DE112019007773T5

DE112019007773T5 - clutch control

Info

Publication number: DE112019007773T5
Application number: DE112019007773.2T
Authority: DE
Inventors: Jimmy Engman; Eivind Vikebø
Original assignee: KA Group AG
Current assignee: KA Group AG
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2022-06-15
Also published as: WO2021064449A1; SE2250417A1

Abstract

Systeme und Verfahren zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs. Eine Stange ist gekoppelt mit und rotierbar mit einem Elektromotor in einer ersten Richtung, wenn der Motor betrieben wird, um die Kupplung aus einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand übergehen zu lassen. Eine Bremse ist mit der Stange gekoppelt. Einen Übergang der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand wird eingeleitet, und die Stange rotiert in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung in Reaktion auf die Einleitung des Übergangs. Die Bremse wird auf die Stange unter Verwendung der durch den Motor aus der Drehung der Stange in die zweite Richtung erzeugte Gegen-EMK-Spannung angewendet.Systems and methods for controlling a clutch of a vehicle. A rod is coupled to and rotatable with an electric motor in a first direction when the motor is operated to transition the clutch from an engaged state to a disengaged state. A brake is coupled to the rod. A transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state is initiated and the rod rotates in a second direction opposite the first direction in response to the initiation of the transition. The brake is applied to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction.

Description

TECHNISCHES FELDTECHNICAL FIELD

Aspekte dieser Erfindung betreffen allgemein elektronische Kupplungssteuerungen.Aspects of this invention relate generally to electronic clutch controls.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Ein zu schnelles Übergehen einer Fahrzeugkupplung aus einem ausgekuppelten Zustand in einen eingekuppelten Zustand kann zur Beschädigung des Fahrzeugs führen und die Fahrzeugsteuerung unmöglich machen.Transitioning a vehicle clutch from a disengaged state to an engaged state too quickly can damage the vehicle and make vehicle control impossible.

Die oben angegebene Zusammenfassung kann einen vereinfachten Überblick über einige Aspekte der Erfindung bieten, um ein Grundverständnis bestimmter Aspekte der hierin diskutierten Erfindung zu liefern. Die Zusammenfassung soll keine umfassende Übersicht der Erfindung geben, und es ist nicht beabsichtigt, kritische oder Schlüsselelemente zu identifizieren oder den Umfang der Erfindung zu umreißen. Der einige Zweck der Zusammenfassung besteht darin, einige Konzepte in vereinfachter Form als eine Einführung zu der weiter unten präsentierten detaillierten Beschreibung anzugeben.The summary provided above may provide a simplified overview of some aspects of the invention in order to provide a basic understanding of certain aspects of the invention discussed herein. The summary is not intended to be an extensive overview of the invention, and is not intended to identify critical or key elements or to delineate the scope of the invention. The sole purpose of the summary is to present some concepts in a simplified form as a prelude to the detailed description presented below.

In einer beispielhaften Ausführungsform verwendet ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs ein System mit einem Elektromotor, einer mit dem Motor verbundenen Stange, die durch den Elektromotor in eine erste Richtung drehbar ist, wenn der Elektromotor zum Übergang der Kupplung aus einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand betrieben wird, und mit einer mit der Stange gekoppelten Bremse. Das Verfahren beinhaltet die Schritte, den Motor zu betreiben und die Stange in die erste Richtung zu drehen, um die Kupplung aus dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand übergehen zu lassen, einen Übergang der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand einzuleiten, und die Stange in eine zweite Richtung, entgegengesetzt zur ersten Richtung in Reaktion auf das Einleiten des Übergangs der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand zu drehen. Das Verfahren beinhaltet weiter, die Bremse unter Verwendung von Gegen-EMK-Spannung, die von dem Motor aus der Drehung der Stange in die zweite Richtung erzeugt wird, auf die Stange einwirken zu lassen.In an exemplary embodiment, a method of controlling a clutch of a vehicle uses a system including an electric motor, a rod connected to the motor and rotatable in a first direction by the electric motor when the electric motor is required to transition the clutch from an engaged state to an engaged state operated in the disengaged condition, and with a brake coupled to the rod. The method includes the steps of operating the motor and rotating the rod in the first direction to transition the clutch from the engaged state to the disengaged state, initiating a transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state, and rotate the rod in a second direction, opposite the first direction, in response to initiating the transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state. The method further includes applying the brake to the rod using back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform enthält ein System zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs einen Elektromotor, eine mit dem Elektromotor gekoppelte Stange, die durch den Elektromotor in eine erste Richtung drehbar ist, wenn der Motor dazu betrieben wird, um die Kupplung aus einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand übergehen zu lassen, und mit einer mit der Stange gekoppelten Bremse, um eine Drehung der Stange in eine zweite Richtung, entgegengesetzt zur ersten Richtung zu kontrollieren, die durch einen Übergang der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand verursacht wird. Das System umfasst weiter einen Aktuator, der mit der Bremse und dem Motor gekoppelt ist. Der Aktuator wendet die Bremse unter Verwendung von Gegen-EMK-Spannung, die durch den Motor aus der Drehung der Stange in die zweite Richtung erzeugt wird, auf die Stange an.In another exemplary embodiment, a system for controlling a clutch of a vehicle includes an electric motor, a rod coupled to the electric motor, rotatable by the electric motor in a first direction when the motor is operated to disengage the clutch from an engaged state transitioning from a disengaged state, and a brake coupled to the rod to control rotation of the rod in a second direction, opposite the first direction, caused by a transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state. The system further includes an actuator coupled to the brake and the engine. The actuator applies the brake to the rod using back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction.

Figurenlistecharacter list

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen vollständiger verständlich und anzuerkennen sein.

1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Systems zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs, das die Kupplung in einem eingekuppelten Zustand zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm des Systems aus 1, das die Kupplung in einem ausgekuppelten Zustand zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm des Systems aus 1, das die Anwendung einer Bremse des Systems zur Steuerung des Einkuppelns der Kupplung zeigt.
4 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Systems zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs, das eine batteriebetriebene Bremse und eine durch Gegen-EMK-Spannung angetriebene Bremse zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs.

Embodiments of the present invention will be more fully understood and appreciated from the following detailed description in conjunction with the drawings.

1 1 is a schematic diagram of an example system for controlling a clutch of a vehicle, showing the clutch in an engaged state.
2 is a schematic diagram of the system 1 , showing the clutch in a disengaged state.
3 is a schematic diagram of the system 1 , showing the application of a brake of the clutch engagement control system.
4 12 is a schematic diagram of an example system for controlling a clutch of a vehicle showing a battery powered brake and a back emf voltage powered brake.
5 1 is a flow diagram of an example method for controlling a clutch of a vehicle.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein Fahrzeug mit einer elektrischen Kupplung weist einen Elektromotor auf, um die Kupplung aus einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand übergehen zu lassen. Da die Kupplung in Richtung des eingekuppelten Zustands vorgespannt sein kann, kann der Motor auch dazu dienen, um die Kupplung in dem ausgekuppelten Zustand zu halten, bis ein Übergang zurück in den eingekuppelten Zustand gewünscht ist, zu welchem Zeitpunkt die Leistungsversorgung des Motors beendet werden kann. Ein unkontrollierter Übergang der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand kann das Fahrzeug abwürgen, kann kostenintensive Schäden an Komponenten des Fahrzeugs und/oder der Kupplung verursachen und kann Personen im und im Umfeld des Fahrzeugs in gefährliche Situationen bringen.A vehicle with an electric clutch includes an electric motor to transition the clutch from an engaged state to a disengaged state. Since the clutch can be biased toward the engaged state, the motor can also serve to hold the clutch in the disengaged state until a transition back to the engaged state is desired, at which time power to the motor can be terminated . An uncontrolled transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state can stall the vehicle, cause costly damage to components of the vehicle and/or the clutch and can put people in and around the vehicle in dangerous situations.

Wenn zum Beispiel ein in Bewegung befindliches Fahrzeug unerwartet abgewürgt wird, kann ein hinter dem Fahrzeug fahrender Fahrer auf das Heck des Fahrzeugs auffahren. Wenn als weiteres Beispiel ein Leistungsausfall auftritt, während der Motor dazu betrieben wird, um die Kupplung im ausgekuppelten Zustand zu halten, wie etwa während das Fahrzeug an einer Ampel gestoppt steht, kann die Kupplung unerwartet in den eingekuppelten Zustand übergehen. Ein unkontrollierter Übergang in den eingekuppelte Zustand während das Fahrzeug gestoppt ist, kann bewirken, dass das Fahrzeug unerwartet einen Satz nach vorne macht, was Gegenstände und Fußgänger vor dem Fahrzeug in Gefahr bringen kann und den Fahrer des Fahrzeugs in eine gefährliche Situation bringen kann, zum Beispiel wenn die Vorwärtsbewegung dazu führt, dass sich das Fahrzeug an einer Kreuzung in den fließenden Verkehr vorbewegt.For example, if a moving vehicle stalls unexpectedly, a driver driving behind the vehicle may strike the rear of the vehicle. As another example, if a loss of power occurs while the engine is being operated to maintain the clutch in the disengaged state, such as while the vehicle is stopped at a traffic light, the clutch may unexpectedly transition to the engaged state. An uncontrolled transition to the engaged state while the vehicle is stopped can cause the vehicle to unexpectedly lurch forward, endangering objects and pedestrians in front of the vehicle and putting the vehicle's driver in a dangerous situation For example, if forward motion causes the vehicle to move ahead into flowing traffic at an intersection.

1 illustriert ein System 10 eines Fahrzeugs 14 zum Steuern einer Kupplung 12 des Fahrzeugs 14, um so eine kontrollierte Bewegung der Kupplung 12 zu bewirken, wenn sie aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand übergeht. Das System 10 umfasst einen Elektromotor 16 und eine Stange 18. Die Stange 18 kann funktionsmäßig mit dem Motor 16 verbunden und durch den Motor 16 drehbar sein, und kann betriebsmäßig mit der Kupplung 12 gekoppelt sein. Wenn der Motor 16 betrieben wird, um die Kupplung 12 aus einem eingekuppelten Zustand (in 1 illustriert) in einen ausgekuppelten Zustand (in 2 illustriert) übergehen zu lassen, kann der Motor 16 die Stange 18 in eine Richtung (im Folgenden als „Auskupplungsrichtung“ bezeichnet) drehen, die bewirkt, dass die Kupplung 12 auskuppelt. 1 Figure 1 illustrates a system 10 of a vehicle 14 for controlling a clutch 12 of the vehicle 14 so as to effect controlled movement of the clutch 12 when transitioning from the disengaged condition to the engaged condition. The system 10 includes an electric motor 16 and a rod 18. The rod 18 can be operatively connected to the motor 16 and rotatable by the motor 16, and can be operatively coupled to the clutch 12. When the motor 16 is operated to disengage the clutch 12 from an engaged state (in 1 illustrated) to a disengaged state (in 2 illustrated), the motor 16 may rotate the rod 18 in a direction (hereinafter referred to as the “disengaging direction”) that causes the clutch 12 to disengage.

Das System 10 kann ferner eine Batterie 20 enthalten, die mit dem Motor 16 verbunden ist und ihn mit Leistung versorgt, wie etwa durch eine Leistungssteuerung 21. Die Leistungssteuerung 21 kann dazu eingerichtet sein, um den Betrieb des Motors 16 zu steuern, wie etwa durch Regelung von Strom und Spannung, die dem Motor 16 von der Batterie 20 zugeführt werden. Die Leistungssteuerung 21 kann ein Mikrocontroller oder eine elektronische Steuereinheit (ECU - Electronic Control Unit) sein einschließlich eines Prozessors, eines Speichers, und eines nicht flüchtigen Speichers, der Computer-ausführbare Programme enthält, die bei Ausführung durch den Prozessor bewirken, dass der Prozessor die hierin beschriebenen Funktionen, Merkmale und Prozesse der Leistungssteuerung 21 ausführen kann.The system 10 may further include a battery 20 connected to and powering the motor 16, such as through a power controller 21. The power controller 21 may be configured to control operation of the motor 16, such as through Regulation of current and voltage supplied to the motor 16 from the battery 20. The power controller 21 may be a microcontroller or an electronic control unit (ECU) including a processor, memory, and non-volatile storage that contains computer-executable programs that, when executed by the processor, cause the processor to power controller 21 functions, features, and processes described herein.

Der Motor 16 kann einen Stator 22 und einen Rotor 24 aufweisen. Der Stator 22 kann ein Magnetfeld erzeugen, das durch den Rotor 24 verläuft. Auf die Zufuhr von elektrischem Strom aus der Batterie 20 zu dem Rotor 24 hin, bewirkt eine Wechselwirkung zwischen dem durch den Rotor 24 fließenden Strom und dem Magnetfeld 22, das der Rotor 24 sich in Auskupplungsrichtung dreht. Entsprechend kann sich die Stange 18, die durch den Rotor 24 drehbar ist, in Auskupplungsrichtung drehen. Die Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung bewirkt eine Kraft (im Folgenden als „Auskupplungskraft“ bezeichnet) auf die Kupplung 12, die die Kupplung 12 dazu veranlasst, in den ausgekuppelten Zustand überzugehen.The motor 16 may include a stator 22 and a rotor 24 . The stator 22 can generate a magnetic field that passes through the rotor 24 . Upon the application of electrical current from the battery 20 to the rotor 24, an interaction between the current flowing through the rotor 24 and the magnetic field 22 causes the rotor 24 to rotate in the disengagement direction. Correspondingly, the rod 18, which is rotatable by the rotor 24, can rotate in the disengagement direction. The rotation of the rod 18 in the disengagement direction applies a force (hereinafter referred to as “disengagement force”) on the clutch 12, causing the clutch 12 to transition to the disengaged state.

Speziell kann wenigstens ein Teil der Stange 18 eine Kugelgewindespindel 26 aufweisen, die sich mit der Stange 18 in Auskupplungsrichtung dreht Das System 10 kann auch eine Kugelgewindemutter 28 aufweisen, die in Gewindeeingriff mit der Kugelgewindespindel 26 steht. Auf die Drehung der Kugelgewindespindel 26 in Auskupplungsrichtung hin bewegt sich die Kugelgewindemutter 28 linear entlang der Länge der Kugelgewindespindel 26. Diese gradlinige Bewegung verursacht die Anwendung der Auskupplungskraft auf die Kupplung 12.Specifically, at least a portion of the rod 18 may include a ball screw 26 that rotates with the rod 18 in the disengagement direction. Upon rotation of the ball screw 26 in the disengaging direction, the ball nut 28 moves linearly along the length of the ball screw 26. This linear movement causes the application of the disengaging force to the clutch 12.

Zum Beispiel kann das System 10 einen Kolben 30 enthalten, der dazu wirkt, um die lineare Bewegung der Kugelgewindemutter 28 als Auskupplungskraft auf die Kupplung 12 zu übertragen. Der Kolben 30 kann gekoppelt sein mit und/oder die Stange 18 umlaufend umgeben und kann durch eine Feder 32 in Richtung weg von der Kugelgewindemutter 28 vorgespannt sein. Die Feder 32 kann die Stange 18 zwischen der Kugelgewindemutter 28 und dem Kolben 30 umlaufend umgeben. Wie die Kugelgewindemutter 28 ist der Kolben 30 linear entlang der Länge der Stange 18 beweglich.For example, the system 10 may include a piston 30 operative to transmit the linear motion of the ball screw nut 28 to the clutch 12 as a disengagement force. The piston 30 may couple to and/or circumscribe the rod 18 and may be biased in a direction away from the ball screw nut 28 by a spring 32 . The spring 32 may circumferentially surround the rod 18 between the ball nut 28 and the piston 30 . Like the ball screw nut 28, the piston 30 is linearly movable along the length of the rod 18.

Der Kolben 30 kann einen federbelasteten Stift 34 aufweisen, der einer Rastvertiefung 36 in der Stange 18 entspricht. Die Rastvertiefung 36 kann den Stift 34 des Kolbens 30 aufnehmen, wenn der Kolben 30 in einer bestimmten linearen Position entlang der Länge der Stange ist. Der Stift 34 und die Rastvertiefung 36 lassen den Kolben 30 an der bestimmten Linearposition der Stange 18 einrasten. Diese lösbare Einrastung verhindert Linearbewegung des Kolbens 30, bis eine ausreichende Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, wie etwa durch die Kugelgewindemutter 28, um einen Übergang der Kupplung aus dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand zu bewirken. Der Stift 34 und die Rastvertiefung 36 können auch verhindern, dass der Kolben 30, und entsprechend die Kugelgewindemutter 28, an einer bestimmten Linearposition entlang der Stange 18 vorbeibewegt wird, wenn die Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand übergeht.Plunger 30 may include a spring-loaded pin 34 that corresponds to a detent indentation 36 in rod 18 . The detent recess 36 can receive the pin 34 of the piston 30 when the piston 30 is in a certain linear position along the length of the rod. The pin 34 and detent indentation 36 lock the piston 30 to the particular linear position of the rod 18 . This releasable detent prevents linear movement of the piston 30 until sufficient force is applied to the piston, such as by the ball screw nut 28, to cause the clutch to transition from the engaged condition to the disengaged condition. The pin 34 and detent 36 may also prevent the piston 30, and correspondingly the ball screw nut 28, from being moved past a certain linear position along the rod 18 when the Clutch 12 transitions from the disengaged state to the engaged state.

Der Kolben 30 ist mit einem Kupplungshebel 38 verbunden, wie etwa über eine Schubstange 40. Insbesondere kann der Kolben 30 mit einem Ende 42 des Kupplungsarms 38 über die Schubstange verbunden sein. Ein Ende 44 des Kupplungshebels 38 gegenüber dem Ende 42 ist mit der Kupplung 12 verbunden. Der Kupplungshebel 38 weist einen Schwenkpunkt 46 zwischen den beiden Enden 42, 44 auf.The piston 30 is connected to a clutch lever 38, such as via a push rod 40. In particular, the piston 30 may be connected to an end 42 of the clutch arm 38 via the push rod. An end 44 of clutch lever 38 opposite end 42 is connected to clutch 12 . The clutch lever 38 has a pivot point 46 between the two ends 42,44.

Die Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung bewirkt, dass die Kugelgewindemutter 28 sich linear entlang der Länge der Stange 18 zu dem Kolben 30 hin bewegt. Diese Bewegung komprimiert die Feder 32 und erhöht eine linear auf den Kolben 30 ausgeübte Kraft. Während die Feder 32 fortfährt, durch die Linearbewegung der Kugelgewindemutter 28 verursacht durch die fortgesetzte Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung komprimiert zu werden, überwindet die auf den Kolben 30 ausgeübte Kraft die lösbare Arretierung von Stift 34 und Rastvertiefung 36. Der Kolben 30 bewegt sich entsprechend linear entlang der Länge der Stange 18 in derselben Richtung wie die Kugelgewindemutter 28. Diese Bewegung des Kolbens 30 bewirkt, dass der Kolben 30 eine Kraft, wie etwa eine Schubkraft, über die Schubstange 40 auf das Ende 42 des Kupplungshebels 38 ausübt. Die auf das Ende 42 des Kupplungshebels 38 ausgeübte Kraft bewirkt, dass der Kupplungshebel 38 um den Schwenkpunkt 46 schwenkt und dass das Ende 44 des Kupplungshebels 38 eine entsprechende Auskupplungskraft auf die Kupplung 12 ausübt.Rotation of the rod 18 in the disengagement direction causes the ball screw nut 28 to move linearly along the length of the rod 18 toward the piston 30 . This movement compresses the spring 32 and increases a linear force exerted on the piston 30 . As spring 32 continues to be compressed by linear movement of ball screw nut 28 caused by continued rotation of rod 18 in the disengagement direction, the force exerted on piston 30 overcomes the releasable locking of pin 34 and detent 36. Piston 30 moves accordingly linearly along the length of rod 18 in the same direction as ball screw nut 28. This movement of piston 30 causes piston 30 to apply a force, such as a pushing force, through push rod 40 to end 42 of clutch lever 38. The force applied to end 42 of clutch lever 38 causes clutch lever 38 to pivot about pivot point 46 and end 44 of clutch lever 38 to exert a corresponding disengaging force on clutch 12 .

Die Kupplung 12 umfasst eine Schwungscheibe 48, eine Kupplungsplatte 50, eine Druckplatte 52 und ein Vorspannelement 54, wie etwa eine Tellerfeder. In Abwesenheit der Auskupplungskraft auf die Kupplung 12, ist das Vorspannelement 54 dazu ausgestaltet, um die Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand vorzuspannen. Insbesondere ist das Vorspannelement 54 dazu eingerichtet, in Abwesenheit der Auskupplungskraft, die Druckplatte 52 zu der Schwungscheibe 48 hin vorzuspannen. Die Druckplatte 52 bewirkt entsprechend, dass die Kupplungsplatte 50 in Kontakt mit der Schwungscheibe 48 ist und es wird eine Haltekraft, wie etwa eine reibschlüssige Haltekraft, zwischen diesen beiden bewirkt.The clutch 12 includes a flywheel 48, a clutch plate 50, a pressure plate 52, and a biasing member 54, such as a diaphragm spring. In the absence of the disengagement force on the clutch 12, the biasing member 54 is configured to bias the clutch 12 into the engaged condition. In particular, the biasing member 54 is configured to bias the pressure plate 52 toward the flywheel 48 in the absence of the disengagement force. The pressure plate 52 accordingly causes the clutch plate 50 to be in contact with the flywheel 48 and a holding force, such as a frictional holding force, is established between the two.

Wenn die Kupplung 12 im eingekuppelten Zustand ist, wird die Kupplungsplatte 50 durch die Schwungscheibe 48 über die Haltekraft zwischen ihnen gedreht. Die Schwungscheibe 48 ist mit einem Motor 56 des Fahrzeugs 14 verbunden und mit diesem drehbar, und die Kupplungsplatte 50 ist mit dem Getriebe 58 des Fahrzeugs 14 verbunden, das mit der Kupplungsplatte 50 drehbar ist. Wenn die Kupplung 12 im eingekuppelten Zustand ist, wird die Drehung der Schwungscheibe 48, die durch den Motor 56 erzeugt wird, zum Getriebe 58 durch die Haltekraft zwischen der Schwungscheibe 48 und der Kupplungsplatte 50 übertragen.When the clutch 12 is in the engaged state, the clutch plate 50 is rotated by the flywheel 48 via the holding force between them. The flywheel 48 is connected to and rotatable with an engine 56 of the vehicle 14 and the clutch plate 50 is connected to the transmission 58 of the vehicle 14 rotatable with the clutch plate 50 . When the clutch 12 is in the engaged state, the rotation of the flywheel 48 generated by the motor 56 is transmitted to the transmission 58 by the holding force between the flywheel 48 and the clutch plate 50.

Mit Bezug auf 2 übt das Ende 44 des Kupplungshebels 38, in Reaktion auf die Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung, die Auskupplungskraft auf das Vorspannelement 54 aus. Die Auskupplungskraft veranlasst das Vorspannelement 54, die Druckplatte 52, und entsprechend die Kupplungsplatte 50, von der Schwungscheibe 48 zu lösen. Wenn das Vorspannelement 54 zum Beispiel eine Tellerfeder ist, übt das Ende 44 des Kupplungsarms 38 eine Druckkraft auf die Mitte der Feder aus, was bewirkt, dass der Umfangsrand der Feder sich von der Schwungscheibe 48 weg biegt. Die Druckplatte 52, die als Zwischenelement zwischen dem Umfangsrand der Feder und der Schwungscheibe 48 angeordnet sein kann und/oder die mit dem Umfangsrand der Feder gekoppelt sein kann, kann sich entsprechend von der Schwungscheibe 48 weg bewegen. In Abwesenheit der von der Druckplatte 52 gelieferten Haltekraft, ist die Kupplungsplatte 50 von der Schwungscheibe 48 getrennt, wodurch die Haltekraft zwischen der Schwungscheibe 48 und der Kupplungsplatte 50 aufgehoben wird. Damit kann die Kupplung als sich im ausgekuppelten Zustand befindlich angesehen werden, in dem durch den Motor 56 erzeugte Drehungen der Schwungscheibe 48 nicht durch eine Haltekraft zwischen der Schwungscheibe 48 und der Kupplungsplatte 50 zum Getriebe 48 übertragen werden.Regarding 2 For example, end 44 of clutch lever 38 exerts the disengagement force on biasing member 54 in response to rotation of rod 18 in the disengagement direction. The disengagement force causes the biasing member 54 to disengage the pressure plate 52, and correspondingly the clutch plate 50, from the flywheel 48. For example, if the biasing member 54 is a Belleville spring, the end 44 of the clutch arm 38 applies a compressive force to the center of the spring, causing the peripheral edge of the spring to flex away from the flywheel 48 . The pressure plate 52, which may be interposed between the peripheral edge of the spring and the flywheel 48 and/or which may be coupled to the peripheral edge of the spring, may move away from the flywheel 48 accordingly. In the absence of the holding force provided by the pressure plate 52, the clutch plate 50 is separated from the flywheel 48, thereby removing the holding force between the flywheel 48 and the clutch plate 50. Thus, the clutch can be considered to be in the disengaged state in which rotations of the flywheel 48 generated by the motor 56 are not transmitted to the transmission 48 by a holding force between the flywheel 48 and the clutch plate 50 .

Nachdem die Kupplung 12 in den ausgekuppelten Zustand übergegangen ist, kann die Leistungssteuerung 21 fortfahren, den Motor 16 zu betreiben, um die Kupplung 12 in der ausgekuppelten Stellung zu halten. Insbesondere kann die Leistungssteuerung 21 fortfahren, den Motor 16 zu betreiben, um Drehmoment auf die Stange 18 in Auskupplungsrichtung auszuüben, was zur fortgesetzten Ausübung der Auskupplungskraft auf die Kupplung 12 führt. Die Leistungssteuerung 21 ist dazu eingerichtet, wenn ein Übergang der Kupplung 12 aus der ausgekuppelten Stellung zurück in die eingekuppelte Stellung gewünscht ist, den Weiterbetrieb des Motors 16 zu stoppen oder zu reduzieren, was die Anwendung der Auskupplungskraft auf die Kupplung 12 aufhebt oder reduziert. Die Vorspannung der Kupplung 12 zum eingekuppelten Zustand kann dann bewirken, dass die Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand zurückkehrt. Während dieses Übergangs kann die Kupplung 12 eine Kraft auf das Ende 44 des Kupplungshebels 38 ausüben, was bewirken kann, dass der Kupplungshebel 38 um den Schwenkpunkt 46 zurückschwenkt, und dementsprechend bewirken, dass das Ende 42 eine im Wesentlichen lineare Kraft auf den Kolben 30 ausübt, wie etwa die Schubstange 40.After the clutch 12 transitions to the disengaged state, the power controller 21 may continue to operate the motor 16 to maintain the clutch 12 in the disengaged position. In particular, the power controller 21 may continue to operate the motor 16 to apply torque to the rod 18 in the disengagement direction, resulting in the continued application of the disengagement force to the clutch 12 . The power controller 21 is configured to stop or reduce further operation of the engine 16 when a transition of the clutch 12 from the disengaged position back to the engaged position is desired, which eliminates or reduces application of the disengagement force to the clutch 12 . Biasing the clutch 12 toward the engaged state may then cause the clutch 12 to return to the engaged state. During this transition, the clutch 12 may exert a force on the end 44 of the clutch lever 38, which may cause the clutch lever 38 to pivot back about the pivot point 46 and correspondingly cause the end 42 to perform an im applies a substantially linear force to the piston 30, such as the push rod 40.

In Reaktion auf die Aufnahme der linearen Kraft von dem Kupplungshebel 38, bewegt sich der Kolben 30 linear zurück entlang der Länge der Stange 18 zu der Kugelgewindemutter 28 hin. Während der Kolben 30 sich linear zur Kugelgewindemutter 28 hin bewegt, übt der Kolben 30 über die komprimierte Feder 32 eine lineare Kraft auf die Kugelgewindemutter 28 aus, was bewirkt, dass die Kugelgewindemutter 28 sich linear entlang der Länge der Stange in derselben Richtung wie der Kolben 30 bewegt. Die lineare Bewegung der Kugelgewindemutter 28, die durch das Einkuppeln der Kupplung 12 bewirkt wird, ist in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Kugelgewindemutter 28 während des Auskuppelns der Kupplung 12 und bewirkt die Rotation der Stange 18 in eine Richtung (im Folgenden als „Einkupplungsrichtung bezeichnet), die entgegengesetzt zur Auskupplungsrichtung ist, die durch den Betrieb des Motors 16 zum Auskuppeln der Kupplung 12 bewirkt wird.In response to receiving the linear force from the clutch lever 38, the piston 30 linearly moves back along the length of the rod 18 towards the ball screw nut 28. As the piston 30 linearly moves toward the ball nut 28, the piston 30 exerts a linear force on the ball nut 28 via the compressed spring 32, causing the ball nut 28 to move linearly along the length of the rod in the same direction as the piston 30 moves. The linear movement of the ball screw nut 28 caused by the engagement of the clutch 12 is in the direction opposite to the direction of the ball screw nut 28 during the disengagement of the clutch 12 and causes the rod 18 to rotate in one direction (hereinafter referred to as the "engagement direction ) which is opposite to the direction of disengagement caused by operation of the motor 16 to disengage the clutch 12.

Wie zuvor beschrieben kann ein zu schnelles Übergehenlassen der Kupplung 12 aus der ausgekuppelten Stellung in die eingekuppelte Stellung bewirken, dass das Fahrzeug 14 abgewürgt und blockiert wird, was Schäden an Komponenten des Fahrzeugs 14, wie etwa der Kupplung 12 verursachen kann und Personen in und in der Umgebung des Fahrzeugs 14 in gefährliche Situationen bringen kann. Um diese Probleme zu entschärfen, kann das System 10 eine batteriebetriebene Bremse enthalten, die eine Drehmomentkraft auf die Stange 18 ausübt, die der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung Widerstand entgegensetzt, und daher den Übergang der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelte Zustand in den eingekuppelten Zustand steuert oder verlangsamt. Zum Beispiel kann die batteriebetriebene Bremse durch die Leistungssteuerung 21 und dem Motor 16 implementiert sein. Wenn die Kupplung 14 den Übergang in den eingekuppelten Zustand beginnt, ist die Leistungssteuerung 21 dazu eingerichtet, den Motor 16 zu betreiben, um ein Drehmoment auf die Stange in Auskupplungsrichtung auszuüben, das geringer ist als die durch den Übergang der Kupplung 12 auf die Stange 18 ausgeübte Kraft in Einkupplungsrichtung, wodurch der Einkupplungsübergang der Kupplung 12 gesteuert oder verlangsamt wird. Als weiteres Beispiel kann das System 10 eine elektromagnetische Bremse 60 (4) enthalten, die auf die Stange 18 einwirkt. Wenn die Kupplung in den eingekuppelten Zustand übergeht, kann die Leistungssteuerung 21 dazu eingerichtet sein, die elektromagnetische Bremse 60 zu betreiben, um ein Drehmoment auf die Stange in Auskupplungsrichtung auszuüben, das geringer ist als die durch den Übergang der Kupplung 12 auf die Stange 18 in Einkupplungsrichtung ausgeübte Kraft, wodurch der Einkupplungsübergang der Kupplung 12 gesteuert oder verlangsamt wird.As previously described, transitioning the clutch 12 from the disengaged position to the engaged position too quickly can cause the vehicle 14 to stall and lock up, which can cause damage to vehicle 14 components, such as the clutch 12, and people in and around around the vehicle 14 can bring dangerous situations. To mitigate these problems, the system 10 may include a battery operated brake that exerts a torque force on the rod 18 that resists rotation of the rod 18 in the direction of engagement, and therefore the transition of the clutch 12 from the disengaged state to the engaged state controls or slows down. For example, the battery operated brake can be implemented by the power controller 21 and the motor 16 . When the clutch 14 begins to transition to the engaged state, the power controller 21 is arranged to operate the motor 16 to apply a torque to the rod in the disengagement direction that is less than that caused by the transition of the clutch 12 to the rod 18 applied force in the direction of engagement, thereby controlling or slowing the engagement transition of the clutch 12. As another example, the system 10 may include an electromagnetic brake 60 ( 4 ) included, which acts on the rod 18. When the clutch transitions to the engaged state, the power controller 21 may be configured to operate the electromagnetic brake 60 to apply a torque on the rod in the disengagement direction that is less than that caused by the transition of the clutch 12 to the rod 18 in Force exerted in the direction of engagement, whereby the engagement transition of the clutch 12 is controlled or slowed down.

Solche batteriebetriebenen Bremsen zum Steuern von Übergängen der Kupplung 12 können problematisch sein. Beispielsweise kann jede der zuvor erwähnten batteriebetriebenen Bremsen sich auf komplexe und ressourcenintensive Software stützen, die in der Leistungssteuerung 21 installiert sein kann, um den Grad der Widerstandskraft zu steuern, die auf die Stange 18 ausgeübt wird, und kann den Energieverbrauch der Batterie 20 erhöhen. Der Einbau der elektromagnetischen Bremse 60 kann auch signifikant zu einem Anstieg von Größe, Gewicht und Kosten des Systems 10 führen. Ferner kann im Fall des Ausfalls einer batteriebetriebenen Bremse, wie etwa bei Ausfall der Energieversorgung für die Bremse (z.B. Ausfall der Batterie 20, Fehler in der Verdrahtung oder lose Verbindungen) die batteriebetriebene Bremse dabei versagen, den Übergang der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand zu steuern.Such battery powered brakes to control transitions of the clutch 12 can be problematic. For example, any of the aforementioned battery powered brakes may rely on complex and resource intensive software that may be installed in the power controller 21 to control the level of resistive force applied to the rod 18 and may increase battery 20 power consumption. The incorporation of the electromagnetic brake 60 can also significantly increase the size, weight, and cost of the system 10 . Also, in the event of a battery powered brake failure, such as a loss of power to the brake (e.g., battery 20 failure, wiring faults or loose connections), the battery powered brake may fail to transition clutch 12 to the engaged state Taxes.

Daher kann das System 10 zusätzlich zu oder alternativ zu einer batteriebetriebenen Bremse ein Gegen-EMK-Spannungsbremssystem 61 aufweisen. Wie oben beschrieben, kann der Übergang der Kupplung 12 von dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand eine Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung bewirken. Die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung bewirkt eine entsprechende Drehung des Rotors 24 des Motors 16. Die Drehung des Rotors 24, die durch ein außerhalb des Motors 16 liegendes Objekt verursacht wird, wie etwa die Stange 18, bewirkt, dass der Motor 16 als Generator funktioniert, der eine Spannung erzeugt (hierin als Gegen-EMK-Spannung bezeichnet). Das System kann dazu eingerichtet sein, diese Gegen-EMK-Spannung dem Aktuator 64 zuzuführen, was den Aktuator 64 zur Anwendung der Bremse 62 auf die Stange 18 veranlasst und dadurch den Einkupplungsübergang der Kupplung steuert und insbesondere verlangsamt. Das Gegen-EMK-Spannung-Bremssystem 61 kann daher mit Energie versorgt und unter Kontrolle der Gegen-EMK-Spannung arbeiten, die durch die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugt wird.Therefore, the system 10 may include a back EMF tension braking system 61 in addition to or as an alternative to a battery powered brake. As described above, the transition of the clutch 12 from the disengaged condition to the engaged condition may cause the rod 18 to rotate in the direction of engagement. Rotation of the rod 18 in the direction of engagement causes a corresponding rotation of the rotor 24 of the motor 16. The rotation of the rotor 24 caused by an object external to the motor 16, such as the rod 18, causes the motor 16 to act as a generator operates, which produces a voltage (referred to herein as a back emf voltage). The system may be configured to apply this back emf voltage to the actuator 64, causing the actuator 64 to apply the brake 62 to the rod 18, thereby controlling, and particularly slowing, the clutch engagement transition. The back emf voltage braking system 61 can therefore be powered and operate under control of the back emf voltage generated by the rotation of the rod 18 in the engage direction.

Mit Bezug auf 3 ist der Aktuator 64 dazu eingerichtet, die von dem Motor 16 aufgrund der Drehung der Stange 18 in Einkupplugsrichtung erzeugte Gegen-EMK-Spannung aufzunehmen und die Bremse 62 basierend auf der Gegen-EMK-Spannung auf die Stange 18 einwirken zu lassen. Insbesondere kann die durch den Motor 16 erzeugte Gegen-EMK-Spannung einen zum Aktuator 64 fließenden elektrischen Strom bewirken. Der empfangene Strom veranlasst den Aktuator 64, die Bremse auf die Stange 18 einwirken zu lassen, was einen entsprechenden Widerstand auf die Stange 18 erzeugt, der die Drehung der Stange 18 in Eingriffsrichtung verlangsamt. Infolgedessen wird der Übergang der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand, dessen Geschwindigkeit proportional zur Geschwindigkeit der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung ist, verlangsamt.Regarding 3 For example, the actuator 64 is configured to receive the back emf voltage generated by the motor 16 due to the rotation of the rod 18 in the coupler direction and apply the brake 62 to the rod 18 based on the back emf voltage. In particular, the back emf voltage generated by the motor 16 may cause an electrical current to flow to the actuator 64 . The current received causes the actuator 64 to apply the brake to the rod 18, causing a corresponding resistance is generated on the rod 18, which slows down the rotation of the rod 18 in the direction of engagement. As a result, the transition of the clutch 12 from the disengaged state to the engaged state, the rate of which is proportional to the rate of rotation of the rod 18 in the direction of engagement, is slowed.

Der Aktuator 64 kann die Geschwindigkeit kontrollieren, mit der die Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand übergeht, indem das Maß an Widerstand, der der Drehung der Stange 18 durch Bremse 62 entgegengesetzt wird, gesteuert wird. Das Maß an Widerstand, das über den Aktuator 64 durch die Bremse 62 bewirkt wird, kann proportional zur Geschwindigkeit sein, mit der die Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand übergeht. Mit anderen Worten ist das Gegen-EMK-Spannungs-Bremssystem 61 dazu eingerichtet, die Geschwindigkeit des Einkupplungsübergangs der Kupplung 12 als Rückkopplungsschleife zu verwenden, um das Maß an Widerstand einzustellen, das durch die Bremse 62 auf die Stange 18 einwirkt, um die Geschwindigkeit der Einkupplung zu steuern. Insbesondere kann der Betrag der durch den Motor 16 in Reaktion auf den Übergang der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand durch den Motor 16 erzeugten Gegen-EMK-Spannung proportional zur Geschwindigkeit der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung sein, was entsprechend proportional zur Geschwindigkeit der Einkupplung der Kupplung 12 sein kann. Der Betrag der durch den Motor 16 erzeugten Gegen-EMK-Spannung kann daher proportional zu der Geschwindigkeit des Einkupplungsübergangs der Kupplung 12 sein. Der Aktuator 64 kann durch die Gegen-EMK-Spannung versorgt werden und dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 einwirken zu lassen, und kann daher dazu eingerichtet sein, um einen Widerstand auf die Stange 18 auszuüben, der proportional zur Geschwindigkeit des Einkupplungsübergangs der Kupplung 12 ist.Actuator 64 can control the speed at which clutch 12 transitions to the engaged state by controlling the amount of resistance offered by brake 62 to rotation of rod 18 . The amount of resistance imparted via actuator 64 by brake 62 may be proportional to the speed at which clutch 12 transitions into the engaged state. In other words, the back emf stress braking system 61 is configured to use the speed of the engagement transition of the clutch 12 as a feedback loop to adjust the amount of resistance applied by the brake 62 to the rod 18 to control the speed of the to control engagement. In particular, the magnitude of the back EMF voltage generated by the motor 16 in response to the motor 16 transitioning the clutch 12 to the engaged state may be proportional to the rate of rotation of the rod 18 in the engage direction, which is proportional to the rate of clutch engagement the clutch 12 may be. The magnitude of the back emf voltage generated by the motor 16 may therefore be proportional to the speed of the clutch 12 engagement transition. The actuator 64 may be powered by the back EMF voltage and configured to apply the brake 62 and therefore configured to apply a resistance to the rod 18 that is proportional to the speed of engagement transition of the clutch 12 is.

Zum Beispiel bewirkt ein Anstieg der Geschwindigkeit des Einkupplungsübergangs der Kupplung 12 einen Anstieg der erzeugten Gegen-EMK-Spannung, was entsprechend bewirkt, dass der Aktuator 64 den durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübten Widerstand erhöht. In ähnlicher Weise bewirkt eine Abnahme der Geschwindigkeit des Einkupplungsübergangs der Kupplung 12 eine Abnahme der erzeugten Gegen-EMK-Spannung, was entsprechend den Aktuator 64 veranlasst, den durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübten Widerstand zu vermindern. Anders als die batteriebetriebenen Bremsen, die oben diskutiert worden sind, kann der Aktuator 64 und die Bremse 62 unter Verwendung von durch den Motor 16 in Reaktion auf den Übergang der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand erzeugter Gegen-EMK-Spannung betrieben und kontrolliert werden. Der Aktuator 64 und die Bremse 62 sind daher nicht von batteriebedingten Leistungsversorgungsausfällen betroffen und müssen sich nicht auf komplexe, ressourcenintensive Software stützen.For example, an increase in the speed of the engagement transition of the clutch 12 causes an increase in the generated back emf voltage, which correspondingly causes the actuator 64 to increase the resistance exerted by the brake 62 on the rod 18 . Similarly, a decrease in the speed of the engagement transition of the clutch 12 causes a decrease in the back EMF voltage generated, correspondingly causing the actuator 64 to decrease the resistance exerted by the brake 62 on the rod 18 . Unlike the battery operated brakes discussed above, the actuator 64 and brake 62 may be operated and controlled using back emf voltage generated by the motor 16 in response to the clutch 12 transitioning to the engaged state. The actuator 64 and brake 62 are therefore not subject to battery power failures and do not have to rely on complex, resource-intensive software.

Der Aktuator 64 kann ein Solenoid-Aktuator sein. Die Gegen-EMK-Spannung kann den Solenoid-Aktuator dazu veranlassen, eine Kraft auf die Bremse 62 auszuüben, die wiederum die Bremse 62 dazu veranlasst, eine Widerstandskraft auf die Stange 18 auszuüben. Der Betrag der durch den Solenoid-Aktuator auf die Bremse 62 ausgeübten Kraft kann auf dem Betrag der durch den Motor 16 aus der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten und von dem Solenoid-Aktuator empfangenen Gegen-EMK-Spannung basieren.Actuator 64 may be a solenoid actuator. The back emf voltage may cause the solenoid actuator to apply a force to the brake 62 which in turn causes the brake 62 to apply a resisting force to the rod 18 . The amount of force exerted by the solenoid actuator on the brake 62 may be based on the amount of back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction and received by the solenoid actuator.

Speziell kann der Solenoid-Aktuator eine Solenoidspule 66, einen Kolben 68 und eine Feder 70 aufweisen. Mit Bezug auf 1 spannt die Feder 70 den Kolben 68 in eine Position vor, in der eine nur geringe oder keine Kraft von dem Kolben 68 auf die Bremse 62 ausgeübt wird. Mit Bezug auf 3 erzeugt die Solenoidspule 66 in Reaktion auf den Empfang der Gegen-EMK-Spannung, die durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugt worden ist, ein magnetisches Feld, das bewirkt, dass der Kolben 68 sich in eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorspannung der Feder 70 bewegt. Die durch das Magnetfeld bewirkt Verschiebung des Kolbens 68 sorgt für die Anwendung einer entsprechenden Kraft, wie etwa einer Zugkraft, auf die Bremse 62, was bewirkt, dass die Bremse 62 eine Widerstandskraft gegen die Drehung auf die Stange 18 ausübt. Der Betrag der Verschiebung des Kolbens 68 und entsprechend der durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübte Widerstand können proportional zum Betrag der durch den Motor 16 aus der Drehung der Stange 18 in die Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung sein. Folglich ist, je größer die Geschwindigkeit des Übergangs der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand ist, desto größer die Verschiebung des Kolbens 68 und desto höher ist der Betrag des Widerstands, der durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübt wird.Specifically, the solenoid actuator may include a solenoid coil 66, a plunger 68, and a spring 70. Regarding 1 For example, spring 70 biases piston 68 to a position where little or no force is exerted by piston 68 on brake 62. Regarding 3 For example, in response to receiving the back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction, the solenoid coil 66 generates a magnetic field that causes the piston 68 to move in a direction opposite to the bias of the spring 70 moves. The displacement of the piston 68 caused by the magnetic field provides the application of a corresponding force, such as a tensile force, to the brake 62, causing the brake 62 to exert a resisting force on the rod 18 against rotation. The amount of displacement of the piston 68 and corresponding drag exerted by the brake 62 on the rod 18 may be proportional to the amount of back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction. Consequently, the greater the speed of transition of the clutch 12 from the disengaged condition to the engaged condition, the greater the displacement of the piston 68 and the greater the amount of resistance exerted by the brake 62 on the rod 18 .

Die Bremse 62 kann dazu ausgestaltet sein, die von dem Aktuator 64 ausgeübte Kraft in eine auf die Stange 18 ausgeübte Widerstandskraft zu verstärken. Mit anderen Worten kann die Bremse dazu ausgestaltet sein, eine Widerstandskraft auf die Stange 18 zu erzeugen, die größer ist als die von dem Aktuator 64 auf die Bremse 62 ausgeübte Kraft. Folglich kann ein kleiner Betrag der Gegen-EMK-Spannung einen relativ großen Widerstand auf die Stange 18 verursachen, um den Einkupplungsübergang der Kupplung 12 zu steuern. Wenn der Aktuator 64 ein Solenoid-Aktuator, ist kann beispielsweise eine kleine Verschiebung des Kolbens 68 einen relativ großen Widerstand auf die Stange 18 bewirken. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Reduzierung des Leistungsbedarfs des Systems 10, um die Einkupplung der Kupplung 12 angemessen zu steuern, was ermöglicht, dass die Gegen-EMK-Spannung eine geeignete Leistungsquelle ist.The brake 62 may be configured to amplify the force exerted by the actuator 64 into a resisting force exerted on the rod 18 . In other words, the brake may be configured to generate a resistive force on the rod 18 that is greater than the force exerted on the brake 62 by the actuator 64 . Consequently, a small amount of back EMF voltage can cause a relatively large drag on rod 18 to control the engagement transition of clutch 12 . if For example, if the actuator 64 is a solenoid actuator, a small displacement of the piston 68 may cause a relatively large drag on the rod 18 . This configuration allows for a reduction in the power requirements of the system 10 to adequately control engagement of the clutch 12, allowing the back emf voltage to be a suitable power source.

Die Bremse 62 kann dazu ausgestaltet sein, die durch den Aktuator 64 ausgeübte Kraft basierend auf dem Spillwinden-Prinzip (Capstan-Prinzip) zu verstärken. Insbesondere kann die Bremse 62 eine Länge eines flexiblen und/oder elastischen Materials enthalten, wie etwa das einer Feder, die eine oder mehrere Wicklungen um die Stange 18 bildet. Ein Ende der Länge des Materials kann mit dem Aktuator 64, wie etwa mit einem Ende des Kolbens 68 verbunden sein, das dem mit der Feder 70 verbundenen Ende gegenüberliegt. Das andere Ende der Länge des Materials kann mit einem fixierten Trägerobjekt 72 verbunden sein, wie etwa dem Rahmen des Fahrzeugs 14, der im Wesentlichen ortsfest relativ zu der Versetzung des Aktuators 64 bleibt, um die Bremse 62 auf die Stange 18 einwirken zu lassen. Mit anderen Worten hält das fixierte Trägerobjekt 72 sein daran gekoppeltes Ende der Bremse 62 fest, wie etwa einer im Wesentlichen fixierten Position, wenn der Aktuator 64 eine Kraft auf das andere Ende der Bremse 62 ausübt, was verhindert, dass sich die Bremse 62 von der Stange 18 in Reaktion auf die angewendete Kraft abwickelt.The brake 62 may be configured to amplify the force exerted by the actuator 64 based on the capstan principle. In particular, the brake 62 may include a length of flexible and/or resilient material, such as that of a spring, forming one or more coils around the rod 18 . One end of the length of material may be connected to the actuator 64, such as to an end of the piston 68 opposite the end connected to the spring 70. The other end of the length of material may be connected to a fixed support object 72 , such as the frame of the vehicle 14 , which remains substantially stationary relative to the displacement of the actuator 64 to apply the brake 62 to the rod 18 . In other words, when the actuator 64 applies a force to the other end of the brake 62, the fixed support object 72 maintains its coupled end of the brake 62, such as a substantially fixed position, preventing the brake 62 from disengaging from the Rod 18 unwinds in response to the applied force.

In Reaktion auf die Ausübung einer Kraft auf das Ende der mit dem Aktuator 64 verbundenen Bremse 62 durch den Aktuator 64 wird eine entsprechende Kraft auf das andere mit der feststehenden Trägerkomponente 72 verbundene Ende der Bremse 62 ausgeübt, die der durch den Aktuator 64 ausgeübten Kraft entgegengesetzt ist. Aufgrund des Capstan-Prinzips ist bei gegebener Kraft F_Pull angewendet durch den Aktuator 64 die auf das andere Ende der Bremse 62 durch die feststehende Trägerkomponente 72 ausgeübte Kraft F_Hold gegeben durch die folgende Gleichung: $F_{Hold} = F_{Pull} e^{μ \cdot 2 π \cdot N}$

wobei p ein Reibungskoeffizient zwischen dem Material der Bremse 62 und der Stange 18 ist und N angibt, wie oft die Bremse 62 um die Stange 18 gewickelt ist. Die Kraft F_Hold, die auf das Ende der Bremse 62 gegenüber dem die Kraft F_Pull von dem Aktuator 64 aufnehmenden Ende ausgeübt wird, ist daher exponentiell größer als die durch den Aktuator 64 ausgeübte Kraft F_Pull. Entsprechend ist das Widerstandsdrehmoment, das durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübt wird, größer, nämlich exponentiell größer, als die durch den Aktuator 64 ausgeübte Kraft F_Pull.In response to the actuator 64 applying a force to the end of the brake 62 connected to the actuator 64, a corresponding force is applied to the other end of the brake 62 connected to the fixed support component 72, which is opposite to the force exerted by the actuator 64 is. Due to the capstan principle, given the force F _pull applied by the actuator 64, the force F _hold applied to the other end of the brake 62 by the fixed support component 72 is given by the following equation:

f_{Hold} = f_{Pull} e^{µ \cdot 2 π \cdot N}

where p is a coefficient of friction between the material of the brake 62 and the rod 18, and N is the number of times the brake 62 wraps around the rod 18. The force F _hold applied to the end of the brake 62 opposite the end receiving the force F _pull from the actuator 64 is therefore exponentially greater than the force F _pull applied by the actuator 64 . Accordingly, the resisting torque exerted by brake 62 on rod 18 is greater, namely exponentially greater, than the force F _pull exerted by actuator 64 .

Die Spannung über dem Motor 16 während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung hat entgegengesetzte Polarität zu der Spannung über dem Motor 16, wenn die Leistungssteuerung 21 den Motor 16 betreibt, um die Stange 18 in Auskupplungsrichtung zu drehen. Der Aktuator 64 kann daher dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 auf die Stange in Reaktion darauf anzuwenden, dass die Spannung über dem Motor 16 eine Polarität entsprechend einer erwarteten Polarität der durch den Motor 16 durch die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung hat, oder in Reaktion darauf nicht anzuwenden oder in Reaktion darauf die Anwendung der Bremse 62 auf die Stange 18 zu beenden, dass die Spannung über dem Motor 16 eine Polarität hat, die nicht der erwarteten Polarität der durch den Motor 16 aus der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung hat.The voltage across the motor 16 during rotation of the rod 18 in the clutch-on direction is of opposite polarity to the voltage across the motor 16 when the power controller 21 operates the motor 16 to rotate the rod 18 in the clutch-off direction. The actuator 64 may therefore be configured to apply the brake 62 to the rod in response to the voltage across the motor 16 having a polarity corresponding to an expected polarity of the back emf generated by the motor 16 by rotation of the rod 18 in the engage direction has voltage, or does not apply or cease application of the brake 62 to the rod 18 in response to the voltage across the motor 16 being of a polarity that is not the expected polarity of the motor 16 resulting from rotation back emf voltage generated by rod 18 in the engagement direction.

Wenn der Aktuator 64 zum Beispiel ein Solenoid-Aktuator ist, kann der Aktuator 64 mit dem Motor 16 so verdrahtet sein, dass, wenn die Spannung über dem Motor 16 eine Polarität entsprechend der durch den Motor 16 aufgrund der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung hat, der Kolben 68 des Solenoid-Aktuators in eine Richtung verschoben werden, die bewirkt, dass die Bremse 62 ein Widerstandsdrehmoment auf die Stange 18 ausübt. In der dargestellten Ausführungsform bewegt sich der Kolben so, dass die Feder 70 komprimiert wird. Wenn die Spannung über dem Motor 16 eine Polarität hat, die nicht zu der erwarteten Polarität der durch den Motor 16 aufgrund der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung passt, kann sich der Kolben 68 in eine Stellung bewegen, in der die Bremse 62 keine wesentliche Widerstandskraft auf die Stange 18 ausübt. In der dargestellten Ausführungsform bewegt sich der Kolben 68 zur Stange 18 und/oder zur Bremse 62 hin.For example, if the actuator 64 is a solenoid actuator, the actuator 64 may be wired to the motor 16 such that when the voltage across the motor 16 has a polarity corresponding to that generated by the motor 16 due to rotation of the rod 18 in the engage direction back emf voltage, the piston 68 of the solenoid actuator can be displaced in a direction that causes the brake 62 to apply a resisting torque to the rod 18 . In the illustrated embodiment, the piston moves such that the spring 70 is compressed. If the voltage across motor 16 is of a polarity that does not match the expected polarity of the back emf voltage generated by motor 16 due to rotation of rod 18 in the engage direction, piston 68 may move to a position where the brake 62 does not exert any significant resisting force on the rod 18. In the illustrated embodiment, piston 68 moves toward rod 18 and/or brake 62 .

Das System 10 kann eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Motor 16 und dem Aktuator 64 aufrechterhalten, während das Fahrzeug 14 in Betrieb ist, so dass der Aktuator 64 kontinuierlich in die Lage versetzt ist, die Bremse 62 während des Betriebs des Fahrzeugs 14 zu betätigen. Um unnötige und potentiell beschädigende Bewegungen des Aktuators 64 zu verhindern, etwa wenn sich die Kupplung 12 im Übergang zum ausgekuppelten Zustand befindet, kann das System alternativ dazu ausgestaltet sein, den Aktuator 64 in Reaktion auf das Eintreten einer vordefinierten Bedingung in die Lage zu versetzen, die Bremse 62 zu betätigen. Zum Beispiel kann das System dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 und den Aktuator 64 in Reaktion darauf bereitzumachen, dass sich die Stange in Einkupplungsrichtung dreht. In einem weiteren Beispiel kann das System 10 dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 und den Aktuator 64 in Reaktion darauf zu aktivieren, dass eine Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt, wie etwa eine Bedingung, die eine Fehlfunktion anzeigt. Wenn zum Beispiel ein Stromausfall auftritt, während die Leistungssteuerung 21 den Motor 16 betreibt, um die Kupplung 12 in der ausgekuppelten Stellung zu halten, z.B. während das Fahrzeug 14 gestoppt ist, oder wenn ein Stromausfall auftritt, der verhindert, dass eine batteriebetriebene Bremse den Übergang der Kupplung 12 in die eingekuppelte Stellung steuert, kann das System 10 dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 und den Aktuator 64 zu aktivieren, um den Übergang der Kupplung 12 aus der ausgekuppelten Stellung in die eingekuppelte Stellung zu steuern, um zu verhindern, dass die Kupplung 12 zu schnell eingekuppelt wird und möglicherweise Schäden an Komponenten der Kupplung 12 verursacht oder dazu führt, dass das Fahrzeug 14 unerwartet einen Satz nach vorne macht und/oder abgewürgt wird.The system 10 may maintain a constant connection between the motor 16 and the actuator 64 while the vehicle 14 is operating such that the actuator 64 is continuously enabled to apply the brake 62 during vehicle 14 operation. Alternatively, to prevent unnecessary and potentially damaging movement of the actuator 64, such as when the clutch 12 is in transition to the disengaged state, the system may be configured to enable the actuator 64 in response to the occurrence of a predefined condition apply the brake 62. For example, the system may be configured to arm the brake 62 and actuator 64 in response to the rod rotating in the engage direction. In another example, the system 10 may be configured to Activate brake 62 and actuator 64 in response to rotation of rod 18 in the engage direction meeting a predefined condition, such as a condition indicative of a malfunction. For example, if a power failure occurs while the power controller 21 operates the motor 16 to hold the clutch 12 in the disengaged position, e.g., while the vehicle 14 is stopped, or if a power failure occurs that prevents a battery operated brake from making the transition of the clutch 12 to the engaged position, the system 10 may be configured to activate the brake 62 and the actuator 64 to control the transition of the clutch 12 from the disengaged position to the engaged position to prevent the clutch 12 is engaged too quickly, potentially causing damage to clutch 12 components or causing the vehicle 14 to unexpectedly jump forward and/or stall.

Zu diesem Zweck kann das System 10 eine Schaltersteuerung 74 enthalten. Die Schaltersteuerung 74 umfasst einen mit dem Motor 16 und dem Aktuator 64 verbundenen Schalter 76. Der Schalter 76 kann durch ein Paar von Transistoren verwirklicht sein. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, die vordefinierte Bedingung zu überwachen. Solange die vordefinierte Bedingung nicht erfüllt ist, ist die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet, den Schalter 76 in einem offenen Zustand zu halten, wie in 1 und 2 illustriert. Wenn der Schalter 76 im offenen Zustand ist, ist der Aktuator 64 bezüglich Empfang eines elektrischen Stroms blockiert, der der von dem Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in die Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung entspricht. Der Aktuator 64 kann daher nicht mit Leistung versorgt werden, um die Bremse 62 zu betätigen, die während dieser Zeit entsprechend als nichtaktiv angesehen werden kann.The system 10 may include a switch controller 74 for this purpose. The switch controller 74 includes a switch 76 coupled to the motor 16 and the actuator 64. The switch 76 may be implemented by a pair of transistors. The switch controller 74 may be configured to monitor the predefined condition. As long as the predefined condition is not met, the switch controller 74 is configured to keep the switch 76 in an open state, as in FIG 1 and 2 illustrated. When the switch 76 is in the open state, the actuator 64 is blocked from receiving an electrical current corresponding to the back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction. The actuator 64 can therefore not be powered to apply the brake 62, which accordingly can be considered inactive during this time.

In Reaktion auf die Feststellung, dass die vordefinierte Bedingung erfüllt ist, kann die Schaltersteuerung 74 demgegenüber dazu eingerichtet sein, den Aktuator 64 zu aktivieren, indem der Schalter 76 geschlossen wird, wie in 3 und 4 illustriert. Wenn der Schalter 76 im geschlossenen Zustand ist, kann der Aktuator 64 einen elektrischen Strom entsprechend der durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung empfangen, was den Aktuator 64 in die Lage versetzen und dazu ansteuern kann, die Bremse 62 wie oben beschrieben zu betätigen.In contrast, in response to determining that the predefined condition is met, the switch controller 74 may be configured to activate the actuator 64 by closing the switch 76, as shown in FIG 3 and 4 illustrated. When the switch 76 is in the closed state, the actuator 64 can receive an electrical current corresponding to the back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction, which can enable and drive the actuator 64 to do so to actuate the brake 62 as described above.

Die Schaltersteuerung 74 kann durch Hardware oder Software, oder beides, implementiert sein. Zum Beispiel kann die Schaltersteuerung 74 einen Mikrocontroller oder eine elektronische Steuereinheit aufweisen, die einen Prozessor, einen Speicher und nicht flüchtige Speicher mit Computer-ausführbarer Software umfasst, die dazu vorbereitet ist, bei Ausführung durch den Prozessor, den Prozessor in die Lage zu versetzen, die Funktionen, Merkmale und Prozesse der Schaltersteuerung 74 wie hierin beschrieben zu realisieren. Die Schaltersteuerung 74 kann auch eine Schaltung sein, die dazu ausgestaltet ist, den Schalter 76 basierend darauf, ob von der Schaltung empfangene Signale die vordefinierte Bedingung anzeigen, zu öffnen und zu schließen. Die Schaltersteuerung 74 kann verbunden sein mit und mit Leistung versorgt werden durch die Batterie 20. Alternativ, wie etwa um den Betrieb der Schaltersteuerung 74 bei Ausfall der Stromversorgung der Batterie 20 aufrechtzuerhalten, kann die Schaltersteuerung 74 eine von der Batterie 20 separate Leistungsquelle enthalten und/oder dadurch versorgt werden, wie etwa die durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugte Gegen-EMK-Spannung und/oder eine separate Batterie (z.B. eine wiederaufladbare interne Batterie, die unter Verwendung der Gegen-EMK-Spannung aufgeladen wird, und/oder die Batterie 20, eine Sensorbatterie) .The switch controller 74 can be implemented by hardware or software, or both. For example, the switch controller 74 may include a microcontroller or electronic control unit that includes a processor, memory, and non-volatile storage with computer-executable software that is prepared, when executed by the processor, to enable the processor to implement the functions, features and processes of the switch controller 74 as described herein. The switch controller 74 may also be a circuit configured to open and close the switch 76 based on whether signals received by the circuit indicate the predefined condition. The switch controller 74 may be connected to and powered by the battery 20. Alternatively, such as to maintain operation of the switch controller 74 in the event of a loss of power to the battery 20, the switch controller 74 may include a power source separate from the battery 20 and/or or powered by such as the back emf voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction and/or a separate battery (e.g., a rechargeable internal battery that is charged using the back emf voltage , and/or the battery 20, a sensor battery).

Das System 10 kann weiter einen Sensor enthalten, der anzeigt, ob die vordefinierte Bedingung erfüllt ist. Die Schaltersteuerung 74 kann den Sensor enthalten oder damit verbunden sein und kann die Erfüllung der vordefinierten Bedingung basierend auf durch den Sensor erzeugten Sensordaten überwachen. In Reaktion darauf, dass basierend auf den Sensordaten festgestellt wird, dass die vordefinierte Bedingung erfüllt ist, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, den Aktuator 64 zu aktivieren, um die Bremse 62 unter Verwendung der Gegen-EMK-Spannung zu betätigen, wie etwa durch Schließen des Schalters 76.The system 10 may further include a sensor that indicates whether the predefined condition is met. The switch controller 74 may include or be connected to the sensor and may monitor fulfillment of the predefined condition based on sensor data generated by the sensor. In response to determining that the predefined condition is met based on the sensor data, the switch controller 74 may be configured to activate the actuator 64 to apply the brake 62 using the back emf voltage, such as by closing switch 76.

Die vordefinierte Bedingung kann wie zum Beispiel vorher beschrieben den Beginn der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung beinhalten. Der Sensor zum Anzeigen, ob die vordefinierte Bedingung erfüllt ist, kann daher ein Sensor sein, der anzeigt, ob die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, und die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, um in Reaktion auf die Feststellung basierend auf dem Sensor, dass sich die Stange 18 in Einkupplungsrichtung dreht, festzustellen, dass die vordefinierte Bedingung erfüllt ist.The predefined condition may include the beginning of rotation of the rod 18 in the engagement direction, for example as previously described. The sensor for indicating whether the predefined condition is met can therefore be a sensor that indicates whether the rod 18 is rotating in the engagement direction, and the switch controller 74 can be configured to, in response to determining based on the sensor that the rod 18 rotates in the coupling direction to determine that the predefined condition is met.

Die Schaltersteuerung kann dazu eingerichtet sein, um basierend auf der Polarität der Spannung über dem Motor 16 festzustellen, ob die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht. Wenn die Stange 18 beginnt, sich in Einkupplungsrichtung zu drehen, ändert sich die Spannung über dem Motor 16 in die erwartete Spannung der durch die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung. Der Sensor zur Anzeige, ob die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht, kann daher ein mit dem Motor 16 verbundener Sensor, insbesondere ein mit dem Rotor 24 verbundener Sensor, sein. Der Sensor kann Teil der Schaltersteuerung 74 sein und/oder darin implementiert sein. In Reaktion darauf, dass die Polarität der Spannung über dem Motor 16 der erwarteten Polarität der durch den Motor 16 aus der Drehung der Stange in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung entspricht, wie durch den Spannungssensor angezeigt, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, festzustellen, dass die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht, und demgemäß den Schalter 76 zu schließen.The switch controller may be configured to determine whether the rod 18 is rotating in the engage direction based on the polarity of the voltage across the motor 16 . As the rod 18 begins to rotate in the engage direction, the voltage across the motor 16 changes to the expected voltage generated by the rotation of the rod 18 in the engage direction back emf voltage. The sensor for indicating whether the rod 18 is rotating in the direction of engagement can therefore be a sensor connected to the motor 16 , in particular a sensor connected to the rotor 24 . The sensor may be part of and/or implemented in the switch controller 74 . In response to the polarity of the voltage across the motor 16 matching the expected polarity of the back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod in the engage direction, as indicated by the voltage sensor, the switch controller 74 may be configured to detect that rod 18 is rotating in the engagement direction and close switch 76 accordingly.

Als weiteres Beispiel kann der Sensor zur Anzeige, ob die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht, ein linearer Positionssensor 80 nahe der Stange 18 sein. Der lineare Positionssensor 80 kann dazu ausgestaltet sein, um eine lineare Position einer Markierung 82 in der Nähe des linearen Positionssensors 80 entlang der Drehachse der Stange 18 anzuzeigen. Die Markierung 82 kann linear beweglich entlang der Länge der Stange 18 mit der Drehung der Stange 18 in Eingriffsrichtung sein. Die Markierung 82 kann zum Beispiel mit dem Kolben 30 verbunden sein und sich mit ihm bewegen. Der lineare Positionssensor 80 kann eine Drehrichtung der Stange 18 anzeigen, indem eine Richtung linearer Bewegung der Markierung 82 entlang der Drehachse der Stange 18 als Funktion der Zeit angezeigt wird. Eine Bewegungsrichtung der Markierung 82 entspricht der Drehung der Stange 18 in Eingriffsrichtung und eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung der Markierung 82 entspricht einer Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung. In dem illustrierten Beispiel kann der lineare Positionssensor 80, wenn die Stange in Einkupplungsrichtung rotiert, eine lineare Bewegung der Markierung 82 zu der Kugelgewindemutter 28 und zur der Spitze der Stange 18 hin anzeigen. In Reaktion auf Empfang von Daten von dem linearen Positionssensor 80, die eine solche lineare Bewegung anzeigen, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, festzustellen, dass die Stange sich in Einkupplungsrichtung dreht, und den Schalter 76 demgemäß zu schließen.As another example, the sensor for indicating whether the rod 18 is rotating in the engagement direction may be a linear position sensor 80 near the rod 18 . The linear position sensor 80 may be configured to indicate a linear position of a marker 82 proximate to the linear position sensor 80 along the axis of rotation of the rod 18 . The marker 82 may be linearly movable along the length of the rod 18 with rotation of the rod 18 in the direction of engagement. For example, the marker 82 may be connected to the piston 30 and move with it. The linear position sensor 80 may indicate a direction of rotation of the rod 18 by indicating a direction of linear movement of the marker 82 along the axis of rotation of the rod 18 as a function of time. A direction of movement of the marker 82 corresponds to rotation of the rod 18 in the engaging direction, and an opposite direction of movement of the marker 82 corresponds to rotation of the rod 18 in the disengaging direction. In the example illustrated, as the rod rotates in the direction of engagement, the linear position sensor 80 may indicate linear movement of the marker 82 toward the ball nut 28 and toward the tip of the rod 18 . In response to receiving data from the linear position sensor 80 indicative of such linear movement, the switch controller 74 may be configured to determine that the rod is rotating in the clutch direction and to close the switch 76 accordingly.

Der lineare Positionssensor 80 kann einen oder mehrere Hall-Effekt-Sensoren zum Verfolgen eines durch die Markierung 82 erzeugten Magnetfelds aufweisen. Alternativ kann der lineare Positionssensor 80 einen oder mehrere optische Sensoren zum Verfolgen der Bewegung eines spezifischen visuellen Merkmals der Markierung 82 aufweisen, einen oder mehrere Tiefensensoren zum Verfolgen der Bewegung eines bestimmten Tiefenmerkmals der Markierung 82 relativ zum linearen Positionssensor 80 oder einen oder mehrere kapazitive Sensoren aufweisen.Linear position sensor 80 may include one or more Hall effect sensors for tracking a magnetic field generated by marker 82 . Alternatively, the linear position sensor 80 may include one or more optical sensors for tracking movement of a specific visual feature of the marker 82, one or more depth sensors for tracking movement of a particular depth feature of the marker 82 relative to the linear position sensor 80, or one or more capacitive sensors .

Der Sensor zum Anzeigen, ob die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht, kann auch ein Rotationssensor 84 sein. Der Rotationssensor 84 kann nahe einem Sensorring 86 positioniert sein, der mit der Stange 18 verbunden und mit dieser drehbar ist, wenn die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht. Der Rotationssensor 84 kann dazu eingerichtet sein, eine Rotationsrichtung der Stange 18 anzuzeigen, indem eine Rotationsrichtung des Sensorrings 86 während der Rotation der Stange 18 angezeigt wird.The sensor for indicating whether the rod 18 is rotating in the engagement direction may also be a rotation sensor 84 . The rotation sensor 84 may be positioned proximate a sensor ring 86 that is connected to and rotatable with the rod 18 as the rod 18 rotates in the engagement direction. The rotation sensor 84 may be configured to indicate a direction of rotation of the rod 18 by indicating a direction of rotation of the sensor ring 86 during rotation of the rod 18 .

Insbesondere kann der Sensorring 86 eine Mehrzahl von Markierungen 88 aufweisen. Da die Rotation der Stange 18 die Rotation des Sensorrings 86 zur Folge hat, kann der Rotationssensor 84 eine Rotationsbewegung des Sensorrings 86 detektieren, indem jede Markierung 88, die den Rotationssensor 84 passiert, detektiert wird. Der Rotationssensor 84 kann mehrfache Subsensoren zum Bestimmen einer Rotationsrichtung des Sensorrings aufweisen. Die Subsensoren können relativ zu dem Sensorring 86 so positioniert sein, dass, wenn der Sensorring 86 sich dreht, eine gegebene Markierung 88 von jedem Subsensor detektiert wird, bevor eine andere Markierung 88 von einem der Subsensoren detektiert wird. Insbesondere können die Detektionszonen der Subsensoren durch eine Bogenlänge voneinander entfernt sein, die kleiner als die Hälfte der Bogenlänge zwischen den Markierungen 88 an dem Sensorring 86 ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, während der Sensorring 86 rotiert basierend darauf, welcher der Subsensoren zuerst jede Markierung 88 detektiert, die Drehrichtung des Sensorrings 86 zu bestimmen und entsprechend die Drehrichtung der Stange 18 zu bestimmen. Ähnlich wie bei dem linearen Positionssensor 80 können die Sensoren des Rotationssensors 84 Hall-Effekt-Sensoren, optische Sensoren, Tiefensensoren zum Detektieren des Durchgangs der Markierungen 88 sein.In particular, the sensor ring 86 can have a plurality of markings 88 . Since the rotation of the rod 18 results in the rotation of the sensor ring 86, the rotation sensor 84 can detect rotational movement of the sensor ring 86 by detecting each mark 88 that the rotation sensor 84 passes. The rotation sensor 84 may include multiple sub-sensors for determining a direction of rotation of the sensor ring. The sub-sensors may be positioned relative to the sensor ring 86 such that as the sensor ring 86 rotates, a given marker 88 is detected by each sub-sensor before another marker 88 is detected by one of the sub-sensors. In particular, the detection zones of the sub-sensors can be separated by an arc length that is less than half the arc length between the markings 88 on the sensor ring 86 . In this configuration, as the sensor ring 86 rotates, the switch controller 74 may be configured to determine the direction of rotation of the sensor ring 86 and correspondingly determine the direction of rotation of the rod 18 based on which of the sub-sensors first detects each marker 88 . Similar to the linear position sensor 80, the sensors of the rotation sensor 84 may be Hall effect sensors, optical sensors, depth sensors for detecting the passage of the markers 88.

Wie oben beschrieben kann die vordefinierte Bedingung, die von der Schaltersteuerung 74 überwacht wird, auch beinhalten, ob die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt. Beispielsweise kann die vordefinierte Bedingung beinhalten, ob die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Mit anderen Worten kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, festzustellen, dass die vordefinierte Bedingung erfüllt ist, wenn eine Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als die Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Weil die Geschwindigkeit, mit der die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert proportional zu der Geschwindigkeit sein kann, mit der die Kupplung 12 aus dem ausgekuppelte Zustand in den eingekuppelten Zustand übergeht, kann diese in Beziehung zur Einkupplung stehende Bedingung anzeigen, dass die Kupplung 12 zu schnell einkuppelt. Wie zuvor beschrieben kann diese Situation infolge eines Leistungsversorgungsausfalls einer batteriebetriebenen Bremse oder eines Leistungsversorgungsausfalls des Motors 16 eintreten, wenn dieser betrieben wird, um die Kupplung 12 in der ausgekuppelten Stellung zu halten. Die Schaltersteuerung 74 kann daher eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass eine Rotationsgeschindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist, auf eine Fehlfunktion zu schließen, wie etwa einen Leistungsversorgungsausfall.As described above, the predefined condition monitored by switch controller 74 may also include whether rotation of rod 18 in the engage direction meets a predefined condition. For example, the predefined condition may include whether the rotation speed of the rod 18 in the engagement direction is greater than a threshold rotation speed. In other words, the switch controller 74 may be configured to determine that the predefined condition is met when a rotation speed of the rod 18 in the engagement direction is greater than the threshold rotation speed. Because the speed at which the rod 18 in Einkup While the direction of clutch rotation may be proportional to the rate at which the clutch 12 transitions from the disengaged state to the engaged state, this clutch-related condition may indicate that the clutch 12 is engaging too quickly. As previously described, this situation can occur as a result of a loss of power to a battery operated brake or a loss of power to the motor 16 when it is being operated to hold the clutch 12 in the disengaged position. The switch controller 74 may therefore be configured to infer a malfunction, such as a power supply failure, in response to a rotational speed of the rod 18 in the engagement direction being greater than a threshold rotational speed.

Der Betrag der durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung ist proportional zur Geschwindigkeit der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung. Die Schaltersteuerung 74 kann daher dazu eingerichtet sein, festzustellen, ob die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist, indem festgestellt wird, ob eine Amplitude der durch den Motor 16 erzeugten Gegen-EMK-Spannung, wie durch einen oben beschriebenen Spannungssensor angezeigt, größer ist als eine Schwellenamplitude. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, in Reaktion auf die Feststellung dass die Amplitude der Gegen-EMK-Spannung größer als eine Schwellenspannungsamplitude ist, festzustellen, dass die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt.The magnitude of the back EMF voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction is proportional to the rate of rotation of the rod 18 in the engage direction. The switch controller 74 may therefore be configured to determine whether rotation of the rod 18 in the engage direction is greater than a threshold rotational speed by determining whether an amplitude of the back EMF voltage generated by the motor 16, as determined by a voltage sensor described above indicated is greater than a threshold amplitude. The switch controller 74 may be configured to determine that rotation of the rod 18 in the engage direction satisfies a predefined condition in response to determining that the amplitude of the back emf voltage is greater than a threshold voltage amplitude.

Die Schaltersteuerung 74 kann auch dazu eingerichtet sein, um basierend auf Daten des linearen Positionssensors 80 nahe der Stange 18 festzustellen, ob die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Wie zuvor beschrieben kann der lineare Positionssensor 80 dazu eingerichtet sein, eine lineare Position einer Markierung 82 nahe dem linearen Positionssensor 80 entlang der Rotationsache der Stange 18 zu überwachen und anzuzeigen. Die Markierung 82 kann linear beweglich entlang der Länge der Stange 18 mit der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung sein. Der lineare Positionssensor 80 kann eine lineare Geschwindigkeit der Markierung 82 während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung anzeigen, indem eine lineare Position der Markierung 82 an der Drehachse der Stange 18 als Funktion der Zeit angezeigt wird. Da die lineare Geschwindigkeit der Markierung 82, wenn die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, proportional zu der Geschwindigkeit sein kann, mit der die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, festzustellen, ob die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist, indem festgestellt wird, ob die lineare Geschwindigkeit der Markierung 82, wie durch den linearen Positionssensor 80 angezeigt, größer als eine lineare Schwellengeschwindigkeit ist. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass die durch den linearen Positionssensor 80 angezeigte lineare Geschwindigkeit der Markierung 82 größer als eine lineare Schwellengeschwindigkeit ist, festzustellen, dass die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt.The switch controller 74 may also be configured to determine whether the rotational speed of the rod 18 in the engagement direction is greater than a threshold rotational speed based on data from the linear position sensor 80 near the rod 18 . As previously described, the linear position sensor 80 may be configured to monitor and indicate a linear position of a marker 82 proximate to the linear position sensor 80 along the axis of rotation of the rod 18 . The marker 82 may be linearly movable along the length of the rod 18 with rotation of the rod 18 in the engagement direction. The linear position sensor 80 may indicate a linear velocity of the marker 82 during rotation of the rod 18 in the engage direction by indicating a linear position of the marker 82 on the rod 18 axis of rotation as a function of time. Since the linear speed of the marker 82 as the rod 18 rotates in the engage direction may be proportional to the speed at which the rod 18 rotates in the engage direction, the switch controller 74 may be configured to determine whether the rotational speed of the rod 18 in the engage direction is greater than a threshold rotational speed by determining whether the linear speed of the marker 82 as indicated by the linear position sensor 80 is greater than a threshold linear speed. The switch controller 74 may be configured to determine that rotation of the rod 18 in the engage direction meets a predefined condition in response to the linear velocity of the marker 82 as indicated by the linear position sensor 80 being greater than a threshold linear velocity.

Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, basierend auf Daten des Rotationssensors 84 festzustellen, ob die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Wie zuvor beschrieben kann der Rotationssensor 84 in der Nähe eines Sensorrings 86 positioniert sein, der mit der Stange 18 gekoppelt ist und sich mit ihr dreht, wenn die Stange 18 sich in Einkupplungsrichtung dreht, und kann dazu eingerichtet sein, eine Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung anzuzeigen.The switch controller 74 may be configured to determine whether the rotational speed of the rod 18 in the engage direction is greater than a threshold rotational speed based on data from the rotation sensor 84 . As previously described, the rotation sensor 84 may be positioned proximate to a sensor ring 86 that is coupled to and rotates with the rod 18 when the rod 18 rotates in the engagement direction, and may be configured to measure a rotational speed of the sensor ring 86 during of the rotation of the rod 18 in the coupling direction.

Da die Rotation der Stange 18 eine Rotation des Sensorrings 86 bewirkt, kann der Rotationssensor 84 die Rotationsbewegung des Sensorrings 86 detektieren, indem durch den Rotationssensor 84 jedes Passieren einer Markierung 88 detektiert wird. Der Rotationssensor 84 kann so eine Drehgeschwindigkeit des Sensorrings 86 anzeigen, indem die Anzahl von detektierten Drehbewegungen des Sensorrings 86 als Funktion der Zeit angezeigt wird, oder genauer gesagt, indem die Anzahl von Markierungen 88, die sich an dem Rotationssensor 84 vorbeibewegt haben, als Funktion der Zeit angezeigt wird. Da die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung sein kann, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, festzustellen, ob die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine höhere Geschwindigkeit als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit hat, indem festgestellt wird, ob die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, in Reaktion auf die Feststellung, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86, die durch den Rotationssensor 84 angezeigt wird, größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist, festzustellen, dass die Rotation der Stange 18 ein Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt.Since the rotation of the rod 18 causes the sensor ring 86 to rotate, the rotation sensor 84 can detect the rotational movement of the sensor ring 86 by each passage of a marking 88 being detected by the rotation sensor 84 . The rotation sensor 84 can thus indicate a rotational speed of the sensor ring 86 by displaying the number of detected rotational movements of the sensor ring 86 as a function of time, or more precisely by the number of markers 88 that have moved past the rotation sensor 84 as a function of the time is displayed. Because the rotational speed of the sensor ring 86 may be proportional to the rotational speed of the rod 18 during rotation of the rod 18 in the engage direction, the switch controller 74 may be configured to determine whether the rotation of the rod 18 in the engage direction is at a greater rate than a threshold rotational speed by determining whether the rotational speed of the sensor ring 86 is greater than a threshold rotational speed. The switch controller 74 may be configured to determine that rotation of the rod 18 in an engagement direction meets a predefined condition in response to determining that the rotational speed of the sensor ring 86 indicated by the rotation sensor 84 is greater than a threshold rotational speed.

Wenn festgestellt wird, ob die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein oder nicht, um explizit festzustellen, ob die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, wie oben beschrieben. Zum Beispiel kann das System eingerichtet sein, dass die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung aus der Existenz der erfüllten vordefinierten Bedingung abgeleitet wird. Zum Beispiel kann die Stange 18 in erster Linie mit einer Geschwindigkeit größer als eine Schwellengeschwindigkeit rotieren in Folge einer Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung während einer Fehlfunktion, wie etwa einem Leistungszufuhrausfall einer batteriebetriebenen Bremse.When determining whether the rotation of the rod 18 in the engage direction satisfies a predefined condition, the switch controller 74 may or may not be configured to explicitly determine whether the rod 18 is rotating in the engage direction, as described above. For example, the system may be arranged such that the rotation of the rod 18 in the engagement direction is inferred from the existence of the predefined condition being met. For example, the rod 18 may rotate primarily at a speed greater than a threshold speed as a result of rotation of the rod 18 in the engagement direction during a malfunction, such as a power failure of a battery operated brake.

Die vordefinierte Bedingung, die durch die Schaltersteuerung 74 überwacht wird, kann auch eine Bedingung beinhalten, die Probleme vorhersieht, wenn die Stange 18 in Einkupplugsrichtung rotiert, unabhängig davon, ob die vordefinierte Bedingung während der Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung detektiert wird. Wie oben diskutiert kann der Aktuator 64 dazu eingerichtet sein, die Bremse 62 nur dann auf die Stange 18 einwirken zu lassen, wenn die Polarität der Spannung über den Motor 16 der erwarteten Polarität der durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung passt. Die vordefinierte Bedingung kann daher unabhängig von der Drehung der Stange 18 sein. Zum Beispiel kann als Reaktion auf eine Störung einer batteriebetriebenen Bremse des Systems 10, wie etwa durch einen Leistungsversorgungsaufall, die batteriebetriebene Bremse eines Fehlercode erzeugen und zu der Schaltersteuerung 74 senden. Beispielsweise kann der Fehlercode durch die Leistungssteuerung 21, den Motor 16 oder die elektromagnetische Bremse 69 erzeugt werden. Die vordefinierte Bedingung kann daher den Empfang eines Fehlercodes von einer batteriebetriebenen Bremse beinhalten. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, in Reaktion auf einen solchen Fehlercode festzustellen, dass die vordefinierte Bedingung erfüllt ist, und den Schalter 76 in einen geschlossenen Zustand zu bringen.The predefined condition monitored by the switch controller 74 may also include a condition that anticipates problems when the rod 18 rotates in the engage direction, regardless of whether the predefined condition is detected during rotation of the rod 18 in the engage direction. As discussed above, the actuator 64 may be configured to apply the brake 62 to the rod 18 only when the polarity of the voltage across the motor 16 matches the expected polarity of the polarity generated by the motor 16 from rotation of the rod in the direction of engagement -EMF voltage fits. The predefined condition can therefore be independent of the rod 18 rotation. For example, in response to a failure of a battery powered brake of system 10, such as a power supply failure, the battery powered brake may generate and send to switch controller 74 an error code. For example, the error code can be generated by the power control 21, the motor 16 or the electromagnetic brake 69. The predefined condition may therefore include receiving a fault code from a battery powered brake. The switch controller 74 may be configured, in response to such an error code, to determine that the predefined condition is met and to place the switch 76 in a closed state.

5 illustriert einen Prozess 100 zum Steuern einer Kupplung eines Fahrzeugs. Der Prozess 100 kann von dem System 10 durchgeführt werden, wie etwa durch die Leistungssteuerung 21 und die Schaltersteuerung 24, um die Kupplung 12 des Fahrzeugs 14 zu steuern. 5 1 illustrates a process 100 for controlling a clutch of a vehicle. The process 100 may be performed by the system 10 , such as by the power controller 21 and the switch controller 24 to control the clutch 12 of the vehicle 14 .

In Block 102 wird die Kupplung 12 zum Übergang in den ausgekuppelten Zustand gebracht. Insbesondere kann die Leistungssteuerung 21 den Motor 16 betreiben, um die Stange 18 in Reaktion in Auskupplungsrichtung zu versetzen. Rotation der Stange 18 in Auskupplungsrichtung bewirkt den Übergang der Kupplung 12 aus dem eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand, wie oben beschrieben. In block 102, the clutch 12 is transitioned to the disengaged state. In particular, the power controller 21 may operate the motor 16 to responsively translate the rod 18 in the disengaging direction. Rotation of the rod 18 in the disengagement direction causes the clutch 12 to transition from the engaged condition to the disengaged condition as described above.

In Block 104 beginnt die Kupplung den Übergang aus dem ausgekuppelten Zustand zurück in den eingekuppelten Zustand. Genauer gesagt betreibt die Leistungssteuerung 21, in Reaktion auf das Übergehenlassen der Kupplung 12 in den ausgekuppelten Zustand, den Motor 16, um fortgesetzt Drehmoment auf die Stange 18 in Auskupplungsrichtung auszuüben und dadurch die Kupplung 12 im ausgekuppelten Zustand zu halten. Danach beendet der Motor 16 die Aufrechterhaltung des Drehmoments, und die Vorspannung der Kupplung beginnt den Übergang der Kupplung zurück in den eingekuppelten Zustand. Die Leistungssteuerung 21 kann den Motor 16 zielgerichtet dazu veranlassen, die Aufrechterhaltung des Drehmoments zu beenden, um die Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand übergehen zu lassen. Alternativ kann ein sich auf den Motor 16 beziehender Leistungsversorgungsausfall auftreten, wie etwa durch eine Störung des Motors, 16 der Leistungssteuerung 21, der Batterie 20 oder der Leitungsverbindungen dazwischen, was dazu führt, dass der Motor unerwartet die Aufrechterhaltung des Drehmoments auf die Stange 18 beendet.At block 104, the clutch begins transitioning from the disengaged state back to the engaged state. More specifically, in response to the transition of the clutch 12 to the disengaged condition, the power controller 21 operates the motor 16 to continue to torque the rod 18 in the disengaging direction, thereby maintaining the clutch 12 in the disengaged condition. Thereafter, the motor 16 ceases maintaining torque and the preloading of the clutch begins to transition the clutch back to the engaged state. The power controller 21 may selectively cause the motor 16 to cease maintaining torque to transition the clutch 12 from the disengaged state to the engaged state. Alternatively, a power failure related to the motor 16 may occur, such as through a failure of the motor, 16 power controller 21, the battery 20, or the wiring connections therebetween, causing the motor to unexpectedly stop maintaining torque on the rod 18 .

In Block 106 wird eine Feststellung getroffen, wie etwa durch die Schaltersteuerung 74, ob eine vordefinierte Bedingung erfüllt ist. Die vordefinierte Bedingung kann eine oder mehrere der oben beschriebenen vordefinierten Bedingungen beinhalten. Zum Beispiel kann die vordefinierte Bedingung beinhalten, dass die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, wie durch den Übergang der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten in den eingekuppelten Zustand bewirkt. Zusätzlich oder alternativ kann die vordefinierte Bedingung beinhalten, dass die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt, wie etwa dass die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist.In block 106, a determination is made, such as by switch controller 74, as to whether a predefined condition is met. The predefined condition may include one or more of the predefined conditions described above. For example, the predefined condition may include rod 18 rotating in the engagement direction as caused by the transition of clutch 12 from the disengaged to the engaged state. Additionally or alternatively, the predefined condition may include that the rotation of the rod 18 in the engage direction satisfies a predefined condition, such as the rotational speed of the rod 18 being greater than a threshold rotational speed.

Zum Beispiel kann die Feststellung, ob die Drehung der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt, beinhalten, unter Verwendung des linearen Positionssensors 80 die lineare Bewegung der Markierung 82 als Funktion der Zeit zu überwachen, wie etwa während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung. Danach kann die lineare Geschwindigkeit der Markierung 82 basierend auf der nachverfolgten linearen Bewegung als Funktion der Zeit berechnet werden und es kann eine Feststellung getroffen werden, ob die berechnete Markierungsgeschwindigkeit größer als eine Schwellenmarkierungsgeschwindigkeit ist. Wenn ja, kann die Feststellung getroffen werden, dass die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung die vordefinierte Bedingung erfüllt („Ja“-Zweig von Block 106).For example, determining whether the rotation of the rod 18 in the engage direction satisfies a predefined condition may include using the linear position sensor 80 to monitor linear movement of the marker 82 as a function of time, such as during rotation of the rod 18 in the engage direction . Thereafter, the linear velocity of the marker 82 can be calculated based on the tracked linear motion as a function of time and a determination can be made as to whether the calculated marker velocity is greater than a threshold marker velocity. If so, can it be determined that the rotation of the rod 18 in the engagement direction satisfies the predefined condition ("Yes" branch of block 106).

Als ein weiteres Beispiel kann die Feststellung, ob die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung eine vordefinierte Bedingung erfüllt, beinhalten, unter Verwendung des Rotationssensors 84 die Drehbewegung des Sensorrings 86 als Funktion der Zeit nachzuverfolgen, wie etwa während der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung. Dann wird eine Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 basierend auf der nachverfolgten Rotationsbewegung des Sensorrings 86 als Funktion der Zeit berechnet. Es kann eine Feststellung getroffen werden, ob die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 größer als eine Schwellenrotationsgeschwindigkeit ist. Wenn ja, kann eine Feststellung getroffen werden, dass die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung die vordefinierte Bedingung erfüllt („Ja“-Zweig von Block 106).As another example, determining whether rotation of rod 18 in the engage direction meets a predefined condition may include using rotation sensor 84 to track rotational movement of sensor ring 86 over time, such as during rotation of rod 18 in the engage direction. A rotational speed of the sensor ring 86 is then calculated based on the tracked rotational movement of the sensor ring 86 as a function of time. A determination may be made as to whether the rotational speed of the sensor ring 86 is greater than a threshold rotational speed. If so, a determination may be made that rotation of rod 18 in the engage direction satisfies the predefined condition ("Yes" branch of block 106).

Die Überwachung des Auftretens der vordefinierten Bedingung kann während des gesamten Übergangs der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand fortgesetzt werden. In Reaktion darauf, dass während des Übergangs der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten in den eingekuppelten Zustand die vordefinierte Bedingung nicht detektiert wird („Nein“-Zweig von Block 10), kann der Prozess zu Block 102 zurückkehren, indem die Kupplung 12 wieder zum Übergang in den ausgekuppelten Zustand gebracht wird. In Reaktion darauf, dass während des Übergangs der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand die vordefinierte Bedingung detektiert wird („Ja“-Zweig von Block 106), wird in Block 108 die Bremse 62 betätigt. Genauer gesagt kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, den Aktuator 64 zu aktivieren, um unter Verwendung der durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung die Bremse 62 auf die Stange 18 einwirken zu lassen, wie etwa durch Schließen des Schalters 76.Monitoring for the occurrence of the predefined condition may continue throughout the transition of the clutch 12 to the engaged state. In response to the predefined condition not being detected during the transition of the clutch 12 from the disengaged to the engaged state ("no" branch of block 10), the process may return to block 102 where the clutch 12 returns to the transition is brought into the disengaged state. In response to the predefined condition being detected during the transition of the clutch 12 to the engaged state ("Yes" branch of block 106), the brake 62 is applied at block 108. More specifically, the switch controller 74 may be configured to activate the actuator 64 to apply the brake 62 to the rod 18 using the back emf voltage generated by the motor 16 from rotation of the rod 18 in the engage direction, such as such as by closing switch 76.

In Block 110 wird die Bremse 62 eingestellt, wie etwa durch den Aktuator 64, um während des verbleibenden Teils des Übergangs der Kupplung 12 aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand die Steuerung des Übergangs der Kupplung in den eingekuppelten Zustand fortzusetzen. Genauer gesagt, kann das Ausmaß, in dem der Aktuator 64 die Bremse 62 auf die Stange 18 einwirken lässt, proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 in Einkupplungsrichtung sein, die proportional zum Betrag der Amplitude der durch den Motor 16 aus der Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung sein kann. Während die Bremse 62 Widerstandskraft auf die Stange 18 einwirken lässt, die die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung verlangsamt, was wiederum die Geschwindigkeit des Übergangs der Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand verlangsamt, erzeugt der Motor 16 weniger Gegen-EMK-Spannung. Folglich senkt der Aktuator 64 nach Maßgabe der gesunkenen Gegen-EMK-Spannung die durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübte Widerstandkraft ab, um so zu verhindern, dass der Übergang der Kupplung 12 übermäßig langsam wird. Während die Rotationsgeschwindigkeit der Stange danach aufgrund der abgesenkten von der Bremse 62 ausgeübten Widerstandskraft ansteigt, erzeugt der Motor 16 eine erhöhte Gegen-EMK-Spannung, was bewirkt, dass der Aktuator 64 die durch die Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübte Widerstandskraft erhöht. Daher kann der Aktuator 64 dazu eingerichtet sein, die von der Bremse 62 auf die Stange 18 ausgeübte Widerstandskraft als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 zyklisch abzusenken und zu erhöhen, um die Rotationsgeschwindigkeit der Stange 18 und entsprechend den Übergang der Kupplung 12 nahe an einer gewünschten Geschwindigkeit zu halten.At block 110, the brake 62 is adjusted, such as by the actuator 64, to continue controlling the transition of the clutch to the engaged state during the remainder of the transition of the clutch 12 from the disengaged state to the engaged state. More specifically, the extent to which actuator 64 applies brake 62 to rod 18 may be proportional to the rate of rotation of rod 18 in the direction of engagement, which is proportional to the magnitude of the amplitude of torque generated by motor 16 from rotation of rod 18 back EMF voltage generated in the coupling direction. While the brake 62 applies resistive force to the rod 18 that slows the rotation of the rod 18 in the engage direction, which in turn slows the speed of transition of the clutch 12 to the engaged state, the motor 16 generates less back EMF voltage. Consequently, in accordance with the decreased back emf voltage, the actuator 64 decreases the drag force exerted by the brake 62 on the rod 18 so as to prevent the clutch 12 transition from becoming excessively slow. Thereafter, as the rotational speed of the rod increases due to the decreased drag force exerted by the brake 62, the motor 16 generates an increased back EMF voltage, causing the actuator 64 to increase the drag force exerted by the brake 62 on the rod 18. Thus, the actuator 64 may be configured to cyclically decrease and increase the drag force exerted by the brake 62 on the rod 18 as a function of the rotational speed of the rod 18 to bring the rotational speed of the rod 18 and corresponding transition of the clutch 12 close to a desired to keep speed.

Sobald die Kupplung 12 vollständig in den eingekuppelten Zustand übergegangen ist, kann die Stange 18 die Rotation in Einkupplungsrichtung beenden. Obwohl die Kupplung 12, wenn sie sich im eingekuppelten Zustand befindet, eine Kraft in Einkupplungsrichtung auf die Stange 18 ausüben kann, kann diese Kraft nicht ausreichend sein, um die lösbare Arretierung zwischen dem Stift 34 und der Rastvertiefung 36 zu überwinden, wenn die Kupplung 12 in den eingekuppelten Zustand übergegangen ist. Folglich kann die Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung enden, und der Motor 16 kann aufhören, Gegen-EMK-Spannung zu erzeugen, die bewirkt, dass der Aktuator 64 die Bremse 62 auf die Stange einwirken lässt. Entsprechend können die Bremse 62 und der Aktuator 64 in eine Stellung zurückkehren, in der die Bremse 62 nicht länger irgendeine wesentliche Widerstandskraft auf die Stange 18 ausübt. Wenn der Aktuator 64 beispielsweise ein Solenoid-Aktuator ist, kann die Feder 70 bewirken, dass der Kolben 68 sich zu der Stange 18 hin bewegt und dadurch die Bremse 62 um die Stange 18 locker werden lässt.Once the clutch 12 is fully engaged, the rod 18 can stop rotating in the engagement direction. Although clutch 12 may exert a force in the clutch direction on rod 18 when in the engaged condition, that force may not be sufficient to overcome the releasable detent between pin 34 and detent 36 when clutch 12 switched to the engaged state. As a result, rotation of the rod 18 in the engage direction may stop and the motor 16 may stop generating back EMF voltage that causes the actuator 64 to apply the brake 62 to the rod. Accordingly, the brake 62 and actuator 64 may return to a position where the brake 62 no longer exerts any significant resisting force on the rod 18. For example, if the actuator 64 is a solenoid actuator, the spring 70 may cause the piston 68 to move toward the rod 18 thereby releasing the brake 62 about the rod 18 .

In Block 112 kann eine Feststellung getroffen werden, wie etwa durch die Schaltersteuerung 74, ob die Kupplung 12 vollständig in den eingekuppelten Zustand übergegangen ist oder wieder mit einem Übergang in die ausgekuppelte Stellung (Block 102) begonnen hat, was passieren kann, bevor die Kupplung 12 vollständig in den eingekuppelten Zustand übergegangen ist. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, diese Entscheidung basierend auf Sensordaten, wie die oben beschriebenen, zu treffen, die anzeigen, dass die Rotation der Stange 18 aufgehört hat oder ihre Richtung geändert hat. In Reaktion auf die Feststellung, dass die Kupplung 12 vollständig in den eingekuppelten Zustand übergangen ist oder sich wieder im Übergang in den ausgekuppelten Zustand befindet („Ja“-Zweig aus Block 112), wird in Block 114 das Gegen-EMK-Spannungs-Bremssystem 61 deaktiviert. Zum Beispiel kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, das Gegen-EMK-Spannungs-Bremssystem 61 zu deaktivieren, indem der Schalter 76 zurück in die geöffnete Stellung gebracht wird.At block 112, a determination may be made, such as by switch control 74, as to whether clutch 12 has fully transitioned to the engaged state or has begun a transition to the disengaged position (block 102) again, which may occur before the clutch 12 has fully transitioned into the engaged state. The switch controller 74 may be configured to make this decision based on sensor data, such as that described above, indicating that the rotation of the Rod 18 has stopped or changed direction. In response to determining that the clutch 12 has fully transitioned to the engaged state or is in the process of transitioning to the disengaged state again ("yes" branch of block 112), at block 114 the back emf voltage braking system 61 disabled. For example, switch control 74 may be configured to disable back EMF voltage braking system 61 by returning switch 76 to the open position.

Beispielsweise kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass die von der in Einkupplungsrichtung rotierenden Stange 18 erzeugte Gegen-EMK-Spannung kleiner als eine Schwellenamplitude oder Null wird, festzustellen, dass die Kupplung 12 vollständig in den eingekuppelten Zustand übergegangen ist, oder in Reaktion darauf, dass Daten von dem linearen Positionssensor 80 anzeigen, dass eine Lineargeschwindigkeit der Markierung 82 kleiner als eine Schwellengeschwindigkeit oder Null ist, und/oder in Reaktion darauf, dass Daten von dem Rotationssensor 84 anzeigen, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorrings 86 kleiner als eine Schwellengeschwindigkeit oder Null ist. Die Schaltersteuerung 74 kann dazu eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass die Spannung über dem Motor 16 zu einer Polarität wechselt, die sich von der erwarteten Polarität der von dem Motor 16 bei Rotation der Stange 18 in Einkupplungsrichtung erzeugten Gegen-EMK-Spannung unterscheidet, in Reaktion darauf, dass Daten von dem linearen Positionssensor 80 eine Linearbewegung der Markierung 82 in einer Richtung anzeigen, die einer Drehung der Stange 18 in Auskupplungsrichtung entspricht, und/oder in Reaktion darauf, dass Daten von dem Rotationssensor 84 eine Drehbewegung des Sensorrings 86 in Auskupplungsrichtung anzeigen, festzustellen, dass die Kupplung 12 wieder mit dem Übergang in den ausgekuppelten Zustand begonnen hat.For example, the switch controller 74 may be configured to determine that the clutch 12 has fully transitioned to the engaged state in response to the back emf voltage generated by the rod 18 rotating in the engage direction becoming less than a threshold amplitude or zero. or in response to data from the linear position sensor 80 indicating that a linear velocity of the marker 82 is less than a threshold velocity or zero, and/or in response to data from the rotation sensor 84 indicating that the rotational speed of the sensor ring 86 is less than a threshold speed or zero. The switch controller 74 may be configured to, in response to the voltage across the motor 16 changing to a polarity different than the expected polarity of the back emf voltage generated by the motor 16 as the rod 18 rotates in the engage direction, in response to data from linear position sensor 80 indicating linear movement of marker 82 in a direction corresponding to rotation of rod 18 in the disengagement direction, and/or in response to data from rotation sensor 84 indicating rotational movement of sensor ring 86 in Show disengagement direction to determine that the clutch 12 has started to transition back into the disengaged state.

Der in 5 illustrierte Prozess 100 soll nicht als einschränkend aufgefasst werden. Während der Prozess 100 zum Beispiel illustriert, dass die Feststellung, ob eine vordefinierte Bedingung eingetreten ist (Block 106), getroffen wird, nachdem die Kupplung mit dem Übergang in den eingekuppelten Zustand (Block 104) begonnen hat, kann die Schaltersteuerung 74 dazu eingerichtet sein, vordefinierte Bedingungen zu überwachen und zu detektieren, sobald das System 10 initialisiert ist. Zum Beispiel und wie oben beschrieben kann die überwachte vordefinierte Bedingung Bedingungen umfassen, wie etwa eine Erzeugung eines Fehlercodes durch eine batteriebetriebene Bremse, die Probleme vorhersehen, wenn die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, unabhängig davon, ob die Bedingung eintritt, wenn die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert. Weil der Aktuator 64 dazu eingerichtet sein kann, die Bremse 62 nur dann zu betätigen, wenn die Stange 18 in Einkupplungsrichtung rotiert, kann die Schaltersteuerung 74 daher dazu eingerichtet sein, eine vordefinierte Bedingung zu detektieren und in Reaktion darauf, den Aktuator 64 zu aktivieren, um die Bremse 62 auf die Stange 18 einwirken zu lassen, bevor die Kupplung in den eingekuppelten Zustand übergeht.the inside 5 The process 100 illustrated is not to be construed as limiting. For example, while the process 100 illustrates that the determination of whether a predefined condition has occurred (block 106) is made after the clutch has begun transitioning to the engaged state (block 104), the switch controller 74 may be configured to do so to monitor and detect predefined conditions once the system 10 is initialized. For example, and as described above, the monitored predefined condition may include conditions, such as a battery powered brake generating an error code, that anticipate problems when the rod 18 rotates in the engage direction, regardless of whether the condition occurs when the rod 18 is in Coupling direction rotated. Therefore, because the actuator 64 may be configured to actuate the brake 62 only when the rod 18 rotates in the engage direction, the switch controller 74 may be configured to detect a predefined condition and, in response, activate the actuator 64. to apply the brake 62 to the rod 18 before the clutch transitions to the engaged condition.

Wie oben beschrieben können unkontrollierte Übergänge einer elektrischen Kupplung Beschädigungen am Fahrzeug verursachen und können gefährliche Situationen für Fahrzeuginsassen und Menschen im Umfeld des Fahrzeugs zur Folge haben. Um daher die Übergänge der elektrischen Kupplung zu steuern, wie etwa aus einem ausgekuppelten Zustand in einen eingekuppelten Zustand, kann das Fahrzeug eine Bremse enthalten, die betriebsmäßig mit der Kupplung gekoppelt ist. Die Bremse kann durch eine durch den Übergang der Kupplung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand erzeugte Gegen-EMK-Spannung mit Leistung versorgt werden, und kann dazu eingerichtet sein, dem Übergang der Kupplung in den eingekuppelten Zustand proportional zu der Geschwindigkeit, mit der die Kupplung in den eingekuppelten Zustand übergeht, Widerstand entgegenzusetzen. Die Bremse kann daher für einen gesteuerten Übergang der Kupplung sorgen, der unempfindlich gegenüber batteriebedingten Leistungsversorgungsstörungen ist.As described above, uncontrolled transitions of an electric clutch can cause damage to the vehicle and can result in dangerous situations for vehicle occupants and those around the vehicle. Therefore, to control transitions of the electric clutch, such as from a disengaged state to an engaged state, the vehicle may include a brake operatively coupled to the clutch. The brake may be powered by a back emf voltage generated by the transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state, and may be arranged to counter the transition of the clutch to the engaged state proportional to the speed at which the clutch goes into the engaged state to offer resistance. The brake can therefore provide a controlled transition of the clutch that is insensitive to battery power supply disturbances.

Allgemein können die Programmroutinen, die ausgeführt werden, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu implementieren, ob sie als Teil eines Betriebssystems oder einer spezifischen Anwendung, einer Komponente, eines Programms, eines Objekts, eines Moduls oder einer Sequenz von Instruktionen oder sogar als eine Untermenge davon implementiert sind, können hierin als „Computerprogrammcode“ oder einfach als „Programmcode“ bezeichnet werden. Programmcode enthält typischerweise computerlesbare Befehle, die zu verschiedenen Zeiten in verschiedenen Speicherbereichen und Speichergeräten in einem Computer vorhanden sind und die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren in einem Computer gelesen und ausgeführt werden, den Computer dazu veranlassen, die Operationen durchzuführen, die notwendig sind, um Operationen und/oder verschiedene Aspekte der Ausführungsformen der Erfindung umsetzende Elemente auszuführen. Computerlesbare Programmbefehle zum Ausführen von Operationen der Ausführungsformen der Erfindung können zum Beispiel in Form der Sprache Assembler oder Quell- oder Objektcode vorliegen, die in einer Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sind.In general, the program routines executed to implement embodiments of the present invention, whether running as part of an operating system or a specific application, component, program, object, module, or sequence of instructions, or even a subset thereof implemented may be referred to herein as “computer program code” or simply as “program code”. Program code typically includes computer-readable instructions that reside in various memory areas and storage devices in a computer at various times and that, when read and executed by one or more processors in a computer, cause the computer to perform the operations that are necessary to perform operations and/or elements implementing various aspects of embodiments of the invention. Computer-readable program instructions for performing operations of embodiments of the invention may be in the form of, for example, assembly language, or source or object code written in a combination of one or more programming languages.

Verschiedene hierin beschriebene Programmcodes können aufgrund der Anwendung, innerhalb derer sie in spezifischen Ausführungsformen der Erfindung implementiert sind, benannt werden. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass irgendeine bestimmte Bezeichnungsweise der Programme, die daraus folgt, nur aus Gründen der Bequemlichkeit verwendet wird, und dass die Erfindung nicht ausschließlich auf eine Anwendung in einer spezifisch identifizierten Anwendung und/oder durch eine solche Bezeichnungsweise implizierte Anwendung beschränkt ist. Aufgrund der zahllosen Arten, in denen Computerprogramme in Routinen, Prozeduren, Verfahren, Module, Objekte und dergleichen organisiert werden können, wie auch der verschiedenen Arten, in denen Programmfunktionen in verschiedenen Softwareebenen bereitgestellt werden können, die in einem typischen Computer vorhanden sind (z.B. Betriebssysteme, Bibliotheken, Anwendungsprogrammschnittstellen, Anwendungen, Applets, etc.), sollte anerkannt werden, dass die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die spezifische Organisation und Bereitstellung von Programmfunktionen wie hierin beschrieben beschränkt sind.Various program codes described herein may be named based on the application within which they are implemented in specific embodiments of the invention. It should be appreciated, however, that any particular terminology of the programs that follows is used for convenience only, and that the invention is not limited solely to application in any specifically identified application and/or application implied by such terminology . Because of the countless ways in which computer programs can be organized into routines, procedures, methods, modules, objects, and the like, as well as the various ways in which program functions can be provided in various layers of software that reside in a typical computer (e.g., operating systems , libraries, application program interfaces, applications, applets, etc.), it should be appreciated that embodiments of the invention are not limited to the specific organization and provision of program functions as described herein.

Der Programmcode, der in irgendeiner der hierin beschriebenen Anwendungen/Module enthalten ist, ist fähig, individuell oder insgesamt als ein Programmprodukt in einer Vielzahl von verschiedenen Weisen verteilt zu sein. Zum Beispiel kann der Programmcode verteilt werden unter Verwendung eines computerlesbaren Speichermediums mit computerlesbaren Programminstruktionen darauf, um einen Prozessor dazu zu veranlassen, Aspekte der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen.The program code contained in any of the applications/modules described herein is capable of being distributed individually or collectively as a program product in a variety of different ways. For example, program code may be distributed using a computer-readable storage medium having computer-readable program instructions thereon to cause a processor to carry out aspects of the embodiments of the present invention.

Computerlesbare Speichermedien, die inhärent nicht flüchtig sind, können flüchtige und nicht flüchtige und entnehmbare und nicht entnehmbare greifbare Medien enthalten, die nach irgendeinem Verfahren oder einer Technologie zur Speicherung von Informationen implementiert sind, wie etwa Computerlesbare Befehle, Datenstrukturen, Programmmodule, oder andere Daten. Computerlesbare Speichermedien können RAM-Speicher, ROM-Speicher, löschbare programmierbare Lesespeicher (EPROM), elektrisch löschbare programmierbare Lesespeicher (EEPROM), Flash-Speicher oder andere Festkörperspeicher, tragbare CD-Lesespeicher (CD-ROM), oder andere optische Speicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere Magnetspeichergeräte oder irgendein anderes Medium umfassen, das zum Speichern der gewünschten Informationen verwendet werden kann und das durch einen Computer gelesen werden kann. Ein Computerlesbares Speichermedium sollte nicht als flüchtige Signale (z.B. Radiowellen oder andere sich ausbreitende elektromagnetische Wellen, elektromagnetische Wellen, die sich durch ein Transmissionsmedium wie etwa einen Wellenleiter ausbreiten, oder durch einen Draht übertragene elektrische Signale) ausgelegt werden. Computerlesbare Programmbefehle können auf einen Computer, einen anderen Typ einer programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung, oder auf ein anderes Gerät von einem Computerlesbaren Speichermedium oder von einem externen Computer oder von einem externen Speicher über ein Netzwerk heruntergeladen werden.Computer-readable storage media that are inherently non-transitory may include volatile and non-volatile and removable and non-removable tangible media implemented by any method or technology for storing information, such as computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data. Computer-readable storage media may be RAM memory, ROM memory, erasable programmable read only memory (EPROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), flash memory or other solid state memory, compact disc portable read-only memory (CD-ROM), or other optical memory, magnetic cartridges, magnetic tape, magnetic disk memory or other magnetic storage device, or any other medium that can be used to store the desired information and that can be read by a computer. A computer-readable storage medium should not be construed as transient signals (e.g., radio waves or other propagated electromagnetic waves, electromagnetic waves propagated through a transmission medium such as a waveguide, or electrical signals transmitted by a wire). Computer-readable program instructions may be downloaded to a computer, other type of programmable data processing device, or device from a computer-readable storage medium or from an external computer or memory over a network.

Computerlesbare Programminstruktionen, die in einem Computerlesbaren Medium gespeichert sind, können dazu verwendet werden, einen Computer, andere Typen von programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtungen, oder andere Geräte dazu instruieren, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die in dem Computerlesbaren Medium gespeicherten Instruktionen einen Gegenstand schaffen, der die Instruktionen enthält, die die Funktionen, Aktionen und/oder Operationen, die in den Flussdiagrammen, Sequenzdiagrammen und/oder Blockdiagrammen spezifiziert sind, implementieren. Die Computer-Programminstruktionen können einem oder mehreren Prozessoren eines Allzweck-Computers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden, um eine Maschine bereitzustellen, so dass die Instruktionen, die auf dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, eine Serie von Rechnungen ausführen, um die Funktionen, Aktionen und/oder Operationen, die in den Flussdiagrammen, Sequenzdiagrammen und/oder Blockdiagrammen spezifiziert sind, zu implementieren.Computer-readable program instructions stored on a computer-readable medium can be used to instruct a computer, other type of programmable data processing device, or other device to operate in a particular manner such that the instructions stored on the computer-readable medium create an object , which contains the instructions that implement the functions, actions, and/or operations specified in the flowchart, sequence diagram, and/or block diagram. The computer program instructions may be applied to one or more processors of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing device to provide a machine such that the instructions executed on the one or more processors perform a series of calculations to implement the functions, actions, and/or operations specified in the flowchart, sequence diagram, and/or block diagram.

In bestimmten alternativen Ausführungsformen können die Funktionen, Aktionen und/oder Operationen, die in den Flussdiagrammen, Sequenzdiagrammen und/oder Blockdiagrammen spezifiziert sind, in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung neu geordnet werden, seriell abgearbeitet werden und/oder parallel prozessiert werden. Ferner können die Flussdiagramme, Sequenzdiagramme und/oder Blockdiagramme mehr oder weniger Blöcke als illustriert enthalten und dabei in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung sein.In certain alternative embodiments, the functions, actions, and/or operations specified in the flowcharts, sequence diagrams, and/or block diagrams may be reordered, executed serially, and/or processed in parallel, in accordance with embodiments of the invention. Furthermore, the flowcharts, sequence diagrams, and/or block diagrams may include more or fewer blocks than illustrated while being in accordance with embodiments of the invention.

Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und ist nicht dazu gedacht, die Ausführungsformen der Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet sollen Singularformen „ein“ und „eine“ auch Pluralformen einschließen, soweit der Kontext nicht eindeutig auf etwas anderes hinweist. Es ist ferner so zu verstehen, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Soweit ferner Ausdrücke wie „enthalten“, „haben“, „mit“ oder „aufweisen“ oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke inklusiver Art sein ähnlich dem Ausdruck „aufweisend“.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of embodiments of the invention. As used herein, the singular forms “a” and “an” are intended to include plural forms as well, unless the context clearly dictates otherwise. It is further to be understood that the terms "comprising" and/or "comprising" when used in this specification mean the presence specify any of the noted features, numbers, steps, operations, elements, and/or components, but does not exclude the presence or addition of one or more features, numbers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. Further, to the extent that terms such as "include,""have,""with," or "have," or variants thereof, are used in either the detailed description or the claims, such terms are intended to be of an inclusive nature, similar to the term "comprising."

Während die Erfindung insgesamt durch eine Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen illustriert worden ist und während diese Ausführungsformen in erheblichem Detail beschrieben worden sind, ist es nicht die Absicht der Anmelderin, den Umfang der beigefügten Patentansprüche in irgendeiner Weise auf solche Details einzuschränken. Weitere Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten ohne weiteres deutlich werden. Die Erfindung in ihren breiteren Aspekten ist daher nicht auf die spezifischen Details, repräsentativen Vorrichtungen und Verfahren und die illustrativen Beispiel, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt. Daher können Abwandlungen von solchen Details vorgenommen werden, ohne von dem Grundgedanken und dem Umfang des allgemeinen erfinderischen Konzepts der Anmelderin abzuweichen.While the invention as a whole has been illustrated by a description of various embodiments, and while these embodiments have been described in considerable detail, it is not the applicant's intention to limit the scope of the appended claims in any way to such details. Other advantages and modifications will readily occur to those skilled in the art. The invention in its broader aspects is therefore not limited to the specific details, representative apparatus and methods, and illustrative examples shown and described. Therefore, modifications may be made from such details without departing from the spirit and scope of applicants' general inventive concept.

Claims

A method of controlling a clutch of a vehicle using a system having an electric motor, a rod coupled to the electric motor and thereby rotatable in a first direction when the electric motor is operated to move the clutch from an engaged state to a disengaged state and with a brake coupled to the rod, the method comprising the steps of: operating the motor and rotating the rod in the first direction to transition the clutch from the engaged state to the disengaged state, initiating a transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state, in response to initiating the transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state, rotating the rod in a second direction, opposite the first direction, and applying the brake to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotating the rod in the second direction.

procedure after claim 1 ; further comprising: monitoring a predefined condition and allowing application of the brake in response to the predefined condition.

procedure after claim 1 or 2 , further comprising: determining whether the rod is rotating in the second direction; and applying the brake to the rod in response to determining that the rod is rotating in the second direction.

Procedure according to one of Claims 1 - 3 , further comprising: determining whether rotation of the rod in the second direction meets a predefined condition; and allowing application of the brake to the rod in response to determining that rotation of the rod in the second direction meets the predefined condition Fulfills.

procedure after claim 4 wherein the system further includes a battery powered brake and determining whether rotation of the rod in the second direction meets a predefined condition includes determining whether a power failure of the battery powered brake has occurred.

procedure after claim 4 or 5 wherein determining whether rotation of the rod in the second direction satisfies a predefined condition includes determining whether rotation of the rod in the second direction is at a speed greater than a threshold rotational speed.

Procedure according to one of Claims 4 - 6 wherein determining whether rotation of the rod in the second direction satisfies a predefined condition includes determining whether an amplitude of the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction is greater than a threshold amplitude .

Procedure according to one of Claims 4 - 7 , the system further comprising a marker operably coupled to and linearly movable along an axis of rotation of the rod with rotation of the rod in the second direction, and a linear position sensor proximate to the rod that measures a linear position of the marker on the axis of rotation of the rod during rotation of the rod in the second direction, and wherein determining whether rotation of the rod in the second direction satisfies a predefined condition includes: linear movement of the marker as a function of time using the linear position track sensors during rotation of the rod in the second direction, calculate a marker velocity based on the tracked linear motion of the marker versus time, and determine if the calculated marker velocity is greater than a threshold marker velocity.

Procedure according to one of Claims 4 - 8th , the system further comprising a sensor ring coupled to and rotatable with rotation of the rod in the second direction, and a rotation sensor proximate to the sensor ring indicative of rotational movement of the sensor ring, and wherein determining whether rotation of the rod in the second direction meets a predefined condition includes: tracking the rotational movement of the sensor ring as a function of time using the rotation sensor during rotation of the rod in the second direction, a rotational speed of the sensor ring based on the tracked rotational movement of the sensor ring as a function of time to calculate and determine if the rotation speed of the sensor ring is greater than a threshold rotation speed.

Procedure according to one of Claims 1 - 9 , the system further comprising an actuator coupled to the brake and wherein applying the brake to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction comprises: actuating the actuator using the by move the motor with back emf voltage generated from rotation of the rod in the second direction, and apply a first force to the brake through movement of the actuator.

procedure after claim 10 , wherein applying the brake to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction includes in response to the application of the first force to the brake by movement of the actuator through the Brake to apply a second force to the rod that is greater than the first force and that resists rotation of the rod in the second direction.

Procedure according to one of Claims 1 - 11 wherein the brake comprises a flexible material forming a plurality of coils around the rod, and wherein applying the brake to the rod includes tightening the coils around the rod.

Procedure according to one of Claims 1 - 12 wherein applying the brake to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction includes: by the brake applying a first force to the rod by the brake based on the back emf - to apply voltage resisting rotation of the rod in the second direction, and in response to a decrease in back EMF voltage through the brake, to apply a second force to the rod resisting rotation of the rod and which is less than is the first force.

System for controlling a clutch of a vehicle, the system comprising: an electric motor a rod coupled to the motor and rotatable therewith in a first direction when the motor is operated to transition the clutch from the engaged state to a disengaged state, a brake coupled to the rod for controlling rotation of the rod in a second direction, opposite the first direction, caused by a transition of the clutch from the disengaged state to the engaged state, and an actuator coupled to the brake and the motor that applies the brake to the rod using the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction.

system after Claim 14 , further comprising: a sensor indicative of a predefined condition; and a controller coupled to the sensor, the actuator, and the motor, the controller configured to drive the actuator using the back emf voltage in response to the predefined Enable condition based on the sensor to apply the brake.

system after Claim 14 or 15 , further comprising: a sensor that indicates whether the rod rotates in the second direction, and a control unit connected to the sensor, the actuator and the motor, the control unit being configured to use the back emf voltage in Response to the sensor-based determination that the rod is in the rotates in the second direction to enable the actuator to apply the brake.

system according to one of the Claims 14 - 16 , further comprising: a sensor that indicates whether the rotation of the rod in the second direction meets a predefined condition, and a control unit connected to the sensor, the actuator and the motor, wherein the control unit is configured to use the counter- EMF voltage in response to the sensor based determination that rotation of the rod in the second direction meets the predefined condition to enable the actuator to apply the brake.

system after Claim 17 , further comprising a battery powered brake coupled to the rod, wherein the predefined condition satisfied by rotation of the in the second direction includes a power failure of the battery powered brake.

system after Claim 17 or 18 , wherein the predefined condition satisfied by rotation of the rod in the second direction includes that a speed of rotation of the rod in the second direction is greater than a threshold rotational speed.

system according to one of the claims 17 - 19 , wherein the predefined condition to be satisfied by rotation of the rod in the second direction includes that an amplitude of the back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction is greater than a threshold amplitude.

system according to one of the claims 17 - 20 , further comprising: a marker coupled to and linearly movable along an axis of rotation of the rod with rotation of the rod in the second direction, and a linear position sensor proximate to the rod that measures a linear velocity of the marker during rotation of the rod in indicates the second direction, wherein the predefined condition to be satisfied by rotation of the rod in the second direction includes that the linear velocity of the marker indicated by the linear position sensor is greater than a threshold linear velocity.

system according to one of the claims 17 - 21 , further comprising: a sensor ring coupled to the rod and rotatable with rotation of the rod in the second direction, and a rotation sensor proximate to the sensor ring that indicates a rotational speed of the sensor ring during rotation of the rod in the second direction, wherein the predefined condition to be satisfied by rotation of the rod in the second direction includes that the rotation speed of the sensor ring indicated by the rotation sensor is greater than a threshold rotation speed.

system according to one of the Claims 14 - 22 wherein the actuator comprises a solenoid actuator that applies a force to the brake using back emf voltage generated by the motor from rotation of the rod in the second direction.

system after Claim 23 , where the force is a tensile force.

system according to one of the Claims 14 - 24 wherein the actuator applies a first force to the brake in response to receiving the back emf voltage from the motor and the brake amplifies the first force to apply a second force to the in response to receiving the first force from the actuator exercise the rod resisting rotation of the rod in the second direction.

system according to one of the Claims 14 - 25 wherein the brake comprises a length of flexible material forming a plurality of coils around the rod and wherein the actuator applies the brake to the rod by pulling the coils taut around the rod.