四轮驱动车辆控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于操作车辆的四轮驱动动力系统的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：响应于需要从四轮驱动模式转换至两轮驱动模式：将分动器输出至二级动力传动系统的扭矩减小至较低的第一水平并且使二级动力传动系统的断开装置分离；在持续时间内将分动器输出的扭矩从较低的第一水平增加至较高的第二水平；并在该持续时间后，减小分动器扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】四轮驱动车辆控制系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月5日提交的名称为“Four-WheelDriveVehicleControlSystemandMethods”的美国临时专利申请No.62/292,130的优先权，其全部内容通过引用并入本文中以用于所有目的。
本申请一般地涉及用于车辆系统中在四轮驱动与两轮驱动之间转换的系统和方法。
技术介绍
现代车辆通常包括两轮驱动模式和四轮驱动模式，其中在两轮驱动模式中，动力可以选择性地分配到两个轮子，而在四轮驱动模式中，动力可以选择性地分配到四个轮子。不同大小的车辆通常包括两轮驱动和四轮驱动，以便在变化的牵引条件期间通过转换至四轮驱动模式而实现更好的操纵性，同时仍然能够在需要较少牵引时转换至两轮驱动模式以降低燃料消耗并减少功率损失。对于可切换驱动模式的车辆，需要用于接合和分离诸如车轴和轴的传动系统部件的设备和系统。例如，许多具有两轮驱动模式和四轮驱动模式的车辆包括用于将从发动机输出的动力选择性地分配给前轮和后轮的分动器。具体地，诸如离合器之类的分动器断开件可被包括在分动器内或接近分动器以用于在两轮和四轮驱动模式之间切换。在两轮驱动模式中，分动器断开件可以与二级动力传动系统分离以切断至二级动力传动系统的扭矩传输，从而仅向主动力传动系统及其车轮(例如，前轮或后轮)提供扭矩。同时，在两轮驱动模式期间，分动器和断开件可以将发动机输出的动力传输给仅两个车轮(前轮或后轮)，在四轮驱动模式期间传输给全部四个车轮。一些车辆动力传动系统可以包括附加的断开装置，这些附加的断开装置可以放置在各种区域中，包括放置在车轮端、一个或多个车轴处、或者沿着驱动轴之一，以用于向四个车轮中的每个车轮更定向地输送扭矩。例如，动力系统可以在前轴和/或后轴中包括断开装置，以选择性地将扭矩传输至前轴或后轴上的每个车轮。尤其，在二级动力传动系统中可以包括附加的断开装置。在四轮驱动模式期间，二级动力传动系统断开件可以在二级动力传动系统的部件之间进一步分配从分动器接收的扭矩。例如，二级动力传动系统断开件可定位在分动器和二级动力传动系统的一个车轮之间，以选择性地将扭矩传输至二级动力传动系统的仅一个车轮或者二级动力传动系统的两个车轮。通过在前轴和/或后轴中包括一个或多个断开装置，可以改变传输至车轴的每个车轮的相对扭矩量。断开装置通常涉及某种形式的离合器，其可以移动以连接或断开两个可旋转部件，例如两个轴。例如，断开装置可以包括电机、电磁线圈或移动离合器以连接或断开两个可旋转部件的其他致动器。通过使用断开系统，车辆具有根据驾驶条件和操作员意愿在不同驱动模式之间进行切换的能力，从而更加多功能化。典型地，当被命令转换至4×2模式时，分动器离合器移动至分离位置，以停止将扭矩传输至前轴或后轴中的一个。此外，当转换至4×2模式或当处于4×2模式时，可能需要使断开装置分离以减少摩擦损失和燃料消耗。然而，本专利技术人已经认识到，当使分动器离合器分离时，位于二级动力传动系统中的断开装置可能不分离。因此，在这里称为“挤压扭矩(pinchtorque)”的作用中使分动器离合器分离后，二级动力传动系统断开装置可能保持接合。同样地，当在4×2模式中，通过接合的断开装置而保持耦合的动力传动系统的部件--如传动轴、差速器和一个或多个半轴，可以继续旋转。因此，在当分动器转换至4×2模式时断开装置不能分离的实例中，由接合的断开装置连接的旋转的动力传动系统部件会引起摩擦损失的增加，这样，燃料消耗可能增加。本文中专利技术人已经开发了各种方法来解决这些问题。
技术实现思路
因此，在一个示例中，与断开系统相关联的上述问题可以至少部分地通过以下方法来解决，所述方法包括：响应于从四轮驱动模式至两轮驱动模式的需要转换，将输出至二级动力传动系统的分动器扭矩减小至较低的第一水平并且使二级动力传动系统的断开装置分离；在持续时间内将输出的分动器扭矩从较低的第一水平增加至较高的第二水平；并且在持续时间之后，减小分动器扭矩。通过这种方式，当离合器保持接合时，通过增加输入至动力传动系统断开离合器的扭矩，离合器可以被释放到分离位置。因此，在最初减小输入至动力传动系统断开离合器的扭矩之后增加输入的扭矩确保了使断开离合器分离并且使两个旋转轴解耦。具体而言，动力传动系统断开离合器的套环齿可以自由滑动，而从与一个轴的接合中脱离，可以不因剩余扭矩而被压缩并且避免滑动和移位到分离位置。分动器扭矩的短暂提升(ramp-up)释放无任何剩余扭矩的动力传动系统断开离合器套环，因此可以自由且无延迟地转换。通过在两轮驱动模式期间使断开离合器分离，可以减小摩擦阻力损失并且因此降低燃料消耗。应该理解的是，提供如上的概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式部分中进一步说明的概念的选择。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决如上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出根据本公开的车辆的示例性动力系统的示意图。图2示出根据本公开的车辆的示例性动力系统控制系统的示意图。图3示出根据本公开的用于控制车辆动力系统诸如图1所示的动力系统的示例性方法的流程图。图4示出根据本公开的用于基于来自车辆操作员的输入来控制车辆动力系统诸如图1所示的动力系统的示例性方法的流程图。图5示出根据本公开的用于基于车辆运行参数控制车辆动力系统诸如图1所示的动力系统的示例性方法的流程图。图6示出根据本公开的用于当检测到滑动事件时用于转换至四轮驱动模式的示例性方法的流程图。图7示出根据本公开的用于控制车辆动力系统(诸如图1所示的动力系统)的电磁断开装置的操作的示例方法的流程图。图8示出根据本公开的用于转换至四轮驱动模式的示例方法的流程图。图9示出描绘根据本公开的在从两轮驱动模式向四轮驱动模式转换期间施加至二级动力传动系统部件的扭矩的示例变化的曲线图。图10示出根据本公开的用于转换至两轮驱动模式的示例性方法的流程图。图11示出描绘根据本公开的在从四轮驱动模式向两轮驱动模式转换期间施加至二级动力传动系统部件的扭矩的示例变化的曲线图。图12示出描绘根据本公开的在车辆运行期间施加至二级动力传动系统部件的扭矩的示例变化的曲线图。图13示出根据本公开的用于控制车辆动力传动系统诸如图1所示的动力传动系统的分动器的操作的示例方法的流程图。图14示出根据本公开的用于确定车辆动力系统(诸如图1所示的动力系统)的定向驱动模式的示例性方法的流程图。图15示出根据本公开的用于识别在车辆动力传动系统(诸如图1所示的动力传动系统)中在两轮驱动模式和四轮驱动模式之间转换时的转换错误的示例性方法的流程图。具体实施方式以下的详细说明涉及道路车辆中用于在两轮驱动模式和四轮驱动模式之间切换的系统和方法。图1中示出了车辆动力系统的示例性实施方式，包括用于向车辆提供动力的发动机、传动装置、各种车轴和轴、以及车轮。车辆动力系统可以由动力系统控制系统控制，图2中示出了其一个示例。具体地，动力系统控制系统可调节分动器和二级动力传动系统断开装置的一个或多个的操作，以在四轮驱动模式与两轮驱动模式之间切换，如图3的示例方法中所述。在一些示例中，例如图4所示的示例性方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：响应于需要从四轮驱动模式转换至两轮驱动模式：将分动器输出至二级动力传动系统的扭矩减小至较低的第一水平并且使所述二级动力传动系统的断开装置分离；将所述分动器输出的扭矩从所述较低的第一水平增加至较高的第二水平；以及将所述分动器输出的扭矩从所述较高的第二水平降低，以使所述二级动力传动系统分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.05 US 62/292,1301.一种方法，包括：响应于需要从四轮驱动模式转换至两轮驱动模式：将分动器输出至二级动力传动系统的扭矩减小至较低的第一水平并且使所述二级动力传动系统的断开装置分离；将所述分动器输出的扭矩从所述较低的第一水平增加至较高的第二水平；以及将所述分动器输出的扭矩从所述较高的第二水平降低，以使所述二级动力传动系统分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，由车辆操作员命令需要从所述四轮驱动模式转换至所述两轮驱动模式。3.根据权利要求1所述的方法，其中，由车辆控制器基于车辆运行状况命令需要从所述四轮驱动模式转换至所述两轮驱动模式，所述运行状况包括以下一个或多个：节流阀位置，加速踏板位置，轮速，环境温度，转向角，车辆偏航，挡风玻璃刮水器状态，诸如运动、经济、冬季等驾驶员可选模式控制，制动压力，防抱死制动控制状态，海拔，胎压，雾灯状态，乘坐情况，驾驶习惯，天气预报，导航路线路况，地形和交通状况。4.根据权利要求1所述的方法，其中，增加所述分动器输出的扭矩包括：在持续时间内将所述分动器输出的扭矩从所述较低的第一水平升高至所述较高的第二水平，并且在所述持续时间之后，将所述分动器输出的扭矩降低至零，以停止向所述二级动力传动系统传输扭矩。5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，响应于所述分动器输出的扭矩达到所述较低的第一水平而开始增加所述分动器输出的扭矩。6.根据权利要求1或4所述的方法，其中，一旦所述分动器输出的扭矩达到所述较低的第一水平，则在等待持续时间之后开始增加所述分动器输出的扭矩。7.如权利要求1或4所述的方法，其中，响应于确定所述断开装置保持在接合位置，开始输出所述分动器的扭矩。8.根据权利要求1或4所述的方法，其中，仅当所述断开装置在所述分动器输出的扭矩降低至所述较低的第一水平之后不分离时，才增加所述分动器输出的扭矩以转换至所述两轮驱动模式，并且当所述断开装置在所述分动器输出的扭矩降低至所述较低的第一水平之后分离时，所述分动器输出的扭矩保持在所述较低的第一水平。9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述两轮驱动模式期间，所述二级动力传动系统包括的一个或多个动力传动系统部件不被所述发动机驱动。10.根据权利要求1所述的方法，其中，增加所述分动器的扭矩包括：增加至分动器断开离合器的致动器的电流和电压中的一个或多个，以将所述分动器断开离合器的离合器套环移动至接合位置，在所述接合位置所述二级动力传动系统耦合至所述分动器并接收从发动机输出的扭矩。11.根据权利要求1所述的方法，其中，降低和减小所述分动器的扭矩包括：减少至分动器断开离合器的致动器的电流和电压中的一个或多个，以将所述分动器断开离合器的离合器套环移动至分离位置，在所述分离位置所述二级动力传动系统未耦合至所述分动器并不接收从发动机输出的扭矩。12.根据权利要求1所述的方法，其中，降低所述分动器的扭矩包括：将所述分动器的扭矩逐步降低至所述较低的第一水平。13.一种系统，包括：车辆动力系统，包括：发动机；分动器；主动力传动系统，所述主动力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·克里斯滕森，O·B·兰德尔，C·J·布德罗，
申请(专利权)人：沃恩自动化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US