专利名称：电控气动式离合器助力装置及其操纵方法
技术领域：
本发明涉及一种离合器助力器装置及其操纵方法，并特别涉及一种 电控的气动式离合器的助力器装置及其操纵方法。
技术背景摩擦式离合器广泛应用于各式车辆的传动系统中。发展至今，摩擦 式离合器的操纵形式日趋多样化，主要有以电机为动力源的电动电控式、 以液压为动力的电控液动式、以气压为动力的液控气动式等形式。其中， 气动式以其成本低、结构简单、环保等优点得到越来越多的应用，特别 是在本身带有气源(气制动)的中、重型商用车和大型乘用车上的应用 前景广阔。在传统的以气压作为动力源驱动离合器分离和接合的气动式离合器 中，均采用液压系统进行控制，即前面提及的液控气动式离合器，在需 要经常使用离合器的场合下，液压系统频繁启动，容易导致液压系统故 障并且令使用寿命降低，行车过程中如果离合器液压操纵机构突然发生 故障将是十分危险的。通过多年来对离合器助力器装置失效原因的分析, 其中离合器液压操纵机构失效率是最高的，因此有必要在保留液压操纵 机构的情况下增加其它的与液压操纵机构并行的操纵机构，或者采用其 它的操纵机构代替液压操纵机构。摩擦式离合器的摩擦片随着使用不断磨损，在磨损到一定程度后必 须进行更换，否则由于摩擦片摩擦力不足将会导致离合器失效，不能传 递动力或传递的动力不足。现有技术中存在多种摩擦片磨损报警结构， 用以在摩擦片磨损达到一定程度后发出警报，这些报警结构通常是在摩 擦片中置入传感器或蜂鸣器，随着摩擦片的磨损这些传感器或蜂鸣器从摩擦片材料中凸露出来，从而发出警报，例如专利号为02263447.9的中 国实用新型专利中就公开了类似的机构。然而，现有技术中采用的某些 传感器价格昂贵，令制造成本增加，另外将传感器或蜂鸣器置入摩擦片中，需要在加工摩擦片时为传感器或蜂鸣器预留安装位置，或者在制造 好的摩擦片上进行二次加工，增加了摩擦片的制造难度和工序。 发明内容本发明的一个目的在于提供一种气动式离合器助力器装置及其操纵方 法，该装置在液压操纵机构的基础上增加了一组电控操纵机构，旨在实现车 辆在换档过程中的多样性， 一方面可以通过传统的离合器操纵机构控制(离 合器液压操纵机构)的方式来实现离合器的离合操作，另一方面可以直接通 过电子控制的方式来实现离合操作，减少离合器液压操纵机构的工作频率， 提高离合器助力器装置的质量与寿命。本发明的另一个目的在于提供一种气动式离合器助力器装置及其操纵方 法，该装置采用电控操纵机构代替现有技术中的液压操纵机构，完全采用电 子控制，不再采用传统液压控制功能。旨在实现车辆在操纵换档过程中的轻 便性、舒适性，从而大大提高车辆的人性化。由于该系统取消了传统的液压 控制功能，整车也不再配装离合器总泵，从而有效地解决了长期以来因离合 器液压控制系统造成离合器总泵与离合器助力器早期失效的问题。本发明的又一个目的在于提供一种离合器摩擦片磨损报警装置及报警方 法，该装置可监控离合器摩擦片的磨损情况，并当离合器磨损达到预定值时 发出报警信号，提醒更换摩擦片，该装置同时还能够有效判断离合器分离与接合状态。本发明掛共一种气动式离合器助力^g，包括气体供应单元，其具有 多^压腔和设置在各气压腔之间控制气压腔之间 或气压腔与大气之间连 通的阀或进、排气门；电控操纵机构，其具有电磁阀(m)，该电磁阀(m)位 于气体供应单元的气，动路^il， M^t电磁阀(m)的开闭进行控制，从而 控制气体的流动路径，实舰离合離合和分离的操作。所述的气动式离合器助力皿置，还包括ffi操纵机构，通过加压流体对 气体供应单元中的戶腿阀和/鄉、排气门的开闭进行控制，从而控制气体的流 动路径，实舰离合離合和分离的操作。本发明还提供一种操纵气动式离合器的方法，其中所述气动式离合 器包括气体供应单元和电控操纵机构，采用电控操纵机构对气体供应单元的高压气体路径进行控制，从而实现离合器的分离和接合。0M的操纵气动式离合器的方法，其中所述气动式离合器还包括液压操纵机构，还可独立地采用电控操纵机构对气体供应单元的高压气体路径进行控制，从而实现离合器的分离和接合。
本发明的优选实施方式示于附图中，其中图1是本发明具有液压操纵机构和电控操纵机构的气动式离合器助 力器装置的剖视图；图2是本发明具有电控操纵机构的气动式离合器助力器装置的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的描述。本文中所采用的描述方位的 词语"上"、"下"、"左"、"右"等均是为了说明的方便针对附图中图面 所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而 有不同。本文中"离合器分离过程"指离合器从接合状态到分离状态的 过程，"离合器接合过程"指离合器从分离状态到接合状态的过程，"离 合器非操作状态"是指离合器助力器装置未动作，离合器一直保持接合 的状态。附图1和2表示本发明的两个不同的实施方式，图中相同或相 应的部件采用相同的附图标记。实施方式一具有液压操纵机构和电控操纵机构的气动式离合器助 力器装置结构描述(参照附图1):摩擦式离合器包括膜片弹簧和分离杠杆。高压气从气压输入端口输 入，复杂的气体路径连通气压输入端口和第四气压腔D，在所述复杂气 体路径上设置有多个阀门，液压控制装置和电动控制装置分别对这些阀 门的开闭进行控制，从而控制高压气的流动路径，当高压气到达第四气 压腔D时，第四气压腔D中的高压气推动离合器操纵活塞b进而带动推 杆a向左移动，推杆a与离合器分离杠杆连接，从而实现离合器的分离。 如果高压气受到气体路径上的阀门的阻隔没有到达第四气压腔D，则离合器分离杠杆不受到力的作用，离合器处于非操作状态。气压输入端口 1与第一气压腔A直接连通，第一气压腔A通过第一 阀门f与第五气压腔E连接，第一回位弹簧g和第一气压腔A内的高压 气共同作用在第一阀门f上，力图使第一阀门f保持关闭状态。当来自离 合器助力器装置的外力使第一阀门f打开时高压气从第一进气门h进入第 五气压腔E中，第五气压腔E中的高压气体可推动气动活塞d向左移动, 打开第五气压腔E与第四气压腔D之间的通道，高压气体进入第四气压 腔D。本发明所述的离合器助力器装置中有与大气连通的气压输出端口 3，用于排出系统中的高压气体。第五气压腔E通过第一排气门j与气压 输出端口 3连通，当第一排气门j打开时，第五气压腔E中的高压气体 排入大气中。气压输入端口 1还与第二气压腔B直接连通，第二气压腔B通过进 气阀al与第六气压腔F连通，当进气阀al打开时第二气压腔B中的高 压气体经进气门p进入第六气压腔F，进而进入第四气压腔D。进气门p 的开闭由进气阀al控制。气动活塞d处于第五气压腔E和第六气压腔F 之间并将这两个气压腔分隔开，气动活塞d向左移动，使第五气压腔E 与第四气压腔D连通，而使第六气压腔F与第四气压腔D之间相互封闭； 气动活塞d向右移动，使第六气压腔F与第四气压腔D连通，而使第五 气压腔E与第四气压腔D之间相互封闭。第六气压腔F通过排气阀bl 与气压输出端口3连通，当排气阀bl打开时，第六气压腔F中的高压气 体通过排气门q排入大气中。排气门q的开闭由排气阀bl控制。气压输入端口 1输入的高压气体通过第二进气门s与第三气压腔C 连通，排气阀弹簧r和第三气压腔C内的高压气体共同作用在排气阀bl 上力图使排气阀bl关闭，而第六气压腔F内的高压气作用在排气阀bl 上力图使排气阀bl打开。第三压力腔C通过第二排气门v与气压输出端 口 3连通，当第二排气门v打开时，第三气压腔C中的高压气体通过第 二排气门v排入大气中。气压输入端口 1输入的高压气体通过第三进气门w与第七气压腔G 连通，进气阀弹簧n和第七气压腔G内的高压气体共同作用在进气阀al上，力图使进气阀al关闭，而第二气压腔B内的高压气体作用在进气阀 al上力图使进气阀al打开。第七压力腔G通过第三排气门y与气压输出 端口 3连通，当第三排气门y打开时，第七气压腔G中的高压气体通过 第三排气门y排入大气中。离合器助力器装置包括液压操纵机构和电控操纵机构。液压操纵机 构包括液压输入端口4、第一液压腔H、第二液压腔K、液压活塞i和液 压活塞回位弹簧k。压力流体从液压输入端口 4输入到第一液压腔，然后 进入与第一液压腔连通的第二液压腔K中，流体压力作用在液压活塞i 上，推动液压活塞i克服回位弹簧k的弹力向左移动控制第一阀门f，从 而对高压气体的流动路径进行控制。电控操纵机构包括电磁阀m，电磁阀m具有两个铁芯，分别是第一 铁芯x和第二铁芯u，第一铁芯x控制第三进气门w和第三排气门y的 开闭，第二铁芯u控制第二进气门s和第二排气门v的开闭。第一铁芯 回位弹簧dl作用在第一铁芯x上，给第一铁芯x—个向下的力，通过对 第一铁芯x电磁线圈通电，可产生电磁力克服第一铁芯回位弹簧dl的作 用力，带动第一铁芯x向上移动，关闭第三进气门w并打开第三排气门 y。第二铁芯回位弹簧cl作用在第二铁芯u上，给第二铁芯u —个向下 的力，通过对第二铁芯u电磁线圈通电，可产生电磁力克服第二铁芯回 位弹簧cl的作用力，带动第二铁芯u向上移动，关闭第二进气门s并打 开第二排气门v。上述对第一和第二铁芯x和u的通断电控制指令由ECU 发出，通过对电磁阀m的开闭进行控制进而对高压气体的流动路径进行 控制。传感器铁芯c 一端连接在离合器操纵活塞b上，另一端置入传感器e 中，离合器总成在分离和啮合过程中，离合器操纵活塞b的运动带动传 感器铁芯c在传感器e的线圈中滑动，传感器e产生不同的电感量，将此 电感的变化传递给ECU， ECU将根据汽车的系统参数(车速、发动机转 速等)及电感量的变化来控制电磁阀m的进、排气，以更加可靠、平稳 地实现离合器的分离与接合。此外，传感器铁芯c和传感器e组成的机构还可起到摩擦片磨损报在传感器e线圈中的运动产生不同的电感量。 ECU根据电感量的变化及预先设定的参数，当离合器磨损到规定值后系 统会发出离合器摩擦片需要更换的报警。传感器铁芯c和传感器e组成 的机构同时还能有效判断离合器分离和接合的状态。 工作过程描述(参照附图1):上面对气动式离合器助力器装置的物理结构进行了描述，下面将分 别针对离合器的各种工作状态对气动式离合器助力器装置的工作过程进 行描述。 离合器非操作状态在离合器非操作状态下，即离合器保持接合的状态下，液压输入端 口 4的液压力为零，来自气压输入端口 1的气压到达第一气压腔A和第 二气压腔B，在第一回位弹簧g和第一气压腔A内的高压气体的共同作 用下第一阀门f保持关闭，从而第一进气门h处于关闭状态，高压气体被 阻隔不能进入第五气压腔E。电磁阀m的第一铁芯x和第二铁芯u的电 磁线圈未通电，在第一铁芯回位弹簧dl和第二铁芯回位弹簧cl的分别 作用下，第一铁芯x和第二铁芯u处于它们的移动路径的下端，第三进 气门w和第二进气门s保持打开，而第三排气门y和第二排气门v保持 关闭。气压输入端口 1的气压通过电磁阀的两个进气门w、 s分别到达第 七气压腔G和第三气压腔C。在进气阀弹簧n和第七气压腔G内的高压 气体的共同作用下进气阀al处于关闭状态，高压气体被阻隔不能从第二 气压腔B进入第六气压腔F内。此外在排气阀弹簧r和第三气压腔C内 的高压气体的共同作用下排气阀bl处于关闭状态。此时，来自气压输入 端口 1的高压气体能够进入第一气压腔A、第二气压腔B、第三气压腔C 和第七气压腔G，而高压气体被阻隔不能进入第五气压腔E和第六气压 腔F内，从而无法到达第四气压腔D，因此不对离合器产生作用。*液压操纵机构的工作过程在液压操纵机构动作对离合器进行操作的过程中，电磁阀m保持其 在离合器非操作状态时的状态。 >离合器分离过程踩下离合器总泵踏板，总泵压力油从液压输入端口 4进入到第一液 压腔H和第二液压腔K，液压力作用在液压活塞i上，使液压活塞i克 服液压活塞回位弹簧k的弹力向左移，关闭第一排气门j，并推动第一阀 门f向左移，打开第一进气门h，第一气压腔A内的高压气体通过第一进 气门h到达第五气压腔E，进而推动气动活塞d向左移到最左端，第五气 压腔E内的高压气体到达第四气压腔D，离合器操纵活塞b在第四气压 腔D内的高压气体作用下带动推杆a向左移动，促动离合器分离杠杆， 从而使离合器分离。>离合器接合过程放松脚踏板，液压输入端口 4处的液压下降。在液压活塞回位弹簧k 和第五气压腔E内的高压气体的共同作用下，使液压活塞i右移，关闭 第一进气门h，打开第一排气门j，第四气压腔D内的高压气体经由第五 气压腔E和第一排气门j从气压输出端口 3排向大气。在离合器弹簧的 作用下，通过推杆a把离合器操纵活塞b推向右端。离合器恢复与非操 作状态相同的接合状态。*电动操纵结构的工作过程在电动操纵机构动作对离合器进行操作的过程中，液压输入端口 4 处没有加压流体输入，液压操纵机构保持其在离合器非操作状态时的状 态。>离合器分离过程 通过ECU的指令，控制第一铁芯x的电磁线圈通入一定值的电压， 例如24V，产生电磁力，带动第一铁芯x克服第一铁芯回位弹簧dl的弹 力向上运动，关闭第三进气门w，并打开第三排气门y，从而第七气压腔 G内的高压气体通过第三排气门y经由气压输出端口 3排向大气；此时 第二气压腔B内的高压气体推动进气阀al中的膜片向上移，打开进气门 p，第二气压腔B内的高压气体进入第六气压腔F，进而推动气动活塞d 向右移到最右端，打开第四气压腔D与第六气压腔F之间的通道，高压 气体进入第四气压腔D，离合器操纵活塞b在第四气压腔D内的高压气 体作用下带动推杆a向左移动，从而使离合器分离。>离合器接合过程通过ECU的指令，控制第一铁芯x的电磁线圈断电，第一铁芯x在 第一铁芯回位弹簧dl的作用下向下运动，关闭第三排气门y，同时打开 第三进气门w，来自气压输入端口 1的高压气体通过第三进气门w到达 第七气压腔G，在进气阀弹簧n和第七气压腔G中的高压气体的共同作 用下，推动进气阔al中的膜片向下移关闭进气门p，切断第二气压腔B 和第六气压腔F之间的连通；同时ECU控制第二铁芯u的电磁线圈通入 一定值的电压，例如24V，带动第二铁芯u向上运动，关闭第二进气门s， 并打开第二排气门v，第三气压腔C内的高压气体通过第二排气门v经 由气压输出端口 3排向大气，第六气压腔F内的高压气体推动排气阀bl 中的膜片向下移，打开排气门q，第四气压腔D内的高压气体通过第六 气压腔F、排气门q从排气口3排向大气。在离合器弹簧的作用下，通过 推杆a把活塞b推向右端。离合器恢复接合状态。实施方式二仅具有电控操纵机构的气动式离合器助力器装置结构描述(参照附图2):该实施方式省去了实施方式一中的液压操纵机构部分以及相关联的 高压气体路径和气压腔，仅保留与电控操纵机构相关部分对离合器进行 控制。气压输入端口 1与第二气压腔B直接连通，第二气压腔B通过进气 阀al与第六气压腔F '连通，当进气阀al打开时第二气压腔B中的高压 气体通过进气门p进入第六气压腔F、进而进入第四气压腔D。第六气 压腔F'通过排气阀bl与气压输出端口3连通，当排气阀bl打开时，第 六气压腔F'中的高压气体通过排气门q排入大气中。气压输入端口 1输入的高压气体通过第二进气门s与第三气压腔C 连通，排气阀弹簧r和第三气压腔C内的高压气体共同作用在排气阀bl 上力图使排气阀关闭，而第六气压腔F '内的高压气作用在排气阀bl上 力图使排气阀打开。第三压力腔C通过第二排气门v与气压输出端口 3 连通，当第二排气门v打开时，第三气压腔C中的高压气体通过第二排 气门v排入大气中。气压输入端口 1输入的高压气体通过第三进气门w与第七气压腔G 连通，进气阀弹簧n和第七气压腔G内的高压气体共同作用在进气阀al 上，力图使进气阀al关闭，而第二气压腔B内的高压气体作用在进气阀 al上力图使进气阀al打开。第七压力腔G通过第三排气门y与气压输出 端口 3连通，当第三排气门y打开时，第七气压腔G中的高压气体通过 第三排气门y排入大气中。电控操纵机构包括电磁阀m，电磁阀m具有两个铁芯，分别是第一 铁芯x和第二铁芯u,第一铁芯x控制第三进气门w和第三排气门y的 开闭，第二铁芯u控制第二进气门s和第二排气门v的开闭。第一铁芯 回位弹簧dl作用在第一铁芯x上，给第一铁芯x—个向下的力，通过对 第一铁芯x电磁线圈通电，可产生电磁力克服第一铁芯回位弹簧dl的作 用力，带动第一铁芯x向上移动，关闭第三进气门w并打开第三排气门 y。第二铁芯回位弹簧cl作用在第二铁芯ii上，给第二铁芯u —个向下 的力，通过对第二铁芯u电磁线圈通电，可产生电磁力克服第二铁芯回 位弹簧cl的作用力，带动第二铁芯u向上移动，关闭第二进气门s并打 开第二排气门v。上述对第一和第二铁芯x和u的通断电控制指令由ECU 发出，通过对电磁阀m的开闭进行控制进而对高压气体的流动路径进行 控制。工作过程描述(参照附图2): *离合器非操作状态在离合器非操作状态下，来自气压输入端口 1的气压到达第二气压 腔B。电磁阀m的第一铁芯x和第二铁芯u的电磁线圈未通电，在第一 铁芯回位弹簧dl和第二铁芯回位弹簧cl的分别作用下，第一铁芯x和 第二铁芯u处于它们的移动路径的下端，第三进气门w和第二进气门s 保持打开，而第三排气门y和第二排气门v保持关闭。气压输入端口 1 的气压通过电磁闽的两个进气门w、s分别到达第七气压腔G和第三气压 腔C。在进气阀弹簧n和第七气压腔G内的高压气体的共同作用下进气 阀al处于关闭状态，高压气体被阻隔不能从第二气压腔B进入第六气压 腔F '内。此外在排气阀弹簧r和第三气压腔C内的高压气体的共同作用下排气阀M处于关闭状态。此时，来自气压输入端口 1的高压气体能够 进入第二气压腔B、第三气压腔C和第七气压腔G，而高压气体被阻隔 不能进入第六气压腔F'内，从而无法到达第四气压腔D，因此不对离合 器产生作用。 电动操纵结构的工作过程 >离合器分离过程通过ECU的指令，控制第一铁芯x的电磁线圈通入一定值的电压， 例如24V，产生电磁力，带动第一铁芯x克服第一铁芯回位弹簧dl的弹 力向上运动，关闭第三进气门w，并打开第三排气门y，从而第七气压腔 G内的高压气体通过第三排气门y经由气压输出端口 3排向大气；此时 第二气压腔B内的高压气体推动进气阀al中的向上移，打开进气门p， 第二气压腔B内的高压气体进入第六气压腔F '进而进入第四气压腔D， 离合器操纵活塞b在第四气压腔D内的高压气体作用下带动推杆a向左 移动，从而使离合器分离。 >离合器接合过程通过ECU的指令，控制第一铁芯x的电磁线圈断电，第一铁芯x在 第一铁芯回位弹簧dl的作用下向下运动，关闭第三排气门y，同时打开 第三进气门w，来自气压输入端口 1的高压气体通过第三进气门w到达 第七气压腔G，在进气阀弹簧n和第七气压腔G中的高压气体的共同作 用下，推动进气阀al中的膜片向下移关闭进气门p,切断第二气压腔B 和第六气压腔F '之间的连通；同时ECU控制第二铁芯u的电磁线圈通 入一定值的电压，例如24V，带动第二铁芯u向上运动，关闭第二进气 门s，并打开第二排气门v，第三气压腔C内的高压气体通过第二排气门 v经由气压输出端口 3排向大气，第六气压腔F'内的高压气体推动排气 阀bl中的膜片向下移，打开排气门q，第四气压腔D内的高压气体通过 第六气压腔F、排气门q从排气口3排向大气。在离合器弹簧的作用下， 通过推杆a把活塞b推向右端。离合器恢复接合状态。本实施方式中传感器铁心c和传感器e的结构、连接关系和功能等 与第一实施方式类似，在此不再重复说明。如前述任一实施方式的气动式离合器助力器装置，其中，所述气体供应单，包括第^E腔(A)、第五气压腔(E)、第一阀门(f)和气动活塞(d)， 气压输入端口 (1)与第1压腔(A)直接连通，第1压腔(A)与第五气 压腔(E)通过第一阀门(f)连接，第五气压腔(E)中的高压气体可推动气动 活塞(d)移动从而与第四气压腔(D)连通，第四气压腔(D)内的高压气体 作用于离合^l操纵活塞(b)控制离合器的接合和分离。如前述任一实施方式的气动式离合器助力驟置，其中，所述第六，腔 (F)中的高压气体可推动气动活塞(d)移动从而与第四，腔(D) 。如前述任一实施方式的气动式离合器助力麟置，其中，所述气体供应单 元包括第一排气门(j)，織一祠汽门(j)连接第五气压腔(E)和大气。如前述任一实施方式的气动式离合器助力體置，其中，液压活塞(i)的 压力、第^压腔(A)内的高压气体压力和第一回位弹簧(g)共同作用在第 一阀门(f)上，控制第一阀门(f)的打开和关闭。如前述任一实施方式的气动式离合器助力器装置，还包括传感器铁芯(c) 和传感器(e)，传感器铁芯(c) 一端连接在离合器操纵活塞(b)上， 另一端置入传感器(e)中，传感器铁芯(c)可随离合器操纵活塞(b)的 移动在传感器(e)的线圈中运动。一种操纵气动式离合器的方法，其中所述气动式离合器包括气体供 应单元和电控操纵机构，采用电控操纵机构对气体供应单元的高压气体 路径进行控制，从而实现离合器的分离和接合。优选的是，其中所述气动式离合器还包括液压操纵机构，还可独立地 采用液压操纵机构对气体供应单元的高压气体路径进行控制，从而实现 离合器的分离和接合。如前述实施方式的操纵气动式离合器的方法，在离合器非操作状态下， 电磁阀(m)的第一铁芯(x)和第二铁芯(u)的电磁线圈未通电，在第 一铁芯回位弹簧(dl)和第二铁芯回位弹簧(cl)的分别作用下，第一 铁芯(x)和第二铁芯(u)处于它们的移动路径的一端，第三进气门(w) 和第二进气门(s)保持打开，而第三排气门(y)和第二排气门(v)保 持关闭，气压输入端口 (1)的气压通过电磁阀(m)的第三和第二进气 门(w、 s)分别到达第七气压腔(G)和第三气压腔(C)，在进气阀弹 簧(n)和第七气压腔(G)内的高压气体的共同作用下进气阀(al)处 于关闭状态，高压气体被阻隔不能从第二气压腔(B)进入第六气压腔(F、 F')内，此外在排气阀弹簧(r)和第三气压腔(C)内的高压气体的共 同作用下排气阀(bl)处于关闭状态。如前述实施方式的操纵气动式离合器的方法，当采用电控操纵机，纵离 合器时，离合器的分离过程是，通过ECU的指令，控制第一铁芯(x)的电 磁线圈通入一定值的电压，产生电磁力，带动第一铁芯(x)克服第一铁 芯回位弹簧(dl)的弹力运动，关闭第三进气门(w)，并打开第三排气门(y)，从而第七气压腔(G)内的高压气体通过第三排气门(y)排向 大气；此时第二气压腔(B)内的高压气体使进气阀(al)打开，第二气 压腔(B)内的高压气体进入第六气压腔(F、 F'),进而进入第四气压 腔(D)，离合器操纵活塞(b)在第四气压腔(D)内的高压气体作用下 带动推杆(a)移动，从而使离合器分离。如前述实施方式的操纵气动式离合器的方法，当3I用电,纵机IW纵离 合器时，在离合器的分离过程中，高压气体^A第六气压腔(F)进而推动气 动活塞(d)移动，打开第四气压腔(D)与第六气压腔(F)之间的通道， 从而进入第四气压腔(D)。如前述实施方式的的操纵气动式离合器的方法，当^ffl电,纵机构操纵 离合器时，离合器的接^1程是，通过ECU的指令，控制第一铁芯(x)的 电磁线圈断电，第一铁芯(x)在第一铁芯回位弹簧(dl)的作用下运动， 关闭第三排气门(y)，同时打开第三进气门(w)，来自气压输入端口 (1) 的高压气体通过第三进气门(w)到达第七气压腔(G)，在进气阀弹簧 (n)和第七气压腔(D)中的高压气体的共同作用下关闭进气阀(al)， 切断第二气压腔(B)和第六气压腔(F、 F')之间的连通；同时ECU 控制第二铁芯(u)的电磁线圈通入一定值的电压，带动第二铁芯(u) 向上运动，关闭第二进气门(s)，并打开第二排气门(v)，第三气压腔(C) 内的高压气体通过第二排气门(v)排向大气，第六气压腔(F、 F ')内的高压气体使排气阀(bl)打开，第四气压腔(D)内的高压气体通过第六气压腔(F、 F ')、排气阀(bl)排向大气。如前述实施方式的的操纵气动式离合器的方法，在离合器非操作状态下， 液压输入端口 (4)的液压力为零，来自气压输入端口 (1)的气压到达 第一气压腔(A)和第二气压腔(B)，在第一回位弹簧(g)和第一气压 腔(A)内的高压气体的共同作用下第一阀门(f)保持关闭，高压气体 被阻隔不能进入第五气压腔(E)。如前述实施方式的的操纵气动式离合器的方法，当，mE操纵机IW纵 离合器时，离合器的分离过程是，踩下离合器总泵踏板，总泵压力油从液压 输入端口 (4)进入到液压腔(H、 K)，液压力作用在液压活塞(i)上， 使液压活塞(i)克服液压活塞回位弹簧(k)的弹力移动，关闭第一排气 门(j)，并推动第一阀门(f)移动，打开第一进气门(h)，第一气压腔 (A)内的高压气体通过第一进气门(h)到达第五气压腔(E)，进而推 动气动活塞(d)移动，第五气压腔(E)内的高压气体到达第四气压腔(D) ，离合器操纵活塞(b)在第四气压腔(D)内的高压气体作用下带 动推杆(a)移动，从而使离合器分离。如前述实施方式的的操纵气动式离合器的方法，当采用ffi操纵机构操纵 离合器时，离合器的接^1程是，放松脚踏板，液压输入端口 (4)处的液压下降，在液压活塞回位弹簧(k)和第五气压腔(E)内的高压气体的 共同作用下，使液压活塞(i)移动，关闭第一进气门(h)，打开第一 排气门(j)，第四气压腔(D)内的高压气体经由第五气压腔(E)和第 一排气门(j)排向大气。如前述实施方式的的操纵气动式离合器的方法，其中所述气动式离合器包 括传感器铁芯(c)，其一端连接在离合器操纵活塞(b)上，另一端置入 传感器(e)中，离合器总成在分离和接合过程中，离合器操纵活塞(b) 的运动带动传感器铁芯(c)在传感器(e)的线圈中滑动，传感器(e) 产生不同的电感量，将此电感的变化传递给ECU， ECU将根据汽车的系 统参数及电感量的变化来控制电磁阀(m)的进、排气。如前述实施方式的操纵气动式离合器的方法，其中戶;f^传感器铁芯(c)在传感器(e)线圈中的运动产生不同的电感量，ECU根据电感量的变化 及预先设定的参数，当离合器磨损到规定值后系统会发出离合器摩擦片 需要更换的报警。如前述实施方式的操纵气动式离合器的方法，其中根据所述传感器铁芯 (c)在传感器(e)线圈中的运动判断离合器的分离和接合状态。
权利要求
1. 一种气动式离合器助力器装置，包括气体供应单元，具有多个气压腔(A、B、C、D、E、F、F′、G)和设置在各气压腔之间控制气压腔之间连通或气压腔与大气之间连通的阀(f、a1、b1)或进、排气门(h、j、p、q、s、v、w、y)；其特征在于，包括电控操纵机构，所述电控操纵机构具有电磁阀(m)，该电磁阀(m)位于气体供应单元的气体流动路径上，通过对电磁阀(m)的通、断电进行控制，从而控制气体的流动路径，实现对离合器接合和分离的操作。
2、 如权利要求1所述的气动式离合器助力皿置，还包掛TO操纵机构， 舰加压流体对气体供应单元中的戶腿阀和/鄉、排气门的开闭进行控制，从 而控制气体的流动路径，实5JPt离合^^合和分离的操作。
3、 如前述任一权利要求戶;M的气动式离合器助力^g，其中，戶皿电磁阀(m)包括第1芯(x)和第二铁芯(u)，第1芯(x)可上下运动使分别 位于第1芯(x)两端的第HiS气门(w)和第三祠汽门(y)打开或关闭，并 且第二铁芯(u)可上下运动使分别位于第二铁芯(u)两端的第气门(s) 和第二祠汽门(v)打开或关闭。
4、 如前述任一权利要求所述的气动式离合器助力皿置，其中，第一铁芯 回位弹簧(dl)位于第1芯(x)的一端，力图〗，3S气门(w)打开并且 第三排气门(y)关闭，电磁线圈围绕在第"^芯(x)夕卜侧，当电MA戶腐 电磁线圈时，第1芯(x)穀他磁力的作用克服第^^芯回位弹簧(dl)的 作用九i蝶Hit气门(w)关闭并鹏三祠汽门(y)打开。
5、 如前述任一权利要求所述的气动式离合器助力 置，其中，第二铁芯 回位弹簧(cl)位于第二铁芯(u)的一端，力图i，:^a气门(s)打开并JS 二排气门(v)关闭，电磁线圈围绕^m二铁芯(u)夕卜侧，当电、M入戶脱电 磁线圈时，第二铁芯(u)穀盹磁力的作用克服第二铁芯回位弹簧(cl)的作 用九4蝶二进气门(s)关闭并蹄二祠汽门(v)打开。
6、 如前述任一权利要求戶腿的气动式离合器助力驟置，其中，所述气体 供应.单元包括气压输入端口 (1)、第二，腔(B)、第四气压腔(D)、第六气 压腔(F、 F ')和进气阀(al)，第二气压腔(B)与气压输入端口 (1)直驗 通，第六气压腔(F、 F ')与第二气压腔(B) ma气阀(al)连接，第六气 压腔(F、 F ')中的高压气体与第四气压腔(D) 。
7、 如前述任一权利要求戶诚的气动式离合器助力驟置，其中，所述气体 供应单元包括第三，腔(C)、第七气压腔(G)禾站汽阀(bl)，气压输入端 口 (1)通过第二进气门(s)与第三气压腔(C)连接，气压输入端口 (1)通 过第HiS^门(w)与第七气压腔(G)连接，祠汽阀(bl)连接第六气压腔(F、F ')禾口大气。
8、 如前述任一权利要求戶腿的气动式离合器助力織置，其中，第二气压 腔(B)内的高压气体压力、第七，腔(G)中的高压气体压力和进气阀弹簧(n)共同作用在戮阀(al)上，控制进气阀(al)的打开和关闭。
9、 如前述任一权利要求戶脱的气动式离合器助力: 置，其中，第三气压 腔(C)中的高压气体压力、第六气压腔(F、 F ')中的高压气体压力和扫汽 阀弹簧(r)共同作用在祠汽阀(bl)上，控制排气阀(bl)的打开和关闭。
10、 如前述任一权利要求戶脱的气动式离合器助力器體，其中，戶脱液 压操纵机构包括液压输入端口 (4)、液压腔(H、 K)、液压活塞(i)和液 压活塞回位弹簧(k)，液压输入端口 (4)与液压腔(H、 K)流体连通， 液压活塞(0位于液压腔(K)内，液压腔(K)内的加压流体作用于液 压活塞(i)可使其移动。
全文摘要
一种气动式离合器助力器装置及其操纵方法，该装置采用单纯的电动控制的方式来实现离合操作，旨在简化离合器助力器装置的结构，降低故障率；或者同时采用液压操纵机构和电控操纵机构，两者可独立地对离合器进行控制，旨在实现车辆在换档过程中的多样性，一方面可以通过传统的离合器液压操纵机构来实现离合器的离合操作，另一方面可以直接通过电动控制的方式来实现离合操作，减少离合器液压操纵机构的工作频率，提高离合器助力器装置的质量与寿命。本发明气动式离合器助力器装置还具有离合器摩擦片磨损报警装置，该装置可监控离合器摩擦片的磨损情况，并当离合器磨损达到预定值时发出报警信号，提醒更换摩擦片；同时该装置还能够有效判断离合器分离与接合状态。
文档编号F16D25/08GK101280811SQ20081011070
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者李传武, 柳 杨, 瞿昌贵 申请人:瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司