CN108953417B - 用于离合器的连接和断开装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于离合器的连接和断开装置，包括离合器踏板、离合器缸、动力传递机构、电动致动器和分离机构。所述动力传递机构构造成传递所述离合器踏板的踩下力作为用于所述离合器缸的操作力。所述电动致动器连接至所述动力传递机构以便允许动力传递。所述电动致动器被构造成通过所述动力传递机构向所述离合器缸施加所述操作力。所述分离机构设置在所述动力传递机构中的动力传递路径的一部分上，所述一部分位于所述离合器踏板和所述电动致动器之间。

Description

用于离合器的连接和断开装置
技术领域
本发明涉及一种用于离合器的连接和断开装置，并且具体地，涉及如下的一种用于离合器的连接和断开装置，该装置被构造成通过传递来自离合器踏板的踩下力作为离合器缸的操作力来连接和断开离合器。
背景技术
已知一种连接和断开装置，其对位于发动机和变速器之间的动力传递路径上的离合器进行连接和断开。例如，已知一种如日本专利申请公开第2006-336783(JP 2006-336783 A)号中公开的连接和断开装置。该连接和断开装置被构造成通过传递来自离合器踏板的踩下力作为离合器缸的操作力并且利用操作力来操作离合器缸，来连接和断开离合器。在JP 2006-336783 A中，该连接和断开装置包括辅助离合器踏板的踩下力的电动致动器(离合器辅助装置)。当根据离合器踏板的踩下力来控制电动致动器的操作时，辅助离合器操作。
发明内容
已知一种控制(在下文中，惯性滑行控制)，其在车辆行驶期间通过由电动致动器自动地释放离合器而没有驾驶员的操作来用于增强燃料经济性。当惯性滑行控制被应用于JP 2006-336783 A中的连接和断开装置时，认为电动致动器自动地释放离合器。然而，JP2006-336783 A中的连接和断开装置被构造成使得离合器踏板、电动致动器和离合器缸相互机械地互锁。因此，在惯性滑行控制期间，离合器踏板的行程位置可根据电动致动器的操作改变，这可能使驾驶员感到不适。
本发明提供了一种用于离合器的连接和断开装置，该装置能够防止离合器踏板的行程位置在惯性滑行控制期间改变。
本发明的第一方案涉及一种用于离合器的连接和断开装置。所述连接和断开装置包括离合器踏板、离合器缸、动力传递机构、电动致动器和分离机构。所述离合器踏板构造成由驾驶员操作。所述动力传递机构构造成传递所述离合器踏板的踩下力作为用于所述离合器缸的操作力。所述电动致动器连接至所述动力传递机构以便允许动力传递。所述电动致动器被构造成通过所述动力传递机构向所述离合器缸施加所述操作力。所述分离机构设置在所述动力传递机构中的动力传递路径的一部分上，所述一部分位于所述离合器踏板和所述电动致动器之间。
根据该构造，因为分离机构设置在动力传递机构上，在离合器踏板未被踩下的同时电动致动器向离合器缸施加操作力时，分离机构将离合器踏板和离合器缸分离。由此，能够防止尽管驾驶员未踩下离合器踏板而离合器踏板的行程位置改变的情况。
所述连接和断开装置可进一步包括电子控制单元。所述电子控制单元可构造成当所述驾驶员踩下所述离合器踏板时，控制所述电动致动器以便减小踩下所述离合器踏板所必需的踩下力并向所述离合器缸施加在释放所述离合器的方向上的所述操作力。
根据该构造，当驾驶员踩下离合器踏板时，电动致动器向离合器释放缸施加在减小离合器踏板的踩下力的方向上的操作力。于是，能够减小驾驶员踩下离合器踏板所必需的踩下力。
所述连接和断开装置可进一步包括电子控制单元，其构造成当所述驾驶员未踩下所述离合器踏板时控制所述电动致动器以便释放所述离合器。
根据该构造，当驾驶员未踩下离合器踏板时，电动致动器释放离合器。于是，鉴于施加到车辆的行驶阻力减小并且惯性行驶距离变长，能够增强燃料消耗减少效果。
在所述连接和断开装置中，所述动力传递机构可包括离合器主缸、第一缸和第二缸。所述离合器主缸可置于所述离合器踏板和所述分离机构之间。所述第一缸和所述第二缸可置于所述离合器主缸和所述离合器缸之间。所述分离机构和所述电动致动器可置于所述第一缸和所述第二缸之间。
根据该构造，分离机构和电动致动器置于第一缸和第二缸之间。于是，通过调整第一缸和第二缸的压力接收面积，能够减小要从电动致动器输出的操作力。这能够使电动致动器小型化并减少动力消耗。
在所述连接和断开装置中，所述动力传递机构可包括通过油路与所述离合器缸联接的离合器主缸。所述分离机构和所述电动致动器可置于所述离合器踏板和所述离合器主缸之间。
根据该构造，因为分离机构和电动致动器置于离合器踏板和主缸之间，能够简化连接和断开装置，并且能够抑制部件计数的增加。
在所述连接和断开装置中，所述分离机构可包括第一构件、第二构件和踏板位置保持机构。所述第一构件可构造成与所述离合器踏板互锁。所述第二构件可构造成与所述离合器缸互锁并且在所述离合器踏板被踩下时与所述第一构件接触。所述踏板位置保持机构可构造成产生保持力来将所述第一构件保持在所述离合器踏板的踩下被释放的位置处。
根据该构造，当电动致动器使第二构件远离第一构件移动时，踏板位置保持机构将第一构件保持在离合器踏板的踩下被释放的位置处。这能够防止由电动致动器的操作引起的离合器踏板的行程位置的改变。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同标号表示相同的元件，并且其中：
图1示意性地图示出应用了本发明的车辆中包括的驱动单元的一部分和驱动单元的控制系统；
图2图示出了图1中的离合器的简化结构以及用于连接和断开该离合器的连接和断开装置的简化结构；
图3图示出了图2的连接和断开装置中离合器踏板被驾驶员踩下的状态；
图4图示出了图2的连接和断开装置中电动致动器使第二构件远离第一构件移动的状态；
图5是用于描述图2的连接和断开装置中包括的电子控制单元的控制功能的功能框图；
图6是用于描述图5的电子控制单元的控制操作的要部的流程图，该要部包括在操作离合器踏板的正常行驶模式下连接和断开装置的控制操作；并且
图7图示出了对应于本发明的另一实施例的离合器的简化结构，以及连接和断开该离合器的连接和断开装置的简化结构。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的实施例中，附图根据需要被简化或变形，并且每个部件的细节(例如，比例和形状)可以不同于真实部件的细节。
图1是示意性地图示出应用了本发明的车辆中包括的驱动单元10的一部分的概要图。如图1中图示出的，驱动单元10包括发动机12和手动变速器14。在发动机12和手动变速器14之间的动力传递路径中，设置有用作连接和断开机构的离合器16。离合器16通过连接和断开装置30来适当地连接和断开。将在后面描述连接和断开装置30的结构和操作。
发动机12是产生用于驱动单元10的行驶的驱动力的驱动力源。例如，发动机12是诸如汽油机或柴油机的内燃机。发动机12通过燃烧喷射到气缸内的燃料来产生驱动力。离合器16通常处于接合状态以连接发动机12和手动变速器14之间的动力传递路径。当进行离合器踏板50的踩下操作时，或者当稍后描述的电子控制单元100执行控制操作时，离合器16被置于扭矩传递承载能力减小的滑移状态或处于发动机12与手动变速器14之间的动力传递路径断开的动力传递断开状态。因此，离合器16是将从发动机12输出的动力向手动变速器14的传递连接和断开的连接和断开装置。
手动变速器14是设置在发动机12与驱动轮18之间的动力传递路径中的平行双轴有级变速机构(手动变速器)。手动变速器14通过由驾驶员对换档杆24的手动操作来选择多个档位(变速档)中的一个档位而使从发动机12输入的旋转以规定的变速比γ减速或加速，并输出该旋转。手动变速器14包括多个齿轮对14a至14e，每对在两个旋转轴之间时常彼此啮合。当对应于待换档的任一个档位的成对齿轮在旋转轴之间彼此连接以允许动力传递时，建立五个前进档位和倒退档位中的档位，该前进档位例如包括第一档位“1st”至第五档位“5th”。
同步啮合机构15a至15c(同步机构)使转速不同的旋转轴的转速同步。当同步啮合机构15a至15c在换档时进行操作时实现平顺的换档。当没有选择任何档位时，手动变速器14处于空档状态(动力传递断开状态)。也就是说，当换档杆24被操作到对应于指定档位的换档操作位置时，手动变速器14的档位被换档到选择的档位。当换档杆24被换档到没有选择任何一个档位的空档位置时，手动变速器14处于空档状态。因此，驱动单元10是包括手动变速器14的手动变速车辆(MT车辆)，所述手动变速器14通过驾驶员对换档杆24的手动操作来选择性地形成多个档位。
图2图示出了图1中的离合器的简化结构，以及用于连接和断开离合器16的连接和断开装置30的简化结构。图2图示出了后述的电动致动器70的非激活状态，该状态下驾驶员并未踩下离合器踏板50。
离合器16被构造成包括附接到发动机12的输出轴32的飞轮34、附接到手动变速器14的变速器输入轴36的离合器从动盘38、连接到飞轮34的离合器盖40以及容纳在离合器盖40中的压力板42。离合器16还构造成包括膜片弹簧44和分离轴承46，该膜片弹簧44产生将离合器从动盘38压靠着飞轮34的推力，该分离轴承46位于变速器输入轴36的外周侧，分离轴承46在变速器输入轴36的轴向方向上能够相对于变速器输入轴36移动。
当离合器16处于接合状态时，膜片弹簧44将压力板42和离合器从动盘38压向飞轮34。在这时，飞轮34和离合器从动盘38彼此紧密接触。当分离轴承46向发动机12侧轴向地移动时，膜片弹簧44的内周侧被按压，使得膜片弹簧44变形。结果，用于使离合器从动盘38压靠飞轮34的推力减小。当分离轴承46到达指定位置时，将离合器从动盘38压靠飞轮34的膜片弹簧44的推力变成零，使得离合器从动盘38与飞轮34分离。在这时，离合器16被释放(断开)。
连接和断开装置30被设置成连接和断开离合器16。该连接和断开装置30被构造成包括由驾驶员操作的离合器踏板50、接收离合器踏板50的作为操作力传递的踩下力的离合器释放缸54(在下文中，释放缸54)、传递离合器踏板50的踩下力作为用于释放缸54的操作力的动力传递机构56、以及将释放缸54的操作量传递到分离轴承46的分离叉58。释放缸54对应于本发明的离合器缸。
当驾驶员踩下离合器踏板50时，离合器踏板50围绕着支点50a转动。
动力传递机构56构成离合器踏板50和释放缸54之间的动力传递路径。也就是说，动力传递路径56将离合器踏板50与释放缸54联接以允许(可操作地)动力传递。
动力传递机构56包括：离合器主缸52(在下文中，主缸52)，其将离合器踏板50的由驾驶员提供的踩下力Fft转变成液压压力；第一缸62，其与主缸52操作性地联接；以及第二缸64，其位于第一缸62和释放缸54之间。
离合器踏板50和主缸52通过联接杆60可操作地(机械地)联接。主缸52和第一缸62通过第一油路66可操作地联接。第一缸62和第二缸64通过联接杆65可操作地(机械地)联接。第二缸64和释放缸54通过第二油路68可操作地联接。
主缸52包括圆筒状缸体52a、可滑动地结合在缸体52a中的盘状活塞52b、形成在缸体52a中并填充液压油的液压压力室52c、以及用于储存液压油的储液罐52d。活塞52b和离合器踏板50通过联接杆60机械地联接。当离合器踏板50被踩下时，活塞52b根据踩下量在缸体52a内移动。在这时，在液压压力室52c中产生液压压力。
第一缸62构造成包括圆筒状缸体62a、可滑动地结合在缸体62a中的盘状活塞62b、以及形成在缸体62a中并填充液压油的液压压力室62c。主缸52的液压压力室52a和第一缸62的液压压力室62c通过第一油路66可操作地联接。具体地，当在主缸52中产生的液压压力通过第一油路66传递到第一缸62时，第一缸62的活塞62b被压下。由此，活塞62b在缸体62a内移动。
第二缸64构造成包括圆筒状缸体64a、可滑动地结合在缸体64a中的盘状活塞64b、形成在缸体64a中并填充液压油的液压压力室64c、以及储液罐64d。第一缸62的活塞62b和第二缸64的活塞64b通过联接杆65可操作地(机械地)联接。当活塞62b向释放缸54侧轴向地移动时，活塞64b通过联接杆65而与活塞62b的移动量成比例地轴向移动。联接杆65由串联布置的第一杆65a和第二杆65b构成。后述的分离机构76介于第一杆65a和第二杆65b之间。
释放缸54构造成包括圆筒状缸体54a、可滑动地结合在缸体54a中的盘状活塞54b、以及形成在释放缸54中并填充液压油的液压压力室54c。释放缸54的液压压力室54c和第二缸64的液压压力室64c通过第二油路68可操作地联接。具体地，当第二缸64的活塞64b移动时，在液压压力室64c内产生的液压压力通过第二油路68传递到释放缸54。由此，释放缸54的活塞54b被按压，因此活塞54b被移动。活塞54b与推杆69联接，并且推杆69与活塞54b一体地移动。
因此，在动力传递机构56中，在离合器踏板50被踩下时产生的踩下力Fft通过离合器主缸52、第一油路66、第一缸62、联接杆65、第二缸64和第二油路68被传递作为用于释放缸54的操作力。当操作力传递到释放缸54时，与释放缸54的活塞54b联接的推杆69轴向地移动以便按压分离叉58的一端部。在这时，分离叉58围绕支点58a转动，并且分离叉58的另一端部按压离合器16的分离轴承46。由此，离合器16随着分离轴承46的移动而被释放。
构成联接杆65的第二杆65b连接至电动致动器70。电动致动器70连接至第二杆65b(动力传递机构56)以便允许动力传递，以便使得操作力能够通过第二杆65b(动力传递机构56)施加到释放缸54。电动致动器70由电机72和连接至第二杆65b的减速机74构成以便允许动力传递。
电机72由后述的电子控制单元100旋转地驱动。减速机74是由例如滚珠丝杠构成的机构，以将电机72的旋转运动转换成第二杆65b的轴向平移运动。因此，当电机72旋转时，轴向操作力被施加到第二杆65b。因此，第二杆65b根据旋转位置沿轴向方向移动。
设置在构成联接杆65的第一杆65a和第二杆65b之间的是能够连接和断开第一杆65a和第二杆65b的分离机构76。换句话说，分离机构76设置在动力传递机构56的一部分上，该部分位于离合器踏板50和电动致动器70(减速机74)之间。分离机构76包括连接到第一杆65a的轴向端的板状第一构件78、连接到第二杆65b的轴向端的板状第二构件80、以及与第一构件78联接的踏板位置保持机构82。第一构件78构造成通过主缸52和第一缸62而与离合器踏板50互锁，并且第二构件80构造成将第二缸64与释放缸54互锁。
第一构件78和第二构件80被放置成使得它们的板面彼此面对并且当离合器踏板50被踩下时它们的板面彼此接触。踏板位置保持机构82介于第一构件78和固定构件84之间。踏板位置保持机构82由诸如弹簧的弹性构件构成，以产生将第一构件78保持在踩下释放位置处的保持力Fkeep，在所述踩下释放位置处，离合器踏板50的踩下被释放。图2中图示出的第一构件78的位置对应于踩下释放位置。在图2中，离合器踏板50的踩下被释放。在这时，第一构件78通过踏板位置保持机构82的保持力Fkeep保持在踩下释放位置。保持力Fkeep通过实验或设计预先获得。保持力Fkeep被设定为至少足够大以当驾驶员只是将他或她的腿放在离合器踏板50上时防止离合器踏板50移动。
在图2中，当来自膜片弹簧44的推力(弹性恢复力)通过分离轴承46、分离叉58、释放缸54、第二缸64和第二杆65b传递时，第二构件80移动到离合器16完全接合的位置。在本实施方式中，在驾驶员没有踩下离合器踏板50并且电动致动器70非激活的状态下，第一构件78和第二构件80被调整为在分离机构76中彼此接触。
图3图示出了由于驾驶员踩下离合器踏板50而释放离合器16的状态。当离合器踏板50被踩下时，在主缸52的液压压力室52c中产生液压压力，并且所产生的液压压力通过第一油路66传递到第一缸62的液压压力室62c。液压压力引起第一缸62工作，并且引起活塞62b和与活塞62b联接的第一杆65a向释放缸54侧(页面右侧)轴向移动。在这时，连接到第一杆65a的第一构件78克服踏板位置保持机构82的保持力Fkeep向释放缸54侧移动，直到第一构件78到达离合器16的图3中图示出的接合释放位置。
在图3中，第二构件80被第一构件78按压以便移动到图3中图示出的离合器16的接合释放位置。在这时，当第一构件78和第二构件80在分离机构76中彼此接触时，来自第一构件78的按压力传递到第二构件80。而且，因为与第二构件80联接的第二杆65b向释放缸54侧移动，活塞64b与第二杆65b协同移动。在这时，在第二缸64的液压压力室64c中产生液压压力，并且液压压力通过第二油路68传递到释放缸54的液压压力室54c。因为释放缸54的活塞54b被液压压力按压，活塞54b和推杆69被向释放离合器16的那侧移动。由此，离合器16通过分离叉58来释放。
图4图示出了驾驶员没有踩下离合器踏板50并因此电动致动器70释放离合器16的状态。当电动致动器70被驱动时，第二杆65b向释放缸54侧轴向移动，使得在第二缸64的液压压力室64c中产生液压压力。所产生的液压压力传递到液压压力室54c作为用于释放缸54的操作力。与变速器关联，释放缸54的活塞54b移动，并且与活塞54b联接的推杆69向离合器16的释放侧移动。于是，分离叉58被按压，并且离合器16被释放。由此，电动致动器70构造成能够施加能够释放离合器16的操作力。
在图4中，踏板位置保持机构82将第一构件78保持在离合器踏板50的踩下释放位置。随着第二杆65b的轴向移动，第二构件80向远离第一构件78的那侧(释放缸54侧)移动。因此，第一构件78与第二构件80间隔开，使得第一构件78和第二构件80在分离机构76中分离。因此，即使当电动致动器70释放离合器16时，分离机构76将第一构件78和第二构件80分离，这防止第一杆65a和第二杆65b互锁。于是，离合器踏板50被保持在踩下释放位置。
当建立了用于执行惯性行驶的惯性行驶条件时实现了图4中图示出的状态，并因此输出电动致动器70的自动控制要求，并控制电动致动器70。当在惯性行驶期间离合器16被释放时，发动机12与手动变速器14之间的动力传递路径被断开。因此，施加到车辆的行驶阻力减小，并且能够惯性行驶的惯性行驶距离(和惯性行驶时间)增加。在此，在本实施例中，发动机12在离合器16被释放的惯性行驶期间停止。因此，当惯性行驶距离(和惯性行驶时间)在惯性行驶期间随着离合器16的释放而增加时，增强了由于惯性行驶而减少燃料消耗的效果。
如图2至图4中图示出的，第一缸62和第二缸64被置于动力传递机构56的位于主缸52和释放缸54之间的部分上。分离机构76和电动致动器70(减速机74)被置于第一缸62和第二缸64之间。具体而言，第一缸62被置于主缸52与分离机构76之间，并且第二缸64被置于电动致动器70的减速机74与释放缸54之间。
通过上面的布置，在主缸52和释放缸54之间的区域中，即由图2中的虚线围绕的区域，诸如第一缸62、分离机构76、电动致动器70、第二缸64、后述的电子控制单元100、行程传感器102、旋转传感器104和油压传感器105的部件能够被构成为一个组件。在此，在现有的车辆中，主缸52和释放缸54通过油路连接，并因此由于设计限制而难以改变气缸的放置位置。然而，因为上面的部件被构成为一个组件，能够通过在主缸52和释放缸54之间设置组件来改变设计。由此，因为可以对现有车辆进行少量改变来实现上述配置，从而实现了增强的通用性。尽管第一缸62和第二缸64结合在液压回路中，调整第一缸62和第二缸64的压力接收面积使得能够相对于离合器踏板50的踩下力Fft减小要从电动致动器70产生的推动力。于是，能够使电动致动器70(主要是电机72)小型化，并因此能够降低电机72的电力消耗。
电子控制单元100控制电动致动器70的驱动状态。例如，电子控制单元100被配置为包括所谓的微型计算机，其包括CPU、RAM、ROM和输入-输出接口。CPU通过在使用RAM的临时存储功能的同时根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理，来控制电动致动器70的驱动状态。
电子控制单元100接收各种信号。这些信号包括：指示对应于离合器踏板50的踏板行程位置Lpd的、第一缸62中的活塞62b的行程位置Ls的信号，该行程位置Ls由行程传感器102进行检测；以及指示与离合器16的操作状态相关的电机72的旋转位置θm的信号，该旋转位置θm由旋转传感器104进行检测。这些信号还包括：指示第一油路66中的液压压力Poil的信号，该液压压力Poil由油压传感器105进行检测；指示由加速器操作量传感器106检测到的加速器操作量θacc的信号；指示由制动器开关108检测到的制动操作是否存在Bon的信号；以及指示由车速传感器110检测到的车速V的信号。电子控制单元100输出电机72的驱动信号Sm。
图5是用于描述电子控制单元100的控制功能的功能框图。电子控制单元100在功能上包括：致动器控制部120，其用作致动器控制装置；系统异常判定部122，其用作系统异常判定装置；踏板操作判定部124，其用作踏板操作判定装置；以及自动控制请求判定部126，其用作自动控制请求判定装置。
致动器控制部120根据车辆行驶状态来控制电动致动器70(电机72)，以通过减速机74来施加用于使第二杆65b沿轴向方向移动的操作力。因此，动力传递机构56的操作状态，即，离合器16的连接和断开状态受到控制。
致动器控制部120基于在车辆运行期间于任意时间执行的系统异常判定部122、踏板操作判定部124和自动控制请求判定部126的各判定结果来控制电动致动器70(电机72)。
系统异常判定部122判定连接和断开装置30的系统异常的发生。例如，在基于由第一缸62中的活塞62b的行程位置Ls计算出的离合器踏板50的踏板行程位置Lpd的电机72的旋转位置θm的参考值θmst和由旋转传感器104检测出的电机72的实际旋转位置θm之间的差值Δθ(＝|θmst-θm|)大于预设容许值α的情况下，系统异常判定部122判定在该系统中发生异常。容许值α被设定为系统操作可以被判定为正常的范围内的阈值。由于离合器踏板50的踏板行程位置Lpd和第一缸62的活塞62b的行程位置Ls具有一一对应关系，所以踏板行程位置Lpd从行程位置Ls唯一地计算出。
由于离合器踏板50和电机72被机械地联接，因此相对于踏板行程位置Lpd的电机72的旋转位置θm被唯一地确定。系统异常判定部122将相对于踏板行程位置Lpd的电机72的旋转位置θm作为参考值θmst来存储，并且判定参考值θmst与实际检测出的旋转位置θ之间的差值Δθ是否大于容许值α。当差值Δθ大于容许值α时，有可能在行程传感器102或旋转传感器104中发生异常。由此，当差值Δθ变得等于或高于容许值α时，系统异常判定部122判定在连接和断开装置30的系统中发生异常。
当系统异常判定部122判定系统中发生异常时，致动器控制部120将操作模式切换到电动致动器70非激活的故障保护模式。当电动致动器70非激活时，不再从电动致动器70施加操作力。因此，踩下离合器踏板50必需的踩下力Fft增加。因此，因为驾驶员由于踩下力Fft的增加而感到不适，驾驶员可以感觉到系统的异常。而且，甚至当系统中发生异常时，连接和断开装置30也能够通过离合器踏板50的踩下操作而将操作力传递到释放缸54，这是因为离合器踏板50和离合器16被机械地联接。这使得驾驶员能够连接和断开离合器16。由此，因为甚至当在系统中发生异常的情况下也能够继续行驶操作(例如跛行回家操作)，增强了连接和断开装置30的可靠性。
踏板操作判定部124由行程传感器102检测到的第一缸62中的活塞62b的行程位置Ls来计算离合器踏板50的踏板行程位置Lpd。基于计算出的踏板行程位置Lpd是否大于零，踏板操作判定部124判定离合器踏板50的操作是否存在。在本实施例中，在离合器踏板50的踩下被释放的状态下，踏板行程位置Lpd被设定为零。
当踏板操作判定部124判定离合器踏板50被操作(执行操作)时，致动器控制部120控制电动致动器70(电机72)以执行辅助控制，其向释放缸54施加在减小离合器踏板50的踩下力Fft的方向上，即在释放离合器16的方向上，的操作力(在下文中，辅助力Fas)。具体地，致动器控制部120通过引起电动致动器70产生辅助力Fas，使得当踩下离合器踏板50时产生的踩下力Fft与根据踏板行程位置Lpd设定的目标离合器踏板踩下力Fft_tg相匹配，来辅助实际离合器踏板操作所必需的踩下力的不足。下面将描述致动器控制部120对电动致动器70的辅助控制。
致动器控制部120通过将由油压传感器105检测出的第一油路66中的液压压力Poil乘以主缸52的活塞52b的压力接收面积S(Poil×S)来计算离合器踏板50的踩下力Fft。
致动器控制部120预存目标踩下力Fft_tg相对于离合器踏板50的踏板行程位置Lpd的关系图。致动器控制部120通过将离合器踏板50的踏板行程位置Lpd应用到关系图来计算目标踩下力Fft_tg。将提前通过实验或设计获得的关系图设定为考虑到离合器踏板50的可操作性的值。
致动器控制部120计算在基于由油压传感器105检测出的液压压力Poil的离合器踏板50的踩下力Fft和从踏板行程位置Lpd得到的目标踩下力Fft_tg之间的差值ΔFft(＝Fft﹣Fft_tg)，并且计算产生差值ΔFft所必需的电动致动器70的辅助力Fas。致动器控制部120还预存从电动致动器70施加(传递)到动力传递机构56的操作力Fac与电机72的指示电流Iid之间的关系图。致动器控制部120通过将计算出的辅助力Fas应用于关系图中的操作力Fac来计算指示电流Iid。当致动器控制部120将计算出的指示电流Iid输出到电机72时，产生对应于踏板行程位置Lpd的辅助力Fas，并且离合器踏板50的踩下力Fft被控制为目标踩下力Fft_tg。
当踏板操作判定部124判定离合器踏板50未被操作(操作未被执行)时，自动控制请求判定部126判定是否从电动致动器70输出离合器16的自动控制请求。在本实施例中，当用于执行惯性行驶的惯性行驶条件成立时，电动致动器70输出离合器16的自动控制请求。由此，当加速器操作量θacc为零并且制动开关Bon处于关断状态的惯性行驶条件成立时，自动控制请求判定部126判定输出自动控制请求。当选择驾驶员对离合器踏板50的操作非必需的行驶模式(在下文中，“踏板少操作行驶模式”)时，自动控制请求判定部126还判定输出自动控制请求。
当因为惯性行驶条件成立而判定输出自动控制请求时，致动器控制部120执行自动连接和断开控制。该自动连接和断开控制用于控制电动致动器70以便引起电动致动器70产生在释放离合器16的方向上的操作力，并由此将第二杆65b移动到离合器16的释放侧(释放缸54侧)以释放离合器16。
当离合器16在惯性行驶期间被释放时，发动机12与手动变速器14之间的动力传递被切断，并因此施加到车辆的行驶阻力减小。于是，能够惯性行驶的惯性行驶距离(和惯性行驶时间)与当离合器16被连接时的惯性行驶相比增加。在本实施例中，在离合器16被释放的同时，发动机12在惯性行驶期间停止。因此，与惯性行驶时增加的惯性行驶距离(和惯性行驶时间)成比例地增强燃料消耗减少效果。在惯性行驶期间释放离合器16的这种控制也被称为惯性滑行控制。
在此，如在图4中图示出的，在电动致动器70释放离合器16的状态下，第二缸64的第二杆65b和第二构件80向释放缸54侧移动。在这时，第二构件80向与分离机构76中的第一构件78分开的那侧移动。同时，踏板位置保持机构82将第一构件78保持在离合器踏板50的踩下释放位置。由此，即便在电动致动器70释放离合器16的情况下，因为第一构件78和第二构件80在分离机构76中分离，离合器踏板50被保持在踩下释放位置。这使得能够防止由电动致动器70的操作引起的离合器踏板50的踏板行程位置Lpd中的改变。
当在由电动致动器70对离合器16进行的自动连接和断开控制期间踩下离合器踏板50时，与分离机构76被连接的情况相比，减小了离合器踏板50的踩下力Fft。结果，离合器踏板50的踩下过渡阶段的感觉改变，这使得驾驶员能够在离合器16的自动连接和断开控制期间感测到中断操作的执行。
当在由于如在电动致动器70执行的离合器16的自动连接和断开控制期间加速器踏板被踩下的原因而使得惯性行驶条件不成立时，致动器控制部120控制电动致动器70以连接离合器16，并结束自动连接和断开控制。
当因为选择了踏板少操作行驶模式而判定自动控制请求被输出时，致动器控制部120控制电动致动器70以执行适当地连接和断开离合器16的自动连接和断开控制。
例如，当选择了踏板少操作行驶模式并且在起动车辆时踩下加速器踏板时，致动器控制部120控制电动致动器70来以预先设定的接合速度连接离合器16。当在车辆停止时踩下制动踏板而使得车速V变得等于或低于预期车辆停止的阈值时，致动器控制部120通过控制电动致动器70以释放离合器16来防止发动机关闭。当取消踏板少操作行驶模式的选择时，自动连接和断开控制结束并且切换到涉及离合器踏板50的操作的控制。
当在车辆起动时和换档时执行离合器踏板50的突然踩下释放操作时，致动器控制部120控制电动致动器70以防止离合器16的突然接合并由此抑制发动机故障和换档冲击。
图6是用于描述电子控制单元100的控制操作的主要部分的流程图，该主要部分是行驶期间连接和断开装置30的控制操作。该流程图在车辆行驶期间重复执行。
首先，在与致动器控制部120的控制功能对应的步骤ST1(在下文中，省略术语“步骤”)中，致动器控制部120基于由行程传感器102检测到的第一缸62中的活塞62b的行程位置Ls来检测离合器踏板50的踏板行程位置Lpd。
接下来，在与系统异常判定部122的控制功能对应的ST2中，系统异常判定部122判定连接和断开装置30的系统中是否发生了异常。在系统异常判定部122未判定系统异常时，在ST2中作出否定判定，并且处理进行到ST3。当系统异常判定部122判定系统异常时，在ST2中作出肯定判定，并且处理进行到ST7。
在与致动器控制部120的控制功能对应的ST7中，与系统的异常判定相关联，电动致动器70(电机72)变为非激活，使得不再从电动致动器70施加操作力(辅助力Fas)。于是，随着操作离合器踏板50所必需的踩下力Fft增加，驾驶员感到不适并且由此感测到异常的发生。甚至当电动致动器70变为非激活时，离合器16仍然可以由驾驶员操作离合器踏板50来连接和断开。因此，车辆的行驶可以继续。
在与踏板操作判定部124的控制功能对应的ST3中，踏板操作判定部124判定是否存在离合器踏板50的操作。当踏板操作判定部124判定离合器踏板50的操作时(执行操作)时，在ST3中作出肯定判定，并且处理进行到ST4。当踏板操作判定部124判定驾驶员没有操作离合器踏板50(驾驶员并未踩下离合器踏板50)(未执行操作)时，在ST3中作出否定确定，并且处理进行到ST5。
在与致动器控制部120的控制功能对应的ST4中，致动器控制部120执行辅助控制，其根据离合器踏板的踏板行程位置Lpd使得电动致动器70产生辅助力Fas。
在与自动控制请求判定部126的控制功能对应的ST5中，自动控制请求判定部126判定是否输出离合器16的自动控制请求。当没有输出自动控制请求时，在ST5中作出否定判定，并且本例程结束。当输出自动控制请求时，在ST5中作出肯定判定，并且处理进行到ST6。
在与致动器控制部120的控制功能对应的ST6中，电动致动器70执行离合器16的自动连接和断开控制。在此，当电动致动器70释放离合器16时，分离机构76将第一构件78和第二构件80分离，结果，离合器踏板50和离合器16断开。由此，甚至当离合器16被释放时，离合器踏板50的踏板行程位置Lpd也不随离合器16的释放而变化。这使得能够消除给予驾驶员的不适。
如前所述，根据本实施例，分离机构76设置在动力传递机构56上。因此，当电动致动器70向释放缸54施加操作力而同时离合器踏板50未被踩下时，分离机构76将离合器踏板50和释放缸54分离。由此，能够防止尽管驾驶员没有踩下离合器踏板50但离合器踏板50的踏板行程位置Lpd发生变化的情况。
根据本实施例，当驾驶员踩下离合器踏板50时，电动致动器70向释放缸54施加在减小离合器踏板50的踩下力Fft的方向上的辅助力Fas(操作力)。由此，能够减小驾驶员踩下离合器踏板50所必需的踩下力Fft。当在驾驶员没有踩下离合器踏板50的情况下建立了惯性行驶条件时，电动致动器70释放离合器16。因此，鉴于施加到车辆的行驶阻力减小并且惯性行驶距离变长，可以增强燃料消耗减少效果。
根据本实施例，当电动致动器70使第二构件80向与第一构件78分开的那侧移动时，踏板位置保持机构82将第一构件78保持在离合器踏板50的踩下被释放的位置处。由此，防止了与电动致动器70的操作有关的离合器踏板50的踏板行程位置Lpd的变化。
现在描述本发明的另一个实施例。在以下描述中，与上述实施例中的部件相同的部件由相同的附图标记表示以省略其描述。
图7图示出了对应于本发明的另一个实施例的、连接和断开离合器16的连接和断开装置150的简化结构。因为离合器16具有与前述实施例相同的结构，离合器16由相同的附图标记表示以省略其说明。连接和断开装置150与前述实施例的连接和分离装置30的不同之处在于没有设置第一缸62和第二缸64。在下文中，主要描述与上述实施例的连接和断开装置30的不同点。
连接和断开装置150构造成包括离合器踏板50、释放缸54、传递离合器踏板50的踩下力作为释放缸54的操作力的传递机构152以及分离叉58。
动力传递机构152可操作地连接在离合器踏板50和释放缸54之间。动力传递机构152构造成包括机械地联接离合器踏板50和主缸52的联接杆154、产生与离合器踏板50的踩下相对应的液压压力的主缸52、以及连接形成在主缸52中的液压压力室52c和形成在释放缸54中的液压压力室54c的油路158。
联接杆154由串联配置的第一杆154a和第二杆154b构成。分离机构160设置在第一杆154a和第二杆154b之间。分离机构160包括连接到第一杆154a侧的第一构件162、连接到第二杆154b侧的第二构件164以及与第一构件162联接的踏板位置保持机构166。因为分离机构160在结构和操作上基本上类似于上述分离机构76，省略其描述。
在第二杆154b上方，设置电动致动器168以便允许动力传递到第二杆154b。电动致动器168由电机170和连接到第二杆154b的减速机172构成以允许动力传递。因为电动致动器168在结构和操作上基本类似于上述实施例中的电动致动器70，省略其描述。
在本实施例中，分离机构160和电动致动器168(减速机74)置于离合器踏板50与主缸52之间，并且主缸52与释放缸54通过油路158联接。因此，分离机构160和电动致动器168(减速机74)置于离合器踏板50和主缸52之间，这使得能够消除上述实施例中的第一缸62和第二缸64。因此，与上述连接和断开装置30相比，可以简化连接和断开装置150，并且可以抑制部件计数的增加。
因为连接和断开装置150的控制的细节与上述实施例中的细节基本上相同，省略其描述。在本实施例中，附接到离合器踏板50的行程传感器174直接检测踏板行程位置Lpd。行程传感器176检测释放缸54的行程位置Lr1作为与离合器16的连接和断开状态有关的参数。
同样在如上所述配置的连接和断开装置150中，可以获得与上述实施例相同的效果。具体而言，当电动致动器168释放离合器16时，电动致动器168将第二杆154b向释放筒54侧移动。在这时，在分离机构160中，第一构件162和第二构件164分离，并且踏板位置保持机构166将第一构件162保持在离合器踏板50的踩下释放位置。因此，甚至当离合器16被释放时，离合器踏板50被保持在踩下释放位置。由此，能够防止在离合器16的自动控制期间由离合器踏板50的踏板行程位置Lpd的变化引起的不适。
当在连接和断开装置150的系统中发生异常时，能够通过离合器踏板50的踩下操作来释放离合器16，这是因为离合器踏板50和释放缸54被机械地联接。在这种情况下，因为电动致动器168不再施加辅助力Fas，离合器踏板50的踩下力Fft增加。这给驾驶员带来不适感，使得驾驶员能够感知异常的发生。而且，在连接和断开装置150中，设置在上述连接和断开装置30中的第一缸62和第二缸64变成非必要。因此，可以简化连接和断开装置150，并且可以抑制部件计数的增加。
尽管已经基于附图详细描述了本发明的实施例，但本发明也适用于其他模式。
例如，在上述实施例中，由第一缸62的活塞62b的行程位置Ls来计算离合器踏板50的踏板行程位置Lpd。然而，行程位置Ls可以是任何参数，只要能够基于此来计算踏板行程位置Lpd。例如，踏板行程位置Lpd也可以通过设置检测联接杆60的行程位置的传感器来计算，或者可以通过设置直接检测踏板行程位置Lpd的传感器来计算。
在上述实施例中，设置了检测电机72的旋转位置θm的旋转传感器104。然而，例如，旋转传感器104可以由检测释放缸54的行程位置或第二缸64的行程位置的传感器代替。简言之，可以适当地改变与离合器16的连接和断开状态(操作状态)有关的参数。
在上述实施例中，释放缸54的操作量通过分离叉58传递到分离轴承46。然而，本发明适用于同心从动缸邻近离合器16设置的构造。
尽管在上述实施例中发动机12在惯性滑行期间停止，但发动机12可以在惯性滑行期间执行空转操作。
尽管在上述实施例中减速机74由滚珠丝杠构成，但可以适当地应用将旋转运动转换成平移运动的任何机构，诸如齿条和小齿轮。
所公开的实施例仅仅是实例，并且本发明可以基于本领域技术人员的知识在应用各种布置和修改的模式下执行。

Claims (5)

1.一种用于离合器的连接和断开装置，所述连接和断开装置的特征在于包括：
离合器踏板，其构造成由驾驶员操作；
离合器缸；
动力传递机构，其构造成传递所述离合器踏板的踩下力作为用于所述离合器缸的操作力；
电动致动器，其连接至所述动力传递机构以便允许动力传递，所述电动致动器被构造成通过所述动力传递机构向所述离合器缸施加所述操作力；以及
分离机构，其设置在所述动力传递机构中的动力传递路径的一部分上，所述一部分位于所述离合器踏板和所述电动致动器之间，
所述分离机构包括第一构件、第二构件和踏板位置保持机构，
所述第一构件构造成与所述离合器踏板互锁，
所述第二构件构造成与所述离合器缸互锁并且在所述离合器踏板被踩下时与所述第一构件接触，并且
所述踏板位置保持机构构造成产生保持力来将所述第一构件保持在所述离合器踏板的踩下被释放的位置处。
2.根据权利要求1所述的用于离合器的连接和断开装置，其特征在于进一步包括电子控制单元，其构造成当所述驾驶员踩下所述离合器踏板时，控制所述电动致动器以便减小踩下所述离合器踏板所必需的踩下力并向所述离合器缸施加在释放所述离合器的方向上的所述操作力。
3.根据权利要求1所述的用于离合器的连接和断开装置，其特征在于进一步包括电子控制单元，其构造成当所述驾驶员未踩下所述离合器踏板时控制所述电动致动器以便释放所述离合器。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于离合器的连接和断开装置，其特征在于
所述动力传递机构包括离合器主缸、第一缸和第二缸，
所述离合器主缸置于所述离合器踏板和所述分离机构之间，
所述第一缸和所述第二缸置于所述离合器主缸和所述离合器缸之间，并且
所述分离机构和所述电动致动器置于所述第一缸和所述第二缸之间。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于离合器的连接和断开装置，其特征在于
所述动力传递机构包括通过油路与所述离合器缸联接的离合器主缸，并且
所述分离机构和所述电动致动器置于所述离合器踏板和所述离合器主缸之间。
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