鎖止式差速器控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及車(chē)輛控制領(lǐng)域。更具體地，本公開(kāi)涉及鎖止式差速器控制。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，在車(chē)輛一側(cè)的車(chē)輪必須比在車(chē)輛另一側(cè)的車(chē)輪行駛得更遠(yuǎn)。為了 適應(yīng)上述情況，許多車(chē)輛使用差速器，在車(chē)軸之間允許速度差時(shí)差速器把來(lái)自變速器輸出 的動(dòng)力在左側(cè)和右側(cè)車(chē)軸之間的分離。輸送到每個(gè)車(chē)軸的扭矩是大致相等的。當(dāng)車(chē)輛遭遇 惡劣的路況時(shí)，差速器的表現(xiàn)可能是不利的。如果其中一個(gè)車(chē)輪失去牽引力，那么施加在該 車(chē)輪上的扭矩會(huì)快速地減小。盡管相對(duì)的車(chē)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(duì)車(chē)輪上的扭矩。為了彌補(bǔ)此缺點(diǎn)，一些車(chē)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(chē)軸或右側(cè)車(chē)軸，使得它們一致地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在鎖定情況下時(shí)， 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(duì)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(chē)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(lái)自輸入軸的的動(dòng) 力分配至輸出軸并且限制軸的轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)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(cè)量出的差速器轉(zhuǎn)速超過(guò)閾值時(shí)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(dòng)軸并且第一和第二輸出軸可分別 為左車(chē)軸和右車(chē)軸。
[0004] 控制鎖止式差速器的方法包括周期性地測(cè)量第一輸出軸與第二輸出軸之間的轉(zhuǎn) 速差以及通過(guò)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(jìn)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(cè)量流體的溫度。可替代地，可基于環(huán)境溫度、保溫時(shí)間和車(chē)速歷史推斷流體溫度。如 另一可替代地，可通過(guò)周期性地測(cè)量變速器流體的溫度來(lái)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(shuō)明】
[0005] 圖1是車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)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(shí)施方式】
[0008] 本文描述了本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開(kāi)的實(shí)施例僅是實(shí)例并且其他 實(shí)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(xì)節(jié)。因此，本文所公開(kāi)的具體的結(jié)構(gòu)性和功能性的細(xì)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(shí)施本發(fā)明的代表性 基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，參考任意一個(gè)附圖所示出和描述的多種部件能夠與一 個(gè)或更多個(gè)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(shí)施例。示出的部件 的組合為典型的應(yīng)用提供代表性的實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)相一致的部件的多種組 合和修改對(duì)于特定的應(yīng)用和實(shí)施是被期望的。
[0009] 圖1示出了四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系構(gòu)造的實(shí)例。實(shí)線表示機(jī)械動(dòng)力的流 動(dòng)。虛線表示信息信號(hào)的流動(dòng)。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)輛需要。發(fā)動(dòng)機(jī)10和變速器12可響應(yīng)來(lái)自動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制器14的信號(hào)。分 動(dòng)箱16在后傳動(dòng)軸18與前傳動(dòng)軸20之間劃分動(dòng)力。后差速器22在分別驅(qū)動(dòng)左后車(chē)輪28 和右后車(chē)輪30的左后車(chē)軸24與右后車(chē)軸26之間劃分由后傳動(dòng)軸18輸送的動(dòng)力。類(lèi)似地， 前差速器32在左前車(chē)輪34與右前車(chē)輪36之間劃分由前傳動(dòng)軸20輸送的動(dòng)力。傳動(dòng)系控 制器38可調(diào)節(jié)分動(dòng)箱16、后差速器22以及前差速器32劃分動(dòng)力的方式。傳動(dòng)系控制器 38和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制器14可為單獨(dú)的通信控制器或可為單個(gè)集成的控制器。
[0010] 圖2示出了構(gòu)造成將來(lái)自傳動(dòng)軸18的動(dòng)力分配到左車(chē)軸24和右車(chē)軸26的電子 鎖止式后差速器22。差速器殼體50可固定至車(chē)輛結(jié)構(gòu)或可隨左車(chē)軸和右車(chē)軸平移。在任 意實(shí)施例中，殼體50不相對(duì)于車(chē)輛旋轉(zhuǎn)。錐形小齒輪52固定至傳動(dòng)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(dòng)軸18的軸線從車(chē)軸24和26的軸線 下面經(jīng)過(guò)，建立準(zhǔn)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(xiāo)60旋轉(zhuǎn)。錐形左側(cè)齒輪62固定至左車(chē)軸24并 且與每個(gè)錐形行星齒輪58嚙合。類(lèi)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(chē)軸26并且與每個(gè)錐形行星齒輪58嚙合。動(dòng)力從傳動(dòng)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(dòng)力通過(guò)銷(xiāo)60傳輸至行星齒 輪58。由銷(xiāo)施加在每個(gè)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(chē)軸24和右車(chē)軸26上產(chǎn)生扭矩。為了 平衡在每個(gè)行星齒輪上的力，在側(cè)齒輪上的力是相等的。因此，左車(chē)軸上的扭矩等于右車(chē)軸 上的扭矩。當(dāng)行星齒輪58相對(duì)于行星齒輪架旋轉(zhuǎn)時(shí)，左車(chē)軸和右車(chē)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(chē)軸和右車(chē)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(guò)包括雙小行星齒輪組的其他齒輪布置實(shí)現(xiàn)。
[0011] 在車(chē)軸之間分配動(dòng)力以使兩個(gè)車(chē)軸具有相等的扭矩，但是在大部分行車(chē)情況中期 望潛在地不相等的轉(zhuǎn)速。當(dāng)車(chē)輛在兩側(cè)輪胎上都具有良好的牽引力轉(zhuǎn)彎時(shí)，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(gè)車(chē)輪失去牽引力且另一個(gè)車(chē)輪保 持牽引力時(shí)這種特性是不被期望的。例如，如果右側(cè)車(chē)輪失去牽引力，那么在右側(cè)車(chē)輪上的 扭矩產(chǎn)生作用僅增加右側(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速。為了避免右側(cè)輪胎旋轉(zhuǎn)，必須通過(guò)減小傳動(dòng)軸扭矩 來(lái)減小在右車(chē)軸上的扭矩，這也減小了引導(dǎo)至左側(cè)車(chē)輪的扭矩。盡管左側(cè)車(chē)輪仍然具有牽 引力，但是差速器不能將可用動(dòng)力引導(dǎo)至左側(cè)車(chē)輪以繼續(xù)推進(jìn)車(chē)輛。在這種情況中，優(yōu)選的 是在車(chē)軸之間分配動(dòng)力，以使兩個(gè)車(chē)軸具有相等的轉(zhuǎn)速但是潛在地具有不同的扭矩。
[0012] 通過(guò)將車(chē)軸直接地彼此連接、通過(guò)將兩個(gè)車(chē)軸的其中一個(gè)連接至行星齒輪架或通 過(guò)阻止行星齒輪相對(duì)于行星齒輪架旋轉(zhuǎn)，能夠強(qiáng)制使兩個(gè)車(chē)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(chē)軸。一組犬齒66固定至與錐形齒輪齒相對(duì)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(guò)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(shí)，活塞68被朝向右側(cè)拉動(dòng)，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(qǐng)求由傳動(dòng)系控制器38供應(yīng)電流。當(dāng)去除電流時(shí)，復(fù)位彈簧72驅(qū)動(dòng)活塞返回到 左側(cè)。當(dāng)牙嵌式離合器被接合時(shí)，行星齒輪架56、左車(chē)軸24以及右車(chē)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(guò)兩個(gè)不同的機(jī)構(gòu)傳輸至車(chē)軸。一些 扭矩可如以上所述通過(guò)銷(xiāo)60和側(cè)齒輪傳輸。這部分扭矩可均等地分配至兩個(gè)車(chē)軸。剩余 的扭矩通過(guò)牙嵌式離合器從行星齒輪架56僅輸送至左側(cè)車(chē)軸24。如果右側(cè)車(chē)輪失去牽引 力，那么幾乎所有的扭矩通過(guò)牙嵌式離合器輸送至左側(cè)車(chē)輪。如果左側(cè)車(chē)輪失去牽引力，那 么通過(guò)銷(xiāo)和行星齒輪輸送至左側(cè)齒輪的扭矩通過(guò)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(chē)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(dòng)箱16可利 用中心差速器在后傳動(dòng)軸18與前傳動(dòng)軸20之間分配動(dòng)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(dòng)軸和后傳動(dòng)軸。中心差速 器還可使用與以上描述的機(jī)構(gòu)類(lèi)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(dòng)車(chē)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(dòng)應(yīng)用中，通常通過(guò)