专利名称：保护驱动轴的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种保护驱动轴的系统和方法。更特别地，本发明涉及这样一种保护驱动轴的系统和方法，其在倒档和最大转向的状态以及满足变速器停机条件的状态下减小发动机的输出扭矩，从而不向驱动轴施加极限扭矩。
背景技术：
一般来说，如果发动机在产生制动力的状态下输出大扭矩，则由于该制动力和驱动轴的角度(驱动轴与水平面之间的角度)而产生驱动扭矩的次级力矩。由于驱动扭矩的该次级力矩的存在，反作用力被施加到悬架部件，该反作用力通过顺度效应增大了转向，且合力增大了驱动轴的角度。特别地，在最大转向和倒档的状态下，如果刹车踏板和油门踏板被同时踩踏从而产生制动力和高发动机输出，则极限扭矩被施加到驱动轴且产生噪声。在极端情况下，底盘可能会变形且驱动轴和接合部分可能会被损坏。在此，极限扭矩表示能够使驱动轴塑性变形的扭矩。例如，驱动轴的正常角度设定为46. 5°，但是由于悬架的几何性质的原因，驱动轴的角度通常大于46. 5°。因此，如果变速器停机，则驱动轴可能会被损坏。为了在驱动轴的大角度的情况下保持强度，可能会增大接合部分的尺寸，且为了不改变悬架的几何性质，可以在转向节或下臂附近安装止挡件。然而，这些方法增加了成本和重量。本发明背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对本发明总体背景的理解，其不应作为该信息构成对本领域技术人员来说已经公知的现有技术的确认和任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面涉及提供一种保护驱动轴的系统，其优点在于，如果当前驱动条件可能损坏驱动轴，则该系统通过减小发动机的输出扭矩而保护该驱动轴。在本发明的一个方面中，所述的保护驱动轴的系统可以包括车辆状态检测器，其检测车辆的信息，这些信息包括当前选定的档位、当前转向角、车速和发动机RPM;牵引力控制部分，其分析从所述车辆状态检测器传递来的所述车辆的信息，且在预定条件可以被满足时，该牵引力控制部分请求扭矩的减小；和发动机控制部分，其根据所述牵引力控制部分请求的扭矩的减小而减小发动机的输出扭矩，使得施加到所述驱动轴的扭矩可以小于极限扭矩。当所述当前选定的档位可以是倒档、所述当前转向角可以是最大转向角且停机条件可以被满足时，所述预定条件可以被满足。当所述车速可以小于预定速度且所述发动机RPM可以大于预定RPM时，所述停机条件可以被满足。在本发明的另一方面中，涉及一种保护驱动轴的方法，可以包括确定当前选定的档位是否可以是倒档；当所述当前选定的档位可以是倒档时，确定当前转向角是否可以是最大转向角；当所述当前转向角可以是最大转向角时，确定停机条件是否可以被满足；和在所述停机条件可以被满足的情况下，通过减小发动机的输出扭矩而控制施加到所述驱动轴的扭矩，使施加到所述驱动轴的扭矩小于极限扭矩。当车速可以小于预定速度且发动机RPM可以大于预定RPM时，所述停机条件可以被满足。本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点可以从结合在本申请文件中的附图以及下面的具体实施方式
中变得显而易见，并在其中进行更加详细的阐述， 其中附图以及具体实施方式
一起用于解释本发明的一些原理。
图1是根据本发明的示例性实施例的保护驱动轴的系统的框图。图2是根据本发明的示例性实施例的保护驱动轴的方法的流程图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施例方式以下将详细参考本发明的不同实施例，本发明的实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然本发明将结合示例性实施例进行描述，但应了解该描述不是旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反地，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施例，还覆盖可以包括在权利要求书所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其它实施例。下文中将参考说明书附图详细描述本发明的示例性实施例。图1是根据本发明的示例性实施例的保护驱动轴的系统的框图。如图1所示，根据本发明的示例性实施例的保护驱动轴的系统包括车辆状态检测器10、牵引力控制部分20和发动机控制部分30。车辆状态检测器10检测档位信息、转向角信息、车速信息、发动机RPM(每分钟转数)信息，且向牵引力控制部分20传递这些信息，其中所述档位信息即变速杆的位置，所述转向角信息由方向盘控制。亦即，车辆状态检测器10包括档位检测器11，其检测变速杆选定的档位；转向角检测器12，其检测由方向盘控制的转向角；车速检测器13，其根据变速器的输出轴的转速或车轮的转速而检测车速；和RPM检测器14，其包括曲柄角传感器或凸轮角传感器，且该 RPM检测器14检测发动机的转速。
牵引力控制部分20分析从车辆状态检测器10传递来的信息，且在预定条件被满足时，该牵引力控制部分20向发动机控制部分30请求扭矩的减小。当当前选定的档位是倒档、转向角是最大转向角且变速器的停机(stall)条件被满足时，预定条件被满足。因此，施加到驱动轴的扭矩通过发动机控制部分30的扭矩减小控制而减小，驱动轴稳定地受到保护。变速器的停机可以是以下情况发动机的扭矩输入到扭矩变换器中而涡轮的转速为零的情况，或者与其相对应的的情况。变速器的停机条件可以由发动机变量和变速器变量的函数来表现，所述发动机变量和变速器变量可以产生所述停机。例如，变速器的停机条件可以定义为多个变量的函数，这些变量例如发动机RPM、 车速、扭矩变换器的动力输送比、扭矩变换器的RPM、发动机与变速器的扭矩比、发动机与变速器的速度比等等。当车速在刹车踏板的作用下小于预定速度(例如2km/h)，且发动机RPM在油门踏板的作用下大于预定RPM(例如2000RPM)时，变速器的停机条件被满足。发动机控制部分30根据牵引力控制部分20的扭矩减小请求而使发动机的输出扭矩减小预定量，且防止极限扭矩被施加到驱动轴，所述牵引力控制部分20通过网络连接。 发动机的输出扭矩的减小可以通过使点火正时滞后或减小燃料喷射量而实现。在本说明书中示例性地描述的是，牵引力控制部分20和发动机控制部分30分离地设置，但是牵引力控制部分20和发动机控制部分30不限于该设置方式。亦即，牵引力控制部分20和发动机控制部分30可以组合成一个控制部分。下文中，将详细描述根据本发明的示例性实施例的保护驱动轴的方法。在步骤SlOl中，车辆处于正在行驶的状态，根据本发明的示例性实施例应用于该车辆；在步骤S102中，档位检测器11检测变速杆选定的档位。其后，在步骤S103中，牵引力控制部分20确定当前选定的档位是否是倒档。如果在步骤S103中的当前选定的档位不是倒档，则牵引力控制部分20在步骤 Slll中命令发动机控制部分30常规地控制发动机。因此，在步骤Slll中，发动机控制部分 30根据当前驱动条件而控制发动机输出扭矩。在本说明书中，发动机的常规控制不使用本发明的示例性实施例，而是根据当前驱动条件而控制发动机输出扭矩。如果在步骤S103中的当前选定的档位是倒档，则一般安装在转向柱中的转向角检测器12在步骤S104中检测当前转向角，牵引力控制部分20在步骤S105中确定当前转向角是否是方向盘的最大转向角。方向盘的最大转向角可以大于或等于37°，且可以由设计人员根据必要性能而设定。如果在步骤S105中的当前转向角不是方向盘的最大转向角，则牵引力控制部分 20命令发动机控制部分30常规地控制发动机，发动机控制部分30在步骤Slll中根据当前驱动条件而控制发动机输出扭矩。然而，如果在步骤S105中的当前转向角是方向盘的最大转向角，则在步骤S106中检测车辆状态的信息，这些信息包括车速、发动机RPM、油门踏板的位置以及刹车踏板是否被踩踏。之后，牵引力控制部分20在步骤S107中分析这些车辆状态的信息且确定变速器的停机条件是否被满足。当车速在刹车踏板的作用下小于预定速度(例如2km/h)，且发动机RPM在油门踏板的作用下大于预定RPM(例如2000RPM)时，变速器的停机条件被满足。然而，所述车速(即2km/h)和发动机RPM(即2000RPM)可以由设计人员根据必要性能而设定。如果在步骤S107中变速器的停机条件未被满足，则牵引力控制部分20命令发动机控制部分30常规地控制发动机，发动机控制部分30在步骤Slll中根据当前驱动条件而控制发动机输出扭矩。如果在步骤S107中变速器的停机条件被满足，则牵引力控制部分20在步骤S108 中确定向驱动轴施加了极限扭矩。因此，牵引力控制部分20在步骤S109中命令发动机控制部分30减小输出扭矩， 从而阻止向驱动轴施加极限扭矩。发动机控制部分30在步骤SllO中根据扭矩减小的请求而使发动机的输出扭矩减小预定量，且控制向驱动轴施加的扭矩小于极限扭矩。因此，可以防止驱动轴的损坏。在本说明书中，牵引力控制部分具有保护驱动轴的功能，但其功能不限于此。亦艮口，根据本发明的示例性实施例，电动动力转向(motor driven power steering, MDPS)的控制器或电子稳定控制(electronic stability control, ESC)的控制器可以具有保护驱动轴的功能。因此，需明确的是，本说明书和权利要求书中的牵引力控制部分包括MDPS的控制器或ESC的控制器。根据本发明的示例性实施例，通过减小发动机的输出扭矩而不改变车辆的布局和特性，可以改进驱动轴的耐久性。因此，可以压缩成本。此外，因为车辆的静态和动态特性没有改变且传动系的结构也未改变，所以可以保持车辆的加速特性和涡轮增压特性。因此，可以提高车辆的市场表现和稳定性。前述本发明的具体示例性实施例的目的是阐明和描述。这些实施例并非旨在穷尽本发明，也不是旨在将本发明限制于所揭示的具体形式，显然，按照上述教导可以进行许多改进和变化。这些示例性实施例的选择和描述是为了解释本发明的一些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员制造和使用本发明的各种示例性实施例及其各种替代和改进。本发明的保护范围旨在由权利要求及其等同内容限定。
权利要求
1.一种保护驱动轴的系统，包括车辆状态检测器，其检测车辆的信息，这些信息包括当前选定的档位、当前转向角、车速和发动机RPM ；牵引力控制部分，其分析从所述车辆状态检测器传递来的所述车辆的信息，且在预定条件被满足时，该牵引力控制部分请求扭矩的减小；和发动机控制部分，其根据所述牵引力控制部分请求的扭矩的减小而减小发动机的输出扭矩，使得施加到所述驱动轴的扭矩小于极限扭矩。
2.根据权利要求1所述的保护驱动轴的系统，其中当所述当前选定的档位是倒档、所述当前转向角是最大转向角、且满足停机条件时，所述预定条件被满足。
3.根据权利要求2所述的保护驱动轴的系统，其中当所述车速小于预定速度且所述发动机RPM大于预定RPM时，所述停机条件被满足。
4.一种保护驱动轴的方法，包括确定当前选定的档位是否是倒档；当所述当前选定的档位是倒档时，确定当前转向角是否是最大转向角；当所述当前转向角是最大转向角时，确定停机条件是否被满足；和在所述停机条件被满足的情况下，通过减小发动机的输出扭矩而控制施加到所述驱动轴的扭矩，使施加到所述驱动轴的扭矩小于极限扭矩。
5.根据权利要求4所述的保护驱动轴的方法，其中当车速小于预定速度且发动机RPM 大于预定RPM时，所述停机条件被满足。
全文摘要
本发明公开了一种保护驱动轴的系统和方法，所述方法可以包括确定当前选定的档位是否可以是倒档；当所述当前选定的档位可以是倒档时，确定当前转向角是否可以是最大转向角；当所述当前转向角可以是最大转向角时，确定停机条件是否可以被满足；和在所述停机条件可以被满足的情况下，通过减小发动机的输出扭矩而控制施加到所述驱动轴的扭矩，使施加到所述驱动轴的扭矩小于极限扭矩。
文档编号F02D29/02GK102486128SQ20111022977
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月8日 优先权日2010年12月1日
发明者李中煜 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社