电子控制的差速器锁的制作方法

文档序号:18300239发布日期:2019-07-31 10:00阅读:186来源:国知局
电子控制的差速器锁的制作方法

本申请要求2016年12月22日提交的美国临时申请序列号62/438,118的权益,其全部内容通过引用并入本文。

本公开大体涉及一种电子控制的车辆差速器锁定装置。



背景技术:

在机动车辆的正常操作期间,通常所有四个轮可能不以相同的速率转动。当车辆转弯时最常遇到不同的轮转动速率,但是也可能由制动或不均匀的路面条件引起。为了在继续将动力引导至两个轮时适应不同的轮转动速率,可以提供一种允许动力轮之间的不同轮转动速率的差速器。该差速器允许在向每个轮传递动力时轮以不同的速率旋转。虽然该解决方案在一些驾驶条件下可能令人满意,但是在动力轮中的一个轮经历比(多个)其它轮所接合的表面低得多的摩擦系数的表面的条件下,这是不令人满意的。这种条件会阻止向具有更多牵引力的轮施加扭矩,从而导致不期望的车辆性能。可以提供锁定机构以锁定差速器并且在至少一些情况下防止两个轮之间的不同轮旋转速率。



技术实现要素:

在至少一些实施方式中,一种用于具有多个齿轮的车辆差速器的系统包括:电线线圈;驱动构件,该驱动构件可响应于通过向线圈施加电力而产生的磁场而在第一位置与第二位置之间移动;以及锁定构件,该锁定构件联接至驱动构件以在驱动构件的整个移动范围内与驱动构件一起移动。锁定构件适于在驱动构件处于第二位置中时接合差速器的齿轮,并且锁定构件适于在驱动构件处于第一位置中时从齿轮脱离。以这种方式,可以选择性地锁定差速器。

在至少一些实施方式中,驱动构件和锁定构件中的一者或两者包括至少一个磁体,并且驱动构件与锁定构件之间的联接是磁性的。驱动构件和锁定构件可以相对于线圈轴向移动,并且驱动构件和锁定构件中的一者或两者可以具有至少一个轴向延伸的脚部,其中,由脚部承载磁体。线圈可以限定在其中接收线圈电线的封套,并且磁体可以在驱动构件的第一位置和第二位置两者中都位于线圈封套的外部。代替(多个)磁体或者除了(多个)磁体之外,锁定构件可以粘附至或者机械地联接至驱动构件,诸如,通过在驱动构件和锁定构件的移动期间保持接合的交叠且接合的表面。接合的表面可以包括止动表面和接合止动表面的锁扣。

在至少一些实施方式中,差速器包括:具有壁的壳体,该壁具有至少一个内腔,并且线圈位于壁的一侧附近,并且锁定构件位于壁的相对侧。驱动构件和锁定构件中的至少一者包括延伸到内腔中或者延伸穿过内腔的部分,并且驱动构件和锁定构件可以跨过壁联接在一起。

在至少一些实施方式中,该系统包括:处理器,该处理器与线圈通信并且配置成从电流分布确定锁定构件的位置,其中,电流分布包括施加到线圈以使驱动构件相对于线圈移动的致动信号以及线圈中由驱动构件相对于线圈的移动所引起的感生电流。电流分布还可以包括或替代地包括具有小于致动信号的大小的检测电流。

在至少一些实施方式中,一种确定差速器锁定机构的状态的方法包括以下步骤:

接收指示锁定机构应当处于第一位置中的信号;

确定锁定机构处于第二位置中而不是第一位置中;

向锁定机构施加检测电流;

在施加检测电流之后,根据锁定机构中的电流确定锁定机构的位置;以及

如果在施加检测电流之后锁定机构的所确定的位置不是第一位置,则向锁定机构施加另一检测电流,并且在重新施加检测电流之后再次确定锁定机构的位置。

在至少一些实施方式中,指示锁定机构应当处于第一位置中的信号是用于锁定机构的致动信号的终止。检测电流的大小可以低于致动信号。并且,在施加检测电流之后,锁定机构中的电流的大小可以对应于锁定机构内的电感,该电感随着锁定机构的位置改变而改变。

附图说明

将参照附图阐述下面对优选实施方式和最佳模式的详细描述,其中:

图1是车辆传动系统组件的示意图;

图2是具有电力致动的锁定机构的差速器的横截面图,其中,差速器被示出为处于打开位置中;

图3是差速器的一部分的局部横截面图,其中,差速器被示出为处于打开位置中;

图4是差速器的一部分的局部横截面图,其中,差速器被示出为处于锁定位置中;

图5是由向电线供应的电流与在电线中感生的电流叠加所产生的电流分布的图示;

图6是表示锁定机构被激活并且相对快速地从解锁位置变为锁定位置的情况的电流分布的图示;

图7是表示锁定机构被激活但实现锁定位置被延迟的情况的电流分布的图示;

图8是表示锁定机构被停用并且相对快速地从锁定位置变为解锁位置的情况的电流分布的图示;

图9是锁定机构的机械互锁铁芯和锁定元件的示意图;

图10是锁定机构的铁芯的透视图,其图示了在铁芯的一个或者多个脚部中的联接构件;

图11是铁芯和锁定机构的锁定环的透视图,其图示了在铁芯和锁定环上的接合的轴向相对的脚部;

图12是示出了施加三个单独的检测电流的电流分布;

图13是用于致动锁定机构并且确定差速器组件的状态的过程的流程图;

图14是用于使锁定机构停止致动并且确定差速器组件的状态的过程的流程图;以及

图15是铁芯和锁定构件的示意性侧视图,其中,联接构件由锁定构件承载。

具体实施方式

更详细地参照附图,图1图示了从发动机14向包括前轮15和后轮16的多个轮提供动力的车辆传动系统12。发动机14经由变速器17和提供输出轴20的动力传递单元18提供扭矩。输出轴20联接至第一传动轴21,第一传动轴21联接至可以包括差速器组件23的后驱动单元22。动力传递单元18或其它装置可以具有经由第二传动轴27联接至前驱动单元25(前驱动单元25可以包括差速器组件26)的输出轴24。左前侧轴28和右前侧轴29联接至允许侧轴28、29与前轮15之间的相对旋转的驱动单元25/差速器26。左后侧轴30和右后侧轴32联接至允许侧轴30、32与后轮16之间的相对旋转的后驱动单元22/差速器23。动力传递单元18可以包括断开组件,当处于连接状态中时,该断开组件向第二传动轴27传递扭矩以驱动前轮15。当连接或断开时,动力传递单元18可以向第一传动轴21提供扭矩以驱动后轮16。因此,取决于断开装置的状态,传动系统12可以仅向后轮16提供扭矩,或者向所有四个轮15、16提供扭矩。当然,根据需要,可以使用其它传动系统配置。

现在参照图2,第一后侧轴30连接至差速器23内的第一侧齿轮34。同样,第二后侧轴32连接至差速器23内的第二侧齿轮36。差速器23包括通常承载在差速器23的壳体37内并且分别可旋转地联接至侧轴30、32的侧齿轮34、36。差速器还包括小齿轮38、40,小齿轮38、40分别与侧齿轮34、36啮合并且在壳体37内安装在小齿轮轴42上。

为了选择性地锁定和解锁差速器23,提供了锁定机构46。在至少一些实施方式中,锁定机构是电致动的,并且包括具有环形电线线圈49的螺线管48和驱动构件,该驱动构件可以包括至少部分地接收在线圈内或者紧密靠近线圈的衔铁或者铁芯54。在至少一些实施方式中,铁芯54也是环形的,铁芯和线圈49同轴地布置并且由壳体37承载以用于与壳体一起旋转,并且一个侧轴(此处,第二后侧轴32)同轴地延伸穿过线圈和铁芯。经由电源电线50向线圈49供应电力以产生磁场,该磁场使铁芯54相对于线圈从第一或缩回位置移位到第二或前进位置。如下面阐述的,为了在不向线圈49提供电力时促进铁芯54从第二位置返回到第一位置,偏压构件(诸如,弹簧55(图3))可以作用在铁芯或与铁芯接合的部件上。在至少一些实施方式中,当铁芯54处于第二位置中时,致动锁定机构46,并且当铁芯处于第一位置中时,不致动锁定机构。虽然在所示出的示例中,在向线圈49供应电力时铁芯54处于其第二位置中并且在不向线圈供应电力时铁芯移动至第一位置,但是若需要,也可以是相反的情况(例如,可以通过偏压构件55将锁定机构46移动至致动位置并且可以通过向线圈供电来使锁定机构停止致动)。

在至少一些实施方式中,锁定机构46还可以包括锁定构件56或与锁定构件56相关联,锁定构件56适于被铁芯54驱动并且与如下文阐述的差速器侧齿轮对接。锁定构件56可以是大体环形的,并且第二侧齿轮36和/或轴32的一部分可以延伸穿过锁定构件。锁定构件可以包括可由铁芯54接合的背面57和具有至少一个接合特征58的正面59,所述接合特征诸如是配置成接合形成在第二侧齿轮36的背面上的对应接合特征60(例如,齿轮或爪形离合器齿)的齿轮或者离合器齿(例如,爪形离合器齿)。如上面提到的,弹簧55可以在不向线圈49供电时作用在锁定构件56上以将锁定构件推入到铁芯54中,并且将铁芯移动至其第一位置。在所示出的实施方式中,铁芯54位于壳体壁62的一侧附近,并且锁定构件56位于壁62的另一侧附近。壁62包括内腔64,并且铁芯54和锁定构件56分别包括轴向延伸的脚部66、68(图3、图4、图10和图11),脚部66、68延伸到壁中的内腔64中或者延伸穿过壁中的内腔64,使得铁芯和锁定构件跨过壁或者穿过壁彼此接合。与线圈49和铁芯54一样,锁定构件56也由壳体37承载并与壳体37一起旋转。

为了控制对锁定机构46的致动,线圈49可以与处理器52或控制器通信。处理器52可以选择性地访问存储器53(图2)和/或包括可由处理器执行以用于选择性地激励线圈并驱动铁芯并以其它方式实施如本文描述的方法和步骤的指令的其它计算机可读介质。例如,处理器52可以访问配置成为其它车辆系统提供指令的车辆控制模块。

在图2和图3中图示的差速器23被示出为处于打开模式或位置中(图2)。在打开位置中,不向线圈49供电,铁芯54处于其第一位置中,并且锁定构件56不与侧齿轮36接合,使得侧齿轮可以相对于锁定构件56和壳体37旋转。在打开位置中,侧轴30、32可以以与彼此不同的速度旋转。然而,某些驱动条件可能使得需要侧轴30、32一致地旋转,使得向对其而言最有用的轮施加扭矩。

在锁定位置中,如在图4中示出的,向线圈49供电,铁芯54前进至其第二位置,其驱动锁定构件56与侧齿轮36接合。因此,侧齿轮36联接至壳体37,使得侧齿轮与壳体一起旋转,而不是相对于壳体旋转。实际上,第二侧轴32被锁定到壳体37并与壳体37一起旋转,这进而迫使第一侧轴30和第二侧轴32一致地旋转。

对锁定机构46的致动可能无法保证锁定构件与侧齿轮适当地接合和联接。例如,齿58、60的轴向端部可以对准,并且至少暂时地可以防止齿58、60面对面啮合。相比而言,齿在图4中完全啮合并且被驱动接合。换句话说,齿58、60可能有时被定位成使得对锁定机构46的激活不能正确地接合锁定构件56和侧齿轮36。另外,即使锁定机构46被激活,齿58、60也可能跳过接合或以其它方式不能接合。

类似地,对锁定机构46的停用不保证锁定构件56从侧齿轮36脱离。换句话说,当从锁定机构46去除激活信号时,在啮合的齿58、60上的压力或力会阻止锁定构件56立即从侧齿轮36脱离,并且因此,在不向线圈49供电之后,差速器23可以在至少一些时间内保持处于图4中示出的锁定位置。如果在这种情况下铁芯54与锁定构件56分离,则试图通过监测铁芯54的位置来确定差速器23是被锁定还是被解锁将不会有效,因为铁芯的位置将不代表锁定构件56的位置。

因此,铁芯54和锁定构件56联接在一起,使得它们作为一个单元一起轴向地移动。在至少一些实施方式(诸如,在图10中示出的实施方式)中,铁芯54和锁定构件56中的一者或两者包括提供将铁芯和锁定构件保持在一起的力的磁体70。在所示出的示例中,磁体70由铁芯54承载在铁芯的脚部66中。鉴于铁芯54的环形主体72(图3)是或可以至少部分地被接收在线圈49的轴向宽度或封套内,脚部66可以至少部分地延伸超过线圈封套(在线圈49为大体圆柱形的情况下,封套可以包括圆柱体的内部的轴向长度)。并且在至少一些实施方式中,磁体70可以由脚部66承载,使得无论铁芯54处于其第一位置或第二位置,磁体都在线圈封套的外部。磁体70可以以其它方式由铁芯54(主体72和/或脚部66)承载,根据需要,磁体可以替代地或者也可以由锁定构件56承载并承载在锁定构件的脚部68(如果提供了的话)中,或者以其它方式承载。图15图示了一种实施方式,其中,一个或者多个磁体70'由锁定构件56'承载并且位于该锁定构件的脚部68'内以用于与铁芯54'联接。

图9示意性地图示了替代布置结构,其中,除了磁体之外或者代替磁铁,铁芯54''和锁定构件56''机械地联接。在所示出的示例中,铁芯54''包括钩74或者锁扣,并且锁定构件56''包括与锁扣轴向相对的止动表面76。虽然一个被称为锁扣而另一个被称为止动表面,但是根据需要,它们可以具有相同的构造和布置结构。止动表面76可以形成为在其中接收锁扣或者钩的凹槽的唇部或凸台悬伸部分。在一个示例中,部件可以相对于彼此可旋转地定位以允许钩接收在凹槽的较宽部分中,并且然后可以使一个或者两个部件旋转,使得钩与止动表面轴向交叠。各种布置结构可以提供在铁芯54与锁定构件56之间几乎不提供相对移动或不提供相对移动的刚性连接,或者允许铁芯与锁定构件之间的相对径向和/或旋转移动但阻止相对轴向移动(至少达到当锁定构件与侧齿轮接合时铁芯可以处于其第一位置中的程度)的较宽松的连接。在组装到差速器中之后,铁芯和锁定构件还可以粘合、粘附或者以其它方式联接在一起。

因为对螺线管48的激活不保证对差速器23的锁定,并且对螺线管的停用不保证对差速器的解锁,所以,可以以一种或者多种方式来感测或确定差速器23的实际状态。例如,处理器52可以配置成能够确定差速器23的实际状态,即,处于打开位置中(图2)、处于锁定位置中(图4)、处于被激活但被解锁位置中、或者处于被停用但被锁定位置中。处理器52可以在没有独立位置传感器及其相关联的电线和成本的情况下确定差速器23的变化。为此目的,处理器52可以执行与螺线管中的电流分布78(参见图5)有关的指令以确定差速器23的实际状态。

如在图5中所图示的,除了由铁芯54相对于线圈49移动所产生的感生电流82之外,电流分布78还包括从螺线管48和/或锁定机构46施加或去除的激活信号80。因此,电流分布78是激活信号80和感生电流82的组合,其提供关于是否向线圈提供电力(例如,激活信号)以及铁芯相对于线圈的移动(感生电流)的信息。可以根据由处理器52执行的指令实时地或者接近实时地分析电流分布78以监测和确定对应于锁定构件的位置的铁芯的位置并且因此监测和确定差速器23被锁定还是被解锁。

图6是由差速器23从打开位置(图2)转变为锁定位置(图4)所产生的电流分布78的图示。在图6中示出的示例中,电流分布78的大部分是相对平滑的上升曲线,表示致动信号80的施加以及电流的增加。然而,电流分布78的一部分包含由铁芯54相对于线圈49和锁定位置(图4)的移动(该移动如上面提到的那样在线圈中感生电流)所产生的第一偏差84。第一偏差84包括第一偏差大小86,第一偏差大小86可以与从偏差的起点到峰值的总电流变化相对应,可以与偏差的持续时间有关,或者是两者的组合。第一偏差大小86(被致动并且被锁定,在下文中被称为“a&l”)表示锁定机构46行进至其锁定位置的性质。例如,当锁定机构46相对快速地从解锁位置行进至锁定位置时,锁定构件56与侧齿轮36之间没有将以其它方式阻止铁芯54行进或者使铁芯54的行进变慢的干扰,如果铁芯行进更慢,则第一偏差大小86将更大。其它因素可能影响偏差大小86,并且仅作为示例,铁芯54的大小或者重量、电线中的最大电流、线圈49中的匝数、电线的规格和/或与铁芯连通的其它元件(例如,差速器23的部件)的大小或重量可能影响在铁芯移动时在线圈中感生的电流,并且因此影响针对给定的差速器23的偏差大小86。

因此,可以根据由处理器52执行的指令来分析第一偏差84以确定是否以及何时实际实现锁定位置。在至少一些实施方式中,可以将第一偏差大小86与第一阈值进行比较,第一阈值可以与由立即或者几乎立即实现的锁定位置所产生的标称偏差大小相关联或者对应。如果第一偏差大小86等于或者大于第一阈值,则处理器52确定实现了差速器23并且差速器23处于锁定位置中。如果第一偏差大小86小于第一阈值,则处理器52确定差速器23处于被激活但被解锁的位置中。

在图7中图示了大小小于第一阈值的第一偏差84的出现,图7示出了具有大小小于在图6中示出的偏差86a&l的第一偏差大小86a&u。当检测到小于第一阈值的第一偏差大小86a&u时,系统针对具有第二偏差大小88的第二偏差87的出现继续监测电流分布78。当铁芯54进一步相对于线圈49移动(该移动在线圈中感生电流)时,出现第二偏差87。铁芯54的这种进一步移动指示锁定机构46在最初未能实现锁定位置之后实现了锁定位置。可靠地确定锁定机构46的锁定位置并且因此,可靠地确定差速器23可以对各种汽车应用有用。

进一步地,以类似的方式,可以确定差速器23是否处于被停用但被锁定的状态中。在这种情况下中,已经终止了向线圈49供电,因此,使铁芯54移位到其前进位置的电磁力也已经终止,但是铁芯54由于使锁定构件56保持与侧齿轮36接合的力而经常保持至少部分地前进。这有时被称为“扭矩捕获”情况。铁芯54和/或锁定构件56的移动路径中的污染物或者其它干扰也可能阻止或防止铁芯54移动返回至其缩回位置。无论如何,在这种情况下,不向线圈49供电,并且锁定机构46处于锁定位置中。

图8是通过锁定机构从锁定位置转变为打开位置而产生的电流分布80的图示。如可以看到的,在图8中图示的电流分布80包括由去除致动信号80表示的急剧下降。然而,电流分布78包含由铁芯54相对于线圈49的移动并进入到打开位置中所产生的相对快速地出现的第一尖峰90。该相对快速地出现的第一尖峰90具有第一尖峰大小92。第一尖峰90可以存在于电流分布80从与对锁定机构的继续激活相关联的电流水平(在图8中被示出为3.25安培)到可以包括处于大约0安培的完全衰减的电流的较低电流的主要转变中。在图8中所图示的示例中,电流在大约100ms内衰减到0安培,并且第一尖峰90在全电流衰减之前出现。在至少一些实施方式中,第一尖峰90在线圈停用的30至150ms内出现。在至少一些实施方式中,与锁定机构46快速返回到解锁位置相关联的第一尖峰90可以在电流衰减到低于近似0.005安培之前出现。

为了确定锁定机构46是否已经移动至解锁位置,可以将第一尖峰90与一个或多个阈值(该一个或多个阈值可以单独地或者共同地称为第二阈值)进行比较,在至少一些实施方式中,该一个或多个阈值可以与尖峰的大小92(即,在尖峰期间的电流变化量)、尖峰的持续时间、在尖峰与停用线圈49之间的时间量、在线圈中的电流下降到低于阈值之前尖峰的存在或者这些标准中的两者、三者或者全部标准的组合有关。如果对第一尖峰90的比较令人满意(例如,大小92高于阈值和/或满足定时/电流阈值),则可以确定锁定机构46已经移动至解锁位置(并且因此,差速器23处于其打开位置中)。

然而,如果锁定机构46在去除致动信号80之后保持处于锁定位置中,则第一尖峰90将不满足第二阈值的(多个)条件。然后,处理器52可以执行稍后阐述的过程,该过程推断锁定机构在锁定位置与解锁位置之间的距离差异,以确定锁定机构的状态。

例如,可以仅利用锁定机构46的部件来确定锁定机构46的状态并因此确定差速器23的状态,并且无需独立的传感器组件的成本和复杂性。另外,尽管叠加电流可能足以正确地确定差速器状态变化,但是预期的是可以结合其它状态验证方法(例如,轮速度传感系统或者独立的换能器系统)来利用本系统。

现在转向图13,图示了针对将锁定机构从打开位置致动到锁定位置的过程100的一种实施方式。过程100在步骤102处开始,在步骤102中确定是否已经向线圈提供激活信号以将锁定机构移动至锁定位置。在至少一些实施方式中,在最初供应以将铁芯54驱动到其前进位置的电流可以大于被施加以将铁芯保持在其前进位置中的电流。这可以以各种方式来实现,包括利用用于线圈49的脉冲宽度调制电源。因此,为了确定是否已经提供致动信号,系统可以针对线圈49中的高于阈值(该阈值可以被称为第四阈值)的电流进行检查。如果确定已经提供致动信号,则该过程继续至步骤104。如果确定还未接收到致动信号,则该过程可以循环回到起点。该过程还可以是用于其它控制过程的子例程,并且因此,可以仅在检测到致动信号之后开始。在那种情况下,该过程将基本上在步骤104处开始。

在步骤104中,监测与激活信号相关联的电流分布,直到出现第一偏差,并且将第一偏差与第一阈值进行比较。如果满足第一阈值,则确定锁定机构实现了锁定位置,并且该方法在105处结束。如果不满足第一阈值,则确定锁定机构处于被激活但被解锁的状态中,并且该过程继续至步骤106。

在步骤106中,可以记录锁定机构的状态,例如,记录在存储器中。例如,处理器52可以与存储至少最近确定的差速器组件状态的存储器53相关联。如可能是方便的,处理器52或与存储器通信的任何其它车辆系统或者处理器然后可以选择性地检索存储的差速器组件状态。例如,如可能是方便的,车辆稳定性控制系统、车辆牵引力控制系统或防抱死制动系统可以从存储器选择性地检索该信息。

该过程然后可以继续至步骤108,其中,监测电流分布以确定第二偏差的稍后出现。当检测到第二偏差时,如果需要,可以将其与阈值进行比较。否则,第二偏差的出现(或者满足至少一个阈值的事件)指示铁芯已经移动至其与锁定机构的锁定位置相关联的前进位置,并且该过程可以在105处结束。如果需要,可以在该过程结束之前在步骤110中将锁定机构的状态存储在存储器中。

为了确定在停用锁定信号时锁定机构是否已经移动至打开位置,可以使用在图14中示出的过程130。该过程130可以是过程100的继续或是来自另一过程或者程序的子例程。过程130可以在检测到解锁请求信号时或者在检测到终止向线圈49供电时(这指示锁定机构46现在打算处于解锁位置中)在132处开始。当确定锁定机构应当移动至解锁位置时,过程130继续至步骤134,在步骤134中,针对第一尖峰的出现监测电流分布。

当检测到第一尖峰90时,在步骤134中将其与阈值进行比较,如果满足该阈值,则指示锁定机构46已经以正常且迅速的方式移动至解锁位置。也就是说,锁定机构46不处于先前描述的被停用但被锁定的状态中,而是如预期那样被停用并被解锁。该过程可以继续至步骤136,在步骤136中差速器23的状态被存储在存储器中或者添加至存储器,并且然后在步骤138处结束(该过程可以循环回到过程100的起点以检查锁定机构激活信号)。

如果不满足在步骤136中的阈值比较(即,不指示锁定机构46已经移动至解锁位置),则确定锁定机构处于被停用但被锁定的状态中,并且该过程继续至步骤140。

继续至步骤140,向线圈49施加检测电流以根据在线圈49中感测到的所产生的电流的大小来确定铁芯位置。可以根据在施加检测电流时组件内的电感来确定铁芯位置,因为组件内的电感在铁芯54缩回(锁定机构被解锁)时不同于在铁芯前进时(锁定机构被锁定)。当铁芯54处于其前进位置中时,与当铁芯54处于其缩回位置中时相比,铁芯的更多部分可以被接收在线圈49的封套内(即,铁芯更紧密地接收到线圈的更多匝)。当铁芯处于缩回位置中时,组件中的电感小于在铁芯处于前进位置中时的电感。因此,与在铁芯54处于前进位置中时相比,在施加检测电流之后在线圈49中的电流分布的斜率和/或峰值大小在铁芯处于缩回位置中时更大。在图12中示出了显示了在几次施加检测电流之后线圈49中的电流的代表性绘图,其中,通过线150示出了在铁芯54缩回时线圈49中的电流,并且通过线152示出了在铁芯54前进时线圈中的电流。在示出的非限制性示例中,当铁芯54缩回时,线圈49中的电流为大约1.25安培,并且当铁芯54前进时为大约0.9安培。在该曲线图中,未示出线圈49中的电流的衰减,因为曲线图的焦点在于(多个)检测电流的施加以及线圈49中所产生的电流。该方法可以包括以下步骤:在该步骤中经过一段时间,或者在该步骤中监测电流直到电流已经充分衰减,这可以但不必包括在该过程继续之前线圈中的电流的完全衰减。

检测电流可以具有固定的大小(或者在pwm系统中是固定的频率)并且在相对较短的时间段内被施加。检测电流可以小于用于将铁芯54移动至其前进位置的电流,使得检测电流不引起铁芯的不期望的移动。该步骤的目标是确定铁芯位置,而不是驱动或者移动铁芯54。在一个非限制性示例中,可以以相对低的频率(在pwm系统中)施加电流,例如,在1hz与1khz之间,并且在至少一些实施方式中,可以使用大约10hz。利用可归因于铁芯位置的电流差异,可以在步骤142中将在施加检测电流之后线圈49中的电流与一个或者多个阈值进行比较以确定铁芯54的位置。

如果在步骤142中,在施加检测电流之后线圈中的电流指示铁芯54处于缩回位置中,则过程130可以继续至步骤144,在步骤144中,差速器状态(即,打开)存储在存储器中,并且然后在步骤146处结束。或者,可以施加另一检测电流以确认结果。

如果在施加检测电流之后线圈中的电流指示铁芯54不处于缩回位置中,则该过程可以返回至步骤140,于是向线圈49施加另一检测电流。可以重复该操作,直到获得的结果指示铁芯54已经移动至缩回位置,使得锁定机构被解锁,在这种情况下,该方法可以继续至步骤144,并且然后在146处结束。

也可以在其它时间处着手施加检测电流和检测所产生的电流以检测锁定机构46的瞬时位置或状态。例如,即使检测到满足用于电流偏差的一个或者多个阈值的电流偏差并且因此指示锁定机构位置,也可以使用检测电流施加方案来确认实际位置。在至少一些实施方式中(诸如,检测激活位置和锁定位置),这可以利用接近100%的pwm电流来操作,并且与电流上升相反,可以确定电流下降的微小差异。

用于车辆差速器组件的锁定机构46可以包括可响应于致动信号而在解锁位置与锁定位置之间移动的锁定元件56。锁定元件56可以配置成在锁定元件处于解锁位置(该解锁位置对应于差速器23的打开位置)中时允许差速器组件23的侧齿轮34、36以变化的速率相对于彼此转动。锁定元件56通常还在锁定元件处于锁定位置(该锁定位置对应于差速器23的锁定位置)中时迫使侧齿轮34、36以大体相同的速率转动。锁定机构46还可以包括处理器52或者与处理器52相关联,处理器52可操作以从包括致动信号、感生电流和检测信号中的一者或者多者的电流分布确定差速器组件23的状态。所确定的差速器组件状态通常是“被激活且被锁定”状态、“被激活但被解锁”状态、“被停用但被锁定”状态以及“被停用且被解锁”状态中的一种。在至少一些实施方式中,锁定机构46包括电线线圈49、由通过线圈产生的磁场驱动的铁芯54和联接至铁芯以与铁芯一起移动的锁定构件56。如上面阐述的,该锁定构件56与差速器23的齿轮36对接以在打开位置与锁定位置之间改变差速器的状态。在锁定构件56联接至铁芯54的情况下,确定铁芯的位置也确定了锁定构件的位置并且因此确定了差速器23的状态。

确定差速器组件状态的方法大体包括:在差速器组件的锁定机构处接收激活信号。锁定机构配置成响应于激活信号而在解锁位置(对应于打开的差速器23)与锁定位置(对应于锁定的差速器23)之间移动。该方法还包括:监测锁定机构中的电流分布并且从电流分布确定差速器组件的状态。如果检测到被停用但被锁定的位置,则可以向锁定机构施加检测电流的一个或者多个实例(instance)。由于锁定机构在其解锁位置与锁定位置之间的电感差异,在锁定机构的线圈中所产生的电流指示锁定机构的位置。

关于本文描述的过程、系统、方法、启发法等,应当理解,尽管已经将这种过程的步骤等描述为根据特定的有序序列发生,但是可以通过以不同于本文所描述的顺序的顺序执行所描述的步骤来实践这些过程。还应当理解,可以同时执行某些步骤,可以添加其它步骤,或者可以省略本文描述的某些步骤。换句话说,提供本文中对过程的描述是为了说明某些实施例的目的,并且决不应当被解释为限制所要求保护的发明。

应当理解,以上描述意图是说明性的,而非限制性的。在阅读上面的描述之后,对于本领域的技术人员而言,除了所提供的示例之外的许多实施例和应用将是显而易见的。应当参照所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同方式的全部范围,而不是参照以上说明书来确定本发明的范围。预期以及意图的是,本文所讨论的技术未来将出现发展,并且所公开的组件和方法将并入这些未来的实施例中。总之,应当理解,本发明能够进行修改和变化,其仅受以下权利要求的限制。

在权利要求中使用的所有术语意图具有其最广泛的合理结构和其如本领域的技术人员理解的普通含义,除非本文中做出明确的相反指示。具体地,使用诸如“一”、“该”、“所述”等单数冠词应当被理解为叙述所指示的元件中的一者或者多者,除非权利要求书陈述了明确的相反限制。在前面的描述中,针对一个或者多个示例性实施例描述了各种操作参数和部件。这些特定参数和部件被包括在内作为示例,并且不意味着是限制性的。

在前面的描述中对“一个示例”、“示例”、“一个实施例”、“实施例”、“实施方式”或者“至少一些实施方式”的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或者特点被包括在至少一个示例或者至少一种实施方式中,包括一个或者多个但不一定全部创新的特征或部件。对各个示例、实施例或各种实施方式的引用不一定在每次出现时都指同一示例、实施例或实施方式。

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