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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Kupplungsvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Bei einem gewöhnlichen Handschaltgetriebe ist eine Kupplungsvorrichtung zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordnet, während ein Schalthebel eines Fahrersitzes und das Getriebe mechanisch über einen Verbindungsmechanismus, wie z. B. ein Steuergestänge, verbunden sind. Beim Schalten der Gänge wird der Schalthebel betätigt, während ein Kupplungspedal nach unten gedrückt wird, wobei die Kupplungsvorrichtung, die Übertragen von Leistung zwischen dem Motor und dem Getriebe abblockt. Daher werden diese Reihen von Betätigungen, wenn Gangschalten häufig erforderlich ist, zu einer großen Belastung für einen Fahrer.
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Angesichts des oben Genannten wurden Automatikgetriebe zur Reduzierung einer Belastung des Fahrers aufgrund des Schaltvorganges vorgeschlagen, die einen Kupplungsaktuator vorsehen, der automatisch die Kupplungsvorrichtung einkuppelt/auskuppelt, wodurch ein Schaltvorgang ohne Herunterdrücken eines Kupplungspedals ausgeführt werden kann.
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LITERATURLISTE
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Patentliteratur
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- PTL 1: UK-Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2313885 .
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Allgemein werden als Kupplungsvorrichtungen für die vorgenannten Automatikgetriebe normal-geschlossene Kupplungsvorrichtungen verwendet. In den vergangenen Jahren wurden jedoch auch Automatikgetriebe entwickelt, die eine normal-offene Kupplungsvorrichtung verwenden.
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Im Fall des normal-offenen Typs ist die Kupplungsvorrichtung ausgekuppelt, wenn keine Betätigungskraft in die Kupplungsvorrichtung von einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung eingeleitet wird. Beim Einkuppeln der Kupplungsvorrichtung wird eine Druckplatte von einem Antriebsmechanismus durch einen Hebel gedrückt und eine Kupplungsscheibe ist zwischen der Druckplatte und einem Schwungrad angeordnet. Folglich wird Leistung an eine Antriebswelle eines Getriebes durch die Kupplungsscheibe übertragen.
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Mit solch einer Anordnung, anders als beim normal-geschlossenen Typ, hängt bei der normal-offenen Kupplungsvorrichtung die Andruckkraft, die auf die Kupplungsscheibe (Kupplungslast) wirkt, von der Betätigungskraft ab, die darauf von der Kupplungsbetätigungsvorrichtung übertragen wird. Daher wird im eingekuppelten Zustand eine große Betätigungskraft benötigt und folglich erhöht sich unvermeidbar die Last eines Aktuators.
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In Anbetracht des oben Genannten wurde ein Hilfsmechanismus zur Unterstützung der Betätigungskraft vorgeschlagen, um die Last auf den Aktuator zu vermindern (siehe z. B. Patentliteratur 1). Der Hilfsmechanismus aus Patentliteratur 1 ist dazu ausgelegt, eine Hilfskraft durch Verwendung eines Nockenelements zu erzeugen.
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Bei Verwendung eines Nockenelements muss jedoch das Nockenelement an ein Produkt in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Produkts angepasst werden. Deshalb ist es schwierig, das Nockenelement zu verschiedenen Kupplungsvorrichtungen kompatibel zu machen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung zu schaffen, die die Antriebslast vermindern kann und auch einfach mit verschiedenen Kupplungsvorrichtungen kompatibel ist.
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Lösung des Problems
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Eine erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplungsvorrichtung und umfasst ein Antriebsteil und einen Hilfsmechanismus. Das Antriebsteil ist zum Erzeugen einer Antriebskraft und zum Übertragen der Antriebskraft auf die Kupplungsvorrichtung ausgebildet. Der Hilfsmechanismus ist ein Mechanismus zum Unterstützen des Antriebsteils und umfasst ein Andruckteil und einen Umschaltmechanismus. Das Andruckteil ist zum Erzeugen einer Andruckkraft zu ausgebildet. Der Umschaltmechanismus ist zum Umwandeln der Andruckkraft in eine Hilfskraft ausgebildet, die sich beim Übergang von einem Leistungsblockierungszustand zu einem Leistungsübertragungszustand der Kupplungsvorrichtung allmählich erhöht.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei der Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist der Umschaltmechanismus in dem Hilfsmechanismus eingesetzt. Daher ist eine einfache Umsetzung einer für eine Last-Charakteristik der Kupplungsvorrichtung geeigneten Antriebskraft-Charakteristik möglich. Weiter sind das Andruckteil und der Umschaltmechanismus kombiniert und dadurch kann eine Hilfskraft-Charakteristik allein durch Veränderung der Spezifikation des Andruckteiles reguliert werden. Mit anderen Worten ist es möglich, die Kupplungsbetätigungsvorrichtung auf einfache Weise kompatibel zu unterschiedlichen Kupplungsvorrichtungen umzusetzen. Daher kann die vorliegende Kupplungsbetätigungsvorrichtung eine Antriebslast vermindern, während sie in einfacher Weise zu verschiedenen Kupplungsvorrichtungen kompatibel ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Zeichnung einer Kupplungsvorrichtung und einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung (erstes Ausführungsbeispiel);
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2 zeigt eine Zeichnung eines Hilfsmechanismus (erstes Ausführungsbeispiel);
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3 zeigt ein Last-Charakteristik-Diagramm der Kupplungsvorrichtung und der Kupplungsbetätigungsvorrichtung (erstes Ausführungsbeispiel);
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4 ist ein Vergleichsdiagramm von Motordrehmomenten einer Antriebsvorrichtung (erstes Ausführungsbeispiel);
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5 zeigt eine schematische Zeichnung einer Kupplungsvorrichtung und einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung (zweites Ausführungsbeispiel);
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6 zeigt eine Zeichnung einer Antriebsvorrichtung (zweites Ausführungsbeispiel);
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7 zeigt eine Charakteristik des Untersetzungsverhältnisses der Antriebsvorrichtung (zweites Ausführungsbeispiel); und
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8 zeigt ein Vergleichsdiagramm von Motordrehmomenten der Antriebsvorrichtung (zweites Ausführungsbeispiel).
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GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Aufbau der Kupplungsvorrichtung
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Kupplungsvorrichtung 9 eine beispielhafte Vorrichtung zum Übertragen von Leistung von einem Motor (nicht in der Figur gezeigt) zu einem Getriebe (nicht in der Figur gezeigt) und ist beispielsweise an einem Schwungrad 91 des Motors befestigt. Das Schwungrad 91 ist um eine Drehachse X drehbar. Nachstehend bezieht sich eine axiale Richtung auf eine Richtung parallel zu der Drehachse X.
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Die Kupplungsvorrichtung 9 ist eine sogenannte normal-offene Kupplungsvorrichtung. Daher wird Leistung an der Übertragung von dem Motor zum Getriebe gehindert, wenn eine Betätigungskraft nicht an die Kupplungsvorrichtung 9 von einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 (wird noch beschrieben) angelegt ist. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 wird unten genau beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Kupplungsvorrichtung 9 einen Kupplungsdeckel 93, eine Druckplatte 92, eine Kupplungsscheibe 94, einen Druckhebel 96, ein Einrücklager 97 und einen Kupplungshebel 98.
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Der Kupplungsdeckel 93 ist an dem Schwungrad 91 befestigt. Die Druckplatte 92 ist von dem Kupplungsdeckel 93 abgestützt, wobei sie einheitlich mit diesem drehbar und axial bewegbar ist. Die Druckplatte 92 ist an den Kupplungsdeckel 93 mittels einer Mehrzahl von Trägerplatten (nicht in den Figuren dargestellt) gekoppelt, wobei sie einheitlich mit diesen drehbar ist. Weiter ist die Druckplatte 92 elastisch mit dem Kupplungsdeckel 93 in die axiale Richtung mittels der Trägerplatten gekoppelt. Die Kupplungsscheibe 94 ist zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 angeordnet und axial zwischen dem Schwungrad 91 und der Druckplatte 92 eingefügt, wenn die Kupplungsvorrichtung 9 eingekuppelt ist. Der Druckhebel 96 ist eine etwa ringförmige Platte und ist von dem Kupplungsdeckel 93 abgestützt, wobei er in der axialen Richtung elastisch verformbar ist. Der Druckhebel 96 hat eine kleine elastische Kraft auf und es wird eine relativ kleine Kraft benötigt, um den Druckhebel 96 elastisch zu verformen. Das innere Umfangsteil des Druckhebels 96 kann mittels des Kupplungshebels 98 axial nach innen gedrückt werden.
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Das Einrücklager 97 beseitigt den Unterschied in der Drehung zwischen dem Druckhebel 96 und dem Kupplungshebel 98. Das Einrücklager 97 ist zwischen dem inneren Umfangsteil des Druckhebels 96 und der Spitze des Kupplungshebels 98 angeordnet.
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Der Kupplungshebel 98 ist von einem Gehäuse 90 abgestützt, wobei er um eine Drehachse A2 drehbar ist. Wenn die Kupplungsvorrichtung 9 eingekuppelt ist, wird der Kupplungshebel 98 angetrieben und um die Drehachse A2 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 gedreht. Folglich drückt der Kupplungshebel 98 die Druckplatte 92 axial durch das Einrücklager 97 und den Druckhebel 96. Wenn die Kupplungslast des Andrückens der Druckplatte 92 einen vorher bestimmten Wert erreicht oder überschreitet, wird die Kupplungsvorrichtung 9 in einen Leistungsübertragungszustand versetzt.
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Aufbau der Kupplungsbetätigungsvorrichtung
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Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplungsvorrichtung 9 und schaltet die Kupplungsvorrichtung 9 beispielsweise basierend auf einem Betätigungssignal, das von einem Getriebe-Steuergerät 89 ausgegeben wird, entweder in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsblockierungszustand. Dabei bedeutet Leistungsblockierungszustand einen Zustand, der die Übertragung von Leistung durch die Kupplungsvorrichtung 9 vollständig blockiert, wohingegen der Leistungsübertragungszustand einen Zustand bedeutet, bei dem die Übertragung von Leistung durch die Kupplungsvorrichtung 9 ausgeführt wird. Im Leistungsübertragungszustand ist die Drehgeschwindigkeit des Schwungrades 91 und die Drehgeschwindigkeit einer Antriebswelle 99 des Getriebes dieselbe.
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Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 kann bei verschiedenen Kupplungsvorrichtungen mit unterschiedlichen Spezifikationen angewandt werden. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 wird hierin jedoch anhand einer beispielhaften vorgenannten Kupplungsvorrichtung 9 als Betätigungsziel der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 einen Antriebsmechanismus 2 (Beispiel für ein Antriebsteil), einen Hilfsmechanismus 3 und eine Steuereinheit 8.
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Der Antriebsmechanismus 2 ist eine Antriebsquelle zum Antreiben des Kupplungshebels 98 der Kupplungsvorrichtung 9 und überträgt die Antriebskraft direkt auf den Kupplungshebel 98. Wie aus 2 ersichtlich ist dabei die Kraft, die in den Kupplungshebel 98 von dem Antriebsmechanismus 2 eingeleitet wird, als Antriebskraft F1 (Beispiel für eine Antriebskraft des Antriebsteils) definiert; die Kraft, die von dem Hilfsmechanismus 3 durch den Antriebsmechanismus 2 in den Kupplungshebel 98 eingeleitet wird, ist als Hilfskraft F2 (Beispiel für eine Betätigungskraft der Kupplungsvorrichtung) definiert; und die Nettokraft der Antriebskraft F1 und der Hilfskraft F2 ist als eine Betätigungskraft F3 zum Betätigen der Kupplungsvorrichtung 9 definiert. Wie in 2 gezeigt, erzeugt der Antriebsmechanismus 2 die Antriebskraft F1 zum Antreiben der Kupplungsvorrichtung 9. Insbesondere umfasst der Antriebsmechanismus 2 einen Antriebsmotor 23, einen Untersetzungsmechanismus 28, eine Schraubenwelle 26, eine Kugelumlaufspindel 22 (Beispiel für ein Abtriebselement) und eine Verkleidung 29. Die Verkleidung 29 ist beispielsweise an dem Gehäuse 90 befestigt.
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Der Antriebsmotor 23 ist beispielsweise ein bürstenloser Motor und umfasst eine Antriebswelle 21 zum Abgeben einer Drehantriebskraft. Die Antriebswelle 21 ist um eine Drehachse C1 drehbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drehachse C1 parallel zu der axialen Richtung angeordnet. Der Antriebsmotor 23 ist an der Verkleidung 29 befestigt. Der Untersetzungsmechanismus 28 ist ein Mechanismus zum Untersetzen der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 23 und umfasst ein erstes Getrieberad 24 und ein zweites Getrieberad 25. Das erste Getrieberad 24 ist an der Antriebswelle 21 befestigt. Das zweite Getrieberad 25 kämmt mit dem ersten Getrieberad 24, wobei es an der Schraubenwelle 26 befestigt ist. Das erste Getrieberad 24 und das zweite Getrieberad 25 sind innerhalb der Verkleidung 29 angeordnet.
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Die Schraubenwelle 26 ist drehbar durch die Verkleidung 29 abgestützt und weist einen Schraubenabschnitt 26a auf. Die Schraubenwelle 26 ist drehbar um eine Drehachse C2. Die Drehachse C2 ist parallel zu der Drehachse C1 und der axialen Richtung angeordnet. Die Kugelumlaufspindel 22 wird von der Verkleidung 29 abgestützt, wobei sie in die axiale Richtung bewegbar ist (d. h. die Richtung nach rechts oder links in den 1 und 2). Die Kugelumlaufspindel 22 stellt die Verbindung zu dem Kupplungshebel 98 her. Die Kugelumlaufspindel 22 weist ein Schraubenloch 22a auf. Der Schraubenabschnitt 26a der Schraubenwelle 26 wird in das Schraubenloch 22a geschraubt. Die Kugelumlaufspindel 22 wird zusammen mit der Drehung der Schraubenwelle 26 axial bewegt. Daher wird eine Drehbewegung der Schraubenwelle 26 in eine lineare Bewegung der Kugelumlaufspindel 22 umgewandelt und die Drehantriebskraft, die in dem Antriebsmotor 23 erzeugt wird, wird in eine axiale Antriebskraft F1 umgewandelt.
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Bei dem Antriebsmechanismus 2 wird die Drehantriebskraft, die von dem Antriebsmotor 23 erzeugt wird, in dem Untersetzungsmechanismus 28 verstärkt und von der Schraubenwelle 26 und der Kugelumlaufspindel 22 in eine axiale Antriebskraft F1 umgewandelt. Die Antriebskraft F1 wird durch die Kugelumlaufspindel 22 auf den Kupplungshebel 98 übertragen. Es sollte beachtet werden, dass das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsmechanismus 28 unabhängig von einem Hubweg S des Antriebsmechanismus 2 konstant ist.
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Der Hilfsmechanismus 3 unterstützt den Antriebsmechanismus 2 beim Verringern der Antriebslast (Motordrehmoment) des Antriebsmotors 23. Insbesondere legt der Hilfsmechanismus 3 die Hilfskraft F2 an den Kupplungshebel 98 an. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überträgt der Hilfsmechanismus 3 die Hilfskraft F2 nicht direkt zu dem Kupplungshebel 98, sondern überträgt die Hilfskraft F2 über die Kugelumlaufspindel 22 des Antriebsmechanismus 2 auf den Kupplungshebel 98. Es sollte beachtet werden, dass der Hilfsmechanismus 3 die Hilfskraft F2 direkt an den Kupplungshebel 98 übertragen kann.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Hilfsmechanismus 3 einen Umschaltmechanismus 39 und einen Andruckmechanismus 37 (Beispiel für ein Andruckelement).
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Der Umschaltmechanismus 39 umfasst ein erstes Verbindungselement 31, das eine Plattenform aufweist, und ein zweites Verbindungselement 32, das eine Plattenform aufweist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben das erste Verbindungselement 31 und das zweite Verbindungselement 32 dieselbe Form.
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Das erste Verbindungselement 31 weist einen ersten Endabschnitt 31a und einen zweiten Endabschnitt 31b auf. Der erste Endabschnitt 31a ist über einen Stift 38a drehbar mit der Verkleidung 29 des Antriebsmechanismus 2 gekoppelt. Der zweite Endabschnitt 31b ist über einen Stift 38b drehbar mit dem zweiten Verbindungselement 32 gekoppelt.
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Das zweite Verbindungselement 32 weist einen ersten Endabschnitt 32a und einen zweiten Endabschnitt 32b auf. Der erste Endabschnitt 32a ist über den Stift 38b drehbar mit dem zweiten Endabschnitt 31b des ersten Verbindungselements 31 gekoppelt. Der zweite Endabschnitt 32b ist über einen Stift 38c drehbar mit der Kugelumlaufspindel 22 gekoppelt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus 2 ist die Mitte des Stiftes 38a und die des Stiftes 38c an der Drehachse C2 angeordnet.
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Das erste Verbindungselement 31 ist gegenüber der axialen Richtung (Beispiel für eine erste Richtung) geneigt angeordnet, entlang der die Kugelumlaufspindel 22 bewegt wird. Das zweite Verbindungselement 32 ist relativ zu der axialen Richtung geneigt angeordnet. Insbesondere sind, wie aus 2 ersichtlich, eine Linie B1 und eine Linie B2 gegenüber der Drehachse C2 geneigt, wobei die Linie B1 als eine Verbindungslinie zwischen der Mitte des Stiftes 38a und der des Stiftes 38b definiert ist, während die Linie B2 eine Verbindungslinie zwischen der Mitte des Stiftes 38b und der des Stiftes 38c definiert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen der Linie B1 und der Linie B2 im Leistungsblockierungszustand ein Winkel θ1 kleiner als 90° gebildet. Der Winkel θ1 erhöht sich beim Übergang von dem Leistungsblockierungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand allmählich und dementsprechend erhöht sich auch das Untersetzungsverhältnis des Umschaltmechanismus 39 allmählich.
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Der Andruckmechanismus 37 legt ständig eine Andruckkraft F4 an das erste Verbindungselement 31 und das zweite Verbindungselement 32 an. Der Andruckmechanismus 37 umfasst ein erstes Andruckelement 34, ein zweites Andruckelement 35 und eine Schraubenfeder 36. Das erste Andruckelement 34 weist einen ersten Kupplungsabschnitt 34a und einen ersten Rohrabschnitt 34b auf. Der erste Kupplungsabschnitt 34a ist über einen Stift 38d drehbar mit der Verkleidung 29 des Antriebsmechanismus 2 gekoppelt. Der erste Rohrabschnitt 24b ist ein Rohrabschnitt, der von dem ersten Kupplungsabschnitt 34a hervorspringt. Das zweite Andruckelement 35 weist einen zweiten Kupplungsabschnitt 35a und einen zweiten Rohrabschnitt 35b auf. Der zweite Kupplungsabschnitt 35a ist über den Stift 38b drehbar mit dem ersten Verbindungselement 31 und dem zweiten Verbindungselement 32 gekoppelt. Der zweite Rohrabschnitt 35b ist ein Rohrabschnitt, der von dem zweiten Kupplungsabschnitt 35a hervorspringt. Die Mittellinie des ersten Rohrabschnitts 34b fällt grob mit der Mittellinie des zweiten Rohrabschnitts 35b zusammen. Die Mittellinie des ersten Rohrabschnitts 34b und die Mittellinie des Rohrabschnitts 35b sind hierbei durch eine Linie B3 dargestellt.
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Das zweite Andruckelement 35 ist verschiebbar mit dem ersten Andruckelement 34 angeordnet. Insbesondere ist der erste Rohrabschnitt 37d in den zweiten Rohrabschnitt 37e eingefügt. Der zweite Rohrabschnitt 37e führt den ersten Rohrabschnitt 37d in eine Richtung, die entlang der Linie B3 angeordnet ist.
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Die Schraubenfeder 36 ist komprimiert zwischen dem ersten Kupplungsabschnitt 34a und dem zweiten Kupplungsabschnitt 35a angeordnet. Der zweite Rohrabschnitt 37e ist in die Schraubenfeder 36 eingefügt. Die Schraubenfeder 36 ist durch den zweiten Rohrabschnitt 37e abgestützt, wobei sie entlang einer Richtung (Beispiel für eine zweite Richtung) entlang der Linie B3 elastisch deformierbar ist. Der Andruckmechanismus 37 ist ausziehbar und einziehbar entlang der Richtung der Linie B3 angeordnet. Die Andruckkraft F4 des Andruckmechanismus 37 wirkt entlang einer Richtung parallel zu der Linie B3. Aus 2 ist ein Winkel θ2 ersichtlich, der im Leistungsblockierungszustand ein spitzer Winkel ist, wobei der Winkel θ2 zwischen der Linie B3 und der axialen Richtung gebildet wird. Der Winkel θ2 erhöht sich beim Übergang von dem Leistungsblockierungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand allmählich.
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Mit dem vorgenannten Aufbau legt der Andruckmechanismus 37 die Andruckkraft F4 an ein gekoppeltes Teil L zwischen dem ersten Verbindungselement 31 und dem zweiten Verbindungselement 32 an. Die Andruckkraft F4 erhöht sich mittels der Wirkung des Umschaltmechanismus 39 beim Übergang von dem Leistungsblockierungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand allmählich.
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Der Hilfsmechanismus 3 umfasst den Umschaltmechanismus 39 und kann daher eine Hilfscharakteristik wie in 3 dargestellt umsetzen, die die Hilfskraft F2 allmählich proportional zu der Erhöhung des Hubweges S erhöht. Entsprechend kann die Antriebskraft F1 des Antriebsmechanismus 2 und das Motordrehmoment des Antriebsmotors 23 verringert werden.
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Die Steuereinheit 8 umfasst eine Steuervorrichtung 83, einen ersten Drehsensor 81, einen zweiten Drehsensor 84 und einen Hubwegsensor 82. Die Steuervorrichtung 83 steuert den Antriebsmotor 23 gemäß dem Zustand des Fahrzeugs. Insbesondere steuert die Steuervorrichtung 83 den Antriebsmotor 23 basierend auf einem Betätigungssignal, das von dem Getriebe-Steuergerät 89 (1) ausgegeben wird.
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Der erste Drehsensor 81 erfasst die Drehgeschwindigkeit des Schwungrades 91. Der zweite Drehsensor 84 erfasst die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 99, die einheitlich mit der Kupplungsscheibe 94 drehbar ist. Der Hubwegsensor 82 erfasst den Hubweg des Kupplungshebels 98 (d. h. den Hubweg S des Antriebsmechanismus 2). Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hubweg S derselbe wie die Verschiebung der Kugelumlaufspindel 22 des Antriebsmechanismus 2.
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Die Steuervorrichtung 83 ist elektrisch mit dem ersten Drehsensor 81, dem zweiten Drehsensor 84 und dem Hubwegsensor 82 verbunden. Die Erfassungssignale des ersten Drehsensors 81, des zweiten Drehsensors 84 und des Hubwegsensors 82 werden in die Steuervorrichtung zu vorbestimmten Zeiten eingegeben. Die Steuervorrichtung 83 steuert die Wirkung des Antriebsmotors 83 durch Verwendung der jeweiligen Erfassungssignale.
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Die Steuervorrichtung 83 steuert beispielsweise beim Lösen der Kupplung, wenn ein Betätigungssignal von dem Getriebe ECU 89 ausgegeben wird, den Antrieb des Antriebsmotors 23 so, dass der Kupplungshebel 98 in eine vorbestimmte Lösestellung gedreht wird. Die Steuervorrichtung 83 ermittelt basierend auf dem Erfassungssignal des Hubwegsensors 82, ob sich der Kupplungshebel 98 in einer vorbestimmten Position befindet oder nicht.
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Andererseits steuert die Steuervorrichtung 83 beim Einkuppeln der Kupplung, den Antrieb des Antriebsmotors 23 so, dass der Kupplungshebel 98 in eine Eingriffsposition gedreht wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Eingriffsposition des Kupplungshebels 98 basierend auf der Gleichheit der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades 91 und der Antriebswelle 99 ermittelt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Drehgeschwindigkeit des Schwungrades 91 und der Antriebswelle 99 basierend auf dem Erfassungssignal des ersten Drehsensors 91 und des zweiten Drehsensors 84 ermittelt.
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Wirkung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung
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Die Wirkung der oben erläuterten Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 wird erklärt.
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Im Leistungsblockierungszustand aus 1 wird die Antriebskraft F1, die in der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 erzeugt wird, nicht zu dem Kupplungshebel 98 übertragen. Die Druckplatte 92 ist dadurch in einer Stellung weg von der Kupplungsscheibe 94 mittels der elastischen Kraft der Trägerplatten gehalten. Unter dieser Bedingung wird die Drehung des Schwungrades 91 nicht auf die Kupplungsscheibe 94 übertragen und daher ist ein Schaltvorgang in dem Getriebe möglich.
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Beim Schalten der Kupplungsvorrichtung 9 von dem Leistungsblockierungszustand in den Leistungsübertragungszustand treibt der Antriebsmotor 23 den Kupplungshebel 98 basierend auf einem Steuersignal der Steuervorrichtung 83 an. Insbesondere beginnt die Antriebswelle 21 des Antriebsmotors 23 sich zu drehen und die Drehung der Antriebswelle 21 wird durch den Untersetzungsmechanismus 28 auf die Schraubenwelle 26 übertragen. Wenn sich die Schraubenwelle 26 dreht, wird die Kugelumlaufspindel 22 axial bewegt. Folglich wird der Kupplungshebel 98 von der Kugelumlaufspindel 22 gedrückt und der Kupplungshebel 98 wird um die Drehachse A2 gedreht.
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Wenn der Kupplungshebel 98 um die Drehachse A2 gedreht wird, drückt der Druckhebel 96 in Richtung des Schwungrades 91 und die Druckplatte 92 wird durch den Druckhebel 96 zu dem Schwungrad 91 gedrückt. Folglich wird die Kupplungsscheibe 94 durch die Druckplatte 92 auf das Schwungrad 91 gedrückt und die Kupplungsscheibe 94 ist zwischen der Druckplatte 92 und dem Schwungrad 91 eingefügt. Leistung wird von dem Motor zu dem Getriebe über die Kupplungsscheibe 94 übertragen.
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Wenn der Kupplungshebel 98 von dem Antriebsmechanismus 2 angetrieben wird, wird die Antriebskraft F1 zu dem Kupplungshebel 98 über die Kugelumlaufspindel 22 übertragen.
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Zusätzlich zum oben Genannten wird die Hilfskraft F2 von dem Hilfsmechanismus 3 an die Kugelumlaufspindel 22 angelegt. Insbesondere legt der Andruckmechanismus 37 die Andruckkraft F4 an das Gekoppeltes Teil L und daher wird die Andruckkraft F4 über den Umschaltmechanismus 39 zu der Kugelumlaufspindel 22 übertragen. Die Größe der Hilfskraft F2 wird dabei gemäß dem Hubweg S des Antriebsmechanismus 2 durch die verstärkende Wirkung des Umschaltmechanismus 39 verändert.
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Wie Insbesondere aus 3 ersichtlich, erhöht sich die Hilfskraft F2 allmählich proportional zu der Erhöhung des Hubweges S. Das Untersetzungsverhältnis des Umschaltmechanismus 39 erhöht sich abrupt in der Nähe des Endes des Hubwegs. Daher erhöht sich die Hilfskraft F2 ebenso abrupt in der Nähe des Endes des Hubweges S. Die Hilfscharakteristik ist relativ ähnlich zu der Kupplungslast-Charakteristik. Daher ist es möglich, eine Betätigungskraft F3 aufrechtzuerhalten, die zum Halten der Kupplungsvorrichtung 9 im Leistungsübertragungszustand benötigt wird, auch wenn die Antriebskraft F1 klein ist, die von dem Antriebsmechanismus 2 erzeugt wird. Die Antriebskraft F1 kann daher verringert werden und ein Motordrehmoment T1 des Antriebsmotors 23 kann weiter verringert werden als ein Motordrehmoment T2, das ohne den Hilfsmechanismus 3 erzeugt wird, wie aus 4 ersichtlich.
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Wie oben erläutert, umfasst der Hilfsmechanismus 3, entsprechend der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1, den Umschaltmechanismus 39. Daher kann die Antriebslast des Antriebsmechanismus 22 mit einer einfachen Anordnung verringert werden. Weiter kann die Hilfscharakteristik des Hilfsmechanismus 3 einfach durch Ersetzen der Schraubenfeder 36 mit einer Schraubenfeder verändert werden, die eine andere Charakteristik aufweist. Daher kann die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 1 die Antriebslast verringern, während sie einfach mit verschiedenen Kupplungsvorrichtungen kompatibel ist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Bei dem vorgenannten ersten Ausführungsbeispiel wird der Hilfsmechanismus 3 in Verbindung mit dem Antriebsmechanismus 2 verwendet, der ein konstantes Untersetzungsverhältnis aufweist. Ein Abschlussuntersetzungsmechanismus, wie z. B. ein Umschaltmechanismus, kann ebenso wie für den Antriebsmechanismus 2 auch für den Hilfsmechanismus 3 verwendet werden. Es sollte beachtet werden, dass in der folgenden Erklärung dasselbe Bezugszeichen für ein Element verwendet wird, das im Wesentlichen dieselbe Funktion wie ein entsprechendes Element bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat, und die genaue Beschreibung dieses Elements hiernach weggelassen wird.
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Wie aus 5 ersichtlich, umfasst eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 101 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einen Antriebsmechanismus 102 und einen Hilfsmechanismus 3.
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Der Antriebsmechanismus 102 umfasst einen Antriebsmotor 123, einen Untersetzungsmechanismus 113 und eine Steuereinheit B. Der Antriebsmotor 123 umfasst eine Antriebswelle 121 zum Ausgeben einer Antriebskraft und ein Antriebsgetriebe 124. Das Antriebsgetriebe 124 ist an einem Ende der Antriebswelle 121 befestigt, wobei es mit einem Schneckenrad 131 des Untersetzungsmechanismus 113 kämmt.
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Der Untersetzungsmechanismus 113 hat den Zweck, eine Drehbewegung, die von dem Antriebsmotor 123 erzeugt wird, in eine lineare Bewegung umzuwandeln und die Antriebskraft zu verstärken, die von dem Antriebsmotor 123 erzeugt wird. Wie aus 5 Insbesondere ersichtlich, umfasst der Untersetzungsmechanismus 113 ein Schneckenrad 131 und einen Umschaltmechanismus 144.
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Das Schneckenrad 131 ist ein Getrieberad zum Reduzieren der Drehgeschwindigkeit des Antriebsgetriebes 124 und kämmt mit dem Antriebsgetriebe 124. Das Schneckenrad 131 ist beispielsweise von einem Gehäuse (in der Figur nicht gezeigt) drehbar abgestützt.
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Der Umschaltmechanismus 140 ist ein sogenannter Abschlussuntersetzungsmechanismus, bei dem das Untersetzungsverhältnis gemäß einer Ausgangsdrehzahl verändert wird (genauer gemäß dem Hubweg S des Kupplungshebels 98). Wie in 7 dargestellt, erhöht sich das Untersetzungsverhältnis des Umschaltmechanismus 140 allmählich proportional zu der Erhöhung des Hubweges S. Mit anderen Worten, das Untersetzungsverhältnis des Umschaltmechanismus 140 erhöht sich allmählich beim Übergang von dem Leistungsblockierungszustand zu dem Leistungsübertragungszustand der Kupplungsvorrichtung 9.
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Die Anordnung des Umschaltmechanismus 140 wird nun anhand der 6 genauer erläutert; der Umschaltmechanismus 140 umfasst ein erstes Verbindungselement 132, ein zweites Verbindungselement 133 und ein drittes Verbindungselement 134. Ein erster Endabschnitt 132a des ersten Verbindungselements 132 ist drehbar mit dem äußeren Umfangsteil des Schneckenrads 131 gekoppelt. Ein zweiter Endabschnitt 132b des ersten Verbindungselements 132 ist drehbar mit dem zweiten Verbindungselement 133 und dem dritten Verbindungselement 134 gekoppelt.
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Ein erster Endabschnitt 133a des zweiten Verbindungselements 133 ist, beispielsweise mittels eines Stiftes 136, drehbar mit einer Verkleidung (nicht in den Figuren gezeigt) gekoppelt. Ein zweiter Endabschnitt 133b des zweiten Verbindungselements 133 ist drehbar mit einem ersten Endabschnitt 134a des dritten Verbindungselements 134 gekoppelt. Ein zweiter Endabschnitt 134b des dritten Verbindungselements 134 stellt eine Verbindung mit dem Kupplungshebel 98. Weiter ist der erste Endabschnitt 31a des ersten Verbindungselements 31 drehbar mit dem zweiten Endabschnitt 134b des dritten Verbindungselements 134 gekoppelt. Daher wird die Hilfskraft F2 des Hilfsmechanismus 3 durch das dritte Verbindungselement 134 zu dem Kupplungshebel 98 übertragen.
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Wenn beispielsweise das Schneckenrad 131 in eine Richtung R2 gedreht wird, zieht das erste Verbindungselement 132 das zwischen dem zweiten Verbindungselement 133 und dem dritten Verbindungselement 134 gekoppelte Teil. Folglich werden das zweite Verbindungselement 133 und das dritte Verbindungselement 134 zwischen dem Stift 136 und dem Kupplungshebel 98 gestreckt und eine nach rechts gerichtete Antriebskraft F1 wirkt auf den Kupplungshebel 98. Wie in 7 dargestellt, erhöht sich das Untersetzungsverhältnis des Antriebsmechanismus 102 allmählich proportional zu der Erhöhung des Hubweges S und erhöht abrupt sich in der Nähe des Endes des Hubwegs.
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Bei der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 101 wird der Umschaltmechanismus 140 beim Antriebsmechanismus 102 zusätzlich zu dem Umschaltmechanismus des Hilfsmechanismus 3 verwendet. Daher kann das Motordrehmoment des Antriebsmotors 123, wie in 8 gezeigt, verglichen mit einem vorgenannten ersten Ausführungsbeispiel weiter reduziert werden (ein Motordrehmoment T11).
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Wie oben beschrieben, kann bei der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 101 die Antriebslast des Antriebsmechanismus 102 durch Kombinieren des Antriebsmechanismus 102, der den Abschlussuntersetzungsmechanismus verwendet, mit dem Hilfsmechanismus 3, der einen anderen Abschlussuntersetzungsmechanismus verwendet, weiter verringert werden.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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Die spezifische Anordnung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Anordnungen der vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt und eine Anzahl an Veränderungen und Modifikationen kann daran gemacht werden, ohne den Kern der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- (A) Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen wurde Beispiel für eine Kupplungsvorrichtung 9 zum Erläutern der Kupplungsvorrichtung verwendet. Die Anordnung der Kupplungsvorrichtung ist jedoch nicht auf die vorgenannten Anordnungen der Ausführungsbeispiele beschränkt. Solange die Kupplungsvorrichtung vom normal-offenen Typ ist, kann die vorgenannte Lehre darauf angewandt werden. Beispielsweise kann eine Zwillingskupplung, die zwei Kupplungsscheiben verwendet, als Kupplungsvorrichtung angenommen werden.
- (B) Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen wurde der Antriebsmechanismus 2 beispielhaft zur Erklärung des Antriebsteils verwendet. Die Elemente des Antriebsteils zum Erzeugen der Antriebskraft sind jedoch nicht auf den Antriebsmotor 23 und die Kugelumlaufspindel 22 beschränkt. Beispielsweise können andere Aktoren wie etwa hydraulische Zylinder als Antriebsteil verwendet werden.
- (C) Die Anordnung des Hilfsmechanismus 3 ist nicht auf die Anordnungen der vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann der Umschaltmechanismus jede andere Anordnung aufweisen, solange er den Zweck hat, die Andruckkraft des Andruckteils in eine Hilfskraft umzuwandeln, die sich allmählich beim Übergang vom Leistungsblockierzustand in den Leistungsübertragungszustand der Kupplungsvorrichtung erhöht. Weiter legt der Andruckmechanismus 37 die Andruckkraft F4 an das erste Verbindungselement 31 an und das zweite Verbindungselement 32 des Umschaltmechanismus 39. Der Andruckmechanismus 37 muss jedoch nur die Andruckkraft F4 an wenigstens ein erstes Verbindungselement 31 oder ein zweites Verbindungselement 32 anlegen.
- (D) Der Hilfsmechanismus 3 legt eine Hilfskraft F2 durch ein Teil (Kugelumlaufspindel 22) des Antriebsmechanismus 2 an den Kupplungshebel 98 an. Der Hilfsmechanismus 3 kann jedoch die Hilfskraft F2 auch direkt an dem Kupplungshebel 98 anlegen.
- (E) Der Kupplungshebel 98 kann weggelassen werden. In diesem Fall kann man sich eine Anordnung denken, bei der die Kugelumlaufspindel 22 direkt den Druckhebel 96 drückt. Anders herum kann auch ein anderer Mechanismus zwischen dem Kupplungshebel 98 und dem Antriebsmechanismus 2 (oder dem Antriebsmechanismus 102) angeordnet sein. Beispielsweise können ein Slave-Zylinder und ein Master-Zylinder zwischen dem Kupplungshebel 98 und dem Antriebsmechanismus 2 angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsbetätigungsvorrichtung
- 2
- Antriebsmechanismus (beispielhaftes Antriebsteil)
- 22
- Kugelumlaufspindel
- 23
- Antriebsmotor
- 3
- Hilfsmechanismus
- 31
- erstes Verbindungselement
- 31a
- erster Endabschnitt
- 31b
- zweiter Endabschnitt
- 32
- zweites Verbindungselement
- 34
- erstes Andruckelement
- 35
- zweites Andruckelement
- 36
- Schraubenfeder
- 37
- Andruckmechanismus (beispielhaftes Andruckteil)
- 39
- Umschaltmechanismus
- 9
- Kupplungsvorrichtung
- F1
- Antriebskraft
- F2
- Hilfskraft
- F3
- Betätigungskraft
- F4
- Andruckkraft
