CN102939231A

CN102939231A - 在其选择按钮发生故障时管理发动机扭矩分配设备的方法

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Publication number: CN102939231A
Application number: CN2011800277409A
Authority: CN
Inventors: P·费布雷尔; F·富萨尔; S·盖冈; A·蒙蒂
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: WO2011128548A1; RU2012147840A; US8977460B2; RU2561487C2; EP2558341B1; EP2558341A1; FR2958611B1; US20130054105A1; BR112012025795B1; CN102939231B; FR2958611A1

Abstract

本发明涉及一种管理用于在机动车辆的主轮组和副轮组之间分配发动机扭矩的设备的方法，所述分配设备包括：用于分配所述发动机扭矩的致动器（1）；控制单元（2），该控制单元具有数个发动机扭矩分配模式并根据变量V_position采取这些分配模式中的一种模式；以及用于选择分配模式的按钮（3），该按钮输出表征所述按钮（3）的位置的信息项，在正常运行中，该控制单元（2）根据表征所述按钮（3）的位置的所述信息项来确定该变量V_position。所述管理方法包括：检测选择按钮（3）的潜在故障的步骤，在该步骤期间，检查表征按钮位置的信息项的一致性；在已检测到按钮（3）的故障时起动降级的运行模式，其中将常量值（K）分配给变量V_position；在该降级的运行中监测故障的结束，在该监测期间检查表征该按钮（3）的位置的信息项的一致性；当已经检测到故障结束时起动正常运行。

Description

在其选择按钮发生故障时管理发动机扭矩分配设备的方法

技术领域

本发明涉及配备有多个驱动轮组的机动车辆的领域。

更准确地说，本发明涉及配备有用于在具有多个驱动轴的车辆的前轮组和后轮组之间分配发动机扭矩的机动车辆，以及用于管理选择这种设备的发动机扭矩分配模式的按钮的故障的策略。

背景技术

四轮驱动车辆包括前轮组和后轮组，其中一个是主轮组，另一个是副轮组。这些车辆包括安装在前轴上的第一差速器和安装在后轴上的第二差速器、将其中一个差速器连接至发动机的传动装置以及纵向传动轴，该传动轴通过诸如离合器的致动器连接这两个差速器，以便在前、后轮组之间分配发动机扭矩。该致动器由输送扭矩分配指令信号的控制单元驱动。

通常，这些用于分配发动机扭矩的装置具有数个发动机扭矩分配模式，并且包括使用户能够选择所期望的扭矩分配模式的选择按钮。

例如，发动机扭矩分配装置通常具有其中发动机扭矩仅分配至主轮组的“两轮驱动”扭矩分配模式、“四轮驱动-公路”运行模式和“四轮驱动-越野”运行模式。

在现有技术中，当检测到控制按钮的故障时，所采用的策略最经常的是起动降级运行模式，在该降级运行模式中，扭矩分配模式是“两轮驱动”模式。因此，在这种情况下，按钮的故障不可避免地导致车辆丧失“四轮驱动”功能。

此外，现有技术的策略并没有提供在降级运行中对故障结束的监测，使得车辆在故障没有解决时会以不合时宜的方式在降低运行和标称运行之间交替。

因此，用于管理选择按钮故障的策略并不完全令人满意。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种管理方法来克服这些问题，该方法管理用于在两个轮组之间分配发动机扭矩的设备，从而管理选择按钮的故障，以便例如限制与选择按钮的故障有关的不便。

为此，根据第一方面，本发明提出一种管理用于在机动车辆的主轮组和副轮组之间分配发动机扭矩的设备的方法，所述分配设备包括：用于分配所述发动机扭矩的致动器；控制单元，该控制单元具有分配所述发动机扭矩的数种模式并根据变量V_position采取这些分配模式中的一种模式；以及分配模式选择按钮，该分配模式选择按钮输出表征所述按钮的位置的信息项，在正常运行中，所述控制单元根据表征所述按钮的位置的所述信息项来确定所述变量V_position，所述管理方法包括：

-检测该选择按钮的潜在故障的步骤，在该步骤期间，检查（核实）表征该按钮的位置的信息项的一致性（相容性）；

-在已经检测到所述按钮的故障时，起动降级的运行，其中将常量值K分配给变量V_position；

-在降级的运行中，监测故障的结束，在该监测期间检查表征所述按钮的位置的信息项的一致性；

-当已经检测到故障的结束时，起动正常运行。

因此，根据本发明的管理方法可在降级的运行中监测故障的结束，从而一旦由所述选择按钮输出的信息项再次一致时，控制单元就返回到正常运行。因而，能够限制由于选择按钮的故障引起的不便。

该实践是非常有利的，因为在实践中，当用户注意到扭矩分配模式不与期望运行相对应时，用户将自然地倾向于操纵按钮并且可能将故障解决，特别在故障是与按钮的不正确定位有关的故障时。

有利地，在正常运行期间，驾驶员能够通过将所述选择按钮置于至少三个分度位置中的一个分度位置而从所述控制单元中可用的至少三种扭矩分配模式中选择一种扭矩分配模式，所述至少三种扭矩分配模式为：“两轮驱动”扭矩分配模式，其中发动机扭矩基本上只分配给主轮组；“四轮驱动-公路”分配模式；以及“四轮驱动-越野”分配模式，所述至少三个分度位置包括分别与各发动机扭矩分配模式对应的“两轮驱动”位置、“四轮驱动-公路”位置和“四轮驱动-越野”位置。

有利地，当由按钮输出的信息项表征“四轮驱动-公路”位置时，在降级的运行中分配给变量V_position的常量K与在正常运行中分配给变量V_position的值相同。

因此，当选择按钮发生故障时车辆继续受益于四轮驱动扭矩分配模式。此外，“四轮驱动-公路”分配模式是适合于大多数行驶条件的模式。

有利地，在“四轮驱动-越野”模式起动期间，当位置变量V_position从表征按钮的“四轮驱动-越野”位置的值变动到表征该按钮的“四轮驱动-公路”位置的值时，该控制单元保持锁定在“四轮驱动-越野”模式。

在这种情况下，在降级的运行中选择将与在正常运行中将会分配给变量V_position的值相当的值分配给变量V_position对于“四轮驱动-公路”位置来说使得能纠正该按钮的可能缺陷，特别是当所述按钮具有用于使该按钮从其“四轮驱动-越野”位置返回到其“四轮驱动-公路”位置的返回装置（复位装置）时以及当所述返回装置倾向于使该按钮返回到位于其“两轮驱动”位置和“四轮驱动-公路”位置之间的中间位置时。在这种情况下，控制单元仍然考虑移动到“越野”模式的请求，而不管该按钮故障如何。

有利地，所述选择按钮适合于输出表征该按钮的位于其“两轮驱动”位置和其“四轮驱动-公路”位置之间的中间位置的信息项，并且当由按钮输出的信息项表征该中间位置的持续时间大于T_intermediate_position时，检测到中间位置故障。

有利地，当由按钮输出的信息项再次表征“两轮驱动”位置、“四轮驱动-公路”位置或“四轮驱动-越野”位置时，检测到中间位置故障的结束。因此，在中间位置故障之后，一旦控制单元检测到按钮位置与信息项一致，则控制单元就返回到正常运行。

有利地，当由选择按钮输出的信息项不表征所述按钮的位置时，检测到不一致位置故障。

有利地，当由按钮输出的信息项再次表征“两轮驱动”位置并然后表征“四轮驱动-公路”位置或者反之（即表征“四轮驱动”位置然后表征“两轮驱动-公路”位置）时，检测到不一致位置故障结束。因此，控制单元在返回到正常运行之前必须同时检测表征“两轮”位置的信息项和表征“四轮驱动-公路”位置的信息项。

有利地，所述选择按钮包括用于使该按钮自动地从其“四轮驱动-越野”位置返回到其“四轮驱动-公路”位置的返回装置，在该按钮返回到“四轮驱动-公路”位置期间，所述控制单元锁定在“四轮驱动-越野”模式，当由致动器输出的信息项表征“四轮驱动-越野”位置的持续时间大于T_off-road_position时，检测到越野位置故障。

有利地，当检测到越野位置故障时，将该控制单元的“四轮驱动-越野”模式解锁。

有利地，当由致动器输出的信息项不再表征“四轮驱动-越野”位置时，检测到越野位置故障的结束。

附图说明

在参照附图进行如下描述的过程中将显现本发明的其他主题内容和优点，其中：

图1是发动机扭矩分配设备及其***设备的示意图；以及

图2是用于选择发动机扭矩分配模式的按钮的示意图。

具体实施方式

如以上所公开的，本发明涉及具有数个驱动轮组的车辆例如4×4车辆的轮组之间的发动机扭矩的分配。这种车辆至少包括安装有两个前轮的前轮组和安装有两个后轮的后轮组。这些轮组中的一个是主轮组，另一个是副轮组。该车辆包括传动装置和纵向传动轴，该传动装置将发动机连接至安装在主轮组上的第一差速器，该纵向传动轴通过扭矩分配设备将第一差速器连接至安装在副轮组上的第二差速器。

根据本发明，该车辆具有如图1中所示的扭矩分配设备。该设备包括机电致动器1，该机电致动器1设置有离合器设备，从而改变轴之间的发动机扭矩分配。该致动器1由适当的控制单元2控制。

控制单元2是包括微控制器、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM和EEPROM）的计算机，该只读存储器包含用于驱动致动器1的算法。该控制单元2连接至通信总线，以便获取车辆运行信息项。控制单元2尤其通过通信总线4—典型地为CAN总线连接至发动机控制电子模块、制动***调节模块和/或稳定性电子控制模块。该控制单元2由车辆的电池供电。

控制单元2具有至少三个单独的发动机扭矩分配模式：“两轮驱动”模式、“四轮驱动-公路”模式和“四轮驱动-越野”模式。

在两轮驱动模式中，扭矩基本上仅分配给主轮组。应注意的是，在一些车辆中，控制单元2提供这样一种功能，其中在两轮驱动模式中，向副轮组施加最小扭矩，以便限制在没有扭矩施加至副轮组上时由该副轴传动装置产生的寄生噪音。因此，在这种情况下，“扭矩基本上仅分配至主轮组”意味着低的副轴传送比，典型地小于10%。

“四轮驱动-公路”模式和“四轮驱动-越野”模式对应于两个不同的扭矩分配策略，第一个策略着眼于追求更好的公路表现，而第二个策略着眼于在越野模式下特别在追求最佳抓地力的同时追求更好的表现。

例如，在“四轮驱动-公路”模式中，控制单元2根据在主轮组和副轮组之间观察到的转速差来驱动致动器1，而在“四轮驱动-越野”模式中，控制单元2驱动致动器1，使得主轮组和副轮组之间的分配比基本恒定。

控制单元2根据变量V_position来采取其扭转分配模式中的一种。在正常运行中，控制单元2根据表征分配模式选择按钮3的位置的信息项来确定变量V_position的值。

该选择按钮3具有至少三个位置，每个位置对应于其中一个扭矩分配模式，即“两轮驱动”位置、“四轮驱动-公路”位置和“四轮驱动-越野”位置。“四轮驱动-公路”位置位于“两轮驱动”位置和“四轮驱动-越野”位置之间。

该按钮3使得用户能够选择适合于发动机的发动机扭矩分配模式。为此，在正常运行中，驾驶员可以通过将选择按钮3置于其相应位置上来选择扭矩分配模式。

在图2中所示的一个具体实施方式中，选择按钮3包括四个分开的轨道5、6、7、8和用于根据按钮3的位置与这些轨道5、6、7、8进行接触的活动金属刷或突出部。

第一轨道5对应于地线，称为“两轮驱动”的第二轨道6对应于当按钮3位于两轮驱动位置时连接至地线5的轨道，称为“四轮驱动-公路”的第三轨道7在按钮3位于其对应的位置时连接至地线5，称为“四轮驱动-越野”的第四轨道8在按钮3位于其对应的位置时连接至地线5。

应当指出，在如下描述的实施方式中，当所述按钮位于“四轮驱动-越野”位置时，“四轮驱动-公路”轨道7也连接至地线5。而且，将注意的是，按钮3在其“两轮驱动”位置和“四轮驱动-公路”位置之间具有中间位置，在该中间位置中，第二“两轮驱动”轨道6和第三“四轮驱动-公路”轨道7连接至地线5。

因此，在正常运行中，当控制单元2接收到表征按钮3的位置的、在下表中示出的信息项时，控制单元2将向变量V_position分配下列值。

-V_position=两轮驱动位置：

轨道	状态（接触=1，没有接触=0）
		4×2	1
公路	0
		越野	0

-V_position=两轮驱动位置和公路位置之间的中间位置：

轨道	状态（接触=1，没有接触=0）
		4×2	1
公路	1
		越野	0

-V_position=四轮驱动-公路位置：

轨道	状态（接触=1，没有接触=0）
		4×2	0
公路	1
		越野	0

-V_position=四轮驱动-越野位置：

轨道	状态（接触=1，没有接触=0）
		4×2	0
公路	1
		越野	1

控制单元2然后根据变量V_position采用扭矩分配模式。

此外，应注意到，按钮3布置成使得“两轮驱动”和“四轮驱动-公路”位置是稳定位置，而“越野”位置是脉冲位置，按钮3通过返回装置自动地从其“越野”位置返回到其“公路”位置。

当位置变量V_position从表征按钮3的“四轮驱动-越野”位置的值变动到表征按钮3的“四轮驱动-公路”位置的值时，控制单元2保持在“四轮驱动-越野”模式。只要控制单元2没有从按钮3接收到表征“两轮驱动”位置的信息项或只要致使“四轮驱动-越野”模式解锁的事件还没有发生，该控制单元2就被锁定在“四轮驱动-越野”模式。

在实践中，当点火断开的持续时间大于TJock（该持续时间必须大于约为30秒的、在失速后起动发动机所必须的持续时间）时，控制单元2就从“越野”模式变动到“公路”模式。实际上，在“四轮驱动-越野”模式中，在点火断开的情况下，特别是发动机失速（在越野使用时经常发生）之后，如果驾驶员再次打火，则存储并保存“越野”模式，然后在小于TJock的时间间隔内再次起动。如果点火保持断开的时间超过该持续时间，则控制单元认为这是不同的任务并且再次起动“四轮驱动-公路”模式。

此外，当车辆连续地超过用于最小持续时间T_speed_locking_end的速度阈值V_locking_end时，控制单元也返回到“四轮驱动-公路”模式。

此外，当控制单元2已经处于“四轮驱动-越野”模式时，也可以通过返回到“四轮驱动-越野”位置而解锁“越野”模式以返回到“公路”模式。

因此，控制单元在V_position等于两轮驱动位置时采取“两轮驱动”模式，在V_position等于四轮驱动-公路位置并且该控制单元未被锁定在“四轮驱动-越野”模式时采取“四轮驱动-公路”模式，并且当V_position等于四轮驱动-越野并且控制单元2先前处于“四轮驱动-公路”模式时采取“四轮驱动-越野”模式。

此外，当V_position等于四轮驱动-越野位置并且控制单元来自“四轮驱动-越野”模式时，该控制单元2采取“四轮驱动-公路”模式。

根据本发明的方法可用于检测选择按钮3的潜在故障。为此，控制单元2检查它接收到的、表征按钮3的位置的信息项的一致性。

控制单元2尤其检查由选择按钮3输出的信息项是否表征所述按钮3的位置。如果由选择按钮输出的信息项不表征该按钮3的分度位置之一并且持续一比Tjnconsistency大的时间，则检测到不一致位置故障。例如，Tjnconsistency大约为100毫秒。

下表中示出了由按钮3输出并且与按钮3的可能位置不对应的各种信息项：

这些状态对应于按钮3的断开或轨道5、6、7和/或8之间的短路。

此外，控制单元2还检查按钮3是否未锁定在“四轮驱动-越野”位置持续过长的时间。实际上，如上所述，“四轮驱动-越野”位置是不稳定的脉冲位置，因为返回装置自动地使选择按钮3返回到其“四轮驱动-公路”位置。因此，在按钮3的正常运行情况下，该按钮应该仅保持在“四轮驱动-越野”位置非常短的时间。

因此，当控制单元接收到的信息项—对于比T_off-road_position大的持续时间—表征选择按钮位于不稳定的“四轮驱动-越野”位置时，则检测到越野位置故障。通常，T_off-road_position为大约10秒。

当检测到越野位置故障时，控制单元3将“四轮驱动-越野”模式解锁。

此外，当按钮3保持在处于其“两轮驱动”位置和其“四轮驱动-公路”位置之间的中间不稳定位置的时间异常地长时，则检测到故障。因此，当由按钮输出的信息项表征所述中间位置的持续时间大于T_intermediate_position时，则检测到中间位置故障。通常，T_intermediate_position为大约10秒。

根据本发明，只要已经检测到选择按钮的故障，就起动降级的运行。在该降级的运行中，将常量值K分配给变量V_position，并且控制单元随后根据该常量采取其中一种分配模式。

优选地，当由按钮3输出的信息项表征“四轮驱动-公路”位置时，在降级的运行中分配给变量V_position的常量K与在正常运行模式中分配变量V_position的值相同。换言之，V_position=K＝四轮驱动-公路位置。

该选择是特别有利的。实际上，首先，当选择按钮3发生故障时，车辆继续受益于四轮驱动扭矩分配模式。

其次，该选择使得按钮3的可能缺陷能够得到纠正。实际上，一些按钮具有机械缺陷，使得用于使按钮从其“四轮驱动-越野”位置返回其“四轮驱动-公路”位置的返回装置往往使按钮返回其“两轮驱动”位置和其“四轮驱动-公路”位置之间的中间位置。在这种情况下，检测到中间位置故障，并且分配给变量V_position的值相当于在正常运行中为按钮3的“四轮驱动-公路”位置分配给变量V_position的值。因此，转变到“越野”模式的请求实际上被控制单元2考虑在内。

此外，根据本发明，在降级的运行中，通过检查表征按钮3的位置的信息项的一致性来监测所检测到的故障的结束。当已经监测到故障结束时，控制单元再次起动正常运行。

实践中，当用户检测到扭矩分配模式与期望的运行不对应时，用户往往自然地操纵按钮3。在一些情况下，该操纵足以解决按钮3的故障，因此控制单元2返回到正常运行。

当由按钮3输出的信息项再次表征“两轮驱动”并然后表征“四轮驱动-公路”位置或反之时，控制单元2检测到不一致性位置缺陷。

此外，当由按钮3输出的信息项再次表征“两轮驱动”、“四轮驱动-公路”或“四轮驱动-越野”位置时，控制单元2检测到中间位置故障结束。

最后，当由按钮3输出的信息项不再表征“四轮驱动-越野”位置时，控制单元2检测到越野位置故障结束。

以上通过示例描述了本发明。当然，本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下实现本发明的各种替代性实施方式。

Claims

1.一种管理用于在机动车辆的主轮组和副轮组之间分配发动机扭矩的设备的方法，所述分配设备包括致动器（1）、控制单元（2）以及分配模式选择按钮（3），该致动器用于分配所述发动机扭矩，该控制单元具有数个发动机扭矩分配模式并根据变量V_position采取这些分配模式中的一种，该分配模式选择按钮输出表征所述按钮（3）的位置的信息项，在正常运行中，该控制单元（2）根据表征所述按钮（3）的位置的所述信息项来确定所述变量V_position，所述管理方法包括：

-检测该选择按钮（3）的潜在故障的步骤，在该步骤期间，检查表征所述按钮的位置的信息项的一致性；

-在已经检测到该按钮（3）的故障时起动降级的运行，其中将常量值K分配给变量V_position；

-在该降级的运行中，监测故障结束，在该监测期间检查表征所述按钮（3）的位置的信息项的一致性；

-当已经检测到故障结束时，起动正常运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在正常运行期间，驾驶员能通过将选择按钮（3）置于至少三个分度位置中的一个分度位置来从所述控制单元中可用的至少三种扭矩分配模式中选择一种扭矩分配模式，所述至少三种扭矩分配模式为其中发动机扭矩基本上仅分配给所述主轮组的“两轮驱动”扭矩分配模式、“四轮驱动-公路”分配模式和“四轮驱动-越野”分配模式，所述至少三个分度位置包括分别与各发动机扭矩分配模式相对应的“两轮驱动”位置、“四轮驱动-公路”位置和“四轮驱动-越野”位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当由按钮（3）输出的信息项表征“四轮驱动-公路”位置时，在降级的运行中分配给变量V_position的常量K与在正常运行中分配给变量V_position的值相同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在“四轮驱动-越野”模式起动期间，当位置变量V_position从表征所述按钮的“四轮驱动-越野”位置的值移动到表征所述按钮（3）的“四轮驱动-公路”位置的值时，所述控制单元保持锁定在“四轮驱动-越野”模式。

5.根据权利要求2-4之一所述的方法，其特征在于，所述选择按钮（3）适合于输出表征该按钮（3）的位于其“两轮驱动”位置和其“四轮驱动-公路”位置之间的中间位置的信息项，以及当由该按钮（3）输出的信息项表征所述中间位置并且持续时间大于T_intermediate_position时，检测到中间位置故障。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当由按钮（3）输出的信息项再次表征“两轮驱动”位置、“四轮驱动-公路”位置或“四轮驱动-越野”位置时，检测到中间位置故障结束。

7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，当由选择按钮（3）输出的信息项不表征所述按钮的位置时，检测到不一致位置故障。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当由按钮（3）输出的信息项再次表征“两轮驱动”位置并然后表征“四轮驱动-公路”位置或者反之时，检测到不一致位置故障结束。

9.根据权利要求2-8之一所述的方法，其特征在于，该选择按钮（3）包括用于自动地使该按钮（3）从其“四轮驱动-越野”位置返回到其“四轮驱动-公路”位置的返回装置；在该按钮返回“四轮驱动-公路”位置期间，所述控制单元锁定在“四轮驱动-越野”模式；当由致动器输出的信息项表征“四轮驱动-越野”位置并且持续时间大于T_off-road_position时，检测到越野位置故障。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当检测到越野位置故障时，该控制单元（2）的“四轮驱动-越野”模式被解锁。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，当由按钮（3）输出的信息项不再表征“四轮驱动-越野”位置时，检测到锁定位置故障结束。