CN103029576B - 车辆驱动系统和采用该驱动系统的车辆，特别是电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车应用技术领域，公开了一种车辆的驱动系统和采用该驱动系统的车辆，特别是电动车辆。本发明的车辆的驱动系统采用可控自动离合器代替传统的摩擦式离合器，安装在动力源与变速器之间，不需要离合器操纵机构来操纵离合器的结合与分离。并通过角速度传感器将得到的动力源输出轴与变速器输入轴的转速上传给整车控制器，从而实现驱动系统的自动控制，大大提高了车辆驱动系统的工作效率，具有精简结构、操纵灵活、自动化程度高等优点。

Description

车辆驱动系统和采用该驱动系统的车辆，特别是电动车辆

技术领域

本发明涉及汽车应用技术领域，尤其涉及一种车辆的驱动系统和采用该驱动系统的车辆，特别是电动车辆。

背景技术

随着环境和能源问题越来越受到人们的关注，电动汽车作为燃油汽车的替代运输工具越来越受到国际上的认可和车辆行业发展趋势。现在国内多家企业都已开发出各种样式的电动汽车，为了保证电动汽车操纵简单方便，具有良好的行驶性能、灵活性、稳定性和舒适性，电动汽车应具有与其行驶和使用要求相适应的动力传动系统。现有的电动汽车中，大多采用单电机独立驱动形式，这样能最大限度减少相应的质量和成本，但是这样的系统对于电动机、离合器和变速器之间的匹配和控制要求较高。为了满足电动汽车整车的动力性、经济性、舒适性等相关要求，研发性能优良的变速系统显得尤为重要。

一般离合器主动部分由主动盘、主动盘上的销钉、从动鼓、安装在从动鼓上的从动带组成。工作时，动力源（内燃机或电机）输入的动力带动主动部分旋转，主动盘上的销钉随着主动盘的旋转压迫从动带，从动带张开压向从动鼓内圆柱面，从而带动从动部分转动，将动力传递给与从动鼓相连的变速器（手动变速器或AMT）。传统的摩擦式离合器操作的特点是必须保证快速分离的分离速度，否则会增加离合器的磨损。但是现在汽车领域中，大多数采用电控—液压操纵机构，机构较为复杂，维修难度大、响应速度慢、控制精度较低。

如申请号为200910174309，发明名称为《电控式车辆变速动力传动系统》的中国发明专利，采用两个离合器，能够驱动辅助离合器以操作主离合器的机械装置，结构复杂，不利于推广使用。又如申请号为200920020655，名称为《三轮汽车的液压离合操纵装置》的中国实用新型专利，采用液压系统来实现离合的操纵。

发明内容

本发明的目的是提供车辆的驱动系统，采用新型的可控自动离合器代替传统的摩擦式离合器，安装在动力源与变速器之间，不需要离合器操纵机构来操纵离合器的结合与分离，使得传动系统体积减少，操作灵活方便，准确度高。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

一种车辆的驱动系统，包括动力源、BSG电机、变速器、自动离合器，自动离合器安装在动力源输出轴与变速器输入轴之间。自动离合器不需要专门的操纵机构来实现分离与结合。

优选的是，自动离合器包括主动盘、从动鼓，从动鼓具有外圆柱面和内圆柱面。

优选的是，主动盘上设有销钉，从动鼓上设有从动带。主动盘和从动鼓的结合是靠主动盘上的销钉相对于从动鼓上的从动带运动时会压迫其向外张开，从动带张开后会压向从动鼓内圆柱面，从而达到离合器的结合。

优选的是，自动离合器从动鼓的外圆柱面与BSG电机相连。在下坡制动时，从车轮传来的力矩通过变速器传递给自动离合器的从动鼓，从动鼓将力矩传递给与之相连的BSG电机，BSG电机将下坡时汽车的重力势能转化为电能储存起来。

优选的是，自动离合器的从动鼓的内圆柱面与变速器输入轴相连。实现力矩的传递从主动盘传递给变速器或变速器将力矩传递给与之相连的BSG电机。

优选的是，自动离合器主动盘与动力源输出轴相连。实现力矩从动力源传递给离合器主动盘，再由主动盘传递给从动鼓，从动鼓传递给变速器。

优选的是，变速器的输入轴上设置有角速度传感器，动力源输出轴也设有角速度传感器。两处设置的角速度传感器可以分别测出变速器的输入轴和动力源输出轴的转速。可以用含有按照重量半分比约0.001重金属的水对变速器的输入轴和输出轴进行淬火处理，淬火前将输入轴或输出轴加热到约382摄氏度。试验证明，经过这样淬火处理的轴的疲劳极限增大了约百分之二十三。所述带有重金属的水可以采用工业污水，这样有利于环境。

优选的是，两个角速度传感器连接整车控制器。整车控制器通过两个转速的大小关系来判断并对BSG电机进行相应的控制。

优选的是，变速器可以是手动变速器或AMT。

优选的是，动力源可以是内燃机或电机。

本发明的车辆的驱动系统包括以上各项特征的任意组合。

本发明的另一方面涉及一种车辆，其具有包含上述至少一项特征的驱动系统。这种车辆可以为电动车辆或为纯电动车辆。

由于本发明的车辆的驱动系统采用可控自动离合器代替传统的摩擦式离合器，安装在动力源与变速器之间，不需要离合器操纵机构来操纵离合器的结合与分离。并通过角速度传感器将得到的动力源输出轴与变速器输入轴的转速上传给整车控制器，从而实现驱动系统的自动控制，大大提高了车辆驱动系统的工作效率，具有精简结构、操纵灵活、自动化程度高等优点。

附图说明

图1为按照本发明的车辆的驱动系统的一优选实施例的示意图。

附图标记为：21、BSG电机，22、离合器从动鼓，23、离合器主动盘，24、动力源输出轴，25、变速器输入轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容进行描述，以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

一种车辆的驱动系统，包括动力源、BSG电机21、变速器、自动离合器2，自动离合器2安装在动力源输出轴24与变速器输入轴25之间，如图1所示。动力源可以是内燃机或电机。变速器可以是手动变速器或AMT。自动离合器2包括主动盘23、从动鼓22，自动离合器不需要专门的操纵机构来达到主动盘23和从动鼓22的分离与结合。

自动离合器2的从动鼓22具有外圆柱面和内圆柱面，主动盘23上设有销钉，从动鼓22上设有从动带。主动盘23和从动鼓22的结合是靠主动盘23上的销钉相对于从动鼓22上的从动带运动时会压迫其向外张开，从动带张开后会压向从动鼓内圆柱面，从而达到离合器的结合。

自动离合器2的从动鼓22的外圆柱面与BSG电机21相连。在下坡制动时，从车轮传来的力矩通过变速器传递给自动离合器2的从动鼓22，从动鼓22将力矩传递给与之相连的BSG电机21，BSG电机21将下坡时汽车的重力势能转化为电能储存起来。

自动离合器2的从动鼓22的内圆柱面与变速器的输入轴25相连。实现力矩的传递从主动盘23传递给变速器或变速器将力矩传递给与之相连的BSG电机21。

自动离合器2主动盘23与动力源输出轴24相连。实现力矩从动力源传递给离合器主动盘23，再由主动盘23传递给从动鼓22，从动鼓22传递给变速器。

变速器的输入轴25上设置有角速度传感器，动力源输出轴24也设有角速度传感器。两处设置的角速度传感器可以分别测出变速器的输入轴25和动力源输出轴24的转速。两个角速度传感器连接整车控制器。整车控制器通过两个转速的大小关系来判断并对BSG电机进行相应的控制。

本发明的车辆驱动系统可以是一般内燃机动车、电动车、混合动力车、纯电动车。

工作过程：

在车辆启动时，动力源输入轴24输入动力有花键传递给离合器主动盘23从而带动主动盘旋转，主动盘上的销钉相对于从动盘旋转时会压迫从动体蹄，从动蹄张开压向从动鼓，从而带动从动盘22旋转，从动盘22将动力通过花键传递给变速器输入轴25，使得动力完成从动力源到变速器的传递。但是，这种离合器只有在动力源输出转速大于变速器输入轴转速的时候才能工作，当遇到下坡时，变速器输入轴转速因为汽车下坡加速而增大，下坡制动时由于离合器主从动部分分离，动力传递中断，无法利用动力源进行制动，所以离合器从动盘外圈与BSG电机21的壳体连为一体，制动时变速器将力矩传递给BSG电机，利用BSG电机进行制动。

车辆换挡时，对手动变速器，松开油门，使得动力源转速下降，对AMT，AMT控制动力源转速下降，由于动力源输出轴转速下降，此时自动离合器2的主动盘23由于动力源输出轴转速下降而小于从动鼓22，自动离合器2的主动盘23和从动鼓22分离，当换挡完成后，动力源重新恢复转矩，带动自动离合器2主动盘23旋转，从动鼓22因为由车轮传递的阻力转速下降，直至从动鼓22转速小于主动盘23转速，此时自动离合器2主动盘23和从动鼓22结合，动力从动力源传递至变速器，完成换挡工作。

车辆倒车时，工作状况与车辆起步相似。

车辆制动时，在平稳路面上制动时，松开油门后，动力源输出转速下降，踩下制动踏板后，车轮在制动器制动下转速降低，变速器输入轴转速因为车轮转速下降而下降，可以达到制动效果。但是在下坡过程中，因长时间使用制动器，导致制动器摩擦片的温度升高，使制动力下降，甚至失去作用。此时变速器输入轴转速由于下坡力变得相对于动力输入轴转速变大，而动力输入轴转速不变，所以自动离合器2分离，动力传递中断，造成无法用动力源部分的动力进行制动。所以在自动离合器2的从动鼓22安装BSG电机21，在变速器输入轴和动力源输出轴上的角速度传感器测得转速ω₁和ω₂。BSG电机21工作条件为变速器输出转速大于动力源输入转速，ω₁>ω₂，下坡时，由于ω₁>ω₂，整车控制器控制BSG电机21工作，BSG电机21将这部分机械能转化为电能储存起来，从而达到下坡制动的目的。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

与任何发明相同，本发明的基础是已经公知的现有技术，其各个组成部分也来自于现有技术，为了使本说明书简明，对这些组成部分并没有事无巨细地一一详细描述，本领域技术人员在阅读了本说明书后自然知其所云。在阅读了本说明书后，本领域技术人员会相信，由这些现有技术的结合构成的本发明凝结了发明人大量创造性劳动的结果。

本领域技术人员同样不难看出，本发明是对现有技术的改进，是为解决现有技术中存在的技术问题而将这些现有技术中的要素进行的结合，这种结合凝结了大量的创造性劳动，是发明人大量理论研究和科学实验的结晶。在没有阅读本发明之前，本领域技术人员显然是不容易想到本发明的各个方案的，而在阅读了本说明书后，本领域技术人员不必再付出创造性劳动即可实现本发明的基本技术方案。

Claims (22)

1.一种车辆的驱动系统，包括动力源、BSG电机（21）、变速器，其特征在于，还包括自动离合器（2），所述自动离合器（2）安装在动力源输出轴（24）与变速器输入轴（25）之间,并且不具有用于实现所述自动离合器（2）的分离与结合的操纵机构；所述自动离合器（2）包括主动盘（23）、从动鼓（22），所述从动鼓（22）具有外圆柱面和内圆柱面；所述自动离合器（2）从动鼓（22）的外圆柱面与所述BSG电机（21）相连。

2.如权利要求1所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述主动盘（23）上设有销钉，所述从动鼓（22）上设有从动带。

3.如权利要求1或2所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述自动离合器（2）的从动鼓（22）的内圆柱面与变速器输入轴（25）相连。

4.如权利要求3所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述自动离合器（2）的主动盘（23）与动力源的输出轴（24）相连。

5.如权利要求1或2所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器的输入轴（25）上设置有角速度传感器，动力源输出轴（24）也设有角速度传感器。

6.如权利要求5所述的车辆的驱动系统，其特征在于，两个所述角速度传感器连接整车控制器。

7.如权利要求1-2、6中任一项所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器可以是手动变速器或AMT。

8.如权利要求1-2、6中任一项所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述动力源可以是内燃机或电机。

9.如权利要求1或2所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述自动离合器（2）的主动盘（23）与动力源的输出轴（24）相连。

10.如权利要求4所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器的输入轴（25）上设置有角速度传感器，动力源输出轴（24）也设有角速度传感器。

11.如权利要求3所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器的输入轴（25）上设置有角速度传感器，动力源输出轴（24）也设有角速度传感器。

12.如权利要求10-11中任一项所述的车辆的驱动系统，其特征在于，两个所述角速度传感器连接整车控制器。

13.如权利要求3所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器可以是手动变速器或AMT。

14.如权利要求4所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器可以是手动变速器或AMT。

15.如权利要求5所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述变速器可以是手动变速器或AMT。

16.如权利要求3所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述动力源可以是内燃机或电机。

17.如权利要求4所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述动力源可以是内燃机或电机。

18.如权利要求5所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述动力源可以是内燃机或电机。

19.如权利要求7所述的车辆的驱动系统，其特征在于，所述动力源可以是内燃机或电机。

20.一种车辆，具有驱动系统，其特征在于，所述驱动系统为如上述任一项权利要求所述的驱动系统。

21.如权利要求20所述的车辆，其特征在于其为电动车辆。

22.如权利要求21所述的车辆，其特征在于其为纯电动车辆。