CN107461476A

CN107461476A - 具有轮轴转矩矢量的差速器组件

Info

Publication number: CN107461476A
Application number: CN201710322426.2A
Authority: CN
Inventors: S·X·赵; M·J·派勒契克
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: CN107461476B; US9689485B1; DE102017112173B4; DE102017112173A1

Abstract

一种用于车辆的差速器组件包括差速器；传动轴，其配置成将差速器驱动地耦接至原动力源；第一半轴，其配置成将差速器驱动地耦接至第一负重轮；以及第二半轴，其配置成将差速器驱动地耦接至第二负重轮。该差速器组件还包括第一电机，其具有第一输出轴；第二电机，其具有第二输出轴。该差速器组件另外包括第一齿轮传动组件，其配置成选择性地在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比；第二齿轮传动组件，其配置成选择性地在第二半轴与第二输出轴之间地施加受控速比。

Description

具有轮轴转矩矢量的差速器组件

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的差速器组件。具体地，本发明涉及一种混合动力电动车中的差速器组件。

背景技术

车辆动力系通常结合发动机、变速器和差速器。差速器是从变速器接收驱动转矩并且将转矩分布至至少两个半轴的机构，该至少两个半轴依次驱动车辆的负重轮。差速器配置成允许相应的半轴以不同速度旋转，并且因此在(例如)转弯期间适应不同的负重轮速度。

发明内容

根据本发明的车辆包括发动机；差速器；传动轴，其将差速器驱动第耦接至发动机；第一负重轮；第一半轴，其将差速器驱动地耦接至第一负重轮；第二负重轮；以及第二半轴，其将差速器驱动地耦接至第二负重轮。该车辆还包括第一电机，其具有第一输出轴；以及第二电机，其具有第二输出轴。该车辆另外包括第一行星齿轮组，其具有第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮。第一太阳齿轮与第一输出轴耦接成共同旋转，第一行星架与第一半轴耦接成共同旋转。该车辆还包括第一制动器，其配置成选择性地将第一环形齿轮保持不旋转。该车辆另外包括第二行星齿轮组，其具有第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮。第二太阳齿轮与第二输出轴耦接成共同旋转，第二行星架与第二半轴耦接成共同旋转。该车辆还包括第二制动器，其配置成选择性地将第二环形齿轮保持不旋转。

根据各个实施例，该车辆包括控制器，其配置成选择性地将第一制动器控制在其中第一环形齿轮保持不旋转的第一制动器接合状态中和其中第一环形齿轮未保持不旋转的第一制动器脱离状态中。控制器还配置成选择性地将第二制动器控制在其中第二环形齿轮保持不旋转的第二制动器接合状态中和其中第二环形齿轮未保持不旋转的第二制动器脱离状态中。控制器进一步配置成选择性地控制第一电机以提供驱动转矩并且提供阻力转矩，并且选择性地控制第二电机以提供驱动转矩并且提供阻力转矩。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于对应于转矩增强状况或紧急制动状况的至少一个传感器输入，将第一制动器控制在第一制动器接合状态中、将第二制动器控制在第二制动器接合状态中，并且控制第一电机和第二电机以提供转矩且以相同速度旋转。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于对应于电驱动状况的至少一个传感器输入，将第一制动器控制在第一制动器接合状态中、将第二制动器控制在第二制动器接合状态中，并且控制第一电机和第二电机以在传动轴中缺少驱动转矩时提供驱动转矩。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于对应于停车辅助状况或冗余转向状况的至少一个传感器输入，将第一制动器控制在第一制动器接合状态中、将第二制动器控制在第二制动器接合状态中，并且控制第一电机以第一速度旋转和控制第二电机以不同于第一速度的第二速度旋转，以在第一半轴与第二半轴之间产生速度差。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于对应于定向转矩状况的至少一个传感器输入，将第一制动器控制在第一制动器接合状态中、将第二制动器控制在第二制动器脱离状态中，并且控制第一电机以传递驱动转矩至第一负重轮。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于对应于稳定性控制状况的至少一个传感器输入，将第一制动器控制在第一制动器接合状态中、将第二制动器控制在第二制动器脱离状态中，并且控制第一电机以传递阻力转矩至第一负重轮。

一种用于根据本发明的车辆的差速器组件包括差速器；传动轴，其配置成将差速器驱动地耦接至原动力源；第一半轴，其配置成将差速器驱动地耦接至第一负重轮；以及第二半轴，其配置成将差速器驱动地耦接至第二负重轮。差速器组件还包括第一电机，其具有第一输出轴；以及第二电机，其具有第二输出轴。差速器组件另外包括第一齿轮传动组件，其配置成选择性地在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比；以及第二齿轮传动组件，其配置成选择性地在第二半轴与第二输出轴之间施加受控速比。

根据各个实施例，第一齿轮传动组件包括第一行星齿轮组，该第一行星齿轮组具有：第一太阳齿轮，其与第一输出轴耦接成共同旋转；第一行星架，其与第一半轴耦接成共同旋转；以及第一环形齿轮。根据各个实施例，第二齿轮传动组件包括第二行星齿轮组，该第二行星齿轮组具有：第二太阳齿轮，其与第二输出轴耦接成共同旋转；第二行星架，其与第二半轴耦接成共同旋转；以及第二环形齿轮。在此类实施例中，该车辆另外包括第一制动器，其配置成选择性地将第一环形齿轮保持不旋转；以及第二制动器，其配置成选择性地将第二环形齿轮保持不旋转。

根据各个实施例，差速器组件另外包括壳体。在此类实施例中，差速器、第一半轴、第二半轴、第一电机、第二电机、第一齿轮传动组件以及第二齿轮传动组件至少部分设置在壳体内。

根据各个实施例，差速器组件另外包括控制器。控制器配置成控制第一齿轮传动组件以选择性地以第一齿轮传动组件第一模式操作，其中第一半轴与第一输出轴之间有受控速比，和以第一齿轮传动组件第二模式中操作，其中第一半轴与第一输出轴之间没有受控速比。控制器还配置成控制第二齿轮传动组件以选择性地以第二齿轮传动组件第一模式操作，其中第二半轴与第二输出轴之间有受控速比，和以第二齿轮传动组件第二模式中操作，其中第二半轴与第二输出轴之间没有受控速比。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于第一组操作状况，以第一齿轮传动组件第一模式控制第一齿轮传动组件并且以第二齿轮传动组件第一模式控制第二齿轮传动组件。

根据各个实施例，第一组操作状况包括转矩增强状况或紧急制动状况，且控制器进一步配置成控制第一电机和第二电机以相同速度旋转并且提供驱动转矩。

根据各个实施例，第一组操作状况包括电驱动状况，且该控制器进一步配置成控制第一电机和第二电机以相同速度旋转并且在不提供驱动转矩的情况下利用原动力源提供驱动转矩。

根据各个实施例，第一组操作状况包括辅助转向状况或停车辅助状况，且控制器进一步配置成控制第一电机以第一速度旋转且控制第二电机以不同于第一速度的第二速度旋转，以在第一负重轮与第二负重轮之间产生速度差。

根据各个实施例，控制器进一步配置成响应于第二组操作状况，以第一齿轮传动组件第一模式控制第一齿轮传动组件并且以第二齿轮传动组件第二模式控制第二齿轮传动组件。

根据各个实施例，第二组操作状况包括定向转矩状况，且控制器进一步配置成控制第一电机以传递驱动转矩至第一负重轮。

根据各个实施例，第二组操作状况包括稳定性控制状况，且控制器进一步配置成控制第一电机以传递阻力转矩至第一负重轮。

一种控制根据本发明的车辆的方法，其中该车辆包括原动力源，差速器；传动轴，其将原动力源驱动地耦接至差速器，第一负重轮、第二负重轮，第一半轴，其将差速器驱动地耦接至第一负重轮；第二半轴，其将差速器驱动地耦接至第二负重轮，第一电机，其具有第一输出轴；第二电机，其具有第二输出轴，第一齿轮传动组件，其配置成选择性地在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比，以及第二齿轮传动组件，其配置成选择性地在第二半轴与第二输出轴之间施加受控速比，包括响应于满足第一操作状况，控制第一齿轮传动组件以在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比并且控制第二齿轮传动组件以在第二半轴与第二输出轴之间地施加非受控速比。该方法另外包括响应于不满足第一操作状况，控制第一齿轮传动组件以不在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比，且控制第二齿轮传动组件以不在第二半轴与第二输出轴之间施加受控速比。

根据各个实施例，该方法另外包括响应于满足第二操作状况，控制第一齿轮传动组件以在第一半轴与第一输出轴之间施加受控速比并且控制第二齿轮传动组件以在第二半轴与第二输出轴之间地施加受控速比。

根据本发明的实施例提供了许多优点。例如，根据本发明的实施例可以对车辆提供改进的移动性和操控性、改进的燃料经济性，和系统冗余，因此提高客户满意度。

本发明的上述特征和其它优点以及特征从实行结合附图取得的优选实施例的以下详细描述将显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的车辆的示意图；

图2是根据本发明的差速器组件的杠杆图表示；

图3是根据本发明的以转矩增强模式操作的差速器组件的杠杆图表示；

图4是根据本发明的以定向转矩模式操作的差速器组件的杠杆图表示；

图5是根据本发明的以稳定性控制模式操作的差速器组件的杠杆图表示；

图6是根据本发明的以电驱动模式操作的差速器组件的杠杆图表示；

图7是根据本发明的以转向辅助模式操作的差速器组件的杠杆图表示；以及

图8是根据本发明的控制车辆的方法的流程图表示。

具体实施方式

本文描述了本发明的实施例。然而，应当理解的是，所公开实施例仅仅是实例且其它实施例可采取各种和替代性形式。图不一定按比例绘制；某些图可被扩大或最小化以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节并不解释为限制，而仅仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域一般技术人员将理解的是，参考任何一个图说明且描述的各个图可与一个或多个其它图中说明的特征组合以产生并未明确说明或描述的实施例。所说明的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方案预期符合本发明的教导的特征的各种组合和修改。

现在参考图1，示出了根据本发明的车辆10。在此实施例中，车辆10具有后轮驱动配置，且因而仅描绘后轮。其它预期的实施例可以具有前轮驱动或全轮驱动配置。

车辆10包括内燃机12。发动机12驱动地耦接至变速器14。变速器14优选地是多档自动变速器或无级变速器(CVT)；然而，在其它实施例中，可以使用其它适当的变速器机构。

变速器14具有输出轴16，其可以称为传动轴(propeller shaft或prop shaft)。传动轴16驱动地耦接至差速器18。在此实施例中，差速器18是锥齿轮式差速器，其具有与环形齿轮22啮合的输入小齿轮20。然而，在其它实施例中，可以使用其它类型的变速器设备。如下文将讨论的差速器18和附加部件保持在壳体24内。

差速器18驱动地耦接至第一半轴26和第二半轴28，其分别可以称为左半轴和右半轴。第一半轴26驱动地耦接至第一负重轮30，其可以称为左负重轮。第二半轴28驱动地耦接至第二负重轮32，其可以称为右负重轮。差速器18配置成允许第一半轴26和第二半轴28在例如转弯期间以不同速度旋转。

第一齿轮传动组件34设置靠近第一半轴26，且第二齿轮传动组件36设置靠近第二半轴28。齿轮传动组件是指旋转元件与配置成在旋转元件当中施加指定速度关系的换档元件的集合。

无关于任何换档元件的状态，均施加某些速度关系，其可以称为固定速度关系。仅当特定换档元件完全接合时，才能施加其它速度关系，其可以称为选择性速度关系。在以下情况下，旋转元件的有序列表当中存在线性速度关系：i)该组中的第一和最后的旋转元件被约束为具有最极端速度、ii)剩余旋转元件的速度各自被约束为第一和最后的旋转元件的加权平均值，以及iii)当旋转元件的速度不同时，它们被约束在所列出顺序中，增大或降低。当元件在一个方向上旋转时元件的速度为正，且当元件在相反方向上旋转时元件的速度为负，

如果一组旋转元件被约束为在所有操作状况中作为一个单元旋转，那么它们固定地耦接至彼此。旋转元件可通过花键连接、焊接、按压配合、常见固体的加工或其它手段固定地耦接。固定耦接的元件之间的旋转移位可发生微小变化，诸如归因于间隙或轴顺从性而产生的移位。相反地，无论换档元件何时完全接合，当换档元件将两个旋转元件约束为作为一个单元旋转时，该旋转元件均由换档元件选择性地耦接，且该旋转元件在至少某个其它操作状况中以不同速度自由地旋转。通过将旋转元件选择性地连接至壳体来将该旋转元件保持不旋转的换档元件称为制动器。将两个或两个以上旋转元件选择性地耦接至彼此的换档元件称为离合器。换档元件可以是主动式受控装置，诸如液压或电致动离合器或制动器，或可以是被动装置，诸如单向离合器或制动器。如果两个旋转元件固定地耦接或选择性地耦接，那么它们被耦接。耦接的旋转元件可以直接耦接至彼此或(例如)经由介入旋转元件间接地耦接。

简易行星齿轮组是在太阳齿轮、行星架和环形齿轮当中施加固定的线性速度关系的齿轮传动组件的类型。其它已知类型的齿轮传动组件也在三个旋转元件当中施加固定的线性速度关系。例如，双级小齿轮行星齿轮组在太阳齿轮、环形齿轮和行星架之间施加固定的线性速度关系。

在此实施例中，第一齿轮传动组件34包括第一简易行星齿轮组，其具有第一太阳齿轮38、由第一行星架42支承的至少一个第一行星齿轮40，以及第一环形齿轮44。第一行星架42固定地耦接至第一半轴26。

第一电机46(可以替代性地称为马达、发电机或马达-发电机)设置成靠近第一齿轮传动组件34。第一电机46具有固定地耦接至第一太阳齿轮38的输出轴。第一电机46优选地配置成选择性地提供驱动转矩(即，与发动机转矩具有相同的正负号)和阻力转矩(即，具有与发动机转矩相反的正负号)。第一电机46可以配置成以再生制动的形式提供阻力转矩以将动能转换为存储的电能。

第一制动器48设置在第一环形齿轮44与壳体24之间。第一制动器48配置成在接合时将第一环形齿轮44保持不旋转。

第二齿轮传动组件36包括第二简易行星齿轮组，其具有第二太阳齿轮50、由第二行星架54支承的至少一个第二行星齿轮52，以及第二环形齿轮56。第二行星架54固定地耦接至第二半轴28。

第二电机58设置靠近第二齿轮传动组件36。第二电机58具有固定地耦接至第二太阳齿轮50的输出轴。第二电机58优选地配置成选择性地提供驱动转矩(即，与发动机转矩具有相同的正负号)和阻力转矩(即，具有与发动机转矩相反的正负号)。第二电机58可以配置成以再生制动的形式提供阻力转矩以将动能转换为存储的电能。

第二制动器60设置在第二环形齿轮56与壳体24之间。第二制动器60配置成在接合时将第二环形齿轮56保持不旋转。

在图1的实施例中，差速器18、第一齿轮传动组件34、第二齿轮传动组件36、第一电机46和第二电机58全部保持在壳体24内。然而，在本发明的范围内预期的其它实施例中，第一齿轮传动组件34、第二齿轮传动组件36、第一电机46和/或第二电机58可以设置在壳体24外侧。作为实例，第一齿轮传动组件34和第一电机46可以定位在壳体24外侧并且靠近第一负重轮30，且第二齿轮传动组件36和第二电机58可以定位在壳体24外侧并且靠近第二负重轮32。

车辆10另外设置有多个传感器62。多个传感器62在各个实施例中可以包括加速器踏板传感器、制动踏板传感器以及与负重轮30和32相关联的速度传感器。

至少一个控制器64与车辆10的各个部件通信和/或配置成控制车辆10的各个部件，该部件包括(但不限于)发动机12、第一电机46、第一制动器48、第二电机58、第二制动器60以及传感器62。至少一个控制器64可以是单个控制器装置或多个协同控制器装置。控制器64和一个或多个其它控制器可统称为“控制器”。控制器64可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质相关联的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(RAM)中的易失性和非易失性存储装置。KAM是可以用于当CPU断电时存储各种操作变量的永久或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用许多已知的存储器装置中的任一个来实施，该存储器装置诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其它电、磁性、光学或组合存储器装置，该数据中的某些数据表示由控制器使用来控制发动机或车辆的可执行指令。

现在参考图2，示出了根据本发明的差速器组件70的杠杆图表示。发动机72是由传动轴74驱动地耦接至差速器76，在此模型化为具有输入节点78、第一输出节点80以及第二输出节点82的杠杆。如可见，第一输出节点80处的速度的增大导致第二输出节点82处的速度的对应降低，使得输出节点80和82之间的平均速度等于输入节点78处的输入速度。

左半轴84将第一输出节点80驱动地耦接至左负重轮86。

第一齿轮传动组件88在此设置并且模型化为具有第一节点90、第二节点92和第三节点94的三节点杠杆。第一齿轮传动组件88可以是如图1中说明的简易行星齿轮组，或类似地模型化为三节点杠杆的其它齿轮传动组件。第二节点92固定地耦接至左半轴84。

左电机96具有固定地耦接至第一节点90的输出轴98。第一制动器100配置成选择性地制动第三节点94，例如，将第一齿轮传动组件88的对应齿轮传动元件保持不旋转。

如可见，当第一制动器100脱离时，第二节点92与第一节点90之间没有建立受控速比。由于第一制动器100部分接合且在滑移状况中，第二节点92与第一节点90之间建立受控速比。当第一制动器100完全接合以制动第三节点94时，第二节点92与第一节点90之间建立预定义受控速比。预定义受控速比被确定为第一齿轮传动组件88的相应齿轮传动元件的齿数的函数。

右半轴102将第二输出节点82驱动地耦接至右负重轮104。

第二齿轮传动组件106设置并且类似地模型化为具有第四节点108、第五节点110和第六节点112的三节点杠杆。第二齿轮传动组件106可以是如图1中说明的简易行星齿轮组，或类似地模型化为三节点杠杆的其它齿轮传动组件。第五节点110固定地耦接至右半轴102。

右电机114具有固定地耦接至第四节点108的输出轴116。第二制动器118配置成选择性地制动第六节点112，例如，将第二齿轮传动组件106的对应齿轮传动元件保持不旋转。

如可见，当第二制动器118脱离时，第五节点110与第四节点108之间没有建立受控速比。由于第二制动器118部分接合且在滑移状况中，第五节点110与第四节点108之间建立受控速比。当第二制动器118完全接合以制动第六节点112时，第五节点110与第四节点108之间建立预定义受控速比。预定义受控速比被确定为第二齿轮传动组件106的相应齿轮传动元件的齿数的函数。

可以根据多种模式基于多种车辆操作状况来使用根据本发明的差速器组件。图2至7的代表性实施例中示出了且下文讨论了各种模式。然而，也可以在明确公开的这些模式之外的附加操作模式使用根据本发明的差速器组件。

在如图2的示例性实施例中所示的常规驱动模式中，第一制动器100和第二制动器118这二者均脱离。在常规驱动模式中，发动机72中的驱动转矩可以经由差速器76以常规方式分布至左轮86和右轮104，其中左电机96或右电机114没有提供附加转矩。

现在参考图3，示出了根据本发明的以转矩增强模式操作的差速器组件的杠杆图表示。在转矩增强模式中，第一制动器100和第二制动器118这二者均接合。因此，第一齿轮传动组件88在左电机96的输出轴与左轮86之间建立预定义受控速比。同样地，第二齿轮传动组件106在右电机114的输出轴与右轮104之间建立预定义受控速比。发动机72控制成提供发动机转矩τ_eng。差速器76将第一发动机转矩量τ_eng,l分布至左轮86并且将第二发动机转矩量τ_eng,r分布至右轮104。左电机96和右电机114控制成以相同速度旋转，其中左电机96控制成提供第一电驱动转矩τ_em,l且右电机114控制成提供第二电驱动转矩τ_em,r。因此，第一电驱动转矩τ_em,l提供相加转矩至第一发动机转矩量τ_eng,l，且第二电驱动转矩τ_em,r提供相加转矩至第二发动机转矩量τ_eng,r。

转矩增强模式可以响应于指示操作员希望增大转矩的各种操作状况而激活。作为实例，转矩增强模式可以响应于转矩增强状况基于当前车辆速度和节气门位置而激活。作为另一实例，转矩增强模式可能只有在某些车辆操控模式(诸如所谓的运动模式)在作用中时才能激活。

当转矩增强模式在作用中时，车辆的转矩响应增大，且因此车辆加速度可能增大超出单独从发动机可得的加速度。

在转矩增强模式的变体中，反而可以通过控制左电机96以提供地第一阻力转矩并且控制右电机114以提供第二阻力转矩来获得增大的制动模式。此模式可以响应于指示希望增大制动的紧急制动状况(诸如操作员制动器踏板应用超过预定义阈值)和/或指示主制动系统的故障而激活。

现在参考图4，示出了根据本发明的以定向转矩模式操作的差速器组件的杠杆图表示。在定向转矩模式中，第一制动器100和第二制动器118中的一个相应制动器接合，而另一相应制动器脱离。在图4的代表性实施例中，第二制动器118接合且第一制动器100脱离。因此，第二齿轮传动组件106在右电机114的输出轴与右轮104之间建立预定义受控速比，而第一齿轮传动组件88没有建立任何受控速比。发动机72控制成提供发动机转矩τ_eng。差速器76将第一发动机转矩量τ_eng,l分布至左轮86并且将第二发动机转矩量τ_eng,r分布至右轮104。右电机114控制成将电驱动转矩τ_em,r作为相加转矩提供至第二发动机转矩量τ_eng,r。

虽然图4的示例性实施例说明用于对右轮104提供相加转矩的定向转矩模式，但是如本领域一般技术人员将理解的是，定向转矩模式替代性地可以用于控制左电机96以对左轮86提供相加转矩。

定向转矩模式可以响应于定向转矩状况基于(例如)检测到一个车轮中的滑移状况而激活。在此模式中，与非滑移车轮相关联的相应电机可以提供附加转矩至具有牵引力的轮胎。因此，车轮可以继续在滑移状况下操作。

现在参考图5，示出了根据本发明的以稳定性控制模式操作的差速器组件的杠杆图表示。在稳定性控制模式中，第一制动器100和第二制动器118中的一个相应制动器接合，而另一相应制动器脱离。在图4的代表性实施例中，第二制动器118接合且第一制动器100脱离。因此，第二齿轮传动组件106在右电机114的输出轴与右轮104之间建立预定义受控速比，而第一齿轮传动组件88没有建立任何受控速比。发动机72控制成提供发动机转矩τ_eng。差速器76将第一发动机转矩量τ_eng,l分布至左轮86并且将第二发动机转矩量τ_eng,r分布至右轮104。右电机114控制成将电驱动转矩τ_em,r作为相反转矩提供至第二发动机转矩量τ_eng,r。

虽然图5的示例性实施例说明用于提供阻力驱动转矩至右轮104的稳定性控制模式，但是如本领域一般技术人员将理解的是，稳定性控制模式替代性地可以用于控制左电机96以提供阻力驱动转矩至左轮86。

稳定性控制模式可以响应于稳定性控制状况基于(例如)检测到稳定性损失(诸如检测负重轮中的过度自旋)而激活。在稳定性控制模式中，可以通过将转矩改向至具有牵引力的车轮来恢复车轮稳定性。

现在参考图6，示出了根据本发明的以电驱动模式操作的差速器组件的杠杆图表示。在电驱动模式中，第一制动器100和第二制动器118这二者均接合。因此，第一齿轮传动组件88在左电机96的输出轴与左轮86之间建立预定义受控速比。同样地，第二齿轮传动组件106在右电机114的输出轴与右轮104之间建立预定义受控速比。发动机72停止，即，没有提供转矩至差速器76。左电机96和右电机114控制成优选地以相同速度旋转，其中左电机96控制成提供第一电驱动转矩τ_em,l且右电机114控制成提供第二电驱动转矩τ_em,r。因此，第一电驱动转矩τ_em,l提供全部驱动转矩至左轮86且第二电驱动转矩τ_em,r提供全部驱动转矩至右轮104。

电驱动模式可以响应于电驱动状况基于大体上类似于已知的HEV或PHEV配置中利用的多种操作参数而激活。这些参数包括(但不限于)节气门位置和施用速率、电池充电状态、发动机停止或开始状态，以及当前车辆操控模式，诸如所谓的经济性模式。

现在参考图7，示出了根据本发明的以停车辅助或转向辅助模式操作的差速器组件的杠杆图表示。在这些模式中，第一制动器100和第二制动器118这二者均接合。因此，第一齿轮传动组件88在左电机96的输出轴与左轮86之间建立预定义受控速比。同样地，第二齿轮传动组件106在右电机114的输出轴与右轮104之间建立预定义受控速比。发动机72控制成提供发动机转矩τ_eng。差速器76将第一发动机转矩量τ_eng,l分布至左轮86并且将第二发动机转矩量τ_eng,r分布至右轮104。左电机96和右电机114控制成以不同速度旋转，其中左电机96控制成提供第一电驱动转矩τ_em,l且右电机114控制成提供第二电驱动转矩τ_em,r。在此实施例中，第一电驱动转矩τ_em,l是驱动转矩且第二电驱动转矩τ_em,r是阻力转矩。然而，在其它实施例中，可以使用驱动转矩与阻力转矩的其它组合。归因于左电机96与右电机114之间的速度差，左轮86与右轮104之间产生速度差以将车辆转向。

在图7中说明的模式的变体中，在缺少发动机转矩的情况下(即，发动机转矩τ_eng等于零)可以使用停车辅助模式或转向辅助模式。

如先前所述，这可以是停车辅助模式或转向辅助模式。停车辅助模式可以响应于停车辅助状况基于操作员请求而激活。在停车辅助模式中，左轮86与右轮104之间的速度差降低转弯半径，使得能够提高可操纵性和更容易停车。转向辅助模式可以响应于辅助转向状况、基于来自操作员的转向输入结合指示检测到的机械或电动转向故障的诊断代码而激活。在转向辅助模式中，左轮86与右轮104之间的速度差在缺少主转向系统的情况下提供有限的转向功能性。

现在参考图8，示出了根据本发明的控制车辆的方法的流程图表示。该方法开始于框200。如框200中所示，根据默认模式控制车辆。默认模式可以是如图2的说明性实施例中所示的常规驱动模式，或根据需要为其它模式。

在操作204处，确定是否检测到与替代模式相关联的操作状况。如框206处所示，与替代驱动模式相关联的操作状况可以包括(例如)转矩增强状况、紧急制动状况、电驱动状况、定向转矩状况、稳定性控制状况、停车辅助状况或辅助转向状况。

如果操作204的确定为否定的(即，没有检测到与替代模式相关联的操作状况)，那么控制返回至框202。因此，根据默认模式控制车辆，除非且直至检测到与替代模式相关联的操作状况。

如果操作204的确定为肯定的(即，检测到与替代模式相关联的操作状况)，那么如框208处所示，以与检测到的操作状况相关联的替代模式控制车辆。这可以包括如所示般(例如)以图2至7中说明的各种操作模式控制至少一个电机和至少一个制动器。

在操作210处，确定与替代模式相关联的操作状况是否终止，例如，框206中所示的相应状况已停止。

如果操作210的确定为否定的(即，与替代模式相关联的操作状况没有终止)，那么控制返回至框208。因此，根据默认模式控制车辆，除非且直至与替代模式相关联的操作状况终止。

如果操作210的确定为肯定的(即，与替代模式相关联的操作状况终止)，那么如框212处所说明，根据默认模式控制车辆。该算法结束于框214处。该算法随后可以通过返回至框200而再次运行。

在某些实施例中，当检测到与多个操作模式相关联的操作状况时，提供仲裁控制以在不同操作模式之间进行仲裁。仲裁控制可以预配置成按照需要将某些操作模式排定优先级。

当然，关于上述系统和方法的变体是可行的。例如，某些实施例可以利用除内燃机之外的主原动力源，诸如主驱动马达。作为另一个实例，某些实施例可以在具有自动驾驶系统而非人工操作员或除人工操作员外还具有驾驶系统的车辆中使用。

如可见，根据本发明的系统和方法可以对车辆提供改进的移动性和操控性、改进的燃料经济性，和系统冗余，因此提高客户满意度。

本文所公开的程序、方法或算法可交付给处理装置、控制器或计算机(可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元)和/或由其实施。类似地，该程序、方法或算法可存储为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令，该形式包括(但不限于)永久地存储在诸如ROM装置的不可写存储媒介上的信息以及可变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性和光学媒介的可写存储媒介上的信息。该程序、方法或算法还可在软件可执行对象中实施。替代地，该程序、方法或算法可全部或部分使用合适的硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件部件或装置)或硬件、软件和固件部件的组合来实施。

如先前所述，各个实施例的特征可组合成形成可以不明确描述或说明的本发明的进一步实施例。虽然各个实施例就一个或多个所需特性而言可能已经描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方案，但是本领域一般技术人员认识到，可牺牲一个或多个特征或特性以实现取决于具体应用和实施方案的所需整体系统属性。这些属性可包括(但不限于)成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、大小、服务能力、重量、可制造性、便于组装等。因而，就一个或多个特性而言，描述为所需性不及其它实施例或现有技术实施方案的实施例不在本发明的范围之外并且对于特定应用可为所需的。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述由权利要求书涵盖的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，且应当理解，可以进行各种变化而并不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于车辆的差速器组件，其包括：

差速器；

传动轴，其配置成将所述差速器驱动地耦接至原动力源；

第一半轴，其配置成将所述差速器驱动地耦接至第一负重轮；

第二半轴，其配置成将所述差速器驱动地耦接至第二负重轮；

第一电机，其具有第一输出轴；

第二电机，其具有第二输出轴；

第一齿轮传动组件，其配置成选择性地在所述第一半轴与所述第一输出轴之间施加受控速比；以及

第二齿轮传动组件，其配置成选择性地在所述第二半轴与所述第二输出轴之间施加受控速比。

2.根据权利要求1所述的差速器组件，且进一步包括第一制动器和第二制动器，其中所述第一齿轮传动组件包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组具有与所述第一输出轴固定地耦接的第一太阳齿轮、与所述第一半轴固定地耦接的第一行星架以及第一环形齿轮，其中所述第二齿轮传动组件包括第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有与所述第二输出轴固定地耦接的第二太阳齿轮、与所述第二半轴固定地耦接的第二行星架以及第二环形齿轮，且其中所述第一制动器配置成选择性地将所述第一环形齿轮保持不旋转且所述第二制动器配置成选择性地将所述第二环形齿轮保持不旋转。

3.根据权利要求1所述的差速器组件，其进一步包括控制器，所述控制器配置成控制所述第一齿轮传动组件选择性地以第一齿轮传动组件第一模式操作，其中所述第一半轴与所述第一输出轴之间具有所述受控速比，和以第一齿轮传动组件第二模式操作，其中所述第一半轴与所述第一输出轴之间没有受控速比；并且控制所述第二齿轮传动组件选择性地以第二齿轮传动组件第一模式操作，其中所述第二半轴与所述第二输出轴之间具有所述受控速比，和以第二齿轮传动组件第二模式操作，其中所述第二半轴与所述第二输出轴之间没有受控速比。

4.根据权利要求3所述的差速器组件，其中所述控制器进一步配置成响应于第一组操作状况，将所述第一齿轮传动组件控制在所述第一齿轮传动组件第一模式中并且将所述第二齿轮传动组件控制在所述第二齿轮传动组件第一模式中。

5.根据权利要求4所述的差速器组件，其中所述第一组操作状况包括转矩增强操作状况或紧急制动操作状况，且其中所述控制器进一步配置成控制所述第一电机和所述第二电机以相同速度旋转并且提供转矩。

6.根据权利要求4所述的差速器组件，其中所述第一组操作状况包括电驱动操作状况，且其中所述控制器进一步配置成控制所述第一电机和所述第二电机以相同速度旋转并且在不提供驱动转矩的情况下利用所述原动力源提供驱动转矩。

7.根据权利要求4所述的差速器组件，其中所述第一组操作状况包括冗余转向状况或停车辅助状况，且其中所述控制器进一步配置成控制所述第一电机以第一速度旋转且控制所述第二电机以不同于所述第一速度的第二速度旋转，以在所述第一负重轮与所述第二负重轮之间产生速度差。

8.根据权利要求3所述的差速器组件，其中所述控制器进一步配置成响应于第二组操作状况，将所述第一齿轮传动组件控制在所述第一齿轮传动组件第一模式中并且将控制所述第二齿轮传动组件在所述第二齿轮传动组件第二模式中。

9.根据权利要求8所述的差速器组件，其中所述第二组操作状况包括定向转矩状况，且其中所述控制器进一步配置成控制所述第一电机以将驱动转矩传递至所述第一负重轮。

10.根据权利要求8所述的差速器组件，其中所述第二组操作状况包括稳定性控制进入状况，且其中所述控制器进一步配置成控制所述第一电机以将阻力转矩传递至所述第一负重轮。