专利名称：自动变速箱离合器执行系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车制造业的汽车自动变速箱离合器执行系统的技术领 域，特别涉及一种自动变速箱离合器执行系统。
技术背景随着乘用车保有量的快速发展以及非专业驾驶员数量的急剧增加，乘用车 自动变速器正呈现快速发展的趋势。现在的乘用车自动变速器主要有液力机械式自动变速器(AT),无级变速器(CVT)，以及电控机械式自动变速器(AMT) 三种。最早在乘用车上实现自动变速的变速器是液力机械式自动变速器，简称AT, 也是目前应用最广泛的乘用车自动变速器。它不切断动力换挡，具有起步、换 挡平顺，对阻力矩变化可自适应等优点。但同时它也具有结构复杂，难制造， 传动效率低等缺点。手动固定轴式齿轮变速器是有级变速传动机构，其优点是效率高，成本低， 生产工艺成熟，目前在我国应用广泛。缺点是换挡困难，换挡时动力中断，要 求驾驶员操纵熟练，所以人们期望它能实现自动化。计算机控制技术使这种变 速机构实现自动换挡成为可能。电控机械式自动变速器(AMT)就是通过微机控 制使固定轴式变速器自动化的产物。它保留了原齿轮变速器传动效率高、安装 空间紧凑、重量轻、成本低、易制造、维护容易等优点；而且实现了起步、换 挡过程的自动化，在操纵方便性上具备了 AT的优点。AMT以其经济、使用方便、 简单安全又具有较好舒适性受到青睐，而且它还具有目前乘用车工业发展所要 求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速箱生产投资的优点，因此受到 了各大乘用车厂的重视。
AMT是在传统固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过执行机构控制离合器的分离与接合、选换挡操作和通过电子装置控制发动机的供油，来实现起步、换挡的自动操纵。AMT控制的基本思想是根据驾驶员的意图(加速踏板、制动踏板、操纵手柄等)和车辆的状态(发动机转速、输入轴转速、车速、档位)，依据适 当的控制规律(换档规律、离合器接合规律等)，借助于相应的执行机构(离合 器瑪行机构、选换档执行机构)和电子装置(发动机供油控制电子装置)对车 辆的动力传动系(发动机、离合器、变速器)进行联合操纵，其工作原理如图2所示。电控单元(TCU)根据软件程序，实时、在线地担负起多路输入信号的采集、 加工处理、以及控制决策和执行指令的发出；操纵控制机构则根据TCU的指令， 控制直流电机，使执行机构自动地完成离合器分离、接合；挡位的变化选挡、 换挡。使整个换挡过程自动完成。针对快速、准确、成本低廉，开发了该离合器执行系统，可广泛应用于乘 用车自动变速器领域。发明内容本实用新型的目的是针对AMT系统对离合器执行系统的要求，提供一种 新型电机驱动的自动变速箱离合器执行系统。本实用新型的技术方案是这样实现的自动变速箱离合器执行系统，其特征为它由离合器执行系统和离合器执 行器控制系统组成，离合器执行系统是由一个电机总成、 一对齿轮传动副、一 对螺旋传动副、总泵、分泵、助力弹簧、位置传感器组成，电机总成与齿轮传动 副的主动齿轮连接，齿轮传动副与螺旋传动副集成连接，即齿轮传动副的从动 齿轮和螺旋传动副的螺母为一体，总泵与分泵相通，离合器控制系统主要是外 围控制电路，外围控制电路的输出端与电机的输入端电连接，外围控制电路的
输入端与位置传感器电连接。本发明所采用的是直流电机控制离合器执行器，因此速度快，成本比较低， 縮短了离合器的分离和结合时间，也就大大降低了动力中断的时间。加上对离 合器的闭环控制，因此对整车的平顺性和动力性都有很大帮助。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的工作原理图。 具体实施方案
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方案。自动变速箱离合器执行系统，其特征为它由离合器执行系统和离合器执 行器控制系统组成，离合器执行系统是由一个电机总成l、 一对齿轮传动副2、一对螺旋传动副3、总泵6、分泵、助力弹簧4、位置传感器5组成，电机总成l 与齿轮传动副2的主动齿轮连接，齿轮传动副2与螺旋传动副3集成连接，即 齿轮传动副2的从动齿轮和螺旋传动副3的螺母为一体，总泵6与分泵相通， 离合器控制系统主要是外围控制电路，外围控制电路的输出端与电机的输入端 电连接，外围控制电路的输入端与位置传感器5电连接。自动变速箱离合器执行系统的电机1为直流电机。如图1所示，外围驱动电路控制直流电机1旋转，电机1的旋转带动固定 在电机输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮输出通过齿轮传动副传递给大齿轮，大 齿轮旋转通过螺旋传动副3使总泵6活塞运动，活塞的运动使前端总泵液压腔 建立起压力，液体压力驱动分泵运动从而达到分离离合器的曰的。具体工作过程为当AMT系统的电控单元发出指令控制离合器分离时，外 围控制电路驱动电机1正向旋转，电机1的旋转通过齿轮传动副2、螺旋传动 副3转化为总泵6活塞的正向运动，因液压总泵与分泵为互通封闭空腔，腔内 液压油受到活塞压力从而建立起油压，油压推动离合器分泵运动从而使离合器
分离，当位置传感器5监测到达到目标位置时，外围控制电路使电机停止供电， 使离合器保持在当前位置。当控制离合器结合时，外围控制电路提供电机反向 旋转电压，电机的旋转使总泵活塞反向运动，总泵内液体压力下降，导致液体 压力产生的作用力不能与离合器分离力平衡，液压油由分泵流回总泵，离合器 5口 口 。如图2所示，执行器在控制离合器分离结合过程中，分离过程中电机输出 功率较大，结合过程中所需功率较小，为平衡电机功率，在执行器中加入助力 弹簧4，助力弹簧4在装配时具有一定预紧力，并在总泵整个运动过程中均处 于压縮状态，所以在离合器分离过程中，助力弹簧4能够达到帮助总泵活塞6 克服离合器分离力的目的，从而降低了电机输出功率。在结合过程中，因电机 还需要克服弹簧带来的负载，输出功率需要提高，这样就达到了平衡电机功率 的目的。在离合器的分离结合过程中，因有很多需要保证离合器位置不动的状态， 这样电机就需要长时间供电来保证位置的稳定性，这样就对电机寿命就有很大 影响，所以针对这种情况，在传动副中加入了螺旋传动副，螺选传动副具有自 锁功能，能够在受力情况下保持液压总泵活塞停止运动，这样就可以给电机停 止供电仍然能够保证离合器长时间停止在某一个位置上，等待下一个动作的进 行，从而延长了电机使用寿命。
权利要求1、自动变速箱离合器执行系统，其特征为它由离合器执行系统和离合器执行器控制系统组成，离合器执行系统是由一个电机总成(1)、齿轮传动副(2)、螺旋传动副(3)、总泵(6)、分泵、助力弹簧(4)、位置传感器(5)组成，电机总成(1)与齿轮传动副(2)的主动齿轮连接，齿轮传动副(2)与螺旋传动副(3)集成连接，总泵(6)与分泵相通，离合器控制系统主要是外围控制电路，外围控制电路的输出端与电机(1)的输入端电连接，外围控制电路的输入端与位置传感器(5)电连接。
2、 根据权利要求l所述的自动变速箱离合器执行系统，其特征为所述的 齿轮传动副(2)的从动齿轮和螺旋传动副(3)的螺母为一体。
3、 根据权利要求l所述的自动变速箱离合器执行系统，其特征为所述的 齿轮传动副(2)与螺旋传动副(3)啮合，螺旋传动副(3)安装在总泵活塞杆 上。
4、 根据权利要求l所述的自动变速箱离合器执行系统，其特征为所述的电机输出轴上安装有小齿轮，小齿轮与齿轮传动副(2)啮合，齿轮传动副(2) 与大齿轮啮合，大齿轮与螺旋传动副(3)啮合。
5、 根据权利要求l所述的自动变速箱离合器执行系统，其特征为所述的总泵的活塞杆上安装有助力弹簧。
专利摘要自动变速箱离合器执行系统，其特征为它由离合器执行系统和离合器执行器控制系统组成，离合器执行系统是由一个电机总成、一对齿轮传动副、一对螺旋传动副、总泵、分泵、助力弹簧、位置传感器组成，离合器控制系统主要是外围控制电路，外围控制电路的输出端与电机的输入端电连接，外围控制电路的输入端与位置传感器电连接。本实用新型所采用的是直流电机控制离合器执行器，因此速度快，成本比较低，缩短了离合器的分离和结合时间，也就大大降低了动力中断的时间。加上对离合器的闭环控制，因此对整车的平顺性和动力性都有很大帮助。
文档编号F16D48/06GK201053460SQ20072009344
公开日2008年4月30日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者卢新田, 杨立功, 王志明, 涛 闫 申请人:中国第一汽车集团公司