CN105697769B - 用于控制锁止式差速齿轮机构的方法和装置 - Google Patents

用于控制锁止式差速齿轮机构的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车辆(10)的传动系(12)的锁止式差速齿轮机构(24)的方法，其中出于驱动该机动车辆(10)的目的由一个电动机器(14)提供了驱动转矩(t)，并且出于驱动驱动车轮(16R，16L)的目的该驱动转矩被传递至该锁止式差速齿轮机构(24)，其中使用该电动机器(14)的反作用转矩以便基于该反作用转矩来控制该锁止式差速齿轮机构(24)。

Description

用于控制锁止式差速齿轮机构的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制机动车辆的传动系的锁止式差速齿轮机构的方法，其中，出于驱动该机动车辆的目的由电动机器提供了驱动转矩，并且出于驱动该机动车辆的多个驱动车轮的目的将驱动转矩传递至该锁止式差速齿轮机构。
本发明还涉及一种用于控制机动车辆的传动系的锁止式差速齿轮机构的装置，该装置包括与电动机器相关联的转矩检测单元以便确定或检测该电动机器的转矩，该电动机器出于传递驱动功率的目的被连接到该锁止式差速齿轮机构上，并且该装置包括控制器，该控制器被连接到该锁止式差速齿轮机构上以便设置该锁止式差速齿轮机构的锁定值。
本发明最后涉及一种用于机动车辆的传动系，该传动系包括用于提供驱动功率的电动机器和可控锁止式差速齿轮机构，该可控锁止式差速齿轮机构被连接到该电动机器上以便出于驱动该机动车辆的目的来将驱动转矩分配至从动车轮。
背景技术
在机动车辆驱动技术的领域中，通常已知的是借助于差速齿轮机构将驱动转矩分配至从动车轮，其中该差速齿轮机构将转矩相等地分配至机动车辆的从动车轮并且以相应可变的方式来设置这些从动车轮的转速。作为结果，尤其在围绕弯道行驶时，可以调整这些从动车轮的不同的车轮转速并且可以避免从动车桥的相应张紧。
进一步已知的是，根据情况来锁定机动车辆的差速齿轮机构以避免在特定情况下单个车轮的自转，并且作为结果获得了车桥的从动车轮的牵引力。在这种情况下，例如在DE101 20 221 A1中所示的，一种所谓的锁止式差速齿轮机构可以取决于驾驶情况以针对性的方式来运行并且可以被对应地锁定。此外，例如在DE 102 48 090 B4中所示的，可以单独设置锁止式差速齿轮机构的锁定值以便将驱动锁定转矩设置成低于满锁定转矩。
用于控制锁止式差速齿轮机构的已知方法和装置的缺点是机动车辆的行驶情况或驾驶情况必须以高水平的复杂性来检测并且锁止式差速齿轮机构必须以高水平的技术复杂性来控制。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于控制机动车辆的传动系的锁止式差速齿轮机构的方法，在该方法中，锁止式差速齿轮机构可以取决于驾驶情况以低水平的技术复杂性来控制。本发明的另一个目的是提供一种用于控制机动车辆的传动系的锁止式差速齿轮机构的相应的装置。本发明的最后目的是提供一种用于机动车辆的传动系，该传动系包括用于控制锁止式差速齿轮机构的相应装置。
在引言部分中引用的方法的情况中，实现此目的在于，确定或检测并且使用电动机器的反作用转矩以便基于该反作用转矩来控制锁止式差速齿轮机构。
在引言部分中引用的用于控制锁止式差速齿轮机构的装置的情况中，实现此目的在于，转矩检测单元被设计成用于确定或检测电动机器的反作用转矩，并且其中控制器被连接到该转矩检测单元上并且被设计成用于基于该反作用转矩来设置该锁止式差速齿轮机构的锁定值。
在引言部分中引用的用于机动车辆的传动系的情况下，此目的是通过根据本发明的用于控制锁止式差速齿轮机构的装置实现的。
作为检测或确定电动机器的反作用转矩(即在电动机器的壳体与在机动车辆的托架上的固定支承件之间的转矩)的结果，由该电动机器提供并且被传递至该锁止式差速齿轮机构的转矩可以用低水平的技术复杂性来确定并且因此可以确定机动车辆的驾驶情况，并且可以基于以此方式确定的驾驶情况相应地影响该锁止式差速齿轮机构。作为结果，可以取决于该驾驶情况来调整该锁止式差速齿轮机构或者可以用低水平的技术复杂性来设置锁定值。
因此完全实现了本发明的目的。
在优选实施例中，该反作用转矩是在电动机器的安装件处检测的。
作为结果，可以通过在该电动机器的安装件处的反作用、以低水平的结构复杂性来检测该电动机器输出的转矩。
进一步优选的是，基于反作用转矩来设置锁止式差速齿轮机构的锁定值。
作为结果，对差速器的以及对传递至从动车轮的相应转矩的单独控制是可能的。
在这种情况下，当锁定值对于反作用转矩的正值而增加时是特别优选的。
作为结果，可以避免单个车轮在对应的加速状态下的自转。
当锁定值对于反作用转矩的负值而增加时是进一步优选的。
作为结果，有可能避免单个从动车轮在超速模式中阻滞。
当锁定值对于反作用转矩的正值而减小时是进一步优选的。
作为结果，在机动车辆的加速过程中可以避免从动车桥张紧。
当锁定值对于反作用转矩的负值而减小时是进一步优选的。
作为结果，在机动车辆的超速模式中可以避免从动车桥张紧。
当锁定值对于反作用转矩的正值和负值而增加时是进一步优选的。
作为结果，在加速过程中或超速模式中可以总体避免单个车轮的自转或单个车轮的阻滞。
当锁定值对于反作用转矩的正值和负值而减小时是进一步优选的。
作为结果，对于加速过程和在超速模式中可以总体避免在从动车桥中的应力。
当锁定值对于反作用转矩的正值而增加并且对于反作用转矩的负值而减小时是进一步优选的。
作为结果，可以避免单个车轮在加速过程中的自转以及，作为结果，与此同时可以避免在机动车辆的超速模式中从动车桥张紧。
当锁定值对于反作用转矩的正值而减小并且对于反作用转矩的负值而增加时是进一步优选的。
作为结果，可以避免在机动车辆的加速过程中从动车桥张紧以及，作为结果，可以避免单个车轮在超速模式中的阻滞。
当出于检测反作用转矩的目的，该电动机器被可旋转地安装并且该反作用转矩是在电动机器与固定支承件之间来检测时总体上是进一步优选的。
作为结果，以低水平的技术复杂性来检测反作用转矩是可能的。
在这种情况下，当电动机器借助于旋转弹簧被连接至固定支承件上时是特别优选的。作为结果，可以用可靠的且可重复的方式来检测反作用转矩。
当借助于凸轮板或凸轮盘将反作用转矩传递至锁止式差速齿轮机构的多个锁定板上时是进一步优选的。
作为结果，可以在锁止式差速齿轮机构中以低水平的技术复杂性机械地设置对应于反作用转矩的锁定值，其结果是，以低水平的技术复杂性对锁止式差速齿轮机构的精确机械控制是可能的。
总之，用于以低水平的技术复杂性控制机动车辆的传动系的锁止式差速齿轮机构的方法和装置可以被用于：检测由电动机器传递至锁止式差速齿轮机构的驱动转矩，并且根据该驱动转矩以低水平的技术复杂性以可靠方式来控制该锁止式差速齿轮机构，使得有可能根据驾驶状态来机械地设置锁止式差速齿轮机构。
总之，本发明包括下述1、14-15记载的技术方案，下述2-13记载的为优选技术方案。
1.一种用于控制机动车辆(10)的传动系(12)的锁止式差速齿轮机构(24)的方法，其中出于驱动该机动车辆(10)的目的由一个电动机器(14)提供了驱动转矩(t)，并且出于驱动从动车轮(16R，16L)的目的该驱动转矩被传递至该锁止式差速齿轮机构(24)，其中使用该电动机器(14)的反作用转矩以便基于该反作用转矩来控制该锁止式差速齿轮机构(24)。
2.如上述1所述的方法，该反作用转矩是在该电动机器(14)的一个安装件(30)处检测的。
3.如上述1或2所述的方法，基于该反作用转矩来设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值。
4.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值而增加。
5.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的负值而增加。
6.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值而减小。
7.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的负值而减小。
8.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值和负值而增加。
9.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值和负值而减小。
10.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值而增加并且对于该反作用转矩的负值而减小。
11.如上述3所述的方法，该锁定值对于该反作用转矩的正值而减小并且对于该反作用转矩的负值而增加。
12.如上述1至11之一所述的方法，出于检测该反作用转矩的目的，该电动机器(14)被可旋转地安装并且该反作用转矩是在该电动机器(14)与一个固定支承件(29)之间检测的。
13.如上述1至12之一所述的方法，该反作用转矩是借助于一个凸轮板或一个凸轮盘而被传递至该锁止式差速齿轮机构(24)的多个锁定板(36)。
14.一种用于控制机动车辆(10)的传动系(12)的锁止式差速齿轮机构(24)的装置，该装置包括：
-一个转矩检测单元(30)，该转矩检测单元与一个电动机器(14)相关联以便检测该电动机器(14)的转矩(t)，该电动机器出于传递驱动功率的目的被连接到该锁止式差速齿轮机构(24)上，以及
-一个控制器(32)，该控制器被连接到该锁止式差速齿轮机构(24)上以便设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值，
其特征在于，该转矩检测单元被设计成用于检测该电动机器(14)的反作用转矩，并且其中该控制器(32)被连接到该转矩检测单元(30)上并且被设计成用于基于该反作用转矩来设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值。
15.一种用于机动车辆(10)的传动系(12)，该传动系包括：
-一个用于提供驱动功率的电动机器(14)，
-一个可控锁止式差速齿轮机构(24)，该可控锁止式差速齿轮机构被连接到该电动机器(14)上以便出于驱动该机动车辆(10)的目的将驱动转矩(t)分配至从动车轮(16R，16L)，并且该可控锁止式差速齿轮机构包括如上述14所述的用于控制该锁止式差速齿轮机构(24)的装置。
不言而喻，在上述2-13中限定的本发明的多个特定实施例也对应地应用或可应用于根据本发明的装置。
不言而喻，上述特征以及还有待在以下解释的那些特征不但可以在对应指定的组合中使用，而且还可以在其他组合中或者它们单独使用而不脱离本发明的范围。
附图说明
在附图中展示了本发明的多个示例性实施例并且在以下的说明中对其进行更详细的说明。在附图中：
图1示意性地示出了包括传动系的机动车辆，该传动系具有电动机器和可变锁止式差速齿轮机构；并且
图2示意性地示出了电动机器和可变锁止式差速齿轮机构，其中该电动机器的反作用转矩被传递至该锁止式差速齿轮机构。
具体实施方式
图1示意性地展示了总体上以10指示的机动车辆。机动车辆10具有传动系12，该传动系在本案中包含用于提供驱动功率的电动机器14。传动系12用于驱动机动车辆10的从动车轮16R、16L。传动系12可以是单纯电力驱动的传动系或者可以是呈包括内燃发动机的混合动力传动系的形式。
电动机器14在输出轴18处提供用于驱动从动车轮16R、16L的驱动转矩t，其中，输出轴18借助于离合器20被连接或可以被连接到齿轮机构单元22上以便将驱动转矩t传递至可变锁止式差速齿轮机构24。可变锁止式差速齿轮机构24用于根据情况将驱动转矩t传递至从动车轮16R、16L并且相应单独地将驱动转矩tAR、tAL对应地分配至从动车轮16R、16L。
电动机器14借助于控制单元26而被驱动或被供以电流以便在输出轴18处相应地提供驱动转矩t。电动机器14或电动机器14的壳体借助于旋转安装件28被可旋转地安装在机动车辆10的托架29上。电动机器14或电动机器14的壳体借助于转矩传感器30或机械转矩检测单元30被进一步连接到机动车辆10的固定支承件或托架29上，以便检测电动机器14的反作用转矩。反作用转矩对应于由电动机器传递至输出轴18的驱动转矩t，这是由于电动机器14的壳体被相应地支撑在机动车辆10的转矩传感器30或托架29上。
转矩传感器30或机械转矩检测单元30优选地具有旋转弹簧安排，该旋转弹簧安排被安装在被可旋转地安装的电动机器14与机动车辆10的托架29形式的固定支承件之间。
在替代实施例中，反作用转矩还可以通过转矩模型来确定，该转矩模型是基于由控制单元26或电动机器14的反相器的驱动来确定的。
电动机器14以此方式来确定的反作用转矩通过控制器32而被传递至可变锁止式差速齿轮机构24，以便基于反作用转矩来设置锁止式差速齿轮机构24的锁定值。
控制器32优选地是机械控制器，该机械控制器借助于凸轮板或凸轮盘来检测电动机器14或电动机器14的壳体的旋转，并且取决于该旋转而将力施加到锁止式差速齿轮机构24或锁止式差速齿轮机构24的锁定板上，以便设置锁止式差速齿轮机构24的锁定值，如在下文中更详细解释的。
取决于控制器32的设计(即凸轮板或凸轮盘的设计)，可以基于电动机器14的经检测或经确定的反作用转矩来设置锁止式差速齿轮机构24关于电动机器14的经传递的转矩的锁定值，并且可以相应地设置驱动转矩tAR、tAL。
对锁止式差速齿轮机构24的锁定值的设置可以具有任何所希望的功能，其中在正的反作用转矩下，即当由电动机器施加正的驱动转矩t并且机动车辆加速时，该值可以增加或减小。在负的反作用转矩下，即当转矩从齿轮机构22传递至电动机器14，机动车辆10因此处于超速模式中时，锁定值可以增加或减小。
锁定值优选地在正的反作用转矩和在负的反作用转矩下相等地设置并且可以取决于车辆类型或其他设置来增加或减小。
图2示出了电动机器14的细节的示意性视图，该电动机器包括转矩传感器30和被连接到其上的锁止式差速齿轮机构24。相同元件用相同的参考符号来指示，其中在此仅解释特别的特征。
电动机器14的壳体(该壳体借助于旋转安装件28被可旋转地安装)借助于旋转弹簧34被安装在机动车辆10的托架29上，以便检测电动机器14的旋转并且使用所述旋转来确定根据驱动转矩t的反作用转矩。优选地具有凸轮板或凸轮盘的转矩传感器30被连接到电动机器14的壳体上并且根据电动机器14的壳体的旋转将力F传递至锁止式差速齿轮机构24的多个锁定板36上，以便设置锁止式差速齿轮机构24的锁定值。电动机器14的旋转被凸轮板或凸轮盘转变为作用在锁定板36上的轴向运动。弹簧38抵消力F，使得如果驱动转矩t减小并且力F对应地减小则这些锁定板可以被相应地重置。作为结果，有可能连续设置锁止式差速齿轮机构24的锁定值。
取决于凸轮盘或凸轮板的构型，锁定值的轮廓可以在正的反作用转矩和负的反作用转矩下进行设置并且与机动车辆10的特性相适配。
通过将电动机器与锁止式差速齿轮机构24机械地分离或与其相连接，有可能通过低水平的技术复杂性来可靠设定该锁定值。

Claims (14)

1.一种用于控制机动车辆(10)的传动系(12)的锁止式差速齿轮机构(24)的方法，其中出于驱动该机动车辆(10)的目的由一个电动机器(14)提供了驱动转矩(t)，并且出于驱动从动车轮(16R，16L)的目的该驱动转矩被传递至该锁止式差速齿轮机构(24)，
其特征在于，使用该电动机器(14)的反作用转矩以便基于该反作用转矩来控制该锁止式差速齿轮机构(24)；以及
出于检测该反作用转矩的目的，该电动机器(14)被可旋转地安装并且该反作用转矩是在该电动机器(14)与一个固定支承件(29)之间检测的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该反作用转矩是在该电动机器(14)的一个安装件处检测的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于该反作用转矩来设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值而增加。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的负值而增加。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值而减小。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的负值而减小。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值和负值而增加。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值和负值而减小。
10.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值而增加并且对于该反作用转矩的负值而减小。
11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该锁定值对于该反作用转矩的正值而减小并且对于该反作用转矩的负值而增加。
12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该反作用转矩是借助于一个凸轮板或一个凸轮盘而被传递至该锁止式差速齿轮机构(24)的多个锁定板(36)。
13.一种用于控制机动车辆(10)的传动系(12)的锁止式差速齿轮机构(24)的装置，该装置包括：
-一个转矩检测单元(30)，该转矩检测单元与一个电动机器(14)相关联以便检测该电动机器(14)的驱动转矩(t)，该电动机器出于传递驱动功率的目的被连接到该锁止式差速齿轮机构(24)上，以及-一个控制器(32)，该控制器被连接到该锁止式差速齿轮机构(24)上以便设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值，
其特征在于，该转矩检测单元被设计成用于检测该电动机器(14)的反作用转矩，并且其中该控制器(32)被连接到该转矩检测单元(30)上并且被设计成用于基于该反作用转矩来设置该锁止式差速齿轮机构(24)的锁定值；以及
出于检测该反作用转矩的目的，该电动机器(14)被可旋转地安装并且该反作用转矩是在该电动机器(14)与一个固定支承件(29)之间检测的。
14.一种用于机动车辆(10)的传动系(12)，该传动系包括：
-一个用于提供驱动功率的电动机器(14)，
-一个锁止式差速齿轮机构(24)，该锁止式差速齿轮机构被连接到该电动机器(14)上以便出于驱动该机动车辆(10)的目的将驱动转矩(t)分配至从动车轮(16R，16L)，并且该锁止式差速齿轮机构包括如权利要求13所述的用于控制该锁止式差速齿轮机构(24)的装置。
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