CN109882523A - 两档输出的电磁离合器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种两档输出的电磁离合器及其控制方法，其包括：输入轴，在输入轴的端部设有与输入轴轴向滑动而周向定位相连的离合件，离合件随输入轴转动；离合件具有两个相对的摩擦面；电磁离合组件，包括置于离合件上的永磁体，以及产生磁场的电磁线圈组件，永磁体设置在磁场内；第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴的端部与所述离合件的第一摩擦面相对设置，第二输出轴的端部与离合件的第二摩擦面相对设置；电磁线圈组件通电时，电磁线圈组件产生的磁场作用在永磁体上、以带动离合件轴向滑动；通过改变电磁线圈组件中的通电极性，使离合件与第一输出轴或第二输出轴通过摩擦面摩擦结合。本发明可实现两档输出，优化汽车的启动特性。

Description

两档输出的电磁离合器及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车离合器技术领域，特别是涉及一种两档输出的电磁离合器及其控制方法。

背景技术

现有的传统汽车用离合器主要是液压式离合器，其主要原理是：油泵对油进行加压，电磁阀控制高压油路流动方向，最终高压油作用于相对应的离合器部件上，实现了传动力矩的输出。该类结构需要数量众多的零部件，其制造、装配总成非常复杂；电气控制元件较多；油路的布置比较困难。

现有的新能源汽车主要采用一档减速器的布置。这样的布置下，不需要任何的离合器，驱动系统中电机和减速器直接连接在一起，那么整个驱动系统有一个固定的传动比。在这样的布置下，新能源汽车整车动力性的要求对于驱动电机就提出了特别高的需求。比如低速下，驱动电机本身力矩要足够大，运行时驱动电机高效率区范围要宽，驱动电机的可调速范围要宽等。这样导致驱动电机设计和制造成本高，材料利用率不够充分。

因此，需要一种可实现两档输出的电磁离合机构，使其适用于新能源汽车，优化新能源汽车的启动特性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种两档输出的电磁离合器及其控制方法，用于解决现有技术中新能源汽车无法结合液压式离合器进行使用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种两档输出的电磁离合器，其包括：

输入轴，在输入轴的端部设有与输入轴轴向滑动而周向定位相连的离合件，离合件随所述输入轴转动；所述离合件具有两个相对的摩擦面；

电磁离合组件，包括置于所述离合件上的永磁体，以及产生磁场的电磁线圈组件，永磁体设置在所述磁场内；

第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的端部与所述离合件的第一摩擦面相对设置，

第二输出轴的端部与所述离合件的第二摩擦面相对设置；

电磁线圈组件通电时，电磁线圈组件产生的磁场作用在所述永磁体上、以带动所述离合件轴向滑动；通过改变电磁线圈组件中的通电极性，使离合件与第一输出轴或第二输出轴通过摩擦面摩擦结合。

优选的，所述离合件和所述输入轴通过轴向延伸的凸键和凹槽配合。

优选的，所述离合件上设有连杆；所述输入轴的端部设有周向凸缘，连杆轴向活动穿设在周向凸缘中。

优选的，所述离合件的周向上具有周向凹槽，所述电磁线圈组件置于所述周向凹槽内，所述永磁体固定在所述离合件上形成周向凹槽的槽壁上。

优选的，所述第一输出轴和所述第二输出轴同轴套设、且位于所述输入轴的同侧。

优选的，所述第一输出轴和所述输入轴同轴套设，所述第二输出轴与所述输入轴和所述第一输出轴相对设置。

本发明还提供一种两档输出的电磁离合器的控制方法，向电磁线圈组件通正向电，所述电磁线圈组件产生的磁场通过永磁体带动所述离合件轴向滑动，使离合件与第一输出轴通过摩擦面摩擦结合，第一输出轴输出动力；换挡时，向电磁线圈组件通反向电，离合件与第二输出轴的摩擦面摩擦结合，第二输出轴输出动力。

如上所述，本发明的两档输出的电磁离合器及其控制方法，具有以下有益效果：采用电磁离合组件来实现将输入轴的动力传输至第一输出轴或者第二输出轴，可通过第一输出轴和第二输出轴连接不同的减速器，实现两档输出，相比现有新能源汽车的一档减速器结构，其可以优化汽车的启动特性，在行驶时也可以使汽车在较宽的速度范围内工作于驱动系统的高效区域，提高能源利用率；另外，与液压离合机构相比，其结构简单，减少电气控制元件，避免布置油路等，可适用于新能源汽车。

附图说明

图1显示为本发明的两档输出的电磁离合器的一实施例图。

图2显示为本发明的两档输出的电磁离合器另一实施例图。

元件标号说明

1 输入轴

2 离合件

21 第一支撑盘

22 第二支撑盘

23 中间杆

3 连杆

41 第一摩擦面

42 第二摩擦面

5 永磁体

6 电磁线圈组件

7 第一输出轴

8 第二输出轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图2所示，本发明提供一种两档输出的电磁离合器，其包括：

输入轴1，在输入轴1的端部设有与输入轴1轴向滑动而周向定位相连的离合件2，离合件2随所述输入轴1转动；所述离合件2上设有两个相对的摩擦面；

电磁离合组件，包括置于所述离合件2上的永磁体5，以及产生磁场的电磁线圈组件6，永磁体5设置在所述磁场内；

第一输出轴7和第二输出轴8，所述第一输出轴7的端部与所述离合件2上的第一摩擦面41相对设置，第二输出轴8的端部与所述离合件2上的第二摩擦面42相对设置；

电磁线圈组件6通电时，电磁线圈组件6产生的磁场作用在所述永磁体5上、以带动所述离合件2轴向滑动；通过改变电磁线圈组件6中的通电极性，使离合件2与第一输出轴7或第二输出轴8通过摩擦面摩擦结合。

本发明采用上述与输入轴1可轴向滑动的离合件2，通过电磁离合组件实现驱动离合件2沿输入轴轴向运动，使其与第一输出轴7或第二输出轴8摩擦结合；而通过改变通电极性即可改变离合件2运动方向，也就改变使第一输出轴7或第二输出轴8作为当前状态的动力传输轴，可实现档位变换；其结构简单易于安装，适用于新能源汽车，其具有两档输出，可以优化汽车的启动特性，在行驶时也可以使汽车在较宽的速度范围内工作于驱动系统的高效区域，提高能源利用率。

实施例1

见图1所示，本实施例为同侧输出，即上述第一输出轴7和所述第二输出轴8同轴套设、且位于所述输入轴1的同侧。为更好的实现将输入轴的动力传输至上述第一输出轴和第二输出轴，本实施例中离合件2由两个支撑盘(即第一支撑盘21和第二支撑盘22通过中间杆23相连构成，即在第一支撑盘21和第二支撑盘22之间固设中间杆23。

本实施例通过两个支撑盘形成的离合件2其便于安装上述电磁离合组件，上述第一支撑盘21和第二支撑盘22之间具有一定间隔，即使离合件周向上形成周向凹槽，上述电磁线圈组件6可置于第一支撑盘21和第二支撑盘22之间的周向凹槽内，在第一支撑盘21和第二支撑盘22相互面对的壁面上固定上述永磁体5，两个支撑盘上固定的永磁体在面对电磁线圈方向上应极性相同；以此实现了电磁离合组件的安装，且确保了永磁体5在电磁线圈组件6产生的磁场内。每个支撑盘上的永磁体5其励磁方向均为垂直于盘面；每个盘面的永磁体极性方向应布置一致；在电磁线圈组件6通电时，两个永磁体5将受到往同一个方向的力，从而可以减小电磁线圈组件6和永磁体5的体积。

本实施例中电磁线圈组件6包括励磁线圈和导磁用的铁轭；电磁线圈组件作为定子，其励磁线圈放置于铁轭内部；铁轭中开有隔磁槽，以便形成正确的磁场回路。通电时，励磁线圈即可产生强大的磁场，吸引永磁体5并推动离合件轴向滑动。

为实现上述输入轴1与上述离合件2轴向滑动而周向定位，作为一具体实施例：可在上述第一支撑盘21的中心设置中心孔，而输入轴1的端部置于中心孔内，使第一支撑盘21和输入轴1通过轴向延伸的凸键和凹槽配合，即键槽配合实现轴向滑动周向定位的连接方式。

作为输入轴1与上述离合件2的连接结构的另一实施例：在第一支撑盘21上设置中心孔，中心孔周壁上设有环向槽，环向槽内固设有连杆3；所述输入轴1的端部设有周向凸缘，所述周向凸缘置于所述环向槽内，且连杆3活动穿设在周向凸缘中。本实施例通过环向槽与周向凸缘配合，且穿设在周向凸缘中的连杆3与第一支撑盘21固定，实现将输入轴1的转动力传输给离合件2，并且离合件2可相对输入轴1做轴向滑动。

为实现上述第一输出轴7和第二输出轴8与离合件2的配合，见图1所示，本实施例中上述第二支撑盘22具有中心孔，第二支撑盘22的两盘面上分别设有摩擦材料，构成上述摩擦面，沿轴向在第二支撑盘内侧的为上述第二摩擦面42，在第二支撑盘外侧的为上述第一摩擦面41。共轴套设的第一输出轴7和第二输出轴8，第二输出轴8穿设在第二支撑盘22的中心孔内，第二输出轴8的端部具有周向凸起的凸盘，其与第二摩擦面42配合，当离合件2向左侧滑动时第二摩擦面42与第二输出轴8上的凸盘紧压在一起，离合件2转动可带动第二输出轴8转动；第一输出轴7的端部也具有周向凸起的凸盘，其与第一摩擦面41配合，当离合件2向右侧滑动时第一摩擦面41与第一输出轴7上的凸盘紧压在一起，离合件2转动可带动第一输出轴7转动。本实施例实现了第一输出轴7和第二输出轴8同侧输出。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：第一输出轴7和第二输出轴8异侧设置，即可两侧输出动力。本实施例中上述第一输出轴7和所述输入轴1同轴套设，所述第二输出轴8与所述输入轴1和所述第一输出轴7相对设置。

本实施例中的离合件2其结构与实施例1中的离合件2结构相同，其由两个支撑盘(即第一支撑盘21和第二支撑盘22)由中间杆相连构成，本实施例中第一输出轴7和所述输入轴1同轴套设，输入轴1的端部位于两个支撑盘之间，而两个支撑盘间的中间杆穿设在输入轴端部的连接盘上，即中间杆作为连杆3使用，其实现输入轴1转动力的传递，带的离合件2转动。为便于离合件2与上述第一输出轴7和所述输入轴1结合，上述两个摩擦面分别置于两个支撑盘的外侧面上，即第一摩擦面41置于第一支撑盘21的外侧面上，其与第一输入轴7可压紧结合实现转动力的传输；第二摩擦面42置于第二支撑盘22的外侧面上，其与第二输入轴8可压紧结合实现转动力的传输。

本发明的两档输出的电磁离合器的控制方法，其具体可为：向电磁线圈组件6通正向电，所述电磁线圈组件6产生的磁场通过永磁体5带动所述离合件2轴向滑动，使离合件2与第一输出轴7通过摩擦面摩擦结合，第一输出轴7输出动力；换挡时，向电磁线圈组件6通反向电，离合件2与第二输出轴8的摩擦面摩擦结合，第二输出轴8输出动力。

在使用时，上述第一输出轴7和第二输出轴8可分别连接一减速器，使汽车实现两档变速，在车辆启动时，可使汽车工作在低速档，即上述电磁线圈组件6通电，使离合件2轴向滑动且与低速匹配的输出轴(如第一输出轴7)压紧结合，输入轴1通过上述连杆3的剪切力将力矩传递给离合件2，离合件旋转带动第一输出轴7转动、输出力矩。

在车辆运行时，汽车可以工作于低速档和高速档，切换过程，即改变电磁线圈组件6所通电流方向，使离合件2从与第一输出轴7结合的状态，变为与第二输出轴8相结合的状态，即实现变档操作。

综上所述，本发明的两档输出的电磁离合器及其控制方法，采用电磁离合组件来实现将输入轴的动力传输至第一输出轴或者第二输出轴，可通过第一输出轴和第二输出轴连接不同的减速器，实现两档输出，相比现有新能源汽车的一档减速器结构，其可以优化汽车的启动特性，在行驶时也可以使汽车在较宽的速度范围内工作于驱动系统的高效区域，提高能源利用率；另外，与液压离合机构相比，其结构简单，减少电气控制元件，避免布置油路等，可适用于新能源汽车。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种两档输出的电磁离合器，其特征在于，包括：

输入轴，在输入轴的端部设有与输入轴轴向滑动而周向定位相连的离合件，离合件随所述输入轴转动；所述离合件具有两个相对的摩擦面；

电磁离合组件，包括置于所述离合件上的永磁体，以及产生磁场的电磁线圈组件，永磁体设置在所述磁场内；

第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的端部与所述离合件的第一摩擦面相对设置，第二输出轴的端部与所述离合件的第二摩擦面相对设置；

电磁线圈组件通电时，电磁线圈组件产生的磁场作用在所述永磁体上、以带动所述离合件轴向滑动；通过改变电磁线圈组件中的通电极性，使离合件与第一输出轴或第二输出轴通过摩擦面摩擦结合。

2.根据权利要求1所述的两档输出的电磁离合器，其特征在于：所述离合件和所述输入轴通过轴向延伸的凸键和凹槽配合。

3.根据权利要求1所述的两档输出的电磁离合器，其特征在于：所述离合件上设有连杆；所述输入轴的端部设有周向凸缘，连杆轴向活动穿设在周向凸缘中。

4.根据权利要求1所述的两档输出的电磁离合器，其特征在于：所述离合件的周向上具有周向凹槽，所述电磁线圈组件置于所述周向凹槽内，所述永磁体固定在所述离合件上形成周向凹槽的槽壁上。

5.根据权利要求1所述的两档输出的电磁离合器，其特征在于：所述第一输出轴和所述第二输出轴同轴套设、且位于所述输入轴的同侧。

6.根据权利要求1所述的两档输出的电磁离合器，其特征在于：所述第一输出轴和所述输入轴同轴套设，所述第二输出轴与所述输入轴和所述第一输出轴相对设置。

7.一种权利要求1至权利要求6任一项所述的两档输出的电磁离合器的控制方法，其特征在于：向电磁线圈组件通正向电，所述电磁线圈组件产生的磁场通过永磁体带动所述离合件轴向滑动，使离合件与第一输出轴通过摩擦面摩擦结合，第一输出轴输出动力；换挡时，向电磁线圈组件通反向电，离合件与第二输出轴的摩擦面摩擦结合，第二输出轴输出动力。