阅读说明：本技术 同步装置、同步装置调速系统及车辆 (Synchronizer, synchronizer speed regulation system and vehicle ) 是由 金磊 于闯 姚文博 谭艳军 林霄喆 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种同步装置、同步装置调速系统及车辆,涉及车辆技术领域。本发明的同步装置包括齿轮和输出轴。齿轮内圈设置有摩擦片凹槽。输出轴设置有一端封闭的进油孔,以及与进油孔连通的出油孔。输出轴外侧连接有摩擦片。其中,输出轴设置于齿轮内圈,且摩擦片卡接在摩擦片凹槽处,从进油孔进入到输出轴的液压油从出油孔处进入到摩擦片凹槽内以推动摩擦片使得摩擦片与摩擦片凹槽侧壁之间形成摩擦力,以使得齿轮与输出轴同步。本发明的同步装置结构紧凑且简单,节省了布置的空间。本发明的同步装置省去机械装置(齿毂、齿套、接合齿、同步环),减小二次冲击的发生,避免齿套装机接合齿端面的机械噪音的产生。(The invention provides a synchronizing device, a synchronizing device speed regulating system and a vehicle, and relates to the technical field of vehicles. The synchronization device of the present invention includes a gear and an output shaft. The inner ring of the gear is provided with a friction plate groove. The output shaft is provided with an oil inlet hole with one closed end and an oil outlet hole communicated with the oil inlet hole. The outer side of the output shaft is connected with a friction plate. The output shaft is arranged on the inner ring of the gear, the friction plate is clamped in the friction plate groove, and hydraulic oil entering the output shaft from the oil inlet hole enters the friction plate groove from the oil outlet hole to push the friction plate to enable the friction plate and the side wall of the friction plate groove to form friction force, so that the gear and the output shaft are synchronous. The synchronizing device has compact and simple structure and saves the arrangement space. The synchronizer of the invention omits mechanical devices (a gear hub, a gear sleeve, a joint gear and a synchronizing ring), reduces the occurrence of secondary impact and avoids the generation of mechanical noise of the joint gear end surface of the gear sleeve machine.)

同步装置、同步装置调速系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种同步装置、同步装置调速系统及车辆。

背景技术

当今汽车工业以节能减排为发展方向，变速器换挡系统对燃油经济性起关键作用，同步器影响着换挡的平顺性/舒适性，从而影响着换挡品质；尤其是换挡冲击和NVH噪音指标是客户评价的必要条件之一；换档系统零部件轻量化、集成化、小型化、智能化、优异空间布置以及降低换挡冲击、NVH噪音已成为双离合变速器开发过程中的主流趋势。目前使用的同步装置的结构复杂，集成度和智能化程度低，且在换挡的过程中会形成机械撞击声音，导致车辆的使用体验差。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种同步装置，解决现有的同步装置的结构复杂、具有机械撞击声音的问题。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的同步装置的不具备能量回收功能的问题。

本发明的又一个目的是提供一种具有该同步装置的同步装置调速系统，解决现有技术中的调速过程复杂的问题。

本发明的又一个目的是提供一种具有该同步装置调速系统的车辆，解决现有技术中的车辆使用体验差的问题。

特别地，本发明提供了一种同步装置，包括：

齿轮，其内圈设置有摩擦片凹槽；

输出轴，其设置有一端封闭的进油孔，以及与所述进油孔连通的出油孔；所述输出轴外侧连接有摩擦片，所述出油孔能够将所述进油孔处的液压油引流至所述摩擦片处；

其中，所述输出轴设置于所述齿轮内圈，且所述摩擦片卡接在所述摩擦片凹槽处，从所述进油孔进入到所述输出轴的液压油从所述出油孔处进入到所述摩擦片凹槽内以推动所述摩擦片使得所述摩擦片与所述摩擦片凹槽侧壁之间形成摩擦力，以使得所述齿轮与所述输出轴同步。

可选地，所述输出轴的一端设置有多个磁性件；

所述齿轮处设置有电池和感应线圈：

所述电池与所述感应线圈连接，所述电池用于为所述感应线圈提供电流产生磁场，同时所述感应线圈产生的电流能够为所述电池进行充电；

所述感应线圈靠近所述多个磁性件，以在所述电池为所述感应线圈提供电流产生磁场时，所述感应线圈与所述磁性件之间形成相互吸引或者相互排斥的力，从而使所述齿轮能够进行调速。

可选地，当所述齿轮与所述输出轴之间存在转速差时，所述磁性件与所述感应线圈之间存在转速差以使得所述感应线圈切割磁感线产生电流为所述电池充电。

可选地，所述输出轴为圆柱体形，所述进油孔位于所述输出轴的中轴线上；

多个所述磁性件均匀设置于所述输出轴的一端的外侧壁处。

可选地，所述出油孔位于所述输出轴的侧壁处，且沿径向延伸，所述出油孔包括进油口和出油口，所述进油口与所述进油孔连通，所述出油口位于所述摩擦片之间。

可选地，所述摩擦片为多个，每一所述摩擦片的两侧处均设置有至少一个所述出油孔的所述出油口。

可选地，所述进油孔的进油口处设置有阀门，以使得所述出油孔受控地开启和关闭，并且多个所述摩擦片同一侧的所述出油孔同时开启或关闭。

特别地，本发明还提供一种同步装置调速系统，包括上面所述的同步装置；

信息获取模块，用于获取车辆的信息；

计算模块，根据所述车辆的信息计算同步需要的力值，根据所述力值计算得到所述同步装置中需要的液压油的进油速度和/或需要电池供给感应线圈的电流值；和

控制模块，根据所述液压油的进油速度值和/或所述电流值控制调节所述同步装置的所述液压油的进油速度和/或所述电池的放电电流，实现所述同步装置的调速。

可选地，所述车辆的信息包括输出轴的转速、当前输入轴的转速、预挂档位速比、同步时间、实际角加速度；

所述计算模块根据所述输出轴的转速、所述预挂档位速比和当前输入轴的转速得到转速差；再根据转速差得到目标角加速度，将所述目标角加速度与实时检测得到的所述实际角加速度进行对比反馈，得到同步需要的力值。

特别地，本发明还提供一种车辆，其特征在于，包括上面所述的同步装置调速系统。

本发明的同步装置仅包括输出轴和设置在输出轴上的从动齿轮，结构紧凑且简单，节省了布置的空间。此外，本发明的同步装置省去机械装置(齿毂、齿套、接合齿、同步环)，减小二次冲击的发生，避免齿套装机接合齿端面的机械噪音的产生。

进一步地，本发明的同步装置，当车辆换挡要求较高，转速差较大时，可以利用电池、感应线圈和磁性件之间的电生磁力减小转速差，有利于辅助同步摩擦片进行同步功能，提升同步性能。在车辆处于空档工况时，齿轮与输出轴之间的转速差使得感应线圈与磁性件之间具有转速差，从而使得感应线圈切割磁性件的磁感线，产生电流给电池充电。本发明不仅可以利用电生磁力辅助同步装置的同步过程，还可以通过磁生电的原理对电池进行充电，实现能量回收。

本发明的同步装置调速系统，根据车辆的目标转速结合车辆目前的信息，能够直接控制同步装置的进油速度和/或控制电池放电的电流值，来实现同步装置的换挡同步调速功能，同步换挡和调速的过程简单、快捷，同步性能好，能耗低，生产成本低。

本发明的具有该同步装置调速系统的车辆，采用电磁调速功能同步性能做到比传统同步器更优，且结构相比更紧凑，重量更轻、成本更低，且存在能量回收功能，实现超低能耗、生产制造成本更低，更适合换挡系统同步功能的应用。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的同步装置的输出轴与齿轮截面的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的同步装置的输出轴的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的同步装置的输出轴的示意性侧视图；

图4是根据本发明一个实施例的同步装置的齿轮的示意性结构图；

图5是根据本发明一个实施例的同步装置调速系统的示意性框图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的同步装置100的输出轴与齿轮截面的示意性结构图。具体地，本实施例的同步装置100可以包括齿轮10和输出轴20。其中，齿轮10内圈设置有摩擦片凹槽11。输出轴20设置有一端封闭的进油孔21，以及与进油孔21连通的出油孔22。输出轴20外侧连接有摩擦片23，出油孔22能够将进油孔21处的液压油引流至摩擦片23处。其中，输出轴20设置于齿轮10内圈，且摩擦片23卡接在摩擦片凹槽11处，从进油孔21进入到输出轴20的液压油从出油孔22处进入到摩擦片凹槽11内以推动摩擦片23使得摩擦片23与摩擦片凹槽11侧壁之间形成摩擦力，以使得齿轮10与输出轴20同步。

本实施例的同步装置100仅包括输出轴20和设置在输出轴20上的从动齿轮10，结构紧凑且简单，节省了布置的空间。此外，本实施例的同步装置100省去机械装置(齿毂、齿套、接合齿、同步环)，减小二次冲击的发生，避免齿套装机接合齿端面的机械噪音的产生。

图2是根据本发明一个实施例的同步装置的输出轴的示意性结构图；图3是根据本发明一个实施例的同步装置的输出轴的示意性侧视图；图4是根据本发明一个实施例的同步装置的齿轮的示意性结构图；作为一个具体地实施例，本实施例的同步装置100的输出轴20的一端设置有多个磁性件24。齿轮10处设置有电池12和感应线圈13。电池12与感应线圈13连接，电池12用于为感应线圈13提供电流产生磁场，同时感应线圈13产生的电流能够为电池12进行充电。感应线圈13靠近多个磁性件24，以在电池12为感应线圈13提供电流产生磁场时，感应线圈13与磁性件24之间形成相互吸引或者相互排斥的力，从而对齿轮10能够进行调速。本实施例的同步装置100中设置磁性件24、感应线圈13和电池12是用于辅助利用液压油使得齿轮10与输出轴20同步的。具体的是，当车辆换挡要求低时，可以直接利用在输出轴20处输入液压油使得摩擦片23与摩擦片凹槽11之间形成摩擦力，进而使得输出轴20与齿轮10之间同步。而当车辆换挡要求较高，转速差较大时，可以利用电池12、感应线圈13和磁性件24之间的电生磁力减小转速差，有利于辅助同步摩擦片23进行同步功能，提升同步性能。

作为一个具体地实施例，在本实施例中，当齿轮10与输出轴20之间存在转速差时，磁性件24与感应线圈之间存在转速差以使得感应线圈切割磁感线产生电流为电池12充电。具体在车辆处于空档工况时，齿轮10与输出轴20之间的转速差使得感应线圈13与磁性件24之间具有转速差，从而使得感应线圈13切割磁性件24的磁感线，产生电流给电池12充电。本申请不仅可以利用电生磁力辅助同步装置100的同步过程，还可以通过磁生电的原理对电池12进行充电，实现能量回收。

作为具体地实施例，如图2和图3所示，本实施例的输出轴20为圆柱体形，进油孔21位于输出轴20的中轴线上，且进油孔21的一端开口，另一端封闭。多个磁性件24均匀设置于输出轴20的封闭一端的外侧壁处。具体地，磁性件24可以是永磁铁，可以是电磁铁。磁性件24的数量可以为至少两个，本实施例中磁性件24的数量为4个。磁性件24的数量可以根据实际车辆换挡时对力的需求进行自由设计。

具体地，如图2和图3所示，出油孔22位于输出轴20的侧壁处，且沿径向延伸，出油孔22包括进油口223和出油口221、222，进油口与进油孔21连通，出油口221、222位于摩擦片23之间。由于齿轮10与输出轴20之间的同步的力来自于摩擦片23与摩擦片凹槽11之间的摩擦力，而摩擦片23是卡接在摩擦片凹槽11处，因此，通过在摩擦片23侧边的出油口221、222可以很好的将液压油输入到摩擦片23和摩擦片凹槽11之间的位置，从而保证同步装置100的同步进程。

作为一个具体地实施例，本实施例的摩擦片23为多个，每一摩擦片23的两侧处均设置有至少一个出油孔22的出油口。进油孔21的进油口223处设置有阀门(图中未示出)，以使得出油孔22受控地开启和关闭，并且多个摩擦片23同一侧的出油孔22同时开启或关闭。具体地，如图2和图3所示，本实施例的摩擦片23可以有3个，同样的摩擦片凹槽11也为3个。每一摩擦片23的左侧设置有第一出油口221，每一摩擦片23的右侧设置有第二出油口222。所有的第一出油口221同时开启或关闭，同样，所有的第二出油口222同时开启或关闭。由于本实施例中齿轮10与输出轴20之间的同步是通过液压油推动摩擦片23，使得摩擦片23与摩擦片凹槽11之间具有摩擦力，因此，如果推向摩擦片23两侧的力相同，容易相互平衡，使得摩擦片23与摩擦片凹槽11之间的力几乎为0，达不到同步的要求。因此，需要在同步装置100实现同步功能的过程中，统一开启位于摩擦片23同一侧的进油孔21，使得液压油由摩擦片23的同一侧给予摩擦片23一个相同方向的力，从而实现同步过程。例如，本实施例中先开启摩擦片23左边的出油孔22，从而液压油都从第一出油口221进入到摩擦片凹槽11内。当同步过程完成后，需要退压时，需要开启另一侧的进油孔21，也就是，此时液压油会从第一出油口221和第二出油口222处同时进入到摩擦片凹槽11处，从而使得摩擦片23两侧液压油给予摩擦片23的力相互平衡，实现退压。该两种进油方式实现同步与空档之间的切换。

具体地，本实施例的同步装置100的工作原理，首先是通过控制输出轴20中的液压油通过液压的方式在摩擦片凹槽11中形成压力进行推动液压装置摩擦片23实现同步输出功能，在退出同步功能时，输出轴20油孔中的左右两边实现一个退压，一个增压功能，实现同步与空挡之间的切换。

本实施例中的磁性件24、感应线圈13和电池12是对不同装置同步过程的辅助。具体过程包括：控制电池12输出相应的电流给感应线圈13，通过电生磁的原理，磁感应线圈13与磁性件24之间产生磁力，即同性相斥、异性相吸原理，对从动齿轮10进行调速。在空档时，磁性件24与感应线圈13间形成转速差进而切割磁感线，产生电流给电池12充电储蓄能量。在D档升档时，通过目标转速差进行放电给感应线圈13实现调速功能，增加同步进程减小离合器摩擦片23同步压力。在D档降挡时，相同原理，与拖曳力矩相抗衡进行抵消，辅助液压摩擦系统实现同步功能。因该结构异于传统同步器结构，无齿套、同步环、接合齿，故不存在二次冲击Clonk噪音及撞击限位端面噪音，大大提升了整车舒适性，实现能量回收及节能减排政策。

图5是根据本发明一个实施例的同步装置调速系统的示意性框图。作为一个具体地实施例，本实施例的同步装置调速系统200可以包括上面的同步装置100、信息获取模块30、计算模块40和控制模块50。其中，信息获取模块30用于获取车辆的信息。计算模块40根据车辆的信息计算同步需要的力值，根据力值计算得到同步装置100中需要的液压油的进油速度和/或需要电池12供给感应线圈13的电流值。控制模块50根据液压油的进油速度值和/或电流值控制调节同步装置100的液压油的进油速度和/或电池12的放电电流，实现同步装置100的调速。

作为一个具体地实施例，车辆的信息包括输出轴的转速、当前输入轴的转速、预挂档位速比、同步时间、实际角加速度。计算模块根据输出轴的转速、预挂档位速比和当前输入轴的转速得到转速差；再根据转速差得到目标角加速度，将目标角加速度与实时检测得到的实际角加速度进行对比反馈，得到同步需要的力值。

更为具体地，本实施例的计算模块的计算过程具体为：

利用采集到的输出轴的转速乘以预挂档位速比，得到预挂挡位需要的转速；

利用预挂档位需要的转速减去当前档位输入轴转速，得到转速差；

利用转速差除以同步时间，得到目标梯度，即目标角加速度；

通过目标角加速度与实际测得的实际梯度即实测角加速度径向反馈，输入同步梯度速率到公式乘以Ks系数，求得同步目标力。具体地，公式Fs＝Ms*Ks+Fd，其中，Fs为目标同步力，Ms为摩擦力矩，Ks为调节系数，F_D为锁止Detent力。其中，Ms＝J*N+(±Md)，J为转动惯量，N为梯度即角加速度，Md为拖曳力矩。调节系数Ks＝sin锥角/锥数*摩擦系数*摩擦半径，Ks为初始默认系数，当检测目标与实际差异值时适当调节+0.1或-0.1。

根据同步目标力得到对应的电压值，根据电压值得出对应的电流值，从而可以得到需要控制电池12的输出电流值。因力与输出电流成正比关系，故通过这种方式进行控制调速装置转速。

在其它实施例中，根据同步目标力得到对应液压油的进油速度值，根据进油速度值控制输出轴20的进油速度，实现调速的目的。

具体地，当得到预挂档位目标力后，通过液压油泵功率/电机与标定团队进行标定进行建立，最终通过查表插值的方式进行选取调用，最终实现通过压力/电子控制的方式进行实现。

本实施例的同步装置调速系统200，根据车辆的目标转速结合车辆目前的信息，能够直接控制同步装置100的进油速度和/或控制电池12放电的电流值，来实现同步装置100的换挡同步调速功能，同步换挡和调速的过程简单、快捷，同步性能好，能耗低，生产成本低。

作为一个具体地实施例，本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上面的同步装置调速系统200。具有该同步装置调速系统200的车辆，采用电磁调速功能同步性能做到比传统同步器更优，且结构相比更紧凑，重量更轻、成本更低，且存在能量回收功能，实现超低能耗、生产制造成本更低，更适合换挡系统同步功能的应用。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。