电子离合器致动器的制作方法

1.技术领域

本发明总体上涉及用于变速器的离合器，且更具体地，涉及一种用于致动变速器中的离合器的电子离合器致动器。

2.

背景技术：

常规车辆通常包括具有旋转输出的发动机，该旋转输出将旋转输入提供至变速器(诸如车辆的动力系系统的手动变速器)中。变速器变速箱中的一系列预定齿轮组改变由发动机的输出生成的转速和转矩，以将动力传输至车辆的一个或多个车轮，由此齿轮组之间的变化使得车辆能够针对给定发动机速度以不同的车速行驶。

当车辆操作者或驾驶员想要从一个齿轮变为另一个齿轮时，驾驶员踩下车辆的离合器脚踏板。这经由连杆操作单个离合器，该连杆将发动机的输出从变速箱的输入中断开，并且中断至变速器的动力流。然后，车辆操作者使用换挡杆来选择新的挡位，这个过程通常包括将齿圈从一个齿轮移动至另一个不同尺寸的齿轮。在变速箱中，同步器在齿轮接合之前使齿轮匹配以防止研磨。一旦接合新的齿轮，驾驶员释放离合器脚踏板，从而将发动机的输出重连至变速箱的输入以将动力传输至车轮。

对于上述变速器，原始设备制造商正在开发用于手动变速器的增强型离合器系统，以不断减少二氧化碳输出并满足节省燃料的要求，这可提供新的成本效益功能，如当驾驶员不需要发动机转矩时进行自动化自由滚动操作(航行)。例如，增强型离合器系统包括由车辆控制驱动的电子离合器致动器以接合和脱离离合器。然而，增强型离合器系统必须按照常规作用，并且还独立于驾驶员的动作控制离合器以便在变速器中换挡。因此，本领域中需要提供一种用于致动变速器中的离合器的电子离合器致动器。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于致动车辆的变速器中的离合器的电子离合器致动器，该离合器致动器包括：离合器主缸，该离合器主缸中具有流体腔体并且适于与联接至变速器的离合器的离合器从动缸流体连通；可移动活塞，其设置在离合器主缸的流体腔体中；可旋转螺杆，其一端联接至活塞以平移活塞；齿轮系，其与可旋转螺杆垂直设置以旋转可旋转螺杆；以及电动机，其具有输出轴，该输出轴垂直于齿轮系设置以形成U形布置以旋转齿轮系的齿轮。

本发明的一个优点是提供一种用于致动具有U形布置的变速器中的离合器的电子离合器致动器。本发明的另一个优点是电子离合器致动器使用系统部件的U形布置以及一个电路板上的电动机传感器和活塞传感器。本发明的又一个优点是电子离合器致动器由车辆控制驱动。本发明的又另一个优点是电子离合器致动器实施一种适于手动变速器的单独部件。本发明的进一步优点是电子离合器致动器是离合器系统的“扩展”，而不会对车辆驾驶员的动作产生任何变化。

因为在阅读根据结合附图取得的后续描述之后能够更好地理解本发明的其它目的、特征和优点，所以将能够容易地明白本发明的其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明的用于以电子离合器致动器致动根据本发明的变速器中的离合器的系统的一个实施例的图解视图。

图2是图1的系统的图解视图，其示出了接合的离合器。

图3是图1的系统的图解视图，其示出了脱离的离合器。

图4是图1的系统的图解视图，其示出了通过线连接的离合器。

图5是图1的系统的图解视图，其示出了通过流体连接的离合器。

图6是根据本发明的在图1至5的系统中使用的电子离合器致动器的一个实施例的截面图。

具体实施方式

现在参考附图，其中除非另外指示，否则相同的附图标记用于表示相同的结构，图1中总体上以12指示根据本发明的用于致动车辆(未示出)的变速器(未示出)的离合器的系统10。车辆包括发动机(未示出)和变速器。在一个实施例中，发动机是本领域中已知的常规内燃机。在一个实施例中，变速器是手动变速器(MT)。发动机具有可旋转输出，可旋转输出是变速器的发动机输入。变速器将发动机输入转换为旋转输出以将动力传输至车辆的一个或多个车轮(未示出)。应当明白的是，离合器12通常设置在发动机输入与变速器的变速箱(未示出)的输入轴之间。还应当明白的是，系统10形成用于变速器的增强型离合器系统。应当进一步明白的是，在不脱离本发明的范围的情况下，发动机和/或变速器可为用于驱动车辆的任何合适的类型。

如图1中所说明，离合器12是离合器组类型。在一个实施例中，离合器12包括多个离合器片12a和多个离合器盘12b，该多个离合器盘12b交错在离合器片12a之间并与其配合。离合器盘12b联接至变速箱的可旋转输入轴12c。离合器12包括连接至离合器片12a的膜片弹簧14以使离合器片12a与离合器盘12b接合和脱离。离合器12还包括联接至膜片弹簧14的离合器从动缸16，以致动膜片弹簧14以引起离合器片12a与离合器盘12b的接合和脱离。应当明白的是，离合器从动缸16是具有联接至膜片弹簧14的可移动活塞的流体缸。还应当明白的是，离合器12是常规的和本领域中已知的。

根据本发明，系统10还包括用于致动离合器12的电子离合器致动器(总体用18指示)。在一个实施例中，电子离合器致动器18包括通过导管22流体连接至离合器从动缸16的离合器主缸20。电子离合器致动器18还包括设置在离合器主缸20中的可移动活塞24。应当明白的是，活塞24的移动引起流体移动以致动离合器从动缸16。

电子离合器致动器18包括可旋转螺杆26，其联接至活塞24以移动或平移活塞24。可旋转螺杆26可与活塞24配合，使得当可旋转螺杆26旋转时，此旋转移动引起活塞24平移移动。电子离合器致动器18包括用于旋转可旋转螺杆26的电动机28。电动机28是无刷直流(BLDC)可逆或双向输出型并连接至电源。电子离合器致动器18在电动机28与可旋转螺杆26之间进一步包括齿轮系，其总体上用30指示。在一个实施例中，齿轮系30包括联接至可旋转螺杆26的第一齿轮32和联接至电动机28的第二齿轮34以便得到预定传动比。应当明白的是，第一齿轮32和第二齿轮34彼此啮合地接合以减小电动机28至可旋转螺杆26的旋转输出。

参考图2和3，说明了离合器12分别处于接合位置和脱离位置的系统10。如图2中所说明，电动机28使其输出轴沿着第一方向旋转，以使齿轮系30的齿轮32和34以及旋转螺杆26旋转。旋转螺杆26的旋转将可移动活塞24平移离开离合器主缸20和离合器从动缸16的端部并且使膜片弹簧14移动，使得离合器片12a接合离合器盘12b。当发生这种情况时，发动机的输出连接至输入轴12c且输入轴12c旋转。如图3中所说明，电动机28使其输出轴沿着与第一方向相反的第二方向旋转，以使齿轮系30的齿轮32和34以及旋转螺杆26旋转。旋转螺杆26的旋转将可移动活塞24朝离合器主缸20的端部平移以将流体移动至离合器从动缸16，这使膜片弹簧14移动使得离合器片12a脱离该离合器盘12b。当发生这种情况时，发动机的输出与输入轴12c断开且输入轴12c不旋转。

参考图4，在一个实施例中，系统10可由离合器通过线连接来致动离合器12。在此实施例中，系统10包括由车辆操作者(未示出)的脚部38操作的可移动离合器脚踏板36以及与离合器脚踏板36和电动机38通过诸如一根或多根线42等合适机构通信的计算机或电子控制模块(ECM)40。系统10可包括离合器脚踏板传感器43，其定位成邻近于或联接至离合器脚踏板36并且与ECM 40通信以感测离合器脚踏板36的位置。应当明白的是，当车辆操作者使用它们的脚部38来移动离合器脚踏板36时，ECM 40向电动机28发送对应的信号以使电动机28将其输出轴沿着第一方向或第二方向旋转以致动离合器12。还应当明白的是，离合器脚踏板36和离合器脚踏板传感器43是常规的和本领域中已知的。应当进一步明白的是，ECM 40可经由总线、硬线或其组合与离合器脚踏板传感器43或其它传感器进行通信。仍然应当进一步明白的是，ECM 40被编程为基于诸如来自离合器脚踏板传感器43和一个或多个其它传感器(未示出)的信号等车辆控制来旋转电动机28的输出。

参考图5，在一个实施例中，系统10可由离合器通过流体连接来致动离合器12。在此实施例中，系统10包括由车辆操作者或驾驶员(未示出)的脚部38操作的可移动脚踏板36以及通过导管46流体连接至离合器主缸20的脚踏板主缸44，该脚踏板主缸具有可移动活塞48，该可移动活塞联接至离合器脚踏板36并且设置在脚踏板主缸44中。应当明白的是，当车辆操作者使用它们的脚部38移动离合器脚踏板36时，活塞48使流体移动以致动离合器从动缸16。

参考图6，示出了电子离合器致动器18的一个实施例。在一个实施例中，离合器主缸20总体上为圆柱形并且轴向延伸。离合器主缸20具有通道53和在其中轴向延伸的腔体54。腔体54具有总体上圆形横截面。离合器主缸20包括第一或输出孔56，其延伸穿过一端以使腔体54与离合器从动缸16之间流体连通以移动可移动活塞24。离合器主缸20还包括延伸穿过其一侧的第二或入口孔(在此图中未示出)以使腔体54与流体导管46之间流体连通。离合器主缸20进一步包括延伸穿过其另一侧的第三或储液器孔60以使腔体54与流体储液器62之间流体连通。电子离合器致动器18可包括止回阀(在此图中未示出)，其设置成使第三孔60与流体储液器62之间流体连通以允许流体从第三孔60单向流至流体储液器62。

如图6中所说明，在一个实施例中，活塞24总体上为圆柱形并且轴向延伸。活塞24包括轴向延伸的轴66。轴66总体上为圆柱形且具有总体上圆形横截面。轴66具有轴向延伸至其一端中的腔体68，以容纳可旋转螺杆26的一端。活塞24包括一个或多个台肩70，其从轴66径向延伸并且沿着轴66轴向间隔开。在所说明实施例中，一个台肩70轴向地设置在轴66的与腔体68相对的端部处，且另一个台肩70轴向地设置在该台肩70与腔体68之间。台肩70总体上为圆柱形且具有总体上圆形横截面。每个台肩70具有凹槽72，其沿着该台肩周向地且在其中径向地延伸。活塞24进一步包括密封件74，其设置在每个台肩70的凹槽72中。密封件74是环形的并且由柔性材料制成以接合离合器主缸20的壁以阻止流体流过台肩70。活塞24可包括设置在台肩70之间的磁铁75。应当明白的是，活塞24允许流体被引导至离合器从动缸16或流体储液器62。还应当明白的是，活塞24可为流体开关阀。

电子离合器致动器18还包括齿轮壳体76，其垂直于离合器主缸20设置以形成大体“L”形状。齿轮壳体76可为单独的壳体或与离合器主缸20成一体。齿轮壳体76包括用于容纳齿轮系30的腔体78。齿轮系30包括可旋转轴80，其轴向地延伸穿过可旋转螺杆26并进入活塞24的通道53中并且穿过齿轮壳体76的腔体78。轴80通过轴承82可旋转地支撑在齿轮壳体76中。轴承82可为具有由齿轮壳体76形成的座圈的滚球轴承。第一齿轮32设置在腔体78中并围绕轴80。应当明白的是，衬套84可设置在齿轮壳体76中以支撑轴80的端部。

齿轮壳体76还包括外凹部86以容纳电动机28的轴向延伸部分88。齿轮壳体76包括孔隙90，其从凹部86轴向延伸并且与腔体78连通以容纳电动机28的输出轴92。输出轴92可通过轴承82或扭力弹簧制动器94可旋转地支撑在齿轮壳体76中，以防止电动机28的输出轴92的反向驱动。第二齿轮34设置在腔体78中并围绕输出轴92。应当明白的是，衬套96可设置在齿轮壳体76中以支撑输出轴92的端部。还应当明白的是，扭力弹簧制动器94是可选的。应当进一步明白的是，活塞24、齿轮系30和电动机28形成一般的“U”形布置。

电子离合器致动器18包括邻近电动机28和活塞24设置的电子控制单元98。电子控制单元98包括电路板100，其设置在电动机28的与输出轴92相对的背端或后端处。电路板100总体上是平面的并且垂直于活塞24定向。电子控制单元100包括活塞传感器102，其设置在电路板100的一端处以感测磁铁75在活塞24上的线性位置。电子控制单元100进一步包括电动机传感器104，其与活塞传感器102径向隔开以感测电动机28的输出轴92的旋转位置。活塞传感器102和电动机传感器104是霍尔效应或可变磁阻型的。应当明白的是，电动机传感器104和活塞传感器102被布置在一个电子控制单元98上。还应当明白的是，电子控制单元98和ECM40可为分离的或成一体。应当进一步明白的是，电子离合器致动器18用于自动手动离合器变速器。

因此，本发明的系统10被提供为用于致动具有用于车辆的变速器的电子离合器致动器18的离合器12的增强型离合器系统。本发明的系统10允许车辆驾驶员和系统10无缝地控制离合器12进行换挡。本发明的系统10是离合器12的“扩展”，而不会对车辆驾驶员的动作产生任何变化。

本发明是以说明性方式进行描述。应当理解的是，已使用的术语的词汇本质旨在具有描述而非限制。

鉴于以上教导，本发明的许多修改和变动是可行的。因此，在所附权利要求书的范围内，可以除已具体描述的方式之外的方式来实践。