[发明专利]四轮驱动车辆控制系统和方法

说明书

本发明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。

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-Wheel Drive Vehicle ControlSystem and Methods”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。

技术领域

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。

背景技术

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，本发明人已经认识到，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(pinch torque)”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。本文中发明人已经开发了各种方法来解决这些问题。

发明内容