一种取力及差速器控制系统及方法

技术领域

本申请涉及汽车电子系统技术领域，尤其涉及一种取力及差速器控制系统及方法。

背景技术

差速器是实现汽车车轮差速旋转的机构，可以实现整车在转向和路面不平时仍然能够稳定工作，但当运行在道路湿滑和一些特殊情况下，需要将车辆差速关闭，以实现车辆正常运行。取力器一般用来给底盘或者上装提供动力，现有的控制方式是通过按驾驶室轴间差速、轮间差速按钮及停车取力或者行车取力按钮控制电磁阀，电磁阀切换气路通断实现差速锁止及取力的功能，但是这些按钮在车辆任何状态都能够操作，无法避免误操作导致的机械故障问题，差速锁和取力器错误启动，且当系统出现故障时无法及时发现并诊断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种取力及差速器控制系统及方法，具有通过整车VCU控制差速锁的锁止与解锁，避免误操作导致的机械故障问题，通过整车VCU监控取力按钮、取力开关、差速锁按钮、差速锁结合信号开关、取力电磁阀、轮间差速锁电磁阀和轴间差速锁电磁阀及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，及时提示故障位置及排故方法的有益效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种取力及差速器控制系统，包括：

整车VCU；

取力按钮，取力按钮与整车VCU连接；

取力开关，取力开关与整车VCU连接，并检测取力按钮的工作状态；

差速锁按钮，差速锁按钮与整车VCU连接，并与差速锁连接；

差速锁结合信号开关，差速锁结合信号开关与整车VCU电连接，并检测差速锁按钮工作状态；

整车VCU通过CAN总线获取变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息，并根据变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息来控制差速锁的锁止与解锁；

整车VCU监控取力按钮、差速锁按钮、取力开关、差速锁结合信号开关的状态，当出现故障时，对故障进行诊断，提示故障位置及排故方法。

作为本发明再进一步的方案：包括仪表，仪表通过CAN总线与所述整车VCU电连接，差速锁结合信号开关与仪表通过导线电连接，并通过仪表显示差速锁结合信号开关的状态，取力开关信息由整车VCU采集，并通过CAN总线提供给仪表显示取力开关的状态。

作为本发明再进一步的方案：所述差速锁按钮包括：

轮间差速锁按钮，轮间差速锁按钮与整车VCU通过导线电连接；

轴间差速锁按钮，轴间差速锁按钮与整车VCU通过导线电连接；

所述整车VCU监控轮间差速锁按钮和轴间差速锁按钮的状态，并通过CAN总线提供给所述仪表显示轮间差速锁按钮和轴间差速锁按钮的状态。

作为本发明再进一步的方案：所述差速锁结合信号开关包括：

第一轮间差速锁结合信号开关，第一轮间差速锁结合信号开关与所述仪表通过导线电连接，并通过所述仪表显示第一轮间差速锁结合信号开关的状态；

第二轮间差速锁结合信号开关，第二轮间差速锁结合信号开关与所述仪表通过导线电连接，并通过所述仪表显示第二轮间差速锁结合信号开关的工作状态；

轴间差速锁结合信号开关，轴间差速锁结合信号开关与所述仪表通过导线电连接，并通过所述仪表显示轴间差速锁结合信号开关的工作状态。

作为本发明再进一步的方案：包括转向角度传感器，转向角度传感器通过CAN总线分别与所述整车VCU、仪表电连接，所述整车VCU监控转向角度传感器，并通过所述仪表显示转向角度传感器的状态。

作为本发明再进一步的方案：包括取力电磁阀，取力电磁阀与整车VCU通过导线电连接；取力电磁阀和取力开关通过导线接至所述整车VCU，取力开关的取力状态通过CAN总线发送给所述仪表显示。

作为本发明再进一步的方案：包括：

轮间差速锁电磁阀，轮间差速锁电磁阀与所述整车VCU通过导线电连接；

轴间差速锁电磁阀，轴间差速锁电磁阀与所述整车VCU通过导线电连接；

所述整车VCU根据轮间差速锁按钮信号驱动，一个轮间差速锁电磁阀同时控制两个轮间差速锁，对应第一轮间差速锁结合信号开关和第二轮间差速锁结合信号开关串联接至驾驶室仪表，并通过所述仪表显示轮间差速锁状态；

所述整车VCU根据轴间差速锁按钮信号驱动，轴间差速锁电磁阀控制轴间差速锁，轴间差速锁结合信号开关接至驾驶室仪表，并通过所述仪表显示轴间差速锁状态。

作为本发明再进一步的方案：包括换挡手柄，换挡手柄通过CAN总线与所述整车VCU电连接，换挡手柄控制变速箱的档位，所述整车VCU采集变速箱的换挡信息，并通过所述仪表显示。

作为本发明再进一步的方案：包括气压传感器，气压传感器通过导线与所述仪表电连接，气压传感器检测制动系统的压力，并由仪表显示，仪表将压力值通过CAN总线发送给所述VCU。

基于相同的发明构思，本申请还提供一种取力及差速器控制方法，所述取力及差速器控制方法包括以下步骤：

步骤一：整车VCU采集变速箱的换挡信息、车速信息以及差速锁开关信息；变速箱为空挡，整车的车速小于5km/h时，或者整车完全停止时，按下差速锁按钮，使得两驱动轮以同样的速度旋转，有助于整车驶出打滑地段，其它情况，严禁采用差速锁；

步骤二：在车辆轮间差速锁状态，整车VCU通过转向角度传感器监控转向状态，由仪表显示转向状态，并提示司机不能强行转向，整车必须保持直线行驶；

步骤三：轴间差速锁结合信号开关、第一轮间差速锁结合信号开关和第二轮间差速锁结合信号开关通过仪表显示状态，取力开关信息由整车VCU采集，并通过CAN总线提供给仪表显示状态；

步骤四：取力控制包括停车和行车取力；根据具体的要求，进行停车或者行车取力控制时，结合取力按钮、驻车信号、气压状态及整车电池电量信息、对取力所要求的气压及输出功率状态进行监控，保证取力正常功能，出现问题时停止取力功能；

步骤五：整车VCU监控取力按钮、轮间差速锁按钮、轴间差速锁按钮、轴间差速锁结合信号开关、第一轮间差速锁结合信号开关、第二轮间差速锁结合信号开关、取力电磁阀、轮间差速锁电磁阀和轴间差速锁电磁阀及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，提示故障位置及排故方法；

步骤六：取力及差速器控制系统的自检：车辆上电时整车VCU检测取力按钮、轮间差速锁按钮、轴间差速锁按钮、轴间差速锁结合信号开关、第一轮间差速锁结合信号开关、第二轮间差速锁结合信号开关、取力电磁阀、轮间差速锁电磁阀和轴间差速锁电磁阀的状态，并对不合理的状态进行警示，提示司机正确的进行操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本申请提供一种取力及差速器控制系统，包括整车VCU、取力按钮、取力开关、差速锁按钮和差速锁结合信号开关，取力按钮与整车VCU连接，取力开关与整车VCU连接，并检测取力按钮的工作状态，差速锁按钮与整车VCU连接，并与差速锁连接，差速锁结合信号开关与整车VCU电连接，并检测差速锁按钮工作状态；整车VCU通过CAN总线获取变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息，并根据变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息来控制差速锁的锁止与解锁，当变速箱为空挡，整车的车速小于5km/h时，或者整车完全停止时，按下差速锁按钮，使得两驱动轮以同样的速度旋转，有助于整车驶出打滑地段，其它情况，严禁采用差速锁，从而避免误操作导致的机械故障问题；整车VCU监控取力按钮、轮间差速锁按钮、轴间差速锁按钮、轴间差速锁结合信号开关、第一轮间差速锁结合信号开关、第二轮间差速锁结合信号开关、取力电磁阀、轮间差速锁电磁阀和轴间差速锁电磁阀及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，及时提示故障位置及排故方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的一种取力及差速器控制系统及方法的原理图。

图2为图1中A的局部放大图。

图3为本申请实施例提供的一种取力及差速器控制系统及方法的流程图。

图中标识：

1、轮间差速锁按钮；2、轴间差速锁按钮；3、取力按钮；4、取力开关；5、仪表；6、第一轮间差速锁结合信号开关；7、轴间差速锁结合信号开关；8、第二轮间差速锁结合信号开关；9、转向角度传感器；10、整车VCU；11、取力电磁阀；12、轴间差速锁电磁阀；13、轮间差速锁电磁阀；14、气压传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考附图1～3，本申请实施例提供一种取力及差速器控制系统，包括：

整车VCU10；

取力按钮3，取力按钮3与整车VCU10通过导线电连接；

取力开关4，取力开关4与整车VCU10通过导线电连接，并检测取力按钮3的工作状态；

差速锁按钮，差速锁按钮与整车VCU10通过导线电连接，并与差速锁U通过导线电连接；

差速锁结合信号开关，差速锁结合信号开关与整车VCU10通过导线电连接，并检测差速锁按钮工作状态；

整车VCU10通过CAN总线获取变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息，并根据变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息来控制差速锁的锁止与解锁，从而避免误操作导致的机械故障问题；

整车VCU10监控取力按钮3、差速锁按钮、取力开关4、差速锁结合信号开关的状态，当出现故障时，对故障进行诊断，及时提示故障位置及排故方法。

本申请提供一种取力及差速器控制系统，整车VCU10通过CAN总线获取变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息，并根据变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息来控制差速锁的锁止与解锁，当变速箱为空挡，整车的车速小于5km/h时，或者整车完全停止时，按下差速锁按钮，使得两驱动轮以同样的速度旋转，有助于整车驶出打滑地段，其它情况，严禁采用差速锁，从而避免误操作导致的机械故障问题；整车VCU10监控取力按钮3、轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2、轴间差速锁结合信号开关7、第一轮间差速锁结合信号开关6、第二轮间差速锁结合信号开关8、取力电磁阀11、轮间差速锁电磁阀13和轴间差速锁电磁阀12及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，及时提示故障位置及排故方法。

本发明中一个较佳的实施例，包括仪表5，仪表5通过CAN总线与整车VCU10电连接，差速锁结合信号开关与仪表5通过导线电连接，并通过仪表5显示差速锁结合信号开关的状态，取力开关4信息由整车VCU10采集，并通过CAN总线提供给仪表5显示取力开关4的状态。

本发明中一个较佳的实施例，差速锁按钮包括：

轮间差速锁按钮1，轮间差速锁按钮1与整车VCU10通过导线电连接；

轴间差速锁按钮2，轴间差速锁按钮2与整车VCU10通过导线电连接；

整车VCU10监控轮间差速锁按钮1和轴间差速锁按钮2的状态，并通过CAN总线提供给仪表5显示轮间差速锁按钮1和轴间差速锁按钮2的状态。

本发明中一个较佳的实施例，差速锁结合信号开关包括：

第一轮间差速锁结合信号开关6，第一轮间差速锁结合信号开关6与仪表5通过导线电连接，并通过仪表5显示第一轮间差速锁结合信号开关6的状态；

第二轮间差速锁结合信号开关8，第二轮间差速锁结合信号开关8与仪表5通过导线电连接，并通过仪表5显示第二轮间差速锁结合信号开关8的工作状态；

轴间差速锁结合信号开关7，轴间差速锁结合信号开关7与仪表5通过导线电连接，并通过仪表5显示轴间差速锁结合信号开关7的工作状态。

本发明中一个较佳的实施例，包括转向角度传感器9，转向角度传感器9通过CAN总线分别与整车VCU10、仪表5电连接，整车VCU10监控转向角度传感器9，并通过仪表5显示转向角度传感器9的状态，提示司机不能强行转向，整车必须保持直线行驶。

本发明中一个较佳的实施例，包括取力电磁阀11，取力电磁阀11与整车VCU10通过导线电连接；取力电磁阀11和取力开关4通过导线接至整车VCU10，取力开关4的取力状态通过CAN总线发送给仪表5显示。

本发明中一个较佳的实施例，包括：

轮间差速锁电磁阀13，轮间差速锁电磁阀13与整车VCU10通过导线电连接；

轴间差速锁电磁阀12，轴间差速锁电磁阀12与整车VCU10通过导线电连接；

整车VCU10根据轮间差速锁按钮1信号驱动，一个轮间差速锁电磁阀13同时控制两个轮间差速锁，对应第一轮间差速锁结合信号开关6和第二轮间差速锁结合信号开关8串联接至驾驶室仪表5，并通过仪表5显示轮间差速锁状态；

整车VCU10根据轴间差速锁按钮2信号驱动，轴间差速锁电磁阀12控制轴间差速锁，轴间差速锁结合信号开关7接至驾驶室仪表5，并通过仪表5显示轴间差速锁状态。

本发明中一个较佳的实施例，包括换挡手柄，换挡手柄通过CAN总线与整车VCU10电连接，换挡手柄控制变速箱的档位，整车VCU10采集变速箱的换挡信息，并通过仪表5显示。

本发明中一个较佳的实施例，包括气压传感器14，气压传感器14通过导线与仪表5电连接，气压传感器14检测制动系统的压力，并由仪表5显示，仪表5将压力值通过CAN总线发送给VCU。

本申请提供一种取力及差速器控制系统，包括轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2和取力按钮3，轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2和取力按钮3的信号接至整车VCU10；轮间差速锁电磁阀13由整车VCU10根据按轮间差速锁按钮1信号驱动，一个轮间差速锁电磁阀13同时控制两个轮间差速锁，对应第一轮间差速锁结合信号开关6和第二轮间差速锁结合信号开关8串联接至驾驶室仪表5，并通过所述仪表5显示轮间差速锁状态；轴间差速锁电磁阀12由整车VCU10根据轴间差速锁按钮2信号驱动，轴间差速锁电磁阀12控制轴间差速锁，轴间差速锁电磁阀12控制轴间差速锁，轴间差速锁结合信号开关7接至驾驶室仪表5，并通过所述仪表5显示轴间差速锁状态；取力电磁阀11及取力结合的取力开关4接至整车VCU10，根据轮间差速锁按钮1信号驱动轮间差速锁电磁阀13，将取力的状态取力开关4通过CAN总线发送给仪表5显示；换挡手柄控制变速箱的档位，转向角度传感器9反映车辆行驶的角度，转向角度传感器9、仪表5和换挡手柄通过CAN总线与整车VCU10相联，实现信息交互。

基于相同的发明构思，本申请还提供一种取力及差速器控制方法，取力及差速器控制方法包括以下步骤：

步骤一：整车VCU10采集变速箱的换挡信息、车速信息以及差速锁开关信息；变速箱为空挡，整车的车速小于5km/h时，或者整车完全停止时，按下差速锁按钮，使得两驱动轮以同样的速度旋转，有助于整车驶出打滑地段，其它情况，严禁采用差速锁；

步骤二：在车辆轮间差速锁状态，整车VCU10通过转向角度传感器9监控转向状态，由仪表5显示转向状态，并提示司机不能强行转向，整车必须保持直线行驶；

步骤三：轴间差速锁结合信号开关7、第一轮间差速锁结合信号开关6和第二轮间差速锁结合信号开关8通过仪表5显示状态，取力开关4信息由整车VCU10采集，并通过CAN总线提供给仪表5显示状态；

步骤四：取力控制包括停车和行车取力；根据具体的要求，进行停车或者行车取力控制时，结合取力按钮3、驻车信号、气压状态及整车电池电量信息、对取力所要求的气压及输出功率状态进行监控，保证取力正常功能，出现问题时停止取力功能；

步骤五：整车VCU10监控取力按钮3、轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2、轴间差速锁结合信号开关7、第一轮间差速锁结合信号开关6、第二轮间差速锁结合信号开关8、取力电磁阀11、轮间差速锁电磁阀13和轴间差速锁电磁阀12及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，提示故障位置及排故方法；

步骤六：取力及差速器控制系统的自检：车辆上电时整车VCU10检测取力按钮3、轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2、轴间差速锁结合信号开关7、第一轮间差速锁结合信号开关6、第二轮间差速锁结合信号开关8、取力电磁阀11、轮间差速锁电磁阀13和轴间差速锁电磁阀12的状态，并对不合理的状态进行警示，提示司机正确的进行操作。

本申请提供一种取力及差速器控制系统，整车VCU10通过CAN总线获取变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息，并根据变速箱换挡信息、车速信息、差速锁开关信息来控制差速锁的锁止与解锁，当变速箱为空挡，整车的车速小于5km/h时，或者整车完全停止时，按下差速锁按钮，使得两驱动轮以同样的速度旋转，有助于整车驶出打滑地段，其它情况，严禁采用差速锁，从而避免误操作导致的机械故障问题；整车VCU10监控取力按钮3、轮间差速锁按钮1、轴间差速锁按钮2、轴间差速锁结合信号开关7、第一轮间差速锁结合信号开关6、第二轮间差速锁结合信号开关8、取力电磁阀11、轮间差速锁电磁阀13和轴间差速锁电磁阀12及气压的状态，保证正常的取力及差速功能，当出现故障时对故障进行诊断，及时提示故障位置及排故方法。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。