本發(fā)明屬于汽車底盤制動(dòng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車電子差速鎖止系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

汽車左右驅(qū)動(dòng)輪的差速鎖止，目前主要有兩種形式。一種是在差速器上，將左右半軸實(shí)現(xiàn)剛性連接，達(dá)到一種機(jī)械鎖止。另一種是有esc(esp)系統(tǒng)的車輛，利用給車輪加制動(dòng)力的方式提供左右車輪的力矩平衡達(dá)到一種耦合鎖止的效果。前一種方式鎖止較可靠，傳力力矩也較大，但成本高昂。且差速器體積過大，通常只用在大型suv\皮卡\貨車之上。第二種方式純軟件功能，實(shí)現(xiàn)較為容易，但也有前提條件，就是必須要車輛配備esc系統(tǒng)，其他系統(tǒng)都無法實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種汽車電子差速鎖止系統(tǒng)及其工作方法，可應(yīng)用在無機(jī)械差速鎖和esc系統(tǒng)的車輛上。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種汽車電子差速鎖止系統(tǒng)，包括汽車制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于：還包括控制器和四個(gè)電磁閥，四個(gè)電磁閥分別接在四個(gè)制動(dòng)輪缸的油路上，每個(gè)電磁閥只有開、關(guān)兩個(gè)狀態(tài)且由控制器控制。

進(jìn)一步，控制器上設(shè)置有按鈕開關(guān)、指示燈和三根信號(hào)線；三根信號(hào)線分別接受abs模塊所檢測(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪輪速信號(hào)和一個(gè)制動(dòng)踏板的開關(guān)信號(hào)。

進(jìn)一步，汽車制動(dòng)系統(tǒng)包括差速器、制動(dòng)主油缸、儲(chǔ)液罐、助力器、所述制動(dòng)踏板、所述abs模塊以及四個(gè)輪胎和與各個(gè)輪胎相對(duì)應(yīng)的卡鉗。

進(jìn)一步，差速器包括行星齒輪、行星齒輪軸、右半軸齒輪、左半軸齒輪和差速器殼。

一種汽車電子差速鎖止系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：正常工況時(shí)，駕駛員不啟動(dòng)控制器，所有電磁閥均處于開的狀態(tài)，制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，踏板力經(jīng)過助力器的放大推動(dòng)制動(dòng)主油缸產(chǎn)生液壓，液壓經(jīng)過abs模塊獨(dú)立的傳遞到了四個(gè)制動(dòng)輪缸，直接驅(qū)動(dòng)卡鉗進(jìn)行制動(dòng)；

當(dāng)對(duì)開路面一側(cè)是冰面等低附路面、一側(cè)是瀝青等高附路面時(shí)，尤其是坡道上，在冰面一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪將會(huì)空轉(zhuǎn)而打滑，在瀝青等高附路面上的驅(qū)動(dòng)輪也無法產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力矩，在這種情況下，駕駛員先按下控制器上的按鈕開關(guān)，控制器接受abs模塊中的驅(qū)動(dòng)輪速信號(hào)，通過對(duì)比兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差異，一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪有轉(zhuǎn)速而另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為零，判斷出一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑，控制器關(guān)閉所有非驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)油路上的電磁閥，關(guān)閉不打滑的驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)油路上的電磁閥，保持打滑驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)油路上的電磁閥開啟，并點(diǎn)亮控制器上的指示燈；同時(shí)，駕駛員右腳踩油門，左腳慢慢踩制動(dòng)踏板，此時(shí)制動(dòng)主油缸所產(chǎn)生的液壓經(jīng)過abs模塊只能驅(qū)動(dòng)打滑驅(qū)動(dòng)輪卡鉗產(chǎn)生制動(dòng)力，由于差速器的力矩平衡原理，當(dāng)打滑驅(qū)動(dòng)輪上卡鉗提供的摩擦力矩越大，傳遞到另一驅(qū)動(dòng)輪上的力矩也越大，通過不斷的加大施加在打滑驅(qū)動(dòng)輪卡鉗上的制動(dòng)力來獲得另一驅(qū)動(dòng)輪上驅(qū)動(dòng)力矩，當(dāng)另一驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩足夠克服車輛本身的啟動(dòng)阻力，車輛啟動(dòng)；駕駛員松開制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板開關(guān)斷開，此時(shí)控制器接受到斷開信號(hào)，就判斷不再需要鎖止，控制器將所有關(guān)閉的電磁閥全部打開，車輛恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，控制器上的指示燈關(guān)閉。

該汽車電子差速鎖止系統(tǒng)及其工作方法具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，成本低廉；應(yīng)用范圍比較廣，凡是車輛均適用；匹配靈活，即可作為oe開發(fā)項(xiàng)目，也可以作為后市場(chǎng)的改裝適用；適應(yīng)性好，加裝后，除過在需要鎖止的時(shí)候按開關(guān)，和踩踏板之外無其他操作，基本不改變駕駛習(xí)慣。

（2）本發(fā)明是一種低成本，液壓耦合鎖止方式，可應(yīng)用在無機(jī)械差速鎖、無esc系統(tǒng)的車輛上，在四個(gè)制動(dòng)輪缸管路上加裝電磁閥，電磁閥控制四個(gè)制動(dòng)輪缸的開啟、關(guān)閉。制動(dòng)踏板正常加壓，在需要鎖止左右驅(qū)動(dòng)輪的時(shí)候，通過電磁閥鎖止高附驅(qū)動(dòng)輪缸，低附輪缸保持開放。在踩油門的同時(shí)，踩制動(dòng)踏板給低附驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力，通過力矩平衡讓高附路面上的驅(qū)動(dòng)輪有足夠的驅(qū)動(dòng)力矩來拖動(dòng)車輛前進(jìn)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明汽車電子差速鎖止系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明汽車電子差速鎖止系統(tǒng)正常制動(dòng)的工作簡(jiǎn)圖；

圖3：本發(fā)明汽車電子差速鎖止系統(tǒng)在對(duì)開路面上未開啟時(shí)車輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；

圖4：本發(fā)明汽車電子差速鎖止系統(tǒng)在對(duì)開路面上開啟時(shí)車輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；

圖5：本發(fā)明中差速器的原理簡(jiǎn)圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—差速器；11—行星齒輪；12—行星齒輪軸；13—右半軸齒輪；14—左半軸齒輪；15—差速器殼；2—制動(dòng)主油缸；3—儲(chǔ)液罐；4—助力器；5—制動(dòng)踏板；61—左前卡鉗及左前輪胎；62—右前卡鉗及右前輪胎；63—右后卡鉗及右后輪胎；64—左后卡鉗及左后輪胎；7—控制器；71—按鈕開關(guān)；72—指示燈；81—第一電磁閥；82—第二電磁閥；83—第三電磁閥；84—第四電磁閥；9—abs模塊；101—高附路面；102—低附路面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

圖1至圖5示出了一種汽車電子差速鎖止系統(tǒng)，包括汽車制動(dòng)系統(tǒng)、控制器7和四個(gè)電磁閥。汽車制動(dòng)系統(tǒng)包括差速器1、制動(dòng)主油缸2、儲(chǔ)液罐3、助力器4、制動(dòng)踏板5、abs模塊（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）9以及四個(gè)輪胎和與各個(gè)輪胎相對(duì)應(yīng)的卡鉗，如圖1所示，包括左前卡鉗及左前輪胎61、右前卡鉗及右前輪胎62、右后卡鉗及右后輪胎63和左后卡鉗及左后輪胎64。制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板5，踏板力經(jīng)過助力器4的放大推動(dòng)制動(dòng)主油缸2產(chǎn)生液壓，液壓經(jīng)過abs模塊9獨(dú)立的傳遞到了四個(gè)制動(dòng)輪缸（卡鉗）。四個(gè)電磁閥分別是第一電磁閥81、第二電磁閥82、第三電磁閥83和第四電磁閥84，分別接在四個(gè)制動(dòng)輪缸（卡鉗）的油路上，只有開、關(guān)兩個(gè)狀態(tài)。四個(gè)電磁閥的開合均由控制器7來決定，處于常開狀態(tài)。控制器7上有按鈕開關(guān)71、指示燈72和三根信號(hào)線。三根信號(hào)線分別接受abs模塊9所檢測(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪輪速信號(hào)、一個(gè)制動(dòng)踏板5的開關(guān)信號(hào)。

圖2所示為汽車電子差速鎖止系統(tǒng)正常制動(dòng)工況，因?yàn)槭钦９r，駕駛員并沒有按下控制器7的開關(guān)。第一電磁閥81、第二電磁閥82、第三電磁閥83和第四電磁閥84均處于開的狀態(tài)，此時(shí)車輛制動(dòng)回路制動(dòng)液流動(dòng)與常規(guī)無異，制動(dòng)主油缸2直接驅(qū)動(dòng)輪缸（卡鉗）進(jìn)行制動(dòng)。

如圖3所示是汽車電子差速鎖止系統(tǒng)在對(duì)開路面上未開啟時(shí)車輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。在對(duì)開路面如一側(cè)冰面等低附路面102、一側(cè)瀝青等高附路面101，尤其是坡道上，在冰面一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪將會(huì)空轉(zhuǎn)而打滑，由于差速器1的固有屬性。在瀝青等高附路面101上的驅(qū)動(dòng)輪也無法產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力矩。如圖4所示，左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪即左前輪在冰面飛快旋轉(zhuǎn)，而右側(cè)高附上的驅(qū)動(dòng)輪即右前輪則沒有驅(qū)動(dòng)力，在這種情況下，駕駛員先按下控制器7上的按鈕開關(guān)71。控制器7會(huì)接受abs模塊9中的驅(qū)動(dòng)輪速信號(hào)，通過對(duì)比左前輪和右前輪兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差異，如圖4中，左側(cè)有轉(zhuǎn)速而右側(cè)為零，此時(shí)控制器7判斷出左側(cè)驅(qū)動(dòng)打滑，接下來即執(zhí)行預(yù)設(shè)定好的程序：

關(guān)閉所有非驅(qū)動(dòng)輪的電磁閥，如圖4中的第三電磁閥83和第四電磁閥84關(guān)閉；關(guān)閉不打滑的驅(qū)動(dòng)輪電磁閥，如圖4中第二電磁閥82關(guān)閉；保持打滑驅(qū)動(dòng)輪的電磁閥開啟，如圖4中第一電磁閥81開啟；點(diǎn)亮控制器7上的指示燈72。

因?yàn)閺陌聪掳粹o開關(guān)71到所有電磁閥動(dòng)作，整個(gè)過程都是毫秒級(jí)時(shí)間單位，所以在按下按鈕開關(guān)71之后，駕駛員接下來的操作就是，如圖4，踩油門的同時(shí)，慢慢踩制動(dòng)踏板5（左腳），此時(shí)制動(dòng)主油缸2所產(chǎn)生的液壓經(jīng)過abs模塊9，因?yàn)橹挥凶笄翱ㄣQ的回路是通暢的，所以制動(dòng)液只能驅(qū)動(dòng)左前卡鉗(打滑驅(qū)動(dòng)輪一側(cè))產(chǎn)生制動(dòng)力。由于差速器1的力矩平衡原理，當(dāng)左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上的摩擦力矩（制動(dòng)鉗提供）越大，傳遞到右側(cè)高附驅(qū)動(dòng)輪上的力矩也越大。通過不斷的加大施加在左前卡鉗上的制動(dòng)力來獲得右側(cè)高附驅(qū)動(dòng)輪上驅(qū)動(dòng)力矩，當(dāng)高附驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩足夠克服車輛本身的啟動(dòng)阻力，車輛啟動(dòng)。其他工況操作相同，如車輛一側(cè)陷入泥濘另一側(cè)車輪空轉(zhuǎn)，需要脫困的時(shí)候，可以用這種方法鎖止左右驅(qū)動(dòng)輪。

為了確保安全性，在駕駛員松開制動(dòng)踏板5，踏板開關(guān)斷開，此時(shí)控制器7得到斷開信號(hào)，就判斷不再需要鎖止，此時(shí)將所有關(guān)閉的電磁閥如圖4中的電磁閥全部打開，車輛恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，控制器7上的指示燈72關(guān)閉。

如圖5所示，差速器1包括行星齒輪11、行星齒輪軸12、右半軸齒輪13、左半軸齒輪14和差速器殼15。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外側(cè)車輪不同線速度的情況，在車輛左右驅(qū)動(dòng)輪之間安裝有差速器1。差速器1的最基本特點(diǎn)就是差速不差扭。就是說左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪可以有不同的轉(zhuǎn)速，但左右所傳遞的扭矩是相同的。所以差速器所面臨的最大的一個(gè)問題就是，假如當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪附著小甚至沒有附著（懸空）時(shí)，這一側(cè)車輪所能傳遞的扭矩為零。由于差速特性，另一側(cè)的輪胎所傳遞的扭矩也順勢(shì)降低為零，此時(shí)車輛所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是懸空一側(cè)的車輪空轉(zhuǎn)，而有附著的車輪卻紋絲不動(dòng)，車子自然也不會(huì)前進(jìn)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，成本低廉；應(yīng)用范圍比較廣，凡是車輛均適用；匹配靈活，即可作為oe開發(fā)項(xiàng)目，也可以作為后市場(chǎng)的改裝適用；適應(yīng)性好，加裝后，除過在需要鎖止的時(shí)候按開關(guān)，和踩踏板之外無其他操作，基本不改變駕駛習(xí)慣。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。