紧凑型电磁脉冲断开组件及其应用方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911206560.1 (22)申请日 2019.11.29 (30)优先权数据 16/206,791 2018.11.30 US (71)申请人 沃恩汽车有限公司 地址 美国俄勒冈州 (72)发明人 B约德E普劳塞克A赖纳 CJ布德罗A斯米勒 B兰德尔 (74)专利代理机构 北京英创嘉友知识产权代理 事务所(普通合伙) 11447 代理人 桑传标 (51)Int.Cl. F16D 27/02(2006.01) F16D 27/14(2006.01) (54)发明名称 紧凑。

2、型电磁脉冲断开组件及其应用方法 (57)摘要 提供了紧凑型电磁脉冲断开组件及其应用 方法。 在一个示例中， 电磁断开组件包括： 电磁线 圈组件， 其包括电磁线圈； 电枢凸轮， 其包括环形 圈和从环形圈沿轴向延伸的多个双向凸轮斜面； 其中当所述电磁线圈通电时， 所述环形圈适于与 所述电磁线圈组件共面接触； 以及当所述电磁线 圈断电时， 所述环形圈适于与所述电磁线圈组件 间隔开； 和凸轮从动件， 其包括围绕所述凸轮从 动件的圆周布置并经由多个细长孔彼此间隔开 的多个径向延伸的引导件， 所述多个细长孔中的 每个都适于接收所述电枢凸轮的多个双向斜面 中的一个。 所述组件还包括锁止系统。 权利要求书3页。

3、 说明书22页 附图23页 CN 111255820 A 2020.06.09 CN 111255820 A 1.一种电磁断开组件， 包括： 电磁线圈组件， 其包括布置在所述线圈组件的环形壳体内的电磁线圈， 其中所述环形 壳体的第一端包括第一表面； 电枢凸轮， 其包括环形圈和多个双向凸轮斜面， 所述环形圈具有外表面和内表面， 所述 多个双向凸轮斜面从所述内表面沿轴向延伸， 其中当所述电磁线圈通电时， 所述外表面适 于与所述电磁线圈组件的所述第一表面共面接触， 而当所述电磁线圈断电时， 所述外表面 通过气隙与所述第一表面间隔开； 和 凸轮从动件， 其包括外部环形圈和内部环形圈， 所述外部环形圈和。

4、内部环形圈经由围 绕所述凸轮从动件的圆周布置的多个径向延伸的引导件连接在一起， 所述多个径向延伸的 引导件经由多个细长孔彼此间隔开， 所述多个细长孔中的每个都适于容纳所述电枢凸轮的 所述多个双向凸轮斜面中的一个。 2.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述第一表面是环形的并包括围绕整个 所述第一表面布置成环的摩擦材料， 当所述电磁线圈通电时， 所述摩擦材料适于与所述电 枢凸轮的所述外表面共面接触。 3.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述多个细长孔中的每一个在所述内部 环形圈和外部环形圈的圆周方向上的长度大于所述多个径向延伸的引导件中的每一个在 所述内部环形圈和外部环形圈的圆周方。

5、向上的长度。 4.根据权利要求3所述的电磁断开组件， 其中平行于所述内表面并连接到所述内表面 的平面连接平台将所述多个双向凸轮斜面中的每个双向凸轮斜面与相邻的双向凸轮斜面 分开， 并且其中每个双向凸轮斜面包括在所述双向凸轮斜面的顶点处相交的第一斜面和第 二斜面， 所述顶点远所述离电枢凸轮的环形圈的所述内表面定位， 所述第一斜面从第一连 接平台向外延伸至所述顶点， 所述第二斜面从不同的第二连接平台向外延伸至所述顶点， 所述第一连接平台和第二连接平台彼此间隔开。 5.根据权利要求4所述的电磁断开组件， 其中所述多个径向延伸的引导件中的每个引 导件的长度与每个连接平台的长度相同， 并且其中所述多个细。

6、长孔中的每一个细长孔形成 为能够在所述电磁线圈断电时， 围绕在所述多个双向凸轮斜面中的相应双向凸轮斜面的整 体周围。 6.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述环形壳体包括第二端， 所述第二端具 有与所述第一表面相对布置的第二表面， 所述第二表面具有向内凹入所述第二表面的环形 槽。 7.根据权利要求6所述的电磁断开组件， 其中还包括适于装配在所述环形槽内的垫圈， 所述垫圈与所述电磁断开组件的壳体连接， 所述电磁线圈组件、 垫圈、 电枢凸轮和凸轮从动 件均布置在所述电磁断开组件的所述壳体内部。 8.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述电磁线圈组件还包括四个螺旋线圈， 所述四个螺旋线。

7、圈围绕所述环形壳体布置并轴向延伸越过所述环形壳体， 其中所述四个螺 旋线圈中只有两个电连接到所述电磁线圈。 9.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述第一表面、 内表面和外表面中的每一 个彼此平行且垂直于所述电磁断开组件的中心轴线布置， 并且其中径向延伸的所述引导件 相对于所述中心轴线在所述外部环形圈和内部环形圈之间径向延伸。 权利要求书 1/3 页 2 CN 111255820 A 2 10.根据权利要求1所述的电磁断开组件， 其中所述凸轮从动件的所述内部环形圈包括 多个齿， 所述多个齿围绕所述内部环形圈的内表面的圆周布置， 并且所述电磁断开组件还 包括离合器环， 所述离合器环适于在所。

8、述离合器环将所述两个旋转部件彼此连接的接合位 置和所述离合器环仅连接到所述两个旋转部件中的一个的分离位置之间轴向平移， 其中， 所述凸轮从动件邻近所述离合器环布置， 并且所述离合器环适于随着所述凸轮从动件的轴 向运动而轴向地移动。 11.根据权利要求10所述的电磁断开组件， 其中还包括锁止系统， 所述锁止系统包括锁 止环， 该锁止环定位在彼此连接的固定的锁止槽保持架和固定的引导槽保持架之间， 所述 锁止环适于在形成于连接在一起的所述锁止槽保持架和引导槽保持架内形成的空间内轴 向平移， 所述锁止环围绕容纳离合器环的离合器环保持架， 并适于与所述离合器环一起轴 向平移。 12.一种电磁断开组件， 。

9、包括： 电磁线圈组件； 离合器环； 和 锁止系统， 其适于在所述电磁线圈组件通电后将所述离合器环保持在接合的第一位置 或断开的第二位置， 在所述第一位置， 所述离合器环连接两个旋转部件， 在所述第二位置， 所述离合器环仅连接到两个旋转部件中的一个， 在所述电磁线圈组件断电后将所述离合器 环移动到所述第一位置或第二位置， 所述锁止系统包括： 环形的锁止环， 所述锁止环包括第一组齿和第二组齿， 所述第一组齿布置在所述锁止 环的第一侧上以及所述第二组齿布置在所述锁止环的相对的第二侧上， 所述第一组齿具有 带有单一的相同深度的齿形的第一轮廓， 所述相同深度的齿形围绕所述锁止环的圆周重 复， 所述第二组。

10、齿具有带有深度不同的齿形的第二轮廓， 所述深度不同的齿形具有围绕所 述锁止环的圆周重复的两种不同深度； 引导槽保持架， 其包括第三组齿， 所述第三组齿适于在单个位置与所述第一组齿对接； 和 锁止槽保持架， 其包括第四组齿， 所述第四组齿适于在两个不同的锁定位置与所述第 二组齿对接。 13.根据权利要求12所述的电磁断开组件， 其中所述第二组齿的第二轮廓包括在所述 锁止环的圆周上连续重复的较深的凹槽和较浅的凹槽。 14.根据权利要求13所述的电磁断开组件， 其中当所述离合器环处于所述第一位置时， 所述第四组齿中的每个齿位于所述第二组齿中的一个较浅的凹槽内， 并且其中当所述离合 器环处于所述第二位。

11、置时， 所述第四组齿中的每个齿位于所述第二组齿的一个较深的凹槽 内。 15.根据权利要求12所述的电磁断开组件， 其中所述引导槽保持架和锁止槽保持架相 对于所述电磁断开组件的中心轴线旋转并轴向固定， 并且其中所述引导槽保持架和锁止槽 保持架在所述引导槽保持架和锁止槽保持架的外壁处彼此连接。 16.根据权利要求15所述的电磁断开组件， 其中所述第三组齿形成在所述引导槽保持 架的内壁上， 并且在轴向上相对于中心轴线朝向所述锁止槽保持架延伸， 并且所述第四组 齿形成在所述锁止槽保持架的内壁上， 并且在轴向方向上朝向所述引导槽保持架延伸， 其 权利要求书 2/3 页 3 CN 111255820 A 。

12、3 中在所述第三组齿和第四组齿的端部之间形成空间。 17.根据权利要求16所述的电磁断开组件， 其中所述锁止环位于所述空间内并且在所 述第三组齿和第四组齿之间自由地旋转和轴向平移。 18.根据权利要求12所述的电磁断开组件， 其中， 还包括电枢凸轮和凸轮从动件， 所述 电枢凸轮包括从所述环形圈轴向延伸的多个双向凸轮斜面， 所述凸轮从动件包括经由多个 细长孔彼此间隔开的径向延伸的多个引导件， 所述多个双向凸轮斜面适于装配在所述多个 细长孔内， 并且其中当所述电磁线圈组件通电时， 所述电枢凸轮适于与所述电磁线圈组件 具有共面接触。 19.一种方法， 包括： 响应于将电磁脉冲断开(EMPD)组件的离。

13、合器环从第一位置切换到第二位置的第一指 令和将所述离合器环从所述第二位置切换到所述第一位置的第二指令中的每个， 使所述 EMPD组件中的电磁线圈组件的电磁线圈通电， 在所述第一位置， 两个旋转部件通过所述离 合器环连接在一起， 在所述第二位置， 所述两个旋转部件通过所述离合器环不连接在一起； 响应于通过布置在所述EMPD组件的锁止槽保持架外部的控制器上的传感器感应到所 述EMPD组件处于换挡结束位置， 使所述电磁线圈断电， 所述换挡结束位置由所述离合器环 连接到所述两个旋转部件中的每一个并且所述锁止环的第一组齿与连接到所述锁止槽保 持架的引导槽保持架的第二组齿而限定， 其中所述第一组齿由围绕所。

14、述锁止环整个圆周的 单一深度的重复凹槽限定， 所述锁止环还包括第三组齿， 所述第三组齿由在所述锁止环的 整个圆周上重复的较深的凹槽和较浅的凹槽限定， 所述第三组齿适于在两个不同的位置与 所述锁止槽保持架的第四组齿对接， 所述锁止环围绕容纳离合器环的离合器环保持架并适 于与所述离合器环一起在连接在一起的所述锁止槽保持架和导向槽保持架的内部形成的 空间中轴向平移； 和 在所述电磁线圈断电后， 通过传感器感应到所述离合器环处于指令的第一位置或第二 位置， 其中在所述第一位置和第二位置中的每一个中， 所述锁止环的第三组齿与所述锁止 槽保持架的第四组齿接合， 并且轴向地远离所述引导槽保持架的第二组齿定位。

15、。 20.根据权利要求19所述的方法， 其中经由所述传感器的感测包括感测布置在所述 EMPD组件的拨叉上的磁体组件相对于所述EMPD组件的中心旋转轴线的轴向位置， 所述锁止 环围绕所述拨叉并且所述拨叉适于与所述锁止环和离合器环一起轴向移动。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111255820 A 4 紧凑型电磁脉冲断开组件及其应用方法 技术领域 0001 本申请总体上涉及一种紧凑型电磁脉冲断开组件以及用于接合和分离车辆的两 个旋 转部件的相关系统。 背景技术 0002 现代车辆通常结合一种或多种传动系统模式， 以将动力从发动机提供给从动轮。 例 如， 仅具有双轮驱动系统或42模式的车辆可以通。

16、过一个或一系列旋转轴为车辆的两 个 车轮提供动力。 诸如紧凑型汽车之类的车辆可以使用前轮驱动系统， 并向两个前轮提供 动力。 在其他通常较大的车辆中， 通常期望结合两轮驱动和四轮驱动两种驱动模式， 其 中 可以在一种模式下将动力选择性地分配给两个车轮， 而在另一种模式下将动力分配给 四 个车轮。 不同尺寸的车辆通常将后轮的两轮驱动和四轮驱动结合在一起， 目的是在变 化的 牵引条件下能够更好地操纵， 同时仍能够切换到两轮驱动以减少燃料消耗并减少动 力浪 费。 0003 对于具有可切换驱动模式的车辆， 需要用于接合和分离诸如轮轴和轴等传动系统 部 件的装置和系统。 这样， 所使用的断开组件通常涉及。

17、一种离合器， 该离合器可以运动以 连接或断开两个可旋转部件， 例如两个轴。 断开组件可被放置在车辆的传动系统中的各 个 区域中， 包括在车轮端部、 在一个或多个轮轴处、 或沿着驱动轴中的一个。 通过使用 断开系 统， 车辆能够根据驾驶条件和驾驶员的需求在不同的驾驶模式之间进行切换， 从 而使车辆 更具通用性。 0004 在一些动力总成断开系统中， 从车辆发动机引导的真空被用作驱动断开系统的动 力 或致动力。 特别地， 断开系统致动器可以由真空驱动。 在许多系统中， 真空是通过来自 汽油发动机进气歧管的通道引导的。 因此， 真空度或从真空中获得的力或压力的量可能 会 随着发动机节气门设置随发动机。

18、负载的变化而变化。 对于许多发动机系统， 由于海拔 高度 的影响， 真空度(可用压力的量)可能受到限制或发生变化。 此外， 温度变化也可 能引起真 空度的压力波动， 从而导致断开致动器的运动产生波动， 这可能会导致诸如膜 片和离合器 部件之类的断开部件发生不良运动。 另外， 在某些车辆中， 真空可能不容易 获得， 因为各种 车辆的附件系统可能不通过真空驱动， 或者车辆可能被设计为移除发动 机进气连接， 例如 为了增强发动机的控制和性能的真空管路。 最后， 随着更先进的车辆 设计， 真空驱动动力 总成断开系统变得越来越不受欢迎。 因此， 需要由除真空以外的动 力源驱动的动力总成断 开系统， 并且。

19、其特征设计有利于现代车辆系统。 0005 另外， 在其他应用中， 例如其他离合系统或制动系统， 可能需要迅速阻止或产生运 动。 在一示例中， 电磁线圈可用于湿式片式离合器或锁止差速器中。 然而， 使用电磁线 圈来 初始化离合器位置之间的转换的断开系统中包含的部件可能数量多且复杂， 并且占 用了 大量的包装空间， 从而增加了整个系统的尺寸并降低了(例如， 要在各种应用中使 用的)断 开系统的灵活性。 说明书 1/22 页 5 CN 111255820 A 5 发明内容 0006 本文的发明人已经认识到上述问题并研发了各种方法来解决这些问题。 0007 因此， 在一个示例中， 上述问题可以通过电磁。

20、断开组件来至少部分地解决， 所述电 磁断开组件包括： 电磁线圈组件， 其包括布置在所述线圈组件的环形壳体内的电磁线圈， 其中所述环形壳体的第一端包括第一表面； 电枢凸轮， 其包括环形圈和多个双向凸轮斜 面， 所述环形圈具有外表面和内表面， 所述多个双向凸轮斜面从所述内表面沿轴向延伸， 其中当所述电磁线圈通电时， 所述外表面适于与所述电磁线圈组件的第一表面具有共面 接触， 而当所述电磁线圈断电时， 所述外表面通过气隙与所述第一表面间隔开； 和凸轮 从 动件， 其包括外部环形圈和内部环形圈， 所述外部环形圈和内部环形圈经由围绕所述 凸轮 从动件的圆周布置的多个径向延伸的引导件连接在一起的外部环形圈。

21、和内部环形圈， 所 述多个径向延伸的引导件经由多个细长孔彼此间隔， 所述多个细长孔中的每个都适于 容 纳所述电枢凸轮的多个双向凸轮斜面中的一个。 0008 在另一个示例中， 上述问题可以通过电磁断开组件来至少部分地解决， 所述电磁 断 开组件包括： 电磁线圈组件； 离合器环； 以及锁止系统， 其适于在所述电磁线圈组件通 电后将所述离合器环保持在接合的第一位置或断开的第二位置， 在第一位置， 所述离合 器 环连接两个旋转部件， 在第二位置， 所述离合器环仅连接到两个旋转部件中的一个， 在所 述电磁线圈组件断电后将所述离合器环移动到所述第一位置或第二位置， 所述锁止 系统 包括： 环形的锁止环， 。

22、其包括第一组齿和第二组齿， 所述第一组齿布置在所述锁止 环的第 一侧上以及所述第二组齿布置在所述锁止环的相对的第二侧上， 所述第一组齿具 有带有 单一的相同深度的齿形的第一轮廓， 所述齿形围绕所述锁止环的圆周重复， 所述 第二组齿 具有带有深度不同的齿形的第二轮廓， 所述齿形具有围绕所述锁止环的圆周重 复的两种 不同深度； 引导槽保持架， 其包括第三组齿， 所述第三组齿适于在单个位置与 所述第一组 齿对接； 和锁止槽保持架， 其包括第四组齿， 所述第四组齿适于在两个不同 的锁定位置与 所述第二组齿对接。 0009 应当理解， 提供上述内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的精 选 的。

23、思想。 这并不意味着限定所要求保护的主题的关键或必要特征， 所要求保护的主题的 范围由所附权利要求唯一地限定。 此外， 所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开 的 任何部分中指出的任何缺点的实施方式。 附图说明 0010 图1示出了根据本公开的车辆的简化的动力总成。 0011 图2A示出了电磁脉冲断开组件的第一外部组装图。 0012 图2B示出了电磁脉冲断开组件的第二外部组装图。 0013 图3示出了电磁脉冲断开组件的分解图。 0014 图4示出了电磁脉冲断开组件的组装截面图。 0015 图5A-5E示出了电磁脉冲断开组件的线圈组件的不同视角的视图。 0016 图6A-6B示出了电磁脉冲断开。

24、组件的电枢凸轮的详细视图。 0017 图7示出了电磁脉冲断开组件的凸轮从动件的详细视图。 0018 图8A-8F示出了电磁脉冲断开组件的电枢凸轮和凸轮从动件组件的不同视角的视 说明书 2/22 页 6 CN 111255820 A 6 图。 0019 图9A-9B示出了电磁脉冲断开系统的锁止系统的部件。 0020 图10A-10D示出了处于42位置的电磁脉冲断开组件的不同组装图。 0021 图11A-11D示出了处于44位置的电磁脉冲断开组件的不同组装图。 0022 图12A-12C示出了处于换挡结束位置的电磁脉冲断开组件的不同组装图。 0023 图13A-13B示出了用于在42和44位置之间。

25、换挡的电磁脉冲断开组件的方法的 流 程图。 0024 图2-12大致按比例显示。 具体实施方式 0025 以下详细描述涉及用于电磁脉冲断开(EMPD)组件和选择性地连接车辆的旋转部 件的系统和方法。 图1示出了车辆动力总成的示例性实施方式， 其包括发动机、 变速箱、 各 种轮轴和轴， 以及用于向车辆提供动力的车轮。 在图2-12C中示出了通过离散的电脉 冲对 组件的电磁线圈进行操作的EMPD组件的实施方式， 其可以与图1的动力总成一起 使用。 特 别地， 图2A-2B示出了EMPD组件的外部组装图， 图3示出了EMPD组件的 分解图， 以及图4示出 了EMPD组件的组装截面图。 该EMPD组件。

26、包括电磁线圈(如图 5A-5E所示)、 与凸轮从动件对 接的电枢凸轮(如图6A-8F所示)以及用于选择性地接合 两个相邻旋转部件(例如， 轴或轮 轴)的离合器环。 这样， EMPD组件可以将离合器环 移动到两个旋转部件彼此可旋转地耦合 的44位置， 并且移动到两个旋转部件彼此不可 旋转耦合的42位置。 图10A-12C示出了 在不同档位(例如42位置、 换挡结束位置和 44位置)的EMPD组件的传感器和锁止系统 的部分组装截面图。 EMPD组件可进一步 包括锁止系统， 如图9A和9B所示， 该锁止系统将组 件保持在选定的档位， 而无需电磁 线圈保持通电。 以这样的方式， 仅当从一个档位移动到 。

27、另一个档位时， 线圈才可以通电。 锁止系统的示例性锁止机构在图3、 9A、 9B、 10B、 11B和12B 中示出。 EMPD组件可 进一步包括磁性位置传感器组件， 用于确定组件的档位， 如图10D、 11D 和12C所示。 图13A-13B示出了用于根据指令的换挡模式(例如， 位置)来操作EMPD组件的方 法的 流程图。 EMPD组件可以沿着车辆传动系统(诸如图1所示的传动系统)设置在各个位 置。 例如， EMPD组件可以定位在车轮端附近(例如， 作为车轮端断开装置)和/或定位 在前轮 轴或后轮轴上(例如， 作为中心断开装置)。 尽管EMPD组件的内部部件在中心 和车轮端断开 装置之间可以。

28、基本相同， 但是可以改变组件的外壳(例如， 壳体)以适应 沿着传动系统的特 定位置。 0026 关于贯穿此具体实施方式所使用的术语， 仅两个车轮从发动机接收动力的车辆操 作 可以被称为两轮驱动或2WD或42。 电磁脉冲断开组件的相应位置可以被称为42位 置。 或者， 四个车轮全部都从发动机接收动力的车辆操作可以被称为四轮驱动或4WD或4 4。 电磁脉冲断开组件的相应位置可以被称为44位置。 在其他示例中， 四轮驱动可以互换 地被称为全时四驱系统(AWD)， 其中通常无动力的轮可以在某些条件下接收动力。 为 了完 成4WD和2WD之间的转换， 电磁脉冲断开组件可以选择性地接合两个旋转部件。 在一。

29、些实施 方式中， 旋转部件可以是轮轴、 轴、 联接器、 轮毂组件或在车辆的传动系统 中用于传递旋转 动力的其他装置。 0027 现代车辆可以由各种各样的传动系统来操作， 该传动系统包括根据不同的操作条 说明书 3/22 页 7 CN 111255820 A 7 件 和/或操作者(即驾驶员)的指令选择性地驱动不同的车轮。 例如， 全时四驱车辆可以在 第一操作模式下向两个共线车轮提供动力， 并且在检测到打滑时也可以向其余车轮中的 一个或多个车轮提供动力。 在其他示例中， 较小的车辆(例如乘用车)可以永久地仅向 车辆 的前两个车轮提供动力， 以增加燃料经济性(前两轮驱动)。 在其他示例中， 车辆可 。

30、以被配 置为在两轮驱动模式和四轮驱动模式之间选择性地切换， 其中在四轮驱动模式下， 四个轮 全部都接收动力。 每种车辆传动系统具有优点和缺点， 并且每种车辆的特定用途 和预期功 能可以帮助确定要结合的传动系统。 0028 图1示出了车辆的动力总成100的简单示意图。 在该图中， 为了更好地观察动力总 成100， 去除了车辆的车身以及许多其他部件。 要注意的是， 动力总成包括图1中所示的 部 件， 而传动系统可以指代图1所示的不包括发动机和变速箱的部件， 下面将进一步描 述。 根 据动力总成配置， 图1的车辆可以具有选择性的4WD传动系统， 其中后轮在后轮 驱动模式 (或2WD模式)下被提供动力。

31、， 而所有四个轮在4WD模式下被提供动力， 4WD 驱动模式不同于 2WD模式。 由于各种原因， 诸如大型卡车、 全地形车和运动多功能型车 之类的许多多用途车 辆可以结合后轮驱动而不是前轮驱动。 一个原因可能是后轮驱动更 有利于负载的牵引或 拖拉， 例如通过连接到车辆后部的拖车拖曳。 0029 在图1中， 右后轮101和左后轮102位于车辆的后部， 即位于车辆驾驶员后方的端 部。 在该示例中， 根据车辆的驾驶员的视角给出左、 右、 前和后方位。 在图1中示出了 用于 前、 后、 左和右方向的方向箭头。 因此， 右前轮103和左前轮104位于车辆的前部。 0030 图1所示车辆的动力由具有多个气。

32、缸的内燃机110产生。 发动机110可以根据特定 车辆由汽油或柴油作为燃料， 并且在本示例中， 发动机110包括构造成V方向的六个气 缸， 从而形成V6发动机。 应该理解的是， 发动机110可以以不同的方向配置并且包含不 同数量 的气缸， 同时以与图1相似的方式提供动力。 由发动机110提供动力的轴可以直 接连接至变 速箱115， 从而提供驱动车辆所需的传动装置。 根据车辆系统的要求， 变速箱 115可以是手 动或自动变速箱。 后驱动轴131可以连接至变速箱115作为变速箱的输出， 从而向车辆的后 端提供动力。 0031 在动力总成100的上述2WD模式期间， 车轮101和102通过后轮轴13。

33、2驱动。 在一 些 实施方式中， 后轮轴132可以是单个连续轴， 或者可以以双轮轴配置分成两个轮轴， 其中轮 轴插入后差速器121中。 在双轮轴配置中， 第一后轮轴可位于后差速器121和右 后轮101之 间， 第二后轮轴可位于后差速器121和左后轮102之间。 后差速器也附接到 后驱动轴131。 后 差速器可以用于多个目的， 包括允许车轮101和102之间的不同相对转 速并将旋转(和动 力)从驱动轴131的单个方向传递到后轮轴132的两个垂直方向上， 如图1所示。 例如， 如果 车辆向左转， 则内侧车轮(车轮102)可能会以低于外侧车轮(车 轮101)的旋转速度的速度 旋转。 这样， 后差速器。

34、121可以允许两个车轮以不同的速度旋 转， 以避免车辆的车轮与车辆 在转弯期间行驶的道路之间打滑。 0032 对于前述的4WD模式的操作， 其中除了标称驱动的后轮之外还驱动前轮， 提供了一 种将动力传递至车辆前部的系统。 分动箱140可以定位在变速箱115的输出附近， 分动 箱 140可以配置成将一部分动力从发动机110引导至前驱动轴133。 在一个实施方式中， 分动 箱140可以利用链条将一部分动力从后驱动轴131传递到前驱动轴133。 与后驱动系 统类 似， 前驱动轴133连接至前差速器122。 前差速器122可以与后差速器121基本相同， 因为前 说明书 4/22 页 8 CN 1112。

35、55820 A 8 差速器122允许两个车轮的相对转速。 这样， 可以分成双轮轴系统的两个轮轴的 前轮轴134 可以在一端附接到差速器122， 并且附接到它们各自的左前轮104和右前轮 103。 在这种配 置中， 来自前驱动轴133的驱动力可通过前差速器122传递， 并通过前轮 轴134传递至车轮 103和104。 由于分动箱140允许将动力输出至前轮轴和后轮轴， 因此 4WD模式可允许所有四 个车轮同时驱动。 换句话说， 当车辆处于4WD模式时， 前轮103 和104以及后轮101和102都可 以被驱动。 0033 为了在图1的示例中在4WD和2WD之间切换， 需要一种选择性地接合和断开输入。

36、 到 前轮的动力的系统。 这样， 断开装置150可以设置在分动箱140内， 分动箱140与变 速箱115 的输出轴成一直线。 在该配置中， 断开装置150也可以与分动箱140一体形成 或独立于分动 箱140。 断开装置可用于具有多个传动系统模式的车辆中， 并且能够在两个 独立的可旋转 输入部件(例如轮毂、 轮轴和驱动轴)之间接合或断开。 在本示例中， 如 图1所示， 断开装置 150位于分动箱140的内部。 在其他车辆系统中， 断开装置150可 以放置在多个位置， 包括在 前轮轴134或前驱动轴133上， 有效地将轴分为两个单独的 长度， 如图1中的虚线断开装置 150所示。 在其他示例中， 。

37、断开装置150可以被定位在 动力传输单元(PTU)处以使得PTU轴输 出能够接合和断开。 此外， 在一些实施方式中， 可以提供多个断开装置， 其中多个断开装置 中的每一个可以固定至动力总成100的单独 的部件。 在一个示例中， 第一断开装置150可以 放置在分动箱140内， 如图1所示， 但 是可以将附加的断开装置附接到车轮103的轮毂、 车轮 104的轮毂和/或沿着前轮轴134。 以这种方式， 断开装置150可以被单独地或彼此结合地控 制。 根据断开装置的特定位置 给出了各种名称， 包括轮端断开装置和中轴断开装置。 在本 示例中， 断开装置150可选 择性地连接和分离分动箱140内的齿轮， 。

38、该齿轮驱动链条， 链条 驱动前驱动轴133。 这样， 断开装置150经由齿轮系统、 控制机构和其他结构有效地将分动 箱140(和轴133)从变 速箱115和后驱动轴131上分离， 如稍后更详细地描述的。 0034 在仅向后轮101和102提供动力的2WD模式中， 输入指令可导致断开装置150断开 轴133的两段之间的固定旋转， 从而不向前轮轴134以及车轮103和104提供动力。 这 样， 发 动机110提供的大部分动力可以被引导到后驱动轴131中， 相对较小的动力通过 分动箱140 转移到连接到断开装置的轴133的一段中。 换言之， 当断开时， 前轮103和 104可以自由旋转 而不从发动机。

39、接收牵引力。 此外， 车轮103和104的旋转、 以及轮轴 134的旋转、 和轴133布置 在断开装置150前面的部分的旋转(如图1中箭头所示)不影 响传动系统其余部分的旋转。 具体地说， 由于断开装置150将轴133位于断开装置前部 和后部的两个部分分开， 因此两段 的旋转不会相互影响， 因为它们分开(分离)。 如果提 供了多个断开装置150， 其中一个断开 装置位于分动箱140或轴133， 而另一个断开装置 位于车轮103， 另一个断开装置位于车轮 104， 则前轮轴134和轴133的一部分或全部可 在断开装置分离其输入部件时停止旋转。 因 此， 前差速器122也可以停止旋转， 而断开 装。

40、置分离车轮103和104与轮轴134之间的旋转。 以这样的方式， 可以降低油耗， 因为 车轮103和104可以自由旋转， 而无需增加轮轴134的转 动惯量(惯性矩)和差速器122 的摩擦阻力。 0035 在4WD模式中， 当向所有四个车轮提供动力时， 输入指令可导致断开装置150在轴 133的两段之间接合固定旋转， 从而向整根轴133以及轮轴134提供动力。 在当前示例中， 固 定旋转可由一系列齿轮和/或花键轴之间的啮合引起， 该啮合允许断开装置150任一端 的 轴作为基本上独立的单元旋转。 在此工作模式期间， 发动机110的动力可以基本上相 等地 说明书 5/22 页 9 CN 111255。

41、820 A 9 (或在其它实施方式中， 不相等地)转移到车轮101、 102、 103和104。 需要注意的 是， 在仍然 符合本发明范围的情况下， 通过添加、 更改和/或移除部件， 可以实现其他驱 动模式。 0036 此外， 动力总成100可包括电磁脉冲(EMPD)断开装置160， 其位于一个或多个车 轮 端部， 以使单个车轮与相应的轮轴(例如， 前轮轴134和/或后轮轴132)接合和断开。 这种类 型的断开装置可在本文中称为轮端断开装置。 电磁脉冲断开装置160可以交替地 放置在前 轮轴134和后轮轴132中的一个或两个上。 此外， 电磁脉冲断开装置160可以 位于前差速器 122和/或后。

42、差速器121的任一侧。 例如， 在一个实施方式中， 可以在前轮 轴134上的前差速 器122的每侧(例如， 两侧)上放置电动断开装置160。 另外， 或者可 选地， 可以在后差速器 121的每侧(例如， 两侧)沿后轮轴132放置电动断开装置160。 这样， 车辆动力总成100可以 包括双断开差速器系统。 这类沿着前轮轴或后轮轴位于前 差速器或后差速器附近的断开 装置在本文中可以被称为中心断开装置。 下面描述的电磁 脉冲断开装置可用于图1所示电 磁脉冲断开装置160的一个或多个位置。 0037 如前所述， 一些断开装置可以由从发动机(诸如图1的发动机110)转移的真空来提 供动力。 然而， 发明。

43、人已经认识到真空可能不容易获得， 或者真空功率可能不期望地波 动， 从而导致断开控制下降。 因此， 可以利用提供更简单和更紧凑的断开设计的替代动 力源。 这样， 发明人在此提出了一种电磁脉冲断开组件， 该组件由提供给断开组件上的 电磁线圈 的脉冲电力致动。 电力可能不需要贯穿车辆的真空管线， 从而提高了电力相对 于真空功率 的可靠性。 首先， 将给出对所提出的电磁脉冲断开装置的各种部件的描述， 然后是对断开 装置的操作的描述， 包括控制方案的示例。 0038 图2-9示出了电磁脉冲断开(EMPD)组件200的实施方式的不同视图和形态。 特别 地， 图2A-2B示出组装的EMPD组件200的外部。

44、视图。 图3示出了EMPD组件200的 分解(例如， 拆 解)视图， 图4示出了EMPD组件200的组装的部分横截面视图。 图5A-5D 显示EMPD组件200的 线圈组件的不同视图， 图6A-6B和7分别显示EMPD组件200 的电枢凸轮和凸轮从动件的详细 视图。 图8A-8F示出了EMPD组件200的电枢凸轮和凸 轮从动件组件在不同档位的不同视图。 如下面进一步说明的， EMPD组件200被配置成 移动到多个不同位置， 包括42(例如， 分离) 位置、 换挡结束(EOS)位置和44(例 如， 接合)位置。 在图10A-12C的不同视图中描绘了 EMPD组件200的这些不同位置。 图2-12。

45、C中的相同部分被编号为相同的， 并且可以在下面参 考不同的图一起讨论。 0039 首先转到图2A-2B， 图2A显示组装的EMPD组件200的侧视图， 而图2B显示组装 的 EMPD组件200的俯视图。 如图2A-2B所示， EMPD组件200包括外壳202， 外壳202 包括通过一个 或多个紧固件(例如螺钉)210彼此联接的基座壳体204和端部壳体206。 因此， 基座壳体204 和端部壳体206构成外壳202的整体， 并且完全封闭(并且完全地 包围所有侧面)EMPD 200 的内部部件， 除了连杆轴208。 因此， 外部污垢和碎屑不能够 进入外壳202内部， 从而增加 EMPD 200的使。

46、用寿命、 减少退化并改进其操作。 此外， 基座壳体204包括连接器壳体214， 该 连接器壳体214适于容纳和包围电连接器， 该电连 接器用于将EMPD 200的控制器(如图3所 示)电耦合到外部能量源， 例如车辆控制器 和/或电源。 连接器壳体214通过多个紧固件(例 如， 螺钉)218可拆卸地联接到基座壳 体204的其余部分。 图2A-2B还示出了基座壳体204上 的垫片216。 0040 如下面进一步说明的， EMPD组件200适于选择性地连接和断开(例如， 接合和分 说明书 6/22 页 10 CN 111255820 A 10 离)连杆轴208和驱动齿轮(EMPD组件200的内部部件。

47、， 在图2A-2B中不可见)， 驱动 齿轮适于 驱动和连接另一旋转部件， 诸如轮轴(例如， 半轴)或其他可连接到车辆部件 (例如， 驱动 轮)的旋转轴。 适于连接到驱动齿轮并由驱动齿轮驱动的轴通过轴封212 密封在端部壳体 206上， 使得在仍允许轴旋转的情况下， 不会有碎屑进入外壳202。 0041 图3示出了EMPD组件200的分解图300， 而图4示出了EMPD组件200的组装截 面图 400， 图3和图4均示出了EMPD组件200包含在上面参考图2A-2B讨论的外壳202 的内部的所 有内部部件。 图3和图4再次示出了基座壳体204、 端部壳体206以及用于将 基座壳体204连 接至端。

48、部壳体206的紧固件210。 如图3所示， 基座壳体204包括多个第 一孔302， 端部壳体 206包括用于容纳紧固件210的多个第二孔304。 多个第一孔302和 多个第二孔304布置在基 座壳体204和端部壳体206的相应凸缘中， 其中当组装外壳202 时(例如， 基座壳体204连接 到端部壳体206)， 凸缘彼此共面接触。 在图3中还示出了 连接器壳体214， 该连接器壳体214 连接到外部安装面306和布置在基座壳体204的一侧 上的容纳腔308。 容纳腔308延伸穿过 基座壳体204的整个厚度， 从而穿过连接器壳体 214插入的电连接器可以向EMPD组件200的 控制器310供电。 。

49、控制器310适于连接到 锁止槽保持架312的一侧， 该锁止槽保持架312在组 装EMPD组件200时装配在基座壳 体204内。 因此， 如图4所示， 控制器310可以被布置在与组 件的同一侧上并且与容纳 腔308和连接器壳体214对准(沿着控制器310的至少一部分)。 0042 如图3和图4中的EMPD组件200的左侧所示， 另一个轴封314布置在EMPD组件 200的 基座壳体的端部， 以便将连杆轴208密封在基座壳体204中。 EMPD组件200还 包括保持环 316、 滚珠轴承318和间隔件320。 间隔件320布置成与电磁线圈组件322相 邻， 如图4所示。 间 隔件320包括轴向延伸。

50、的环形部分324， 其与凹入电磁线圈组件322 的外表面的环形槽(在 图5A中示出并在下面进一步讨论)配合并装配到其中。 相对于 EMPD组件200的中心轴线350 (如图4所示)径向向外张开的间隔件320的相对端(与 环形部分324相对)与基座壳体204对 接。 具体地， 围绕间隔件320的圆周布置的凹槽 319形成为装配在基座壳体204的内表面上 的对应的延伸部321上， 允许间隔件320以及 电磁线圈组件322在中心轴线350的方向上轴 向平移， 但不能绕中心轴线350旋转。 0043 EMPD组件200进一步包括垫圈326和电枢凸轮328。 电枢凸轮328包括环形圈332， 其具有外表。