离合器控制装置的制作方法

专利名称：离合器控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用致动器使离合器分离机构进行动作的离合器控制装置，尤其涉及检测因离合器片的磨损而形成的分离动作的开始位置，以适当进行离合器的切断和接合及传递转矩的控制的技术。
背景技术：
作为车辆用的变速机有利用致动器进行变速操作的自动控制式手动变速器(AMT 机械式自动变速机)。在安装了这种变速机的AMT车辆中采用自动离合器，该自动离合器使设于发动机和变速机之间的摩擦离合器装置(以后记述为“离合器”)与变速机的变速操作同步，利用附设的致动器自动进行切断和接合。在这种AMT车辆中提出了检测车辆的加速度等来控制自动离合器的方法，以便在离合器进行切断和接合时不会对车辆产生冲击，尤其是在将自动离合器切断时，如果离合器切断的指示定时不合适，将对车辆产生大的冲击，因而例如在专利文献1中提出了这样的方法监视发动机转速和离合器转速，以适当调整离合器切断的指示定时。并且，在这种自动离合器中使用的离合器的结构基本上与车辆用的手动变速器 (MT 机械式变速机)相同，利用隔膜簧经由压力板将与变速机的输入轴连接的离合器片推压于发动机的飞轮，将飞轮和变速机的输入轴连接。在这种离合器中，由于离合器片发生磨损，与离合器片连接的离合器分离机构产生行程变动，但是在自动离合器的致动器采用液压缸的情况下，通过使用无调整式分离缸使分离叉进行动作，能够抵消离合器分离机构的行程变动。图15是表示使用这种无调整式分离缸的现有离合器的说明图。在图15中，离合器210位于发动机输出轴204和变速机输入轴208之间，隔膜簧216经由压力板214将离合器片212推压在飞轮206上，处于接合状态。并且，推杆2 借助设于分离缸224内的弹簧230的作用，经由分离叉222和分离套筒220将分离轴承218轻轻地推压在隔膜簧216上。由于离合器片212的磨损，在分离轴承218的初始位置后退时、即分离动作开始时的位置向变速机侧移动时，分离缸224内的活塞2 通过分离叉222向弹簧230侧移动，由此能够利用始终固定的缸行程来控制离合器210的切断和接合及传递转矩。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2003-202038号公报但是，当在离合器液中混入空气时，这种被用作自动离合器的致动器的无调整式分离缸不能充分可靠地进行动作，在组装时和保养时需要烦杂的步骤和足够仔细，并且由于包括液压回路的构成部件多且复杂，因而存在导致自动离合器的成本升高的问题。为了避免这种问题，提出了自动离合器采用电动致动器的方案，但是在这种情况下存在以下问题需要考虑离合器片磨损时的离合器分离机构的行程变动，即，始终检测离合器相对于离合叉的行程的接触点的变化来控制离合器。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种离合器控制装置，该离合器控制装置使用电动马达作为使离合器分离机构进行动作的致动器，检测因离合器片的磨损而形成的分离动作的开始位置，以适当进行离合器的切断和接合及传递转矩的控制。为了达到上述目的，本发明构成如下。本发明将离合器控制装置作为对象，该离合器控制装置使离合器分离机构进行动作，根据与离合器分离机构联动的隔膜簧的移位来控制离合器的切断和接合及传递转矩。这种离合器控制装置具有被电驱动的致动器；凸轮，其能够通过致动器在退避位置与终端位置之间进行动作，通过从初始位置前进到切断位置，从而使离合器从接合状态成为切断状态，通过从切断位置后退到初始位置，从而使离合器成为接合状态；凸轮从动件，其能够与凸轮的进退动作联动地向一个方向进行往复动作，将凸轮的移位传递给离合器分离机构；以及控制部，其使凸轮后退，将被限制部件限制了后退的位置设定为凸轮的退避位置，并使凸轮前进，将开始了凸轮从动件的推压的位置(分离动作的开始位置)设定为凸轮的初始位置。凸轮具有止动部，其与限制部件抵接，以将凸轮的后退限制在退避位置；趋近部，其在从退避位置前进到初始位置时不推压凸轮从动件；以及行程部，其在从初始位置前进时，向使凸轮从动件进行动作的方向推压该凸轮从动件，以能够控制离合器的切断。在此，凸轮的止动部形成为与凸轮从动件的动作开始位置的移动无关地维持退避位置的形状，凸轮的趋近部形成为与凸轮从动件的动作开始位置的移动无关而不推压凸轮从动件的形状，凸轮的行程部形成为与凸轮的初始位置的移动无关地维持凸轮的前进量与凸轮从动件的动作量的关系的形状。控制部驱动致动器使凸轮后退，并检测在凸轮的止动部与限制部件抵接而使得后退受到限制时的致动器的状态变化，来设定凸轮的退避位置，控制部驱动致动器使凸轮从退避位置前进，并检测在凸轮的行程部开始了凸轮从动件的推压时的致动器的状态变化， 来设定凸轮的初始位置。在此，检测致动器的电流、速度、加速度中的至少一个作为致动器的状态变化，将检测到的值达到预定值时的凸轮位置设定为凸轮的退避位置或者初始位置。另外，也可以形成为，凸轮具有连接部，其固定于致动器的驱动部；凸轮部，其具有凸轮形状，并相对于连接部在预定的范围进行进退动作；以及凸轮弹簧，其设置在连接部和凸轮部之间，弹簧常数小于隔膜簧的弹簧常数，在连接部使凸轮部向从初始位置后退的方向进行动作时，凸轮部与连接部联动地进行后退，在连接部使凸轮部向从退避位置前进的方向进行动作时，凸轮部根据经由连接部的凸轮弹簧的荷重而前进到初始位置，然后在预定的范围将凸轮弹簧的荷重传递给隔膜簧，然后与连接部联动地进行前进。并且，控制部具有定义了凸轮的初始位置的移动与凸轮的切断位置的移动的对应关系的特性信息，在设定了凸轮的初始位置时，根据特性信息确定与所设定的初始位置对应的切断位置，来控制离合器的离合。并且，控制部具有与凸轮的初始位置的移动对应地定义凸轮的动作位置与离合器的传递转矩的关系的校正信息，在控制离合器的传递转矩时，根据与所确定的凸轮的初始位置对应的校正信息来校正凸轮的动作位置。另外，控制部在超过与离合器片的磨损极限对应的位置来设定凸轮的初始位置的情况下输出警报，并在预定的定时执行凸轮的初始位置的设定。并且，凸轮也可以在行程部的终端区域设置有与凸轮从动件的压力角为0度的停留部。根据本申请发明，使用由电动马达驱动的凸轮作为自动离合器的致动器，检测因离合器片的磨损而形成的分离动作的开始位置，来进行离合器的切断和接合及传递转矩的控制，由此与使用无调整式分离缸时相比，能够改善离合器的组装作业性能和保养性能，并且降低成本。并且，根据本申请发明，使凸轮形成为与离合器片的磨损量无关的、凸轮的动作量与凸轮从动件的动作量的关系不变的凸轮形状，由此在离合器片磨损的情况下，也能够维持离合器的控制性能。并且，根据本申请发明，凸轮在固定于马达轴的连接板和与凸轮从动件卡合的凸轮板之间，设置弹簧常数小于隔膜簧的弹簧常数的凸轮弹簧，由此即使是在凸轮的初始位置设定时马达停止位置具有偏差的情况下，也能够向离合器分离机构进行稳定的初始荷重的输入。另外，根据本发明，具有定义了凸轮的初始位置的移动与接触点的移动的对应关系的特性信息、以及与接触点的移动对应地定义凸轮的动作位置与传递转矩的关系的校正信息，根据特性信息来确定因离合器片的磨损而移动的接触点，来控制离合器的切断和接合，同时根据校正信息来校正控制离合器的传递转矩时的凸轮的动作位置，由此能够实现自动离合器的简单控制，而且不需要检测车辆的加速度或监视发动机转速和离合器转速。


图1是表示具有本发明的离合器控制装置的离合器的一个实施方式的说明图。图2是表示图1所示的分离动作的开始状态的说明图。图3是表示图1所示的分离动作的结束状态的说明图。图4是表示离合器片磨损时的初始位置设定的开始状态的说明图。图5是表示图4所示的初始位置设定和分离动作的开始状态的说明图。图6是表示图4所示的分离动作的结束状态的说明图。图7是表示离合器片未磨损的情况下的凸轮的动作范围的说明图。图8是表示离合器片磨损的情况下的凸轮的动作范围的说明图。图9是表示离合器控制装置的初始位置设定步骤的一例的流程图。图10是表示隔膜簧的荷重-挠度特性与凸轮的动作范围的关系的说明图。图11是表示凸轮的初始位置的移动与凸轮的切断位置的移动的关系的说明图。图12是表示凸轮的动作位置与离合器的传递转矩的关系的说明图。图13是表示具有本发明的离合器控制装置的离合器的另一个实施方式的说明图。图14是表示图13所示的离合器片磨损时的状态的说明图。
图15是表示使用现有的无调整分离缸的离合器的说明图。标号说明4发动机输出轴；6飞轮；8变速机输入轴；10、110离合器；12、112离合器片组装部；14、114离合器毂；16、116离合器片；18、118离合器罩组装部；20、120离合器罩；22,122 导向销；24、124压力板；26、126支枢圈(pivot ring) ；28、128隔膜簧；30、130离合器分离机构；32、132分离套筒；34、134分离轴承；36、136分离叉；38、138分离叉支撑架；40、140 离合器控制装置；42、142马达(致动器)；44、144凸轮；46连接板(连接部)；48、148凸轮板(凸轮部)；50、150止动销；52凸轮弹簧；54、IM编码器；56、156辊子(凸轮从动件)； 58推杆；60、160ECU(控制部)；210离合器；212离合器片；214压力板；216隔膜簧；218分离轴承；220分离套筒；222分离叉；2M分离缸；2 活塞；2 推杆；230弹簧。
具体实施例方式图1是表示具有本发明的离合器控制装置的离合器的一个实施方式的说明图，表示离合器片是新品时(没有磨损的状态)使离合器接合的状态。在图1中，离合器10是将从与发动机输出轴4 一起旋转的飞轮6向变速机输入轴 8的转矩传递切断或接合的装置，由离合器片组装部12、离合器罩组装部18、离合器分离机构30和离合器控制装置40构成。离合器片组装部12具有与变速机输入轴8的末端部花键连接的离合器毂14、和设于离合器毂14的离合器片16，离合器片组装部12能够沿变速机输入轴8的轴向进行进退动作。离合器罩组装部18具有离合器罩20，其与飞轮6—体地旋转；压力板对，其由设于离合器罩20的导向销22引导着能够沿发动机输出轴4的轴向进行动作；和隔膜簧28， 其以支枢圈26为支点被支撑在离合器罩20上。隔膜簧观的外周部^a利用以支枢圈沈为支点的弹性，经由压力板M将离合器片16推压在飞轮6上，离合器10借助通过用压力板M和飞轮6夹持离合器片16而产生的摩擦力，将发动机输出轴4的转矩经由离合器毂14传递给变速机输入轴8。离合器分离机构30具有分离套筒32，其与变速机输入轴8花键连接；分离轴承 34，其内圈嵌合在分离套筒32的外周部上；分离叉36，其由设于离合器壳体(未图示)的分离叉支撑架38支撑着；以及推杆58，其末端与分离叉36的下端部36b进行卡合，并且在推杆58的另一端设置辊子56。分离叉36在分离套筒32侧形成为两叉，其末端部36a分别与设于分离套筒32的卡合部3 抵接。并且，推杆58由支撑部(未图示)支撑着能够沿使分离叉36摆动的方向直进。分离叉36被弹簧等(未图示)施加逆时针方向的微弱力量，因而在末端部36a经由卡合部3 使分离套筒32向离合器毂14的方向移动时，分离轴承34的外圈端面与隔膜簧观的内周部28b抵接，从而抑制分离套筒32的移动。离合器控制装置40具有作为电动致动器的马达42 ；由马达42驱动的凸轮44 ；将凸轮44的移位传递给离合器分离机构30的辊子56 (凸轮从动件)；用于检测凸轮44的动作位置的编码器M ；根据来自编码器M的信号对马达42进行驱动控制的E⑶(控制部)60。
凸轮44由以下部分构成连接板46，其与马达42的驱动轴4 连接；凸轮板48， 其被枢轴支撑为与连接板46同轴地旋转自如；以及凸轮弹簧52，其架设在连接板46和凸轮板48之间。在此，辊子56将凸轮板48的径向移位作为凸轮44的移位顺利传递给推杆58，编码器M根据凸轮板48的旋转，将作为凸轮44的动作位置的信号输出给ECU 60。凸轮板48被凸轮弹簧52的张力施加顺时针方向的微弱力量，设于凸轮板48的止动销50能够在由连接板46的止动孔46a限制的范围内相对于连接板46进行旋转，并在限制范围之外跟随连接板46 —体旋转。并且，凸轮板48具有凸轮形状的行程部48a，其能够在顺时针方向旋转时(凸轮前进时)，沿使辊子56进行动作的方向推压辊子56 ；止动部48b，其能够在逆时针方向旋转时(凸轮后退时)，向使辊子56不能进行动作的方向、即向与推杆58能够进行动作的方向正交的方向推压辊子56 ；凸轮形状的趋近(approach)部48c，其在行程部48a和止动部 48b之间，且不推压辊子56 ；以及限位部48d，其成为顺时针方向的动作极限(凸轮的终端位置)。在图1中，离合器控制装置40是待机状态，所以凸轮44处于退避位置。在止动销 50卡合于连接板46的止动孔46a中的状态下，凸轮44的凸轮板48停止在止动部48b与辊子56抵接的位置。在本实施方式中，凸轮板48形成为周缘凸轮，但也可以构成为其它凸轮形式、例如圆筒凸轮等。假设马达42使用具有减速机构的伺服马达单元，但也可以使用其它形式的电动致动器。编码器M只要能够获得进行离合器控制所需要的分辨率，则可以是磁方式或光学方式等任意方式的编码器，并且也可以不像本实施方式这样设于凸轮板48侧的结构，而是设于连接板46侧或马达42侧，在这种情况下，如果构成为输出与减速前的马达42的旋转角度对应的信号，则能够获得更加精细的分辨率。ECU 60能够根据来自编码器M的信号检测凸轮板48的动作角度和旋转速度，在预定的定时例如发动机起动时或停止时驱动凸轮44，并检测因凸轮板48与辊子56抵接时的负荷而引起的马达42的状态变化，例如检测马达42或凸轮板48的旋转速度或加速度、 或者流向马达42的电流的变化，来设定作为离合器10的分离动作(离合器的切断动作) 的开始位置的凸轮44的初始位置。并且，E⑶60预先将定义了由离合器片16的磨损引起的凸轮44的初始位置的移动与接触点的移动的对应关系的特性信息，例如存储为数值表或计算公式，根据所设定的初始位置和特性信息来设定与接触点对应的凸轮44的动作角度。另外，接触点在离合器接合时是指成为接合开始状态(接合状态)的位置、即压力板与离合器片接触的位置，在离合器分离时是指离合器的切断位置。另外，ECU 60预先将与接触点的移动对应地定义凸轮44的动作位置与传递转矩的关系的校正信息，例如存储为数值表或计算公式，在进行分离动作时，能够根据所计算的与接触点对应的校正信息校正凸轮44的动作角度。在进行变速机的变速档切换时，为了使离合器10进行切断和接合而且不会伴随有大的冲击，需要适当控制切断和接合时的离合器10的传递转矩，ECU 60根据从所设定的凸轮的初始位置导出的与接触点对应的凸轮44的动作角度及其校正值，控制马达42。图2是表示图1所示的分离动作的开始状态的说明图，除了位于初始位置的凸轮 44之外，即除了凸轮板48、连接板46和凸轮弹簧52的伸展状态之外，其它与图1相同。在图2中，由于止动销50没有卡合于连接板46的止动孔46a，因而凸轮板48借助凸轮弹簧52的张力被沿顺时针方向施力，并经由与行程部48a抵接的辊子56向分离叉36 的方向推压推杆58。但是，由于凸轮弹簧52的弹簧常数远远地小于隔膜簧观的弹簧常数，因而凸轮板 48被保持在利用隔膜簧观阻止分离套筒32的移动的状态。在该状态下，E⑶60驱动马达42使连接板46沿顺时针方向旋转，止动孔46a卡合在止动销50上，使凸轮板48沿顺时针方向旋转，由此开始分离动作。在开始分离动作后，凸轮板48从图2所示的状态沿顺时针方向旋转，行程部48a 推压辊子56，由此，经由推杆58、分离叉36、分离套筒32，分离轴承34向离合器毂14的方向推压隔膜簧观的内周部观13。通过分离轴承34的推压，隔膜簧观的内周部^b以支枢圈沈为支点向离合器毂 14方向进行移位。该移位产生使外周部28a反转(向内周部^b的相反侧移位)的作用， 由此对压力板M的推压力减小，离合器10从接合状态经由半离合状态过渡为切断状态。图3是表示图1所示的分离动作的结束状态的说明图，表示在图2所示的状态下随着凸轮44的前进，分离叉36以分离叉支撑架38为支点沿逆时针方向摆动，末端部36a 使分离套筒32和分离轴承34前进(向离合器毂14方向移动)的状态。在该时刻，压力板M对离合器片16的推压被解除，离合器10被完全切断，因而在行程部48a与辊子56抵接的状态下使凸轮板48的动作停止，但在使凸轮板48继续前进的情况下，限位部48d与辊子56抵接，该位置成为动作极限。图4是表示离合器片磨损时的初始位置设定的开始状态的说明图。表示离合器片 16达到磨损极限或者接近磨损极限的状态，除了随之形成的隔膜簧观和离合器分离机构 30的位置关系之外，其它与图1相同。在图4中，已磨损的离合器片16的厚度相比图1所示的新品状态减小，在离合器 10被完全接合的状态下(完整接合状态)，压力板M从图1所示的状态起向发动机输出轴 4侧移动，分离套筒32和分离轴承34向变速机输入轴8侧移动。并且，凸轮板48位于止动部48b与辊子56抵接的位置，但是辊子56移动到相比图1所示的离合器片16没有磨损时更接近凸轮板48的中心方向的趋近部48c的位置。另外，趋近部48c形成为即使在离合器片16是磨损极限时与辊子56之间也形成间隙的形状。图4表示例如发动机停止时的离合器控制装置40的待机状态，在进行发动机的起动操作时，离合器控制装置40驱动马达42作为从该状态起的初始化动作，使连接板46沿顺时针方向旋转，由此使凸轮板48前进，并执行凸轮44的初始位置设定。图5是取出离合器控制装置40来表示图4所示的初始位置设定和分离动作的开始状态的说明图，省略了马达42和ECU 60。并且，在图5的㈧(B) (C)中，各个凸轮板48 的角度相同，但是连接板46相对于凸轮板48的位置不同。图5的(A)表示在初始位置设定动作中行程部48a与辊子56抵接，凸轮板48的旋转停止，并设定了凸轮44的初始位置的状态，图5的(B)表示初始位置设定动作结束、连接板46停止的状态，图5的(C)表示分离动作开始，连接板46的止动孔46a与止动销50 抵接，凸轮板48开始前进的状态。如图5的㈧所示，在被固定于马达轴4 的连接板46从图4所示的状态起沿顺时针方向旋转时，凸轮板48借助凸轮弹簧52的张力也追随着前进。在连接板46开始旋转时几乎不会对马达42施加负荷，但是在行程部48a与辊子 56抵接、凸轮板48的旋转受到抑制时，凸轮弹簧52的张力作为对马达42的负荷发挥作用， 流向马达42的电流增加。E⑶60在检测到该电流的增加时停止马达42的驱动，将根据来自编码器M的信号而检测到的凸轮板48的动作角度设定为凸轮44的初始位置，但由于从行程部48a与辊子56抵接到马达42的旋转停止的延时，连接板46停止在图5的(B)所示的状态。然后，在与变速机的变速操作同步地切断离合器10的情况下，离合器控制装置40 使E⑶60开始马达42的驱动，连接板46克服凸轮弹簧52的张力开始顺时针方向的旋转。如图5的(C)所示，在连接板46的止动孔46a卡合在凸轮板48的止动销50上时， 凸轮板48克服隔膜簧观的弹性力而推压辊子56，向分离叉36的方向压入推杆58，由此开始离合器10的分离动作。这样，马达42不是直接使凸轮板48进行动作，而是经由凸轮弹簧52使凸轮板48 进行动作，由此能够利用止动孔46a吸收连接板46的停止位置的偏差，即使是马达42的停止位置具有偏差时，凸轮板48也停止在凸轮44的初始位置，因而能够向离合器分离机构30 稳定地提供预定的初始荷重。另外，初始荷重作为分离轴承34的加压发挥作用，减轻在分离动作开始时对分离轴承34的冲击，但是在初始荷重大至必要程度以上时，将导致离合器10进行接合时的卡紧力减小，因而需要设为适当的值。在E⑶60检测到电流的增加并马上停止对马达42的电力供给时，马达42的旋转部位由于惯性而过度旋转，因而产生该马达42的停止位置的偏差，设于连接板46的止动孔 46a形成在相对于设于凸轮板48的止动销50能够吸收该马达42的过度旋转的最小范围内。并且，在将编码器M设于马达42侧的情况下，从预先计算出的编码器M在从图 5的(A)所示的状态到图5的(C)所示的状态时所输出的脉冲数，减去在从图5的(A)所示的状态到图5的(B)所示的状态下马达42过度旋转时输出的脉冲数，并将其值作为从在从图5的(B)所示的状态到图5的(C)所示的状态下开始马达42的驱动后、截止到凸轮板 48开始前进的校正值。图6是表示图4所示的离合器片磨损的情况下的分离动作的结束状态的说明图， 除了隔膜簧观和离合器分离机构30的位置关系、凸轮44的位置和状态之外，其它与图4 相同。图6所示的分离动作的结束状态与图3所示的离合器片16没有磨损的情况下的分离动作的结束状态相同，压力板M对离合器片16的推压被解除，离合器10被完全切断， 因而在行程部48a与辊子56抵接的状态下，凸轮板48的旋转停止，但是根据离合器片16 的磨损状态的差异，隔膜簧观和离合器分离机构30的位置不同。图7是表示离合器片没有磨损的情况下的凸轮的动作范围的说明图，图8是表示离合器片磨损时、尤其是达到磨损极限时的凸轮的动作范围的说明图，在图7和图8中示出了因离合器片16的磨损而产生的凸轮的动作范围的变化。在图7中，凸轮板48从辊子56与止动部48b抵接的退避位置Qs沿顺时针方向旋转而到达分离动作开始位置(初始位置)Q3。在该趋近范围α 1中，辊子56不与凸轮板48 的趋近部48c接触，因而不从动作开始位置P3进行移动。凸轮板48从分离动作开始位置Q3开始分离动作，沿顺时针方向旋转而到达分离动作结束位置Q6。在该行程范围α 2中，辊子56被凸轮板48的行程部48a推压，从动作开始位置P3移动距离Sl到达动作结束位置P6。并且，凸轮板48保留了能够从分离动作结束位置Q6旋转到限位部48d与辊子56 抵接的终端位置Qt的余裕，但在通常的分离动作中不使用该动作允许范围α 3。另外，在长时间地持续将离合器10切断的状态的情况下，克服隔膜簧观的弹性来持续推压辊子56，因而必须在对马达42通电的状态下使凸轮板48静止，在这种情况下，导致马达的电力消耗和发热增多。为了防止这种情况，在与动作允许范围α 3对应的行程部48a的终端区域中设置停留部，该停留部形成为以凸轮板48的旋转轴为中心的圆弧形状，由此使凸轮面与辊子56 的压力角为0度，在辊子56位于停留部时，可以借助经由辊子56的隔膜簧观的弹性力，使力矩不作用于凸轮板48。S卩，在使离合器10长时间切断时，通过使用这样构成的动作允许范围α 3，即使停止对马达42的通电也能够维持离合器的分离状态，能够避免马达的电力消耗和发热增多。在图8中，辊子56的动作开始位置Pl比图7所示动作开始位置Ρ3更接近凸轮板 48的趋近部48c，其接近的量是与离合器片16的厚度的减小对应的距离。凸轮板48从辊子56与止动部48b抵接的退避位置Qs沿顺时针方向旋转而到达分离动作开始位置(初始位置)Q1。在该趋近范围β 1中，辊子56不与凸轮板48的趋近部 48c接触，因而不从动作开始位置Pl移动。凸轮板48从分离动作开始位置Ql开始分离动作，并继续沿顺时针方向旋转而到达分离动作结束位置Q4。在该行程范围β 2中，辊子56被凸轮板48的行程部48a推压，从动作开始位置Pl移动距离S2到达动作结束位置P4。并且，凸轮板48保留了能够从分离动作结束位置Q4旋转到达限位部48d与辊子 56抵接的终端位置Qt的余裕，但在通常的分离动作中不使用该允许范围β 3。在此，凸轮板48的行程部48a具有使图7中的行程范围α 2与图8中的行程范围 β 2相同或者大致相同的凸轮形状，因而图7中的辊子56的动作距离Sl与图8中的辊子 56的动作距离S2相同或者大致相同。另外，该凸轮形状被设定成为使在行程范围ci2和β 2中凸轮板48的动作角度与辊子56的动作量的关系固定或者大致固定，因而即使是凸轮的初始位置移动的情况下，也能够维持凸轮板48的动作角度与辊子56的动作量的关系。因此，如果设定了凸轮板48的分离动作开始位置即凸轮44的初始位置，则E⑶60 能够与离合器片16的磨损状态无关地以预定的特性来驱动马达42，从而进行离合器10的切断和接合控制。在本实施方式(图1 图8所示的实施方式)中，马达42不直接使凸轮板48进行动作，而是经由连接板46和凸轮弹簧52使凸轮板48进行动作，由此即使是马达42的停止位置具有偏差的情况下，凸轮板48也停止在凸轮44的初始位置，但是在马达42的停止位置的偏差是能够将对离合器分离机构30的初始荷重控制在允许范围内的程度的较小偏差的情况下，马达42可以构成为直接使凸轮板48进行动作，而不经由连接板46和凸轮弹 52 ο并且，在本实施方式中，在将凸轮44设定在退避位置时，使用辊子56作为限制凸轮44的后退的限制部件，使止动部48b在辊子56不能移动的方向进行抵接，以限制凸轮44 的后退，但是也可以设置专用的止动件作为限制部件，使凸轮板48的止动部与该止动件抵接。图9是表示从图4所示的状态到图5的(B)所示的状态时的、离合器控制装置的初始位置设定步骤的一例的流程图。在图9中，ECU 60在步骤Sl判别是否存在发动机的停止指示，在判定为存在停止指示的情况下，在步骤S2，使马达42逆向旋转(沿逆时针方向旋转)，使凸轮44后退。然后，在步骤S3判别马达42的电流是否达到预定值，在判定为电流达到预定值时，在步骤S4使马达42停止。在发动机停止时，离合器控制装置40按照图4所示维持待机状态。然后，在步骤S5判别是否存在发动机的起动指示，在判定为存在起动指示的情况下，在步骤S6，使马达42正向旋转(沿顺时针方向旋转)，使凸轮44前进。然后，在步骤S7 判别马达42的电流是否达到预定值，在判定为电流达到预定值时，在步骤S8使马达42停止。在使马达42停止后，在步骤S9，利用来自编码器M的信号来检测凸轮44的位置， 按照图5的(B)所示，将该位置设定为凸轮的初始位置。然后，在步骤S10，判别凸轮的初始位置是否到达预先设定的与离合器片16的磨损极限对应的位置，在判定为离合器片16达到磨损极限的情况下，在步骤Sll输出离合器片16的磨损警报，并返回步骤Si。离合器控制装置40维持在步骤S9设定的凸轮的初始位置，直到判定为存在发动机的停止指示，然后与变速机的变速操作同步地进行离合器10的切断和接合及传递转矩的控制。在图9所示的控制流程的示例中，凸轮44在发动机停止时位于图4所示的退避位置，在发动机起动的定时实施初始位置设定，但也可以在发动机停止时或发动机起动时、或者其它的定时，进行在使凸轮44后退到退避位置后再前进到初始位置的一系列动作，在这种情况下，凸轮44维持在发动机停止时停止在初始位置的状态。图10是表示隔膜簧的荷重-挠度特性与凸轮的动作范围的关系的说明图，图10 的(A)在设横轴为挠度、设纵轴为荷重的曲线图中表示隔膜簧的荷重-挠度特性，图10的 (B) (C)表示与其对应的辊子与凸轮的动作范围(辊子行程和凸轮行程)。在图10的㈧中，特性线Da表示推压压力板M的隔膜簧28的外周部^a的荷重F和挠度γ，特性线Db表示被分离轴承34推压的隔膜簧观的内周部^b的荷重F和挠度S。另外，该情况时的外周部^a的挠度Y和内周部^b的挠度δ实际上是相互相反的方向，但此处变换为相同的方向进行示出。如特性线Da所示，在离合器片16是新品时，在离合器10被完全接合的状态下，隔
12膜簧观的外周部^a的挠度是Y 3，此时对压力板M的荷重是F4。在离合器片16磨损时，在离合器10被完全接合的状态下，隔膜簧观的外周部28a 的挠度是￥1，此时对压力板对的荷重是？3。并且，如特性线Db所示，在分离动作开始时的隔膜簧观的内周部^b在离合器片 16是新品时为挠度δ 3，在离合器片16磨损时为挠度51。在图10的⑶中，将隔膜簧观的内周部^b的挠度δ、即分离轴承34的移动位置变换为辊子56的位置P进行表示，并与图7和图8所示的辊子56的动作位置和动作范围对应。在离合器片16是新品时，从分离动作的开始位置Ρ3到结束位置Ρ6，辊子56的动作范围是Si，在离合器片16磨损时，从分离动作的开始位置Pl到结束位置Ρ4，辊子56的动作范围是S2。在图10的(C)中表示与辊子56的位置P对应的凸轮44的位置Q，并与图7和图 8所示的凸轮44的动作位置和动作范围对应。在离合器片16是新品时，从凸轮44的退避位置Qs到分离动作的开始位置即初始位置Q3，凸轮44的初始位置设定的动作范围是α 1，从初始位置Q3到结束位置Q6，凸轮44 的分离动作的动作范围是α 2，从结束位置Q6到终端位置Qt，分离动作后的动作允许范围是α 3。并且，在离合器片16磨损时，从凸轮44的退避位置Qs到分离动作的开始位置即初始位置Q1，凸轮44的初始位置设定的动作范围是β 1，从初始位置Ql到结束位置Q4，凸轮44的分离动作的动作范围是β 2，从结束位置Q4到末端位置Qt，分离动作后的动作允许范围是β 3。在此，分离轴承34在离合器的分离动作中，在离合器片16是新品时，在从挠度δ 3 到挠度S 6的范围Rl推压隔膜簧观的内周部观比在离合器片16磨损时，在从挠度δ 到挠度δ 4的范围R2推压隔膜簧观的内周部^b，但是根据凸轮44的凸轮形状，与该范围 Rl和范围R2对应的凸轮44的动作范围α 2和范围β 2相同或者大致相同。但是，从分离动作开始位置到接触点的挠度的变化量具有如下关系即，离合器片 16磨损时的从挠度δ 1到挠度δ 2的范围R4大于离合器片16是新品时的从挠度δ 3到挠度δ 5的范围R3，即R3 < R4。将这种关系对应于凸轮行程就是α 4 < β 4。这样，由于离合器片16的磨损程度而导致到接触点的行程不同的原因是起因于离合器分离机构30和离合器控制装置40的机械刚性。在本实施方式中，挠度δ 2的荷重F2大于挠度δ 5的荷重Fl，形成关系Fl < F2， 因此在接触点附近，在对分离轴承34的荷重更大时的离合器片16磨损时，与离合器片16 是新品时相比，离合器分离机构30和离合器控制装置40的机械挠度大，压力板M到接触点的行程深。因此，离合器控制装置40需要考虑在离合器片16是新品时的从凸轮44的初始位置Q3到切断位置Q5(对应于从分离开始位置的挠度δ 3到接触点的挠度5 5)的动作范围 α 4、和在离合器片16磨损时的从初始位置Ql到切断位置Q2 (对应于从分离开始位置的挠度δ 1到接触点的挠度δ 2)的动作范围β 4的差异，来控制离合器10的切断和接合。图11是表示凸轮的初始位置的移动与凸轮的切断位置的移动的对应关系的说明
13图，在设横轴为凸轮的初始位置、设纵轴为凸轮的切断动作量(从凸轮的初始位置到切断位置的动作量)的曲线图中，与图10所示的凸轮的初始位置和到切断位置的动作量对应地示出凸轮的初始位置-切断动作量特性。在图11中，将在离合器片16是新品时设定的凸轮44的初始位置Q3的切断动作量设为动作范围α 4，将在离合器片16的磨损极限时设定的凸轮44的初始位置Ql的切断动作量设为动作范围β 4，利用特性线E表示从初始位置Q3到初始位置Ql之间的初始位置-切断动作量特性的一例。关于定义了该凸轮44的初始位置-切断动作量特性的特性线E的信息，例如在 ECU 60中存储有基于隔膜簧观的荷重-挠度特性和离合器分离机构30的刚性等的计算公式、和预先通过离合器10的动作实验或耐久实验等而求出的数值表，作为特性信息，ECU 60在凸轮44的初始位置设定时，根据该特性信息来设定与凸轮44的初始位置对应的切断动作量，并进行离合器10的切断和接合控制。另外，在隔膜簧观的荷重-挠度特性与本实施方式不同的情况下，有时基于离合器片16的磨损程度的范围R3和范围R4的关系是相反的关系，此时即使凸轮44的动作范围α 4和动作范围β 4发生变化，也是与本实施方式不同的特性线Ε。并且，随着离合器片16的磨损而形成的凸轮44的初始位置的移动，不仅仅是从凸轮的初始位置到切断位置的动作量的变化，从凸轮44的初始位置到半离合的开始位置的动作量也在变化，因而在控制离合器10的传递转矩时，也需要考虑这种动作量的变化。图12是表示凸轮的动作位置与离合器的传递转矩的关系的说明图，在设横轴为凸轮位置Q、设纵轴为离合器的传递转矩T的曲线图中，与图10所示的凸轮的初始位置和到切断位置的动作量对应地示出离合器特性。在图12中，利用特性线C表示利用凸轮44的位置Q和离合器的传递转矩T示出的离合器特性，尤其利用特性线Ca表示离合器片16是新品时的离合器特性，利用特性线Cb 表示离合器片16磨损时的离合器特性。并且，特性线的四方框标记表示离合器10的分离动作的开始位置，圆圈标记表示接触点。如图12所示，离合器特性根据离合器片16的磨损而从特性线Ca移动为特性线 Cb，但这并不是简单的平行移动，也伴随有特性线C的斜率和形状的变化。离合器的传递转矩T基本上被作为作用于压力板M的隔膜簧观的荷重F与离合器片16的摩擦系数μ之乘积而求出，并且在半离合状态开始时的离合器10的传递转矩Th 大致固定，与离合器片16的磨损程度无关，因而如果特性线C的斜率和形状不同，则从凸轮 44的初始位置到半离合的开始位置的动作量也不同。S卩，在离合器片16是新品时的到半离合的开始位置的凸轮44的动作量α 5、与离合器片16磨损时的到半离合的开始位置的凸轮44的动作量β 5不同，在本实施方式中具有α5 < β 5的关系。关于定义了离合器特性的特性线C的信息，例如在ECU 60中存储有基于图10所示的隔膜簧观的荷重-挠度特性和图11所示的凸轮44的初始位置-切断动作量特性的计算公式、和预先通过离合器10的动作实验或耐久实验等而求出的与初始位置的移动对应的多个数值表，作为校正信息，ECU 60在离合器10进行切断和接合时，根据该特性线C来校正凸轮44的动作位置，以控制离合器10的转矩传递。
图13和图14是表示具有本发明的离合器控制装置的离合器的另一个实施方式的说明图，图13表示离合器片没有磨损的情况下的分离动作的开始状态，图14表示离合器片磨损的情况下的分离动作的开始状态。图1 图8所示的实施方式的离合器10是推动方式，即将分离套筒32从变速机侧推到发动机侧来将离合器切断的方式，但是本实施方式的离合器10是拉动方式，即将分离套筒32从发动机侧拉到变速机侧来将离合器切断的方式。拉动方式的离合器分离机构的动作方向与推动方式相反，在本实施方式中，凸轮 44相对于分离叉136的配置以及移位方向与图1 图8所示的实施方式相反，但凸轮的动作方向相同。并且，图1 图8所示的实施方式的凸轮44构成为与马达42连接的连接板46经由凸轮弹簧25使凸轮板48进行动作，使用辊子56作为限制凸轮板48的后退的限制部件， 而在本实施方式的凸轮144中，凸轮板148不经由中间部件而是直接与马达142连接，设置止动销150作为限制凸轮板148的后退的限制部件。另外，在图1 图8所示的实施方式中，辊子56被设于与分离叉36卡合的推杆 58，而在本实施方式中，不使用推杆，辊子156被设于分离叉136。在图13中，离合器110是对从与发动机输出轴4 一体旋转的飞轮6向变速机输入轴8的转矩传递进行切断和接合的装置，由离合器片组装部112、离合器罩组装部118、离合器分离机构130和离合器控制装置140构成。离合器片组装部112具有与变速机输入轴8的末端部花键连接的离合器毂114、和设于离合器毂114的离合器片116，离合器片组装部112能够沿变速机输入轴8的轴向进行进退动作。离合器罩组装部118具有离合器罩120，其与飞轮6 —体旋转；压力板124，其由设于离合器罩120的导向销122引导着能够沿发动机输出轴4的轴向进行动作；和隔膜簧 128，其以支枢圈1 为支点被支撑在离合器罩120上。隔膜簧128的中间部128a利用以支枢圈126为支点的弹性，经由压力板IM将离合器片116推压在飞轮6上，离合器110借助通过用压力板IM和支枢圈1 夹持离合器片116而产生的摩擦力，将发动机输出轴4的转矩经由离合器毂114传递给变速机输入轴 8。离合器分离机构130具有分离套筒132，其与变速机输入轴8花键连接；分离轴承134，其内圈嵌合在分离套筒132的外周部上；以及分离叉136，其由设于离合器壳体(未图示)的分离叉支撑架138支撑着。分离叉136在分离套筒132侧形成为两叉，其末端部136a分别与设于分离套筒 132的卡合部13 抵接，在另一端部设置有辊子156。分离叉136被弹簧等(未图示)施加顺时针方向的微弱力量，因而在末端部136a 经由卡合部13 使分离套筒132沿离开离合器毂114的方向移动时，分离轴承134的外圈凸缘部与隔膜簧128的内周部128b抵接，从而抑制分离套筒132的移动。离合器控制装置140具有作为电动致动器的马达142 ；由马达142驱动的凸轮 144 ；用于检测凸轮144的位置的编码器IM ；根据来自编码器IM的信号对马达142进行驱动控制的E⑶(控制部)160。
在此，凸轮144仅利用与马达142的驱动轴14 连接的凸轮板148构成，辊子156 将凸轮板148的径向移位作为凸轮144的移位顺利传递给分离叉136，编码器IM根据马达 142的旋转，将作为凸轮144的位置的信号输出给E⑶160。凸轮板148具有凸轮形状的行程部148a，其能够在顺时针方向旋转时(凸轮前进时)，沿使辊子156进行动作的方向推压辊子156 ；止动部148b，其能够在逆时针方向旋转时(凸轮后退时)，与设于马达142的止动销150抵接以限制后退；凸轮形状的趋近部 148c，其不推压辊子156 ；以及限位部148d，其成为顺时针方向的动作极限(凸轮的终端位置)。在图13中，在辊子156与凸轮板148的行程部148a抵接的状态下、即凸轮144位于初始位置时，E⑶160在该状态下驱动马达142，使凸轮板148沿顺时针方向旋转，由此开始分离动作。另外，利用假想线表示凸轮144位于退避位置时的凸轮板148s。在开始分离动作后，凸轮板148从图13所示的状态沿顺时针方向旋转，行程部 148a推压辊子156，由此，经由分离叉136、分离套筒132，分离轴承134向离开离合器毂114 的方向拉动隔膜簧128的内周部128b。通过分离轴承134的推压，隔膜簧128使中间部128a以支枢圈126为支点向离开离合器毂114的方向进行移位，由此中间部128a对压力板124的推压力减小，离合器110 从接合状态经由半离合状态转移至切断状态。在图14中，已磨损的离合器片16的厚度相比图13所示的新品状态减小，在离合器110被完全接合的状态下，压力板124、分离套筒132以及分离轴承134从图13所示的状态向飞轮6侧移动。并且，凸轮板148位于行程部148a与辊子156抵接的位置，但是辊子156与图13 所示的离合器片116没有磨损时相比，位于凸轮板148的中心方向，因而分离动作的开始位置相对于图13为前方侧、即逆时针方向侧。在本实施方式中，与图1 图8所示的实施方式一样，离合器控制装置140按照图 9所示的流程图示出的步骤执行初始值设定，并根据所设定的凸轮的初始位置来控制离合器110的切断和接合及传递转矩。本发明包括不损害其目的和优点的适当变形，并且不受上述的实施方式示出的数值等的限定。
权利要求
1.一种离合器控制装置，其使离合器分离机构进行动作，根据与所述离合器分离机构联动的隔膜簧的移位来控制离合器的切断和接合及传递转矩，其特征在于，该离合器控制装置具有被电驱动的致动器；凸轮，其能够通过所述致动器在退避位置与终端位置之间进行动作，通过从初始位置前进到切断位置，从而使所述离合器从接合状态成为切断状态，通过从所述切断位置后退到所述初始位置，从而使所述离合器成为接合状态；凸轮从动件，其能够与所述凸轮的进退动作联动地向一个方向进行往复动作，将所述凸轮的移位传递给所述离合器分离机构；以及控制部，其使所述凸轮后退，将被限制部件限制了后退的位置设定为所述凸轮的退避位置，并使所述凸轮前进，将开始了所述凸轮从动件的推压的位置设定为所述凸轮的初始位置。
2.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述凸轮具有 止动部，其与所述限制部件抵接，以将所述凸轮的后退限制在所述退避位置； 趋近部，其在从所述退避位置前进到所述初始位置时不推压所述凸轮从动件；以及行程部，其在从所述初始位置前进时，向使所述凸轮从动件进行动作的方向推压该凸轮从动件，以能够进行所述离合器的切断控制。
3.根据权利要求2所述的离合器控制装置，其特征在于，所述凸轮具有止动部，其与所述凸轮从动件的动作开始位置的移动无关地维持所述退避位置； 趋近部，其与所述凸轮从动件的动作开始位置的移动无关而不推压所述凸轮从动件；以及行程部，其与所述凸轮的初始位置的移动无关地维持所述凸轮的前进量与所述凸轮从动件的动作量的关系。
4.根据权利要求2或3所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部驱动所述致动器来使所述凸轮后退，并检测所述凸轮的止动部与所述限制部件抵接而使得后退受到限制时的所述致动器的状态变化，来设定所述凸轮的退避位置，所述控制部驱动所述致动器来使所述凸轮从所述退避位置前进，并检测所述凸轮的行程部开始了所述凸轮从动件的推压时的所述致动器的状态变化，来设定所述凸轮的初始位置。
5.根据权利要求4所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部检测所述致动器的电流、速度、加速度中至少一个作为所述致动器的状态变化，将所述检测到的值达到预定值时的凸轮位置设定为所述凸轮的退避位置或者初始位置。
6.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述凸轮具有 连接部，其固定于所述致动器的驱动部；凸轮部，其具有所述凸轮形状，并相对于所述连接部在预定的范围进行进退动作；以及凸轮弹簧，其设置在所述连接部和所述凸轮部之间，弹簧常数小于所述隔膜簧的弹簧常数，在所述连接部使所述凸轮部向从所述初始位置后退的方向进行动作时，所述凸轮部与所述连接部联动地进行后退，在所述连接部使所述凸轮部向从所述退避位置前进的方向进行动作时，所述凸轮部根据经由所述连接部的凸轮弹簧的荷重而前进到所述初始位置，然后在所述预定的范围将所述凸轮弹簧的荷重传递给所述隔膜簧，然后与所述连接部联动地进行前进。
7.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部具有定义了所述凸轮的初始位置的移动与所述凸轮的切断位置的移动的对应关系的特性信息，在设定了所述凸轮的初始位置时，根据所述特性信息确定与所述设定的所述初始位置对应的切断位置，来控制所述离合器的切断和接合。
8.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部具有与所述凸轮的初始位置的移动对应地定义所述凸轮的动作位置与离合器的传递转矩的关系的校正信息？在控制所述离合器的传递转矩时，根据与所述确定的凸轮的初始位置对应的所述校正信息来校正所述凸轮的动作位置。
9.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部在超过与离合器片的磨损极限对应的位置来设定所述凸轮的初始位置的情况下输出警报。
10.根据权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，所述控制部在预定的定时执行所述凸轮的初始位置的设定。
11.根据权利要求2或3所述的离合器控制装置，其特征在于，所述凸轮在所述行程部的终端区域设置有与所述凸轮从动件的压力角为0度的停留部。
全文摘要
一种使用致动器进行离合器的分离动作的离合器控制装置，其检测因离合器片的磨损而形成的分离动作的开始位置，以适当进行离合器的切断和接合及传递转矩的控制。离合器控制装置(40)具有马达(42)；凸轮(44)，通过马达(42)而进行动作，通过从初始位置前进到切断位置，使离合器(10)从接合状态成为切断状态，通过从切断位置后退到初始位置，使离合器(10)成为接合状态；辊子(56)，将凸轮(44)的移位传递给分离叉(36)；以及ECU(60)，在使凸轮(44)后退到退避位置后使其前进，将经由辊子(56)开始对离合器分离机构(30)产生荷重的位置设定为凸轮的初始位置，根据所设定的初始位置适当进行离合器(10)的切断和接合及传递转矩的控制。
文档编号F16D13/75GK102434595SQ20111027402
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月15日 优先权日2010年9月16日
发明者加藤忠彦, 山内义弘 申请人:优尼邦斯股份有限公司