JPH0617845A

JPH0617845A - 自己調整クラッチアクチュエータ

Info

Publication number: JPH0617845A
Application number: JP5079090A
Authority: JP
Inventors: Michael J Cottam; ジョンコッタムマイクル
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1992-03-14
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-01-25
Also published as: CZ283917B6; CZ31793A3; EP0561506B1; ES2086189T3; EP0561506A1; KR930020049A; GB9205661D0; DE69302121D1; DE69302121T2

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッチ周りの構成簡素化を図る。【構成】空気圧作動式主アクチュエータピストン１
が、マスタークラッチリンク機構22を作動させるプッシ
ュ／プルロッド７を支持している。プッシュ／プルロッ
ド７は、油圧調整アセンブリ2,10,11,12によって主ピス
トン１に取り付けられて、それとともに軸方向に移動可
能になり、少なくとも一部がハウジングの内部に位置し
て、主アクチュエータピストンの軸方向位置を感知する
感知手段４も設け、摩耗に起因したクラッチ選択作動位
置の校正を不要にすることにより、クラッチ状態センサ
を不要にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、常時連結形車両用マス
タークラッチ等のクラッチの連結および切り離しをマイ
クロプロセッサベースの制御装置等からのコマンド出力
信号に応答して制御するクラッチアクチュエータ制御装
置に関するものである。

【０００２】とくに本発明は、機械式プッシュ／プルロ
ッドによって車両用マスタークラッチの連結および切り
離しを自動的に制御する、空気圧式に駆動されてプッシ
ュ／プルロッドリンク機構を介してクラッチオペレータ
を駆動するピストンを含むクラッチアクチュエータの制
御装置に関するものである。

【０００３】ロッドは油圧式自己調整機構によって空気
圧ピストンに支持されており、空気圧ピストンの相対軸
方向位置を表すパラメータの値が、制御マスタークラッ
チの連結度（たとえば「接触点」）を比較的正確に表す
ようになっている。

【０００４】

【従来技術】本発明は、1992年３月14日に出願されて本
出願の譲受人に譲渡されている英国特許出願9205661.3
から優先権が主張されており、1992年４月24日に出願さ
れて本出願の譲受人に譲渡されている同時係属中の米国
特許出願07/873,260（再発行特許92303169.4）の一部継
続出願である。

【０００５】車両用マスタークラッチの連結および切り
離しを制御する自動アクチュエータ制御装置は従来より
知られており、自動または半自動変速装置に組み込まれ
ることが多い。

【０００６】一般的に、そのようなアクチュエータ制御
装置は、複数の入力信号を所定の論理規則にしたがって
処理してコマンド出力信号をソレノイド制御弁等の様々
な制御装置へ送るマイクロプロセッサベースの電子制御
装置、すなわちＥＣＵによって制御された電気式、空気
圧および／または油圧式クラッチオペレータを有してい
る。

【０００７】そのような制御装置の例が、米国特許第4,
595,986 号、第4,081,065 号および第4,361,060 号に記
載されており、それらの開示内容は引例として本説明に
含まれる。

【０００８】車両用マスタークラッチの自動制御におい
て、とくにそのようなクラッチの再連結時での重要な制
御パラメータは、クラッチの「タッチ点」すなわち「初
発連結」点として知られているクラッチの再連結点にお
ける制御可能変数の現在値である。

【０００９】一般的に、車両用マスタークラッチの再連
結時、とくに停止状態から始動するためにマスタークラ
ッチを再連結するとき、マスタークラッチは完全切り離
し位置から初発連結点へ迅速に移動し、その後にクラッ
チは所定の論理規則にしたがった変調状態で再適用され
る。

【００１０】車両用マスタークラッチの初発連結点に対
応した制御可能パラメータの値を決定するための制御方
法／装置が従来より公知であって、たとえば米国特許第
4,646,891 号および第4,899,858 号に詳細に示されてお
り、それらの開示内容は引例として本説明に含まれる。

【００１１】互いに固着状態に連結された２つのピスト
ンがそれぞれ個別のシリンダ内を移動し、一方のピスト
ンが空気圧で駆動され、他方のピストンが油圧リンク機
構を介してクラッチオペレータを駆動するようにしたア
クチュエータを用いた車両用マスタークラッチ制御装置
が従来より公知であって、その一例が欧州特許第324,55
3 号に記載されており、その開示内容は引例として本説
明に含まれる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来装置では、摩耗の
ために様々なフィードバック信号をクラッチの選択作動
位置に校正するために定期的な再校正が必要であるこ
と、および／またはクラッチにクラッチ状態センサが必
要であり、そのために複雑および／または高価な配線お
よび／または配線ハーネスが必要になり、またセンサを
困難な振動および高温状態等にさらす必要があること、
および／またはクラッチアクチュエータが摩耗に対して
自己補償できないことから、従来装置は完全には満足で
きるものではなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段・作用】本発明によれば、
マスタークラッチの摩耗および他の自由遊びを自己補償
し、またクラッチ作動位置を遠隔空気圧作動式クラッチ
アクチュエータピストンの軸方向位置の関数として正確
に決定することができる、車両用マスタークラッチの連
結および切り離しを制御するアクチュエータ制御装置を
提供することによって、従来形車両用マスタークラッチ
アクチュエータ制御装置の欠点を最小限に抑えるか、解
決することができる。

【００１４】これは、アクチュエータに設けられたピス
トンが弾性戻しばねの付勢力に逆らって空気圧式に駆動
され、また自己調整油圧カップリングによってプッシュ
（またはプル）ロッド制御リンク機構に連結されている
車両用マスタークラッチ用のアクチュエータ制御装置を
提供することによって達成される。

【００１５】本発明は、感知された機械的変動に応じて
入力信号を定期的に補正する必要をなくし、油圧カップ
リングがタンクによって機械的自由遊びおよび摩耗に対
して補正できる公知の能力を利用することを目的として
いる。

【００１６】上記のピストン構造を用いることによっ
て、本発明は遠隔操作式空気圧ピストン面を正確に位置
決めすることでクラッチの正確な作動状態を達成するこ
とができる。

【００１７】好ましくは、本発明には、空気圧作動式ピ
ストンが空気圧式に駆動され、空気圧ピストンに対する
プッシュ／プルロッドの位置を調節することによって制
御車両用マスタークラッチの機械的自由遊びおよび摩耗
を自動的に補償することができる油圧タンクを備えてい
るシリンダアセンブリが設けられている。

【００１８】公知のように、一般的に車両用マスターク
ラッチは完全連結位置へばね付勢されており、何らかの
形式のクラッチ作動装置によってばね付勢力に逆らって
完全切り離し位置へ移動可能である。

【００１９】好ましくは、空気圧シリンダアセンブリに
はアクチュエータハウジングが設けられており、前記ハ
ウジングの内部にはピストンの位置を表示する信号を発
生する変換器が配置されている。

【００２０】変換位置表示信号にしたがってピストンの
制御空気圧駆動を行うため、電子制御装置からのコマン
ド出力信号にしたがって作動する空気圧弁機構が用いら
れている。

【００２１】空気圧弁および／または変換器は、マニホ
ールド機構や弁および変換器との電気接続部とともに空
気圧シリンダアセンブリハウジング構造内に配置するこ
とができる。

【００２２】好適な実施例では、作動ピストンに対応し
た空気圧シリンダの室を高圧源または低圧（大気）源に
連結するため、少なくとも２つのソレノイド制御弁が設
けられている。

【００２３】好ましくは、空気圧作動室を選択的に加圧
および排気するために、２対のソレノイド弁、すなわち
微細流弁および粗流弁が設けられている。公知のよう
に、弁の制御はパルス幅変調方法等によって行われる。

【００２４】したがって、クラッチ位置を空気圧ピスト
ン等の遠隔アクチュエータ装置の軸方向位置の関数とし
て正確に決定することができ、クラッチの摩耗および自
由遊びを自己補償することによって、クラッチ制御装置
を比較的頻繁に再校正する必要をなくした、車両用マス
タークラッチの連結および切り離しを制御する新規な改
良形の空気圧作動式アクチュエータ制御装置が提供され
ていることがわかるであろう。本発明の上記および他
の目的および利点は、添付の図面を参照した本発明の好
適な実施例の詳細な説明を目めば明らかになるであろ
う。

【００２５】

【実施例】調整レノイドギュレータ好適な実施例の以下の説明において、便宜上一定の用語
を用いるが、それらは制限的なものではない。「上方」
「下方」「右方向」および「左方向」は、参照している
図面での方向を示している。「内向き」および「外向
き」は、それぞれ装置または指定された部品の構造中心
に向かう方向およびそれから離れる方向のことである。
上記定義は、上記の語句、その派生語および同一意味の
語句に適用される。

【００２６】本発明は、自動または半自動車両用マスタ
ークラッチ作動装置に適した機械式プッシュ／プルロッ
ド形の空気圧作動式アクチュエータに関するものであ
る。

【００２７】典型的なプッシュロッド機械式クラッチ作
動リンク機構20の一部分が図３に示されている。

【００２８】ロッド７は、ピボット点26回りに回動可能
にクラッチリリースベアリング24に固定されたクラッチ
リリースレバー22と係合可能である。レバー22およびベ
アリング24をクラッチ連結位置へ付勢するための戻しば
ね28が設けられている。

【００２９】クラッチの連結度に高い信頼性が必要であ
り、それを繰り返して感知できなければならない何らか
の構造（たとえば自動または半自動アクチュエータ）に
おいて、本発明の作動ロッド７は、公知のようにしてシ
リンダ内の主ピストンに加えられた空気圧力によって軸
方向に移動される。

【００３０】このため、クラッチまたはクラッチ摩擦表
面の機械的摩耗の度合いがどのようなものであっても、
主ピストンはクラッチの作動ストロークに対してその相
対位置を維持する必要がある。

【００３１】たとえばクラッチが噛み合いをちょうど開
始するか、50％連結状態であるときをコンピュータ形制
御装置（電子制御装置「ＥＣＵ」）が「知らない」場
合、作動が予測できず、荒くなり、駆動装置または従動
装置、たとえば車両の過速度摩耗を引き起こす。

【００３２】一部の形式のクラッチでは、摩耗によって
制御ロッドの初発連結位置がプッシュ方向に遠くなる。
しかし、他の形式（時にはプルクラッチと呼ばれる）で
は摩耗の影響で連結が早くなり、おそらくはから動きが
削除されやすい。本発明は、いずれの形式の摩耗の補償
にも適用できることをねらっている。

【００３３】図１において、空気圧が連結部５を介して
シリンダのピストン室８Ａへ供給され、したがってばね
９に逆らって駆動ピストン１に加えられると、第１主ピ
ストン１が空気圧シリンダ８内を移動する。

【００３４】クラッチは空気圧によって切り離され、ば
ねによって連結されるようにすることができるが、その
逆でもよい。ばね９は図３に示されている戻しばね28を
補足したり、それに代えることもできる。

【００３５】主空気圧ピストン１は補助油圧シリンダ10
と一体化しており、そのシリンダ10内を第２ピストン２
が移動し、またそのシリンダ10は第３油圧シリンダ11内
を移動することから、一種のピストンを形成している。

【００３６】第３シリンダ11は主シリンダ８と一体化し
ており、油圧供給源またはタンク導管６に連結するため
のポート14を備えている。第３シリンダ11が保持してい
る油圧流体の量は、補助シリンダの、したがって第１ピ
ストンのストローク毎に増減する。

【００３７】補助シリンダ10の内部に調節室Ａが設けら
れており、その中に収容されている油圧流体によって第
３シリンダ11内の第２シリンダ10の移動が第２ピストン
２を介してクラッチプッシュロッド７に伝達され、この
作動ロッド７が左方向へ移動することによって、リンク
機構を介してクラッチの切り離しまたは連結が行われ
る。

【００３８】クラッチプレートおよび／またはリンク機
構は、欠陥を生じる、すなわち摩耗するか、徐々にそう
なるであろう。ロッドの左方向駆動は空気圧によって行
われ、クラッチまたはロッドに作用する通常の付勢力28
に逆らって、またピストン１に作用するばね９に逆らっ
て行われる。

【００３９】第２シリンダ10の端部壁12には、第３シリ
ンダ11に開放している通路10Ａが貫設され、その通路に
常閉弁３が取り付けられており、クラッチの切り離し後
に戻しばね９がピストン１を右方向へ駆動するとき、し
たがって補助シリンダ10の端部壁12が第３シリンダの端
部壁13に隣接するか当接したときはいつも当接するステ
ム15を備えている。

【００４０】この点が、クラッチが完全に連結している
ことを示すデータ点として構成されているため、端部点
を位置センサ４で校正することができる。このとき、弁
のステム15が当接して弁が開くため、油圧排気または供
給導管６が室11および通路10Ａを介して室Ａに連結す
る。

【００４１】摩耗によって連結が早くなり過ぎる場合、
作動油がＡから流出する。摩耗によって連結が遅くなり
過ぎるか、指定された完全連結位置で連結しない場合、
作動油が６に流入してＡへ戻る。

【００４２】現時点で好適なすべての実施例では、空気
圧ピストン１の動程は図示の左方向位置からシリンダ８
の端部壁16に当接する完全右方向位置までである。後者
の位置にあって、クラッチがばね９によって完全には連
結していないとき、クラッチの上記リリースばね28がロ
ッド７およびピストン２を右方向へ駆動して、油圧油を
調節シリンダＡから押し出す。

【００４３】さらに、圧縮ばね17が図示の位置に配置さ
れて、ピストン１とピストン２との間に作用することに
よって、油圧流体すなわち作動油の押し出しを助けてい
る。このばね17は、クラッチの切り離しストロークによ
って圧縮されている。

【００４４】クラッチが摩耗によって連結が早くなるプ
ッシュ形式であれば、ばね17をピストン２の右側に配置
して、シリンダ10の端部壁（またはこのシリンダ内の他
の適当な当接部）の内側に作用するようにする。

【００４５】実際に、上記指定の端部点は、完全連結を
わずかに越えることによって、クラッチを切り離すため
の切り離しストロークが開始される前に所定の少量の自
由遊びを与えることが好ましい。この場合、17で示され
ているようなばねは、ピストン２の始動点を位置決めす
るためにほとんど必須である。

【００４６】ピストン１およびシリンダ10が左方向へ駆
動されると、弁ステム15はもはや当接しておらず、常閉
弁３を室Ａ内の油圧圧縮力によって閉鎖状態に保持する
補助チェック弁効果を与える。

【００４７】ピストン２およびロッド７自体はＡの流体
によって主ピストン１とともに左方向へ駆動され、クラ
ッチの位置がセンサ４によって信号化されたピストン位
置によって正確に表示される。

【００４８】上記のような油圧自己調整アセンブリは公
知であって、たとえば米国特許第5,009,299 号に記載さ
れており、その開示内容は引例として本説明に含まれ
る。

【００４９】空気圧室８Ａを選択的に通気および排気す
るための空気圧弁アセンブリ30は、クラッチ位置センサ
４や、エンジン速度、車速、変速機軸速度等を表すセン
サ等の様々なセンサから入力34を受け取るマイクロプロ
セッサベースのＥＣＵ32によって制御される。

【００５０】ＥＣＵ32は所定の論理規則にしたがってこ
れらの入力を処理することによって、弁アセンブリ30等
の様々なアクチュエータにコマンド出力信号を送る。

【００５１】図２は、弁アセンブリ30の高圧および排気
空気圧ソレノイド制御弁38〜44を概略的に示している。

【００５２】図示のように、加圧空気はそれぞれ粗充填
または微細充填オリフィスを制御する弁38および40を介
して送られる一方、排気は同様にして粗または微細オリ
フィスを制御するソレノイド弁42および44によって制御
される。

【００５３】あるいは、ソレノイド弁自体にそれぞれ粗
オン／オフ制御部および微細オン／オフ制御部を設けて
もよい。

【００５４】弁の制御は、電力増幅方形パルス波のパル
スの幅によって行われる。そのようなパルス幅変調弁、
および平行な粗および微細充填または粗および微細排気
制御導管を用いることはもちろん従来より公知である。

【００５５】粗制御弁は、オン／オフ制御に適するだけ
でよい別の形式の弁を用いることもできる。パルス弁
は、変調の仕事サイクルに近接状態で連続的に追従す
る、反応が速い形式のものでなければならない。

【００５６】オン／オフ作動に対して100 ％仕事サイク
ルで作動し、また５％または０まで仕事サイクルの段階
を落とすことができれば、単一の排気弁および／または
単一の高圧供給弁を用いることが好ましい場合が多い。
パルス幅変調によって制御されたそのようなソレノイド
弁は、ハネウェル(Honeywell) 社から販売されている。

【００５７】車両用マスタークラッチの自動作動用に多
くの制御方法および装置があり、たとえば上記米国特許
第4,081,065 号、第4,361,060 号、第4,646,891 号およ
び第4,899,858 号に示されており、それらの開示内容は
引例として本説明に含まれる。

【００５８】一般的に、そのような制御装置は、問題の
様々なクラッチ作動位置、たとえば初発連結点、完全連
結点等が時間とともに決定され、制御または監視クラッ
チアクチュエータパラメータがそれに合わせて校正され
る校正または学習プロセスを含んでいた。

【００５９】そのような校正手続きは米国特許第5,014,
832 号に記載されており、その開示内容は引例として本
説明に含まれる。本発明によれば、クラッチ作動位置
は、変換器４による空気圧駆動ピストン／補助シリンダ
10の軸方向位置の観測によって監視される。

【００６０】以上の説明から、当業者であれば、本発明
の車両用マスタークラッチ用の改良形アクチュエータ制
御装置の新規な概念および特徴を理解できるであろう。
以上には１つの好適な実施例だけを説明してきたが、発
明の精神の範囲内において様々な変更を加えることがで
きる。

【００６１】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、空
気圧作動式主アクチュエータピストンがマスタークラッ
チリンク機構を作動させるプッシュ／プルロッドを支持
し、プッシュ／プルロッドは油圧調整アセンブリによっ
て主ピストンに取り付けられて、それとともに軸方向に
移動可能になり、少なくとも一部がハウジングの内部に
位置して、主アクチュエータピストンの軸方向位置を感
知する感知手段も設けられることから、摩耗に起因した
クラッチ選択作動位置の校正いいかえればクラッチ状態
センサを不要にし、そのために複雑および高価な配線お
よび配線ハーネスが不要になるとともに、そのセンサを
振動および高温状態等にさらす必要もなくなり、製造コ
ストを低減させかつ製品信頼度を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッチアクチュエータの概略図であ
る。

【図２】本発明の空気圧制御弁の詳細図である。

【図３】プッシュ／プルロッド形クラッチ作動リンク機
構の部分説明図である。

【符号の説明】

１主アクチュエータピストン２補助ピストン５加圧および排気導管７ロッド８主シリンダ８Ａピストン室 10 補助シリンダ 11 第３シリンダ 12 端部壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１完全連結位置へ常時付勢(28)されて
いるがロッド(7) 軸方向移動によって第２位置へ駆動さ
れるロッドリンク機構作動式車両用マスタークラッチの
作動を制御する自己調整クラッチアクチュエータであっ
て、主アクチュエータピストン(1) が主シリンダ(8) 内
に配置され選択的に空気加圧および排気される導管(5)
に連結した室(8A)を形成しており、油圧取り付けアセン
ブリ(2,10,10A,12,11)が前記主アクチュエータピストン
に支持されて、前記ロッドを前記主アクチュエータピス
トンに調節可能に取り付けてそれとともに軸方向移動可
能なことを特徴とする自己調整クラッチアクチュエー
タ。
【請求項２】油圧取り付けアセンブリには主アクチュ
エータピストン(1)に形成された補助シリンダ(10)が設
けられており、補助ピストン(2) の補助シリンダ内に摺
動可能かつ密接状に収容されて油圧流体を充填した調節
室(A) を形成し、ロッドが前記補助ピストンに軸方向に
固定されていることを特徴とする請求項１に記載の自己
調整クラッチアクチュエータ。
【請求項３】調節室は常閉弁(3) によって制御された
流体通路(10A) によって油圧タンクと常時流体連通して
おり、主アクチュエータピストンが所定の軸方向位置へ
移動したときに弁が開く(15)ことを特徴とする請求項２
に記載の自己調整クラッチアクチュエータ。
【請求項４】補助シリンダ(10)は主シリンダ(8) のハ
ウジングに形成された第３シリンダ(11)内に摺動可能に
収容されており、前記第３シリンダは常時油圧流体が充
填され前記流体通路(10A) によって前記補助シリンダと
連通していることを特徴とする請求項３に記載の自己調
整クラッチアクチュエータ。
【請求項５】第１完全連結位置へ常時付勢(28)されて
いるがロッド(7) 軸方向移動によって第２切り離し位置
へ駆動されるロッドリンク機構作動式車両用マスターク
ラッチの作動を制御するアクチュエータ制御装置であっ
て、主アクチュエータピストン(1) が主シリンダ(8) の
ハウジング内に配置されて、選択的に空気加圧および排
気される導管(5) に連結した室(8A)を形成しており、前
記主アクチュエータピストンに支持され前記ロッドを前
記主アクチュエータピストンに調節可能に取り付けてそ
れとともに軸方向移動するための油圧取り付けアセンブ
リ(2,10,10A,12,11)と、前記選択的に加圧および排気さ
れる導管(5) の加圧を制御する制御ユニット(32)と、少
なくとも一部が前記ハウジングの内部に配置されており
前記本体内での前記主アクチュエータピストンの現在の
軸方向位置を感知して、それを表す入力信号(34)を前記
制御ユニットへ送る変換器(4) とを有していることを特
徴とする装置。
【請求項６】油圧取り付けアセンブリには、主アクチ
ュエータピストン(1) に形成された補助シリンダ(10)が
設けられており、補助ピストン(2) 前記補助シリンダ内
に摺動可能かつ密接状に収容されて油圧流体を充填した
調節室(A) を形成しており、前記ロッドが前記補助ピス
トンに軸方向に固定されていることを特徴とする請求項
５に記載の自己調整クラッチアクチュエータ。
【請求項７】調節室は常閉弁(3) によって制御された
流体通路(10A) によって油圧タンクと常時流体連通して
おり、前記主アクチュエータピストンが所定の軸方向位
置へ移動したときに前記弁が開く(15)ことを特徴とする
請求項６に記載の自己調整クラッチアクチュエータ。
【請求項８】補助シリンダ(10)は主シリンダ(8) のハ
ウジングに形成された第３シリンダ(11)内に摺動可能に
収容されており、前記第３シリンダは常時油圧流体が充
填され流体通路(10A) によって前記補助シリンダと連通
していることを特徴とする請求項７に記載の自己調整ク
ラッチアクチュエータ。