DE112010003526T5

DE112010003526T5 - Kupplungsbetätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010003526T5
Application number: DE112010003526T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Katsura; Yoshikazu Higuchi
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-09-27
Also published as: JP2011052789A; CN102472339A; WO2011027693A1; CN102472339B; JP4892592B2

Abstract

Eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung (1) ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung (9) und ist konfiguriert für die Änderung einer auf eine Kupplungsscheibe wirkenden Anpresskraft entsprechend einem Betätigungsbetrag. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung (1) umfasst einen Antriebsmotor (2), der für die Erzeugung einer Antriebskraft konfiguriert ist, einen Untersetzungsmechanismus (3), einen Geberzylinder (4), einen Nehmerzylinder (5), einen Hydraulikweg (6) und eine Steuereinheit (8). Der Untersetzungsmechanismus (3), der Geberzylinder (4), der Nehmerzylinder (5) und der Hydraulikkreis (6) sind konfiguriert für die Übertragung der Antriebskraft in dem Antriebsmotor (2) als Anpresskraft auf die Kupplung (9) und für die Umsetzung des Antriebsbetrags in dem Antriebsmotor (2) in den Betätigungsbetrag. Der Hydraulikkreis (6) und die Steuereinheit (8) sind für die Regulierung des Betätigungsbetrags konfiguriert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung, die zum Betätigen einer Kupplung ausgebildet ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die hinreichend bekannten manuellen Getriebe haben den Aufbau, dass zwischen einem Motor und einem Getriebe eine Kupplung angeordnet ist und dass ein Schalthebel am Fahrersitz und das Getriebe über einen Verbindungsmechanismus wie zum Beispiel eine Steuerstange mechanisch gekoppelt sind. Beim Schalten wird der Schalthebel betätigt, während das Kupplungspedal gedrückt ist, so dass die Kupplung eine Kraftübertragung zwischen dem Motor und dem Getriebe verhindert. Wenn häufiges Schalten notwendig ist, bedeutet dies eine Belastung des Fahrers, der eine Reihe von Schaltvorgängen durchzuführen hat.
In Anbetracht dessen wurden automatisierte Getriebe der folgenden Art vorgeschlagen, um den Fahrer bezüglich des Schaltbetriebs zu entlasten. Automatisierte Getriebe sind normalerweise mit einem Kupplungsaktuator versetzen, der zum automatischen Schalten der Kupplung zwischen einem eingerückten und einem ausgerückten Zustand ausgebildet ist. Fahrer können also einen Gangwechsel vornehmen, ohne das Kupplungspedal drücken zu müssen.
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTLITERATUR
PTL 1: Japanische offengelegte Patentanmeldungs-Publikation Nr. JP-A-2008-048924 .
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Problemstellung
Allgemein wurden normal geschlossenen Kupplungen als Kupplungen für die vorstehend genannten automatisierten Getriebe verwendet. In der neuesten Zeit wurden jedoch automatisierte Getriebe mit normal offenen Kupplungen entwickelt.
Die normal offene Kupplung ist derart ausgebildet, dass sie sich bei abgeschaltetem Fahrzeug im ausgerückten Zustand befindet. Zum Einrücken der Kupplung wird eine Druckplatte über einen Hebel durch einen Hilfszylinder beaufschlagt, und eine Kupplungsscheibe wird zwischen der Druckplatte und einem Schwungrad angeordnet und gehalten. Folglich wird über die Kupplungsscheibe Kraft auf eine Eingangswelle des Getriebes übertragen.
Die vorstehende Konstruktion hat jedoch den folgenden Nachteil. Wenn die Kupplungsscheibe abgenutzt ist, verlagert sich die Position der Druckplatte in dem eingerückten Zustand der Kupplung näher zu dem Schwungrad. Aus diesem Grund wird keine ausreichende Anpresskraft zum Einrücken der Kupplung erzielt, wenn der Hub des Nehmerzylinders nicht abhängig von der Abnutzung der Kupplungsscheibe stattfindet.
Ferner kann die Position der Druckplatte im eingerückten Zustand der Kupplung aufgrund von Größenfehlern der Kupplungsscheibe, einer Kupplungsabdeckung usw. von Produkt zu Produkt variieren. Eine Verlagerung der Einrückposition der Kupplung kann zu dem Nachteil führen, dass wie in dem vorstehend genannten Abnutzungsfall der Kupplungsscheibe keine ausreichende Anpresskraft für das Einrücken der Kupplung erzielbar ist, oder zu dem Nachteil, dass der Axialdruck des Nehmerzylinders unnötig hoch wird.
Bei der normal offenen Kupplung verhindern Größenfehler oder Größenabweichungen somit eine stabile Funktion der Kupplung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung anzugeben, mit der eine stabile Funktion der Kupplung erzielbar ist.
Problemlösung
Eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplung, die zum Ändern einer auf die Kupplungsscheibe wirkenden Anpresskraft entsprechend einem Betätigungsbetrag ausgebildet ist. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung umfasst einen Antriebsteil, einen Übertragungsteil und einen Regulierteil. Der Antriebsteil ist zum Erzeugen einer Antriebskraft ausgebildet. Der Übertragungsteil ist zum Übertragen der Antriebskraft als Anpresskraft auf die Kupplung und zum Umsetzen eines Antriebsbetrags in dem Antriebselement in den Betätigungsbetrag konfiguriert. Der Regulierteil ist zum Reguliere des Betätigungsbetrags in dem Übertragungselement ausgebildet.
Gemäß der Kupplungsbetätigungsvorrichtung reguliert der Regulierteil den Betätigungsbetrag in dem Übertragungsteil, wenn der Übertragungsteil den Antriebsbetrag in dem Antriebsteil in den Betätigungsbetrag umsetzt. Dadurch ist es möglich, die auf die Kupplungsscheibe wirkende Anpresskraft durch die Regulierung des Betätigungsbetrags über das Regulierelement auch dann in einer gewünschten Höhe zu halten, wenn Größenfehler oder Größenabweichungen in der Kupplung auftreten. Mit anderen Worten: Eine Lastzunahme in dem Antriebsteil kann verhindert werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, kann die Kupplungsbetätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine stabile Funktion der Kupplung erzielen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung einer Kupplung 9 und einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1;
2 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung eines Antriebsmotors 2 und eines Untersetzungsmechanismus 3;
3 ist ein Diagramm, das ein Untersetzungsverhältnis eines Kniehebelmechanismus 39 darstellt;
4 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung eines Geberzylinders 4, eines Nehmerzylinders 5 und eines Hydraulikkreises 6;
5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Hub L und dem Druck P darstellt;
6 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Hub L und der Motorlast M darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitung zur Berechnung eines ungültigen Hubs;
8 ist eine schematische Konstruktionsdarstellung eines Geberzylinders 104 und seiner Peripherie;
9 zeigt detaillierte Konstruktionsdarstellungen (A) und (B) eines Reguliermechanismus 115.
Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Modifikation
Kupplungsaufbau
Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Kupplung 9 ein Beispiel für ein Vorrichtung, die zur Kraftübertragung von einem Motor (in den Figuren nicht dargestellt) auf ein Getriebe (in den Figuren nicht dargestellt) ausgebildet ist. Die Kupplung 9 ist an einem Schwungrad 91 des Motors befestigt. Die Kupplung 9 ist eine sogenannte normal offene Kupplung. Die Kupplung 9 ist zum Verhindern einer Kraftübertragung von dem Motor auf das Getriebe, ausgenommen während der Zeit einer Betätigung der Kupplung durch eine (noch zu beschreibende) Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1, ausgebildet.
Wie 1 zeigt, umfasst die Kupplung 9 eine Kupplungsabdeckung 93, eine Druckplatte 92, eine Kupplungsscheibe 94, einen Druckhebel 96 und ein Einrücklager 96.
Die Kupplungsabdeckung 93 ist an dem Schwungrad 91 befestigt. Die Druckplatte 92 ist durch die Kupplungsabdeckung 93 gehalten, kann sich jedoch axial bewegen und als eine Einheit mit der Kupplungsabdeckung drehen. Die Druckplatte 92 ist mittels einer Gurtplatte 93a mit der Kupplungsabdeckung 93 verbunden, kann sich jedoch mit Bezug auf das Schwungrad 91 in einer von der Kupplungsscheibe 94 wegführenden Richtung bewegen.
Die Kupplungsscheibe 94 ist zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 angeordnet. Wenn sich die Kupplung 9 im eingerückten Zustand befindet, ist die Kupplungsscheibe 94 axial zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 aufgenommen und gehalten. Der Druckhebel 96 ist eine annähernd ringförmige Platte. Der Druckhebel 96 ist durch die Kupplungsabdeckung 93 gehalten, kann sich jedoch in der axialen Richtung elastisch verformen. Der Druckhebel 93 verfügt über eine geringe elastische Kraft, so dass für die elastische Verformung des Druckhebels 96 eine entsprechend geringe Kraft benötigt wird. Die innere Peripherie des Druckhebels 96 kann mittels eines Einrücklagers 97 axial nach innen gedrückt werden. Im eingerückten Zustand der Kupplung 9 beaufschlagt das Einrücklager 97 die Druckplatte 92 über den Druckhebel 96 axial mit Druck. Das Einrücklager 97 wird durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 axial angetrieben. Die Kupplung 9 ist vorliegend zum Ändern der über den Druckhebel 96 und die Druckplatte 92 auf die Kupplungsscheibe 94 wirkenden Anpresskraft entsprechend einem Betrag der Verschiebung des Einrücklagers 97 (d. h. eines Betätigungsbetrags der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1) ausgebildet.
Ferner ist ein Drehgeschwindigkeits-Sensor 98 für die Detektion der Drehgeschwindigkeit der Kupplung 9 vorgesehen. Der Drehgeschwindigkeits-Sensor 98 ist mit einer (noch zu beschreibenden) Steuereinheit 8 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 verbunden.
Aufbau der Kupplungsbetätigungsvorrichtung
Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, auf der Basis von beispielsweise einem Betätigungssignal, das von einem Getriebe-Steuergerät 99 ausgegeben wird, eine Kraftübertragung zuzulassen oder zu verhindern. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 kann bei einer Vielfalt von Kupplungen mit unterschiedlichen Spezifikationen angewendet werden. Vorliegend wird die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 jedoch an dem Beispiel der Kupplung 9 als zu betätigendes Objekt beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 einen Antriebsmotor 2 (Beispiel für ein Antriebselement), einen Untersetzungsmechanismus 3 (Beispiel für ein Reduzierelement), einen Geberzylinder 4, einen Nehmerzylinder 5, einen Hydraulikkreis 6, einen Hebelmechanismus 7 und die Steuereinheit 8.
Wie die 1 und 2 zeigen, ist der Antriebsmotor 2 eine Antriebsquelle für den Antrieb des Einrücklagers 97 der Kupplung 9. Der Antriebsmotor 2 ist zum Ausüben einer Druckkraft über den Untersetzungsmechanismus 3 auf den Geberzylinder 4 ausgebildet. Der Antriebsmotor 2 ist zum Beispiel ein bürstenloser Motor. Der Antriebsmotor 2 hat eine Antriebswelle 21, ein Antriebszahnrad 24, einen Codierer 22 und einen Lastdetektionssensor 23 (beispiel für einen Detektionssensor). Die Antriebswelle 21 ist zum Abgeben einer Antriebskraft ausgebildet. Der Codierer 22 ist zum Erfassen des Drehwinkels (Beispiel für einen Antriebsbetrag) der Antriebswelle 21. Der Lastdetektionssensor 23 ist zum Erfassen des Motordrehmoments ausgebildet.
Das Antriebszahnrad 24 ist an der Antriebswelle 21 befestigt und kämmt mit einem Schneckenrad 31 des Untersetzungsmechanismus 3. Der Codierer 22 und der Lastdetektionsensor 23 sind mit der Steuereinheit 8 elektrisch verbunden. Der Lastdetektionssensor 23 ist zum Erfassen der Last des Antriebsmotors 2 auf der Basis eines Stromwerts des Antriebsmotors 2 ausgebildet. Es sollte beachtet werden, dass der Lastdetektionssensor 23 ein Sensor sein kann, der mit einem Dehnungsmesser oder dergleichen arbeitet.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, hat der Untersetzungsmechanismus 3 eine Funktion zur Umsetzung der in dem Antriebsmotor 2 erzeugten Drehbewegung in eine lineare Bewegung und zur Übertragung der linearen Bewegung auf einen ersten Kolben 42 des Geberzylinders 4 und eine Funktion zur Verstärkung der von dem Antriebsmotor 2 erzeugten Antriebskraft. Insbesondere umfasst der Untersetzungsmechanismus 3 wie in 1 dargestellt das Schneckenrad 31 und einen Kniehebelmechanismus 39.
Das Schneckenrad 31 ist ein Zahnrad, das mit dem Antriebszahnrad 24 kämmt, um die Drehgeschwindigkeit des Antriebszahnrads 24 zu reduzieren. Das Schneckenrad 31 ist zum Beispiel durch ein Gehäuse (in den Figuren nicht gezeigt) drehbar gelagert.
Der Kniehebelmechanismus 39 ist ein sogenannter Enduntersetzungsmechanismus. Das Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39 variiert gemäß einem Eingangs-Antriebsbetrag (speziell entweder gemäß dem Drehwinkel des Antriebsmotors 2 oder dem Drehwinkel des Schneckenrads 31). Wie in 3 dargestellt ist, wird das Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39 allmählich erhöht, so dass der eine Kraftübertragung unterbindende Zustand der Kupplung 9 allmählich in einen eine Kraftübertragung zulassenden Zustand der Kupplung 9 wechselt. Das Untersetzungsverhältnis wird in einem Endbereich des Hubs Lt plötzlich vergrößert. Ferner wird das Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39 in einem Vergrößerungsverhältnis vergrößert, derart, dass das Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39 von dem eine Kraftübertragung unterbindenden Zustand allmählich in den eine Kraftübertragung zulassenden Zustand wechselt. Die Zunahme des Vergrößerungsverhältnisses von dem eine Kraftübertragung verhindernden Zustand hin zu dem eine Kraftübertragung zulassenden Zustand erfolgt allmählich. Aus diesem Grund sind die Bewegungen der Kupplung 9 beim Schalten von dem eine Kraftübertragung unterbindenden Zustand in den eine Kraftübertragung zulassen den Zustand wesentlich sanfter.
Ein Zunahmeverhältnis E eines Untersetzungsverhältnisses R wird durch die folgende Formel (1) angegeben, wobei ein Basis-Untersetzungsverhältnis R0 im Zustand der Verhinderung der Kraftübertragung als Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39 angegeben wird, wie das zum Beispiel in 3 dargestellt ist. E = R/R0 (1)
Wie 2 zeigt, umfasst der Kniehebelmechanismus 39 ein erstes Glied 32, ein zweites Glied 33 und ein drittes Glied 34. Ein erstes Ende 32a des ersten Glieds 32 ist drehbar mit einem radial äußeren Bereich des Schneckenrads 31 verbunden. Ein zweites Ende 32b des ersten Glieds 32 ist drehbar mit dem zweiten Glied 33 und dem dritten Glied 34 verbunden.
Ein erstes Ende 33a des zweiten Glieds 33 ist drehbar durch ein Gehäuse gelagert, beispielsweise über einen Zapfen 36, der an dem Gehäuse befestigt ist. Ein zweites Ende 33b des zweiten Glieds 33 ist drehbar mit einem ersten Ende 34a des dritten Glieds 34 verbunden. Ein zweites Ende 34b des dritten Glieds 34 sitzt in einer Ausnehmung 42a des ersten Bereichs 42 in dem Geberzylinder 4. Während die Kupplung 9 in einen ausgerückten Zustand zu überführen ist, bilden das zweite Glied 33 und das dritte Glied 34 eine geometrische Form, die in Richtung auf die gegenüberliegende Seite des Schneckenrads 31 angewinkelt ist. Das zweite Ende 32b des ersten Glieds 32 ist drehbar mit dem Verbindungsbereich zwischen dem zweiten Ende 33b und dem ersten Ende 34a verbunden.
Wird das Schneckenrad 31 in einer Richtung R2 gedreht, wie beispielsweise in 2 dargestellt, wird der Verbindungsbereich zwischen dem zweiten Glied 33 und dem dritten Glied 34 durch das erste Glied 32 mit einer Zugkraft beaufschlagt. Infolgedessen werden das zweite Glied 33 und das dritte Glied 34 in eine horizontal gestreckte Position zwischen dem Zapfen 36 und dem ersten Kolben 42 bewegt. Dadurch wirkt ein nach rechts gerichteter axialer Druck auf den ersten Kolben 42. In diesem Fall wird die Drehgeschwindigkeit des Antriebszahnrads 24 durch das Schneckenrad 31 reduziert. Es ist dadurch möglich, die Last des Antriebsmotors 2 noch weiter zu reduzieren als die auf den ersten Kolben 42 wirkende Axialkraft.
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst der Geberzylinder 4 einen ersten Zylinder 41, den in den ersten Zylinder 41 eingesetzten ersten Kolben 42, ein an dem ersten Zylinder 41 befestigtes Reservoir 43, eine Feder 47, einen Zwischenkolben 45 und ein Druckerelement 46. Der erste Zylinder 41 und der erste Kolben 42 bilden hier eine erste Hydraulikkammer 44. Das Reservoir 43 ist mit der ersten Hydraulikkammer 44 verbunden. Auch der Hydraulikkreis 6 ist mit der ersten Hydraulikkammer 44 verbunden.
Die Feder 47 wurde in einem zusammengedrückten Zustand bereits vorab zwischen dem ersten Kolben 42 und dem Druckerelement 46 eingesetzt. Die Feder 47 ist dazu ausgebildet, den ersten Kolben 42 an das dritte Glied 34 zu drücken. Das dritte Glied 34 und der erste Kolben 42 sind somit als eine Einheit bewegbar.
Ein Strömungsweg 41b, der die erste Hydraulikkammer 44 und den Vorratsbehälter 43 verbindet, ist so ausgebildet, dass er normalerweise durch den eine längliche Form aufweisen Zwischenkolben 45 verschlossen wird. Jedoch kann Betriebsöl aus dem Vorratsbehälter 43 in die erste Hydraulikkammer 44 strömen, wenn der Druck in der ersten Hydraulikkammer 44 unter den Druck in dem Vorratsbehälter 43 fällt. Insbesondere drückt die Feder 47 das Druckerelement 46 an den ersten Zylinder 41. Eine Kegelfeder (in den Figuren nicht gezeigt) ist zum Beispiel zwischen dem Drückerelement 46 und dem Zwischenkolben 45 angeordnet. Die Kegelfeder 45 drückt den Zwischenkolben 45 an einen Teil des ersten Zylinders 41, d. h. den Umfang einer Öffnung des Strömungswegs 41b Wenn jedoch der Strömungsweg 41b eine Kraft auf den Zwischenkolben 45 ausübt, die größer ist als die elastische Kraft der Kegelfeder, wird der Zwischenkolben 45 mit Bezug auf den ersten Zylinder 41 nach links bewegt. Der Zwischenkolben 45 wird also von dem Umfang der Öffnung des Strömungswegs 41b weg bewegt. Wie vorstehend beschrieben, wird durch den Zwischenkolben 45 und die Kegelfeder ein Rückschlagventil realisiert.
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst der Nehmerzylinder 5 einen zweiten Zylinder 51, einen zweiten Kolben 52, der in den zweiten Zylinder 51 eingesetzt ist, eine Feder 57 und eine Stange 59. Der zweite Zylinder 51 und der zweite Kolben 52 bilden eine zweite Hydraulikkammer 54. Der Hydraulikkreis 6 ist mit der zweiten Hydraulikkammer 54 verbunden, und ein Druckmesser 53 (exemplarischer Detektionssensor) ist ebenfalls mit der zweiten Hydraulikkammer 54 verbunden. Die Feder 57 ist in der zweiten Hydraulikkammer 54 angeordnet. Die Feder 57 drückt die Stange 59 über den zweiten Kolben 52 an das Ende eines Hebels 71 des Hebelmechanismus 7. Der zweite Kolben 52, die Stange 59 und das Ende des Hebels 71 sind derart konfiguriert, dass sie sich als eine Einheit bewegen.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst der Hebelmechanismus 7 den Hebel 71 und ist zum Übertragen eines Axialdrucks des Nehmerzylinders 5 mit einem vorgegebenen Hebelverhältnis auf das Einrücklager 97 ausgebildet. Der Hebel 71 ist mit einem Zapfen 72 versehen und ist zum Drehen um den Zapfen 72 ausgebildet. Der Zapfen 72 ist näher an dem Einrücklager 97 als an der Längsmitte des Hebels 71 angeordnet. Deshalb wird die Hubgeschwindigkeit in dem Nehmerzylinder 5 durch den Hebelmechanismus 7 reduziert, und der reduzierte Hub wird dann auf das Einrücklager 97 übertragen. Jedoch wird der Axialdruck des Nehmerzylinders 5 durch den Hebelmechanismus 7 verstärkt.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst der Hydraulikkreis 6 einen Hauptölweg 61, einen Nebenölweg 63 und ein Schaltventil 62 (Beispiel für ein Schaltelement). Der Hauptölweg 63 verbindet das Reservoir 43 (Beispiel für ein Reservoir) und das Schaltventil 62. Der Nebenölweg 63 verbindet die erste Hydraulikkammer 44 des Geberzylinders 4, die zweite Hydraulikkammer 54 des Nehmerzylinders 5 und das Schaltventil 62. Das Schaltventil 62 ist ein elektromagnetisches normal offenes Schaltventil und ist für die Steuerung durch die Steuereinheit 8 ausgebildet. Das Schaltventil 62 erlaubt, dass Betriebsöl zwischen dem Hauptölweg 61 und dem Nebenölweg 63 strömt, wenn ein Elektromagnet nicht elektrifiziert wird. Dagegen verhindert das Schaltventil 62, dass Betriebsöl zwischen dem Hauptölweg 61 und dem Nebenölweg 63 strömt, wenn der Elektromagnet elektrifiziert wird. Deshalb wird bei Abschalten des Fahrzeugs der Druck in dem Hauptölweg 61 in das Reservoir 43 abgegeben, und die Kupplung wird in den Zustand überführt, in dem sie eine Kraftübertragung unterbindet.
Es sollte beachtet werden, dass der Untersetzungsmechanismus 3, der Geberzylinder 4, der Nehmerzylinder 5, der Hydraulikkreis 6 und der Hebelmechanismus 7 einen Übertragungsbereich bilden, der zum Übertragen der Antriebskraft des Antriebsmotors 2 als Anpresskraft auf die Kupplung 9 ausgebildet ist. Ferner sollte beachtet werden, dass das Schaltventil 62 und die Steuereinheit 8 einen Regulierteil bilden, der den Übertragungsteil veranlasst, den Antriebsbetrag in dem Antriebsmotor 2 (d. h. den Drehwinkel der Antriebswelle 21) in den Betätigungsbetrag (d. h. den Hub des Nehmerzylinders 5) umzusetzen.
Aufbau der Steuereinheit
Die Steuereinheit 8 ist zum Steuern des Antriebsmotors 2 und des Schaltventils 62 auf der Basis von Ausgaben des Codierers 22, des Lastdetektionssensors 23 und des Druckmessers 53 ausgebildet. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Steuereinheit 8 insbesondere einen Motosteuerbereich 81 und einen Hubsteuerbereich 82 (Beispiel für einen Steuerbereich für die Regulierung). Der Motorsteuerbereich 81 ist für die Steuerung des Antriebsmotors 2 ausgebildet. Der Hubsteuerbereich 82 ist für die Steuerung des Schaltventils 62 auf der Basis der Ausgaben des Lastdetektionssensors 23 und des Druckmessers 53 ausgebildet.
Der Motorsteuerbereich 81 ist zum Steuern des Antriebsmotors 2 zum Beispiel auf der Basis eines Betätigungssignals, das von dem Getriebe-Steuergerät 99 (siehe 1) entsprechend einem Zustand des Fahrzeugs ausgegeben wird. Wenn die Steuereinheit 8 das Betätigungssignal empfängt, steuert der Steuerbereich 81 den Antriebsmotor 2 dahingehend, dass die Antriebswelle 21 des Antriebsmotors 2 um einen festgelegten Winkel gedreht wird. Der Motorsteuerbereich 81 zählt die Impulse, die von dem Codierer 22 ausgegeben werden, um den Drehwinkel der Antriebswelle 21 zu detektieren. Der Motorsteuerbereich 81 überwacht ferner die Impulse, die von dem Codierer 22 ausgegeben werden, um den Antriebsmotor 2 zu deaktivieren, wenn die Antriebswelle 21 um den festgelegten Winkel gedreht worden ist. Der festgelegte Winkel wurde vorab in einem Speicher (in den Figuren nicht dargestellt), der in der Steuereinheit 8 enthaften ist, gespeichert.
Wenn dagegen ein Kupplungsausrücksignal von dem Getriebe-Steuergerät 99 ausgegeben wird, steuert die Steuereinheit 8 den Antriebsmotor 2 dahingehend, dass die Antriebswelle 21 des Antriebsmotors 2 um den festgelegten Winkel rückwärts gedreht wird. Die Drehposition der Antriebswelle 21 kann dadurch auf die Ausgangsposition zurückgestellt werden.
Der Hubsteuerbereich 82 ist zum Regulieren/Regeln des Hubs des Nehmerzylinders 5 (d. h. der Bewegungsstrecke des zweiten Kolbens 52, die ein Beispiel für einen Betätigungsbetrag ist) ausgebildet, um zu verhindern, dass die Anpresskraft der Druckplatte 92 aufgrund von Größenfehlern und/oder Größenabweichungen sehr stark variiert. Insbesondere ist der Hubsteuerbereich 82 zum Berechnen eines geeigneten Hubs (ein Beispiel für einen geeigneter Betätigungsbetrag) auf der Basis der Detektionsergebnisse durch den Druckmesser 53 und den Lastdetektionssensor 23. Der Begriff ”geeigneter Hub” bezieht sich vorliegend auf einen für den Nehmerzylinder 5 geeigneten Hub.
Eine Differenz zwischen einem geeigneten Hub und einem maximalen Hub Lmax des Nehmerzylinders 5 bezieht sich auf einen ungültigen Hub ΔL. Wie nachstehend beschrieben, ist für die Regulierung des Hubs des Nehmerzylinders 5 auf einen geeigneten Hub der Hubsteuerbereich 82 zum Steuern des Schaltventils 62 in einer solchen Weise ausgebildet, dass während der Betätigung des Geberzylinders 4 eine Betätigung des Nehmerzylinders 5 um den ungültigen Hub ΔL verhindert wird. Zum Beispiel strömt das Betriebsöl von dem Hauptölweg 61 in das Reservoir 43, wenn das Schaltventil 62 eine Kommunikation zwischen dem Hauptölweg 61 und dem Reservoir 43 zulässt. Aus diesem Grund wird die lineare Bewegung des ersten Kolbens 42 nicht auf den zweiten Kolben 52 übertragen. Wenn das Schaltventil 62 dagegen eine Kommunikation zwischen dem Hauptölweg 61 und dem Reservoir 43 unterbindet, wird die lineare Bewegung des ersten Kolbens 42 mittels des durch den Hauptölweg 61 strömenden Betriebsöls auf den zweiten Kolben 52 übertragen. Zusammengenommen kann die Länge des ungültigen Hubs ΔL durch die Öffnungs-/Schließsteuerung des Schaltventils 62 reguliert werden. Infolgedessen lässt sich der Hub des Nehmerzylinders 5 auf den geeigneten Hub regulieren. Mit anderen Worten: Die Drehung der Antriebswelle durch den Antriebsmotor 2 wird nur in einem Teilwinkel (d. h. mit einem partiellen Antriebsbetrag) ihres Drehwinkelbereichs (d. h. des gesamten Antriebsbereichs) durch den Geberzylinder 4, den Nehmerzylinder 5 und den Hydraulikkreis 6 in den Hub (d. h. den Betätigungsbetrag) des Nehmerzylinders 5 umgesetzt.
Übersicht über die Hubregulierung
Bei normalen Kupplungen kommt es zu einer Alterung (z. B. einer Abnutzung der Kupplungsscheibe) und/oder je nach Produkt zu Größenfehlern. Bei der in 1 dargestellten Kupplung 9 ist beispielsweise die Position der Druckplatte 92 mit Bezug auf das Schwungrad 91 im eingekuppelten Zustand näher zu dem Schwungrad 91 verlagert, wenn die Kupplungsscheibe 94 abgenutzt ist.
Der Hub des Nehmerzylinders 5 ist normalerweise jedoch konstant und deshalb nicht ausreichend, wenn die Position der Druckplatte 92 während der Kraftübertragung näher zum Schwungrad 91 verlagert ist. Dadurch wird die Anpresskraft des Druckhebels 96 nicht in angemessener Weise auf die Druckplatte 92 übertragen. Das Ergebnis ist, dass die Anpresskraft der Druckplatte 92 abhängig von dem Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe 94 reduziert wird.
In Anbetracht dessen ist die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 zum automatischen Regulieren/Regeln des Hubes des Nehmerzylinders 5, um die Anpresskraft auf einer angemessenen Höhe zu halten, ausgebildet. Das Verfahren zur Hubregulierung wird nunmehr im Rahmen einer Übersicht erläutert.
Bei der Herstellung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 werden der Hub und die Position des Nehmerzylinders 5 derart reguliert bzw. eingestellt, dass zuverlässig eine Anpresskraft erzielt wird, die in einem Zustand benötigt wird, in dem der Betrag der Abnutzung der Kupplungsscheibe und der Hub des Nehmerzylinders 5 maximal sind. Dann wird bei dem tatsächlichen Einsatz der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 der Hub des Nehmerzylinders 5 entsprechend dem Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe reguliert. Bei der Hubregulierung wird der geeignete Hub des Nehmerzylinders 1 auf der Basis der Daten berechnet, die vorab in der Steuereinheit 8 gespeichert wurden, und das Schaltventil 62 wird auf der Basis des berechneten geeigneten Hubs durch die Steuereinheit 8 zwischen einem Öffnungs- und einem Schließzustand geschaltet.
Der Hub des Nehmerzylinders 5 wird wie vorstehend beschrieben automatisch reguliert.
Daten für die Hubberechnung
Die Daten für die Hubberechnung werden im Folgenden erläutert. Die in den 5 und 6 dargestellten Daten können als die Daten für die Hubberechnung vorausgesetzt werden.
Die Daten in 5 geben zum Beispiel das Verhältnis zwischen dem Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe 94, dem Hub L des Nehmerzylinders 5 und den Druck P der zweiten Hydraulikkammer 54 an. Die Daten in 5 wurden bereits vorher theoretisch oder empirisch ermittelt. Die Linien A1 bis A4 in 5 sind Näherungskurven der theoretisch oder empirisch ermittelten Daten. Den Linien A1 bis A4 entsprechende Näherungsgleichungen wurden vorab in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert.
An der vertikalen Achse ist der Druck P in der zweiten Hydraulikkammer 54 des Nehmerzylinders 5 angegeben, wohingegen an der horizontalen Achse der Hub L des zweiten Zylinders 51 angegeben ist. Die Linie A4 drückt das Verhältnis zwischen dem Druck P und dem Hub L bei einem maximalen Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe 94 aus. Dagegen drückt die Linie A1 das Verhältnis zwischen dem Druck P und dem Hub L bei einer nicht abgenutzten (d. h. den ursprünglichen Zustand aufweisenden) Kupplungsscheibe 94 aus. Ferner drücken die Linien A2 und A3 exemplarische Verhältnisse zwischen dem Druck P und dem Hub L unter der Bedingung aus, dass sich der Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe 94 ändert.
Mit anderen Worten: Wenn der Hub L und der Druck P gegeben sind, kann der Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe auf der Basis der Daten in 5 ungefähr ermittelt werden. Ferner lässt sich der geeignete Hub des Nehmerzylinders 5 aus dem ermittelten Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe und dem Solldruck ermitteln. Die in 5 dargestellten Daten wurden in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert.
Die Daten in 6 geben andererseits das Verhältnis zwischen dem Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe 94, dem Hub L des Nehmerzylinders 5 und der Motorlast M des Antriebsmotors 2 an. Die Daten in 6 wurden im Vorhinein theoretisch oder empirisch ermittelt. In 6 sind die Linien A11 bis A14 Näherungskurven der theoretisch oder empirisch ermittelten Daten. An der vertikalen Achse ist die Motorlast M des Antriebsmotors 2 angetragen, während an der horizontalen Achse der Hub L des zweiten Zylinders 51 angetragen ist. Die Linie A14 drückt das Verhältnis zwischen der Motorlast M und dem Hub L bei maximalem Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheiben 94 aus. Dagegen drückt die Linie A11 das Verhältnis zwischen der Motorlast M und dem Hub L bei einer nicht abgenutzten (d. h. den ursprünglichen Zustand aufweisenden) Kupplungsscheibe 9 aus. Ferner drücken die Linien A12 und A13 exemplarische Verhältnisse zwischen dem Hub L und der Motorlast M aus, die unter der Bedingung ermittelt wurden, dass sich der Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe 94 ändert.
Mit anderen Worten: Wenn der Hub L und die Motorlast L gegeben sind, kann der Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe auf der Basis der in 6 angegebenen Daten ungefähr ermittelt werden. Ferner lässt sich der geeignete Hub des Nehmerzylinders 5 aus dem Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe und einer Soll-Last ermitteln. Die in 6 angegebenen Daten wurden in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert.
Anfangseinstellung des Hubs
In der Herstellungsphase werden entweder die Position des zweiten Kolbens 52 des Nehmerzylinders 5 oder ein Längenregulierungsmechanismus (in den Figuren nicht dargestellt) der Stange 59 unter Berücksichtigung der Abnutzung der Kupplungsscheibe eingestellt, wofür eine Kupplung verwendet wird. Es erfolgt insbesondere die Einstellung der Position des zweiten Kolbens 52 des Nehmerzylinders 5, um die Anpresskraft der Druckplatte auf einer erforderlichen Höhe zu halten, wenn die Kupplungsscheibe maximal abgenutzt ist. Die Kupplungsscheibe der Kupplung, die für die Einstellung verwendet wird, ist in diesem Fall vollständig abgenutzt (d. h. es handelt sich um eine Kupplungsscheibe mit dem maximalen Abnutzungsbetrag).
Bei der Einstellung wird durch den Antriebsmotor 2 zunächst der Geberzylinder 4 angetrieben, und die Druckplatte 92 wird über den Hebelmechanismus 7 durch den Nehmerzylinder 5 mit Druck beaufschlagt. Der Druck P in der zweiten Hydraulikkammer 54 wird erhöht, wenn die für die Einstellung verwendete Kupplungsscheibe zwischen der Druckplatte 92 und dem Schwungrad angeordnet ist und gehalten wird. Es ist vorliegend möglich, eine bei einem maximalen Hub Lmax des Hubs L des Nehmerzylinders 5 (d. h. bei einem maximalen Abnutzungsbetrag der Kupplungsscheibe) erforderliche Anpresskraft zuverlässig zu erhalten, indem der Hub des Nehmerzylinders 5 (oder die Position des Nehmerzylinders 5 gegenüber dem Hebelmechanismus 7) so reguliert wird, dass der Druck P als Basisdruck PC festgesetzt wird, wie in 5 dargestellt.
Wenn die Werte des Drucks P bei identischem Hub L in 5 verglichen werden, zeigt sich jedoch, dass der Druck gemäß Linie A1, die für den Ursprungszustand der Kupplungsscheibe 94 gilt, höher ist als der Druck gemäß Linie A4, die für den maximalen Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe 94 gilt. Die Anpresskraft vergrößert sich proportional zu einer Vergrößerung des Drucks P. Infolgedessen wird auch die die Motorlast M des Antriebsmotors 2 unnötig vergrößert.
In Anbetracht dessen ist die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 derart konfiguriert, dass sie den Hub des Nehmerzylinders 5 automatisch reguliert, um die Anpresskraft ungeachtet der Abnutzung der Kupplungsscheibe annähernd konstant zu halten.
Verfahren zur Berechnung des Hubs
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Berechnung des Hubs erläutert.
Bei der automatischen Hubregulierung des Nehmerzylinders 5 ist die Steuereinheit 8 zum Berechnen des erforderlichen Hubs entsprechend dem Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe unter Verwendung der in den 5 und 6 angegebenen Daten ausgebildet.
Im tatsächlichen Betrieb nämlich detektiert der Druckmesser 53 den Druck des Nehmerzylinders 5. Eine Ausgabe des Druckmessers 53 wird als detektierter Druck P in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert. Wie 5 zeigt, ist der Hubsteuerbereich 82 zum Berechnen von vier Drücken Pc1 bis Pc4 auf der Basis des aktuellen Hubs Ls und der Näherungsgleichungen der Linien A1 bis A4 konfiguriert. Der Hubsteuerbereich 82 ist zum Vergleichen der berechneten vier Drücke Pc1 bis Pc4 und des detektierten Drucks P und für die Wahl einer geeigneten der Linien A1 bis A4 ausgebildet, d. h. einer Linie, an der ein Druck P angegeben ist, der so nahe wie möglich an dem detektierten Druck Pd liegt.
Wenn vorliegend zum Beispiel die Linie A2 gewählt wird, berechnet der Hubsteuerbereich 82 einen Hub Lp auf der Basis der Annäherungsgleichung der Linie A2 und des Basisdrucks P0.
Dagegen ist der Lastdetektionssensor 23 zum Erfassen der Motorlast M des Antriebsmotors 2 ausgebildet, wobei eine Ausgabe des Lastdetektionssensors 23 als erfasste Last Md in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert wird. Wie in 6 dargestellt, ist der Hubsteuerbereich 82 zum Berechnen von vier Motorlasten Mc1 bis Mc4 auf der Basis des aktuellen Hubs Ls und der Näherungsgleichungen der Linien A11 bis A14 ausgebildet. Der Hubsteuerbereich 82 ist zum Vergleichen der berechneten vier Motorlasten Mc1 bis Mc4 und der erfassten Last Md und zum Auswählen einer geeigneten der Linien A11 bis A14, d. h. einer Linie, an der eine Motorlast M angegeben ist, die so nahe wie möglich an der detektierten Last Md liegt, ausgebildet.
Wenn vorliegend zum Beispiel die Linie A12 gewählt wird, berechnet der Hubsteuerbereich 82 einen Hub Lm auf der Basis der Annäherungsgleichung der Linie A12 und einer Basislast M0. Der berechnete Hub Lm wird vorübergehend in dem Speicher der Steuereinheit 8 gespeichert.
Der Hubsteuerbereich 82 ist ferner zum Berechnen des erforderlichen Hubs auf der Basis der Hübe Lp und Lm ausgebildet. Insbesondere setzt der Hubsteuerbereich 82 den Hub Lp als einen neuen Hub Ls fest, wenn ein absoluter Wert einer Differenz zwischen dem Hub Lp und dem Hub Lm kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert δL ist. Die Priorität wird in diesem Fall mehr auf den Druck P als auf die Motorlast M gelegt. Dies deshalb, weil der Druck P des Nehmerzylinders 5, der auf dem Übertragungsweg der Antriebskraft näher an der Kupplung 9 liegt, als Indikator für die Anpresskraft genauer ist als die Motorlast M.
Ist der absolute Wert der Differenz zwischen dem Hub Lp und dem Hub Lm dagegen größer als der vorgegebene Wert δL, vergleicht der Hubsteuerbereich 82 den Hub Lp und den Hub Lm und bestimmt den längeren der Hübe Lp und Lm als neuen Hub Ls. Der Grund für die Wahl des längeren der Hübe Lp und Lm ist, dass sich eine größere Anpresskraft mit dem längeren Hub einfacher als mit dem kürzeren Hub erzielen lässt.
Der Hubsteuerbereich 82 ist zum Berechnen des ungültigen Hubs ΔL durch Subtrahieren des neu festgelegten Hubs Ls von dem maximalen Hub Lmax ausgebildet. Der Hubsteuerbereich 82 regelt die Betätigungszeit des Schaltventils 62 auf der Basis des ungültigen Hubs ΔL. Insbesondere wurde in dem Hubsteuerbereich 82 vorab eine Verhältnisgleichung zwischen dem ungültigen Hub ΔL und dem Drehwinkel dem Antriebsmotor 2 gespeichert. Der Hubsteuerbereich 82 ist ausgebildet zum Berechnen eines Drehwinkels ΔL aus dem berechneten ungültigen Hub ΔL und der Verhältnisgleichung. Der Takt des Öffnens/Schließens des Schaltventils 62 wird unter Verwendung des berechneten Drehwinkel reguliert.
Wie vorstehend beschrieben, erfolgt die Berechnung des geeigneten Hubs des Nehmerzylinders 5 in Anpassung an den Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe.
Technische Bedeutung des ungültigen Hubs
Die technische Bedeutung des ungültigen Hubs wird im Folgenden ergänzend erläutert. Wie in 5 dargestellt ist, wird der Druck P in der zweiten Hydraulikkammer 54 zu dem Basisdruck P0, wenn der zweite Kolben 52 durch den Hub LS im Ausgangszustand wie anhand der Linie A1 angegeben angetrieben wird. Es scheint daher möglich, eine ausreichend hohe Anpresskraft zu erzielen, indem der Hub L des zweiten Kolbens 52 durch eine einfache Reduzierung des Antriebsbetrags des Antriebsmotors 2 auf den Hub Ls reguliert wird.
Jedoch arbeitet der Untersetzungsmechanismus 3 mit dem Enduntersetzungsmechanismus, dessen Charakteristik einen plötzlichen Anstieg des Untersetzungsverhältnisses in der Nähe des Endes eines Hubs (d. h. in dem in 3 dargestellten Hubbereich Lt) vorsieht. Aus diesem Grund kann der Hubbereich Lt mit einem großen Reduktionverhältnis nicht effektiv genutzt werden, wenn der Antriebsbetrag des Antriebsmotors 2 reduziert wird. Mit anderen Worten: Die Ausgangsleistung des Antriebsmotors 2 muss erhöht werden, damit eine ausreichende Anpresskraft sichergestellt werden kann.
Im Hinblick darauf ist es möglich, den Hubbereich mit einem großen Untersetzungsverhältnis maximal zu nutzen, indem der Antriebsbetrag des Antriebsmotors 2 zuverlässig entsprechend dem maximalen Hub Lmax ermittelt wird und indem der ungültige Hub ΔL in einem Hubbereich mit einem kleinen Untersetzungsverhältnis (d. h. in einem Bereich, der den Hubbereich Lt ausschließt) unter Verwendung des Schaltventils 62 festgelegt wird. Infolgedessen ist es möglich, eine ausreichend hohe Anpresskraft sicherzustellen, ohne die Last des Antriebsmotors 2 unnötig zu erhöhen.
Funktionen der Kupplungsbetätigungsvorrichtung
Die Funktionen der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 werden im Folgenden erläutert.
Wie in 1 dargestellt ist, wird der Druckhebel 96 während der Kraftübertragung mittels der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 in Richtung auf das Schwungrad 91 gedrückt, während die Kupplungsscheibe 94 zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 angeordnet ist und gehalten wird. Das Schaltventil 62 wird dabei durch die Steuereinheit 8 geschlossen, und die Antriebskraft des Antriebsmotors 2 wird über den Untersetzungsmechanismus 3, den Geberzylinder 4, den Nehmerzylinder 5 und den Hebelmechanismus 7 auf die Druckplatte 92 übertragen.
Wenn unter diesen Bedingungen ein Betätigungssignal aus dem Getriebe-Steuergerät 99 detektiert wird, steuert der Motorsteuerbereich 81 den Antriebsmotor 2 dahingehend, dass die Welle 21 in einer Richtung gedreht wird, in der der Einrückzustand der Kupplung 9 aufgehoben wird.
Wenn das Schneckenrad 31 durch den Motor 2 angetrieben und in der Richtung R1 gedreht wird, wird das erste Glied 32 nach oben bewegt und die von dem Untersetzungsmechanismus 3 auf den Geberzylinder 4 übertragene Antriebskraft aufgehoben. Infolge der Aufhebung der Antriebskraft wird der erste Kolben 42 durch die elastische Kraft der Feder 57 nach links bewegt, so dass in Reaktion darauf auch der zweite Kolben 52 nach links bewegt wird. Bei der Bewegung des zweiten Kolbens 52 nach links wird das Einrücklager 97 durch den Druckhebel 96 und die Gurtplatte 93a nach rechts zurückgedrückt. Dementsprechend wird die Druckplatte 92 entgegengesetzt zu dem Schwungrad 91 bewegt, wodurch die Kupplungsscheibe 94 nicht mehr in ihrer Position zwischen der Druckplatte 92 und dem Schwungrad 91 festgehalten und somit eine Kraftübertragung von dem Motor auf das Getriebe verhindert wird.
Der Motorsteuerbereich 81 ist zum Regeln des Antriebsbetrags in dem Antriebsmotor 2 (d. h. des Drehwinkels der Antriebswelle 21) auf der Basis eines von dem Codierer 22 ausgegebenen Impulses ausgebildet. Der Motorsteuerbereich 81 startet den Zählvorgang zum Zählen der Ausgangsimpulse des Codierers 22, nachdem der Antrieb durch den Antriebsmotor 2 gestartet wurde. Der Motorsteuerbereich 81 deaktiviert den Antriebsmotor 2, wenn die Anzahl der gezählten Impulse die Impulszahl erreicht, die dem maximalen Hub Lmax entspricht. Wenn der Antriebsmotor 2 deaktiviert wird, verharrt die Druckplatte 92 in einer eine Kraftübertragung verhindernden Position, und der Vorgang des Ausrückens der Kupplung 9 ist beendet. In Verbindung mit der Deaktivierung des Antriebsmotors 2 schaltet der Hubsteuerbereich 82 das Antriebsventil 62 von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand.
Wenn das Getriebe-Steuergerät 99 einen Schaltvorgang durchführt und ein Betätigungssignal für die Überführung der Kupplung 1 in den eingerückten Zustand ausgibt, veranlasst der Motorsteuerbereich 81 den Antriebsmotor 2, den Untersetzungsmechanismus 3 um den Antriebsbetrag anzutreiben, der dem maximalen Hub Lmax entspricht. Das Schneckenrad 31 wird in diesem Fall durch den Antriebsmotor 2 angetrieben und in der Richtung R2 gedreht. Das erste Glied 32 wird dadurch nach unten gezogen, und das dritte Glied 34 drückt den ersten Kolben 42 des Geberzylinders 4 allmählich nach rechts. Folglich wird der erste Kolben 42 nach rechts gedrückt, jedoch ist das Schaltventil 62 geöffnet. Deshalb strömt das Betriebsöl aus der ersten Hydraulikkammer 43 über das Schaltventil 62 und den Nebenölweg 63 in das Reservoir 43, ohne in Richtung auf die zweite Hydraulikkammer 54 zu strömen. Aus diesem Grund verharrt der zweiten Kolben 52, während das Schaltventil 62 im geöffneten Zustand gehalten wird.
Beim Starten des Antriebs durch den Antriebsmotor 2 zählt der Motorsteuerbereich 81 die Ausgangsimpulse des Codierers 22. Das Schaltventil 62 bleibt geöffnet, bis die Anzahl der gezählten Impulse die Impulszahl erreicht, die dem ungültigen Hub ΔL entspricht. Erreicht die Anzahl der gezählten Impulse die dem ungültigen Hub ΔL entsprechende Impulszahl, sendet der Motorsteuerbereich 81 ein Steuersignal an den Hubsteuerbereich 82, der das Schaltventil 62 wiederum von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand schaltet. Folglich strömt das aus der ersten Hydraulikkammer 44 ausströmende Betriebsöl in Reaktion auf die Bewegung des ersten Kolbens 42 in die zweite Hydraulikkammer 54, unter Umgehung des Reservoirs 43, und der zweite Kolben 52 des Nehmerzylinders 5 beginnt sich nach rechts zu bewegen. Wenn sich der zweiten Kolben 52 nach rechts bewegt, wird der Hebel 71 des Hebelmechanismus 7 um den Zapfen 72 gedreht, und das Einrücklager 97 wird durch den Hebel 71 in Richtung auf das Schwungrad 91 gedrückt. Infolgedessen wird die Druckplatte 92 über den Druckhebel 96 durch das Einrücklager 97 in Richtung auf das Schwungrad gedrückt. Wenn der Hub des Nehmerzylinders 5 den maximalen Hub Lmax erreicht, wird die Kupplungsscheibe 94 zwischen der Druckplatte 92 und dem Schwungrad 91 angeordnet und gehalten.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Hubsteuerbereich 82 zum Berechnen eines dem Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe angepassten, geeigneten Hubs auf der Basis der in 5 und 6 angegebenen Daten ausgebildet. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 wird mittels des berechneten Hubs betätigt. Dabei bleibt der Druck P auf dem Basisdruck P0 oder auf einem dem Basisdruck nächstliegenden Druck, wodurch die Anpresskraft auf einer geeigneten Höhe gehalten wird.
Wenn die Kupplungsscheibe 94 zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 angeordnet ist und gehalten wird, wird Kraft von dem Motor über die Kupplung 9 auf das Getriebe übertragen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Betätigen der Kupplung 9 ausgebildet.
Hubberechnungsvorgang
Der Hubsteuerbereich 82 in der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 ist ausgebildet zum Berechnen des geeigneten Hubs entsprechend einem Größenfehler oder einer Größenabweichung unter einer vorgegebenen Bedingung (z. B. einmal pro Tag, nach dem Stoppen des Fahrzeugs oder nach dem Abschalten des Motors oder dergleichen). Der eingestellte Hub Ls und der ungültige Hub ΔL werden unter dieser vorgegebenen Bedingung aktualisiert.
Bei der Berechnung des geeigneten Hubs, wie zum Beispiel in 7 dargestellt, bestätigt der Hubsteuerbereich 82, ob die Kupplung 9 im eingekuppelten Zustand ist oder nicht (Schritt S1). Dabei bestimmt der Hubsteuerbereich 82 den Zustand der Kupplung 9 entweder auf der Basis eines von dem Getriebe-Steuergerät 99 ausgegebenen Betätigungssignals oder auf der Basis einer Ausgabe des Codierers 22. Der Hub wird vorzugsweise berechnet, wenn die Drehgeschwindigkeit V der Kupplung niedrig ist. Dies deshalb, weil ein Aneinanderschlagen oder Vibrieren von jeweiligen Elementen und ein Pulsieren des Öldrucks bei einer hohen Drehgeschwindigkeit V der Kupplung 9 verstärkt auftreten. Aus diesem Grund vergleicht der Hubsteuerbereich 82 im eingerückten Zustand der Kupplung 9 die durch den Drehgeschwindigkeitssensor 23 detektierte Drehgeschwindigkeit V der Kupplung 9 mit einem voreingestellten Basiswert V0 (Schritt S2).
Übersteigt die Drehgeschwindigkeit V den Basiswert V0, werden die Schritte S1 bis S2 wiederholt, und der Hubsteuerbereich 82 überwacht den Zustand der Kupplung 9 (d. h. den eingerückten/ausgerückten Zustand) und die Drehgeschwindigkeit V. Ist die Drehgeschwindigkeit V kleiner oder gleich dem Basiswert V0, berechnet der Hubsteuerbereich 82 den Hub gemäß dem vorstehend beschriebenen Hubberechnungsverfahren.
Um insbesondere die auf die Kupplungsscheibe 94 wirkende Anpresskraft zu ermitteln, detektiert der Druckmesser 53 den Druck P, während der Lastdetektionssensor 23 die Motorlast M des Antriebsmotors 2 detektiert (Schritt S3, Schritt S4). Die Detektionsergebnisse des Druckmessers 53 und des Lastdetektionssensors 23 werden an die Steuereinheit 8 gesandt und in ihrem Speicher (in den Figuren nicht dargestellt) gespeichert.
Als nächstes berechnet der Hubsteuerbereich 82 den geeigneten Hub auf der Basis der in 5 angegebenen Daten, des detektierten Drucks Pd und des aktuell eingestellten Hubs Ls, wobei der detektierte Druck Pd als Basis verwendet wird. insbesondere wird eine Berechnungsformel aus den in 5 angegebenen Daten ausgewählt, wobei der detektierte Druck Pd und der aktuell eingestellte Hub Ls verwendet werden (Schritt S5). Zum Beispiel berechnet der Hubsteuerbereich 82 die Drücke Pc1 bis Pc4 entsprechend dem Hub Ls unter Verwendung der Näherungsgleichungen der in 5 dargestellten Linien A1 bis A4. Der Hubsteuerbereich 82 vergleicht die Drücke Pc1 bis Pc4 mit dem detektierten Druck Pd und wählt eine geeignete der Linien A1 bis A4, d. h. eine Linie, an der ein Druck angegeben ist, der dem detektierten Druck Pd am nächsten kommt. Der Hub Lp wird auf der Basis der Näherungsgleichung der gewählten Linie und des detektierten Drucks Pd berechnet. Der berechnete Hub Lp wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S5).
Ferner berechnet der Hubsteuerbereich 82 auf der Grundlage der in 6 angegebenen Daten, der detektierten Last Md und des aktuell eingestellten Hubs Ls den geeigneten Hub, wobei die detektierte Last Md als Basis verwendet wird. Insbesondere wird aus den in 6 angegebenen Daten eine Näherungsgleichung ausgewählt, wobei die detektierte Last Md und der aktuell eingestellte Hub Ls verwendet werden (Schritt S6). Zum Beispiel berechnet der Hubsteuerbereich 82 die Lasten Mc1 bis Mc4 entsprechend dem Hub Ls unter Verwendung der den in 6 dargestellten Linien A1 bis A4 entsprechenden Näherungsgleichungen. Der Hubsteuerbereich 82 vergleicht die Lasten Mc1 bis Mc4 mit der detektierten Last Md und wählt eine geeignete von den Linien A11 bis A14, d. h. eine Linie, an der eine Last angegeben ist, die der detektierten Last Md am nächsten kommt. Der Hub Lm wird auf der Basis der Näherungsgleichung der gewählten Linie und der detektierten Last Md berechnet. Der berechnete Hub Lm wird in dem Speicher gespeichert (Schritt S6).
Der Hubsteuerbereich 82 berechnet den geeigneten Hub auf der Basis der berechneten Hübe Lp und Lm. Speziell wenn der absolute Wert der Differenz zwischen dem Hub Lp und dem Hub Lm kleiner oder gleich dem vorgegebenen Wert δL ist, wählt der Hubsteuerbereich 82 den Hub Lp als den geeigneten Hub und stellt den Hub Lp als neuen Hub Ls ein (Schritte S7 und S8). Dies deshalb, weil der Druck P des Nehmerzylinders 5, der auf dem Antriebkraftübertragungsweg näher an der Kupplung 9 angeordnet ist, als Indikator für die Anpresskraft genauer ist.
Wenn der absolute Wert der Differenz zwischen dem Hub Lp und dem Hub Lm dagegen größer als der vorgegebene Wert δL ist, vergleicht der Hubsteuerbereich 82 den Hub Lp und den Hub Lm, wählt den längeren der Hübe Lp und Lm als geeigneten Hub und stellt den gewählten Hub als neuen Hub Ls ein (Schritte S7 bis S10).
Merkmal der Kupplungsbetätigungsvorrichtung
Der Hub wird Ls wird also dem Abnutzungszustand der Kupplungsscheibe entsprechend regelmäßig berechnet und aktualisiert. Deshalb wird der Hub L entsprechend einem Größenfehler oder einer Größenabweichung (z. B. eine Abnutzung der Kupplungsscheibe 94) automatisch reguliert. Dadurch ist es möglich, die auf die Kupplungsscheibe 94 wirkende Anpresskraft auf einer geeigneten Höhe zu halten. Kurzum kann durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 eine stabile Leistung der Kupplung 9 erzielt werden.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Bei der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform wird der ungültige Hub durch die elektronische Steuerung reguliert. Der ungültige Hub kann jedoch auch manuell eingestellt werden.
Wie in 8 dargestellt ist, ist insbesondere ein als Regulierteil vorgesehener Reguliermechanismus 115 anstelle des Schaltventils 62 und des Hubsteuerbereichs 82 in einem Geberzylinder 104 angeordnet.
Wie die 9(A) und 9(B) zeigen, umfasst der Reguliermechanismus 115 einen Hauptkörper 116, ein in den Hauptkörper 116 eingesetztes bewegliches Element 117, eine Regulierschraube 118 und einen Drehsicherungsbolzen 119.
Der Hauptkörper 116 ist an dem vorderen Teil des Geberzylinders 104 befestigt und ist in axialer Richtung an einem Drückerelement 46 gegengelagert. Das Drückerelement 46 wird durch eine Feder 47 an den Hauptkörper 116 gedrückt. Das bewegliche Element 117 ist bezüglich des Hauptkörpers 116 bewegbar angeordnet. Das bewegliche Element 117 ist mittels der Regulierschraube 118 mit dem Hauptkörper 116 verbunden. Die Drehung des beweglichen Elements 117 bezüglich des Hauptkörpers 116 wird durch den an dem Hauptkörper 116 befestigten Drehsicherungsbolzen 119 eingeschränkt.
Das bewegliche Element 117 hat eine Schraubenöffnung 117a, und die Regulierschraube 118 ist in die Schraubenöffnung 117a geschraubt. Die Regulierschraube 118 ist an dem Hauptkörper 116 befestigt, kann sich jedoch bezüglich des Hauptkörpers drehen und sich als eine Einheit mit dem Hauptkörper in der axialen Richtung bewegen. Wie in den 9(A) und 9(B) dargestellt ist, ist die axiale Position des beweglichen Elements 117 bezüglich des Hauptkörpers 116 regulierbar, indem die Regulierschraube bezüglich des Hauptkörpers 116 gedreht wird.
Der Begriff ”axiale Richtung” bezieht sich hierbei auf die Bewegungsrichtung des ersten Kolbens 42 mit Bezug auf den ersten Zylinder 41.
Das bewegliche Element 117 enthält einen Ölweg 117b. Der Ölweg 117b verbindet ein Reservoir 43 und eine erste Hydraulikammer 44. Der Ölweg 117b ist so konfiguriert, dass er mittels eines Zwischenkolbens 45 geöffnet oder geschlossen werden kann. Die Größe eines Spielraums D zwischen dem Zwischenkolben 45 und dem beweglichen Element variiert in Reaktion auf eine axiale Positionsänderung des beweglichen Elements 117 gegenüber dem Hauptkörper 116. Die Größe des Spielraums entspricht dem vorgenannten ungültigen Hub. Der ungültige Hub ΔL kann durch eine Einstellung der Position des beweglichen Teils 117 gegenüber dem Hauptkörper 116 reguliert werden. Zum Beispiel wird der ungültige Hub ΔL reguliert, indem der beim Transport eingesetzte Reguliermechanismus 115 verwendet wird. Alternativ kann der ungültige Hub ΔL durch die Verwendung des Reguliermechanismus 115 bei der periodischen Wartung reguliert werden.
Die vorstehende Konstruktion kann auch eine Variation der Anpresskraft aufgrund eines Größenfehlers oder einer Größenabweichung verhindern und sorgt für eine stabile Funktion der Kupplung 9.
Weitere exemplarische Ausführungsformen
Die spezielle Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsform beschränkt. Vielfältige Änderungen und Modifikation können vorgenommen werden, ohne den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

(A) Bei dem Untersetzungsmechanismus 3 wird ein Kniehebelmechanismus 39 verwendet. Dieser kann jedoch durch einen anderen geeigneten Mechanismus ersetzt werden, solange dieser ein Enduntersetzungsmechanismus ist, dessen Charakteristik eine Vergrößerung des Untersetzungsverhältnisses in der Nähe des Endes eines Hubs vorsieht. Außer dem Kniemechanismus kann eine Reihe anderer Mechanismen zum Einsatz kommen, unter anderem ein Nockenmechanismus, ein Kurbelmechanismus, ein Kardangetriebe mit Kurbelzapfen, ein variabler Zahnstangenmechanismus, ein Riemenmechanismus und ein elliptischer Getriebemechanismus.
(B) In der ersten exemplarischen Ausführungsform werden sowohl der Druck P als auch die Motorlast M detektiert, und der geeignete Hub und der ungültige Hub ΔL werden auf der Grundlage beider Werte berechnet. Jedoch können der geeignete Hub und der ungültige Hub ΔL ebenso nur anhand des Drucks P oder nur anhand der Motorlast M berechnet werden.
(C) Das Verfahren der Detektion elektrischen Stroms wird als Verfahren zur Detektion der Motorlast M angewendet. Andere geeignete Verfahren, zum Beispiel solche, bei denen ein Dehnungsmesser verwendet wird, sind ebenfalls denkbar.
(D) In der zweiten exemplarischen Ausführungsform wird die Position des beweglichen Elements 117 mittels der Regulierschraube 118 eingestellt. Der Hauptkörper 116 und das bewegliche Element 117 können jedoch einteilig ausgebildet sein, und die Größe des Zwischenraums D kann reguliert werden, indem das einteilige Element ausgetauscht wird.
(E) 3 zeigt das Untersetzungsverhältnis des Kniehebelmechanismus 39. Die Charakteristik des Untersetzungsmechanismus 3 ist jedoch nicht auf die in 3 dargestellte Charakteristik beschränkt. Der Untersetzungsmechanismus 3 kann zum Beispiel eine Charakteristik aufweisen, bei der das Untersetzungsverhältnis von dem Zustand der Verhinderung der Kraftübertragung bis zum dem Zustand der Ermöglichung der Kraftübertragung mit einer konstanten Rate erhöht wird.
(F) Ferner ist die Konstruktion zum Verschieben der Eingangsphase und der Ausgangsphase nicht auf das vorstehend beschriebene hydraulische Verfahren beschränkt. Beispielsweise können auch eine elektromagnetische Kupplung und eine Reibkupplung als diesbezügliche Konstruktion vorgeschlagen werden.
(G) Eine Einheit zur Detektion des Drucks P ist nicht auf den Druckmesser 53 beschränkt und kann zum Beispiel ebenso ein Druckschalter sein.
(H) Das Einrücklager 97 wird über den Hebelmechanismus 7 durch den Nehmerzylinder 5 beaufschlagt. Der Hebelmechanismus 7 kann jedoch auch entfallen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorstehend beschriebene Kupplungsbetätigungsvorrichtung ermöglicht die Erzielung einer stabilen Funktion der Kupplung. Die vorliegende Erfindung ist deshalb nützlich auf dem Gebiet von Kupplungsbetätigungsvorrichtungen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungsvorrichtung
2: Antriebsmotor (Beispiel für Antriebselement)
22: Codierer (Beispiel für Detektionssensor)
23: Lastdetektionssensor (Beispiel für Detektionssensor)
3: Untersetzungsmechanismus (Beispiel für Reduzierelement)
39: Kniehebelmechanismus
4: Geberzylinder
41: Zylinder
42: Kolben
43: Reservoir
44: Hydraulikkammer
45: Zwischenkolben
46: Druckerelement
47: Feder
5: Nehmerzylinder
51: Zylinder
52: Kolben
53: Druckmesser (Beispiel für Detektionssensor)
54: Hydraulikkammer
6: Hydraulikkreis
61: Hauptölweg
62: Schaltventil
63: Nebenölweg
7: Hebelmechanismus
8: Steuereinheit
81: Motorsteuerbereich
82: Hubsteuerbereich (Beispiel für Einstellsteuerbereich)
9: Kupplung
99: Getriebe-Steuergerät (Beispiel für Betätigungsbetragsupportbereich)
115: Reguliermechanismus (Beispiel für Regulierelement)
116: Hauptkörper
117: bewegliches Element
118: Regulierschraube

Claims

Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Kupplung, wobei die Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Ändern einer auf eine Kupplungsscheibe wirkenden Anpresskraft gemäß einem Betätigungsbetrag ausgebildet ist, umfassend: einen Antriebsteil, zum Erzeugen einer Antriebskraft ausgebildet ist; einen Übertragungsteil, zum Übertragen der Antriebskraft als Anpresskraft auf die Kupplung und zum Umsetzen eines Antriebsbetrags in dem Antriebsteil in einen Betätigungsbetrag ausgebildet ist; und einen Regulierteil, zum Regulieren des Betätigungsbetrags in dem Übertragungsteil ausgebildet ist.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Übertragungsteil ein Reduzierelement umfasst, das zum Untersetzen des Antriebsbetrags in dem Antriebsteil zwecks Verstärkung der Antriebskraft ausgebildet ist.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich ein Untersetzungsverhältnis des Reduzierelements von einem Zustand, in dem eine Kraftübertragung verhindert wird, bis zu einem Zustand, in dem eine Kraftübertragung ermöglicht wird, allmählich vergrößert.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Regulierteil ausgebildet ist zum Regulieren des Betätigungsbetrags, um einen partiellen Antriebsbetrag eines gesamten Antriebsbereichs des Antriebsteils in den Betätigungsbetrag in dem Übertragungsteil umzusetzen.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: eine Detektionssensoreinheit, die zum Erfassen der Anpresskraft ausgebildet ist; und einen Regulierungs-Steuerbereich, der zum Steuern des Regulierteils auf der Basis des Erfassungsergebnisses der Detektionssensoreinheit ausgebildet ist.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Regulierungs-Steuerbereich einen Berechnungsteil umfasst, der zum Berechnen eines geeigneten Betätigungsbetrags der Kupplung auf der Basis des Erfassungsergebnisses der Detektionssensoreinheit ausgebildet ist.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Übertragungsteil einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und einen Hauptölweg umfasst, wobei der Geberzylinder einen ersten Zylinder, einen in den ersten Zylinder eingesetzten, zum Aufnehmen der in dem Antriebsteil erzeugten Antriebskraft ausgebildet ersten Kolben und eine durch den ersten Zylinder und den ersten Kolben gebildete erste Hydraulikkammer aufweist wobei der Nehmerzylinder einen zweiten Zylinder, einen in den zweiten Zylinder eingesetzten, zum Ausüben der Antriebskraft als Anpresskraft auf die Kupplung ausgebildeten zweiten Kolben und eine durch den zweiten Zylinder und den zweiten Kolben gebildete zweite Hydraulikkammer aufweist; und wobei der Hauptölweg zum Verbinden der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer ausgebildet ist.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Regulierteil einen Tank und einen Schaltbereich umfasst, wobei der Tank zum Verbinden mit dem Hauptölweg ausgebildet ist und wobei der Schaltbereich derart ausgebildet ist, dass er durch Schalten eine Kommunikation zwischen dem Tank und mindestens einer Kammer der ersten und der zweiten Hydraulikkammer oder mindestens des Hauptölwegs ermöglicht oder unterbindet.
Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Regulierteil einen Tank, einen Nebenölweg, einen Zwischenkolben und ein Regulierelement umfasst, wobei der Tank zum Verbinden mit dem Hauptölweg ausgebildet ist, wobei der Nebenölweg in dem ersten Zylinder vorgesehen ist, um den Tank und die erste Hydraulikkammer zu verbinden, wobei der Nebenkolben ausgebildet zum Bewegen in Verbindung mit dem ersten Kolben, um den Nebenölweg zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand zu schalten, und wobei das Regulierelement zum Regulieren der Zeitsteuerung des Schaltens des Nebenölwegs zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand mittels des Zwischenkolbens ausgebildet ist.