CN108343739B - 电磁离合器和车辆以及电磁离合控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆的电磁离合技术领域,提供一种电磁离合器和车辆以及电磁离合控制方法和系统。电磁离合控制方法包括:向电磁离合器供电,使得电磁离合器的主动轮通过自身的主动磁极来磁驱动电磁离合器的从动轮的从动磁极以带动从动轮转动,当车速增大至预设车速值时,主动轮和所述从动轮通过锁止件锁止以同步转动。在主动轮转动时,当向电磁离合器供电后,主动轮将通过自身的主动磁极驱动从动轮上的从动磁极,从而带动从动轮转动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,而当车速增大到预设车速值,主动轮和从动轮则通过锁止件来锁定,以同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。

Description

电磁离合器和车辆以及电磁离合控制方法和系统
技术领域
本发明涉及车辆的电磁离合技术领域,特别涉及一种电磁离合控制方法、一种电磁离合器、一种电磁离合控制系统和一种车辆。
背景技术
随着人们生活品质的提升以及汽车技术的不断发展和成熟,消费者对于汽车的舒适度的要求也越来越高,使得手动换挡的驾驶方式逐渐被自动换挡代替。传动系统的离合器则能够保证驾乘舒适度又能保证传动效率与传动性能。目前,市面上已经很成熟的离合器可以分为两种:一种为普通摩擦片式离合器,另一种为综合液力变矩器式离合器。而摩擦片式离合器又可分为干式和湿式。
摩擦片式离合器中,干式离合器主要由飞轮齿圈、飞轮、摩擦片、减震弹簧、压盘和膜片弹簧等构成,此离合器在车辆正常行驶时主动部分与从动部分保持结合状态;当踩下离合踏板时通过机件传递使膜片弹簧带动压盘向后移动与摩擦片分离,从而中断动力传递。单片式离合器很容易改变扭矩容量,以适应发动机一定程度排量的变化,也可以根据油的压力自由改变。而湿式离合器则不同于单片或双片干式离合器,湿式离合器一般采用多片式的结构,湿式离合器内部采用分别与输入轴和输出轴相啮合的摩擦片和钢片依次相间排列的多片离合器组,摩擦片与钢片之间充斥着液力传动油,因此称之为“湿式”离合器。在转矩传递过程中,随着湿式离合器逐渐接合,液力传动油充满在摩擦片和钢片之间,转矩的传递主要依靠液体的粘性剪切力。当离合器片完全压紧时,液力传动油被挤出离合器片之间的空隙,转矩的传递主要依靠摩擦片和钢片之间的静摩擦。
综合液力变矩器式离合器中,主要构成零件有泵轮、涡轮和导轮。内部油液的流动方向为从泵轮到涡轮,再从涡轮到导轮,最后从导轮回到泵轮。当泵轮开始运转,此时涡轮转速为零,导轮处于单向锁止状态,油液流经导轮时方向变化对涡轮提供反作用力,此时扭矩可提高到发动机扭矩的2-3倍。当转速较高时,涡轮和泵轮转速几乎相同是,导轮从单向离合器上脱开并自由转动,转矩以1:1的传动比进行传递。
但是,目前的离合器也存在相应的不足,例如,湿式离合器在分离时摩擦片之间有相对滑磨损失,片数越多损失功率越大。由于主动片的转速很高,与摩擦片结合时会产生大量的热使摩擦片材料中的组成成分发生化学或物理变化,最终仍会导致磨损,而磨损后的离合器会发生诸多“不良反应”,比如磨屑累积、异响、离合器抖动、传动失效等等问题。另外,湿式离合器分离时仍有空转扭矩导致瞬时分离不彻底,使车辆换挡不平顺、顿挫等现象。而对于液力变矩器式离合器来说,由于需要通过油液的流动完成动力传递,且需要带动涡轮和导轮必然会存在液力损失使机器的传动效率有所降低。当车辆处于带档位停车时,发动机输入端的泵轮会处于怠速旋转状态而变速器输入端的涡轮处于零转速,巨大的转速差会使油液与叶片摩擦升温,从而导致能量损失,这是液力变矩器效率低的另一个原因。进一步地,液力变矩器的各零部件制造成本较高,质量大等因素限制了其在汽车工业上的广泛普及。
发明内容
有鉴于此,第一方面,本发明旨在提出一种电磁离合控制方法,以能够实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,并能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种电磁离合控制方法,所述电磁离合控制方法包括:向电磁离合器供电,使得电磁离合器的主动轮通过自身的主动磁极来磁驱动电磁离合器的从动轮的从动磁极以带动所述从动轮转动,当车速增大至预设车速值时,所述主动轮和所述从动轮通过锁止件锁止以同步转动。
相对于现有技术,本发明所述的电磁离合控制方法中,在主动轮转动时,当向电磁离合器供电后,主动轮将通过自身的主动磁极驱动从动轮上的从动磁极,从而带动从动轮转动,这样,通过磁驱动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,而当车速增大到预设车速值,例如,车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮和从动轮则通过锁止件来锁定,以同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
进一步地,在所述主动轮和所述从动轮被所述锁止件锁止以同步转动时,对所述电磁离合器中断供电;在车速降低到低速行驶状态使得所述锁止件将所述主动轮和所述从动轮解锁而不参与所述主动轮和所述从动轮之间的动力传递时,重新对所述电磁离合器供电。
另外,所述锁止件随所述主动轮转动,并能够在转动离心力的作用下将所述主动轮和所述从动轮锁止。
进一步地,车辆的电子控制单元通过变压器向所述电磁离合器提供所需电压。
第二方面,本发明提供一种电磁离合器,该电磁离合器包括主动轮、从动轮、电磁组件和锁止结构,其中,所述电磁组件设置在所述主动轮上以同步转动,并且所述主动轮设置有能够被所述电磁组件激发的主动磁极;所述从动轮套装在所述主动轮上并形成有与能够与所述主动磁极形成磁驱动的从动磁极;所述锁止结构设置在所述主动轮和所述从动轮之间,并且所述锁止结构包括锁止件,当车速增大至预设车速值时,所述锁止件将所述主动轮和所述从动轮锁止以同步转动。
这样,在主动轮转动时,当向电磁离合器供电后,主动轮将通过主动磁极驱动从动轮上的从动磁极,从而带动从动轮转动,这样,通过磁驱动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,而当车速增大到预设车速值,例如,车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮和从动轮则通过锁止件来锁定,以同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
进一步地,所述主动轮包括第一轴段、第二轴段和裙筒,所述裙筒的一端连接于所述第一轴段和所述第二轴段之间,所述裙筒的另一端延伸覆盖所述第一轴段的至少一部分以在所述裙筒和所述第一轴段之间形成容纳空间,其中,所述电磁组件的电磁线圈和电磁力传感器总成套装在所述第一轴段上,所述电磁组件的插接端子总成固定设置在所述裙筒的端面上;所述裙筒的外周面上形成有所述主动磁极;所述从动轮为具有动力输出端的筒体,所述筒体套装在所述第二轴段和所述裙筒上,其中,所述筒体的内周面上形成有所述从动磁极,所述锁止结构设置在所述第二轴段和所述筒体的内周面之间。
另外,所述锁止结构包括定位环、锁止销和弹簧,所述从动轮上形成有锁止孔,所述定位环固定设置在所述主动轮上,并且所述定位环形成有导向孔,所述锁止销通过所述弹簧可伸缩地设置在所述导向孔内,其中,当车速增大至预设车速值时,所述锁止销能够在转动离心力的作用下伸出并进入到所述锁止孔内,将所述主动轮和所述从动轮锁止以同步转动。
进一步地,所述电磁离合器包括用于固定设置在安装基础上的电磁导轨,其中,所述电磁导轨包括有供电电刷轨道和反馈信号电刷轨道,所述电磁组件的插接端子总成的电磁线圈供电电刷和所述供电电刷轨道接触,所述电磁组件的插接端子总成的电磁力反馈信号电刷和所述反馈信号电刷轨道接触。
第三方面,本发明提供一种电磁离合控制系统,包括电子控制单元、变压器和上述第二方面中任意所述的电磁离合器,其中,所述电子控制单元能够根据接收到的车辆实时信号来控制所述变压器,以向所述电磁离合器提供所需电压。
这样,如上所述的,电子控制单元可以根据车辆的实时信号来控制电磁离合器的供电状态,从而控制主动轮对从动轮的磁驱动,这样,通过磁驱动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,而当车速增大到预设车速值,例如,车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮和从动轮则通过锁止件来锁定,以同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
第四方面,本发明提供一种车辆,所述车辆设置有上述第四方面中所述的电磁离合控制系统,其中,所述车辆的车载蓄电池和所述变压器电连接,并且所述电磁离合器的所述主动轮和所述车辆的发动机传动连接,所述从动轮和所述车辆的变速器传动连接。
这样,如上所述的,该车辆的舒适性和整体品质得到显著提升。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的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方式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为本发明实施方式所述的电磁离合器的一种纵向剖视结构示意图;
图2为本发明实施方式所述的电磁离合器的一种横向剖视结构示意图,显示了锁止结构;
图3为本发明实施方式所述的电磁离合器的另一种横向剖视结构示意图,显示了主动轮和从动轮之间的磁驱动;
图4为本发明实施方式所述的电磁离合器的主动轮的一种立体结构示意图;
图5为本发明实施方式所述的电磁离合器的从动轮的一种立体结构示意图;
图6为本发明实施方式所述的电磁离合器的定位环的一种立体结构示意图;
图7为本发明实施方式所述的电磁离合器的定位销的一种立体结构示意图;
图8为本发明实施方式所述的电磁离合器的电磁组件和电磁导轨的一种立体结构示意图;
图9为图8的电磁组件中插接端子总成的一种立体结构示意图;
图10为本发明实施方式所述的电磁离合器中,主动轮和从动轮之间从磁驱动转换为通过定位销进行锁止的示意图;
图11为本发明实施方式所述的车辆中,电磁离合控制原理的方框示意图。
附图标记说明:
1-主动轮,2-从动轮,3-主动磁极,4-从动磁极,5-第一轴段,6-第二轴段,7-裙筒,8-电磁线圈,9-电磁力传感器总成,10-插接端子总成,11-动力输出端,12-筒体,13-定位环,14-锁止销,15-弹簧,16-锁止孔,17-导向孔,18-电磁轨道,19-供电电刷轨道,20-反馈信号电刷轨道,21-电磁线圈供电电刷,22-电磁力反馈信号电刷,23-电子控制单元,24-变压器,25-车载蓄电池,26-发动机,27-变速器,28-锁止件,29-螺栓孔,30-挂扣孔,31-螺栓连接孔,32-弹簧定位沉孔,33-螺栓。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
第一方面,参考图1、图3、图10和图11,本发明提供的电磁离合控制方法包括:向电磁离合器供电,使得电磁离合器的主动轮通过自身的主动磁极来磁驱动电磁离合器的从动轮的从动磁极以带动从动轮转动,当车速增大至预设车速值时,主动轮和从动轮通过锁止件锁止以同步转动。
在该技术方案中,在主动轮转动时,当向电磁离合器供电后,电磁离合器的电磁线圈将产生电磁力,该电磁力使主动轮的主动磁极激发以形成稳定磁极,使得主动轮将通过自身的主动磁极驱动从动轮上的从动磁极,从而带动从动轮转动,这样,通过磁驱动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,由于当转速增加到一定程度后,如果仅靠磁驱动,动力传递效率将有所降低,因此,为了实现稳定持续的动力传递,当车速增大到预设车速值,例如,车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮和从动轮则通过锁止件来锁定,以使得主动轮和从动轮同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
进一步地,在该电磁离合控制方法中,为了节省车辆能源,提高车辆电能的利用率,优选地,在主动轮和从动轮被锁止件锁止以同步转动时,对电磁离合器中断供电;比如,车辆高速行驶时,主动轮和从动轮仅通过锁止件来进行动力传递,以满足车辆高速行驶所需的动力,进一步地,在车速降低到低速行驶状态使得锁止件将主动轮和从动轮解锁而不参与主动轮和从动轮之间的动力传递时,车辆的电子控制单元(ECU)可以控制变压器以重新对电磁离合器供电,此时,车辆的动力传递仅通过磁驱动的主动轮和从动轮进行传递。
当然,主动轮和从动轮的磁驱动过程中,主动磁极和从动磁极可以为相反的磁极以相互之间产生吸力,或者为相同的磁性以相互之间产生斥力。
另外,为了便于在主动轮和从动轮在转动的过程中更平稳顺畅地将主动轮和从动轮锁止,优选地,锁止件随主动轮转动,并当车速增大至预设车速值时,锁止件能够在转动离心力的作用下径向向外伸出以将主动轮和从动轮锁止。因为此时,在磁驱动的作用下,主动轮和从轮动以基本接近的转速转动,从而更便于平稳地锁止。
此外,在本发明的电磁离合控制方法中,车辆的电子控制单元(ECU)根据车辆的实时状态通过变压器向电磁离合器提供所需电压(恒定或可变的电压),从而使得电磁离合器的电磁线圈产生持续恒定或可变的电磁力,例如,如图11所示的,ECU可以根据发动机转速传感器提供的信号、挡位开关信号、车速传感器提供的信号、油门开度传感器提供的信号以及电磁力强度反馈信号等,来实时控制电磁离合器所需的电压。
第二方面,本发明提供一种电磁离合器,参考图1、2、3、4和5所示的结构,该电磁离合器包括主动轮1、从动轮2、电磁组件和锁止结构,其中,电磁组件设置在主动轮1上以同步转动,并且主动轮1设置有能够被电磁组件激发的主动磁极3,也就是,该电磁组件通电后,能够激发主动磁极3产生电磁力,从动轮2套装在主动轮1上并形成有与能够与主动磁极3形成磁驱动的从动磁极4;同时,锁止结构设置在主动轮1和从动轮2之间,并且锁止结构包括锁止件28,当车速增大至预设车速值时,锁止件28将主动轮1和从动轮2锁止以同步转动。
这样,在主动轮1转动时,当向电磁离合器供电后,电磁离合器的电磁组件将产生电磁力,该电磁力使主动轮1的主动磁极3激发以形成稳定磁极,使得主动轮1将通过自身的主动磁极3驱动从动轮2上的从动磁极4,从而带动从动轮2转动,这样,通过磁驱动,可以实现车辆换挡的平顺性和驾乘舒适性,由于当转速增加到一定程度后,如果仅靠磁驱动,动力传递效率将有所降低,因此,为了实现稳定持续的动力传递,当车速增大到预设车速值,例如,车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮1和从动轮2则通过锁止件来锁定,以使得主动轮和从动轮同步转动来实现100%的动力传递,而在整个动力传递过程中,则能够吸收振动和冲击,降低工作噪声。
应当理解,本发明的电磁离合器中,主动轮1的结构可以根据不同的情形具有不同的结构,其只要能够通过磁驱动和锁止件来相应地带动从动轮转动以实现动力传递即可。例如,如图1和4所示的,在一种结构形式中,主动轮1包括用于设置电磁组件的第一轴段5、用于设置锁止结构的第二轴段6和用于设置主动磁极的裙筒7,其中,裙筒7的一端连接于第一轴段5和第二轴段6之间,裙筒7的另一端延伸覆盖第一轴段5的至少一部分以在裙筒7和第一轴段5之间形成容纳空间,这样,电磁组件的电磁线圈8和电磁力传感器总成9套装在第一轴段5上并位于该容纳空间内,电磁组件的插接端子总成10则固定设置在裙筒7的端面上;裙筒7的外周面上形成有主动磁极3;例如,如图4所示的,裙筒7的外周面上设置有磁铁,或者裙筒7为电磁铁,或者主动轮1整体为电磁铁,而从动轮2为具有动力输出端11的筒体12,筒体12套装在第二轴段6和裙筒7上,其中,筒体12的内周面上形成有从动磁极4,例如,筒体12的内周面上周向间隔设置永磁铁,锁止结构设置在第二轴段6和筒体12的内周面之间。
这样,通电后,电磁线圈8将产生持续恒定或可变的电磁力,由于主动轮1比如为电磁铁,此时电磁线圈8发生的电磁力使主动轮1磁化而在主动磁极3处激发形成稳定的磁极,使得主动磁极通过磁驱动实现和从动轮的初始结合,如图3所示的,主动轮1带动主动磁极3以速度v转动,同时,主动磁极3将向从动磁极4施加磁力F,以驱动从动轮2转动,此时电磁力传感器总成9记录并反馈磁力信号到ECU,使得ECU完成对主动磁极3的磁极强度大小的控制。而当车辆的转速达到预设的锁紧点转速时,主动轮1和从动轮2则通过锁止结构锁定,以同步转动实现100%的动力传递。
进一步地,一种结构形式中,如图1、2、6和7所示的,该锁止结构包括定位环13、锁止销14和弹簧15,其中,如图5所示的,从动轮2上形成有锁止孔16,如图2所示的,例如螺栓33穿过定位环13上的螺栓连接孔31并连接于主动轮1上的螺栓孔29,以将定位环13固定设置在主动轮1上,并且如图6所示的,定位环13形成有导向孔17,如图2所示,锁止销14通过弹簧15可伸缩地设置在导向孔17内,例如,弹簧15的一端可以挂钩在主动轮上的挂扣孔30内,另一端则焊接于锁止件28上的弹簧定位沉孔32内,其中,当车速增大至预设车速值时,锁止销14能够在转动离心力的作用下伸出并进入到锁止孔16内,将主动轮1和从动轮2锁止以同步转动。
如图7所示,锁止销14优选地为弧形块,以实现可靠稳定的锁止。
当然,在主动轮1和从动轮2通过锁止销14同步转动后,可以切断供电,使得主动轮1和从动轮2仅通过锁止销14的锁止来实现动力传递。
此外,如图1、8和9所示,本发明的电磁离合器中,电磁离合器包括用于固定设置在安装基础上的电磁导轨18,也就是,电磁导轨18并不随主动轮1转动,其中,电磁导轨18包括有供电电刷轨道19和反馈信号电刷轨道20,而电磁组件的插接端子总成10的电磁线圈供电电刷21和供电电刷轨道19接触以在转动时能够提供电力,而电磁组件的插接端子总成10的电磁力反馈信号电刷22和反馈信号电刷轨道20接触,以能够实时传递电磁力强度信号。
这样,电磁力传感器总成9记录的磁力信号将实时反馈到ECU,使得ECU完成对主动磁极3的磁极强度大小的控制。
第三方面,本发明提供一种电磁离合控制系统,如图11所示的,该电磁离合控制系统包括电子控制单元23、变压器24和上述第二方面中任意所述的电磁离合器,其中,电子控制单元23能够根据接收到的车辆实时信号(例如发动机转速传感器提供的信号、挡位开关信号、车速传感器提供的信号、油门开度传感器提供的信号以及电磁力强度反馈信号等)来控制变压器24,以向电磁离合器提供所需电压。
当然,如上所述的,在主动轮1和从动轮2通过锁止销14锁止以完全同步转动后,ECU可以控制变压器24停止向电磁离合器供电,从而节省车辆能源,提高车辆电能的利用率。比如,车辆高速行驶时,主动轮1和从动轮2仅通过锁止销14来进行动力传递,以满足车辆高速行驶所需的动力,进一步地,在车速降低到低速行驶状态使得锁止销14将主动轮1和从动轮2解锁而不参与主动轮1和从动轮2之间的动力传递时,车辆的电子控制单元(ECU)23可以控制变压器24以重新对电磁离合器供电,此时,车辆的动力传递仅通过磁驱动的主动轮和从动轮进行传递。
第四方面,本发明提供一种车辆,该车辆设置有上述第三方面中所述的电磁离合控制系统,其中,如图11所示,车辆的车载蓄电池25和变压器24电连接,并且电磁离合器的主动轮1和车辆的发动机26传动连接,从动轮2和车辆的变速器27传动连接。这样,如上所述的,该车辆的舒适性和整体品质得到显著提升。
通过以上所述的,可以看出,本发明的电磁离合控制原理中:由发动机的曲轴将动力传递到主动轮1(如图1所示,两者通过螺栓和螺母定位),使得主动轮1转动,此时ECU通过变压器控制蓄电池提供的电力,电磁线圈供电电刷21和供电电刷轨道19转动接触以向电磁线圈8供电,电磁线圈8通电后产生持续恒定或可变的电磁力,由于主动轮1为电磁铁,此时电磁线圈8发生的电磁力使主动轮1磁化以在主动磁极3激发稳定磁极,而从动轮2的磁极柱为永磁铁,其从动磁极4的发射端存在固定磁极且与主动磁极3相同,由于磁极间相互作用力使从动轮2发生转动来完成初始结合状态,此时电磁力传感器总成9记录并反馈电磁力强度信号到ECU,使ECU完成对主动轮1的磁极强度大小的控制。由于当转速增加到一定程度时单靠磁驱动来进行动力传递时,动力的传递效率会有所降低,此时,如图10所示的,在锁紧点转速n,锁止销14将在离心力的作用下径向向外移动并进入到从动轮2的锁止孔16内,此时,弹簧15被拉伸,锁止销14将主动轮1和从动轮2锁止,随着转速不断提高锁止销14将主动轮1与从动轮2连接使传动效率达到100%,提升车辆动力性能,完成动力传递。
当车辆处于起步阶段(带档位停车)时,ECU不对电磁离合器供电,此时电磁线圈不工作,主动轮1无磁力发出而不对从动轮2做功,处于怠速状态。ECU通过发动机转速、档位开关、车速传感器、油门开度传感器等多方位信息判断车辆需要行驶,此时ECU向变压器24输送控制电压信号,控制变压器24对电磁离合器提供电压并逐渐增加,变压器24的电源由车载蓄电池25提供,主动轮1受到电磁线圈8等元件作用下产生磁力,主动磁极3产生的磁极与从动磁极4的磁极相同,通过排斥力的作用使从动轮2随主动轮1一同旋转,如图11所示,向变速器27输入动力带动车辆行驶,随着磁力不断增加传递效率增加,使车辆运行更平顺提高驾乘舒适度。
当发动机26处于高转速但车速很低时,此时驾驶者不希望车速过高,可以通过ECU控制变压器24对电磁离合器输入较低电压,使主动轮1与从动轮2之间的传动效率降低,完成车辆低速行驶。
当车辆处于高速状态时,ECU虽然控制变压器24对电磁离合器输入最大电压,但是由于主动轮1与从动轮2之间为磁力传递,传递效率不断降低,如图10所示,当车辆转速达到预设值时,锁止销14则在离心力的作用下径向向外伸出以将主动轮1和从动轮2锁止,锁止销14则由于离心力的作用拉动弹簧15,从而将主动轮1与从动轮2的连接达到100%的传动效率,维持车辆的运动性能。此时ECU控制变压器24对电磁离合器中断供电,完全由锁止销代替完成动力传递,以节省车辆能源,提高车辆电能的利用率。
当车辆由高速状态转为低速状态时,发动机26的转速降低,锁止销14由于离心力的减小并在弹簧15的作用下不断恢复到初始状态,直到锁止销14不参与动力传递,此时ECU控制变压器24重新对电磁离合器供电,使传递效率由100%逐渐减小到正常值,动力的传递平稳过渡。
另外,本发明的电磁离合器中,利用磁力完成对动力的传递与中断。通过逐渐增大的磁极间相互作用力使车辆平稳行驶,增加了车辆起步的平顺性又提高了驾乘的舒适度。由于本电磁离合器在启动加速和减速阶段无需零部件结合传动,使得车辆在换挡的过程中更加平顺,而且避免了传统摩擦式离合器因接触产生高温对传递效率的损耗,而且能使车辆传动系避免共振,具有吸收振动、冲击的能力,电磁离合器的工作噪声更低,从而在使用寿命上大大增加,无须担心寿命问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,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 (9)

1.一种电磁离合控制方法,其特征在于,所述电磁离合控制方法包括:
向电磁离合器供电,使得电磁离合器的主动轮通过自身的主动磁极来磁驱动电磁离合器的从动轮的从动磁极以带动所述从动轮转动,
当车速增大至预设车速值时,所述主动轮和所述从动轮通过锁止件锁止以同步转动;
在所述主动轮和所述从动轮被所述锁止件锁止以同步转动时,对所述电磁离合器中断供电;
在车速降低到低速行驶状态使得所述锁止件将所述主动轮和所述从动轮解锁而不参与所述主动轮和所述从动轮之间的动力传递时,重新对所述电磁离合器供电。
2.根据权利要求1所述的电磁离合控制方法,其特征在于,所述锁止件随所述主动轮转动,并能够在转动离心力的作用下将所述主动轮和所述从动轮锁止。
3.根据权利要求1或2所述的电磁离合控制方法,其特征在于,车辆的电子控制单元通过变压器向所述电磁离合器提供所需电压。
4.一种电磁离合器,其特征在于,包括主动轮(1)、从动轮(2)、电磁组件和锁止结构,其中,
所述电磁组件设置在所述主动轮(1)上以同步转动,并且所述主动轮(1)设置有能够被所述电磁组件激发的主动磁极(3);
所述从动轮(2)套装在所述主动轮(1)上并形成有与能够与所述主动磁极(3)形成磁驱动的从动磁极(4);
所述锁止结构设置在所述主动轮(1)和所述从动轮(2)之间,并且所述锁止结构包括锁止件(28),当车速增大至预设车速值时,所述锁止件(28)将所述主动轮(1)和所述从动轮(2)锁止以同步转动;
在所述主动轮和所述从动轮被所述锁止件锁止以同步转动时,对所述电磁离合器中断供电;
在车速降低到低速行驶状态使得所述锁止件将所述主动轮和所述从动轮解锁而不参与所述主动轮和所述从动轮之间的动力传递时,重新对所述电磁离合器供电。
5.根据权利要求4所述的电磁离合器,其特征在于,所述主动轮(1)包括第一轴段(5)、第二轴段(6)和裙筒(7),所述裙筒(7)的一端连接于所述第一轴段(5)和所述第二轴段(6)之间,所述裙筒(7)的另一端延伸覆盖所述第一轴段(5)的至少一部分以在所述裙筒(7)和所述第一轴段(5)之间形成容纳空间,其中,所述电磁组件的电磁线圈(8)和电磁力传感器总成(9)套装在所述第一轴段(5)上,所述电磁组件的插接端子总成(10)固定设置在所述裙筒(7)的端面上;所述裙筒(7)的外周面上形成有所述主动磁极(3);
所述从动轮(2)为具有动力输出端(11)的筒体(12),所述筒体(12)套装在所述第二轴段(6)和所述裙筒(7)上,其中,所述筒体(12)的内周面上形成有所述从动磁极(4),所述锁止结构设置在所述第二轴段(6)和所述筒体(12)的内周面之间。
6.根据权利要求4或5所述的电磁离合器,其特征在于,所述锁止结构包括定位环(13)、锁止销(14)和弹簧(15),所述从动轮(2)上形成有锁止孔(16),所述定位环(13)固定设置在所述主动轮(1)上,并且所述定位环(13)形成有导向孔(17),所述锁止销(14)通过所述弹簧(15)可伸缩地设置在所述导向孔(17)内,其中,
当车速增大至预设车速值时,所述锁止销(14)能够在转动离心力的作用下伸出并进入到所述锁止孔(16)内,将所述主动轮(1)和所述从动轮(2)锁止以同步转动。
7.根据权利要求4或5所述电磁离合器,其特征在于,所述电磁离合器包括用于固定设置在安装基础上的电磁导轨(18),其中,
所述电磁导轨(18)包括有供电电刷轨道(19)和反馈信号电刷轨道(20),所述电磁组件的插接端子总成(10)的电磁线圈供电电刷(21)和所述供电电刷轨道(19)接触,所述电磁组件的插接端子总成(10)的电磁力反馈信号电刷(22)和所述反馈信号电刷轨道(20)接触。
8.一种电磁离合控制系统,其特征在于,包括电子控制单元(23)、变压器(24)和根据权利要求4-7中任意一项所述的电磁离合器,其中,
所述电子控制单元(23)能够根据接收到的车辆实时信号来控制所述变压器(24),以向所述电磁离合器提供所需电压。
9.一种车辆,其特征在于,所述车辆设置有根据权利要求8所述的电磁离合控制系统,其中,
所述车辆的车载蓄电池(25)和所述变压器(24)电连接,并且所述电磁离合器的所述主动轮(1)和所述车辆的发动机(26)传动连接,所述从动轮(2)和所述车辆的变速器(27)传动连接。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113472175B (zh) * 2021-07-06 2022-09-02 山西江淮重工有限责任公司 盘式永磁涡流联轴器及其启动方法
CN113595322A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 中国科学院工程热物理研究所 一种防脱离的飞轮结构及飞轮储能系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6121301Y2 (zh) * 1979-10-08 1986-06-26
JP2000228861A (ja) * 1998-12-02 2000-08-15 Higashifuji Manuf Ltd クラッチ機構
US7528514B2 (en) * 2006-06-22 2009-05-05 International Business Machines Corporation Centrifugal magnetic clutch
CN203352368U (zh) * 2013-05-22 2013-12-18 马加良 自动离合的电机转子
DE102014209809B4 (de) * 2013-11-25 2021-09-02 Magna powertrain gmbh & co kg Kupplung
CN104895956B (zh) * 2015-06-15 2017-07-07 重庆理工大学 电热磁形状记忆合金与磁流变液复合离心式离合器
CN105090280B (zh) * 2015-07-23 2017-12-08 山东理工大学 可机械锁止的磁粉离合器

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