CN102922994A - 汽车传动系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车传动系统，包括前桥、后桥、桥间传动轴、控制器单元以及扭矩管理器，前桥的一前驱动轴接变速箱，且变速箱与分动器连接，分动器的输出端分别与另一前驱动轴和桥间传动轴连接；后桥的减速器分别连接两个后驱动轴，且在桥间传动轴与减速器之间装配有扭矩管理器，所述控制器单元的输出控制所述扭矩管理器是否向后桥输出扭矩以及输出扭矩的大小。灵活地实现两驱与四驱传动，使整车更加节油。

Description

汽车传动系统

技术领域

本发明涉及机动车领域，特别涉及一种汽车的四驱传动系统。 

背景技术

随着人们对四驱汽车性能要求的不断提高，要求四驱汽车在保证动力性的同时应具有越来越好的经济性，这就要求四驱汽车的传动系统需要实现越来越高的传动效率和越来越快速的响应，这种要求尤其对于主要以城市型四驱汽车尤为重要。除要求整车具有四轮驱动功能外，目前还要求整车传东系具有较高的传动效率，特别是能够根据道路状况在四轮上重新分配驱动力，这将会使整车更加节油。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种两驱与四驱状态可控的汽车传动系统。 

本发明是采用以下技术手段实现的： 

一种汽车传动系统，包括前桥、后桥、桥间传动轴、控制器单元以及扭矩管理器，前桥的一前驱动轴接变速箱，且变速箱与分动器连接，分动器的输出端分别与另一前驱动轴和桥间传动轴连接；后桥的减速器分别连接两个后驱动轴，且在桥间传动轴与减速器之间装配有扭矩管理器，所述控制器单元的输出控制所述扭矩管理器是否向后桥输出扭矩以及输出扭矩的大小。 

可选地，所述扭矩管理器包括电磁线圈以及摩擦片组，电磁线圈连接至控制器的输出端，摩擦片组由主动摩擦片和从动摩擦片组成，主动摩擦片与桥间传动轴固定连接，从动摩擦片与减速器的传动轴连接，控制器单元控制电磁线圈电流的有无使主动摩擦片和从动摩擦片接合与分离，从而控制桥间传动轴与减速器的传动轴的分离与接合状态；并通过电磁线圈的电流大小控制主动摩擦片与从动摩擦片之间压紧力的大小，从而控制扭矩管理器的输出扭矩的大小。 

可选地，所述电磁线圈通过电控插接件连接至控制器单元的输出端。 

可选地，所述电磁线圈的电流大小由控制器单元根据节气门位置和车速的大小确定。 

可选地，还包括与控制器单元的输入端连接的手动模式切换开关，控制器单元根据手动模式切换开关的状态确定是否向后桥输出扭矩。 

可选地，所述模式切换开关的状态包括两驱模式或四驱模式。 

可选地，还包括与控制器单元的输入端连接的自动模式切换开关，控制器单元根据车速、油耗和/或发动机节气门开度确定是否向后桥输出扭矩。 

可选地，所述手动模式切换开关与自动模式切换开关设置于驾驶室内。 

本发明实施例的汽车传动系统，在前桥连接有分动器，由分动器经桥间传动轴向后桥传动，而在后桥与桥间传动轴之间接有扭矩管理器，扭矩管理器根据控制器单元的输出来控制扭矩的输出与否以及扭矩的大小，从而实现传动轴是否向后桥传动，灵活地实现两驱与四驱传动，使整车更加节油。 

此外，系统还设置有自动和手动切换开关，来实现两驱、四驱以及自动四驱三种传动模式，能够实现一键切换传动模式，灵活地实现三种传动模式，使整车更加节油。 

附图说明

图1为本发明实施例的汽车传动系统结构示意图； 

图2为图1中分动器的结构剖视图； 

图3为图1中扭矩管理器的结构剖视图； 

图4为图3中摩擦片组25的局部放大图； 

图5为四驱控制系统的原理图； 

图6为AUTO模式下扭矩传递矩阵图； 

图7为本发明实施例的传动系统的动力传递路线。 

其中，1为右前轮，2为右前驱动轴，3为发动机，4为分动器，5为传动轴，6为扭矩管理器，7为减速器，8为右后驱动轴，9为右后轮，10为左前轮，11为左前驱动轴，12为变速箱，13为模式切换开关，14为控制器单元，15为左后驱动轴，16为左后轮，20为实轴，21为空心轴，22为齿轮组，31 为动力输入端，32为第一动力输出端，33为第二动力输出端，23为电控接插件，24为电磁线圈，25为摩擦片组，251为主动摩擦片，252为从动摩擦片。 

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。 

请参阅图1所示，为本发明实施例的汽车传动系统结构示意图。该传动系统的前桥包括左前驱动轴11、右前驱动轴2以及分别与他们连接的左前轮10、右前轮1，变速箱12采用双差分单元，左前驱动轴11连接到变速箱12，变速箱12再接分动器4，分动器4的输出分别接到桥间传动轴5和右前驱动轴2，通过分动器4实现两前轮的驱动以及后桥的驱动，其后桥包括左后驱动轴15、右后驱动轴8以及分别与他们连接的左后轮16、右后轮9，减速器7分别接左后驱动轴15、右后驱动轴8，经过桥间传动轴5和减速器7实现向两个后轮的驱动，而为了节约能源，能够根据具体的情况来选择两驱和四驱，在桥间传动轴5与减速器7之间设置了扭矩管理器6，该扭矩管理器6接到控制器单元14，如ECU（电子控制单元），通过该扭矩管理器6来控制桥间传动轴5与减速器7的分离与接合状态，这样，在分离状态，桥间传动轴5并不向后桥传动，即传动系统为两驱模式，而在接合状态，桥间传动轴向后桥传动，即传动系统为四驱模式，而该扭矩管理器6由控制器单元14的输出信号进行控制。 

参阅图2所示，为本实施例中分动器的结构剖视图。其输入的动力31一方面通过实轴20传递给右前驱动轴2，另一方面通过空心轴21和齿轮组22传递给桥间传动轴5。32表示第一动力输出端，33表示输出第二动力输出端。 

在本实施例中，采用了磁控的扭矩管理器，相比目前四驱系统中普遍使用的粘液耦合器，其增加了电磁控制系统，响应更为迅速，扭矩控制更为精准。如图3-图5所示，该扭矩管理器6包括电磁线圈24和摩擦片组25，摩擦片组25由主动摩擦片251和从动摩擦片252组成，主动摩擦片251与桥间传动轴5固定连接，从动摩擦片252与减速器7的传动轴连接，通过电控插接件23将电磁线圈24接到控制器单元14的输出端，当电磁线圈有电流时，摩擦片组25的主动摩擦片251受电磁力吸引，压向从动摩擦片252，从而达到动力出的目的。在本实施例中，是通过控制器的输出来控制电磁线圈中电流的大小，来 控制扭矩管理器输出扭矩的大小的，电磁线圈中的电流越大，其电磁力越大，主动摩擦片251和从动摩擦片252的压紧力越大，在摩擦系数一定时，其动力传递越大，即扭矩的输出越大。相反地，当线圈无电流时，摩擦片组25的主动摩擦片251无电磁力吸引，与从动摩擦片252分开，不传递动力，而线圈电流的有无由控制器单元控制，也就是说，控制器单元通过控制电磁线圈电流的有无使主动摩擦片和从动摩擦片接合与分离，从而控制桥间传动轴与减速器的传动轴的分离与接合状态。 

在本实施例中，是根据节气门位置的大小以及车速的大小来确定电磁线圈的电流大小的，车速及节气门位置在一定的范围内时确定某一大小的电流，从而使扭矩输出在预定的值。在一个具体的实施例中，如图6所示，为某一车型的扭矩控制逻辑示意图，在第四阶段点，车速在70km/h以上、节气门位置在50%-60%的时候，扭矩输出为0；在第三阶段点，车速在60-70km/h、节气门位置在40-50%的时候，扭矩输出为108Nm，类似如第第二阶段点及第一阶段点等，这样，控制器单元根据不同的车速及节气门位置来确定输出值使线圈中的电流在预定的值，从而得到与相应车速及节气门位置对应的扭矩输出值。 

对于该汽车传动系统，其动力的传递路线如图7所示。 

在该实施例中，在控制器单元14的输入端连接有手动模式切换开关和自动模式切换开关13，该手动模式切换开关处于两驱模式2WD时，控制器单元14向扭矩管理器6发送分离指令，扭矩管理器6中的摩擦片组分离，此时动力传递从发动机3输出，一方面经变速箱12、左前驱动轴11传递到左前轮10，另一方面经变速箱12、分动器4、右前驱动轴2传动到右前轮1。此时虽然传动轴5也跟着分动器4一起旋转，但由于扭矩管理器6中摩擦片组分离，动力并不向后桥传递，整车驱动形式为前轮驱动。 

该手动模式切换开关处于四驱模式LOCK时，控制器单元14向扭矩管理器6发送接合指令，扭矩管理器6中的摩擦片组接合，此时传动轴5、扭矩管理器6和减速器7相当于刚性连接，发动机3动力经传动系传递到四个车轮上，每个车轮获得四分之一的动力，整车驱动形式为全时四轮驱动，扭矩可以按照图6所示的规则向后轮传递，整车驱动形式为适时四驱。 

此外，在自动模式切换开关处于自动模式auto下，此时控制器单元14通 过整车信号网络，如CAN网络，获得车速、油耗和发动机节气门开度等信息，并根据获得的信息，确定输入到电磁线圈24的电流的大小，从而控制摩擦片组25的开合以及开合程度，确定是否输出扭矩以及输出扭矩的大小，扭矩可以按照图6所示的规则向后轮传递，整车驱动形式为适时四驱。 

当然，手动模式切换开关和自动模式切换开关可以设置在驾驶室内，方便驾驶员的操作，使驾驶员能在两驱和四驱手动切换，也能在驾驶员不干预的情况下实现自动切换的传动系统。 

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。 

Claims (8)

1.一种汽车传动系统，包括前桥、后桥、桥间传动轴、控制器单元以及扭矩管理器，前桥的一前驱动轴接变速箱，且变速箱与分动器连接，分动器的输出端分别与另一前驱动轴和桥间传动轴连接；后桥的减速器分别连接两个后驱动轴，且在桥间传动轴与减速器之间装配有扭矩管理器，所述控制器单元的输出控制所述扭矩管理器是否向后桥输出扭矩以及输出扭矩的大小。

2.根据权利要求1所述的汽车传动系统，其特征在于，所述扭矩管理器包括电磁线圈以及摩擦片组，电磁线圈连接至控制器的输出端，摩擦片组由主动摩擦片和从动摩擦片组成，主动摩擦片与桥间传动轴固定连接，从动摩擦片与减速器的传动轴连接，控制器单元控制电磁线圈电流的有无使主动摩擦片和从动摩擦片接合与分离，从而控制桥间传动轴与减速器的传动轴的分离与接合状态；并通过电磁线圈的电流大小控制主动摩擦片与从动摩擦片之间压紧力的大小，从而控制扭矩管理器的输出扭矩的大小。

3.根据权利要求2所述的汽车传动系统，其特征在于，所述电磁线圈通过电控插接件连接至控制器单元的输出端。

4.根据权利要求2所述的汽车传动系统，其特征在于，所述电磁线圈的电流大小由控制器单元根据节气门位置和车速的大小确定。

5.根据权利要求1所述的汽车传动系统，其特征在于，还包括与控制器单元的输入端连接的手动模式切换开关，控制器单元根据手动模式切换开关的状态确定是否向后桥输出扭矩。

6.根据权利要求5所述的汽车传动系统，其特征在于，所述手动模式切换开关的状态包括两驱模式或四驱模式。

7.根据权利要求6所述的汽车传动系统，其特征在于，还包括与控制器单元的输入端连接的自动模式切换开关，控制器单元根据车速、油耗和/或发动机节气门开度确定是否向后桥输出扭矩。

8.根据权利要求7所述的汽车传动系统，其特征在于，所述手动模式切换开关与自动模式切换开关设置于驾驶室内。

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