CN105691379A - 用于保护驱动轴的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于保护驱动轴的装置与方法，所述驱动轴保护装置可以包括：每分钟转数检测装置，其配置为检测发动机或涡轮的每分钟转数；换挡检测装置，其配置为检测变速器的操纵杆位置；转向角检测装置，其配置为检测转向角；油门踏板位置检测装置，其配置为检测油门踏板的位移；发动机扭矩检测装置，其配置为检测车辆的发动机扭矩；损失扭矩检测装置，其配置为检测车辆的损失扭矩；控制器，其配置为在接收到转向角时基于驱动轴的弯曲角来改变极限扭矩，并且响应于各个检测装置的输出信号来可变地执行发动机扭矩降低控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。

Description

用于保护驱动轴的装置与方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月11日提交的韩国专利申请第10-2014-0178538号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明的各个方面涉及一种用于保护车辆驱动轴的装置与方法，并且更具体地，涉及一项用于根据转向角来可变地降低发动机扭矩的技术，以采用针对驱动轴性能优化的最大扭矩。
背景技术
通常，方向盘、转向器壳体、阶梯杆、转向节、下节臂以及车轮通过连接设备安装在底盘设备上。驱动轴与变速器和底盘设备互锁，所述驱动轴与可弯曲接头连接，以传输发动机和变速器的输出信号。
驱动轴是用于将从动力系产生的动力传递至车轮的设备，接头分别设置在变速器和车轮上，并且球形接头安装至车轮，从而使得能够通过将用于转向的弯曲角反射至车轮来实现动力传输。
因此，当驱动轴毁坏或受损时，就不能将驱动力传递至车轮，从而动力系会毁坏或受损。
假如使用的是传统的车辆，在选择倒车挡的情况下，如果转向角大于预定的转向角，或者发动机每分钟转数(RPM)大于预定的RPM，则传统的车辆被设计为利用预定值来降低发动机扭矩。
然而，传统的车辆被设计为基于具有最高转向角的特定状况来统一地降低扭矩。因此，扭矩会一直降低(扭矩下降得比参考扭矩还要小得多)直到保护逻辑解除。因此，如果在倒车(R)挡位模式的上坡(坡度)驻车状态下出现了扭矩不足，那么车辆的爬坡能力会变差，即，车辆在R挡模式下的上坡路面上不能驻车。
此外，传统的车辆不具有扭矩计算逻辑。因此，虽然车辆具有同样的型号和相同的发动机，但是如果车辆具有不同的传动比，那么车辆也必须被重新测试，以重新配置发动机扭矩的降低量，这会使得在生产作业期间出现重大的损失。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于保护驱动轴的装置与方法，其能够基本上消除由于现有技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。
本发明的各个方面还致力于提供一种用于根据转向角来可变地降低发动机扭矩的技术，这种技术可以使用在施加至驱动轴的阈值扭矩(极限扭矩)之内，针对驱动轴性能优化的最大扭矩。
根据本发明的各个方面，一种驱动轴保护装置可以包括：每分钟转数(RPM)检测装置、换挡检测装置、转向角检测装置、油门踏板位置检测装置、发动机扭矩检测装置、损失扭矩检测装置以及控制器，其中，所述RPM检测装置配置为检测发动机或涡轮的每分钟转数；所述换挡检测装置配置为检测变速器的操纵杆位置；所述转向角检测装置配置为检测转向角；所述油门踏板位置检测装置配置为检测油门踏板的位移；所述发动机扭矩检测装置配置为检测车辆的发动机扭矩；所述损失扭矩检测装置配置为检测车辆的损失扭矩；所述控制器配置为在接收到转向角时基于驱动轴的弯曲角来改变极限扭矩，并且响应于各个检测装置的输出信号来可变地执行发动机扭矩降低控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
当从所述RPM检测装置接收的RPM、从所述转向角检测装置接收的转向角、从所述油门踏板位置检测装置接收的油门踏板位置以及从所述发动机扭矩检测装置接收的发动机扭矩大于各自的参考值时，在所述换挡检测装置的输出信号指示前进挡位位置或倒车挡位位置的情况下，所述控制器可以配置为执行可变的发动机扭矩降低控制。
所述控制器可以配置为检测从所述换挡检测装置接收的变速器传动比与主传动比(finalgearratio,FGR)。
所述控制器可以配置为通过检测发动机RPM或涡轮RPM来确定扭矩放大率。
所述控制器可以配置为响应于传动比、主传动比(FGR)以及损失扭矩中的至少一个检测信号来执行发动机扭矩降低控制。
根据本发明的各个方面，一种驱动轴保护方法可以包括：利用控制器来检测发动机或涡轮的每分钟转数(RPM)；利用控制器来检测变速器的操纵杆位置；利用控制器来检测转向角；利用控制器来检测油门踏板的位移；根据转向角，基于驱动轴的弯曲角，利用控制器来确定极限扭矩，所述极限扭矩为可变值；通过检测车辆的发动机扭矩，利用控制器来确定发动机扭矩是否大于极限扭矩；利用控制器，检测车辆的损失扭矩；以及响应于各自的检测信号，利用控制器来可变地执行发动机扭矩降低控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
所述驱动轴保护方法可以进一步包括，当每分钟转数、转向角、油门踏板位置以及发动机扭矩大于各自的参考值时，在变速器处于前进挡位(D)位置或倒车挡位(R)位置的情况下，利用控制器来执行发动机扭矩降低控制。
变速器的操纵杆位置的检测可以包括：检测变速器的传动比和主传动比(FGR)。
发动机或涡轮RPM的检测可以包括：通过检测发动机RPM或涡轮RPM来确定扭矩放大率。
发动机扭矩降低控制的执行可以包括：响应于传动比、主传动比(FGR)以及损失扭矩中的至少一个检测信号来可变地执行发动机扭矩降低控制。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为图示了根据本发明的示例性驱动轴保护装置的框图。
图2为图示了根据本发明的示例性驱动轴保护方法的流程图。
图3为图示了根据本发明的驱动轴保护装置的实际车辆数据的曲线图。
应当理解，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
附图中每个元件的附图标记：
100：RPM检测装置
101：换挡检测装置
102：转向角检测装置
103：油门踏板位置检测装置
104：发动机扭矩检测装置
105：损失扭矩检测装置
201：控制器
301：燃油喷射装置
302：点火装置
303：节气门装置。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图1为图示了根据本发明各个实施方案的驱动轴保护装置的框图。
参考图1，根据本发明的各个实施方案的驱动轴保护装置可以包括：每分钟转数(RPM)检测装置100、换挡检测装置101、转向角检测装置102、油门踏板位置检测装置103、发动机扭矩检测装置104、损失扭矩检测装置105、控制器201、燃油喷射装置301、点火装置302以及节气门装置303。
在这种情况下，转速检测装置100可以检测发动机或涡轮的每分钟转数(RPM)，并且可以将检测到的RPM输出至控制器201。
换挡检测装置101可以检测握住换挡杆的驾驶员所选择的挡位，并且将有关于所选中的挡位的信息提供给控制器201。这里，通过缆索连接至换挡杆的限制开关(inhibitorswitch)可以应用至换挡检测装置101。
转向角检测装置102可以检测方向盘的转向角，将关于检测到的转向角的信息转换为电信号，并且将电信号输出至控制器201。
此外，油门踏板位置检测装置103可以检测由车辆驾驶员操作的油门踏板的位移，将有关于检测到的位移的信息转换为电信号，并且将电信号输出至控制器201。
此外，发动机扭矩检测装置104可以检测车辆发动机的驱动扭矩，并且将检测到的驱动扭矩输出至控制器201。损失扭矩检测装置105可以检测车辆的损失扭矩，并且将检测到的损失扭矩输出至控制器201。
此外，根据接收到来自RPM检测装置100、换挡检测装置101、转向角检测装置102、油门踏板位置检测装置103、发动机扭矩检测装置104以及损失扭矩检测装置105的各种信号，控制器201可以可变地执行发动机扭矩降低控制。
例如，控制器201可以确定发动机或涡轮的RPM是否大于预定的RPM。控制器201可以确定关于从换挡检测装置101接收的换挡杆位置的信息是否为驻车位置(P挡位)或空挡位置(N挡位)。
此外，控制器201可以确定从转向角检测装置102接收的转向角信息是否大于预定的角度。控制器201可以确定从油门踏板位置检测装置103接收的油门踏板位置信息是否大于预定的位移值。
控制器201可以确定由发动机扭矩检测装置104检测到的发动机扭矩是否大于预定的扭矩值。控制器201可以确定由损失扭矩检测装置105检测到的损失扭矩是否大于预定的极限扭矩。
如果上述判定值大于参考值，那么控制器201可以响应于转向角的状态，基于驱动轴的弯曲角来计算极限扭矩(即，阈值扭矩)。控制器201可以响应于从换挡检测装置101接收的换挡信息来检测当前变速器的传动比和主传动比(finalgearratio,FGR)。
控制器201可以从RPM检测装置100接收发动机RPM或涡轮RPM，并且从而基于所接收的RPM信息来计算扭矩放大率。
控制器201计算极限发动机扭矩(施加至驱动轴的扭矩不超过极限值)，并且利用极限发动机扭矩来执行扭矩降低控制。在这种情况下，控制器201可以根据变速器的传动比、主传动比以及扭矩放大率和损失扭矩来执行发动机协同控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
另一方面，控制器201可以确定由RPM检测装置100检测到的RPM是否等于或低于预定的RPM，可以确定从换挡检测装置101接收的变速器操纵杆位置信息是否处于驻车位置(P挡位)或空挡位置(N挡位)，或者可以确定从转向角检测装置102接收的转向角信息是否等于或小于预定的角度。
控制器201从油门踏板位置检测装置103接收油门踏板的位移。如果所接收的油门踏板的位移等于或小于参考值，或者如果由发动机扭矩检测装置104检测到的发动机扭矩等于或小于极限扭矩，那么控制器201可以解除发动机扭矩降低控制。
例如，控制器201可以利用下列等式1来计算极限发动机扭矩。
[等式1]
在等式1中，驱动轴极限扭矩变量可以根据方向盘的转向角来改变。
此外，基于从控制器201接收的控制信号，燃油喷射装置301可以调整喷射至燃烧室的燃油量，从而致使发动机扭矩降低。
基于从控制器201接收的控制信号时，点火装置302可以调整点火时间，从而致使发动机扭矩降低。节气门装置303可以调整节气门的开度。
图2为图示了根据本发明的实施方案的驱动轴保护方法的流程图。下文将参考图2来描述根据本发明的各个实施方案的用于控制驱动轴保护装置的方法。
参考图2，在车辆行驶期间，在步骤S1，控制器201可以确定从RPM检测装置100接收的发动机或涡轮RPM是否大于预定的RPM。
随后，如果所述RPM大于预定的RPM，那么在步骤S2，控制器201检测从换挡检测装置101接收的变速器操纵杆位置信息，并且确定所检测到的操纵杆位置是否为驻车或空挡位置。在这种情况下，当变速器的操纵杆位置为驻车位置(P挡位)或空挡位置(N挡位)时，控制器201可以执行正常的控制，然后检测操纵杆位置是否为前进挡位(D挡位)位置或倒车挡位(R挡位)位置。
随后，如果在步骤S2，变速器处于D挡位位置或者R挡位位置，那么在步骤S3，控制器201可以检测从转向角检测装置102接收的转向角信息是否大于预定的角度。
随后，如果在步骤S3，转向角大于预定的角度，那么在步骤S4，控制器201可以检测从油门踏板位置检测装置103接收的油门踏板位移。即，控制器201可以确定油门踏板的开度是否大于预定的参考值。
如果在步骤S4，油门踏板的开度大于预定的参考值，那么在步骤S5，控制器201从转向角检测装置102接收转向角信息，并且因此在步骤S5，基于驱动轴的弯曲角来计算极限扭矩。
随后，在步骤S6，控制器201可以确定由发动机扭矩检测装置104检测的发动机扭矩是否大于在步骤S5计算得出的极限扭矩。
随后，控制器201可以响应于从换挡检测装置101接收的换挡信息来检测当前变速器的传动比和主传动比(FGR)。
在步骤S7，控制器201可以响应于从换挡检测装置101接收的换挡信息来检测当前变速器的传动比和FGR。
在步骤S8，控制器201可以响应于从RPM检测装置100接收的发动机或涡轮RPM来计算扭矩放大率。在步骤S9，控制器201可以检测从损失扭矩检测装置105接收的损失扭矩。
随后，在步骤S10，控制器201可以根据驱动轴的极限扭矩变量、传动比、主传动比(FGR)、扭矩放大率以及损失扭矩来计算极限发动机扭矩，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
控制器201可以确定施加至驱动轴的扭矩是否超过极限扭矩。如果发动机扭矩不超过极限扭矩，那么控制器201利用燃油喷射装置301和点火装置302来执行扭矩降低控制，从而使得当前的发动机扭矩跟随计算得出的极限发动机扭矩。
即，如果施加至驱动轴的扭矩超过极限扭矩，那么控制器201可以降低发动机扭矩。控制器201响应于车辆的转向角来执行扭矩降低控制。如果驱动轴被施加了冲力，那么控制器201会降低发动机扭矩，以防止驱动轴被损坏。
如果在步骤S1，发动机或涡轮RPM低于预定的RPM，如果在步骤S2中，操纵杆位置处于驻车位置(P挡位)或者空挡位置(N挡位)，如果在步骤S3，转向角小于预定的角度，如果在步骤S4，油门踏板开度小于参考值，或者如果发动机扭矩小于极限扭矩，那么在步骤S11中，控制器201解除发动机扭矩降低控制，然后执行正常控制。
图3为图示了根据本发明的各个实施方案的驱动轴保护装置的车辆数据的曲线图。
参考图3，根据各个实施方案的驱动轴保护装置接收转向角，并且响应于驱动轴的弯曲角来配置驱动轴的极限扭矩值。响应于所配置的极限扭矩值来可变地执行发动机扭矩降低控制，从而使得驱动轴保护装置能够使用对于驱动轴性能优化的最大扭矩。
上述的实施方案能够响应于转向角来直接使用最大扭矩设定值。因此，当执行扭矩降低值设定时，不需要在各种状态下(例如，D挡位状态，R挡位状态，每个销售区域)反复地测试具有驱动轴保护装置的车辆。
即，上述的各个实施方案能够仅利用中断了的扭矩输入来估测安全系数，并且还能够通过最初预先安排的规划来完成前期的负载。此外，驱动轴的尺寸缩小，从而使得车辆的生产成本能够显著地降低。
从以上描述显而易见的是，根据本发明的用于保护车辆驱动轴的装置与方法根据转向角来可变地控制发动机扭矩降低，从而采用在驱动轴的极限扭矩之内的最大扭矩。
根据本发明的用于保护车辆驱动轴的装置包括扭矩计算逻辑，这使得在不进行重新测试的情况下，能够适宜地应对变速器的改变的传动比，从而能够使得由车辆重新测试所引起的ROM管理作业和作业的低效率被最小化。
此外，驱动轴的尺寸能够被缩小，使得车辆的生产成本降低，并且能够提高燃油效率(英里数)、加速性能以及转向性能。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (10)

1.一种驱动轴保护装置，其包括：
每分钟转数检测装置，其配置为检测发动机或涡轮的每分钟转数；
换挡检测装置，其配置为检测变速器的操纵杆位置；
转向角检测装置，其配置为检测转向角；
油门踏板位置检测装置，其配置为检测油门踏板的位移；
发动机扭矩检测装置，其配置为检测车辆的发动机扭矩；
损失扭矩检测装置，其配置为检测车辆的损失扭矩；以及
控制器，其配置为在接收到转向角时基于驱动轴的弯曲角来改变极限扭矩，并且响应于各个检测装置的输出信号来可变地执行发动机扭矩降低控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
2.根据权利要求1所述的驱动轴保护装置，其中，当从所述每分钟转数检测装置接收的每分钟转数、从所述转向角检测装置接收的转向角、从所述油门踏板位置检测装置接收的油门踏板位置以及从所述发动机扭矩检测装置接收的发动机扭矩大于各自的参考值时，在所述换挡检测装置的输出信号指示前进挡位位置或倒车挡位位置的情况下，所述控制器配置为执行可变的发动机扭矩降低控制。
3.根据权利要求1所述的驱动轴保护装置，其中，所述控制器配置为检测从所述换挡检测装置接收的变速器传动比与主传动比。
4.根据权利要求1所述的驱动轴保护装置，其中，所述控制器配置为通过检测发动机每分钟转数或涡轮每分钟转数来确定扭矩放大率。
5.根据权利要求1所述的驱动轴保护装置，其中，所述控制器配置为响应于传动比、主传动比以及损失扭矩中的至少一个检测信号来执行发动机扭矩降低控制。
6.一种驱动轴保护方法，其包括：
利用控制器来检测发动机或涡轮的每分钟转数；
利用控制器来检测变速器的操纵杆位置；
利用控制器来检测转向角；
利用控制器来检测油门踏板的位移；
根据转向角，基于驱动轴的弯曲角，利用控制器来确定极限扭矩，所述极限扭矩为变量值；
通过检测车辆的发动机扭矩，利用控制器来确定发动机扭矩是否大于极限扭矩；
利用控制器来检测车辆的损失扭矩；以及
响应于各自的检测信号，利用控制器来可变地执行发动机扭矩降低控制，在此方式下，施加至驱动轴的扭矩不超过极限扭矩。
7.根据权利要求6所述的驱动轴保护方法，进一步包括：
当每分钟转数、转向角、油门踏板位置以及发动机扭矩大于各自的参考值时，在变速器处于前进挡位位置或倒车挡位位置的情况下，利用控制器来执行发动机扭矩降低控制。
8.根据权利要求6所述的驱动轴保护方法，其中，变速器的操纵杆位置的检测包括：
检测变速器的传动比和主传动比。
9.根据权利要求6所述的驱动轴保护方法，其中，发动机或涡轮每分钟转数的检测包括：
通过检测发动机每分钟转数或涡轮每分钟转数来确定扭矩放大率。
10.根据权利要求6所述的驱动轴保护方法，其中，发动机扭矩降低控制的执行包括：
响应于传动比、主传动比以及损失扭矩中的至少一个检测信号来可变地执行发动机扭矩降低控制。
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