JP4036104B2

JP4036104B2 - Clutch operating device

Info

Publication number: JP4036104B2
Application number: JP2003021887A
Authority: JP
Inventors: 邦夫岡田
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004232730A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はクラッチ操作装置に係り、特に、手動（マニュアル）によりクラッチを操作し、またはクラッチを自動制御可能なクラッチ操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のクラッチ操作装置の一例（例えば、特許文献１参照）を示すもので、このクラッチ操作装置は、パワーシリンダ１０２と、コントロールバルブ１０４と中継手段（中継用シリンダ）１０６とを備えている。
【０００３】
前記パワーシリンダ１０２は、シェル１０８内にパワーピストン１１０が配置されてこのシェル１０８内を大気圧室１１２とエア圧力室１１４とに区画している。また、ハウジング１１６にはポート１２０が形成され、このポート１２０の内部側が前記エア圧力室１１４に開口している。パワーシリンダ１０２の背面側に設けられたシリンダ１２２にはフリーピストン１２４が嵌合し、その一端（図の右端）に液室１２６が形成され、他端はパワーピストン１１０に設けたロッド１２８の一端に当接している。前記液室１２６にはマスタシリンダ１３０が接続され、クラッチペダル１３２が踏み込まれると、マスタシリンダ１３０に発生した液圧がこの液室１２６に導入される。
【０００４】
コントロールバルブ１０４は、バルブ孔１３４内に摺動自在に嵌合したバルブリフタ１３６と、このバルブリフタ１３６と直列に配置されたエアバルブ１３８とを備えている。バルブリフタ１３６は、その一端（図の左端）に液室１４０が形成され、他端側に変圧室１４２が設けられている。バルブリフタ１３６の液室１４０は、マスタシリンダ１３０の液圧が導入される前記シリンダ１２２の液室１２６に連通し、変圧室１４２はバルブリフタ１３６の内部の通路を介して大気に連通される。また、エアバルブ１３８は、非作動時には弁座に着座して、前記変圧室１４２とエアリザーバ１４４とを遮断しており、前記バルブリフタ１３６が右行すると、変圧室１４２が大気と遮断されるとともに、エアバルブ１３８が開いてエアリザーバ１４４に接続される。
【０００５】
変圧室１４２は管路１４６を介してダブルチェックバルブ１４８の一方のインレットポートに接続されている。このダブルチェックバルブ１４８のアウトレットポートは管路を１５０を介して前記ポート１２０に接続されている。また、ダブルチェックバルブ１４８の他方のインレットポートは、電磁弁１５２を介してエアリザーバ１４４に接続されている。
【０００６】
このクラッチ操作装置では、マニュアル操作時には、クラッチペダル１３２を踏み込むと、マスタシリンダ１３０の液圧が、シリンダ１２２の液室１２６およびコントロールバルブ１０４の液室１４０に送られ、フリーピストン１２４が作動（左行）するとともに、バルブリフタ１３６が作動（右行）する。すると、バルブリフタ１３６がエアバルブ１３８を開き、エアリザーバ１４４から変圧室１４２に導入された圧縮エアが、ダブルチェックバルブ１４８を介してパワーシリンダ１０２のエア圧力室１１４に送られてパワーピストン１１０が駆動される。このパワーシリンダ１１０の出力が中継手段１０６のプッシュロッド１５４を介してクラッチ操作レバー１５６に伝えられて、クラッチが切られる。
【０００７】
また、自動制御する場合には、コントローラ１５８により電磁弁１５２を切り換え、エアリザーバ１４４からの圧縮エアを、前記ポート１２０を介してパワーシリンダ１０２のエア圧力室１１４に導入してこのパワーシリンダ１０２を作動させる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３２１９４６号公報（第３−４頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載された従来のクラッチ操作装置は、パワーシリンダ１０２のエア圧力室１１４を、外部に設けた電磁弁１５２によって圧力制御することにより、自動クラッチとして使用しているので、部品点数が多く、車輌への組付け性が悪いという問題があった。また、外部から配管、ダブルチェックバルブ等を介して圧力エアを給排しているので応答性が良くないという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、部品点数を削減し、車輌組付け性を向上させることができるクラッチ操作装置を提供する。また、応答性の高いクラッチ操作装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明に係るクラッチ操作装置は、スプールバルブの作動によりエアバルブを切り換え、エア圧力源からの圧縮エアをパワーシリンダのエア圧力室に導入し、そのパワーピストンの駆動を介してクラッチ操作用プッシュロッドを作動させるものであって、特に、前記スプールバルブおよびエアバルブの同軸上に、電気アクチュエータを設け、この電気アクチュエータにより前記スプールバルブを駆動するようにしたものである。
【００１２】
この発明に係るクラッチ操作装置では、電気アクチュエータをスプールバルブおよびエアバルブの同軸上に配置してあり、クラッチを自動制御する場合には、この電気アクチュエータによりスプールバルブを直接駆動してエアバルブを開閉し、クラッチを断接するようにしたので、応答性が優れており、また、部品点数を削減することができ、しかも、小型化できるので車輌への搭載性、組付け性が向上する。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記電気アクチュエータが電磁弁であることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記電磁弁を液密可能にしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記電磁弁と前記スプールバルブの液圧室とをシールリングにより遮断したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、前記電気アクチュエータがモータであることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、前記モータと前記スプールバルブの液圧室との間にシール部材を介装してモータ側を密封し、このシール部材を介してモータの駆動をスプールバルブに伝達することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るクラッチ操作装置（全体として符号１で示す）を備えたクラッチ制御システムの全体を示す概略構成図、図２は、前記クラッチ操作装置１の縦断面図、図３は、その要部（コントロールバルブ部）の拡大図である。
【００１９】
このクラッチ制御システムは、クラッチペダル２の操作により作動して液圧を発生するマスタシリンダ４と、このマスタシリンダ４の出力した液圧が導入されて、パワーシリンダ６が作動することによりクラッチ操作用のプッシュロッド８を進退動させてクラッチ１０の断接を行うクラッチ操作装置（クラッチアクチュエータ）１を備えている。このクラッチ操作装置１は、トランスミッション１２の側壁に取り付けられる。
【００２０】
前記クラッチ操作装置１は、前述のようにクラッチペダル２の操作により発生したマスタシリンダ４の液圧により作動する手動（マニュアル）作動に加えて、電気アクチュエータ１４により作動してクラッチ１０を断接する自動作動が行えるようになっている。クラッチ操作装置１の詳細な構成については後に説明するが、電気アクチュエータ１４によりコントロールバルブ１６のエアバルブを切り換えてパワーシリンダ６を作動させるようになっている。なお、この実施の形態では、電気アクチュエータ１４として電磁弁を用いている。
【００２１】
マニュアルにより、または自動でクラッチ１０の断接を行うクラッチ制御システムに組み合わせる変速機操作装置（ギアシフトユニット）２８としては、従来から各種構成のものが知られているが、どのような変速機操作装置２８と組み合わせても良い。
【００２２】
前記クラッチ操作装置１の電磁弁１４は、クラッチ制御装置（コントロールユニット）１８によって電流の供給遮断が制御される。コントロールユニット１８には、クラッチペダル２の回転を検出する回転センサー２０からの信号、クラッチペダル２の作動状態を検出する第１クラッチセンサ２２からの信号および第２クラッチセンサ２４からの信号が入力される。なお、第１クラッチセンサ２２は、ペダルフリー状態でオンし、ペダルを踏むとオフとなり、第２クラッチセンサ２４は、ペダルフリー状態でオフであり、ペダルを踏むとオンする。
【００２３】
さらに、コントロールユニット１８には、チェンジレバー２６からの信号および前記ギアシフトユニット２８からの信号が入力される。また、エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）３０を介して、アクセル開度信号、エンジン回転信号および車速信号が入力される。一方、クラッチ側の信号が、ギアシフトユニット２８およびエンジンＥＣＵ３０に送られるようになっている。
【００２４】
次に、前記クラッチ操作装置１の構成について、図２および図３により説明する。このクラッチ操作装置１は、パワーシリンダ６と、ハイドロリックシリンダ３２と、コントロールバルブ１６とを備えている。
【００２５】
パワーシリンダ６は、シリンダシェル３４内に摺動自在に嵌合されたパワーピストン３６を備えており、このパワーピストン３６がシリンダシェル３４内をエア圧力室３８と大気圧室４０とに区画している。パワーピストン３６の軸心部にはピストンロッド４１が固定されて一体的に進退動する。
【００２６】
ハイドロリックシリンダ３２は、シリンダシェル３４の開口部を閉塞するメインハウジング４２に形成されたシリンダボディ４４内に設けられている。シリンダボディ４４のシリンダ孔４４ａ内にフリーピストン４６およびハイドロリックピストン４８が摺動可能に配置されている。これらフリーピストン４６とハイドロリックピストン４８は、シリンダ孔４４ａ内を液圧室５０、中間室５２および大気室５４に区画している。なお、フリーピストン４６とハイドロリックピストン４８との間にはスプリング５６が配設されて両ピストン４６、４８を互いに逆方向へ付勢している。
【００２７】
コントロールバルブ１６は、油圧スプールバルブ５８とエアバルブ６０とを備えている。これらスプールバルブ５８およびエアバルブ６０は、メインハウジング４２およびこのメインハウジング４２に固定されたバルブハウジング６２の両者に形成されたバルブ孔６４内に設けられている。バルブ孔６４のメインハウジング４２側に、油圧スプールバルブ５８を構成するバルブリフタ６６が摺動自在に嵌合している。このバルブリフタ６６は、バルブ孔６４内を液圧室６８、排気室７０および変圧室７２に区画しており、変圧室７２内に配置されたスプリング７４によって常時液圧室６８側へ付勢されている。また、このバルブリフタ６６内には、軸方向通路および半径方向通路からなる内部通路６６ａが形成されており、この内部通路６６ａの一端がバルブリフタ６６の変圧室７２側の先端に開口し、他端は排気室７０内に開口し、排気ポート７６を介して大気に開放されている。
【００２８】
前記バルブ孔６４のバルブハウジング６２側には、エアバルブ６０が配置されている。このエアバルブ６０の弁体７８は前記バルブリフタ６６と対向しており、コントロールバルブ１６の非作動時にはスプリング８０によって付勢されて弁座８２に着座している。弁体７８が弁座８２に着座している状態では、図示しないエアタンクに接続されている圧縮エア供給ポート８４と、前記変圧室７２との間を遮断している。この変圧室７２は、バルブハウジング６２内の通路６２ａおよび管路６３（図１参照）を介して、前記パワーシリンダ６のエア圧力室３８に連通している。
【００２９】
油圧スプールバルブ５８の液圧室６８は、メインハウジング４２内に形成した通路８６によってハイドロリックシリンダ３２の液圧室５０に連通し、このハイドロリックシリンダ３２の液圧室５０は、メインハウジング４２内に形成した通路８８によって入口ポート９０に連通している。このメインハウジング４２の入口ポート９０は、図１に示すように、管路９２を介して、前記クラッチペダル２によって作動されるマスタシリンダ４の出力圧室に接続されている。
【００３０】
前記パワーピストン３６のピストンロッド４１は、シリンダ孔４４ａ内に嵌着されたガイドブロック９４を貫通し、さらにフリーピストン４６を貫通してハイドロリックピストン４８の一方の端面に当接している。また、このハイドロリックピストン４８の大気室５４側の端面には、クラッチ操作用のプッシュロッド８が当接している。このプッシュロッド８の他端（図２の右端）は図示しないクラッチアウターレバーに連結されている。このクラッチ操作用プッシュロッド８のストロークが、クラッチ回転センサ９６によって検出されるようになっている。
【００３１】
前記コントロールバルブ１６が設けられているメインハウジング４２の、油圧スプールバルブ５８側の側面に、電気アクチュエータとしての電磁弁１４が固定されている。電磁弁１４は、油圧スプールバルブ５８およびこの油圧スプールバルブ５８と直列に配置されているエアバルブ６０と同軸上に位置しており、前記コントロールユニット１８からの信号により電流が供給されると作動してそのロッド１４ａが前進し、油圧スプールバルブ５８のバルブリフタ６６を押し込んでエアバルブ６０を開放するようになっている。この電磁弁１４は、それ自体が液密保持可能な構造になっている。また、この電磁弁１４の、メインハウジング４２への取付部には、シールリング９８が介装されて液圧室６８の液密を保持している。
【００３２】
このクラッチ操作装置１の作動について説明する。マニュアル操作の場合には、クラッチペダル２を踏み込むと、マスタシリンダ４の出力圧室の液体が、入口ポート９０から通路８８を通ってハイドロリックシリンダ３２の液圧室５０に圧送され、さらに通路８６を介して油圧スプールバルブ５８の液圧室６８に送られる。従って、フリーピストン４６が図２の右方へ移動されるとともに、バルブリフタ６６が図２および図３の右方へ押出される。
【００３３】
バルブリフタ６６が作動すると、このバルブリフタ６６の先端がエアバルブ６０の弁体７８に当接して内部通路６６ａが閉塞され、さらに移動してエアバルブ６０を押し開く。エアバルブ６０の弁体７８が弁座８２から離座すると、圧縮エア供給ポート８４と変圧室７２とが連通する。すると、エアタンク（図示せず）の圧縮エアが、変圧室７２から通路６２ａおよび管路６３（図１参照）を経てパワーシリンダ６の圧力室３８に供給される。この圧力室３８に供給された圧縮エアが、パワーピストン３６を図２の右方へ移動させる。パワーピストン３６が前進すると、それに伴ってピストンロッド４１およびハイドロリックピストン４８が図２の右方へ移動し、クラッチ操作用プッシュロッド８を前進させる。このクラッチ操作用プッシュロッド８の前進によって、図示しないクラッチアウターレバーが作動してクラッチ１０を切る。
【００３４】
クラッチペダル２の踏力を解除すると、ハイドロリックシリンダ３２の液圧室５０および油圧スプールバルブ５８の液圧室６８の圧力が低下して、バルブリフタ６６はスプリング７４によって図２の状態に復帰する。すると、バルブリフタ６６の内部通路６６ａが開放し、変圧室７２は内部通路６６ａを経て排気室７０および排気ポート７６から大気に開放され、パワーシリンダ６の圧力室３８のエアを管路６３およびコントロールバルブ１６の変圧室７２を経て大気に放出させる。すると、パワーピストン３６、ピストンロッド４１、ハイドロリックピストン４８およびプッシュロッド８は、図２の状態に復帰し、クラッチアウターレバーが復帰してクラッチ１０を継ぐ。
【００３５】
また、クラッチ１０の操作が自動的に行われる場合には、コントロールユニット１８からの信号によって電磁弁１４を作動させ、バルブリフタ６６を図２の右方に移動させる。すると、コントロールバルブ１６は、前記マニュアル作動時と同様の作動を行い、バルブリフタ６６がエアバルブ６０の弁体７８を押圧してエアバルブ６０を開放し、エアタンクからの圧縮エアを、変圧室７２を介してパワーシリンダ６の圧力室３８に送って、このパワーシリンダ６を作動させ、クラッチ１０を切る。また、コントロールユニット１８からの信号により電磁弁１４を逆に切り換えると、パワーシリンダ６の圧力室３８が管路６３および変圧室７２を介して大気に開放され、パワーピストン３６およびピストンロッド４１が戻り、クラッチ操作用のプッシュロッド８が戻ってクラッチ１０が継がれる。
【００３６】
前記のようにクラッチ１０のマニュアルによる作動および自動作動が可能なクラッチ操作装置１の実際の作動の一例について、図４および図５に示すフローチャートにより説明する。図４に示すように、ステップ１（図４のＳ１）で、コントロールユニット１８からクラッチ切り指示が出された場合には、ステップ２（Ｓ２）で、第１クラッチセンサ２２がオフであるか否かを判断する。第１クラッチセンサ２２がオフの場合、つまりクラッチペダル２が踏まれているときには、マニュアルによりクラッチが切られるので、ステップ３（Ｓ３）において、ソレノイド（電磁弁）１４の駆動を停止する。
【００３７】
また、前記ステップ２（Ｓ２）において第１クラッチセンサ２２がオフでない場合、つまりクラッチペダル２が踏まれていない場合には、自動作動によりクラッチを切る必要があり、ステップ４（Ｓ４）において、ソレノイド１４を最大電流で駆動する。さらに、ステップ５（Ｓ５）で、再度第１クラッチセンサ２２がオフであるか否かを判断する。ステップ５（Ｓ５）がＹｅｓの場合には、マニュアルによりクラッチが切られるので、ステップ３（Ｓ３）に移り、ソレノイド１４の駆動を停止する。
【００３８】
ステップ５（Ｓ５）がＮｏの場合には、クラッチ回転センサ９６の検出値が目標値に達しているか否か、つまり、クラッチ切り位置に達しているか否かを判断する。クラッチ切り位置に達していない場合には、ステップ４（Ｓ４）に戻り、再度ソレノイド１４を最大電流で駆動する。一方、クラッチ回転センサ９６の検出値がが目標値に達している場合には、ステップ７（Ｓ７）で、クラッチ断状態を維持できるデューティ比でソレノイド１４をＰＷＭ制御する。
【００３９】
次に、図５のフローチャートにより、クラッチ切り状態からの作動について説明する。ステップ１１（Ｓ１１）のクラッチ切り状態において、ステップ１２（Ｓ１２）で、第１クラッチセンサ２２がオフか否かを判断し、Ｎｏのとき、つまりクラッチペダル２が踏まれていないときには、ステップ１３（Ｓ１３）で、コントロールユニット１８からクラッチ接指示が出されているかを判断する。Ｎｏのとき、つまりクラッチ接指示が出されていないときには、ステップ１４（Ｓ１４）で、クラッチ断状態を維持できるデューティ比でソレノイド１４をＰＷＭ制御する。
【００４０】
前記ステップ１３（Ｓ１３）でクラッチ接指示が出されているときには、ステップ１５（Ｓ１５）で、コントロールユニット１８からのクラッチ接指示値に応じたＰＷＭ制御により、ソレノイド１４を駆動する。ソレノイド１４を駆動した後、ステップ１６（Ｓ１６）で、クラッチ１０が接になったか否かを判断し、まだ接続されていない場合には、ステップ１５（Ｓ１５）に戻り、さらにソレノイド１４を駆動する。また、ステップ１６（Ｓ１６）で、クラッチ１０が接になっている場合には、ステップ１７（Ｓ１７）でソレノイド１４の駆動を停止する。このときのクラッチ回転センサ９６の位置は、コントロールユニット１８から指示される。
【００４１】
前記ステップ１２（Ｓ１２）で、第１クラッチセンサ２２がオフの場合、つまり、クラッチペダル２が踏まれている場合には、ステップ１８（Ｓ１８）でクラッチペダル回転センサ２０の位置測定を行い、次に、ステップ１９（Ｓ１９）で、クラッチペダル回転センサ２０の回転速度の演算を行い、続いて、ステップ２０（Ｓ２０）で、クラッチ回転センサ９６の位置測定を行う。その後、ステップ２１（Ｓ２１）で、クラッチペダル回転センサ２０の速度と、位置データに応じて、ソレノイド１４のＰＷＭ制御による駆動を漸減する。ステップ２２（Ｓ２２）で、ソレノイド１４のＰＷＭ駆動力がゼロ％になった場合には、ステップ２３（Ｓ２３）でソレノイド１４の駆動が停止する。また、ソレノイド１４のＰＷＭ駆動力がゼロ％になっていない場合には、ステップ２１（Ｓ２１）に戻り、ソレノイド１４のＰＷＭ駆動をさらに減少させる。このステップ１８（Ｓ１８）からステップ２３（Ｓ２３）は、クラッチ１０が自動作動により切られた状態から、クラッチペダル２が踏まれたときのペダル踏力へスムーズに変化させる機構である。
【００４２】
この実施の形態では、クラッチ操作装置１のコントロールバルブ１６を直接駆動する電気アクチュエータ１４を設けたので、外部に設けた電磁弁によりコントロールバルブを駆動する構成よりも、応答性を向上させることができる。しかも、部品点数を大幅に削減することができる。さらに、小型化することができ、車輌への組付け性を向上させることができる。また、リニアソレノイドにより比例制御させることができるので、外部に高価なエア比例制御弁を取り付けることが不要になる。
【００４３】
次に、図６により第２の実施の形態について説明する。図６は、第２の実施の形態に係るクラッチ操作装置１０１の要部（コントロールバルブ１１６）を拡大して示す図であり、第１の実施の形態の図３と対応する部分を示すものである。従って、図３と同一の部分には同一の符号を付して説明する。また、この図６に示す部分以外の部分の構成は、前記第１の実施の形態と同一であるので、その説明は省略する。
【００４４】
この実施の形態では、前記コントロールバルブ１１６が設けられているメインハウジング４２の、油圧スプールバルブ５８側の側面に、電気アクチュエータとしてのモータ１１４が固定されている。このモータ１１４の駆動により進退動するシャフト１１４ａが、直列に配置されている油圧スプールバルブ５８およびエアバルブ６０と同軸上に配置されており、前記コントロールユニット１８からの信号により電流が供給されるとモータ１１４が駆動され、そのシャフト１１４ａが前進し、バルブリフタ６６を押し込んでエアバルブ６０を開放するようになっている。
【００４５】
モータ１１４は、前記第１の実施の形態の電磁弁１４のように内部の液密保持ができないので、前記バルブ孔６４内の液圧室６８とモータ１１４側との間をシール部材１９９により完全に密封している。このシール部材１９９は、有底筒体１９９ａの外周にダブルシール１９９ｂを嵌着した構成であり、モータ１１４のシャフト１１４ａをこの筒体１９９ａ内に挿入し、この筒体１９９ａの底面を介して、シャフト１１４ａの進退動を油圧スプールバルブ５８のバルブリフタ６６に伝達するようになっている。また、このモータ１１４のメインハウジング４２への取付部には、シールリング１９８が介装されている。
【００４６】
この第２の実施の形態でも、クラッチ操作装置１０１を自動制御するために、コントロールバルブ１６を直接駆動するモータ１１４を取付けているので、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コントロールバルブを直接駆動する電気アクチュエータを設けたので、外部に設けた電磁弁によりコントロールバルブを駆動する構成よりも、応答性を向上させることができる。しかも、部品点数を大幅に削減することができる。さらに、小型化することができ、車輌への組付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクラッチ操作装置を備えたクラッチ制御システムの全体の構成を示すシステムズである。
【図２】前記クラッチ操作装置の縦断面図である。
【図３】図２の要部の拡大図である。
【図４】前記クラッチ操作装置の作動を説明するフローチャートである。
【図５】前記クラッチ操作装置の他の作動を説明するフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態に係るクラッチ操作装置の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】従来のクラッチ操作装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
６パワーシリンダ
８プッシュロッド
１４電気アクチュエータ（電磁弁）
５８スプールバルブ
６０エアバルブ[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a clutch operating device, and more particularly to a clutch operating device capable of manually operating a clutch or automatically controlling the clutch.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows an example of a conventional clutch operating device (see, for example, Patent Document 1). This clutch operating device includes a power cylinder 102, a control valve 104, and a relay means (relay cylinder) 106. ing.
[0003]
In the power cylinder 102, a power piston 110 is disposed in a shell 108, and the inside of the shell 108 is divided into an atmospheric pressure chamber 112 and an air pressure chamber 114. In addition, a port 120 is formed in the housing 116, and an inner side of the port 120 opens into the air pressure chamber 114. A free piston 124 is fitted into a cylinder 122 provided on the back side of the power cylinder 102, a liquid chamber 126 is formed at one end (right end in the figure), and the other end is one end of a rod 128 provided at the power piston 110. Abut. When the master cylinder 130 is connected to the liquid chamber 126 and the clutch pedal 132 is depressed, the hydraulic pressure generated in the master cylinder 130 is introduced into the liquid chamber 126.
[0004]
The control valve 104 includes a valve lifter 136 slidably fitted in the valve hole 134 and an air valve 138 disposed in series with the valve lifter 136. The valve lifter 136 has a liquid chamber 140 at one end (the left end in the figure) and a variable pressure chamber 142 at the other end. The liquid chamber 140 of the valve lifter 136 communicates with the liquid chamber 126 of the cylinder 122 into which the hydraulic pressure of the master cylinder 130 is introduced, and the variable pressure chamber 142 communicates with the atmosphere via a passage inside the valve lifter 136. The air valve 138 is seated on the valve seat when not in operation to shut off the variable pressure chamber 142 and the air reservoir 144. When the valve lifter 136 moves to the right, the variable pressure chamber 142 is cut off from the atmosphere. 138 is opened and connected to the air reservoir 144.
[0005]
The variable pressure chamber 142 is connected to one inlet port of the double check valve 148 via a conduit 146. The outlet port of the double check valve 148 is connected to the port 120 through a conduit 150. The other inlet port of the double check valve 148 is connected to the air reservoir 144 via the electromagnetic valve 152.
[0006]
In this clutch operating device, when the clutch pedal 132 is depressed during manual operation, the fluid pressure of the master cylinder 130 is sent to the fluid chamber 126 of the cylinder 122 and the fluid chamber 140 of the control valve 104, and the free piston 124 operates (left And the valve lifter 136 is operated (right row). Then, the valve lifter 136 opens the air valve 138, and the compressed air introduced from the air reservoir 144 into the variable pressure chamber 142 is sent to the air pressure chamber 114 of the power cylinder 102 via the double check valve 148 to drive the power piston 110. . The output of the power cylinder 110 is transmitted to the clutch operation lever 156 via the push rod 154 of the relay means 106, and the clutch is disengaged.
[0007]
In the case of automatic control, the controller 158 switches the solenoid valve 152 and introduces compressed air from the air reservoir 144 into the air pressure chamber 114 of the power cylinder 102 via the port 120 to operate the power cylinder 102. Let
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-5-321946 (page 3-4, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional clutch operating device described in Patent Document 1 uses the air pressure chamber 114 of the power cylinder 102 as an automatic clutch by controlling the pressure by an electromagnetic valve 152 provided outside. There was a problem that there were many, and the attachment property to a vehicle was bad. Further, since pressure air is supplied and discharged from the outside via a pipe, a double check valve, etc., there is a problem that the response is not good.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a clutch operating device that can reduce the number of parts and improve vehicle assembly. It is another object of the present invention to provide a clutch operating device with high responsiveness.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the clutch operating device according to the first aspect of the present invention, the air valve is switched by the operation of the spool valve, the compressed air from the air pressure source is introduced into the air pressure chamber of the power cylinder, and the power piston is driven through The push rod for operating the clutch is operated, and in particular, an electric actuator is provided on the same axis as the spool valve and the air valve, and the spool valve is driven by the electric actuator.
[0012]
In the clutch operating device according to the present invention, the electric actuator is arranged coaxially with the spool valve and the air valve, and when the clutch is automatically controlled, the spool valve is directly driven by this electric actuator to open and close the air valve, Since the clutch is connected and disconnected, the responsiveness is excellent, the number of parts can be reduced, and the size can be reduced, so that the mountability to the vehicle and the assemblability are improved.
[0013]
The invention according to claim 2 is characterized in that the electric actuator is a solenoid valve.
[0014]
Furthermore, the invention described in claim 3 is characterized in that the solenoid valve is capable of being liquid-tight.
[0015]
The invention described in claim 4 is characterized in that the electromagnetic valve and the hydraulic pressure chamber of the spool valve are blocked by a seal ring.
[0016]
The invention according to claim 5 is characterized in that the electric actuator is a motor.
[0017]
According to a sixth aspect of the invention, a seal member is interposed between the motor and the hydraulic pressure chamber of the spool valve to seal the motor side, and the motor is driven via the seal member. It is characterized by transmitting to.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an entire clutch control system including a clutch operating device (indicated by reference numeral 1 as a whole) according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 and FIG. 3 are enlarged views of the main part (control valve part).
[0019]
The clutch control system is operated by operating the clutch pedal 2 to generate a hydraulic pressure, and the hydraulic pressure output from the master cylinder 4 is introduced and the power cylinder 6 is operated to operate the clutch. The clutch operating device (clutch actuator) 1 for connecting and disconnecting the clutch 10 by moving the push rod 8 forward and backward is provided. The clutch operating device 1 is attached to the side wall of the transmission 12.
[0020]
The clutch operating device 1 is operated automatically by the electric actuator 14 in addition to the manual operation that is operated by the hydraulic pressure of the master cylinder 4 generated by the operation of the clutch pedal 2 as described above. It can be operated. Although the detailed configuration of the clutch operating device 1 will be described later, the power cylinder 6 is operated by switching the air valve of the control valve 16 by the electric actuator 14. In this embodiment, an electromagnetic valve is used as the electric actuator 14.
[0021]
As a transmission operation device (gear shift unit) 28 to be combined with a clutch control system for connecting / disconnecting the clutch 10 manually or automatically, various transmission operation devices have been known. 28 may be combined.
[0022]
The electromagnetic valve 14 of the clutch operating device 1 is controlled to cut off the supply of current by a clutch control device (control unit) 18. The control unit 18 receives a signal from the rotation sensor 20 that detects the rotation of the clutch pedal 2, a signal from the first clutch sensor 22 that detects the operating state of the clutch pedal 2, and a signal from the second clutch sensor 24. The The first clutch sensor 22 is turned on in the pedal free state and turned off when the pedal is depressed, and the second clutch sensor 24 is turned off in the pedal free state and turned on when the pedal is depressed.
[0023]
Further, a signal from the change lever 26 and a signal from the gear shift unit 28 are input to the control unit 18. Further, an accelerator opening signal, an engine rotation signal, and a vehicle speed signal are input via the engine control device (engine ECU) 30. On the other hand, a clutch-side signal is sent to the gear shift unit 28 and the engine ECU 30.
[0024]
Next, the configuration of the clutch operating device 1 will be described with reference to FIGS. The clutch operating device 1 includes a power cylinder 6, a hydraulic cylinder 32, and a control valve 16.
[0025]
The power cylinder 6 includes a power piston 36 slidably fitted in a cylinder shell 34, and the power piston 36 divides the cylinder shell 34 into an air pressure chamber 38 and an atmospheric pressure chamber 40. Yes. A piston rod 41 is fixed to the axial center portion of the power piston 36 and moves forward and backward integrally.
[0026]
The hydraulic cylinder 32 is provided in a cylinder body 44 formed in a main housing 42 that closes an opening of the cylinder shell 34. A free piston 46 and a hydraulic piston 48 are slidably disposed in the cylinder hole 44 a of the cylinder body 44. The free piston 46 and the hydraulic piston 48 divide the inside of the cylinder hole 44 a into a hydraulic chamber 50, an intermediate chamber 52 and an atmospheric chamber 54. A spring 56 is disposed between the free piston 46 and the hydraulic piston 48 to urge the pistons 46 and 48 in opposite directions.
[0027]
The control valve 16 includes a hydraulic spool valve 58 and an air valve 60. The spool valve 58 and the air valve 60 are provided in a valve hole 64 formed in both the main housing 42 and the valve housing 62 fixed to the main housing 42. A valve lifter 66 constituting a hydraulic spool valve 58 is slidably fitted to the valve hole 64 on the main housing 42 side. The valve lifter 66 divides the inside of the valve hole 64 into a hydraulic chamber 68, an exhaust chamber 70 and a variable pressure chamber 72, and is constantly urged toward the hydraulic pressure chamber 68 by a spring 74 disposed in the variable pressure chamber 72. Yes. In addition, an internal passage 66a composed of an axial passage and a radial passage is formed in the valve lifter 66. One end of the internal passage 66a opens at the tip of the valve lifter 66 on the variable pressure chamber 72 side, and the other end of the internal passage 66a. It opens into the exhaust chamber 70 and is open to the atmosphere via the exhaust port 76.
[0028]
An air valve 60 is disposed on the valve housing 62 side of the valve hole 64. The valve body 78 of the air valve 60 faces the valve lifter 66 and is urged by a spring 80 and seated on the valve seat 82 when the control valve 16 is not in operation. In a state where the valve body 78 is seated on the valve seat 82, the compressed air supply port 84 connected to an air tank (not shown) and the variable pressure chamber 72 are blocked. The variable pressure chamber 72 communicates with the air pressure chamber 38 of the power cylinder 6 via a passage 62a in the valve housing 62 and a pipe line 63 (see FIG. 1).
[0029]
The hydraulic pressure chamber 68 of the hydraulic spool valve 58 communicates with the hydraulic pressure chamber 50 of the hydraulic cylinder 32 through a passage 86 formed in the main housing 42, and the hydraulic pressure chamber 50 of the hydraulic cylinder 32 is in the main housing 42. The inlet port 90 communicates with a passage 88 formed in As shown in FIG. 1, the inlet port 90 of the main housing 42 is connected to an output pressure chamber of the master cylinder 4 operated by the clutch pedal 2 via a pipe line 92.
[0030]
The piston rod 41 of the power piston 36 passes through the guide block 94 fitted in the cylinder hole 44a, and further passes through the free piston 46 and abuts one end surface of the hydraulic piston 48. A push rod 8 for clutch operation is in contact with the end surface of the hydraulic piston 48 on the atmosphere chamber 54 side. The other end (right end in FIG. 2) of the push rod 8 is connected to a clutch outer lever (not shown). The stroke of the clutch operating push rod 8 is detected by a clutch rotation sensor 96.
[0031]
An electromagnetic valve 14 as an electric actuator is fixed to a side surface of the main housing 42 provided with the control valve 16 on the hydraulic spool valve 58 side. The electromagnetic valve 14 is positioned coaxially with the hydraulic spool valve 58 and the air valve 60 arranged in series with the hydraulic spool valve 58, and operates when a current is supplied by a signal from the control unit 18. The rod 14a advances and pushes the valve lifter 66 of the hydraulic spool valve 58 to open the air valve 60. The solenoid valve 14 itself has a structure that can be liquid-tight. In addition, a seal ring 98 is interposed in the attachment portion of the electromagnetic valve 14 to the main housing 42 to keep the fluid pressure chamber 68 fluid tight.
[0032]
The operation of the clutch operating device 1 will be described. In the case of manual operation, when the clutch pedal 2 is depressed, the liquid in the output pressure chamber of the master cylinder 4 is pumped from the inlet port 90 through the passage 88 to the hydraulic chamber 50 of the hydraulic cylinder 32 and further into the passage 86. To the hydraulic pressure chamber 68 of the hydraulic spool valve 58. Accordingly, the free piston 46 is moved to the right in FIG. 2, and the valve lifter 66 is pushed to the right in FIGS.
[0033]
When the valve lifter 66 is actuated, the tip of the valve lifter 66 comes into contact with the valve body 78 of the air valve 60 to close the internal passage 66a, and further moves to push the air valve 60 open. When the valve body 78 of the air valve 60 is separated from the valve seat 82, the compressed air supply port 84 and the variable pressure chamber 72 communicate with each other. Then, compressed air in an air tank (not shown) is supplied from the variable pressure chamber 72 to the pressure chamber 38 of the power cylinder 6 through the passage 62a and the pipe 63 (see FIG. 1). The compressed air supplied to the pressure chamber 38 moves the power piston 36 to the right in FIG. When the power piston 36 moves forward, the piston rod 41 and the hydraulic piston 48 move to the right in FIG. 2 to move the clutch operating push rod 8 forward. As the clutch operating push rod 8 moves forward, a clutch outer lever (not shown) is operated to disengage the clutch 10.
[0034]
When the depression force of the clutch pedal 2 is released, the pressures in the hydraulic chamber 50 of the hydraulic cylinder 32 and the hydraulic chamber 68 of the hydraulic spool valve 58 are reduced, and the valve lifter 66 is returned to the state shown in FIG. Then, the internal passage 66a of the valve lifter 66 is opened, the variable pressure chamber 72 is opened to the atmosphere from the exhaust chamber 70 and the exhaust port 76 via the internal passage 66a, and the air in the pressure chamber 38 of the power cylinder 6 is discharged to the pipe 63 and the control valve. It is discharged to the atmosphere through 16 variable pressure chambers 72. Then, the power piston 36, the piston rod 41, the hydraulic piston 48, and the push rod 8 are restored to the state shown in FIG. 2, and the clutch outer lever is restored and the clutch 10 is engaged.
[0035]
When the operation of the clutch 10 is automatically performed, the electromagnetic valve 14 is actuated by a signal from the control unit 18 and the valve lifter 66 is moved to the right in FIG. Then, the control valve 16 performs the same operation as in the manual operation, the valve lifter 66 presses the valve body 78 of the air valve 60 to open the air valve 60, and the compressed air from the air tank is passed through the variable pressure chamber 72. This is sent to the pressure chamber 38 of the power cylinder 6 to operate the power cylinder 6 and disengage the clutch 10. When the solenoid valve 14 is switched in reverse by a signal from the control unit 18, the pressure chamber 38 of the power cylinder 6 is opened to the atmosphere via the pipe 63 and the variable pressure chamber 72, and the power piston 36 and the piston rod 41 are returned. Then, the push rod 8 for clutch operation returns and the clutch 10 is engaged.
[0036]
An example of the actual operation of the clutch operating device 1 capable of manual operation and automatic operation of the clutch 10 as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 4, if a clutch disengagement instruction is issued from the control unit 18 at step 1 (S1 in FIG. 4), whether or not the first clutch sensor 22 is off at step 2 (S2). Determine whether. When the first clutch sensor 22 is off, that is, when the clutch pedal 2 is depressed, the clutch is manually disengaged, so that the drive of the solenoid (solenoid valve) 14 is stopped in step 3 (S3).
[0037]
When the first clutch sensor 22 is not turned off in step 2 (S2), that is, when the clutch pedal 2 is not depressed, it is necessary to automatically disengage the clutch. In step 4 (S4), the solenoid 14 is driven with the maximum current. Further, in step 5 (S5), it is determined again whether or not the first clutch sensor 22 is OFF. If Step 5 (S5) is Yes, the clutch is manually disengaged, so the process proceeds to Step 3 (S3) and the drive of the solenoid 14 is stopped.
[0038]
When Step 5 (S5) is No, it is determined whether or not the detection value of the clutch rotation sensor 96 has reached the target value, that is, whether or not the clutch disengagement position has been reached. If the clutch disengagement position has not been reached, the process returns to step 4 (S4), and the solenoid 14 is driven again with the maximum current. On the other hand, if the detected value of the clutch rotation sensor 96 has reached the target value, in step 7 (S7), the solenoid 14 is PWM-controlled with a duty ratio that can maintain the clutch disengaged state.
[0039]
Next, the operation from the clutch disengaged state will be described with reference to the flowchart of FIG. In the clutch disengaged state in step 11 (S11), it is determined in step 12 (S12) whether or not the first clutch sensor 22 is off. If No, that is, if the clutch pedal 2 is not depressed, step 13 ( In S13), it is determined whether a clutch engagement instruction is issued from the control unit 18. When No, that is, when the clutch engagement instruction is not issued, in step 14 (S14), the solenoid 14 is PWM-controlled at a duty ratio that can maintain the clutch disengaged state.
[0040]
When the clutch engagement instruction is issued in step 13 (S13), the solenoid 14 is driven by PWM control according to the clutch engagement instruction value from the control unit 18 in step 15 (S15). After the solenoid 14 is driven, it is determined in step 16 (S16) whether or not the clutch 10 is engaged. If the clutch 10 is not yet connected, the process returns to step 15 (S15), and the solenoid 14 is further driven. . If the clutch 10 is engaged at step 16 (S16), the drive of the solenoid 14 is stopped at step 17 (S17). The position of the clutch rotation sensor 96 at this time is instructed from the control unit 18.
[0041]
If the first clutch sensor 22 is OFF in step 12 (S12), that is, if the clutch pedal 2 is depressed, the position of the clutch pedal rotation sensor 20 is measured in step 18 (S18). In step 19 (S19), the rotational speed of the clutch pedal rotation sensor 20 is calculated. Subsequently, in step 20 (S20), the position of the clutch rotation sensor 96 is measured. Thereafter, in step 21 (S21), the drive of the solenoid 14 by PWM control is gradually reduced according to the speed of the clutch pedal rotation sensor 20 and the position data. If the PWM driving force of the solenoid 14 becomes zero% in step 22 (S22), the driving of the solenoid 14 is stopped in step 23 (S23). If the PWM driving force of the solenoid 14 is not zero%, the process returns to step 21 (S21) to further reduce the PWM driving of the solenoid 14. Steps 18 (S18) to 23 (S23) are a mechanism for smoothly changing from the state in which the clutch 10 is automatically operated to the pedal depression force when the clutch pedal 2 is depressed.
[0042]
In this embodiment, since the electric actuator 14 that directly drives the control valve 16 of the clutch operating device 1 is provided, the responsiveness can be improved as compared with the configuration in which the control valve is driven by an electromagnetic valve provided outside. . In addition, the number of parts can be greatly reduced. Furthermore, it can reduce in size and can improve the assembly property to a vehicle. Further, since proportional control can be performed by a linear solenoid, it is not necessary to attach an expensive air proportional control valve to the outside.
[0043]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an enlarged view showing a main part (control valve 116) of the clutch operating device 101 according to the second embodiment, and shows a part corresponding to FIG. 3 of the first embodiment. is there. Therefore, the same parts as those in FIG. Further, since the configuration of the parts other than the part shown in FIG. 6 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0044]
In this embodiment, a motor 114 as an electric actuator is fixed to the side surface of the main housing 42 provided with the control valve 116 on the hydraulic spool valve 58 side. A shaft 114a that moves forward and backward by the drive of the motor 114 is arranged coaxially with the hydraulic spool valve 58 and the air valve 60 that are arranged in series, and when a current is supplied by a signal from the control unit 18, the motor 114 is driven, its shaft 114a moves forward, pushes the valve lifter 66, and opens the air valve 60.
[0045]
Since the motor 114 cannot be kept fluid-tight inside like the electromagnetic valve 14 of the first embodiment, the seal member 199 completely forms a gap between the hydraulic chamber 68 in the valve hole 64 and the motor 114 side. Sealed. This seal member 199 has a configuration in which a double seal 199b is fitted on the outer periphery of a bottomed cylindrical body 199a, and a shaft 114a of a motor 114 is inserted into the cylindrical body 199a, and the bottom surface of the cylindrical body 199a is inserted. The forward / backward movement of the shaft 114a is transmitted to the valve lifter 66 of the hydraulic spool valve 58. In addition, a seal ring 198 is interposed at a portion where the motor 114 is attached to the main housing 42.
[0046]
Also in the second embodiment, since the motor 114 that directly drives the control valve 16 is attached to automatically control the clutch operating device 101, the same operational effects as the first embodiment can be obtained. Can do.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the electric actuator for directly driving the control valve is provided, the responsiveness can be improved as compared with the configuration in which the control valve is driven by an electromagnetic valve provided outside. In addition, the number of parts can be greatly reduced. Furthermore, it can reduce in size and can improve the assembly property to a vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system showing the overall configuration of a clutch control system including a clutch operating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the clutch operating device.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the clutch operating device.
FIG. 5 is a flowchart illustrating another operation of the clutch operating device.
FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of a clutch operating device according to a second embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional clutch operating device.
[Explanation of symbols]
6 Power cylinder 8 Push rod 14 Electric actuator (solenoid valve)
58 Spool valve 60 Air valve

Claims

スプールバルブの作動によりエアバルブを切り換え、エア圧力源からの圧縮エアをパワーシリンダのエア圧力室に導入し、そのパワーピストンの駆動を介してクラッチ操作用プッシュロッドを作動させるクラッチ操作装置において、
前記スプールバルブおよびエアバルブの同軸上に、電気アクチュエータを設け、この電気アクチュエータにより前記スプールバルブを駆動することを特徴とするクラッチ操作装置。In the clutch operating device that switches the air valve by the operation of the spool valve, introduces compressed air from the air pressure source into the air pressure chamber of the power cylinder, and operates the clutch operating push rod via the drive of the power piston.
A clutch operating device, wherein an electric actuator is provided coaxially with the spool valve and the air valve, and the spool valve is driven by the electric actuator.

前記電気アクチュエータが電磁弁であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ操作装置。The clutch operating device according to claim 1, wherein the electric actuator is a solenoid valve.

前記電磁弁を液密可能にしたことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ操作装置。The clutch operating device according to claim 2, wherein the electromagnetic valve is liquid-tight.

前記電磁弁と前記スプールバルブの液圧室とをシールリングにより遮断したことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ操作装置。The clutch operating device according to claim 2, wherein the electromagnetic valve and a hydraulic pressure chamber of the spool valve are blocked by a seal ring.

前記電気アクチュエータがモータであることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ操作装置。The clutch operating device according to claim 1, wherein the electric actuator is a motor.

前記モータと前記スプールバルブの液圧室との間にシール部材を介装してモータ側を密封し、このシール部材を介してモータの駆動をスプールバルブに伝達することを特徴とする請求項５に記載のクラッチ操作装置。6. The motor side is sealed by interposing a seal member between the motor and the hydraulic pressure chamber of the spool valve, and the drive of the motor is transmitted to the spool valve via the seal member. The clutch operating device described in 1.