[发明专利]基于音圈电机驱动的车辆离合器控制机构及防护方法

说明书

本发明公开了一种基于音圈电机驱动的车辆离合器控制机构，它包括整车控制器、音圈电机、电磁锁、摇臂式拨叉、分离轴承、离合器。整车控制器的驱动电流输出端连接音圈电机的驱动信号输入端，整车控制器的数字开关量输出模块连接电磁锁的控制信号输入端，音圈电机的推杆上开设有凹槽，电磁锁的锁头与推杆上的凹槽匹配，音圈电机推杆的端部固定连接摇臂式拨叉的分离摇臂部分的顶端，摇臂式拨叉的拨叉部分与分离轴承的外圈固定连接。本发明采用音圈电机实现直线运动，减少蜗轮蜗杆或滚珠丝杆等转换装置，结构简单、噪声低、速度快、精度高。

技术领域

本发明涉及汽车传动技术领域，具体地指一种基于音圈电机驱动的车辆离合器控制机构及防护方法。

背景技术

传统单纯内燃机动力驱动的车辆，采用离合器滑磨实现发动机力矩平稳加载。混合动力车辆中，有技术方案采用行星齿轮(如ZL201110202014.8等专利所述)或离合器(如ZL201510738035.X等专利所述)实现发动机和电机之间的力矩耦合。目前传统车辆大量采用膜片弹簧离合器，其使用已经非常成熟，制造成本低，供应链稳定。较多的技术方案采用在膜片弹簧离合器基础上增加执行机构，实现离合器自动分离，结合。

专利号ZL201310077866.8的中国专利公开了一种混合动力车用离合器执行机构，该方案由气缸、分离摇臂、分离拨叉、离合器、整车控制器、电磁阀、过滤器、储气筒、空压机以及分别安装于气缸两侧的结合端磁性开关和分离端磁性开关组成。该方案作为一种实践中使用的混合动力汽车离合器执行机构，实际使用中暴露如下缺点：

(1)由于膜片弹簧离合器大部分是常闭离合器，停车后整车储气筒气压不足(车辆气路在冬季热胀冷缩或使用1～2年后管路老化导致密封性能下降，引发漏气)且空压机工作不正常时(车辆气源通常来自发动机自带空压机，发动机未启动时候依靠额外配置的由车辆低压蓄电池供电的电动空压机，该电动空压机寿命有限)。由于离合器闭合导致发动机无法启动，整车无分离气源，需要在车辆上附加额外的离合器分离备用装置(如独立的不依靠整车气路助力的人工离合分离机构)，或者用工具强行撬开离合器使之分离，严重影响车辆正常使用。

(2)离合器分离行程通常在8～10mm，膜片弹簧离合器在使用8～12万公里后由于磨损，或者定位销磨损变细，离合器摇臂行程需要人工重新调整调整定位，这些细微变化依赖维修人员保养检查，对人员水平有较高要求。若维护保养不到位或者人员调整操作不当，可能导致整车控制器已经发出分离指令，分离摇臂也已动作，但是离合器未能完整分离，安装于气缸两侧的磁性开关感应精度有限，未能准确判断离合器完全结合或完全分离，可能造成离合器长期在受力情况下半结合或滑磨，严重时可能烧损离合器。

申请号CN201711343952.3的中国专利一种自动离合器执行机构与ZL201310077866.8类似，同样存在上述弊端。

申请号CN201710671640.9的专利描述了采用两个电机和电机齿轮总成，滚珠丝杆总成等组成离合器执行机构；

申请号CN201710049832.6专利描述了采用电机和蜗轮蜗杆结构组成离合器执行机构。

专利号ZL201610880064.4专利描述了采用电机、减速机、角位移传感器、蜗轮蜗杆构成离合器执行机构。

上述方案均未考虑离合器磨损导致执行机构动作后离合器并未真正分离或结合(即执行机构动作行程可能需要定期维护，维护依靠人工经验，存在失效风险)。或者需滚珠丝杆或蜗轮蜗杆等中间转换装置将旋转运动转换为直线运动。实际上，离合器结合与分离属于一种直线运动，而音圈电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要像旋转电机加中间转换机构实现直线运动。它基于安培力原理，即通电线圈放在磁场中产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成正比，改变音圈电机通电线圈中电流大小和极性即可改变电磁力的大小和方向。具有结构简单、无磨损、噪声低、速度快、精度高等优势。

发明内容