CN1009998B - 带锁销的自动离合器控制系统 - Google Patents

Abstract

本文所提供的控制系统(70，70A)，对于控制一个自动的车用离合器特别有用。操纵离合器的联动装置(23，23A)，包括一个控制臂(18，18A)，它可以用一个锁销(20，20A)与之接合，锁销(20，20A)可以用加压装置(37，37A)和/或一个速度信号(48，48A)驱动，并且能根据离合器的型式和其它参数，甚至在流体压力损失低于或升高超过某一预定值时，使离合器保持接合或分离状态。

Description

一般说来，本发明涉及到一个离合器的控制系统，但更确切地说，它阐述了一个带有锁销的经过改进的离合器控制系统，在离合器加压装置失效的情况下，可以操纵锁销使离合器保持在分离或接合状态，这对用于车辆自动传动装置中的离合器特别有用。

自动操纵的离合器，特别是用于连接车辆自动传动装置的自动操纵离合器，多年来一直为人所熟知。

离合器的类型对于本发明有着特别的意义，如行家们所熟知，应用规定的流体压力可操纵并保持离合器处于分离状态，而当流体压力降到低于某规定值，或由于流体压力系统中的某种故障造成流体压力丧失时，将通过弹簧之类的回位加压装置使离合器自动接合。

当用于连接车辆自动传动装置时，这种离合器将根据预定的信号程序，一般是速度信号，相应地使传动装置与驱动构件（例如，车辆发动机的曲轴）接合和分离，以便使传动装置能够在变速器的各档之间进行自动换档，并可用于车辆起步。

自动离合器的一种型式，是用流体压力来保持离合器分离。这种类型离合器的主要缺点是，当流体的压力一旦低于保持离合器分离所需要的数值时，离合器便会在驾驶员无法预知的情况下结合，这可能使停驶状态的车辆发生不希望的运动。

因此，就需要有一种装置，能在流体压力消失时保持离合器分离，以防止车辆在停驶或低于某一车速时产生意外的运动。

在另一类型的自动离合器中，流体压力用来保持离合器的接合。这种类型离合器的主要缺点是当流体的压力由于这样或那样的原因，下降到低于离合器保持结合状态所需要的数值时，离合器就会自动分离，使发动机的驱动构件与传动装置分离，导致车辆空滑行驶，而无法利用发动机的压缩作用作为车辆的辅助制动。

根据上述观点，也要求提供一个装置，能使离合器在流体压力消失的情况下保持处于接合状态，以便至少能保持传动装置与发动机驱动构件接合，以便确保某种程度的控制，并利用发动机的压缩作用作为对车辆的辅助制动。在本文所描述的这种离合器中，使之保持在接合的状态，是由离合器控制系统中所包含的一个锁销来实现的，操纵锁销能够得到这种功能，这种装置与本人1985年5月18日提交待决的专利申请NO713，054中的锁销是有区别的。

据上所述，本发明的一个目的是提供一个经过改进的用流体压力使离合器分离的离合器控制系统，操作这一系统，在流体压力降到低于保持离合器分离状态所需要的数值时，能够保持离合器处于分离状态，这对于停车状态的车辆是一个优点。

本发明的另一个目的是提供一个经过改进的、用流体压力使离合器接合的离合器控制系统，这对采用自动传动装置的车辆有特殊的优点。使用该系统，能在流体压力丧失的情况下，保证离合器处于结合状态，因此，就能保证发动机与传动装置之间的接合。这对于行驶状态下的车辆是有利的。

为达到上述目的，本发明提出了用作自动离合器的一种经过改进的控制系统，其中包括一个联动装置（23），它通过第一弹性回位装置（28）实现离合器的接合或分离状态，并通过第一加压装置 （24）的动作克服上述的第一弹性回位装置，相应地实现离合器的分离或接合，所述的控制系统的特点包括：

一个可移动的锁销（20）;

第二弹性回位装置（38），其作用是推动锁销（20）使之与联动装置（23）相接触或脱离;

第二个加压装置（37），其作用是克服第二弹性回位装置（38）的作用力，并相应地推动锁销（20），使之与联动装置（23）相接触或脱离;控制装置（42），由一个速度信号（48）所控制，它的作用是驱动第二流体加压装置（37），以便当速度信号（48）超过某一预定值时。第二流体加压装置（37）就克服第二弹性回位装置（38），使锁销（20）和联动装置（23）接触或脱离，并使联动装置（23）移动实现离合器的接合或分离。

图1所示为本发明用于一种可用弹簧使离合器接合、并经过改进了的离合器控制系统70的实施例的方框简图。

图2为图1所示控制系统70的局部右视图;

图3为图1和2所示的控制系统70中所用流体加压装置36的局部顶视图;

图4为图1，2和3中所示流体加压装置36的另一个候补方案的纵剖面图。

图5所示为用弹簧使离合器分离的经过改进了的离合器控制系统具体实例70A的方框简图。

本发明的离合器控制系统的一种具体结构70表示在图1上，它控制自动传动装置6和发动机8之间的离合。发动机8带动一个驱动构件（如曲轴10）旋转，曲轴10上配有一个主动离合器片12， 根据预定的程序信号，通过离合器片14和离合器片12间的接合，来驱动传动装置6的输入轴9，控制信号可以是由控制系统70提供的对应于曲轴10转速的速度信号11，使之能在传动装置6提供的排档之间实现自动换档，以便驱动传动装置6的输出轴7，使车辆的驱动轮得到动力。

根据系统70的联动装置23中控制臂18的位置不同，离合器片14可与离合器片12接合或分离。在图1中，控制臂18在分离位置，此时离合器片12和14完全分离。控制臂18通过推压调节装置16，能够使离合器片12和14接合，而调节装置16可以用机械方式，或用电子-机械方式与离合器总成相联系，这对行家们是十分熟悉的。

控制臂18是一个可移动元件，它的一端铰接地安装在支架27（它可以是传动装置的箱体）上。控制臂18的另一端和第一流体加压装置24的活塞杆22铰接地相联。流体加压装置24有一个内腔25，内腔中有可滑动的活塞头26，活塞杆22与它牢固地连接在一起。第一个弹性回位装置如一个螺旋弹簧28，安装在内腔25中面向活塞头26有活塞杆22的一侧。流体加压装置24在置放弹簧28的区域内，开有一个适当的小孔21，以免流体压缩时阻止活塞头26在内腔25中的移动。流体控制阀30接受由流体源32供给的有压流体，流体供给源可以是由发动机8驱动的流体泵的蓄压器。根据不同使用要求，流体可以是液体，也可以是空气。根据所接受的程序信号11，控制阀30向流体加压装置24的内腔25提供有压力的流体。当要求控制臂18移向分离位置时，流体加压装置24所得到的流体压力将足以克服弹簧28的作用力，使活塞头26和活塞 杆22向图示的右方移动，并且转动控制臂18进到如图1所示的分离位置。一般情况下，表压力为40磅/吋²的流体压力足可提供克服弹簧28抗力所需要的流体力。当要求离合器片12和14相互接合时，操纵阀30可以降低内腔25中的流体压力，从而能使弹簧28克服流体压力，使活塞头26和活塞杆22向图示的左方移动，并促使控制臂18转动到如图1所示的接合位置。

借助于流体压力使离合器分离，和用弹性回位装置使离合器接合的离合器原理，离合器设计的行家们是十分熟悉的。尽管只用了活塞装置来进行叙述，但第一流体加压装置24可以是用任何流体操纵的装置，只要它能提供所要求的运动就行。除了流体加压装置外，其它型式能够产生力的加压装置也都可以采用。尽管图上所表示的第一弹性回位装置弹簧28是在流体加压装置24的空腔25内，但只要能按照需要把控制臂18从分离位置移动到接合位置，就可以把弹性回位装置（例如弹簧28）安装在任何位置上。

由图1可清楚看出，流体压力的损失或降低达到低于使控制臂18保持在分离位置上所需要的压力时，弹簧28将把控制臂18移向接合位置，结果将使离合器片12和14接合，并必然使发动机8和传动装置6接合，但是如前所述，在很多情况下，这种接合可能是不希望发生的。

为了防止离合器片发生这样的接合，系统70中包含了一个如图1至4所示的锁销20。当控制臂18处在分离位置上，而流体压力消失或者减小到低于某一规定数值时，锁销20可约束联动装置23，特别是约束控制臂18，能有效地使控制臂18保持在分离的位置上。

如图2所示，通过利用第二流体加压装置37，可以操纵锁销20，使它与控制臂18接触或脱离接触。作为推荐的结构，锁销20是一个安放在加压装置37的内腔35中与活塞头结合在一起的活塞杆。第二弹性回位装置如一个螺旋弹簧38安装在内腔35中，位于活塞头34的背离锁销20的一侧。加压装置37上开有一个小孔36，以免在弹簧38一侧内腔中的流体在压缩时阻止活塞头34在内腔35中的移动。在面向锁销20的活塞头34一侧的内腔35中所接受流体的压力，既可以是直接由流体源32所供给，也可以是由一个将在后面介绍的流体控制阀42供给。在正常的使用条件下，流体加压装置37的内腔35中的流体压力足够克服弹簧38的弹性反作用力，使活塞头34向图示的右方移动，并使锁销20与控制臂18脱开。然而当控制臂18在分离状态下时，如果内腔35中的流体压力消失或减小到低于某一预定值，这样弹簧38的作用就使活塞头34向图示的左方移动，使之与控制臂18接触，从而有效地使控制臂18保持在分离的状态下。这样，即使由于某种原因引起流体压力消失，锁销20也能使离合器片12和14保持分离。当流体压力恢复到某一预定水平时，流体加压装置37的内腔35中的流体压力将能够克服弹簧38的力，并使锁销20脱离开控制臂18一个距离，以便像在正常使用条件下那样，使控制臂18能在接合和分离位置之间移动。因此，此处所用的术语“脱开”，着重是指锁销20和控制臂18间的相互关系，而并不要求它们在该脱开状态时互相完全分离开，实际上它们仍然可以保持接触，但不致于妨碍控制臂18在分离和接合位置之间移动。

和流体加压装置24的情况相同，加压装置37可以是任何一种 流体操纵的工作缸，它能用来按本文所描述的方式，操纵锁销20使之接合和分离。除了流体压力控制的加压装置外，其它类型能够产生力的加压装置都可以应用。虽然，通常第二弹性回位装置比如一个弹簧38装在内腔35中，但是它也可以与加压装置37分开安装，只要它能按本文所描叙的方式进行工作就行。

系统70最好包含一个如图2所示的流体控制阀42，它的作用是接受带有压力的流体46，例如来自流体压力源32的流体。流体控制阀42受信号48控制，信号48通常对应于控制中所希望的某旋转件的转速，例如在图1的情况下，它既可以是一个选自发动机8的构件，例如曲轴10，也可能是传动装置6的输入轴9或输出轴7，或者如果需要，可以是实际车辆行驶速度的测量值。信号48也可以由自动离合器和或传动控制装置得到，以便反映各种参数和状态。

信号48由线圈44接受，它可用来调节通过流体控制阀42的流体压力46，并向加压装置37的内腔35提供流体压力40。流体控制阀42的作用，是向加压装置37提供流体压力，以便当信号48高于某一预定值，所提供的流体压力要足以克服弹簧38的作用，并促使锁销20和控制臂18相分离。流体控制阀42也可用来把向加压装置37提供的流体压力降低到足够程度，以便使弹簧38去推动锁销20与控制臂18进入接触，从而当信号48低于某一预定值时，可以保持控制臂18处于分离状态。用流体加压装置37，即可根据信号48来决定锁销20是否与控制臂18保持脱开状态。由图2可以注意到，一旦流体压力消失或减小到低于某一规定值时，这将被加压装置37所记录，其结果是使锁销20和控制臂18接 触，使控制臂18保持处于离合器分离状态所必需的位置。

如图3所示，锁销20还可以进一步附装防止锁销20与控制臂18脱开的机构直到加压装置24的内腔25中的压力上升到足以移动控制臂18完全进入分离状态时为止。例如，这可以在锁销20上开一个凹槽50，它能够使锁销与控制臂18保持接触，直到控制臂18已经完全移动到分离状态为止。

控制臂18上可进一步附设一个机构，只要加压装置24的内腔25中的流体压力低于能使加压装置24将控制臂18移到分离状态所需要的压力值，该机构即可防止锁销20阻碍控制臂18的运动。例如，可以把控制臂18制成具有如图1所示宽度为X的外形，这使它有足够的宽度去形成一个滑板来阻挡锁销20，以免控制臂18在达到分离位置之前的运动受到干扰。但是当控制臂18的移动已经超过分离位置而进入如图1所示的超行程区域时，该滑板宽度就不能防止它们之间的接合。

图4表示一种系统70中第二个流体加压装置的可供替换的具体结构51，其中流体压力的作用和弹簧的作用是被颠倒过来的。在图4中，流体压力40被引入内腔52，它在背离锁销20的活塞头54的一侧，锁销20上有一个用弹簧56形成的弹性回位装置，弹簧56被安装在内腔52中活塞头54的面向锁销20的一侧。在装有弹簧56的腔体上有一个小孔57。弹簧56应这样选择，系统的流体控制阀42能使锁销20和控制臂18接触，只要内腔52中的流体压力保持在比加压装置24的内腔25中为把控制臂18移向分离位置所需要的流体压力稍低一预定值时，就能有效地使控制臂18保持在分离位置，否则，弹簧56将克服内腔52中的流体压力的作 用力，并使锁销20和控制臂18脱开。除此之外，系统70中其它一些变化则与前面叙述的一样。

本发明对一个用弹簧分离的离合器的经过改进的控制系统的具体结构70A如图5所示，它控制传动装置6A和发动机8A间的离合。发动机8A带动一个驱动件（如曲轴10A）旋转，曲轴10A上装有主动离合器片12A，通过离合器片14A和离合器片12A间的接合可以驱动传动装置6A的输入轴9A。离合器的接合取决于程序预定的一个来自于控制系统70A的反映曲轴10A的转速的转速信号11A，从而可在由传动装置6A提供的各档速比之间实现自动换档，以及驱动传动装置6A的输出轴7A，使车辆的驱动轮得到动力。

根据系统70A的联动装置23A中的控制臂18A的位置不同，离合器片14A将与离合器片12A进行接合和分离。在图5中，控制臂18A在接合位置，此时，离合器片12A和14A完全接合。控制臂18A能够推压调节装置16A使离合器片12A和14A接合，调节装置16A可以用机械方式，或电气-机械方式与离合器总成相联接，这对于行家们是十分熟悉的。

控制臂18A是一个可移动的元件，它的一端铰接地安装在支座27A（它可以是传动装置的箱体）上。控制臂18A的另一端和第一流体加压装置24A的活塞杆22A铰接相联，流体加压装置24A内有一个内腔25A，内腔中装有一个可滑动的活塞头26A，活塞杆22A则和它牢固地联接在一起。第一弹性回位装置，如一螺旋弹簧28A，安装在内腔25A中活塞头26A面向活塞杆22A的一侧。流体加压装置24A上，在放置弹簧28A的区域内开有一个适 当的小孔21A，以免流体压缩时阻止活塞头26A在内腔25A中的运动。流体控制阀30A接受流体供给源32A（例如，由发动机8A驱动的流体泵的蓄压器）提供的有压力的流体。根据不同应用的要求，流体可以是液体或空气。根据接受到的程序信号11A，控制阀30A向流体加压装置24A的内腔25提供有压力的流体。当要求控制臂18A移动到接合位置时，流体加压装置24A提供的流体压力，应足以克服弹簧28A的力，使活塞头26A和活塞杆22A向图示的右方移动，它推动控制臂18A进入如图5所示的接合位置。在通常的情况下，一个表压为40磅/吋²的流体压力，就可充分提供克服弹簧28A的反作用力所需要的流体作用力。当要求使离合器片12A和14A互相分离时，可用阀30A去降低内腔25A中的流体压力，从而使弹簧28A克服流体的压力，使活塞头26A和活塞杆22A向图示的左方移动，并使控制臂18A转动到如图5所示的分离位置。

用流体压力使离合器接合和用弹性回位装置使离合器分离的离合作用，对于一离合器设计的行家们是十分熟悉的，虽然我们叙述的只是一种活塞装置，但第一流体加压装置24A可以是任何一种流体操纵的装置，或者更普遍地说，是产生力的加压装置，只要它能提供所需要的运动即可。尽管在图示中将第一弹性回位装置中的一个弹簧28A包含在流体加压装置24A的内腔25A之中，但只要能根据要求把控制臂18A由接合位置移动到分离位置，就允许把弹簧28A布置在任何位置上。

由图5可以很容易地看到，当流体压力消失或减小到低于使控制臂保持在接合位置上所需要的压力时，弹簧28A将把控制臂18A 移向分离状态，这将最终使离合器片12A和14A之间分离，并必然使发动机8A和传动装置6A分离，如前所述，在很多情况下，这可能是不合需要的。

为了防止离合器片这样的分离，系统70A应含有一个如图5所示的锁销20。当控制臂18A处在接合位置，且流体压力消失或由于其它原因减小到低于某一规定值，锁销20即可与控制臂18A接触，从而有效地使控制臂18A保持在接合位置上。

锁销20A与如图2所示的锁销20在某种程度上是相似的，通过第二流体加压装置37A可操纵锁销20使之与控制臂18A进入和脱离接触，加压装置37A也可以是任何一种适宜的加压装置，用它使锁销20处于所要求的状态。

系统70A最好含有一个与图2所示的流体控制阀42相似的，流体控制阀42A，阀42A用一个信号控制，这个信号既可以是发动机8A的构件（如曲轴10A）的转速，也可以是传动装置6A的输入轴9A或输出轴8A的转速，或者是车辆实际的地面速度的测定值，或者由一个自动离合器或传动装置的控制系统提供的信号。

锁销20A可以与图3和4上所示锁销20相似，并在其上采取一定措施，能在加压装置24A的内腔25A的流体压力升高到需要的程度，足以使控制臂18A移动到完全接合的状态之前，防止锁销20A与控制臂18A脱开。例如，要作到这点，可在锁销20A上开一个凹槽，它能在控制臂18A移动到完全进入接合状态以前，使控制臂与锁销保持接触。

控制臂18A上最好应附设一个机构，当加压装置24A内腔25A中的流体压力低于能够使控制臂18A移动到结合状态所需要 的压力值时，可以防止锁销20A约束控制臂18A的运动。为此，可使控制臂18A具有如图5所示的宽度为“X”的形状，它有足够的宽度来提供一个滑板，以免锁销20A在控制臂18A到达接合位置以前，阻止控制臂18A的运动，而当控制臂18A的移动已经超过接合位置进入如图5所示的超行程区域时，它又不致于阻碍些们之间的接合。

尽管本发明已就其特征的一些方面作了阐述，不言而喻，在不违反本发明在下文申请的权利要求的精神和范围的情况下，将各组件进行改进，替换和重新布置是完全可能的。

Claims (19)

1、用作自动离合器的一种改进的控制系统，包括一个联动装置(23)，它通过第一弹性回位装置(28)实现离合器的接合或分离状态，并通过第一加压装置(24)的动作克服上述的第一弹性回位装置相应地实现离合器的分离或接合，其特征在于：所述的控制系统包括：

一个可移动的锁销(20)；

第二弹性回位装置(38)，其作用是推动锁销(20)使之与联动装置(23)相接触或脱离；

第二加压装置(37)，其作用是克服第二弹性回位装置(38)的作用力，并相应地推动锁销(20)，使之与联动装置(23)相脱离或接触；控制装置(42)，由一个速度信号(48)所控制，它的作用是驱动第二流体加压装置(37)，以便当速度信号(48)达到某一预定值时，第二流体加压装置(37)就克服第二弹性回位装置(38)，使锁销(20)和联动装置(23)接触或脱离，以便或者使离合器保持在由第一加压装置(24)作用而实现的接合状态或分离状态，或者使联动装置(23)移动实现离合器的接合或分离。

2、如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述的控制装置（42）每当速度信号（48）低于某一预定值到所需程度时，抑制第二加压装置（37）使之失效，以根据需要使第二个弹性回位装置（38）推动锁销（20）与联动装置（23）进入接触状态，从而使离合器保持在接合或分离状态。

3、如权利要求1所述的控制系统，其特征在于：它还包括一个装置（18），只要速度信号（48）保持在某一预定值之上，该装置（18）就可防止锁销（20）阻碍联动装置（23）的运动。

4、如权利要求1所述的控制系统，其特征在于包含一个以所需方式防止锁销（20）与联动装置（23）接触的装置，只要联动装置（23）没有在超越该离合器的接合或分离位置所对应的位置上，此装置就能阻止锁销的运动。

5、如权利要求3或4所述的控制系统，其特征在于所述的装置包含一个挡板（18），可使锁销（20）在其上滑动。

6、如权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述的第一和第二加压装置（24，37）是流体加压装置。

7、如权利要求1所述的控制系统，其中所述的离合器是一个自动的车辆离合器。

8、用于自动离合器的一种经过改进的控制系统，包括一个联动装置（23），它通过第一弹性回位装置（28）实现离合器的接合，并通过第一加压装置（24）克服上述的第一弹性回位装置（28）实现离合器的分离，其特征在于所述的控制系统包括：

一个可移动的锁销（20）;

第二弹性回位装置（38），其作用是推动锁销（20）与联动装置（23）进入接触，

第二加压装置（37），其作用是当它动作时克服弹性回位装置（38），实现锁销（20）与联动装置（23）的脱离;控制装置（42），由一个速度信号（48）所控制，它的作用是驱动第二加压装置（37），以便当速度信号（48）超过某一预定值时，第二加压装置（37）就克服第二弹性回位装置（38），并使锁销（20）和联动装置（23）脱离，使联动装置（23）移动实现离合器的接合。

9、如权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述的控制装置（42）每当速度信号（48）低于某一预定值到所需程度时，抑制第二加压装置（37）使之失效，以根据需要使第二个弹性回位装置（38）推动锁销（20）与联动装置（23）进入接触状态，从而使离合器保持在分离状态。

10、如权利要求8或9所述的控制系统，其特征在于：它还包括一个装置（18），只要速度信号（48）保持在某一预定值之上，该装置（18）就可防止锁销（20）阻碍联动装置（23）的运动。

11、如权利要求8所述的控制系统，其特征在于：它还包括一个防止锁销（20）阻碍联动装置（23）运动的装置（18），该装置（18）设置在联动装置（23）中，它包括一个构件，其形状适于以所需的方式防止锁销（20）与联动装置（23）接触，只要离合器没有分离，它就能阻止锁销（20）的运动。

12、如权利要求8所述的控制系统，其特征在于所述的第一和第二加压装置（24，37）是流体加压装置。

13、如权利要求8所述的控制系统，其特征在于包含有一个防止锁销与联动装置（23）接合的装置，只要联动装置（23）没有超越该离合器分离时的位置，此装置就能阻止锁销的移动。

14、如权利要求13所述的控制系统，其中所述的装置包括一个挡板（18），锁销（20）可在其上滑动直至离合器分离。

15、如权利要求8所述的控制系统，其中所述的离合器是一个自动的车辆离合器。

16、如权利要求10所述的控制系统，其特征在于所述的装置包括一个挡板（18），锁销（20）在其上滑动。

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