專利名稱：混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳動與控制技術(shù)，具體涉及一種離合器自動結(jié)合控制的傳動裝置。
背景技術(shù)：
混合動力汽車兼?zhèn)淞思冸妱悠嚭统Ｒ?guī)動力汽車的優(yōu)點，相對常規(guī)動力汽車具有優(yōu)良的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能，是目前國內(nèi)外新型汽車動力傳動系統(tǒng)研發(fā)的重點之一，各大汽車公司均開展了混合動力汽車技術(shù)的研發(fā)，各種混合動力汽車相繼面世，并得到了用戶和市場的廣泛關(guān)注。
在混合動力傳動系統(tǒng)中，為了避免發(fā)動機的反拖力矩影響混合動力汽車制動時再生能量的回收率，多款混合動力汽車中采用了兩級離合器的混合動力方案，除了電機和變速器之間的傳統(tǒng)離合器之外，還在發(fā)動機和電機之間安置了一級自動離合器，用于避免發(fā)動機對再生制動能量回收的影響；同時，當自動離合器使發(fā)動機與電機脫開，沒有發(fā)動機反拖力矩的影響，較大功率的電機還可以采用純電動的方式驅(qū)動汽車，有效地減少了汽車的廢氣排放和油耗。
在現(xiàn)有的自動離合器控制系統(tǒng)中，實用新型專利CN 2361505Y采用電機、齒輪箱和鏈條、拉索來控制離合器的結(jié)合與分離，傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。發(fā)明專利CN 1796812A采用電機、蝸輪蝸桿傳動、扇齒輪傳動、空間凸輪機構(gòu)傳動來實現(xiàn)離合器的結(jié)合與分離控制，傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，行程測量和控制相對較難。發(fā)明專利CN 1089300C采用氣閥和氣缸對離合器的結(jié)合進行控制，需要單獨的氣源，離合器行程控制品質(zhì)相對較差。實用新型專利CN2694038Y采用氣推液式離合器分離機構(gòu)，需要氣源，系統(tǒng)相對復(fù)雜。實用新型專利CN2815760Y采用液壓油缸和閥來控制離合器的結(jié)合與分離，需要液壓泵站和控制閥，成本相對較高，系統(tǒng)相對復(fù)雜。
在文獻查閱中，還沒有發(fā)現(xiàn)一種采用凸輪頂桿機構(gòu)的離合器自動結(jié)合控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，目的是提高混合動力系統(tǒng)再生制動時能量回收效率，滿足混合動力系統(tǒng)離合器自動控制的需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，包括有電機、傳動機構(gòu)和離合器作動油缸。電機通過電機輸入軸連接傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)與離合器作動油缸的活塞推桿連接。所述傳動機構(gòu)采用了凸輪頂桿機構(gòu)，凸輪頂桿機構(gòu)包括凸輪軸、凸輪、頂桿組件和滾輪組件，電機輸入軸連接凸輪軸，凸輪安裝在凸輪軸上，頂桿組件一端與離合器作動油缸的活塞推桿連接，另一端安裝滾輪組件，滾輪組件壓在凸輪的曲線上；所述凸輪軸上安裝有位移傳感器。
所述頂桿組件包括導(dǎo)向桿和活塞推桿，滾輪組件包括滾輪軸和滾輪，導(dǎo)向桿通過導(dǎo)向桿平鍵插入并周向定位安裝在導(dǎo)向支座內(nèi)，導(dǎo)向桿靠近凸輪一側(cè)安裝滾輪軸和滾輪，導(dǎo)向桿另一端通過螺紋連接活塞推桿。
所述凸輪為阿基米德螺旋線凸輪，所述位移傳感器為角位移傳感器。
該裝置通過控制電機轉(zhuǎn)動去帶動凸輪盤轉(zhuǎn)動，通過凸輪頂桿機構(gòu)將凸輪旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活塞推桿的直線運動，推動離合器作動油缸活塞，將油液壓入離合器分離油缸，分離油缸克服膜片彈簧的作用力，使離合器摩擦片上的正壓力逐步減少，從而實現(xiàn)離合器的逐漸分離。離合器接合時，電機向相反方向轉(zhuǎn)動，分離油缸在離合器膜片彈簧的作用下，將油液擠出分離油缸，推動作動油缸活塞移動，同時離合器作動油缸活塞帶動活塞推桿移動，并在回位彈簧的作用下使得導(dǎo)向桿上的滾輪始終與凸輪接觸，油壓減小、油液最終擠回油箱，離合器在膜片彈簧作用下完成接合。
在離合器分離和接合過程中，采用角位移傳感器來測量凸輪的實時轉(zhuǎn)角，由于凸輪采用了阿基米德螺旋線，由阿基米德螺旋線凸輪轉(zhuǎn)角與升程的線性對應(yīng)關(guān)系，則所測的轉(zhuǎn)角線性反映了離合器行程的變化，控制系統(tǒng)可以根據(jù)所測的凸輪轉(zhuǎn)角，控制電機的轉(zhuǎn)角大小，來實時控制離合器的行程，實現(xiàn)對離合器離合過程的控制。
本發(fā)明和其他自動離合控制方法相比，采用了凸輪頂桿機構(gòu)結(jié)合原有的離合器作動油缸，將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為推動作動油缸的直線運動，并采用凸輪的角位移傳感器來采集離合器的行程信號，通過控制電機的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，就可以控制離合器離合的大小和速度，結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、易于工程實現(xiàn)。


圖1混合動力系統(tǒng)自動離合器裝置的立體2混合動力系統(tǒng)自動離合器裝置的俯視3混合動力系統(tǒng)自動離合器裝置的正視4混合動力系統(tǒng)自動離合器裝置的后視5混合動力系統(tǒng)自動離合器裝置凸輪-頂桿作用剖視圖具體實施方式
圖1～圖5給出了本發(fā)明實施的一種結(jié)構(gòu)圖，它包括帶蝸輪減速的直流電機1、支架2、凸輪3、凸輪軸4、角位移傳感器螺釘5、角位移傳感器6、導(dǎo)向支座7、支座安裝螺釘8、支座定位銷9、導(dǎo)向桿10、導(dǎo)向平鍵11、離合作用油缸12、油缸安裝螺釘13、活塞推桿14、電機安裝螺釘15、滾輪16、軸用卡圈17、滾輪軸18、凸輪軸傳感器一側(cè)支撐軸承19、凸輪軸向定位軸卡圈20、凸輪安裝平鍵21、電機輸入軸22、凸輪軸電機一側(cè)支撐軸承23、凸輪軸向定位軸卡圈24等主要零部件。
其中直流電機1通過電機安裝螺釘15固定在支架2上，電機輸入軸22通過鍵與凸輪軸4相連，帶動凸輪軸4旋轉(zhuǎn)；凸輪軸4通過凸輪軸電機一側(cè)支撐軸承23和凸輪軸傳感器一側(cè)支撐軸承19支撐在支架2上，并通過軸孔臺階和凸輪軸軸向定位孔卡圈24軸向定位，角位移傳感器5安裝在凸輪軸4上；凸輪3通過凸輪安裝平鍵21、凸輪軸4軸肩和凸輪軸向定位軸卡圈20安裝并固定在凸輪軸4上；導(dǎo)向桿10通過導(dǎo)向平鍵11插入并周向定位安裝在導(dǎo)向支座7內(nèi)，導(dǎo)向支座7通過支座安裝螺釘8和支座定位銷9安裝固定在支架2上，導(dǎo)向桿10靠近凸輪3一側(cè)裝有滾輪軸18，滾輪16通過軸用卡圈17和導(dǎo)向桿滾輪軸18軸肩被軸向固定，滾輪16在離合作動油缸12內(nèi)的復(fù)位彈簧作用下，壓到凸輪3的阿基米德螺旋線上；離合器作動油缸12通過油缸安裝螺釘13固定在支架2上，離合器作動油缸12的活塞推桿14通過螺紋與導(dǎo)向桿10連接。通過上述結(jié)構(gòu)，可將直流電機1的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為活塞推桿14的軸向運動，最終推動離合器分離油缸實現(xiàn)離合器的結(jié)合與分離。
當離合器分離時，直流電機1正向旋轉(zhuǎn)，從圖3可見，帶動凸輪3順時針方向旋轉(zhuǎn)，滾輪16在凸輪3曲線、導(dǎo)向支座7和導(dǎo)向平鍵11的作用下，驅(qū)動導(dǎo)向桿10向右運動，與導(dǎo)向桿10螺紋連接的活塞推桿14也向右運動，將油液壓入離合器的分離油缸，使離合器克服壓盤膜片彈簧而分離。當直流電機1停止轉(zhuǎn)動，就可以將離合器停留在需要設(shè)定的分離位置。
當離合器分離時，直流電機1反向旋轉(zhuǎn)，如圖3所示，帶動凸輪3逆時針方向旋轉(zhuǎn)，離合器的分離油缸中壓力油在離合器壓盤膜片彈簧作用下，擠入離合作動油缸12，在擠入的壓力油和離合作動油缸12中復(fù)位彈簧的共同的作用下，活塞推桿14帶動驅(qū)動導(dǎo)向桿10及滾輪16向左運動，使軸承滾輪16緊貼凸輪3曲線，離合器在離合器壓盤膜片彈簧作用下實現(xiàn)結(jié)合。當直流電機1停止轉(zhuǎn)動，就可以將離合器停留在需要設(shè)定的結(jié)合位置。
在離合器分離和接合過程中，采用角位移傳感器5來測量凸輪3的實時轉(zhuǎn)角，由于凸輪3采用了阿基米德螺旋線，則所測的轉(zhuǎn)角線性反映了離合器行程的變化，控制系統(tǒng)可以根據(jù)所測的凸輪3轉(zhuǎn)角，控制直流電機1的轉(zhuǎn)角大小，來實時控制離合器的行程，實現(xiàn)對離合器離合過程的控制。
在本實施例中直流電機可選用長安汽車上使用的雨刮電機；角傳感器可選用JL474發(fā)動機節(jié)氣門體角位移傳感器；作動油缸可選用長安陸風(fēng)風(fēng)尚離合器專用作動油缸。
雖然本實施例中采用阿基米德螺旋線凸輪將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為離合器的直線運動，采用雨刮電機作為動力源，采用角位移傳感器來測量當前行程，但是采用其他特性的凸輪、采用其他形式的電機，以及采用其它位移傳感器來測量離合器的行程的方案，都應(yīng)認為是本專利內(nèi)容的合理內(nèi)涵。
權(quán)利要求
1.混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，包括有電機，電機通過電機輸入軸連接傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)與離合器作動油缸的活塞推桿連接；其特征在于傳動機構(gòu)采用凸輪頂桿機構(gòu)，凸輪頂桿機構(gòu)包括凸輪軸、凸輪、頂桿組件和滾輪組件，電機輸入軸連接凸輪軸，凸輪安裝在凸輪軸上，頂桿組件一端與離合器作動油缸的活塞推桿連接，另一端安裝滾輪組件，滾輪組件壓在凸輪的曲線上；所述凸輪軸上安裝位移傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，其特征在于所述頂桿組件包括導(dǎo)向桿和活塞推桿，滾輪組件包括滾輪軸和滾輪，導(dǎo)向桿通過導(dǎo)向桿平鍵插入并周向定位安裝在導(dǎo)向支座內(nèi)，導(dǎo)向桿靠近凸輪一側(cè)安裝滾輪軸和滾輪，導(dǎo)向桿另一端通過螺紋連接活塞推桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，其特征在于所述凸輪為阿基米德螺旋線凸輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，其特征在于所述位移傳感器為角位移傳感器。
全文摘要
本發(fā)明請求保護一種混合動力系統(tǒng)用離合器自動結(jié)合控制裝置，包括有電機、傳動機構(gòu)和離合器作動油缸，傳動機構(gòu)采用凸輪頂桿機構(gòu)，凸輪頂桿機構(gòu)包括凸輪軸、凸輪、頂桿組件和滾輪組件，電機輸入軸連接凸輪軸，凸輪安裝在凸輪軸上，頂桿組件一端與離合器作動油缸的活塞推桿連接，另一端安裝滾輪組件，滾輪組件壓在凸輪的曲線上；所述凸輪軸上安裝位移傳感器。本發(fā)明采用凸輪頂桿機構(gòu)結(jié)合原有的離合器作動油缸，將電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為推動作動油缸的直線運動，并采用凸輪的角位移傳感器來采集離合器的行程信號，通過控制電機的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，就可以控制離合器離合的大小和速度，結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、易于工程實現(xiàn)。
文檔編號F16D48/06GK101025209SQ20071007821
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者楊亞聯(lián), 任勇, 秦大同, 祝亞民, 周安健, 趙川林, 楊陽, 蘇嶺, 金國慶 申請人:重慶大學(xué), 重慶長安汽車股份有限公司