CN100491760C - 混合动力***用离合器自动结合控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护一种混合动力***用离合器自动结合控制装置，包括有电机、传动机构和离合器作动油缸，传动机构采用凸轮顶杆机构，凸轮顶杆机构包括凸轮轴、凸轮、顶杆组件和滚轮组件，电机输入轴连接凸轮轴，凸轮安装在凸轮轴上，顶杆组件一端与离合器作动油缸的活塞推杆连接，另一端安装滚轮组件，滚轮组件压在凸轮的曲线上；所述凸轮轴上安装位移传感器。本发明采用凸轮顶杆机构结合原有的离合器作动油缸，将电机的转动转换为推动作动油缸的直线运动，并采用凸轮的角位移传感器来采集离合器的行程信号，通过控制电机的转角和转速，就可以控制离合器离合的大小和速度，结构简单、控制可靠、易于工程实现。

Description

混合动力***用离合器自动结合控制装置

技术领域

本发明属于传动与控制技术，具体涉及一种离合器自动结合控制的传动装置。

背景技术

混合动力汽车兼备了纯电动汽车和常规动力汽车的优点，相对常规动力汽车具有优良的动力性、燃油经济性和排放性能，是目前国内外新型汽车动力传动***研发的重点之一，各大汽车公司均开展了混合动力汽车技术的研发，各种混合动力汽车相继面世，并得到了用户和市场的广泛关注。

在混合动力传动***中，为了避免发动机的反拖力矩影响混合动力汽车制动时再生能量的回收率，多款混合动力汽车中采用了两级离合器的混合动力方案，除了电机和变速器之间的传统离合器之外，还在发动机和电机之间安置了一级自动离合器，用于避免发动机对再生制动能量回收的影响；同时，当自动离合器使发动机与电机脱开，没有发动机反拖力矩的影响，较大功率的电机还可以采用纯电动的方式驱动汽车，有效地减少了汽车的废气排放和油耗。

在现有的自动离合器控制***中，实用新型专利CN 2361505Y采用电机、齿轮箱和链条、拉索来控制离合器的结合与分离，传动结构较复杂，成本较高。发明专利CN 1796812A采用电机、蜗轮蜗杆传动、扇齿轮传动、空间凸轮机构传动来实现离合器的结合与分离控制，传动结构较复杂，行程测量和控制相对较难。发明专利CN 1089300C采用气阀和气缸对离合器的结合进行控制，需要单独的气源，离合器行程控制品质相对较差。实用新型专利CN2694038Y采用气推液式离合器分离机构，需要气源，***相对复杂。实用新型专利CN2815760Y采用液压油缸和阀来控制离合器的结合与分离，需要液压泵站和控制阀，成本相对较高，***相对复杂。

在文献查阅中，还没有发现一种采用凸轮顶杆机构的离合器自动结合控制装置。

发明内容

本发明提供一种混合动力***用离合器自动结合控制装置，目的是提高混合动力***再生制动时能量回收效率，满足混合动力***离合器自动控制的需要。

本发明的技术方案如下：

混合动力***用离合器自动结合控制装置，包括有电机、传动机构和离合器作动油缸。电机通过电机输入轴连接传动机构，传动机构与离合器作动油缸的活塞推杆连接。所述传动机构采用了凸轮顶杆机构，凸轮顶杆机构包括凸轮轴、凸轮、顶杆组件和滚轮组件，电机输入轴连接凸轮轴，凸轮安装在凸轮轴上，顶杆组件一端与离合器作动油缸的活塞推杆连接，另一端安装滚轮组件，滚轮组件压在凸轮的曲线上；所述凸轮轴上安装有位移传感器。

所述顶杆组件包括导向杆和活塞推杆，滚轮组件包括滚轮轴和滚轮，导向杆通过导向杆平键***并周向定位安装在导向支座内，导向杆靠近凸轮一侧安装滚轮轴和滚轮，导向杆另一端通过螺纹连接活塞推杆。

所述凸轮为阿基米德螺旋线凸轮，所述位移传感器为角位移传感器。

该装置通过控制电机转动去带动凸轮盘转动，通过凸轮顶杆机构将凸轮旋转运动转换为活塞推杆的直线运动，推动离合器作动油缸活塞，将油液压入离合器分离油缸，分离油缸克服膜片弹簧的作用力，使离合器摩擦片上的正压力逐步减少，从而实现离合器的逐渐分离。离合器接合时，电机向相反方向转动，分离油缸在离合器膜片弹簧的作用下，将油液挤出分离油缸，推动作动油缸活塞移动，同时离合器作动油缸活塞带动活塞推杆移动，并在回位弹簧的作用下使得导向杆上的滚轮始终与凸轮接触，油压减小、油液最终挤回油箱，离合器在膜片弹簧作用下完成接合。

在离合器分离和接合过程中，采用角位移传感器来测量凸轮的实时转角，由于凸轮采用了阿基米德螺旋线，由阿基米德螺旋线凸轮转角与升程的线性对应关系，则所测的转角线性反映了离合器行程的变化，控制***可以根据所测的凸轮转角，控制电机的转角大小，来实时控制离合器的行程，实现对离合器离合过程的控制。

本发明和其他自动离合控制方法相比，采用了凸轮顶杆机构结合原有的离合器作动油缸，将电机的转动转换为推动作动油缸的直线运动，并采用凸轮的角位移传感器来采集离合器的行程信号，通过控制电机的转角和转速，就可以控制离合器离合的大小和速度，结构简单、控制可靠、易于工程实现。

附图说明

图1混合动力***自动离合器装置的立体图

图2混合动力***自动离合器装置的俯视图

图3混合动力***自动离合器装置的正视图

图4混合动力***自动离合器装置的后视图

图5混合动力***自动离合器装置凸轮-顶杆作用剖视图

具体实施方式

图1～图5给出了本发明实施的一种结构图，它包括：带蜗轮减速的直流电机1、支架2、凸轮3、凸轮轴4、角位移传感器螺钉5、角位移传感器6、导向支座7、支座安装螺钉8、支座定位销9、导向杆10、导向平键11、离合作用油缸12、油缸安装螺钉13、活塞推杆14、电机安装螺钉15、滚轮16、轴用卡圈17、滚轮轴18、凸轮轴传感器一侧支撑轴承19、凸轮轴向定位轴卡圈20、凸轮安装平键21、电机输入轴22、凸轮轴电机一侧支撑轴承23、凸轮轴向定位轴卡圈24等主要零部件。

其中直流电机1通过电机安装螺钉15固定在支架2上，电机输入轴22通过键与凸轮轴4相连，带动凸轮轴4旋转；凸轮轴4通过凸轮轴电机一侧支撑轴承23和凸轮轴传感器一侧支撑轴承19支撑在支架2上，并通过轴孔台阶和凸轮轴轴向定位孔卡圈24轴向定位，角位移传感器5安装在凸轮轴4上；凸轮3通过凸轮安装平键21、凸轮轴4轴肩和凸轮轴向定位轴卡圈20安装并固定在凸轮轴4上；导向杆10通过导向平键11***并周向定位安装在导向支座7内，导向支座7通过支座安装螺钉8和支座定位销9安装固定在支架2上，导向杆10靠近凸轮3一侧装有滚轮轴18，滚轮16通过轴用卡圈17和导向杆滚轮轴18轴肩被轴向固定，滚轮16在离合作动油缸12内的复位弹簧作用下，压到凸轮3的阿基米德螺旋线上；离合器作动油缸12通过油缸安装螺钉13固定在支架2上，离合器作动油缸12的活塞推杆14通过螺纹与导向杆10连接。通过上述结构，可将直流电机1的转动转化为活塞推杆14的轴向运动，最终推动离合器分离油缸实现离合器的结合与分离。

当离合器分离时，直流电机1正向旋转，从图3可见，带动凸轮3顺时针方向旋转，滚轮16在凸轮3曲线、导向支座7和导向平键11的作用下，驱动导向杆10向右运动，与导向杆10螺纹连接的活塞推杆14也向右运动，将油液压入离合器的分离油缸，使离合器克服压盘膜片弹簧而分离。当直流电机1停止转动，就可以将离合器停留在需要设定的分离位置。

当离合器分离时，直流电机1反向旋转，如图3所示，带动凸轮3逆时针方向旋转，离合器的分离油缸中压力油在离合器压盘膜片弹簧作用下，挤入离合作动油缸12，在挤入的压力油和离合作动油缸12中复位弹簧的共同的作用下，活塞推杆14带动驱动导向杆10及滚轮16向左运动，使轴承滚轮16紧贴凸轮3曲线，离合器在离合器压盘膜片弹簧作用下实现结合。当直流电机1停止转动，就可以将离合器停留在需要设定的结合位置。

在离合器分离和接合过程中，采用角位移传感器5来测量凸轮3的实时转角，由于凸轮3采用了阿基米德螺旋线，则所测的转角线性反映了离合器行程的变化，控制***可以根据所测的凸轮3转角，控制直流电机1的转角大小，来实时控制离合器的行程，实现对离合器离合过程的控制。

在本实施例中：

直流电机可选用长安汽车上使用的雨刮电机；

角传感器可选用JL474发动机节气门体角位移传感器；

作动油缸可选用长安陆风风尚离合器专用作动油缸。

虽然本实施例中采用阿基米德螺旋线凸轮将旋转运动转换为离合器的直线运动，采用雨刮电机作为动力源，采用角位移传感器来测量当前行程，但是采用其他特性的凸轮、采用其他形式的电机，以及采用其它位移传感器来测量离合器的行程的方案，都应认为是本专利内容的合理内涵。

Claims (4)

1、混合动力***用离合器自动结合控制装置，包括有电机，电机通过电机输入轴连接传动机构，传动机构与离合器作动油缸的活塞推杆连接；其特征在于：传动机构采用凸轮顶杆机构，凸轮顶杆机构包括凸轮轴、凸轮、顶杆组件和滚轮组件，电机输入轴连接凸轮轴，凸轮安装在凸轮轴上，顶杆组件一端与离合器作动油缸的活塞推杆连接，另一端安装滚轮组件，滚轮组件压在凸轮的曲线上；所述凸轮轴上安装位移传感器。

2、根据权利要求1所述的混合动力***用离合器自动结合控制装置，其特征在于：所述顶杆组件包括导向杆，滚轮组件包括滚轮轴和滚轮，导向杆通过导向杆平键***并周向定位安装在导向支座内，导向杆靠近凸轮一侧安装滚轮轴和滚轮，导向杆另一端通过螺纹连接活塞推杆。

3、根据权利要求1或2所述的混合动力***用离合器自动结合控制装置，其特征在于：所述凸轮为阿基米德螺旋线凸轮。

4、根据权利要求1或2所述的混合动力***用离合器自动结合控制装置，其特征在于：所述位移传感器为角位移传感器。

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