CN203438853U - 一种汽车智能四驱控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽车智能四驱控制***，所述汽车包括前轮驱动装置和后轮驱动装置，所述汽车智能四驱控制***包括，变速箱控制器；以及，受控于所述变速箱控制器的扭矩管理器，所述扭矩管理器包括用于传递或切断所述前轮驱动装置/后轮驱动装置的扭矩输出的离合器；所述变速箱控制器根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。本实用新型所述的汽车智能四驱控制***的结构简单，使得整车能够根据汽车的行驶状况或驾驶者的意图进行两驱行驶模式或四驱行驶模式之间的切换，最终达到整车具有较好的驾驶操控性能和燃油经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种汽车智能四驱控制***。
背景技术
随着人们生活水平和收入水平的提高，家庭第二辆车的增多，车辆不仅是满足人们上下班的需求，驾车旅游的需求也越来越多，SUV车辆近年来持续增长，而四驱越野车相对于两驱越野车的动力性能、越野性能好，而受到了爱车族的追捧，四驱***为分时（机械式）或全时四驱***。
分时四驱靠操作分动器实现两驱与四驱的切换。它的优点是结构简单，稳定性高，坚固耐用，但缺点是必须车主手动操作，有些甚至结构复杂，不止是一个步骤，同时还需要停车操作，这样不仅操作起来比较麻烦，而且遇到恶劣路况不能迅速反应，往往错过了脱困的最佳时机。
一般情况下，车辆并不是长时间处于四驱状态，正常行使状况下，采用的是两轮驱动，当需要通过恶劣路面时，驾驶员可以通过分动杆把两轮驱动切换成四轮驱动，让四个车轮都提供驱动力，从而提高车辆的通过性能。操作方式：车内会特别设计分动装置，有些是分动箱的挡杆，有些是电子的按钮或旋钮；
全时全轮驱动车辆会比两驱车型(2WD)拥有更优异与安全驾驶基础，尤其是碰到极限路况或是激烈驾驶时。理论上，AWD会比2WD拥有更好的牵引力，车子的行驶是依据它持续平稳的牵引力，而牵引力的稳定性主要由车子的驱动方法来决定，将发动机动力输出经传动***分配到四个轮胎与分配到两个轮胎上做比较，其结果是AWD的可控性、通过性以及稳定性均会得到提升，即无论车辆行驶在何种天气以及何种路面（湿地、崎岖山路、弯路上）时；驾驶员都能够更好的控制每一个行迹动作，从而保证驾驶员和乘客的安全。
而在驾驶时，全时全驱的转向风格也很有特点，最明显的就是它会比两驱车型转向更加中性，通常它可以更好的避免前驱车的转向不同和后驱车的转向过度，这也是驾驶安全性以及稳定性的特点之一。
分时（机械式）四驱***，驾驶者可以通过手动在两驱和四驱之间切换，驾驶者根据路面情况，通过断开或结合分动器来达到两驱和四驱的切换，最显著的优点是可根据实际情况来选择四驱或两驱模式，比较经济。但是操纵复杂，由于没有中央差速器，四驱动转向性能差。全时四驱***永远维持四轮驱动模式，行驶时发动机扭矩按照设定比例分配到前后轮上，如有中间差速器，车轮打滑时，扭矩会发生转移。全时四驱***具有良好的驾驶操纵性和循迹性，但这种***耗油，经济性差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种汽车智能四驱控制***。
为实现上述目的，所述汽车智能四驱控制***，所述汽车包括前轮驱动装置和后轮驱动装置，其特点是，所述汽车智能四驱控制***包括，
变速箱控制器；以及，
受控于所述变速箱控制器的扭矩管理器，所述扭矩管理器包括用于传递或切断所述前轮驱动装置/后轮驱动装置的扭矩输出的离合器；
所述变速箱控制器根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。
优选的是，所述汽车智能四驱控制***还包括与所述变速箱控制器电连接的驱动模式选择开关；并且，
当所述驱动模式选择开关处于LOCK挡时，所述变速箱控制器控制所述离合器啮合，使得所述汽车处于四驱行驶模式；
当所述驱动模式选择开关处于2WD挡时，所述变速箱控制器控制所述离合器分离，使得所述汽车处于两驱行驶模式；
当所述驱动模式选择开关处于AUTO挡时，所述变速箱控制器根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。
优选的是，所述汽车的行驶信息包括汽车的轮速、车速、发动机的转速、发动机的输出扭矩、发动机的节气门开度、制动信号、方向盘的转角信号中的一种或几种。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型所述的汽车智能四驱控制***的结构简单，使得整车能够根据汽车的行驶状况或驾驶者的意图进行两驱行驶模式或四驱行驶模式之间的切换，最终达到整车具有较好的驾驶操控性能和燃油经济性。
附图说明
图1示出了本实用新型所述的汽车智能四驱控制***的原理示意图。
图2示出了图1所示的汽车智能四驱控制***的工作方法的流程示意图。
图3示出了图1中所示的扭矩管理器的扭矩传递规则图。
图4a示出了采用汽车智能四驱控制***的汽车与采用普通全时四驱控制***的汽车的动力性比较。
图4b示出了采用汽车智能四驱控制***的汽车与采用普通全时四驱控制***的汽车的经济性比较。
图4c示出了采用汽车智能四驱控制***的汽车与采用普通两驱控制***的汽车的动力性比较。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
现在许多汽车四驱***采用的是机械式四驱控制***或全时四驱控制***，智能四驱控制***由于成本高和控制复杂，只在一些高端车上进行采用，本控制***综合了分时四驱、全时四驱的优点，对四驱控制***部件进行精简，并开发一种控制策略对***进行控制，满足一般的越野需求。驾驶者可以根据路况和实际需求，很方便的在两驱、四驱和智能四驱之间进行切换（不需要停车），兼顾了动力性、经济性和越野性的需求，既可以满足城市工况的经济性，又可以满足山路或乡村道路的越野性能。
图1示出了本实用新型所述的智能四驱控制***的原理示意图，如图1所示，汽车包括发动机1、变速箱2、传动轴4、前轮驱动装置和后轮驱动装置，其中，前轮驱动装置包括前驱动轴8和分动器3，后轮驱动装置包括后驱动轴9和后主减速器7。所述汽车智能四驱控制***包括变速箱控制器6和扭矩管理器5。
具体地，所述扭矩管理器5受控于所述变速箱控制器6，其包括用于传递或切断所述前轮驱动装置/后轮驱动装置的扭矩输出的离合器。也就是说，所述离合器可以设置在前轮驱动装置处，用于传递或切断前轮驱动装置的扭矩输出，当离合器处于啮合状态时，汽车处于四驱行驶模式，汽车处于由前轮驱动装置和后轮驱动装置共同驱动的四驱行驶模式；当离合器处于断开状态时，汽车处于仅由后轮驱动装置驱动的两驱行驶模式。类似地，如图1所示地，所述离合器也可以设置在后轮驱动装置处，用于传递或切断后轮驱动装置的扭矩输出，当离合器处于啮合状态时，汽车处于四驱行驶模式，汽车处于由前轮驱动装置和后轮驱动装置共同驱动的四驱行驶模式；当离合器处于断开状态时，汽车处于仅由前轮驱动装置驱动的两驱行驶模式。
进一步地，上述汽车的行驶信息包括汽车的轮速、车速、发动机1的转速、发动机1的输出扭矩、发动机1的节气门开度、制动信号、方向盘的转角信号中的一种或几种。
图2示出了图1所示的智能四驱控制***的工作方法的流程示意图，如图2所示，所述智能四驱控制***的工作方法包括，
获取汽车的行驶信息（包括，汽车的轮速、车速、发动机1的转速、发动机1的输出扭矩、发动机1的节气门开度、制动信号、方向盘的转角信号），发动机控制器将上述行驶信息传输至变速箱控制器6；
变速箱控制器6判断汽车的车速是否大于预设的车速限值（在本实用新型的一个实施例中，预设的车速限值设定为60km/h，结合车辆的一般行驶速度，可知，此限值的设定使得车辆大部分时间内都处于两驱行驶模式），如果是，则控制所述扭矩管理器5的离合器分离，使得汽车处于两驱行驶模式；如果否，则表示当前路况已经较好，不需要后轮提供扭矩驱动，同时因为此传动***没有轴间差速器，四轮驱动状态下高速转弯易翻车，因此继续进行以下控制方法：根据上述行驶信息确定汽车的行驶状态（或驾驶员的操作意图）；
变速箱控制器6判断所述汽车是否处于加速的行驶状态（或者驾驶员的操作意图是加速行驶），如果否，则通过减少加载至所述扭矩管理器5的控制电流的方式控制离合器逐渐分离，从而使得汽车最终处于两驱行驶模式；如果是，则通过增加加载至所述扭矩管理器5的控制电流的方式控制离合器逐渐啮合，从而使得汽车最终处于四驱行驶模式。
上述工作方法中，控制离合器逐渐分离的方法为：
减小加载至所述扭矩管理器5的控制电流；
通过检测离合器的摩擦片的间隙判断前轮驱动***或后轮驱动***的输出扭矩是否满足要求（例如，输出扭矩为0），如果是，则意味着离合器当前处于分离状态；如果否；则继续减小加载至所述扭矩管理器5的控制电流，直到输出扭矩满足要求为止。
类似地，上述工作方法中，控制离合器逐渐啮合的方法为：
增加加载至所述扭矩管理器5的控制电流；
通过检测离合器的摩擦片的间隙判断前轮驱动***或后轮驱动***的输出扭矩是否满足要求（例如，输出扭矩满足预定值，预定值的设置可参考图3），如果是，则意味着离合器当前处于啮合状态；如果否；则继续增加加载至所述扭矩管理器5的控制电流，直到输出扭矩满足要求为止。
采用本实用新型所述的智能四驱控制***的动力性和经济性都较好，具体效果验证图如图4a至图4c所示：参照图4a和图4b，由于全时四驱控制***采用的是粘液耦合器，其反应速度较智能四驱控制***慢，又智能四驱控制***在车辆正常行驶的情况下采用的是两驱行驶模式，所以其动力性和经济性都较好；参照图4c，与两驱控制***相比智能四驱控制***的动力性也较好。综上，本实用新型所述的智能四驱控制***的设计达到了设计目标。
在本实用新型的另一优选的实施例中，再次参照图1，所述汽车智能四驱控制***还包括与所述变速箱控制器6电连接的驱动模式选择开关10，该驱动模式选择开关10共有三个挡：LOCK挡、2WD挡和AUTO挡。
具体地，当所述驱动模式选择开关10处于LOCK挡时，所述变速箱控制器6控制所述离合器啮合，使得所述汽车处于四驱行驶模式。
当所述驱动模式选择开关10处于2WD挡时，所述变速箱控制器6控制所述离合器分离，使得所述汽车处于两驱行驶模式。
当所述驱动模式选择开关10处于AUTO挡时，所述变速箱控制器6根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种汽车智能四驱控制***，所述汽车包括前轮驱动装置和后轮驱动装置，其特征在于：所述汽车智能四驱控制***包括，
变速箱控制器；以及，
受控于所述变速箱控制器的扭矩管理器，所述扭矩管理器包括用于传递或切断所述前轮驱动装置/后轮驱动装置的扭矩输出的离合器；
所述变速箱控制器根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。
2.根据权利要求1所述的汽车智能四驱控制***，其特征在于：所述汽车智能四驱控制***还包括与所述变速箱控制器电连接的驱动模式选择开关；并且，
当所述驱动模式选择开关处于LOCK挡时，所述变速箱控制器控制所述离合器啮合，使得所述汽车处于四驱行驶模式；
当所述驱动模式选择开关处于2WD挡时，所述变速箱控制器控制所述离合器分离，使得所述汽车处于两驱行驶模式；
当所述驱动模式选择开关处于AUTO挡时，所述变速箱控制器根据汽车的行驶信息控制所述离合器的啮合与分离，以切换汽车的四驱行驶模式与两驱行驶模式。
3.根据权利要求1或2所述的汽车智能四驱控制***，其特征在于：所述汽车的行驶信息包括汽车的轮速、车速、发动机的转速、发动机的输出扭矩、发动机的节气门开度、制动信号、方向盘的转角信号中的一种或几种。
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