JP6501792B2 - クラッチ操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車用のクラッチ操作装置に関する。

液圧式クラッチ操作は、通常の方法では、車両クラッチの操作のために自動車のドライブトレーンにおけるクラッチ操作装置を用いて実施される。例えばレリーズベアリングやクラッチ板ばねなどの機械部品を使用した、マスタシリンダおよびスレーブシリンダによる液圧式クラッチ操作を用いて、車両クラッチが操作可能であることは公知である。典型的には、スレーブシリンダは、マスタシリンダによって操作され、スレーブシリンダとマスタシリンダの圧力空間は、液圧式圧力管路を介して相互に接続されている。マスタシリンダのピストンには、典型的にはペダル、例えばフットペダルによって踏力が加えられる。この踏力は、クラッチ操作において液圧を発生させ、この液圧によってスレーブシリンダと、最終的に車両クラッチとが操作される。

独国特許出願公開第１０２０１３２１４２０４号明細書（ＤＥ１０２０１３２１４２０４Ａ１）からは、マスタシリンダ、スレーブシリンダおよびこれらを接続する圧力管路を備え、圧力管路に、マスタシリンダとスレーブシリンダの間の圧力または体積流量の可変の変圧比を生じさせる液圧式変圧装置が配置された、液圧式クラッチ操作装置が公知である。

本発明の課題は、改善されたクラッチ操作装置を提供することにある。

上記課題は、請求項１の特徴部分に記載されたクラッチ操作装置によって解決される。

クラッチ操作装置の好ましい実施形態は、従属請求項から得られる。

特に自動車用のクラッチ操作装置、特に液圧式クラッチ操作装置は、マスタシリンダを有するマスタユニットと、スレーブシリンダを有するスレーブユニットと、マスタシリンダとスレーブシリンダとを接続する圧力管路とを備え、圧力管路にバルブが配置されており、これによって圧力管路は、スレーブ圧力管路部分とマスタ圧力管路部分とに分割され、圧力管路への並列接続において、駆動制御可能な装置が配置されている。これにより、圧力管路と共にマスタシリンダとスレーブシリンダとの間の接続がバルブを用いて開閉可能となる。マスタシリンダは好ましくはマスタユニット、例えばクラッチペダル、特にフットペダルと接続されている。スレーブシリンダは、好ましくはクラッチと直接接続されている。駆動制御可能な装置は、好ましくは、軸線方向に配置された２つのシリンダを有する。これらのシリンダは、好ましくは相互に動作する。これにより、クラッチの噛み合い解除および／または噛み合いを、特にスタート／ストップ状況、発進時、および／または渋滞状況において、快適に構成することができる。

クラッチ操作装置の一構成では、圧力管路への並列接続において、アクチュエータシリンダおよびアクチュエータピストンを有するアクチュエータ、並びに蓄積器シリンダおよび蓄積器ピストンを有する蓄積器が配置されており、アクチュエータは、スレーブ圧力管路部分に接続され、蓄積器は、マスタ圧力管路部分に接続されている。ここでのアクチュエータは、サポート的に作用し得る。アクチュエータと蓄積器は、駆動制御可能な装置であり得る。この駆動制御可能な装置、特にアクチュエータの駆動制御は、自動車の運転者が、好ましくは自動車のコンソールに配置されている操作装置を操作することで始動可能である。この操作装置は、駆動制御可能な装置がスイッチオンされるべき場合に運転者によってプッシュ操作される操作ノブであってもよい。このアクチュエータは、マスタユニットが操作されることで非作動、例えばスイッチオフされ得る。これにより、マスタシリンダとスレーブシリンダとの間のバルブが開放され得る。

好ましくは駆動制御可能な装置、特にアクチュエータは、モータに接続され、このモータによって動作可能である。このことは、特にオートマチックモードを備えている自動車にとって利点となる。このモータは操作ノブのプッシュ操作によって始動、特に通電され得る。

好ましくはアクチュエータシリンダと蓄積器シリンダが相対向的に相互配置され、特に相対向的に相互動作するように配置される。

一実施形態では、アクチュエータピストンおよび蓄積器ピストンがばね装置を用いて機械的に接続されている。これにより、アクチュエータピストンおよび蓄積器ピストンは作用接続され、機械的に相互作用可能になる。アクチュエータおよび蓄積器の初期位置は、ばねのばね定数を用いて設定可能である。

好ましくは、バルブは第１のバルブ、特に電気的なバルブであり、電気的に駆動制御可能、特に開放可能および／または遮断可能である。

好ましくは、バルブは、圧力がｐ_{Ｇｅｂｅｒ}＞ｐ_{Ｎｅｈｍｅｒ}の場合に、当該バルブが開くように構成されている。バルブへの液圧流体の圧力ｐ_{Ｇｅｂｅｒ}は、クラッチペダルによって構築されるか、または蓄積器によって構築される、蓄積器とマスタユニットとの間に配置された圧力管路部分内の圧力によって加算され得る。

好ましくは、アクチュエータピストン面は、蓄積器ピストン面と同じである。これにより、アクチュエータピストンのストロークは、蓄積器ピストンのストロークと同じであり得る。

全体的にこのクラッチ操作装置は、通常の走行モードの間は、マスタシリンダおよびスレーブシリンダが直接操作できるように構成され、アクチュエータおよび蓄積器は液圧流体で充填されているように構成されている。アクチュエータを始動させるために、自動車の運転者は、好ましくは自動車のコンソールに配置されている操作ノブをプッシュ操作し、これによって、アクチュエータに接続されているモータが駆動制御され、アクチュエータは軸線方向に移動可能になる。これにより、アクチュエータシリンダ内に存在する液圧流体が蓄積器内に押し込まれ得る。並列配置されたバルブは遮断可能であり、これによってマスタシリンダとスレーブシリンダの間の接続が中断可能になる。これにより、所定の圧力下にある液圧流体が、アクチュエータとスレーブシリンダの間に留まる。これによって運転者は、クラッチペダルを放すことが可能となる。このことは運転者にとって高められた快適性を意味する。

特に好ましくは、マスタシリンダと蓄積器シリンダとの間に別のバルブが配置され、別のバルブは、マスタ圧力管路部分を非通電状態において遮断する。これにより、操作はマスタシリンダとスレーブシリンダとの間で直接例えばペダル操作で行うことが可能である。

その際特に好ましくは、別のバルブは、通常の通電動作状態において開放される。そのため通電状態においては、元の所期の操作戦略を実行することが可能である。

特に好ましくは、別のバルブは、ハウジングとバルブ要素とを有しており、バルブ要素は、ばねによって開口部の方へ付勢されており、特に電磁石のようなアクチュエータをさらに有しており、アクチュエータは、通電状態においてバルブ要素を、ばねの復元力に抗して開口部から引き離す。これにより、バルブが非通電状態において閉じられる簡単な機能性が得られる。そのためアクチュエータは、非通電状態においてバルブ要素に実質的な応力作用を及ぼさず、これによってばねがバルブ要素を開口部の方へ付勢し、当該開口部を遮断する。

上記課題は、本発明による液圧式クラッチ操作装置を備えている、特に自動車用の変速機によっても解決される。この場合のクラッチ操作装置は、マニュアル変速機においても、自動化された変速機においても、使用することが可能である。

さらなる好ましい構成は、以下の図面の説明および従属請求項によって説明される。

以下では、本発明を、描写図面に基づく少なくとも１つの実施形態に基づいて詳細に説明する。

クラッチ操作装置の概略的描写図 マニュアルモードにおけるクラッチ操作装置 スイッチオンされたアクチュエータを有するクラッチ操作装置 オートマチックモードにおけるクラッチ操作装置 スイッチオフされたアクチュエータを有するクラッチ操作装置 別のバルブを備えた、図１によるクラッチ操作装置 別のバルブの拡大描写図

図１には、自動車のドライブトレーンに組み込み可能なクラッチ操作装置１０が概略的描写で示されている。

クラッチ操作装置１０は、マスタユニット１２、スレーブユニット１４およびこれらを接続する圧力管路１６を有しており、この圧力管路は、バルブ１８によって、マスタ圧力管路部分１６ａとスレーブ圧力管路部分１６ｂとに分割され得る。圧力管路１６およびバルブ１８に対して並列に、駆動制御可能な装置が配置されており、この駆動制御可能な装置は、アクチュエータシリンダ２２およびアクチュエータピストン２４を有するアクチュエータ２０と、蓄積器シリンダ２８および蓄積器ピストン３０を有する蓄積器２６とを備えている。

アクチュエータ２０および蓄積器２６は、ばね装置３２によって機械的に接続されており、これによって、蓄積器２６およびアクチュエータ２０は作用接続する。アクチュエータシリンダ２２および蓄積器シリンダ２８は、相対向して配置され、特に相対向的に相互動作するように配置され、相対向的に相互配置された２つの液圧シリンダを示している。蓄積器２６は、アクチュエータ２０に対して軸線方向に配置され、アクチュエータ２０のアクチュエータピストン面３４と、蓄積器の蓄積器ピストン面３６は、同じである。

アクチュエータ２０は、アクチュエータ圧力管路部分１６ｃを用いてスレーブユニット１４と接続され、蓄積器２６は、蓄積器圧力管路部分１６ｄを用いてマスタ圧力管路部分１６ａに接続されている。ここでの「接続」との概念は、それぞれ流体接続を意味しており、それによって液圧流体は、アクチュエータシリンダ２２、スレーブシリンダ４０、蓄積器シリンダ２８、マスタシリンダ４２の間で可動であると共に、圧力管路部分１６ａ，１６ｂ，１６ｃおよび１６ｄにおいて可動である。

クラッチ操作装置１０は、閉じられたシステムを表している。アクチュエータ２０は接続路３８を介してモータ４６と接続しており、このモータも駆動制御可能であり、特に運転者によって車両室内側から駆動制御可能である。アクチュエータ２０の活性化は、例えば図には示されていない操作ノブのプッシュ操作によって行われる。この操作ノブは、典型的には、図には示されていない自動車のコンソールに配置されている。この場合の操作ノブは、モータ４６の駆動制御を実現する。

蓄積器ピストン３０は、典型的にはばね３２を用いて、蓄積器シリンダ２８が圧力無しの状態では常に空となるように操作される。マスタユニット１２がマニュアルで操作された場合、典型的にはクラッチペダル４４が踏み込まれた場合には、アクチュエータピストン２４は、蓄積器シリンダ２８が空になるように蓄積器ピストン３０をシフトさせる。これにより、蓄積器ピストン３０は所定の位置に維持され得る。

自動化された操作の場合には、運転者が一回クラッチペダル４４を踏み込むと、それに伴って、図には示されていないクラッチが開かれる。アクチュエータ２０は駆動制御可能になり、このアクチュエータ２０は、軸線方向に移動可能となって、液圧流体が蓄積器２６内へシフトされ得る。この場合バルブ１８は閉じられ、これによって液圧流体は、スレーブユニット１４に留まる。典型的にはバルブ１８は通電され、マスタユニット１２とスレーブユニット１４の間の接続路は遮断され、マスタ圧力管路部分１６ａとスレーブ圧力管路部分１６ｂは、一時的に分離される。

運転者は、クラッチペダル４４を放すことができ、液圧流体は、蓄積器２６からマスタユニット１２内へ流入する。バルブ１８は、次のように設計されている。すなわち、マスタユニット１２の圧力（これはｐ_{Ｇｅｂｅｒ}で表される）において、この圧力が、スレーブユニット１４に印加されている圧力（これはｐ_{Ｎｅｈｍｅｒ}で表される）よりも大きい場合に、液圧流体が通流するように設計されている。この場合、圧力管路部分１６ａおよび１６ｂは、再び一貫した圧力管路１６を形成する。従って、ここではバルブ１８は開かれている。これにより、運転者がクラッチペダル４４を踏み込むことでいつでも制御を引き継ぎ可能になることが保証される。

通常の走行モードの間、特に変速時において、運転者がクラッチペダル４４を操作すると、これによってマスタユニット１２は直接スレーブユニット１４を操作する。この場合、アクチュエータ２０と蓄積器２６は、液圧流体で充填された、典型的には初期位置とも称される所定の位置におかれる。ばね３２は、ばね定数を用いて、蓄積器ピストン３０とアクチュエータピストン２４の間の間隔を定める。

図２には、マニュアルモードのクラッチ操作装置１０が示されている。図１と同じ対象には同じ符号が付されており、図１の説明が参照される。

付加的にこのクラッチ装置１０は、マスタユニット１２と蓄積器２６の間に配置された管路を有している。さらに操作ノブ５０が示されている。この操作ノブ５０は、渋滞および／または駐車支援スイッチ５０とも称され、または単に渋滞および／または駐車アシスタント５０とも称される。

運転者がクラッチペダル４４を操作した場合、液圧流体は、バルブ１８を通ってスレーブユニット１４内へ移動する。スレーブユニット１４は、「通常」はアクチュエータ２０の助力無しで作動する。この場合、アクチュエータ２０および蓄積器２６では圧力が構築される。圧力のために蓄積器ピストン３０およびアクチュエータピストン２４には同じ応力が印加され、相対向的に相互作用する。バルブ４８は、非通電状態で遮断されている。通電された場合には圧力管路部分１６ｄが開放される。

図３には、渋滞モードおよび／または駐車モードのクラッチ操作装置１０が概略図で示されている。ここでも図１および図２と同じ対象には同じ符号が付されており、図１および図２の説明が参照される。運転者がクラッチペダル４４（これは図２には示されていない）を操作すると、渋滞および／または駐車アシスタント５０が選択される。操作ノブ５０は、液圧式クラッチ操作装置１０のそのつどのモードが表示可能な表示部５２を有している。この表示部は好ましくはカラー表示部５２である。

このとき、アクチュエータ２０は、「クラッチ解除」位置に動かなければならず、蓄積器ピストン３０とアクチュエータピストン２４は、同じストロークを有する。なぜなら、これらのピストン面３４および３６は同じ大きさだからである。この場合、ピストン面３４は、アクチュエータピストン面３４であり、ピストン面３６は、蓄積器ピストン面３６である。

バルブ１８は、遮断可能である。この場合、表示部５２は、「緑色」で表示される。なぜなら、クラッチ解除機能はＭＴによって引き継がれているからである。圧力管路部分１６ａおよび１６ｂは分離され、スレーブユニット１４は、圧力管路部分１６ｃを介して駆動制御される。運転者は、このモードにおいてはクラッチペダル４４を放すことが可能である。液圧流体は、蓄積器２６からマスタユニット１２へ、特にマスタシリンダ４２内に移動する。アクチュエータ２０は、スレーブユニット１４の操作と、それに伴うクラッチ操作を引き継ぐ。アクチュエータ２０およびバルブ１８は通電される。

図４には、オートマチックモードのクラッチ操作装置１０が示されている。ここでも図１、図２および図３と同じ対象には同じ符号が付されており、図１、図２および図３の説明が参照される。

図には示されていないクラッチペダル４４が操作された場合、アクチュエータピストン２４は、蓄積器２６を介して操作される。この場合、バルブ１８は通電され続け、それに伴って遮断され続ける。液圧流体は、圧力管路部分１６ｂと圧力管路部分１６ｃの間で通流可能になる。

図５には、アクチュエータスイッチオフモードのクラッチ操作装置１０が示されており、ここでも図１、図２、図３および図４と同じ対象には同じ符号が付されており、図１、図２、図３および図４の説明が参照される。

運転者が制御を取り戻したい場合には、運転者は、マスタユニット１２を操作する。このことは、クラッチペダル４４を踏み込むことで行われる。この場合、圧力管路部分１６ａおよび１６ｂ内の圧力は同じであり、それ故バルブ１８前後の圧力は同じである。すなわちｐ_{Ｇｅｂｅｒ}＝ｐ_{Ｎｅｈｍｅｒ}の状況が存在する。表示部５２は、「赤色」で表示される。アクチュエータ２０は、アクチュエータピストン２４が初期位置に戻され、アクチュエータピストン２４への圧力が蓄積器ピストン３０への圧力と同じである位置に移行する。液圧流体は、全ての圧力管路部分１６ａ，１６ｂ，１６ｃおよび１６ｄに印加される。ばね３２は圧縮され、軸線方向の応力がアクチュエータピストン２４に加えられる。

図６には、図１による実施形態が示されている。付加的に、蓄積器圧力管路部分１６ｄに別のバルブ１００が配置されており、この別のバルブは、非通電状態では、アクチュエータシリンダ２２と蓄積器シリンダ２８の間で圧力管路部分１６ｄを遮断し、通電された動作状態では蓄積器圧力管路部分１６ｄを開放する。

これにより、非通電状態において、蓄積器シリンダ２８が流体を収容できる場合に、この流体が蓄積器シリンダ２８内に収容されることなく蓄積器シリンダ２８がそれによって遮断されることが可能になる。これにより、クラッチがクラッチ接続された位置において、マスタシリンダ４２の空気孔またはオリフィス孔が開かれている場合に、所要の流体がシステム内に留まる。つまり、ばね３２は圧縮されたまま保持され、これによって、ペダルにより構築されたマスタシリンダ４２内の圧力が、スレーブシリンダ４０へ伝送され、クラッチは、電流供給の故障の場合でも、ペダル操作によるクラッチ接続またはクラッチ接続解除が可能になる。

図７には、ハウジング１０１を備えた別のバルブ１００が示されている。このハウジング１０１は、２つの接続部１１０，１１１を介して蓄積器圧力管路部分１６ｄに統合可能である。ハウジング１０１内には、移動可能なバルブ要素１０２が収容されており、このバルブ要素は、ばね１０３によって開口部１０４かまたは開口部１０４周りの座部の方へ付勢されている。アクチュエータ１０５、例えば電磁石が設けられており、この電磁石は、通電状態においてバルブ要素１０２を、ばね１０３の復元力に抗して開口部１０４から引き離し、ハウジングを通る流体通流が許容される。このことは、別のバルブ１００が、通常の通電動作状態では開かれ、非通電状態では閉じられることを意味する。アクチュエータ１０５は、非通電状態ではバルブ要素１０２への応力作用を実質的に発生させず、それによってバルブ要素１０２は、非通電状態では開口部１０４の方へ付勢されており、この開口部１０４は、アクチュエータシリンダ２２の方向においては閉じている。但し、流体はこの状態においてまだ蓄積器シリンダ２８の方向には通流し得る。

図６が、図１による装置においてバルブ１００を示しているように、図２乃至図５の他の実施形態においても、別のバルブ１００を、蓄積器圧力管路部分１６ｄへ配置構成することは可能である。但し、このことを再度に亘って詳細に示すことは省く。

１０ クラッチ操作装置
１２ マスタユニット
１４ スレーブユニット
１６ 圧力管路
１６ａ 圧力管路部分
１６ｂ 圧力管路部分
１６ｃ 圧力管路部分
１６ｄ 圧力管路部分
１８ バルブ
２０ アクチュエータ
２２ アクチュエータシリンダ
２４ アクチュエータピストン
２６ 蓄積器
２８ 蓄積器シリンダ
３０ 蓄積器ピストン
３２ ばね、ばね装置
３４ アクチュエータピストン面
３６ 蓄積器ピストン面
３８ 接続路、特にアクチュエータとモータの間の作用接続路
４０ スレーブシリンダ
４２ マスタシリンダ
４４ クラッチペダル
４６ モータ
５０ 操作ノブ
５２ 操作ノブ５０の表示部
５４ 電流供給状態に対するシンボル
５６ 電流遮断に対するシンボル、非通電状態
１００ バルブ
１０１ ハウジング
１０２ バルブ要素
１０３ ばね
１０４ 開口部
１０５ アクチュエータ
１１０ 接続部
１１１ 接続部

Claims (12)

1. マスタシリンダ（４２）を有するマスタユニット（１２）と、
   スレーブシリンダ（４０）を有するスレーブユニット（１４）と、
   前記マスタシリンダ（４２）と前記スレーブシリンダ（４０）とを接続する圧力管路（１６）と、
   を備える、自動車用のクラッチ操作装置であって、
   前記圧力管路（１６）にバルブ（１８）が配置されており、これによって前記圧力管路（１６）は、スレーブ圧力管路部分（１６ｂ）とマスタ圧力管路部分（１６ａ）とに分割され、前記圧力管路（１６）への並列接続において、駆動制御可能な装置（２０，２６）として、アクチュエータシリンダ（２２）およびアクチュエータピストン（２４）を有するアクチュエータ（２０）と、蓄積器シリンダ（２８）および蓄積器ピストン（３０）を有する蓄積器（２６）とが配置されており、前記アクチュエータ（２０）は、スレーブ圧力管路部分（１６ｃ）に接続され、前記蓄積器（２６）は、マスタ圧力管路部分（１６ｄ）に接続されていることを特徴とするクラッチ操作装置。
2. 前記アクチュエータ（２０）は、モータ（４６）に接続され、該モータ（４６）によって駆動可能である、請求項１記載のクラッチ操作装置。
3. 前記アクチュエータシリンダ（２２）および前記蓄積器シリンダ（２８）は、軸線方向で、相対向的に相互動作するように配置されている、請求項１または２記載のクラッチ操作装置。
4. 前記アクチュエータピストン（２４）および前記蓄積器ピストン（３０）は、ばね装置（３２）を用いて機械的に接続されている、請求項１から３いずれか１項に記載のクラッチ操作装置。
5. 前記バルブ（１８）は、電気的なバルブであり、電気的に開放可能および／または遮断可能である、請求項１から４いずれか１項に記載のクラッチ操作装置。
6. 前記バルブ（１８）は、圧力がｐ_{Ｇｅｂｅｒ}＞ｐ_{Ｎｅｈｍｅｒ}の場合に、当該バルブ（１８）が開くように構成されている、請求項１から５いずれか１項に記載のクラッチ操作装置。
7. アクチュエータピストン面（３４）は、蓄積器ピストン面（３６）と同じである、請求項１から６いずれか１項に記載のクラッチ操作装置。
8. 前記マスタシリンダ（４２）と前記蓄積器シリンダ（２８）との間に別のバルブ（１００）が配置され、該別のバルブは、前記マスタ圧力管路部分（１６ｄ）を非通電状態において遮断する、請求項１から７いずれか１項に記載のクラッチ操作装置。
9. 前記別のバルブ（１００）は、通常の通電動作状態において開放される、請求項８に記載のクラッチ操作装置。
10. 前記別のバルブ（１００）は、ハウジング（１０１）とバルブ要素（１０２）とを有しており、該バルブ要素は、ばね（１０３）によって開口部（１０４）の方へ付勢されており、アクチュエータ（１０５）をさらに有しており、該アクチュエータは、通電状態において前記バルブ要素（１０２）を、前記ばね（１０３）の復元力に抗して前記開口部（１０４）から引き離す、請求項８または９に記載のクラッチ操作装置。
11. 前記アクチュエータ（１０５）は、非通電状態において前記バルブ要素（１０２）に実質的な応力作用を及ぼさず、これによって前記バルブ要素（１０２）は前記開口部（１０４）の方へ付勢されて、当該開口部（１０４）を遮断する、請求項１０に記載のクラッチ操作装置。
12. 請求項１から１１いずれか１項に記載の、液圧式のクラッチ操作装置（１０）を備える、自動車用の変速機。

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