CN108223616A - 具有手动超控活塞的电子离合器致动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的变速器中的离合器的致动的电子离合器致动器，电子离合器致动器包括离合器主气缸，离合器主气缸具有位于其中的流体腔体并适合于与离合器从动缸相流体连通，离合器从动缸联接至变速器的离合器以及车辆的离合器脚踏板，离合器主气缸具有与流体腔体相流体连通并适合于与离合器从动缸相流体连通的第一端口，与流体腔体相流体连通并适合于与离合器脚踏板相流体连通的第二端口，与流体腔体相流体连通并适合于与流体旁路相流体连通的第三端口，以及在离合器主气缸的流体腔体中设置的可移动活塞，以用作为开关阀，从而当电子离合器致动器被使用时允许流体从第二端口流至第三端口，以及当电子离合器致动器未被使用时允许流体从第二端口流至第一端口。

Description

具有手动超控活塞的电子离合器致动器
技术领域
本发明总体上涉及用于变速器的离合器，且更具体地，涉及具有手动超控活塞的电子离合器致动器。
背景技术
传统车辆典型地包括具有旋转输出的发动机，该发动机将旋转输入提供至变速器，例如用于车辆的动力传动系统的手动变速器。该变速器通过齿轮箱中的一系列预定齿轮组来使得由发动机的输出产生的旋转速度和转矩发生变化，以将动力传输至车辆的一个或多个轮子，借此在齿轮组之间的变化使得车辆能够针对给定的发动机速度以不同的车辆速度行驶。
当车辆操作员或驾驶员想要从一个挡位变成另一挡位时，驾驶员压下车辆的离合器脚踏板。这经由连杆操作单个离合器，将发动机的输出至齿轮箱的输入脱离，并中断进入变速器的动力流。然而，车辆操作员使用变速杆来选择新的挡位，过程典型地涉及将齿环从一个挡位变化至另一个不同大小的挡位。在齿轮箱中，同步器和齿轮在二者接合之前进行匹配以防止磨损。一旦新的挡位被接合，驾驶员释放离合器脚踏板，这将发动机的输出再连接至齿轮箱的输入，以将动力传输至轮子。
针对以上描述的变速器，初始设备制造商正在开发用于手动变速器的增强离合器系统，以不断地降低二氧化碳输出并满足燃料节省需求，这可提供新的成本有效的功能，如当驾驶员并未需要发动机转矩时的自动自由滚动操作(航行)。例如，增强离合器系统包括电子离合器致动器，该电子离合器致动器有车辆控制驱动以接合和脱离离合器。然而，增强离合器系统必须常规地工作，并且控制离合器独立于驾驶员动作以及用于变速器的换挡。因而，本领域中有需求来提供具有手动超控活塞的电子离合器致动器。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆的变速器中的离合器的致动的电子离合器致动器，该电子离合器致动器包括离合器主缸，该离合器主缸具有位于其中的流体腔并适合于与从动缸相流体连通，该离合器从动缸联接至变速器的离合器以及车辆的离合器脚踏板，该离合器主缸具有与流体腔相流体连通并适合于与离合器从动缸相流体连通的第一端口，与流体腔相流体连通并适合于与离合器脚踏板相流体连通的第二端口，和与流体腔相流体连通并适合于与流体旁路流体连通的第三端口，以及，在离合器主缸的流体腔中设置的可移动活塞，用作开关阀，从而当电子离合器致动器使用时允许流体从第二端口流至第三端口，以及当电子离合器致动器未使用时允许流体从第二端口流至第一端口。
本发明的一个优点是：电子离合器致动器被提供用于具有手动超控活塞的变速器中的离合器的致动。本发明的另一个优点是：该电子离合器致动器集成手动超控选项以控制用于变换变速器挡位的离合器组件。本发明的又一优点是：由车辆控制来驱动电子离合器致动器。本发明的另一优点是：电子离合器致动器实施适合于手动变速器的分离部件。本发明的另一优点是：电子离合器致动器是添加至离合器系统的“附加装置”，无需车辆驾驶员动作中的任何变化。
在阅读结合附图的后续说明之后，有助于更好地理解本发明的其它目的、特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明的用于根据本发明的利用电子离合器致动器对变速器中的离合器进行致动的系统的一个实施例的示意图。
图2是示出了接合的离合器的图1的系统的示意图。
图3是示出了脱离的离合器的图1的系统的示意图。
图4是示出了由线缆连接的离合器的图1的系统的示意图。
图5是示出了由流体连接的离合器的图1的系统的示意图。
图6是图5的系统的示意图，其中电子离合器致动器正在使用。
图7是图5的系统的示意图，其中电子离合器致动器未使用。
具体实施方式
现参考附图，其中，相同的附图标记被用于指示相同的结构，除非另外指示，根据本发明，系统10，用于通常以附图标记10指示的离合器的致动，在图1中，用于车辆(未示出)的变速器(未示出)。车辆包括发动机(未示出)和变速器。在一个实施例中，发动机为本领域中已知的常用内燃机。在一个实施例中，变速器为手动变速器(MT)。发动机具有可旋转输出，该可旋转输出为进入变速器的发动机输入。该变速器将发动机输入转换成旋转输出，以将动力传输至车辆的一个或多个轮子(未示出)。应当理解的是，离合器12典型的设置在发动机输入与变速器的齿轮箱(未示出)的输入轴之间。还应理解的是，系统10形成用于变速器的增强离合器系统。还应当理解的是，发动机和/或变速器可以为任何合适的类型以驱动车辆，在不脱离本发明的范围的情况下。
如在图1中所示出，离合器12属于离合器组件类型。在一个实施例中，离合器12包括多个离合器板12a，以及在离合器板12a之间交错并与它们相协作的多个离合器盘12b。离合器盘12b被联接至齿轮箱的可旋转输入轴12c。离合器12包括联接至离合器板12a的膜片弹簧14，以使得离合器板12a和离合器盘12b相接合和脱离。离合器12还包括联接至膜片弹簧14的离合器从动缸16，以致动膜片弹簧14，从而引起离合器板12a和离合器盘12b的接合和脱离。应当理解的是，离合器从动缸16为液压缸，其具有联接至膜片弹簧14的可移动活塞。还应当理解的是，离合器12为本领域中常用的并且已知的。
系统10还包括根据本发明的用于致动离合器12的通常以附图标记18指示的电子离合器致动器。在一个实施例中，电子离合器致动器18包括通过导管22流体地连接至离合器从动缸16的离合器主缸20。电子离合器致动器18还包括在离合器主缸20中设置的可移动活塞24。应当理解的是，活塞24的移动引起流体的移动，以致动离合器从动缸16。
电子离合器致动器18包括联接至活塞24的可旋转螺杆26，以移动或平移活塞24。可旋转螺杆26可与活塞24相协作，使得当可旋转螺杆26旋转时，该旋转运动引起活塞24的平移运动。电子离合器致动器18包括用于旋转可旋转螺杆26的马达28。马达28属于无刷直流(BLDC)可逆或双向输出类型，并连接至动力源。电子离合器致动器18还包括位于马达28与可旋转螺杆26之间的齿轮系，该齿轮系通常以附图标记30指示。在一个实施例中，齿轮系30包括用于预定齿轮比的联接至可旋转螺杆26的第一齿轮32以及联接至马达28的第二齿轮34。应当理解的是，第一齿轮32和第二齿轮34彼此相互以啮合的方式相接合，以降低马达28至可旋转螺杆26的旋转输出。
参考附图2和3，系统10分别地被示出为处于接合位置和脱离位置的离合器12。如在图2中所示出，马达28在第一方向上旋转它的输出轴，以引起齿轮系30的齿轮32和34以及旋转螺杆26发生旋转。旋转螺杆26的旋转将可移动活塞24平移远离于离合器主缸20和离合器从动缸16的端部，并引起膜片弹簧14发生移动，以使得离合器板12a接合离合器盘12b。当这个发生时，发动机的输出被连接至输入轴12c，且输入轴12c旋转。如在图3中所示出，马达28在第二方向上旋转它的输出轴，以引起齿轮系30的齿轮32和34以及旋转螺杆26发生旋转。旋转螺杆26的旋转将可移动活塞24朝向离合器主缸20的端部平移，以将流体移动至离合器从动缸16，这引起膜片弹簧14发生移动，以使得离合器板12a与离合器盘12b脱离。当这个发生时，发动机的输出与输入轴12c脱离，且输入轴12c未旋转。
参考图4，在一个实施例中，系统10可通过线缆连接的离合器来致动离合器12。在这个实施例中，系统10包括由车辆操作员(未示出)的脚38操作的可移动离合器脚踏板36，以及通过合适的机构(例如一个或多个线缆42)与离合器脚踏板36和马达38相通信的计算机或电子控制模块(ECM)40。系统10可包括离合器脚踏板传感器43，该离合器脚踏板传感器位于离合器脚踏板36附近或联接至该离合器脚踏板，并且与ECM 40相连通，以感测离合器脚踏板36的位置。应当理解的是，当车辆操作员使用它们的脚38以移动离合器脚踏板36，ECM 40将相应的信号发送至马达28，以引起马达28以第一方向或第二方向旋转其输出轴，从而致动离合器12。还应当理解的是，离合器脚踏板36和离合器脚踏板传感器43为本领域常用的和已知的。还应当理解的是，ECM 40可经由总线、硬线缆、或它们的组合与离合器脚踏板传感器43或其它传感器相通信。还应理解的是，ECM 40被编程为用于基于车辆控制(例如，来自离合器脚踏板传感器43和一个或多个其它传感器(未示出)的信号)来旋转马达28的输出。
参考图5，在一个实施例中，系统10可通过流体连接的离合器来致动离合器12。在这个实施例中，系统10包括由车辆操作员或驾驶员(未示出)的脚38操作的可移动脚踏板36，以及通过导管46流体地连接至离合器主缸20的脚踏板主缸44，其具有联接至离合器脚踏板36并在脚踏板主缸44中设置地可移动活塞48。应当理解的是，当车辆操作员使用他们的脚38来移动离合器脚踏板36时，活塞48引起流体的移动以致动离合器从动缸16。
参考图6和图7，系统10可包括集成的通常以附图标记50指示的离合器手动超控组件，以允许电子离合器致动器18的手动超控。在一个实施例中，集成的离合器手动超控组件50包括流体地连接至流体导管46的离合器主缸20以及流体地连接至离合器主缸20的流体蓄能器52。在一个实施例中，离合器主缸20形状为大致圆柱形并轴向地延伸。离合器主缸20具有在其中轴向延伸的腔54。腔54具有大致圆形横截面。离合器主缸20包括延伸通过用于腔54与离合器从动缸16之间的流体连通的一个端部的第一或输出端口56，以移动可移动活塞24。离合器主缸20还包括延伸通过它的用于腔54与流体导管46之间的一侧的第二或入口端口58，以及延伸通过它的用于腔54与流体蓄能器52之间的流体连通的一侧的、且与第二端口58轴向间隔开的第三或旁路端口59。离合器主缸20还包括延伸通过它的用于腔54与流体贮存器62之间流体连通的第四或贮存器端口60。电子离合器致动器18可包括在第四端口60与流体贮存器62之间流体连通设置的止回阀64，以允许流体从第四端口60到流体贮存器62的一个方向流动。
如在图6和图7中所示出，在一个实施例中，活塞24形状为大致圆柱形并轴向地延伸。活塞24包括轴向延伸的轴66。轴66形状为大致圆柱形，且具有大致圆形的横截面。轴66具有轴向延伸进其一个端部的腔68，以接收可旋转螺杆26的一端。活塞24包括从轴66径向延伸并沿着该轴轴向间隔开的一个或多个脊部70。在示出的实施例中，一个脊部70在轴66的与腔68相对的端部处轴向地设置，并且另一个脊部70在脊部70与腔68之间轴向地设置。脊部70形状为大致圆柱形，且具有大致圆形的横截面。脊部70中的每个具有沿着其周向并在其中径向延伸的凹槽72。活塞24还包括在脊部70中的每个的凹槽72中设置的密封件74。该密封件74为环形并且由柔性材料制成，以接合离合器主缸20的壁，从而防止流体流过脊部70。应当理解的是，活塞24允许流体输送到离合器从动缸16、流体蓄能器54或流体贮存器62。还应当理解的是，活塞24可以为流体开关阀。还应当理解的是，离合器从动缸16包括联接至膜片弹簧14的可移动活塞76。
参考图6和图7，系统10分别地被示出为具有正使用或这未使用的电子离合器致动器18。如在图6中所示出，当电子离合器致动器18被驱动或使用以及车辆操作员使用它们的脚38来移动离合器脚踏板36时，活塞24允许流体经由端口58和59从离合器脚踏板36流至流体蓄能器52。因而，流体流动被阻断至离合器从动缸16。还应当理解的是，流体蓄能器52具有与离合器从动缸16应当具有的进入离合器脚踏板36的相同反馈。还应当理解的是，电子离合器致动器18经由ECM 40由车辆控制来驱动。
如在图7中所示出，当电子离合器致动器18未被驱动或使用以及车辆操作员使用它们的脚38来移动离合器脚踏板36时，活塞24允许流体经由端口58和56流至离合器从动缸16。因而，流体流动被阻断至流体蓄能器52。还应当理解的是，活塞24允许流体在电子离合器致动器18被致动的情况下输送，利用旁路维持车辆驾驶员的感觉。应当理解的是，倘若电子离合器致动器18在使用过程中由于任何原因失效时，该手动操作允许离合器脚踏板36仍然正常地操作以手动地致动离合器12。还应当理解的是，电子离合器致动器18由于自动的手动离合器变速器。
另外，根据本发明，公开了一种使用图1的系统来致动离合器12的方法。该方法包括步骤：提供与离合器从动缸16相流体连通的电子离合器致动器18，以及提供具有在车辆的离合器脚踏板36与离合器从动缸16之间流体连通的集成手动超控组件50的电子离合器致动器18。该方法还包括步骤：当电子离合器致动器18被用于电子地致动离合器从动缸16时，通过该集成手动超控组件50来防止流体从离合器脚踏板36流至离合器从动缸16。该方法还包括步骤：当电子离合器致动器18未用于手动地致动离合器从动缸16时，通过该集成手动超控组件50来允许流体从离合器脚踏板36流至离合器从动缸16。
因此，本发明的系统10被提供为用于离合器12的致动的增强离合器系统，该增强离合器系统具有电子离合器致动器18，该电子离合器致动器具有用于车辆的变速器的手动操作的手动超控活塞24。本发明的系统10允许车辆驾驶员和系统10都来控制离合器12，用于无缝地换挡。本发明的系统10是添加至离合器12的“附加装置”，无需车辆驾驶员动作中的任何变化。
本发明已经以示意性的方式被描述。应理解的是，已经使用的术语意于为说明性的而非限制性的词语的本质。
在以上教导，本发明的一些修改和变型是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于具体描述的方式被实践。

Claims (19)

1.一种用于车辆的变速器中的离合器的致动的电子离合器致动器，所述电子离合器致动器包括：
离合器主缸，所述离合器主缸具有位于其中的流体腔并适合于与离合器从动缸相流体连通，所述离合器从动缸联接所述变速器的所述离合器和所述车辆的离合器脚踏板；
所述离合器主缸具有：第一端口，所述第一端口与所述流体腔流体地连通并适合于与所述离合器从动缸流体连通；第二端口，所述第二端口与所述流体腔流体地连通并适合于与所述离合器脚踏板流体连通；和第三端口，所述第三端口与所述流体腔流体地连接并适合于与流体旁路流体连通；以及
可移动手动超控活塞，设置在所述离合器主缸的所述流体腔中以用作开关阀，以便当所述电子离合器致动器使用时允许流体从所述第二端口流至所述第三端口，以及当所述电子离合器致动器未使用时允许流体从所述第二端口流至所述第一端口。
2.根据权利要求1所述的电子离合器致动器，其中，所述活塞轴向地延伸。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的电子离合器致动器，其中，所述活塞包括形状为大致圆柱形的轴。
4.根据权利要求3所述的电子离合器致动器，其中，所述轴具有轴向地延伸进其一端的腔。
5.根据权利要求4所述的电子离合器致动器，其中，所述活塞包括从所述轴径向地延伸并沿着所述轴轴向间隔开地多个脊部。
6.根据权利要求5所述的电子离合器致动器，其中，所述脊部中的每个具有沿其周向并在其中径向延伸的凹槽。
7.根据权利要求6所述的电子离合器致动器，其中，所述活塞还包括在所述脊部中的每个的所述凹槽中设置的密封件。
8.根据权利要求4-7中的任一项所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器还包括可旋转螺杆，所述可旋转螺杆具有在所述轴的所述腔中设置的一个端部，以平移所述活塞。
9.根据权利要求8所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器还包括操作性地联接至所述可旋转螺杆的马达，以旋转所述可旋转螺杆。
10.根据权利要求9所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器还包括在所述马达与所述可旋转螺杆之间设置的齿轮系，以降低所述马达的输出与所述可旋转螺杆之间的速度。
11.根据权利要求10所述的电子离合器致动器，其中，所述齿轮系包括联接至所述可旋转螺杆的第一齿轮，以及联接至所述马达的所述输出并与所述第一齿轮以啮合的方式接合的第二齿轮。
12.一种用于车辆的变速器中的离合器的致动的电子离合器致动器，所述系统包括：
离合器主缸，所述离合器主缸具有位于其中的流体腔并适合于与从动缸相流体连通，所述离合器从动缸联接至所述变速器的所述离合器以及所述车辆的离合器脚踏板；
所述离合器主缸具有：第一端口，所述第一端口与所述流体腔流体地连通并适合于与所述离合器从动缸流体连通；第二端口，所述第二端口与所述流体腔流体地连通并适合于与所述离合器脚踏板流体连通；和第三端口，所述第三端口与所述流体腔流体地连接并适合于与流体旁路流体连通；以及
可移动手动超控活塞，设置在所述离合器主缸的所述流体腔中，所述活塞具有轴向延伸的轴以及从所述轴径向延伸并沿着所述轴轴向间隔开的多个脊部；而且
其中，所述活塞被配置成用于用作开关阀，以便当所述电子离合器致动器使用时允许流体从所述第二端口流至所述第三端口，以及当所述电子离合器致动器未使用时允许流体从所述第二端口流至所述第一端口。
13.根据权利要求12所述的电子离合器致动器，其中，所述脊部中的每个具有沿其周向并在其中径向延伸的凹槽。
14.根据权利要求13所述的电子离合器致动器，其中，所述活塞还包括在所述脊部中的每个的所述凹槽中设置的密封件。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的电子离合器致动器，其中，所述轴具有轴向地延伸进其一端的腔。
16.根据权利要求15所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器还包括可旋转螺杆，所述可旋转螺杆具有在所述轴的所述腔中设置的一个端部，以平移所述活塞。
17.根据权利要求16所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器包括操作性地联接至所述可旋转螺杆的马达，以旋转所述可旋转螺杆。
18.根据权利要求17所述的电子离合器致动器，其中，所述电子离合器致动器还包括在所述马达与所述可旋转螺杆之间设置的齿轮系，以降低所述马达的输出与所述可旋转螺杆之间的速度。
19.根据权利要求18所述的电子离合器致动器，其中，所述齿轮系包括联接至所述可旋转螺杆的第一齿轮，以及联接至所述马达的所述输出并与所述第一齿轮以啮合的方式接合的第二齿轮。
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