用于控制四輪驅(qū)動車輛中的離合器的方法及設備的制作方法
【專利摘要】一種用于檢測四輪驅(qū)動的手動變速車輛被以可引起離合器超速問題的方式操作的系統(tǒng)和方法。當檢測到車輛被以可引起離合器超速問題的方式操作時，該系統(tǒng)和方法啟動制動對策以除去潛在的問題。此外，故障代碼可被存儲以用于隨后的診斷措施和/或故障指示符，其可用于將問題警告給駕駛員。
【專利說明】用于控制四輪驅(qū)動車輛中的離合器的方法及設備

【技術(shù)領域】
[0001] 本公開涉及對具有手動變速器的車輛、尤其是具有低檔操作模式的四輪驅(qū)動車輛 的離合器超速保護。

【背景技術(shù)】
[0002] 四輪驅(qū)動（4WD)車輛為具有動力傳動系統(tǒng)的四輪車輛，該動力傳動系統(tǒng)可被控制 以允許全部四個輪子同時接收來自于發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩。在期望更大的牽引力時，駕駛員典型 地將四輪驅(qū)動車輛從轉(zhuǎn)矩僅僅被施加到其中兩個輪子的兩輪驅(qū)動模式設置為四輪驅(qū)動模 式。目前，術(shù)語全輪驅(qū)動（AWD)被用于指"全部時間"以四輪驅(qū)動模式操作而無需駕駛員啟 動四輪驅(qū)動模式的車輛。四輪驅(qū)動車輛也已知或宣傳為四驅(qū)（4X4)車輛。
[0003] 當切換到四輪驅(qū)動模式時，車輛的分動器將使前軸傳動軸鎖定到后軸傳動軸，其 迫使輪子以相同的速度旋轉(zhuǎn)。某些分動器還包含額外的齒輪組，其為車輛提供低檔四輪驅(qū) 動模式（4 一 L0)。低檔傳動比給予車輛額外的轉(zhuǎn)矩和低的輸出速度，其允許駕駛員緩慢且 平穩(wěn)地爬上非常陡的山坡和沙丘，或駛過巖石地帶。
[0004] 低檔模式對于攀爬和駛下山坡和沙丘效果很好。然而，在車輛處于低檔模式且仍 舊處于掛上檔中時，如果駕駛員決定從山坡或沙丘向下滑行同時壓下離合器踏板，則對于 手動四輪驅(qū)動車輛可能出現(xiàn)問題。該情形將導致離合器盤過度旋轉(zhuǎn)（例如，幾乎兩倍于它 的額定速率），其通常稱為離合器超速，其可引起離合器爆炸。使該問題嚴重的事實在于，離 合器超速的狀況可以低速發(fā)生，且通常，駕駛員可能甚至沒有意識到潛在的問題。維修或更 換爆炸的離合器可能是昂貴的，且可能使得車輛制造商損失他們對于駕駛員的商譽（即使 是駕駛員的行為使得需要該維修）。
[0005] 因此，需要和期望，檢測驅(qū)動及操作條件何時不利于四輪驅(qū)動的手動變速器車輛 中的車輛離合器，以及實施對策來避免對于離合器的損害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在一種方式中，本公開提供檢測和更改與四輪驅(qū)動車輛中的離合器超速狀況有關 的操作條件。該方法包括確定當前的車速大于最后獲知的車速、車輛處于低檔操作模式、 車輛離合器正被壓下且車輛不處于空檔；以及如果確定當前的車速大于最后獲知的車輛速 度、車輛處于低檔操作模式同時車輛離合器正被壓下、且車輛未處于空檔，則施加車輛的制 動。
[0007] 本公開還提供一種用于四輪驅(qū)動車輛的離合器超速檢測及保護設備。該設備包 括發(fā)動機控制器，其適用于確定當前的車輛速度大于最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔 操作模式、車輛離合器正被壓下，以及車輛未處于空檔；以及如果確定當前的車輛速度大于 最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔操作模式同時車輛離合器正被壓下且車輛未處于空檔 時，則施加車輛的制動。
[0008] 在一種方式中，施加制動以將車輛的速度維持在最后獲知的車輛速度的預定速度 限制內(nèi)。預定的速度限制可基于車輛的當前傳動比。在車輛處于第一傳動比時，預定的速 度限制大約為3 - 5英里每小時。
[0009] 在另一種方式中，最后獲知的車輛速度為車輛離合器哨合且車輛未處于空檔時的 最后獲知的速度。
[0010] 在另一種方式中，該方法和設備存儲指示離合器超速狀況的故障代碼。在又一種 方式中，該方法和設備向車輛駕駛員輸出指示離合器超速狀況的指示符。在另一種可替換 的方式中，該方法和設備基于來自于變速器空檔傳感器的信號確定車輛是否處于空檔。
[0011] 根據(jù)下文所提供的詳細說明和權(quán)利要求，本公開的其他領域的適用性將變得顯而 易見。應理解，包括所公開的實施例和附圖的詳細的說明實際上僅僅是示例性的，其目的僅 僅在于闡釋的目的，而不在于限定本發(fā)明的范圍、它的應用或用途。因此，不脫離本發(fā)明的 主旨的變型意欲在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為根據(jù)本文所公開的實施例的方法的流程圖，該方法檢測可導致離合器超速 問題的驅(qū)動及操作條件并自動矯正該條件以避免該問題；以及
[0013] 圖2為根據(jù)本文所公開的實施例構(gòu)建的適于實施圖1的方法的車輛的示意圖。

【具體實施方式】
[0014] 本文所公開的技術(shù)優(yōu)選適用于具有提供低檔操作模式的分動器和手動變速器的 四輪驅(qū)動車輛。這種車輛的非限定示例包括各種型號的Jeep? Wrangler(吉普?牧馬 人）、Jeep? Wrangler Unlimited (吉普?:牧馬人無限）、Jeep? Grand Cherokee (吉普? 大切諾基）、Jeep*? Liberty (吉普?自由人）、Jeep? Compass(吉普?指南者）、Jeep? Patriot (吉普?愛國者）和Dodge? RAM(道奇?公羊）。圖1闡釋了檢測可導致離合器超 速問題的驅(qū)動及操作條件的以及自動修改該驅(qū)動條件以最小化或防止該問題的方法100。 在所期望的實施例中，方法100以軟件實施，軟件存儲在計算機可讀介質(zhì)（例如，圖2中闡 釋的存儲器222,其可為隨機存取存儲器（RAM)裝置、非易失性隨機存取存儲器（NVRAM)裝 置、或只讀存儲器（ROM)裝置）中并通過諸如圖2中所闡釋的發(fā)動機控制器220的處理器 來執(zhí)行。該方法100可以作為發(fā)動機控制器220的正常操作處理或背景診斷處理的一部分 以認為適于成功的預定速率被周期性地執(zhí)行。
[0015] 顯而易見，方法100包含用于監(jiān)測可導致上述離合器超速問題的某些驅(qū)動及操作 條件的步驟（例如，步驟102 - 114)。方法100還包含用于修改驅(qū)動條件以避免離合器超 速問題的步驟（例如，步驟120)，和用于存儲故障代碼以使得診斷程序可檢測到車輛正以 可導致離合器超速問題的方式被操作的步驟（例如，步驟124)?？蛇x擇地，該方法也可向駕 駛員提供車輛的變速器可能需要維護的指示（例如，步驟122)。
[0016] 方法100確定：車輛是否以低檔模式操作（步驟102)，離合器踏板是否被壓下（步 驟104)，在離合器嚙合且變速器未處于空檔時車輛速度是否大于最后獲知的車輛速度（步 驟106)，以及變速器目前是否未處于空檔（步驟108)。如下面更詳細討論的，確定變速器 是否處于空檔將利用變速器空檔傳感器或類似的裝置來完成。應理解，盡管圖1以特定的 順序闡釋了這些步驟，但所公開的實施例不限于所闡釋的確切順序。
[0017] 在步驟110,方法100確定是否所有的條件都被滿足。也就是說，步驟110確定車 輛是否在離合器踏板壓下的情況以低檔模式操作，同時變速器當前是否未處于空檔，以及 (當離合器嚙合且變速器未處于空檔時）車輛速度是否大于最后獲知的車輛速度。在步驟 110,如果所有的這些條件為真，則方法100在步驟120繼續(xù)，其中，發(fā)動機控制器220使得 能施加制動。（當離合器嚙合且變速器未處于空檔時）制動被施加以減緩速度并將車輛速 度保持在超過最后獲知的車輛速度的預定速度內(nèi)。在一個示例性實施例中，當變速器處于 第一檔時，預定的速度限制為超過最后獲知的速度的大約3 - 5英里每小時（mph)。應理 解，該預定速度限制滯后量是依賴于檔位的。正因如此，預定速度限制的表（每一個限制對 應于每個可獲得的傳動比）可被形成和存儲在存儲器（例如，存儲器222)或硬件中，并被 在步驟120使用。
[0018] 方法100可執(zhí)行使在車輛的儀表板上的"檢查變速器"標識符閃爍的可選擇步驟， 如果該儀表板裝備有用于顯示/輸出指示符的機構(gòu)（例如，圖2中所示出的輸出裝置206)。 在離合器超速狀況出現(xiàn)時，指示符可被閃爍，或者可以保持發(fā)亮直到駕駛員進行車輛維護。 相同的指示符或其它的指示符也可被用于警告駕駛員手動制動車輛。在步驟124，"超速" 故障代碼被存儲在存儲器（例如，存儲器222)或硬件寄存器中。所存儲的故障代碼可由經(jīng) 銷商服務部門恢復，以確定離合器是否已被超速狀況損壞。
[0019] 在步驟124后，或者如果步驟110確定步驟102 - 108中的條件中的一個或多個未 滿足，方法100在步驟112繼續(xù)，其中，最后獲知的檔位基于車輛發(fā)動機速度與行駛速度的 比（N/V)來計算。所計算的最后獲知的檔位例如被存儲在存儲器222或寄存器中以隨后使 用（例如，在步驟120中）。在步驟114,方法100計算并存儲最后獲知的車輛速度。如果 離合器嚙合且變速器未處于空檔，最后獲知的車輛速度還將被存儲作為離合器嚙合及變速 器未處于空檔情況下的最后獲知的車輛速度。方法100完成且可以預定速率被再次執(zhí)行。
[0020] 圖2闡釋了根據(jù)本文所公開的實施例構(gòu)建的車輛200。如上面所討論的，車輛200、 尤其它的發(fā)動機控制器220,適用于執(zhí)行圖1的方法100。發(fā)動機控制器220,其可為可編 程處理器，被連接以接收發(fā)動機速度202和車輛速度204?？刂破?20還被連接到輸出裝 置206、變速器空檔傳感器208、制動控制裝置210、分動器214和離合器開關216。變速器 空檔傳感器208被連接到變速器（未示出）。控制器220可被耦合到存儲裝置222,存儲裝 置222用于存儲車輛及操作數(shù)據(jù)、步驟112,114的計算數(shù)據(jù)、步驟120中使用的速度限制滯 后量表、診斷信息、程序以及其它執(zhí)行方法100所需要的數(shù)據(jù)或源代碼。盡管以分離元件的 形式示出，但存儲裝置222也可為發(fā)動機控制器220的一部分。發(fā)動機控制器220也可包 括內(nèi)部RAM、NVRAM和ROM存儲裝置。變速器空檔傳感器208可為傳感器或開關，且不應被 限定于任何特定類型的裝置。
[0021 ] 控制器220可輸入來自發(fā)動機的發(fā)動機速度202以及來自車輛傳感器的車輛速度 204。當?shù)搅碎W爍/輸出"檢查變速器"指示符（例如，在步驟122)時，控制器220可將信 號發(fā)送給輸出裝置206?？刂破?20可輸入來自空檔傳感器208的空檔指示信號?？諜n指 示信號中的一個值將指示變速器處于空檔，以及第二值將指示變速器未處于空檔?？諜n指 示信號在步驟108被用于確定變速器是否處于空檔。空檔傳感器208可為與目前在歐洲用 于車輛以輔助開始/停止技術(shù)的開關類似的開關。
[0022] 控制器220還輸入來自分動器214的低檔模式信號，其指示分動器214是否已處 于低檔。低檔模式信號中的一個值將指示車輛處于低檔模式，第二值將指示車輛處于另一 個模式。低檔模式信號在步驟102中被用于確定其是否處于抵檔模式。
[0023] 控制器220還輸入來自離合器開關216的離合器壓下指示信號，其指示離合器踏 板當前是否正被壓下。離合器壓下指示信號中的一個值將指示離合器正被壓下，以及第二 值將指示離合器未正被壓下。離合器壓下指示信號在步驟104中被用于確定離合器是否正 被壓下。
[0024] 可以看到，本文所描述的方法和車輛系統(tǒng)提出一種用于自動防止駕駛員損害離合 器的技術(shù)，該對離合器的損害是由驅(qū)動及操作條件的不適當組合所引起的離合器超速導致 的。盡管所公開的實施例是已利用四輪驅(qū)動車輛進行了描述，應理解，如果期望的話，實施 例也可用于全輪驅(qū)動及實施低檔操作模式的其它類型的手動變速車輛中。
【權(quán)利要求】
1. 一種檢測及修改與四輪驅(qū)動車輛中的離合器超速狀況有關的操作條件的方法，所述 方法包括： 確定當前的車輛速度大于最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔操作模式、車輛離合器 正被壓下以及車輛未處于空檔；以及 如果確定當前的車輛速度大于最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔操作模式、車輛離 合器正被壓下以及車輛未處于空檔，則施加車輛的制動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，施加制動以將車輛的速度保持在最后獲知的車輛速 度的預定速度限制內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述預定速度限制是基于車輛當前的傳動比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，在車輛處于第一傳動比時，所述預定速度限制為大約 3 - 5英里每小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，當車輛離合器嚙合且車輛未處于空檔時，所述最后獲 知的車輛速度為最后獲知的速度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括：存儲指示離合器超速狀況的故障代碼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括：向駕駛員輸出指示離合器超速狀況的指示符。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括下面的步驟： 基于車輛發(fā)動機速度與行駛速度的比確定最后獲知的車輛的檔位；以及 確定最后獲知的車輛速度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，確定車輛是否未處于空檔是基于來自于變速器空檔 傳感器的信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，確定離合器是否被壓下是基于來自于離合器開關的 信號。
11. 一種用于四輪驅(qū)動車輛的離合器超速檢測及保護設備，所述設備包括： 發(fā)動機控制器，其適用于： 確定當前的車輛速度大于最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔操作模式、車輛離合器 正被壓下以及車輛未處于空檔；以及 如果確定當前的車輛速度大于最后獲知的車輛速度、車輛處于低檔操作模式、車輛離 合器正被壓下以及車輛未處于空檔，則施加車輛的制動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，還包括：連接到發(fā)動機控制器和車輛變速器的變速器空 檔傳感器，所述變速器空檔傳感器將信號輸出到發(fā)動機控制器，所述信號具有指示所述變 速器未處于空檔的第一狀態(tài)和指示所述變速器處于空檔的第二狀態(tài)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，其中，所述控制器將信號發(fā)送給制動控制裝置，以使得制 動被施加以將車輛的速度保持在所述最后獲知的車輛速度的預定速度限制內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的設備，其中，所述預定速度限制是基于車輛的當前傳動比。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的設備，其中，在車輛處于第一傳動比時，所述預定速度限制為大 約3 - 5英里每小時。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，其中，控制器輸入來自速度傳感器的當前的車輛速度，所 述最后獲知的車輛速度為在車輛離合器嚙合且車輛未處于空檔時最后獲知的速度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，還包括用于存儲指示離合器超速狀況的故障代碼的存儲 器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，還包括用于輸出指示離合器超速狀況的指示符的輸出裝 置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，還包括連接到所述發(fā)動機控制器的離合器開關，所述離 合器開關將信號輸出給所述發(fā)動機控制器，所述信號具有指示離合器被壓下的第一狀態(tài)和 指示離合器未被壓下的第二狀態(tài)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11的設備，其中，控制器還適用于： 基于車輛發(fā)動機速度與行駛速度的比確定最后獲知的車輛的檔位；以及 確定最后獲知的車輛速度。
【文檔編號】B60T7/12GK104302502SQ201380011159
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】埃德溫·摩西, 洛倫·M·特羅特 申請人:克萊斯勒集團有限責任公司