DE102006047432A1

DE102006047432A1 - Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und Verfahren zur Steuerung desselben

Info

Publication number: DE102006047432A1
Application number: DE102006047432A
Authority: DE
Inventors: Donghyun Ha
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-10-07
Also published as: DE102006047432B4; KR20070060853A; KR100748666B1; US7726456B2; US20070131513A1; CN1978933A

Abstract

Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und Verfahren zur Steuerung desselben, wobei das System eine Kupplungabdeckung (5), die an einem Schwungrad (3) befestigt ist, eine Kupplungsscheibe (9), die mit einer Antriebswelle (7) eines Getriebes über eine Keilverzahnung verbunden ist, um die Leistung von dem Schwungrad (3) an die Antriebswelle (7) wahlweise zu übertragen, eine Membranfeder (13), die an einer Rückseite der Kupplungsscheibe (9) derart angeordnet ist, dass die Kupplungsscheibe (9) mit dem Schwungrad (3) wahlweise kontaktiert wird, eine Kupplungseinrichtung (CU), die an einer Rückseite der Membranfeder (13) angeordnet ist, an der Antriebswelle (7) verschiebbar montiert ist und ein Ausrücklager (17) aufweist, das mit der Membranfeder (13) derart verbunden ist, dass die Kupplungsscheibe (9) nicht mit dem Schwungrad (3) kontaktiert wird, einen elektromotorischen Linearantrieb (21), der an einer Rückseite des Ausrücklagers (17) und an einem Außenumfang der Antriebswelle (7) in einer Axialrichtung der Antriebswelle (7) angeordnet ist und das Ausrücklager (17) in der Axialrichtung der Antriebswelle (7) in Reaktion auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung (19) bewegt, und einen Verstelldetektor (23) aufweist, der mit einem Kupplungspedal (15) verbunden ist und ein Signal an die Steuereinrichtung (19) durch Erfassen eines Hubes des Kupplungspedals (15) ausgibt.

Description

Für die Anmeldung wird die Priorität der am 9. Dezember 2005 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2005-0120958 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Die Erfindung betrifft ein Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Steuerung desselben, und insbesondere ein Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Steuerung desselben mit einem elektromotorischen Linearantrieb.
Im Allgemeinen dient ein Kupplungssystem eines Handschaltgetriebes zum wahlweisen Übertragen von Motorleistung auf ein Rad.
Außerdem unterbricht das Kupplungssystem die Leistung temporär, wenn ein Motor startet oder wenn ein Schaltgang geschaltet wird.

Das Kupplungssystem ist in einen mechanischen Typ unter Verwendung einer Stange oder einer Leitung und einen Hydraulikdrucktyp unter Verwendung von Hydraulikdruck entsprechend einem Verfahren zum Übertragen einer Betätigungskraft eingeteilt.

7 zeigt ein Kupplungssystem eines Handschaltgetriebes nach dem Stand der Technik.

Mit Bezug auf 7 weist ein Kupplungssystem des Hydraulikdrucktyps einen Kupplungshauptzylinder 103, einen Kupplungsausrückzylinder 107, ein Ausrücklager 111 und eine Ausrückgabel 109 auf.

Der Kupplungshauptzylinder 103 wird von einem Kupplungspedal 101 betätigt.

Der Kupplungshauptzylinder 103 ist über eine Schlauchleitung 105 mit dem Kupplungsausrückzylinder 107 verbunden, und eine Druckstange des Kupplungsausrückzylinders 107 ist mit der Ausrückgabel 109 verbunden.

Das heißt, wenn das Kupplungspedal 101 betätigt wird, werden der Kupplungshauptzylinder 103, die Schlauchleitung 105, der Kupplungsausrückzylinder 107, die Ausrückgabel 109, das Kupplungsausrücklager 111 und eine Kupplungsscheibe 113 nacheinander betrieben, und die Leistung wird unterbrochen.

Jedoch tritt, da bei dem Kupplungssystem nach dem Stand der Technik im Allgemeinen das Kupplungsbetätigungsöl auch als Bremsbetätigungsöl verwendet wird, das Problem auf, dass die Haltbarkeit des Öls gering ist.

Außerdem tritt, da die Farbe des Öls durch eine Abnutzung der Öldichtung in einer Hydraulikdruckleitung leicht verändert wird, der Nachteil auf, dass die die Leistung plötzlich reduziert wird.

Außerdem tritt das Problem auf, dass das Fahrzeuggewicht durch die Elemente der Hydraulikdruckleitung und das Hydraulikdrucksystems erhöht wird.

Ferner tritt, da der Kupplungshauptzylinder 103 einen großen Raum einnimmt, das Problem auf, dass die Montageposition und der Betätigungsbereich des Kupplungspedals begrenzt sind.

Mit der Erfindung werden ein Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Steuerung desselben geschaffen, wobei das Gewicht des Systems reduziert wird und die Haltbarkeit des Systems durch Anwendung eines elektromotorischen Linearantriebs verbessert wird.

Nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges vorgesehen, aufweisend eine Kupplungsabdeckung, die an einem Schwungrad befestigt ist, eine Kupplungsscheibe, die mit einer Antriebswelle eines Getriebes über eine Keilverzahnung verbunden ist, um die Leistung von dem Schwungrad an die Antriebswelle wahlweise zu übertragen, eine Membranfeder, die an einer Rückseite der Kupplungsscheibe derart angeordnet ist, dass die Kupplungsscheibe mit dem Schwungrad wahlweise kontaktiert wird, eine Kupplungseinrichtung, die an einer Rückseite der Membranfeder angeordnet ist, an der Antriebswelle verschiebbar montiert ist und ein Ausrücklager aufweist, das mit der Membranfeder derart verbunden ist, dass die Kupplungsscheibe nicht mit dem Schwungrad kontaktiert wird, einen elektromotorischen Linearantrieb, der an einer Rückseite des Ausrücklagers und an einem Außenumfang der Antriebswelle in einer Axialrichtung der Antriebswelle angeordnet ist und das Ausrücklager in der Axialrichtung der Antriebswelle in Reaktion auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung bewegt, und einen Verstelldetektor, der mit einem Kupplungspedal verbunden ist und ein Signal an die Steuereinrichtung durch Erfassen eines Hubes des Kupplungspedals ausgibt.

Der elektromotorische Linearantrieb weist einen Gehäusekörper, der eine Durchgangsöffnung derart, dass die Antriebswelle des Getriebes in diese eingesetzt ist, und einen runden Raumabschnitt darin definiert und einen Flansch aufweist, der an der Rückseite des Gehäusekörpers mit einem Getriebegehäuse in Eingriff steht, ein Nordpolmagnetrohr, das in dem Raumabschnitt des Gehäusekörpers angeordnet ist, ein Südpolmagnetrohr, das einen größeren Durchmesser als das Nordpolmagnetrohr hat und in dem Raumabschnitt in einem vorbestimmten Abstand von dem Nordpolmagnetrohr angeordnet ist, einen Stützblock, der eine zylindrische Form mit einer vorbestimmten Dicke hat, zwischen dem Nordpolmagnetrohr und dem Südpolmagnetrohr angeordnet ist und eine Mehrzahl von Betätigungsöffnungen definiert, die in einer Längsrichtung des Stützblocks ausgebildet sind, Betätigungsspulen, die in den Betätigungsöffnungen eingesetzt sind und sich durch ein Stromsignal von der Steuereinrichtung vor und zurück bewegen, eine Druckscheibe, die eine Öffnung derart definiert, dass die Antriebswelle in diese eingesetzt ist, wobei die eine Seite der Druckscheibe an einer Rückseite des Ausrücklagers befestigt ist und die andere Seite der Druckscheibe mit den anderen Enden der Betätigungsstangen derart verbunden ist, dass sich die Druckscheibe als eine Einheit mit den Betätigungsspulen und den Betätigungsstangen bewegt, und eine Gehäuseabdeckung auf, welche die Betätigungsstangen führt und an der Vorderseite des Gehäusekörpers montiert ist.

Der Gehäusekörper kann aus einem Aluminiumlegierungsmaterial geformt sein.

Der Gehäusekörper kann aus einem verstärkten Kunststoffmaterial geformt sein.

Vier Betätigungsöffnungen sind in einer Umfangsrichtung des Stützblocks in einem Abstand von 90 Grad voneinander ausgebildet.

Der Stützblock ist aus einem reinen Eisen geformt.

Ein Führungslager, das die Betätigungsstangen abstützt, ist an der Gehäuseabdeckung angeordnet.

Die Gehäuseabdeckung kann aus einem Aluminiumlegierungsmaterial geformt sein.

Die Gehäuseabdeckung kann aus einem verstärkten Kunststoffmaterial geformt sein.

Abstandshalter sind vorn und hinten in den Betätigungsöffnungen des Stützblocks angeordnet, um einen Betätigungshub der Betätigungsspulen zu begrenzen.

Die Abstandshalter sind aus einem nichtleitenden Material geformt.

Das nichtleitende Material ist ein Kunststoff.

Der Verstelldetektor ist als ein variabler Widerstand realisiert, wobei das Kupplungspedal an einem vorderen Ende einer Arbeitsstange des variablen Widerstandes montiert ist.

Die Steuereinrichtung ist als eine Motorsteuereinrichtung (ECU) realisiert, die eine Steuerlogik aufweist, um den elektromotorischen Linearantrieb auf der Basis eines Erfassungssignals von dem Verstelldetektor zu steuern.

Ein Verfahren zur Steuerung eines Linearkupplungssystems eines Fahrzeuges umfasst die Schritte Bestimmen eines Wertes des Stromes, der an einen elektromotorischen Linearantrieb in Bezug auf einen Gesamthub eines Kupplungspedals angelegt werden soll, einer Zeit Δt zum Aktualisieren eines Ausgabewertes eines Verstelldetektors, und einer Anfangszeit t₀, Betätigen des Kupplungspedals durch einen Fahrer, Berechnen eines Betätigungshubes des Kupplungspedals unter Verwendung eines Ausgabesignals von dem Verstelldetektor, Berechnen einer Zeit t_n durch Addieren der Zeit Δt zum Aktualisieren eines Ausgabewertes des Verstelldetektors zu einer Zeit t_n-1, Bestimmen, ob der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals zu der Zeit t_n gleich 0 mm ist, Nichtanlegen eines Steuerstroms an Betätigungsspulen des elektromotorischen Linearantriebs, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals gleich 0 mm ist, Bestimmen, ob der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals zu der Zeit t_n+1 größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit t_n ist, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals nicht gleich 0 mm ist, Anlegen eines Steuerstromes in einer Richtung von – zu + derart, dass sich die Betätigungsspulen durch eine elektromagnetische Kraft nach vorn bewegen, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals zu der Zeit t_n+1 größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit t_n ist, und Anlegen eines Steuerstromes in einer Richtung von + zu – derart, dass sich die Betätigungsspulen durch die elektromagnetische Kraft zurück bewegen, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals zu der Zeit t_n+1 nicht rößer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit t_n ist.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Schnitt eines Linearkupplungssystems eines Fahrzeuges gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 einen elektromotorischen Linearantrieb gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
3 und 4 ein Verfahren zur Steuerung eines Linearkupplungssystems eines Fahrzeuges und ein Prinzip der Berechnung einer Aktualisierungszeit durch Lesen eines Ausgabewertes eines variablen Widerstandes gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
5 und 6 den Betrieb eines Linearkupplungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
7 ein Kupplungssystem eines Handschaltgetriebes gemäß dem Stand der Technik.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, weist ein Linearkupplungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung eine Kupplungsabdeckung 5, eine Kupplungsscheibe 9, eine Membranfeder 13, eine Kupplungseinrichtung CU, einen elektromotorischen Linearantrieb 21 und einen Verstellungsdetektor 23 auf.
Ein Schwungrad 3 ist an einer Kurbelwelle 1 eines Motors befestigt, um eine Motorleistung zu übertragen.
Die Kupplungsabdeckung 5 ist an dem Schwungrad 3 befestigt, und die Kupplungsscheibe 9 ist mit einer Antriebswelle 7 eines Getriebes über eine Keilverzahnung verbunden, um die Leistung von dem Schwungrad 3 an die Antriebswelle 7 wahlweise zu übertragen.
Die Membranfeder 13 ist an einer Rückseite der Kupplungsscheibe 9 derart angeordnet, dass die Kupplungsscheibe 9 mit dem Schwungrad 3 wahlweise kontaktiert wird.
Die Kupplungseinrichtung CU ist an einer Rückseite der Membranfeder 13 angeordnet und an der Antriebswelle 7 verschiebbar montiert.
Außerdem weist die Kupplungseinrichtung CU ein Ausrücklager 17 auf, das mit der Membranfeder 13 derart verbunden ist, dass die Kupplungsscheibe 9 nicht mit dem Schwungrad 3 kontaktiert wird.
Der elektromotorische Linearantrieb 21 ist an einer Rückseite des Ausrücklagers 17 und an einem Außenumfang der Antriebswelle 7 in einer Axialrichtung der Antriebswelle 7 angeordnet und bewegt das Ausrücklager 17 in der Axialrichtung der Antriebswelle 7 in Reaktion auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung 19.
Der Verstelldetektor 23 ist mit einem Kupplungspedal 15 verbunden und gibt ein Signal an die Steuereinrichtung 19 durch Erfassen eines Hubes des Kupplungspedals 15 aus.
Das heißt, bei dem Linearkupplungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kupplungsscheibe 9, die Membranfeder 13, die Kupplungseinrichtung CU und der elektromotorische Linearantrieb 21 nacheinander in einem Getriebegehäuse 25 angeordnet.
Außerdem ist eine Druckplatte 11 zwischen der Membranfeder 13 und der Kupplungsscheibe 9 derart angeordnet, dass eine Federkraft der Membranfeder 13 an die Kupplungsscheibe 9 übertragen wird.
Der elektromotorische Linearantrieb 21 weist, wie in 2 gezeigt, einen Gehäusekörper 33, ein Nordpolmagnetrohr 37, ein Südpolmagnetrohr 39, einen Stützblock 41, Betätigungsstangen 47, eine Druckscheibe 49 und eine Gehäuseabdeckung 53 auf.
Der Gehäusekörper 33 definiert eine Durchgangsöffnung 31 derart, dass die Antriebswelle 7 des Getriebes in diese eingesetzt ist.
Der Gehäusekörper 33 definiert einen runden Raumabschnitt in der Umfangsrichtung.
Außerdem ist an der Rückseite des Gehäusekörpers 33 einstückig mit diesem ein Flansch 35 ausgebildet, der mittels Schrauben an dem Getriebegehäuse 25 befestigt ist.
Das Nordpolmagnetrohr 37 ist entlang einer Innenfläche in dem Raumabschnitt des Gehäusekörpers 33 eingesetzt.
Außerdem ist das Südpolmagnetrohr 39, das einen größeren Durchmesser als das Nordpolmagnetrohr 37 hat, in den Raumabschnitt eingesetzt.
Das Südpolmagnetrohr 39 ist in einem vorbestimmten Abstand von dem Nordpolmagnetrohr 37 angeordnet.
Außerdem ist der Stützblock 41 in dem Raumabschnitt zwischen dem Nordpolmagnetrohr 37 und dem Südpolmagnetrohr 39 eingesetzt.
Der Stützblock 41 hat eine zylindrische Form mit einer vorbestimmten Dicke und definiert eine Mehrzahl von Betätigungsöffnungen 43, die in einer Längsrichtung des Stützblocks 41 ausgebildet sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können vier Betätigungsöffnungen 43 in einer Umfangsrichtung des Stützblocks 41 im Abstand von 90 Grad voneinander ausgebildet sein.
In den jeweiligen Betätigungsöffnungen 43 sind Betätigungsspulen 45 eingesetzt, die sich durch ein Stromsignal von der Steuereinrichtung 19 gemäß der Dreifingerregel der linken Hand vor und zurück bewegen.
Außerdem ist das eine Ende jeder Betätigungsstange 47 mit einer der Betätigungsspulen 45 verbunden, und das andere Ende jeder Betätigungsstange 47 ist außerhalb des Gehäusekörpers 33 mit der Druckscheibe 49 verbunden.
Die Druckscheibe 49 definiert in ihrem Mittelabschnitt eine kreisförmige Öffnung 51, in welche die Antriebswelle 7 eingesetzt ist.
Außerdem ist die Druckscheibe 49 an einer Rückseite des Ausrücklagers 17 befestigt.
Das heißt, die Druckscheibe 49 ist mit den vier anderen Enden der Betätigungsstangen 37 derart verbunden, dass sie sich als eine Einheit mit den Betätigungsspulen 45 und den Betätigungsstangen 47 bewegt.
Mit anderen Worten wird ein Betätigungskraft der Betätigungsspulen 45 an das Ausrücklager 17 übertragen.
Außerdem werden die jeweiligen Betätigungsstangen 47 von der Gehäuseabdeckung 53, die an einer Vorderseite des Gehäusekörpers 33 montiert ist, getragen und geführt.
Das heißt, die Gehäuseabdeckung 53 öffnet und schließt die Betätigungsöffnungen 43.
Außerdem sind Führungslager 55, in welchen die Betätigungsstangen 47 eingesetzt sind, an der Gehäuseabdeckung 53 montiert, um die Betätigungsstangen 47 zu tragen.
Außerdem können Abstandshalter 57, die den Betätigungshub der Betätigungsspulen 45 begrenzen, vorn und hinten in den Betätigungsöffnungen 43 des Stützblocks 41 montiert sein.
Wenn ein Stromsignal an den Betätigungsspulen 45 angelegt wird, wird eine elektromagnetische Kraft F in Reaktion auf eine Richtung des Stromes I gemäß der Dreifingerregel der linken Hand erzeugt.
Daher können die Betätigungsspulen 45 in einer Richtung der elektromagnetischen Kraft F vor und zurück bewegt werden.
Das heißt, ein Magnetfeld mit einem magnetischen Fluss B wird in einer Richtung von dem Nordpolmagnetrohr 37 zu dem Südpolmagnetrohr 39 gebildet.
Daher bewegen sich, wenn der Strom I in den Betätigungsspulen 45 in dem Magnetfeld fließt, die Betätigungsspulen 45 durch die elektromagnetische Kraft F in einer Richtung derselben.
Der Gehäusekörper 33 und die Gehäuseabdeckung 53 können aus einer Aluminiumlegierung oder einem verstärkten Kunststoff derart geformt sein, dass eine lineare elektromagnetische Kraft F gebildet wird.
Im Gegensatz dazu kann der Stützblock 41 aus reinem Eisen derart geformt sein, dass die Magnetfeldbildungseffizienz zwischen dem Nordpolmagnetrohr 37 und dem Südpolmagnetrohr 39 verbessert wird.
Wenn die Betätigungsspulen 45 arbeiten, wird der magnetische Fluss B an beiden Enden des Betätigungshubes, d.h. an beiden Enden der Betätigungsöffnungen 43 in einer Längsrichtung nichtlinear gebildet.
Daher sind die Abstandshalter 57 an beiden Enden der Betätigungsöffnungen 43 derart angeordnet, dass die Betätigungsspulen 45 nicht in den Bereichen liegen, in welchen die nichtlineare elektromagnetische Kraft F gebildet wird.
Das heißt, die Abstandshalter 57 haben eine Filterwirkung, die ausschließt, dass die Bereiche, welche die nichtlinearen Kräfte bilden, die Linearbewegung der Betätigungsspulen 45 beeinträchtigen.
Daher können die Abstandshalter 57 aus einem nichtleitenden Material, wie Kunststoff, gebildet werden, das durch das Magnetfeld nicht beeinflusst wird.
Außerdem ist ein vorderes Ende einer Arbeitsstange 59 des variablen Widerstandes 23 über ein Gelenk mit dem Kupplungspedal 15 verbunden.
Außerdem gibt die Steuereinrichtung 19 ein Steuersignal für den Betrieb an den elektromotorischen Linearantrieb 21 in Reaktion auf den Betätigungshub des Kupplungspedals 15 aus, indem ein Erfassungssignal des variablen Widerstandes 23, welcher der Verstelldetektor ist, empfangen wird.
Das heißt, die Steuereinrichtung 19 kann als wenigstens ein Mikroprozessor realisiert werden, der von einem vorbestimmten Programm betrieben wird, welches mit einem Satz von Instruktionen zum Durchführen von Schritten in einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung programmiert werden kann, welches später ausführlicher beschrieben wird.
Außerdem kann die Steuereinrichtung 19 als eine Motorsteuereinrichtung (ECU) realisiert werden.
Mit Bezug auf 3 bis 6 wird nachfolgend ein Verfahren zur Steuerung des Linearkupplungssystems eines Fahrzeuges ausführlich beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, bestimmt zuerst die Steuereinrichtung 19 einen Wert des Stromes, der an den Betätigungsspulen 45 des elektromotorischen Linearantriebs 21 in Bezug auf einen Gesamthub des Kupplungspedals 15 angelegt werden soll.
Außerdem bestimmt in Schritt S1 die Steuereinrichtung 19 eine Zeit Δt zum Aktualisieren eines Ausgabewertes des variablen Widerstandes 23, der an die Steuereinrichtung 19 übertragen wird, und eine Anfangszeit t₀.
Die Anfangszeit t₀ ist die Zeit, wenn der Wert des Hubes des Kupplungspedals 15 gleich 0 mm ist, und die Zeit Δt und die Anfangszeit t₀ werden als Anfangsbedingung bezeichnet.
Nachdem die Anfangsbedingung vorbestimmt ist, berechnet, wenn in Schritt S2 der Fahrer das Kupplungspedal 15 betätigt, in Schritt S3 die Steuereinrichtung 19 den Betätigungshub des Kupplungspedals 15 unter Verwendung des Ausgabesignals von dem variablen Widerstand 23.
Dann berechnet in Schritt S4 die Steuereinrichtung 19 eine Zeit t₁ durch Addieren der Zeit Δt zu der Zeit t₀.
Das heißt, in Schritt S4 berechnet die Steuereinrichtung 19 eine Zeit t_n durch Addieren der Zeit Δt zu der Zeit t_n-1.
Dann bestimmt in Schritt S5 die Steuereinrichtung, ob der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 gleich 0 mm ist.
In Schritt S6 legt die Steuereinrichtung 19 keinen Steuerstrom an die Betätigungsspulen 45 des elektromotorischen Linearantriebs 21 an, wenn in Schritt S5 der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 gleich 0 mm ist (mit Bezug auf ST1 in 4).
Wenn der oben beschrieben Zustand realisiert ist, bevor das Kupplungspedal 15 anfänglich betätigt wird, wie in 5 gezeigt ist, kann ein Zustand beibehalten werden, in dem die Kupplungsscheibe 9 das Schwungrad 3 kontaktiert und die Betätigungsspulen 45 zurückgezogen sind.
Außerdem bestimmt, wenn in Schritt S5 der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 nicht gleich 0 mm ist, in Schritt S7 die Betätigungseinrichtung 19, ob ein wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 zu der Zeit t_n+1 größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit t_n ist.
Daher legt, wenn in Schritt S7 der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 zu der Zeit t_n+1 größer als der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 zu der Zeit t_n ist, in Schritt S8 die Steuereinrichtung 19 einen Steuerstrom in einer Richtung von – zu + derart an, dass sich die Betätigungsspulen 45 durch die elektromagnetische Kraft nach vorn bewegen.
Das heißt, da der Fahrer das Kupplungspedal 15 länger als die Zeit t_n tritt (mit Bezug auf ST1 → ST2 in 4), legt in Schritt S8 die Steuereinrichtung 19 den Steuerstrom in einer Richtung von – zu + derart an, dass sich die Betätigungsspulen 45 nach vorn bewegen.
Insbesondere legt die Steuereinrichtung 19, wie in 6 gezeigt, den Steuerstrom in einer Richtung von – zu + an den Betätigungsspulen 45 derart an, dass der Strom I in einer Uhrzeigerrichtung fließt, wenn die Betätigungsspulen 45 von vorn betrachtet werden.
Daher drücken die Betätigungsspulen 45 das Ausrücklager 17 durch die elektromagnetische Kraft F, die in einer Vorwärtsrichtung, d.h. einer Richtung zu dem Ausrücklager 17 in dem Magnetfeld mit dem magnetischen Fluss B von dem Nordpolmagnetrohr 37 zu dem Südpolmagnetrohr 39 erzeugt wird.
Daher wird eine Federkraft, die auf die Kupplungsscheibe 9 ausgeübt wird, durch das Ausrücklager 17 freigegeben, das die Membranfeder 13 andrückt.
Das heißt, die Leistungsübertragung zwischen dem Schwungrad 3 und der Kupplungsscheibe 9 wird unterbrochen.
Im Gegensatz dazu legt, wenn in Schritt S7 der wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 zu der Zeit t_n+1 nicht größer als der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals 15 zu der Zeit t_n ist, in Schritt S9 die Steuereinrichtung 19 einen Steuerstrom in einer Richtung von + zu – derart an, dass sich die Betätigungsspulen 45 durch die elektromagnetische Kraft zurück bewegen.
Das heißt, da der Fahrer das Kupplungspedal 15 kürzer als die Zeit t_n tritt (mit Bezug auf ST1 → ST3 in 4), legt in Schritt S9 die Steuereinrichtung 19 den Steuerstrom in einer Richtung von + zu – derart an, dass sich die Betätigungsspulen 45 zurück bewegen.
Insbesondere legt die Steuereinrichtung 19, wie in 5 gezeigt, den Steuerstrom in einer Richtung von + zu – an den Betätigungsspulen 45 derart an, dass der Strom I in einer Richtung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn fließt, wenn die Betätigungsspulen 45 von vorn betrachtet werden.
Daher drücken die Betätigungsspulen 45 das Ausrücklager 17 durch die elektromagnetische Kraft F, die in einer Rückwärtsrichtung, d.h. einer Richtung von dem Ausrücklager 17 weg in dem Magnetfeld mit dem magnetischen Fluss B von dem Nordpolmagnetrohr 37 zu dem Südpolmagnetrohr 39 erzeugt wird.
Daher gibt das Ausrücklager 17 die Membranfeder 13 frei.
Das heißt, die Membranfeder 13 überträgt die Federkraft an die Kupplungsscheibe 9, so dass die Leistung von dem Schwungrad 3 an die Kupplungsscheibe 9 übertragen wird.
Wie beschrieben, werden mit einem Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges und einem Verfahren zur Steuerung desselben gemäß der Erfindung, da der elektromotorische Linearantrieb angewendet wird und der Kupplungsvorgang auf der Basis eines in Reaktion auf einen Betätigungshub des Kupplungspedals ausgegebenen Stromsignals gesteuert wird, das Hydraulikdrucksystem nach dem Stand der Technik ausgeschlossen und die Leistung durch eine Farbänderung des Betätigungsöls nicht verschlechtert.
Außerdem kann, da keine Elemente der Hydraulikdruckleitung und des Hydraulikdrucksystems nach dem Stand der Technik erforderlich sind, das Fahrzeuggewicht reduziert werden.
Außerdem können weder Fehler bei einem Betrieb eines Kupplungshauptzylinders und bei einem Vorgang zum Bilden des Hydraulikdrucks nach dem Stand der Technik, noch Kupplungsvibrationen und Stöße durch den Hydraulikdruck auftreten.
Das heißt, die Haltbarkeit des Systems kann verbessert werden, da ein Betätigungshub des Kupplungspedals von einem variablen Widerstand gemessen wird.
Außerdem kann ein optisches Kupplungssystem ohne Hystereseeigenschaften vorgesehen werden, und die Produktivität kann verbessert werden, da der variable Widerstand und der elektromotorische Linearantrieb verwendet werden.

Claims

Linearkupplungssystem eines Fahrzeuges, aufweisend: eine Kupplungsabdeckung (5), die an einem Schwungrad (3) befestigt ist; eine Kupplungsscheibe (9), die mit einer Antriebswelle (7) eines Getriebes über eine Keilverzahnung verbunden ist, um die Leistung von dem Schwungrad (3) an die Antriebswelle (7) wahlweise zu übertragen; eine Membranfeder (13), die an einer Rückseite der Kupplungsscheibe (9) derart angeordnet ist, dass die Kupplungsscheibe (9) mit dem Schwungrad (3) wahlweise kontaktiert wird; eine Kupplungseinrichtung (CU), die an einer Rückseite der Membranfeder (13) angeordnet ist, an der Antriebswelle (7) verschiebbar montiert ist und ein Ausrücklager (17) aufweist, das mit der Membranfeder (13) derart verbunden ist, dass die Kupplungsscheibe (9) nicht mit dem Schwungrad (3) kontaktiert wird; einen elektromotorischen Linearantrieb (21), der an einer Rückseite des Ausrücklagers (17) und an einem Außenumfang der Antriebswelle (7) in einer Axialrichtung der Antriebswelle (7) angeordnet ist und das Ausrücklager (17) in der Axialrichtung der Antriebswelle (7) in Reaktion auf ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung (19) bewegt; und einen Verstelldetektor (23), der mit einem Kupplungspedal (15) verbunden ist und ein Signal an die Steuereinrichtung (19) durch Erfassen eines Hubes des Kupplungspedals (15) ausgibt.
System nach Anspruch 1, wobei der elektromotorische Linearantrieb (21) aufweist: einen Gehäusekörper (33), der eine Durchgangsöffnung (31) derart, dass die Antriebswelle (7) des Getriebes in diese eingesetzt ist, und einen runden Raumabschnitt darin definiert und einen Flansch (35) aufweist, der an der Rückseite des Gehäusekörpers (33) mit einem Getriebegehäuse (25) in Eingriff steht; ein Nordpolmagnetrohr (37), das in dem Raumabschnitt des Gehäusekörpers (33) angeordnet ist; ein Südpolmagnetrohr (39), das einen größeren Durchmesser als das Nordpolmagnetrohr (37) hat und in dem Raumabschnitt in einem vorbestimmten Abstand von dem Nordpolmagnetrohr (37) angeordnet ist; einen Stützblock (41), der eine zylindrische Form mit einer vorbestimmten Dicke hat, zwischen dem Nordpolmagnetrohr (37) und dem Südpolmagnetrohr (39) angeordnet ist und eine Mehrzahl von Betätigungsöffnungen (43) definiert, die in einer Längsrichtung des Stützblocks (41) ausgebildet sind; Betätigungsspulen (45), die in den Betätigungsöffnungen (43) eingesetzt sind und sich durch ein Stromsignal von der Steuereinrichtung (19) vor und zurück bewegen; eine Druckscheibe (49), die eine Öffnung (51) derart definiert, dass die Antriebswelle (7) in diese eingesetzt ist, wobei die eine Seite der Druckscheibe (49) an einer Rückseite des Ausrücklagers (17) befestigt ist und die andere Seite der Druckscheibe (49) mit den anderen Enden der Betätigungsstangen (37) derart verbunden ist, dass sich die Druckscheibe (49) als eine Einheit mit den Betätigungsspulen (45) und den Betätigungsstangen (47) bewegt; und eine Gehäuseabdeckung (53), welche die Betätigungsstangen (47) führt und an der Vorderseite des Gehäusekörpers (33) montiert ist.
System nach Anspruch 2, wobei der Gehäusekörper (33) aus einem Aluminiumlegierungsmaterial geformt ist.
System nach Anspruch 2, wobei der Gehäusekörper (33) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial geformt ist.
System nach Anspruch 2, wobei vier Betätigungsöffnungen (43) in einer Umfangsrichtung des Stützblocks (41) in einem Abstand von 90 Grad voneinander ausgebildet sind.
System nach Anspruch 2, wobei der Stützblock (41) aus einem reinen Eisen geformt ist.
System nach Anspruch 2, wobei ein Führungslager (55), das die Betätigungsstangen (47) abstützt, an der Gehäuseabdeckung (53) angeordnet ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Gehäuseabdeckung (53) aus einem Aluminiumlegierungsmaterial geformt ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Gehäuseabdeckung (53) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial geformt ist.
System nach Anspruch 2, wobei Abstandshalter (57) vorn und hinten in den Betätigungsöffnungen (43) des Stützblocks (41) angeordnet sind, um einen Betätigungshub der Betätigungsspulen (45) zu begrenzen.
System nach Anspruch 10, wobei die Abstandshalter (57) aus einem nichtleitenden Material geformt sind.
System nach Anspruch 11, wobei das nichtleitende Material ein Kunststoff ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Verstelldetektor (23) als ein variabler Widerstand realisiert ist und das Kupplungspedal (15) an einem vorderen Ende einer Arbeitsstange (59) des variablen Widerstandes montiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (19) als eine Motorsteuereinrichtung (ECU) realisiert ist, die eine Steuerlogik aufweist, um den elektromotorischen Linearantrieb auf der Basis eines Erfassungssignals von dem Verstelldetektor (23) zu steuern.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (19) als eine Motorsteuereinrichtung (ECU) realisiert ist, die eine Steuerlogik aufweist, um den elektromotorischen Linearantrieb auf der Basis eines Erfassungssignals von dem Verstelldetektor (23) zu steuern.
Verfahren zur Steuerung eines Linearkupplungssystems eines Fahrzeuges, umfassend: Bestimmen eines Wertes des Stromes, der an einen elektromotorischen Linearantrieb (21) in Bezug auf einen Gesamthub eines Kupplungspedals (15) angelegt werden soll, einer Zeit (Δt) zum Aktualisieren eines Ausgabewertes eines Verstelldetektors (23), und einer Anfangszeit (t₀); Betätigen des Kupplungspedals (15) durch einen Fahrer; Berechnen eines Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) unter Verwendung eines Ausgabesignals von dem Verstelldetektor (23); Berechnen einer Zeit (t_n) durch Addieren der Zeit (Δt) zum Aktualisieren eines Ausgabewertes des Verstelldetektors (23) zu einer Zeit (t_n-1); Bestimmen, ob der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) zu der Zeit (t_n) gleich 0 mm ist; Nichtanlegen eines Steuerstroms an Betätigungsspulen (45) des elektromotorischen Linearantriebs (21), wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) gleich 0 mm ist; Bestimmen, ob der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) zu der Zeit (t_n+1) größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit (t_n) ist, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) nicht gleich 0 mm ist; Anlegen eines Steuerstromes in einer Richtung von – zu + derart, dass sich die Betätigungsspulen (45) durch eine elektromagnetische Kraft nach vorn bewegen, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) zu der Zeit (t_n+1) größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit (t_n) ist; und Anlegen eines Steuerstromes in einer Richtung von + zu – derart, dass sich die Betätigungsspulen (45) durch die elektromagnetische Kraft zurück bewegen, wenn der Wert des Betätigungshubes des Kupplungspedals (15) zu der Zeit (t_n+1) nicht größer als ein Wert des Betätigungshubes zu der Zeit (t_n) ist.