CN115978104A - 分动器及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分动器及具有其的车辆，分动器包括：离合器，离合器设置于输入轴上，离合器包括压盘组件，压盘组件与输入轴连接，离合器与输出轴通过链条连接；液压执行机构，液压执行机构与分动器壳体连接，液压执行机构与压盘组件抵接，液压执行机构可向压盘组件提供预设大小的压紧力，以使离合器将至少部分的输入轴上的扭矩传递至输出轴。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的分动器响应速度慢的问题。

Description

分动器及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及分动器设计技术领域，具体而言，涉及一种分动器及具有其的车辆。

背景技术

分动器作为传统适时四驱车型核心动力总成，实现车辆四驱与两驱模式切换的基本功能外。随着分动器的高可靠性、高效率、高舒适、高智能、快响应等用户需求的不断提升，以往适时四驱分动器中的湿式离合器执行机构存在各种问题，亟需一种新型的执行机构去替代，从而满足客户更高的四驱需求。现有技术中，主流的适时分动器的离合器执行机构，主要采用电机控制执行系统实现离合器压紧预放开。如图1所示，其工作原理为：执行电机转动带动蜗轮蜗杆旋转，从而带动球凸轮旋转，使得主从动球凸轮机构分离，并压向离合器，实现四驱扭矩调节分配。采用该方案存在着响应慢、精度低等缺点。由于各零件在使用过程中无可避免的会出现磨损，导致电机转动相同角度时对离合器摩擦片的压紧力会变小。现有技术中克服该问题的常规方法是通过电机自学习传扭KP点，再根据存储的传扭模型寻找需求扭矩的对应电机位置。但是采用上述方法依赖于前期的标定及传扭模型的建立的准确度。因此，现有技术中的离合器执行机构存在响应慢、精度低的问题。

针对现有技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分动器及具有其的车辆，以解决现有技术中的分动器响应速度慢的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种分动器，包括：离合器，离合器设置于输入轴上，离合器包括压盘组件，压盘组件与输入轴连接，离合器与输出轴通过链条连接；液压执行机构，液压执行机构与分动器壳体连接，液压执行机构与压盘组件抵接，液压执行机构可向压盘组件提供预设大小的压紧力，以使离合器将至少部分的输入轴上的扭矩传递至输出轴。

进一步地，离合器还包括离合器主体，离合器主体与输入轴连接，离合器主体内部具有多个叠加设置的摩擦片，压盘组件包括：外压盘结构，外压盘结构与输入轴连接，输入轴旋转可带动外压盘结构转动，外压盘结构与液压执行机构抵接；内压盘结构，内压盘结构的一侧与外压盘结构背离液压执行机构的一侧抵接，内压盘结构的另一侧与摩擦片抵接；其中，液压执行机构压紧外压盘结构时，可带动内压盘结构压紧多个摩擦片。

进一步地，外压盘结构包括：第一外压盘，第一外压盘与输入轴固定连接；第二外压盘，第二外压盘与输入轴可转动地连接，第二外压盘与液压执行机构抵接，第一外压盘与内压盘结构抵接，第一外压盘和第二外压盘之间设置有轴承。

进一步地，液压执行机构包括：执行电机；第一齿轮泵，第一齿轮泵与执行电机连接，第一齿轮泵用于将液压油泵入控制油道内，控制油道靠近第二外压盘的一端设置有活塞压盘，活塞压盘与第二外压盘抵接，第一齿轮泵与控制油道之间设置有单向阀；其中，调节执行电机的功率，以改变控制油道内的液压油压力，基于液压油压力调节活塞压盘与第二外压盘之间的压紧力。

进一步地，液压执行机构还包括与控制油道连接的压力传感器，压力传感器用于检测控制油道内的液压油压力值，基于液压油压力值调节执行电机的功率，以使控制油道内的实际液压油压力与标定液压油压力相等。

进一步地，分动器还包括：第二齿轮泵，第二齿轮泵与输入轴连接，第二齿轮泵具有吸油管，第二齿轮泵用于将吸油管吸取的液压油泵入离合器内以对离合器执行润滑作业。

进一步地，内压盘结构内部设置回位弹簧，控制油道设置有卸荷阀，回位弹簧用于在无需将输入轴的动力传递至输出轴时，将控制油道内的液压油通过卸荷阀排出控制油道。

进一步地，输入轴上设置有主动链轮，主动链轮与输入轴可转动地连接，主动链轮与离合器主体固定连接，输出轴上设置有从动链轮，主动链轮与从动链轮通过链条连接。

进一步地，分动器还包括控制器，控制器用于根据压力传感器的检测信号控制执行电机的功率、单向阀的开闭、卸荷阀的开闭。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括分动器，分动器为上述的分动器。

应用本发明的技术方案，通过设置液压执行机构直接与压盘组件抵接，并且通过液压执行机构向压盘组件提供预设大小的压紧力，可实现离合器将至少部分的输入轴上的扭矩传递至输出轴，利用液压执行机构直接对离合器摩擦片进行动作以代替传统分动器的电机、蜗轮蜗杆、球凸轮结构，大大简化了结构，提升分动器的响应速度。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的分动器响应速度慢的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的分动器的离合器执行机构的结构示意图；

图2示出了根据本发明的分动器的实施例的示意图；

图3示出了根据本发明的分动器的控制方法的实施例的流程示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、离合器；11、压盘组件；111、外压盘结构；112、内压盘结构；1121、回位弹簧；113、第一外压盘；114、第二外压盘；115、轴承；12、离合器主体；121、摩擦片；

20、输入轴；21、主动链轮；

30、输出轴；31、从动链轮；

40、链条；

50、液压执行机构；51、执行电机；52、第一齿轮泵；53、控制油道；54、活塞压盘；55、单向阀；56、压力传感器；

60、第二齿轮泵；61、吸油管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图2所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种分动器。

分动器包括离合器10、液压执行机构50。离合器10设置于输入轴20上。离合器10包括压盘组件11。压盘组件11与输入轴20连接。离合器10与输出轴30通过链条40连接。液压执行机构50与分动器壳体连接。液压执行机构50与压盘组件11抵接。液压执行机构50可向压盘组件11提供预设大小的压紧力，以使离合器10将至少部分的输入轴20上的扭矩传递至输出轴30。

应用本申请的技术方案，通过设置液压执行机构50直接与压盘组件11抵接，并且通过液压执行机构50向压盘组件11提供预设大小的压紧力，可实现离合器10将至少部分的输入轴20上的扭矩传递至输出轴30，利用液压执行机构50直接对离合器摩擦片进行动作以代替传统分动器的电机、蜗轮蜗杆、球凸轮结构，大大简化了结构，提升分动器的响应速度。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的分动器响应速度慢的问题。

如图2所示，离合器10还包括离合器主体12。离合器主体12与输入轴20连接。离合器主体12内部具有多个叠加设置的摩擦片121。压盘组件11包括：外压盘结构111、内压盘结构112。外压盘结构111与输入轴20连接。输入轴20旋转可带动外压盘结构111转动。外压盘结构111与液压执行机构50抵接。内压盘结构112的一侧与外压盘结构111背离液压执行机构50的一侧抵接，内压盘结构112的另一侧与摩擦片121抵接。其中，液压执行机构50压紧外压盘结构111时，可带动内压盘结构112压紧多个摩擦片121。通过将压盘组件11设置为内外两个部分，可实现输入轴20与离合器10之间的扭矩传递以及离合器和输出轴之间的扭矩传递。可选地，液压执行机构50与分动器后壳体连接。

进一步地，外压盘结构111包括：第一外压盘113、第二外压盘114。第一外压盘113与输入轴20固定连接。第二外压盘114与输入轴20可转动地连接。第二外压盘114与液压执行机构50抵接。第一外压盘113与内压盘结构112抵接。第一外压盘113和第二外压盘114之间设置有轴承115。也即是说，输入轴20转动可带动第一外压盘113旋转，液压执行机构50可通过第二外压盘114向第一外压盘113施加压力，进而使得第一外压盘113与摩擦片之间产生压紧力。

液压执行机构50包括：执行电机51、第一齿轮泵52。第一齿轮泵52与执行电机51连接。第一齿轮泵52用于将液压油泵入控制油道53内。控制油道53靠近第二外压盘114的一端设置有活塞压盘54。活塞压盘54与第二外压盘114抵接。第一齿轮泵52与控制油道53之间设置有单向阀55。其中，调节执行电机51的功率，以改变控制油道53内的液压油压力，基于液压油压力调节活塞压盘54与第二外压盘114之间的压紧力。优选地，执行电机51设置为直线电机。由于执行电机51直接通过第一齿轮泵52驱动压盘组件11压紧摩擦片，同时直线电机具有响应速度快的特点，因此可提升分动器的响应速度，进而改善整车的扭矩响应速度。

进一步地，液压执行机构50还包括与控制油道53连接的压力传感器56。压力传感器56用于检测控制油道53内的液压油压力值。基于液压油压力值调节执行电机51的功率，以使控制油道53内的实际液压油压力与标定液压油压力相等。通过压力传感器56与执行电机51进行闭环控制，可实现液压执行机构50的精准控制，进而改善其响应速度。也即是说，离合器非四驱状态下采用预紧单向阀与压力传感器、执行电机闭环反馈控制。

如图2所示，动力从输入轴20输入，主动链轮21和输入轴空套连接，从动链轮31与输出轴30固定连接，第一外压盘113与输入轴20固定连接，主动链轮21与离合器主体12固定连接或一体成型。液压执行机构50采用电泵液压控制方案，实现离合器不同压紧程度下的分动器扭矩控制，其工作原理为：当行车电脑检测并提前识别需要四驱功能时，向分动器控制器发送扭矩需求命令，控制执行电机51启动，带动第一齿轮泵52运转，液压执行系统开始建压，此时单向阀55开启，控制油道53压力达到离合器传递扭矩需要的压力，离合器闭合实现分动器向前传扭；当整车四驱需求退出时，控制执行电机51停止工作，离合器压盘回位弹簧1121将控制油道残余压力油通过卸荷阀排出腔体，当压力降至离合器KP点以下即达到离合器轴向预紧压力300N时，单向阀关闭，控制油道压力保持不变。如果该压力低于阈值时，经压力传感器检测后反馈至控制执行电机51，电机启动工作进行压力补充。 图3示出了分动器的控制方法的流程示意图。

进一步地，分动器还包括：第二齿轮泵60。第二齿轮泵60与输入轴20连接。第二齿轮泵60具有吸油管61。第二齿轮泵60用于将吸油管61吸取的液压油泵入离合器10内以对离合器10执行润滑作业。第二齿轮泵60通过输入轴上的花键连接，当车辆行驶时即会按需给离合器提供冷却油，双齿轮泵设计能够进行润滑与控制的解耦，实现按需供能，极大提高传动效率。

内压盘结构112内部设置回位弹簧1121。控制油道53设置有卸荷阀，回位弹簧1121用于在无需将输入轴20的动力传递至输出轴30时，将控制油道53内的液压油通过卸荷阀排出控制油道53。利用回位弹簧1121可实现液压执行机构50的状态恢复，以便执行下一次动作。进一步地，输入轴20上设置有主动链轮21。主动链轮21与输入轴20可转动地连接。主动链轮21与离合器主体12固定连接。输出轴30上设置有从动链轮31，主动链轮21与从动链轮31通过链条40连接。

分动器还包括控制器，控制器用于根据压力传感器56的检测信号控制执行电机51的功率、单向阀55的开闭、卸荷阀的开闭。也即是说，通过压力传感器56与执行电机51进行闭环控制，可使得分动器响应速度加快，且始终保持工作状态。

在一个可选的实施例中，可通过执行电机经蜗轮蜗杆减速机构后，经球凸轮传动机构进行轴向压力放大，实现离合器传扭压紧，回位弹簧进行离合器放松。

在另一个可选的实施例中，可通过电磁线圈与衔铁配合，替代图1中的电机蜗轮蜗杆机构，保留轴向压力放大球凸轮机构，从而实现前后桥速差出现情况下，利用电磁线圈通电并与衔铁吸合。

可选地，将执行电机设置为直线电机，并且将离合器及执行机构布置在输入轴上，配合无线扭矩传感器及直线电机内置的光栅尺，可在分动器工作中实时获得电机位置与实际传扭之间的关系，可将该关系反馈至控制系统，使控制系统对电机进行闭环控制，以达到高精度传扭的目的。

根据本发明的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括分动器，分动器为上述实施例中的分动器。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分动器，其特征在于，包括：

离合器（10），所述离合器（10）设置于输入轴（20）上，所述离合器（10）包括压盘组件（11），所述压盘组件（11）与所述输入轴（20）连接，所述离合器（10）与输出轴（30）通过链条（40）连接；

液压执行机构（50），所述液压执行机构（50）与分动器壳体连接，所述液压执行机构（50）与所述压盘组件（11）抵接，所述液压执行机构（50）可向所述压盘组件（11）提供预设大小的压紧力，以使所述离合器（10）将至少部分的所述输入轴（20）上的扭矩传递至所述输出轴（30）。

2.根据权利要求1所述的分动器，其特征在于，所述离合器（10）还包括离合器主体（12），所述离合器主体（12）与所述输入轴（20）连接，所述离合器主体（12）内部具有多个叠加设置的摩擦片（121），所述压盘组件（11）包括：

外压盘结构（111），所述外压盘结构（111）与所述输入轴（20）连接，所述输入轴（20）旋转可带动所述外压盘结构（111）转动，所述外压盘结构（111）与所述液压执行机构（50）抵接；

内压盘结构（112），所述内压盘结构（112）的一侧与所述外压盘结构（111）背离所述液压执行机构（50）的一侧抵接，所述内压盘结构（112）的另一侧与所述摩擦片（121）抵接；

其中，所述液压执行机构（50）压紧所述外压盘结构（111）时，可带动所述内压盘结构（112）压紧多个所述摩擦片（121）。

3.根据权利要求2所述的分动器，其特征在于，所述外压盘结构（111）包括：

第一外压盘（113），所述第一外压盘（113）与所述输入轴（20）固定连接；

第二外压盘（114），所述第二外压盘（114）与所述输入轴（20）可转动地连接，所述第二外压盘（114）与所述液压执行机构（50）抵接，所述第一外压盘（113）与所述内压盘结构（112）抵接，所述第一外压盘（113）和所述第二外压盘（114）之间设置有轴承（115）。

4.根据权利要求3所述的分动器，其特征在于，所述液压执行机构（50）包括：

执行电机（51）；

第一齿轮泵（52），所述第一齿轮泵（52）与所述执行电机（51）连接，所述第一齿轮泵（52）用于将液压油泵入控制油道（53）内，所述控制油道（53）靠近所述第二外压盘（114）的一端设置有活塞压盘（54），所述活塞压盘（54）与所述第二外压盘（114）抵接，所述第一齿轮泵（52）与所述控制油道（53）之间设置有单向阀（55）；

其中，调节所述执行电机（51）的功率，以改变所述控制油道（53）内的液压油压力，基于所述液压油压力调节所述活塞压盘（54）与所述第二外压盘（114）之间的压紧力。

5.根据权利要求4所述的分动器，其特征在于，所述液压执行机构（50）还包括与所述控制油道（53）连接的压力传感器（56），所述压力传感器（56）用于检测所述控制油道（53）内的液压油压力值，基于所述液压油压力值调节所述执行电机（51）的功率，以使所述控制油道（53）内的实际液压油压力与标定液压油压力相等。

6.根据权利要求1所述的分动器，其特征在于，所述分动器还包括：

第二齿轮泵（60），所述第二齿轮泵（60）与所述输入轴（20）连接，所述第二齿轮泵（60）具有吸油管（61），所述第二齿轮泵（60）用于将所述吸油管（61）吸取的液压油泵入所述离合器（10）内以对所述离合器（10）执行润滑作业。

7.根据权利要求5所述的分动器，其特征在于，所述内压盘结构（112）内部设置回位弹簧（1121），所述控制油道（53）设置有卸荷阀，所述回位弹簧（1121）用于在无需将所述输入轴（20）的动力传递至所述输出轴（30）时，将所述控制油道（53）内的液压油通过所述卸荷阀排出所述控制油道（53）。

8.根据权利要求2所述的分动器，其特征在于，所述输入轴（20）上设置有主动链轮（21），所述主动链轮（21）与所述输入轴（20）可转动地连接，所述主动链轮（21）与所述离合器主体（12）固定连接，所述输出轴（30）上设置有从动链轮（31），所述主动链轮（21）与所述从动链轮（31）通过所述链条（40）连接。

9.根据权利要求7所述的分动器，其特征在于，所述分动器还包括控制器，所述控制器用于根据所述压力传感器（56）的检测信号控制所述执行电机（51）的功率、所述单向阀（55）的开闭、所述卸荷阀的开闭。

10.一种车辆，包括分动器，其特征在于，所述分动器为权利要求1至9中任一项所述的分动器。

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