CN102979831B - 摩擦离合器装置 - Google Patents

Abstract

一种摩擦离合器装置，能够辨别发生离合器接合动作不良时的原因在于致动器的故障和磨损追随机构的故障中的哪一个，从而高效地实施动作不良的原因查明以及故障部位的修理。该摩擦离合器装置具备：驱动侧盘(2)；具有摩擦件(31)、(32)的从动侧盘(3)；推动从动侧盘的压盘(4)；驱动压盘的致动器(5)；检测压盘的移动冲程量的冲程检测单元(6)；根据从动侧盘的摩擦件的磨损量来调整驱动侧盘与压盘之间的间隙长度(d)的磨损追随机构(7)；以及在发生离合器接合动作不良时，基于移动冲程量的变化来辨别动作不良的原因在于致动器(5)的故障和磨损追随机构的故障中的哪一个的故障辨别单元(81)。

Description

摩擦离合器装置

技术领域

本发明涉及摩擦离合器装置，更详细而言，涉及具备补偿摩擦件的磨损的磨损追随机构，通过致动器被驱动的摩擦离合器装置。

背景技术

在车辆的动力传动系的中途，一般在发动机与变速器之间使用一种对动力的传递进行中继及切断的离合器装置。作为代表性的离合器装置，存在一种在摩擦面具有摩擦件(被称为衬面(facing)、衬里(lining))的从动侧盘与驱动侧盘进行摩擦滑动而接合的摩擦离合器装置。摩擦离合器装置被细分为向摩擦面供给油等冷却液的湿式和依靠空气进行冷却的干式。另外，操作方式中有通过驾驶员踩下离合器踏板而驱动的手动式和利用控制部以及致动器自动驱动的自动式。在自动式的干式摩擦离合器装置中，若反复进行离合器接合分离动作，则摩擦件磨损，从而影响动作特性。为了降低该影响，有使用磨损追随机构的情况，该磨损追随机构补偿摩擦件的磨损。

专利文献1中的离合器控制装置是本申请的申请人的共同申请，该离合器控制装置具备进行离合器片的磨损补偿的调整机构(磨损追随机构)。若详细叙述，离合器控制装置构成为具备致动器，该致动器使与飞轮(驱动侧盘)对置的离合器片(从动侧盘)经由压盘以及膜片弹簧在轴向上产生位移，来使离合器片与飞轮的卡合状态改变。另外，离合器控制装置配设在压盘以及膜片弹簧之间，通过致动器的驱动来变更压盘与膜片弹簧的轴向的距离，该离合器控制装置具备进行离合器片的磨损补偿的调整机构。

另外，专利文献2的车辆用摩擦离合器也具备调整装置(磨损追随机构)，该调整装置(磨损追随机构)配设在按压部件与压盘之间，来补偿离合器片(从动侧盘)所具备的摩擦盘(摩擦件)的磨损量。虽然该调整装置与专利文献1的调整机构的一部分的构成部件的名称不同，但是具有同样的构成以及作用。

即，在专利文献1以及2中，补偿离合器片磨损而达到接合为止的致动器的驱动冲程量增加。即，使用调整机构(调整装置)变更压盘与膜片弹簧(按压部件)的轴向的距离，以免磨损时所需的驱动冲程量与通常时相比发生显著变化，使动作特性稳定化。

专利文献1：日本特开2004-116693号公报

专利文献2：日本特开2004-301191号公报

然而，在专利文献1以及2中，优选通过具备调整机构或调整装置(磨损追随装置)从而能够使动作特性稳定这一点，但相应地，构成零件的件数增多。因此，在发生离合器接合动作不良时，不能辨别动作不良的原因在于致动器的故障还是调整机构(磨损追随机构)的故障。由此，故障原因的查明变得复杂且困难，另外，还有可能在故障部位的修理上浪费工夫。

发明内容

本发明是鉴于上述背景技术的问题点提出的，以提供以下那样的离合器装置作为课题：该离合器装置具有补偿摩擦件的磨损的摩擦追随机构并由致动器驱动的装置构成，且能够辨别发生离合器接合动作不良时的原因在于致动器的故障和磨损追随机构的故障中的哪一个，能够高效地实施动作不良的原因查明以及故障部位的修理。

本发明的摩擦离合器装置具有：与驱动源旋转连结的驱动侧盘；排列在上述驱动侧盘的轴线方向的一侧且配设成能够在轴线方向上移动，并且在与上述驱动侧盘对置的面上具有摩擦件，与负载旋转连结的从动侧盘；在上述从动侧盘的轴线方向的一侧排列配设，向轴线方向的另一侧移动来推动上述从动侧盘，使所述摩擦件滑动于上述驱动侧盘的压盘；驱动所述压盘的致动器；检测上述压盘的向轴线方向的另一侧移动的移动冲程量的冲程检测单元；根据上述从动侧盘的上述摩擦件的磨损量来调整上述驱动侧盘与移动前的压盘之间的间隙长度的磨损追随机构；以及在发生离合器接合动作不良时，基于所述移动冲程量的变化来辨别动作不良的原因在于所述致动器的故障和所述磨损追随机构的故障中的哪一个的故障辨别单元，上述磨损追随单元在某个离合器接合动作中，若上述移动冲程量超过规定值，则减小上述间隙长度，并减小在下一次的离合器接合动作中的移动冲程量，上述故障辨别单元在发生离合器接合动作不良时的移动冲程量的最大值小于上述规定值时，判定为上述致动器的故障，在上述移动冲程量的最大值为上述规定值以上时判定为上述磨损追随机构的故障。

另外，本发明的摩擦离合器装置可以组入车辆的传动系。

本发明的摩擦离合器装置具有具备补偿摩擦件的磨损的摩擦追随机构并被致动器驱动的装置构成，在发生离合器接合动作不良时，故障辨别单元基于移动冲程量的变化辨别动作不良的原因是致动器的故障还是磨损追随机构的故障的哪一个。因此，参考辨别结果能够高效地实施动作不良的原因查明以及故障部位的修理。

另外，在某个离合器接合动作中移动冲程量超过规定值时，磨损追随机构减小驱动侧盘与移动前的压盘之间的间隙长度，来补偿摩擦件的磨损的方式中，故障辨别单元基于发生离合器接合动作不良时的移动冲程量的最大值与规定值的大小关系，辨别故障部位。因此，能够准确辨别故障部位，且能够高效实施动作不良的查明以及高效地实施故障部位的修理。

另外，在组入车辆的传动系的摩擦离合器装置中，虽然离合器的接合分离动作高频度地发生，但能够通过磨损追随机构补偿摩擦件的磨损，并且能够通过故障辨别单元辨别离合器接合动作不良发生时的故障部位。因此，大大提高了摩擦离合器装置的动作的可靠性。

附图说明

图1是示意性表示实施方式的摩擦离合器装置的侧面剖面图。

图2是表示摩擦件的磨损量少的通常时的正常的离合器接合动作的冲程特性图。

图3是表示摩擦件的磨损量多的磨损时的正常的离合器接合动作的冲程特性图，(1)是本次动作，(2)是磨损追随机构作用后的下一次的动作。

图4是表示通常时的离合器接合动作不良的一个例子的冲程特性图。

图5是表示磨损时的离合器接合动作不良的一个例子的冲程特性图。

符号说明

1：摩擦离合器装置

2：驱动侧盘

3：从动侧盘      31、31：摩擦件

4：压盘

5：致动器

51：驱动栓      52：膜片弹簧      53：传递部件

6：冲程传感器(冲程检测单元)

7：磨损追随机构

8：离合器ECU

81：故障辨别单元      82：冲程学习单元      89：上位ECU

91：轴承部      92：变速器输入轴

AX：轴线      d：间隙长度      SX：规定值

Scv1～Scv3：目标冲程曲线

Scw1～Scw5：实际的冲程曲线

Pt1～Pt3：接触点

St1～St3：接触冲程量

Pp1～Pp3：完全接合点

Smax1～Smax5：移动冲程量的最大值

具体实施方式

参考图1～图5，对用于实施本发明的实施方式进行说明。图1是示意性表示本发明的实施方式的摩擦离合器装置1的侧面剖面图。图中，虚线的箭头表示信息以及控制的流向。摩擦离合器装置1配设在车载的发动机与变速器之间，来对从发动机输出的动力的传递进行接断。另外，摩擦离合器装置1的主体部分具有轴线AX，大致形成为轴对称，在图1中示出了上侧的一半。摩擦离合器装置1由驱动侧盘2、从动侧盘3、压盘4、致动器5、冲程传感器6、磨损追随机构7以及离合器ECU8等构成。

驱动侧盘2为旋转连结在未图示的发动机的输出轴上的大致环形的部件。在驱动侧盘2的内周侧设置有轴承91，在轴承91的轴心处相对旋转自如地贯穿而设有变速器输入轴92。

从动侧盘3为排列在驱动侧盘2的轴线AX方向的一侧(图中为右侧)且被配设成能够在轴线AX方向上移动的大致环形的部件。从动侧盘3在内周侧与变速器输入轴92花键结合，且被旋转连结成能够在轴线AX方向上移动。从动侧盘3在靠近与驱动侧盘2对置的面的外周具有摩擦件31，在其里面还具有摩擦件32。摩擦件31、32也被称作衬面和衬里，是在驱动侧盘2与从动侧盘3的转速不同时进行摩擦滑动，从而达到同步，还进行摩擦结合从而维持同步旋转的部件。摩擦件31、32通过反复进行摩擦滑动而磨损，进而厚度减少。

压盘4为排列配设在从动侧盘3的轴线AX方向的一侧(图中为右侧)的大致环形的部件。压盘4向轴线AX方向的另一侧(图中为左方)移动来与从动侧盘3的里面的摩擦件32压接，进一步移动来将从动侧盘3向图的左方向推动。于是，从动侧盘3的摩擦件31接触驱动侧盘2，从而开始摩擦滑动。该位置为接触点Pt。另外，在到达接触点Pt之前，压盘4移动的移动冲程量为接触冲程量St。

致动器5为驱动压盘4的部分。致动器5能够由例如未图示的伺服电机、减速齿轮机构以及旋转直进转换机构和驱动栓51构成。伺服电机被电力驱动而产生旋转运动，减速齿轮机构适当调整转速以及转矩。旋转直进转换机构例如由小齿轮和齿条齿轮构成，能够将旋转运动转换为直进运动，并在轴线AX方向对驱动栓51进行驱动。

另外，在本实施方式中，致动器5经由膜片弹簧52及传递部件53来驱动压盘4。膜片弹簧52大致呈环形，并配设在驱动侧盘2的轴线AX方向的另一侧(图中为左侧)。膜片弹簧52的径向的中间部522被构成为被设置于驱动侧盘2的支点55支承，根据“杠杆”原理来传递驱动力。传递部件53为具有阶梯差的筒状的部件，分离配置在驱动侧盘2以及从动侧盘3的外周。形成在传递部件53的筒状小径部531的一端的缘部532与膜片弹簧52的外周部523卡合，筒状的大径部533的另一端534的内周面与压盘4的外周面结合。

在图1中，当致动器5的驱动栓51如箭头M1所示那样向右方驱动，从而向右推动膜片弹簧52的中心部521时，膜片弹簧52的外周部523向图的左方被驱动。由此，传递部件53如箭头M2所示那样向左方被驱动，最终导致压盘4向左方被驱动。图1中，例示出驱动栓51以及压盘4未被驱动的离合器分离状态。若从该状态起，压盘4向左被驱动，则驱动侧盘2与压盘4的间隙长度d渐渐减少，首先，压盘4抵接并推动从动侧盘3。不久，到达接触点Pt，从动侧盘3的摩擦件31与驱动侧盘2接触而开始摩擦滑动。于是，最终。压盘4移动至完全接合点Pp，压盘4、从动侧盘3以及驱动侧盘2三者相互紧紧压接而同步旋转，达到接合状态。

冲程传感器6与致动器5的驱动栓51接近而配设，来检测驱动栓51的驱动量Sd。冲程传感器6相当于本发明的冲程检测单元，是检测压盘4的向轴线AX方向的另一侧移动的移动冲程量S的部位。即，驱动栓51的驱动量Sd与压盘4的移动冲程量S连动而变化，预先知道两者的关系，所以能够通过检测出前者Sd，并通过运算求得后者S。应予说明，还可以将代替冲程传感器6的检测单元与压盘4接近而配设，从而直接检测压盘4的移动冲程量S。

磨损追随机构7为根据从动侧盘3的摩擦件31、32的磨损量，来调整驱动侧盘2和移动前的压盘4之间的间隙长度d的机构。磨损追随机构7具有以下功能，即：若在某个离合器接合动作中，压盘4的移动冲程量S超过规定值SX，磨损追随机构7则将间隙长度d自动减小规定量SY，并将在下一次的离合器接合动作中的移动冲程量S减小规定量SY。为了调整驱动侧盘2与压盘4之间的间隙长d，磨损追随机构7配设在膜片弹簧52与传递部件53之间，磨损追随机构7例如，能够应用专利文献1中公开的进行磨损补偿的调整机构而构成。

离合器ECU8为内置微型电子计算机来使用软件而动作的电子控制装置。离合器ECU8与对车辆的行驶进行总控制的上位ECU89连接来交换信息，离合器ECU8从冲程传感器6获取驱动栓51的驱动量Sd的信息，并且对致动器5进行控制。另外，离合器ECU8从未图示的发动机ECU获取发动机输出轴的转速(发动机转速)Ne，从未图示的变速器ECU获取变速器输入轴92的转速(变速器转速)Ni。离合器ECU8与上位ECU配合来控制离合器接合动作以及离合器分离动作。另外，离合器ECU8还包括本发明的故障辨别单元81和冲程学习单元82。

故障辨别单元81是在发生离合器接合动作不良时，基于压盘4的移动冲程量S的变化来辨别动作不良的原因在于致动器5的故障和磨损追随机构7的故障中的哪一个的单元。故障辨别单元81由离合器ECU8的软件构成。具体而言，在离合器接合动作中，当变速器转速Ni与发动机转速Ne不同步时，故障辨别单元81判定离合器接合动作不良。此时，在压盘4的移动冲程量S的最大值Smax小于磨损追随机构7作用时的规定值SX时，故障辨别单元81辨别为致动器5的故障。另外，在移动冲程量S的最大值Smax为规定值SX以上时，故障辨别单元81辨别为磨损追随机构7的故障。

冲程学习单元82具有接触冲程量St的学习功能，由离合器ECU8的软件构成。冲程学习单元82从每次的离合器接合动作中的发动机转速Ne以及变速器转速Ni的时间性变化的样态来判定上述的接触点Pt，并学习此时的接触冲程量St。学习的结果被反映在成为移动冲程量S的时间性变化的目标的目标冲程曲线Scv上。

另外，还可以具备锁定机构，驱动侧盘2与从动侧盘3在同步旋转的接合状态下，该锁定机构不通过摩擦结合而通过齿轮、花键槽等的啮合来将两者2、3机械结合。本发明的实施与锁定机构的有无无关。

接下来，对实施方式的摩擦离合器装置1的动作以及作用进行说明。图2是表示摩擦件31、32的磨损量少的通常时的正常的离合器接合动作的冲程特性图。另外，图3是表示摩擦件31、32的磨损量多时的磨损时的正常的离合器接合动作的冲程特性图，(1)为本次的动作，(2)为磨损追随机构7作用后的下一次的动作。并且，图4是表示通常时的离合器接合动作不良的一个例子的冲程特性图，图5是表示磨损时的离合器接合动作不良的一个例子的冲程特性图。图2～图5的横轴是时间轴t，纵轴是压盘4的动作冲程量S。另外，在各图中，压盘4的目标冲程曲线Scv1～Scv3用虚线表示，实际的冲程曲线Scw1～Scw5用实线表示。并且，磨损追随机构7作用时的规定值SX用点划线表示。

在图2的通常时的正常的离合器接合动作中，在时刻t0，从上位ECU89向离合器ECU8发出离合器接合指令，离合器ECU8开始离合器接合控制。离合器ECU8首先设定用虚线表示的目标冲程曲线Scv1，并控制致动器5，以使实际的冲程曲线Scw1追随上述目标冲程曲线Scv1。在时刻t1，致动器5始动，从而压盘4开始移动，实际的冲程曲线Scw1与目标冲程曲线Scv1相比稍微延迟而增加。同时刻t2之前的动作，压盘4移动接触冲程量St1而到达接触点Pt1。

压盘4在接触点Pt1处暂时稍微停顿后，在时刻t3恢复移动，实际的冲程曲线Scw1与目标冲程曲线Scv1相比稍微延迟而增加，并在时刻t4到达完全接合点Pp1。在完全接合点Pp1处，驱动侧盘2和从动侧盘3的摩擦件31紧紧压接而进行摩擦滑动，同时，从动侧盘3的摩擦件32与压盘4紧紧压接而进行摩擦滑动。由此，驱动侧盘2与从动侧盘3的转速差急剧减少至同步旋转，由此离合器接合动作正常结束。

在此，压盘4的移动冲程量S的最大值Smax1未达到规定值SX。因此，磨损追随机构7未发挥作用。

另外，在图3(1)的磨损时的正常的离合器接合动作中，在时刻t10发出离合器接合指令，离合器ECU8开始离合器接合控制。离合器ECU8参考通过学习功能学习的上次动作时的接触点Pt2，来设定比图2的通常时移动量大的目标冲程曲线Scv2，并控制致动器5，以使实际的冲程曲线Scw2追随目标冲程曲线Scv2。在时刻t11，致动器5始动，从而压盘4开始移动。通过时刻t12以前的动作，压盘4移动接触冲程量St2而到达接触点Pt2。

压盘4在接触点Pt2暂时稍微停顿后，在时刻t13恢复移动，在时刻t14到达超过完全接合点Pp2的规定值SX。在该时间点，磨损追随机构7发挥作用而使得间隙长度d被调小规定量SY，下一次的冲程特性被减小规定量SY。在之后的时刻t15，压盘4到达最大值Smax2。由此，驱动侧盘2与从动侧盘3的转速差急剧减少至同步旋转，由此离合器接合动作正常结束。

在此，接触点Pp2向比图2的通常时大的一侧偏移与因从动侧盘3的摩擦件31、32磨损而厚度减少的量相当的量。并且，移动偏移量S的最大值Smax2比图2的通常时大。接触点Pp2、完全接合点Pp2以及最大值Smax2基于冲程学习单元82的学习结果而被设定。另外，由于移动冲程量S的最大值Smax2超过规定值SX而导致磨损追随机构7发挥作用，所以下一次的压盘4的冲程特性如图3(2)所示。

如图3(2)所示，在磨损追随机构7发挥作用后的下一次的动作中，目标冲程曲线Scv3以及实际的冲程曲线Scw3向小的一侧转移，到接触点Pt3为止的接触冲程量St3与上一次相比减小与固定量SY的量相当的量。另外，压盘4的移动冲程量S的最大值Smax3也变小，未超过规定值SX。

接下来，对图4的通常时的离合器接合动作不良进行说明。图4是在与图2的通常时相同条件的离合器接合动作中，致动器5发生故障时的冲程量特性图。作为致动器5的故障内容，假设了减速齿轮机构、旋转直进转换机构的“卡住”和“迟钝”、伺服电机的线圈的短路、电源电压下降等。在像这样的致动器5的故障中，致动器5的驱动栓51的驱动量Sd减少，压盘4的移动冲程量S减少。由此，实际的冲程曲线Scw4从目标冲程曲线Scv1乖离，在时刻t2，压盘4无法能到达接触点pt1。另外，压盘4无法到达成为完全接合点Pp1的移动冲程量S的最大值Smax1，而在时刻t4成为最大值Smax4而停止。其结果，发生离合器接合动作不良。

此时，故障辨别单元81比较实际的冲程曲线Scv4上的最大值Smax4与规定值SX，由于最大值Smax4较小所以能够准确辨别为致动器5的故障。

接下来，对图5的磨损时的离合器接合动作不良进行说明。图5是在与图3(1)的磨损时相同条件的离合器接合动作中，磨损追随机构7发生故障时的冲程特性图。磨损追随机构7在压盘4的动作冲程量S超过规定值SX的时间点发挥作用，但在故障时阻碍压盘4的移动。在像这样的磨损追随机构7的故障中，即使致动器5正常动作来输出驱动力，也阻碍压盘4的移动冲程量S超过规定值SX后的增加。由此，实际冲程曲线Scw5超过规定值SX以后从目标冲程曲线Scv2乖离，在时刻t15成为最大值Smax5而停止。其结果，在时刻t14达到完全接合点Pp2而进行接合动作。但无法进行磨损追随机构7的动作。因此，之后若摩擦件31、32的磨损进一步进行，则产生滑动，有可能发生离合器接合动作不良。

并且，若发生实际的动作不良，则故障辨别单元81比较实际的冲程曲线Scv5上的最大值Smax5与规定值SX，由于最大值Smax5较大，所以能够准确辨别为磨损追随装置7的故障。

实施方式的摩擦离合器装置1具有下述装置构成，即具备补偿摩擦件31、32的磨损的磨损追随机构7并被致动器5驱动。并且，在发生离合器接合动作不良时，故障辨别单元81基于压盘4的移动冲程量的最大值Smax与磨损追随机构7作用的规定值SX的大小关系，来辨别故障部位是致动器5还是磨损追随机构7。因此，能够准确辨别故障部位，通过参考辨别结果，能够高效地实施动作不良的原因查明以及故障部位的修理。

另外，摩擦离合器装置1虽然由于组入车辆的传动系，从而高频度地发生离合器的接合分离动作，但是能够通过摩擦追随装置7补偿摩擦件31、32的磨损，并且能够通过故障辨别单元81辨别发生离合器接合动作不良时的故障部位。因此，大大提高了摩擦离合器装置1的动作的可靠性。

应予说明，磨损追随机构7并不限于应用了专利文献1的调整机构的构成，还可以使用其他的构造。另外，本发明可进行各种应用和变形。

Claims (2)

1.一种摩擦离合器装置，其中，具备：

驱动侧盘，其与驱动源旋转连结；

从动侧盘，其排列在所述驱动侧盘的轴线方向的一侧并配设成能够在轴线方向上移动，该从动侧盘在与所述驱动侧盘对置的面上具有摩擦件，该从动侧盘与负载旋转连结；

压盘，其在所述从动侧盘的轴线方向的一侧排列配设，向轴线方向的另一侧移动来推动所述从动侧盘，使所述摩擦件滑动于所述驱动侧盘；

致动器，其驱动所述压盘；

冲程检测单元，其检测所述压盘的向轴线方向的另一侧移动的移动冲程量；

磨损追随机构，其根据所述从动侧盘的所述摩擦件的磨损量来调整所述驱动侧盘与移动前的压盘之间的间隙长度；以及

故障辨别单元，其在发生离合器接合动作不良时，基于所述移动冲程量的变化来辨别动作不良的原因在于所述致动器的故障和所述磨损追随机构的故障中的哪一个，

所述磨损追随机构在某个离合器接合动作中，若所述移动冲程量超过规定值，则减小所述间隙长度，并减小下一次的离合器接合动作中的移动冲程量，

所述故障辨别单元在发生离合器接合动作不良时的移动冲程量的最大值小于所述规定值时，辨别为所述致动器的故障，所述故障辨别单元在所述移动冲程量的最大值为所述规定值以上时，辨别为所述磨损追随机构的故障。

2.根据权利要求1所述的摩擦离合器装置，其中

该摩擦离合器装置被组入车辆的传动系。