CN204821554U - 一种四驱扭矩分配装置和四驱车辆 - Google Patents

一种四驱扭矩分配装置和四驱车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种四驱扭矩分配装置和四驱车辆。所述四驱扭矩分配装置包括：扭矩分配执行单元(300)；手动扭矩分配单元(200)；以及扭矩管理单元(100)，其接收扭矩人工分配参数，从而基于所述扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例；所述输出端口(103)与所述扭矩分配执行单元(300)连接，以向所述扭矩分配执行单元(300)发送扭矩分配比例信号。本实用新型的四驱扭矩分配装置包括手动扭矩分配单元，驾驶者能够通过手动扭矩分配单元来控制扭矩分配。这使得能够人为干预扭矩分配，从而在与扭矩分配相关的部分传感装置失灵等特殊工况下，也能够较好地进行扭矩分配，有利于提高驾驶性能；此外还能提高驾驶乐趣。

Description

一种四驱扭矩分配装置和四驱车辆
技术领域
本实用新型涉及智能四驱汽车技术领域，特别是涉及一种四驱扭矩分配装置和包括所述四驱扭矩分配装置的四驱车辆。
背景技术
由于相较于两驱车辆具有更好的通过性能，四驱车辆得到日益广泛的应用。且目前的四驱车辆通常加载了智能四轮驱动系统。在智能四轮驱动系统的控制下，汽车能够在两驱、四驱智能(auto)或者强制四驱(lock)三种状态下切换。在两驱状态下，仅仅将扭矩分配给前轮或者后轮，即扭矩在驱动轮与非驱动轮之间的分配比例为0:100。在强制四驱状态下，对前轮和后轮施加相同的扭矩，即50：50。在四驱智能状态下，智能四轮驱动系统对于车辆状态进行实时监控，基于检测到的车辆状态来以设定的方法或策略来智能分配前后轴扭矩，以期得到最佳的汽车稳定性、操纵性和燃油经济性。
2012年12月19日公布的中国专利申请第201210317617.7号公开了一种汽车四驱系统的扭矩控制方法。所述方法利用智能扭矩电子控制器实时采集车辆的轮速、加速踏板开度、发动机状态、发动机转速、转向角和ABS/ESP激活信号，然后利用车速与加速踏板位置信号对扭矩分配需求的MAP表和车速与前后桥轮速差信号对扭矩分配需求的MAP表求得当前工况的扭矩预估值，再通过预估扭矩与切换阈值的对比确定两驱/四驱驱动模式，进而得到目标扭矩，最后由智能扭矩管理器根据I-T特性曲线控制前、后桥的扭矩。更具体地，中国专利申请第201210317617.7号将车辆状态分为六种工况，对每种工况设置不同的扭矩分配策略(MAP表)，基于所述策略来进行自动扭矩分配。
授权公告号为CN101992690B的中国专利文献公开了一种四轮驱动车辆的扭矩分配控制装置。所述装置包括目标分配扭矩计算单元54、56、58和目标分配扭矩校正单元60。其中，目标分配扭矩计算单元54、56、58基于设定的策略来计算目标分配扭矩，而目标分配扭矩校正单元60基于特定的工况对目标分配扭矩进行校正，以降低动力传递系的噪音与磨损。
上述的智能四轮驱动系统在大多数工况下，能够很好地满足对扭矩分配的要求，既能够大大减少驾驶员的操控难度与工作量，也能够实现较好的汽车稳定性、操纵性和燃油经济性。但由于都排除了驾驶员对扭矩分配的干预，一方面使驾驶员对汽车扭矩的分配一无所知，降低了驾驶的乐趣；另一方面在与扭矩分配相关的部分传感装置失灵等特殊工况下，不能良好地运行。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种四驱扭矩分配装置及车辆来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
为此，本实用新型提供一种四驱扭矩分配装置，所述四驱扭矩分配装置包括：
扭矩分配执行单元，用于根据输入的扭矩分配比例信号来分配扭矩；
手动扭矩分配单元，用于由驾驶者输入扭矩人工分配参数；以及
扭矩管理单元，其具有第一输入端口和输出端口，所述第一输入端口与所述手动扭矩分配单元连接，以接收所述扭矩人工分配参数，从而基于所述扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例；所述输出端口与所述扭矩分配执行单元连接，以向所述扭矩分配执行单元发送扭矩分配比例信号。
优选地，所述手动扭矩分配单元包括手动分配控制开关和手动分配旋钮，所述手动分配旋钮用于在0％-100％的范围内设置扭矩人工分配参数，所述手动分配控制开关用于激活手动分配功能。
优选地，所述手动分配控制开关通过CAN总线与扭矩管理单元连接。
优选地，所述手动分配控制开关为按键开关，所述手动分配旋钮套接在所述控制开关之外。
优选地，在所述手动分配控制开关处于初始状态时，其阻止所述手动分配旋钮转动；在所述手动分配控制开关处于被按下状态时，其解除对所述手动分配旋钮转动的锁止。
优选地，所述扭矩管理单元进一步包括第二输入端口，所述第二输入端口用于接收车况参数，所述扭矩管理单元基于所述车况参数来确定扭矩自动分配参数，并基于所述扭矩人工分配参数和扭矩自动分配参数发送扭矩分配比例信号给所述扭矩分配执行单元。
优选地，当扭矩管理单元判断所述扭矩人工分配参数不合适时，发出报警信号。
优选地，当扭矩管理单元判断所述扭矩人工分配参数不合适时，发出报警信号，并以智能扭矩分配参数来进行扭矩分配。
优选地，所述车况参数包括：发动机扭矩值、发动机扭矩损失值、变速箱挡位信号、左前轮轮速、右前轮轮速、左后轮轮速、右后轮轮速、ESC状态、ABS状态和/或方向盘转角。
优选地，所述扭矩分配执行单元通过以液压方式控制摩擦片之间的压力而调节扭矩的分配。
本实用新型还提供一种四驱车辆，所述四驱车辆包括如上所述的四驱扭矩分配装置。
本实用新型的所述四驱扭矩分配装置包括手动扭矩分配单元，从而驾驶者能够通过手动扭矩分配单元来控制扭矩分配。这使得能够人为干预扭矩分配，从而在与扭矩分配相关的部分传感装置失灵等特殊工况下，还能够较好地进行扭矩分配，有利于提高驾驶性能；此外还能提高驾驶乐趣。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施例的四驱扭矩分配装置的示意图。
图2是图1中四驱扭矩分配装置的手动扭矩分配单元的示意图。
附图标记：
100 扭矩管理单元 210 手动分配控制开关
101 第一输入端口 220 手动分配旋钮
102 第二输入端口 230 指示盘
103 输出端口 300 扭矩分配执行单元
200 手动扭矩分配单元
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
图1是根据本实用新型一实施例的四驱扭矩分配装置的示意图。图示的四驱扭矩分配装置用于在四驱车辆的四个车轮之间，尤其是在前后轮之间进行扭矩分配。也就是说，图示的四驱扭矩分配装置用于将发动机的扭矩以一定的比例在前、后轮之间进行分配。
图1所示的四驱扭矩分配装置包括：扭矩管理单元100、手动扭矩分配单元200和扭矩分配执行单元300。
扭矩分配执行单元300与扭矩管理单元100连接，用于根据扭矩管理单元100输入的扭矩分配比例信号来分配扭矩。扭矩分配执行单元300是现有技术中的已有技术，可以选用任何适当的具体结构，在此不再进行详细描述。有利的是，扭矩分配执行单元300通过以液压方式控制摩擦片之间的压力而调节扭矩的分配。更具体地，通过控制油泵电机转速，调节摩擦片之间压力的方式来调节扭矩的分配。此种方式的扭矩分配执行单元300具有简单的结构，运行更加可靠。
手动扭矩分配单元200，用于由驾驶者输入扭矩人工分配参数。并将扭矩人工分配参数传送至扭矩管理单元100，由扭矩管理单元100基于该扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例，并最终发送扭矩分配比例信号至扭矩分配执行单元300。
参见图2，手动扭矩分配单元200包括：手动分配控制开关210、手动分配旋钮220和指示盘230。手动分配旋钮220用于在0％-100％的范围内设置扭矩人工分配参数。手动分配控制开关210用于激活手动分配功能。指示盘230用于指示手动分配旋钮220的位置所对应的扭矩人工分配参数。例如，在图示位置，对应的扭矩人工分配参数为100％，其含义是指，被分配至主驱动轮(例如前轮)的扭矩比例为100％，在此情况下，分配至次驱动轮(相应地，为后轮)的扭矩比例为0％。为了更清楚地显示手动分配旋钮220对应的扭矩人工分配参数，能够在指示盘230下方的相应数值区域内设置指示灯。在图2所示的实施例中，指示盘230分为100％-80％；80％-60％；60％-40％；40％-20％和20％-0％五个区域。可以在每个区域下设置一个相应的指示灯。有利的是，各指示灯采用不同的颜色进行区分。
优选地，手动分配控制开关210为按键开关，从而具有更简单的结构。在图示实施例中，手动分配控制开关210具有圆形横截面，且能够在垂直于纸面的方向上在接通位置和断开位置之间运动，以激活或取消手动分配功能。手动分配控制开关210的上述功能能够以任一适当的方式来实现。例如，在一个优选实施例中，手动分配控制开关210通过CAN总线与扭矩管理单元连接。具体地，手动分配控制开关210的开关状态通过BCM及网关转化为相应的CAN信号(AWDSwitch_St)发送给扭矩管理器的控制器，On为1，Off为0。从而，手动分配控制开关210与手动分配旋钮220无需在电路上相互直接连接在一起。在另一实施例中，手动分配控制开关210在电路上串接在手动分配旋钮220的电源回路上。
还是参见图2，手动分配旋钮220套接在控制开关210之外。手动分配旋钮220通过绕着控制开关210的中心轴线转动而设置扭矩人工分配参数。在一个可选实施例中，手动分配旋钮220是通过调节电阻的电阻值来设置不同的扭矩分配比例。具体结构与电路类似于音量调节旋钮。
有利的是，在所述手动分配控制开关210处于初始状态(有利的是，开关的断开状态)时，其阻止所述手动分配旋钮220转动；在所述手动分配控制开关210处于被按下状态(接通状态)时，其解除对所述手动分配旋钮220转动的锁止。从而，在控制开关210断开时，不允许转动手动分配旋钮220。
可以理解的是，可以采用任何适当的方式来实现上述锁止。例如，采用径向凸棱与径向凹槽相配合的结构，或者采用摩擦接触的方式。
参见图1，扭矩管理单元100具有第一输入端口101、第二输入端口102和输出端口103。在图示实施例中，第一输入端口101、第二输入端口102和输出端口103是彼此独立的端口。但是，可以理解的是，第一输入端口101、第二输入端口102和输出端口103也可以集成在一起。例如，在扭矩管理单元100主要通过CAN总线与外部通讯的情况下，第一输入端口101、第二输入端口102和输出端口103能够设置为一个端口。
第一输入端口101与手动扭矩分配单元200连接，以接收驾驶者通过手动分配旋钮220设置的扭矩人工分配参数，从而基于所述扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例。可以理解的是，“基于所述扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例”不仅仅包括将扭矩人工分配参数直接设置为扭矩分配比例，还包括对扭矩人工分配参数进行分析和或调整，或者将该扭矩人工分配参数与其他参数(例如下文中的扭矩自动分配参数)相结合来设置扭矩分配比例。
第二输入端口102用于接收车况参数，所述扭矩管理单元100能够基于所述车况参数来确定扭矩自动分配参数。所述车况参数可以包括发动机扭矩值、发动机扭矩损失值、变速箱挡位信号、左前轮轮速、右前轮轮速、左后轮轮速、右后轮轮速、ESC状态、ABS状态和方向盘转角中的一个或多个。方向盘转角可以是带有正负符号的数值，以表示其转动的方向。
输出端口103与扭矩分配执行单元300连接，以向扭矩分配执行单元300发送扭矩分配比例信号。
扭矩管理单元100进一步包括未图示的处理芯片(CPU)，CPU对所述车况参数进行处理，以确定扭矩自动分配参数。可以理解的是，扭矩自动分配参数可以是一个具体的数值，也可以是一个可选的数值范围。
进一步地，CPU能够根据设定的方式来基于所述扭矩人工分配参数和扭矩自动分配参数来确定发送给扭矩分配执行单元300的扭矩分配比例。
例如，在判定所述扭矩人工分配参数(假设为65％)与所述矩自动分配参数(假设为50％-70％)相匹配时，以所述扭矩人工分配参数为扭矩分配比例。
例如，在判定所述扭矩人工分配参数(假设为35％)与所述扭矩自动分配参数(假设为50％-70％)不相匹配时，则发出报警信号。在此情况下，可以根据预先设定来确定以所述扭矩人工分配参数或所述扭矩自动分配参数中的任一个为扭矩分配比例。还可以基于车况参数来进一步判断是不是相关传感器可能出现故障，如果判断相关传感器出现故障，则将扭矩人工分配参数作为扭矩分配比例。
本实用新型还提供一种四驱车辆，所述四驱车辆包括如上所述的四驱扭矩分配装置。
本实用新型的所述四驱扭矩分配装置包括手动扭矩分配单元，从而驾驶者能够通过手动扭矩分配单元来控制扭矩分配。这使得能够人为干预扭矩分配，从而在与扭矩分配相关的部分传感装置失灵等特殊工况下，还能够较好地进行扭矩分配，有利于提高驾驶性能；此外还能提高驾驶乐趣。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种四驱扭矩分配装置，其特征在于，包括：
扭矩分配执行单元(300)，用于根据输入的扭矩分配比例信号来分配扭矩；
手动扭矩分配单元(200)，用于由驾驶者输入扭矩人工分配参数；以及
扭矩管理单元(100)，其具有第一输入端口(101)和输出端口(103)，所述第一输入端口(101)与所述手动扭矩分配单元(200)连接，以接收所述扭矩人工分配参数，从而基于所述扭矩人工分配参数来确定扭矩分配比例；所述输出端口(103)与所述扭矩分配执行单元(300)连接，以向所述扭矩分配执行单元(300)发送扭矩分配比例信号。
2.如权利要求1所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，所述手动扭矩分配单元(200)包括手动分配控制开关(210)和手动分配旋钮(220)，所述手动分配旋钮(220)用于在0％-100％的范围内设置扭矩人工分配参数，所述手动分配控制开关(210)用于激活手动分配功能。
3.如权利要求2所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，所述手动分配控制开关(210)通过CAN总线与扭矩管理单元连接。
4.如权利要求2所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，所述手动分配控制开关(210)为按键开关，所述手动分配旋钮(220)套接在所述控制开关(210)之外。
5.如权利要求3所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，在所述手动分配控制开关(210)处于初始状态时，其阻止所述手动分配旋钮(220)转动；在所述手动分配控制开关(210)处于被按下状态时，其解除对所述手动分配旋钮(220)转动的锁止。
6.如权利要求1-5中任一项所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，所述扭矩管理单元(100)进一步包括第二输入端口(102)，所述第二输入端口(102)用于接收车况参数，所述扭矩管理单元(100)基于所述车况参数来确定扭矩自动分配参数，并基于所述扭矩人工分配参数和扭矩自动分配参数发送扭矩分配比例信号给所述扭矩分配执行单元(300)。
7.如权利要求6所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，当扭矩管理单元(100)判断所述扭矩人工分配参数不合适时，发出报警信号。
8.如权利要求6所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，当扭矩管理单元(100)判断所述扭矩人工分配参数不合适时，发出报警信号，并以智能扭矩分配参数来进行扭矩分配。
9.如权利要求1所述的四驱扭矩分配装置，其特征在于，所述扭矩分配执行单元(300)通过以液压方式控制摩擦片之间的压力而调节扭矩的分配。
10.一种四驱车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的四驱扭矩分配装置。
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