一種自動離合器控制機構的製作方法
2023-10-11 08:19:59 1
專利名稱：一種自動離合器控制機構的製作方法
技術領域：
一種自動離合器控制機構技術領域：
本實用新型涉及一種自動離合器控制機構，尤其是一種自動變速箱離合器執行機構以及其控制策略，可以使離合器工作更加平穩，屬於汽車製造技術領域。背景技術：
在倡導節能環保的大背景下，為了實現汽車工業的可持續發展，必須在傳統汽車的基礎上進行研究和開發。變速箱作為汽車核心部件，受到更多關注，成為汽車新技術的開發重點。自動變速器不但具有操作容易、駕駛舒適、節約能源等優點，還能減少駕駛者疲勞並提高行車安全性。目前，在市場中主導的自動變速器分別是液力傳動自動變速器、無級自動變速器、 機械式自動變速和雙離合器自動變速器。與傳統的手動變速器相比，雙離合器自動變速器結構複雜、成本高；液力傳動自動變速器結構複雜、效率低；無級變速器扭矩容量小。機械式自動變速器是在傳統的手動變速器基礎上加載執行機構實現自動換擋，具有扭矩容量大、傳動效率高、動力損耗小、燃油經濟性突出，有較強的可靠性和適應性，但換擋過程中動力中斷是其缺點。在現有技術中，根據機械式自動變速器離合器執行機構分類，可以分為電控電動式、電控液動式和電控氣動式三種。電控電動式具有結構簡單，控制靈活，對環境的適應強， 成本低，能耗小等優點。但由於電控電動式主要是針對離合器接合位移或接合速度的控制， 不能對離合器傳遞的扭矩進行直接控制，控制精度較差，所以電控電動式的控制效果不佳， 使汽車的行駛平順性和駕駛舒適度受到影響。電控液動式為使其能夠達到滿意的控制精度，必須採用價格較高的比例流量閥等液壓閥，這些閥油液的清潔度要求比較高，並且該控制機構需要一個儲油罐，致使生產成本和維修成本偏高。當油液的溫度產生變化時，液壓油的粘度會發生變化，致使離合器回油管路壓力發生變化，從而影響了整個系統的控制性能。電控氣動式完全具有可行性，與電控液動式類似，需要額外增加一個儲氣罐，因此會面臨部件布置難和成本提高的問題。由於氣體受溫度等外界因素的影響，會產生一定的可壓縮性，使得其控制精度較低。技術內容本實用新型的目的是為了解決現有技術的上述缺點而提供一種新型高效的自動離合器機構及其相應的控制策略。本實用新型的上述目的以及其他目的可通過如下技術方案實現。本實用新型提供一種自動離合器控制機構，其特徵在於，所述自動離合器控制機構包括電磁鐵組、固定圓盤、動作圓盤、分離軸承、分離撥叉、電動機、渦輪蝸杆減速器、拉杆以及用於對控制機構進行控制的控制策略，其中，所述電磁鐵組設置在所述固定圓盤和動作圓盤之間，並且所述電磁鐵組的動鐵芯與所述動作圓盤相連，所述靜鐵芯與所述固定圓盤相連，所述分離軸承與所述動作圓盤相連，用以實現電磁鐵對離合器的分離和接合動作。所述電動機與所述渦輪蝸杆減速器相連，所述拉杆與所述渦輪蝸杆減速器相連，所述分離撥叉與所述拉杆相連，所述分離撥叉與所述分離軸承相連，用以實現電動機對離合器的分離和接合動作。本實用新型的控制機構中，電磁鐵組是由多個單體推拉式電磁鐵組成，電磁鐵的靜鐵芯以一定半徑規則地安裝在固定圓盤上，每個電磁鐵動鐵芯也以同樣的排列方式安裝在動作圓盤上。當電磁鐵組通電工作時，靜鐵芯產生電磁吸引力，使電磁鐵組的動鐵芯逐漸向靜鐵芯靠攏，同時動鐵芯帶動動作圓盤，而動鐵芯帶動離合器分離軸承也逐漸向靜鐵芯靠近，以此達到離合器工作的目的。電磁鐵以一定半徑規則排列安裝，是為了使電磁鐵對動作圓盤施加的拉力可以均勻傳遞到分離軸承上。所述電磁鐵組靜鐵芯安裝於固定圓盤之上，而固定圓盤也通過多根螺栓固定於變速箱殼體上。由於電磁鐵工作範圍有限，而離合器在分離軸承端的工作行程較長，因此，設計固定圓盤在螺栓上有一定的滑動行程，以此使得電磁鐵組的工作範圍在離合器接合滑磨階段的範圍內。所述電動機和渦輪蝸杆減速器安裝與自動變速箱外殼體上，電動機的旋轉運動通過減速器轉換為直線運動，並且通過該減速器可以是電動機的動力達到減速增扭的功能， 使從電動機傳輸的動力通過減速器傳遞給拉杆，操縱離合器分離撥叉讓離合器達到工作的目的。離合器電動機執行機構並不是本實用新型的重點，因此在這裡並不做過多描述。本實用新型離合器控制系統的控制策略包括駕駛員意圖識別、離合器半接合點分析、離合器控制策略。離合器一般工作在行駛換擋模式、起步模式。駕駛員意圖識別實現方法是根據傳感器採集到的當前車速信號、加速踏板開度信號、制動踏板開度信號及各控制單元的控制信號，判斷汽車當前的工作模式和需求離合器接合快慢範圍，分別參考兩者的控制信號，可以分別從客觀和主觀全面的分析離合器接合所需接合快慢。離合器半接合點分析是根據車重傳感器和前、後橋載荷傳感器採集到的信號，分析得到離合器行駛或起步阻力矩，再根據離合器彈簧膜片的位移與載荷的關係式，可得到該阻力矩相應的位移，即離合器半接合點位置。離合器控制策略主要使離合器能夠完成分離和接合工作過程。本實用新型根據設計的離合器控制機構，採用電磁鐵控制機構和電動機控制機構混合控制的方法，兩者相互配合完成離合器的工作過程。當離合器控制系統接收到工作的指令，控制系統將控制電動機控制機構，使離合器快速分離。在分離軸承的帶動下，所述動作圓盤、電磁鐵組和固定圓盤都將與分離軸承同方向滑動一定距離。待接收到換擋結束的信號，電動機控制機構將帶動分離軸承移動直到電磁鐵組、固定圓盤和動作圓盤完成離合器接合空行程階段。電動機控制機構不再工作，而由電磁鐵控制機構通電完成離合器接合的滑磨階段和同步階段。根據分析得到的離合器半接合點，電磁鐵控制機構將依據駕駛員意圖，適時調整電磁鐵組的電壓，使離合器壓盤施加在摩擦片上的壓力以一定的接合壓力變化率逐漸接合。當離合器主、從動片轉速同步時，離合器完成接合工作過程。以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型的離合器控制系統控制機構示意圖。圖2為本實用新型的離合器控制系統控制策略結構示意圖。[0024]具體實施方式根據本實用新型的技術方案，以下具體實施方式
以及附圖對本實用新型的技術方案的具體說明。
圖1示出了本實用新型的機械機構示意圖。該實用新型是針對電控電動式自動離合器進行改進優化的，在電動機控制的基礎上增加了電磁鐵的控制，使兩者聯合控制離合器動作，從而能夠有效地降低離合器接合衝擊度和滑磨功，提高汽車駕駛舒適性和離合器使用壽命。參考
圖1，該實用新型控制機構中包括電磁鐵控制機構和電動機控制機構兩部分。 其中，電磁鐵控制機構由電磁鐵動鐵芯4、電磁鐵靜鐵芯6、動作圓盤3、固定圓盤10、螺栓5 組成。電磁鐵動鐵芯4和電磁鐵靜鐵芯6用於實現本實用新型電磁鐵控制離合器。動作圓盤3用於傳遞電磁鐵動鐵芯4的作用力。固定圓盤10用於固定電磁鐵靜鐵芯6，使電磁鐵能夠實現推拉動作。螺栓5實現固定圓盤與變速箱殼體相連。電動機控制機構由電動機8、 渦輪蝸杆減速器9和拉杆11組成。電動機8為實現離合器動作提供動力源。渦輪蝸杆減速器9用於對電動機8提供的動力有降低轉速和增加扭矩的作用。拉杆11是傳遞電動機對離合器動作控制的中間連接件。本實用新型的離合器控制機構各個元件的具體連接方式以及工作方式將在下文進行詳細的描述。離合器工作過程有分離和接合兩個過程。離合器分離需要離合器壓盤14快速離開摩擦片15，使得發動機飛輪16的動力無法傳遞到傳動系中。因此，本實用新型是控制電動機控制機構，使電動機8以較大轉速旋轉，動力通過渦輪蝸杆減速器9、拉杆11、分離撥叉 12和分離軸承13傳遞到離合器上，使得離合器能夠以較快速度分離。離合器接合過程是離合器控制的關鍵階段。離合器接合過程可以分為空行程階段、滑磨階段和同步階段三個階段。本實用新型在離合器接合的空行程階段是控制電動機控制機構，使其完成能夠快速、準確的完成該階段的離合器接合工作，並且在該階段電磁鐵控制機構會隨著分離軸承13 —起運動，滑行至螺栓5的頭部為止。在離合器滑磨階段，本實用新型使用電磁鐵控制機構來操縱離合器的接合過程。在該階段，電動機控制機構斷電， 電磁鐵靜鐵芯6通電，吸引電磁鐵動鐵芯4，產生一定的電磁吸引力足夠克服離合器膜片彈簧2的恢復力。按照駕駛員的行駛意圖，並實時採集電磁鐵動鐵芯4的位移，以一定的控制規律逐漸降低電磁鐵靜鐵芯6的電壓，使離合器壓盤14作用到摩擦片15上的壓力以一定的變化率增長，直到發動機飛輪16與摩擦片15轉速相同，進入離合器接合的同步階段。在同步階段，離合器已經接合，但膜片彈簧2並沒有完全恢復到為變形狀態，而該階段的離合器接合對傳動系並無影響，因此只需要將電磁鐵靜鐵芯6斷電即可。以上是自動離合器控制機構的工作方式和連接方式，是完成離合器分離和接合動作的最基本過程，而實際上，離合器接合過程是需要根據不同工況來進行精確控制的。因此，本實用新型在已設計好的控制機構基礎上，設計了相應的控制策略。參考圖2，本實用新型的離合器控制系統策略的輸入主要由駕駛員意圖2、半接合點位置3、發動機轉速7和離合器從動片轉速6組成。其中，駕駛員意圖2是由節氣門開度 1和節氣門開度變化率11經過模糊規則處理後得到的。半接合點位置3是由車重10、前橋載荷9和後橋載荷8三個參數經過模糊規則處理後得到的。離合器控制策略4將其輸入參數，進行模糊規則處理後得到控制離合器5的目標接合壓力變化率。本實用新型的離合器控制系統策略在三種典型模式下的具體工作方式將在下文進行詳細的描述。行駛換擋模式汽車在以一定速度行駛的過程中，需要升擋或降擋的時候，就先利用電動機執行機構使離合器迅速分離。當變速箱完成換擋動作後，離合器開始接合，先由電動機控制機構完成空行程階段，當進入滑磨階段後，根據離合器半接合點的位置3，電磁鐵控制機構將在此位置之前以較大的壓力變化率進行離合器接合。當離合器接合壓力達到該位置時，離合器控制策略4將根據其輸入參數確定離合器接合壓力變化率的大小，使得離合器在特定模式中能夠保證衝擊度小、滑磨功少的離合器接合效果。最後使離合器逐漸接合，完成整個換擋過程。起步模式汽車從停車狀態開始起步時，離合器先通過換擋判斷，完成離合器分離過程。在離合器接合之前，離合器控制策略根據駕駛員意圖2判斷出汽車是小油門起步、 中油門起步還是大油門起步，再根據半接合點位置3，判斷出汽車是在平地起步還是坡道起步，從主觀和客觀兩方面確定離合器接合壓力變化率，然後再通過發動機轉速7和離合器從動片轉速6來實時調整接合壓力變化率，使離合器能夠以較小的衝擊度和較少的滑磨功完成尚合器接合。
權利要求1.一種自動離合器控制機構，其特徵在於，所述自動離合器控制機構包括電磁鐵組、固定圓盤、動作圓盤、分離軸承、分離撥叉、電動機、渦輪蝸杆減速器、拉杆以及用於對控制機構進行控制的控制系統，其中，所述電磁鐵組設置在所述固定圓盤和動作圓盤之間，並且所述電磁鐵組的動鐵芯與所述動作圓盤相連，所述靜鐵芯與所述固定圓盤相連，所述分離軸承與所述動作圓盤相連，用以實現電磁鐵對離合器的分離和接合動作；所述電動機與所述渦輪蝸杆減速器相連，所述拉杆與所述渦輪蝸杆減速器相連，所述分離撥叉與所述拉杆相連，所述分離撥叉與所述分離軸承相連，用以實現電動機對離合器的分離和接合動作。
2.如權利要求1所述的自動離合器控制機構，其特徵在於，所述控制系統包括有電磁鐵組控制單元、電動機控制單元，兩者聯合控制實現自動離合器控制。
3.如權利要求1所述的自動離合器控制機構，其特徵在於，所述固定圓盤用以固定電磁鐵組，所述動作圓盤用以執行電磁鐵組動作。
專利摘要本實用新型涉及一種自動離合器控制機構，屬於汽車製造技術領域。該自動離合器控制機構包括電磁鐵組、固定圓盤、動作圓盤、分離軸承、分離撥叉、電動機、蝸輪蝸杆減速器、拉杆以及用於對控制機構進行控制的控制系統，其中電磁鐵組設置在所述固定圓盤和動作圓盤之間，並且所述電磁鐵組的動鐵芯與所述動作圓盤相連，所述靜鐵芯與所述固定圓盤相連，所述分離軸承與所述動作圓盤相連，用以實現電磁鐵對離合器的分離和接合動作；電動機與所述蝸輪蝸杆減速器相連，所述拉杆與所述蝸輪蝸杆減速器相連，所述分離撥叉與所述拉杆相連，所述分離撥叉與所述分離軸承相連，用以實現電動機對離合器的分離和接合動作。
文檔編號F16D27/14GK201953857SQ201120073148
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者劉建, 吳海嘯, 姜朋昌, 張湧, 李守成 申請人:劉建