用于控制可选的离合组件的操作模式的机电系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于控制可选离合组件的操作模式的机电系统和使用该系统的超越连接和机电控制组件。包括输出构件的双向的、电驱动的致动组件连接至控制构件，以使控制构件在与离合组件的不同操作模式对应的不同角位置之间围绕第一轴线进行选择性的、小位移的角度旋转。致动组件包括旋转输出轴、连接至输出轴以围绕与第一轴线基本垂直的第二轴线旋转的带螺纹的螺杆轴以及具有轮廓表面的凸轮。凸轮被拧到螺杆轴上，以在螺杆轴旋转运动时沿第二轴线线性地运动。输出构件搭设在凸轮的轮廓表面上，使得输出构件与控制构件一起围绕第一轴线旋转。

Electromechanical system for controlling operation mode of optional clutch assembly and transcendental connection and electromechanical control component using the system

The invention provides an electromechanical system for controlling the operation mode of an optional clutch assembly and a transcendental connection and electromechanical control component using the system. The two-way, electrically driven actuating components, including the output components, are connected to the control component so that the control member rotates a selective and small displacement angle around the first axis between different angular positions corresponding to the different operating modes of the clutch components. The actuating assembly includes a rotating output shaft, a threaded screw shaft that revolves around the second axis basically perpendicular to the first axis, and a cam with a contour surface. The cam is screwed to the screw shaft to move linearly along the second axis when the screw shaft rotates. The output member is mounted on the contour surface of the cam so that the output member is rotated around the first axis together with the control member.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制可选离合组件的操作模式的机电系统以及使用该系统的超越连接和机电控制组件相关申请的交叉引用本申请是于2015年11月5日提交的美国申请第14/933,345号的部分继续申请，该部分继续申请又要求于2014年11月7日提交的美国临时申请第62/076,646号的优先权。本申请还要求于2015年11月25日提交的美国临时申请第62/259,713号的优先权。
本专利技术的至少一个实施方式主要涉及用于控制可选离合组件的操作模式的系统，并且特别是涉及用于控制这样的组件的操作模式的机电系统。
技术介绍
典型的单向离合器(即，OWC)包括第一连接构件、第二连接构件以及位于这两个连接构件的相对的表面之间的第一组锁定构件。单向离合器被设计成在一个方向上锁定并且允许在相反的方向上自由旋转。常常用于车载式、自动式传动装置的两种类型的单向离合器包括：-滚子式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的弹簧加载的滚子(在一些应用上滚子式也在没有弹簧的情况下使用)；以及-楔块式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的不对称形状的楔形物。单向离合器通常在发动机制动期间超越运行，而不是实现发动机制动。正是由于这个原因，在同一个传动节点处存在摩擦组件。可选的动态离合器可用于防止超越运行状况和实现发动机制动。可控或可选的单向离合器(即，OWC)与传统的单向离合器设计不同。可选OWC常常加入与滑板组合的第二组支柱或锁定构件。该额外的一组锁定构件加上滑板为OWC增添了多个功能。根据设计的需要，可控OWC能够在一个或两个方向上在旋转轴或固定轴之间产生机械连接。此外，根据设计，OWC能够在一个或两个方向上超越运行。可控OWC包含外部控制的选择或致动机构。该选择机构的运动可以处于对应于不同操作模式的两个或多个位置之间。选择机构是通过相同的紧固技术相对于OWC固定的独立的系统或组件。在形成OWC之后，这样的选择机构在独立的和随后的操作中被固定。无论是自动的还是其他方式，该随后的操作都需要额外的工作台，这特别是增加了成品组件的制造时间和成本。另外，独立的外部部件可以安装在OWC上或其附近的事实是质量缺陷的来源，并因此增加了制造这样的可控或可选的OWC的成本，这在大批量生产的基础上是显著的。此外，由于尺寸堆叠问题，尤其是在长期使用期间可能出现控制元件或选择板粘接。受行业、政府监管机构和消费者对功能上与现有技术产品相当或更优越的耐用且便宜的产品不断增加的需求的驱动，仍需要改进承受诸如极端温度的艰难使用条件的离合器。这在汽车行业中尤其如此，汽车行业中用于汽车应用的离合器的开发者和制造商必须满足这些制品的许多竞争性性能规范。与现有技术的连接和控制组件相关联的另一个问题是，不希望控制元件和使该控制元件移动的促动器之间存在较大的距离。较大的距离减少用于定位组件的可用空间量。例如，在车辆中，用于这样的组件的空间量通常非常有限。美国专利第5,927,455号公开了一种双向超越棘爪式离合器。美国专利第6,244,965号公开了一种用于扭矩传递的平面超越连接器。美国专利第6,290,044号公开了一种用于自动传动装置的可选单向离合组件。美国专利第7,258,214号公开了一种超越连接组件。美国专利第7,344,010号公开了一种超越连接组件。美国专利第7,484,605号公开了一种超越径向连接组件或离合器。其他相关的美国专利出版物包括2012/0145506、2011/0192697、2011/0183806、2010/0252384、2009/0194381、2008/0223681、2008/0169165、2008/0169166、2008/0185253，以及下述美国专利号8,079,453、7,992,695、8,051,959、7,766,790、7,743,678和7,491,151。美国专利第8,272,488号在其图9a-9c(在本申请中分别标记为图1A-1C)公开了一种“垂直致动换档阀”闭锁机构，总体用500表示。设置了一种单向离合器的控制板或控制元件502，其在离合器的槽板和凹板(没有示出)之间沿位移方向移动或滑动，以便可控地覆盖和露出槽板内弹簧偏置的支柱504。在总体用512表示的阀或活塞在形成在壳体514中的孔513内的滑动运动期间，总体用508表示的致动臂或致动销的自由端部506可以在与控制板502的位移方向基本垂直的方向上、在形成在阀或活塞512的外表面528中的弯曲的销凹部或凹槽510内移动。如图1A所示，凹槽510的侧壁或侧表面将销508锁定在它们之间，以防止销508在与控制板502的位移方向平行的方向上移动。凹槽510可以是弯曲的，并且在活塞512在壳体514内的运动期间，致动臂508的自由端部506可以同时在基本平行于位移轴线的方向上和基本垂直于位移轴线的方向上、在凹槽510内移动。同样设置在孔513内的压缩弹簧516在壳体514的盖子518和阀512的一个端部520之间被偏置。单向离合器的板502在图1A中被公开为处于其超越位置，并且在图1C中移动到其锁定位置。如图1B和图1C所示，通过壳体514的控制部523在阀或活塞512的相对端部524处施加控制压力522引起阀512抵抗压缩弹簧516的偏置作用而移动，使得在销附接部526处固定到控制板502上的致动销508在形成在阀512的外表面528中的弯曲的销凹部或凹槽510内移动。如图1C所示，其中一个支柱504现在延伸穿过形成在控制板502中的孔530，以锁定单向离合器。公开了可控或可选单向离合器的其他美国专利出版物包括美国专利号6,193,038、7,198,587、7,275,628、8,602,187和7,464,801，以及美国公开申请号2007/0278061、2008/0110715、2009/0159391、2009/0211863、2010/0230226和2014/0190785。尽管如此，仍需要提供加载情况下非液压离合器的分离，特别是极其低的启动温度(即，-40华氏度以下)期间，同时节省自动传动装置环境中的空间。与本申请有关的其他美国专利文件包括：2,947,537、2,959,062、4,050,560、4,340,133、4,651,847、6,607,292、6,905,009、7,942,781、8,061,496、8,286,772、2004/0238306、2006/0185957、2007/0034470、2009/0255773、2010/0022342、2010/0255954、2011/0177900、2012/0090952、2012/0152683和2012/0152687。如本文所使用的，术语“传感器”用于描述包括传感元件和其他部件的电路或组件。特别地，如本文所使用的，术语“磁场传感器”用于描述包括磁场传感元件和连接至该磁场传感元件的电子器件的电路或组件。如本文所使用的，术语“磁场传感元件”用于描述能够感测磁场的各种电子元件。磁场传感元件可以是但不限于霍尔效应元件、磁阻元件或磁敏晶体管。众所周知，存在不同类型的霍尔效应元件，例如平面霍尔元件、垂直霍尔元件和圆形垂直霍尔(CVH)元件。还已知存在不同类型的磁阻元件，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制可选的离合组件的操作模式的机电系统，其包括：控制构件，其被安装为用于围绕第一轴线进行受控的旋转；双向的、电驱动的致动组件，其包括连接至控制构件的输出构件，其用于使控制构件在与离合组件的不同操作模式对应的不同角位置之间围绕第一轴线进行选择性的、小位移的角度旋转，所述致动组件包括：旋转的输出轴；带螺纹的螺杆轴，其连接至输出轴，以围绕与第一轴线基本垂直的第二轴线旋转；以及凸轮，其具有轮廓表面，所述凸轮被拧到螺杆轴上，以在螺杆轴旋转运动时沿第二轴线线性地运动，所述输出构件搭设在凸轮的轮廓表面上，使得输出构件与控制构件一起围绕第一轴线旋转；控制逻辑部，其用于确定离合组件的期望的操作模式并产生对应的位置指令信号；以及致动控制器，其用于可控地给致动组件供应电力，以基于位置指令信号将控制构件移动到期望的角位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 US 62/259,7131.一种用于控制可选的离合组件的操作模式的机电系统，其包括：控制构件，其被安装为用于围绕第一轴线进行受控的旋转；双向的、电驱动的致动组件，其包括连接至控制构件的输出构件，其用于使控制构件在与离合组件的不同操作模式对应的不同角位置之间围绕第一轴线进行选择性的、小位移的角度旋转，所述致动组件包括：旋转的输出轴；带螺纹的螺杆轴，其连接至输出轴，以围绕与第一轴线基本垂直的第二轴线旋转；以及凸轮，其具有轮廓表面，所述凸轮被拧到螺杆轴上，以在螺杆轴旋转运动时沿第二轴线线性地运动，所述输出构件搭设在凸轮的轮廓表面上，使得输出构件与控制构件一起围绕第一轴线旋转；控制逻辑部，其用于确定离合组件的期望的操作模式并产生对应的位置指令信号；以及致动控制器，其用于可控地给致动组件供应电力，以基于位置指令信号将控制构件移动到期望的角位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中，致动控制器通过总线从远程电子控制单元接收位置指令信号。3.根据权利要求2所述的系统，其中，电子控制单元是车辆的传动装置电子控制单元，并且总线是车载总线。4.根据权利要求1所述的系统，其中，致动组件包括直流马达，该直流马达的输出轴用于驱动控制构件。5.根据权利要求4所述的系统，其中，致动控制器包括用于监控马达电流的电流传感器，控制逻辑部基于该马达电流控制直流马达。6.根据权利要求4所述的系统，其中，致动组件包括至少一个非接触式位置传感器，其用于提供随凸轮沿第二轴线的位置而变化的位置反馈信号，控制逻辑部基于该位置反馈信号控制直流马达。7.根据权利要求6所述的系统，其中，每个传感器都包括被安装为用于与凸轮一起运动的至少一个磁性或铁磁性磁体，以及至少一个磁场传感元件，所述至少一个磁场传感元件设置为与所述至少一个磁体相邻并且相对于所述至少一个磁体静止，以感测磁通量，从而产生所述位置反馈信号。8.根据权利要求7所述的系统，其中，每个磁场传感元件都是霍尔效应传感器。9.根据权利要求1所述的系统，其中，凸轮能够在螺杆轴上反向驱动，并且其中所述系统还包括返回偏置构件，其用于在致动组件断电时对凸轮施加偏置力，从而使凸轮返回到螺杆轴上与安全离合模式对应的位置。10.根据权利要求1所述的系统，其中，凸轮不能在螺杆轴上反向驱动。11.根据权利要求9所述的系统，其还包括闭锁机构，其用于防止凸轮在螺杆轴上线性地移动。12.根据权利要求11所述的系统，其中，闭锁机构包括闭锁螺线管。13.根据权利要求10所述的系统，其中，控制器包括升压电路，其用于存储电能，从而为不能反向驱动的凸轮提供电故障保险。14.根据权利要求1所述的系统，其中，输出构件包括连接至控制构件的致动销或致动臂。15.根据权利要求1所述的系统，其中，轮廓表面由凹槽限定，该凹槽在其中接收并保持输出构件的自由端部。16.根据权利要求15所述的系统，其中，凹槽具有端部和在端部之间的中间部，端部提供消隙特征。17.根据权利要求1所述的系统，其中，控制构件是能够围绕第一轴线旋转的控制板或选择板。18.根据权利要求17所述的系统，其中，控制构件具有完全延伸穿过该控制构件的至少一个开口。19.根据权利要求3所述的系统，其中，控制器包括升压电路，其用于使控制器能够给致动组件提供比通常能够从车辆的电池获得的额定输入功率更大的电力，以提高致动组件的输出扭矩和速度。20.根据权利要求19所述的系统，其中，凸轮不能反向驱动，并且其中升压电路存储电能，以为凸轮提供电故障保险。21.一种超越连接和机电控制组件，其包括：连接子组件，其包括第一连接构件和第二连接构件，该第一连接构件和第二连接构件各自具有彼此近距离地相对的第一连接面和第二连接面，该第一连接构件和第二连接构件中的至少一个被安装为用于围绕第一轴线旋转；控制构件，其被安装为用于在第一连接面和第二连接面之间围绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞安·W·埃森马凯尔，
申请(专利权)人：敏思工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US