CN105228848B - 多模式串列轮轴功能选择装置和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种驱动轮轴系统(10)和基于输入来调整该驱动轮轴系统(10)的换挡规律的方法。该驱动轮轴系统(10)包括第一轴(18)、第一轮轴组件(14)、第二轮轴组件(16)、离合装置(28)、控制器(55)以及多个传感器(75)。多个传感器(75)与控制器(55)连通以感测该驱动轮轴系统(10)的至少一个工作状态和环境状态中的至少一个。基于来自所述多个传感器(75)的信息,该控制器(55)选择多个换挡规律中的一个,并且将该离合装置置于第一位置和第二位置中的一个。

Description

多模式串列轮轴功能选择装置和方法
相关文件的交叉引用
本申请要求2013年3月13日提交的美国临时申请第61/778,697号的优先权,其全部内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种车辆驱动系,并且更具体地涉及一种用于将串列驱动轮轴系统从第一工作状态转换到第二工作状态的装置和方法。
背景技术
近来,对于诸如8级长拖拉牵引机等商用车辆的工业趋势是提高车辆效率和性能。提高车辆效率和性能的各方式中的一种是通过对形成车辆的传动系的一部分的串列轮轴系统进行改良。可以在串列轮轴系统中提供的一个特征是可选择的工作模式,诸如6x2工作模式和6x4工作模式。在6x2工作模式中,串列轮轴组件的单个轮轴驱动地接合以提高车辆效率。在6x4工作模式中,串列轮轴组件的两个轮轴都驱动地接合以增加牵引效力。该串列轮轴系统可以提供的另一特征是自动的轮轴接合,诸如,响应于所检测到的车轮滑转而从6x2工作模式切换到6x4工作模式。
当前串列轮轴系统不为车辆的操作者提供对用于串列轮轴系统的接合型式进行加强控制的可选择的轮轴模式换挡规律(shift schedule)。
基于提高包括串列轮轴系统的车辆的效率和性能的输入而适应串列轮轴系统的换挡规律的装置和方法将是有利的。
发明内容
目前由本发明提供,已经出乎意料地发现一种基于提高包括串列轮轴系统的车辆的效率和性能的输入而适应串列轮轴系统的换挡(切换)规律的装置和方法。
在一个实施例中,本发明涉及一种将用于车辆的驱动轮轴系统从第一工作状态转换到第二工作状态的方法。该方法包括以下步骤:提供控制器;提供与该控制器连通的多个传感器;将第一轮轴组件与该驱动轮轴系统的第一输出驱动地接合;将第二轮轴组件与该驱动轮轴系统的第二输出驱动地接合;以及将该驱动轮轴系统的输入与动力源的输出驱动地接合。该驱动轮轴系统包括:轮轴间差速器;第一输出;第二输出;和第一离合装置,该第一离合装置具有第一位置和第二位置。位于第一位置的第一离合装置锁定轮轴间差速器,使第一输出与驱动轮轴系统的输入接合,并且使第二输出与轮轴间差速器分离。位于第二位置的第一离合装置解锁轮轴间差速器,并且使第一输出和第二输出与轮轴间差速器接合。该方法还包括以下步骤:感测第一轮轴组件、第二轮轴组件和动力源中的至少一个的至少一个工作状态和环境状态中的至少一个;将来自所述多个传感器的信息传送到该控制器;基于来自所述多个传感器的信息使用该控制器选择多个换挡规律中的一个;根据换挡规律中的一个,将第一离合装置置于第一位置和第二位置中的一个中;将旋转力施加到该驱动轮轴系统的输入;调整传递到该驱动轮轴系统的旋转力,以便于移动该第一离合装置;将第一离合装置从第一位置和第二位置中的一个移动到第三位置,处于第三位置中的第一离合装置既不锁定轮轴间差速器也不将第二输入和轮轴间差速器进行接合;调整驱动轮轴系统的输入的旋转速度以便于从第三位置移动第一离合装置;根据换挡规律中的一个,将第一离合装置从第三位置移动到第一位置和第二位置中的一个;以及调整传递到该驱动轮轴系统的旋转力。
在另一实施例中,本发明涉及一种驱动轮轴系统。该驱动轮轴系统包括第一轴、第一轮轴组件、包括第一离合器的第二轮轴组件、第二离合器、控制器和多个传感器。第一轴包括至少一个轴段。第一轮轴组件包括:第一轮差速器;第一驱动齿轮,其联接到第一轮差速器并且与第一轴驱动地接合;以及第一对输出轮轴,其与第一轮差速器驱动地接合。第二轮轴组件包括:第二轮差速器;第二驱动齿轮,其联接到第二轮差速器;第二对输出轮轴,其与第二轮差速器驱动地接合;以及第一离合装置,其设置在第二对输出轮轴的一个上,并且将该第二对输出轮轴中的一个分成第一部分和第二部分。第二离合装置具有至少一个第一位置和第二位置,处于第一位置的第二离合装置将第二驱动齿轮与第一轴和第一驱动齿轮中的一个接合,而处于第二位置的第二离合装置将第二驱动齿轮从第一轴和第一驱动齿轮中的一个分离。所述多个传感器与控制器连通以用于感测第一轮轴组件、第二轮轴组件和动力源中的至少一个的至少一个工作状态和环境状态中的至少一个。信息从所述多个传感器传送到该控制器,并且基于来自所述多个传感器的信息,控制器选择多个换挡规律中的一个,并且将第二离合装置置于第一位置和第二位置中的一个中。
当参照附图进行阅读时,从下文对较佳实施例的详细描述中,本发明的各方面对于本领域技术人员会变得显而易见。
附图说明
当根据附图考虑时,通过以下具体实施方式,本发明的以上及其它优点对本领域的技术人员来说变得显而易见,附图中:
图1是根据本发明的实施例的包括动力分布单元的驱动轮轴系统的示意图;
图2是示出了将动力分布单元从第一工作状态切换到第二工作状态的第一实例的图表;
图3是示出了将动力分布单元从第一工作状态切换到第二工作状态的第二实例的图表;
图4是示出了将动力分布单元从第一工作状态切换到第二工作状态的第三实例的图表;
图5是示出了将动力分布单元从第一工作状态切换到第二工作状态的第一实例的图表;
图6是根据本发明的另一实施例的包括动力分布单元的驱动轮轴系统的示意图;
图7是控制器和多个传感器的示意性图示,该控制器和多个传感器与图1和图6所示驱动轮轴系统一起使用。
具体实施方式
应该理解,除了明确的相反规定外,本发明可假设各种可替代性方向及步骤顺序。还应该理解,附图中所示及以下说明书中所述的具体设备和过程是本文中限定的发明概念的简单示例性实施例。因此,除非权利要求书明确指出,否则关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征不应理解为限制性的。
图1示出了用于具有动力源的车辆的驱动轮轴系统10。该驱动轮轴系统10优选地包括动力分布单元12、第一轮轴组件14和第二轮轴组件16。该驱动轮轴系统10与动力源11驱动地接合。如图所示,该驱动轮轴系统10包括三个组件12、14、16,但是应当理解的是,该驱动轮轴系统10可以包括更少或更多的组件或部件。
动力源11与动力分布单元12的输入轴18驱动地接合,并且将动力施加到该输入轴18。动力源11例如是内燃机,但是应当理解的是,动力源11可以包括电动马达或其它旋转输出源。应当理解的是,动力源11可以是同时包括内燃机和电动马达的混合动力源。另外,应当理解的是,动力源11可以包括本领域已知的传动装置(未示出)。另外,应当理解的是,动力源11可以包括本领域已知的离合器(未示出),以用于减少或中断传递到动力分布单元12的旋转力。
该动力分布单元12包括输入轴18、轴间差速器19、第一输出齿轮20、多个驱动轮21、传送轴22、第二输出齿轮24和离合器28。优选地,部件18、19、20、21、22、24、28由硬化钢形成,然而,部件18、19、20、21、22、24、28可以由任何其它的刚性材料形成。如图所示,动力分布单元12包括设置在外壳30中的七个部件18、19、20、21、22、24、28,但是应当理解的是,该动力分布单元12可以包括更少或更多的组件或部件。
输入轴18至少部分地设置在外壳30中。优选地,输入轴18是细长构件,然而,输入轴18可以是任意其它形状。设置在输入轴18和外壳30之间的轴承允许输入轴18绕输入轴18的轴线旋转。输入轴18包括第一端部33、中部34和第二端部35。
中部34的直径大于第一端部33的直径。中部34是驱动地接合到输入轴18的基本盘形体。可替换地,中部34可以与输入轴18一体地形成。
第二端部35是基本中空体,该基本中空体的直径大于第一端部33和中部34的直径。第二端部35驱动地联接到中部34。可替换地,该第二端部35可以与输入轴18以及中部34一体地形成。第二端部35具有小齿轮架36、第一组离合齿37和形成在其上的接合部38。
该小齿轮架36是驱动地接合到输入轴18的第二端部35的基本盘形体。该小齿轮架36包括多个小齿轮支承部39,所述多个小齿轮支承部39从该小齿轮架36的第一侧突伸到输入轴18的第二端部35。该接合部38形成在该小齿轮架36的第二侧上。如本领域所已知的,该小齿轮架36也称为行星齿轮架。
该接合部38是倾斜于输入轴18的圆锥表面,然而,该接合部38可以具有任何其它形状。第一组离合齿37从接合部38径向向内形成在该小齿轮架36上。
该轴间差速器19包括小齿轮架36、多个驱动小齿轮21、第一输出齿轮20和传送轴22。轴间差速器19是本领域已知的行星差速器,然而,应当理解的是,轴间差速器19可以是锥齿轮差速器或者任何类型的差速器。
多个驱动小齿轮21旋转地设置在小齿轮架36的小齿轮支承部39上。驱动小齿轮21的每个具有形成在其外表面上的齿轮齿。如本领域所已知的,该驱动小齿轮21的每个也称为行星齿轮。优选地,在每个驱动小齿轮21和小齿轮支承部39之间设置有轴承,然而,驱动小齿轮21可以直接安装在小齿轮支承部39上。
该第一输出齿轮20是同心设置在输入轴18的第二端部35中的齿轮。该第一输出齿轮20是基本杯形体,该基本杯形体的内表面具有形成在其上的齿轮齿40。如本领域所已知的,该第一输出齿轮20也称为齿圈。齿轮齿40与形成在每个驱动小齿轮21的外表面上的齿轮齿啮合。
第一输出齿轮20包括驱动地联接到其的输出轴41。可替换地,第一输出齿轮20可以与输出轴41一体形成。第一输出齿轮20藉由输出轴41而与第一轮轴组件14驱动地接合。输出轴41与输入轴18共线。设置在输出轴41和外壳30之间的轴承32支承输出轴41并且允许输出轴41绕着输出轴41的轴线旋转。
锥形齿轮42驱动地联接到输出轴41,与第一输出齿轮20相对。可替换地,锥形齿轮42可以与输出轴41一体形成。如本领域已知的,锥形齿轮42具有形成在其外表面上的齿轮齿。锥形齿轮42可以是准双曲面齿轮、螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮或者本领域普通技术人员已知的任何其它齿轮。
传送轴22是中空轴,该中空轴可旋转地设置在外壳30内并且具有与输入轴18的旋转轴线一致的旋转轴线。优选地,传送轴22是中空细长圆筒形构件,然而,传送轴22可以是任意其它形状。在传送轴22和小齿轮架36之间可以设置轴承,以允许传送轴22绕传送轴22的轴线旋转。传送轴22具有:第一端部43,该第一端部43具有形成在其外表面上的第一组离合齿44;第二端部45,该第二端部45具有形成在其外表面上的第二组齿轮齿46。
第一端部43和第二端部45与传送轴22一体形成。第一组离合齿44和第二组齿轮齿46形成在传送轴22中。可替换地,第一端部43和第二端部45可以独立于传送轴22而形成,并且驱动地联接到传送轴22。如本领域中已知的,具有齿轮齿46的第二端部45称为太阳齿轮。第二组齿轮齿46与多个驱动小齿轮21啮合,并且第一组离合齿44设置在小齿轮架36的第一组离合齿37的附近。传送轴22的第一部分43可以选择性地与第二输出齿轮24或小齿轮架36接合。
第二输出齿轮24是绕传送轴22的一部分同心设置的齿轮。第二输出齿轮24具有中心孔,该中心孔的直径大于传送轴22的直径。第二输出齿轮24是基本盘形体,该基本盘形体具有:第一端部47;限定第二输出齿轮24的外径的第二端部48;以及啮合部49。设置在第二输出齿轮24和外壳30之间的轴承32允许第二输出齿轮24绕第二输出齿轮24的轴线旋转。第二输出齿轮24的轴线与输入轴18的轴线一致。第一组离合齿50形成在与传动轴22的第一组离合齿44相邻的第一端部47上。第二组齿轮齿51形成在第二端部48上。第二输出齿轮24驱动地接合第二轮轴组件16。
该啮合部49形成在第二输出齿轮24中,位于第一端部47和第二端部48之间。如图所示,该啮合部49是倾斜于输入轴18的圆锥表面,然而,该啮合部49可以具有任何其它形状。
离合器28是绕传送轴22同心设置的换挡套环。离合器28包括形成在其内表面上的一组内离合套环齿52、第一同步器53和第二同步器54。该组内离合套环齿52与传送轴22的第一组离合齿44啮合。离合器28可以由控制器55自动导引,沿输入轴18的轴线可滑动地移动,同时保持所述内离合套环齿52与第一组离合齿44的啮合。设置在形成于离合器28中的环形凹部内的挂挡拨叉56沿输入轴18的轴线将离合器移动到第一位置、第二位置或第三位置。驱动地与挂挡拨叉56接合的第一致动器57被接合以由控制器55导引而对挂挡拨叉56进行定位。由此,挂挡拨叉56将离合器28定位到第一位置、第二位置或第三位置。在第一位置处,离合器28的内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和小齿轮架36的第一组离合齿37。在第二位置处,离合器28的内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和第二输出齿轮24的第一组离合齿50。在第三位置处,离合器28的内离合套环齿52仅驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44。应当理解的是,离合器28、离合齿37、44、50、52、同步器53、54以及接合部38、49可以由允许驱动件与从动件选择性接合的任何离合装置替代。
第一同步器53是在小齿轮架36的接合部38附近联接到离合器28的环形体。第一同步器53具有第一圆锥接合表面58。可替换地,第一同步器53可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器28从第三位置朝向第一位置移动时,第一圆锥接合表面58接触小齿轮架36的接合部38,使得离合器28作用在小齿轮架36上。当离合器28进一步朝向输入轴18的第一组离合齿37移动时,随着内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和小齿轮架36的第一组离合齿37,该离合器继续作用在小齿轮架36上。
第二同步器54是在第二输出齿轮24的第一端部47附近联接到离合器28的环形体。第二同步器54具有第二圆锥接合表面59。可替换地,第二同步器54可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器28从第三位置朝向第二位置移动时,第二圆锥接合表面59接触第二输出齿轮24的啮合部49,使得离合器28作用在第二输出齿轮24上。当离合器28进一步朝向第二输出齿轮24的第一组离合齿50移动时,随着内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和第二输出齿轮24的第一组离合齿50,该离合器28继续作用在第二输出齿轮24上。
第一轮轴组件14包括锥形齿轮42、第一驱动齿轮60、第一轮差速器61和第一对输出(半)轴(output axle shaft)62。优选地,部件42、60、61、62由硬化钢形成,然而,部件42、60、61、62可以由任何其它的刚性材料形成。如图所示,第一轮轴组件14包括设置在第一轮轴壳63中的四个部件42、60、61、62,但是应当理解的是,第一轮轴组件14可以包括更少或更多的部件。
该第一驱动齿轮60藉由多个紧固件或焊接件联接到第一轮差速器61的外壳,并且能够绕第一轮轴壳63内的第一对输出半轴62的轴线旋转。可替换地,第一输出齿轮60可以与第一轮差速器61一体形成。如本领域已知的,第一驱动齿轮60具有形成在其外表面上的齿轮齿。第一驱动齿轮60可以是准双曲面齿轮、螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮或者本领域普通技术人员已知的任何其它齿轮。第一驱动齿轮60驱动地与锥形小齿轮42啮合,并且具有第一传动比。作为非限制性实例,第一传动比可以是2.26:1的比例,但是应当理解,也可以使用其它比例。输出轴41藉由单独齿轮啮合而与第一轮轴组件14的第一驱动齿轮60驱动地啮合。
第一轮差速器61是本领域已知的锥齿轮型差速器,其具有多个驱动小齿轮和一对侧齿轮,该对侧齿轮与第一对输出半轴62驱动地接合。第一轮差速器61绕第一对输出半轴62的轴线可旋转地设置在第一轮轴壳63内。可替换地,可以使用其他类型的差速器来替代第一轮差速器61。
第一对输出半轴62是具有共轴线的细长圆柱形构件,它们可旋转地安装在第一轮轴壳63内。设置在第一对输出半轴62和第一轮轴壳63之间的轴承32允许第一对输出半轴62在其中旋转。第一轮差速器61的侧齿轮设置在第一对输出半轴62的每个的第一端上,并且车轮(未示出)设置在第一对输出半轴62的每个的第二端上。
第二轮轴组件16包括轮轴间轴(inter-axle shaft)64、第二驱动齿轮65、第二轮差速器66、第二对输出半轴67和轮轴离合器68。优选地,部件64、65、66、67、68由硬化钢形成,然而,部件64、65、66、67、68可以由任何其它的刚性材料形成。如图所示,第二轮轴组件16包括设置在第二轮轴壳69中的五个部件64、65、66、67、68,但是应当理解的是,第二轮轴组件16可以包括更多或更少的组件。
轮轴间轴64包括藉由联接到该轮轴间轴64的从动齿轮70而与第二输出齿轮24驱动地接合的至少一个细长圆柱形构件。如图所示,该轮轴间轴64包括由接头连接的多个细长圆柱形构件。设置在该轮轴间轴64和外壳30之间的轴承32允许轮轴间轴64在其中旋转。
锥形小齿轮71驱动地联接到轮轴间轴64,与从动齿轮70相对。如本领域已知的,锥形小齿轮71具有形成在其外表面上的齿轮齿。锥形小齿轮71可以是准双曲面齿轮、螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮或者本领域普通技术人员已知的任何其它齿轮。
第二驱动齿轮65是本领域已知的环型锥形齿轮,其具有一组齿轮齿,该组齿轮齿与形成在锥形小齿轮71上的齿轮齿啮合。该第二驱动齿轮65藉由多个紧固件或焊接头联接到第二轮差速器66的外壳,并且能够绕第二轮轴壳69内的第二对输出半轴67的轴线旋转。可替换地,第二输出齿轮65可以与第二轮差速器66一体形成。第二驱动齿轮65驱动地与锥形小齿轮71啮合,并且具有第二传动比。作为非限制性实例,第二传动比可以是4.88:1的比例,该比例是小于第一传动比的传动比,但是应当理解的是,也可以使用其它比例或者与第一传动比相等的传动比。
第二轮差速器66是本领域已知的锥齿轮型差速器,其具有多个驱动小齿轮和一对侧齿轮,该对侧齿轮与第二对输出半轴67驱动地接合。第二轮差速器66绕第二对输出半轴67的轴线可旋转地设置在第二轮轴壳69内。可替换地,可以使用其他类型的差速器来替代第二轮差速器66。
第二对输出半轴67是具有共轴线的细长圆筒柱构件,它们可旋转地安装在第二轮轴壳69内。设置在第二对输出半轴67和第二轮轴壳69之间的轴承32允许第二对输出半轴67在其中旋转。第二轮差速器66的侧齿轮设置在第二对输出半轴67的每个的第一端上,并且车轮(未示出)设置在第二对输出半轴67的每个的第二端上。
轮轴离合器68是犬齿式离合器(dog clutch),该犬齿式离合器将第二对输出半轴67中的一个分成第一部分和第二部分。可替换地,轮轴离合器68可以是第二轮差速器66的一个部件,该部件接合第二轮差速器66的侧齿轮和第二输出半轴67中的一个或是如本领域已知的任何其它离合装置。轮轴离合器68也可以是板型离合器或者任何其它类型的离合器。轮轴离合器68具有多个形成在其上的齿,以用于选择性地啮合形成在第二输出半轴67的第一部分和第二部分上的对应齿。轮轴离合器68由换挡叉73推到啮合位置和分离位置中。驱动地与挂挡拨叉73接合的第二致动器74被接合,随着控制器55的导引,对挂挡拨叉73进行定位,进而对轮轴离合器68进行定位。当轮轴离合器68处于啮合位置时,第二输出半轴67中的一个的第一部分驱动地接合第二输出半轴67中的一个的第二部分。
控制器55与动力源11、第一致动器57、第二致动器74以及至少一个传感器75连通。优选地,控制器55与动力源11、第一致动器57、第二致动器74和该至少一个传感器75电连通。可替换地,控制器55可以通过使用气压、液压或者无线通信介质而与动力源11、第一致动器57、第二致动器74和该至少一个传感器75连通。
该控制器55构造成接收包含关于以下至少一个工作状态的输入:动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、传动轴22的一部分的速度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置。控制器55使用该输入来调整动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置、以及在离合器28的连续位置之间的持续时间中的至少一个。控制器55基于动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置中的至少一个来调整动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置以及在离合器的连续位置之间的持续时间。控制器55参照一系列指令和状态、操作者输入、至少一个数据表和至少一个算法中的至少一个来确定对动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置以及在离合器28的连续位置之间的持续时间的调整。
至少一个传感器75可以设置在外壳30、第一轮轴壳63和第二轮轴壳69中。另外,应当理解的是,至少一个传感器75可以设置在外壳30、63、69的一个的外表面上,或者安装在车辆上的其他位置处。该至少一个传感器75如本领域已知的那样构造成监测以下工作状态中的至少一个:动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、传动轴22的一部分的速度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置。动力源11的工作状态可以是动力源11正在工作的指示、动力源11的旋转速度、形成动力源11的一部分的传动装置的状态和该车辆的速度中的至少一个。
在使用中,用于驱动轮轴系统10的方法便于将动力分布单元12从第一工作状态转换到第二工作状态。
当动力分布单元12被置于第一工作状态时,仅第一轮轴组件14被以高速和低扭矩的工作方式驱动。当该车辆达到“巡航”速度时,使用第一工作状态,此状态通常需要减少的扭矩量来维持“巡航”速度。在第一工作状态时,离合器28置于第一位置。在第一位置,轮轴间差速器19被锁定,并且第一输出齿轮20藉由处于锁定状态的轮轴间差速器19驱动地与输入轴18接合。当轮轴间差速器19被锁定时,因为离合器28的内离合器套环齿52驱动地与小齿轮架36的第一组离合齿37和传送轴22的第一组离合齿44啮合,所以小齿轮架36、多个驱动小齿轮21、第一输出齿轮20和传送轴22同时旋转。另外,在第一位置,第二输出齿轮24与离合器28和传送轴22分离并且因此与轮轴间差速器19和输入轴18分离。当该动力分布单元12置于第一工作状态时,轮轴离合器68可以分离,允许第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66滑行到闲置状态。
当该动力分布单元12置于第二工作状态时,第一轮轴组件14和第二轮轴组件16同时以低速和高扭矩的工作方式被驱动。当车辆以较低速度工作时或者当车辆加速时,使用第二工作状态。当该车辆以较低速度工作时或者当车辆加速时,通常需要增加的扭矩量。在第二工作状态时,离合器28置于第二位置。在该第二位置,轮轴间差速器19被解锁,并且第一输出齿轮20和第二输出齿轮24的输出轴41藉由轮轴间差速器19驱动地与输入轴18接合。该小齿轮架36藉由多个驱动小齿轮21同时驱动第一输出齿轮20和传送轴22。当轮轴间差速器19被解锁时,小齿轮架36、多个驱动小齿轮21、第一输出齿轮20以及传送轴22相对于彼此自由地旋转。另外,在第二位置时,第二输出齿轮24的第一组离合齿50和传送轴22的第一组离合齿44与离合器28的内离合器套环齿52啮合。当动力分布单元12置于第二工作状态时,轮轴离合器68接合,从而允许第二输出齿轮24经由从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66来驱动第二对输出半轴67。
图2至图4是示出了将动力分布单元12从第一工作状态转换到第二工作状态的三个非限制实例的三个图表。
如果在开始换挡程序之前,第二轮轴组件16的温度大于预定值,则由控制器55使用如图2所示的换挡程序。另外,应当理解的是,当第二轮轴组件16的温度处于预定温度范围内时,图2所示的换挡程序是有利的,图2所示的实例可以由控制器55基于此来进行选择。图2所示的水平轴线指示从第一时序参考点A到第四时序参考点D的持续时间。时序参考点B和C分别发生在点A和点D之间。
图2所示的竖直轴线指示第一输出齿轮20、传送轴22、第二输出齿轮24和动力源11的旋转速度。该竖直轴线在旋转速度为零时开始,并且随着竖直轴线远离水平轴线延伸而增大。图2所绘的动力源11的旋转速度仅是用于示例的目的,并且该换挡程序不限于所描绘的速度。
点A指示换挡程序的开始时间。在点A时,动力分布单元12处于第一工作状态。在第一工作状态时,离合器28处于第一位置。当由控制器55或者车辆操作者导引时,通过核实轮轴离合器68的分离并且调整传送到动力分布单元12的旋转力而开始该换挡程序。
可以通过调整动力源11的工作状态和通过使形成动力源11的一部分的离合器(未示出)至少部分地分离中的一种方式来执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时,动力源11的工作状态可以通过使供应到动力源11的燃料增加或减少中的一种方式来得到调整。当该旋转力是主动旋转力时(意为动力源11将旋转力施加到动力分布单元12),供应到动力源11的燃料减少以减小该旋转力。当该旋转力是被动旋转力时(意为动力分布单元12将旋转力施加到动力源11),供应到动力源11的燃料增加以增大该旋转力。当通过至少部分地使与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)分离而执行使传递到动力分布单元12的旋转力减小和中断中的一个的步骤时,与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)的啮合量减少以减小该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤被执行,直到传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加到动力源11的旋转力的量。
当传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12所施加的旋转力的量时,控制器55接合第一致动器57以将离合器28从第一位置移动到第三位置。图2的点B指示该换挡程序中当离合器28置于第三位置的时刻。如上所述,当离合器28置于第三位置时,轮轴间差速器19被解锁,并且第二输出齿轮24与传送轴22分离,由此与轮轴间差速器19分离。一旦该离合器28置于第三位置,控制器55进一步接合第一致动器57,以将离合器28从第三位置移动到第二位置,同时调整动力源11的旋转速度。
如图2所示,在点B和点C之间的持续时间表示驱动地与传送轴22接合的离合器28正作用在第二输出齿轮24上、但是在内离合套环齿52啮合第二输出齿轮24的第一组离合齿50之前的持续时间。当离合器28作用在第二输出齿轮24上时,将旋转力施加到第二输出齿轮24上。施加到第二输出齿轮24上的旋转力使得第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66来将该旋转力从闲置状态调整到预定速度和目标速度中的一个。
预定速度由控制器55通过参照在所述至少一个数据表中存储的信息来获得。该目标速度由控制器55通过使用至少一个算法和车辆的速度来计算。为了便于将旋转速度调整为预定速度和目标速度中的一个,调整动力源11的旋转速度。作为非限制性实例,动力源11的旋转速度可以由通过使供应到动力源的燃料增加或减少中的一种方式来进行调整。如图2所示,动力源11的旋转速度在点B和点C之间增大。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度增加,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21驱动该传送轴22,以通过离合器28来调整第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度。
如图2所示,当传送轴22和第二输出齿轮24的旋转速度大致相等时,获得预定速度和目标速度中的一个。另外,预定速度和目标速度中的这一个允许通过离合器28使第二输出齿轮24和传送轴22之间啮合接合。
当获得预定速度和目标速度中的这一个时,控制器55进一步接合第一致动器57以将离合器28从第三位置移动到第二位置。图2的点C表示换挡程序中的离合器28置于第二位置的时刻。如上所述,当离合器28置于第二位置时,轮轴间差速器19被解锁,并且第二输出齿轮24与传送轴22接合,由此与轮轴间差速器19接合。
当获得预定速度和目标速度中的这一个时,控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置。图2的点C表示换挡程序的当控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置的时刻。图2的点D表示换挡程序的当轮轴离合器68接合的时刻。如图2所示,在点C和点D之间的持续时间代表在控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置之后但是在轮轴离合器68接合之前的持续时间。由于第二对输出半轴中的一个的第一部分和第二部分之间不对准、由于联接到第二对输出半轴67的车轮(未示出)中的一个的滑行状态,或者由于同时发生这两种情况,轮轴离合器68可能不立即接合,如图2所示,一旦获得预定速度和目标速度中的这一个,动力源11的基本恒定的旋转速度就由控制器55保持。当轮轴离合器68接合时,第二对输出半轴67通过从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66而与第二输出齿轮24驱动地接合。
在点D之后,可以通过调整动力源11的工作状态并且通过接合形成动力源11的一部分的离合器(未示出),而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复中的一个的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行增大传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时,动力源11的工作状态可以通过增加供应到动力源11的燃料而得到调整。当通过接合离合器(未示出)而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复的步骤时,与动力源11相关联的离合器(未示出)的啮合量增加,以增大该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力来完成图2所示的换挡程序,并且控制器55使对动力源11的工作状态和离合器(未示出)中的一个的控制返回给操作者。
一旦驱动轮轴系统10置于第二工作状态,由动力源11施加到动力分布单元12的旋转力通过轮轴间差速器19而分布在第一输出齿轮20和第二输出齿轮24之间。由第一传动比和第二传动比之差所引起的第一输出齿轮20和第二输出齿轮24的旋转差通过轮轴间差速器19来适应。由于轮轴间差速器19适应第一传动比和第二传动比之差,所以提供了累积的传动比。累积的传动比介于第一传动比和第二传动比之间。
如果在开始该换挡程序之前,第二轮轴组件16的温度小于预定值,则由控制器55使用如图3所示的换挡程序。另外,应当理解的是,当第二轮轴组件16的温度处于预定温度范围内时,图3所示的换挡程序是有利的,图3所示的实例可以由控制器55基于此来选择。当第二轮轴组件16的温度足够低时,由于设置在第二轮轴组件16中的润滑剂粘性增加,在作用于第二输出齿轮24的过程中大幅降低离合器28的同步器54的效力,此时可以选择图3所示的换挡程序。图3所示的水平轴线指示从第一时序参考点A到第五时序参考点E的持续时间。时序参考点B、C和D分别发生在点A和点E之间。
图3所示的竖直轴线指示第一输出齿轮20、传送轴22、第二输出齿轮24和动力源11的旋转速度。该竖直轴线在旋转速度为零时开始,并且随着竖直轴线远离水平轴线延伸而增加。图3所绘的动力源11的旋转速度仅是用于示例的目的,并且该换挡程序不限于所描绘的速度。
点A指示该换挡程序的开始时间。在点A时,动力分布单元12处于第一工作状态。在第一工作状态时,离合器28处于第一位置。当由控制器55或者车辆操作者导引时,通过验证轮轴离合器68的分离并且调整传送到动力分布单元12的旋转力而开始该换挡程序。
可以通过调整动力源11的工作状态和通过使形成动力源11的一部分的离合器(未示出)至少部分地分离中的一种方式来执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时,动力源11的工作状态可以通过使供应到动力源11的燃料增加或减少中的一种方式来得到调整。当该旋转力是主动旋转力时(意为动力源11将旋转力施加到动力分布单元12),供应到动力源11的燃料减少以减小该旋转力。当该旋转力是被动旋转力时(意为动力分布单元12将旋转力施加到动力源11),供应到动力源11的燃料增加以增大该旋转力。当通过至少部分地使与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)分离而执行使传递到动力分布单元12的旋转力减小和中断中的一个的步骤时,与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)的啮合量减少以减小该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤被执行,直到传递至动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加到动力源11的旋转力的量。
当传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加的旋转力的量时,控制器55接合第一致动器57以将离合器28从第一位置移动到第三位置。图3的点B指示该转换程序中当离合器28置于第三位置的时刻。如上所述,当离合器28置于第三位置时,轮轴间差速器19被解锁,并且第二输出齿轮24与传送轴22分离,由此与轮轴间差速器19分离。
一旦离合器28置于第三位置,控制器55就减小动力源11的旋转速度。作为非限制性实例,可以通过减少供应到动力源11的燃料来减小动力源11的旋转速度。如图3所示,动力源11的旋转速度在点B和点C之间减小。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度减小,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21使传送轴22减慢,以调整传送轴22的旋转速度。当离合器28从第三位置移动到第二位置时,调整传送轴22的旋转速度,以便于使离合器28与第二输出齿轮24顺利地啮合。作为非限制性实例,动力源11的旋转速度可以在点B和点C之间减小,以将传送轴的旋转速度减小到大约为0图3的点C表示换挡程序中的离合器28置于第二位置的时刻。
当调整传送轴22的旋转速度以便于使离合器28与第二输出齿轮24顺利地啮合时,控制器55进一步接合第一致动器57,以将离合器28从第一位置移动到第二位置,同时调整液体11的旋转速度。
如图3所示,在点C和点D之间的持续时间表示内离合套环齿52驱动地与传送轴22的离合齿44以及第二输出齿轮24的离合齿50啮合、但是在控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置之前的持续时间。
当离合器28与第二输出齿轮24啮合时,第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合。当第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合时,第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度可以调整成预定速度和目标速度中的一个。
另外,当第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合时,第二驱动齿轮65和第二轮差速器66将能量赋予设置在第二轮轴组件16内的润滑剂。点C和点D之间的持续时间可以由控制器基于传感器75所指示的第二轮轴组件16的温度而确定。控制器55可以增加或减少点C和点D之间的持续时间,直到第二轮轴组件16的温度大于预定值。作为非限制性实例,该预定值可以是大约20华氏度。
该预定速度由控制器55通过参照在所述至少一个数据表中存储的信息来获得。该目标速度由控制器55通过使用至少一个算法和车辆的速度来计算。为了便于将旋转速度调整为预定速度和目标速度中的一个,调整动力源11的旋转速度。作为非限制性实例,动力源11的旋转速度可以通过使供应到动力源的燃料增加或减少中的一种方式来进行调整。如图3所示,动力源11的旋转速度在点C和点D之间增大。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度增加,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21驱动该传送轴22,以通过置于第二位置的离合器28来调整第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度。
如图3所示,当第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度允许通过轮轴离合器68使第二对输出半轴67之一的第一部分和第二对输出半轴67之一的第二部分啮合接合时,获得预定速度和目标速度中的这一个。
当获得预定速度和目标速度中的这一个时,控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置。图3的点D表示换挡程序的当控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置的时刻。图3的点E表示换挡程序的当轮轴离合器68接合的时刻。如图3所示,在点D和点E之间的持续时间代表在控制器55指令第二致动器74使轮轴离合器68接合之后但是在轮轴离合器68接合之前的持续时间。由于第二对输出半轴中的一个的第一部分和第二部分之间不对准、由于联接到第二对输出半轴67的车轮(未示出)中的一个的滑行状态,或者由于同时发生这两种情况,轮轴离合器68可能不立即接合,如图3所示,一旦获得预定速度和目标速度中的这一个,动力源11的基本恒定的旋转速度由控制器55保持。当轮轴离合器68接合时,第二对输出半轴67通过从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66而与第二输出齿轮24驱动地接合。
在点E之后,可以通过调整动力源11的工作状态并且通过接合形成动力源11的一部分的离合器(未示出),而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复中的一个的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大的步骤时,动力源11的工作状态可以通过增加供应到动力源11的燃料而得到调整。当通过接合离合器(未示出)而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复的步骤时,与动力源11相关联的离合器(未示出)的啮合量增加,以增大该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力完成图3所示的换挡程序,并且该控制器55使对动力源11的工作状态和离合器(未示出)中的一个的控制返回给操作者。
一旦驱动轮轴系统10置于第二工作状态,由动力源11施加到动力分布单元12的旋转力通过轮轴间差速器19而分布在第一输出齿轮20和第二输出齿轮24之间。由第一传动比和第二传动比之差所引起的第一输出齿轮20和第二输出齿轮24的旋转差通过轮轴间差速器19来适应。由于轮轴间差速器19适应第一传动比和第二传动比之差,所以提供了累积的传动比。累积的传动比介于第一传动比和第二传动比之间。
如果在开始该换挡程序之前,第二轮轴组件16的温度小于预定值,则由控制器55使用如图4所示的换挡程序。另外,应当理解的是,当第二轮轴组件16的温度处于预定温度范围内时,图4所示的换挡程序是有利的,图4所示的实例可以由控制器55基于此来选择。当第二轮轴组件16的温度足够低时,由于设置在第二轮轴组件16中的润滑剂粘性增加,在作用于第二输出齿轮24的过程中降低离合器28的同步器54的效力,此时可以选择图3所示的换挡程序。图4所示的水平轴线指示从第一时序参考点A到第五时序参考点E的持续时间。时序参考点B、C和D分别发生在点A和点E之间。
图4所示的竖直轴线指示第一输出齿轮20、传送轴22、第二输出齿轮24和动力源11的旋转速度。该竖直轴线在旋转速度为零时开始,并且随着竖直轴线远离水平轴线延伸而增加。图4所绘的动力源11的旋转速度仅是用于示例的目的,并且该换挡程序不限于所描绘的速度。
点A指示该换挡程序的开始时间。在点A时,动力分布单元12处于第一工作状态。在第一工作状态时,离合器28处于第一位置。当由控制器55或者车辆操作者导引时,通过验证轮轴离合器68的分离并且调整传送到动力分布单元12的旋转力而开始该换挡程序。
可以通过调整动力源11的工作状态和通过使形成动力源11的一部分的离合器(未示出)至少部分地分离中的一种方式来执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时,动力源11的工作状态可以通过使供应到动力源11的燃料增加或减少中的一种方式来得到调整。当该旋转力是主动旋转力时(意为动力源11将旋转力施加到动力分布单元12),供应到动力源11的燃料减少以减小该旋转力。当该旋转力是被动旋转力时(意为动力分布单元12将旋转力施加到动力源11),供应到动力源11的燃料增加以增大该旋转力。当通过至少部分地使与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)分离而执行使传递到动力分布单元12的旋转力减小和中断中的一个的步骤时,与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)的啮合量减少以减小该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤被执行,直到传递至动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加到动力源11的旋转力的量。
当传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加的旋转力的量时,控制器55接合第一致动器57以将离合器28从第一位置移动到第三位置。图4的点B指示该转换程序中当离合器28处于第三位置的时刻。如上所述,当离合器28置于第三位置时,轮轴间差速器19被解锁,并且第二输出齿轮24与传送轴22分离,由此与轮轴间差速器19分离。
一旦该离合器28置于第三位置,控制器55就进一步接合第一致动器57,以将离合器28从第三位置移动到第二位置,同时调整动力源11的旋转速度。如图4所示,动力源11的旋转速度在点B和点C之间减少,此时正值离合器28的第二同步器54作用在第二输出齿轮24上之时但是在离合器28处于第二位置之前。
作为非限制性实例,可以通过减少供应到动力源11的燃料来降低动力源11的旋转速度。如图4所示,动力源11的旋转速度在点B和点C之间减小。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度减小,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21使传送轴22减慢,以调整传送轴22的旋转速度。当离合器28从第三位置移动到第二位置时,调整传送轴22的旋转速度,以便于使离合器28与第二输出齿轮24顺利地啮合,点C表示换挡程序中的当离合器28置于第二位置的时刻。
当动力源11的旋转速度和传送轴22的旋转速度中的一个调整成便于离合器28与第二输出齿轮24顺利啮合时,控制器55进一步接合第一致动器57,以使离合器28与第二输出齿轮24啮合,增加动力源11的旋转速度。在点C和点D之间,当离合器28置于第二位置时,动力源11的旋转速度增大。
如图4所示,在点C和点D之间的持续时间表示内离合套环齿52驱动地与传送轴22的离合齿44以及第二输出齿轮24的离合齿50啮合、但是在控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置之前的持续时间。
当离合器28啮合第二输出齿轮24时,第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合。当第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合时,第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度可以调整成预定速度和目标速度中的一个。
另外,当第二输出齿轮24与传送轴22驱动地接合时,第二驱动齿轮65和第二轮差速器66将能量赋予设置在第二轮轴组件16内的润滑剂。点C和点D之间的持续时间可以由控制器基于传感器75所指示的第二轮轴组件16的温度而确定。控制器55可以增加或减少点C和点D之间的持续时间,直到第二轮轴组件16的温度大于预定值。作为非限制性实例,该预定值可以是大约20华氏度。
该预定速度由控制器55通过参照在所述至少一个数据表中存储的信息来获得。该目标速度由控制器55通过使用至少一个算法和车辆的速度来计算。为了便于将旋转速度调整为预定速度和目标速度中的一个,调整动力源11的旋转速度。可以通过调整动力源11的旋转速度而调整动力源11的旋转速度。作为非限制性实例,可以通过增加供应到动力源11的燃料来调整动力源11的旋转速度。如图4所示,动力源11的旋转速度在点C和点D之间增大。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度增加,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21驱动该传送轴22,以通过置于第二位置的离合器28来调整第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度。
如图4所示,当第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65以及第二轮差速器66的旋转速度允许通过轮轴离合器68使第二对输出半轴67之一的第一部分和第二对输出半轴67之一的第二部分啮合接合时,获得预定速度和目标速度中的这一个。
当获得预定速度和目标速度中的这一个时,控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置。图4的点D表示换挡程序中的当控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到被接合位置的时刻。图4的点E表示换挡程序的当轮轴离合器68接合的时刻。如图4所示,在点D和点E之间的持续时间代表在控制器55指令第二致动器74使轮轴离合器68移动到被接合位置之后但是在轮轴离合器68接合之前的持续时间。由于第二对输出半轴中的一个的第一部分和第二部分之间不对准、由于联接到第二对输出半轴67的车轮(未示出)中的一个的滑行状态,或者由于同时发生这两种情况,轮轴离合器68可能不立即接合,如图4所示,一旦获得预定速度和目标速度中的这一个,动力源11的基本恒定的旋转速度由控制器55保持。当轮轴离合器68接合时,第二对输出半轴67通过从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66而与第二输出齿轮24驱动地接合。
在点E之后,可以通过调整动力源11的工作状态并且通过接合形成动力源11的一部分的离合器(未示出),而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复中的一个的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大的步骤时,动力源11的工作状态可以通过增加供应到动力源11的燃料而得到调整。当通过接合离合器(未示出)而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复的步骤时,与动力源11相关联的离合器(未示出)的啮合量增加,以增大该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力完成图4所示的换挡程序,并且该控制器55使对动力源11的工作状态和离合器(未示出)中的一个的控制返回给操作者。
一旦驱动轮轴系统10置于第二工作状态,由动力源11施加到动力分布单元12的旋转力通过轮轴间差速器19而分布在第一输出齿轮20和第二输出齿轮24之间。由第一传动比和第二传动比之差所引起的第一输出齿轮20和第二输出齿轮24的旋转差通过轮轴间差速器19来适应。由于轮轴间差速器19适应第一传动比和第二传动比之差,所以提供了累积的传动比。累积的传动比介于第一传动比和第二传动比之间。
图5是示出了将动力分布单元12从第二工作状态切换到第一工作状态的第一实例的图表。图5示出了将动力分布单元12从第二工作状态切换到第一工作状态的非限制性实例。
图5所示的水平轴线指示从第一时序参考点A到第三时序参考点C的持续时间。时序参考点B分别发生在点A和点C之间。
图5所示的竖直轴线指示第一输出齿轮20、传送轴22、第二输出齿轮24和动力源11的旋转速度。该竖直轴线在旋转速度为零时开始,并且随着竖直轴线远离水平轴线延伸而增大。图5所绘的动力源11的旋转速度仅是用于示例的目的,并且该换挡程序不限于所描绘的速度。
点A指示该换挡程序的开始时间。在点A时,动力分布单元12处于第二工作状态。在第二工作状态时,离合器28处于第二位置。当由控制器55或者车辆操作者导引时,通过使轮轴离合器68分离并且调整传送到动力分布单元12的旋转力而开始该换挡程序。
图5的点A表示换挡程序的当控制器55指令第二致动器74将轮轴离合器68移动到分离位置的时刻。图5的点B表示换挡程序的当轮轴离合器68分离的时刻。如图5所示,在点A和点B之间的持续时间代表在控制器55指令第二致动器74使轮轴离合器68分离之后但是在轮轴离合器68分离之前的持续时间。由于联接到第二对输出半轴67的车轮中的一个的滑行状态,轮轴离合器68可能不立刻分离。如图5所示,为了便于轮轴离合器68的分离,控制器55维持动力源11的基本恒定的旋转速度。当轮轴离合器68分离时,第二对输出半轴67从第二输出齿轮24驱动地分离。
可以通过调整动力源11的工作状态和通过使形成动力源11的一部分的离合器(未示出)至少部分地分离中的一种方式来执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时,动力源11的工作状态可以通过使供应到动力源11的燃料增加或减少中的一种方式来得到调整。当该旋转力是主动旋转力时(意为动力源11将旋转力施加到动力分布单元12),供应到动力源11的燃料减少以减小该旋转力。当该旋转力是被动旋转力时(意为动力分布单元12将旋转力施加到动力源11),供应到动力源11的燃料增加以增大该旋转力。当通过至少部分地使与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)分离而执行使传递到动力分布单元12的旋转力减小和中断中的一个的步骤时,与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)的啮合量减少以减小该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤被执行,直到传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加到动力源11的旋转力的量。
当传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加的旋转力的量时,控制器55接合第一致动器57以将离合器28从第二位置移动到第三位置。图5的点B指示该转换程序中当离合器28置于第三位置的时刻。如上所述,当离合器28放置为第三位置时,轮轴间差速器19被解锁,并且第二输出齿轮24与传送轴22分离,由此与轮轴间差速器19分离。如图5所示,在点B和点C之间,当离合器28移动至第三位置并且轮轴离合器68分离时,第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66滑行到闲置状态。
一旦该离合器28置于第三位置,控制器55进一步接合第一致动器57,以将离合器28从第三位置移动到第一位置,同时调整动力源11的旋转速度。如图5所示,当离合器28的第二同步器53作用在小齿轮架36时但是在离合器28置于第一位置之前,动力源11的旋转速度减小。
作为非限制性实例,可以通过减少供应到动力源11的燃料来降低动力源11的旋转速度。如图5所示,动力源11的旋转速度在点B和点C之间减小。第一对输出半轴62的接近恒定的旋转速度(当车辆在换挡程序期间进行滑行时)反向驱动第一输出齿轮20。以接近恒定的旋转速度被反向驱动的第一输出齿轮20允许动力源11的旋转速度减小,以通过轮轴间差速器19直接反映在传送轴22的旋转速度中。小齿轮架36(由输入轴18驱动)和第一输出齿轮20的一致旋转通过多个驱动小齿轮21使传送轴22减慢,以调整传送轴22的旋转速度。当离合器28从第三位置移动到第一位置时,调整传送轴22的旋转速度,以便于使离合器28与第二输出齿轮20顺利地啮合,
当动力源11的旋转速度和传送轴22的旋转速度中的一个调整成便于离合器28与第一输出齿轮20顺利啮合时,控制器55进一步接合第一致动器57以使离合器28从第三位置移动到第一位置。图5的点C表示换挡程序中的离合器28置于第一位置的时刻。如上所述,当离合器28置于第一位置时,轮轴间差速器19被锁定,并且藉由处于锁定状态的轮轴间差速器19,使第一输出齿轮20与输入轴18接合。
在点C之后,可以通过调整动力源11的工作状态并且通过接合形成动力源11的一部分的离合器(未示出),而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复中的一个的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大的步骤时,动力源11的工作状态可以通过增加供应到动力源11的燃料而得到调整。当通过接合离合器(未示出)而执行使传递到动力分布单元12的旋转力增大和恢复的步骤时,与动力源11相关联的离合器(未示出)的啮合量增加,以增大该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力完成图5所示的换挡程序,并且控制器55使对动力源11的工作状态和离合器(未示出)中的一个的控制返回给操作者。
图6示出本发明的又一个实施例。图6所示的实施例与图1所示的实施例是类似的。除了以下所述的特征外,图6所示的实施例的类似特征包括相同附图标记和上撇号(′)标志。
图6示出了用于具有动力源的车辆的驱动轮轴系统10′。该驱动轴系统10′优选地包括动力分布单元612、第一轮轴组件14′和第二轮轴组件16′。该驱动轮轴系统10′与动力源11′驱动地接合。如图所示,该驱动轮轴系统10′包括三个组件612、14′、16′,但是应当理解的是,该驱动轮轴系统10′可以包括更少或更多的组件或部件。
该动力分布单元612包括输入轴618、轴间差动齿轮619、第一输出齿轮620、多个驱动小齿轮621、传送轴622、第二输出齿轮624和离合器628。如图所示,动力分布单元612包括设置在外壳30′中的七个部件618、619、620、621、622、624、628,但是应当理解的是,该动力分布单元612可以包括更少或更多的组件或部件。
串列驱动轮轴系统10′包括至少部分地设置在外壳30′中的输入轴618。优选地,输入轴618是细长圆柱形构件,然而,输入轴618可以是任意其它形状。设置在输入轴618′和外壳30′之间以及设置在输入轴618和传送轴622之间的轴承32′允许输入轴618绕输入轴618的轴线旋转。输入轴618具有:第一端部633,该第一端部633具有形成在其上的第一组离合齿;以及第二端部635,该第二端部635具有设置在其上的小齿轮架636。
第一端部633的直径大于中间部634的直径。第一端部633是驱动地接合到输入轴618的基本盘形体。可替换地,第一端部633可以与输入轴618一体形成。第一端部633包括在其外周边缘附近形成在其上的接合部638。如图所示,该接合部638是倾斜于输入轴618的圆锥表面,然而,该接合部638可以具有任何其它形状。第一组离合齿637形成在第一端部633上,处于输入轴618和接合部638之间。
小齿轮架636是基本盘形体,该基本盘形体具有从该盘形体延伸、与小齿轮架636的周缘相邻的多个小齿轮支承部639。如本领域所已知的,该小齿轮架636也称为行星齿轮架。
多个驱动小齿轮621旋转地联接到所述小齿轮支承部639。驱动小齿轮621的每个具有形成在其外表面上的齿轮齿。如本领域所已知的,该齿轮架621的每个也称为行星齿轮。优选地,在每个驱动小齿轮621和小齿轮支承部639之间设置有轴承,然而,驱动小齿轮621可以直接安装在小齿轮支承部639上。
传送轴622是绕输入轴618同心设置的中空轴。优选地,传送轴622是中空细长圆筒形构件,然而,传送轴622可以是任意其它形状。设置在传送轴622和外壳30′之间以及设置在输入轴618和传送轴622之间的轴承32′允许传送轴622绕传送轴622的轴线旋转。传送轴622的轴线与输入轴618的轴线一致。传送轴622具有:第一端部643,该第一端部43具有形成在其外表面上的第一组离合齿644;第二端部645,该第一端部45具有形成在其外表面上的第二组齿轮齿646。
第一端部643和第二端部645是基本盘形体,所述基本盘形体的外径大于传送轴622的直径。第一端部643和第二端部645驱动地联接到传送轴622。可替换地,第一端部643和第二端部645可以与传送轴622一体地形成,并且可以具有与传送轴622基本相等的直径。类似地,第一组离合齿644和第二组离合齿646可以直接形成在传送轴622中。如本领域中已知的,具有第二组离合齿646的第二端部645称为太阳齿轮。第二组离合齿646与多个驱动小齿轮621啮合,并且第一组离合齿644设置在输入轴618的第一组离合齿637的附近。
第二输出齿轮624是绕输入轴618和传送轴622同心设置的齿轮。第二输出齿轮624具有中心孔,该中心孔的直径大于传送轴622的直径。第二输出齿轮624是基本盘形体,其具有:第一端部647;限定第二输出齿轮624的外径的第二端部648;以及啮合部649。设置在输送轴622和第二输出齿轮624之间的轴承(未示出)允许第二输出齿轮624绕第二输出齿轮624的轴线旋转。第二输出齿轮624的轴线与输入轴618的轴线一致。第一组离合齿650形成在与传送轴622的第一组离合齿644相邻的第一端部647上。第二组齿轮齿651形成在第二端部648上。
该啮合部649形成在第二输出齿轮624中,位于第一端部647和第二端部648之间。如图所示,该啮合部649是倾斜于输入轴618的圆锥表面,然而,该啮合部649可以具有任何其它形状。
离合器628是绕输入轴618和传送轴622同心设置的换挡套环。离合器628包括形成在其内表面上的一组内离合轴套齿652、第一同步器653和第二同步器654。该组内离合轴套齿652与传送轴622的第一组离合齿644啮合。离合器628可以由控制器55′自动导引,沿输入轴618的轴线可滑动地移动,同时保持所述内离合轴套齿652与第一组离合齿644的啮合。设置在形成于离合器628中的环形凹部内的挂挡拨叉56′沿输入轴618的轴线将离合器628移动到第一位置、第二位置或第三位置。驱动地与挂挡拨叉56′接合的第一致动器57′被接合由控制器55′导引而对挂挡拨叉56′进行定位。由此,挂挡拨叉56′将离合器628定位到第一位置、第二位置或第三位置。在第一位置,离合器628与传送轴622的第一组离合齿644以及输入轴618的第一组离合齿637驱动地啮合。在第二位置,离合器628与传送轴622的第一组离合齿644以及第二输出齿轮624的第一组离合齿650驱动地接合。在第三位置,离合器628的内离合轴套齿652仅驱动地啮合传送轴622的第一组离合齿644。应当理解的是,离合器628、离合齿637、644、650、652、同步器653、654以及接合部638、649可以由允许驱动件与从动件选择性接合的任何离合装置替代。
第一同步器653是在输入轴618的第一端部633附近联接到离合器628的环形体。第一同步器653具有第一圆锥接合表面658。可替换地,第一同步器653可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器628从第三位置朝向第一位置移动时,第一圆锥接合表面658接触输入轴618的第一端部633的接合部638,使得离合器628作用在输入轴618上。当离合器628进一步朝向输入轴618的第一组离合齿637移动时,随着内离合轴套齿652驱动地啮合传送轴622的第一组离合齿644和输入轴618的第一组离合齿637,该离合器继续作用在输入轴618上。
第二同步器654是在第二输出齿轮624的第一端部647附近联接到离合器628的环形体。第二同步器654具有第二圆锥接合表面659。可替换地,第二同步器654可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器628从第三位置移动到第二位置时,第二圆锥接合表面659接触第二输出齿轮624的第一端部647的啮合部649。当离合器628进一步朝向第二输出齿轮624的第一组离合齿650移动时,随着内离合轴套齿652驱动地啮合传送轴622的第一组离合齿644和第二输出齿轮624的第一组离合齿650,该离合器628继续作用在第二输出齿轮24上。
第一输出齿轮620是绕输入轴618和小齿轮架636同心设置的齿轮。第一输出齿轮620具有中心凹部,该中心凹部的直径大于小齿轮架636的外径。该第一输出齿轮620是基本杯形体,该基本杯形体的内表面具有形成在其上的齿轮齿640。如本领域所已知的,该第一输出齿轮620也称为齿圈。齿轮齿640与形成在每个驱动小齿轮621的外表面上的齿轮齿啮合。
第一输出齿轮620包括驱动地联接到其的输出轴641。可替换地,第一输出齿轮620可以与输出轴641一体形成。输出轴641与输入轴618共线。设置在输出轴641和外壳30′之间的轴承32′支承第一输出齿轮620并且允许输出轴641绕着输出轴641的轴线旋转。
轮轴离合器668是具有圆锥形接合表面的换挡套环,该换挡套环将第二对输出半轴67′中的一个分成第一部分和第二部分。可替换地,轮轴离合器668也可以是板型离合器或者任何其它类型的摩擦离合器。轮轴离合器668具有多个形成在其上的齿,以用于选择性地啮合形成在第二输出半轴67′的第一部分和第二部分上的对应齿。轮轴离合器668由挂挡拨叉73′推到啮合位置和分离位置中。驱动地与挂挡拨叉73′接合的第二致动器74′被接合,随着控制器55′的导引,对挂挡拨叉73′进行定位,进而对轮轴离合器668进行定位。当轮轴离合器668处于啮合位置时,第二输出半轴67′中的一个的第一部分驱动地接合第二输出半轴67′中的一个的第二部分。
轮轴离合器668可以选择性地接合以将能量赋予设置在第二轮轴壳69′内的润滑剂。优选地,当轮轴离合器668将能量赋予设置在第二轮轴壳69′内的润滑剂时,轮轴离合器668是能够以变化方式作用在连接部件上的离合器,诸如是具有圆锥形接合表面的挂挡套环。当轮轴离合器668用来将能量赋予设置在第二轮轴壳69′内的润滑剂时,控制器55′接合或者部分地接合轮轴离合器668,直到第二轮轴组件16′大于预定温度。作为非限制性实例,该预定值可以是大约20华氏度。
轮轴离合器668和离合器628可以同时用以将能量赋予设置在第二轮轴壳69′内的润滑剂。当轮轴离合器668和离合器628同时用以将能量赋予设置在第二轮轴壳内的润滑剂时,轮轴离合器668与离合器628协作以将第二输出齿轮624、从动齿轮70′、轮轴间轴64′、第二驱动齿轮65′以及第二轮差速器66′的旋转速度调整到预定速度和目标速度中的一个。
在使用中,用于使用驱动轮轴系统10′的方法便于从第一工作状态切换到第二工作状态。类似地,上述用于驱动轮轴系统10的换挡程序可以用于驱动轮轴系统10′,其适应如上文所述的图6示出的实施例的差距。
图7示出了用于驱动轮轴系统10、10′的控制系统700。控制系统700包括多个传感器702和控制器704。所述多个传感器702与控制器704电连通,但是应当理解的是,所述多个传感器702可以与控制器704以诸如无线连通等任意连通类型进行连通。控制器704可以形成控制器55、55′的一部分;然而,控制器704也可以独立于控制器55、55′并且与控制器55、55′连通。
所述多个传感器702用以感测驱动轮轴系统10、10′的至少一个环境状态和/或至少一个工作状态。作为非限制性实例,所述多个传感器702可以包括温度传感器706、载荷传感器708、全球定位系统(GPS)710、防抱死制动系统(ABS)传感器712、发动机传感器714以及传动齿轮传感器715;然而应当理解的是,所述多个传感器702可以包括其它类型的传感器。
温度传感器706用以感测包括驱动轮轴系统10、10′的车辆附近的周围环境的温度。应当理解的是,温度传感器706可以包括多个传感器。作为非限制性实例,温度传感器706允许控制器704检测何时可能呈现卡滞状态。卡滞状态可能影响包括驱动轮轴系统10、10′的车辆的牵引力。
载荷传感器708用以感测包含有驱动轮轴系统10、10′的车辆或车辆的一部分所经受的载荷。应当理解的是,该载荷传感器708可以包括多个传感器。作为非限制性实例,该载荷传感器708可以构造成检测压力,并且可以设置成与用于该车辆的空气弹簧(未示出)连通。
该载荷传感器708可以是其它类型的载荷传感器,并且可以与上述载荷传感器一起使用或者代替上述载荷传感器。作为非限制性实例,该载荷传感器708可以是悬挂组件传感器,并且可以与弹簧片(未示出)一起使用。
GPS系统710将与该车辆工作所处的环境相关的信息提供给控制系统700,该车辆中包含有驱动轮轴系统10、10′。作为非限制性实例,GPS系统710可以提供关于预期道路坡度(诸如,道路是上坡或是下坡,以及道路的坡度)或道路状况(诸如,道路是否是铺设的道路,道路的交通情况,与道路相关联的速度限制以及该道路是否正在建造中)的信息。另外,GPS系统710可以构造成提供关于该车辆何时可能遇到斜坡和/或状况方面的信息。
ABS传感器712是防抱死制动传感器,其为控制系统700提供关于车辆滑行开始和滑行程度的信息,车辆滑行可能发生在包含有驱动轮轴系统10、10′的车辆的轮子的一个或多个上。应当理解的是,ABS传感器712可以包括多个传感器。另外,ABS传感器712可以用于检测由操作者对车辆的制动器的施用以及由操作者正在施用制动器的程度。
发动机传感器714为控制系统700提供与驱动轮轴系统10、10′相关联的动力源11、11′的工作信息。作为非限制性实例,发动机传感器714可以提供关于动力源11、11′的燃料经济性、转速、所产生的扭矩或油门状态的信息。从发动机传感器714获得的信息可以用以确定道路斜坡、道路状况、操作者所需要的动力源11、11′的性能或者该车辆的驱动轮轴系统10、10′的所经历的道路。
传动齿轮传感器715为控制系统700提供关于传动装置(形成动力源11的一部分)的工作状态的信息,包含驱动轮轴系统10、10′的车辆在该工作状态下工作。作为非限制性实例,传动齿轮传感器715可以提供关于形成传动装置一部分的多个齿轮中选定了哪一个的信息,并且提供关于该传动装置的选定的齿轮是否是前驱齿轮和逆驱齿轮中的一个的信息。
将能从多个传感器702获得的信息发送到控制器704。该控制器704接收能从多个传感器702获得的信息,并且该控制器704可以对能从多个传感器702获得的信息进行数字化、根据预定参照进行排序、进行处理或者进行存储。该控制器704使用能从多个传感器702获得的、原始形式或处理后的形式的信息,以从至少一组自动换挡规律(shift schedule)716和一组手动换挡规律718中选择,以便于驱动轮轴系统10、10′的工作。然而,应当理解,该控制器704可以选自其它换挡规律。
所述各组换挡规律716、718可以存储在控制器704中,或者所述各组换挡规律716、718可以存储在其它位置并且可以由控制器704访问。所述各组换挡规律716、718至少包括便于驱动轮轴系统10、10′的预定工作的多种算法。
如图7所示,所述各组换挡规律716、718的每个分别包括四个换挡规律:经济模式(eco-mode)720、720′;牵引模式(traction mode)722、722′;空载模式(unloaded mode)724、724′;以及按需模式(on-demand)726、726′。虽然图7所示所述各组换挡规律716、718包括四个换挡规律,但是可以理解的是,控制器704可以使用更多个或更少个换挡规律。
经济模式720、720′是可用于大多数情况的换挡规律,其中,随着车辆速度的增大,驱动轮轴系统10、10′在预定点或范围时从6x4工作模式转换到6x2工作模式。经济模式720、720′也可以包括当该车辆的速度下降到预定点或范围以下时转换回到6x4工作模式。
作为非限制性实例,当车辆接近、保持在或者加速经过大约35-40英里每小时的速度范围时,驱动轮轴系统10、10′从6x4工作模式转换到6x2工作模式。可替换地,当车辆减速时,可以使用相同的速度范围,将驱动轮轴系统10、10′从6x2工作模式转换到6x4工作模式。可以理解的是,处于6x2工作模式的车辆在该速度范围以上工作会使得车辆的效率提高,并且由6x4工作模式提供的额外牵引力在正常驱动状态下是不需要的。
牵引模式722、722′是这样的换挡规律,即,该换挡规律可以用于延迟从6x4工作模式转换到6x2工作模式的转换,直到该车辆达到预定速度。作为非限制性实例,从6x4工作模式转换到6x2工作模式的转换可以被延迟,直到与动力源11、11′相关联的传动装置处于高速挡中,或者直到该车辆达到预定速度。在牵引模式722、722′中,尽可能长时间地获得6x4工作模式的最大优势,同时较少顾虑车辆的燃料效率。
空载模式724、724′是这样的换挡规律,即,该换挡规律可以用于将驱动轮轴系统10、10′保持在6x2工作模式中,以提高效率。作为非限制性实例,当车辆未附连到拖车(未示出)时或者如果拖车未加载或者仅稍微加载时,可以使用空载模式724、724′。空载模式724、724′可以在操作者需要相反地操作该车辆时,将驱动轮轴系统10、10′过渡到6x4工作模式。当相反地操作该车辆时,将驱动轮轴系统10、10′置于6x4工作模式可以防止或减少对驱动轮轴系统10、10′的损害。例如,当车辆返回到拖车(加载拖车以将该拖车与该车辆接合)时或者当已与该拖车接合的车辆返回到装货码头中时,可能发生对驱动轮轴系统10、10′的损害。
按需模式726、726′是这样的换挡规律,即,该换挡规律可以在需要通过将驱动轮轴系统10、10′置于6x4工作模式而提供额外牵引力时用于将驱动轮轴系统10、10′从6x2工作模式切换到6x4工作模式。可以通过预定事件或情况的发生,而确定在按需模式726、726′期间将驱动轮轴系统10、10′置于6x4工作模式。作为非限制性实例,预定时间中发生在车轮的一个或多个处的至少一个牵引力损失事件可以自动触发按需模式726、726′。作为第二非限制性实例,按需模式726、726′可以由操作者通过超控开关来手动开启。牵引力损失事件可以通过将车轮的一个的旋转速度与(非从动或者从动)车轮的另一个的旋转速度进行比较来确定。
车辆可以在按需模式726、726′中保持预定的时间,直到牵引力损失事件缓解,或者直到出现另一种状况。作为非限制性实例,该车辆可以在检测到牵引力损失事件之后在6x4工作模式保持特定的时间,以确保该车辆具有足够量的牵引力来解决引起牵引力损失事件的状况。
由控制器704处理的来自多个传感器702的信息可以由控制器用来选择经济模式720、牵引模式722、空载模式724和按需模式726中的一个。作为非限制性实例,如果多个传感器702检测到车辆在没有滑行的情况下加速到大约40mph,则控制器704可以选择经济模式720。作为另一实例,控制器704可以获得来自多个传感器702的表示至少一个车轮处于滑行状态、将继续滑行或者基于所检测到的车辆前方的道路情况可能继续滑行的信息。在此类实例中,控制器704使驱动轮轴系统10、10′处于牵引模式722。
虽然控制器描述为将驱动轮轴系统10、10′置于所述一组自动换挡规律716中的一种,但是也可以允许由车辆的操作者进行手动操作。通过可以置于车辆的操作者够得到的地方的切换装置(未示出)来提供选择手动换挡规律718中的一个。通过车辆的操作者的选择而将驱动轮轴系统10、10′置于经济模式720′、牵引模式722′、空载模式724′和按需模式726′中的一种。该选择可以由操作者基于该操作者正在经历的一套驾驶状态或者该操作者预期将经历的一套驾驶状态而确定。作为非限制性实例,该操作者可以获知正在靠近道路中的陡坡。该操作者可以使用该切换装置来选择牵引模式722′,使得该车辆切换到或者保持在6x 4工作模式中,直到该操作者将该车辆置于其它模式720′、724′、726′中的一种,或者该操作者允许控制器704返回到各换挡规律716中的一个。
根据专利法的规定,已在认为是代表其较佳实施例的实施例中描述了本发明。然而,应该注意,本发明可在不偏离其精神或范围的情况下以不同于具体所示和所述的方式进行实践。

Claims (20)

1.一种将用于车辆的驱动轮轴系统从第一工作状态转换到第二工作状态的方法,所述方法包括以下步骤:
提供控制器;
提供与所述控制器连通的多个传感器;
将第一轮轴组件与所述驱动轮轴系统的第一输出驱动地接合;
将第二轮轴组件与该驱动轮轴系统的第二输出驱动地接合;
将所述驱动轮轴系统的输入与动力源的输出驱动地接合,所述驱动轮轴系统包括:轮轴间差速器;所述第一输出;所述第二输出;和第一离合装置,所述第一离合装置具有第一位置和第二位置,位于所述第一位置的所述第一离合装置锁定所述轮轴间差速器,使所述第一输出与所述驱动轮轴系统的所述输入接合,并且使所述第二输出与所述轮轴间差速器分离,位于所述第二位置的所述第一离合装置解锁所述轮轴间差速器,并且使所述第一输出和所述第二输出与所述轮轴间差速器接合;
感测环境状态;
将来自所述多个传感器的信息传送到所述控制器,传送到所述控制器的信息包括关于感测到的环境状态的信息;
基于来自所述多个传感器的信息,使用所述控制器来选择多个换挡规律中的一个;
根据换挡规律中的一个,将所述第一离合装置置于所述第一位置和所述第二位置中的一个中;
将旋转力施加到所述驱动轮轴系统的所述输入;
调整传递到所述驱动轮轴系统的旋转力,以便于移动所述第一离合装置;
将所述第一离合装置从所述第一位置和所述第二位置中的一个移动到第三位置,处于所述第三位置中的所述第一离合装置既不锁定所述轮轴间差速器也不将所述第二输出和所述轮轴间差速器进行接合;
调整所述驱动轮轴系统的所述输入的旋转速度以便于从所述第三位置移动所述第一离合装置;
根据所述换挡规律中的一个,将所述第一离合装置从所述第三位置移动到所述第一位置和所述第二位置中的一个;以及
调整传递到所述驱动轮轴系统的旋转力。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个传感器包括温度传感器、载荷传感器、全球定位系统、防抱死制动系统传感器、发动机传感器以及传动齿轮传感器中的至少一种。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述温度传感器用于以下的至少一种:感测所述车辆附近的周围环境的温度;检测何时呈现卡滞状态。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述载荷传感器是以下情况中的至少一种:所述载荷传感器构造成检测压力;所述载荷传感器是悬挂组件传感器。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述全球定位系统将所预期的道路坡度和所预期的道路状况中的至少一种的信息提供给控制系统。
6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述发动机传感器提供关于所述动力源的燃料经济性、转速、所产生的扭矩和油门状态的中的至少一种的信息。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,从所述发动机传感器获得的信息能够用以确定道路坡度、道路状况、动力源的性能以及所述驱动轮轴系统所经历的道路。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将从所述多个传感器获得的信息进行以下的至少一种:数字化;根据预定参照进行排序;处理;或者存储。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述控制器使用从所述多个传感器获得的、呈处理后形式的信息,以选择所述多个换挡规律中的一个。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律至少包括便于所述驱动轮轴系统的预定工作的多种算法。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律包括一组自动换挡规律和一组手动换挡规律。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律包括牵引模式,所述牵引模式延迟将所述驱动轮轴系统从所述第一工作状态转换到所述第二工作状态。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律包括空载模式,所述空载模式将所述驱动轮轴系统保持在所述第一工作状态。
14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律包括按需模式,所述按需模式基于额外牵引力的需求而将所述驱动轮轴系统从所述第一工作状态转换到所述第二工作状态。
15.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个换挡规律中的一个由包括所述驱动轮轴系统的车辆的操作者手动地选择。
16.一种驱动轮轴系统,包括:
第一轴,其包括至少一个轴段;
第一轮轴组件,其包括:第一轮差速器;第一驱动齿轮,所述第一驱动齿轮联接到所述第一轮差速器并且与所述第一轴驱动地接合;以及第一对输出轮轴,所述第一对输出轮轴与所述第一轮差速器驱动地接合;
第二轮轴组件,其包括:第二轮差速器;第二驱动齿轮,所述第二驱动齿轮联接到所述第二轮差速器;第二对输出轮轴,所述第二对输出轮轴与所述第二轮差速器驱动地接合;以及第一离合装置,所述第一离合装置设置在所述第二对输出轮轴中的一个上,并且将上所述第二对输出轮轴中的一个分成第一部分和第二部分;
第二离合装置,其具有至少一个第一位置和第二位置,处于所述第一位置的所述第二离合装置将所述第二驱动齿轮与所述第一轴和所述第一驱动齿轮中的一个接合,而处于所述第二位置的所述第二离合装置将所述第二驱动齿轮从所述第一轴和所述第一驱动齿轮中的一个分离;
控制器;以及
多个传感器,所述多个传感器与所述控制器连通以用于感测环境状态,其中,关于感测到的环境状态的信息从所述多个传感器传送到所述控制器,并且基于来自所述多个传感器的信息,所述控制器选择多个换挡规律中的一个,并且将所述第二离合装置置于所述第一位置和所述第二位置中的一个中。
17.如权利要求16所述的驱动轮轴系统,其特征在于,所述多个传感器包括温度传感器、载荷传感器、全球定位系统、防抱死制动系统传感器以及发动机传感器中的至少一种。
18.如权利要求17所述的驱动轮轴系统,其特征在于,从所述发动机传感器获得的信息能够用以确定道路坡度、道路状况、动力源的性能以及所述驱动轮轴系统所经历的道路。
19.如权利要求16所述的驱动轮轴系统,其特征在于,从所述多个传感器获得的信息被以下的至少一种:数字化;根据预定参照进行排序;处理;或者存储。
20.如权利要求16所述的驱动轮轴系统,其特征在于,所述多个换挡规律包括一组自动换挡规律和一组手动换挡规律。
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