[發(fā)明專利]一種自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210108736.1
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102619899A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓爾樑;王朝輝;潘鳳文;劉信奎;劉渙東;耿麗珍
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號: F16D29/00
• 分類號: F16D29/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還涉及所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方法。

背景技術(shù)

并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)來共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系統(tǒng)提供扭矩，在不同的路況既可以共同驅(qū)動(dòng)也可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。

請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的簡化示意圖。

如圖所示，該并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)用于公交車，其發(fā)動(dòng)機(jī)1′與電機(jī)2′同軸串聯(lián)連接，以機(jī)械疊加的方式來驅(qū)動(dòng)汽車，可以組合成不同的動(dòng)力模式。

根據(jù)車輛的行駛路況，在低速、怠速工況，用電機(jī)2′代替?zhèn)鹘y(tǒng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)1′，而在中、高速的行駛工況下仍由發(fā)動(dòng)機(jī)1′提供動(dòng)力，在加速或爬坡時(shí)可由發(fā)動(dòng)機(jī)1′和電機(jī)2′共同提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛，在節(jié)油減排的同時(shí)大大提高了車輛的加速性能和爬坡性能。

電機(jī)的另一個(gè)優(yōu)勢是可以回收再生制動(dòng)的能量，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)同軸，且在純電動(dòng)和制動(dòng)能量回收的過程中，需要在電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間安裝自動(dòng)離合器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單獨(dú)工作。

自動(dòng)離合器在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上區(qū)別于常規(guī)的離合器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可根據(jù)當(dāng)前車速、油門踏板、制動(dòng)踏板、發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速、動(dòng)力電池SOC、溫度等參數(shù)，由動(dòng)力總成控制器HCU控制實(shí)現(xiàn)離合器的結(jié)合或分離，完成混合動(dòng)力公交車不同工作模式的切換。

同時(shí)，由動(dòng)力總成控制器HCU根據(jù)控制策略進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)扭矩分配，滿足驅(qū)動(dòng)力需求，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池、傳動(dòng)系統(tǒng)和其他部件的優(yōu)化匹配。所以通過HCU，可以實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)離合器的智能控制，避免與電機(jī)和變速箱之間的踏板離合器在控制上沖突，降低了司機(jī)的操作難度，保證了整車控制的流暢性。

在現(xiàn)有的自動(dòng)離合器中，有電動(dòng)離合器和氣動(dòng)離合器兩種類型：

電動(dòng)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)提供動(dòng)力，通過齒輪嚙合傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)后，帶動(dòng)離合器拉桿實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離，其自鎖能力受結(jié)構(gòu)影響較大，可拆卸性差，由于缺少備用動(dòng)力裝置，因此整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對電機(jī)的依賴程度太大，一旦電機(jī)出現(xiàn)問題，整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將無法工作。

氣動(dòng)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣缸提供動(dòng)力，氣缸通過活塞桿可直接帶動(dòng)離合器拉桿實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離，其結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)迅速、控制方便，但控制精度相對較差。

在混合動(dòng)力車輛中，自動(dòng)離合器的工作頻率很高，因此，如何保證自動(dòng)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠長期穩(wěn)定有效的工作，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加氣缸作為輔助元件，既可以由電機(jī)和氣缸共同驅(qū)動(dòng)，也可以由電機(jī)或氣缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，能夠長期穩(wěn)定有效的工作。

本發(fā)明的第二目的是提供一種用于控制所述自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、拉桿以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器，所述電機(jī)通過傳動(dòng)部件與所述拉桿傳動(dòng)連接，還包括由電磁閥控制的氣缸，所述氣缸的活塞桿與所述拉桿傳動(dòng)連接，所述電機(jī)和電磁閥的控制端均連接于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器控制所述電機(jī)和氣缸同步或單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)部件包括蝸輪、蝸桿、齒條以及第一齒輪；所述蝸桿與電機(jī)同軸連接；所述蝸輪與第一齒輪同軸連接，其中所述蝸輪與蝸桿相嚙合，所述第一齒輪與齒條相嚙合；所述拉桿連接于齒條一端，所述氣缸的活塞桿連接于齒條的另一端。

優(yōu)選地，所述氣缸的活塞桿與所述拉桿位于同一直線上。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)角傳感器，該轉(zhuǎn)角傳感器通過第二齒輪與所述第一齒輪嚙合傳動(dòng)，其信號輸出端連接于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器的信號輸入端。

優(yōu)選地，所述電機(jī)和氣缸均固定在主體部件上，所述渦輪通過中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于所述主體部件。

優(yōu)選地，所述主體部件具體為防護(hù)罩，所述蝸輪、蝸桿、齒條、第一齒輪、第二齒輪以及轉(zhuǎn)角傳感器均位于其內(nèi)部。

為實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種控制方法，用于控制上述任一項(xiàng)所述的自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括以下步驟：

11)在動(dòng)力總成工作模式需要切換時(shí)，由動(dòng)力總成控制器向執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器發(fā)送結(jié)合或分離命令；

12)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器向電機(jī)和電磁閥發(fā)送執(zhí)行結(jié)合或分離命令，控制電機(jī)和氣缸同步運(yùn)行；

13)當(dāng)拉桿行程達(dá)到設(shè)定值后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器發(fā)送停止命令，使電機(jī)停轉(zhuǎn)、氣缸保持當(dāng)前壓力，并依靠渦輪蝸桿的機(jī)械自鎖力和氣缸的壓力使整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于力平衡狀態(tài)。

優(yōu)選地，在所述步驟12)中：