，正常的离合功能和正常的传动功能
[0233] · 6X4操作模式，其对车辆提供最大正向牵引力
[0234] ?在车辆较高速度时，诸如当车辆以巡航速度或高于巡航速度操作时，包括执行交 通的操纵和越过较低的坡度，双范围轴脱开系统104对车辆提供：
[0235] ?接近要求速度的动力源运行速度，以在巡航速度或高于巡航速度时优化燃料效 率
[0236] ?增大的动力源转矩，其允许变速箱113保持直接的齿轮驱动，以在巡航速度或高 于巡航速度时提高效率
[0237] · 6 X 2操作模式，其在巡航速度或高于巡航速度时提供提高的效率
[0238] ?当从车辆较低速度加速巡航速度时，双范围轴脱开系统104对车辆提供：
[0239] ?驱动转矩的中断和恢复，其可与变速箱113的加速变换相比拟
[0240] ?从6 X 4操作模式光滑地过渡到6 X 2操作模式
[0241] ?光滑过渡的同时增加动力源108的转速
[0242] ?当从巡航速度减速到较低速度来减慢车辆时，或当要求提高动力输出时：
[0243] ?驱动转矩的中断和恢复，其可与变速箱113的减速变换相比拟
[0244] ?从6 X 4操作模式光滑地过渡到6 X 2操作模式，其允许降低动力源108的转速
[0245] ?光滑过渡的同时降低动力源108的转速
[0246] 包括双模式分级变换控制器200、300的双范围轴脱开系统104考虑车辆多个操作 状态，以提供后轴最佳的啮合（轴换低速档）和后轴的脱开啮合（轴换高速档）。
[0247] 双模式分级变换控制器200、300组合逻辑块和数字补偿器，它们互相合作来执行 双范围轴脱开系统104光滑的变换。数字补偿器遵照来自传感器142、143、144、145的反 馈信息进行动作，以及遵照从动力源108、变速箱113或车辆其它部件获得的车辆系统变化 的信息进行动作，以提供相补偿和增益补偿而确保光滑的响应。组合的逻辑块和补偿器策 略允许探测、致动和控制待要不一起设置的元件，例如，那里，动力源是受控的元件，且探测 和致动发生在车辆的轴水平处。该方法不同于通常的轴控制的实施方式，其中，所有的探 测致动和控制均发生在轴的水平上，这可被称作共同定位控制。由双模式分级变换控制器 200、300实施的控制策略的另一特征是补偿的间断特征，其只在双范围轴脱开系统104变 换时发生，而在所有其它时间补偿保持不工作。作为非限制性实例，补偿器结构可以是数字 PID (比例-积分-导数的）控制器，或是没有PID补偿的一阶、二阶、三阶或更高阶的数字 转移函数，以为要求的控制行为，实现相补偿和增益补偿。
[0248] 轴控制逻辑块和数字补偿的目的是操纵多个控制变量，以达到光滑方式的加速变 换和减速变换。通过控制动力源108或变速箱113,传动系统转矩和传动系统速度可被操 纵，同时，确保不存在对安全有危害的车辆控制功能，这些功能会排除双范围轴脱开系统 104的变换。此外，动力源108的控制器218和变速箱113(若适用的话）的控制器219的 自然带宽以及它们相关的决定逻辑块也必须加以考虑。例如，控制器可具有诸如速度控制、 转矩控制或速度/转矩限值控制之类的好几个超载模式。双模式分级变换控制器200、300 必须选择合适的控制模式（以确保对于同步器150、152上游和下游的合适范围的轴速度 和转矩值）并连同合适的数字补偿和有限状态机器逻辑块，于是，双模式分级变换控制器 200、300不会不利地影响来自动力源108或变速箱113的响应。还有，由于诸如动力源118 和变速箱113那样的上游动态系统具有较高的带宽，所以，动力源108可能对轴响应有影响 的任何控制操纵要求：轴控制补偿提供合适的相裕度和合适的增益裕度，以确保双范围轴 脱开系统104光滑的变换。对于双模式分级变换控制器200、300还为重要的是考虑任何中 间的动态特性，其可发生在动力源108和串列轴组件102之间。
[0249] 根据所提供的专利状况，已经在被认为代表本发明的优选实施例中描述了本发 明。然而，应该指出的是，本发明可以不同于具体图示和描述的其它方式来实践，而不会脱 离本发明的精神或范围。
【主权项】
1. 一种用于车辆的串列轴组件的分级控制系统，该分级控制系统包括： 车辆水平控制器，车辆水平控制器与车辆的动力源和变速箱中的至少一个连通； 致动器，其与串列轴组件的一部分驱动地啮合； 变换控制器，其与车辆水平控制器和致动器连通，变换控制器能够使用致动器将串列 轴组件设置在至少第一操作状态和第二操作状态中；以及 传感器，其与变换控制器连通，所述传感器通讯有关串列轴组件一部分的操作状态的 信息，其中，响应于传感器和车辆动力源和变速箱中至少一个的操作状态，变换控制器调整 将串列轴组件设置在第一操作状态和第二操作状态中的至少一个状态的方式。
2. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括车辆监控 层，所述车辆监控层监控形成串列轴组件一部分的双范围轴脱开系统的操作。
3. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括变换策略 层，所述变换策略层确定形成串列轴组件一部分的双范围轴脱开系统的调制的变换点。
4. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括轴控制层， 所述轴控制层执行变换形成串列轴组件一部分的双范围轴脱开系统所需的步骤，其中，变 换双范围轴脱开系统，可将串列轴组件从第一操作状态和第二操作状态中的剩余的一个状 态，设置到第一操作状态和第二操作状态中的一个状态。
5. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括引导控制 层，当变换控制器启动时，所述引导控制层确保形成串列轴组件一部分的双范围轴脱开系 统的稳定操作状态。
6. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括信号处理 层，所述信号处理层实施决定逻辑块，该决定逻辑块允许将双范围轴脱开系统变换到自动 化，所述双范围轴脱开系统形成串列轴组件的一部分。
7. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换控制器还包括传动系统 估计层，所述传动系统估计层使用在线的转矩估计算法，以确定车辆变速箱是否在执行变 换。
8. 如权利要求3所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换策略层调整变速箱的操 作模式，以便于所述变换策略层启动串列轴组件的变换。
9. 如权利要求3所述的分级控制系统，其特征在于，所述变换策略层还包括变换决定 逻辑模块，所述变换决定逻辑模块监控动力源、变速箱以及双范围轴脱开系统的操作状态， 以便于所述变换策略层启动串列轴组件的变换。
10. 如权利要求1所述的分级控制系统，其特征在于，所述串列轴组件还包括前轴、后 轴以及双范围轴脱开系统，其中，当串列轴组件设置在第一操作状态中时，双范围轴脱开系 统与前轴和后轴之一驱动地啮合，而当串列轴组件设置在第二操作状态中时，双范围轴脱 开系统与前轴和后轴两者驱动地啮合。
11. 一种用于车辆的串列轴组件的分级控制系统，该分级控制系统包括： 车辆水平控制器，车辆水平控制器与车辆的动力源和变速箱中的至少一个连通； 致动器，其与串列轴组件的一部分驱动地啮合； 变换控制器，其与车辆水平控制器和致动器连通，所述变换控制器能够使用致动器将 串列轴组件设置在至少第一操作状态和第二操作状态中，所述变换控制器包括： 车辆监控层，车辆监控层监控形成串列轴组件一部分的双范围轴脱开系统的操作； 变换策略层，所述变换策略层确定双范围轴脱开系统的调制变换点；以及 轴控制层，所述轴控制层执行变换双范围轴脱开系统所需的步骤；以及 传感器，其与变换控制器相连通，所述传感器通讯有关串列轴组件一部分的操作状态 的信息，其中，串列轴组件还包括前轴和后轴，当串列轴组件设置在第一操作状态中时，双 范围轴脱开系统与前轴和后轴之一驱动地啮合，而当串列轴组件设置在第二操作状态中 时，双范围轴脱开系统与前轴和后轴两个驱动地啮合，并响应于传感器和车辆动力源和变 速箱中至少一个的操作状态，所述变换控制器调整将串列轴组件设置在第一操作状态和第 二操作状态中的至少一个状态的方式。
12. -种使用分级控制系统来变换车辆的串列轴组件的方法，该方法包括如下步骤： 提供串列轴组件，所述串列轴组件包括前轴、后轴以及双范围轴脱开系统，所述串列轴 组件能够设置在至少第一操作状态和第二操作状态中； 提供车辆的动力源和变速箱； 提供分级控制系统，所述分级控制系统包括： 车辆水平控制器，所述车辆水平控制器与动力源和变速箱中的至少一个连通； 致动器，其与串列轴组件的一部分驱动地啮合； 变换控制器，其与车辆水平控制器和致动器连通，所述变换控制器能够使用致动器将 串列轴组件设置在至少第一操作状态和第二操作状态中；以及 传感器，其与变换控制器连通； 将传感器收集到的有关串列轴组件一部分的操作状态的信息通讯到变换控制器； 通讯有关车辆动力源和变速箱中至少一个的操作状态的信息；以及 响应于传感器所收集到的信息，来调整将串列轴组件设置在第一操作状态和第二操作 状态中的至少一个内的方式。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：用所述变换控制器的车 辆监控层来监控双范围轴脱开系统的操作。
14. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：用变换控制器的变换策 略层来确定双范围轴脱开系统的调制的变换点。
15. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：用所述变换控制器的轴 控制层来执行变换双范围轴脱开系统所需的步骤，其中，变换所述双范围轴脱开系统，可将 串列轴组件从第一操作状态和第二操作状态中的剩余的一个状态，设置到第一操作状态和 第二操作状态中的一个状态。
16. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：当变换控制器启动时， 用所述变换控制器的引导控制层来确保双范围轴脱开系统的稳定操作状态。
17. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：用所述变换控制器的信 号处理层来实施决定逻辑块，所述决定逻辑块允许将双范围轴脱开系统变换到自动化。
18. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：使用在线的带有变换控 制器的传动系统估计层的转矩估计算法，来确定车辆变速箱是否在执行变换。
19. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：调整变速箱的操作模 式，以便于所述变换策略层启动串列轴组件的变换。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变换策略层还包括变换决定逻辑模 块，所述变换决定逻辑模块监控动力源、变速箱以及双范围轴脱开系统的操作状态，以便于 所述变换策略层启动串列轴脱开组件的变换。
【专利摘要】本文提供用于车辆的串列轴组件(102)的分级控制系统和方法。分级控制系统包括车辆水平控制器、致动器(104)、变换控制器(124)以及传感器。变换控制器(124)能够使用致动器(104)将串列轴组件(102)设置在至少第一操作状态和第二操作状态中。响应于传感器和车辆传动系统(100)的动力源(108)和变速箱中至少一个的操作状态，变换控制器调整将串列轴组件(102)设置在第一操作状态和第二操作状态中的至少一个状态的方式。分级控制系统便于以自动方式或按照车辆操作者要求来执行变换程序，不过度地增加串列轴组件的成本和复杂性。
【IPC分类】B60K23-08, B60K17-36, B60W50-00
【公开号】CN104781098
【申请号】CN201380057093
【发明人】R·A·内鲁姆斯, A·苏里亚纳拉亚南, S·A·乔希, S·C·克里希南, D·G·斯迈德利, R·K·马克维切, S·伦伽纳坦, S·J·维索罗斯基
【申请人】德纳重型车辆系统集团有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年11月1日
【公告号】EP2914452A1, US9020715, US20140129100, WO2014071139A1