全輪驅動斷開離合器控制方法
2023-06-30 14:16:46 1
全輪驅動斷開離合器控制方法
【專利摘要】一種控制車輛動力傳動系統的方法包括使連接差速器輸出和車輪的離合器斷電、當差動組件的速度小於參考速度時通過脈衝調製離合器使所述組件轉動通過機油箱，以及在所述組件的速度超過參考速度並且當離合器斷電時啟動的計時器的計數超過參考計數的同時循環地脈衝調製離合器。
【專利說明】全輪驅動斷開離合器控制方法
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及在機動車輛的全輪驅動(AWD)系統的斷開離合器斷電的情況下操作時保護機動車輛的全輪驅動(AWD)系統的組件，尤其是其差速器(differential)和半軸。
【背景技術】
[0002]當AWD動力傳動系統在斷開模式操作時，準雙曲面齒輪環和小齒輪齒輪(hypoidring and pinion gears)以及後輪驅動單元(Rear Drive Unit) (RDU)的其中一個輸出軸通過低阻力扭矩離合器與動力傳動系統斷開，由此防止轉動運動和扭矩從發動機和車輪向準雙曲面齒輪環和小齒輪齒輪以及驅動軸的傳遞。第一 RDU輸出軸以對應於車輛速度的速度轉動，其中第一 RDU輸出軸連接至其各自的差速器側齒輪(differential side gear)。第二 RDU輸出軸以與第一輸出軸相同的速度、但在相反方向轉動，其中第二 RDU輸出軸與動力傳動系統斷開。被稱為差速(differential speed)的、貫穿差速器總成的相對速度是第一輸出軸的轉動速度的兩倍。
[0003]AffD斷開系統的目的是當未接合時使AWD系統的寄生損耗降至最低，因此明顯提高大多數驅動情況下的燃料經濟性。當在AWD斷開模式時，最大車輛速度時的差速會非常高。如果準雙曲面齒輪環和小齒輪齒輪靜止，則差速器外殼不轉動。因此，包含在差速器外殼內、以高的差速轉動的差速器小齒輪可以保持在機油箱油液面之上一段延長的時間。該情況降低了排出熱量的能力。
[0004]之前的解決方案包含增加特殊的表面處理、例如軸承這樣的額外部件以及更加複雜的潤滑方法，所有這些都增加了 RDU的成本。需要一種防止由於在AWD斷開模式中在經歷高的相對速度的交界面處的排熱不足引起的對RDU差速器和輸出軸的損壞的技術。
【發明內容】
[0005]一種控制車輛動力傳動系統的方法，包括使連接差速器輸出和車輪的離合器斷電、當差速器組件的速度小於參考速度時通過脈衝調製離合器使所述差速器組件轉動通過機油箱，以及在所述組件的速度超過參考速度並且當離合器斷電時啟動的計時器的計數超過參考計數的同時循環地脈衝調製離合器。
[0006]該方法使寄生損耗降至最低，與此同時根據AWD狀態、車輛速度和RDU液體機油箱溫度通過脈衝調製離合器來降低差速並轉動差速器外殼以防止損壞硬體，從而在沒有令人反感的噪音的情況下保護硬體。
[0007]該方法利用校準的離合器脈衝頻率使差速器外殼轉動從而確保不會超過硬體的結構限制。這使得差速器小齒輪能夠以預先確定的頻率轉動並且掠過潤滑機油箱。優化離合器脈衝的頻率和持續時間從而在最小寄生損耗的情況下保護硬體。
[0008]根據以下詳細的說明書、權利要求書和附圖，優選實施例的適用範圍將顯而易見。應當理解的是，說明和具體的實施例儘管表明本發明的優選實施方式，但僅通過說明的方式給出。對說明的實施方式和實施例的各種改變和修飾對所屬領域的技術人員來說將是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]通過參照以下說明並且結合附圖，本發明將更加容易理解，附圖中:
[0010]圖1是表不AWD動力系統和相關的控制系統的不意圖；
[0011]圖2A和2B是分別表示在AWD斷開和連接的情況下的RDU差速器的示意圖；
[0012]圖3是表示相對於機油箱中潤滑劑的液面的差速器的齒輪的高度的RDU的剖面圖；
[0013]圖4是控制AWD離合器的邏輯流程圖；以及
[0014]圖5是通過分動箱的後部得到的剖面圖。
【具體實施方式】
[0015]參照圖1、2A和2B，機動車輛的動力系統10包括:例如內燃發動機這樣的發動機12 ;產生多個向前驅動速比和反向驅動的驅動橋13 ;在驅動橋的輸出和前驅動輪18、20之間傳遞轉動動力的半軸14、16 ；RDU22 ;驅動軸24 ;在驅動橋的輸出和驅動軸之間傳遞轉動動力的動力輸出單元(PTU) 26 ;以及交替可驅動地連接和斷開RDU的輸出與後驅動輪30、32的AWD離合器28。
[0016]RDU22包括差速器總成34，差速器總成34包括通過軸40連接至車輪30的差速器偵U齒輪36以及通過軸42連接至AWD離合器28的差速器側齒輪38。軸44將後車輪32連接至AWD離合器28的輸出。
[0017]圖2B表示處在連接模式的AWD動力系統10，其中AWD離合器28通電，由此使動力從RDU22傳遞至後車輪30、32。圖2A表示處在斷開模式的AWD動力系統10，其中AWD離合器28斷電，藉此軸42在與軸40的轉動方向相反的方向並以相同的速度轉動。
[0018]圖3是在通過RDU外殼的直徑面得到的剖面圖，表示差速器機構34，該差速器機構34包括:環形齒輪52，環形齒輪52連接至差速器外殼50並且通過銷(pin) 54連接至差速器軸56，差速器軸56圍繞與軸40、42、44的軸線實質上平行的橫軸線旋轉；差速器小齒輪58、60，其與差速器軸一起旋轉並且支承在差速器軸上從而圍繞差速器軸的軸線轉動；以及差速器側齒輪36、38，其與差速器小齒輪58、60連續地嚙合。
[0019]當環形齒輪52和差速器外殼50靜止時，線條62表示外殼的機油箱64中的液壓潤滑劑的上表面。
[0020]由於離合器28是低阻力離合器，因此當動力系統10處在AWD斷開模式時RDU的環形齒輪52可以完全不轉動。因此，如果環形齒輪52靜止，則差速器小齒輪58、60可以保持在油槽液面之上一段延長的時期或者無期限。
[0021]參照圖4的邏輯流程圖，在步驟70進行測試確定AWD系統是否在連接模式或斷開模式操作。如果測試70的結果是邏輯假，則重新執行步驟70。如果測試70的結果是邏輯真，則優選地通過測量確定車輛參數。在步驟72確定測量或推斷的車輛10的速度；在步驟74確定測量或推斷的差速器外殼50的速度；在步驟76確定測量或推斷的RDU機油箱64的溫度。[0022]在步驟78優選地通過與表1類似的查找表格根據車輛速度和RDU機油箱64的溫度確定差速器外殼50的參考速度。
[0023]類似地，在步驟80優選地通過與表格I類似的查找表格根據車輛速度和RDU機油箱64的溫度確定發生在斷開模式開始並且其開始在步驟70得到證實之後的外殼50的旋轉次數。由於在AWD斷開模式過程中的離合器阻力均勻，外殼50可以緩慢地轉動。
[0024]
【權利要求】
1.一種控制車輛動力傳動系統的方法，其特徵在於，包含: (a)使連接組件和車輛車輪的離合器斷電； (b)當組件的速度小於參考速度時，通過脈衝調製離合器使所述組件轉動通過機油箱； (c)在所述組件的速度超過參考速度並且當離合器斷電時啟動的計時器的計數超過參考計數的同時循環地脈衝調製離合器。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，脈衝調製離合器包含交替地使離合器斷電和通電，與此同時離合器可驅動地連接至轉動動力源。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(b)進一步包含根據車輛速度和機油箱中潤滑劑的溫度來確定將要施加至驅動離合器的裝置的電流量以及電流施加至裝置的周期的長度。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(c)進一步包含根據車輛速度和機油箱中潤滑劑的溫度來確定將要施加至驅動離合器的裝置的第二電流量以及電流施加至裝置的周期的第二長度。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(c)進一步包含根據車輛速度和機油箱中潤滑劑的溫度來確定參考計數。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，使所述組件轉動通過機油箱中的潤滑劑將潤滑劑提供至以下(i)?(V)中的至少一個:(i)差速器的小齒輪的中心孔和差速器的軸之間的交界面；(ii)所述小齒輪的止推面和各自的止推墊圈之間的交界面；(iii)差速器的側齒輪的止推面和各自的止推墊圈之間的交界面；(iv)所述小齒輪和所述齒輪的嚙合齒；以及(V)差速器的輸出軸和差速器的外殼中的軸頸孔之間的交界面。
【文檔編號】B60W40/105GK103538584SQ201310291387
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月11日 優先權日:2012年7月11日
【發明者】查爾斯·E·克雷斯託夫, 雅各布·M·波威克, 凱文·M·沙利文, 韋恩·B·烏裡克, 查爾斯·G·哈廷格, 託馬斯·E·戈切諾, 安德裡亞斯·E·波拉克斯 申請人:福特全球技術公司