CN102933417B - 用于在机动车辆的两个轮组间分配发动机扭矩的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的设备，其中所述设备设有模式开关，该模式开关可在至少一个用于起动第一发动机扭矩分配模式的稳定的第一位置和用于起动供车辆的越野用途使用的第二发动机扭矩分配模式的不稳定的第二位置之间移动。本发明设置成，当车辆停止并且同时第二发动机扭矩分配模式被起动然后在停止持续时间T之后再次起动时，如果所述停止持续时间T小于时间延迟Tt，则起动第二分配模式，否则起动第一分配模式，其中在第二分配模式中确定车辆是否超过预定最大速度阈值。如果车辆超过预定最大速度阈值，则进行向公路模式过渡。在越野模式中，确定车辆是否在大于预定持续时间的时间期间超过一严格小于越野模式下的最大速度阈值的预定中间速度阈值，以便进行返回到公路模式的过渡。

Description

用于在机动车辆的两个轮组间分配发动机扭矩的方法和设备
技术领域
本发明涉及发动机扭矩在具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间的分配，在下文中将第一轮组和第二轮组任意地称为“前轮组”和“后轮组”。本发明尤其涉及发动机扭矩在具有四个驱动轮的车辆的前轮组和后轮组之间的分配。特别地但非限制性地，本发明涉及发动机扭矩从具有四个驱动轮的机动车辆的仍然被驱动的主轮组向以间歇方式或相比于主轮组至少以更低比例被驱动的副轮组的分配，例如从前轮组向后轮组的分配。
背景技术
具有至少四个驱动轮的车辆也称为越野车辆，它们被设计成用来克服各种障碍，为此提供适合于车辆的驾驶条件的驱动系统。当车辆处于越野模式时，车辆的行驶条件非常有限，车辆的速度相应地较低或适中。
当车辆还被设计成用于公路用途时，对于驾驶员来说有利的是能够在至少两种或甚至至少三种运行模式之间进行选择，这些运行模式可以是例如单驱动轮组运行模式、至少两个驱动轮组的公路运行模式、以及有利于使车辆以低速附着于地面的越野模式，在所述公路运行模式中，传送到前轮组的扭矩和传送到后轮组的扭矩之间的比例根据表示车辆路上行为的参数(例如车辆速度、车轮速度、加速器踏板的位置、方向盘角度、车辆的偏航角速度)变化，以便在车辆的稳定性和燃油消耗之间实现折衷。
为了允许驾驶员选择运行模式，车辆可以配备有具有数个位置的选择开关。
文献EP 1 188 596中描述了一种车辆，该车辆配备有选择开关，该选择开关具有三个位置，从而输出对应于如下运行模式的三个单独信号：双驱动轮运行模式、四驱动轮的自动公路运行模式、以及四驱动轮的锁定运行模式或越野模式。当驾驶员试图在过高的速度下起动越野模式时，该模式被禁止，并且控制保持在四驱动轮公路模式。
发明内容
本发明的目的之一是改进机动车辆的两个轮组之间的扭矩分配器的越野控制模式和公路控制模式之间的自动切换。
为此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于在具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的设备，该设备包括：
－手动的分配模式选择开关，该选择开关可至少在稳定的第一位置和不稳定的第二位置之间移动，该选择开关在驾驶员没有任何干涉时机械地从该不稳定的第二位置返回该稳定的第一位置，所述选择开关在从该第一位置变换到该第二位置时输出用于选择越野模式的瞬时信号；
－扭矩分配器，用于根据扭矩分配设定点在所述第一轮组和所述第二轮组之间分配发动机扭矩；
－用于根据至少该选择开关的运动以及该车辆的速度来生成所述扭矩分配设定点的装置，该装置包括：
－用于确定供扭矩分配使用的第一设定点值的装置；
－用于确定供扭矩分配使用的第二设定点值的装置；以及
－选择装置，该选择装置用于将第一设定点值或第二设定点值选择为扭矩分配设定点，该选择装置至少当所述选择开关输出用于选择越野模式的信号并且同时车辆速度小于用于进入越野模式的预定阈值时从该第一设定点值变换到该第二设定点值，该选择装置至少当车辆速度超过供越野模式下的最大速度使用的预定阈值时从该第二设定点值变换到该第一设定点值。
因而，越野模式的起动是手动的，而至少在满足一定条件时自动地返回到公路模式。当然，用于进入越野模式的预定阈值小于或等于供越野模式下的最大速度使用的预定阈值。这些阈值能在工厂设置期间或在车库(修理厂)进行调节，并且保存在车辆的非易失性存储器中。
当然，通过将所述选择装置设置成至少在所述选择开关输出用于选择越野模式的信号时从所述第二设定点值变化到所述第一设定点值，还可以提供从越野模式到公路模式的手动返回。
根据一个实施方式，用于生成设定点的装置包括定时器，当车辆的电源供应被切断、并且同时第二设定点值被选择然后在停止时间T之后重新建立(再次起动)时，该定时器被起动，以便如果所述停止时间T小于停留时间TR(停顿时间，时间延迟)则选择所述第二设定点值，否则选择所述第一设定点值。所述停留时间可在工厂设置期间或在车库进行调节，并且存储在车辆的非易失性存储器中。所述停留时间被选择为大于重新起动发动机所需的时间。因而，在意外失速之后可以保持越野模式被起动。
根据一个实施方式，所述选择装置设计成，当扭矩分配设定点等于第二设定点值并且车辆速度保持高于越野模式下的中间速度阈值所持续的时间段超过预定时段时，将该第一设定点值选择为扭矩分配设定点，该中间速度阈值低于供越野模式下的最大速度使用的预定阈值。因而，以中间速度行驶足够的时间段被认为表明行驶条件实际是公路行驶条件。
根据一个实施方式，该第二设定点值独立于车辆的速度。实践上，所述扭矩分配器可以被锁定以便一体地传送扭矩。
根据一个实施方式，该第一设定点值根据包括至少车辆速度的参数而变化。
根据一个实施方式，在所述第一位置，所述选择开关输出用于公路模式的连续选择信号。所述选择开关可在该第一位置和稳定的第三位置之间移动，该第一位置位于该第二和第三位置之间，所述选择开关在第三位置时输出用于选择具有单驱动轮组的模式的连续信号，用于生成扭矩分配设定点的装置包括用于确定供扭矩分配使用的第三设定点值的装置，所述选择装置能至少在所述选择开关输出第三选择信号时将所述第三设定点值选择为扭矩分配设定点。
所述选择开关然后输出三个单独信号：
－用于选择具有单驱动轮组的模式的信号，在至少只要选择开关被设定在第三位置时该信号就存在的意义上说，该信号是连续的；
－用于选择具有双驱动轮组的公路模式的信号，在至少只要选择开关被设置在第一位置时该信号就存在的意义上说，该信号是连续；
－用于选择越野模式以及用于返回公路模式的瞬时信号，该瞬时信号在选择开关经过不稳定的第二位置以选择越野模式过程中仅以瞬时方式例如以脉冲形式发出。
优选地，每个信号都通过各自的连接通道发出。为了管理选择开关的各个位置之间的过渡，在第一位置和第三位置之间的过渡期间，将选择开关设置成经过一重叠区域，在该重叠区域中同时存在用于选择公路模式的信号和用于选择具有单驱动轮组的模式的信号。出于相同的原因，将用于选择公路模式的信号设置成在选择开关被驱动到用于选择越野模式的不稳定的第二位置和用于返回选择公路模式所用的第一位置时不停止发出。因而，确保了连续监测选择开关的位置，而不会有任何阴影区域。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于在具有至少两个驱动轮组并配备有模式选择开关的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的方法，该选择开关可至少在用于起动发动机扭矩的第一分配模式的稳定的第一位置和用于起动供车辆的越野用途使用的发动机扭矩的第二分配模式的不稳定的第二位置之间移动，其特征在于，当车辆的电源供应被切断且同时发动机扭矩的第二分配模式被起动并且然后在停止时间T之后再次起动时，如果停止时间T小于停留时间Tt，则在重新起动时选择第二分配模式，否则选择第一分配模式。
根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于在具有至少两个驱动轮组并配备有模式选择开关的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的方法，所述选择开关可至少在用于起动发动机扭矩的第一分配模式的稳定的第一位置和用于起动供车辆的越野用途使用的发动机扭矩的第二分配模式的不稳定的第二位置之间移动，其中在所述第二分配模式中，确定车辆是否超过用于越野模式下的最大速度的第一预定速度阈值，在结果为肯定时，进入第一越野分配模式，其特征在于，在所述第二分配模式下，确定车辆超过越野模式下的第二预定中间速度阈值的时间段是否大于一时间阈值2，并且在肯定时进入所述第一分配模式，所述第二预定中间速度阈值严格低于越野模式下的第一最大速度阈值。
附图说明
通过阅读参照附图以非限制性示例方式给出的如下描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更清楚，在附图中：
图1示意性地示出了用于分配机动车辆的发动机扭矩的设备；
图2示意性地示出了用于产生扭矩分配设定点的装置的实施例；
图3示意性地示出了用于选择扭矩分配设定点的方法。
为清楚起见，在所有附图中由相同的附图标记表示相同或类似的元件。
具体实施方式
图1示出了用于分配机动车辆的发动机扭矩的设备1。该机动车辆包括：前轮组2，两个前轮3和4安装在该前轮组2上；后轮组5，两个后轮6和7安装在该后轮组5上；以及发动机扭矩源8，该发动机扭矩源8被设计成用于驱动机动车辆的车轮3、4、6和7。该发动机扭矩源8通过后传动装置9a驱动后轮6、7，并通过前传动装置9b驱动前轮3、4。该发动机扭矩源8可以是电动机、内燃机、或混合方案。此外，该机动车辆包括用于将发动机扭矩传递到车辆的车轮3、4、6和7的变速箱10、加速踏板11和离合器踏板12。应注意，离合器踏板12是可选的。实际上，车辆可以配备有自动变速箱，在这种情况下，车辆不包括离合器踏板。扭矩由在这里非常示意性地示出的扭矩分配器13分配，该扭矩分配器13可以布置在变速箱10的下游或集成在该变速箱10中。
此外，分配设备1包括手动选择开关旋钮100，该开关旋钮100具有数个分度位置，即：
－称为“四轮驱动-公路”的、稳定的第一位置；
－称为“四轮驱动-越野”的、不稳定的第二位置；以及
－可选的，称为“两轮驱动”的、稳定的第三位置。
第二位置不稳定的含义是，在驾驶员没有任何干涉时，选择开关在复位弹簧的作用下自动地从第二位置返回到第一位置。
选择开关具有分别传输三个信号S1、S2和S3的三个连接100.1、100.2和100.3。在第一位置，选择开关仅输出信号S1。在从第一位置转向第二位置时，继续发出信号S1，同时发出信号S2。在第三位置，选择开关仅输出第三信号S3。然而，在第一位置和第三位置之间，存在其中信号S1和S3同时存在的重叠区域。因而，可以根据信号S1、S2和S3在任意时刻确定选择开关的状态。
当选择开关在被释放前进入第二位置时，仅以瞬时方式发出信号S2。
分配设备1包括电子控制单元UCE和速度传感器14至17，该电子控制单元控制扭矩分配器13，所述速度传感器14至17设计成分别与两个位置传感器18和10一起来测量机动车辆的各个车轮3、4、6和7的速度，所述两个位置传感器18和19分别用来测量加速踏板11的位置和离合器踏板12的位置。
在图2中示出的UCE构造成用于经由连线20接收从位置传感器18发出的加速踏板11的位置、经由连线21接收从位置传感器19发出的离合器踏板12的位置、经由连线22至25接收分别传送并且分别由速度传感器14至17发出的车轮3、4、6和7的速度。该UCE还构造成经由连线26从变速箱10接收啮合的齿轮比的信息。UCE还通过连线100.1、100.2和100.3从手动选择开关100接收信号S1、S2和S3。
UCE可以根据关于速度、位置和啮合的齿轮比的信息来产生扭矩分配设定点C，该设定点被输送到扭矩分配器。按照惯例，在本说明书中，将认为当扭矩设定点C为零时只有车辆的前轮组被驱动，这意味着被传送到后副轮组的扭矩为零。
UCE包括计算装置30，以用于基于从机动车辆的元件接收的信息来计算各种信息，并用于通过有线网络32将所计算的信息传送到发生装置31，该发生装置31包括用于产生公路模式下的设定点C1的装置31.1、用于产生越野模式下的设定点C2的装置31.2和用于产生两轮驱动模式下的设定点C3的装置31.3。这三个设定点值C1、C2、C3供应专用于无中断地产生平稳扭矩传递命令C的方块，在瞬时周期之外，该命令C等于值C1、C2、C3中的一个。通过UCE将该设定点C输送到扭矩分配器13。
用于产生公路模式下的设定点C1的装置31.1主要考虑车辆的速度V和前轮组与后轮组之间的速度差Δω。该装置还可以考虑扭矩分配器的温度θ。如例如在申请WO2010/007271中描述的，可以通过温度传感器测量该温度，或者根据速度差Δω随时间的变化来估计该温度。发生装置31.1还可以配备有用于在车辆起动时优化设定点的专用装置，如例如在文献WO2009/095627中描述的。发生装置31.1还可以配备有用于在转弯或制动情况下优化设定点的专用装置，如在申请WO2007/138221中描述的。
用于产生越野模式下的设定点C2的装置31.2可以简单地在前轮组和后轮组之间施加恒定的扭矩传递比。然而，该策略可以更精细，例如申请FR09/55718中所提供的那样。
另一方面，发生装置31.3可以输出设定点C3＝0，这对应于完全没有扭转传递，其中设计了非零但较低的设定点来维持整个系统9a，以便向副轮组5传送动力，同时使燃料消耗最小。
UCE还配备有用于根据选择开关100的运动、车辆的速度、对发动机APC的电源供应状态来选择所施加的设定点的装置200。当选择开关位于第一位置时，UCE响应第一信号S1以将由发生单元31.1产生的扭矩设定点输送到扭矩分配器。类似地，当选择开关位于第三位置时，UCE响应第三信号S3以将由发生装置31.3产生的扭转设定点输送到扭矩分配器。
从第一位置开始，当选择开关移动到第二位置时，UCE核实车辆速度是否低于用于切换到越野模式的预定速度阈值Vpas，并且在肯定时响应于信号S2和S1的结合而选择由发生装置31.2产生的设定点C2，从而将该设定点输出到扭矩分配器13。相反，如果车辆速度大于用于切换到越野模式的速度阈值Vpas，则用于选择所施加的设定点C1的装置保存由发生装置31.1产生的设定点。
当用于选择所施加的设定点的装置200已经选择越野模式以及由发生装置31.2产生的设定点C2时，只要如下三个条件中有一个条件未满足就保存该设定点：
－车辆速度超过越野模式的最大速度Vmax；
－车辆速度超过越野模式的中间速度阈值Vint，并且保持高于该阈值的时间段大于预定时间段TT；
－车辆电源供应被切断的时间段大于预定停留时间TR。
当满足其中一个条件时，选择装置选择公路模式并将来自发生装置31.1的设定点C1输出到扭矩分配器。可以理解，用于进入越野模式的速度Vpas低于越野模式下的最大速度Vmax。类似地，速度Vint低于Vmax。这三个阈值在设置阶段确定并存储在车辆的非易失性存储器中。
在切断车辆的电源供给之后将越野模式存储在存储器中给定时间段，使得车辆在越野行驶条件下能够在失速之后再次以越野模式起动—所述失速在艰难的行驶条件下经常会发生。因此，将停留时间TR选择为大于驾驶员重新起动车辆所需的时间。
另一方面，用于越野模式的中间速度阈值Vint用来限制在车辆遇到的条件更像公路条件时的功率消耗，即使车辆以比越野模式最大速度Vmax低的速度行驶也是如此。
当然，本发明不限于附图所示的示例性实施方式。例如，本发明可应用于其选择开关仅具有两个位置的车辆，其中一个位置是稳定位置而另一个位置是不稳定位置，这对应于两种运行模式和用于生产扭矩设定点的两种策略。在想到多于三个的运行模式时也可以应用本发明。
本发明可应用于具有多于两个驱动轮组的车辆。此外，每个轮组可以具有任意给定数量的车轮，优选大于或等于两个。

Claims (10)

1.一种用于在具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组(2)和第二轮组(5)之间分配发动机扭矩的设备，该设备包括：
－能至少在稳定的第一位置和不稳定的第二位置之间移动的手动分配模式选择开关(100)，该选择开关在驾驶员没有任何干涉时机械地从该不稳定的第二位置返回到该稳定的第一位置，该选择开关在从该第一位置变换到第二位置时输出用于选择越野模式的瞬时信号(S2)；
－扭矩分配器(13)，用于根据扭矩分配设定点(C)在所述第一轮组和所述第二轮组之间分配发动机扭矩；
－用于根据至少该选择开关的运动以及车辆的速度来生成该扭矩分配设定点的装置(31)，该装置(31)包括：
－用于确定供扭矩的分配使用的第一设定点值(C1)的装置(31.1)；
－用于确定供扭矩的分配使用的第二设定点值(C2)的装置(31.2)；以及
－用于将第一设定点值(C1)或第二设定点值(C2)选择为扭矩分配设定点的选择装置(200)，该选择装置至少当该选择开关输出用于选择越野模式的瞬时信号(S2)并且同时车辆速度小于用于进入越野模式的预定阈值(Vpas)时从该第一设定点值变换到该第二设定点值，该选择装置至少当车辆速度超过供越野模式下的最大速度使用的预定阈值(Vmax)时从该第二设定点值变换到该第一设定点值。
2.根据权利要求1所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，用于生成扭矩分配设定点的装置包括定时器，当车辆的电源供应被切断、并且同时第二设定点值被选择然后在停止时间(T)之后重新建立时，该定时器被起动，从而如果所述停止时间(T)小于停留时间(TR)则选择所述第二设定点值，否则选择所述第一设定点值。
3.根据权利要求2所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，所述停留时间大于失速之后重新起动发动机所需的时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，所述选择装置设计成，当所述扭矩分配设定点等于所述第二设定点值、并且车辆速度保持高于中间速度阈值所持续的时间段超过预定时段(TT)时，将所述第一设定点值选择为扭矩分配设定点，所述中间速度阈值低于所述供越野模式下的最大速度使用的预定阈值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，在所述第一位置，所述选择开关输出用于选择自动模式的连续信号。
6.根据权利要求5所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，所述选择开关能在该第一位置和稳定的第三位置之间移动，第一位置位于第二位置和第三位置之间，该选择开关在第三位置时输出用于选择具有单驱动轮组的模式的连续信号，用于生成扭矩分配设定点的装置包括用于确定供扭矩的分配使用的第三设定点值的装置，该选择装置能够至少在所述选择开关输出第三选择信号时将所述第三设定点值选择为扭矩分配设定点。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，当车辆速度增加时，所述第一设定点值从最大值变化到零值。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的分配发动机扭矩的设备，其特征在于，至少在选择开关输出用于选择越野模式的瞬时信号时，所述选择装置从该第二设定点值变化到该第一设定点值。
9.一种用于在配备有手动模式选择开关并具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的方法，该手动模式选择开关能至少在稳定的第一位置和不稳定的第二位置之间移动，该第一位置用于起动发动机扭矩的第一分配模式，该第二位置用于起动供车辆的越野用途使用的发动机扭矩的第二分配模式，其特征在于，当车辆的电源供应被切断、并且同时第二设定点值被起动并且在停止时间(T)之后重新建立时，如果该停止时间(T)小于停留时间(TR)则起动第二分配模式，否则起动第一分配模式。
10.用于在配备有模式选择开关并具有至少两个驱动轮组的机动车辆的第一轮组和第二轮组之间分配发动机扭矩的方法，该模式选择开关能至少在稳定的第一位置和不稳定的第二位置之间移动，该第一位置用于起动发动机扭矩的第一分配模式，该第二位置用于起动供车辆的越野用途使用的发动机扭矩的第二分配模式，其中，在所述第二分配模式中，确定车辆的速度是否超过第一预定速度阈值(Vmax)，并在肯定时进入所述第一分配模式，其特征在于，在第二分配模式下，确定车辆的速度超过第二预定速度阈值(Vint)所持续的时间段是否大于一预定时段(TT)，并且在肯定时进入所述第一分配模式，所述第二预定速度阈值(Vint)严格低于所述第一预定速度阈值(Vmax)。
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