CN207333501U - 变速器机电一体离合执行系统 - Google Patents

Abstract

一种变速器机电一体离合执行系统，包括：驱动机构以及由控制器、压力传感器、位移传感器组成的控制系统，其中：压力传感器设置于驱动机构的主液压缸与执行机构之间，位移传感器设置于驱动机构上，控制器分别与驱动机构的控制端、压力传感器和位移传感器相连。本装置能够实现精确、快速、可靠、安全的离合器全自动化控制。

Description

变速器机电一体离合执行系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种变速器领域的技术，具体是一种变速器机电一体离合执行系统。

背景技术

现有的离合器执行机构大多在手动变速器、自动变速器、电控机械自动变速器、无级变速器、双离合器变速器等上采用。其主要使用油泵、电磁阀、阀体、油路、油缸、活塞等组成的液压系统，以液压油推动活塞或分离叉，带动分离轴承通过膜片弹簧压紧或分离离合器压盘与离合器从动盘，实现离合器结合或分离动作；其中手动变速器不仅对驾驶员操作技术要求高，而且驾驶员操作强度大，需要与加速踏板、制动踏板、换挡杆操作进行配合，长时间驾驶容易疲劳，这对形成安全性和舒适性带来一定的影响。而无级变速器的变速、变档执行机构效率低，机构复杂、制造难度大，目前仅适应小排量乘用车的应用。

相比之下，双离合器变速器(DCT)及电控机械自动变速器(AMT)的液压执行机构液压损耗影响效率，清洁度要求严苛，制造难度高，结构尺寸优化难度大。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的空白，提出一种变速器机电一体离合执行系统，能够实现精确、快速、可靠、安全的离合器全自动化控制。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型包括：驱动机构以及由控制器、压力传感器、位移传感器组成的控制系统，其中：压力传感器设置于驱动机构的主液压缸与执行机构之间，位移传感器设置于驱动机构上，控制器分别与驱动机构的控制端、压力传感器和位移传感器相连。

所述的执行机构采用以下任意一种：

①集成式液压分离器(CSC)结构形式的液压缸，或

②分离叉结构形式的分离助力工作缸。

所述的驱动机构包括：电动机、传动齿轮副、丝杠螺母副和主液压缸，其中：传动齿轮副设置于电动机的输出轴并与丝杠螺母副相啮合，丝杠螺母副与油缸的活塞端相连，主液压缸的输出端与执行机构中的汽车离合器侧的液压分离器或分离助力工作缸相连，电动机控制端与控制系统相连。

所述的位移传感器具体设置于丝杠螺母副的一端以监测精确位移。

所述的驱动机构中进一步设有止转机构，该止转机构包括：设置于丝杠螺母副一端的轴向偏心防转销孔以及对应主液压缸端部的防转销，防转销在活塞行程过程中始终插入丝杠上对应孔内，起到约束丝杠旋转的作用。

所述的传动齿轮副包括减速主动齿轮和减速从动齿轮，其中：减速从动齿轮与丝杆螺母副固定连接，即该减速从动齿轮通过轴承实现轴向和径向限位，丝杆螺母副中的螺母与减速从动齿轮刚性联接，因而跟随减速从动齿轮转动，从而将减速从动齿轮的圆周运动转换为丝杠的直线位移。

所述的电动机的输出轴上进一步优选设有与所述的控制系统相连的转速传感器。

所述的电动机采用有刷或无刷直流电动机，该电动机的输出轴上设有所述的传动齿轮副中的减速主动齿轮。

本装置通过驱动机构电动机依次带动传动齿轮副、螺母旋转，进而丝杆作轴向运动并推动执行机构主油缸活塞直线运动，使汽车离合器侧的液压分离器或分离助力工作缸活塞移动，从而实现离合器结合、分离动作。

所述的执行机构中的液压分离器或分离子液压缸与主液压缸配对且设置于离合器后端，以实现离合器的快速动作。

所述的主液压缸、液压分离器或分离助力工作缸上优选设有补液装置。

所述的液压分离器或分离子液压缸的数量视变速器类型需要而定，包括但不限于DCT 及AMT。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型体积小、零部件少、成本低、柔性好、应用范围广，容易实现模块化，离合器执行更加精确，而且具有良好的平顺性、更高的效率和低能耗等特点。另外，对于不同的控制参数如离合器执行力或者动态响应特性，通过改变电动机的电流来调节液压缸内的介质压力或者流量，以实现不同应用需要和工况。

附图说明

图1为实施例中执行机构为双主液压缸、双液压分离器液压缸的结构示意图；

图2为实施例中执行机构为双主液压缸、双分离助力液压缸液压缸的结构示意图；

图3为实施例中执行机构为单主液压缸、单分离助力子液压缸的结构示意图；

图4为实施例中执行机构为双主液压缸、双分离助力子液压缸的结构示意图；

图5为实施例中配置一个补液装置、一个排气机构的结构示意图；

图6为实例中另一种补液装置及排气机构的结构示意图；

图中：1电动机、2减速主动齿轮、3减速从动齿轮、4第一轴承、5第二轴承、6螺母、 7丝杆、8主液压缸、9主液压缸活塞、10丝杠防转销、11外CSC、12内CSC、13压力传感器、14位移传感器目标磁铁、15位移传感器、16控制器、17TCU、18CAN、19补液装置(含加油口)、20单向阀、21限位螺钉、22外离合器、23内离合器、24分离助力工作缸、25分离杠杆、26分离助力工作缸导向、27分离助力工作缸活塞、28单缸CSC、29单离合器、30 排气阀。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例涉及一种变速器机电一体离合执行系统，包括：驱动机构和分别与之相连的执行机构及控制系统。

所述的执行机构采用以下任意一种：

①如图1、图5、图6所示的集成式液压分离器结构形式的液压缸11、12，或

②如图2、图3、图4所示的分离叉结构形式的分离助力工作缸24；

所述的驱动机构包括：主液压缸8、丝杆螺母副、电动机1和传动齿轮副，其中：主液压缸8与集成式液压分离器11、12(或分离助力工作缸24)通过密闭通道相连并在电动机1通过减速主动齿轮2和减速从动齿轮3组成的传动齿轮副带动丝杆螺母副中的螺母6旋转，使丝杆螺母副中的丝杆7轴向运动并推动主液压缸8中的主液压缸活塞9和集成式液压分离器11、 12的活塞(或分离助力工作缸24的活塞28)，实现离合器22及23或29主动端与从动端的离合，完成离合器结合或分离过程。

所述的丝杆螺母副采用自带锁止功能的丝杆螺母，能够实现工作腔压力保持，其中的丝杆7和螺母6通过传动齿轮副实现减速升扭。

所述的柱销采用但不限于：丝杠防转销10。

所述的控制系统包括：控制器16、压力传感器13和位移传感器15，其中：控制器16分别与位移传感器15、压力传感器13、带转速传感器的电动机1、TCU17和CAN18相连，即接受来自位移传感器15、压力传感器13、带转速传感器的电动机1的信号并在进行处理计算的基础上向位移传感器15、压力传感器13、带转速传感器的电动机1发出指令实现高精度的离合器快速动作等功能。

如图1所示，所述的主液压缸8、集成式液压分离器11、12(或分离助力工作缸24)均设有一个或多个滑动密封件以减少介质(如液压油等)的泄漏风险。

所述的减速从动齿轮3与丝杆螺母副的螺母6固定连接且螺母6上进一步设有轴承4、 5作为径向和轴向支撑，该螺母6在电动机1带动减速主动齿轮2、减速从动齿轮3旋转时随减速从动齿轮3一起旋转，此时螺母6无轴向移动，而丝杠螺母副中的丝杠7则作轴向直线移动。因为丝杠被对应的丝杠防转销10所约束不能旋转，所以丝杠7在作直线移动时无旋转。

所述的丝杠7直线移动会推动与之固定连接的主液压缸活塞9也作直线移动，进而使主液压缸8以及与之相接的封闭通道中的介质受挤压并建立压力，通过压力传感器13得到的压力信号并通过线束传递到控制器16，当离合器接合压力达到目标值时，控制器16即发出指令至电动机1，使电动机1停止旋转。当如图1和图2中所示的离合器22、23或如图3中所示的离合器29需要分离时，通过控制器16发出指令至对应的电动机1，使电动机1进行反转，带动丝杠7反转，这时跟随丝杠7直线移动的位移传感器目标磁铁14在位移传感器15中产生位移信号并通过线束传递到控制器16。当丝杠7运动到目标位置时，控制器16即发出指令至电动机1使电动机1停止旋转。这就完成了一个离合器离合的控制循环。双离合器22、23控制时，通过控制器16的控制，实现离合器两离合器的滑摩和扭矩交互。

实施例2

如图3、图4、图5和图6所示，为与实施例1相似的变速器机电一体离合执行系统，其区别在于采用了不同形式的双离合器22、23或单离合器29；在离合器分离装置上则采用集成式液压分离器11、12、28或分离杠杆25。

考虑到所述的变速器机电一体离合执行系统在长期运行过程中，介质(如液压油等)会有所损耗，因此在主液压缸8上设有补液装置19。

如图6所示，所述的补液装置19可以只设一个，当丝杠7运动到工作行程末端，压力传感器13得到的压力值即将不满足离合器工作需求时，控制器16提示需要补充介质。控制器 16向电动机1发送信号，电动机1反转并带动丝杠7运动到目标补充介质位置时，电动机停转；安装在主液压缸上的单向阀20被限位螺钉21顶开，补液装置19油腔联通，完成补充介质动作。

在运行过程中介质(如液压油等)不能混杂气体，因此所述的主液压缸、液压分离器或分离助力工作缸中优选设有排气阀30。

在长期运行过程中，减速主动齿轮2、减速从动齿轮3、轴承4和5、丝杠7、螺母6 等需要润滑，因此所述的系统优选采用润滑脂或润滑油进行润滑。

上述具体实施可包括：本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不包括：上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (10)

1.一种变速器机电一体离合执行系统，其特征在于，包括：驱动机构以及由控制器、压力传感器、位移传感器组成的控制系统，其中：压力传感器设置于驱动机构的主液压缸与执行机构之间，位移传感器设置于驱动机构上，控制器分别与驱动机构的控制端、压力传感器和位移传感器相连。

2.根据权利要求1所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的执行机构采用以下任意一种：

①集成式液压分离器结构形式的液压缸，或

②分离叉结构形式的分离助力工作缸。

3.根据权利要求1所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的驱动机构包括：电动机、传动齿轮副、丝杠螺母副和主液压缸，其中：传动齿轮副设置于电动机的输出轴并与丝杠螺母副相啮合，丝杠螺母副与油缸的活塞端相连，主液压缸的输出端与执行机构中的汽车离合器侧的液压分离器或分离助力工作缸相连，电动机控制端与控制系统相连。

4.根据权利要求1所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的位移传感器具体设置于丝杠螺母副的一端以监测精确位移。

5.根据权利要求1所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的驱动机构中进一步设有止转机构，该止转机构包括：设置于丝杠螺母副一端的轴向偏心防转销孔以及对应主液压缸端部的防转销，防转销在活塞行程过程中始终插入丝杠上对应孔内，起到约束丝杠旋转的作用。

6.根据权利要求3所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的传动齿轮副包括减速主动齿轮和减速从动齿轮，其中：减速从动齿轮与自带锁止功能的丝杆螺母副中的螺母固定连接。

7.根据权利要求3所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的电动机采用有刷或无刷直流电动机，该电动机的输出轴上设有所述的传动齿轮副中的减速主动齿轮。

8.根据权利要求7所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的电动机的输出轴上进一步设有与所述的控制系统相连的转速传感器。

9.根据权利要求2所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的主液压缸、液压分离器或分离助力工作缸上设有补液装置。

10.根据权利要求2所述的变速器机电一体离合执行系统，其特征是，所述的主液压缸、液压分离器或分离助力工作缸中设有排气阀。