CN106795922A - 用于机动车的离合器装置、机动车以及用于运行用于机动车的离合器装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车（1）的离合器装置（12），具有至少一个自动闭合的离合器（5），该自动闭合的离合器能够通过操纵而从完全闭合的位置置于完全打开的位置中，并且具有至少一个用于自动化地操纵所述离合器（5）的执行器（10）。设有机构，所述机构至少在需要时以机械的方式将所述离合器（5）锁定在至少一个位置中。

Description

用于机动车的离合器装置、机动车以及用于运行用于机动车 的离合器装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的离合器装置，具有至少一个自动闭合的离合器，该自动闭合的离合器能够通过操纵而从完全闭合的位置置于完全打开的位置中，并且具有至少一个用于自动化地操纵所述离合器的执行器。

此外，本发明涉及一种具有相应的离合器装置的机动车以及一种用于运行所述离合器装置的方法。

背景技术

开头所提到的类型的离合器装置以及用于运行所述离合器装置的方法从现有技术中为人所知。对于具有手动变速器的机动车来说，该手动变速机构有可自动化地操纵的离合器装置，可以设定所述机动车的所谓的滑行运行，在进行所述滑行运行时驱动装置可以通过所述离合器装置的离合器与动力传动系分开并且由此在行驶过程中不再必须被所述机动车所拖带。由此可以实现特别消耗少的并且平稳的行驶运行。一般来说，所述离合器构造为自动闭合的结构，因而它们在其正常状态中是闭合的，也就是传递转矩。为了打开所述离合器而设置了额外的执行器，所述执行器在需要时将所述离合器从所述闭合的位置置于直至完全打开的位置中。所述执行器在此通常克服至少一个将所述离合器挤压到闭合的状态中的弹簧元件的力来进行工作。本发明的意义上的离合器在此尤其是指摩擦离合器。在用于运行所述离合器装置的操控系统中出现了导致不再对所述执行器进行操纵的应力损失或者其它故障的情况下，这可能会导致，弹簧力将所述离合器返回挤压到闭合的状态中并且由此建立传力连接，所述传力连接既不被希望又不为所述机动车的驾驶员所预料。通过所述离合器的这种未受控制的闭合又将一台或者多台驱动装置连接到所述动力传动系上，所述离合器的未受控制的闭合会在行驶动力方面导致所述机动车的危急的运行状态。此外，为了将所述离合器保持打开的状态而需要相应高的量的能量，用于使所述离合器克服所述弹簧力而保持打开，由此又部分地抵消所述滑行运行的节能潜力。

发明内容

具有权利要求1的特征的离合器装置拥有优点，可以在没有额外的能量开销并且没有不受控制的闭合的危险的情况下将所述离合器持久地保持在至少一个位置中。按照本发明，为此规定，所述离合器装置具有机构，所述机构至少在需要时以机械的方式将所述离合器锁定在至少一个位置中。通过所述机械的锁定来保证可靠地并且有能效地将所述离合器保持在一个位置中。所述离合器的位置在此尤其是指所述离合器的、除了所述完全闭合的位置之外的每种位置。通过所述机构，由此可以以机械的方式将所述离合器不仅锁定在完全打开的位置中，而且优选备选地或者附加地锁定在中间位置中，其中在所述中间位置中滑转地运行所述离合器，用于有能效地保证完全打开的和/或持久滑转的运行。

按照本发明的一种有利的改进方案规定，所述机构被构造用于将所述执行器锁定在所述离合器的至少一个位置中。所述离合器的锁定由此没有直接在所述离合器中进行，而是在所述执行器上进行。由此可以使用传统的离合器。通过所述执行器的锁定，由此可以将所述离合器间接地约束或者锁定在所期望的位置中。

按照本发明的一种优选的实施方式规定，所述执行器作为机构具有用于对所述离合器进行操纵的凸轮盘。借助于所述凸轮盘可以通过所述执行器以简单而可靠的方式和方法来操纵所述离合器，其中实现前面所提到的优点。所述凸轮盘为此有利地构造为自锁的结构，使得其在至少一个位置中阻止或者锁定所述离合器的运动。

此外，优选规定，所述执行机构有与所述凸轮盘共同作用的摇杆。所述摇杆由所述凸轮盘根据所述凸轮盘的旋转角位置来操纵并且围绕着其自身的旋转轴线来偏转。尤其所述摇杆一方面与所述凸轮盘共同作用并且另一方面与执行器元件共同作用，用于根据所述凸轮盘位置来操作所述执行器元件。所述执行器元件尤其是用于向液压介质加载操纵压力的液压挺杆。所述离合器在这种情况下则有利地是能够以液压的方式来操纵的离合器，该离合器以流体力学的方式被所述执行器操纵或约束/锁定。备选地，所述凸轮盘也可以直接与所述执行器元件共同作用。

此外，优选规定，所述机构具有用于对离合器进行操纵的执行器的肘杆装置。所述执行器由此本身也具有用于将离合器锁定在一个位置中的机构。通过所述肘杆装置来提供一种双稳定的操纵装置，该双稳定的操纵装置在运行位置中自锁地起作用，从而在没有另外的力的消耗下将所述离合器保持在所期望的位置中、尤其是保持在完全打开的位置中。所述执行器有利地为了操纵所述凸轮盘和/或所述肘杆装置而具有电动马达，所述电动马达通过所述离合器装置的和/或所述机动车的控制器来运行。

此外优选规定，所述机构具有至少一个被分配给所述离合器和/或所述执行器的锁定装置、尤其是可转换的联锁装置。所述单独的锁定装置可以将所述执行器和/或所述离合器以机械的方式优选锁定在每个任意的位置中。所述锁定装置比如可以是用弹簧预紧的夹紧装置，该夹紧装置在未被操纵的状态中拉紧并且由此约束/锁定所述执行器和/或所述离合器。

特别优选所述机构被构造用于，尤其在需要时将所述离合器锁定在多个不同的位置中。

所述按本发明的、具有权利要求7的特征的机动车的突出之处在于按本发明的离合器装置。由此产生已经提到的优点。

所述按本发明的、具有权利要求8的特征的方法的突出之处在于，至少根据所述机动车的当前的行驶模式以机械的方式将所述离合器锁定在一个位置中。在此，所述位置在这里也是指所述离合器的、与所述闭合的位置有不同的、比如滑转的或者完全打开的位置。由此产生已经提到的优点。另外的特征和优点从前面所作的说明中产生。

尤其规定，在离合器踏板由所述机动车的驾驶员完全踩到底时所述离合器被锁定在其完全打开的位置中。所述离合器由此通过所述执行器根据通过所述机动车的驾驶员预先给定的离合器踏板位置来调节或者操纵。如果完全将所述离合器踏板踩到底或者对其进行操纵，那就将所述离合器置于并且锁定在其完全打开的位置中。控制器为此检测所述离合器踏板的离合器踏板位置并且相应地操控所述执行器，用于将所述离合器从所述闭合的位置置于所述完全打开的位置中。在这个位置中，而后所述离合器尤其被前面所描述的机构锁定。

按照本发明的一种有利的改进方案规定，只有在所述机动车处于滑行运行中时，才将所述离合器锁定在其完全打开的位置中。如果所述控制器检测到要么人工地通过所述机动车的驾驶员要么自动地将滑行运行设定为所述机动车的行驶模式，那就如所描述的那样以机械的方式将所述离合器锁定在其完全打开的位置中，由此可靠地防止所述离合器的未受控制的闭合并且此外保证了特别有能效的滑行运行。

此外优选规定，根据当前的行驶模式和/或离合器踏板位置来释放所述离合器的锁定状态。如果比如检测到已经结束所述滑行运行并且应该设定正常运行，则释放所述锁定状态并且所述离合器又可以“正常”操纵。如果所述机构如前面所描述的那样作为所述执行器的组成部分具有肘杆或者凸轮盘，那么为了释放所述锁定状态而相应地如此操纵所述执行器，即离开所述执行器的约束的或者锁定的位置，以便随后所述离合器的闭合弹簧的弹簧力又可以作用于所述闭合过程。

附图说明

下面要借助于一种实施例对本发明进行详细解释。为此附图示出：

图1是机动车的简化的俯视图；并且

图2是所述机动车的离合器装置的执行器。

具体实施方式

图1以简化的俯视图示出了机动车1，该机动车具有动力传动系2，该动力传动系被构造用于在需要时驱动所述机动车1的后轴3的车轮。

所述动力传动系2具有驱动装置4，该驱动装置在此构造为内燃机。不过，备选地也可以规定，作为驱动装置4来设置电机。也可以设置多个相同的或者不同的驱动装置4。当前的驱动装置4能够通过能够操纵的离合器5与变速器6进行作用连接。所述变速器6优选构造为手动变速器，该手动变速机构有多个能够通过所述机动车1的驾驶员来选择的速比级。在输出侧，所述变速器6通过差速变速器7与所述后轴3的车轮作用连接。

所述离合器5构造为摩擦离合器，所述摩擦离合器比如具有两个彼此对置地布置的离合器盘8、9，在所述离合器盘中至少一个能够通过执行器10来移动。在所述离合器5的闭合的位置中，所述离合器盘8、9如此固定地抵靠在彼此上面，即由此形成的摩擦连接将由所述驱动装置4提供的驱动转矩完全传递到所述变速器6上。所述离合器5有利地构造为自动闭合的离合器5，即所述离合器盘8、9在未被操纵的状态中尤其通过弹簧力被挤压到彼此上面。在完全打开的位置中，所述离合器盘8、9通过所述执行器被如此远地移动离开彼此，即所述摩擦连接或者传力连接被释放并且没有转矩被从所述驱动装置4传递到所述变速器6上。所述离合器5也能够通过所述致动器10置于中间位置中，在所述中间位置中滑转地运行所述离合器5，从而设定传力的连接，所述传力的连接允许所述离合器盘8、9的相对于彼此的相对运动或者相对旋转，从而仅仅将由所述驱动装置4提供的驱动转矩的一部分传递到所述变速器6上。所述执行器10由此被构造用于，将所述离合器5从所述完全闭合的位置置于所期望的位置中，直至置于完全打开的位置中。

为所述执行器10分配了控制器11，该控制器尤其根据所述机动车的当前的行驶模式来自动地操纵所述执行器10。因此在此规定，所述机动车1能够转换到所谓的滑行运行中，在所述滑行运行中将所述驱动装置4去激活并且将所述离合器5完全打开，使得所述驱动装置4在所述机动车1滚动时没有被拖带。比如可以通过以下方式来判定所述滑行运行，驾驶员比如通过操纵相应的开关主动地设定所述滑动运行。也可以规定，如果接入当前的行驶数据，比如下坡行驶或者某种行驶模式，在所述行驶模式中电动的驱动装置足够用并且应该使内燃机脱开，则自动地设定滑行运行。

此外，所述控制器11检测到离合器踏板的离合器踏板位置，所述离合器踏板能够由所述机动车1的驾驶员来操纵。在正常运行中，所述控制器11相应于所述离合器踏板位置来操控所述执行器10，从而提供了一种“线控离合器（clutch-by-wire）”离合器装置12。所述离合器装置12有利地具有机构，所述机构以机械的方式将所述离合器5锁定在至少了一个位置中。由此实现，也在对所述离合器5的操控失灵时、比如在所述控制器11失灵时防止所述离合器5的未受控制的闭合。由此实现，在所述操控失灵时不会通过所述离合器的未受控制的闭合而招致所述机动车的、在行驶动力方面危急的运行状态。尤其与行驶情况或者行驶模式相关地激活所述机械的锁定或者约束并且约束用于使所述离合器5自动闭合的功能。

图2以简化的俯视图示出了所述执行器10的一种实施例。所述执行器10作为用于将所述离合器5锁定在至少一个位置中的机构而具有凸轮盘13，该凸轮盘与用于对执行器元件15进行操纵的摇杆14共同作用。

所述凸轮盘13如通过双箭头所勾画的那样以能够围绕着轴线13旋转的方式得到了支承并且具有与圆形形状有别的外部轮廓，使得所述凸轮盘13的外侧表面17没有全部在圆周上沿着固定的半径运动，而是相对于所述旋转轴线16在不同的半径上运动。在此规定，所述外侧表面17以最小半径R_min为出发点基本上连续地在将近360°的范围内一直伸展到最大半径R_max。在此规定，所述半径R基本上以具有最小的半径R_min的起点为出发点连续地增加。在所述最大的半径R_max的区域中，所述凸轮盘13具有凸轮盘扇形段18，在该凸轮盘扇形段中所述半径R_max是恒定的，因而在所述凸轮扇形段18中所述外侧表面17沿着圆周在所述半径R_max上伸展。

所述摇杆14如通过双箭头所勾画的那样在一端以能够围绕着旋转轴线19偏转的方式得到了支承。在另一端，所述摇杆14在彼此隔开的情况下拥有两个接触滚轮20、21，所述接触滚轮相应地以能够旋转地支承在所述摇杆14上的方式来布置。所述滚轮20在此被分配给所述凸轮盘13并且所述滚轮21被分配给所述执行器元件15。所述旋转轴线19在此平行于所述旋转轴线18来定向，并且所述滚轮20在所述凸轮盘13的外侧表面17上滚动。在所述凸轮盘13围绕着所述旋转轴线16转动时，由此使所述摇杆14相应于所述凸轮盘13的旋转角位置围绕着所述轴线19偏转，由此为所述执行器元件15分配的滚轮21操纵所述执行器元件15。在这种情况下在此规定，所述执行器元件15构造为液压挺杆，该液压挺杆能够如通过双箭头所勾画的那样平移地移动，用于向液压介质加载压力，用于操纵所述离合器5。为此，所述液压挺杆具有朝向所述摇杆14的端面22，所述滚轮21在所述摇杆14偏转时在所述端面22上滚动。所述摇杆14尤其无间隙地被保持在所述凸轮盘13与所述液压挺杆15之间，其中所述无间隙的支承通过作用于所述执行器元件15的压力、通过液压系统或者弹簧（在执行器中）或者通过滑槽导引机构来实现，所述压力、液压系统或者弹簧或者滑槽导引机构将所述摇杆14朝所述凸轮盘13挤压。所述摇杆14由此被夹紧地支承在所述凸轮盘13与所述执行器元件15之间。在所述凸轮盘13围绕着其轴线16转动时，通过所述滚轮20、21可以使所述摇杆14无摩擦地运动。

所述凸轮盘13优选通过电动马达来驱动，所述电动马达的转子轴尤其与所述凸轮盘13直接地、通过圆柱齿轮传动装置或者通过蜗轮传动装置相连接。

在图2所示出的原始状态中，所述滚轮20在接近于R_min的小的半径上在所述凸轮盘13或者其外侧表面17上滚动。如果进一步顺时针地转动所述凸轮盘13，所述半径R就增大并且同样将所述摇杆14顺时针地朝所述执行器元件15挤压，由此这个执行器元件将压力施加到所述液压介质上，由此又将所述离合器5打开。如果所述滚轮20在所述最小半径R_min的区域中滚动，那么所述离合器5就完全打开。通过所述凸轮盘13在顺时针上的转动，使所述执行器元件15平移地移动，直至所述滚轮20在所述外侧表面17上在所述凸轮盘扇形段18的区域中滚动并且所述离合器5完全闭合。如果如此程度地转动所述凸轮盘13，使得所述滚轮20到达所述凸轮盘扇形段18或者在所述外侧表面17上在所述凸轮盘扇形段18的区域中滚动，那么所述摇杆14的位置就不再变化。如果在这个位置中结束对于所述凸轮盘13的操纵，那么通过所述液压介质作用于所述执行器元件15上的压力就如此起作用，使得其在所述凸轮盘扇形段18的区域中将所述摇杆14朝所述凸轮盘13挤压。因为在这里存在着恒定的半径，所以将径向力由所述摇杆14传递到所述凸轮盘13上。所述液压介质的、作用于所述摇杆14的力在此不会导致以下结果：所述凸轮盘13被转动，所述离合器5由此被锁定。由于在所述凸轮盘扇形段18的区域中恒定的半径R_max，仅仅径向力作用于所述凸轮盘。如果在所述滚轮20处于R_max与R_min之间的区域中，在该区域中所述半径减小或者增大，停止对所述凸轮盘13的操纵，那么除了径向力分量以外附加地也会产生一个力分量，该力分量沿着所述凸轮盘13的圆周方向起作用，由此所述凸轮盘13可以通过所述液压介质的、尤其是从作用于所述离合器5的弹簧力中产生的力而移动或者转动。

通过所述执行器10的有利的结构由此实现，所述自动闭合的离合器5被锁定或者约束在所述离合器5的至少一个操纵位置中并且再也不会自动地闭合，也就是说，当所述滚轮20在所述外侧表面17上在所述凸轮盘扇形段18的区域中滚动时，所述离合器5再也不会自动地闭合。优选所述外侧表面17从所述最小半径R_min连续地一直伸展到所述最大半径R_max，使得在所述凸轮盘13的在所述原始位置与所述凸轮盘扇形段18的开始之间的每个中间位置中通过所述液压介质在所述摇杆14上产生的/作用的力也引起所述凸轮盘13的逆时针的运动，使得所述离合器5自动地闭合。由此在此在仅仅一个位置中或者在所述凸轮盘13的仅仅一个位置范围内设置对于所述离合器5的约束。备选地也可以规定，在所述外侧表面17的圆周上分布地设置至少一个另外的、具有恒定的半径R的凸轮盘扇形段，使得所述执行器10也能够锁定在所述离合器5的完全打开的位置与完全闭合的位置之间的中间位置中。

通过所述执行器10的所建议的结构，由此提供一种机构，通过该机构所述离合器5能够以机械的方式、也就是以流体力学的方式锁定在至少一个位置中。

作为所述具有凸轮盘13的执行器10的构造的替代方案，也可以考虑，取代所述凸轮传动装置而设置肘杆装置作为用于对所述离合器5进行操纵的机构，其中所述肘杆装置尤其构造为双稳定的结构，使得其能够以机械的方式锁定在两个位置中。

通过借助于所述凸轮盘13将所述离合器5锁定在所述完全打开的位置中这种方式，来保证尤其在所述机动车1的滑行运行中有能效地操纵所述离合器，其中同时防止在电的系统失灵时、比如在对于所述执行器10的电动马达的操控失灵时所述离合器5自动地闭合，从而避免所述动力传动系2的未受控制的闭合。所述执行器10尤其根据能够由所述机动车1的驾驶员来操纵的离合器踏板的离合器踏板的位置来运行，从而根据所述离合器踏板位置来使所述凸轮盘13转动。如果所述机动车1的控制器识别出滑行运行是有利的，并且如果所述滑行运行自动地比如通过所述控制器11来设定，那就将所述凸轮盘13转动到约束的位置中。如果驾驶员没有完全操纵所述离合器踏板或者他不是将所述离合器踏板完全踩到底，那就相应于所述离合器踏板操纵仅仅如此程度地转动所述凸轮盘13，使得所述滚轮20没有到达所述凸轮盘扇形段18处并且处于所述外侧表面17的一个区段上，该区段具有减小或者增大的半径R（也就是斜率），从而在驾驶员将其脚从踏板上移走时或者在电的系统、比如用于对所述凸轮盘13进行驱动的电动马达失灵时所述离合器5也可以继续地自动地闭合。所述离合器5由此在离合器部分地闭合时近似像常规的离合器系统一样来运行，在所述常规的离合器系统中在一个系统或者分系统失灵时动力传动系比较快地独立地完全闭合。

Claims (10)

1.用于机动车（1）的离合器装置（12），具有至少一个自动闭合的离合器（5），所述自动闭合的离合器能够通过操纵而从完全闭合的位置置于完全打开的位置中，并且具有至少一个用于自动化地操纵所述离合器（5）的执行器（10），其特征在于设有机构，所述机构至少在需要时以机械的方式将所述离合器（5）锁定在至少一个位置中。

2.按权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，所述机构被构造用于将所述执行器（10）锁定在所述至少一个位置中。

3.按前述权利要求中任一项所述的离合器装置，其特征在于，所述执行器（10）作为用于对所述离合器（5）进行操纵的机构而具有凸轮盘（13）。

4.按前述权利要求中任一项所述的离合器装置，其特征在于，所述执行器（10）具有与所述凸轮盘（13）共同作用的摇杆（14）。

5.按前述权利要求中任一项所述的离合器装置，其特征在于，所述执行器（10）作为用于对所述离合器（5）进行操纵的机构而具有肘杆装置。

6.按前述权利要求中任一项所述的离合器装置，其特征在于，所述机构具有至少一个为所述离合器（5）和/或所述执行器（10）分配的单独的锁定装置、尤其是可转换的联锁装置，通过所述锁定装置所述离合器（5）能够在需要时锁定在至少一个位置中。

7.具有动力传动系的机动车（1），所述动力传动系具有至少一个离合器装置（12），其特征在于按权利要求1到6中一项或者多项所述的离合器装置（12）的构造。

8.用于运行尤其是按权利要求1到6中任一项所述的离合器装置（12）的方法，具有至少一个能够通过操纵而从完全闭合的位置置于完全打开的位置中的自动闭合的离合器（5）并且具有至少一个用于自动化地操纵所述离合器（5）的执行器（10），其特征在于，至少根据所述机动车（1）的当前的行驶模式以机械的方式将所述离合器（5）锁定在一个位置中。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，在离合器踏板被所述机动车（1）的驾驶员完全踩到底时将所述离合器（5）锁定在其完全打开的位置中。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，只有在所述机动车处于滑行运行中时才将所述离合器（5）锁定在其完全打开的位置中。