CN101793294B - 锁止离合器组件及其操纵方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锁止离合器组件及其操纵方法。具体地，提供了一种操纵摩擦片离合器的方法，包括启用离合器控制机构以接合该摩擦片离合器，以及接合保持离合器。然后停用该离合器控制机构，从而使得该离合器控制机构不能维持该摩擦片离合器的接合。该保持离合器用来保持该摩擦片离合器的接合。该方法的一个实施例使用楔块离合器作为保持离合器，另一个实施例使用单向轴承离合器。该离合器控制机构可以是液压离合器控制装置。一种锁止离合器组件，包括可在接合位置与分离位置之间移动的摩擦片离合器。轴承离合器操作性地耦接到该摩擦片离合器并且具有锁定位置和释放位置。该锁定位置被配置成抵抗该摩擦片离合器从接合位置到分离位置的移动。

Description

锁止离合器组件及其操纵方法

技术领域

本发明涉及用于在两个或更多物体之间选择性地传递转动的离合器组件。

背景技术

动力变速器，尤其是自动换挡类型的多挡动力变速器，利用转矩传递构件或摩擦装置在变速器元件之间传递旋转运动和转矩。一种这样的转矩传递构件是摩擦片离合器，其在形成在摩擦组中的交错间隔的盘状元件之间强制执行摩擦接合，并且该摩擦片离合器被交替间隔地与输入构件或输出构件耦接在一起。在某些情形中，摩擦装置是制动器，输出构件是固定的壳体。

转矩传递机构包括控制机构，例如：流体(液压)、机械或电控制机构。流体操纵的转矩传递构件具有布置在壳体内的活塞。活塞在壳体内的空腔中线性地行进在接合位置与分离位置之间，由此引起摩擦元件的选择性接合。

发明内容

提供了一种操纵摩擦片离合器的方法。该方法包括启用离合器控制机构以接合该摩擦片离合器，以及接合保持离合器(holdingclutch)。然后停用该离合器控制机构，从而使得该离合器控制机构不能维持该摩擦片离合器的接合。该保持离合器用来保持该摩擦片离合器的接合。该方法还可包括重新启用该离合器控制机构以及使该保持离合器分离，从而使得对摩擦片离合器接合的控制回到该离合器控制机构。

该方法的一个实施例使用楔块离合器作为保持离合器。该方法的另一个实施例使用单向轴承离合器作为保持离合器。该离合器控制机构可以是液压或流体操纵的离合器控制装置。

提供了一种锁止离合器组件。该锁止离合器组件包括摩擦片离合器，该摩擦片离合器可在接合位置与分离位置之间移动。轴承离合器操作性地耦接到该摩擦片离合器并且具有锁定位置和释放位置。轴承离合器的锁定位置被配置成抵抗该摩擦片离合器从接合位置向分离位置的移动。

本发明的上述特征和优点及其他特征和优点将通过下面对实施本发明的最佳模式及其它实施例的详细描述同时参照附图将变得显而易见。

附图说明

图1是锁止离合器组件的示意剖视图，该锁止离合器组件具有摩擦片(主)离合器和楔块(止动)离合器，两者都被示为处于分离位置；

图2是图1所示锁止离合器组件的示意剖视图，示出摩擦片离合器和楔形离合器处于各自的接合位置；

图3是锁止离合器组件的示意剖视图，该锁止离合器组件具有被示为处于分离位置的摩擦片(主)离合器和被示为处于释放位置的楔形(止动)离合器；以及

图4是图3所示锁止离合器组件的示意剖视图，示出摩擦片离合器处于接合位置并且轴承离合器处于锁定位置。

具体实施方式

参照附图，在所有附图中，相同的附图标记对应于相同或相似的部件，图1示出了离合器组件10的一个实施例，用于选择性地在包括外毂部分14的环形的第一构件12与包括内毂部分18的环形的第二构件16之间传递转矩。第一构件12可以是输入构件或主动构件，第二构件16可以是输出构件或从动构件。

本领域技术人员将认识到，第一构件12和第二构件16的输入/输出指定没有限制，并且这两个构件的输入/输出性质在离合器组件10的操作期间可变化。例如，在一些混合动力变速器应用中，转动方向和输入、输出方向会随着混合动力变速器的操作模式的变化而改变。此外，本领域技术人员将认识到，内毂14和外毂18的具体方位也没有限制，并且第一构件12可以具有被附接于该构件的内毂或外毂。

尽管本发明是针对汽车应用进行详细描述，但是本领域技术人员会认识到本发明更宽广的应用性。本领域技术人员会认识到，像“上”、“下”、“向上”、“向下”等这样的术语是用于使用对附图的叙述，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围由所附权利要求限定。

图中所示实施例采用流体(液压)操纵的离合器控制机构，但在所附权利要求的范围内可以使用其它离合器控制机构。例如，但不是限制，离合器控制机构还可以采用：电控制方法、机械控制方法、或本领域技术人员熟知的其它控制方法。

离合器组20布置在离合器组件10内，位于外毂14与内毂18之间。离合器组20允许在外毂14与内毂18之间进行选择性的转矩传递，并且由此在第一构件12与第二构件16之间进行选择性的转矩传递。离合器组20结合有多个离合器片或盘22和多个摩擦片或盘24。离合器片22驱动地与外毂14相连，摩擦片24驱动地与内毂18相连。如图1所示，离合器组20和离合器组件10处于分离位置，从而使得第一构件12和第二构件16以显著不相同的速度转动。

摩擦离合器活塞26可滑动地布置在由第一构件12、第二构件16与外毂14、内毂18形成的空腔中。在摩擦离合器活塞26与第一构件12和外毂14中的任一者之间或与这两者之间限定出摩擦离合器室28。摩擦离合器室28充满着与主压力源连通的流体，例如变速器流体或油。该主压力源可以是，例如，但不是限制：变速器泵、变矩器、或本领域技术人员熟知的其它压力源。因此，给摩擦离合器室28送料的主压力源用作流体操纵的离合器控制机构的液压致动器。

图2示出处于接合位置的离合器组20。随着摩擦离合器室28中的压力增大，摩擦离合器活塞26被向右偏压，从而使它向右移并且接触离合器组20。摩擦离合器活塞26的力促使离合器片22锁定在摩擦片24上，导致外毂14与内毂18之间的大致共同的转动，并且由此导致第一构件12与第二构件16之间的共同转动。此外，主压力源可以被节流或另外的方式控制，从而选择性地改变作用于摩擦离合器活塞26上的流体力。

离合器组件10还包括复位弹簧30。复位弹簧30作用于反作用板32，迫使其抵接摩擦离合器活塞26。复位弹簧30还作用于固定的复位板34；然而，在其它实施例中，复位弹簧30可以直接作用于内毂部分18上。因此，如图1所示，通过复位弹簧30的力，摩擦离合器活塞26被向左推动，并且抵抗来自摩擦离合器室28的向右的流体力。

当不再有来自主压力源的足够压力来保持离合器片22接合到摩擦片24时，复位弹簧30的力将向左移动摩擦离合器活塞26，导致离合器组20的分离。因此，流体操纵的离合器控制机构为离合器组20提供了与摩擦离合器室28中的压力和复位弹簧30的反作用力这二者的大小有关的两个位置：压力设定位置(接合，如图1所示)和弹簧设定位置(分离，如图2所示)。

操纵摩擦离合器活塞26的主压力源的可用性受制于车辆发动机的运转，使得在发动机停机时，可能就没有足够的压力来接合或维持离合器组20的接合。这会出现在，例如但不限于，混合动力车辆或其它车辆中，它们在停车期间关闭内燃机。然而，期望在发动机停机期间或在发动机重新启动期间离合器组20也能接合。

离合器组件10包括保持离合器机构，其配置成保持或维持离合器组20的接合，而不由摩擦离合器室28中的主压力源提供力。在离合器组件10中所用的保持离合器机构是楔块离合器40，楔块离合器40在没有足够的主压力来维持离合器组20的接合期间选择性地接合。

楔块离合器40包括楔块42和楔块致动器44。在图1和图2所示实施例中，楔块致动器44促使楔块42在第一构件12与摩擦离合器活塞26之间选择性地向下和向上移动(如附图中所见)。楔块致动器44可以是，但不限于：电控制件(例如，螺线管)、机械控制件(例如，弹簧或齿轮)、或可以通过操纵从主压力源分出的流体压力被系附于流体操纵的离合器控制装置中。

图2示出处于接合位置的楔块离合器40，楔块42、第一构件12与摩擦离合器活塞26之间的摩擦会把楔块锁定在适当位置。当楔块离合器40接合时，摩擦离合器活塞26会被阻止向左移动，并且离合器组20会被阻止分离。

本领域技术人员将认识到，尽管图2示出离合器组20和楔块离合器40都处于它们各自的接合位置，但这两者不需要必需一致。例如，通过流体操纵的离合器控制机构(主压力源)使离合器组20接合(如图1所示)，而楔形离合器40保持在分离位置(如图1所示)。

通过阻止摩擦离合器活塞26向左移动，楔块离合器40的接合使得离合器组20即使在摩擦离合器室28中没有压力的情况下也能保持接合。楔块离合器40的接合使得第一构件12和第二构件16即使在车辆发动机停机和主压力源不起作用的时候也能共同旋转。

在重新启用流体操纵的离合器控制机构并且主压力源重新给摩擦离合器室28加压之后，离合器组20可以再次被流体操作的离合器控制机构保持在接合中。一旦流体力足够大，则楔块42上的摩擦负荷就减小，因此楔块离合器40可以分离。

楔块致动器44可以通过向上移动楔块42来分离楔形离合器40(如图1和图2中所见)。替换性地，可以通过摩擦离合器室28中的流体压力向上推动楔块42并使其分离。在楔块离合器40分离之后，流体操纵的离合器控制机构就能够再次被允许完全控制离合器组20的接合和分离。

如图1和图2所示的楔块离合器40的实施例通过作用于摩擦离合器活塞26来保持离合器组20的接合。然而，楔块离合器40可以被定位和配置成通过作用于离合器组件10的其它元件来保持接合。例如但不限于，楔块离合器40可直接作用于离合器组20的片22或24中的一个上，由此使得摩擦离合器活塞26能够移至其分离位置，而不会使离合器组20分离。

现在参照图3和图4，示出离合器组件110的另一实施例，其用于通过外毂部分14、内毂部分18在第一构件12和第二构件16之间传递转矩。与图1和图2所示实施例相似，离合器组件110包括离合器组20，其在外毂14与内毂18之间选择性地允许转矩传递，并且由此在第一构件12与第二构件16之间选择性地进行转矩传递。

离合器组件110和离合器组20在图3中被示出为处于分离位置，从而使得第一构件12和第二构件16以显著不相同的速度转动。图4示出处于接合位置的离合器组20。

摩擦离合器活塞26被可滑动地布置在由第一构件12、第二构件16与外毂14、内毂18形成的空腔中。摩擦离合器室28与主压力源流体连通。

在操作中，为了接合离合器组20，随着摩擦离合器室28中的压力增大，摩擦离合器活塞26被向右偏压，从而使它向右移并且接触离合器组20。来自摩擦离合器室28的流体力克服复位弹簧30的力从而使摩擦离合器活塞26向右移，把离合器片22锁定在摩擦片24上。同样，主压力源可以被节流或另外的方式控制，从而选择性地改变作用于摩擦离合器活塞26上的流体力。

复位弹簧30作用于反作用板132，其固定地连在摩擦离合器活塞26上。复位弹簧30还作用于固定的复位板34。当主压力源不足以保持离合器片22到摩擦片24的接合时，复位弹簧30的力足以克服摩擦离合器活塞26上相反的流体力，通过复位弹簧30的力，摩擦离合器活塞26被向左推动(如图3中可见)。因此，流体操纵的离合器控制机构也为离合器组20提供两个位置：弹簧设定位置(分离，如图3所示)和压力设定位置(接合，如图4所示)。

离合器组件110还具有保持离合器机构，其配置成保持或维持离合器组20的接合，而不必由摩擦离合器室28中的主压力源提供力。离合器组件110中所用的保持离合器机构是轴承离合器150，其在没有足够的主压力来保持或维持离合器组20的接合期间被选择性地锁定。

如下所解释的，轴承离合器150被配置成使得在被锁定时，轴承离合器150将自由地移向右侧但不能移向左侧(如图3和图4中可见)。因此，轴承离合器也可称作选择性单向机构。

轴承离合器150包括轴承活塞152，其被可滑动地布置在反作用板132与输入构件12的外表面13之间。多个球轴承或球体154布置在外表面13与形成在轴承活塞152内表面上的凸轮面156之间。球体154可以被布置成围绕外表面13呈等角间隔，球体154的数目可以改变，但通常至少包括三个。球体154被容纳在保持架158中，并且相对于轴承活塞152被至少一个推针弹簧160向右推动(如图3和图4中可见)，该推针弹簧被压缩在轴承活塞152与保持架158之间。

凸轮面156形成为使得轴承活塞152的向右移动能有足够的空间使球体154沿着外表面13自由翻滚。然而，当推针弹簧160能够使球体154向右移动到抵接凸轮面156时，轴承活塞152的向左移动受到凸轮面156、球体154与外表面13之间的锁定反作用的阻止。因此，轴承离合器150会向右自由地移动，但阻止向左移动，除非推针弹簧160失效。这是轴承离合器150的锁定状态，并且被示出在图4中。

肩部162是环形的并且对准以便接触固定在反作用板132上的环形锁环164。当轴承离合器150被锁定时，肩部162与环形锁环164协作以阻止反作用板132向左移动。因此，摩擦离合器活塞26也被阻止向左移动。如果离合器组20处于接合位置，阻止摩擦离合器活塞26的向左移动会阻止离合器组20的分离，即使在摩擦离合器室28中没有足够的主压力时也是如此。

为了使离合器组20分离，就必须释放轴承离合器150。为了释放轴承离合器150，就必须相对于轴承活塞152向左移动球体154，从而解除由接触凸轮面156所产生的对球体154的锁定力。

球体154的相对于轴承活塞152和凸轮面156的向左移动由补偿器活塞166提供，补偿器活塞166可滑动地布置在外表面13与反作用板132之间。在所示实施例中，补偿器活塞166选择性地偏压保持架158，并由此相对于凸轮面156向左偏压球体154。补偿器活塞166与补偿器室168流体连通，该补偿器室与坝状物(dam)或补偿器压力源流体连通。

补偿器压力源选择性地提供流体压力，该流体压力向左偏压补偿器活塞(如图3和图4中可见)。补偿器复位弹簧170用作向右偏压补偿器活塞166，与来自补偿器室168的流体力相反。

如果补偿器室168提供的流体力足以克服补偿器复位弹簧170的力，那么补偿器活塞166将相对于轴承活塞152向左偏压球体，并且释放(分离)轴承离合器150(如图3中可见)。反之，如果流体力不够，那么补偿器复位弹簧170将向右移动补偿器活塞166直到它抵接环形锁环172时为止，并且推针弹簧160将迫使球体154进入凸轮面156，锁定(接合)轴承离合器150，并限制轴承离合器150的向左移动(如图4所示)。

当轴承离合器150被释放(如图3所示)时，轴承离合器150就自由地沿着外表面13滑动，且摩擦离合器活塞26和反作用板132朝任一方向移动。然而，当供给补偿器室168的压力不够时，轴承离合器150锁定(如图4所示)并且将不允许轴承活塞152或摩擦离合器活塞26向左移动，并且能维持离合器组20的接合。

在离合器组件110的操作期间，补偿器压力源和主压力源可以来源于车辆发动机的操作。如果离合器组20接合并且发动机停机，那么摩擦离合器室28的压力损失就会促使反作用弹簧30企图使离合器组20分离。然而，补偿器室168的压力损失会锁定轴承离合器150，使得摩擦离合器活塞26不能向左移动，并且维持离合器组合件20的接合，即使主压力源提供很小压力或不提供压力(给摩擦离合器室28)或者供给很小的压力或不供给压力给补偿器压力源(给补偿器室168)。

图3示出处于分离位置的离合器组20和处于释放位置的轴承离合器150；图4示出处于接合位置的离合器组20和处于锁定位置的轴承离合器150。然而，这两个离合器的状态不需要与图3和图4中所示的方式一直保持一致。轴承离合器150可以处于锁定位置或释放位置，同时摩擦离合器组20处于分离位置或接合位置。例如，可期望在车辆发动机运行的同时，通过把离合器组20从接合位置移至分离位置来使变速器处于空挡。在这种情况下，会使轴承离合器150处于释放位置，以允许摩擦离合器活塞26向左移动并且使离合器组合件20分离。

尽管详细描述了实施所请求保护的发明的最佳模式和其它实施例，但熟悉本发明所涉及领域的技术人员将认识到用于在所附权利要求的范围内实施本发明的各种替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种操纵摩擦片离合器的方法，包括：

启用离合器控制机构以接合所述摩擦片离合器，该摩擦片离合器可在接合位置与分离位置之间移动，其中启用离合器控制机构包括加压第一压力源，该第一压力源将所述摩擦片离合器偏压至接合位置；

接合轴承离合器，该轴承离合器操作性地耦接到所述摩擦片离合器并且可在锁定位置和释放位置之间移动，且该轴承离合器与第二压力源流体连通并配置成被第二压力源偏压向所述释放位置；

停用所述离合器控制机构，从而使得所述离合器控制机构不能维持所述摩擦片离合器的接合；以及

由所述轴承离合器来保持所述摩擦片离合器的接合。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

重新启用所述离合器控制机构；以及

使所述轴承离合器分离。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述轴承离合器是单向轴承离合器。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述离合器控制机构是液压离合器控制装置，停用所述液压离合器控制装置包括使液压致动器减压。

5.如权利要求4所述的方法，其中，通过共用压力源对所述液压致动器加压和使所述单向轴承离合器分离。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述共用压力源是由车辆发动机驱动的主变速器泵。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

在接合所述单向轴承离合器之后停用所述车辆发动机；以及

在重新启用所述液压致动器之前重新启动所述车辆发动机。

8.一种锁止离合器组件，包括：

摩擦片离合器，其可在接合位置与分离位置之间移动；

轴承离合器，其操作性地耦接到所述摩擦片离合器并且可在锁定位置和释放位置之间移动，其中所述轴承离合器的所述锁定位置被配置成抵抗所述摩擦片离合器从所述接合位置到所述分离位置的移动；

第一压力源，其与所述摩擦片离合器流体连通，其中所述摩擦片离合器被所述第一压力源偏压向所述接合位置；以及

第二压力源，其与所述轴承离合器流体连通，其中所述轴承离合器配置成被所述第二压力源偏压向所述释放位置。

9.如权利要求8所述的锁止离合器组件，其中，所述轴承离合器还包括补偿器活塞，其布置成与所述第二压力源流体连通并且配置成把所述轴承离合器偏压向所述释放位置。

10.如权利要求9所述的锁止离合器组件，其中，所述第二压力源被配置成基本上与所述第一压力源同时失效。

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