DE102015215515A1 - Actuation system for a clutch - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für eine Kupplung, mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor, der einen Elektromotor umfasst, der eine Elektromotorwelle antreibt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektromotorwelle des hydrostatischen Kupplungsaktors mechanisch mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist, die hydraulisch mit einem hydraulischen Zwischenspeicher verbunden ist.The invention relates to an actuating system for a clutch, comprising a hydrostatic clutch actuator comprising an electric motor which drives an electric motor shaft. The invention is characterized in that the electric motor shaft of the hydrostatic clutch actuator is mechanically coupled to a hydraulic pump which is hydraulically connected to a hydraulic buffer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für eine Kupplung, mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor, der einen Elektromotor umfasst, der eine Elektromotorwelle antreibt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung mit einem derartigen Betätigungssystem. The invention relates to an actuating system for a clutch, comprising a hydrostatic clutch actuator comprising an electric motor which drives an electric motor shaft. The invention also relates to a method for operating a clutch with such an actuating system.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 014 756 A1 ist eine Vorrichtung zum Speichern von Hydraulikfluid eines Hydrauliksystems einer Getriebeeinrichtung mit wenigstens einem von der Gehäuseeinrichtung und einer Begrenzungseinrichtung begrenzten und mit dem Hydrauliksystem zum Austausch von Hydraulikfluid in Wirkverbindung bringbaren Speicherraum bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 047 801 A1 ist ein Hydrostataktor mit einem Geberzylinder bekannt, enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel befüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben, mit einem einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebe mit einer Hülse, einer Getriebespindel und zwischen diesen abwälzenden Planetenwälzkörpern sowie mit einem das Planetenwälzgetriebe antreibenden Elektromotor mit einem gehäusefest verbundenen Stator und einem gegenüber diesem verdrehbaren Rotor.From the German patent application DE 10 2006 014 756 A1 a device for storing hydraulic fluid of a hydraulic system of a transmission device with at least one limited by the housing device and a limiting device and can be brought into operative connection with the hydraulic system for the exchange of hydraulic fluid storage space known. From the German patent application DE 10 2010 047 801 A1 a Hydrostataktor with a master cylinder is known, comprising a housing and an axially displaceable in the housing, a pressure medium filled pressure chamber with pressure acting piston, with a rotary drive in an axial movement changing Planetenwälzgetriebe with a sleeve, a gear spindle and between these rolling planetary rolling elements and with an electric motor driving the Planetenwälzgetriebe with a stator fixed to the housing and a rotatable relative to this rotor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Funktionalität eines Betätigungssystems für eine Kupplung, mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor, der einen Elektromotor umfasst, der eine Elektromotorwelle antreibt, auf einfache Art und Weise zu erhöhen. The object of the invention is to increase the functionality of an actuating system for a clutch, with a hydrostatic clutch actuator comprising an electric motor which drives an electric motor shaft in a simple manner.

Die Aufgabe ist bei einem Betätigungssystem für eine Kupplung, mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor, der einen Elektromotor umfasst, der eine Elektromotorwelle antreibt, dadurch gelöst, dass die Elektromotorwelle des hydrostatischen Kupplungsaktors mechanisch mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist, die hydraulisch mit einem hydraulischen Zwischenspeicher verbunden ist. Die Hydraulikpumpe dient zur Darstellung eines Erweiterungspakets oder Add-ons für das Betätigungssystem. Daher kann die Hydraulikpumpe auch als Add-on-Pumpe bezeichnet werden. The object is achieved in an actuating system for a clutch with a hydrostatic clutch actuator comprising an electric motor which drives an electric motor shaft, in that the electric motor shaft of the hydrostatic clutch actuator is mechanically coupled to a hydraulic pump which is hydraulically connected to a hydraulic buffer. The hydraulic pump is used to represent an expansion package or add-on for the actuation system. Therefore, the hydraulic pump may also be referred to as an add-on pump.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe zwei Stromrichtungen aufweist und über Rückschlagventile so mit dem hydraulischen Zwischenspeicher verschaltet ist, dass der hydraulische Zwischenspeicher durch die Hydraulikpumpe aufgeladen werden kann. Mit Hilfe der in dem hydraulischen Zwischenspeicher gespeicherten hydraulischen Energie kann zum Beispiel in einem sogenannten Start-Stop-Betrieb eine unerwünschte Startverzögerung reduziert werden. Darüber hinaus kann mit Hilfe der Add-on-Pumpe auf einfache Art und Weise ein Boosten bei einem zusätzlich benötigten Druck/Volumenstrom dargestellt werden. Des Weiteren ermöglicht die Add-on-Pumpe einen Fail-Safe-Betrieb bei einem unerwünschten Ausfall des hydrostatischen Kupplungsaktors. A preferred embodiment of the actuating system is characterized in that the hydraulic pump has two flow directions and is connected via check valves so with the hydraulic buffer, that the hydraulic buffer can be charged by the hydraulic pump. With the help of the hydraulic energy stored in the hydraulic buffer, for example, in a so-called start-stop operation, an undesirable starting delay can be reduced. In addition, with the help of the add-on pump in a simple way a boost at an additional required pressure / flow rate can be displayed. Furthermore, the add-on pump allows fail-safe operation in the event of undesirable failure of the hydrostatic clutch actuator.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe an die Elektromotorwelle des hydrostatischen Kupplungsaktors angeflanscht ist. Dadurch werden/wird die Herstellung und/oder die Montage der Add-on-Pumpe vereinfacht. A further preferred embodiment of the actuation system is characterized in that the hydraulic pump is flanged to the electric motor shaft of the hydrostatic clutch actuator. This simplifies the manufacture and / or assembly of the add-on pump.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung mit einem vorab beschriebenen Betätigungssystem. The invention further relates to a method for operating a clutch with an actuating system described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:

1 eine vereinfachte Darstellung eines Betätigungssystems für eine Kupplung, mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor, der einen Elektromotor umfasst, der eine Elektromotorwelle antreibt, wobei die Elektromotorwelle des hydrostatischen Kupplungsaktors mechanisch mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist, die hydraulisch mit einem Zwischenspeicher verbunden ist, und 1 a simplified representation of an actuation system for a clutch with a hydrostatic clutch actuator comprising an electric motor which drives an electric motor shaft, wherein the electric motor shaft of the hydrostatic clutch actuator is mechanically coupled to a hydraulic pump which is hydraulically connected to a buffer, and

2 ein kartesisches Koordinatendiagramm, in welchem zwei Druckverläufe über der Zeit dargestellt sind. 2 a Cartesian coordinate diagram showing two pressure curves over time.

1 zeigt ein Betätigungssystem mit einer Kupplung 3, die nur symbolisch durch das Bezugszeichen 3 dargestellt ist. Die Betätigung der Kupplung erfolgt hydraulisch beziehungsweise hydrostatisch über einen Aktuator 4. Der Aktuator 4 ist mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor 5 kombiniert. Der hydrostatische Kupplungsaktor 5 umfasst einen elektromotorischen Antrieb 6 mit einem Elektromotor 7. 1 shows an actuating system with a clutch 3 which are only symbolically indicated by the reference numeral 3 is shown. The actuation of the clutch takes place hydraulically or hydrostatically via an actuator 4 , The actuator 4 is with a hydrostatic clutch actuator 5 combined. The hydrostatic clutch actuator 5 includes an electric motor drive 6 with an electric motor 7 ,

Der Elektromotor 7 treibt zum Beispiel eine Spindel an, die durch den Elektromotor 7 in Drehung versetzt wird. Diese Drehbewegung der Spindel wird über eine Reduziereinrichtung und/oder eine Getriebeeinrichtung 8 in eine translatorische Bewegung eines Kolbens 10 umgewandelt. The electric motor 7 drives, for example, a spindle, which by the electric motor 7 is set in rotation. This rotational movement of the spindle is via a reducing device and / or a transmission device 8th in a translatory movement of a piston 10 transformed.

Der Kolben 10 ist in einem Zylinder 11 hin und her bewegbar aufgenommen. Dem Zylinder 11 ist ein Reservoir 12 für Hydraulikmedium zugeordnet. Bei dem Zylinder 11 handelt es sich zum Beispiel um einen Geberzylinder, der über eine hydrostatische Strecke mit einem Nehmerzylinder verbunden ist. In dem Nehmerzylinder wiederum ist ein Nehmerkolben angeordnet, der über ein Betätigungslager eine Anpressplatte der Kupplung 3 betätigt. The piston 10 is in a cylinder 11 moved back and forth. The cylinder 11 is a reservoir 12 assigned for hydraulic medium. At the cylinder 11 For example, it is a master cylinder that has a hydrostatic link is connected to a slave cylinder. In the slave cylinder, in turn, a slave piston is arranged, which via an actuating bearing a pressure plate of the clutch 3 actuated.

Dem elektromotorischen Antrieb ist eine lokale Steuer- und/oder Kontrolleinheit 9 zugeordnet, die insbesondere dazu dient, die Funktion des Elektromotors 7 zu überwachen. Bei einer Fehlfunktion des Elektromotors 7 gibt die lokale Steuer- und/oder Kontrolleinheit 9 ein entsprechendes Fehlersignal ab. The electric motor drive is a local control and / or control unit 9 assigned, which serves in particular to the function of the electric motor 7 to monitor. In case of malfunction of the electric motor 7 gives the local control unit 9 a corresponding error signal.

Das in 1 dargestellte Betätigungssystem ist durch ein Add-on 15 mit einer Hydraulikpumpe 20 erweitert. Die Hydraulikpumpe 20 ist an die Elektromotorwelle 22 des Elektromotors 7 angeflanscht. Durch einen Doppelpfeil 24 ist angedeutet, dass die Hydraulikpumpe 20 durch den Elektromotor 7 in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben werden kann. This in 1 shown actuating system is by an add-on 15 with a hydraulic pump 20 extended. The hydraulic pump 20 is to the electric motor shaft 22 of the electric motor 7 flanged. By a double arrow 24 is indicated that the hydraulic pump 20 through the electric motor 7 can be driven in opposite directions of rotation.

Die Hydraulikpumpe 20 ist zum Beispiel als Zahnradpumpe, Radialkolbenpumpe oder Flügelzellenpumpe mit zwei Stromrichtungen ausgeführt. Einem Eingang beziehungsweise Ausgang 30 der Hydraulikpumpe 20 sind zwei Rückschlagventile 31, 32 zugeordnet. Das Rückschlagventil 31 schließt von der Hydraulikpumpe 20 weg. Das Rückschlagventil 32 schließt zu der Hydraulikpumpe 20 hin. The hydraulic pump 20 is designed for example as a gear pump, radial piston pump or vane pump with two flow directions. An entrance or exit 30 the hydraulic pump 20 are two check valves 31 . 32 assigned. The check valve 31 closes by the hydraulic pump 20 path. The check valve 32 closes to the hydraulic pump 20 out.

Von dem Rückschlagventil 31 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 33 zu einem Reservoir 35 für Hydraulikmedium. Von dem Rückschlagventil 32 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 34 zu einem Rückschlagventil 38. Das Rückschlagventil 38 schließt von einer Hydraulikleitung 39 weg. Die Hydraulikleitung 39 steht über weitere Hydraulikleitungen mit einem hydraulischen Zwischenspeicher 40 in Verbindung, der auch als Akkumulator bezeichnet wird. From the check valve 31 extends a hydraulic line 33 to a reservoir 35 for hydraulic medium. From the check valve 32 extends a hydraulic line 34 to a check valve 38 , The check valve 38 closes by a hydraulic line 39 path. The hydraulic line 39 stands over other hydraulic lines with a hydraulic buffer 40 in conjunction, which is also referred to as an accumulator.

Von dem hydraulischen Zwischenspeicher 40 erstreckt sich eine Boostleitung 41 zu dem Zylinder 11 des Aktuators 4. In der Boostleitung 41 sind eine Ventileinrichtung 43 und ein Rückschlagventil 44 angeordnet. Das Rückschlagventil 44 schließt zu der Ventileinrichtung 43 hin. From the hydraulic buffer 40 extends a boost line 41 to the cylinder 11 of the actuator 4 , In the boost line 41 are a valve device 43 and a check valve 44 arranged. The check valve 44 closes to the valve device 43 out.

Die Ventileinrichtung 43 ist als elektromagnetisch betätigtes 2/2-Wegeventil mit einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung ausgeführt. Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist die Ventileinrichtung 43 in ihre in 1 dargestellte Schließstellung vorgespannt. Die Hydraulikleitung 39 beziehungsweise der hydraulische Zwischenspeicher 40 ist unter Zwischenschaltung einer Ventileinrichtung 45 mit einem Reservoir 46 für Hydraulikmedium verbunden. Bei der Ventileinrichtung 45 handelt es sich um ein Sicherheitsventil oder Überdruckventil. The valve device 43 is designed as an electromagnetically actuated 2/2-way valve with a closed position and an open position. By a symbolically indicated spring is the valve device 43 in her in 1 biased shown closed position. The hydraulic line 39 or the hydraulic buffer 40 is with the interposition of a valve device 45 with a reservoir 46 connected for hydraulic medium. At the valve device 45 it is a safety valve or pressure relief valve.

Einem Ausgang beziehungsweise Eingang 50 der Hydraulikpumpe 20 sind zwei Rückschlagventile 51, 52 zugeordnet. Das Rückschlagventil 51 schließt von der Hydraulikpumpe 20 weg. Das Rückschlagventil 52 schließt zur Hydraulikpumpe 20 hin. Von dem Rückschlagventil 51 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 53 zu dem Reservoir 35. Von dem Rückschlagventil 52 erstreckt sich eine Hydraulikleitung 54 zu einem Rückschlagventil 58. Das Rückschlagventil 58 schließt, wie das Rückschlagventil 34 von der Hydraulikleitung 39 weg. An exit or entrance 50 the hydraulic pump 20 are two check valves 51 . 52 assigned. The check valve 51 closes by the hydraulic pump 20 path. The check valve 52 closes to the hydraulic pump 20 out. From the check valve 51 extends a hydraulic line 53 to the reservoir 35 , From the check valve 52 extends a hydraulic line 54 to a check valve 58 , The check valve 58 closes, like the check valve 34 from the hydraulic line 39 path.

Wenn die Hydraulikpumpe 20 über die Elektromotorwelle 22 durch den Elektromotor 7 angetrieben wird, dann wird in Abhängigkeit von der Drehrichtung Hydraulikmedium entweder über die Rückschlagventile 32 und 34 oder über die Rückschlagventile 53 und 58 in den hydraulischen Zwischenspeicher 40 gefördert. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 43 kann die in dem hydraulischen Zwischenspeicher 40 gespeicherte hydraulische Energie bedarfsabhängig über das Rückschlagventil 44 dem Zylinder 11 zugeführt werden. Die Ventileinrichtung 43 kann über die lokale Steuer- und/oder Kontrolleinheit 9 angesteuert werden. When the hydraulic pump 20 over the electric motor shaft 22 through the electric motor 7 is driven, then depending on the direction of rotation hydraulic medium either via the check valves 32 and 34 or over the check valves 53 and 58 in the hydraulic buffer 40 promoted. By opening the valve device 43 can the in the hydraulic buffer 40 stored hydraulic energy depending on demand via the check valve 44 the cylinder 11 be supplied. The valve device 43 can via the local control unit 9 be controlled.

In 2 ist ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einer x-Achse 61 und einer y-Achse 62 dargestellt. Auf der x-Achse 61 ist eine Zeit t in Sekunden aufgetragen. Auf der y-Achse 62 ist ein Druck p in Megapascal aufgetragen. Eine Kurve 65 zeigt den Druckverlauf eines herkömmlichen Betätigungssystems. Eine gestrichelte Kurve 66 zeigt den Druckverlauf des in 1 dargestellten Betätigungssystems. Durch einen Doppelpfeil 68 ist ein Zeitintervall Δt angedeutet. Mit dem Betätigungssystem in 1 kann eine Zeitdauer, die benötigt wird, um einen gewünschten Zieldruck zu erreichen, um Δt reduziert werden. In 2 is a Cartesian coordinate plot with an x-axis 61 and a y-axis 62 shown. On the x-axis 61 a time t is plotted in seconds. On the y-axis 62 a pressure p is plotted in megapascals. A curve 65 shows the pressure curve of a conventional actuation system. A dashed curve 66 shows the pressure curve of the in 1 illustrated actuating system. By a double arrow 68 is a time interval .DELTA.t indicated. With the actuation system in 1 For example, a period of time required to reach a desired target pressure may be reduced by Δt.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

33
Kupplung clutch
44
Aktuator actuator
55
Kupplungsaktor clutch actuator
66
elektromotorischer Antrieb electric motor drive
77
Elektromotor electric motor
88th
Reduziereinrichtung reducer
99
lokale Steuer- und/oder Kontrolleinheit local control and / or control unit
1010
Kolben piston
1111
Zylinder cylinder
1212
Reservoir reservoir
1515
Add-on Add-on
2020
Hydraulikpumpe hydraulic pump
2222
Elektromotorwelle Electric motor shaft
2424
Doppelpfeil double arrow
3030
Eingang beziehungsweise Ausgang Input or output
3131
Rückschlagventil check valve
3232
Rückschlagventil check valve
3333
Hydraulikleitung hydraulic line
34 34
Hydraulikleitung hydraulic line
3535
Reservoir reservoir
3838
Rückschlagventil  check valve
3939
Hydraulikleitung hydraulic line
4040
Akkumulator accumulator
4141
Boostleitungboost line
4343
Ventileinrichtung valve means
4444
Rückschlagventil check valve
4545
Ventileinrichtung valve means
4646
Reservoir reservoir
5050
Ausgang beziehungsweise Eingang Output or input
5151
Rückschlagventil check valve
5252
Rückschlagventil check valve
5353
Hydraulikleitung hydraulic line
5454
Hydraulikleitung hydraulic line
5858
Rückschlagventil check valve
6161
x-Achse X axis
6262
y-Achse y-axis
6565
Verlauf course
6666
Verlauf course
6868
Doppelpfeil double arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006014756 A1 [0002] DE 102006014756 A1 [0002]
  • DE 102010047801 A1 [0002] DE 102010047801 A1 [0002]

Claims (4)

Betätigungssystem für eine Kupplung (3), mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor (5), der einen Elektromotor (7) umfasst, der eine Elektromotorwelle (22) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorwelle (22) des hydrostatischen Kupplungsaktors (5) mechanisch mit einer Hydraulikpumpe (20) gekoppelt ist, die hydraulisch mit einem hydraulischen Zwischenspeicher (40) verbunden ist. Actuation system for a clutch ( 3 ), with a hydrostatic clutch actuator ( 5 ), which has an electric motor ( 7 ) comprising an electric motor shaft ( 22 ), characterized in that the electric motor shaft ( 22 ) of the hydrostatic clutch actuator ( 5 ) mechanically with a hydraulic pump ( 20 ) which is hydraulically connected to a hydraulic buffer ( 40 ) connected is. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (20) zwei Stromrichtungen aufweist und über Rückschlagventile (31, 32; 51, 52, 34, 58) so mit dem hydraulischen Zwischenspeicher (40) verschaltet ist, dass der hydraulische Zwischenspeicher (40) durch die Hydraulikpumpe (20) aufgeladen werden kann. Actuating system according to claim 1, characterized in that the hydraulic pump ( 20 ) has two directions of flow and via check valves ( 31 . 32 ; 51 . 52 . 34 . 58 ) so with the hydraulic buffer ( 40 ) is connected, that the hydraulic buffer ( 40 ) by the hydraulic pump ( 20 ) can be charged. Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (20) an die Elektromotorwelle (22) des hydrostatischen Kupplungsaktors (5) angeflanscht ist. Actuating system according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic pump ( 20 ) to the electric motor shaft ( 22 ) of the hydrostatic clutch actuator ( 5 ) is flanged. Verfahren zum Betreiben einer Kupplung (3) mit einem Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Method for operating a clutch ( 3 ) with an actuating system according to one of the preceding claims.
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