一種新型的自動變速器離合器執行器的製作方法
2023-06-22 12:42:11 2
專利名稱：一種新型的自動變速器離合器執行器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型的自動變速器離合器執行器，應用於轎車自動變速器領域。
背景技術：
隨著乘用車保有量的快速發展以及非專業駕駛員數量的急劇增加，乘用車自動 變速器正呈現快速發展的趨勢。現在的乘用車自動變速器主要有液力機械式自動變速器 (AT),無級變速器(CVT)，以及電控機械式自動變速器(AMT)三種。最早在乘用車上實現自動變速的變速器是液力機械式自動變速器，簡稱AT，也是 目前應用最廣泛的乘用車自動變速器。它不切斷動力換擋，具有起步、換擋平順，對阻力矩 變化可自適應等優點。但同時它也具有結構複雜，難製造，傳動效率低等缺點。手動固定軸式齒輪變速器是有級變速傳動機構，其優點是效率高，成本低，生產工 藝成熟，目前在我國應用廣泛。缺點是換擋困難，換擋時動力中斷，要求駕駛員操縱熟練，所 以人們期望它能實現自動化。計算機控制技術使這種變速機構實現自動換擋成為可能。電 控機械式自動變速器(AMT)就是通過微機控制使固定軸式變速器自動化的產物。它保留了 原齒輪變速器傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、成本低、易製造、維護容易等優點；而且 實現了起步、換擋過程的自動化，在操縱方便性上具備了 AT的優點。AMT以其經濟、使用方 便、簡單安全又具有較好舒適性受到青睞，而且它還具有目前乘用車工業發展所要求的高 燃油經濟性、低排放和保護現有手動變速器生產投資的優點，因此受到了各大乘用車廠的 重視。AMT是在傳統固定軸式變速器和乾式離合器的基礎上，應用電子技術和自動變速 理論，以變速器控制單元(TCU)為核心，通過執行機構控制離合器的分離與接合、選換擋操 作和通過電子裝置控制發動機的供油，來實現起步、換擋的自動操縱。AMT控制的基本思想 是根據駕駛員的意圖(加速踏板、制動踏板、操縱手柄等)和車輛的狀態(發動機轉速、輸入 軸轉速、車速、檔位)，依據適當的控制規律(換檔規律、離合器接合規律等)，藉助於相應的 執行機構(離合器執行機構、選換檔執行機構)和電子裝置(發動機供油控制電子裝置)對車 輛的動力傳動系(發動機、離合器、變速器)進行聯合操縱。電控單元(TCU)根據軟體程序，實時、在線地擔負起多路輸入信號的採集、加工處 理、以及控制決策和執行指令的發出；操縱控制機構則根據TCU的指令，控制直流電機，使 執行機構自動地完成離合器分離、接合；擋位的變化選擋、換擋。使整個換擋過程自動完 成。針對快速、準確、成本低廉，開發了該離合器執行系統，可廣泛應用於乘用車自動 變速器領域。
發明內容
本發明的目的在於提供一種新型的自動變速器離合器執行器，採用直流電機控制 離合器執行器，速度快，成本比較低，縮短了離合器的分離和結合時間，也就大大降低了動力中斷的時間；加上對離合器的閉環控制，因此對整車的平順性和動力性都有很大幫助。本發明的技術方案是這樣實現的新型的自動變速器離合器執行器，由離合器執 行機構和離合器執行器控制系統組成，其特徵在於離合器執行機構是由一個電機總成、一 對蝸輪蝸杆傳動副、曲柄擺杆機構、總泵、助力彈簧、角位移傳感器組成；電機總成通過軸端 的扁頭與蝸杆軸端的U型切口直接聯結，並用一個加強套連接；蝸輪與總泵連杆之間採用 一個連接銷，形成一個鉸鏈結構；總泵出口與離合器的分泵進油口相連；離合器控制系統 的外圍控制電路的輸出端與電機總成的輸入端電連接，外圍控制電路的輸入端與角位移傳 感器電連接。本發明的積極效果 是縮短了離合器的分離和結合時間，也就大大降低了動力中斷 的時間；加上對離合器的閉環控制，因此對整車的平順性和動力性都有很大幫助。
圖1為本發明的離合器執行器結構示意圖。圖2本發明的側面結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的描述如圖1-2所示，新型的自動變速器離合 器執行器，由離合器執行機構和離合器執行器控制系統組成，其特徵在於離合器執行機構 是由一個電機總成1、一對蝸輪蝸杆傳動副2、曲柄擺杆機構3、總泵4、助力彈簧5、角位移傳 感器6組成；電機總成1通過軸端的扁頭與蝸杆軸端的U型切口直接聯結，並用一個加強套 連接；蝸輪與總泵4連杆之間採用一個連接銷，形成一個鉸鏈結構；最終在總泵4出口形成 高壓油通過一根金屬管連接到離合器的分泵進油口。離合器控制系統的外圍控制電路的輸 出端與電機總成1的輸入端電連接，外圍控制電路的輸入端與角位移傳感器6電連接。自動變速器離合器執行系統的電機為直流電機。如圖1所示，外圍驅動電路控制直流電機總成1旋轉，電機總成1旋轉帶動與電機 軸連接的蝸杆旋轉，然後通過蝸輪蝸杆傳動副2將電機輸出進行減速增扭，再經蝸輪上的 偏心孔與總泵4推桿形成的曲柄連杆機構3，使總泵4活塞運動，活塞的運動使前端總泵4 液壓腔建立起壓力，液體壓力驅動變速器原有分泵運動，從而達到分離離合器的目的。具體工作過程為當AMT系統的電控單元發出指令控制離合器分離時，外圍控制 電路驅動電機總成1順時針(面向電機軸，指向電機內部方向)旋轉，電機總成1的旋轉通 過蝸輪蝸杆減速、曲柄連杆轉化為總泵4活塞的直線運動，因液壓總泵4與分泵為互通封閉 腔，腔內液體受到活塞壓力建立起油壓，油壓推動離合器分泵運動從而使離合器分離，當角 位移傳感器6監測到蝸輪旋轉到目標位置時，外圍控制電路使電機總成1停止供電，因整個 離合器執行器傳動系統自鎖，可使離合器保持在當前位置。當控制離合器結合時，外圍控制 電路提供電機反向旋轉電壓，電機的旋轉使總泵4活塞反向運動，總泵4內液體壓力下降， 導致液體壓力產生的作用力不能與離合器分離力平衡，液壓油由分泵被壓回總泵4，離合器
糹口口。執行器在控制離合器分離結合過程中，分離時，需要電機輸出功率較大，結合時所 需功率較小，為平衡電機功率，在執行器中加入助力彈簧5——分離時，助力彈簧5釋放；結合時，助力彈簧5被壓縮。助力彈簧5在裝配時具有一定預緊力，並在總泵4整個運動過程 中均處於壓縮狀態，所以在離合器分離過程中，助力彈簧5能夠達到幫助總泵4活塞克服離 合器分離力的目的，從而降低了電機輸出功率。在結合過程中，因電機還需要克服彈簧帶來 的負載，輸出功率需要提高，這樣就達到了平衡電機功率的目的。同時被平衡的還有離合器 分離接合的速度，便於控制。
在離合器的分離結合過程中，因有很多需要保證離合器位置不動的狀態，如果傳 動系統不自鎖，就需要電機長時間供電來保證位置的穩定性，對電機壽命就有很大影響；但 如果通過蝸輪蝸杆傳動自鎖來實現，會降低整個系統的效率。針對這種情況，最傳動系統進 行整體考慮，包括電機的內部阻力，在保證整個系統表現為自鎖的前提下，儘可能提高蝸輪 蝸杆傳動效率，從而提高整個系統的效率。這樣就即可以給電機停止供電仍然能夠保證離 合器長時間停止在某一個位置上，延長電機使用壽命，又可以降低電機負荷。
權利要求
新型的自動變速器離合器執行器，由離合器執行機構和離合器執行器控制系統組成，其特徵在於離合器執行機構是由一個電機總成、一對蝸輪蝸杆傳動副、曲柄擺杆機構、總泵、助力彈簧、角位移傳感器組成；電機總成通過軸端的扁頭與蝸杆軸端的U型切口直接聯結，並用一個加強套連接；蝸輪與總泵連杆之間採用一個連接銷，形成一個鉸鏈結構；總泵出口與離合器的分泵進油口相連；離合器控制系統的外圍控制電路的輸出端與電機總成的輸入端電連接，外圍控制電路的輸入端與角位移傳感器電連接。
全文摘要
本發明涉及一種新型的自動變速器離合器執行器，由離合器執行機構和離合器執行器控制系統組成，其特徵在於離合器執行機構是由一個電機總成、一對蝸輪蝸杆傳動副、曲柄擺杆機構、總泵、助力彈簧、角位移傳感器組成；電機總成通過軸端的扁頭與蝸杆軸端的U型切口直接聯結，並用一個加強套連接；蝸輪與總泵連杆之間採用一個連接銷，形成一個鉸鏈結構；總泵出口與離合器的分泵進油口相連；離合器控制系統的外圍控制電路的輸出端與電機總成的輸入端電連接，外圍控制電路的輸入端與角位移傳感器電連接。其縮短了離合器的分離和結合時間，也就大大降低了動力中斷的時間；加上對離合器的閉環控制，因此對整車的平順性和動力性都有很大幫助。
文檔編號F16D48/06GK101979893SQ20101053794
公開日2011年2月23日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者盧新田, 周輝, 楊立功, 趙健濤, 顧振宇 申請人:中國第一汽車集團公司