CN101368602A - 带有锁定机构的离合器促动系统和控制离合器接合的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有锁定机构的离合器促动系统和控制离合器接合的方法。一种用于接合和分离离合器的离合器促动系统，包括响应于液压压力可移动到施加位置的液压促动的活塞，在施加位置处活塞可运行以接合离合器。机电促动器响应于电力可移动以在施加位置接触活塞，使得离合器被促动器维持在接合状态，因此允许释放液压压力。也提供了控制离合器的接合方法。

Description

带有锁定机构的离合器促动系统和控制离合器接合的方法

技术领域

本发明涉及用于离合器的促动系统，该促动系统将液压和机电促动结合以允许离合器机械地锁定在接合状态以降低液压压力要求。

背景技术

在自动变速器中，例如摩擦式离合器和制动器的转矩传递机构使用由变速器泵提供的液压压力选择地接合。变速器效率可以通过降低所要求的泵尺寸和最小化变速器内的液压压力要求而得以改进。改进的变速器效率使得燃料经济性得以改进。

发明内容

提供了用于接合和分离离合器的离合器促动系统，该促动系统利用了液压促动和机电促动，以最小化液压压力要求。特别地，离合器促动系统包括液压促动的活塞，该活塞响应于液压压力可移动到活塞导致离合器接合的施加位置。在本发明的范围内，“离合器”可以是制动器式离合器或旋转式离合器。离合器促动系统也包括机电促动器，该机电促动器响应于电力可移动以在施加位置接触活塞，且因此将离合器维持在接合状态，使得不要求液压压力来维持接合状态，且可被释放。优选地，直流(DC)马达用于提供电力到促动器，从而导致促动器移动以接触活塞，且促动器具有防止促动器在无电力供给的情况下移动的自锁特征。电池通过控制器驱动DC马达，控制器选择地将电池连接到电动马达以控制从电池到马达的电力流。例如，在一个实施例中，促动器包括自锁导螺杆和以螺纹接合到其上的螺母。螺母响应于通过供给到导螺杆上的电力导致的导螺杆旋转而轴向地行进。优选地，轴向推力轴承围绕导螺杆同心地定位且吸收了作用在导螺杆上的轴向力。导螺杆的自锁特征防止了螺母在无电力供给到导螺杆时的轴向行进。螺母包括当其向着活塞移动时接触了活塞的轴向导杆(lead)。当螺母以足够的压力接触活塞时，螺母将停止旋转且DC马达将停转。这导致由DC马达吸取的电流迅速增加，且DC马达被关闭。

促动器将保持在接触位置，从而将离合器接触以维持离合器的接合，且活塞上的液压压力可以释放。当离合器不接合时，第一离合器构件相对地可相对于第二离合器构件旋转。当离合器接合时，第一离合器构件不可相对于第二离合器构件旋转。

通过例如变速器泵的液压压力源提供液压压力。例如在变速器阀体内的阀控制了加压的液压流体向通过例如变速器壳体的壳体形成的液压室的流动。液压室与压力源流体连通且带有离合器施加活塞。液压室的阀被控制为使得加压流体提供到室以初始地将离合器接合，且当促动器将离合器锁定在接合状态时从液压室排空。

离合器促动系统允许了控制变速器离合器的接合的方法。方法包括将加压流体引导向施加活塞，以因此将活塞移动为与离合器接触来接合离合器。在引导加压流体后，方法包括提供电力到促动器以因此将促动器移动为与活塞接触。当促动器接触活塞时电力停止。优选地，这由于促动器接触活塞时马达内电流中的电涌而自动发生。在向促动器提供电力后，方法包括释放加压流体，使得离合器通过促动器维持在接合状态而不使用电力或流体压力。

如果确定了运行条件保证变速器离合器的分离，则方法包括在离合器处于接合状态时将加压流体引导向施加活塞，且然后将电力提供到促动器以将促动器移动出与活塞的接触。当促动器不与活塞接触时，方法包括释放加压流体使得施加活塞移动出与离合器的接触，且离合器被释放到分离状态。

本发明的以上所述的特征和优点和其他特征和优点从如下的对用于执行本发明的最佳模式的详细描述中结合参考附图容易地可见。

附图说明

图1是用于变速器的离合器促动系统的示意性图示，其中离合器处于分离状态；和

图2是图1的离合器促动系统的示意性图示，其中离合器处于接合状态。

具体实施方式

参考附图，其中类似的参考数字指示了类似的部件，图1示出了变速器10的部分，变速器10包括转矩传递机构或离合器12，离合器12可接合以将也称为输入构件14的第一离合器构件连接为与也称为输出构件16的第二离合器构件共同旋转。第一离合器构件14可绕变速器中心线18旋转。第一组离合器盘20从第一离合器构件14径向延伸。在图1中，离合器12示出为处于不接合或分离状态。在分离状态中，从第二离合器构件16径向延伸的第二组离合器盘22不与第一组离合器盘20接触。在图2中，离合器12示出为处于接合状态，其中离合器称为12A，使得第一组离合器盘20与轴向邻近的第二组离合器盘22接触，且变速器称为10A。当离合器处于图2的接合状态12A时，第一离合器构件14与第二离合器构件16共同旋转。应认识到的是，在本发明的范围内，离合器12可以是静止类型的离合器，其中第二离合器构件是静止的壳体而非类似于输出构件16的可旋转部件，使得当离合器12接合时，第一离合器构件14接地到静止的壳体。

再次参考图1，离合器促动系统24被利用以将离合器12在图1中的分离状态和图2中的接合状态12A之间转换。离合器促动系统24包括液压促动的施加活塞26。在图1中，施加活塞26处于对应于离合器12的分离状态的释放位置。变速器壳体29形成了与施加活塞26并置的液压室31。例如泵33的用于变速器液压和润滑需要的液压压力源选择地与液压室31通过例如变速器阀体或其他阀的阀机构35连通，以控制从流体源37获得的且通过泵33加压的且然后供给到液压室31的流体流。在图1中，液压室31不包含其压力足以将施加活塞26从图1中示出的释放位置移动到图2中示出的施加位置26A的液压流体。液压室31在图1中描绘为被排空流体；然而，液压室31不需要完全地排空且可以在离合器12处于分离状态时包含流体，只要流体处于低于将施加活塞26从释放位置移动所要求的压力。

除通过泵33、阀机构35、流体源37和液压室31建立的液压压力系统外，离合器促动系统24还包括机电促动器28。机电促动器28通过直流(DC)马达30电驱动。例如电池的电力源32选择地通过控制器34向DC马达30供给电力。机电促动器28包括取决于供给到DC马达30的电力而可在顺时针或逆时针方向上旋转的自锁导螺杆36(也称为第一构件)。机电促动器28进一步包括轴向行进螺母38，在此也称为接触构件，螺母包括轴向导杆40。轴向行进螺母38以螺纹与导螺杆36接合。当导螺杆36在顺时针方向上旋转时，轴向行进螺母38轴向地向着离合器12和施加活塞26移动。当导螺杆36在逆时针方向上旋转时，轴向行进螺母38轴向地离开施加活塞26和离合器12移动。导螺杆36是自锁导螺杆，它将通过电力旋转以轴向驱动行进螺母38，但将不因施加到行进螺母38上的力而旋转。即，行进螺母38不能驱动导螺杆36。轴向推力轴承42围绕导螺杆36同心地布置以吸收导螺杆36上的轴向力。可以替代导螺杆或轴向行进螺母而利用其他构造为提供自锁特征的机构，例如其上带有小齿轮的蜗轮。本领域一般技术人员将认识到如此的多种结构的自锁机构。

在图1中，轴向行进螺母38示出为与施加活塞26不接触，这与处于分离状态的离合器12一致。为接合离合器12，加压流体44被从泵33引导向液压室31从而填充图2内的液压室31，如通过虚线描绘。液压压力作用在施加活塞上以将其移动到图2的施加位置26A处，因此导致第一组离合器盘20和第二组离合器盘22相互接合，因此将离合器接合，如在图2中示出为12A。

在离合器当使用液压压力接合后(示出为12A)，机电促动器28被电驱动，使得DC马达30将导螺杆36在顺时针方向上旋转，因此导致轴向行进螺母38从图1中示出的离开接触位置移动到在图2中将螺母参考为38A的接触位置。在接触位置中，轴向导杆接触了施加活塞26且如在图2中示出为接触位置40A。当轴向导杆处于接触位置40A时，即与施加位置26A处的施加活塞物理接触，螺母38A(在图2中示出)停止旋转且DC马达30停转。当DC马达30停转时，由DC马达30吸取的电流迅速增加且控制器34将马达30关闭。即使在不存在电力的情况下，导螺杆36的自锁特征将使轴向行进螺母38维持在接触位置40A上，因此将施加活塞保持在施加位置26A上，且将离合器12A保持在接合状态中。通过机电促动器28有效地将离合器锁定在接合状态12A下，加压流体44可以从液压室31被释放或排空，这优选地通过控制器34打开阀机构35以允许排空液压室31而实现。因此，离合器被维持在接合状态12A而不要求液压压力或电力(即离合器机械地锁定)。这样的示出为12A(图2)的机械锁定的离合器接合状态在稳态运行情况中是希望的，例如在要求离合器12长时间期间内接合的传动比下的公路高速行驶中。因为在该时间期间内将不要求液压压力来维持离合器12，所以最小化了泵要求和液压压力要求，因此潜在地增加了燃料经济性。

当运行情况要求释放离合器到图1中的分离状态12时，控制器34将首先引导加压流体44以排空液压室31或至少不充分地对液压室31加压，且然后从电池32向DC马达30提供电力以使导螺杆36在逆时针方向上旋转，因此将轴向行进螺母38移动回为离开图1的接触位置40A。液压室31内的液压压力可以缓慢地释放，使得施加活塞从图2的施加位置26A移动到图1的释放位置26。在图1中示出的处于收回位置的返回弹簧46将施加活塞从接触位置26A(其中返回弹簧示出为处于延伸状态46A)引导到收回位置(其中施加活塞26示出为处于释放位置)。因此，弹簧46将施加活塞26偏置到释放位置。

虽然用于执行本发明的最佳模式已详细描述，但本发明所涉及的领域的一般技术人员将认识到在附带的权利要求的范围内的用于实行本发明的多种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于接合和分离离合器的离合器促动系统，包括：

响应于液压压力可移动到施加位置的液压促动的活塞，在施加位置处活塞可运行以接合离合器；

响应于电力可移动的机电促动器，以在施加位置接触活塞，使得离合器被促动器维持在接合状态，因此允许释放液压压力。

2.根据权利要求1所述的离合器促动系统，其中促动器具有防止在无电力供给到促动器上时促动器的移动的自锁特征。

3.根据权利要求2所述的离合器促动系统，其中促动器包括自锁导螺杆和以螺纹接合到其上的螺母；其中螺母响应于导螺杆的旋转轴向地行进；其中自锁导螺杆防止了螺母在无马达转动导螺杆时的轴向行进；且其中螺母包括当螺母向活塞移动时接触了活塞的轴向导杆。

4.一种用于变速器离合器的离合器促动系统，离合器具有带有第一组盘的第一离合器构件和带有第二组盘的第二离合器构件，当离合器不接合时，第一离合器构件相对地可相对于第二离合器构件旋转，且当离合器接合时，第一离合器构件相对地不可相对于第二离合器构件旋转，系统包括：

离合器施加活塞；

选择地与离合器施加活塞流体连通的液压压力源，以施加压力以将活塞移动为与第一组盘接触来接合离合器；

电驱动的促动器，促动器带有响应于电力而在相对的第一方向和第二方向上可移动的第一构件，与第一构件接口的且响应于第一构件分别在第一方向和第二方向上的移动而可移动为与离合器施加活塞接触和解除接触的接触构件；且其中第一构件具有锁定机构，锁定机构构造为当第一构件不被电驱动而移动时防止接触构件相对于第一构件的移动，使得在液压压力已将活塞移动到与盘接触后促动器将离合器锁定在接合状态，以允许液压压力的停止且不使用液压压力而维持接合状态。

5.根据权利要求4所述的离合器促动系统，进一步包括：

形成了与压力源且与离合器施加活塞流体连通的液压室的壳体；且其中液压室填充以加压流体以接合离合器，且当促动器将离合器锁定在接合状态时排空加压流体。

6.根据权利要求4所述的离合器促动系统，其中第一构件是导螺杆且第一方向和第二方向是顺时针方向和逆时针方向；其中第二构件是以螺纹与导螺杆接合的且响应于第一构件的旋转而向着和离开离合器可轴向移动的轴向行进螺母；且其中接触构件向着施加活塞从轴向行进螺母轴向延伸。

7.根据权利要求6所述的离合器促动系统，进一步包括围绕导螺杆同心地定位的轴向推力轴承。

8.根据权利要求4所述的离合器促动系统，进一步包括：

可运行地连接到第一构件的电动马达；

电池；和

可运行地将电池和电动马达连接的控制器，以控制从电池到马达的电力流。

9.一种控制变速器离合器的接合的方法，包括：

将加压流体引导向施加活塞，以因此将活塞移动为与离合器接触来接合离合器；

在所述的引导加压流体后，向促动器提供电力以因此将促动器移动为与活塞接触；其中当促动器接触活塞时，电力停止；其中促动器具有自锁特征，以防止在无电力供给到促动器时促动器移动；和

在所述的提供电力后，释放加压流体，使得离合器通过促动器维持在接合状态而不使用电力或流体压力。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

在所述的释放加压流体后，当离合器处于接合状态时将加压流体引导向施加活塞；

在所述的当离合器处于接合状态时将加压流体引导向施加活塞后，向促动器提供电力以将促动器移动为离开与活塞的接触；和

在所述的向促动器提供电力以将促动器移动为离开与活塞的接触后，释放加压流体，使得施加活塞移动为离开与离合器的接触且将离合器释放到非接合状态。

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