电驱动模块和用于操作电驱动模块的方法

电驱动模块和用于操作电驱动模块的方法
【专利摘要】本发明提供电驱动模块和用于操作电驱动模块的方法。该方法在扭矩矢量模式和至少一个推进模式之间切换驱动模块。控制器可以在满足第一组条件时将驱动模块切换至扭矩矢量模式，在满足第二组条件或第三组条件时切换至推进模式中的一个。第一组可以包括：由操作者请求的扭矩小于或等于第一预定的需求阈值；以及车辆速度大于或等于第一速度阈值。第二组可以包括：车辆速度小于第二速度阈值；以及车辆横向不稳定性小于或等于不稳定性阈值。第三组可以包括：由车辆的操作者请求的扭矩大于第二需求阈值。
【专利说明】
电驱动模块和用于操作电驱动模块的方法
技术领域
[0001 ]本公开涉及电驱动模块和用于操作电驱动模块的方法。
【背景技术】
[0002] -种用于纠正或减少车辆的转向不足或过度转向滑动的装置是扭矩矢量差速器 (TVDhTVD通常是以电子方式控制的差速器，该差速器能够独立于车轮速度而产生围绕车 辆重心的力矩，该力矩将用于纠正或减少转向不足或过度转向滑动。
[0003] U.S.专利7,491，147公开一种引擎驱动的1'￥0，该引擎驱动的1^0)使用在差速器机 构的相对侧设置的一对速度控制机构。每个速度控制机构包括(直)齿轮减速器和摩擦离合 器。齿轮减速器从差速器机构的差速器箱向摩擦离合器传送旋转动力，并且从摩擦离合器 向关联的(轴)输出轴传送旋转动力。
[0004] 类似地，U.S.专利7,238,140公开一种引擎驱动的TVD，该引擎驱动的TVD使用在差 速器机构的相对侧设置的一对扭矩转向器。每个扭矩转向器包括齿轮减速器和磁粉制动 器。齿轮减速器从差速器机构的差速器箱向耦接至关联的轴输出轴的输出构件传送旋转动 力，以随其一起旋转。磁粉制动器被配置为选择性地制动齿轮减速器的输出构件。
[0005] U.S.专利申请公布No. 2010/0323837公开一种电驱动的TVD，该电驱动的TVD具有 一对行星变速器、电马达以及控制该行星变速器的操作的套筒。该TVD可以以第一模式和第 二模式操作，在第一模式中TVD被配置为由电马达驱动的开式差速器，在第二模式中TVD产 生扭矩矢量输出。
[0006] 其它TVD使用两个电马达，一个马达专用于驱动开式差速器，第二马达专用于向该 开式差速器的输出构件提供扭矩矢量。这样的结构可能复杂且昂贵。
[0007] 虽然这样的结构可以有效用于实施扭矩矢量功能(其中可以从一个半轴向另一半 轴跨差速器机构重新分配旋转动力），但是TVD可进行改进。

【发明内容】

[0008] 本部分提供本公开的大体概要，并且不是本公开的全部范围或本公开的全部特征 的完整披露。
[0009] 在一种形式中，本教导提供一种用于控制向一组车轮的动力传输的方法。所述方 法可以包括:提供用于向所述一组车轮提供动力的驱动模块。所述驱动模块可以在扭矩矢 量模式和至少一个推进模式下可操作。所述方法可以包括:当满足第一组条件时，将所述驱 动模块切换至所述扭矩矢量模式。所述方法可以包括：当满足第二组条件时，将所述驱动模 块切换至所述推进模式中的一个。所述方法可包括：当满足第三组条件时，将所述驱动模块 切换至所述推进模式中的一个。所述第一组条件可以包括：由所述车辆的操作者请求的扭 矩小于或等于第一预定需求阈值；以及所述车辆的速度大于或等于第一预定速度阈值。所 述第二组条件可以包括:所述车辆的所述速度小于第二预定速度阈值；以及所述车辆的横 向不稳定性小于或等于预定不稳定性阈值。所述第三组条件可以包括：由所述车辆的所述 操作者请求的扭矩大于第二预定需求阈值。
[0010] 在另一形式中，本教导进一步提供一种用于驱动模块的控制器，所述驱动模块在 多个模式下可操作以驱动一对车轮。所述控制器可以被配置为:确定由所述车辆的操作者 请求的扭矩、所述车辆的速度以及所述车辆的不稳定性水平。所述控制器可以配置为：当满 足第一组条件时，将所述驱动模块切换至扭矩矢量模式。所述控制器可以配置为：当满足第 二组条件或满足第三组条件时，将所述驱动模块切换至推进模式。所述第一组条件可以包 括：由所述车辆的操作者请求的扭矩小于或等于第一预定需求阈值；以及所述车辆的速度 大于或等于第一预定速度阈值。所述第二组条件可以包括:所述车辆的所述速度小于第二 预定速度阈值；以及所述车辆的横向不稳定性小于或等于预定不稳定性阈值。所述第三组 条件可以包括：由所述车辆的所述操作者请求的扭矩大于第二预定需求阈值。
[0011] 本教导进一步提供一种驱动模块，该驱动模块包括:马达，输入构件，差速器总成， 变速器，可移位的部件，促动器，以及控制模块。所述输入构件可以由所述马达驱动。所述差 速器总成可以具有差速器架和可以在所述差速器架中容纳的第一差速器输出端和第二差 速器输出端。所述变速器可以接收来自所述输入构件的旋转动力。所述可移位的部件可以 在第一位置和第二位置之间轴向地可移动。所述可移位的部件在所述第一位置的定位可以 将所述变速器耦接至所述差速器总成，以建立扭矩矢量模式，在所述扭矩矢量模式下，所述 变速器将相等但相反指向的扭矩施加至所述第一差速器输出端和所述第二差速器输出端。 所述可移位的部件在所述第二位置的定位可以将所述变速器耦接至所述差速器总成，并且 能够直接地驱动所述差速器总成。所述促动器可以耦接至所述可移位的部件，并且可以被 配置为在所述第一位置和所述第二位置之间轴向地移动所述可移位的部件。所述控制模块 可以配置为在满足第一组条件时，控制所述促动器向所述第一位置移动所述可移位的部 件。所述控制模块可以被配置为在满足第二组条件或满足第三组条件时，向所述第二位置 移动所述可移位的部件。所述第一组条件可以包括：由所述车辆的操作者请求的扭矩小于 或等于第一预定需求阈值；以及所述车辆的速度大于或等于第一预定速度阈值。所述第二 组条件可以包括:所述车辆的所述速度小于第二预定速度阈值；以及所述车辆的横向不稳 定性小于或等于预定不稳定性阈值。所述第三组条件可以包括：由所述车辆的所述操作者 请求的扭矩大于第二预定需求阈值。
[0012] 适用性的其它方面将从本文提供的描述中显而易见。本
【发明内容】
中的描述和特定 示例的目的在于仅说明，而不在于限制本公开的范围。
【附图说明】
[0013] 本文描述的图仅用于选择的实施例而不是所有可能的实现方式的说明目的，并且 目的不在于限制本公开的范围。
[0014] 图1示意性地图示根据第一实施例的驱动模块的横截面图，该驱动模块包括可在 几种模式下操作的扭矩分配驱动机构；
[0015] 图2示意性地图示根据第二实施例的驱动模块的横截面图，该驱动模块包括可在 几种模式下操作的扭矩分配驱动机构；
[0016] 图3是根据第三实施例的驱动模块的一部分的纵剖视图，该驱动模块包括可以在 几种模式下操作的扭矩分配驱动机构；
[0017] 图4是图3的放大部分；
[0018] 图5是用于在扭矩分配驱动机构（如图1-图4中示出的那些）的模式之间切换的第 一逻辑例程的图；以及
[0019] 图6是用于在扭矩分配驱动机构（如图2中示出的那种）的模式之间切换的第二逻 辑例程的图。
[0020] 对应的附图标记在附图的各个图中表示对应的部分。
【具体实施方式】
[0021] 参照图1，一般用附图标记10表示依照本公开的教导构造的轴总成(例如，驱动模 块）。通过示例，轴总成10可以依照U. S .专利No . 8，663，051或依照U . S .专利申请公布 No. 2014/0364264构造，这两个公开内容通过引用并入本文。例如，轴总成10可以是车辆12 的前轴总成或后轴总成。轴总成10可以包括扭矩分配驱动机构14a、第一输出构件16、第二 输出构件18、左轮20以及右轮22。驱动机构14a可以用于向第一输出构件16和第二输出构件 18传送扭矩，第一输出构件16和第二输出构件18在本不例中分别被图不为第一半轴和第二 半轴。例如，第一输出构件16可以耦接至轴总成10的左轮20,第二输出构件18可以耦接至轴 总成10的右轮22。特别地且如下面进一步解释的，驱动机构14a可以选择性地在多个操作模 式下操作，多个操作模式包括扭矩矢量模式、推进模式（即，驱动或等扭矩模式）以及中性模 式，其中扭矩矢量模式可以用于生成第一输出构件16和第二输出构件18之间的扭矩差。 [0022]扭矩分配驱动机构14a可以包括双行星齿轮组30、驱动构件32、电力存储设备34以 及差速器总成36。驱动机构14a还可以包括致动器150、控制器或控制模块210、以及多个传 感器 214、216、218、220、222。
[0023]双行星齿轮组30可以相对于第一输出构件16和第二输出构件18和/或差速器总成 36同轴地安装。双行星齿轮组30可以包括第一行星齿轮组40以及第二行星齿轮组42。第一 行星齿轮组40和第二行星齿轮组42可以具有相同的齿轮比，并且可以被配置成第一行星齿 轮组40的组件中的一个或多个可与第二行星齿轮组42的一个或多个关联组件互换。
[0024] 第一行星齿轮组40可以包括第一太阳齿轮50、多个第一行星齿轮52、第一环形齿 轮54以及第一行星架56。第一太阳齿轮50通常可以是可以围绕第一输出构件16同心地安装 的中空结构。第一行星齿轮52可以围绕第一太阳齿轮50周向地间隔开，使得第一行星齿轮 52的齿与第一太阳齿轮50的齿以啮合的方式配合。类似地，第一环形齿轮54可以围绕第一 行星齿轮52同心地设置，使得第一行星齿轮52的齿以啮合的方式配合第一环形齿轮54上的 齿。第一环形齿轮54可以可旋转地设置在变速器壳58中，变速器壳58不可旋转地耦接至差 速器壳60，差速器壳容纳差速器总成36。第一行星架56可以包括第一架体62和多个第一销 64,多个第一销64可以固定地耦接至第一架体62。第一架体62可以耦接至第一输出构件16， 使得第一架体62和第一输出构件16共同旋转。任意合适的方式可以用于将第一架体62耦接 至第一输出构件16,这些方式包括焊接以及啮合齿或花键。第一销64中的每个可以容纳在 第一行星齿轮52中关联的一个内，并且可以支撑第一行星齿轮52中关联的一个以围绕第一 销64的纵轴线旋转。
[0025] 第二行星齿轮组42可以包括第二太阳齿轮70、多个第二行星齿轮72、第二环形齿 轮74以及第二行星架76。第二太阳齿轮70通常可以是可以围绕第一输出构件16同心地安装 的中空结构。第二太阳齿轮70可以不可旋转地耦接至第一太阳齿轮50(例如，第一太阳齿轮 50和第二太阳齿轮70可以一体地并整体地形成）。第二行星齿轮72可以围绕第二太阳齿轮 70周向地间隔开，使得第二行星齿轮上的齿以啮合的方式配合第二太阳齿轮70的齿。第二 环形齿轮74可以围绕第二行星齿轮72同心地设置，使得第二行星齿轮72的齿以啮合的方式 配合第二环形齿轮74上的齿。第二环形齿轮74可以不可旋转地耦接至变速器壳58。第二行 星架76可以包括第二架体82以及多个第二销84,多个第二销84可以固定地耦接至第二架体 82。第二架体82可以耦接至差速器总成36的壳或差速器架83,使得第二架体82和差速器架 83共同旋转。第二销84中的每个可以容纳在第二行星齿轮72中关联的一个内，并且可以支 撑第二行星齿轮72中关联的一个以围绕第二销84的纵轴线旋转。
[0026]第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42可以围绕公共纵轴线（即，可以延伸通过 第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70的轴线）共同对齐，并且可以沿公共纵轴线85轴向地彼 此偏移。
[0027]驱动构件32可以是用于向双行星齿轮组30提供旋转输入的任意装置，如电马达或 液压马达，并且可以用于驱动向第一行星齿轮组4的传动输入传送旋转动力的输入构件86。 在提供的示例中，驱动构件32是电马达，该电马达电耦接至电力存储设备34且被配置为从 电力存储设备34接收电力。电力存储设备34可以是任意合适类型的电力存储设备，如电池、 电容器、超级电容器或多个这些设备或这些设备的组合。在提供的示例中，输入构件86可相 对于第一环形齿轮54旋转，且包括以啮合的方式与减速齿轮88的齿配合的多个齿，减速齿 轮88被安装在驱动构件32的输出轴90上。输入构件86可以包括可以围绕第一输出构件16和 第一行星齿轮组40可旋转地安装的冠齿轮。
[0028] 致动器150可以用于控制驱动机构14a的操作状态。致动器150可以包括移位套 (shift sleeve) 152,移位套152可以形成第一行星齿轮组40的传动输入。移位套152可以具 有带齿的外表面154、一组第一内齿160以及一组第二内齿164,带齿的外表面154可以不可 旋转地但可轴向滑动地配合至输入构件86的啮合地带齿的内表面156,一组第一内齿160可 以啮合地配合至在第一环形齿轮154上形成的对应齿162,并且一组第二内齿164可以啮合 地配合至在第二行星架76上形成的对应齿166。
[0029] 控制模块210可以被配置为控制致动器150的操作，如下面将描述的。控制模块210 可以是任意合适类型的控制器，如车辆12的ECU或独立的控制器。控制模块210可以包括计 算机可读介质或存储器电路(未具体示出）或可以与计算机可读介质或存储器电路(未具体 示出）通信，计算机可读介质或存储器电路用于存储由控制模块210使用的程序和/或信息。 控制模块210可以电耦接至致动器150以及传感器214、216、218、220、222。控制模块210可以 被配置为从传感器214、216、218、220、222以及致动器150接收信号，以及向致动器150发送 控制信号以使致动器150调整移位套152的位置。
[0030] 传感器214、216、218、220、222可以是用于检测或测量车辆12的状况或参数或车辆 12工作的环境的状况或参数的任意合适类型的传感器，如加速度计、速度传感器、接近传感 器、GPS设备、旋转传感器、扭矩传感器、温度传感器或天气传感器。传感器214可以耦接至驱 动构件32或任意合适的组件，以测量驱动机构14a的实际扭矩输出（T)。传感器216可以电耦 接至电力存储设备34,且被配置为测量电力存储设备34中的系统可用能量(E)。例如，传感 器216可以被配置为测量电力存储设备34的电压。
[0031] 传感器218可以耦接至油门控制（未示出，例如油门踏板)或耦接至适于测量由驾 驶员需要的扭矩（τ)的量的任意其它组件。在提供的示例中，传感器218可以测量油门控制 的位置。可以物理地测量油门控制的位置，如用位置传感器测量，或可以根据电测量结果 (例如电传线控(drive-by-wire)油门控制的电压输出）确定。传感器220可以被配置为测量 车辆12的纵向速度(V)。纵向速度(v)可以使用任意传统方法来测量，如校准的零件的旋转、 GPS、雷达或激光测量。
[0032] 传感器222可以被配置为测量车辆的横向不稳定性(s)。在提供的示例中，横向不 稳定性(s)可以是范围从正一 ( + 1)到负一 (-1)的值，但是可以使用确定不稳定性的其它范 围或方法。当横向不稳定性(s)是零(0)时，车辆12可能完全稳定(例如，未遇到转向不足，也 未遇到过度转向）。当车辆12遇到转向不足时，横向不稳定性(s)可以是正数(例如，零和正 一之间的数），正一表示最大转向不足。当车辆12遇到过度转向时，横向不稳定性(s)可以是 负数(例如，零和负一之间的数），负一表示最大过度转向。
[0033]应理解到，其它传感器(未示出）可以用于测量其它参数。控制模块210还可以被配 置为基于所测量的参数计算其它值。控制模块210可以被配置为以下面将介绍的方式将这 些测量或计算的值与参照值或阈值作比较。
[0034] 参照值或阈值可以包括第一速度阈值或高速度阈值(vj)、第二速度阈值或低速 度阈值(v_2)、牵引扭矩阈值(Tj)、系统能量阈值(Ej)、第一需求阈值或低需求阈值（τ_ 1)、第二需求阈值或高需求阈值(τ_2)以及横向不稳定性阈值(s_l)。
[0035] 高速度阈值(v_l)可以是与车辆12有关的校准值。高速度阈值(v_l)可以是在车辆 12以大于或等于高速度阈值(v_l)的速度移动时车辆12被认为高速工作的值。在提供的示 例中，高速度阈值(v_l)可以是九米每秒(9m/s)，但是可以使用其它值。高速度阈值(v_l)的 值还可以取决于车辆12外部的状况，如环境温度或天气状况。例如，如果环境温度低于特定 温度，或如果检测到雨或雪，那么高速度阈值(v_l)可能是不同的(例如，更低的)值。
[0036] 低速度阈值(v_2)可以是与车辆12有关的校准值。低速度阈值(v_2)可以是小于或 等于高速度阈值(vj)的值。低速度阈值(v_2)可以是在车辆12以小于或等于低速度阈值 (v_2)的速度移动时，车辆12被认为是低速工作的值。在提供的示例中，低速度阈值(v_2)可 以是七米每秒(7m/s)，但是可以使用其它值。低速度阈值(v_2)的值还可以取决于车辆12外 部的状况，如环境温度或天气状况。例如，如果环境温度低于特定温度，或者如果检测到雨 或雪，那么低速度阈值( v_2)可以是不同的（例如，更高的)值。
[0037] 牵引扭矩阈值(T_l)可以是与车辆12有关的校准值。牵引扭矩阈值(T_l)可以是如 下值:该值使得如果由驱动机构14a产生的扭矩(和/或由驱动机构14a从引擎120接收的扭 矩，或二者的组合)超过牵引扭矩阈值(Tj)，那么切换驱动机构14a的模式将是不可取的。 例如，牵引扭矩阈值(T_l)可以被设置为:最小化在模式切换期间对车辆12的乘坐者带来的 不适，或防止对驱动机构14a的组件带来的损坏。
[0038]系统能量阈值(E_l)可以是与车辆12有关的校准值。在特定条件下，推进模式下的 操作可能比在扭矩矢量模式下需要更多电力。因此，系统能量阈值(E_l)可以是如下值:该 值使得如果驱动机构14a可用的电能（如来自电力存储设备34)大于或等于系统能量阈值 (E_l)，那么可用的能量的量可以被认为对在推进模式下操作是充足的。在提供的示例中， 系统能量阈值(E_l)可以是电力存储设备34的全部电量的百分之四十五(45%)，但是可以 使用其它值。
[0039] 低需求阈值（τ_1)可以是与车辆12有关的校准值。低需求阈值（〇)可以是如下 值:该值使得如果驾驶员对扭矩的需求小于或等于低需求阈值(τ_1)，那么需要的扭矩的量 被认为是低扭矩量。在提供的示例中，如果驾驶员请求小于或等于最大油门位置的百分之 四十五(45%)(例如，通过将油门踏板压至对应的位置），那么认为需要的扭矩（τ)低，但是 可以使用其它值。低需求阈值(τ_1)的值还可以取决于车辆12外部的状况，如环境温度或天 气状况。例如，如果环境温度低于特定温度，或如果检测到雨或雪，那么低需求阈值(τ_1)可 以是不同（例如，更高）的值。
[0040] 高需求阈值(τ_2)可以是与车辆12有关的校准值。高需求阈值(τ_2)可以是大于或 等于低需求阈值(τ_1)的值。高需求阈值(τ_2)可以是如下值:该值使得如果驾驶员对扭矩 的需求大于或等于高需求阈值(τ_2)，那么需要的扭矩的量被认为是高扭矩量。在提供的示 例中，如果驾驶员请求大于或等于最大油门位置的百分之六十(60%)(例如，通过将油门踏 板压至对应位置），那么认为需要的扭矩（τ)高，但是可以使用其它值。高需求阈值(τ_2)的 值还可以取决于车辆12外部的状况，如环境温度或天气条件。例如，如果环境温度低于特定 温度，或如果检测到雨或雪，那么高需求阈值(τ_2)可以是不同（例如，更高）的值
[0041] 横向不稳定性阈值(s_ 1)可以是与车辆12有关的校准值。横向不稳定性阈值(s_ 1) 可以是如下值:该值使得如果车辆12具有拥有小于或等于横向不稳定性阈值(sj)的幅度 的横向不稳定性(s)(例如，|s | <s_l)，那么车辆12被认为是足够稳定的。例如，小于或等于 横向不稳定性阈值（sj)的幅度的正（例如，转向不足)或负（例如，过度转向）不稳定性值 (s)可以被认为是足够稳定的。可选地，可以使用值的范围。例如，如果横向不稳定性(s)大 于或等于过度转向阈值(s_2)且小于等于转向不足阈值(s_3)(例如，s_22s< s_3)，那么车 辆12可以被认为是足够稳定的。在这样的示例中，表示不稳定性的过度转向的量以及转向 不足的量可以是不同的幅度。
[0042]除了差速器壳60和差速器架83之外，差速器总成36还可以包括用于从差速器架83 向第一输出构件16和第二输出构件18传送旋转动力的装置。旋转动力传送装置可以包括第 一差速器输出端100以及第二差速器输出端102。在提供的特定示例中，旋转动力传送装置 包括差速器齿轮组104,该差速器齿轮组104被包围在差速器架83中且具有第一侧齿轮106、 第二侧齿轮108、十字销110以及多个小齿轮112。第一侧齿轮106和第二侧齿轮108可以围绕 差速器架83的旋转轴线可旋转地设置，并且可以分别包括第一差速器输出端100和第二差 速器输出端102。第一输出构件16可以親接至第一侧齿轮106，以共同旋转，而第二输出构件 18可以耦接至第二侧齿轮108,以共同旋转。十字销110可以大体地与差速器架83的旋转轴 线垂直地安装至差速器架83。小齿轮112可以可旋转地安装在十字销110上，并且以啮合的 方式与第一侧齿轮106和第二侧齿轮108配合。
[0043]虽然差速器总成36已经被图示为使用伞齿轮(bevel pinion)和侧齿轮，但是将理 解，可以使用其它类型的差速器机构，包括采用了螺旋小齿轮和侧齿轮或行星齿轮组的差 速器机构。
[0044]可选地，差速器总成36可以耦接至车辆12的主驱动装置或首要驱动装置。在提供 的特定示例中，车辆的首要驱动装置包括用于驱动差速器总成36的引擎120。在这一方面， 可以以传统的方式向差速器架83传送由引擎120产生的旋转动力，以驱动第一输出构件16 和第二输出构件18(即，通过差速器架83和差速器齿轮组104)。通过这样的方式，驱动构件 32可以用作车辆12的首要驱动装置的补充，使得如下面进一步介绍的，当驱动构件32同时 生成辅助扭矩时，该辅助扭矩将叠加至由首要驱动装置产生的第一输出扭矩和第二输出扭 矩上。
[0045] 在扭矩矢量模式下，移位套152可以位于第一位置，以（经由第一环形齿轮54上的 齿162与该组第一内齿160的配合)将输入构件86耦接至第一环形齿轮54,使得输入构件86、 移位套152以及第一环形齿轮54共同旋转。将理解，当移位套152在第一位置时，一组第二内 齿164不与第二行星架76上的齿166配合。
[0046] 在第一位置时，可以选择性地激活驱动构件32。当驱动构件32被激活时（即，当在 提供的示例中驱动构件32的输出轴90旋转时），驱动构件32、减速齿轮88、输入构件86以及 移位套152可以协作向第一行星齿轮组40的第一环形齿轮54施加旋转动力。由第一环形齿 轮54接收到的旋转动力经由第一行星齿轮52以及第一行星架56传送至第一输出构件16,而 相反的作用被施加至第一太阳齿轮50,使得第一太阳齿轮沿与第一行星架56相反的方向旋 转。第一太阳齿轮50的旋转引起第二太阳齿轮70的对应旋转，由此驱动第二行星齿轮72。由 于第二环形齿轮74旋转地固定至变速器壳58,所以第二行星齿轮72的旋转引起第二行星架 76沿与第一行星架56的旋转方向相反的方向旋转。因此，从第二行星架76向差速器架83传 送的（以及通过差速器总成36向第二输出构件18传送的)旋转动力（即，扭矩）的幅度等于从 第一行星架56向第一输出构件16传送的旋转动力（即，扭矩）的幅度，但与从第一行星架56 向第一输出构件16传送的旋转动力（即，扭矩)的幅度相反。
[0047] 因此，作为结果，由驱动构件32分别向第一输出构件16和第二输出构件18引导的 扭矩是反方向的。此外，由于第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42可操作地经由差速器 总成36耦接，所以在第一输出构件16和第二输出构件18处引入的扭矩的幅度基本相等。例 如，如果(经由驱动构件32的输出轴90沿第一旋转方向的旋转）向第一输出构件16传送正指 向的扭矩，则向第二输出构件18传送相等的负扭矩。类似地，如果(经由驱动构件32的输出 轴90沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转）向第一输出构件16传送负指向的扭 矩，则向第二输出构件18传送相等的正扭矩。换句话说，驱动机构14a可以用于生成第一差 速器输出端100和第二差速器输出端102之间的扭矩差异，该扭矩差异分别通过第一输出构 件16和第二输出构件18传递至左轮20和右轮22。
[0048] 在包括可选的首要驱动装置（即，在所图示的示例中的引擎120)且驱动构件32在 从首要驱动装置向差速器总成36传送旋转动力时被激活的构造中，由驱动机构14a传送的 扭矩将用作偏移扭矩，该偏移扭矩被叠加到从首要驱动装置向轴总成10传送的输入扭矩 上。换句话说，来自首要驱动装置的输入扭矩经由差速器总成36分配，使得经由第一差速器 输出端100向第一输出构件16施加第一驱动扭矩，经由第二差速器输出端102向第二输出构 件18施加第二驱动扭矩，同时经由双行星齿轮组30分配由驱动构件32引入的补充扭矩，使 得(经由差速器总成36)向第一输出构件16施加第一矢量扭矩并且向第二输出构件18施加 第二矢量扭矩(在提供的示例中等于第一矢量扭矩且与第一矢量扭矩相反）。作用在第一输 出构件16上的净扭矩是第一驱动扭矩和第一矢量扭矩之和，而作用在第二输出构件18上的 净扭矩是第二驱动扭矩和第二矢量扭矩之和。
[0049]作为示例，当机动车辆12左转时，驱动机构14a可以从左轮20减去扭矩并对右轮22 增加相应的扭矩，并且当机动车辆12右转时，可以从右轮22减去扭矩并对左轮20增加相应 的扭矩，以改进车辆12的转向行为并且减小其转弯半径。
[0050] 本领域技术人员将理解:双行星齿轮组30的构造使第一太阳齿轮50和第二太阳齿 轮70经历最高的旋转速度，而第一环形齿轮54以更低一些的旋转速度旋转，并且第一行星 架56和第二行星架76以比第一环形齿轮54的旋转速度低的旋转速度旋转。通过这样的方 式，可以在第一环形齿轮54和第一输出构件16之间获得令人满意的齿轮比（如大约1:1.5到 1:2.0的齿轮比）。作为结果，双行星齿轮组30的齿轮尺寸可以做得小。例如，第一行星齿轮 52和第二行星齿轮72的直径可以小至约30mm。通过这样的方式，双行星齿轮组30的尺寸可 以小，由此驱动机构14a可以做得紧凑且轻便。
[0051] 可以在车辆12转弯时（例如，自动地或根据需要)激活驱动构件32。在直行驾驶期 间，驱动构件32可以不激活，以允许车轮20、22自由旋转，或在可选的首要驱动装置（即，引 擎120)向差速器总成36传送旋转动力的构造中，可以由引擎120沿向前的方向推进车辆12。 在这样的情况下，从引擎120接收输入扭矩的差速器总成36向第一输出构件16和第二输出 构件18传送基本相等的扭矩。随后，基本相等的扭矩被传送到以基本相等的速度旋转的第 一行星架56和第二行星架76。作为效果且由于相同的行星齿轮组40和42,第一环形齿轮54 和第二环形齿轮74之间将没有相对运动，这意味着基本没有影响或扭矩被转移给第一环形 齿轮54和第二环形齿轮74。换句话说，第一环形齿轮54和第二环形齿轮74都不会旋转。通过 这样的方式，驱动构件32的输出轴90将不移动，并且通过这样的方式最小化了直行驾驶期 间的损耗。
[0052]虽然已将输入构件86图示和描述为直接与减速齿轮88配合，但是将理解，一个或 多个减速级可以设置在输入构件86和减速齿轮88之间，或输入构件86可以直接由驱动构件 32驱动。
[0053]在推进模式下，移位套152可以设置在第二位置，以（经由一组第二内齿164与第二 行星架76上的齿166的配合)将输入构件86耦接至第二行星架76,使得由驱动构件32提供的 旋转动力被输入至差速器架83,且经由差速器总成36施加至第一输出构件16和第二输出构 件18。将理解，在移位套152处于第二位置时，移位套152上的该组第一内齿160可以不与第 一环形齿轮54上的齿162配合。还将理解，当驱动机构14a在推进模式下操作时，由驱动构件 32提供的旋转动力用于推进动力，以推进(或辅助推进)车辆12。还将理解，在包括可选的首 要驱动装置（即，引擎120)且驱动机构14a在推进模式下操作的情况下，由驱动构件32提供 的旋转动力增加由引擎120向差速器架83提供的扭矩，以辅助推进车辆12。
[0054]在中性模式下，移位套152可以将输入构件86与第一环形齿轮54以及第二行星架 76解耦，使得输入构件86从第一行星齿轮组40、第二行星齿轮组42以及差速器架83上去耦。 在提供的示例中，移位套152可以位于第一位置和第二位置之间的第三位置，使得该组第一 内齿160和该组第二内齿164轴向地设置在第一环形齿轮54上的齿162和第二行星架76上的 齿166之间，并且与第一环形齿轮54上的齿162和第二行星架76上的齿166不配合。因此，移 位套152在第三位置上的放置使驱动构件32从第一行星齿轮组40、第二行星齿轮组42和差 速器架83上去耦。
[0055]参照图2,通常由附图标记10b表示根据本公开的教导构造的又一轴总成（例如，驱 动模块）。除本文提到的以外，轴总成1 〇b大体地可以类似于图1的轴总成10。在此示例中，轴 总成10b包括驱动机构14b，驱动机构14b可选择性地在多个操作模式下操作，多个操作模式 包括扭矩矢量模式、推进模式（即，高速推进、驱动或等扭矩模式）、中性模式以及低速推进 模式。除了移位套152b可以具有第三组内齿170以外，扭矩分配驱动机构14b可以在结构上 类似于图1的扭矩分配驱动机构14a，第三组内齿170可以选择地配合至带齿部件174的齿 172,该带齿部件174耦接至第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70,以随其一起旋转。当驱动机 构14b在扭矩矢量模式、推进模式以及中性模式下操作时，第三组内齿170不与任何其它结 构配合，因此驱动机构14b的操作基本上类似于图1的驱动机构14a在这些模式下的操作。
[0056] 但是，在低速推进模式下，移位套152b可以位于第四位置，以（经由第三组内齿170 与部件174上的齿172的配合)将输入构件86耦接至第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70,使 得输入构件86、移位套152b、部件174以及第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70共同旋转。在 此模式下，第二行星齿轮组42用作齿轮减速器，该齿轮减速器使第二行星架76以比第二太 阳齿轮70的旋转速度低的旋转速度旋转。将理解，当移位套152b在第四位置时，该组第一内 齿160和该组第二内齿164与第一环形齿轮54上的齿162以及第二行星架76上的齿166不配 合。
[0057] 本领域技术人员将理解，当驱动机构14b在推进模式下以及低速推进模式下操作 时，旋转动力在不同位置被输入给双行星齿轮组30。在这方面，在高速推进模式下，旋转动 力被输入至第二行星架76,并且在低速推进模式下，旋转动力被输入至第一太阳齿轮50和 第二太阳齿轮70。因此，将理解，与高速推进模式相比，在低速推进模式下，（对于驱动构件 32的输出轴90的特定旋转速度)差速器架83将以较低的旋转速度旋转。在这一方面，当驱动 机构14b在低速推进模式下操作时，第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70的旋转将引起第二 行星齿轮72的对应旋转，第二行星齿轮72的对应旋转接着驱动第二行星架76和差速器架83 的旋转。换句话说，当驱动机构14b在低速推进模式下操作时，齿轮减速器设置在旋转输入 (即，部件174)和差速器架83之间，并且在驱动机构14b在高速推进模式下操作时，没有齿轮 减速器设置在旋转输入(即，第二行星架76)和差速器架83之间。
[0058] 可以选择移位套152的轴向尺寸以及这几组齿的宽度和间隔，使得允许这些组内 齿160、164和170中至多一组同时分别与对应的齿162、166和172配合。此外或可选地，啮合 的齿组的节径的大小可以不同地设置，以在不希望这些齿啮合的情况中允许特定齿滑到其 它齿上。例如，该组第二内齿164的节径超过该组第三内齿170的节径，使得该组第二内齿 164可以轴向地穿过可旋转地耦接至第一太阳齿轮50和第二太阳齿轮70的部件174上的齿 172。
[0059]类似于上面描述的图1的构造，切换部件（例如，致动器150)可以包括可旋转地耦 接至冠齿轮(输入构件86b)的移位套152b。此外，该切换部件可以包括径向地延伸的齿结构 (第二内齿164)，该径向地延伸的齿结构沿径向向内的方向设置在移位套152b上且被设置 为与差速器架83的外表面上的啮合齿结构（齿166)配合。移位套152b可以在轴向上沿冠齿 轮86b滑动。通过向差速器总成36滑动移位套152b，移位套152b的第二内齿164可以与差速 器架83上的啮合齿结构166配合。通过这样的方式，扭矩分配驱动机构14b可以在高速推进 模式下操作。当将移位套152b滑动离开差速器总成36时，移位套152b的第二内齿164不与差 速器架83的外表面上的齿166配合。通过这样的方式，由于驱动机构14b不向差速器总成36 引入任何扭矩，所以驱动机构14b将处于中性模式。
[0060]这样的结构的一个益处在于:其可以以模块化的方式形成。即，该结构可以被形成 为可以容易地向已有变速器中的差速器增加的模块。
[0061 ]驱动机构14a、14b中每个内的切换部件或移位套152、152b可以由任何期望的致动 器150轴向地移动，期望的致动器150包括在变速器中经常使用的那种传统的拨叉（shift fork)致动器或U.S.专利申请公布No. 2014/0364264中参照U.S.专利申请公布No. 2014/ 0364264的图4-图6描述的致动器。还将理解，可以对移位套152、152b增加一个或多个同步 器，以允许在驱动构件32的激活之前（例如，经由第一环形齿轮54或第二行星架76)驱动移 位套152、15213，使得移位套152、15213的旋转速度与移位套152、15213将要旋转地耦接至的组 件的旋转速度相匹配。
[0062]在附图的图3和图4中，图示根据本公开的教导构造的另一轴总成10c(例如，驱动 模块)的一部分。轴总成l〇c可以包括扭矩分配驱动机构14c，扭矩分配驱动机构14c可以某 种程度上类似于图1的扭矩分配驱动机构14a，除了下面示出和描述的以外。在一个方面，驱 动构件32c以及离合器机构2000可以协作来交替地提供旋转动力，该旋转动力由差速器总 成36c用于推进动力或用作双行星齿轮组30进行第一输出构件16c和第二输出构件18c的扭 矩矢量控制。
[0063] 驱动构件32c可以包括任意类型的马达，如DC电马达2004,并且可以具有输出轴 2006，输出轴2006可以选择性地操作以向减速传动器2010提供旋转动力。减速传动器2010 可以包括第一小齿轮2012以及第二小齿轮2014,第一小齿轮2012可以安装至输出轴2006以 与其一起旋转，第二小齿轮2014可以安装至中间轴2016以与其一起旋转。中间轴2016可以 沿中间轴线2020设置，中间轴线2020大体地平行于输出轴轴线2022,马达2004的输出轴 2006围绕输出轴轴线2022旋转。中间轴线2020以及输出轴轴线2022可以平行于轴线2024， 差速器总成36c以及第一输出构件16c和第二输出构件18c围绕轴线2024旋转。在提供的特 定示例中，中间轴线2020、输出轴轴线2022和轴线2024设置在公共的平面内，但将理解，中 间轴线2024和输出轴轴线2022中的一个或两个可以不同地设置。此外，将理解，轴线2020和 轴线2022中的一个或多个可以与轴线2024间隔开，使得轴线2020、2022和2024中的一个将 不在公共平面内。虽然已将减速传动器2010描述和图示为仅具有一对齿轮，但是将理解，减 速传动器可以可选地包括在第一小齿轮2012和第二小齿轮2014之间的齿轮系中设置的其 它齿轮。
[0064] 具体参照图4,中间轴2016可以具有第一轴颈部2030、第二轴颈部2032和传动部 2034,传动部2034可以设置在第一轴颈部2030和第二轴颈部2032之间。传动部2034可以具 有多个外部花键(spline)或齿，该多个外部花键或齿可以以啮合的方式与可以在驱动构件 2038上形成的多个内花键或齿配合。第一中间输出齿轮2040可以可旋转地容纳在第一轴颈 部2030上，第二中间输出齿轮2042可以可旋转地容纳在第二轴颈部2032上。轴承2050和轴 承2052可以分别容纳在第一轴颈部2030和第一中间输出齿轮2040之间以及在第二轴颈部 2032和第二中间输出齿轮2042之间。推力轴承2054可以沿中间轴2016的长度设置在各种位 置，以帮助促进驱动构件2038以及第一中间输出齿轮2040和第二中间输出齿轮2042之间的 相对旋转。
[0065]第一中间输出齿轮2040可以以啮合的方式与差速器总成36c的环形齿轮2056配 合。环形齿轮2056可以固定地耦接至差速器架83c，以共同旋转。将理解，第一中间输出齿轮 2040的旋转可以引起环形齿轮2056和差速器架83c的对应旋转，并且差速器架83c的旋转可 以类似地引起第一中间输出齿轮2040的对应旋转。第二中间输出齿轮2042可以以啮合的方 式与输入构件86c配合。输入构件86c可以一体地形成在第一环形齿轮54c上。因此，第二中 间输出齿轮2042的旋转可以引起输入构件86c和第一环形齿轮54c的对应旋转。将理解，环 形齿轮2056可以驱动性地耦接至类似于引擎120(图1)的可选首要驱动装置，并且首要驱动 装置对轴总成l〇c的包含将用于以与该首要驱动装置包括轴总成1〇(图1)类似的方式操作。 [0066]离合器机构2000可以用于控制驱动机构14c在中性条件（未示出）、推进模式（即， 驱动或等扭矩模式）或扭矩矢量模式下的操作。离合器机构2000可以包括离合器套环 (clutch collar)2060,离合器套环2060具有可以以啮合的方式与在驱动构件2038上形成 的一组外齿配合的一组内齿。因此，中间轴2016的旋转将引起离合器套环2060的对应旋转。 第一组离合器齿2070可以在第一中间输出齿轮2040上形成，第二组离合器齿2072可以在第 二中间输出齿轮2042上形成。离合器套环2060可以沿中间轴线2020轴向地移位，使得在该 离合器套环2060上形成的该组内齿与第一组离合器齿2070配合（以由此将第一中间输出齿 轮2040耦接至中间轴2016,以共同旋转），或使得在离合器套环2060上形成的该组内齿与第 二组离合器齿2072配合（由此将第二中间输出齿轮2042耦接至中间轴2016,以共同旋转）， 或使得在离合器套环2060上形成的该组内齿不与第一组离合器齿2070或第二组离合器齿 2072配合(使得第一中间输出齿轮2040和第二中间输出齿轮2042都不耦接至中间轴2016， 以与其一起旋转）。
[0067]在提供的特定示例中，离合器拨叉2090用于控制离合器套环2060的轴向位置。虽 然未具体示出，但是离合器拨叉2090可以由任意类型的致动器移动，以将离合器拨叉2090 轴向地移动，从而沿中间轴线2020轴向地移动离合器套环2060。该致动器(未示出）可以类 似于图1和图2的致动器150。该致动器(未示出）可以由可以与图1和图2的控制模块210类似 的控制模块(未示出）控制。该控制模块(未示出）可以从传感器(未示出）接收输入信号，该 传感器可以类似于图1和图2的传感器214、216、218、220、222。
[0068] 离合器机构2000在第一模式（即，推进模式)下的操作可以（经由离合器套环2060) 将第一中间输出齿轮2040耦接至中间轴2016,由此驱动差速器总成36c的环形齿轮2056。如 将理解的，环形齿轮2056的旋转驱动差速器架83c以及十字销110,以围绕输出轴线2024旋 转。小齿轮112可以可旋转地设置在十字销110上，并且以啮合的方式与第一侧齿轮100和第 二侧齿轮102配合。第一侧齿轮100驱动地配合至第一输出构件16c，第二侧齿轮102驱动地 配合至第二输出构件18c。在此模式下，双行星齿轮组30不影响差速器总成36c的操作，且因 此，差速器总成36c以标准开式差速器总成的方式向第一输出构件16c和第二输出构件18c 提供旋转动力。
[0069]离合器机构2000在第二模式（即，扭矩矢量模式）下的操作可以（经由离合器套环 2060)将第二中间输出齿轮2040耦接至中间轴2016,由此驱动输入构件86c和双行星齿轮组 30的第一环形齿轮54c。在此实施例中，从第一行星齿轮组40c(经由第一行星架56c)向差速 器架83c输出旋转动力，从第二行星齿轮组42c(经由第二行星架76c)向第二输出构件18c输 出旋转动力。由于第二输出构件18c不可旋转地耦接至第二侧齿轮102,所以将理解，第二行 星架76c还驱动地耦接至第二侧齿轮102。本领域技术人员将根据本公开理解:双行星齿轮 组30可以用于在第一输出构件16c和第二输出构件18c上施加相等的但相反的扭矩差，并且 施加至输出构件中特定一个的扭矩量依赖于马达2004操作的方向。
[0070] 进一步参照图5,图示出逻辑例程510的流程图，该逻辑例程510用于在扭矩分配驱 动机构(如上述的（图1 -图4)的扭矩分配驱动机构14a、14b或14c)的多个模式之间切换。逻 辑例程510可以由控制模块210(图1和图2)使用，且可以被编程到控制模块210或可由控制 模块210访问的计算机可读介质（未示出）中。通过这样的方式，控制模块210可以在控制致 动器150(图1和图2)时依照逻辑例程510的步骤。
[0071] 在逻辑例程510的步骤514处，控制模块210可以检查或接收来自传感器214、216、 218、220、222(图1和图2)以及致动器150的输入信息。此输入信息可以呈电子信号的形式， 例如由传感器214、216、218、220、222以及致动器150向控制模块210发送的电子信号。该输 入信息还可以包括存储在控制模块210中或在计算机可读介质中的值，或者可以基于测量 的值来计算，如在查找表中的测量的值。输入信息可以包括实际扭矩输出（T)、驾驶员请求 的扭矩(τ)、系统可用能量(E)、纵向速度(V)、车辆横向不稳定性(s)、高速度阈值(v_l)、低 速度阈值(v_ 2)、牵引扭矩阈值(T_ 1)、系统能量阈值(E_ 1)、低需求阈值(τ _ 1)、高需求阈值 (τ_2)、横向不稳定性阈值(s_l)、以及驱动机构14a、14b或14c的当前模式(例如，高速推进、 低速推进、扭矩矢量或中性）。在接收输入值之后，逻辑例程510可以进行至步骤518。将理解 至 1J，控制模块210还可以在步骤514期间根据需要查找、计算或接收特定输入值，而不是接收 所有输入值。
[0072] 在步骤518处，控制模块210可以确定驱动机构14a、14b、14c处于什么模式(例如， 推进模式、扭矩矢量模式或中性模式）。如果驱动机构14a、14b、14c处于推进模式，那么逻辑 例程510可以进行至步骤522。如果驱动机构14a、14b、14c未处于推进模式，那么逻辑例程 510可以进行至步骤526。
[0073]在步骤522处，控制模块210可以检查是否满足第一组条件528。第一组条件528可 以包括:驾驶员请求的扭矩(τ)是否小于或等于低需求阈值(τ_1);以及纵向速度(V)是否大 于或等于高速度阈值(v_l)。第一组条件528还可以包括:实际扭矩输出（T)是否小于或等于 牵引扭矩阈值(T_l)。如果不满足第一组条件528中的任何条件，那么逻辑例程510可以返回 步骤514。如果满足第一组条件528中的全部条件，那么逻辑例程510可以继续至步骤530。在 提供的示例中，当纵向速度(ν)是零(即，车辆12停止)或负(例如，车辆12倒行)时，纵向速度 (ν)可以被认为小于或等于高速度阈值(ν_1)。在可选的构造中，可以使用纵向速度(ν)的绝 对值，使得如果车辆12以大于或等于高速度阈值(ν_1)的速度向前或向后行驶，那么车辆12 的纵向速度(V)被认为大于或等于高速度阈值(V_l)。
[0074]在步骤530处，控制模块210可以向致动器150发送控制信号，以将驱动机构14a、 14b、14c切换至扭矩矢量模式。在将驱动机构14a、14b、14c切换至扭矩矢量模式之后，逻辑 例程510可以返回步骤514。
[0075] 返回步骤518,如果驱动机构14a、14b、14c未处于推进模式，那么逻辑例程510可以 进行至步骤526。在步骤526处，控制模块210可以检查是否满足第二组条件532。第二组条件 532可以包括:纵向速度(v)是否小于或等于低速度阈值(v_2);以及横向不稳定性(s)的绝 对值是否小于或等于横向不稳定性阈值(s _ 1)。由于使用横向不稳定性(s)的绝对值，所以 当过度转向的量或转向不足的量小于或等于由横向不稳定性阈值(s_l)表示的预定量时， 车辆被认为是稳定的。可选地，第二组条件532的不稳定性要素可以包括值的范围，使得横 向不稳定性(S)大于或等于过度转向阈值(s_2)且小于或等于转向不足阈值(s_3)。在这样 的示例中，表示不稳定性的过度转向的量和转向不足的量可以是不同的值。第二组条件532 还可以包括:系统可用能量(E)是否大于或等于系统能量阈值(Ej)。如果满足第二组条件 532中的全部条件，那么逻辑例程510可以进行至步骤534。如果不满足第二组条件532中的 任何条件，那么逻辑例程510可以进行至步骤538。
[0076]在步骤534处，控制模块210可以向致动器150发送控制信号，以将驱动机构14a、 14b、14c切换至推进模式。在将驱动机构14a、14b、14c切换至推进模式之后，逻辑例程10可 以返回步骤514。
[0077] 返回步骤526,如果不满足第二组条件532中的任何条件，那么逻辑例程510可以进 行至步骤538。在步骤538处，控制模块210可以检查是否满足第三组条件540。第三组条件 540可以包括:驾驶员要求的扭矩（τ)是否大于或等于高需求阈值(τ_2)。如果满足第三组条 件540中的全部条件，那么逻辑例程510可以进行至步骤534。如果不满足第三组条件540中 的任何条件，那么逻辑例程510可以进行至步骤542。
[0078] 在步骤542处，控制模块210可以检查驱动机构14a、14b、14c是否处于扭矩矢量模 式。如果驱动机构14a、14b、14c处于扭矩矢量模式，那么逻辑例程510可以返回步骤514。如 果驱动机构14a、14b、14c未处于扭矩矢量模式(例如，处于中性模式），那么逻辑例程510可 以进行至步骤522。
[0079] 在操作中，当驱动机构14a、14b、14c还未处于推进模式时，控制模块210可以被配 置为在满足第二组条件532或第三组条件540时仅将驱动机构14a、14b、14c切换至推进模 式。例如，当扭矩需求高（d2)时，或者当车辆以低速(v_2)操作时，车辆是稳定（| s <s_l)的，且可用能量是充足的（E 2 E_l)。这允许在扭矩矢量通常是不那么期望的且能量 存储设备具有可用于在推进模式下操作驱动机构14a、14b、14c的充足能量时，将驱动机构 14a、14b、14c预先定位并准备向车轮20、车轮22提供推进扭矩以加速车辆12。这还允许不管 速度、能量或稳定性如何，在驾驶员需要预定的高扭矩水平时使驱动机构14a、14b、14c在推 进模式下操作。
[0080] 如果驱动机构14a、14b、14c还未处于扭矩矢量模式，那么控制模块210可以被配置 为在满足第一组条件528时将驱动机构14a、14b、14c切换至扭矩矢量模式。例如，当扭矩需 求低（τ<τ_1)时，车辆12以高速(v2 v_l)操作，且驱动机构14a、14b、14c的扭矩输出低于阈 值水平(T < T_1)。这允许驱动机构14a、14b、14c预先定位且准备提供扭矩矢量，以改善操纵 和横向性能。通过这样的方式，扭矩矢量模式可以是用于高速的默认模式，并且驱动机构 14a、14b、14c可以被配置为保持处于扭矩矢量模式，直至满足第二组条件532或第三组条件 540为止。
[0081] 进一步参照图6,图示第二逻辑例程610的流程图，第二逻辑例程610用于在包括低 速推进模式的扭矩分配驱动机构(如驱动机构14b)的模式之间切换。第二逻辑例程610可以 类似于逻辑例程510(图5)，除了本文图示和描述的之外。
[0082] 在步骤614处，类似于步骤514(图5)，控制模块210(图1和图2)可以检查或接收来 自传感器214、216、218、220、222(图1和图2)以及致动器150(图1和图2)的输入信息。在接收 到输入值之后，逻辑例程610可以进行至步骤618。
[0083] 在步骤618处，控制模块210可以确定驱动机构14b处于什么模式(例如，高速推进 模式、低速推进模式、扭矩矢量模式或中性模式）。如果驱动机构14b处于高速推进模式，那 么逻辑例程610可以进行至步骤622。如果驱动机构14b未处于高速推进模式，那么逻辑例程 610可以进行至步骤624。
[0084]在步骤622处，类似于步骤522(图5)，控制模块210可以检查是否满足第一组条件 628。第一组条件628可以类似于第一组条件528(图5)。如果不满足第一组条件628中的任何 条件，那么逻辑例程610可以返回步骤614。如果满足第一组条件628中的全部条件，那么逻 辑例程610可以进行至步骤630。
[0085] 在步骤630处，控制模块210可以向致动器150发送控制信号，以将驱动机构14b切 换至扭矩矢量模块。在将驱动机构14b切换至扭矩矢量模式之后，逻辑例程610可以返回步 骤 614。
[0086] 返回步骤618,如果驱动机构14b未处于高速推进模式，那么逻辑例程610可以进行 至步骤624。在步骤624处，控制模块210可以检查驱动机构14b是否处于低速推进模式。如果 驱动机构14b未处于低速推进模式，那么逻辑例程610可以进行至步骤626。如果驱动机构 14b处于低速推进模式，那么逻辑例程610可以进行至步骤638。
[0087]在步骤626处，类似于步骤526(图5)，控制模块210可以检查是否满足第二组条件 632。第二组条件632可以类似于第二组条件532(图5)。如果满足第二组条件632中的全部条 件，那么逻辑例程610可以进行至步骤634。如果不满足第二组条件632中的任何条件，那么 逻辑例程610可以进行至步骤638。
[0088]在步骤634处，控制模块210可以向致动器150发送控制信号，以将驱动机构14b切 换至低速推进模式。在将驱动机构14b切换至低速推进模式之后，逻辑例程610可以返回步 骤 614。
[0089]返回步骤626,如果不满足第二组条件632中的任何条件，那么逻辑例程610可以进 行至步骤638。在步骤638处，类似于步骤538(图5)，控制模块210可以检查是否满足第三组 条件640。第三组条件640可以类似于第三组条件530 (图5)。如果不满足第三组条件640中的 任何条件，那么逻辑例程610可以进行至步骤642。如果满足第三组条件640中的全部条件， 那么逻辑例程610可以进行至步骤644。
[0090]在步骤642处，类似于步骤542(图5)，控制模块210可以检查驱动机构14b是否处于 扭矩矢量模式。如果驱动机构14b处于扭矩矢量模式，那么逻辑例程610可以返回步骤614。 如果驱动机构14b未处于扭矩矢量模式(例如，处于低速推进模式或中性模式），那么逻辑例 程610可以进行至步骤622。
[0091]返回步骤638,如果满足第三组条件640中的全部条件，那么逻辑例程610可以进行 至步骤644。在步骤644处，控制模块210可以向致动器150发送控制信号，以将驱动机构14b 切换至高速推进模式。在将驱动机构14b切换至高速推进模式之后，逻辑例程610可以返回 步骤614。
[0092] 在操作中，当驱动机构14b未处于高速推进模式时，控制模块210可以被配置为在 满足第三组条件640时仅将驱动机构14b切换至高速推进模式。例如，当扭矩需求高（τ 2 τ_ 2)时。这还允许不管车速、能量或稳定性如何，在驾驶员需要预定的高扭矩水平时使驱动机 构14b在高速推进模式下操作。
[0093] 当驱动机构14b未处于低速推进模式时，控制模块210可以被配置为在满足第二组 条件632时仅将驱动机构14b切换至低速推进模式。例如，当车辆12以低速(v<v_2)操作时， 车辆是稳定的（I s | < s_l)，并且可用能量是充足的(E 2 E_1)。这允许在扭矩矢量通常不那 么需要(例如，车辆横向稳定）、速度低且能量存储设备具有可用于在低速推进模式下操作 驱动机构14b的充足能量时，将驱动机构14b预先定位并且准备向车轮20、车轮22提供推进 扭矩，以加速车辆12。
[0094] 如果驱动机构14b未处于扭矩矢量模式，那么控制模块210可以被配置为在满足第 一组条件628时将驱动机构14b切换至扭矩矢量模式。例如，当扭矩需求低(τ )时，车辆 12以高速(v 2 v_l)操作，并且驱动机构14b的扭矩输出低于阈值水平(T<T_1)。这允许将驱 动机构14b预先定位并准备提供扭矩矢量，以改善操纵和横向性能。通过这样的方式，扭矩 矢量模式可以是用于高速的默认模式，且驱动机构14b可以被配置为保持处于扭矩矢量模 式，直至满足第二组条件632或第三组条件640为止。
[0095] 在本申请(包括下面的限定）中，术语"模块"或术语"控制器"可以用术语"电路"替 换。术语"模块"可以指以下内容、是以下内容的一部分或包括以下内容：专用集成电路 (ASIC);数字的、模拟的或混合的模拟/数字分立电路;数字的、模拟的或混合的模拟/数字 集成电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器电路(共享的、专用 的或成组的）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或成组的）；提 供所描述的功能的其它合适的硬件组件;上述中一些或全部的组合，如在片上系统中。
[0096] 模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接至局 域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或它们的组合的有线接口或无线接口。本公开的任意特定 模块可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载均衡。在其 它示例中，服务器(也称为远程的、或云)模块可以代表客户端模块完成某一功能。
[0097] 上面所用的术语"代码"可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以称为程序、例 程、函数、类、数据结构和/或对象。术语"共享的处理器电路"包含执行来自多个模块的一些 或全部代码的单个处理器电路。术语"组处理器电路"包含与其它处理器电路结合执行来自 一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包含：分立芯 片上的多个处理器电路、单芯片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理 器电路的多个线程、或它们的组合。术语"共享的存储器电路"包含存储来自多个模块的一 个或全部代码的单个存储器电路。术语"组存储器电路"包含与其它存储器结合存储来自一 个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
[0098] 术语"存储器电路"是术语计算机可读介质的子集。如本文使用的，术语"计算机可 读介质"不包含通过介质（如在载波上)传播的暂时性电信号或电磁信号；因此，术语"计算 机可读介质"可以被认为是有形的且非暂时性的。非暂时性的有形的计算机可读介质的非 限制性示例是非易失性存储器电路(如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只 读存储器电路）、易失性存储器电路(如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电 路）、磁存储媒介(如模拟的或数字的磁带或硬盘)以及光存储媒介(如CD、DVD或蓝光盘）。
[0099] 本申请中描述的装置和方法可以部分地或全部地由专用计算机实现，该专用计算 机通过配置通用计算机以执行计算机程序中包含的一个或多个特定函数来创建。上述功能 模块、流程图组元以及其它元件用作软件规范，该软件规范可以通过技术员或程序员的日 常工作翻译成计算机程序。
[0100] 该计算机程序包括在至少一个非暂时性的有形的计算机可读介质上存储的处理 器可执行指令。该计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。该计算机程序可以包含与 专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定硬件交互的设 备驱动、一个或多个操作系统、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等等。
[0101] 计算机程序可以包括：（i)要解析的描述性文本，如HTML(超本文标记语言）或XML (可扩展标记语言汇编代码，（iii)由编译器根据源代码生成的目标代码，（iv)由解 释器执行的源代码，（v)由准时制生产（just-in-time)编译器编辑和执行的源代码，等等。 仅作为示例，源代码可以根据语言的语法来编写，语言包括:(：工++工#、对象以013知(^" 6 C)、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java?、Fortran、Perl、Pascal、Curl、0Caml、Javascript?、 HTML5、Ada、ASP (动态服务器页面）、PHP、Scala、Eiffel、Small talk、Erlang、Ruhy、Flash?、 Visual Basic?、Lua以及 Python?,
[0102] 将理解，上面的描述实际上仅是示例性的，并且目的不在于限制本公开、其应用或 使用。虽然在说明书中描述并且在附图中图示特定示例，但是本领域技术人员将理解，可以 作出各种改变且可以用等同物替换特定示例的要素，而不脱离在权利要求中限定的本公开 的范围。此外，本文中明确考虑各示例之间的特征、要素和/或功能的混合和匹配，即使未特 别地示出或描述，使得本领域技术人言将根据本公开理解:在需要时，一个示例的特征、要 素和/或功能可以包含在另一示例中，除非另外描述。此外，可以做出许多修改，以使特定情 况和材料适用于本公开的教导，而不脱离本公开的实质范围。因此，目的不在于本公开局限 于作为用于执行本公开的教导而构思的本发明的最佳模式由附图图示且在说明书中描述 的特定示例，而在于本公开的范围将包括落在前面的描述和所附权利要求中的任何实施 例。
【主权项】
1. 一种用于控制向一组车轮的动力传输的方法，所述方法包括： 提供用于为所述一组车轮提供动力的驱动模块，所述驱动模块在扭矩矢量模式和至少 一个推进模式下可操作； 当满足第一组条件时，将所述驱动模块切换至所述扭矩矢量模式； 当满足第二组条件时，将所述驱动模块切换至所述推进模式中的一个；以及 当满足第三组条件时，将所述驱动模块切换至所述推进模式中的一个； 其中所述第一组条件包括： 由所述车辆的操作者请求的扭矩小于或等于第一预定需求阈值；以及 所述车辆的速度大于或等于第一预定速度阈值； 其中所述第二组条件包括： 所述车辆的所述速度小于第二预定速度阈值；以及 所述车辆的横向不稳定性小于或等于预定不稳定性阈值;并且 其中所述第三组条件包括： 由所述车辆的所述操作者请求的扭矩大于第二预定需求阈值。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组条件进一步包括:所述驱动模块的扭矩 输出小于或等于预定扭矩阈值。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组条件进一步包括：电力存储设备的能量 水平大于或等于预定能量水平。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预定需求阈值大于或等于所述第一预定 需求阈值。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预定速度阈值小于或等于所述第一预定 速度阈值。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个推进模式包括第一推进模式和第二 推进模式，并且其中所述方法包括:在满足所述第二组条件时将所述驱动模块切换至所述 第一推进模式，以及在满足所述第三组条件时将所述驱动模块切换至所述第二推进模式。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述第一推进模式是低速推进模式，并且所述第二 推进模式是高速推进模式。8. -种用于驱动模块的控制器，所述驱动模块在多个模式下可操作以驱动一对车轮， 所述控制器被配置为： 确定由所述车辆的操作者请求的扭矩、所述车辆的速度以及所述车辆的不稳定性水 平； 当满足第一组条件时，将所述驱动模块切换至扭矩矢量模式；以及 当满足第二组条件或满足第三组条件时，将所述驱动模块切换至推进模式； 其中所述第一组条件包括： 由所述操作者请求的扭矩小于或等于第一预定需求阈值；以及 所述车辆的所述速度大于或等于第一预定速度阈值； 其中所述第二组条件包括： 所述车辆的所述速度小于第二预定速度阈值；以及 所述车辆的横向不稳定性小于或等于预定不稳定性阈值;并且 其中所述第三组条件包括： 由所述车辆的所述操作者请求的扭矩大于第二预定需求阈值。9. 根据权利要求8所述的控制器，其中所述第一组条件进一步包括:所述驱动模块的扭 矩输出小于或等于预定扭矩阈值。10. 根据权利要求8所述的控制器，其中所述第二组条件进一步包括：电力存储设备的 能量水平大于或等于预定能量水平。11. 根据权利要求8所述的控制器，其中所述第二预定需求阈值大于或等于所述第一预 定需求阈值。12. 根据权利要求8所述的控制器，其中所述第二预定速度阈值小于或等于所述第一预 定速度阈值。13. 根据权利要求8所述的控制器，其中所述控制器被配置为:在满足所述第二组条件 时将所述驱动模块切换至低速推进模式，并且在满足所述第三组条件时将所述驱动模块切 换至高速推进模式。14. 一种驱动模块，包括： 马达； 输入构件，由所述马达驱动； 差速器总成，具有差速器架和在所述差速器架中容纳的第一差速器输出端和第二差速 器输出端； 变速器，接收来自所述输入构件的旋转动力； 可移位的部件，在第一位置和第二位置之间可轴向地移动，其中所述可移位的部件在 所述第一位置中的定位将所述变速器耦接至所述差速器总成，以建立扭矩矢量模式，在所 述扭矩矢量模式下，所述变速器将相等但相反指向的扭矩施加至所述第一差速器输出端和 所述第二差速器输出端，并且其中所述可移位的部件在所述第二位置中的定位将所述变速 器耦接至所述差速器总成，以直接驱动所述差速器总成； 致动器，耦接至所述可移位的部件且被配置为在所述第一位置和所述第二位置之间轴 向地移动所述可移位的部件；以及 控制模块，被配置为在满足第一组条件时控制所述致动器向所述第一位置移动所述可 移位的部件，在满足第二组条件或满足第三组条件时向所述第二位置移动所述可移位的部 件； 其中所述第一组条件包括： 由所述操作者请求的扭矩小于或等于第一预定需求阈值；以及 所述车辆的速度大于或等于第一预定速度阈值； 其中所述第二组条件包括： 所述车辆的所述速度小于第二预定速度阈值；以及 所述车辆的横向不稳定性小于或等于预定不稳定性阈值;并且 其中所述第三组条件包括： 由所述车辆的所述操作者请求的扭矩大于第二预定需求阈值。15. 根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述第一组条件进一步包括:所述驱动模块 的扭矩输出小于或等于预定扭矩阈值。16. 根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述第二组条件进一步包括：电力存储设备 的能量水平大于或等于预定能量水平。17. 根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述第二预定需求阈值大于或等于所述第 一预定需求阈值。18. 根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述第二预定速度阈值小于或等于所述第 一预定速度阈值。19. 根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述变速器包括第一行星级和第二行星级， 所述第一行星级具有第一太阳齿轮，所述第一太阳齿轮耦接至所述第二行星级的第二太阳 齿轮以与所述第二太阳齿轮一起旋转。20. 根据权利要求19所述的驱动模块，其中所述可移位的部件轴向地可移位至第三位 置，其中所述可移位的部件在所述第三位置中的定位将所述变速器耦接至所述第一太阳齿 轮和所述第二太阳齿轮，以直接驱动所述第一太阳齿轮和所述第二太阳齿轮，其中所述控 制模块被配置为:在满足所述第二组条件时控制所述致动器向所述第三位置移动所述可移 位的部件，以及在满足所述第三组条件时控制所述致动器向所述第二位置移动所述可移位 的部件。
【文档编号】B60K17/16GK106080183SQ201610246715
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月20日 公开号201610246715.4, CN 106080183 A, CN 106080183A, CN 201610246715, CN-A-106080183, CN106080183 A, CN106080183A, CN201610246715, CN201610246715.4
【发明人】杰米尔·K·加夫林, 菲利普·A·耶贝尔, 加布里拉·特伦贝里, 亨里克·J·吉耶里卢卡
【申请人】E-Aam 传动系统公司