CN111173867B - 摩擦接合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摩擦接合装置，能够经由监测所具备的构件的操作参数来推断摩擦接合部是否产生异常摩耗。摩擦接合装置连接输入轴与输出轴，以将来自驱动源的驱动力从所述输入轴传递至所述输出轴。所述摩擦接合装置包括壳体、摩擦接合部、活塞、油泵以及马达。壳体设置于所述输入轴与所述输出轴之间。摩擦接合部配置于所述壳体内，并由多个摩擦件所构成。活塞设置于所述摩擦接合部的一侧，用以按压所述摩擦接合部。油泵用以使所述活塞运作。马达用于驱动所述油泵。在所述摩擦接合装置中，经由监测所述摩擦接合装置的操作参数的数值，来检测所述摩擦接合部的所述摩擦件的异常摩耗。

Description

摩擦接合装置
技术领域
本发明涉及一种于驱动力传递装置中作为离合器(clutch)与制动器(brake)等的摩擦接合装置。
背景技术
在现有技术中，搭载于车辆的驱动力传递装置具备油压式(hydraulic type)的摩擦接合装置(例如是离合器或制动器)。作为此等摩擦接合装置，通常包括壳体、设置于壳体内的多个摩擦板、与设置于所述摩擦板的一侧的活塞，而所述活塞能够通过来自被马达驱动的油泵的油压的推动而按压所述摩擦板。然而，当摩擦件的表面产生划痕(scratch)和毛刺(burr)时，所述摩擦件所构成的摩擦接合装置产生异常摩耗(abnormal wear)。在此情况下，所述摩擦件所产生的摩耗粉(wear powder)的尺寸变大，且所述摩耗粉在短时间内可能大量产生，造成摩擦接合装置所连接的滤油器(oil strainer)产生堵塞的状况，进而使滤油器的阻抗增加。此时，滤油器变得难以吸入油，导致来自油泵的油压下降至失效程度。如此，活塞的行程(stroke)量增加，导致马达的电流值/扭矩等操作参数的变化量也随之增加，因此油压的响应性恶化，进而增加部件脱落的可能性。
因此，在专利文献1中，摩擦接合装置具备设置于活塞所在的油室中的减压阀(relief valve)。在活塞相对于摩擦板移动的过程中，所述减压阀所具备的阀弹性件也随之移动。当活塞相较于正常情况下更往摩擦板移动时，阀弹性件的施加力使油室内的油压下降，藉此检测出摩擦板是否产生异常摩耗(即油压值是否低于基准值)。再者，在专利文献2中，摩擦接合装置具备设置于活塞所在的空间中的弹性件与负载传感器。在活塞相对于摩擦板移动的过程中，所述弹性件也随之移动，而负载传感器能够检测出弹性件的压缩负载，藉此检测出摩擦板是否产生异常摩耗(即压缩负载的变化量是否超过基准值)，并通过控制部件将异常摩耗的警告信息通知驾驶。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2017-172763号公报
专利文献2:日本特开2002-340019号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在现有技术中，如专利文献1与2所述般，通常需要在活塞所在的油室中设置额外的弹性件或者更进一步设置传感器，才能检测出摩擦件的异常摩耗，此举增加摩擦接合装置所需部件与成本。
[解决问题的技术手段]
本发明提供一种摩擦接合装置，其能够经由监测摩擦接合装置所具备的构件的操作参数来推断摩擦接合部是否产生异常摩耗。
本发明的实施例的摩擦接合装置连接输入轴与输出轴，以将来自驱动源的驱动力从所述输入轴传递至所述输出轴。所述摩擦接合装置包括壳体、摩擦接合部、活塞、油泵以及马达。壳体设置于所述输入轴与所述输出轴之间。摩擦接合部配置于所述壳体内，并由多个摩擦件所构成。活塞设置于所述摩擦接合部的一侧，用以按压所述摩擦接合部。油泵用以使所述活塞运作。马达用于驱动所述油泵。在所述摩擦接合装置中，经由监测所述摩擦接合装置的操作参数的数值，来检测所述摩擦接合部的所述摩擦件的异常摩耗。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述摩擦接合装置的操作参数包括所述马达用以驱动所述油泵的电流值。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述马达的电流值是由所述马达的扭矩而得知。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述摩擦接合装置的操作参数包括所述油泵的油压值。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述油泵具备油压传感器，所述油泵的油压值是由所述油压传感器而得知。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述摩擦接合装置连接至滤油器，而所述摩擦接合装置的操作参数包括所述滤油器的阻抗值。
在根据本发明的实施例的摩擦接合装置中，所述壳体包括结合于所述输入轴的外引导部、以及配置于所述外引导部的内径侧并结合于所述输出轴的内引导部，而所述摩擦接合部配置于所述外引导部及所述内引导部之间。
[发明的效果]
基于上述，在本发明的摩擦接合装置中，经由马达驱动油泵使活塞运作，进而能够经由活塞按压摩擦接合部的摩擦件，如此使摩擦接合装置调整从所述输入轴传递至所述输出轴的驱动力。在此过程中，经由监测摩擦接合装置的操作参数的数值，来检测/推断摩擦接合部的摩擦件的异常摩耗。据此，本发明的摩擦接合装置不需设置额外构件，便能够经由监测摩擦接合装置所具备的构件的操作参数来推断摩擦接合部是否产生异常摩耗。
附图说明
图1为具有本发明一实施例的摩擦接合装置的驱动力传递装置1的剖面图；
图2为具有本发明一实施例的摩擦接合装置的另一驱动力传递装置的框示意图；
图3为图1的摩擦接合装置的局部放大的剖面图。
附图标号说明
1、1a：驱动力传递装置；
2：小齿轮轴；
3：小齿轮；
4：环形齿轮；
5：输入轴；
6L：左车轴；
6R：右车轴；
10：壳体；
15：齿轮室；
16：右离合器室；
17：左离合器室；
20：摩擦接合装置；
20a：摩擦接合部；
21：外引导部；
21a：卡合内沟；
22：内引导部；
22a：卡合外沟；
23：压力板；
23a、25a：卡合外齿；
24：摩擦板；
24a：卡合内齿；
25：端板；
26：轴承；
33：活塞；
41：活塞壳体；
42：活塞室；
43：收容部；
50：液压油供应部；
51：阀体；
52：线性电磁阀；
53：马达；
54：油泵；
54a：油压传感器；
55：液压油通道；
57：滤油器；
CR：右离合器；
CL：左离合器。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1为具有本发明一实施例的摩擦接合装置20的驱动力传递装置1的剖面图。请参考图1，在本实施例中，以将摩擦接合装置20作为右离合器CR和左离合器CL而应用于驱动力传递装置1为力进行说明。驱动力传递装置1包括与由来自未示出的发动机(engine)(即驱动源(driving source))所传递的驱动力来旋转驱动的传动轴(propeller shaft)(未示出)连接的小齿轮轴(pinion shaft)2、形成在小齿轮轴2前端的小齿轮(pinion gear)3、与跟小齿轮3啮合的环形齿轮(ring gear)4。此外，环形齿轮4安装在与左车轴6L和右车轴6R同轴设置的输入轴5的外周上。因此，当小齿轮轴2经由发动机和传动轴而旋转驱动时，驱动力经由小齿轮3和环形齿轮4传递到输入轴5，使得输入轴5也随之旋转。
在输入轴5中安装有环形齿轮4的端部上，设有在输入轴5与左车轴6L之间进行驱动力的传递的左离合器CL，而在输入轴5中相反于环形齿轮4的另一端部上，设有在输入轴5与右车轮6R之间进行驱动力的传递的右离合器CR。此处的右离合器CR和左离合器CL即为摩擦接合装置20。输入轴5的前述旋转能够经由右离合器CR和左离合器CL传达至作为输出轴的左车轴6L和右车轴6R。驱动力传递装置1的壳体10能够分隔成在中心的齿轮室15、以及在齿轮室15的相对两侧的右离合器室16和左离合器室17。小齿轮3和环形齿轮4设置于齿轮室15内，右离合器CR设置于右离合器室16，而左离合器CL设置于左离合器室17。
再者，液压油供应部50设置在右离合器室16中。液压油供应部50包括阀体51和线性电磁阀(linear solenoid valve)52，通过马达53驱动油泵54而将液压油供应到阀体51和线性电磁阀52，进而经由阀体51和线性电磁阀52将液压油供应到左离合器CL和右离合器CR等。此外，在输入轴5内形成有液压油通道55，用于将液压油从阀体51和线性电磁阀52引导至右离合器CR。尽管未示出，但是从阀体51和线性电磁阀52排出的液压油通过输入轴5并且还被引导至左离合器CL。并且，滤油器57设置于齿轮室15内并连接于作为右离合器CR和左离合器CL的摩擦接合装置20。滤油器57具有用于在下面吸入液压油的吸入口(未示出)，能够从所述吸入口吸入聚集在齿轮室15的液压油。
上述有关驱动力传递装置1的结构说明仅为其中一种实施方式，本发明并不以此为限制。针对驱动力传递装置1所具备的结构组成能够依据需求调整。举例而言，图2为具有本发明一实施例的摩擦接合装置20的另一驱动力传递装置1a的框示意图。图2省略示出与图1相似的结构组成，主要差异在于，在图2的实施方式中，针对作为右离合器CR和左离合器CL的两组摩擦接合装置20，对应设置有两组液压油供应部50与两个油泵54。所述两组液压油供应部50与两个油泵5分别设置在如图1所示的右离合器室16和左离合器室17内，而分别连接至对应的摩擦接合装置20(即分别连接至右离合器CR和左离合器CL)。有关液压油供应部50、马达53、油泵54与滤油器57的说明请参考前述内容。如此，通过马达53驱动对应的油泵54而将液压油供应到对应的阀体51和对应的线性电磁阀52，进而经由对应的阀体51和对应的线性电磁阀52将液压油供应到对应的左离合器CL或对应的右离合器CR。藉此，可省略将液压油从右离合器室16/右离合器CR引导至左离合器室17/左离合器CL的结构组成。由此可知，本发明所提出的摩擦接合装置20能够应用于各种结构组成的驱动力传递装置1或1a，即摩擦接合装置20所应用的驱动力传递装置1或1a的结构组成能够依据需求调整。此外，虽然本发明是将摩擦接合装置20作为离合器进行说明，但本发明亦不以此为限制。
图3为图1的摩擦接合装置20的局部放大的剖面图。在图3的实施例中，以放大图1中作为右离合器CR的摩擦接合装置20的上半部作为说明。作为右离合器CR的摩擦接合装置20连接输入轴5与作为输出轴的右车轴6R，以将来自驱动源(即前述的发动机)的驱动力从输入轴5传递至输出轴/右车轴6R。具体而言，作为右离合器CR的摩擦接合装置20包括由外引导部21和内引导部22所组成的壳体以及配置于所述壳体内并由多个摩擦件所构成的摩擦接合部20a，其中外引导部21结合于输入轴5，内引导部22配置于外引导部21的内径侧并结合于输出轴/右车轴6R，使得壳体设置于输入轴5与输出轴/右车轴6R之间，而由多个摩擦件所构成的摩擦接合部20a配置于外引导部21及内引导部22之间。并且，轴承26设置于外引导部21及内引导部22之间，以可旋转的方式支撑外引导部21及内引导部22。
再者，摩擦接合部20a的摩擦件包括压力板23和摩擦板24。压力板23和摩擦板24沿着轴向(即输入轴5与输出轴/右车轴6R的延伸方向)交互叠置的安装在作为壳体的外引导部21及内引导部22之间。其中，压力板23在外周边缘设有卡合外齿23a，所述卡合外齿23a对应于形成于外引导部21的内周边缘的卡合内沟21a而卡合。类似地，摩擦板24在内周边缘设有卡合内齿24a，所述卡合内齿24a对应于形成于内引导部22的外周边缘的卡合外沟22a而卡合。此外，端板25设置在摩擦接合部20a的作为摩擦件的压力板23和摩擦板24的叠置方向的一侧。其中，端板25在外周边缘设有卡合外齿25a，所述卡合外齿25a对应于形成于外引导部21的内周边缘的卡合内沟21a而卡合。
另外，活塞33设置在摩擦接合部20a的作为摩擦件的压力板23和摩擦板24的叠置方向的一侧。更进一步地说，活塞33设置于端板25的相对于摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的相反侧，使得端板25设置在摩擦件(即压力板23和摩擦板24)与活塞33之间。如此，活塞33面向端板25，并可通过移动而按压端板25以及摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)。此外，活塞33收容在活塞壳体41的收容部43内。所述收容部43是在面向摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的轴向上在活塞壳体41上往内凹陷所形成的圆环形的凹部。活塞33是设置在收容部43内的圆环形的板状部件。并且，收容部43的内面与活塞33之间的间隙形成有用于通过液压油产生油压的活塞室42，而活塞室42连通至未示出的油路，以将液压油从油泵54(示出于图1)导入活塞室42。
基于上述，右离合器CR与左离合器CL以端板25可相对于压力板23和摩擦板24旋转的方式分别构成，且活塞33能够通过来自油泵54的油压的推动而按压端板25，藉此分别紧固或释放右离合器CR与左离合器CL。即，当输入轴5旋转时，作为壳体的外引导部21随之旋转，使得压力板23和摩擦板24也随之旋转。此时，油泵54通过马达53的驱动而使活塞33在活塞室42中运作而产生移动，而端板25被活塞33按压而相对于外引导部21旋转。在端板25旋转至对应的卡合位置后，活塞33在叠置方向上进而经由端板25按压作为摩擦接合部的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)，藉此用于紧固或释放右离合器CR与左离合器CL。
在上述过程中，摩擦件(即压力板23和摩擦板24)在旋转时容易产生摩耗。在正常情况下，摩擦件所产生的摩耗粉的尺寸为1至20微米(micrometer、μm)。这样的摩耗状况在摩擦接合装置20/离合器的使用范围内发生量少而不对摩擦接合装置20产生影响。然而，当摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的表面产生划痕和毛刺时，摩擦件所产生的摩耗粉的尺寸变大(例如大于100微米)，且在短时间内可能大量产生。在此情况下，摩擦接合装置20的摩擦接合部20a可视为是产生异常摩耗。尺寸变大且大量产生的摩耗粉造成摩擦接合装置20所连接的滤油器57产生堵塞的状况，进而使滤油器57的阻抗增加。此时，滤油器57变得难以吸入油，导致来自油泵54的油压下降至失效程度。如此，活塞33的行程量增加，导致马达53的电流值/扭矩等操作参数的变化量也随之增加，因此油压的响应性恶化，进而增加部件脱落的可能性。由此，在摩擦接合装置20中，经由监测摩擦接合装置20的操作参数的数值，来检测/推断摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的异常摩耗。
具体而言，在本实施方式中，所述摩擦接合装置20的操作参数包括马达53用以驱动油泵54的电流值，但仅为本发明的其中一例，摩擦接合装置20的操作参数也可以是马达53用以驱动油泵54的电压值或马达53的旋转数等操作参数，本发明不以此为限制。其中，所述马达53的电流值是由马达53的扭矩而得知。换言之，在摩擦接合装置20中，当摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗时，马达53的电流值/扭矩等操作参数的变化量也随之增加。因此，通过监测马达53的扭矩相对于车辆(未示出)的行走距离的变化量，能够判断扭矩/电流值是否符合预期，藉此能够检测/推断摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的异常摩耗。即，当马达53的扭矩/电流值在规定时间内的变化量超过预设值，或者马达53的扭矩/电流值与基准值的差值超过预设值时，可判断为摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗。上述的监测动作可由马达53所具备的传感器(未示出)来进行，亦可由摩擦接合装置20中的其他构件所具备的传感器或其他元件来进行，而不需另外设置用于检测的构件。本发明不以此为限制，其可依据需求与实际状况调整。
此外，在摩擦接合部20a的摩擦件产生异常摩耗的状况下，尺寸较大的摩耗粉致使摩擦接合装置20所连接的滤油器57产生堵塞状况，而使滤油器57的阻抗增加，滤油器57变得难以吸入油，导致来自油泵54的油压下降至失效程度，进而活塞33的行程量增加，导致马达53的电流值/扭矩等操作参数的变化量也随之增加。因此，除了能够经由监测马达53的电流值/扭矩的变化量来得知摩擦接合部20a的异常摩耗之外，还能够经由监测滤油器57的阻抗值或者油泵54的油压值的变化量而得知摩擦接合部20a的异常摩耗。即，所述摩擦接合装置20的操作参数还包括油泵54的油压值与所述滤油器的阻抗值。
具体而言，在摩擦接合装置20中，当摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗时，连接摩擦接合装置20的滤油器57的阻抗值等操作参数的变化量也随之增加。因此，通过监测滤油器57的阻抗值相对于车辆(未示出)的行走距离的变化量，能够判断阻抗值是否符合预期，藉此能够检测/推断摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的异常摩耗。即，当判断滤油器57的阻抗值在规定时间内的变化量超过预设值，或者判断滤油器57的阻抗值与基准值的差值超过预设值时，可判断为摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗。上述的监测动作可由滤油器57所具备的传感器(未示出)来进行，亦可由摩擦接合装置20中的其他构件所具备的传感器或其他元件来进行，而不需另外设置用于检测的构件。本发明不以此为限制，其可依据需求与实际状况调整。
类似地，在摩擦接合装置20中，当摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗时，油泵54的油压值等操作参数的变化量也随之增加。因此，通过监测油泵54的油压值相对于车辆(未示出)的行走距离的变化量，能够判断阻油压值是否符合预期，藉此能够检测/推断摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)的异常摩耗。即，当判断油泵54的油压值在规定时间内的变化量超过预设值，或者判断油泵54的油压值与基准值的差值超过预设值时，可认定为摩擦接合部20a的摩擦件(即压力板23和摩擦板24)产生异常摩耗。上述的监测动作可由油泵54所具备的油压传感器54a(标示于图2)来进行，即油泵54的油压值是由油压传感器54a而得知，亦可由摩擦接合装置20中的其他构件所具备的传感器或其他元件来进行，而不需另外设置用于检测的构件。本发明不以此为限制，其可依据需求与实际状况调整。
如此，在本实施方式中，经由监测摩擦接合装置20的操作参数的数值，不需设置用于检测的额外构件，即可检测/推断摩擦接合装置20的摩擦接合部20a是否产生异常摩耗。即，摩擦接合装置20的摩擦接合部20a的异常摩耗能够经由监测马达53用于驱动油泵54的电流值/马达53的扭矩、滤油器57的阻抗值、与油泵54的油压值等摩擦接合装置20的操作参数的其中至少一个得知。因此，只要通过摩擦接合装置20所具备的构件中原本搭载的传感器来得知马达53、滤油器57与油泵54等构件的其中一个在车辆的行驶过程(即摩擦接合装置20的操作过程)中的操作状况(即操作参数的变化量)，即可检测/推断摩擦接合装置20的摩擦接合部20a是否产生异常摩耗。
再者，所述基准值或预设值能够设定为在油泵54的油压下降至失效程度而导致产生部件脱落之前的数值，且能够预先存储于车辆所搭载的电子操作系统(未示出)的存储装置中。监测结果能够通过车辆的控制部件(未示出)相对于所述基准值或预设值进行判断，进而判断结果也能够通过控制部件通知驾驶(例如显示于电子操作介面或是发出警报音)。据此，驾驶能够得知摩擦接合装置20的摩擦接合部20a产生异常摩耗，而能够对摩擦接合装置20进行维修或更新。然而，本发明并不限于上述实施方式，其可依据需求调整。
综上所述，在本发明的摩擦接合装置20中，经由马达53驱动油泵54使活塞33运作，进而能够经由活塞33按压摩擦接合部20a的摩擦件，如此使摩擦接合装置20调整从输入轴5传递至输出轴(右车轴6R或左车轴6L)的驱动力。在此过程中，经由监测摩擦接合装置20的操作参数的数值，例如是马达53用于驱动油泵54的电流值/马达53的扭矩、连接摩擦接合装置20的滤油器57的阻抗值、与油泵54的油压值，能够检测/推断摩擦接合部20a的摩擦件的异常摩耗。据此，本发明的摩擦接合装置20不需设置额外构件，便能够经由监测摩擦接合装置20所具备的构件的操作参数来推断摩擦接合部20a是否产生异常摩耗。

Claims (9)

1.一种摩擦接合装置，连接输入轴与输出轴，以将来自驱动源的驱动力从所述输入轴传递至所述输出轴，其特征在于，所述摩擦接合装置包括：
壳体，设置于所述输入轴与所述输出轴之间；
摩擦接合部，设置于所述壳体内，并由多个摩擦件所构成；
活塞，设置于所述摩擦接合部的一侧，用以按压所述摩擦接合部；
油泵，用以使所述活塞运作；以及
马达，用于驱动所述油泵；
在所述摩擦接合装置中，经由监测所述摩擦接合装置的操作参数的数值，来检测所述摩擦接合部的所述摩擦件的异常摩耗，所述摩擦接合装置的操作参数包括所述马达用以驱动所述油泵的电流值。
2.根据权利要求1所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述马达的电流值是由所述马达的扭矩而得知。
3.根据权利要求1所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述摩擦接合装置的操作参数包括所述油泵的油压值。
4.根据权利要求3所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述油泵具备油压传感器，所述油泵的油压值是由所述油压传感器而得知。
5.根据权利要求1所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述壳体包括结合于所述输入轴的外引导部、以及配置于所述外引导部的内径侧并结合于所述输出轴的内引导部，并且
所述摩擦接合部配置于所述外引导部及所述内引导部之间。
6.一种摩擦接合装置，连接输入轴与输出轴，以将来自驱动源的驱动力从所述输入轴传递至所述输出轴，其特征在于，所述摩擦接合装置包括：
壳体，设置于所述输入轴与所述输出轴之间；
摩擦接合部，设置于所述壳体内，并由多个摩擦件所构成；
活塞，设置于所述摩擦接合部的一侧，用以按压所述摩擦接合部；
油泵，用以使所述活塞运作；以及
马达，用于驱动所述油泵；
在所述摩擦接合装置中，经由监测所述摩擦接合装置的操作参数的数值，来检测所述摩擦接合部的所述摩擦件的异常摩耗，
且所述摩擦接合装置连接至滤油器，而所述摩擦接合装置的操作参数包括所述滤油器的阻抗值。
7.根据权利要求6所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述壳体包括结合于所述输入轴的外引导部、以及配置于所述外引导部的内径侧并结合于所述输出轴的内引导部，并且
所述摩擦接合部配置于所述外引导部及所述内引导部之间。
8.根据权利要求6所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述摩擦接合装置的操作参数包括所述油泵的油压值。
9.根据权利要求8所述的摩擦接合装置，其特征在于，所述油泵具备油压传感器，所述油泵的油压值是由所述油压传感器而得知。
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