CN101979893A

CN101979893A - 一种新型的自动变速器离合器执行器

Info

Publication number: CN101979893A
Application number: CN2010105379444A
Authority: CN
Inventors: 杨立功; 赵健涛; 顾振宇; 卢新田; 周辉
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-02-23

Abstract

本发明涉及一种新型的自动变速器离合器执行器，由离合器执行机构和离合器执行器控制系统组成，其特征在于：离合器执行机构是由一个电机总成、一对蜗轮蜗杆传动副、曲柄摆杆机构、总泵、助力弹簧、角位移传感器组成；电机总成通过轴端的扁头与蜗杆轴端的U型切口直接联结，并用一个加强套连接；蜗轮与总泵连杆之间采用一个连接销，形成一个铰链结构；总泵出口与离合器的分泵进油口相连；离合器控制系统的外围控制电路的输出端与电机总成的输入端电连接，外围控制电路的输入端与角位移传感器电连接。其缩短了离合器的分离和结合时间，也就大大降低了动力中断的时间；加上对离合器的闭环控制，因此对整车的平顺性和动力性都有很大帮助。

Description

一种新型的自动变速器离合器执行器

技术领域

本发明涉及一种新型的自动变速器离合器执行器，应用于轿车自动变速器领域。

背景技术

随着乘用车保有量的快速发展以及非专业驾驶员数量的急剧增加，乘用车自动变速器正呈现快速发展的趋势。现在的乘用车自动变速器主要有液力机械式自动变速器（AT），无级变速器（CVT），以及电控机械式自动变速器（AMT）三种。

最早在乘用车上实现自动变速的变速器是液力机械式自动变速器，简称AT，也是目前应用最广泛的乘用车自动变速器。它不切断动力换挡，具有起步、换挡平顺，对阻力矩变化可自适应等优点。但同时它也具有结构复杂，难制造，传动效率低等缺点。

手动固定轴式齿轮变速器是有级变速传动机构，其优点是效率高，成本低，生产工艺成熟，目前在我国应用广泛。缺点是换挡困难，换挡时动力中断，要求驾驶员操纵熟练，所以人们期望它能实现自动化。计算机控制技术使这种变速机构实现自动换挡成为可能。电控机械式自动变速器（AMT）就是通过微机控制使固定轴式变速器自动化的产物。它保留了原齿轮变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、成本低、易制造、维护容易等优点；而且实现了起步、换挡过程的自动化，在操纵方便性上具备了AT的优点。AMT以其经济、使用方便、简单安全又具有较好舒适性受到青睐，而且它还具有目前乘用车工业发展所要求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点，因此受到了各大乘用车厂的重视。

AMT是在传统固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以变速器控制单元（TCU）为核心，通过执行机构控制离合器的分离与接合、选换挡操作和通过电子装置控制发动机的供油，来实现起步、换挡的自动操纵。AMT控制的基本思想是：根据驾驶员的意图（加速踏板、制动踏板、操纵手柄等）和车辆的状态（发动机转速、输入轴转速、车速、档位），依据适当的控制规律（换档规律、离合器接合规律等），借助于相应的执行机构（离合器执行机构、选换档执行机构）和电子装置（发动机供油控制电子装置）对车辆的动力传动系（发动机、离合器、变速器）进行联合操纵。

电控单元（TCU）根据软件程序，实时、在线地担负起多路输入信号的采集、加工处理、以及控制决策和执行指令的发出；操纵控制机构则根据TCU的指令，控制直流电机，使执行机构自动地完成离合器分离、接合；挡位的变化：选挡、换挡。使整个换挡过程自动完成。

针对快速、准确、成本低廉，开发了该离合器执行系统，可广泛应用于乘用车自动变速器领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的自动变速器离合器执行器，采用直流电机控制离合器执行器，速度快，成本比较低，缩短了离合器的分离和结合时间，也就大大降低了动力中断的时间；加上对离合器的闭环控制，因此对整车的平顺性和动力性都有很大帮助。

本发明的技术方案是这样实现的：新型的自动变速器离合器执行器，由离合器执行机构和离合器执行器控制系统组成，其特征在于：离合器执行机构是由一个电机总成、一对蜗轮蜗杆传动副、曲柄摆杆机构、总泵、助力弹簧、角位移传感器组成；电机总成通过轴端的扁头与蜗杆轴端的U型切口直接联结，并用一个加强套连接；蜗轮与总泵连杆之间采用一个连接销，形成一个铰链结构；总泵出口与离合器的分泵进油口相连；离合器控制系统的外围控制电路的输出端与电机总成的输入端电连接，外围控制电路的输入端与角位移传感器电连接。

本发明的积极效果是缩短了离合器的分离和结合时间，也就大大降低了动力中断的时间；加上对离合器的闭环控制，因此对整车的平顺性和动力性都有很大帮助。

附图说明

图1为本发明的离合器执行器结构示意图。

图2本发明的侧面结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1-2所示，新型的自动变速器离合器执行器，由离合器执行机构和离合器执行器控制系统组成，其特征在于：离合器执行机构是由一个电机总成1、一对蜗轮蜗杆传动副2、曲柄摆杆机构3、总泵4、助力弹簧5、角位移传感器6组成；电机总成1通过轴端的扁头与蜗杆轴端的U型切口直接联结，并用一个加强套连接；蜗轮与总泵4连杆之间采用一个连接销，形成一个铰链结构；最终在总泵4出口形成高压油通过一根金属管连接到离合器的分泵进油口。离合器控制系统的外围控制电路的输出端与电机总成1的输入端电连接，外围控制电路的输入端与角位移传感器6电连接。

自动变速器离合器执行系统的电机为直流电机。

如图1所示，外围驱动电路控制直流电机总成1旋转，电机总成1旋转带动与电机轴连接的蜗杆旋转，然后通过蜗轮蜗杆传动副2将电机输出进行减速增扭，再经蜗轮上的偏心孔与总泵4推杆形成的曲柄连杆机构3，使总泵4活塞运动，活塞的运动使前端总泵4液压腔建立起压力，液体压力驱动变速器原有分泵运动，从而达到分离离合器的目的。

具体工作过程为：当AMT系统的电控单元发出指令控制离合器分离时，外围控制电路驱动电机总成1顺时针（面向电机轴，指向电机内部方向）旋转，电机总成1的旋转通过蜗轮蜗杆减速、曲柄连杆转化为总泵4活塞的直线运动，因液压总泵4与分泵为互通封闭腔，腔内液体受到活塞压力建立起油压，油压推动离合器分泵运动从而使离合器分离，当角位移传感器6监测到蜗轮旋转到目标位置时，外围控制电路使电机总成1停止供电，因整个离合器执行器传动系统自锁，可使离合器保持在当前位置。当控制离合器结合时，外围控制电路提供电机反向旋转电压，电机的旋转使总泵4活塞反向运动，总泵4内液体压力下降，导致液体压力产生的作用力不能与离合器分离力平衡，液压油由分泵被压回总泵4，离合器结合。

执行器在控制离合器分离结合过程中，分离时，需要电机输出功率较大，结合时所需功率较小，为平衡电机功率，在执行器中加入助力弹簧5——分离时，助力弹簧5释放；结合时，助力弹簧5被压缩。助力弹簧5在装配时具有一定预紧力，并在总泵4整个运动过程中均处于压缩状态，所以在离合器分离过程中，助力弹簧5能够达到帮助总泵4活塞克服离合器分离力的目的，从而降低了电机输出功率。在结合过程中，因电机还需要克服弹簧带来的负载，输出功率需要提高，这样就达到了平衡电机功率的目的。同时被平衡的还有离合器分离接合的速度，便于控制。

在离合器的分离结合过程中，因有很多需要保证离合器位置不动的状态，如果传动系统不自锁，就需要电机长时间供电来保证位置的稳定性，对电机寿命就有很大影响；但如果通过蜗轮蜗杆传动自锁来实现，会降低整个系统的效率。针对这种情况，最传动系统进行整体考虑，包括电机的内部阻力，在保证整个系统表现为自锁的前提下，尽可能提高蜗轮蜗杆传动效率，从而提高整个系统的效率。这样就即可以给电机停止供电仍然能够保证离合器长时间停止在某一个位置上，延长电机使用寿命，又可以降低电机负荷。

Claims

1.新型的自动变速器离合器执行器，由离合器执行机构和离合器执行器控制系统组成，其特征在于：离合器执行机构是由一个电机总成、一对蜗轮蜗杆传动副、曲柄摆杆机构、总泵、助力弹簧、角位移传感器组成；电机总成通过轴端的扁头与蜗杆轴端的U型切口直接联结，并用一个加强套连接；蜗轮与总泵连杆之间采用一个连接销，形成一个铰链结构；总泵出口与离合器的分泵进油口相连；离合器控制系统的外围控制电路的输出端与电机总成的输入端电连接，外围控制电路的输入端与角位移传感器电连接。