用于减少拖曳的离合器组合件行程补偿器

摘要

一种用于变速器的离合器控制组件，包括活塞板，该活塞板包括第一侧部和第二侧部，该第一侧部具有第一周向对齐且轴向延伸的斜坡。该组件包括与第一斜坡接触的调节环和具有固定到调节环的第一端部的至少一个旋转活塞。响应于施加到第二径向布置的侧部和至少一个旋转活塞的第一力，至少一个旋转活塞可移位，以在第一周向方向上沿第一斜坡推动调节环，使得调节环远离活塞板地在第一轴向方向上移位。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月17日递交的美国临时申请第61/453,752 在35U.S.C.§119（e）下的权益，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于变速器中的离合器组合件的离合器控制组件。具 体地，本公开涉及在优化夹紧离合器组合件的响应时间的同时减少离 合器组合件中的拖曳的离合器控制组件。

背景技术

图12是现有技术的在变速器中的离合器活塞板的压力对行程图。 对于用作变速器中的换挡离合器的通常已知湿式离合器，活塞被移位 以通过在活塞后面的加压油闭合离合器。用于离合器的离合器组合件 的元件必须在离合器不被应用时保持分开以便最小化拖曳并改善燃料 经济性。这可利用复位弹簧来实现。通常的提升间隙是2mm，这导致 每个摩擦表面提升约0.2mm。为了闭合离合器，向活塞施加力以将活 塞移动为与离合器组合件接触并且增加力以夹紧离合器组合件。如图 12所示，在该示例中，用于离合器的活塞板在接触离合器组合件之前 行进2.0mm。

在湿式离合器组合件设计中在拖曳转矩和换挡时间之间存在冲 突。也就是说，随着提升间隙增加，拖曳转矩下降但是换挡时间增加。 这是因为活塞必须移动穿过较大的提升间隙。该移动需要较大的油量 以及随后供油时间的增加。实际上，应用离合器所需的油的2/3简单地 用于闭合提升间隙。因此，已知的湿式离合器被设计为比所需的具有 更多的拖曳以便最小化换挡时间。而且，活塞接触离合器组合件的部 位可能难以确定。该部位随着离合器组合件中的摩擦材料减少或磨损 而改变且根据从活塞最后被应用开始经过的时间而改变。该不确定性 需要增加的控制算法复杂性来避免艰难的换挡。因为提升间隙如此关 键，所以在产生摩擦填塞时使用公差调整方法。这些方法可包括测量 组合填塞并安装选定的配合垫片或者将板分类并组合将给定名义堆叠 的那些板。两种方法都增加生产成本。

发明内容

根据本文所示的方面，提供了用于变速器的离合器控制组件，该 离合器控制组件包括活塞板，该活塞板包括：具有第一斜坡的第一侧 部；和第二侧部。该组件包括与第一斜坡接触的调节环，和具有固定 到调节环的第一端部的至少一个旋转活塞。响应于施加到第二径向布 置的侧部和至少一个旋转活塞的第一力，至少一个旋转活塞可移位， 以在第一周向方向上沿第一斜坡推动调节环，使得调节环在第一轴向 方向上远离活塞板地移位。

根据本文示出的方面，提供了用于变速器的离合器控制组件，该 离合器控制组件包括：活塞板；以及调节环，调节环与活塞板接触。 响应于在活塞板上的第一力，调节环可在第一轴向方向上移位，以在 活塞板保持在固定的轴向位置中时接触变速器的离合器组合件。响应 于在活塞板上的大于第一流体力的第二力，活塞板可在第一轴向方向 上移位，使得调节环夹紧离合器组合件。

根据本文示出的方面，提供了一种用于变速器的离合器控制组件， 该离合器控制组件包括活塞板，活塞板具有第一侧部和第二侧部，该 第一侧部具有多个周向地对齐且轴向地延伸的斜坡。该组件包括：与 多个斜坡接触的调节环；多个旋转活塞，旋转活塞穿过活塞板中的相 应的开口，并具有固定到调节环的相应的第一端部；以及多个弹簧， 多个弹簧围绕多个旋转活塞的相应外周边布置且与活塞板的第二侧部 和多个旋转活塞接合。多个弹簧在第一周向方向上沿多个斜坡推动调 节板，使得调节板在第一轴向方向上移位。响应于施加到第二侧部和 多个旋转活塞的第一力，多个旋转活塞位可移位，以在与第一周向方 向相反的第二周向方向上沿多个斜坡推动调节环，使得调节环在与第 一轴向方向相反的第二轴向方向上移位，以接触用于变速器的离合器 组合件。响应于施加到第二侧部的比第一流体力大的第二流体力，活 塞板可在第二轴向方向上移位，使得调节环夹紧变速器的离合器组合 件。

本公开的这些及其它目的和优点将易于根据本发明的以下描述以 及根据附图和权利要求进行理解。

附图说明

仅通过示例的方式参考示意性附图公开各种实施方式，其中，相 应的附图标记表示相应的部件，在附图中：

图1A是展示在本申请中使用的空间术语的柱面坐标系统的透视 图；

图1B是在图1A的柱面坐标系统中的物体的透视图，展示了在本 申请中使用的空间术语；以及

图2是用于变速器的离合器控制组件的前透视分解图；

图3是图2中示出的离合器控制组件的后透视分解图；

图4是图2中示出的离合器控制组件的前视图，其中调节环在缩 回位置中；

图5是大体上沿图4的线5-5的图2示出的离合器控制组件的横 截面图；

图6是图2示出的离合器控制组件的前视图，其中调节环在延伸 位置中；

图7是大体沿图6中的线7-7的图2中示出的离合器控制组件的 横截面图；

图8是在变速器壳体中的图2示出的离合器控制组件的后视图；

图9是大体沿图8中的线9，10-9，10的图8中示出的离合器控 制组件和变速器壳体的横截面图，示出在缩回位置中的调节环和用于 变速器的离合器组合件；

图10是大体沿图8中的线9，10-9，10的图8中示出的离合器 控制组件和变速器壳体的横截面图，示出在延伸位置中的调节环和用 于变速器的离合器组合件；

图11是在图9和图10中示出的离合器中的活塞板的压力对行程 图；以及

图12是现有技术的在变速器中的离合器活塞板的压力对行程图。

具体实施方式

在开头时，应理解，在不同的附图上的相同的附图标记表示本公 开的相同或功能上类似的结构元件。应理解，要求保护的公开不限于 所公开的方面。

而且，应理解，本公开不限于所描述的特定方法、材料和变型且 因此当然可以改变。还应理解，本文使用的术语仅为描述特定方面的 目的且预期不限制本公开的范围。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语与本公开所 属的技术中的普通技术人员通常理解的意义相同。应理解，与本文描 述的那些相似或等效的任何方法、装置或材料可在本公开的实践或测 试中使用。

图1A是展示在本申请中使用的空间术语的柱面坐标系统80的透 视图。本发明至少部分地在柱面坐标系统的背景下进行描述。系统80 具有用作下述的方向和空间术语的基准的纵轴81。形容词“轴向的”、 “径向的”和“周向的”是分别关于与轴线81、半径82（其与轴线81 正交）和周边83平行的定向。形容词“轴向的”、“径向的”和“周向 的”也是关于与相应的平面平行的定向。为了澄清各种平面的布置， 使用物体84、85和86。物体84的表面87形成轴向平面。也就是说， 轴线81形成沿该表面的线。物体85的表面88形成径向平面。即，半 径82形成沿该表面的线。物体86的表面89形成周向平面。也就是说， 周向83形成沿该表面的线。作为进一步的示例，轴向移动或布置平行 于轴线81，径向移动或布置平行于半径82，而周向移动或安排平行于 周边83。关于轴线81旋转。

副词“轴向地”、“径向地”和“周向地”是分别关于与轴线81、 半径82或周向83平行的定向。副词“轴向地”、“径向地”和“周向 地”还是关于平行于相应的平面的定向。

图1B是在图1A的柱面坐标系统80中的物体90的透视图，展示 了在本申请中使用的空间术语。圆筒形物体90表示在柱面坐标系统中 的圆筒形物体且预期不以任何方式限制本发明。物体90包括轴向表面 91、径向表面92和周向表面93。表面91是轴向平面的一部分，表面 92是径向平面的一部分，而表面93是周向表面。

图2是用于变速器的离合器控制组件100的前透视分解图。

图3是图2中示出的离合器控制组件100的后透视分解图。以下 应根据图2和图3观察。离合器控制组件100包括活塞板102、调节环 104、多个活塞106和围绕活塞106布置的多个弹簧108。例如，每个 弹簧围绕相应的活塞的外周边110布置。在示例性实施方式中，活塞 由塑料或钢或铝丝制成。活塞板包括径向布置的侧部112和径向布置 的侧部116，该径向布置的侧部112具有多个周向地对齐的或布置的且 轴向延伸的斜坡114。活塞106包括固定到调节环的相应的端部118。 在示例性实施方式中，调节环包括与斜坡114，例如，斜坡114的表面 124接触的多个周向对齐的或布置的且轴向地延伸的斜坡122。

图4是图2中示出的离合器控制组件100的前视图，其中调节环 在缩回位置中。

图5是大体沿图4中的线5-5的图2中示出的离合器控制组件100 的横截面图。以下应根据图2-图5观察。在示例性实施方式中，旋转 活塞穿过活塞板中的开口126且通过密封件128被相对于活塞板密封。 活塞的每个端部118固定地固定到调节环，例如，固定到轴向突起130。 弹簧108包括与活塞板接触的端部132和相对的端部134。活塞106包 括与端部118相对的端部136。端部134至少间接地与端部136接合。 在示例性实施方式中，活塞包括在端部136附近的突起138且端部134 与突起接合。在示例性实施方式中，突起是附接到活塞的夹子。

多个弹簧在方向PD1上推动旋转活塞，将端部118更靠近开口126 拉动。该移动在周向方向CD1上推动调节板，这导致斜坡122向下并 沿斜坡114前进，使得调节板在轴向方向AD1上移位，例如，朝活塞 板。因而，调节环的外部140被拉地更靠近活塞板。这是在图4和图5 中示出的缩回位置。

图6是图2中示出的离合器控制组件100的前视图，其中调节环 在延伸位置中。

图7是大体沿图6中的线7-7的图2中示出的离合器控制组件100 的横截面图。以下应根据图2-图7观察。为了操作组件100，流体以及 来自流体的随后的力被施加到活塞板的侧部116并施加到布置在活塞 板的侧部116上的旋转活塞的部分，例如，端部134。对于在第一水平 之下的力，旋转活塞在与PD1相反的方向PD2上移位，将端部136推 地更靠近开口126。该移动在与方向CD1相反的周向方向CD2上推动 调节板，这导致斜坡122向上且沿斜坡114前进，使得调节板在与方 向AD1相反的轴向方向AD2上移位。因此，调节环的外部140被推离 活塞板。这是在图6和图7中示出的延伸位置。活塞板保持在固定的 轴向位置中。如以下描述的，在延伸位置，调节环可与用于变速器的 离合器组合件接触。

当活塞板的侧部116上的流体力被增加超过第一水平时，活塞板 在方向AD2上移位，例如，以夹紧与调节环接触的离合器组合件。

在示例性实施方式中，活塞板包括钟形段142，钟形段142包括 开口126。段142提供部分144，该部分144提供弹簧的端部132的支 撑和定向。在示例性实施方式中，组件包括开口环148和密封件150 和152。环148相对于活塞板保持密封件150以例如相对于下面示出的 壳体密封活塞板的外周边。环148相对于活塞板保持密封件152以密 封在下面示出的活塞板的内周边。轴向突起154保持密封件128并包 括活塞所穿过的开口156。

图8是在变速器壳体158中的图2示出的离合器控制组件100的 后视图。

图9是大体上沿图8中的线9，10-9，10的图8中示出的离合器 控制组件100和变速器壳体158的横截面图，示出了在缩回位置的调 节环和用于变速器的离合器组合件160。

图10是大体上沿图8中的线9，10-9，10的图8中示出的离合 器控制组件100和变速器壳体158的横截面图，示出了在延伸位置的 调节环和用于变速器的离合器组合件160。以下应根据图2-图10观察。 所谓离合器组合件，指的是离合器板、例如离合器板162和摩擦材料、 例如摩擦材料164的组合件。通常，离合器板以可交换方式连接到两 个可独立旋转的元件。例如，板162A连接到壳体158或内离合器承载 器（未示出）中的一个且板162B连接到壳体或内承载器中的另一个。 在一个示例性实施方式中，壳体158为变速器壳体且离合器组合件169 用于变速器制动。在一个示例性实施方式中，壳体158为外离合器壳 体且离合器组合件160用于变速器离合器。夹紧离合器组合件使得转 矩通过例如在壳体158和内承载器之间的离合器板而在两个可独立旋 转的元件之间传递或者通过离合器板停止旋转元件的旋转，例如，以 将旋转的内承载器与静止的变速器壳体连接。如上面提到的，为了操 作组件100，压力被施加到活塞板的侧部116和布置在活塞板的侧部116 上的旋转活塞的部分，例如端部134。在图8至图10中，该力由腔室 168中的流体提供。

图9中的组件100的位置与图5中的组件100的位置类似。例如， 调节环处于缩回位置且不与离合器组合件160接触。密封件150使活 塞板抵着壳体158密封且密封件152使活塞板抵着轴166密封。

图10中的组件100的位置与图7中的组件100的位置类似。例如， 调节环处于延伸位置且与离合器组合件160接触。在一个实施方式中， 组件100包括保持元件170，例如，弹簧，其在方向AD1上在活塞板 上施加力。如上面提到的，对于在第一水平之下的在活塞板102的侧 部116上的力，旋转活塞移位而活塞板保持固定。在图8至图10中， 元件170提供大约与第一水平相等的力以抵消来自腔室168的力并将 活塞板保持在适当位置。换言之，以大约等于第一水平的力对元件170 预加载。当调节环接触离合器组合件时，在旋转活塞和调节环上的力 和离合器组合件的压缩力之间达到平衡。当腔室168中的流体压力增 加使得活塞板上的力增加超过上述的第一水平时，即来自腔室168中 的流体的力大于来自元件170的预加载力时，活塞在方向AD2上移位 以夹紧离合器板。

图11是图9和图10中示出的离合器中的活塞板102的压力对行 程图。如上面提到的，在线172的开始处，调节环已经前进以接触离 合器组合件。随着腔室168中压力增加，活塞板克服元件170上的预 加载并开始夹紧离合器组合件。线172表示活塞板102用于夹紧离合 器组合件160的行程或轴向移位。线174示出用于变速器的现有技术 活塞板的轴向移位，例如，图12中显示的。现有技术活塞板必须前进 2.0mm以接触离合器组合件，在该部位，现有技术活塞板可进一步前 进以夹紧离合器组合件。有利地，如图11中看到的，离合器板102的 行程远小于现有技术离合器板的行程（在该示例中1.0mm对3.0mm）。

组件100至少提供以下优点：

1.夹紧离合器组合件所需的总油可以大幅度减少，因为活塞板的 行程如此大地减少。例如，在图11中，油量减少超过50%。

2.为夹紧离合器组合件而在活塞板上完成的总功减少25%。这是 因为活塞板不是以其较大的表面积闭合较大的提升间隙。确切地，具 有极小的表面积的活塞106和调节环用于填充组件和离合器组合件之 间的间隙。这使得能够使用较小的变速箱油泵，这进一步提高燃料经 济性。

3.因为旋转活塞可在比主活塞少的时间内前进而使换挡时间减 少，这是由于需要较少的流体压力来使活塞前进。而且，换挡时间被 减少，因为不需要控制算法，比如接触点“感触”。

4.提升间隙可由于换挡时间减少而增加。提升间隙的增加通常增 加换挡时间，但是由于间隙而引起的换挡时间的该增加由上述的换挡 时间减少来补偿。提升间隙的增加导致较低的拖曳转矩（例如，从通 常的3Nm至1Nm）和较好的燃料经济性。

5.离合器组合件不需要公差校正测量，因为间隙填充机构填充到 预限定的载荷而不管间隙如何。也就是说，活塞106根据需要自动地 移位使得调节环接触离合器组合件。这减少制造成本和复杂性。

尽管离合器控制组件100已经示出为具有特定的部件构造，但是 应理解，离合器控制组件100不限于所示的特定的部件构造且其它部 件构造是可能的。

应理解，各种上面公开的特征和其它特征以及其功能或替代物可 以被理想地组合成许多其它不同的系统和应用。其中各种目前未预见 的或未预期的替代、变型、变化或改进可以随后由本领域技术人员作 出，其也旨在由所附权利要求包括。