DE102016115300B4 - Actuator arrangement for actuating an actuating unit in a motor vehicle and coupling arrangement with such an actuator arrangement - Google Patents
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Abstract
Aktuatoranordnung zum Betätigen einer Stelleinheit (36) in einem Kraftfahrzeug, umfassend:eine hydraulische Betätigungseinheit (3) zum Einwirken auf die Stelleinheit (36);eine Kolbenpumpe (7) mit einem Kolben (8), der in einem Gehäuse (9) beweglich einsitzt, wobei durch oszillierende Bewegung des Kolbens (8) hydraulischer Druck zum Beaufschlagen der hydraulischen Betätigungseinheit (3) aufgebaut wird;einen elektrisch steuerbaren Elektromagneten (11) mit einem axial beweglichen Anker (12), wobei der Elektromagnet (11) ausgestaltet ist, um einen Stromimpuls in eine axiale Bewegung des Ankers (12) umzuwandeln,wobei der Anker (12) des Elektromagneten (11) fest mit dem Kolben (8) der Kolbenpumpe (7) verbunden ist, undwobei der Kolben (8) durch Bestromen des Elektromagneten (11) mit zumindest drei Spannungen (V1, V2, V3) in zumindest drei Positionen überführbar ist, derart, dass bei Anliegen einer ersten Spannung (V1) am Elektromagneten (11) der Kolben (8) eine erste Position (S1) einnimmt, bei Anliegen einer zweiten Spannung (V2) am Elektromagneten (11) der Kolben (8) eine zweite Position (S2) einnimmt, und bei Anliegen einer dritten Spannung (V3) am Elektromagneten (11) der Kolben (8) eine dritte Position (S3) einnimmt.An actuator assembly for actuating an actuator (36) in a motor vehicle, comprising: a hydraulic actuator (3) for acting on the actuator (36), a piston pump (7) having a piston (8) movably seated in a housing (9) in which hydraulic pressure is built up by oscillating movement of the piston (8) to pressurize the hydraulic actuating unit (3); an electrically controllable electromagnet (11) with an axially movable armature (12), the electromagnet (11) being designed around a To convert the current pulse into an axial movement of the armature (12), the armature (12) of the electromagnet (11) being fixedly connected to the piston (8) of the piston pump (7), and the piston (8) being energized by energizing the electromagnet (11 ) with at least three voltages (V1, V2, V3) can be converted into at least three positions, such that when a first voltage (V1) is applied to the electromagnet (11), the piston (8) assumes a first position (S1) When a second voltage (V2) is applied to the electromagnet (11), the piston (8) assumes a second position (S2) and a third position is applied when a third voltage (V3) is applied to the electromagnet (11) of the pistons (8) (S3) occupies.
Description
Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung mit zum Betätigen einer Stelleinheit in einem Kraftfahrzeug sowie eine Kupplungsanordnung mit einer solchen Aktuatoranordnung.The invention relates to an actuator arrangement with for actuating an actuating unit in a motor vehicle and a coupling arrangement with such an actuator arrangement.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktuator zum Betätigen einer Stelleinheit in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Fahrzeugantriebsstrang, vorzuschlagen, der einfach und kompakt aufgebaut ist und eine einfache und genaue Steuerung ermöglicht. Ferner soll eine Kupplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Aktuator vorgeschlagen werden.The present invention has for its object to provide an actuator for actuating an actuating unit in a motor vehicle, in particular in a vehicle drive train, which is simple and compact and allows a simple and accurate control. Furthermore, a clutch arrangement for the drive train of a motor vehicle with such an actuator to be proposed.
Eine Lösung besteht in einem Aktuator zum Betätigen einer Stelleinheit in einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1.A solution consists in an actuator for actuating an actuating unit in a motor vehicle according to
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Aktuators besteht darin, dass dieser einfach und kompakt aufgebaut ist. Es sind lediglich ein Elektromagnet und eine Kolbenpumpe erforderlich, um eine hydraulische Betätigungskraft zu erzeugen. Der Elektromagnet ist durch entsprechende Steuerung des Eingangsstroms einfach steuerbar. Es sind somit keine weiteren Aggregate, wie beispielsweise ein verhältnismäßig teurer Elektromotor, oder mechanische Übertragungsglieder erforderlich, so dass der vorliegende Aktuator einfach aufgebaut ist und einen geringen Platzbedarf hat. Der Aktuator kann räumlich nah der Stelleinheit angeordnet werden, was sich ebenfalls günstig auf das Packaging und das Gewicht auswirkt. Die hydraulische Betätigungseinheit kann beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit umfassen, mit einer Hydraulikkammer und einem in der Hydraulikkammer verschiebbar einsitzendem Stellkolben, der auf die Stelleinheit des Kraftfahrzeugs einwirkt.An advantage of the actuator according to the invention is that it is simple and compact. Only one solenoid and one piston pump are required to produce a hydraulic actuating force. The solenoid is easily controlled by appropriate control of the input current. There are thus no further units, such as a relatively expensive electric motor, or mechanical transmission elements required, so that the present actuator is simple and has a small footprint. The actuator can be arranged spatially close to the actuator, which also has a favorable effect on the packaging and the weight. The hydraulic actuating unit may comprise, for example, a piston-cylinder unit, with a hydraulic chamber and a displaceable in the hydraulic chamber einitzendem actuating piston which acts on the actuating unit of the motor vehicle.
Erfindungsgemäß sind der Anker des Elektromagneten und der Kolben der Kolbenpumpe starr miteinander verbunden, und insbesondere einteilig gestaltet. Der Elektromagnet hat zusätzlich zum Anker ein oder mehrere Spulen, welche bei Anlegen eines elektrischen Stroms ein magnetisches Feld erzeugen, das auf den Anker einwirkt, um diesen zu bewegen. Bei Bewegen des Ankers wird gleichzeitig der damit verbundene Pumpenkolben mit bewegt.According to the armature of the electromagnet and the piston of the piston pump are rigidly connected together, and in particular designed in one piece. The electromagnet has, in addition to the armature, one or more coils which, upon application of an electric current, generate a magnetic field which acts on the armature to drive it move. When moving the armature of the associated pump piston is moved at the same time.
Zur Steuerung des Elektromagneten ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, wobei der Elektromagnet von der Steuereinheit insbesondere durch Pulsweitenmodulation einer elektrischen Spannung gesteuert wird. Unter Pulsweitenmodulation (PWM) wird eine Modulationsart verstanden, bei der eine technische Größe, beispielsweise eine elektrische Spannung, zwischen zwei Werten wechselt. Insbesondere kann bei konstanter Frequenz der Tastgrad eines Rechteckpulses moduliert werden, das heißt die Breite der einzelnen Impulse.For controlling the electromagnet, an electronic control unit is provided, wherein the electromagnet is controlled by the control unit in particular by pulse width modulation of an electrical voltage. Pulse width modulation (PWM) is understood as a type of modulation in which a technical variable, for example an electrical voltage, changes between two values. In particular, at constant frequency, the duty cycle of a rectangular pulse can be modulated, that is to say the width of the individual pulses.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kolben durch entsprechendes Bestromen des Elektromagneten mit zumindest drei Spannungen in zumindest drei Positionen überführbar ist, derart, dass bei Anliegen einer ersten Spannung am Elektromagneten der Kolben eine erste Position einnimmt, bei Anliegen einer zweiten Spannung am Elektromagneten der Kolben eine zweite Position einnimmt, und bei Anliegen einer dritten Spannung am Elektromagneten der Kolben eine dritte Position einnimmt. Durch diese Ausgestaltung werden durch entsprechende Steuerung des Elektromagneten auf einfache Weise zwei Funktionen realisiert, nämlich Fördern der Hydraulikflüssigkeit zum Beaufschlagen der Betätigungseinheit einerseits sowie Abschalten beziehungsweise Drucklosschalten des Systems andererseits.According to the invention, it is provided that the piston can be converted into at least three positions by energizing the electromagnet with at least three voltages such that, when a first voltage is applied to the electromagnet, the piston assumes a first position, when a second voltage is applied to the electromagnet, the piston becomes one assumes second position, and upon application of a third voltage to the electromagnet, the piston assumes a third position. By this configuration, two functions are realized in a simple manner by appropriate control of the electromagnet, namely conveying the hydraulic fluid for applying the actuating unit on the one hand and switching off or Drucklosschalten the system on the other.
Die Zuordnung der Kolbenpositionen zu den Spannungen kann entsprechend den Anforderungen gestaltet werden. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der steuerbare Elektromagnet und die Kolbenpumpe derart zusammenwirken, dass bei Pulsieren des Stroms zwischen zwei von den drei Spannungen von der Kolbenpumpe hydraulischer Druck zum Beaufschlagen der hydraulischen Betätigungseinheit aufgebaut wird, und bei Anliegen einer dritten von den drei Spannungen die Kolbenpumpe drucklos geschaltet wird. Die Zuordnung der Spannungen des Elektromagneten zu den Positionen des Kolbens ist beliebig und kann gemäß den Anforderungen an die Aktuatoranordnung individuell gestaltet werden. In einer beispielhaften Ausgestaltung können die erste und dritte Spannung den Endpositionen des Kolbens entsprechen und die zweite Spannung einer dazwischen liegenden Position des Kolbens. Je nach Anordnung der Hydraulikleitung, welche den Kolbenraum mit der hydraulischen Betätigungseinheit verbindet, kann die Kolbenpumpe durch pulsierendes Bestromen des Elektromagneten zwischen der ersten und zweiten Spannung (oder zwischen der zweiten und dritten Spannung), entsprechend einer oszillierende Bewegung des Kolbens zwischen einer Endposition und der Zwischenposition (oder der Zwischenposition und der anderen Endposition) betätigt werden, während Anliegen der dritten Spannung (oder ersten Spannung) zum Drucklosschalten führen würde.The assignment of the piston positions to the voltages can be designed according to the requirements. It is particularly contemplated that the controllable solenoid and the piston pump cooperate such that upon pulsation of the current between two of the three voltages from the piston pump, hydraulic pressure is developed to pressurize the hydraulic actuator, and upon application of a third of the three voltages, the piston pump is depressurized. The assignment of the voltages of the electromagnet to the positions of the piston is arbitrary and can be designed individually according to the requirements of the actuator assembly. In an exemplary embodiment, the first and third voltages may correspond to the end positions of the piston and the second voltage to an intermediate position of the piston. Depending on the arrangement of the hydraulic line which connects the piston chamber with the hydraulic actuator, the piston pump by pulsating energizing the electromagnet between the first and second voltage (or between the second and third voltage), corresponding to an oscillating movement of the piston between an end position and the Intermediate position (or the intermediate position and the other end position) are actuated, while concerns the third voltage (or first voltage) would lead to de-pressure switching.
Nach einer ersten Ausführungsform kann der Elektromagnet in Form eines mono-stabilen Elektromagneten gestaltet sein, derart, dass der Anker bei Bestromen des Elektromagneten in eine erste Position beaufschlagt wird. In stromlosem Zustand des Elektromagneten kann der Anker von einer Feder in die entgegengesetzte zweite Position verschoben werden. Mit anderen Worten wirken die Feder und der Elektromagnet mit in entgegengesetzten Richtung wirkenden Kräften auf den Kolben ein. Ein Bestromen des Elektromagneten bewegt den Kolben in eine erste Richtung, wohingegen der Kolben von der Feder in stromlosem Zustand des Elektromagneten in die entgegengesetzte Richtung beaufschlagt wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine einzelne Stromversorgung erforderlich, welche beispielsweise eine pulsweitenmodulierte Gleichstromquelle, oder auch eine pulsweitenmodulierte Wechselstromquelle, die mit einem Dauermagneten kombiniert werden kann.According to a first embodiment, the electromagnet can be designed in the form of a monostable electromagnet, such that the armature is acted upon when the electromagnet is energized in a first position. In de-energized state of the electromagnet, the armature can be moved by a spring in the opposite second position. In other words, the spring and the solenoid act on the piston with forces acting in opposite directions. Energizing the electromagnet moves the piston in a first direction, whereas the piston is urged in the opposite direction by the spring when the electromagnet is de-energized. In this embodiment, a single power supply is required, which may be, for example, a pulse width modulated DC power source, or else a pulse width modulated AC power source that may be combined with a permanent magnet.
Bei einer Ausführungsform des Aktuators mit einer Feder kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Kolben von der Feder fluidisch in Richtung der hydraulischen Betätigungseinheit beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird der hydraulischer Druck auf die hydraulische Betätigungseinheit, beziehungsweise die Kraft für die Hubbewegung, von der Feder aufgebaut. Demgegenüber wird die Kraft für die Rückhubbewegung von dem Elektromagneten erzeugt, welcher der Feder entgegenwirkt.In one embodiment of the actuator with a spring can be provided in particular that the piston is acted upon by the spring fluidly in the direction of the hydraulic actuator unit. In this way, the hydraulic pressure on the hydraulic actuator, or the force for the lifting movement, built by the spring. In contrast, the force for the return stroke is generated by the electromagnet, which counteracts the spring.
Nach einer zweiten Ausführungsform kann der steuerbare Elektromagnet in Form eines bi-stabilen Elektromagneten gestaltet sein, derart, dass der Anker durch entsprechende Steuerung des Elektromagneten zwei stabile Positionen einnehmen kann. Dies kann insbesondere dadurch bewerkstelligt werden, dass ein erster Magnet vorgesehen ist, welcher den Anker in eine erste Richtung beaufschlagt, sowie ein zweiter Magnet, der den Anker in die entgegengesetzte zweite Richtung beaufschlagt. Zumindest einer der beiden Magneten ist in Form eines elektrisch steuerbaren Elektromagneten gestaltet, der bei Bestromen ein magnetisches Feld aufbaut. Der andere Magnet kann ebenfalls in Form eines elektrisch steuerbaren Elektromagneten gestaltet sein. In diesem Fall wären zur Steuerung zwei Stromversorgungen erforderlich, insbesondere eine pulsweitenmodulierte Gleichstromquelle. Alternativ kann der zweite Manget auch als Dauermagnet gestaltet sein. In diesem Fall genügt eine Stromversorgung, wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben.According to a second embodiment, the controllable electromagnet can be designed in the form of a bi-stable electromagnet, such that the armature can adopt two stable positions by appropriate control of the electromagnet. This can be achieved, in particular, by providing a first magnet, which acts on the armature in a first direction, and a second magnet, which acts on the armature in the opposite, second direction. At least one of the two magnets is designed in the form of an electrically controllable electromagnet, which builds up a magnetic field when energized. The other magnet may also be designed in the form of an electrically controllable electromagnet. In this case, two power supplies would be required for control, in particular a pulse width modulated DC power source. Alternatively, the second Manget can also be designed as a permanent magnet. In this case, a power supply is sufficient as described in connection with the first embodiment.
Die elektronische Steuereinheit ist insbesondere ausgestaltet, um die Amplitude und die Frequenz des Elektromagneten zu steuern. Die Amplitude und die Frequenz des Elektromagneten bzw. des Ankers bestimmen den Volumenstrom der mit dem Anker verbundenen Kolbenpumpe. Das heißt, eine elektrische Steuerung der Amplitude und der Frequenz des Ankers bewirken eine entsprechende Steuerung des Pumpenvolumenstroms der Kolbenpumpe.The electronic control unit is in particular designed to control the amplitude and the To control frequency of the electromagnet. The amplitude and the frequency of the electromagnet or of the armature determine the volume flow of the piston pump connected to the armature. That is, an electrical control of the amplitude and the frequency of the armature cause a corresponding control of the pump flow rate of the piston pump.
Ferner ist die elektronische Steuereinheit insbesondere ausgestaltet, um den elektrischen Strom für den Elektromagneten zu steuern. Dabei bestimmt die Höhe des elektrischen Stroms des Elektromagneten die Kraft, welche auf den Anker einwirkt, so dass durch Steuerung des elektrischen Stroms der Pumpendruck der Kolbenpumpe gesteuert wird.Furthermore, the electronic control unit is in particular designed to control the electric current for the electromagnet. In this case, the magnitude of the electric current of the electromagnet determines the force which acts on the armature, so that the pump pressure of the piston pump is controlled by controlling the electric current.
Die Kolbenpumpe weist eine von dem Kolben räumlich begrenzte Pumpenkammer auf, die über eine erste Leitung mit einem Reservoir und über eine zweite Leitung mit der hydraulischen Betätigungseinheit hydraulisch verbunden ist, wobei in zumindest einer von der ersten und zweiten Leitung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Das heißt, es kann ein Rückschlagventil zwischen Reservoir und Pumpenkammer und/oder zwischen Pumpenkammer und hydraulischer Betätigungseinheit vorgesehen sein.The piston pump has a pump chamber which is spatially limited by the piston and which is hydraulically connected to a reservoir via a first line and to the hydraulic actuating unit via a second line, wherein a check valve is arranged in at least one of the first and second lines. That is, there may be provided a check valve between the reservoir and the pump chamber and / or between the pump chamber and the hydraulic actuator.
Anstelle eines Rückschlagventils an der Einlassseite, das heißt in der ersten Leitung, kann auch eine Einlasssteuerung am Einlass der Kolbenpumpe vorgesehen sein, insbesondere in die Kolbenpumpe integriert sein. Eine solche Einlasssteuerung kann einen Zuführkanal umfassen, der in eine Ringnut in der Kolbenkammer mündet. Die Ringnut wir in einer ersten Position des Kolbens axial überdeckt, so dass kein Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer in das Reservoir zurückströmen kann. In einer zweiten Position des Kolbens wird die Ringnut beziehungsweise die Mündung des Zuführkanals freigegeben, so dass Hydraulikfluid aus dem Reservoir in die Hydraulikkammer angesaugt werden kann.Instead of a check valve on the inlet side, that is to say in the first line, an inlet control can also be provided at the inlet of the piston pump, in particular integrated into the piston pump. Such an inlet control may comprise a feed channel which opens into an annular groove in the piston chamber. The annular groove is axially covered in a first position of the piston, so that no hydraulic fluid from the hydraulic chamber can flow back into the reservoir. In a second position of the piston, the annular groove or the mouth of the feed channel is released, so that hydraulic fluid can be sucked from the reservoir into the hydraulic chamber.
Nach einer Ausführungsform kann in einem Verbindungskanal zwischen der Kolbenpumpe und der Hydraulikkammer der Betätigungseinheit zumindest ein Steuerventil vorgesehen sein. Das Steuerventil kann als Proportionalventil, das heißt als Stetigventil, oder als Mehrwegeventil ausgestaltet sein. Das Steuerventil regelt den hydraulischen Druck und damit den Stellweg des Stellkolbens; es kann auch als Stellventil bezeichnet werden. Weiter kann in dem Verbindungskanal zumindest ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein. Ein oder mehrere Rückschlagventile in den Verbindungskanälen verhindern einen ungewünschten Rückfluss der geförderten Hydraulikflüssigkeit. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, das mit der Kolbenpumpe hydraulisch verbunden ist. Zwischen dem Reservoir und der Pumpe ist vorzugsweise ein weiteres Rückschlagventil vorgesehen.According to one embodiment, at least one control valve may be provided in a connecting channel between the piston pump and the hydraulic chamber of the actuating unit. The control valve can be designed as a proportional valve, that is, as a continuous valve, or as a multi-way valve. The control valve regulates the hydraulic pressure and thus the travel of the actuating piston; It can also be called a control valve. Furthermore, at least one pressure limiting valve can be provided in the connecting channel. One or more check valves in the connection channels prevent unwanted reflux of the pumped hydraulic fluid. According to a preferred embodiment, a reservoir for the hydraulic fluid is provided, which is hydraulically connected to the piston pump. Between the reservoir and the pump, a further check valve is preferably provided.
Nach einer möglichen Konkretisierung kann zumindest ein Drucksensor zum Erfassen eines den hydraulischen Druck repräsentierenden Signals in der Hydraulikanordnung vorgesehen sein. Der ermittelte Druck kann als Eingangssignal zur Steuerung der Kolbenpumpe beziehungsweise des Elektromagneten verwendet werden, um die hydraulischen Betätigungseinheit in Abhängigkeit vom anliegenden Druck zu steuern. Die Verwendung eines Sensors ermöglicht eine besonders hohe Stellgenauigkeit, insbesondere mithilfe eines geschlossenen Regelkreises.After a possible concretization, at least one pressure sensor for detecting a signal representing the hydraulic pressure can be provided in the hydraulic system. The determined pressure can be used as an input signal for controlling the piston pump or the electromagnet, in order to control the hydraulic actuating unit in dependence on the applied pressure. The use of a sensor allows a particularly high positioning accuracy, in particular by means of a closed loop.
In einer einfachen Ausführungsform kann in dem Hydraulikkreis eine Drossel vorgesehen sein, welche insbesondere zwischen der hydraulischen Betätigungseinheit und dem Reservoir angeordnet sein kann. Ein Steuerventil ist bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich.In a simple embodiment, a throttle may be provided in the hydraulic circuit, which may in particular be arranged between the hydraulic actuating unit and the reservoir. A control valve is not required in this embodiment.
Nach einer möglichen Ausgestaltung kann eine Speicheranordnung mit einer Speicherkammer vorgesehen sein, wobei die Speicherkammer mit der zumindest einen Kolbenpumpe hydraulisch verbunden ist und von dieser mit Hydraulikflüssigkeit zur Erzeugung eines Vordrucks befüllbar ist. Die Speicheranordnung ist insbesondere für die Versorgung der hydraulischen Betätigungseinheit mit Hydraulikflüssigkeit bei Spitzenlasten nützlich, da hiermit ein über das Fördervolumen der Kolbenpumpe hinausgehender Bedarf abgedeckt werden kann. Die Speicheranordnung weist vorzugsweise Druckspeichermittel auf, die insbesondere in der Speicherkammer angeordnet sind. Die Druckspeichermittel können verschiedene Ausgestaltungen haben, und beispielsweise Federmittel oder einen Gasspeicher umfassen.According to a possible embodiment, a storage arrangement may be provided with a storage chamber, wherein the storage chamber is hydraulically connected to the at least one piston pump and can be filled by the latter with hydraulic fluid for generating a pre-pressure. The storage arrangement is particularly useful for supplying the hydraulic actuating unit with hydraulic fluid at peak loads, since this can be used to cover a demand exceeding the delivery volume of the piston pump. The storage arrangement preferably has pressure storage means, which are arranged in particular in the storage chamber. The pressure storage means may have various configurations, and include, for example, spring means or a gas reservoir.
Die Speicheranordnung umfasst vorzugsweise einen Druckkolben, der in der Speicherkammer beweglich einsitzt und der durch Fördern von Hydraulikflüssigkeit in die Speicherkammer zur Erzeugung eines Vordrucks vorspannbar ist. Vorzugsweise ist der Druckkolben von einer Feder beaufschlagt, die den Druckkolben gegen den Druck der Hydraulikflüssigkeit vorspannt. Alternativ hierzu kann auch eine Membran vorgesehen sein, die in der Speicherkammer einsitzt und eine Systemgrenze zwischen der Hydraulikflüssigkeit und einem Speichermedium bildet. Als Speichermedium eignet sich Gas, beispielsweise Stickstoff.The storage arrangement preferably comprises a pressure piston, which is movably seated in the storage chamber and which can be prestressed by conveying hydraulic fluid into the storage chamber in order to generate a pre-pressure. Preferably, the pressure piston is acted upon by a spring which biases the pressure piston against the pressure of the hydraulic fluid. Alternatively, a membrane may be provided which is seated in the storage chamber and forms a system boundary between the hydraulic fluid and a storage medium. The storage medium is gas, for example nitrogen.
Nach einer möglichen Weiterbildung weist die kraftbetätigte Stelleinheit ein Stellelement für ein Abschaltsystem oder für eine Getriebeschaltung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auf. Beispielsweise kann die Stelleinheit eine Kupplung zum Zuschalten beziehungsweise Trennen eines optional antreibbaren Antriebsstranges, eine Schaltkupplung zum Schalten einer Getriebeschaltung, oder eine Sperrkupplung zum Sperren der Ausgleichsbewegung eines Differentialgetriebes aufweisen. Alternativ hierzu kann die kraftbetätigte Stelleinheit auch Stellglieder einer aktiven Fahrwerkssteuerung, insbesondere von Federbeinen, oder einen Stabilisator umfassen.According to a possible development, the power-actuated actuating unit has an actuating element for a shut-off system or for a transmission circuit in the drive train of a motor vehicle. For example, the actuating unit can be a clutch for connecting or disconnecting an optional drivable drive train, a clutch for switching a transmission circuit, or a lock-up clutch for blocking the compensating movement of a differential gear. Alternatively, the power actuator may also include actuators an active suspension control, in particular spring struts, or a stabilizer.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine hydraulisch betätigbare Kupplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine Aktuatoranordnung, die nach zumindest einer der oben genannten Ausführungsformen gestaltet sein kann, sowie zumindest eine Reibungskupplung als Stelleinheit, die von der Aktuatoranordnung betätigbar ist, wobei die Reibungskupplung ein erstes Kupplungsteil, das mit einem ersten Antriebsteil des Antriebsstrangs verbindbar ist, ein zweites Kupplungsteil, das relativ zum ersten Kupplungsteil drehbar ist und mit einem zweiten Antriebsteil des Antriebsstrangs verbindbar ist, und eine Druckplatte zum antriebsmäßigen Verbinden des ersten und zweiten Kupplungsteils aufweist.The object is further achieved by a hydraulically actuable clutch arrangement for the drive train of a motor vehicle, comprising: an actuator assembly which may be designed according to at least one of the above embodiments, and at least one friction clutch as an actuating unit, which is actuated by the actuator assembly, wherein the friction clutch a first coupling part connectable to a first drive part of the drive train, a second coupling part rotatable relative to the first coupling part and connectable to a second drive part of the drive train, and a pressure plate for drivingly connecting the first and second coupling parts.
Mit der hydraulisch betätigbare Kupplungsanordnung werden dieselben Vorteile, das heißt einfacher und kompakter Aufbau bei einfacher Steuerbarkeit, erreicht wie mit der oben genannten Aktuatoranordnung. Insofern wird diesbezüglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen. Die Aktuatoranordnung kann jede der oben genannten Ausgestaltungen haben.With the hydraulically actuated clutch assembly the same advantages, ie simple and compact design with simple controllability, achieved as with the above-mentioned actuator assembly. In this respect, reference is made in this regard to the above description. The actuator assembly may have any of the above configurations.
Mittels der Aktuatoranordnung wird die Druckplatte der Reibungskupplung beaufschlagt, so dass die Reibungskupplung insbesondere im Schließsinn betätigt wird. Dabei bestimmt der hydraulische Druck den Grad der Drehmomentübertragung der Reibungskupplung zwischen einer Offenstellung, in der kein Drehmoment zwischen Kupplungseingangsteil und Kupplungsausgangsteil übertragen wird, und einer Schließstellung, in der das volle Drehmoment zwischen Kupplungseingangsteil und Kupplungsausgangsteil übertragen wird. Durch entsprechende Steuerung des Elektromagneten kann jede beliebige Zwischenstellung der Kupplung eingestellt werden, in der je nach Bedarf nur ein Teil des vollen Drehmoments übertragen wird.By means of the actuator arrangement, the pressure plate of the friction clutch is acted upon, so that the friction clutch is actuated in particular in the closing direction. In this case, the hydraulic pressure determines the degree of torque transmission of the friction clutch between an open position in which no torque between the clutch input part and the clutch output part is transmitted, and a closed position in which the full torque between the clutch input part and the clutch output part is transmitted. By appropriate control of the electromagnet, any intermediate position of the clutch can be adjusted, in which only part of the full torque is transmitted as needed.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung in einer ersten Ausführungsform; -
2 eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung in einer zweiten Ausführungsform; -
3 eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung in einer dritten Ausführungsform; -
4 einen Elektromagneten für eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung im Längsschnitt in einer Ausführungsform; -
5 einen Elektromagneten für eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung im Längsschnitt in einer weiteren Ausführungsform; -
6 einen Aktuator für eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung im Längsschnitt in einer Ausführungsform; -
7 eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung in einer weiteren Ausführungsform; -
8 ein Diagramm für einen möglichen Verlauf der Spannung und des Kolbenhubs über der Zeit; und -
9 eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung nachAnspruch 1.
-
1 an actuator assembly according to the invention in a first embodiment; -
2 an actuator assembly according to the invention in a second embodiment; -
3 an actuator assembly according to the invention in a third embodiment; -
4 an electromagnet for an actuator assembly according to the invention in longitudinal section in one embodiment; -
5 an electromagnet for an actuator assembly according to the invention in longitudinal section in a further embodiment; -
6 an actuator for an actuator assembly according to the invention in longitudinal section in one embodiment; -
7 an actuator assembly according to the invention in a further embodiment; -
8th a diagram for a possible course of the voltage and the piston stroke over time; and -
9 A coupling arrangement according to the invention with an actuator arrangement according to the invention according toclaim 1.
Die
Eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung
Der Stellkolben
Der Elektromagnet
Die Steuerung des Elektromagneten
Die Kolbenpumpe
Die Verbindung des Ankers
Die Pumpenkammer
Optional ist ein Drucksensor
Die Funktionsweise der Aktuatoranordnung
Nachstehend wird auf die Besonderheiten der verschiedenen Ausführungsformen eingegangen.Hereinafter, the specifics of the various embodiments will be discussed.
In der Ausführungsform gemäß
Bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß
Ein weiterer Unterschied zu den obigen Ausführungsformen besteht darin, dass bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß
Es ist in
Es ferner ersichtlich, dass der Elektromagnet
Der in
Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt die Federkraft in Richtung zur Pumpenkammer
Der in
Der Elektromagnet
Die
Eine Besonderheit der vorliegenden Ausführungsform ist, dass der Kolben
Es ist erkennbar, dass die Feder
In
Über die Zuführleitung
Es versteht sich, dass die gezeigte Kupplungsanordnung
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Aktuatoranordnungactuator
- 33
- Hydraulische BetätigungseinheitHydraulic actuator
- 44
- Hydraulikkammerhydraulic chamber
- 55
- Stellkolbenactuating piston
- 66
- Ringdichtungring seal
- 77
- Kolbenpumpepiston pump
- 88th
- Kolbenpiston
- 99
- Pumpengehäusepump housing
- 1010
- Federmittelspring means
- 1111
- Elektromagnetelectromagnet
- 1212
- Ankeranchor
- 1313
- SpuleKitchen sink
- 1414
- Reservoirreservoir
- 1515
- Verbindungskanalconnecting channel
- 1616
- Verbindungskanalconnecting channel
- 17, 17'17, 17 '
- Rückschlagventilcheck valve
- 1818
- Filterelementfilter element
- 2020
- RückflusskanalBackflow channel
- 2121
- Drucksensorpressure sensor
- 2222
- Speicheranordnungmemory array
- 2323
- Speicherkammerstorage chamber
- 2424
- Federmittelspring means
- 2525
- Druckkolbenpressure piston
- 2626
- Druckzylinderpressure cylinder
- 2727
- Drosselthrottle
- 2828
- Steuerventilcontrol valve
- 2929
- Einlasssteuerungintake control
- 3030
- Verbindungskanalconnecting channel
- 3131
- Ringnutring groove
- 3232
- Pumpenkammerpump chamber
- 3333
- Mündungmuzzle
- 3434
- RücklaufleitungReturn line
- 3535
- Kupplungsanordnungclutch assembly
- 3636
- Lamellenkupplungmulti-plate clutch
- 3737
- Gehäusecasing
- 3838
- TellerfederBelleville spring
- 3939
- Flanschflange
- 4040
- Kupplungsnabeclutch
- 4141
- Kupplungskorbclutch basket
- 4242
- Hohlwellehollow shaft
- 4343
- Innenlamelleninner disk
- 4444
- Außenlamellenouter disk
- 4545
- Flanschteilflange
- 4646
- Druckplatteprinting plate
- 4848
- TellerfederBelleville spring
- 4949
- Axiallagerthrust
- 5050
- Innenrauminner space
- 5151
- Gehäusebohrunghousing bore
- 5252
- Gehäusebohrung housing bore
- AA
- Drehachseaxis of rotation
- SS
- Hub / StellungStroke / position
- tt
- ZeitTime
- VV
- Spannungtension
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-
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