阅读说明：本技术 动力耦合控制系统 (Power coupling control system ) 是由 刘磊 黄超 钟虎 于 2018-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种动力耦合控制系统,包括动力耦合装置和执行单元,其中,动力耦合装置具有第一耦合部件和第二耦合部件,执行单元能够使得第一耦合部件和第二耦合部件耦合或解耦,其中,将所述执行单元设计为电液控制模块,电液控制模块具有控制单元、电机、螺旋传动机构、第一活塞和第二活塞,其中,电机由控制单元控制,螺旋传动机构连接电机和第一活塞,螺旋传动机构用于将电机的旋转运动转变为第一活塞的直线运动,在第一活塞和第二活塞之间形成充满液压液的液压室,第一活塞能够液压传动地使得第二活塞作直线运动,第二活塞能够将力作用在第一耦合部件,使得第一耦合部件与第二耦合部件耦合或解耦。(The invention relates to a power coupling control system, which comprises a power coupling device and an execution unit, wherein the power coupling device is provided with a first coupling component and a second coupling component, the execution unit can couple or decouple the first coupling component and the second coupling component, the execution unit is designed into an electro-hydraulic control module, the electro-hydraulic control module is provided with a control unit, a motor, a screw transmission mechanism, a first piston and a second piston, the motor is controlled by the control unit, the screw transmission mechanism is connected with the motor and the first piston, the screw transmission mechanism is used for converting the rotary motion of the motor into the linear motion of the first piston, a hydraulic chamber filled with hydraulic liquid is formed between the first piston and the second piston, the first piston can hydraulically drive the second piston to make the linear motion, and the second piston can apply force to the first coupling component, such that the first coupling component is coupled or decoupled from the second coupling component.)

动力耦合控制系统

技术领域

本发明涉及一种动力耦合控制系统，特别用于纯电动车辆和混合动力车辆的电桥驱动系统。

背景技术

动力耦合控制系统一般包括动力耦合装置和执行单元，执行单元致动动力耦合装置，使两个转动件耦合和解耦。执行单元能够是电动式、液压式等，并且具有大量的实施方式。

例如，在专利文件CN 205896144 U中公开了一种自动变速器换挡装置，其主要包括换挡电机、滚珠丝杠和拨叉，其中，换挡电机驱动滚动丝杠的螺杆旋转，拨叉与滚珠丝杠的螺母固定连接。

在公布号为CN 105526278 B的专利文献中公开了一种用于分离式车辆传动系统的双活塞致动器，该双活塞致动器包括第一活塞和第一缸、第二活塞和第二缸、阀体以及驱动机构。

在公布号为CN 105526278 B的专利文献中公开了一种用于分离式车辆传动系统的双活塞致动器，该双活塞致动器包括第一活塞和第一缸、第二活塞和第二缸、弹性构件、阀体以及驱动机构，弹性构件可在第一活塞与第二活塞之间压缩，以允许活塞之间的相对移动。

然而在现有技术中，电动式的执行单元虽然响应快，但执行的力较小，并且电机通常与其控制单元分离布置，电机和控制单元通过线束连接，成本较高。另外，使用滚珠丝杠将动力从电机传递到拨叉，则需要大量的零部件，也使得成本更高。此外将拨叉作为执行单元的输出部件，则需将较为复杂的拨叉系统来保证工作的可靠性，执行单元的位置受离合装置的位置的限制，可能导致布置困难的问题。而在液压式的执行单元虽然能够在短时间内产生较大的执行力，但通常设计有阀体、传感器、弹性机构等部件，导致结构复杂，成本较高，还可能不便于布置。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中的缺点，提供一种改进的动力耦合控制系统，能够特别用于纯电动车辆和混合动力车辆的电桥驱动系统，该动力耦合控制系统在结构简单且紧凑，易于布置的同时，还具有可靠性较高且成本较低的优点。

上述技术问题由一种动力耦合控制系统解决，该动力耦合控制系统包括动力耦合装置和执行单元，其中，动力耦合装置具有第一耦合部件和第二耦合部件，执行单元能够使得第一耦合部件和第二耦合部件耦合或解耦。根据本发明，将执行单元设计为电液控制模块，该电液控制模块具有控制单元、电机、螺旋传动机构、第一活塞和第二活塞，其中，电机由控制单元控制，螺旋传动机构连接电机和第一活塞，螺旋传动机构用于将电机的旋转运动转变为第一活塞的直线运动，在第一活塞和第二活塞之间形成充满液压液的液压室，第一活塞能够液压传动地使得第二活塞作直线运动，第二活塞能够作用在第一耦合部件上，从而使得第一耦合部件与第二耦合部件耦合或解耦。

在本发明中，电机例如是无刷直流电机，由于其体积小，重量轻，有利于减小电液控制模块的尺寸，方便布置。同时，控制单元对无刷直流电机的控制也相对容易。第一活塞、第二活塞和液压室壁形成密封地液压室，在该液压室中充满液压液，从而构成液压传动。当电机驱动螺旋传动装置，使得例如螺旋传动装置的螺杆带动第一活塞作往复地直线运动。当第一活塞压缩液压室时，液压室中液压增强，因此推动第二活塞沿其行程作直线运动；当第一活塞往回移动而扩大液压室时，液压室中液压降低，第二活塞在大气压作用也能够往回移动。因此，第二活塞能够推动或拉开第一耦合部件，使得第一耦合部件和第二耦合部件耦合或解耦，从而能够在第一耦合部件和第二耦合部件之间传递旋转运动。在这种情况下，第一耦合部件作为耦合或解耦过程中的主动件，沿其动力耦合装置的耦合行程运动。有利地，能够在第一耦合部件和第二活塞之间设置推力轴承，从而能够减小摩擦，并且防止第二活塞因第一离合部件的旋转运动而损坏。

在根据本发明的优选实施方式中，动力耦合装置是牙嵌离合器、多片式离合器或同步器。在牙嵌离合器作为动力耦合装置的实施方式中，动力耦合装置部件较少，并且易于控制耦合和解耦过程，成本较低。在多片式离合器作为动力耦合装置的实施方式中，因多片式离合器的摩擦接合方式而没有明显的冲击。在同步器作为动力耦合装置的实施方式中，因同步器的接合方式，冲击较小。当然，根据本发明的动力耦合装置还能具有另外的结构，只要能够通过第二活塞的运动使其耦合或解耦即可。

在另外的优选实施方式中，动力耦合装置还具有回位弹簧，第一耦合部件和第二耦合部件通过回位弹簧的弹力解耦。在这种情况下，第二活塞需克服回位弹簧的阻力，例如压缩回位弹簧才能够推动第一耦合部件，使得第一耦合部件和第二耦合部件耦合。当需要动力耦合装置解耦时，电机例如通过反转的方式驱动螺旋传动装置，使得例如螺旋传动装置的螺杆以与耦合过程相返的方向作直线运动，从而拉回与螺杆连接的第一活塞，并且由此液压室容积增大，液压降低，直到回位弹簧能够推回第二活塞，从而简便且可靠地将第一耦合部件和第二耦合部件解耦。

有利地，回位弹簧的一端抵靠在第二活塞或第一耦合部件上，回位弹簧的另一端在耦合行程方向上固定。例如，在动力耦合装置为牙嵌离合器的情况下，回位弹簧的两端分别抵靠在第一耦合部件和传动轴上。在动力耦合装置为多片式离合器的情况下，回位弹簧的两端分别抵靠在第二活塞和壳体(例如电桥壳体)上。在动力耦合装置为同步器的情况下，回位弹簧的两端分别抵靠同步器的接合套和齿毂上。

在另外的优选实施方式中，控制单元被集成在电机上。从而控制单元和电机不必通过线束，由此电液控制模块结构紧凑，方便布置并且成本更低。

在另外的优选实施方式中，螺旋传动装置是滑动螺旋传动装置。相对例如滚珠丝杠的滚动螺旋传动装置，零部件更少，成本更低。

在另外的优选实施方式中，电液控制模块还具有用于存储液压液的储液器，储液器和液压室通过储液器通道连通，并且将储液器通道与液压室连通的位置设置在第一活塞的行程内。因此，在动力耦合装置耦合过程中，第一活塞被驱动而沿直线运动，从而压缩液压室，在第一活塞通过储液器通道之前，液压室中的液压液能够转移并存储到储液器中，在第一活塞通过储液器通道之后，液压室中的液压液将被压缩，液压室的液压增大，由此推动第二活塞运动。在动力耦合装置过程解耦中，第一活塞被驱动而沿与耦合过程相反的方向作直线运动，从而液压室扩大，在第一活塞通过储液器通道之前，液压室中的液压减小，第二活塞能够移动，从而动力耦合装置解耦，在第一活塞通过储液器通道之后，储液器内的液压液能够流向液压室以填充储液器通道的空间。

在另外的优选实施方式中，第二活塞的活塞面积比第一活塞的活塞面积大。从而能够增大第二活塞的作用力，保证可靠的耦合过程。

在另外的优选实施方式中，第二活塞呈环形或盘形。这种与第一耦合部件的形状相对应的设计有助于将第二活塞的力均匀作用在第一耦合部件上，保证工作的可靠性。另外，环形的设计还有附加的优点：使得例如与耦合部件连接的轴能够沿第二活塞的轴线方向穿过第二活塞，节省结构空间，方便动力耦合控制系统的整体布置。

在另外的优选实施方式中，将电液控制模块安装在包围动力耦合装置的壳体上。例如在布置电桥驱动系统时，能够灵活地设计电液控制模块的位置，有利于整体布置的优化。

此外，根据本发明的动力耦合控制系统优选用于混合驱动车辆或纯电动车辆的电桥驱动系统中。

附图说明

通过附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：

图1是根据第一优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图，

图2是根据第二优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图，以及

图3是根据第三优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图。

具体实施方式

在图1至图3的优选实施方式中，根据本发明的动力耦合控制系统用于纯电动车辆和混合动力车辆的电桥驱动系统，其中，动力耦合控制系统用于将传动轴1和传动齿轮2耦合或解耦，其中，传动齿轮2空套在传动轴1上。

如图1至图3所示，根据本发明的动力耦合控制系统具有动力耦合装置和电液控制模块。在电液控制模块中，电机被设计为无刷直流电机9并且由控制单元10控制。控制单元10被集成在无刷直流电机9上。电液控制模块被安装在电桥驱动系统的壳体5上。螺旋传动机构8连接无刷直流电机9和第一活塞6，用于将无刷直流电机9的旋转运动转变为第一活塞6的直线运动。在第一活塞6和第二活塞4之间形成充满液压液的液压室15，第一活塞6的直线运动能够使得第二活塞4作直线运动。储液器7和液压室15通过储液器通道连通，并且储液器通道与液压室15的连接处设置在第一活塞6的行程上。第二活塞4的活塞面积比第一活塞6的活塞面积大，以增大动力。第二活塞4被设计成环形，以在中心孔中容纳传动轴1。

图1示出根据第一优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图，其中动力耦合装置采用牙嵌离合器11。第二活塞4通过推力轴承14支承在牙嵌离合器11的第一耦合部件上。回位弹簧3被安装在传动轴1和第一耦合部件之间。通过回位弹簧3的弹力使得第一耦合部件和第二耦合部件保持解耦状态。此外，回位弹簧3和第一耦合部件能够随传动轴1一起转动。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图1的方向)从右侧推到左侧时，在第一活塞6从右侧向左侧通过储液器通道之前，液压室中的液压液能够存储在储液器7中，在第一活塞6通过储液器通道之后，液压室15中的液压液将被压缩，液压室的液压增大，由此推动第二活塞4向左运动，第二活塞4推动第一耦合部件克服回位弹簧3的弹力与第二耦合部件耦合，从而接合牙嵌离合器11，由此能够在传动轴1和传动齿轮2之间传递动力。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图1的方向)从左侧拉回右侧时，在第一活塞6通过储液器通道之前，液压室15中的液压减小，回位弹簧3能够将与第二活塞4相抵靠的第一耦合部件向右侧推动，第一耦合部件和第二耦合部件解耦，从而传动轴1和传动齿轮2之间不再传递动力，在第一活塞6通过储液器通道之后，储液器7内的液压液能够流向液压室以填充储液器通道右边的空间。

图2示出根据第二优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图，其中动力耦合装置采用多片式离合器12。第二活塞4能够推动多片式离合器12的压板，使得多片式离合器的压板和配对板能够摩擦接合。回位弹簧3被安装在第二活塞4上且分别抵靠在第二活塞4和电桥驱动系统的壳体5上。通过回位弹簧3的弹力使得第二活塞4不推动压板，从而多片式离合器12保持断开。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图2的方向)从右侧推到左侧时，在第一活塞6从右侧向左侧通过储液器通道之前，液压室中的液压液能够存储在储液器7中，在第一活塞6通过储液器通道之后，液压室15中的液压液将被压缩，液压室的液压增大，由此推动第二活塞4向左运动，第二活塞4克服回位弹簧3的弹力推动多片式离合器12的压板，从而接合多片式离合器12，由此能够在传动轴1和传动齿轮2之间传递动力。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图2的方向)从左侧拉到右侧时，在第一活塞6通过储液器通道之前，液压室15中的液压减小，回位弹簧3能够将第二活塞4向右侧推动，多片式离合器12断开，从而传动轴1和传动齿轮2之间不再传递动力，在第一活塞6通过储液器通道之后，储液器7内的液压液能够流向液压室以填充储液器通道右边的空间。

图3示出根据第三优选实施方式的动力耦合控制系统的示意图，其中动力耦合装置采用同步器13。第二活塞4能够推动同步器13接合。第二活塞4通过推力轴承14支承在同步器13的接合套上。回位弹簧3被安装在接合套上且在两端抵靠同步器13的接合套和齿毂。通过回位弹簧3的弹力使得同步器3保持断开。此外，回位弹簧3能够随传动轴1一起转动。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图3的方向)从右侧推到左侧时，在第一活塞6从右侧向左侧通过储液器通道之前，液压室中的液压液能够存储在储液器7中，在第一活塞6通过储液器通道之后，液压室15中的液压液将被压缩，液压室的液压增大，由此推动第二活塞4向左运动，第二活塞4推动同步器13的接合套克服回位弹簧3的弹力与齿毂接合，从而接合同步器13，由此能够在传动轴1和传动齿轮2之间传递动力。

当无刷直流电机9驱动螺旋传动装置8，将第一活塞6(根据图3的方向)从左侧拉回右侧时，在第一活塞6通过储液器通道之前，液压室15中的液压减小，回位弹簧3能够将与第二活塞4相抵靠的接合套向右侧推动，同步器13断开，从而传动轴1和传动齿轮2之间不再传递动力，在第一活塞6通过储液器通道之后，储液器7内的液压液能够流向液压室以填充储液器通道右边的空间。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

1 传动轴

2 传动齿轮

3 回位弹簧

4 第二活塞

5 壳体

6 第一活塞

7 储液器

8 螺旋传动机构

9 无刷直流电机

10 控制单元

11 牙嵌离合器

12 多片式离合器

13 同步器

14 推力轴承