CN103195842B - 自动离合器操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动离合器操纵系统，包括离合器、电机、减速器、传动元件、离合器操纵主缸、工作缸、流体源和控制装置，电机通过减速器连接传动元件，传动元件连接离合器操纵主缸的活塞杆用于推动该活塞杆移动，流体源通过离合器操纵主缸流体连通工作缸，工作缸的活塞杆连接离合器的分离叉用于推动分离叉移动，控制装置信号连接电机。较佳地，减速器是蜗轮蜗杆减速器。传动元件是凸轮机构或丝杠传动机构。两个离合器转速检测装置分别位于离合器的两端用于检测离合器的两端的转速并分别信号连接控制装置。本发明的自动离合器操纵系统设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

Description

自动离合器操纵系统

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及混合动力客车自动离合器技术领域，具体是指一种可应用于混合动力汽车的自动离合器操纵系统。

背景技术

现有传统轿车领域已有用于手动挡汽车改装用的自动离合器系统ACS，其技术最早源于德国，在奔驰A190、C230、宝马M3、法拉利、F1赛车等都运用了自动离合器技术，应用已经十分成熟。目前国内的自动离合器技术最早由香港东远环球集团从海外引进的，其工作原理主要是通过机械、电子、液压实现自动控制离合器分离和结合的独立系统，由离合器驱动机构、控制电脑、挡位传感器、线束、显示语音单元等部件组成主要针对手动挡车型设计，加装时不改变原车结构。控制电脑根据车辆状态车速、转速、油门、刹车、换挡、结合驾驶员的意图，模拟最优秀的驾驶技术，用最佳的时间与速度控制离合器驱动机构，使离合器快速分离和平稳结合，达到起步与换挡平顺舒适，同时避免了空油与熄火，通过语音提示让驾驶员正确操作，在保持手动挡车型驾驶乐趣的同时，达到减轻驾驶疲劳，降低汽车油耗，保护发动机的目的。此种设计对于插电式混合动力客车的离合器而言，实现困难，应用成本过高。

而现有混合动力客车的离合系统中，有些采用电机加拉索式驱动机构，利用传统离合器的拨叉，其优点是结构简单，实现容易。缺点是纯电动运行状态时，此类型模式离合器需要长期分离，拉索容易损坏，此类型离合器不适用于插电式重型混合动力车辆。有些离合器采用真空助力加液压驱动机构，利用传统离合器的拨叉控制离合器的分离与接合，其优点结构简单，实现容易，缺点是响应时间短。有些采用电机加液压驱动机构，利用传统离合器的拨叉控制离合器的分离与接合，此种设计液压系统响应快，能够长时间保压。缺点是由于增加了液压系统，系统相对复杂，成本较高，且通常由于采用高频电磁开关阀等，系统稳定性差。同时，在某些液压系统中，其通常是采用固定在离合器执行缸上的位置开关信号，或者分离叉的角度信号来判断并控制离合器的接合的，此种控制方式未考虑到，在离合器磨损后或者由于超时间的工作，工作缸负荷特性发生偏移的情况，其稳定性不高。还有些采用电机加液压机构，并设计专门的液压系统来驱动离合器分离轴承，其优点是替换掉传统的机械拨叉机构，节省布置空间，缺点是设计了专门的滚珠丝杠系统，并且分离轴承的液压缸设计难度大，由于离合器壳内的空间有限，轴向尺寸太小，无法实现液压缸的导向作用，其机构复杂，成本较高，短期内无法实现。

因此，需要提供一种自动离合器操纵系统，其适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种自动离合器操纵系统，该自动离合器操纵系统设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的自动离合器操纵系统，包括离合器，其特点是，所述自动离合器操纵系统还包括电机、减速器、传动元件、离合器操纵主缸、工作缸、流体源和控制装置，所述电机通过所述减速器连接所述传动元件，所述传动元件连接所述离合器操纵主缸的活塞杆用于推动所述的离合器操纵主缸的活塞杆移动，所述流体源通过所述离合器操纵主缸流体连通所述工作缸，所述工作缸的活塞杆连接所述离合器的分离叉用于推动所述分离叉移动，所述控制装置信号连接所述电机。

较佳地，所述自动离合器操纵系统还包括联轴器，所述电机通过所述联轴器连接所述减速器。

较佳地，所述减速器是蜗轮蜗杆减速器。

较佳地，所述传动元件是凸轮机构或丝杠传动机构。

更佳地，所述丝杠传动机构包括丝杠和螺母，所述螺母套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹啮合，所述减速器连接所述丝杠，所述螺母连接所述的离合器操纵主缸的活塞杆。

较佳地，所述流体源是储液室或储气室。

较佳地，所述自动离合器操纵系统还包括回位弹性部件，所述回位弹性部件连接所述分离叉用于推动所述的工作缸的活塞杆反向移动。

较佳地，所述自动离合器操纵系统还包括两个离合器转速检测装置，两个所述离合器转速检测装置分别位于所述离合器的两端用于检测所述的离合器的两端的转速，所述控制装置分别信号连接两个所述离合器转速检测装置。

较佳地，所述流体源集成在所述离合器操纵主缸中。

本发明的有益效果具体在于：

1、本发明的自动离合器操纵系统包括离合器、电机、减速器、传动元件、离合器操纵主缸、工作缸、流体源和控制装置，所述电机通过所述减速器连接所述传动元件，所述传动元件连接所述离合器操纵主缸的活塞杆用于推动所述的离合器操纵主缸的活塞杆移动，所述流体源通过所述离合器操纵主缸流体连通所述工作缸，所述工作缸的活塞杆连接所述离合器的分离叉用于推动所述分离叉移动，所述控制装置信号连接所述电机，设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

2、本发明的自动离合器操纵系统的所述减速器是蜗轮蜗杆减速器，所述传动元件是丝杠传动机构，蜗轮蜗杆和丝杠传动机构的自锁作用方便系统保压，便于对电机的控制，设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

3、本发明的自动离合器操纵系统还包括两个离合器转速检测装置，两个所述离合器转速检测装置分别位于所述离合器的两端用于检测所述的离合器的两端的转速，所述控制装置分别信号连接两个所述离合器转速检测装置，从而通过检测离合器两端的转速差，控制电机来控制离合器的接合状态，设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的一具体实施例的结构连接示意图。

图2是图1所示的具体实施例的控制方式流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1所示，本发明的自动离合器操纵系统包括离合器1、电机2、减速器3、传动元件4、离合器操纵主缸5、工作缸6、流体源7和控制装置8，所述电机2通过所述减速器3连接所述传动元件4，所述传动元件4连接所述离合器操纵主缸5的活塞杆用于推动所述的离合器操纵主缸5的活塞杆移动，所述流体源7通过所述离合器操纵主缸5流体连通所述工作缸6，所述工作缸6的活塞杆连接所述离合器1的分离叉12用于推动所述分离叉12移动，所述控制装置8信号连接所述电机1。

所述电机2连接所述减速器3可以采用任何合适的结构，请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述自动离合器操纵系统还包括联轴器9，所述电机2通过所述联轴器9连接所述减速器3。

所述减速器3可以是任何合适的部件，在本发明的具体实施例中，所述减速器3是蜗轮蜗杆减速器。

所述传动元件4可以采用任何合适的结构，较佳地，所述传动元件4是凸轮机构或丝杠传动机构。请参见图1所示，在本发明的具体实施例中，所述传动元件4是丝杠传动机构，所述丝杠传动机构包括丝杠41和螺母42，所述螺母42套设在所述丝杠41上并与所述丝杠41螺纹啮合，所述减速器3连接所述丝杠41，所述螺母42连接所述的离合器操纵主缸5的活塞杆。

所述流体源7可以是气源或液源，在本发明的具体实施例中，所述流体源7是储液室。

为了便于复位，较佳地，所述自动离合器操纵系统还包括回位弹性部件10，所述回位弹性部件10连接所述分离叉12用于推动所述的工作缸6的活塞杆反向移动。在本发明的具体实施例中，所述回位弹性部件10是回位弹簧。

为了根据离合器1两端的转速差来控制电机2，在本发明的具体实施例中，所述自动离合器操纵系统还包括两个离合器转速检测装置（未示出），两个所述离合器转速检测装置分别位于所述离合器1的两端用于检测所述的离合器1的两端的转速，所述控制装置8分别信号连接两个所述离合器转速检测装置。这两个离合器转速检测装置可以是原车的发动机转速检测装置和电机转速检测装置，通过整车控制器发送给控制装置8。

所述流体源7和所述离合器操纵主缸5可以相互独立，也可以，所述流体源7集成在所述离合器操纵主缸5中。

因此，控制电机2运转的控制装置8，除了可以直接根据离合器1两端的转速差控制电机2外，还可以通过接收来自整车控制器的信号来控制电机2运转，从而控制离合器1的分离。

本发明的自动离合器操纵系统，其基本原理为：

（1）分离过程

控制装置8对电机2进行调速，通过蜗轮蜗杆减速器和丝杠传动机构将电机2的旋转运动转化为直线运动，推动离合器操纵主缸5进行活塞运动，通过液压油将动力传递至用于离合器1分离的工作缸6，推动分离叉12上的分离轴承11克服膜片弹簧（未示出）负荷（其中13为分离杠杆），实现离合器1分离。当检测到离合器1两端的转速差为最大值后，控制装置8控制电机2停止工作。由于蜗轮蜗杆和丝杠螺母的自锁作用，离合器1处于完全分离位置。

（2）接合过程

电机2在控制装置8的控制下反转，在膜片弹簧和回位弹簧的回位力作用下，液压油反向流动，由于蜗轮蜗杆以及丝杠螺母的自锁作用，结合速度只与电机2的反转速度有关。通过检测离合器1两端的转速差，控制电机2来控制离合器1的接合状态。当离合器1两端的转速差为0时，此时离合器1为完全结合状态。

本发明的自动离合操纵系统具体应用时，可以包括以下步骤：

1）首先根据所设计或适用的车型确定离合器1的型号和参数，由此匹配离合器操纵系统的构成：离合器操纵主缸5、工作缸6，根据离合器操纵主缸5和工作缸6结构特点和具体参数，根据从离合器1到离合器操纵主缸5的活塞杆的各传动比，杠杆比所推导的递增函数计算，确定丝杠传动机构作用于离合器操纵主缸5的活塞杆上分离离合器1所需的力值，由此确认电机2通过蜗轮蜗杆减速器和丝杠传动机构的输出转速和扭矩大小，进而可匹配涡轮蜗杆减速器传动比和电机功率、额定转速、额定扭矩值等，依此为依据匹配此系统操纵机构各零部件。

2）在新型车辆的开发过程中，应用本发明需首先在动力系统实验室或其他试验台架上，按照图1中系统原理布置该系统，根据离合器状态逻辑，确定离合器控制逻辑，应尽可能模拟车辆运行状态时，对离合器1的控制。整个系统管径应配置合理、接头无渗漏、丝杠传动机构运转正常、离合器控制系统软件运行逻辑正常。

3）图2所示为一种具体的插电式混合动力客车离合器控制逻辑：在此车型中，离合器1的状态常量为常开式。当车辆上电后，控制装置8控制电机2正转至设定位置停止，由于丝杠螺母的自锁作用，离合器1处于断开状态，在按照车辆整车运行控制逻辑系统需要离合器1接合并保证动力传递的要求下，电机2在控制装置8的控制下反转，在膜片弹簧和回位弹簧的回位力作用下，液压油反向流动，由于蜗轮蜗杆的自锁作用，结合速度只与电机2的反转速度有关。整车控制器通过检测离合器1两端的转速差，控制电机2的接合状态。为保证动力传递的可靠性，离合器1在半接合到接合的过程中，电机2转速应相对缓慢，当离合器1两端的转速差为0时，此时离合器1完全接合。

在某些传统车辆或采用手动机械换挡的大中型车辆上应用此发明，需根据具体的使用安装要求按照如上1）、2）、3）所述匹配此发明系统的各零部件，并进行试验验证方能将此系统应用于使用车型。

采用该发明的自动离合器操纵系统，具有如下优点：采用传统车的离合器操纵机构，成熟可靠且价格低廉。利用控制装置8控制电机2的旋转，通过蜗轮蜗杆和丝杠传动机构将电机的回转运动转化为直线运动作用在传统的离合器操纵主缸5的活塞杆上，使离合器1分离，通过检测离合器1两端的转速差控制电机2运转，蜗轮蜗杆和丝杠传动机构的自锁作用方便系统保压，便于对电机2的控制，此系统结构简单，运行可靠。

电机2和蜗轮蜗杆减速器，以及相连接的联轴器9和丝杠螺母等传动机构均可实现标准化，根据适用车型进行更换，大大的提高了此发明设计的自动离合器系统在多种车型上的通用性。

综上，本发明的自动离合器操纵系统设计巧妙，适用于混合动力汽车的自动离合器的操纵，且结构简洁，运行可靠，成本低廉，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种自动离合器操纵系统，包括离合器，其特征在于，所述自动离合器操纵系统还包括电机、减速器、传动元件、离合器操纵主缸、工作缸、流体源和控制装置，所述电机通过所述减速器连接所述传动元件，所述传动元件连接所述离合器操纵主缸的活塞杆用于推动所述的离合器操纵主缸的活塞杆移动，所述流体源通过所述离合器操纵主缸流体连通所述工作缸，所述工作缸的活塞杆连接所述离合器的分离叉用于推动所述分离叉移动，所述控制装置信号连接所述电机，所述自动离合器操纵系统还包括两个离合器转速检测装置，两个所述离合器转速检测装置分别位于所述离合器的两端用于检测所述的离合器的两端的转速，所述控制装置分别信号连接两个所述离合器转速检测装置。

2.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述自动离合器操纵系统还包括联轴器，所述电机通过所述联轴器连接所述减速器。

3.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述减速器是蜗轮蜗杆减速器。

4.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述传动元件是凸轮机构或丝杠传动机构。

5.根据权利要求4所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述丝杠传动机构包括丝杠和螺母，所述螺母套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹啮合，所述减速器连接所述丝杠，所述螺母连接所述的离合器操纵主缸的活塞杆。

6.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述流体源是储液室或储气室。

7.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述自动离合器操纵系统还包括回位弹性部件，所述回位弹性部件连接所述分离叉用于推动所述的工作缸的活塞杆反向移动。

8.根据权利要求1所述的自动离合器操纵系统，其特征在于，所述流体源集成在所述离合器操纵主缸中。