統(tǒng)的操作； 變換策略層，所述變換策略層確定雙范圍軸脫開系統(tǒng)的調(diào)制變換點(diǎn)；以及 軸控制層，所述軸控制層執(zhí)行變換雙范圍軸脫開系統(tǒng)所需的步驟；以及 傳感器，其與變換控制器相連通，所述傳感器通訊有關(guān)串列軸組件一部分的操作狀態(tài) 的信息，其中，串列軸組件還包括前軸和后軸，當(dāng)串列軸組件設(shè)置在第一操作狀態(tài)中時(shí)，雙 范圍軸脫開系統(tǒng)與前軸和后軸之一驅(qū)動(dòng)地嚙合，而當(dāng)串列軸組件設(shè)置在第二操作狀態(tài)中 時(shí)，雙范圍軸脫開系統(tǒng)與前軸和后軸兩個(gè)驅(qū)動(dòng)地嚙合，并響應(yīng)于傳感器和車輛動(dòng)力源和變 速箱中至少一個(gè)的操作狀態(tài)，所述變換控制器調(diào)整將串列軸組件設(shè)置在第一操作狀態(tài)和第 二操作狀態(tài)中的至少一個(gè)狀態(tài)的方式。
12. -種使用分級(jí)控制系統(tǒng)來變換車輛的串列軸組件的方法，該方法包括如下步驟： 提供串列軸組件，所述串列軸組件包括前軸、后軸以及雙范圍軸脫開系統(tǒng)，所述串列軸 組件能夠設(shè)置在至少第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中； 提供車輛的動(dòng)力源和變速箱； 提供分級(jí)控制系統(tǒng)，所述分級(jí)控制系統(tǒng)包括： 車輛水平控制器，所述車輛水平控制器與動(dòng)力源和變速箱中的至少一個(gè)連通； 致動(dòng)器，其與串列軸組件的一部分驅(qū)動(dòng)地嚙合； 變換控制器，其與車輛水平控制器和致動(dòng)器連通，所述變換控制器能夠使用致動(dòng)器將 串列軸組件設(shè)置在至少第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中；以及 傳感器，其與變換控制器連通； 將傳感器收集到的有關(guān)串列軸組件一部分的操作狀態(tài)的信息通訊到變換控制器； 通訊有關(guān)車輛動(dòng)力源和變速箱中至少一個(gè)的操作狀態(tài)的信息；以及 響應(yīng)于傳感器所收集到的信息，來調(diào)整將串列軸組件設(shè)置在第一操作狀態(tài)和第二操作 狀態(tài)中的至少一個(gè)內(nèi)的方式。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：用所述變換控制器的車 輛監(jiān)控層來監(jiān)控雙范圍軸脫開系統(tǒng)的操作。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：用變換控制器的變換策 略層來確定雙范圍軸脫開系統(tǒng)的調(diào)制的變換點(diǎn)。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：用所述變換控制器的軸 控制層來執(zhí)行變換雙范圍軸脫開系統(tǒng)所需的步驟，其中，變換所述雙范圍軸脫開系統(tǒng)，可將 串列軸組件從第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中的剩余的一個(gè)狀態(tài)，設(shè)置到第一操作狀態(tài)和 第二操作狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：當(dāng)變換控制器啟動(dòng)時(shí)， 用所述變換控制器的引導(dǎo)控制層來確保雙范圍軸脫開系統(tǒng)的穩(wěn)定操作狀態(tài)。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：用所述變換控制器的信 號(hào)處理層來實(shí)施決定邏輯塊，所述決定邏輯塊允許將雙范圍軸脫開系統(tǒng)變換到自動(dòng)化。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：使用在線的帶有變換控 制器的傳動(dòng)系統(tǒng)估計(jì)層的轉(zhuǎn)矩估計(jì)算法，來確定車輛變速箱是否在執(zhí)行變換。
19. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟：調(diào)整變速箱的操作模 式，以便于所述變換策略層啟動(dòng)串列軸組件的變換。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述變換策略層還包括變換決定邏輯模 塊，所述變換決定邏輯模塊監(jiān)控動(dòng)力源、變速箱以及雙范圍軸脫開系統(tǒng)的操作狀態(tài)，以便于 所述變換策略層啟動(dòng)串列軸脫開組件的變換。
【專利摘要】本文提供用于車輛的串列軸組件(102)的分級(jí)控制系統(tǒng)和方法。分級(jí)控制系統(tǒng)包括車輛水平控制器、致動(dòng)器(104)、變換控制器(124)以及傳感器。變換控制器(124)能夠使用致動(dòng)器(104)將串列軸組件(102)設(shè)置在至少第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中。響應(yīng)于傳感器和車輛傳動(dòng)系統(tǒng)(100)的動(dòng)力源(108)和變速箱中至少一個(gè)的操作狀態(tài)，變換控制器調(diào)整將串列軸組件(102)設(shè)置在第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)中的至少一個(gè)狀態(tài)的方式。分級(jí)控制系統(tǒng)便于以自動(dòng)方式或按照車輛操作者要求來執(zhí)行變換程序，不過度地增加串列軸組件的成本和復(fù)雜性。
【IPC分類】B60K23-08, B60K17-36, B60W50-00
【公開號(hào)】CN104781098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380057093
【發(fā)明人】R·A·內(nèi)魯姆斯, A·蘇里亞納拉亞南, S·A·喬希, S·C·克里希南, D·G·斯邁德利, R·K·馬克維切, S·倫伽納坦, S·J·維索羅斯基
【申請(qǐng)人】德納重型車輛系統(tǒng)集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2013年11月1日
【公告號(hào)】EP2914452A1, US9020715, US20140129100, WO2014071139A1