DE10017007A1 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Betätigungsvorrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung oder eines Getriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Elementes im An­ triebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise zur Betätigung einer Kupplung oder eines Getriebes.
Solche Vorrichtungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt, beispielswei­ se sei die DE 195 04 847 der Anmelderin benannt. Diese Vorrichtungen betätigen beispielsweise Reibungskupplungen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. Bei Reibungskupplungen ist die benötigte Ausrückkraft unter anderem abhängig von dem zu übertragenden Drehmoment. Bei unterschiedlichen Motorisierungen bei verschiedenen Kraftfahrzeugen sind somit unterschiedliche Ausrückkräfte nötig. Auch kann die benötigte Geschwindigkeit bei einer Betätigung variieren. Gleich­ zeitig besteht bei einem elektromotorisch angetriebenen Aktuator eine obere Be­ grenzung in der Betätigungskraft, da der Elektromotor bei vorhandenem Bauraum nicht beliebig groß werden kann. Auch würden in einem Falle eines solchem grö­ ßeren Motors Reibungsverluste einen erheblichen Anteil der zusätzlichen Lei­ stung wieder aufbrauchen.
Die Betätigungsaktuatoren einer solchen Vorrichtung sind jedoch auf die unter­ schiedlichsten Dimensionierungen anzupassen. Dies hat zum Nachteil, daß eine beliebig große Anzahl von unterschiedlichen Aktuatoren entwickelt werden müßte, die jedoch nur in geringer Stückzahl verwendet werden würden.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe eine Vorrichtung zur Betätigung zu schaffen.
Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeu­ ges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung eines Elementes zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das Element eine Kupplung ist oder das Element ein Getriebe ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig gleichzeitig betätigbar sind.
Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die zumindest zwei Aktuatoren parallel ge­ schaltet sind und zumindest zeitweilig seriell betätigbar sind.
Zweckmäßig ist es, wenn die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Elektromotoren der Aktuatoren zeit­ versetzt bestromt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aktuatoren zeitweise parallel das zu betäti­ gende Element, wie Kupplung, betätigen.
Nach einem weiteren Gedanken ist es zweckmäßig, wenn bei zwei Aktuatoren mit zwei Elektromotoren der zweite Elektromotor erst angesteuert wird, wenn der An­ laufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren ersten Grenzwert unterschritten hat.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Mo­ tors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weite­ ren Grenzwert übersteigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispiels­ weise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellt dar:
Fig. 1 schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2a bis 2c Darstellungen von Strom-Zeit-Kennlinien.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine 2 auf, die über eine Kupplung 4 mit einem Schaltgetriebe 6 verbunden ist, das über eine Kardan­ welle 8 und ein Differential 10 die Hinterräder 12 antreibt. Ebenso kann ein Fahr­ zeug mit Vorderradantrieb oder Allradantrieb Verwendung finden. Gemäß des erfinderischen Gedankens kann die Kupplung auch dem Getriebe nachgeschaltet sein. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Stufengetriebe oder ein stufenlos einstell­ bares Getriebe.
Zur Steuerung der Last der Brennkraftmaschine 2 dient ein Fahrpedal 19, das eine Drosselklappe 21 ansteuert. Das Getriebe 6, welches als manuell schaltba­ res Getriebe dargestellt ist, wird mittels eines Schalthebels 23 geschaltet. Die Kupplung 4 ist automatisiert und wird von den beiden Aktuatoren 25a, 25b über Geberzylinder 27a, 27b und einen Nehmerzylinder 29 betätigt. Die Aktuatoren 25a, 25b werden von einem elektronischen Steuergerät 31 aus angesteuert, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern enthält und dessen Eingänge mit verschiedenen Sensoren des Antriebsstrangs verbunden sind, beispielsweise einem Sensor 32 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Kupp­ lungseingangswelle, einem Sensor 34 zur Erfassung der Raddrehzahl der Brenn­ kraftmaschine, einem Sensor 36 zur Erfassung eines Schaltwunsches durch Betä­ tigung des Ganghebels, einen Sensor 38 zur Erfassung der Stellung der Kupplung 4 und so weiter. Der Sensor 38 kann am Geberzylinder oder auch am Nehmerzy­ linder angeordnet sein. Ebenso kann bei einer mechanischen Betätigungsstrecke ein Sensor 38 vorgesehen sein.
Die beiden Aktuatoren 25a, 25b werden von einem elektronischen Steuergerät 31 angesteuert, wobei es auch zweckmäßig sein kann, daß nur ein Aktuator 25a von dem Steuergerät angesteuert wird und die beiden Aktuatoren 25a und 25b mitein­ ander über eine Datenleitung 40 in Signalverbindung stehen. Den Aktuatoren sind Geberzylinder 27a, 27b nachgeschaltet, die über Hydraulikleitungen einen Nehmerzylinder 29 betätigen. Dazu sind die beiden Hydraulikleitungen der Ge­ berzylinder mittels einer Verbindungsstückes 50 miteinander gekoppelt. Das Ver­ bindungsstück kann vorzugsweise als T-Stück ausgebildet sein.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es besonders zweckmäßig, wenn die beiden Aktuatoren vorzugsweise auch direkt mechanisch über ein Koppelelement gekoppelt sind und die Kupplung oder ein Getriebe betätigen. Als Koppelelement kann beispielsweise eine Überlagerungsmechanik, wie ein Hebelgetriebe oder ein Planetengetriebe, verwendet werden.
Durch die Parallelschaltung von zumindest zwei Aktuatoren kann ein zumindest zeitweise Addition der Wirkungen der einzelnen Aktuatoren erreicht werden, wo­ durch eine Vervielfältigung der Einzelwirkungen erzielt wird. Durch die Ansteue­ rung der einzelnen Aktuatoren kann eine zeitweise parallel oder serielle Betäti­ gung der Aktuatoren erreicht werden.
Die Fig. 2a bis 2c zeigen Strom-Zeit-Kurven zur Verdeutlichung der Betäti­ gung von zwei Aktuatoren mit elektromotorischem Antrieb zur Betätigung von einer Kupplung oder einem Getriebe. Die Elektromotoren der Aktuatoren werden dabei unabhängig voneinander bestromt.
In Fig. 2a werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren gleichzeitig bestromt und betätigen parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom 102 ist die Summe der Einzelströme 100, 101, wobei der Anlauf­ strom der beiden Motoren zeitgleich auftritt.
In Fig. 2b werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren nacheinan­ der bestromt und betätigen seriell das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom ist der jeweils einzelne Strom des einzelnen Motors. Wenn der eine Motor seine Endposition im wesentlichen erreicht hat, wird der andere Elektromo­ tor angesteuert.
In Fig. 2c werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren zeitversetzt bestromt und betätigen somit zeitweise parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom ist der jeweils einzelne Strom des einzelnen Motors. Der zweite Elektromotor wird angesteuert, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren Grenzwert 103 unterschritten hat.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Motors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom 102 nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert 104 übersteigt.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An­ melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmaie des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü­ che unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit­ ten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeuges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung eines Elementes zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine Kupplung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Getriebe ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig gleichzeitig betätigbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig seriell betä­ tigbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektromotoren der Aktuatoren zeitversetzt bestromt werden.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aktuatoren zeitweise parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung, betätigen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei zwei Aktuatoren mit zwei Elektromotoren der zweite Elektro­ motor erst angesteuert wird, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren ersten Grenzwert unterschritten hat.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Motors derart be­ grenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weiteren Grenz­ wert übersteigt.
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