[发明专利]具有电磁摩擦离合器和动态可控离合器的离合器组件

说明书

本发明涉及一种具有电磁摩擦离合器和动态可控离合器的离合器组件，包括具有第一转换器和摩擦组件的第一离合器以及具有第一耦合构件和第二耦合构件、锁定元件和第二转换器的第二离合器。摩擦组件包括固定到第一耦合构件上的第一板和固定到第二耦合构件上的第二板。第一离合器的第一转换器可移动到致动位置，在所述致动位置，摩擦组件的板彼此接合，从而使第一耦合构件和第二耦合构件的角速度同步。第二离合器的第二转换器可移动到伸出位置，在所述伸出位置，锁定元件将第一耦合构件和第二耦合构件彼此接合，从而引起通过第一耦合构件和第二耦合构件的动力流路径。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年8月5日提交的美国临时申请第63/061,398号的权益，并要求于2021年7月9日提交的美国专利申请第17/371,638号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及汽车离合器装置以及用于控制和操作这样的离合器装置的方法。

背景技术

单向离合器(“OWC”)包括第一耦合(离合器)构件、第二耦合构件和至少一个锁定元件。锁定元件可在(i)锁定元件从第一耦合构件伸出并且与第二耦合构件接合的接合位置与(ii)锁定元件不从第一耦合构件伸出并且不与第二耦合构件接合的脱开位置之间移动。当锁定元件展开并与第二耦合构件接合时，OWC在一个旋转方向上锁定但在相反方向上自由旋转。

可选OWC(也称为双向离合器)增加了与选择器板相结合的第二组锁定元件。第二锁定元件加上选择器板为OWC增添了多种功能。可选OWC(“SOWC”)可以在一个或两个方向上在旋转或不动部件之间产生机械连接，并且可以在一个或两个方向上超越。选择器板可在不同位置之间调节，以实现不同的操作模式。

动态可控离合器(或动态可选离合器)(“DCC”)包括槽板形式的第一耦合构件、凹口板形式的第二耦合构件和分别用于顺时针(“CW”)和/或逆时针(“CCW”)接合的第一组和/或第二组锁定元件。槽板和凹口板将连接至相应的动力流部件。在接合期间，一组锁定元件同时接合槽板的槽接合面和凹口板的凹口接合面，从而将槽板和凹口板连接在一起。因此，在被锁定的旋转方向上，DCC可以在经由槽板和凹口板连接在一起的动力流部件之间传递扭矩。

DCC还包括线性电动马达(“线性致动器”)形式的致动系统。线性致动器包括定子和转换器。定子被固定就位，转换器被固定地连接至槽板以随其旋转。转换器可在(i)转换器的柱塞将锁定元件致动到接合位置的伸出位置和(ii)转换器的柱塞允许锁定元件移动到脱开位置的缩回位置之间线性地移动。

DCC装配在通常爪形离合器、同步器和湿式摩擦离合器组件所在的动态离合器位置。使用电动致动，DCC消除了对复杂液压系统的需求，并产生了显著的封装和系统效率益处。DCC可传递高扭矩，并且不需要持续提供电力来保持接合以进行扭矩传递。然而，DCC只能在零差速下或相对较低的差速下接合。

电磁离合器(“EM离合器”)电操作，但机械地传递扭矩。EM离合器包括电磁体、转子、电枢和输出集线器。转子将连接至输入动力流部件。电枢连接至输出集线器，输出集线器将连接至输出动力流部件。通过向电磁体的定子线圈施加电流而致动EM离合器，定子线圈由此产生磁场。转子被磁化并建立吸引电枢的磁回路。电枢被拉动得靠在转子上并在接触时会产生摩擦力。转子与电枢之间的摩擦使电枢与转子以相同的速度旋转。在相对较短的时间内，输出集线器被加速以匹配转子的速度。当去除电流时，转子和电枢可彼此独立地旋转。

当前可用的EM离合器，无论它们是单板还是多板，都具有缺点。尽管干式EM离合器可以传递高扭矩，但极难控制它们以使速度同步。干式EM离合器不能为动态扭矩提供线性响应。干式EM离合器的摩擦面磨损很快，并且由于磨损的金属颗粒的积累而变脏。干式EM离合器噪音大、声音大且听得见。湿式EM离合器局限于相对低扭矩容量的系统。所有EM离合器都需要持续供电来保持接合以传递扭矩。