Управление дифференциалом ограниченного проскальзывания на основе угла поворота транспортного средства - RU2020113804A

1. Способ управления дифференциалом ограниченного проскальзывания (ДОП) транспортного средства, транспортное средство имеет поворотное устройство, ДОП, а также левое и правое ведомые колеса, функционально соединенные с ДОП, способ включает

определение скоростей вращения левого и правого ведомых колес;

вычисление текущего проскальзывания колеса в виде разницы скорости вращения между одним из левого и правого ведомых колес и другого из левого и правого ведомых колес;

определение текущего угла рулевого устройства;

вычисление максимально допустимого проскальзывания колеса и минимально допустимого проскальзывания колеса в зависимости от текущего угла рулевого устройства;

обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса; и

в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием, нагрузку ДОП.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вычисление максимально допустимого проскальзывания колеса и минимально допустимого проскальзывания колеса в зависимости от текущего угла рулевого устройства включает определение среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес; вычисление ожидаемого проскальзывания колеса на основе соотношения между текущим углом рулевого устройства и максимальным углом поворота, среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес, и коэффициента проскальзывания для транспортного средства; когда ДОП не нагружен, вычисление максимально допустимого проскальзывания колеса путем прибавления предела проскальзывания к ожидаемому проскальзыванию колеса; и когда ДОП не нагружен, вычисление минимально допустимого проскальзывания колеса путем вычитания предела проскальзывания из ожидаемого проскальзывания колеса.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что предел проскальзывания выбирается на основе среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес.

4. Способ по п. 2, дополнительно включающий, когда ДОП нагружен вычисление максимально допустимого проскальзывания колеса как наибольшего из проскальзывания колеса, и суммы ожидаемого проскальзывания колеса и предела проскальзывания; и вычисления минимально допустимого проскальзывания колеса как наименьшего из нуля минус предел проскальзывания, и ожидаемого проскальзывания колеса минус предел проскальзывания.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что уровень нагрузки ДОП вычисляется на основе величины превышения текущего проскальзывания колеса относительно диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса.

6. Способ по п. 4 или 5, дополнительно включающий, после нагрузки ДОП в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса вернулось в пределы диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса; и в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса вернулось в пределы диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием, разгрузку ДОП.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что разгрузка ДОП включает постепенную разгрузку ДОП.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрузка ДОП включает сжатие муфты ДОП для уменьшения разницы скорости вращения между левым и правым ведомыми колесами.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что сжатие муфты ДОП включает использование электрического двигателя для приведения в действие набора шестерней и рампы для шариков для применения крутящего момента к муфте.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что сжатие муфты ДОП дополнительно включает использование соленоида для блокирования набора шестерней.

11. Способ по п. 8, дополнительно включающий в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием, вычисление исходного крутящего момента для применения к муфте; и после применения исходного крутящего момента к муфте увеличение крутящего момента, применяемого к муфте, если текущее проскальзывания по-прежнему находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса, снижение крутящего момента, применяемого к муфте, если текущее проскальзывания находится в пределах диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса, и прекращение нагрузки на ДОП, когда крутящий момент, применяемый к муфте, падает до нуля.

12. Узел дифференциала для применения в транспортном средстве, имеющем рулевое устройство и левое и правое ведомые колеса, узел дифференциала содержит дифференциал ограниченного проскальзывания (ДОП), выполненный с возможностью функционального соединения с приводным валом и с левым и правым ведомыми колесами, ДОП адаптирован для передачи крутящего момента от приводного вала на левое и правое ведомые колеса; датчик угла поворота, выполненный с возможностью функционального соединения с рулевым устройством; датчики скорости колеса, выполненные с возможностью функционального соединения с левым и правым ведомыми колесами; и блок управления, функционально соединенный с ДОП, с датчиком угла поворота и с датчиками скорости колеса, блок управления адаптирован для вычисления, на основе измерений скоростей вращения левого и правого ведомых колес, принятых от датчиков скорости колеса, текущего проскальзывания колеса как разницы скорости вращения между одним из левого и правого ведомых колес и другим из левого и правого ведомых колес, вычисления, на основе измерения, принятого от датчика угла поворота, максимально допустимого проскальзывания колеса и минимально допустимого проскальзывания колеса в зависимости от текущего угла рулевого устройства, обнаружения того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса, и в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием, управление нагрузкой ДОП.

13. Узел дифференциала по п. 12, дополнительно содержащий электрический двигатель, причем блок управления выдает электрическому двигателю команды на нагрузку ДОП.

14. Узел дифференциала по п. 13, отличающийся тем, что ДОП дополнительно содержит сжимаемую муфту и в котором электрический двигатель нагружает ДОП путем применения крутящего момента к муфте.

15. Узел дифференциала по п. 14, отличающийся тем, что ДОП дополнительно содержит набор шестерней и рампу для шариков, зубчатая передача адаптирована для переноса крутящего момента от электрического двигателя на рампу для шариков для сжатия муфты.

16. Узел дифференциала по п. 15, дополнительно содержащий соленоид, имеющий зубец, адаптированный для зацепления с набором шестерней, когда соленоид запитан, причем блок управления дополнительно адаптирован для управления соленоидом для блокирования ДОП.

17. Узел дифференциала по п. 16, отличающийся тем, что блок управления дополнительно адаптирован для управления ДОП для применения максимальной нагрузки перед блокированием ДОП.

18. Узел дифференциала по любому из пп. 12-17, отличающийся тем, что блок управления содержит входной порт, адаптированный для приема измерений с датчика угла поворота и с датчиков скорости колеса; выходной порт, адаптированный для передачи команд управления на ДОП; и процессор, функционально соединенный со входным портом и с выходным портом, процессор адаптирован для вычисления максимально и минимально допустимого проскальзывания колеса, вычисления текущего проскальзывания колеса, обнаружения того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса, и в ответ на обнаружение того, что текущее проскальзывание колеса находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса, побуждения выходного порта к отправке команды управления для нагрузки ДОП.

19. Узел дифференциала по п. 18, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит память, хранящую конфигурационную информацию для управления ДОП; процессор функционально соединен с памятью; и конфигурационная информация содержит максимальный угол поворота для транспортного средства, коэффициент проскальзывания для транспортного средства, и таблицу соответствия проскальзывания с отношениями между значениями скорости предела проскальзывания для левого и правого ведомых колес.

20. Узел дифференциала по п. 19, отличающийся тем, что процессор дополнительно адаптирован для определения среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес; вычисления ожидаемого проскальзывания колеса на основе соотношения между текущим углом рулевого устройства и максимальным углом поворота, среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес, и коэффициента проскальзывания для транспортного средства; считывания из таблицы соответствия проскальзывания предела проскальзывания для среднего значения скоростей вращения левого и правого ведомых колес; когда ДОП не нагружен, вычисления максимально допустимого проскальзывания колеса путем прибавления предела проскальзывания к ожидаемому проскальзыванию колеса; и когда ДОП не нагружен, вычисления минимально допустимого проскальзывания колеса путем вычитания предела проскальзывания из ожидаемого проскальзывания колеса.

21. Узел дифференциала по п. 20, отличающийся тем, что когда ДОП нагружен, процессор дополнительно адаптирован для вычисления максимально допустимого проскальзывания колеса как наибольшего из проскальзывания колеса, и суммы ожидаемого проскальзывания колеса и предела проскальзывания; и вычисления минимально допустимого проскальзывания колеса как наименьшего из нуля минус предел проскальзывания, и ожидаемого проскальзывания колеса минус предел проскальзывания.

22. Узел дифференциала по п. 21, отличающийся тем, что процессор дополнительно адаптирован для вычисления уровня нагрузки ДОП на основе величины превышения текущего проскальзывания колеса относительно диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса; и конфигурирования команды управления на нагрузку ДОП, согласно вычисленному уровню нагрузки.

23. Узел дифференциала по п. 21, отличающийся тем, что процессор дополнительно адаптирован для, после побуждения выходного порта к направлению команды управления для нагрузки ДОП: побуждения выходного порта к направлению команды управления на увеличение нагрузки ДОП, если текущее проскальзывание колеса по-прежнему находится за пределами диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса; и побуждения выходного порта к направлению команды управления на уменьшение нагрузки на ДОП, если текущее проскальзывание колеса находится в пределах диапазона между максимально и минимально допустимым проскальзыванием колеса.

24. Транспортное средство, содержащее раму; узел передней подвески, соединенный с рамой; узел задней подвески, соединенный с рамой; левое ведомое колесо и правое ведомое колесо, соединенные с одним из узлов передней и задней подвески; по меньшей мере одно другое колесо соединено с другим из узлов передней и задней подвески; рулевое устройство, функционально соединенное с одним из двух ведомых колес и по меньшей мере одним другим колесом; двигатель, соединенный с рамой; коробку передач, функционально соединенную с двигателем для приема крутящего момента от двигателя; приводной вал, функционально соединенный с коробкой передач для передачи крутящего момента от коробки передач на левое и правое ведомые колеса; и узел дифференциала по любому из пп. 12-17, ДОП функционально соединен с приводным валом и функционально соединен с левым и правым ведомыми колесами.

25. Транспортное средство по п. 24, дополнительно содержащее ведущий мост в блоке с коробкой передач для передачи крутящего момента от коробки передач на по меньшей мере одно другое колесо; и устройство выбора, адаптированное для выборочного функционального соединения ДОП с приводным валом.