[发明专利]一种电子限滑差速装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电子限滑差速装置及其控制方法，检测机构采集转速信息、加速踏板开度信息、转向盘转角信息、侧向加速度信息和横摆角速度信息，并将信息传送到电子控制单元；工作模式选择单元供驾驶员选择电子限滑差速装置不同的工作模式；电子控制单元根据接收到的信息控制执行机构的电磁离合器、辅助电机和制动器工作，限制驱动车轮的滑移率，进而实现两侧驱动车轮的电子限滑差速，当一侧驱动车轮的滑移率超过设定值时，与驱动桥半轴连接的辅助电机作为发电机工作，对半轴施加阻力矩，减小车轮的滑移率，并使发动机的驱动力矩有效地作用到另一侧车轮，制动器则在必要时配合辅助电机工作，对车轮施加一定的制动力。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体讲是一种电子限滑差速装置及其控制方法。

背景技术

汽车转弯或在不平路面上行驶会使两侧车轮移过不同的距离，另外轮胎制造尺寸误差、磨损程度不同、承受载荷不同或充气压力不等也会使各个车轮的实际滚动半径不相等，如果两侧驱动车轮刚性连接，两侧车轮转速相等，那么车轮必然会与路面发生相对滑动，这不仅会加速轮胎的磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致汽车转向性能和制动性能的恶化。差速器的作用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮相对地面作近似纯滚动运动。

差速器作为汽车传动系统中必不可少的一部分，使左右驱动车轮能够以不同角速度转动，但同时也存在着弊端。目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器，无论左右驱动车轮转速是否相等，其总是将转矩平均分配给两侧车轮。这种转矩平均分配特性可以满足汽车在良好路面上正常行驶，但当汽车遇到分离路面时，即一侧车轮在低附着系数路面上另一侧车轮在高附着系数路面上时，因为车轮与低附着系数路面之间附着力较小，路面只能对车轮作用较小的反作用转矩，且因差速器转矩平均分配特性，此时即使增大发动机的输出转矩，高附着系数路面上的车轮也只能分配到与较小反作用转矩大小近似相等的转矩，致使汽车的总驱动力减小甚至无法通过，另外，当汽车在越野路况下一侧驱动车轮悬空或垂直载荷减小时，或者当汽车高速转弯因离心力的作用而使内侧车轮的附着力下降时，差速器的转矩平均分配特性同样会影响车辆动力性和通过性。

在越野汽车上主要通过差速锁解决上述问题，即锁止差速器，使两侧驱动车轮刚性连接；而在城市SUV和性能轿车上主要通过限滑差速器(LSD)，将两侧驱动车轮的转速差值限制在一定范围内，以保证车辆的动力性、通过性和操纵性。现在作为车身稳定系统(ESP)的一种扩展功能的电子差速锁在汽车上得到越来越广泛的应用，电子差速锁通过对滑转或悬空的一侧驱动车轮施加一定的制动力，使驱动力有效地作用到另一侧车轮，提高车辆的动力性、通过性和操控性。日产公司的B-LSD电子制动差速锁，在越野路况时，系统将自动感应打滑车轮，并对打滑车轮施加制动，从而将驱动力分配给没有打滑的车轮，提高车辆在低附着系数路面的起步能力和通过能力；大众公司的XDS，其主要应用在大马力前驱汽车上，在车辆高速转弯时，对附着力较小的内侧驱动车轮施加制动，避免内侧车轮打滑，提高车辆的动力性和操控性。但电子差速锁需要更大尺寸的刹车盘，以保证车辆的制动性能，且电子差速锁的频繁制动也容易造成制动热衰退现象等，影响车辆的安全性，同时通过制动实现的限滑差速会在一定程度上影响到车辆的动力性。

发明内容

本发明的目的是提出一种电子限滑差速装置及其控制方法，通过控制电磁离合器、辅助电机和制动器限制驱动车轮的滑移率，实现两侧驱动车轮的电子限滑差速，当一侧驱动车轮的滑移率超过设定值(如20％)时，即驱动车轮发生滑转时，与驱动桥半轴连接的辅助电机作为发电机工作，对半轴施加阻力矩，减小车轮的滑移率，并使发动机的驱动力矩有效地作用到另一侧车轮，制动器则在必要时配合辅助电机工作，对车轮施加一定的制动力，此外，如果驱动车轮的滑移率小于等于设定值(如20％)，辅助电机还可以作为电动机工作，并对半轴施加驱动力矩，本发明提高了车辆的动力性、通过性和操控性，同时实现对能量的回收利用，并降低制动系统的负荷。

本发明所采用的技术方案是一种电子限滑差速装置，主要包括：执行机构、检测机构、工作模式选择单元和电子控制单元；