专利名称：用于双离合器变速器的离合器促动装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及用于双离合器变速器的离合器促动装置，更具体的，涉及一种促动器技术，其独立地接合/分离双离合器变速器的两个离合器。
现有技术双离合器变速器，不同于相关技术中的单离合变速器，是一种具有两个离合器的变速系统，并被设计成独立的换档路线，其中一个离合器接合/分离奇数档的齿轮而另一个离合器接合/分离偶数档的齿轮，这样就方便了例如自动变速器的驱动，且相对手动变速器而言在燃油经济性上也有较大的改进。此外，双离合器变速器允许平稳的换档，当齿轮接合时，单离合器变速器中产生的加速的不连接，振动和差动不会在双离合器变速器中发生。双离合器变速器具有预选择的功能，其预先接合下一个要接合的档位而不是当前的档位，并只通过改变双离合器的操作直接换档。也就是说，随着两个不同的档位线路分别接合，变速器输出的变速率根据两个离合器中哪个离合器的接合而改变。如上所述，用于接合离合器的促动装置应当在由电力操作或液压操作机械移动的同时接合离合器，从而足够的接合离合器的力被施加到应用轴承上，补偿磨损功能也需要来补偿离合器磨损时操作行程的增加。此外，离合器促动装置需要自打开功能，以允许离合器自动分离，保障紧急时刻， 例如车辆的动力被切断的安全，离合器促动装置通常安装在变速器壳体的外侧，因此，其需要在小的尺寸中安装，以便不延长变速器壳体的布局或占用较大的体积。
背景技术：
中公开的信息只是为例加强对本领域通用技术的理解，不应当被认为是或暗示为本领域已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面在于提供一种用于双离合器变速器的离合器促动装置，其可以用具有相对较小体积的电力单元接合离合器，向应用轴承提供接合离合器的辅助力，在离合器磨损时通过自动补偿操作行程提供磨损补偿功能以允许离合器总是稳定且合适地操作，以及自打开功能，其能在供应到电力单元的能量切断时自动分离所述离合器。此外，本发明的各个方面在于提供一种用于双离合变速器的离合器促动装置，其构造成使用通用的具有单独的离合器杆的离合器机构，使用相关技术中的部件和通用技术来实现双离合器变速器的离合器机构，并具有简单和紧凑的结构，以便容易地安装到车辆上。本发明的一个方面，用于双离合器变速器的离合器促动装置，可以包括操作杆， 其在直线移动的同时形成接合离合器的操作行程；电力单元，其产生旋转力；直线转换单元，其将电力单元的旋转力转换成直线运动力以直线移动所述操作杆；辅助力供应单元，其根据操作杆接合还是分离所述离合器来增加所述操作杆的直线运动力和去除所述增加的直线运动力；杆定位单元，其改变所述操作杆相对于所述直线转换单元的位置；壳体，其容纳所述直线转换单元和所述辅助力供应单元，并用暴露在外侧的部分覆盖所述操作杆。所述电力单元可以包括电机，所述直线转换单元可以包括由电机驱动的螺杆，与所述螺杆螺纹连接的螺母以沿着所述螺杆直线运动，以及螺母导向件，其形成为所述壳体并与所述螺母滑动连接从而通过防止螺母转动而引导螺母直线运动；以及所述电机可以连接至控制器并由控制器控制，控制器接收来自所述双离合器变速器的输出轴速度信息。所述杆定位单元可以包括滑动地连接至所述壳体，从而通过接收所述螺母的直线运动力相对于所述壳体直线运动的杆模块；其中所述操作杆可滑动地连接至所述杆模块，杆模块引导所述操作杆直线运动，其中所述杆模块连接至所述螺母；小齿轮，其可转动地安装在所述杆模块上以在转动的同时相对于所述杆模块直线移动所述操作杆；单向离合器，其可以可转动地安装在所述杆模块上以允许所述小齿轮在一个方向上没有反向的转动；以及，离合器转动单元，当所述操作杆在补偿部分直线运动越过所述离合器的分离方向中的原始位置时，其通过在单向离合器允许的方向转动小齿轮一预定角度。所述离合器转动单元可以包括锁止齿轮，其同轴连接至所述小齿轮以转动所述小齿轮，并具有多个锁止齿；锁止杆，其安装在所述壳体内，当杆模块沿着分离离合器的方向移动时，通过杆模块转动所述锁止齿轮预定的量，并被锁止至所述锁止齿，锁止齿在锁止齿轮的外圆周上相等间距布置，和其中所述控制器控制所述电机，从而所述杆模块在所述补偿部分中直线运动。所述单向离合器可以包括驱动侧挡块，其通过花键同轴地装配在所述小齿轮的转动轴上；固定侧挡块，其位于所述驱动侧挡块和所述小齿轮之间以通过所述杆模块限制转动而允许沿着小齿轮的转动轴直线移动；回位弹簧，其将固定侧挡块弹性支承在所述驱动侧挡块上，以及多个楔形突出，其等间距地形成在所述固定侧挡块和所述驱动侧挡块的相互面对的表面上并相互啮合以允许相互只能在一个方向上运动。所述单向离合器可以布置在所述小齿轮的一侧；所述锁止齿轮可以布置在所述小齿轮的另一侧；偏压弹性元件可以布置在所述锁止杆和所述壳体之间以弹性地向所述锁止齿轮支承所述锁止杆；以及惰轮，其可转动地安装至所述杆模块，并与所述小齿轮啮合，并将所述小齿轮的旋转力传递至所述操作杆以便直线移动所述操作杆。用于双离合器变速器的离合器促动装置可以其进一步包括承载器，承载器滑动连接至所述杆模块并在其外表面具有与所述惰轮啮合的齿条，其中所述操作杆连接至所述承载器。所述辅助力供应单元可以包括压面，其相对于杆模块的直线运动方向以一个角度从所述杆模块的直面突出，直面平行于所述杆模块的直线运动方向；按压辊，其在杆模块直线运动的同时连续地与所述直面或所述压面接触；按压弹性元件，其垂直于所述杆模块的直面方向布置，并向所述按压辊施加弹性力。
所述电机可以以与操作杆的突出方向相反的方向布置在所述壳体中，以及所述电机，所述直线转换单元，所述杆模块，和所述辅助力供应单元都布置在相同平面内。所述杆模块可以在其两侧从所述杆模块的中心在所述操作杆的轴向方向具有模块延伸部；多个辊子布置在所述模块延伸部和所述壳体的内壁之间以引导所述模块延伸部直线移动；辅助力供应单元的压面形成在所述直面和所述模块延伸部之间，所述模块延伸部在模块延伸部中的操作杆的突出方向形成，以及，插入并且固定在螺母中的固定突出整体地从模块延伸部之间的杆模块突出。所述控制器检测所述双离合器变速器的输出轴速度变化的时间，并当所述输出轴速度的预期的改变被延迟超过预定水平时，所述控制器运行所述杆定位单元。本发明可以用具有相对较小体积的电力单元接合离合器，向应用轴承提供接合离合器的辅助力，在离合器磨损时通过自动补偿操作行程提供磨损补偿功能以允许离合器总是稳定且合适地操作，以及自打开功能，其能在供应到电力单元的能量切断时自动分离所述离合器。此外，本发明构造成使用通用的具有单独的离合器杆的离合器机构，使用相关技术中的部件和通用技术来实现双离合器变速器的离合器机构，并具有简单和紧凑的结构， 以便容易地安装到车辆上。本发明的方法和装置具有的其他特征和优点通过下面接合附图的描述将变得更加明显，下面的详细说明用于解释本发明的一些原理。
图1显示了根据本发明示例性实施方式的用于双离合器变速器的离合促动装置的结构。图2是图1的分解图。图3显示了图1中主要部件的结构。图4显示了图1中的杆定位单元的示例性实施方式的主要部件。应当理解，附图并不必是与尺寸对应，只是为了说明本发明的基本原理而进行的各种特征的一些简化的表达。这里公开的本发明中具体的设计特征，包括，例如具体的尺寸，方位，位置和形状应当具体地根据具体的应用和使用环境来确定。在附图中，指代相同或等同的元件的附图标记贯穿多幅图。
具体实施例方式下面详细说明本发明的各种实施方式，其中的实施例接合附图进行说明。尽管本发明接合示例性实施方式进行说明，但应当理解，本发明不限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅包含这些示例性实施方式，还包括由随附权利要求确定的本发明实质和范围内的各种改进，变型，等同以及其他的实施方式。参见图1至4，根据本发明示例性实施方式的离合器促动装置包括，操作杆1，其在直线运动时形成接合离合器的操作行程；电力单元，其产生旋转力；直线转换单元3，其将电力单元的旋转力转换成直线运动力以直线移动操作杆1 ；辅助力供应单元5，其根据操作杆1是否接合/分离所述离合器，实现增加操作杆1的直线运动力和去除所述增加的直线运动力的状态；杆定位单元7，其改变操作杆1与直线转换单元3的相对位置，以及壳体9， 其容纳直线转换单元3和辅助力供应单元5并用外露的部分盖住操作杆1。所述电力单元可以是电机11。直线转换单元3包括由电机11驱动的螺杆13，与螺杆配合以直线运动的螺母15，和螺母导向件17，其通过防止螺母15转动的方式而引导螺母15直线运动。也就是，螺杆13由电机11转动，螺母15沿着螺杆13上的螺线直线运动，螺母导向件17被插入到螺母15上形成的直线槽中，从而螺母15被直线且无转动的导向。电机11连接至控制器19并由控制器19控制，控制器19接收双离合器变速器的输出轴速度信息，检测所述变速器的输出轴速度的速度传感器21连接至控制器19。杆定位单元7包括杆模块23，其通过接收螺母15的直线运动力引导操作杆1直线运动并相对于所述壳体9直线运动；小齿轮25安装在杆模块23中以在转动的同时相对于杆模块23直线移动操作杆1 ；单向离合器27安装在杆模块23模块中以允许小齿轮25在一个方向转动而不倒转；以及当杆模块23在补偿部分中直线移动越过离合器分离的方向的原点时，以预定的角度在单向离合器27允许的所述方向驱动小齿轮25的离合器转动单元29。所述原点是这样一个位置，其中所述杆模块23开始直线运动以接合所述离合器， 其中当离合器分离的时候，杆模块23回到所述原点，所述补偿部分指的是一个预定的直线距离，其中所述杆模块23从所述原点在离合器分离的方向直线移动，从而所述离合器转动单元29运行。离合器转动单元29包括锁止齿轮31，其同轴连接到小齿轮25以转动小齿轮25， 并在外周具有多个等间距的锁止齿，以及安装在壳体9内的锁止杆33从而当杆模块23在补偿部分中沿离合器的分离方向运动时，通过锁定至所述锁止齿以预定的量来转动所述锁止齿31。控制器19可以控制电机11从而杆模块23在所述补偿部分中直线运动。单向离合器27包括驱动侧挡块35，其通过花键同轴地安装在小齿轮25的转动轴上；固定侧挡块37，其位于所述驱动侧挡块35和小齿轮25之间，从而通过杆模块限制转动并被允许沿小齿轮25的转动轴直线运动，以及回位弹簧39，其向着驱动侧挡块35弹性支撑所述固定侧挡块37，在驱动侧挡块35和固定侧挡块37相互面对的表面中等距形成有多个楔形突出63，这些楔形突出相互啮合以实现相互之间的单向转动。单向离合器27布置在小齿轮25的一侧，锁止齿轮31布置在小齿轮25的另一侧， 偏压弹性元件41布置在锁止杆33和壳体9之间以弹性地向着锁止齿轮31支撑锁止杆33， 以及惰轮43与小齿轮25啮合，惰轮43使用来自小齿轮25的旋转力，传递用于移动操作杆 1的动力。也就是，通过将单向离合器27和锁止齿轮31独立且对称地布置在小齿轮25的两侧，使得实现一种更稳定和耐用的结形成为可能，并且也可以将单向离合器27和锁止齿轮 31布置的离小齿轮25更近以获得更紧凑的结构，从而使将来自小齿轮25的旋转力经由惰轮43输出成为可能。操作杆1整体插入并固定在承载器45中，承载器45的表面上形成有齿条47，从而齿条47与惰轮43啮合，相应地小齿轮25的旋转力被传递且操作杆1直线运动。因此，当操作杆1由于长时间使用而变形或损坏时，新的操作杆1可以被固定在承载器45中，这样维修就变得容易。辅助力供应单元5包括从杆模块23的直面49相对于杆模块的直线运动方向成一角度突出的压面51，直面49与杆模块23的直线运动方向平行，按压棍53，其在杆模块23 直线运动时，连续地与所述直面49和所述压面51接触；以及按压弹性元件55，其垂直于所述杆模块23的直面49，向按压53施加弹性力。也就是，随着杆模块23直线运动以与接合所述离合器，按压棍53从杆模块23的直面49上移动以与压面51接触，从按压棍53施加至杆模块23的力通过压面51被分成杆模块23的垂直运动方向的力，且被加到所述杆模块23的直线运动力上，直线运动力由电机 11提供。因此，操作杆1的直线运动被增加，按压棍53与杆模块23的直面49接触，同时杆模块23运动以分离所述离合器并回到原位，从而来自按压棍53的杆模块23的垂直方向的分力被完全的消除。当按压棍53与压面51接触时增加操作杆1的直线运动力的操作使得最小化使用电机11的电动力成为可能，并在离合器保持接合的同时，保持操作杆1的稳定停止位置，从而可以确保离合器稳定的接合。电机11提供的操作杆1的直线运动力与辅助力供应单元5提供的直线运动力的和保持离合器在稳定的接合状态，然而，当来自电机11的力被去除而只剩下辅助力供应单元5提供的力施加时，由于车辆输出单元的失效，离合器被分离，车辆中的动力传动被停止，从而其需要实现自打开功能以确保车辆的稳定。因此，从辅助力供应单元5经操作杆 1施加到离合器的力应当被设定为小于施加在离合器上的弹性力，从而所述离合器可以分罔。显然，螺杆13和螺母15的螺距应当足够大，从而螺杆13可以由来自螺母15的直线运动力而倒转，以实现自我打开的功能。电机11布置在壳体9中与操作杆1的突出方向相反，电机11，直线转换单元3，杆模块23和辅助力供应单元5都布置在一个平面内。上述的布置使得根据本发明的用于双离合器变速器的离合器促动装置更加紧凑， 从而离合器促动装置可以更容易地安装到所述变速器中。也就是，根据通用变速器的结构，布置离合器壳体的地方，其尺寸从前向后渐渐减少，而本发明示例性实施方式中，操作杆1向变速器前部的离合器壳体处突出，从而操作杆 1更容易连接至离合器壳体中的离合器，同时具有较小体积的操作杆1面对所述变速器的前部，具有较大体积的电机11布置在变速器的后部。因此，根据本发明的离合器促动装置可以基本上以一个单元连接到所述变速器，而不是从变速器的一侧突出很多，安装变速器的空间限制被减少。杆模块23在操作杆1的纵向中心两侧具有模块延长部57，多个滚子59布置在模块延伸部57和壳体9的内壁之间以引导所述杆延伸部57直线运动，辅助力供应单元5的压面51形成在模块延伸部57的前端，在操作杆1的突出方向上形成在杆延伸部57上，插入并固定在螺母15中的固定突出61从所述模块延伸部57中突出。下面描述根据本发明示例性实施方式的具有上述结构的示例性实施方式的操作。能量供应到电机11从而螺杆13转动，螺母15由螺母引导件17引导直线运动至图1中的右方，从而控制器19接合所述离合器。
螺母15的直线运动被传递到杆模块23，杆模块23和操作杆1向右运动并操作连接到操作杆1的离合器，从而接合所述离合器。在该操作中，随着杆模块23的直线运动量的增加，按压棍53与压面51接触，并在杆模块23的直线运动方向提供按压弹性元件55的弹性力。当离合器接合时，离合器的接合由按压弹性元件55提供的弹性力稳定的保持，同时，为电机11提供的电力得到最小的维持。当供应到电机11的电能被切断时，施加到操作杆1上的力相应减少，螺母15向回运动而来自离合器的内的操作杆1的反作用力转动螺杆 13，相应地，离合器被自动分离，动力传递停止，从而其能确保车辆的动力单元突然故障时车辆的安全。另一方面，当离合器需要正常分离时，控制器19让电机11反转，螺母15和杆模块 23向左直线运动并回到原始位置，按压棍53沿着压面51向上运动并与杆模块23的直面 49接触，操作杆1和杆模块23 —起运动，相应地，离合器被分离。当离合器如上所述重复接合和分离时，离合器被磨损，而摩擦损耗应当被合适地补偿。相应地，控制器19从速度传感器21接收双离合器变速器的输出轴信息，并使用杆定位单元7补偿离合器的摩擦损耗。也就是，控制器19驱动电机11以接合离合器，随后检测双离合器变速器的输出轴速度的改变时间，其中，当在输出轴速度中的预期的变化被延迟超过预定水平时，控制器19 确定所述延迟是由离合器摩擦损耗导致的，从而其操作杆定位单元7。控制器19控制电机11和杆模块23从原始位置在所述补偿部分中直线运动，锁止齿轮31的锁止齿通过杆模块23的运动被锁定至锁定杆33，单向离合器27的小齿轮25和驱动侧挡块35由于锁止齿31的转动而转动，惰轮43与小齿轮25啮合从而在转动的同时移动承载器45的齿条47，从而操作杆1相对于杆模块23进一步直线运动至右侧，进而补偿所述离合器的磨损。显然，驱动侧挡块35可以转动，因为驱动侧挡块35由楔形突出63的倾斜而转动， 固定侧挡块37在压缩回位弹簧39的同时轴向直线移动。随着驱动侧挡块35的转动，如上所述，通过回位弹簧39和楔形突出63的弹性力， 所述转动的位置被在反向固定于驱动侧挡块35和固定侧挡块37之间，从而操作杆1可以被稳定的保持在所述位置。显然，挡杆模块23在沿着补偿部分运动后回到原始位置时，其是起始位置，锁止杆33被弹性支撑在锁止齿轮31上从而其可以通过偏压弹性元件41被锁定在锁止齿轮31 的下一个锁止齿上。为了便于说明和权利要求中的准确定义，术语“上”，“下”，“内”，“外”用来接合附图中显示的特征的位置来表述所述示例性实施方式的特征。本发明示例性实施方式的前述说明只是为了说明的目的。他们并不是穷举，也不应认为是将本发明限制在已经公开的精确方式中，本领域技术人员在上述教导下显然可以进行多种改进和变型。所述示例性实施方式被选择和描述来解释本发明的一些原理和他们的具体应用，从而使得本领域技术人员能利用本发明的各种示例性实施方式，以及其各种改进和变型。本发明的保护范围由随附的权利要求和其等同物确定。
权利要求
1.用于双离合器变速器的离合器促动装置，包括操作杆，其在直线移动的同时形成接合离合器的操作行程； 电力单元，其产生旋转力；直线转换单元，其将电力单元的旋转力转换成直线运动力以直线移动所述操作杆； 辅助力供应单元，其根据操作杆接合还是分离所述离合器来增加所述操作杆的直线运动力和去除所述增加的直线运动力；杆定位单元，其改变所述操作杆相对于所述直线转换单元的位置；和壳体，其容纳所述直线转换单元和所述辅助力供应单元，并用暴露在外侧的部分覆盖所述操作杆。
2.如权利要求1所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中 所述电力单元包括电机；所述直线转换单元包括由电机驱动的螺杆，与所述螺杆螺纹连接的螺母以沿着所述螺杆直线运动，以及螺母导向件，其形成为所述壳体并与所述螺母滑动连接从而通过防止螺母转动而引导螺母直线运动；以及所述电机连接至控制器并由控制器控制，控制器接收来自所述双离合器变速器的输出轴速度信息。
3.如权利要求2所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述杆定位单元包括滑动地连接至所述壳体，从而通过接收所述螺母的直线运动力相对于所述壳体直线运动的杆模块；其中所述操作杆可滑动地连接至所述杆模块，杆模块引导所述操作杆直线运动，其中所述杆模块连接至所述螺母；小齿轮，其可转动地安装在所述杆模块上以在转动的同时相对于所述杆模块直线移动所述操作杆；单向离合器，其可转动地安装在所述杆模块上以允许所述小齿轮在一个方向上没有反向的转动；和离合器转动单元，当所述操作杆在补偿部分直线运动越过所述离合器的分离方向中的原始位置时，其通过在单向离合器允许的方向转动小齿轮一预定角度。
4.如权利要求3所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述离合器转动单元包括锁止齿轮，其同轴连接至所述小齿轮以转动所述小齿轮，并具有多个锁止齿； 锁止杆，其安装在所述壳体内，当杆模块沿着分离离合器的方向移动时，通过杆模块转动所述锁止齿轮预定的量，并被锁止至所述锁止齿，锁止齿在锁止齿轮的外圆周上相等间距布置，和其中所述控制器控制所述电机，从而所述杆模块在所述补偿部分中直线运动。
5.如权利要求4所示的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述单向离合器包括驱动侧挡块，其通过花键同轴地装配在所述小齿轮的转动轴上； 固定侧挡块，其位于所述驱动侧挡块和所述小齿轮之间以通过所述杆模块限制转动而允许沿着小齿轮的转动轴直线移动；回位弹簧，其将固定侧挡块弹性支承在所述驱动侧挡块上，以及多个楔形突出，其等间距地形成在所述固定侧挡块和所述驱动侧挡块的相互面对的表面上并相互啮合以允许相互只能在一个方向上运动。
6.如权利要求5所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中 所述单向离合器布置在所述小齿轮的一侧；所述锁止齿轮布置在所述小齿轮的另一侧；偏压弹性元件布置在所述锁止杆和所述壳体之间以弹性地向所述锁止齿轮支承所述锁止杆；以及惰轮，其可转动地安装至所述杆模块，并与所述小齿轮啮合，并将所述小齿轮的旋转力传递至所述操作杆以便直线移动所述操作杆。
7.如权利要求6所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其进一步包括承载器，承载器滑动连接至所述杆模块并在其外表面具有与所述惰轮啮合的齿条，其中所述操作杆连接至所述承载器。
8.如权利要求3所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述辅助力供应单元包括压面，其相对于杆模块的直线运动方向以一个角度从所述杆模块的直面突出，直面平行于所述杆模块的直线运动方向，按压辊，其在杆模块直线运动的同时连续地与所述直面或所述压面接触；和按压弹性元件，其垂直于所述杆模块的直面布置，并向所述按压辊施加弹性力。
9.如权利要求8所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述电机以与操作杆的突出方向相反的方向布置在所述壳体中，以及所述电机，所述直线转换单元，所述杆模块，和所述辅助力供应单元都布置在相同平面内。
10.如权利要求9所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述杆模块在其两侧从所述杆模块的中心在所述操作杆的轴向方向具有模块延伸部；多个辊子布置在所述模块延伸部和所述壳体的内壁之间以引导所述模块延伸部直线移动；辅助力供应单元的压面形成在所述直面和所述模块延伸部之间，所述模块延伸部在模块延伸部中的操作杆的突出方向形成；和插入并且固定在螺母中的固定突出整体地从模块延伸部之间的杆模块突出。
11.如权利要求2所述的用于双离合器变速器的离合器促动装置，其中所述控制器检测所述双离合器变速器的输出轴速度变化的时间，并当所述输出轴速度的预期的改变被延迟超过预定水平时，所述控制器运行所述杆定位单元。
全文摘要
一种用于双离合器变速器的离合器促动装置，可以包括操作杆，其在直线移动的同时形成接合离合器的操作行程；电力单元，其产生旋转力；直线转换单元，其将电力单元的旋转力转换成直线运动力以直线移动所述操作杆；辅助力供应单元，其根据操作杆接合还是分离所述离合器来增加所述操作杆的直线运动力和去除所述增加的直线运动力；杆定位单元，其改变所述操作杆相对于所述直线转换单元的位置；和，壳体，其容纳所述直线转换单元和所述辅助力供应单元，并用暴露在外侧的部分覆盖所述操作杆。
文档编号F16H1/20GK102478088SQ20111004420
公开日2012年5月30日 申请日期2011年1月21日 优先权日2010年11月23日
发明者张贤德, 赵诚庸, 金钟烨 申请人:现代自动车株式会社