用于手动变速器的半独立式自动离合器系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2015年10月7日提交的美国临时申请号62/238,375的权益。

本发明总地涉及的技术领域包括离合器，且更具体地说包括用于车辆中手动变速器的离合器。

背景技术：

手动变速器可利用离合器操作，该离合器可脱开接合或打开，以中断发动机和变速器之间的转矩链路。离合器可针对挡位切换、车辆制动和其它驾驶事件而打开。

技术实现要素：

根据各种说明性变型的产品可包括离合器。多腔室液压单元可限定第一腔室、第二腔室以及第三腔室，每个腔室均在多腔室液压单元内。第一活塞可使得第一腔室与第二腔室分开。离合器可响应于第一活塞的移动而打开。第二活塞可使得第二腔室与第三腔室分开。可设有动力泵和控制阀，其中，第二或第三腔室的一个可通过控制阀与动力泵不中断地流体连通。

多个其它说明性变型可包含一种方法，该方法可包括提供多腔室液压单元。主汽缸可连接于多腔室液压单元。泵能以仅仅一个连接部来连接于多腔室液压单元。离合器可连接于多腔室液压单元。主汽缸能以手动模式操作以致动离合器，且泵能以自动模式操作以操作离合器。

多个附加的变型可包含一种方法，该方法可包括提供多腔室液压单元。主汽缸可连接于多腔室液压单元。主汽缸可由离合器踏板操作。泵可连接于多腔室液压单元。离合器可连接于多腔室液压单元。当离合器踏板释放时，泵可操作以将离合器维持在打开状态中。

从这里提供的详细描述中，本发明范围内的其它说明性变型会变得显而易见。应理解的是，虽然公开了本发明范围内的变型，但详细描述和特定示例仅仅旨在说明的目的而并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和附图中，本发明范围内的变型的选择示例会变得更易于理解，附图中：

图1是根据各种变型的产品的示意图。

图2是图1所示产品的以未致动状态示出的汽缸组件的示意图。

图3是图1所示产品的以踏板致动状态示出的汽缸组件的示意图。

图4是图1所示产品的以泵致动状态示出的汽缸组件的示意图。

图5是根据各种变型的产品的示意图。

图6是根据各种变型的产品的示意图。

图7是说明根据各种变型的方法的流程图。

图8是说明根据各种变型的方法的流程图。

具体实施方式

变型的以下描述在本质上仅仅是说明性的并且绝不旨在限制本发明的范围、其应用或使用。

在图1中说明的各种说明性变型中，产品10可包含离合器系统11，该离合器系统配置成致动离合器14。离合器14可以是车辆的动力设备16及其传动系17之间的选择性接合机构。动力设备16可以是发动机或替代的推进单元。传动系17可连接于一个或多个车轮18，以经由动力设备16推进相关联的车辆。离合器系统11可包括离合器电路12、离合器踏板电路20以及动力泵电路22。离合器电路12可响应于离合器踏板电路20和动力泵电路22。离合器电路12、离合器踏板电路20和动力泵电路22可以是分开的，但可通过共同的多腔室液压单元24作用于彼此。

在各种变型中，离合器电路12可包括液压汽缸26，活塞28可在该液压汽缸内限定腔室30。活塞28可响应于腔室30内流体压力的变化而在汽缸26内移动。汽缸26可以是从动汽缸，该从动汽缸可与称为离合器14的释放元件32的隔膜弹簧接合。在其它变型中，释放元件32可以是杆件、离合器拨叉或其它元件，以将来自活塞28的移动传递至离合器14。汽缸26可与释放元件32同心并且可接合其内部指部27。活塞28可通过释放元件32链接于离合器14，以使得当腔室30中的流体压力可升高至高于致动水平时，腔室30可扩张且活塞28可移动释放元件32，从而通过支点34来释放或打开离合器14。当压力可能在腔室30中下降时，释放元件的弹簧作用可致使活塞28按压腔室30并且闭合离合器14。当离合器14打开时，动力可能无法在动力设备16和传动系17之间传递。当离合器14闭合时，动力可在动力设备16和传动系17之间传递。腔室30可通过导管35与多腔室液压单元24的腔室36进行开放式流体连通。腔室36可由活塞37限定在多腔室液压单元24中。腔室36可通过导管31与流体储存器33连接，并且可从中抽吸流体并且可使得流体返回至储存器33。在各种变型中，弹簧38可定位在腔室36中，该腔室可与弹簧34协配地操作，并且该弹簧可用于移动活塞37，以使得腔室36在较低压力下完全地扩张，从而回复活塞37。压力传感器40可连接在导管35中，以监控并报告导管35中的流体压力。压力传感器40可以是任何已知的装置，该装置可作为换能器操作，并且可根据导管35中的压力产生信号。该信号可以是电气信号，该电气信号可例如通过导体通信至控制器。位置传感器41可定位在活塞28中、上或附近，以监控并报告活塞28的位置。位置传感器41可以是任何已知类型的装置，这些装置提供位置测量值并且可基于电容、电感、超声波或其它原理操作。位置传感器41可产生信号，该信号可以是电气信号，该电气信号可例如通过导体通信至控制器。在各种变型中，位置传感器43可类似于位置传感器41并且可监控并报告活塞37的位置。位置传感器43可替代于或附加于位置传感器41使用。位置传感器41或43可用于确定离合器14的打开/闭合状态。

在各种变型中，离合器踏板电路20可包括离合器主汽缸42，在该离合器主汽缸内，腔室44可由活塞46限定。腔室44可通过导管45与流体储存器33连接并且可从中抽吸流体，并且可使得流体返回至储存器33。活塞46可通过链接件52连接于离合器踏板50并且可由相关联车辆的驾驶员手动地致动。离合器踏板传感器51可连接于离合器踏板50，并且可监控并报告离合器踏板50从休止位置处的移动或压下。位置传感器53可类似于位置传感器41并且可监控并报告活塞46的位置。位置传感器53可用于确定离合器踏板50已压下的程度。在各种变型中，传感器53或传感器51可同时用作离合器压下传感器和位置传感器，其确定离合器踏板50或活塞46已致动的程度。腔室44可通过导管56开通至多腔室液压单元24的腔室54。压力传感器58可连接在导管56中，以监控并报告导管56中的流体压力并且可类似于压力传感器40。腔室54可在多腔室液压单元24内限定在主要活塞37和辅助活塞60之间。辅助活塞60可包括杆63，该杆所具有的直径小于活塞60的直径，以分隔活塞37、60并且为腔室54提供容纳流体的空间。活塞60可在多腔室液压单元24内限定另一腔室62，以使得其与腔室54分开。离合器踏板50由驾驶员的压下可致使活塞46按压腔室44，由此升高该腔室中以及导管56中和腔室54中的流体压力。

在各种变型中，动力泵电路22可包括流体泵64，该流体泵可由电动机65提供动力。泵64可通过导管70、控制阀72以及导管74与多腔室液压单元24的腔室62相连接。泵64可以是双向的，其中，该泵可通过导管68从储存器33中抽吸流体并且可在通过导管70、控制阀72和导管74操作时将加压流体输送至腔室62，且泵64可通过导管74、控制阀72和导管70从腔室62抽吸流体并且可通过导管68将流体输送至储存器33。例如通过电机65的可逆旋转或者通过其它已知的方法，泵64可以是双向的。控制阀72可以是双位置打开74和闭合76阀，并且可以是弹簧78，该弹簧回复至正常闭合76位置。控制阀72可由电磁阀80、例如通过脉宽调制或其它控制调制，以快速地在打开74和闭合76位置之间移动，以调制导管74中的压力。压力传感器82可与导管74相连接，以监控并报告导管74中的流体压力并且可类似于压力传感器40。减压阀84可连接于导管74并且可通过导管86将超过设定水平的压力释放至储存器33。在各种变型中，蓄能器88可通过导管90连接于导管70，该蓄能器可以是隔膜、囊体、活塞或其它类型。可设有电磁阀92，该电磁阀可打开和闭合蓄能器88和导管70之间流体压力的连通。例如，当控制阀72闭合76时，电磁阀90可打开，并且泵64可操作以给蓄能器88加压或充电。电磁阀90可闭合以维持该充电，并且当控制阀打开74时可打开，以输送电荷，从而作为泵64的辅助或者由此作为替代而更快速地向腔室62提供流体压力。在电力中断的事件中，控制阀72可由弹簧78闭合76，并且流体可维持在腔室62中，由此如果离合器14已通过泵64的操作而自动地打开时维持打开的离合器。当泵64并不操作时，离合器14可由离合器踏板50手动地致动，而不管控制阀72是否打开还是闭合。

在各种变型中，多腔室液压单元24可连接在腔室36处的离合器电路12、腔室54处的离合器踏板电路20以及腔室62处的动力泵电路22之间。腔室36和54可由主要活塞37分开，且腔室54和62可由辅助活塞60分开。电路12、20和22的分开可提供离合器位置传感器的消除，且离合器位置可从离合器踏板50的位置或者从泵64的转数中推断。

通过离合器系统11，离合器14可通过由驾驶员压下离合器踏板50而手动地致动或打开。在该手动模式中，控制阀72可保持闭合76，以将流体捕获在腔室62中。于是，腔室54中的压力升高致使主要活塞37能移动，从而按压腔室36中的流体，从而将多腔室液压单元24从图2中示出的未致动状态移动至图3中示出的踏板致动状态。活塞37可在它们的踏板致动状态位置中与活塞60分开。活塞60可在其图2中所示的未致动状态位置和其图3中所示的踏板致动位置之间保持不动。升高压力可从腔室36通过导管35连通到腔室30中。这可导致活塞28移动释放元件32，以致动或打开离合器14。当驾驶员释放离合器踏板50时，弹簧38可移动活塞37以使得腔室36扩张，从而通过导管35并且从腔室30中抽出流体。流体从腔室30的抽出可移动活塞28和释放元件32，以允许离合器14闭合或接合。

通过离合器系统11，离合器14可通过由控制器(未示出)对泵64的操作而自动地致动或打开。电机65可操作以使得泵沿加压方向旋转，且控制阀可移动至打开74，以使得泵送压力可输送至腔室62，从而使得多腔室液压单元24从图2的未致动状态移动至图4的泵致动状态。腔室62中的升高压力可将力施加于活塞60并且通过杆63施加于活塞37。活塞37和60两者均可一起移动至它们的泵致动状态。这可导致腔室36中和通过腔室30的导管35的压力产生升高。腔室30中的压力升高可导致活塞28移动释放元件32，以致动或打开离合器14。杆63可维持活塞60和活塞37之间的距离，以使得腔室54的尺寸维持恒定，且其中的流体可简单地随着活塞37、60平移。例如，当杆63从活塞37分开时，可能存在于腔室54中的任何过量流体可能通过导管56和45返回至储存器33。通过打开电磁阀92来供应来自蓄能器88的流体压力以辅助泵64，离合器14的打开致动可加速。电机65可逆向以沿降压方向操作泵，从而通过导管74、控制阀72和导管70从腔室62抽吸流体并且使得流体返回至储存器33来允许离合器闭合。

图5中说明的各种变型可包括产品100，该产品可包括多腔室液压单元102。多腔室液压单元102可提供图1所示多腔室液压单元24和主汽缸24的组合功能。第一活塞104可使得第一腔室106与第二腔室108分开，每个腔室均位于多腔室液压单元102内。第二活塞110可设置在多腔室液压单元102内并且可与第一活塞104组合地限定第二腔室108，并且可分开第三腔室111。活塞110可具有朝向第一活塞104延伸的杆112，以维持用于第二腔室108的空间。链接件114可延伸到多腔室液压单元102中，通过可能干燥的腔室111，以接合第二活塞110。链接件可连接于离合器踏板115以提供离合器踏板输入116。离合器踏板115可通过链接件114机械地链接于第二活塞110。

在各种变型中，多腔室液压单元102的第一腔室106可通过导管120与液压汽缸118相连接，用于通过其间的流体连通。液压汽缸118可以是类似于图1所示液压汽缸26的同心汽缸来致动离合器，或者可以是诸如可能利用离合器拨叉来操作的一个汽缸的侧向汽缸。位置传感器119可监控并报告活塞117在液压汽缸118中的位置，这可用于确定相关联离合器121的打开/闭合状态。弹簧122可设置在第一腔室106中，以例如在第一腔室106的低压力期间，使得第一活塞104返回至未致动状态。

在各种变型中，动力泵电路125可包括流体泵126，该流体泵可由电动机128提供动力。泵126可通过导管130、控制阀132以及导管134与多腔室液压单元102的第二腔室108相连接。泵126可通过导管138从储存器136抽吸流体，并且可在通过导管130、控制阀132以及导管134操作时将加压流体输送至第二腔室108。泵126可由电机128沿相反方向驱动，以通过导管130、控制阀132以及导管134从第二腔室108抽吸流体，并且可通过导管138将流体输送至储存器136。例如通过电机128的可逆旋转或者通过其它已知的方法，泵126可以是双向的。控制阀132可以是双位置的：打开142和闭合140，阀并且可以是弹簧144，回复至闭合140位置。控制阀132可由电磁阀146、例如通过脉宽调制或其它控制调制，以快速地在打开142和闭合140位置之间移动，以调制导管134中的压力。减压阀148可连接于导管134并且可通过导管150将超过设定水平的压力释放至储存器136。当处于未致动状态中时，第一腔室106可开通至储存器136。例如在第一活塞104的初始行程之后，在多腔室液压单元102的致动下，第一腔室106可相对于导管150闭合。

离合器踏板可通过离合器踏板输入116手动地控制。杆114上来自离合器踏板输入115的力可将力施加在第二活塞110上并且通过杆112施加在第一活塞104上。第二活塞104上的力可按压第一腔室106中的流体，并且所产生的压力可通过导管120传递至液压汽缸118来用于离合器致动，这可打开相关联的离合器。活塞104可一开始移动以覆盖导管150，从而防止在离合器致动期间向储存器136的压力流动。离合器踏板输入116的移除可允许活塞117返回至未致动状态，且相关联的离合器可接合。控制器152可与电机128、电磁阀146、位置传感器119相连接，以控制产品100的操作。离合器致动可由控制器152自动地控制，其中，电机128可操作以加压导管130中的流体。控制器152可激励电磁阀146，以使得控制阀132切换为打开142。压力可传递通过打开的控制阀142、通过导管134并且传递到第二腔室108中。第二腔室108中的压力可致使第一活塞104按压第一腔室106，并且压力可通过导管120传递至液压汽缸118，从而打开相关联的离合器。为了闭合离合器，控制器152可沿相反方向操作电机128，以从第二腔室108抽吸流体，以使得活塞117可返回至未致动状态，并且相关联的离合器可闭合。

图6中说明的各种变型可包括产品154，该产品可包括多腔室液压单元156。第一活塞158可使得第一腔室160与第二腔室161分开，每个腔室均位于多腔室液压单元156内。第二活塞162可设置在多腔室液压单元156内并且可与第一活塞158组合地限定第二腔室161。第二活塞162可具有朝向第一活塞158延伸的杆164，以维持用于第二腔室164的空间。第二活塞162可在多腔室液压单元156内使得第三腔室与第二腔室161分开。

在各种变型中，多腔室液压单元156的第一活塞可通过链接件167与离合器168接合，该链接件可以是与第一活塞158连接的杆并且可从多腔室液压单元156中延伸。链接件167可通过诸如离合器拨叉169的联动件打开离合器168。位置传感器170可监控并报告第一活塞158的位置，这可用于确定相关联离合器168的打开/闭合状态。

在各种变型中，动力泵电路171可包括流体泵172，该流体泵可由电动机173提供动力。泵172可通过导管174、控制阀175以及另一导管176与多腔室液压单元156的第三腔室163相连接。泵172可通过导管178从储存器177抽吸流体，并且可在通过导管174、控制阀175以及导管176操作时将加压流体输送至第三腔室163。泵172可由电机173沿相反方向驱动，以通过导管176、控制阀175以及导管174从第三腔室163抽吸流体，并且可通过导管178将流体输送至储存器177。例如通过电机173的可逆旋转或者通过其它已知的方法，泵172可以是双向的。控制阀175可以是两位置：闭合179和打开180的阀。控制阀175可由电磁阀181、例如通过脉宽调制或其它控制调制，以快速地在打开180和闭合179位置之间移动，以调制导管175中的压力。减压阀182可连接于导管176并且可通过导管183将超过设定水平的压力释放至储存器177。

控制器184可与电机173、电磁阀181和位置传感器170相连接，以控制产品154的操作。类似于图1的产品10的操作，离合器致动可通过主汽缸和离合器踏板186手动地控制。主汽缸腔室185可连接于第二腔室161，以供给压力来打开离合器168。此外，主汽缸腔室185可通过导管187连接于储存器177。在主汽缸的活塞的初始移动之后，导管187可闭合。类似于产品10的泵64的操作，离合器致动可通过泵172的操作由控制器184自动地控制。

在各种变型中，如图7中示作的方法200，离合器系统可以超驰模式操作。当泵64操作以通过对腔室62加压来打开离合器14时，如果离合器踏板51同时压下，则方法200可在步骤202处开始。方法200可行进至步骤204，其中，可读取离合器踏板传感器51。在各种变型中，可作为离合器踏板传感器51的替代或补充来读取压力传感器58。方法200可行进至步骤206，其中，可读取查询表，来确定泵64从腔室62中抽出流体的操作速率，从而抵消通过离合器踏板50的压下而在腔室54中引起的压力升高。该方法可行进至步骤208，其中，泵64能以在步骤206中确定的速率操作。泵能以与将流体增加至腔室54的速率相等的速率从腔室62中抽出流体，由此维持活塞37的位置且由此离合器14的状态。该方法可行进至步骤210，其中，该方法可确定离合器踏板是否仍被压下且离合器14通过泵64的自动致动是否仍起作用。如果确定是正的，方法可返回至点212，且可重复步骤204、206、208以及210。如果确定是负的，即离合器踏板50已释放或者离合器14通过泵64的自动致动不起作用，方法200可行进至步骤214并且可终止。这样，离合器的自动致动可维持在稳态，而与在动操作期间可能发生的通过离合器踏板50的手动输入无关。

在各种变型中，离合器系统可根据图8中说明的方法230操作。例如当离合器踏板50可能会以与超驰情况相冲突的方式释放时，方法230可在步骤232处开始。例如，该情况可以是会在相关联的发动机上引起不期望噪声的离合器释放，或者离合器释放在受控制动事件中会是不期望的。方法230可行进至步骤234，其中，离合器踏板位置可例如通过读取传感器53或51来确定。从步骤234开始，方法230可行进至步骤236，其中，离合器14的位置可例如通过读取位置传感器41或43来确定。方法可行进至步骤238，其中，泵64可操作，以供给流体压力，从而将离合器14维持在其当前位置中，该位置可能是打开状态。泵64可根据基于在步骤234处确定的离合器踏板位置而从查询表确定的数值操作。离合器位置传感器41或43可提供反馈控制。方法230可行进至步骤240，其中，可确定离合器踏板50位置是否高于预定阈值且离合器14是否打开。例如，预定阈值可以是会导致离合器14完全打开的完全踏板致动。如果确定离合器并未足够压下来实现离合器踏板位置阈值，或者离合器14并未打开，则方法230可返回至点244并且可再次从步骤234行进。在步骤240处，如果满足离合器踏板位置阈值并且离合器14打开，则方法230可行进至步骤241，其中，泵64停用，且方法230可在步骤242处离开。已将离合器踏板50压下至离合器踏板位置阈值的车辆驾驶员可使用离合器踏板50手动地启动车辆或对车辆进行换挡。

变型的前文描述仅仅是对被认为落在本发明范围内的部件、元件、动作、产品和方法的说明，并且并不旨在以任何方式通过确切公开或未明确阐述的内容该限制该范围。除了这里明确描述以外，部件、元件、动作、产品和方法可组合和重新设置，并且仍被认为落在本发明的范围内。

变型1可包含产品，该产品可包括离合器和汽缸，该汽缸可具有与离合器相连接的第一活塞。离合器可响应于汽缸的腔室中流体压力的升高而由活塞致动。多腔室液压单元可具有第二活塞，该第二活塞使得多腔室液压单元内的一对腔室分开。一个腔室可与汽缸的腔室进行开放式流体连通。第三活塞可分开多腔室液压单元中的第三腔室，该第三腔室可通过控制阀与动力泵不中断地流体连通。

变型2可包括根据变型1的产品，其中，动力泵可通过导管与第三腔室流体连通。

变型3可包括根据变型1或2的产品，并且可包括主汽缸，该主汽缸可具有第三活塞，该第三活塞在主汽缸内限定第四腔室。离合器踏板可连接于第四活塞。第四腔室可通过导管与第二腔室相连接。

变型4可包括根据变型3的产品，并且可包括储存器，该储存器可存储流体并且可与第一腔室、第四腔室以及动力泵进行开放式流体连通。

变型5可包括根据变型1的产品，其中，多腔室液压单元可包括未致动位置、踏板致动位置和泵致动位置。第一和第二活塞可在踏板致动位置中彼此分开。

变型6可包括根据变型1的产品，其中，多腔室液压单元可包括未致动位置、踏板致动位置和泵致动位置。第二活塞可在未致动位置和踏板致动位置之间保持不动。

变型7可包括根据变型1的产品，其中，多腔室液压单元可包括未致动位置、踏板致动位置和泵致动位置。第一和第二活塞可一起从未致动位置移动至泵致动位置。

变型8可包括根据变型1至7中任一项的产品，并且可包括发动机和传动系。离合器可利用传动系接合发动机。

变型9可包括根据变型1的产品，并且可包括主汽缸，该主汽缸可具有活塞，该活塞可限定第四腔室，该第四腔室可在主汽缸内。离合器踏板可连接于活塞。第四腔室可通过导管与第二腔室相连接。离合器踏板可致动离合器，而与控制阀打开还是闭合无关。

变型10可包括根据变型9的产品，并且可包括离合器踏板，该离合器踏板可机械地链接于第二活塞。

变型11可包括根据变型1的产品，并且可包括杆，该杆从多腔室液压单元延伸并且可与第一活塞接合以随着该第一活塞移动。离合器可由杆打开。

变型12可包含一种方法，该方法可包括提供多腔室液压单元。主汽缸可连接于多腔室液压单元。泵能以仅仅一个连接部来连接于多腔室液压单元。离合器可连接于多腔室液压单元。主汽缸能以手动模式操作以致动离合器，且泵能以自动模式操作以操作离合器。

变型13可包括根据变型12的方法，并且可包括提供导管，该导管使得多腔室液压单元与泵相连接。阀可定位在导管中。

变型14可包括根据变型12的方法，并且可包括在自动模式中时操作泵，以从多腔室液压单元中抽出流体，且主汽缸通过离合器踏板的压下而操作。

变型15可包括根据变型12的方法，并且可包括提供在多腔室液压单元中提供第一腔室，该第一腔室可连接于离合器。第二腔室可设置在多腔室液压单元中并且可连接于主汽缸。第三腔室可设置在多腔室液压单元中并且可连接于泵。第一活塞可设置在第一和第二腔室之间。第二活塞可设置在第二和第三腔室之间。

变型16可包括根据变型12的方法，并且可包括提供离合器踏板以致动主汽缸。可提供离合器致动传感器。当处于自动模式中时并且离合器踏板压下时，可读取离合器致动传感器。可确定泵速率以抵消离合器踏板压下。泵可在所确定的速率下操作，以抵消离合器踏板压下并且维持离合器致动。

变型17可包含一种方法，该方法可包括提供多腔室液压单元。主汽缸可连接于多腔室液压单元。主汽缸可由离合器踏板操作。泵可连接于多腔室液压单元。离合器可连接于多腔室液压单元。当离合器踏板释放时，泵可操作以将离合器维持在打开状态中。

变型18可包括根据变型17的方法，并且可包括读取离合器踏板传感器，该离合器踏板传感器测量离合器踏板的位置。可读取离合器位置传感器，以指示离合器的状态。可在操作泵之前读取两个传感器。

变型19可包括根据变型18的方法，并且可包括确定离合器踏板的位置是否满足阈值。

变型20可包括根据变型19的方法，并且可包括如果离合器踏板的位置已满足阈值且离合器处于打开状态中，则停用泵。

对本发明范围内的选择变型的上文描述在本质上仅仅是说明性的，并且由此它们的变型或变化并不被认为偏离本发明的精神和范围。