双离合器装置的制作方法

专利名称：双离合器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种被接合以便选择性地将转矩从一个旋转部件传递到另外两个旋 转部件的离合器装置，更具体地涉及一种双离合器装置，其使用流动性随着从外部施加的 刺激的增加而降低的功能性流体例如磁性流体来设定接合状态。
背景技术：
离合器装置选择性地连结可相对旋转的两个旋转部件以使得转矩能够在这两个 旋转部件之间传递。在车辆的传动系中广泛地使用摩擦离合器。摩擦离合器通过踏板上的 力或液压而操作。与之相对，已知能够电气地控制接合与松开之间的切换操作的电磁离合 器。日本专利申请公报No. 4-131526 (JP-A-4-131526)中记载了这种电磁离合器的示例。JP-A-4-131526中记载的离合器使用磁性流体。多个电枢板被固定在离合器的旋 转轴上，并且这些电枢板以液密状态被容纳于形成在带轮中的密闭室的内部。密闭室充填 有磁性流体。为离合器设置有对磁性流体施加磁力以进行磁化的电磁线圈。因而，通过使 磁性线圈通电，磁性流体的剪切系数(剪切力)增大，以在旋转轴与带轮之间传递转矩。对于如JP-A-4-131526中所述构成的离合器，可通过使电磁线圈通电而接合离合 器，并且可通过使电磁线圈断电而松开离合器。因而，可电气地执行离合器的所谓的开关控 制。但是，如以上方式中那样的转矩的传递和中断仅适用于单个旋转轴与单个带轮之间。因 此，如在用于所谓的双离合器变速器中的离合器的情形中那样，当转矩被在单个驱动轴与 两个中间轴之间传递或中断时，需要设置两组诸如JP-A-4-131526中记载的密闭室、电磁 流体和电磁线圈之类的机构。因此，整体上结构的尺寸增大。这会使可安装性变差或增加 成本。

发明内容
本发明提供一种具有简单构造并且能够提高可控性的双离合器装置。本发明的第一方面涉及一种双离合器装置。该双离合器选择性地将转矩从第一旋 转部件传递到第二旋转部件和第三旋转部件中的任何一者或两者。在该双离合器装置中， 所述第二旋转部件和所述第三旋转部件分别配置所述在第一旋转部件的两侧；功能性流体 填充所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件之间的间隙，其中所述功 能性流体的流动性随着施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低，并且所述功能性流体 的流动性随着所施加的刺激的减少而增大；为所述第一旋转部件设置有刺激产生部件，且 所述刺激产生部件被电气地控制以产生所述刺激；并且所述第一旋转部件与所述第二旋转 部件和所述第三旋转部件中的一者之间的所述功能性流体的流动性随着由所述刺激产生 部件施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低，以经由流动性降低的所述功能性流体将 所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述一者连结，由此允许 转矩在所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述一者之间传 递。
对于以上双离合器装置，随着刺激产生部件被电气地控制以向功能性流体施加刺 激，功能性流体的流动性降低。例如，功能性流体的粘度、剪切力或剪切系数增大。因而，通 过如上所述将刺激施加于第一旋转部件与第二旋转部件之间的功能性流体或第一旋转部 件与第三旋转部件之间的功能性流体中的任何一者，第一旋转部件与第二选择部件连结以 便允许转矩在两者之间传递，或第一旋转部件与第三旋转部件连结以便允许转矩在两者传 递。因此，可选择性地将两个旋转部件与单个旋转部件连结，并且此外还可电气地连结和松 开旋转部件。因而，可获得具有简单构造和良好的可控性的双离合器装置。所述功能性流体可包括磁性流体，所述磁性流体的剪切系数或剪切力随着所述磁 性流体被磁化而增大，并且所述刺激产生部件可包括电磁体。对于以上双离合器装置，通过使电磁体通电、使电磁体断电或适宜地控制供应给 电磁体的电流的方向，形成了经过第一旋转部件与第二旋转部件之间的磁性流体或第一旋 转部件与第三旋转部件之间的磁性流体的磁路。这增大了其中形成了磁路的磁性流体的剪 切系数。结果，第一旋转部件与第二旋转部件或第三旋转部件连结以便实质地允许转矩被 传递。可基于通电状态，例如电流的供应或电流的中断，在第一旋转部件与第二旋转部件之 间和/或第一旋转部件与第三旋转部件之间设定以上连结状态。因而，可通过控制供应给 单个电磁体的电流而控制两个离合器功能。结果，可在总体上构造简化的情况下提高可安 装性，并且可实现低成本。此外，由于可电气地执行所谓的接合/松开控制，所以可控性良 好。此外，不存在机械摩擦，因此可抑制发热并且可通过流体的流动传热。因而，冷却性能 良好，并且还可提高耐久性。可为所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的一者在面对所述电磁体的部位 设置永磁体，并且可为所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的另一者在面对所述电磁 体的部位设置磁性材料。对于以上双离合器装置，通过使电磁体断电，永磁体的磁场施加于磁性流体，因此 配备有永磁体的旋转部件可与第一旋转部件连结以便允许传递转矩。此外，当磁场的极性 与永磁体的磁场相反时，配备有永磁体的旋转部件与第一旋转部件之间的磁性流体未被磁 化；然而，相反，未配备有永磁体的旋转部件与第一旋转部件之间的磁性流体被磁化，以连 结这些旋转部件以便允许传递转矩。因而，仅需仅当转矩通过所述旋转部件对之中的任何 一对传递时使电磁体通电，因此可减少能量消耗。所述电磁体可构造成使得线圈配置在由非磁性材料制成的轭架中，所述第二旋转 部件和所述第三旋转部件可分别包括面对所述电磁体并具有相同的磁极方向的永磁体，并 且可为所述双离合器装置设置使供应给所述线圈的电流的方向反转的电流控制单元。对于以上双离合器装置，在其中电磁体未通电的状态下，未通过第一旋转部件与 第二旋转部件和第三旋转部件之间的永磁体形成磁路，这是因为电磁体的轭架是由非磁性 材料制成的。因而，磁性流体的剪切系数并未增大，因此不允许在所述旋转部件对之中的任 何一对之间传递转矩。即，离合器被保持在松开状态。相反，当沿预定方向的电流被供应给 线圈时，在线圈与施加具有与线圈所产生的磁通相同的极性或方向的磁通的永磁体之间形 成磁路。然后，经由剪切系数增大的磁性流体将配备有该永磁体的旋转部件与第一旋转部 件连结，以便允许传递转矩。此外，当供应给线圈的电流的方向被反转时，配备有另一永磁 体的旋转部件与第一旋转部件连结以便允许传递转矩。即，可通过控制供应给单个电磁体的电流设定三种状态，即未传递转矩的空档状态；第一旋转部件与第二旋转部件连结的 状态；以及第一旋转部件与第三旋转部件连结的状态。所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述一者可连结到具有较大变速比 的低速侧传动机构，并且所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述另一者可连结到 具有较小变速比的高速侧传动机构。对于以上双离合器装置，在电磁体未通电的状态下，第一旋转部件与具有较小变 速比的高速侧传动机构连结。因而，如果该双离合器装置被安装在车辆上然后第一旋转部 件被用作从动力源向其传递转矩的驱动侧部件，则即使当低速侧传动机构在车辆停止且动 力源惰转时与驱动轮连结时，低速侧传动机构也未与作为驱动侧部件的第一旋转部件连 结。即，电磁体可关闭，并且可抑制电能的消耗。此外，在高速行驶模式中，高速侧传动机构 与驱动轮连结，并且高速侧传动机构还与第一旋转部件——其为驱动侧部件——连结。因 而，无需在频繁使用的高速侧行驶模式期间使电磁体通电，因此可抑制电能的消耗。可为所述双离合器装置设置电流控制单元，且所述电流控制单元可使供应给所述 电磁体的电流的方向反转。对于以上双离合器装置，电磁体所产生的磁通量的方向(或极性)可被反转，可适 宜地控制旋转部件的连结和分离，并且可连结这三个旋转部件以便允许传递转矩。因而，当 该双离合器装置连同变速器一起被安装在车辆上时，可控制双离合器装置以便在减速期间 产生制动力。当从所述电磁体未通电并且没有转矩在所述旋转部件之间传递的状态开始转矩 传递时，所述电磁体可被临时通电以便产生沿使所述磁性流体中由于所述永磁体而引起的 剩磁消磁的方向的磁通量。对于以上双离合器装置，可消除当车辆起动时由于永磁体而引起的剩磁，因此可 防止例如任何两个旋转部件之间的传递转矩容量在车辆起动后降低的情形。所述磁性流体可为磁性粉末和将磁性粉末颗粒与油混合的磁性流体中的任何一
者ο对于以上双离合器装置，当使用磁性粉末时，可降低成本。本发明的第二方面涉及一种动力传递机构。该动力传递机构包括根据本发明的 第一方面的双离合器装置；第一副轴，所述第一副轴配置成能够与所述第二旋转部件接合； 第二副轴，所述第二副轴配置成能够与所述第三旋转部件接合；以及输出轴，所述输出轴配 置成能够与所述第一副轴或所述第二副轴接合。本发明的第三方面涉及一种控制双离合器装置的方法。适用该方法的双离合器装 置包括第一旋转部件；第二旋转部件，转矩从所述第一旋转部件传递到所述第二旋转部 件；第三旋转部件，转矩从所述第一旋转部件传递到所述第三旋转部件，并且所述第三旋转 部件相对于所述第一旋转部件设置在与所述第二旋转部件相反的一侧；功能性流体，所述 功能性流体填充所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件之间的间隙， 并且所述功能性流体的流动性随着施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低并随着所 施加的刺激的减少而增大；以及刺激产生部件，所述刺激产生部件是为所述第一旋转部件 设置的且被电气地控制以产生所述刺激。所述控制双离合器装置的方法包括利用所述刺 激产生部件向所述功能性流体施加刺激，以便降低所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的一者之间的所述功能性流体的流动性；以及经由流动性降低的所 述功能性流体将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述一 者连结，由此允许转矩在所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的 所述一者之间传递。


将在以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述中描述本发明的特征、优 点以及技术和工业意义，附图中相似的标记表示相似的元件，并且其中图1是示出根据本发明的一个实施例的离合器装置的主要部件的示意图；图2是示出磁性流体的特性的曲线图；图3是示出电磁线圈的特性的曲线图；图4是示出传递转矩容量(接合转矩)与线圈电流之间的关系的曲线图；图5是示出图1所示的离合器装置的操作状态的示意图；图6是示出图1所示的离合器装置的另一操作状态的示意图；图7是示出图1所示的离合器装置中线圈电流与接合转矩之间的关系的曲线图；图8是示出根据本发明的一个实施例的另一离合器装置的主要部件的示意图；图9是示出图8所示的离合器装置的操作状态的示意图；图10是示出图8所示的离合器装置的另一操作状态的示意图；图11是示出图8所示的离合器装置中线圈电流与接合转矩之间的关系的曲线图； 以及图12是示意性地示出配备有根据本发明实施例的离合器装置的车辆中的动力传 递系统的视图。
具体实施例方式将具体描述本发明的实施例。根据本发明的实施例的离合器装置可被用作在车辆 的动力传递系中传递或中断转矩以改变变速比或变速范围或在前进和后退行驶模式之间 切换的接合元件。图12示意性地示出该离合器装置的示例。根据本发明的该实施例的离 合器装置3配置在动力源1与变速器2之间。简而言之，动力源1是输出用于推进车辆的 动力的动力单元。可采用内燃发动机如汽油发动机，电动机，结合了内燃发动机和电动机的 混合动力单元，等等。此外，变速器2例如可通过由多个常啮合齿轮副以及多组行星齿轮机构形成的机 构、由行星辊的组合形成的机构或者能够连续改变变速比的无级变速机构而构成。图12示 出双离合器变速器的示例，其中第一副轴4、第二副轴5和输出轴6配置成互相平行。注意， 图12示出设定两个前进档的构造，并且未示出用于设定其他档例如倒档的机构。输出轴6配置在副轴4和5之间。第一副轴4经由第一档齿轮副7与输出轴6连 结。第二副轴5经由第二档齿轮副8与输出轴6连结。更具体地，第一档驱动齿轮7A被固 定在第一副轴4上，且第一档从动齿轮7B被固定在输出轴6上。第一档从动齿轮7B与第 一档驱动齿轮7A啮合。第一档驱动齿轮7A的直径小于第一档从动齿轮7B的直径。结果， 第一档齿轮副7具有大于“1”的变速比，并用作减速齿轮。第一档齿轮副7对应于根据本发明各方面的低速侧传动机构。此外，第二档驱动齿轮8A被固定在第二副轴5上，且第二档从动齿轮8B被固定在 输出轴6上。第二档从动齿轮8B与第二档驱动齿轮8A啮合。第二档驱动齿轮8A的直径 大于第二档从动齿轮8B的直径。结果，第二档齿轮副8具有小于“1”的变速比，并用作增 速齿轮。第二档齿轮副8对应于根据本发明各方面的高速侧传动机构。根据本发明的该实施例的离合器装置3选择性地将从动力源1输出的转矩传递到 第一副轴4或第二副轴5。S卩，第一从动轮10和第二从动轮11设置在用作第一旋转部件的 驱动轮9的两侧。第一中间轴12——其为中空轴——与第一从动轮10成一体，并且第二中 间轴13设置在第一中间轴12内部使得第二中间轴13与第一中间轴12同轴。然后，第二 中间轴13与第二从动轮11成一体。第一中间轴12经由第一副轴齿轮副14与第一副轴4 连结以允许在两者之间传递转矩。此外，第二中间轴13经由第二副轴齿轮副15与第二副 轴5连结以允许在两者之间传递转矩。此外，设置有电子控制单元(E⑶)16以便控制离合 器装置3。图1示出离合器装置3的具体构造的示例。在此示出的示例是对应于根据本发明 各方面的第一至第三旋转部件的驱动轮9及从动轮10和11被同心地配置的示例。在本示 例中，驱动轮9具有环形，并且由轭架和线圈形成的电磁体17设置在该环形部分。电磁体 17用作刺激产生部件。用于传递动力源1的转矩的驱动板18与驱动轮9在轴向上的一个 侧面成一体。此外，第一从动轮10具有径向面对电磁体17并以预定间隙覆盖电磁体17的外周 侧的圆筒部19。为圆筒部19的至少一部分设置磁性部件例如铁，以便使用电磁体17形成 磁路。此外，第二从动轮11配置在电磁体17的内侧，并具有以预定间隙面对电磁体17或 驱动轮9的内周面的圆筒部20。永磁体21与圆筒部20成一体。永磁体21可设置在圆筒 部20的整个周围，或者可沿周向以预定间隔设置多个永磁体21 ；但是，磁极的方向在整个 周围是相同的。例如，如图1所示，在轴向上的一侧为N极，而在轴向上的另一侧为S极。驱动轮9、驱动板18以及圆筒部19和20以流体密封状态被容纳在壳体22内部。 壳体22的内部被填充有用作功能性流体的磁性流体23。因而，磁性流体23填充驱动轮9 与从动轮10和11的圆筒部19和20之间的间隙。注意，磁性流体23是当其被磁化时剪切 系数增大并且当其未被磁化时流动性增大的流体。具体地，磁性流体23是这样的磁性流 体其为由磁性粉末颗粒例如铁粉形成的磁性粉末，或将磁性粉末颗粒与油混合。这里，将描述磁性流体23和电磁体17的特性以及通过这些磁性流体23和电磁体 17获得的传递转矩容量(接合转矩)。图2中示出了用作磁性流体23——其中磁性粉末颗 粒例如铁粉与油混合——的磁性流体的剪切力与磁场强度之间的关系。即，剪切力t随着 磁场强度增大而增大。此外，如图3所示，电磁体17所产生的磁场的强度H随着供应给线 圈的电流增大而增大，并且磁场的强度H的增大梯度在预定电流以上较缓和并最终变成基 本上恒定。即，磁场的强度H变饱和。根据本发明的该实施例的离合器装置3对以上磁性 流体施加磁场，以利用作为结果而增大的剪切力来传递转矩。因而，如图4所示，传递转矩 容量(接合转矩)随着线圈电流增大而增大，并且在电流值增大至预定值后，转矩增大的梯 度变缓和。接下来将描述离合器装置3的操作。图5示出电磁体17未通电的关闭状态下的磁路。由于电磁体17的轭架由磁性材料制成，所以永磁体21的磁通量经过磁性流体23到 达电磁体17。因而，如图5中带箭头的线所示形成磁路Ml。结果，驱动轮9与第二从动轮 11之间的磁性流体23被磁化而增大其剪切系数，因此驱动轮9通过磁力经由被磁化并固 化的磁性流体23与第二从动轮11连结以允许转矩在两者之间传递。即，驱动轮9与第二 从动轮11接合。在此情形中，基本上没有磁场作用于驱动轮9与第一从动轮10的圆筒部 19之间的磁性流体23，因此该磁性流体23的流动性高，并且驱动轮9和第一从动轮10被 维持在没有转矩被传递的所谓的非接合状态。这样，与驱动轮9接合的第二从动轮11经由第二中间轴13与第二档齿轮副8—— 其为高速侧传动机构——连结，因此高速档侧变速比被设为变速比。另一方面，当电磁体17被通电以使得电磁体17的面对永磁体21的部分变成与永 磁体21相同的磁极时，驱动轮9与第一从动轮10连结以允许转矩在两者之间传递，并且驱 动轮9从第二从动轮11松开。此状态在图6中示出。即，由于磁性部件设置在第一从动轮 10的圆筒部19，所以电磁体17所产生的磁通量经过磁性流体23到达第一从动轮10的圆 筒部19。因而，如图6中带箭头的线所示形成磁路M2。结果，驱动轮9与第一从动轮10之 间的磁性流体23被磁化而增大其剪切系数，因此驱动轮9通过磁力经由被磁化并固化的磁 性流体23与第一从动轮10连结以允许转矩在两者之间传递。即，驱动轮9与第一从动轮 10接合。在此情形中，电磁体17所产生的磁力(或磁通量)起作用以抵消驱动轮9与第二 从动轮11之间的永磁体21的磁力(或磁通量)，因此未沿经过这些驱动轮9与第二从动轮 11之间的磁性流体23的方向(即垂直方向)形成磁路。结果，驱动轮9与第二从动轮11 之间的磁性流体23的剪切系数(或剪切力)基本上为零，并且离合器装置3被置于驱动轮 9从第二从动轮11松开的状态，即，处于非接合状态。因而，通过如上所述使电磁体17通电而与驱动轮9接合的第一从动轮10经由第 一中间轴12与第一档齿轮副7——其为低速侧传动机构——连结，因此低速档侧变速比被 设为变速比。注意，电磁体17所产生的磁力与所供应的电流成正比，因此用于松开驱动轮9与 第二从动轮11之间的接合的电流被设定为这样的电流其产生与永磁体21的磁力相对应 的磁力。这里，图7示出所供应的电流值与从动轮10或11借以接合的接合转矩之间的关 系。即，在供应给电磁体17的电流值为零的状态下，第二从动轮11借以与驱动轮9接合的 接合转矩最大，并且第一从动轮10借以与驱动轮9接合的接合转矩为零。随着电流值从该 状态增大，垂直经过驱动轮9与第一从动轮10之间的磁性流体23的磁路中的磁力随着电 流值的增大而增大。因而，接合转矩增大。相反，永磁体21的磁力被电磁体17所产生的磁 力抵消，因此第二从动轮11借以与驱动轮9接合的接合转矩随着电流值增大而减小。然后， 在电流值增大到使得第二从动轮11借以与驱动轮9接合的接合转矩为零的程度时，第一从 动轮10与驱动轮9之间的接合转矩最大。在具有以上电流值的一半的电流被供应给电磁 体17的状态下，驱动轮9与从动轮10之间的接合转矩基本上等于驱动轮9与从动轮11之 间的接合转矩。因而，离合器装置3处于所谓的弱双锁止状态。因而，对于根据本发明的该实施例的离合器装置3，可选择性地将两个从动轮10 和11与配备有电磁体17的单个驱动轮9连结。因此，即使当存在两个转矩传递目标部件时，设置单个电磁体17和用于电磁体17的单个控制装置也是足够的。结果，可通过该装置 总体上简化的构造提高可安装性，并且可实现低成本。此外，可通过供应或中断电流来控制 所谓的接合/松开控制。因而，容易进行控制，并且可实现高响应控制，因此该双离合器装 置可具有良好的可控性。特别地，如上所述如图7所示，各接合转矩随着电流值的增大而连 续增大和减小。因而，在通过切换两个离合器执行的所谓的离合器-离合器变速的情形中， 可在不中断转矩的情况下执行变速，并且变速控制也容易。此外，在根据本发明的实施例的 离合器装置3中，利用磁性流体23的剪切力传递转矩。因而，即使当由于转矩传递而发热 时，热量也通过流体的传递而传递到散热部，因此可获得具有高冷却特性或散热特性并且 还具有高耐久性的离合器装置。此外，对于图1和图12所示的构造，可通过使电磁体17断电以将电磁体17置于 所谓的关闭状态来设定高速档。因而，在车辆停止并且动力源1惰转的状态下，即使当第一 档齿轮副7——其为低速侧传动机构——在变速器2中啮合时，啮合的第一档齿轮副7也与 动力源分离。因而，不会出现大的驱动转矩。即，在车辆停止并且动力源1惰转的状态下， 无需使电磁体17通电，因此可抑制电能的消耗。此外，当电磁体17被置于以上所谓的关闭 状态时，高速侧传动机构与动力源连结，因此，设定了高速档。因而，无需在行驶期间频繁使 用的高速档使电磁体17通电。就这一点而言，还抑制了电能的消耗，因此可提高燃料经济 性。顺便提及，向电磁体17供应电流的电路包括使电流流动的方向反转的切换开关 或对应于该切换开关的切换机构，然后电子控制单元16使得该切换开关或切换机构执行 切换操作。以上机构对应于根据本发明各方面的电流控制单元。由于电流控制单元相对于 上述示例的方向使供应给电磁体17的电流的方向反转，所以可同时将两个从动轮10和11 与驱动轮9接合。S卩，在电磁体17被通电以使得电磁体17的分别面对永磁体21的磁极的部分具有 与永磁体21的磁极相对的磁极时，在永磁体21与电磁体17之间形成垂直经过两者之间的 磁性流体23的磁路，并且磁力增大。结果，驱动轮9更加紧密地与第二从动轮11接合，并 且驱动轮9与从动轮11之间的接合转矩与上述示例中的接合转矩相比增大。此外，由于在 驱动轮9与第一从动轮10之间形成垂直经过驱动轮9与第一从动轮10之间的磁性流体23 的磁路，所以驱动轮9与上述示例中一样与第一从动轮10接合，以允许在驱动轮9与第一 从动轮10之间传递转矩。以此方式，驱动轮9与两个从动轮10和11均接合。在以上所谓的同时接合状态下，动力源1和驱动轮(未示出)经由低速侧传动机 构和高速侧传动机构二者连结，因此其变成所谓的双锁止状态，然后限制了驱动轮的旋转。 在此情形中，将驱动轮9与两个从动轮10和11均连结的部件为剪切力大的磁性流体23，并 且磁性流体23具有一定程度的流动性。因此，动力源1和驱动轮能够连续旋转而不会发生 任何机械损坏。但是，使磁性流体23变形或流动的转矩起到制动力的作用，因此希望在减 速期间设定同时接合状态。S卩，如上所述基于来自检测制动意图的检测装置(未示出)例如制动开关(未示 出)的检测信号来控制供应给电磁体17的电流的方向，以设定同时接合状态。这样，可实 现类似于动力源制动状态例如发动机制动状态的制动状态，因此减少了为各车轮设置的制 动装置上的负荷。因而，可缩小制动装置的尺寸或可用离合器装置3替换这样的制动装置。结果，可通过减少部件数量减轻车重，并且可实现低成本。注意，当电磁体17保持处于关闭状态时，垂直经过驱动轮9与第二从动轮11之间 的磁性流体23的磁路Ml恒定地由永磁体21的磁场形成。在以上状态长期持续时，磁性流 体23的剪切系数(剪切力)由于剩磁而保持较大。因此，即使当电磁体17被通电以使得 第二从动轮11从驱动轮9松开时，也存在接合转矩有残留的可能性，并且可能发生所谓的 拖曳。为了消除以上不便，当车辆在车辆长期或长时间保持停止后起动时，希望执行控制以 便消除剩磁。将描述该控制的示例。当检测到动力源1的起动指令信号例如起动机开关和点火 开关时，电磁体17被通电以便产生消除由于永磁体21而引起的磁场23的剩磁的磁场。可 基于永磁体21的磁力等预先设定通电的时长和电流值，并且通电时长可为例如数十毫秒 或数百毫秒。在以此方式消除剩磁后，动力源1起动，然后车辆正常行驶。这样，产生按预 期的接合转矩以使得可获得期望的变速特性或动力特性。接下来，将描述本发明的另一实施例。在根据本发明的该实施例的离合器装置中， 第一从动轮10和第二从动轮11可均具有永磁体，然后电磁体的轭架相应地可由非磁性材 料制成。图8示出以上实施例的示例。这里所示的示例是这样一个示例其中，在图1所示 的上述构造中，在第一从动轮10的圆筒部19设置与设置在第二从动轮11的圆筒部20中 的永磁体21类似的永磁体M。即，永磁体21和M彼此径向地面对的部分具有相同磁极， 并且在图8所示的示例中，在轴向上的一端为N极，而在轴向上的另一端为S极。其它构造 类似于图1所示的构造，因此图8中相似的附图标记表示与图1中的部件相似的部件并且 略去其描述。在图8所示的构造中，由于电磁体17的轭架由非磁性材料制成，所以在电磁体17 未产生磁通量的状态下，各永磁体21和M与电磁体17之间未形成磁路。即，在电磁体17 未通电的所谓的关闭状态下，未形成垂直经过驱动轮9与各从动轮10和11之间的磁场23 的磁路，因此磁性流体23的剪切系数小或剪切力基本上为零。因而，驱动轮9未与从动轮 10或11连结成允许转矩在两者之间传递，因此离合器处于松开状态。在此状态下，第一档 齿轮副7和第二档齿轮副8均与动力源1分离，因此进入所谓的空档状态。相反，随着电流被供应给电磁体17，由电磁体17所产生的磁通量和永磁体21和 24中的任何一个的磁通量形成垂直经过磁性流体23的磁路。图9示出当电流被供应给电 磁体17以使得围绕线圈沿顺时针方向产生磁通量时的磁路。在此情形中，电磁体17所产 生的磁通量的方向与设置在第二从动轮11中的永磁体21的磁通量的方向一致。因而，在 驱动轮9与第二从动轮11之间形成垂直经过驱动轮9与第二从动轮11之间的磁性流体23 的磁路Ml。结果，驱动轮9与第二从动轮11之间的磁性流体23被磁化而增大其剪切系数， 因此驱动轮9通过磁力经由被磁化并固化的磁性流体23与第二从动轮11连结以允许转矩 在两者之间传递。即，驱动轮9与第二从动轮11接合。另一方面，在第一从动轮10的圆筒部19侧，永磁体M的磁极面对由电磁体17中 的通电产生的磁极，然后各磁通量被彼此抵消。因而，未在驱动轮9与第一从动轮10之间 形成垂直经过驱动轮9与第一从动轮10之间的磁性流体23的磁路Ml。结果，驱动轮9与 第一从动轮10之间的磁性流体23的剪切系数(或剪切力)基本上为零，并且离合器装置 3被置于驱动轮9从第一从动轮10松开的状态，即，处于非接合状态。
此外，在图8所示的构造中当供应给电磁体17的电流的方向从以上情形中的方向 被反转时，驱动轮9与第一从动轮10接合以允许转矩在两者之间传递。S卩，如图10所示， 当电流被供应给电磁体17以使得围绕线圈沿逆时针方向产生磁通量时，电磁体17所产生 的磁通量的方向与永磁体M的磁通量的方向一致。因而，在驱动轮9与第一从动轮10之 间形成垂直经过驱动轮9与第一从动轮10之间的磁性流体23的磁路M2。结果，驱动轮9 与第一从动轮10之间的磁性流体23被磁化而增大其剪切系数，因此驱动轮9通过磁力经 由被磁化并固化的磁性流体23与第一从动轮10连结以允许转矩在两者之间传递。即，驱 动轮9与第一从动轮10接合。相反，在第二从动轮11的圆筒部20侧，永磁体21的磁极面对由电磁体17中的通 电产生的磁极，然后各磁通量被彼此抵消。因而，未在驱动轮9与第二从动轮11之间形成 垂直经过驱动轮9与第二从动轮11之间的磁性流体23的磁力。结果，驱动轮9与第二从 动轮11之间的磁性流体23的剪切系数(或剪切力)基本上为零，并且离合器装置3被置 于驱动轮9从第二从动轮11松开的状态，即，处于非接合状态。这里，图11示出当离合器装置3如图8所示构成时的电流值与从动轮10或11借 以接合的接合转矩之间的关系。即，在电磁体17的电流值为零的状态下，如上所述，未在第 一从动轮10侧或第二从动轮11侧中形成经过磁性流体23的磁路。因而，各接合转矩基本 上为零，并且驱动轮9未与从动轮10或11连结，S卩，驱动轮9被置于非接合状态。相反，当 电磁体17被通电以便形成图9所示的磁路Ml (在图11中的负方向上通电)时，经过驱动 轮9与第二从动轮11之间的磁性流体23的磁力及其相关接合转矩随着沿负方向的电流值 的增大而增大。注意，驱动轮9与第一从动轮10侧之间的接合转矩被维持在零。相反，当电磁体17被供以沿图11中的正方向的电流时，在驱动轮9与第一从动轮 10侧之间形成垂直经过磁性流体23的磁路。因而，经过驱动轮9与第一从动轮10之间的 磁性流体23的磁力及其相关接合转矩随着沿正方向的电流值的增大而增大。注意，驱动轮 9与第二从动轮11侧之间的接合转矩被维持在零。这样，当离合器装置3如图8所示构成 时，可设定三种动力传递状态，即空档状态、第一档状态和第二档状态。然后，可整体减小 该构造的尺寸和重量，并且可提高可控性、冷却性能和耐久性。因此，可获得类似于图1所 示的构造的有利效果。注意，本发明的各方面并不限于上述具体实施例。作为旋转部件之间的转矩传递 的媒介的功能性流体可为通过所施加的刺激例如热、光或电压改变其流动性的流体，而不 是剪切系数或剪切力随着其被磁化而增大的磁性流体。因此，刺激产生部件可为加热器、发 光元件、电极等，而不是电磁体。此外，根据本发明各方面的双离合器装置不仅被用作用于 改变档位或变速范围的离合器，而且被用作在前进和后退形式模式之间切换的离合器。此 外，设置在根据本发明各方面的离合器装置之后的变速器并不需要具有改变两前进档的构 造。该变速器可构造成设定具有适宜档位数目的变速比或连续改变变速比。此外，根据本 发明各方面的三个旋转部件可配置成互相轴向地面对而不是设置成互相径向地面对。虽然已参考本发明的示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明并不限于所 述的实施例或结构。相反，本发明旨在涵盖各种修改和等同布置。此外，虽然在各种示例性 组合和构造中示出所披露的发明的各种元件，但包括更多、更少或仅单个元件的其他组合 和构造也在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种双离合器装置，所述双离合器装置选择性地将转矩从第一旋转部件传递到第二 旋转部件和第三旋转部件中的任何一者或两者，其特征在于所述第二旋转部件和所述第三旋转部件分别配置在所述第一旋转部件的两侧，功能性流体填充所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件之间的 间隙，其中所述功能性流体的流动性随着施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低，并 且所述功能性流体的流动性随着所施加的刺激的减少而增大，为所述第一旋转部件设置有刺激产生部件，且所述刺激产生部件被电气地控制以产生 所述刺激，并且所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的一者之间的所述功 能性流体的流动性随着由所述刺激产生部件施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低， 以经由流动性降低的所述功能性流体将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述第 三旋转部件中的所述一者连结，由此允许转矩在所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和 所述第三旋转部件中的所述一者之间传递。
2.根据权利要求1所述的双离合器装置，其中所述功能性流体包括磁性流体，所述磁性流体的剪切系数或剪切力随着所述磁性流体 被磁化而增大，并且所述刺激产生部件包括电磁体。
3.根据权利要求2所述的双离合器装置，其中为所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的一者在面对所述电磁体的部位设置有 永磁体，并且为所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的另一者在面对所述电磁体的部 位设置有磁性材料。
4.根据权利要求2所述的双离合器装置，其中所述电磁体构造成使得线圈配置在由非磁性材料制成的轭架中，所述第二旋转部件和所述第三旋转部件分别包括面对所述电磁体并具有相同的磁极 方向的永磁体，并且为所述双离合器装置设置有使供应给所述线圈的电流的方向反转的电流控制单元。
5.根据权利要求3所述的双离合器装置，其中所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述一者连结到具有较大变速比的低速 侧传动机构，并且所述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的所述另一者连结到具有较小 变速比的高速侧传动机构。
6.根据权利要求2、3或5中任一项所述的双离合器装置，其中为所述双离合器装置设置有电流控制单元，且所述电流控制单元使供应给所述电磁体 的电流的方向反转。
7.根据权利要求3、5或6中任一项所述的双离合器装置，其中当从所述电磁体未通电并且没有转矩在所述旋转部件之间传递的状态开始转矩传递 时，所述电磁体被临时通电以便产生沿使所述磁性流体中由于所述永磁体而引起的剩磁消 磁的方向的磁通量。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的双离合器装置，其中所述磁性流体为磁性粉末和将磁性粉末颗粒与油混合的磁性流体中的任何一者。
9.根据权利要求2所述的双离合器装置，其中所述电磁体构造成使得线圈配置在由非磁性材料制成的轭架中，所述第二旋转部件和所述第三旋转部件分别包括面对所述电磁体并具有相同的磁极 方向的永磁体，并且为所述双离合器装置设置有用于使供应给所述线圈的电流的方向反转的电流控制装置。
10.根据权利要求2、3或5中任一项所述的双离合器装置，其中为所述双离合器装置设置有电流控制装置，且所述电流控制装置使供应给所述电磁体 的电流的方向反转。
11.一种动力传递机构，包括根据权利要求1至10中任一项所述的双离合器装置；第一副轴，所述第一副轴配置成能够与所述第二旋转部件接合；第二副轴，所述第二副轴配置成能够与所述第三旋转部件接合；以及输出轴，所述输出轴配置成能够与所述第一副轴或所述第二副轴接合。
12.—种控制双离合器装置的方法，所述双离合器装置包括第一旋转部件；第二旋转 部件，转矩从所述第一旋转部件传递到所述第二旋转部件；第三旋转部件，转矩从所述第一 旋转部件传递到所述第三旋转部件，并且所述第三旋转部件相对于所述第一旋转部件设置 在与所述第二旋转部件相反的一侧；功能性流体，所述功能性流体填充所述第一旋转部件 与所述第二旋转部件和所述第三旋转部件之间的间隙，并且所述功能性流体的流动性随着 施加于所述功能性流体的刺激的增加而降低并随着所施加的刺激的减少而增大；以及刺激 产生部件，所述刺激产生部件是为所述第一旋转部件设置的且被电气地控制以产生所述刺 激，所述方法包括利用所述刺激产生部件向所述功能性流体施加刺激，以便降低所述第一旋转部件与所 述第二旋转部件和所述第三旋转部件中的一者之间的所述功能性流体的流动性；以及经由流动性降低的所述功能性流体将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件和所述 第三旋转部件中的所述一者连结，由此允许转矩在所述第一旋转部件与所述第二旋转部件 和所述第三旋转部件中的所述一者之间传递。
全文摘要
在选择性地将转矩从驱动轮(9)传递到第一从动轮(10)和/或第二从动轮(11)的双离合器装置中，第一和第二从动轮(10、11)分别配置在驱动轮(9)的两侧，流动性随着所施加的刺激的增加而降低且随着所施加的刺激的减少而增大的功能性流体(23)填充驱动轮(9)与第一和第二从动轮(10、11)之间的间隙，驱动轮(9)包括被电气地控制以产生刺激的刺激产生部件(17)，并且驱动轮(9)与第一和第二从动轮(10、11)中的一者之间的功能性流体(23)的流动性随着由刺激产生部件(17)施加于功能性流体(23)的刺激的增加而降低，以将驱动轮(9)与第一和第二从动轮(10、11)中的所述一者连结，从而允许两者之间的转矩传递。
文档编号F16D37/02GK102084150SQ200980126209
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月9日
发明者小川裕之, 村上新 申请人:丰田自动车株式会社