CN111775630A - 传动系统及其控制方法和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动系统及其控制方法和车辆，涉及车辆控制的技术领域，包括第一车桥和至少一个第二车桥，所述第一车桥和所述第二车桥分别用于与动力源连接，所述传动系统还包括动力脱开装置，所述动力脱开装置设置在所述第二车桥与所述动力源的相接处，所述动力脱开装置用于所述动力源与所述第二车桥之间的接合或者断开。通过设置第二车桥与动力源之间的动力脱开装置，在第一车桥与动力源连合的情况下，使用者可以根据车辆的实现行驶状态实现第二车桥与动力源之间接合或者断开状态的切换，能够有效地节省油耗，优化整个传动系统的动力传递。

Description

传动系统及其控制方法和车辆

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种传动系统及其控制方法和车辆。

背景技术

载重汽车在许多领域都得到广泛的应用，现有的重型载重汽车大多具有多根车桥，通常情况下包括一根主车桥和多根副车桥，当载重汽车承受重载的情况下，主车桥与多根副车桥需要同时与动力源连接时才能满足载重汽车的动力输出的要求，然而重载汽车在轻载、空载或者部分车轮打滑的情况下，一根主车桥或者一根主车桥和部分副车桥与动力源连接即可满足整车的动力输出要求，在这种情况下，如果全部的车桥均与动力源连接反而会增加整车的油耗，产生较大的噪音，造成过多的输出动力浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传动系统及其控制方法和车辆，以缓解了现有技术中多根驱动桥全部工作，增加整车油耗，产生噪音以及输出动力浪费的技术问题。

本发明提供的传动系统，包括第一车桥和至少一个第二车桥，所述第一车桥和多个所述第二车桥分别用于与动力源连接，所述传动系统还包括动力脱开装置，所述动力脱开装置设置在所述第二车桥与所述动力源的相接处，所述动力脱开装置用于使所述动力源与所述第二车桥之间接合或者断开。

进一步的，所述动力脱开装置包括传动机构和离合机构；

所述传动机构的输入端用于与所述动力源连接，所述传动机构的输出端与所述第二车桥连接，以使所述动力源的动力能够传递给所述第二车桥；

所述离合机构设置在所述传动机构的输入端与所述动力源之间，用于所述传动机构的输入端与所述动力源的连接或者断开。

进一步的，所述离合机构包括同步器和驱动机构；

所述同步器通过第一转轴与所述动力源连接，所述同步器安装在所述第一转轴上，且所述同步器能够通过沿所述第一转轴的长度方向的滑动实现所述同步器与所述传动机构的输入端的连接或者断开；

所述驱动机构用于驱动所述同步器沿所述第一转轴的长度方向滑动。

进一步的，所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮和第二转轴；

所述第一齿轮套设在所述第一转轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮通过所述第二转轴与所述第二车桥连接；

所述第一齿轮形成所述传动机构的输入端，所述第二转轴形成所述传动机构的输出端。

进一步的，所述传动系统还包括第一检测机构；所述第一检测机构用于检测所述离合机构和所述传动机构的连接或者断开。

进一步的，所述第一检测机构为位置传感器。

进一步的，所述传动系统还包括显示机构，所述显示机构与所述第一检测机构连接，所述显示机构用于显示所述离合机构与所述传动机构的连接或者断开状态。

进一步的，所述传动系统还包括第二检测机构，所述第二检测机构设置在所述第二车桥上，用于采集所述第二车桥的轮速；

所述第二检测机构与所述驱动机构连接，所述第二检测机构能够向所述驱动机构发送控制信号，所述驱动机构能够接收所述控制信号，并根据所述控制信号驱动所述同步器运动。

本发明提供的车辆，包括所述的传动系统。

本发明提供的传动系统的控制方法，当车辆处于第一行驶状态时，第二车桥通过动力脱开装置与动力源接合；

当车辆处于第二行驶状态时，所述第二车桥通过所述动力脱开装置与所述动力源断开。

本发明提供的传动系统，包括第一车桥和至少一个第二车桥，所述第一车桥和所述第二车桥分别用于与动力源连接，所述传动系统还包括动力脱开装置，所述动力脱开装置设置在所述第二车桥与所述动力源的相接处，所述动力脱开装置用于使所述动力源与所述第二车桥之间接合或者断开。

通过设置第二车桥与动力源之间的动力脱开装置，在第一车桥与动力源连合的情况下，使用者可以根据车辆的实现行驶状态实现第二车桥与动力源之间接合或者断开状态的切换，能够有效地节省油耗，优化整个传动系统的动力传递。

本发明提供的车辆，包括所述的传动系统，因此，所述车辆也具备所述传动系统的优点。

本发明提供的传动系统的控制方法，当车辆处于第一行驶状态时，第二车桥通过动力脱开装置与动力源接合；当车辆处于第二行驶状态时，所述第二车桥通过所述动力脱开装置与所述动力源断开。

根据车辆的行驶状态，使用者可以通过动力脱开状态实现第二车桥与动力源的接合与断开，当车辆处于第一行驶状态时，例如：车辆处于重载工况下，第二车桥通过动力脱开装置与动力源接合，为整车提供足够的行驶动力；当车辆处于第二行驶状态时，例如：车辆轻载、空载或者部分车轮打滑时，部分第二车桥可以通过动力脱开状态与动力源断开，减少油耗损失，降低噪音，优化了动力输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本发明实施例提供的传动系统的结构示意图；

图2为本发明实现例提供的传动系统的原理图；

图3为本发明实施例提供的传动系统的动力脱开装置的结构图。

图标：10-动力脱开装置；20-第二车桥；30-第一车桥；40-动力源；100-输入法兰；200-第一转轴；310-第一齿轮；320-第二齿轮；330-第二转轴；410-同步器；420-驱动机构；500-第一检测机构；600-控制器；700-第二检测机构；800-显示机构。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图3所示，本实施例提供的传动系统，包括第一车桥30和至少一个第二车桥20，第一车桥30和第二车桥20分别用于与动力源40连接，传动系统还包括动力脱开装置10，动力脱开装置10设置在第二车桥20与动力源40的相接处，动力脱开装置10用于使动力源40与第二车桥20之间接合或者断开。

通过设置第二车桥与动力源40之间的动力脱开装置10，在第一车桥30与动力源40连合的情况下，使用者可以根据车辆的实现行驶状态实现第二车桥20与动力源40之间接合或者断开状态的切换，能够有效地节省油耗，优化整个传动系统的动力传递。

具体地，第二车桥20的数量可以为多个，且每个第二车桥20通过一个动力脱开装置10与动力源40连接，当车辆处于重载状态下，在第一车桥30与动力源40连接的情况下，使用者可以根据需要选择与动力源40接合的第二车桥20的数量，当车辆处于空载或者轻载时，使用者可以选择仅第一车桥30与动力源40连接，或者使用者也可以选择在第一车桥30与动力源40连接的情况下，部分的第二车桥20与动力源40连接，其他的第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40断开。

需要说明的是，还有一种情况下，在部分车轮打滑的情况下，使用者可以选择这些车轮处的第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40断开，方便车辆的行驶。

本实施例提供的传动系统，不仅局限于一个第二车桥20的系统，还适用于多第二车桥20的系统，且此结构形式易于实现，控制简单，适用于大扭矩的应用工况。

进一步的，动力脱开装置10包括传动机构和离合机构；传动机构的输入端用于与动力源40连接，传动机构的输出端与第二车桥20连接，以使动力源40的动力能够传递给第二车桥20；离合机构设置在传动机构的输入端与动力源40之间，用于传动机构的输入端与动力源40的连接或者断开。

本实施例提供的动力脱开装置10，利用设置在第二车桥20与动力源40之间的离合机构和传动机构，使用者可以根据实际需要实现第二车桥20与动力源40之间接合与断开状态的切换。

进一步的，离合机构包括同步器410和驱动机构420；同步器410通过第一转轴200与动力源40连接，同步器410安装在第一转轴200上，且同步器410能够通过沿第一转轴200的长度方向的滑动实现同步器410与传动机构的输入端的连接或者断开；驱动机构420用于驱动同步器410沿第一转轴200的长度方向滑动。

具体地，离合机构包括同步器410和驱动机构420，同步器410通过第一转轴200与动力源40连接，同步器410能够和第一转轴200一起转动，驱动机构420能够驱动同步器410移动，以使同步器410能够沿第一转轴200的长度方向滑动，从而实现同步器410与传动机构的输入端的接合或者断开。

当第二车桥20需要与动力源40连接时，驱动机构420带动同步器410在第一转轴200的长度方向上向左滑动，同步器410能够与传动机构的输出端接合，动力源40的动力能够通过第一转轴200、同步器410传递给传动机构，再通过传动机构传递给第二车桥20；当第二车桥20需要与动力源40断开时，驱动机构420带动同步器410在第一转轴200的长度方向上向右滑动，同步器410与传动机构的输出端断开，动力源40仅能够通过第一转轴200驱动同步器410转动，第二车桥20失去外部驱动动力，通过第二车桥20动力脱开机构实现动力源40与第二车桥20之间的动力的连接和断开，以使安装有该装置的车辆能够实现不同的行驶工况，优化动力传递，避免能够能源浪费。

驱动机构420可以为伸缩缸，能够驱动同步器410在第一转轴200的长度方向上移动，且不影响同步器410的转动。

需要说明的是，驱动机构420还可以是其他的电机驱动的机构，能够实现同步器410沿第一转轴200的长度方向滑动即可，例如可以是电机连接的丝杠螺母机构、或者电机连接的齿轮齿条结构。本领域技术人员可以根据实现需要选择连接关系能够实现上述同步器410的滑动功能即可。

进一步的，传动机构包括第一齿轮310、第二齿轮320和第二转轴330；第一齿轮310套设在第一转轴200上，第一齿轮310与第二齿轮320啮合，第二齿轮320通过第二转轴330与第二车桥20连接；第一齿轮310形成传动机构的输入端，第二转轴330形成传动机构的输出端。

具体地，第一齿轮套设在第一转轴200上，即第一齿轮与同步器410同轴设置，第二齿轮能够与第一齿轮啮合，第二齿轮通过第二转轴330与第二车桥20连接，从而实现动力的传递。

第一齿轮与同步器410实现接合或者断开，所以第一齿轮形成传动机构的输入端，第二转轴330与第二车桥20连接，所以第二转轴330形成传动机构的输出端。

需要说明的是，第一齿轮310上设置有凹槽部，同步器410上设置有与凹槽部对应的凸出部，驱动机构420带动同步器410沿第一转轴200的长度方向滑动，当同步器410向左滑动时，凸出部能够滑入凹槽部内从而实现同步器410与第一齿轮310的接合，以使第一齿轮310能够与同步器410一起转动；当驱动机构420带动同步器410沿第一转轴200的长度方向向右滑动时，同步器410上的凸出部与第一齿轮310上的凹槽部脱开，仅步同器与第一转轴200一起转动。

当然，同步器410与第一齿轮310之间的接合与断开的连接结构还可以参考汽车变速器内的切换结构进行设计，本领域技术人员可以根据现有技术来实现，这里不再赘述。

本实施例中，该车桥动力脱开装置10包括壳体，第一转轴200和第二转轴330可转动地连接在壳体内部，且第一转轴200与第二转轴330平行，且第一转轴200远离同步器410的一端，且伸出壳体的端部可以设置有输入法兰100，用于与动力源40连接。

进一步的，传动系统还包括第一检测机构500；第一检测机构500用于检测离合机构和传动机构的连接或者断开。

具体地，传动系统还包括第一检测机构500，用于检测离合机构和传动机构的接合或者断开状态，并将该状态情况反馈给使用者，方便使用者判断。

优选地，第一检测机构500为位置传感器。

进一步的，传动系统还包括显示机构800，显示机构800与第一检测机构500连接，显示机构800用于显示离合机构与传动机构的连接或者断开状态。

具体地，上述的位置传感器可以为行程开关，显示机构800可以为显示灯，行程开关通过电路与显示灯连接，行程开关可以设置在驱动机构420的运动路径上，当驱动机构420驱动同步器410向左移动，实现同步器410与第一齿轮310的接合时，触发行程开关，这时显示灯不亮，表示处于接合状态；当驱动机构420驱动同步器410向右移动，与第一齿轮310断开时，再次触发行程开关，这里显示灯亮起，表示处于断开状态。

需要说明的是，显示机构800能够直观的显示离合机构与传动机构的连接或者断开状态，方便使用者判断，能够确保行车安全。

进一步的，传动系统还包括第二检测机构700，第二检测机构700设置在第二车桥20上，用于采集第二车桥20的轮速；第二检测机构700与驱动机构420连接，第二检测机构700能够向驱动机构420发送控制信号，驱动机构420能够接收控制信号，并根据控制信号驱动同步器410运动。

具体地，第二检测机构700设置在第二车桥20上，用于采集第二车桥20的轮速，采集到的第二车桥20轮速大于其他第一车桥30的轮速时，向驱动机构420发送控制信号，驱动机构420根据该控制信号控制同步器410与第一齿轮310断开，当采集到第二车桥20的轮带小于其他第一车桥30的轮速时，再次向驱动机构420发送控制信号，驱动机构420控制同步器410与第一齿轮310接合，从而实现动力的合理传递。

如图2所示，车桥动力脱开装置10还可以包括控制器600，第一检测机构500、第二检测机构700、驱动机构420和显示机构800均与控制器600连接。

第一检测机构500和第二检测机构700将检测到结果传递给控制器600，通过控制器600的判断，从而向驱动机构420发送信号，控制驱动机构420的动作，也可以向显示机构800发送信号，显示离合机构与传动机构的接合或者断开状态。

需要说明的是，控制器600可以为单独设置的控制器，该控制器600可以为型号为STM32F103ZET6的控制器，当然控制器600也可以为车辆本身的主控制器。

优选地，本实施例中，第二检测机构700为ABS(Anti-lock Braking System的缩写)轮速传感器。

本实施例提供的车辆，包括的传动系统，因此，该车辆也具备传动系统的优点。

本实施例提供的传动系统的控制方法，当车辆处于第一行驶状态时，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40接合；当车辆处于第二行驶状态时，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40断开。

本实施例中，第一行驶状态为车辆重载的工况；第二行驶状态为车辆空载、轻载或者打滑的工况。

本实施例提供的传动系统的控制方法，依赖于上述的传动系统，根据车辆的行驶状态，使用者可以通过动力脱开状态实现第二车桥20与动力源40的接合与断开，当车辆处于第一行驶状态时，例如：车辆处于重载工况下，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40接合，为整车提供足够的行驶动力；当车辆处于第二行驶状态时，例如：车辆轻载、空载或者部分车轮打滑时，部分第二车桥20可以通过动力脱开状态与动力源40断开，减少油耗损失，降低噪音，优化了动力输出。

本实施例提供的动力脱开装置10具有两种工作模式，即手动工作模式和自动工作模式，车桥动力脱开装置10还包括切换开关，用于手动模式与自动模式的切换。

手动工作模式的工作原理如下：

手动模式下动力脱开装置10接合时：动力源40通过输入法兰100输入到第一转轴200时，驱动机构420能够带动同步器410向左移动，同步器410与第一齿轮310连接，第一齿轮310与第二齿轮320啮合，动力传输到第二齿轮320，第二齿轮320再将动力传输到第二转轴330，第二转轴330将动力传输到第二车桥20，实现车辆的动力源40与第二车桥20的连接。

此时切换开关处于手动模式，控制器600不工作，驱动机构420不工作，位置传感器不接通，无信号输出，显示机构800不显示。

手动模式下动力脱开装置10断开时：切换开关处于手动模式，开启驱动机构420工作，从而使同步器410与第一齿轮310脱开，不再啮合。此时动力源40输入第一转轴200后，不再传输到第一齿轮310。从而实现第二车桥20的动力脱开。同时，驱动机构420触发位置传器接通，显示灯显示动力脱开。

自动工作模式的工作原理如下：

自动模式下动力脱开装置10断开时：切换开关处于自动模式，ABS轮速传感器监控第二车桥20的轮速，当检测到需脱开状态，ABS轮速传感器传输信号给控制器600，控制器600控制驱动机构420工作，从而使同步器410与第一齿轮310脱开，不再啮合。此时动力源40从输入法兰100输入，输入到第一转轴200后，不再传输到第一齿轮310，从而实现第二车桥20的动力脱开。同时，驱动机构420使位置传感器接通，显示灯亮起，有示动力脱开状态。

当ABS轮速传感器反馈信号需要动力脱开装置10结合时，控制器600控制驱动机构420工作，从而使同步器410与第一齿轮310接合，动力源40从输入法兰100输入时，从而输入到第一转轴200，当同步器410与第一齿轮310连接，第一齿轮310与第二齿轮320啮合，动力传输到第二齿轮320，第二齿轮320再将动力传输到第二转轴330，第二转轴330将动力传输到第二车桥20，实现车辆的动力输入。同时，位置传感器不再接通，显示灯不亮，表示动力接合状态。

综上，本发明提供的传动系统，包括第一车桥30和多个第二车桥20，第一车桥30和多个第二车桥20分别用于与动力源40连接，传动系统还包括动力脱开装置10，动力脱开装置10设置在第二车桥20与动力源40的相接处，动力脱开装置10用于使动力源40与第二车桥20之间接合或者断开。通过设置第二车桥20与动力源40之间的动力脱开装置10，在第一车桥30与动力源40连合的情况下，使用者可以根据车辆的实现行驶状态实现第二车桥20与动力源40之间接合或者断开状态的切换，能够有效地节省油耗，优化整个传动系统的动力传递。

本发明提供的车辆，包括的传动系统，因此，车辆也具备传动系统的优点。

本发明提供的传动系统的控制方法，当车辆处于第一行驶状态时，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40接合；当车辆处于第二行驶状态时，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40断开。根据车辆的行驶状态，使用者可以通过动力脱开状态实现第二车桥20与动力源40的接合与断开，当车辆处于第一行驶状态时，例如：车辆处于重载工况下，第二车桥20通过动力脱开装置10与动力源40接合，为整车提供足够的行驶动力；当车辆处于第二行驶状态时，例如：车辆轻载、空载或者部分车轮打滑时，部分第二车桥20可以通过动力脱开状态与动力源40断开，减少油耗损失，降低噪音，优化了动力输出。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种传动系统，包括第一车桥(30)和至少一个第二车桥(20)，所述第一车桥(30)和所述第二车桥(20)分别用于与动力源(40)连接，其特征在于，所述传动系统还包括动力脱开装置(10)，所述动力脱开装置(10)设置在所述第二车桥(20)与所述动力源(40)的相接处，所述动力脱开装置(10)用于使所述动力源(40)与所述第二车桥(20)之间接合或者断开。

2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述动力脱开装置(10)包括传动机构和离合机构；

所述传动机构的输入端用于与所述动力源(40)连接，所述传动机构的输出端与所述第二车桥(20)连接，以使所述动力源(40)的动力能够传递给所述第二车桥(20)；

所述离合机构设置在所述传动机构的输入端与所述动力源(40)之间，用于所述传动机构的输入端与所述动力源(40)的连接或者断开。

3.根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述离合机构包括同步器(410)和驱动机构(420)；

所述同步器(410)通过第一转轴(200)与所述动力源(40)连接，所述同步器(410)安装在所述第一转轴(200)上，且所述同步器(410)能够通过沿所述第一转轴(200)的长度方向的滑动实现所述同步器(410)与所述传动机构的输入端的连接或者断开；

所述驱动机构(420)用于驱动所述同步器(410)沿所述第一转轴(200)的长度方向滑动。

4.根据权利要求3所述的传动系统，其特征在于，所述传动机构包括第一齿轮(310)、第二齿轮(320)和第二转轴(330)；

所述第一齿轮(310)套设在所述第一转轴(200)上，所述第一齿轮(310)与所述第二齿轮(320)啮合，所述第二齿轮(320)通过所述第二转轴(330)与所述第二车桥(20)连接；

所述第一齿轮(310)形成所述传动机构的输入端，所述第二转轴(330)形成所述传动机构的输出端。

5.根据权利要求4所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括第一检测机构(500)；所述第一检测机构(500)用于检测所述离合机构和所述传动机构的连接或者断开。

6.根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，所述第一检测机构(500)为位置传感器。

7.根据权利要求5所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括显示机构(800)，所述显示机构(800)与所述第一检测机构(500)连接，所述显示机构(800)用于显示所述离合机构与所述传动机构的连接或者断开状态。

8.根据权利要求3所述的传动系统，其特征在于，所述传动系统还包括第二检测机构(700)，所述第二检测机构(700)设置在所述第二车桥(20)上，用于采集所述第二车桥(20)的轮速；

所述第二检测机构(700)与所述驱动机构(420)连接，所述第二检测机构(700)能够向所述驱动机构(420)发送控制信号，所述驱动机构(420)能够接收所述控制信号，并根据所述控制信号驱动所述同步器(410)运动。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的传动系统。

10.一种传动系统的控制方法，其特征在于，当车辆处于第一行驶状态时，第二车桥(20)通过动力脱开装置(10)与动力源(40)接合；

当车辆处于第二行驶状态时，所述第二车桥(20)通过所述动力脱开装置(10)与所述动力源(40)断开。

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