2019新款捷豹路虎極光新技術介紹(三)

◆文/北京 王繼東

(接上期)

三、動力傳動系統(四輪驅動系統AWD)

1.概述

新極光有多種傳動系統選項可用：①配備第2代標準傳動系統的四輪驅動(AWD)；②配備第2代主動傳動系統的AWD。

傳動系統新技術包括：①更新型動力傳遞單元(PTU)；②具備傳動系統斷開功能的第2代標準傳動系統；③適用于標準和主動傳動系統的全新后驅動單元(RDU)。

2.配備第2代標準傳動系統的AWD

新極光現在采用了第2代標準傳動系統，該系統適用于200馬力(1馬力=0.7354987kW)，249馬力汽油發動機的動力總成系統。配備第2代標準傳動系統的車輛使用傳統機械差速器，用于將前后扭矩輸出到半軸。前差速器位于自動變速器內，后差速器位于RDU內。

第2代標準傳動系統部件如圖22所示。第2代標準傳動系統包括：①前差速器；②PTU；③兩件式傳動軸(整件更換，不可分開)；④帶單離合器組件的RDU。

第2代標準傳動系統配有一個PTU，它連接至變速器，用于以機械方式斷開和重新連接供應至傳動軸的驅動力。這就實現了傳動系統斷開功能，本節的后面將會詳述這一功能。PTU是一個通用部件，可與第2代主動傳動系統共用。在AWD模式下，第2代標準傳動系統將會利用RDU中的濕式多片式離合器組件持續改變前/后扭矩分配。前差速器和PTU由變速器的輸出軸驅動。然后通過兩件式傳動軸，將扭矩傳輸至RDU。接下來，傳動軸驅動RDU中的后差速器，后差速器然后通過離合器組件將扭矩傳輸至后輪。

3.配備第2代主動傳動系統的AWD

第2代主動傳動系統僅適用于300馬力汽油發動機。配備第2代主動傳動系統的車輛的傳動系統布局與配備第2代標準傳動系統的車輛基本相同，不同之處在于帶雙多片式離合器組件的RDU的安裝。前差速器位于自動變速器內。PTU是一個通用部件，可與第2代標準傳動系統共用。第2代主動傳動系統RDU沒有差速器，至左右側后輪的動力傳輸由單個離合器組件控制。

第2代主動傳動系統部件如圖23所示。第2代主動傳動系統包括：

①前差速器；②PTU；③兩件式傳動軸(整件更換，不可分開)；④帶雙離合器組件的RDU。

圖22 第2代標準傳動系統部件

圖23 第2代主動傳動系統部件

在AWD模式下，第2代主動傳動系統利用RDU中的離合器組件持續改變前/后扭矩分配以及后輪的左/右扭矩平衡。前差速器和PTU由變速器的輸出軸驅動。然后通過兩件式傳動軸，扭矩將被傳輸至RDU。接下來，傳動軸驅動與RDU中的托架相連的冠狀齒輪，該托架連接了兩個獨立的濕式多片式離合器組件，每個后輪使用一個組件。離合器組件獨立地將驅動力傳輸至每個后輪。

4.傳動系統斷開系統

傳動系統斷開系統是一個電動機械系統，能夠完全接合和分離傳輸至傳動軸的驅動力，因而也能完全接合和分離傳輸至后輪的扭矩。該系統提高了燃油經濟性并增強了車輛的公路/越野行駛操控性和駕駛性能。

若要啟用傳動系統斷開系統，需要使用以下部件：

①PTU；②RDU；③AWD控制模塊(AWDCM)；④AWDB控制模塊(AWDBCM)-僅限第2代主動傳動系統；⑤傳動系統斷開控制模塊(DDCM)。

當符合相關條件時，PTU以機械方式斷開傳輸至傳動軸和RDU的驅動力。此外，RDU中的離合器組件將會分離以進一步減少傳動系統阻力。

若要重新接合AWD系統：①對RDU離合器施加高達50N·m的閉合扭矩以提高傳動軸的轉速；②當傳動軸轉速與前軸轉速相匹配時，RDU離合器將會移回咬合點；③然后，PTU爪形離合器將會接合，RDU離合器的扭矩將會升高至所需的后軸扭矩。

當需要使用AWD時，PTU爪形離合器將會閉合，并且：

①在第2代標準傳動系統中，RDU中的離合器組件將會通過機械開放式差速器控制兩個后輪的扭矩分配。

②在第2代主動傳動系統中，RDU中的離合器組件將會控制單個后輪的扭矩分配。

傳動系統連接正時：

①150ms-RDU離合器達到同步扭矩；

②350ms-PTU到達已連接位置；

③450ms-RDU離合器向后軸應用請求的扭矩。

傳動系統斷開系統先決條件：在全地形反饋適應系統設置為“舒適”或“Eco”的情況下，如果在以下情況下駕駛車輛，則傳動系統將會斷開：

①從靜止加速到15km/h。

②以超過15km/h的恒定速度行駛5s。

注意：如果車速降到5km/h以下，則傳動系統將自動重新連接。

在以下情況下，傳動系統將保持連接或重新連接：

①關閉了DSC(客戶手動關閉或由于ABS模塊中存在故障而關閉)；

②環境溫度低(低于-10℃)；

③發動機扭矩需求高；

④選擇了“動態”、“沙地”或“泥濘地面/車轍地”全地形反饋適應系統模式；

⑤檢測到車輪打滑；

⑥檢測到高橫向加速度/偏航力矩；

⑦檢測到路面不平；

⑧選擇倒車擋。

如果存在與AWD系統操作有關的DTC，則傳動系統將會斷開并進入2輪驅動狀態。

全地形反饋適應系統不同模式下的傳動系統斷開功能如表4。

表4 全地形反饋適應系統不同模式下的傳動系統斷開功能

5.動力傳遞單元(PTU)

動力傳遞單元(PTU)如圖24所示，內部部件如圖25所示，部件分解圖如圖26所示。在旋轉凸輪環和驅動電機的驅動下，PTU通過爪形離合器機構以機械方式連接/斷開供應至傳動軸和RDU的驅動力。隨著凸輪環旋轉，凸輪環上的斜面作用在彈簧加載式爪形離合器的斜面上，從而分離從變速器傳輸至RDU的驅動力。在斜面頂部，在電機沒有承受持續加載的情況下，一個平坦部分允許爪形離合器保持在分離狀態。所以，如果在爪形離合器打開時PTU電機發生故障，則傳動系統將會陷入永久性FWD狀態。PTU由DDCM控制。傳動系統連接/斷開策略由AWDCM控制，它會持續監測主要的車輛和環境參數。當達到傳動系統斷開條件時，AWDCM會指示DDCM斷開PTU。當需要使用AWD時，AWDCM會指示DDCM重新連接PTU。PTU由DDCM控制。傳動系統連接/斷開策略由AWDCM控制，它會持續監測主要的車輛和環境參數。當達到傳動系統斷開條件時，AWDCM會指示DDCM斷開PTU。當需要使用AWD時，AWDCM會指示DDCM重新連接PTU。PTU電機是可更換的。更換后無需執行校準例行程序。

圖24 動力傳遞單元(PTU)

圖25 PTU內部部件

圖26 PTU部件分解圖

6.后驅動單元(RDU)

RDU負責傳輸和斷開供應至后半軸的驅動力。有兩種版本可用：①第2代標準傳動系統-單離合器組件；②第2代主動傳動系統-雙離合器組件。

兩種版本均采用了無需保養的“終生不用換油”設計。

第2代標準傳動系統RDU如圖27所示，內部部件如圖28所示。配備第2代標準傳動系統的車輛有一個傳統的機械后差速器，其差速器殼體上裝有一個集成的離合器組件。從傳動軸至RDU的驅動力通過輸入法蘭傳輸至小齒輪上，該小齒輪然后驅動安裝在開放式差速器上的冠狀齒輪。離合器組件安裝在差速器殼體的左側。離合器組件的一半以物理方式連接至差速器中的左太陽齒輪。離合器組件的另一半有一個供左后半軸使用的花鍵輸出裝置。右太陽齒輪也有一個供右后半軸使用的花鍵輸出裝置。一個三相電動驅動電機將會旋轉凸輪環，而凸輪環將會旋轉離合器組件內的滾珠斜面機構。這就會將可變扭矩施加到離合器組件上，離合器組件進而改變傳輸至后輪的扭矩量。隨著驅動電機旋轉凸輪環并將扭矩傳輸至離合器組件，差速器能夠正常工作，將驅動力傳輸至后輪。當傳動系統斷開系統工作時，離合器組件完全打開，從而與PTU中打開的爪形離合器一起減少傳動系統阻力。

圖27 第2代標準傳動系統RDU

1.冠狀齒輪；2.左RDU離合器驅動電機；3.左離合器組件；4.來自傳動軸的輸入；5.小齒輪；6.差速器。

7.第2代主動傳動系統RDU

第2代主動傳動系統RDU如圖29所示，內部部件如圖30所示。第2代主動傳動系統中的RDU沒有差速器。每個半軸都通過獨立的離合器組件驅動，其工作方式與在標準傳動系統RDU中的方式相同。來自傳動軸的驅動力通過輸入法蘭傳輸至小齒輪和冠狀齒輪，這些齒輪然后驅動安裝了每個離合器組件的托架。每個離合器組件的一半都安裝在托架上。另一半有一個供對應半軸使用的花鍵輸出裝置。一個三相電動驅動電機將會旋轉凸輪環，以便旋轉每個離合器組件內的滾珠斜面機構。這就會將可變扭矩施加到每個離合器組件上，離合器組件進而改變傳輸至每個后輪的扭矩量。當傳動系統斷開系統工作時，離合器組件完全打開，從而與PTU中打開的爪形離合器一起減少傳動系統阻力。RDU電機是可更換的，在更換后需要執行校準例行程序。從AWDCM/B至RDU電機的接線線束也是可更換的。

圖29 第2代主動傳動系統RDU

圖30 第2代主動傳動系統RDU內部部件

8.傳動系統控制

全輪驅動(AWD)控制模塊(AWDCM)負責傳動系統高級控制策略，包括扭矩傳遞和斷開策略。AWDCM如圖31所示，AWDCM控制RDU和PTU(通過DDCM)，并且位于RDU的前上部。AWD系統控制框圖如圖32所示。AWDCM通過FlexRay連接至車輛上的其他模塊。有兩種版本的AWDCM可用，它們共用一個類似的殼體：

①第2代標準傳動系統-AWDCM；

②第2代主動傳動系統-帶AWDBCM的AWDCM。

注意：AWDCM和AWDBCM是兩個獨立的控制模塊。但是，AWDBCM與AWDCM位于同一個殼體內。對于配備第2代主動傳動系統的車輛，當使用JLR認可的診斷設備時，設備上會同時顯示AWDCM和AWDBCM。

在第2代主動傳動系統中存在相同的左驅動電機和霍爾傳感器，它們均由AWDCM控制，但是AWDBCM控制用于驅動右離合器執行器環的驅動電機。與AWDCM一樣，驅動電機中的霍爾傳感器直接監測電機的位置以確定所需的離合器耦合扭矩。

兩個版本都通過RJB中由BCM控制的繼電器提供電源。此外，在第2代標準傳動系統和第2代主動傳動系統中，AWDCM還監測傳動軸轉速傳感器。傳動軸轉速傳感器位于RDU的前上部，也就是AWDCM/B的正后方。傳動軸轉速傳感器屬于霍爾型傳感器，可以單獨更換，并且更換后無需執行校準例行程序。

圖31 全輪驅動(AWD)控制模塊(AWDCM)

圖32 AWD系統控制框圖

傳動系統斷開控制模塊(DDCM)如圖33所示，PTU由DDCM控制。DDCM控制一個三相電機，該電機用于驅動爪形離合器執行器環以連接/斷開PTU。電機中的霍爾傳感器用于監測驅動電機的位置。DDCM是一個從屬單元，由AWDCM通過專用AWDCAN總線進行控制。DDCM通過EJB中由BCM控制的繼電器接收電源。

圖33 傳動系統斷開控制模塊(DDCM)

(未完待續)