CN112013060A - 离合器机构总成及用于降低离合器摩擦力的控制方法 - Google Patents

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CN112013060A CN202010805518.8A CN202010805518A CN112013060A CN 112013060 A CN112013060 A CN 112013060A CN 202010805518 A CN202010805518 A CN 202010805518A CN 112013060 A CN112013060 A CN 112013060A
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Abstract

本发明提供了一种离合器机构总成及用于降低离合器摩擦力的控制方法，所述离合器机构总成包括：差速器壳体、制动器、牙嵌齿套、牙嵌半轴齿轮、推力机构和弹性件，所述制动器套设在所述差速器壳体上，所述制动器可在所述差速器壳体上的第一位置和第二位置之间进行轴向移动；所述推力机构套设在所述差速器壳体上，所述弹性件连接在所述牙嵌齿套和所述牙嵌半轴齿轮之间，所述制动器断电时所述弹性件可将所述牙嵌齿套推离所述牙嵌半轴齿轮，所述制动器从所述第二位置移动恢复至所述第一位置，且所述制动器和所述推力机构设置有间隙。本发明所述的离合器机构总成，可以避免制动器和推力机构之间的摩擦，有利于延长离合器的使用寿命。

Description

离合器机构总成及用于降低离合器摩擦力的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种离合器机构总成及用于降低离合器摩擦力的控制方法。
背景技术
目前汽车市场中，大多数汽车驱动桥采用开放式差速器，此种差速器存在一个缺点，即当车辆的一侧车轮在泥泞或冰雪路面，由于此时地面摩擦系数小，地面无法提供车轮足够大的抓地力，汽车车轮会出现打滑现象。因为开放式差速器结构特点，另一侧车轮会静止不动，导致整车无法行驶。此时需要启用离合器将两侧半轴齿轮锁止，使左右两侧半轴无法相对旋转，从而利用摩擦系数大的一侧车轮实现整车脱困，但此方法会导致离合器构件磨损过度，从而降低了离合器的使用寿命。因此，上述技术存在改进空间。
发明内容
有鉴于此，本发明第一方面旨在提出一种离合器机构总成，所述离合器机构总成，在实现离合器正常锁止和解锁的同时，通过制动器和推力机构之间设置间隙，避免制动器和推力机构之间的摩擦，有利于延长离合器的使用寿命。
本发明的第二方面旨在提出一种用于降低离合器摩擦力的控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种离合器机构总成，包括：差速器壳体、制动器、牙嵌齿套、牙嵌半轴齿轮、推力机构和弹性件，所述制动器套设在所述差速器壳体上，所述制动器可在所述差速器壳体上的第一位置和第二位置之间进行轴向移动；所述牙嵌齿套和牙嵌半轴齿轮设在所述差速器壳体内，当所述制动器处于所述第一位置时，所述牙嵌齿套和所述牙嵌半轴齿轮分离，所述离合器为解锁状态，当所述制动器处于所述第二位置时，所述牙嵌齿套和所述牙嵌半轴齿轮相结合，所述离合器为锁止状态；所述推力机构套设在所述差速器壳体上，所述推力机构和所述牙嵌齿套固定连接，所述制动器通电时所述推力机构可将所述制动器和所述差速器壳体之间的磁吸力传递至所述牙嵌齿套；所述弹性件连接在所述牙嵌齿套和所述牙嵌半轴齿轮之间，所述制动器断电时所述弹性件可将所述牙嵌齿套推离所述牙嵌半轴齿轮，所述制动器从所述第二位置移动恢复至所述第一位置，且所述制动器和所述推力机构设置有间隙。
根据本发明实施例的离合器机构总成，在实现离合器正常锁止和解锁的同时，通过制动器和推力机构之间设置间隙，避免制动器和推力机构之间的摩擦，有利于延长离合器的使用寿命。
根据本发明实施例的离合器机构总成，在所述制动器的外壳上设有倾斜延伸的第一配合面，所述差速器壳体的朝向所述第一配合面的一侧设有第二配合面，所述第二配合面和所述第一配合面的倾斜延伸方向一致，在所述制动器通电时所述第一配合面和所述第二配合面之间通过磁吸力作用以使所述制动器由所述第一位置移动至所述第二位置。
根据本发明实施例的离合器机构总成，还包括：行星齿轮组，所述行星齿轮组设在所述差速器壳体内，当所述制动器处于所述第二位置时，所述行星齿轮组通过所述牙嵌齿套和驱动轴连接。
根据本发明实施例的离合器机构总成，还包括：阻挡片，所述阻挡片套设在所述差速器壳体上，且所述阻挡片位于所述制动器的右端以将所述制动器限位在所述第一位置。
根据本发明实施例的离合器机构总成，在所述牙嵌齿套的朝向所述制动器的一侧设有第三配合面，所述差速器壳体内壁面上设有第四配合面，所述第三配合面和所述第四配合面在左右方向上相对设置，在所述制动器断电时所述第三配合面和所述第四配合面止抵接触。
根据本发明实施例的离合器机构总成，所述牙嵌齿套包括卡接槽，所述卡接槽设置有卡接位，所述推力机构包括突出部，所述突出部设置有卡接头，所述卡接位和所述卡接头可卡接配合。
根据本发明的第二方面的用于降低离合器摩擦力的控制方法，所述控制方法可应用于所述的离合器机构总成，包括以下步骤：
S1、按下所述制动器控制开关，锁止信号传递至离合器控制单元，所述离合器控制单元采集左侧车轮的转速、右侧车轮的转速以及整车车速；
S2、判断所述车辆信息是否满足所述离合器控制单元预设的离合器锁止条件，若所述离合器锁止条件满足，所述离合器控制单元控制整车的电源导通，所述制动器，所述制动器通电并产生电磁力，通过磁吸作用所述制动器由所述第一位置向所述第二位置轴向移动，锁止所述离合器；
S3、所述离合器锁止后，判断所述车辆信息是否满足所述离合器控制单元预设的降低离合器摩擦力条件，若所述降低离合器摩擦力条件满足，所述离合器控制单元自动调节供给所述制动器的输入电流，使得所述输入电流降低至设定电流值，以减小所述制动器与所述差速器壳体之间的磁吸力；
S4、判断所述车辆信息是否满足所述离合器控制单元预设的离合器解锁条件，若离合器解锁条件满足，所述离合器控制单元控制断开所述整车的电源和所述制动器，所述制动器断电，解锁所述离合器。
进一步地，所述离合器锁止条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第一设定值，车速小于第二设定值。
进一步地，所述降低离合器摩擦力条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第三设定值。
进一步地，所述离合器锁止后，所述离合器控制单元实时采集所述车速，当所述车速大于第四设定值且不超过第五设定值，所述离合器控制单元发出超速预警，当所述车速大于所述第五设定值时，判断达到所述离合器解锁条件并自动断开整车电源和所述制动器。
根据本发明的第二方面的用于降低离合器摩擦力的控制方法，应用于如第一方面任一种所述的离合器机构总成。所述用于降低离合器摩擦力的控制方法与上述的离合器机构总成相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
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例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为本发明实施例的离合器机构总成的结构示意图；
图2为本发明实施例的离合器解锁状态的结构示意图；
图3为本发明实施例的离合器锁合状态的结构示意图；
图4为本发明实施例的牙嵌齿套与推力机构的装配图；
图5为本发明实施例的牙嵌齿套的结构示意图；
图6为本发明实施例的推力机构的结构示意图；
图7为本发明实施例的用于降低离合器摩擦力的控制方法的流程图。
附图标记：
100-离合器机构总成，10-离合器，1-差速器壳体，11-第二配合面，12-行星齿轮组，13-阻挡片，14-第四配合面，2-制动器，21-第一配合面，3-牙嵌齿套，31-第三配合面，32-卡接槽，33-卡接位，4-牙嵌半轴齿轮，5-推力机构，51-突出部，52-卡接头，6-弹性件，7-间隙，8-第一位置，9-第二位置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图1-图7并结合实施例来详细说明本发明实施例的离合器10机构总成100。如图1所示，根据本发明实施例的离合器10机构总成100可以包括：差速器壳体1、制动器2、牙嵌齿套3、牙嵌半轴齿轮4、推力机构5和弹性件6，进一步地，制动器2套设在差速器壳体1上，制动器2可在差速器壳体1上的第一位置8和第二位置9之间进行轴向移动，从而实现离合器10的分离和锁止。进一步地，牙嵌齿套3和牙嵌半轴齿轮4设在差速器壳体1内，当制动器2处于第一位置8时，牙嵌齿套3和牙嵌半轴齿轮4分离，离合器10为解锁状态，进一步地，当制动器2处于第二位置9时，牙嵌齿套3和牙嵌半轴齿轮4相结合，离合器10为锁止状态。
进一步地，推力机构5套设在差速器壳体1上，推力机构5和牙嵌齿套3固定连接，制动器2通电时推力机构5可将制动器2和差速器壳体1之间的磁吸力传递至牙嵌齿套3，在一个具体的实施例中，制动器2和差速器壳体1之间传递至牙嵌齿套3的磁吸力为斥力，即牙嵌齿套3向远离制动器2的方向移动。进一步地，弹性件6连接在牙嵌齿套3和牙嵌半轴齿轮4之间，制动器2断电时弹性件6可将牙嵌齿套3推离牙嵌半轴齿轮4，从而使制动器2从第二位置9移动恢复至第一位置8，且制动器2和推力机构5设置有间隙7。这样通过制动器2和推力机构5之间设置间隙7，可以使得制动器2和推力机构5之间不存在压力，从而避免制动器2和推力机构5之间的摩擦，有利于延长离合器10的使用寿命。进一步地，弹性件6为弹簧件，例如，在一个具体的实施例中，弹性件6为波形弹簧。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，在实现离合器10正常锁止和解锁的同时，通过制动器2和推力机构5之间设置间隙7，避免制动器2和推力机构5之间的摩擦，有利于延长离合器10的使用寿命。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，如图3所示，在制动器2的外壳上设有倾斜延伸的第一配合面21，类似地，差速器壳体1的朝向第一配合面21的一侧设有第二配合面11，第二配合面11和第一配合面21的倾斜延伸方向一致，例如，在一个具体的实施例中，第二配合面11和第一配合面21可平行设置，这样在制动器2向左移动的过程中，第二配合面11和第一配合面21不会发生碰触进而产生摩擦力。进一步地，在制动器2通电时第一配合面21和第二配合面11之间通过磁吸力作用以使制动器2由第一位置8移动至第二位置9，从而实现离合器10的锁止和分离。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，如图1所示，还包括：行星齿轮组12，进一步地，行星齿轮组12设在差速器壳体1内，当制动器2处于第二位置9时，行星齿轮组12通过牙嵌齿套3和驱动轴连接，进而使牙嵌半轴齿轮4将行星齿轮组12传递的扭转力传递至驱动轴，从而实现车轮的转动。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，如图1所示，还包括：阻挡片13，进一步地，阻挡片13套设在差速器壳体1上，且阻挡片13位于制动器2的右端以将制动器2限位在第一位置8。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，如图3所示，在牙嵌齿套3的朝向制动器2的一侧设有第三配合面31，类似地，差速器壳体1内壁面上设有第四配合面14，第三配合面31和第四配合面14在左右方向上相对设置，在制动器2断电时第三配合面31和第四配合面14止抵接触，从而在制动器2断电时，通过差速器壳体1内壁可以实现对牙嵌齿套3的限位。
根据本发明实施例的离合器10机构总成100，如图5所示，牙嵌齿套3包括卡接槽32，卡接槽32设置有卡接位33。进一步地，如图6所示，推力机构5包括突出部51，突出部51设置有卡接头52，进一步地，如图4所示，卡接位33和卡接头52可卡接配合，从而实现牙嵌齿套3和推力机构5的止挡配合。进一步地，卡接头52上设置有导向面，导向面从左向右逐渐抬升，从而可以为卡接位33和卡接头52的卡接配合提供导向作用。进一步地，推力机构5为塑料材质，例如，在一个具体的实施例中，推力机构5可以为PA6T的塑料材质。
综上所述，根据本发明实施例的离合器10机构总成100，在实现离合器10正常锁止和解锁的同时，通过制动器2和推力机构5之间设置间隙7，避免制动器2和推力机构5之间的摩擦，有利于延长离合器10的使用寿命。
根据本发明的第二方面的用于降低离合器10摩擦力的控制方法，控制方法可应用于离合器10机构总成100，如图7所示，包括以下步骤：
S1、按下制动器2控制开关，锁止信号传递至离合器10控制单元，离合器10控制单元采集左侧车轮的转速、右侧车轮的转速以及整车车速；进一步地，当按下制动器2控制开关时，锁止信号传递同样会传递到仪表盘上，仪表盘上的指示灯会闪烁，从而提示驾驶员离合器10控制单元正在采集行车信息；
S2、判断车辆信息是否满足离合器10控制单元预设的离合器10锁止条件，若离合器10锁止条件满足，离合器10控制单元控制整车的电源导通，制动器2，制动器2通电并产生电磁力，通过磁吸作用制动器2由第一位置8向第二位置9轴向移动，锁止离合器10；进一步地，当满足离合器10锁止条件时，仪表盘上的指示灯为常亮状态；
S3、离合器10锁止后，判断车辆信息是否满足离合器10控制单元预设的降低离合器10摩擦力条件，若降低离合器10摩擦力条件满足，离合器10控制单元自动调节供给制动器2的输入电流，使得输入电流降低至设定电流值，以减小制动器2与差速器壳体1之间的磁吸力；从而缓解推力机构5的磨损。
S4、判断车辆信息是否满足离合器10控制单元预设的离合器10解锁条件，若离合器10解锁条件满足，离合器10控制单元控制断开整车的电源和制动器2，制动器2断电，解锁离合器10。
进一步地，离合器10锁止条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第一设定值，车速小于第二设定值。
进一步地，降低离合器10摩擦力条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第三设定值。
进一步地，离合器10锁止后，离合器10控制单元实时采集车速，当车速大于第四设定值且不超过第五设定值，离合器10控制单元发出超速预警，进一步地，当车速大于第五设定值时，判断达到离合器10解锁条件并自动断开整车电源和制动器2。
综上，根据本发明的第二方面的用于降低离合器10摩擦力的控制方法，具有离合器10摩擦力小、离合器10使用寿命长等优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，包括：
差速器壳体(1)；
制动器(2)，所述制动器(2)套设在所述差速器壳体(1)上，所述制动器(2)可在所述差速器壳体(1)上的第一位置(8)和第二位置(9)之间进行轴向移动；
牙嵌齿套(3)和牙嵌半轴齿轮(4)，所述牙嵌齿套(3)和牙嵌半轴齿轮(4)设在所述差速器壳体(1)内，当所述制动器(2)处于所述第一位置(8)时，所述牙嵌齿套(3)和所述牙嵌半轴齿轮(4)分离，所述离合器(10)为解锁状态，当所述制动器(2)处于所述第二位置(9)时，所述牙嵌齿套(3)和所述牙嵌半轴齿轮(4)相结合，所述离合器(10)为锁止状态；
推力机构(5)，所述推力机构(5)套设在所述差速器壳体(1)上，所述推力机构(5)和所述牙嵌齿套(3)固定连接，所述制动器(2)通电时所述推力机构(5)可将所述制动器(2)和所述差速器壳体(1)之间的磁吸力传递至所述牙嵌齿套(3)；
弹性件(6)，所述弹性件(6)连接在所述牙嵌齿套(3)和所述牙嵌半轴齿轮(4)之间，所述制动器(2)断电时所述弹性件(6)可将所述牙嵌齿套(3)推离所述牙嵌半轴齿轮(4)，所述制动器(2)从所述第二位置(9)移动恢复至所述第一位置(8)，且所述制动器(2)和所述推力机构(5)设置有间隙(7)。
2.根据权利要求1所述的离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，在所述制动器(2)的外壳上设有倾斜延伸的第一配合面(21)，所述差速器壳体(1)的朝向所述第一配合面(21)的一侧设有第二配合面(11)，所述第二配合面(11)和所述第一配合面(21)的倾斜延伸方向一致，在所述制动器(2)通电时所述第一配合面(21)和所述第二配合面(11)之间通过磁吸力作用以使所述制动器(2)由所述第一位置(8)移动至所述第二位置(9)。
3.根据权利要求1所述的离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，还包括：行星齿轮组(12)，所述行星齿轮组(12)设在所述差速器壳体(1)内，当所述制动器(2)处于所述第二位置(9)时，所述行星齿轮组(12)通过所述牙嵌齿套(3)和驱动轴连接。
4.根据权利要求1所述的离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，还包括：阻挡片(13)，所述阻挡片(13)套设在所述差速器壳体(1)上，且所述阻挡片(13)位于所述制动器(2)的右端以将所述制动器(2)限位在所述第一位置(8)。
5.根据权利要求1所述的离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，在所述牙嵌齿套(3)的朝向所述制动器(2)的一侧设有第三配合面(31)，所述差速器壳体(1)内壁面上设有第四配合面(14)，所述第三配合面(31)和所述第四配合面(14)在左右方向上相对设置，在所述制动器(2)断电时所述第三配合面(31)和所述第四配合面(14)止抵接触。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的离合器(10)机构总成(100)，其特征在于，所述牙嵌齿套(3)包括卡接槽(32)，所述卡接槽(32)设置有卡接位(33)，所述推力机构(5)包括突出部(51)，所述突出部(51)设置有卡接头(52)，所述卡接位(33)和所述卡接头(52)可卡接配合。
7.一种用于降低离合器(10)摩擦力的控制方法，其特征在于，所述控制方法可应用于权利要求1-6中任一项所述的离合器(10)机构总成(100)，包括以下步骤：
S1、按下所述制动器(2)控制开关，锁止信号传递至离合器(10)控制单元，所述离合器(10)控制单元采集左侧车轮的转速、右侧车轮的转速以及整车车速；
S2、判断所述车辆信息是否满足所述离合器(10)控制单元预设的离合器(10)锁止条件，若所述离合器(10)锁止条件满足，所述离合器(10)控制单元控制整车的电源导通，所述制动器(2)，所述制动器(2)通电并产生电磁力，通过磁吸作用所述制动器(2)由所述第一位置(8)向所述第二位置(9)轴向移动，锁止所述离合器(10)；
S3、所述离合器(10)锁止后，判断所述车辆信息是否满足所述离合器(10)控制单元预设的降低离合器(10)摩擦力条件，若所述降低离合器(10)摩擦力条件满足，所述离合器(10)控制单元自动调节供给所述制动器(2)的输入电流，使得所述输入电流降低至设定电流值，以减小所述制动器(2)与所述差速器壳体(1)之间的磁吸力；
S4、判断所述车辆信息是否满足所述离合器(10)控制单元预设的离合器(10)解锁条件，若离合器(10)解锁条件满足，所述离合器(10)控制单元控制断开所述整车的电源和所述制动器(2)，所述制动器(2)断电，解锁所述离合器(10)。
8.根据权利要求7所述的用于降低离合器(10)摩擦力的控制方法，其特征在于，所述离合器(10)锁止条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第一设定值，车速小于第二设定值。
9.根据权利要求7所述的用于降低离合器(10)摩擦力的控制方法，其特征在于，所述降低离合器(10)摩擦力条件设置为左右两侧车轮之间的转速差小于第三设定值。
10.根据权利要求7所述的用于降低离合器(10)摩擦力的控制方法，其特征在于，所述离合器(10)锁止后，所述离合器(10)控制单元实时采集所述车速，当所述车速大于第四设定值且不超过第五设定值，所述离合器(10)控制单元发出超速预警，当所述车速大于所述第五设定值时，判断达到所述离合器(10)解锁条件并自动断开整车电源和所述制动器(2)。
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