摩擦クラッチ装置
【課題】クラッチ継合動作不良が発生したときの原因をアクチュエータの故障または摩耗追従機構の故障のどちらかに判別して、動作不良の原因究明及び故障個所の修理を効率的に実施できるようにした摩擦クラッチ装置を提供する。
【解決手段】駆動側プレート２と、摩擦材３１、３２を有する従動側プレート３と、従動側プレート３を押動するプレッシャプレート４と、プレッシャプレート４を駆動するアクチュエータ４と、プレッシャプレート４の移動ストローク量を検出するストローク検出手段６と、従動側プレート３の摩擦材３１、３２の摩耗量に応じて駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間の間隙長ｄを調整する摩耗追従機構７と、クラッチ継合動作不良が発生したときに、移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータ５の故障または摩耗追従機構７の故障のどちらかに判別する故障判別手段８１と、を備える。
【解決手段】駆動側プレート２と、摩擦材３１、３２を有する従動側プレート３と、従動側プレート３を押動するプレッシャプレート４と、プレッシャプレート４を駆動するアクチュエータ４と、プレッシャプレート４の移動ストローク量を検出するストローク検出手段６と、従動側プレート３の摩擦材３１、３２の摩耗量に応じて駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間の間隙長ｄを調整する摩耗追従機構７と、クラッチ継合動作不良が発生したときに、移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータ５の故障または摩耗追従機構７の故障のどちらかに判別する故障判別手段８１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦クラッチ装置に関し、より詳細には、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される摩擦クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のパワートレーンの途中、一般的にはエンジンと変速機の間に、動力の伝達を継断するクラッチ装置が用いられる。代表的なクラッチ装置として、摩擦面に摩擦材（フェーシングやライニングと称される）を有する従動側プレートが駆動側プレートに摩擦摺動して継合する摩擦クラッチ装置がある。摩擦クラッチ装置は、油などの冷却液を摩擦面に供給する湿式と、空気による冷却に頼る乾式とに細分される。また、操作方式には、運転者がクラッチペダルを踏み込むことによって駆動されるマニュアル式と、制御部及びアクチュエータによって自動的に駆動される自動式とがある。自動式の乾式摩擦クラッチ装置で、クラッチ継断動作を繰り返すと摩擦材が摩耗して動作特性に影響を及ぼす。この影響を低減するために、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を用いる場合がある。
【０００３】
特許文献１のクラッチ制御装置は、本願出願人の共同出願になるものであり、クラッチディスクの摩耗補償を行う調整機構（摩耗追従機構）を備えている。詳述すると、クラッチ制御装置は、フライホイール（駆動側プレート）に対向するクラッチディスク（従動側プレート）をプレッシャプレート及びダイヤフラムスプリングを介して軸方向に変位させるアクチュエータを備え、クラッチディスクとフライホイールとの係合状態を変化させるように構成されている。さらに、クラッチ制御装置は、プレッシャプレート及びダイヤフラムスプリングの間に配設されて、アクチュエータの駆動によりプレッシャプレートとダイヤフラムスプリングとの軸方向の距離を変更し、クラッチディスクの摩耗補償を行う調整機構を備えている。
【０００４】
また、特許文献２の車両用摩擦クラッチも、押圧部材とプレッシャプレートとの間に配設されてクラッチディスク（従動側プレート）が備える摩擦プレート（摩擦材）の摩耗量を補償する調整装置（摩耗追従機構）を備えている。この調整装置は、一部の構成部材の名称は異なるものの、特許文献１の調整機構と同様の構成及び作用を有している。
【０００５】
すなわち、特許文献１及び２では、クラッチディスクが摩耗して継合に達するまでのアクチュエータの駆動ストローク量が増加することを補償している。つまり、調整機構（調整装置）でプレッシャプレートとダイヤフラムスプリング（押圧部材）との軸方向の距離を変更し、摩耗時に必要とされる駆動ストローク量が通常時から著変しないようにして、動作特性を安定化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１６６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び２では、調整機構または調整装置（摩耗追従機構）を備えたことで動作特性を安定化できる点は好ましいが、その分だけ構成部品の点数が増加している。このため、クラッチ継合動作不良が発生したときに、動作不良の原因がアクチュエータの故障によるものか、または調整機構（摩耗追従機構）の故障によるものかを判別できない。これにより、故障原因の究明が複雑化して難しくなり、また、故障箇所の修理に手間取ってしまうおそれが生じる。
【０００８】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される装置構成で、クラッチ継合動作不良が発生したときの原因をアクチュエータの故障または摩耗追従機構の故障のどちらかに判別して、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できるようにした摩擦クラッチ装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の摩擦クラッチ装置は、駆動源に回転連結された駆動側プレートと、前記駆動側プレートの軸線方向の一側に並んで軸線方向に移動可能に配設され、前記駆動側プレートに対向する面に摩擦材を有し、負荷に回転連結された従動側プレートと、前記従動側プレートの軸線方向の一側に並んで配設され、軸線方向の他側に移動して前記従動側プレートを押動して前記摩擦材を前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレートと、前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータと、前記プレッシャプレートの軸線方向の他側への移動ストローク量を検出するストローク検出手段と、前記従動側プレートの前記摩擦材の摩耗量に応じて前記駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を調整する摩耗追従機構と、クラッチ継合動作不良が発生したときに、前記移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因を前記アクチュエータの故障または前記摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する故障判別手段と、を備える。
【００１０】
さらに、前記摩耗追従機構は、或るクラッチ継合動作で前記移動ストローク量が規定値を超過すると前記間隙長を減じて次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量を減じ、前記故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値が前記規定値未満であるときに前記アクチュエータの故障と判別し、前記移動ストローク量の最大値が前記規定値以上であるときに前記摩耗追従機構の故障と判別する、ことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の摩擦クラッチ装置は、車両のパワートレーンに組み込まれていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の摩擦クラッチ装置は、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される装置構成を有し、クラッチ継合動作不良が発生したときに、故障判別手段が移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータの故障または摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する。したがって、判別結果を参考にして、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００１３】
さらに、或るクラッチ継合動作で移動ストローク量が規定値を超過したときに、摩耗追従機構が駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を減じて摩擦材の摩耗を補償する態様では、故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値と規定値との大小関係に基づいて故障部位を判別する。したがって、故障部位を正確に判別でき、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００１４】
また、車両のパワートレーンに組み込まれた摩擦クラッチ装置では、クラッチの継断動作が多頻度で発生するが、摩耗追従機構により摩擦材の摩耗を補償しつつ、故障判別手段によりクラッチ継合動作不良が発生したときの故障部位を判別できる。したがって、摩擦クラッチ装置の動作信頼性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の摩擦クラッチ装置を模式的に示す側面断面図である。
【図２】摩擦材の摩耗量が少ない通常時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図である。
【図３】摩擦材の摩耗量が多い摩耗時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図であり、（１）は今回の動作、（２）は摩耗追従機構が機能した後の次回の動作である。
【図４】通常時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。
【図５】摩耗時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための実施形態を、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の摩擦クラッチ装置１を模式的に示す側面断面図である。図中で、破線の矢印は、情報及び制御の流れを示している。摩擦クラッチ装置１は、車載のエンジンと変速機との間に配設されてエンジンから出力された動力の伝達を継断するものである。また、摩擦クラッチ装置１の本体部分は、軸線ＡＸを有して概ね軸対称に形成され、図１には上側の半分が図示されている。摩擦クラッチ装置１は、駆動側プレート２、従動側プレート３、プレッシャプレート４、アクチュエータ５、ストロークセンサ６、摩耗追従機構７、及びクラッチＥＣＵ８などにより構成されている。
【００１７】
駆動側プレート２は、図略のエンジン出力軸に回転連結された略環状の部材である。駆動側プレート２の内周側には軸受け部９１が設けられており、軸受け部９１の軸心には変速機入力軸９２が相対回転自在に貫設されている。
【００１８】
従動側プレート３は、駆動側プレート２の軸線ＡＸ方向の一側（図では右側）に並んで軸線ＡＸ方向に移動可能に配設された略環状の部材である。従動側プレート３は、内周側で変速機入力軸９２にスプライン結合され、軸線ＡＸ方向に移動可能に回転連結されている。従動側プレート３は、駆動側プレート２に対向する面の外周寄りに摩擦材３１を有し、その裏面にも摩擦材３２を有している。摩擦材３１、３２はフェーシングやライニングとも呼ばれ、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数が異なるときに摩擦摺動して同期を達成し、また摩擦結合して同期回転を維持する部材である。摩擦材３１、３２は、摩擦摺動を繰返すことにより摩耗して厚みが減少する。
【００１９】
プレッシャプレート４は、従動側プレート３の軸線ＡＸ方向の一側（図では右側）に並んで配設された略環状の部材である。プレッシャプレート４は、軸線ＡＸ方向の他側（図では左方）に移動して従動側プレート３の裏面の摩擦材３２に圧接し、さらに移動して従動側プレート３を図の左方向に押動する。すると、従動側プレート３の摩擦材３１が駆動側プレート２に接触して摩擦摺動が開始される。この位置がタッチ点Ｐｔである。また、タッチ点Ｐｔに到達するまでにプレッシャプレート４が移動した移動ストローク量がタッチストローク量Ｓｔである。
【００２０】
アクチュエータ５は、プレッシャプレート４を駆動する部位である。アクチュエータ５は、例えば、図略のサーボモータ、減速ギヤ機構、及び回転直進変換機構と、駆動ピン５１とにより構成することができる。サーボモータは電力で駆動されて回転運動を発生し、減速ギヤ機構は回転数及びトルクを適正に調整する。回転直進変換機構は、例えばピニオンギヤとラックギヤで構成して、回転運動を直進運動に変換し、駆動ピン５１を軸線ＡＸ方向に駆動することができる。
【００２１】
さらに本実施形態では、アクチュエータ５は、ダイヤフラムスプリング５２、及び伝達部材５３を介してプレッシャプレート４を駆動する。ダイヤフラムスプリング５２は略環状で、駆動側プレート２の軸線ＡＸ方向の他側（図では左側）に配設されている。ダイヤフラムスプリング５２の径方向の中間部５２２は、駆動側プレート２に設けられた支点５５によって支持され、「てこ」の原理によって駆動力が伝達されるように構成されている。伝達部材５３は、段差を有する筒状の部材であり、駆動側プレート２及び従動側プレート３の外周に離隔配置されている。伝達部材５３の筒状の小径部５３１の一端に形成された鍔部５３２はダイヤフラムスプリング５２の外周部５２３に係合し、筒状の大径部５３３の他端５３４の内周面はプレッシャプレート４の外周面に結合されている。
【００２２】
図１において、アクチュエータ５の駆動ピン５１が矢印Ｍ１に示されるように右方に駆動されてダイヤフラムスプリング５２の中心部５２１を右方に押動すると、ダイヤフラムスプリング５２の外周部５２３が図の左方に駆動される。これにより、伝達部材５３が矢印Ｍ２に示されるように左方に駆動され、最終的にプレッシャプレート４が左方に駆動されるようになっている。図１には、駆動ピン５１及びプレッシャプレート４が駆動されていないクラッチ切断状態が例示されている。この状態から、プレッシャプレート４が左方に駆動されると、駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間隙長ｄが徐々に減少し、まず、プレッシャプレート４が従動側プレート３に当接して押動する。やがて、タッチ点Ｐｔに至り、従動側プレート３の摩擦材３１が駆動側プレート２に接触して摩擦摺動が開始される。そして、最終的にプレッシャプレート４が完全継合点Ｐｐまで移動し、プレッシャプレート４、従動側プレート３、及び駆動側プレート２の三者が互いに強く圧接されて同期回転し、継合状態が達成される。
【００２３】
ストロークセンサ６は、アクチュエータ５の駆動ピン５１に近接して配設され、駆動ピン５１の駆動量Ｓｄを検出する。ストロークセンサ６は、本発明のストローク検出手段に相当し、プレッシャプレート４の軸線ＡＸ方向の他側への移動ストローク量Ｓを検出する部位である。つまり、駆動ピン５１の駆動量Ｓｄとプレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓとは連動して変化し、両者の関係は予めわかっているので、前者Ｓｄを検出することにより、演算によって後者Ｓを求めることができる。なお、ストロークセンサ６に代わる検出手段をプレッシャプレート４に近接して配設し、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓを直接検出するようにしてもよい。
【００２４】
摩耗追従機構７は、従動側プレート３の摩擦材３１、３２の摩耗量に応じて、駆動側プレート２と移動する前のプレッシャプレート４との間の間隙長ｄを調整する機構である。摩耗追従機構７は、或るクラッチ継合動作でプレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓが規定値ＳＸを超過すると、間隙長ｄを自動的に所定量ＳＹだけ減じ、次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量Ｓを所定量ＳＹだけ減じる機能を有している。摩耗追従機構７は、本実施形態では駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間に配設されており、例えば、特許文献１に開示した摩耗補償を行う調整機構を応用して構成することができる。
【００２５】
クラッチＥＣＵ８は、マイコンを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置である。クラッチＥＣＵ８は、車両の走行を統括制御する上位ＥＣＵ８９と接続されて情報を交換し、ストロークセンサ６から駆動ピン５１の駆動量Ｓｄの情報を取得するとともに、アクチュエータ５を制御するようになっている。また、クラッチＥＣＵ８は、図略のエンジンＥＣＵからエンジン出力軸の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを取得し、図略の変速機ＥＣＵから変速機入力軸９２の回転数（変速機回転数）Ｎｉを取得するようになっている。クラッチＥＣＵ８は、上位ＥＣＵと連携してクラッチ継合動作及びクラッチ切断動作を制御する。さらに、クラッチＥＣＵ８は、本発明の故障判別手段８１と、ストローク学習手段８２とを含んでいる。
【００２６】
故障判別手段８１は、クラッチ継合動作不良が発生したときに、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータ５の故障または摩耗追従機構７の故障のどちらかに判別する手段である。故障判別手段８１は、クラッチＥＣＵ８のソフトウェアによって構成されている。具体的に、故障判別手段８１は、クラッチ継合動作において変速機回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅに同期しないときにクラッチ継合動作不良を判定する。このとき、故障判別手段８１は、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘが、摩耗追従機構７が機能するときの規定値ＳＸ未満であるときにアクチュエータ５の故障と判別する。また、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘが規定値ＳＸ以上であるときに摩耗追従機構７の故障と判別する。
【００２７】
ストローク学習手段８２は、タッチストローク量Ｓｔの学習機能を有し、クラッチＥＣＵ８のソフトウェアによって構成されている。ストローク学習手段８２は、毎回のクラッチ継合動作におけるエンジン回転数Ｎｅ及び変速機回転数Ｎｉの時間的変化の様子から前述のタッチ点Ｐｔを判定し、そのときのタッチストローク量Ｓｔを学習する。学習した結果は、移動ストローク量Ｓの時間的変化の目標となる目標ストローク曲線Ｓｃｖに反映される。
【００２８】
なお、駆動側プレート２と従動側プレート３とが同期回転している継合状態において、摩擦結合でなくギヤやスプライン溝などの噛み合いなどによって両者２、３をメカニカルに結合するロックアップ機構を備えていてもよい。本発明は、ロックアップ機構の有無に関わりなく実施することができる。
【００２９】
次に、実施形態の摩擦クラッチ装置１の動作及び作用について説明する。図２は、摩擦材３１、３２の摩耗量が少ない通常時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図である。また、図3は、摩擦材３１、３２の摩耗量が多い摩耗時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図であり、（１）は今回の動作、（２）は摩耗追従機構７が機能した後の次回の動作である。さらに、図４は、通常時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図であり、図５は、摩耗時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。図２〜図５の横軸は時間軸ｔ、縦軸はプレッシャプレート４の動作ストローク量Ｓである。また、各図で、プレッシャプレート４の目標ストローク曲線Ｓｃｖ１〜Ｓｃｖ３は破線で示され、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１〜Ｓｃｗ５は実線で示されている。さらに、摩耗追従機構７が機能するときの規定値ＳＸが一点鎖線で示されている。
【００３０】
図2の通常時の正常なクラッチ継合動作において、時刻ｔ０で、上位ＥＣＵ８９からクラッチＥＣＵ８にクラッチ継合指令が発せられ、クラッチＥＣＵ８はクラッチ継合制御を開始する。クラッチＥＣＵ８は、まず破線で示される目標ストローク曲線Ｓｃｖ１を設定し、これに実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が追従するようにアクチュエータ５を制御する。時刻ｔ１で、アクチュエータ５が動き始めてプレッシャプレート４が移動を開始し、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１からわずかに遅れて増加する。時刻ｔ２までの動作で、プレッシャプレート４がタッチストローク量Ｓｔ１だけ移動して、タッチ点Ｐｔ１に到達する。
【００３１】
プレッシャプレート４はタッチ点Ｐｔ１で一旦小休止した後、時刻ｔ３で移動を再開し、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１からわずかに遅れて増加し、時刻ｔ４で完全継合点Ｐｐ１に到達する。完全継合点Ｐｐ１では、駆動側プレート２と従動側プレート３の摩擦材３１とが強く圧接されて摩擦摺動し、同時に、従動側プレート３の摩擦材３２とプレッシャプレート４とが強く圧接されて摩擦摺動する。これにより、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数差が急速に減少し、同期回転に至ってクラッチ継合動作が正常に終了する。
【００３２】
ここで、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ１は、規定値ＳＸに達していない。したがって、摩耗追従機構７は機能しない。
【００３３】
また、図３の（１）の摩耗時の正常なクラッチ継合動作において、時刻ｔ１０でクラッチ継合指令が発せられて、クラッチＥＣＵ８はクラッチ継合制御を開始する。クラッチＥＣＵ８は、学習機能で学習した前回動作時のタッチ点Ｐｔ２を参考にして、図２の通常時よりも移動量の大きな目標ストローク曲線Ｓｃｖ２を設定し、これに実際のストローク曲線Ｓｃｗ２が追従するようにアクチュエータ５を制御する。時刻ｔ１１で、アクチュエータ５が動き始めてプレッシャプレート４が移動を開始する。時刻ｔ１２までの動作で、プレッシャプレート４がタッチストローク量Ｓｔ２だけ移動して、タッチ点Ｐｔ２に到達する。
【００３４】
プレッシャプレート４はタッチ点Ｐｔ２で一旦小休止した後、時刻ｔ１３で移動を再開し、時刻ｔ１４で完全継合点Ｐｐ２を超えた規定値ＳＸまで到達する。この時点で、摩耗追従機構７が機能して間隙長ｄが所定量ＳＹだけ小さく調整され、次回のストローク特性が所定量ＳＹだけ小さくシフトされる。この後時刻ｔ１５で、プレッシャプレート４は最大値Ｓｍａｘ２に到達する。これにより、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数差が急速に減少し、同期回転に至ってクラッチ継合動作が正常に終了する。
【００３５】
ここで、タッチ点Ｐｐ２は、従動側プレート３の摩擦材３１、３２が摩耗して厚みが減少した分に相当するだけ図２の通常時よりも大きな側に偏移している。さらに、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ２は、図２の通常時よりも大きくなっている。タッチ点Ｐｐ２、完全継合点Ｐｐ２、及び最大値Ｓｍａｘ２は、ストローク学習手段８２の学習結果に基づいて設定される。また、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ２が規定値ＳＸを超過して摩耗追従機構７が機能するので、次回のプレッシャプレート４のストローク特性は、図３の（２）に示されるとおりとなる。
【００３６】
図３の（２）に示されるように、摩耗追従機構７が機能した後の次回の動作では、目標ストローク曲線Ｓｃｖ３及び実際のストローク曲線Ｓｃｗ３が小さい側にシフトし、タッチ点Ｐｔ３までのタッチストローク量Ｓｔ３は所定量ＳＹに相当するだけ前回よりも小さくなる。また、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ３も小さくなり、規定値ＳＸを超えない。
【００３７】
次に、図４の通常時のクラッチ継合動作不良について説明する。図４は、図2の通常時と同一条件のクラッチ継合動作において、アクチュエータ５が故障したときのストローク特性図である。アクチュエータ５の故障内容としては、減速ギヤ機構や回転直進変換機構の「かじり」や「こじれ」、サーボモータの巻線のショートや電源電圧低下、などが想定される。このようなアクチュエータ５の故障では、アクチュエータ５の駆動ピン５１の駆動量Ｓｄが減少し、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓが減少する。これにより、実際のストローク曲線Ｓｃｗ４が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１から乖離し、時刻ｔ２でプレッシャプレート４がタッチ点Ｐｔ１に到達できなくなる。また、プレッシャプレート４は、完全継合点Ｐｐ１となる移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ１まで到達できなくなり、時刻ｔ４で最大値Ｓｍａｘ４となり停止する。この結果、クラッチ継合動作不良が発生する。
【００３８】
このとき、故障判別手段８１は、実際のストローク曲線Ｓｃｖ４上の最大値Ｓｍａｘ４と規定値ＳＸとを比較し、最大値Ｓｍａｘ４のほうが小さいのでアクチュエータ５の故障と正しく判別することができる。
【００３９】
次に、図５の摩耗時のクラッチ継合動作不良について説明する。図５は、図３の（１）の摩耗時と同一条件のクラッチ継合動作において、摩耗追従機構７が故障したときのストローク特性図である。摩耗追従機構７は、プレッシャプレート４の動作ストローク量Ｓが規定値ＳＸを超えた時点で機能するが、故障時にはプレッシャプレート４の移動を阻害してしまう。このような摩耗追従機構７の故障では、アクチュエータ５が正常に動作して駆動力を出力しても、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓは規定値ＳＸを超えた後の増加が阻害される。これにより、実際のストローク曲線Ｓｃｗ５が規定値ＳＸを超えた以降は目標ストローク曲線Ｓｃｖ２から乖離し、時刻ｔ１５で最大値Ｓｍａｘ５となり停止する。この結果、時刻ｔ１４で完全継合点Ｐｐ２に達して継合動作が行われるが。摩擦追従機構７の動作ができなくなる。したがって、この後に摩擦材３１、３２の摩耗がさらに進むと滑りが発生するようになり、クラッチ継合動作不良のおそれが生じる。
【００４０】
そして、実際に動作不良が発生すると、故障判別手段８１は、実際のストローク曲線Ｓｃｖ５上の最大値Ｓｍａｘ５と規定値ＳＸとを比較し、最大値Ｓｍａｘ５のほうが大きいので摩耗追従機構７の故障と正しく判別することができる。
【００４１】
実施形態の摩擦クラッチ装置１は、摩擦材３１、３２の摩耗を補償する摩耗追従機構７を備えてアクチュエータ５により駆動される装置構成を有している。そして、クラッチ継合動作不良が発生したときに、故障判別手段８１は、プレッシャプレート４の移動ストローク量の最大値Ｓｍａｘと摩耗追従機構７が機能する規定値ＳＸとの大小関係に基づいて、故障箇所をアクチュエータ５または摩耗追従機構７のどちらか判別する。したがって、故障箇所を正確に判別でき、判別結果を参考にして、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００４２】
また、摩擦クラッチ装置１は車両のパワートレーンに組み込まれているためクラッチの継断動作が多頻度で発生するが、摩耗追従機構７により摩擦材３１、３２の摩耗を補償しつつ、故障判別手段８１によりクラッチ継合動作不良が発生したときの故障箇所を判別できる。したがって、摩擦クラッチ装置１の動作信頼性が格段に向上する。
【００４３】
なお、摩耗追従機構７は、特許文献１の調整機構を応用した構成に限定されず、その他の構造を採用することもできる。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：摩擦クラッチ装置
２：駆動側プレート
３：従動側プレート ３１、３２：摩擦材
４：プレッシャプレート
５：アクチュエータ
５１：駆動ピン ５２：ダイヤフラムスプリング ５３：伝達部材
６：ストロークセンサ（ストローク検出手段）
７：摩耗追従機構
８：クラッチＥＣＵ
８１：故障判別手段 ８２：ストローク学習手段 ８９：上位ＥＣＵ
９１：軸受け部 ９２：変速機入力軸
ＡＸ：軸線 ｄ：間隙長 ＳＸ：規定値
Ｓｃｖ１〜Ｓｃｖ３：目標ストローク曲線
Ｓｃｗ１〜Ｓｃｗ５：実際のストローク曲線
Ｐｔ１〜Ｐｔ３：タッチ点
Ｓｔ１〜Ｓｔ３：タッチストローク量
Ｐｐ１〜Ｐｐ３：完全継合点
Ｓｍａｘ１〜Ｓｍａｘ５：移動ストローク量の最大値
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦クラッチ装置に関し、より詳細には、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される摩擦クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のパワートレーンの途中、一般的にはエンジンと変速機の間に、動力の伝達を継断するクラッチ装置が用いられる。代表的なクラッチ装置として、摩擦面に摩擦材（フェーシングやライニングと称される）を有する従動側プレートが駆動側プレートに摩擦摺動して継合する摩擦クラッチ装置がある。摩擦クラッチ装置は、油などの冷却液を摩擦面に供給する湿式と、空気による冷却に頼る乾式とに細分される。また、操作方式には、運転者がクラッチペダルを踏み込むことによって駆動されるマニュアル式と、制御部及びアクチュエータによって自動的に駆動される自動式とがある。自動式の乾式摩擦クラッチ装置で、クラッチ継断動作を繰り返すと摩擦材が摩耗して動作特性に影響を及ぼす。この影響を低減するために、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を用いる場合がある。
【０００３】
特許文献１のクラッチ制御装置は、本願出願人の共同出願になるものであり、クラッチディスクの摩耗補償を行う調整機構（摩耗追従機構）を備えている。詳述すると、クラッチ制御装置は、フライホイール（駆動側プレート）に対向するクラッチディスク（従動側プレート）をプレッシャプレート及びダイヤフラムスプリングを介して軸方向に変位させるアクチュエータを備え、クラッチディスクとフライホイールとの係合状態を変化させるように構成されている。さらに、クラッチ制御装置は、プレッシャプレート及びダイヤフラムスプリングの間に配設されて、アクチュエータの駆動によりプレッシャプレートとダイヤフラムスプリングとの軸方向の距離を変更し、クラッチディスクの摩耗補償を行う調整機構を備えている。
【０００４】
また、特許文献２の車両用摩擦クラッチも、押圧部材とプレッシャプレートとの間に配設されてクラッチディスク（従動側プレート）が備える摩擦プレート（摩擦材）の摩耗量を補償する調整装置（摩耗追従機構）を備えている。この調整装置は、一部の構成部材の名称は異なるものの、特許文献１の調整機構と同様の構成及び作用を有している。
【０００５】
すなわち、特許文献１及び２では、クラッチディスクが摩耗して継合に達するまでのアクチュエータの駆動ストローク量が増加することを補償している。つまり、調整機構（調整装置）でプレッシャプレートとダイヤフラムスプリング（押圧部材）との軸方向の距離を変更し、摩耗時に必要とされる駆動ストローク量が通常時から著変しないようにして、動作特性を安定化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１６６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び２では、調整機構または調整装置（摩耗追従機構）を備えたことで動作特性を安定化できる点は好ましいが、その分だけ構成部品の点数が増加している。このため、クラッチ継合動作不良が発生したときに、動作不良の原因がアクチュエータの故障によるものか、または調整機構（摩耗追従機構）の故障によるものかを判別できない。これにより、故障原因の究明が複雑化して難しくなり、また、故障箇所の修理に手間取ってしまうおそれが生じる。
【０００８】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される装置構成で、クラッチ継合動作不良が発生したときの原因をアクチュエータの故障または摩耗追従機構の故障のどちらかに判別して、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できるようにした摩擦クラッチ装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の摩擦クラッチ装置は、駆動源に回転連結された駆動側プレートと、前記駆動側プレートの軸線方向の一側に並んで軸線方向に移動可能に配設され、前記駆動側プレートに対向する面に摩擦材を有し、負荷に回転連結された従動側プレートと、前記従動側プレートの軸線方向の一側に並んで配設され、軸線方向の他側に移動して前記従動側プレートを押動して前記摩擦材を前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレートと、前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータと、前記プレッシャプレートの軸線方向の他側への移動ストローク量を検出するストローク検出手段と、前記従動側プレートの前記摩擦材の摩耗量に応じて前記駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を調整する摩耗追従機構と、クラッチ継合動作不良が発生したときに、前記移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因を前記アクチュエータの故障または前記摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する故障判別手段と、を備える。
【００１０】
さらに、前記摩耗追従機構は、或るクラッチ継合動作で前記移動ストローク量が規定値を超過すると前記間隙長を減じて次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量を減じ、前記故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値が前記規定値未満であるときに前記アクチュエータの故障と判別し、前記移動ストローク量の最大値が前記規定値以上であるときに前記摩耗追従機構の故障と判別する、ことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の摩擦クラッチ装置は、車両のパワートレーンに組み込まれていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の摩擦クラッチ装置は、摩擦材の摩耗を補償する摩耗追従機構を備えてアクチュエータにより駆動される装置構成を有し、クラッチ継合動作不良が発生したときに、故障判別手段が移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータの故障または摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する。したがって、判別結果を参考にして、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００１３】
さらに、或るクラッチ継合動作で移動ストローク量が規定値を超過したときに、摩耗追従機構が駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を減じて摩擦材の摩耗を補償する態様では、故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値と規定値との大小関係に基づいて故障部位を判別する。したがって、故障部位を正確に判別でき、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００１４】
また、車両のパワートレーンに組み込まれた摩擦クラッチ装置では、クラッチの継断動作が多頻度で発生するが、摩耗追従機構により摩擦材の摩耗を補償しつつ、故障判別手段によりクラッチ継合動作不良が発生したときの故障部位を判別できる。したがって、摩擦クラッチ装置の動作信頼性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の摩擦クラッチ装置を模式的に示す側面断面図である。
【図２】摩擦材の摩耗量が少ない通常時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図である。
【図３】摩擦材の摩耗量が多い摩耗時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図であり、（１）は今回の動作、（２）は摩耗追従機構が機能した後の次回の動作である。
【図４】通常時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。
【図５】摩耗時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための実施形態を、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の摩擦クラッチ装置１を模式的に示す側面断面図である。図中で、破線の矢印は、情報及び制御の流れを示している。摩擦クラッチ装置１は、車載のエンジンと変速機との間に配設されてエンジンから出力された動力の伝達を継断するものである。また、摩擦クラッチ装置１の本体部分は、軸線ＡＸを有して概ね軸対称に形成され、図１には上側の半分が図示されている。摩擦クラッチ装置１は、駆動側プレート２、従動側プレート３、プレッシャプレート４、アクチュエータ５、ストロークセンサ６、摩耗追従機構７、及びクラッチＥＣＵ８などにより構成されている。
【００１７】
駆動側プレート２は、図略のエンジン出力軸に回転連結された略環状の部材である。駆動側プレート２の内周側には軸受け部９１が設けられており、軸受け部９１の軸心には変速機入力軸９２が相対回転自在に貫設されている。
【００１８】
従動側プレート３は、駆動側プレート２の軸線ＡＸ方向の一側（図では右側）に並んで軸線ＡＸ方向に移動可能に配設された略環状の部材である。従動側プレート３は、内周側で変速機入力軸９２にスプライン結合され、軸線ＡＸ方向に移動可能に回転連結されている。従動側プレート３は、駆動側プレート２に対向する面の外周寄りに摩擦材３１を有し、その裏面にも摩擦材３２を有している。摩擦材３１、３２はフェーシングやライニングとも呼ばれ、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数が異なるときに摩擦摺動して同期を達成し、また摩擦結合して同期回転を維持する部材である。摩擦材３１、３２は、摩擦摺動を繰返すことにより摩耗して厚みが減少する。
【００１９】
プレッシャプレート４は、従動側プレート３の軸線ＡＸ方向の一側（図では右側）に並んで配設された略環状の部材である。プレッシャプレート４は、軸線ＡＸ方向の他側（図では左方）に移動して従動側プレート３の裏面の摩擦材３２に圧接し、さらに移動して従動側プレート３を図の左方向に押動する。すると、従動側プレート３の摩擦材３１が駆動側プレート２に接触して摩擦摺動が開始される。この位置がタッチ点Ｐｔである。また、タッチ点Ｐｔに到達するまでにプレッシャプレート４が移動した移動ストローク量がタッチストローク量Ｓｔである。
【００２０】
アクチュエータ５は、プレッシャプレート４を駆動する部位である。アクチュエータ５は、例えば、図略のサーボモータ、減速ギヤ機構、及び回転直進変換機構と、駆動ピン５１とにより構成することができる。サーボモータは電力で駆動されて回転運動を発生し、減速ギヤ機構は回転数及びトルクを適正に調整する。回転直進変換機構は、例えばピニオンギヤとラックギヤで構成して、回転運動を直進運動に変換し、駆動ピン５１を軸線ＡＸ方向に駆動することができる。
【００２１】
さらに本実施形態では、アクチュエータ５は、ダイヤフラムスプリング５２、及び伝達部材５３を介してプレッシャプレート４を駆動する。ダイヤフラムスプリング５２は略環状で、駆動側プレート２の軸線ＡＸ方向の他側（図では左側）に配設されている。ダイヤフラムスプリング５２の径方向の中間部５２２は、駆動側プレート２に設けられた支点５５によって支持され、「てこ」の原理によって駆動力が伝達されるように構成されている。伝達部材５３は、段差を有する筒状の部材であり、駆動側プレート２及び従動側プレート３の外周に離隔配置されている。伝達部材５３の筒状の小径部５３１の一端に形成された鍔部５３２はダイヤフラムスプリング５２の外周部５２３に係合し、筒状の大径部５３３の他端５３４の内周面はプレッシャプレート４の外周面に結合されている。
【００２２】
図１において、アクチュエータ５の駆動ピン５１が矢印Ｍ１に示されるように右方に駆動されてダイヤフラムスプリング５２の中心部５２１を右方に押動すると、ダイヤフラムスプリング５２の外周部５２３が図の左方に駆動される。これにより、伝達部材５３が矢印Ｍ２に示されるように左方に駆動され、最終的にプレッシャプレート４が左方に駆動されるようになっている。図１には、駆動ピン５１及びプレッシャプレート４が駆動されていないクラッチ切断状態が例示されている。この状態から、プレッシャプレート４が左方に駆動されると、駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間隙長ｄが徐々に減少し、まず、プレッシャプレート４が従動側プレート３に当接して押動する。やがて、タッチ点Ｐｔに至り、従動側プレート３の摩擦材３１が駆動側プレート２に接触して摩擦摺動が開始される。そして、最終的にプレッシャプレート４が完全継合点Ｐｐまで移動し、プレッシャプレート４、従動側プレート３、及び駆動側プレート２の三者が互いに強く圧接されて同期回転し、継合状態が達成される。
【００２３】
ストロークセンサ６は、アクチュエータ５の駆動ピン５１に近接して配設され、駆動ピン５１の駆動量Ｓｄを検出する。ストロークセンサ６は、本発明のストローク検出手段に相当し、プレッシャプレート４の軸線ＡＸ方向の他側への移動ストローク量Ｓを検出する部位である。つまり、駆動ピン５１の駆動量Ｓｄとプレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓとは連動して変化し、両者の関係は予めわかっているので、前者Ｓｄを検出することにより、演算によって後者Ｓを求めることができる。なお、ストロークセンサ６に代わる検出手段をプレッシャプレート４に近接して配設し、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓを直接検出するようにしてもよい。
【００２４】
摩耗追従機構７は、従動側プレート３の摩擦材３１、３２の摩耗量に応じて、駆動側プレート２と移動する前のプレッシャプレート４との間の間隙長ｄを調整する機構である。摩耗追従機構７は、或るクラッチ継合動作でプレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓが規定値ＳＸを超過すると、間隙長ｄを自動的に所定量ＳＹだけ減じ、次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量Ｓを所定量ＳＹだけ減じる機能を有している。摩耗追従機構７は、本実施形態では駆動側プレート２とプレッシャプレート４との間に配設されており、例えば、特許文献１に開示した摩耗補償を行う調整機構を応用して構成することができる。
【００２５】
クラッチＥＣＵ８は、マイコンを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置である。クラッチＥＣＵ８は、車両の走行を統括制御する上位ＥＣＵ８９と接続されて情報を交換し、ストロークセンサ６から駆動ピン５１の駆動量Ｓｄの情報を取得するとともに、アクチュエータ５を制御するようになっている。また、クラッチＥＣＵ８は、図略のエンジンＥＣＵからエンジン出力軸の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを取得し、図略の変速機ＥＣＵから変速機入力軸９２の回転数（変速機回転数）Ｎｉを取得するようになっている。クラッチＥＣＵ８は、上位ＥＣＵと連携してクラッチ継合動作及びクラッチ切断動作を制御する。さらに、クラッチＥＣＵ８は、本発明の故障判別手段８１と、ストローク学習手段８２とを含んでいる。
【００２６】
故障判別手段８１は、クラッチ継合動作不良が発生したときに、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの変化に基づいて動作不良の原因をアクチュエータ５の故障または摩耗追従機構７の故障のどちらかに判別する手段である。故障判別手段８１は、クラッチＥＣＵ８のソフトウェアによって構成されている。具体的に、故障判別手段８１は、クラッチ継合動作において変速機回転数Ｎｉがエンジン回転数Ｎｅに同期しないときにクラッチ継合動作不良を判定する。このとき、故障判別手段８１は、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘが、摩耗追従機構７が機能するときの規定値ＳＸ未満であるときにアクチュエータ５の故障と判別する。また、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘが規定値ＳＸ以上であるときに摩耗追従機構７の故障と判別する。
【００２７】
ストローク学習手段８２は、タッチストローク量Ｓｔの学習機能を有し、クラッチＥＣＵ８のソフトウェアによって構成されている。ストローク学習手段８２は、毎回のクラッチ継合動作におけるエンジン回転数Ｎｅ及び変速機回転数Ｎｉの時間的変化の様子から前述のタッチ点Ｐｔを判定し、そのときのタッチストローク量Ｓｔを学習する。学習した結果は、移動ストローク量Ｓの時間的変化の目標となる目標ストローク曲線Ｓｃｖに反映される。
【００２８】
なお、駆動側プレート２と従動側プレート３とが同期回転している継合状態において、摩擦結合でなくギヤやスプライン溝などの噛み合いなどによって両者２、３をメカニカルに結合するロックアップ機構を備えていてもよい。本発明は、ロックアップ機構の有無に関わりなく実施することができる。
【００２９】
次に、実施形態の摩擦クラッチ装置１の動作及び作用について説明する。図２は、摩擦材３１、３２の摩耗量が少ない通常時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図である。また、図3は、摩擦材３１、３２の摩耗量が多い摩耗時の正常なクラッチ継合動作を示すストローク特性図であり、（１）は今回の動作、（２）は摩耗追従機構７が機能した後の次回の動作である。さらに、図４は、通常時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図であり、図５は、摩耗時のクラッチ継合動作不良の一例を示すストローク特性図である。図２〜図５の横軸は時間軸ｔ、縦軸はプレッシャプレート４の動作ストローク量Ｓである。また、各図で、プレッシャプレート４の目標ストローク曲線Ｓｃｖ１〜Ｓｃｖ３は破線で示され、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１〜Ｓｃｗ５は実線で示されている。さらに、摩耗追従機構７が機能するときの規定値ＳＸが一点鎖線で示されている。
【００３０】
図2の通常時の正常なクラッチ継合動作において、時刻ｔ０で、上位ＥＣＵ８９からクラッチＥＣＵ８にクラッチ継合指令が発せられ、クラッチＥＣＵ８はクラッチ継合制御を開始する。クラッチＥＣＵ８は、まず破線で示される目標ストローク曲線Ｓｃｖ１を設定し、これに実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が追従するようにアクチュエータ５を制御する。時刻ｔ１で、アクチュエータ５が動き始めてプレッシャプレート４が移動を開始し、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１からわずかに遅れて増加する。時刻ｔ２までの動作で、プレッシャプレート４がタッチストローク量Ｓｔ１だけ移動して、タッチ点Ｐｔ１に到達する。
【００３１】
プレッシャプレート４はタッチ点Ｐｔ１で一旦小休止した後、時刻ｔ３で移動を再開し、実際のストローク曲線Ｓｃｗ１が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１からわずかに遅れて増加し、時刻ｔ４で完全継合点Ｐｐ１に到達する。完全継合点Ｐｐ１では、駆動側プレート２と従動側プレート３の摩擦材３１とが強く圧接されて摩擦摺動し、同時に、従動側プレート３の摩擦材３２とプレッシャプレート４とが強く圧接されて摩擦摺動する。これにより、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数差が急速に減少し、同期回転に至ってクラッチ継合動作が正常に終了する。
【００３２】
ここで、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ１は、規定値ＳＸに達していない。したがって、摩耗追従機構７は機能しない。
【００３３】
また、図３の（１）の摩耗時の正常なクラッチ継合動作において、時刻ｔ１０でクラッチ継合指令が発せられて、クラッチＥＣＵ８はクラッチ継合制御を開始する。クラッチＥＣＵ８は、学習機能で学習した前回動作時のタッチ点Ｐｔ２を参考にして、図２の通常時よりも移動量の大きな目標ストローク曲線Ｓｃｖ２を設定し、これに実際のストローク曲線Ｓｃｗ２が追従するようにアクチュエータ５を制御する。時刻ｔ１１で、アクチュエータ５が動き始めてプレッシャプレート４が移動を開始する。時刻ｔ１２までの動作で、プレッシャプレート４がタッチストローク量Ｓｔ２だけ移動して、タッチ点Ｐｔ２に到達する。
【００３４】
プレッシャプレート４はタッチ点Ｐｔ２で一旦小休止した後、時刻ｔ１３で移動を再開し、時刻ｔ１４で完全継合点Ｐｐ２を超えた規定値ＳＸまで到達する。この時点で、摩耗追従機構７が機能して間隙長ｄが所定量ＳＹだけ小さく調整され、次回のストローク特性が所定量ＳＹだけ小さくシフトされる。この後時刻ｔ１５で、プレッシャプレート４は最大値Ｓｍａｘ２に到達する。これにより、駆動側プレート２と従動側プレート３との回転数差が急速に減少し、同期回転に至ってクラッチ継合動作が正常に終了する。
【００３５】
ここで、タッチ点Ｐｐ２は、従動側プレート３の摩擦材３１、３２が摩耗して厚みが減少した分に相当するだけ図２の通常時よりも大きな側に偏移している。さらに、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ２は、図２の通常時よりも大きくなっている。タッチ点Ｐｐ２、完全継合点Ｐｐ２、及び最大値Ｓｍａｘ２は、ストローク学習手段８２の学習結果に基づいて設定される。また、移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ２が規定値ＳＸを超過して摩耗追従機構７が機能するので、次回のプレッシャプレート４のストローク特性は、図３の（２）に示されるとおりとなる。
【００３６】
図３の（２）に示されるように、摩耗追従機構７が機能した後の次回の動作では、目標ストローク曲線Ｓｃｖ３及び実際のストローク曲線Ｓｃｗ３が小さい側にシフトし、タッチ点Ｐｔ３までのタッチストローク量Ｓｔ３は所定量ＳＹに相当するだけ前回よりも小さくなる。また、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ３も小さくなり、規定値ＳＸを超えない。
【００３７】
次に、図４の通常時のクラッチ継合動作不良について説明する。図４は、図2の通常時と同一条件のクラッチ継合動作において、アクチュエータ５が故障したときのストローク特性図である。アクチュエータ５の故障内容としては、減速ギヤ機構や回転直進変換機構の「かじり」や「こじれ」、サーボモータの巻線のショートや電源電圧低下、などが想定される。このようなアクチュエータ５の故障では、アクチュエータ５の駆動ピン５１の駆動量Ｓｄが減少し、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓが減少する。これにより、実際のストローク曲線Ｓｃｗ４が目標ストローク曲線Ｓｃｖ１から乖離し、時刻ｔ２でプレッシャプレート４がタッチ点Ｐｔ１に到達できなくなる。また、プレッシャプレート４は、完全継合点Ｐｐ１となる移動ストローク量Ｓの最大値Ｓｍａｘ１まで到達できなくなり、時刻ｔ４で最大値Ｓｍａｘ４となり停止する。この結果、クラッチ継合動作不良が発生する。
【００３８】
このとき、故障判別手段８１は、実際のストローク曲線Ｓｃｖ４上の最大値Ｓｍａｘ４と規定値ＳＸとを比較し、最大値Ｓｍａｘ４のほうが小さいのでアクチュエータ５の故障と正しく判別することができる。
【００３９】
次に、図５の摩耗時のクラッチ継合動作不良について説明する。図５は、図３の（１）の摩耗時と同一条件のクラッチ継合動作において、摩耗追従機構７が故障したときのストローク特性図である。摩耗追従機構７は、プレッシャプレート４の動作ストローク量Ｓが規定値ＳＸを超えた時点で機能するが、故障時にはプレッシャプレート４の移動を阻害してしまう。このような摩耗追従機構７の故障では、アクチュエータ５が正常に動作して駆動力を出力しても、プレッシャプレート４の移動ストローク量Ｓは規定値ＳＸを超えた後の増加が阻害される。これにより、実際のストローク曲線Ｓｃｗ５が規定値ＳＸを超えた以降は目標ストローク曲線Ｓｃｖ２から乖離し、時刻ｔ１５で最大値Ｓｍａｘ５となり停止する。この結果、時刻ｔ１４で完全継合点Ｐｐ２に達して継合動作が行われるが。摩擦追従機構７の動作ができなくなる。したがって、この後に摩擦材３１、３２の摩耗がさらに進むと滑りが発生するようになり、クラッチ継合動作不良のおそれが生じる。
【００４０】
そして、実際に動作不良が発生すると、故障判別手段８１は、実際のストローク曲線Ｓｃｖ５上の最大値Ｓｍａｘ５と規定値ＳＸとを比較し、最大値Ｓｍａｘ５のほうが大きいので摩耗追従機構７の故障と正しく判別することができる。
【００４１】
実施形態の摩擦クラッチ装置１は、摩擦材３１、３２の摩耗を補償する摩耗追従機構７を備えてアクチュエータ５により駆動される装置構成を有している。そして、クラッチ継合動作不良が発生したときに、故障判別手段８１は、プレッシャプレート４の移動ストローク量の最大値Ｓｍａｘと摩耗追従機構７が機能する規定値ＳＸとの大小関係に基づいて、故障箇所をアクチュエータ５または摩耗追従機構７のどちらか判別する。したがって、故障箇所を正確に判別でき、判別結果を参考にして、動作不良の原因究明及び故障箇所の修理を効率的に実施できる。
【００４２】
また、摩擦クラッチ装置１は車両のパワートレーンに組み込まれているためクラッチの継断動作が多頻度で発生するが、摩耗追従機構７により摩擦材３１、３２の摩耗を補償しつつ、故障判別手段８１によりクラッチ継合動作不良が発生したときの故障箇所を判別できる。したがって、摩擦クラッチ装置１の動作信頼性が格段に向上する。
【００４３】
なお、摩耗追従機構７は、特許文献１の調整機構を応用した構成に限定されず、その他の構造を採用することもできる。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：摩擦クラッチ装置
２：駆動側プレート
３：従動側プレート ３１、３２：摩擦材
４：プレッシャプレート
５：アクチュエータ
５１：駆動ピン ５２：ダイヤフラムスプリング ５３：伝達部材
６：ストロークセンサ（ストローク検出手段）
７：摩耗追従機構
８：クラッチＥＣＵ
８１：故障判別手段 ８２：ストローク学習手段 ８９：上位ＥＣＵ
９１：軸受け部 ９２：変速機入力軸
ＡＸ：軸線 ｄ：間隙長 ＳＸ：規定値
Ｓｃｖ１〜Ｓｃｖ３：目標ストローク曲線
Ｓｃｗ１〜Ｓｃｗ５：実際のストローク曲線
Ｐｔ１〜Ｐｔ３：タッチ点
Ｓｔ１〜Ｓｔ３：タッチストローク量
Ｐｐ１〜Ｐｐ３：完全継合点
Ｓｍａｘ１〜Ｓｍａｘ５：移動ストローク量の最大値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に回転連結された駆動側プレートと、
前記駆動側プレートの軸線方向の一側に並んで軸線方向に移動可能に配設され、前記駆動側プレートに対向する面に摩擦材を有し、負荷に回転連結された従動側プレートと、
前記従動側プレートの軸線方向の一側に並んで配設され、軸線方向の他側に移動して前記従動側プレートを押動して前記摩擦材を前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータと、
前記プレッシャプレートの軸線方向の他側への移動ストローク量を検出するストローク検出手段と、
前記従動側プレートの前記摩擦材の摩耗量に応じて前記駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を調整する摩耗追従機構と、
クラッチ継合動作不良が発生したときに、前記移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因を前記アクチュエータの故障または前記摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する故障判別手段と、
を備える摩擦クラッチ装置。
【請求項２】
前記摩耗追従機構は、或るクラッチ継合動作で前記移動ストローク量が規定値を超過すると前記間隙長を減じて次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量を減じ、前記故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値が前記規定値未満であるときに前記アクチュエータの故障と判別し、前記移動ストローク量の最大値が前記規定値以上であるときに前記摩耗追従機構の故障と判別する請求項１に記載の摩擦クラッチ装置。
【請求項３】
車両のパワートレーンに組み込まれた請求項１または２に記載の摩擦クラッチ装置。
【請求項１】
駆動源に回転連結された駆動側プレートと、
前記駆動側プレートの軸線方向の一側に並んで軸線方向に移動可能に配設され、前記駆動側プレートに対向する面に摩擦材を有し、負荷に回転連結された従動側プレートと、
前記従動側プレートの軸線方向の一側に並んで配設され、軸線方向の他側に移動して前記従動側プレートを押動して前記摩擦材を前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータと、
前記プレッシャプレートの軸線方向の他側への移動ストローク量を検出するストローク検出手段と、
前記従動側プレートの前記摩擦材の摩耗量に応じて前記駆動側プレートと移動する前のプレッシャプレートとの間の間隙長を調整する摩耗追従機構と、
クラッチ継合動作不良が発生したときに、前記移動ストローク量の変化に基づいて動作不良の原因を前記アクチュエータの故障または前記摩耗追従機構の故障のどちらかに判別する故障判別手段と、
を備える摩擦クラッチ装置。
【請求項２】
前記摩耗追従機構は、或るクラッチ継合動作で前記移動ストローク量が規定値を超過すると前記間隙長を減じて次回のクラッチ継合動作における移動ストローク量を減じ、前記故障判別手段は、クラッチ継合動作不良が発生したときの移動ストローク量の最大値が前記規定値未満であるときに前記アクチュエータの故障と判別し、前記移動ストローク量の最大値が前記規定値以上であるときに前記摩耗追従機構の故障と判別する請求項１に記載の摩擦クラッチ装置。
【請求項３】
車両のパワートレーンに組み込まれた請求項１または２に記載の摩擦クラッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５３７３５（Ｐ２０１３−５３７３５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９４２１３（Ｐ２０１１−１９４２１３）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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