[发明专利]一种自动离合器执行机构及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车动力系统技术领域，特别是并联式混合动力系统的自动离合器执行机构。本发明还涉及所述执行机构的控制方法。

背景技术

并联式混合动力系统采用发动机和电动机来共同驱动汽车，发动机和电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系统提供扭矩，在不同的路况既可以共同驱动也可以单独驱动。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的并联式混合动力系统的简化示意图。

如图所示，该并联式混合动力系统用于公交车，其发动机1′与电机2′同轴串联连接，以机械叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的动力模式。

根据车辆的行驶路况，在低速、怠速工况，用电机2′代替传统车辆发动机1′，而在中、高速的行驶工况下仍由发动机1′提供动力，在加速或爬坡时可由发动机1′和电机2′共同提供动力驱动车辆，在节油减排的同时大大提高了车辆的加速性能和爬坡性能。

电机的另一个优势是可以回收再生制动的能量，考虑到发动机与电机同轴，且在纯电动和制动能量回收的过程中，需要在电机与发动机之间安装自动离合器实现电机的单独工作。

自动离合器在执行机构上区别于常规的离合器，执行机构可根据当前车速、油门踏板、制动踏板、发动机和电机转速、动力电池SOC、温度等参数，由动力总成控制器HCU控制实现离合器的结合或分离，完成混合动力公交车不同工作模式的切换。

同时，由动力总成控制器HCU根据控制策略进行发动机与电机扭矩分配，满足驱动力需求，实现发动机、电机、电池、传动系统和其他部件的优化匹配。所以通过HCU，可以实现对自动离合器的智能控制，避免与电机和变速箱之间的踏板离合器在控制上冲突，降低了司机的操作难度，保证了整车控制的流畅性。

在现有的自动离合器中，有电动离合器和气动离合器两种类型：

电动离合器的执行机构由电机提供动力，通过齿轮啮合传动将旋转运动转换为直线运动后，带动离合器拉杆实现结合或分离，其自锁能力受结构影响较大，可拆卸性差，由于缺少备用动力装置，因此整个执行机构对电机的依赖程度太大，一旦电机出现问题，整个执行机构将无法工作。

气动离合器的执行机构由气缸提供动力，气缸通过活塞杆可直接带动离合器拉杆实现结合或分离，其结构简单、反应迅速、控制方便，但控制精度相对较差。

在混合动力车辆中，自动离合器的工作频率很高，因此，如何保证自动离合器的执行机构能够长期稳定有效的工作，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种自动离合器执行机构。该执行机构在电动执行机构的基础上增加气缸作为辅助元件，既可以由电机和气缸共同驱动，也可以由电机或气缸单独驱动，能够长期稳定有效的工作。

本发明的第二目的是提供一种用于控制所述自动离合器执行机构的控制方法。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种自动离合器执行机构，包括电机、拉杆以及执行机构控制器，所述电机通过传动部件与所述拉杆传动连接，还包括由电磁阀控制的气缸，所述气缸的活塞杆与所述拉杆传动连接，所述电机和电磁阀的控制端均连接于所述执行机构控制器，所述执行机构控制器控制所述电机和气缸同步或单独运动。

优选地，所述传动部件包括蜗轮、蜗杆、齿条以及第一齿轮；所述蜗杆与电机同轴连接；所述蜗轮与第一齿轮同轴连接，其中所述蜗轮与蜗杆相啮合，所述第一齿轮与齿条相啮合；所述拉杆连接于齿条一端，所述气缸的活塞杆连接于齿条的另一端。

优选地，所述气缸的活塞杆与所述拉杆位于同一直线上。

优选地，进一步包括转角传感器，该转角传感器通过第二齿轮与所述第一齿轮啮合传动，其信号输出端连接于所述执行机构控制器的信号输入端。

优选地，所述电机和气缸均固定在主体部件上，所述涡轮通过中心轴可转动地安装于所述主体部件。

优选地，所述主体部件具体为防护罩，所述蜗轮、蜗杆、齿条、第一齿轮、第二齿轮以及转角传感器均位于其内部。

为实现上述第二目的，本发明提供一种控制方法，用于控制上述任一项所述的自动离合器执行机构，包括以下步骤：

11)在动力总成工作模式需要切换时，由动力总成控制器向执行机构控制器发送结合或分离命令；

12)执行机构控制器向电机和电磁阀发送执行结合或分离命令，控制电机和气缸同步运行；

13)当拉杆行程达到设定值后，执行机构控制器发送停止命令，使电机停转、气缸保持当前压力，并依靠涡轮蜗杆的机械自锁力和气缸的压力使整个执行机构处于力平衡状态。

优选地，在所述步骤12)中：