DE4309901A1 - Hydraulischer Stellantrieb - inbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung - Google Patents

Hydraulischer Stellantrieb - inbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stellantrieb, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, bestehend aus einem Elektromotor, einer vom Elektromotor angetriebenen Hy­ draulikpumpe, einem von der Hydraulikpumpe gespeisten Hydraulik- Druckspeicher und einem über ein Steuerventil, insbesondere ein steuerbares Proportionalventil oder ein getaktetes Schaltventil, mit dem Hydraulik-Druckspeicher verbundenen Stellzylinder.
Nach der PatAnm Nr. P 42 37 853 sind dabei der Elektromotor, die Hydraulikpumpe, der Hydraulik-Druckspeicher, das Steuerventil und der Stellzylinder zu einem Antriebsmodul zusammengebaut, welches Kanäle zur Verbindung des Hydraulik-Druckspeichers mit der Hy­ draulikpumpe und dem Steuerventil sowie zur Verbindung des Steuerventiles mit dem Stellzylinder enthält.
Ein solches Antriebsmodul bildet eine für sich bereits betriebs­ fähige Einheit, so daß das Antriebsmodul bereits vor dem Einbauen ins Kraftfahrzeug auf Funktionsfähigkeit überprüft werden kann. Das Modul bildet eine kompakte Baueinheit, die sich auch unter beengten Platzverhältnissen problemlos an einer mehr oder weniger beliebigen Stelle des Kraftfahrzeuges unterbringen läßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach zu montierenden hy­ draulischen Stellantrieb für eine Reibungskupplung zu schaffen, der darüber hinaus noch zur Steuerung eines Schaltgetriebes he­ rangezogen werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Antriebsmodul mindestens ein weiteres Steuerventil vorgesehen ist, welches mit dem Hydraulik-Druckspeicher verbunden ist und mindestens einen Nehmerzylinder zur Steuerung eines Schaltgetrie­ bes eines Kraftfahrzeuges beaufschlagt.
Hierbei ist von Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine hydrauli­ sche Kupplungs- und Getriebebetätigung geschaffen werden kann, so daß eine herkömmliche Trockenkupplung und ein herkömmliches Stu­ fenschaltgetriebe automatisiert angesteuert werden kann. Ein der­ artiger Stellantrieb läßt sich so auslegen, daß er für Fahrzeug­ typen verschiedenster Art einsetzbar ist, wobei die Anpassung an unterschiedliche Kupplungen und unterschiedliche Getriebeausfüh­ rungen über die Nehmerzylinder der Kupplung bzw. des Getriebes erfolgt.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Steuerventil mindestens ein Proportionalventil oder mindestens ein getaktetes Schaltventil oder mindestens ein Druckregelventil vorgesehen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Steuer­ ventil über eine hydraulische Verbindung mit einem hydraulischen Nehmerzylinder zur Einstellung der Gassenwahl und/oder Gangeinle­ gung verbunden ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß zur Einstellung der Gassenwahl und/oder Gangeinlegung jeweils ein Stellventil und ein Nehmerzylinder vorhanden sind. Hierbei ist von Vorteil, daß über diese Stellventile die Nehmerzylinder am Getriebe angesteuert werden und zur Gassenwahl und Gangeinlegung hydraulisch beauf­ schlagt werden.
Zur Positionierung der Nehmerzylinder sind Sensoren vorgesehen, wobei über lineare Wegaufnehmer eine Erfassung der Position des Kolbens des Nehmerzylinders vorgenommen und lagegeregelt wird. Die hydraulische Versorgung und die Stellventile bilden somit ei­ ne prüfbare Einheit.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Verwendung eines Druckregelventiles als Stellventil der Nehmerzylinder je nach Fahrsituation oder Betriebszustand mit einem variablen Be­ triebsdruck beaufschlagbar ist. Mit dieser Ausführungsform wird bei Verwendung des Druckregelventiles für die Gangeinlegung ein entsprechender Solldruck und damit eine entsprechende Schaltkraft vorgegeben und läßt sich je nach Fahrsituation bzw. Betriebszu­ stand variabel gestalten.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß bei Verwendung eines Druckregelventiles und eines Wegsensors der Nehmerzylinder si­ tuationsabhängig mit einer Drucksteuerung oder einer Lageregelung beaufschlagt ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeich­ nungen schematisch dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines automatischen Kupp­ lungs-Betätigungssystems für eine Kraftfahrzeug-Reibungs­ kupplung mit einem hydraulischen Stellantrieb und weiteren Stellventilen für die automatische Ansteuerung eines Schaltgetriebes, wobei Proportionalwegeventile verwendet werden;
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines Stellantriebes im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch mit getakte­ ten Schaltventilen;
Fig. 3 einen weiteren schematisch dargestellten Stellantrieb mit einem Druckregelventil für den Nehmerzylinder der Gangein­ legung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeuges angeordnete Reibungskupplung 1, deren Ausrücker 3 von einem hydraulischen Nehmerzylinder 5 in Öffnungsrichtung der Kupplung betätigt wird. Der Nehmerzylinder 5 ist über eine Hy­ draulikleitung 7 mit einer Geberkammer 15 eines hydraulischen Stellzylinders 8 verbunden, dessen Zylinderkammer 16 von einem Kolben 17 in den Geberraum 15 und einen Arbeitsraum 18 unterteilt wird. Der Druck im Geberraum 15 und damit im Nehmerzylinder 5 wird durch den Druck im Arbeitsraum 18 bestimmt. Durch Variation des Druckes im Arbeitsraum 18 kann damit die Position des Ausrük­ kers 3 der Kupplung zwischen einer die Kupplung 1 vollständig öffnenden und einer dieselbe vollständig schließenden Stellung variiert werden.
Die Kupplung 1 wird von einer elektronischen Steuerung 19 in an sich bekannter Weise entsprechend der Betriebssituation des Kraft­ fahrzeuges sowohl beim Anfahren als auch beim Wechseln der Gänge des nicht näher dargestellten Schaltgetriebes des Kraftfahrzeuges selbsttätig geöffnet und geschlossen. Die Steuerung 19 spricht dabei auf das die momentane Stellung einer Kolbenstange 20 des Kolbens 17 und damit die momentane Stellung des Ausrückers 3 der Kupplung 1 repräsentierendes Signal eines Weggebers 21 an und steuert über ein Proportionalventil 26 volumenproportional zur gewünschten Stellung des Ausrückers 3 den Druck im Arbeitsraum 18 des Stellzylinders 8. Das Steuerventil 26 wird über ein elektro­ magnetisches Stellglied 22 beaufschlagt und stellt entweder einen Rücklauf zum Tank 23 oder einen Vorlauf von der Hydraulikpumpe 4 bzw. dem Hydraulik-Druckspeicher 6 zum Stellzylinder 8 her. Die Hydraulikpumpe 4 wird dabei von einem Elektromotor 2 angetrieben.
Die Verlaufleitung 24 versorgt gleichzeitig die Nehmerzylinder 12a und 12b über die Steuerventile 11a und 11b. Die Steuerventi­ le 11a und 11b sind dabei Bestandteil des Antriebsmoduls 9, wäh­ rend die Nehmerzylinder 12a und 12b am Schaltgetriebe eines Kraft­ fahrzeuges angeordnet sind, wobei der Nehmerzylinder 12a über seinen axial verschiebbaren Kolben die Gassenwahl des Schaltge­ triebes festlegt, während der Nehmerzylinder 12b ebenfalls am Schaltgetriebe eines Fahrzeuges angeordnet und über seinen axial verschiebbaren Kolben die Gangeinlegung ausführt. Jedem Nehmer­ zylinder 12a bzw. 12b ist ein Sensor 14 zugeordnet, der die je­ weilige momentane Position des Kolbens der Nehmerzylinder 12 er­ faßt. Die Steuerventile 11a und 11b werden über ein jeweiliges elektromagnetisches Stellglied 10 angesteuert, so daß die hydrau­ lische Verbindung 13 zur Hydraulikpumpe 4 bzw. zum Hydraulik- Druckspeicher 6 geöffnet bzw. geschlossen ist. Der Kolben des Nehmerzylinders 12 läßt sich dabei je nach Stellung des Steuer­ ventiles 11 entweder in die eine oder andere Richtung bewegen.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsmoduls 9 dargestellt, welches im Prinzip dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, daß die Steuerven­ tile 11 als getaktete Schaltventile ausgebildet sind. Die Nehmer­ zylinder 12 werden wiederum durch die hydraulische Verbindung 13 beaufschlagt, wobei in jeden Nehmerzylinder 12 eine hydraulische Verbindung in den unteren und eine weitere hydraulische Verbin­ dung 13 in den oberen Arbeitsraum des Nehmerzylinders 12 erfolgt. Jede einzelne hydraulische Verbindung 13 wird dabei durch ein Steuerventil 11 beaufschlagt, so daß der Kolben im Nehmerzylin­ der 12 über die eine hydraulische Verbindung 13 in die eine Rich­ tung und über die andere hydraulische Verbindung 13 in die andere Richtung axial verschoben werden kann. Die momentane Position der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange des Nehmerzylinders 12 wird durch einen Sensor wegmäßig erfaßt.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsmoduls 9 dargestellt, bei dem der Nehmerzylinder 12a über eine einzige hydraulische Verbindung 13 und einem Steuerventil 11a verbunden wird. Das Steuerventil 11a läßt das Hydraulikmittel über die Ver­ bindung 13 in den unteren Arbeitsraum des Nehmerzylinders 12a fließen, so daß der Kolben anschließend ausgelängt wird, bei an­ schließendem Umschalten des Steuerventiles 11a wird der Kolben in seine Ausgangsposition durch die Feder 25 zurückgeschoben. Der Nehmerzylinder 12b wird über Steuerventile 11b beaufschlagt, diese Steuerventile 11b sind als Druckregelventile ausgebildet, so daß der Nehmerzylinder 12b druckgeregelt bzw. -gesteuert wer­ den kann und seine Position über Wegsensoren ermittelt wird.

Claims (8)

1. Hydraulischer Stellantrieb, insbesondere für eine Kraftfahr­ zeug-Reibungskupplung, bestehend aus einem Elektromotor, einer vom Elektromotor angetriebenen Hydraulikpumpe, einem von der Hydraulikpumpe gespeisten Hydraulik-Druckspeicher und einem über ein Steuerventil, insbesondere ein steuerbares Proportio­ nalventil oder ein getaktetes Schaltventil, mit dem Hydraulik- Druckspeicher verbundenen Stellzylinder, wobei der Elektromo­ tor, die Hydraulikpumpe, der Hydraulik-Druckspeicher, das Steuerventil und der Stellzylinder zu einem Antriebsmodul zu­ sammengebaut sind und Kanäle zur Verbindung des Hydraulik- Druckspeichers mit der Hydraulikpumpe und dem Steuerventil so­ wie zur Verbindung des Steuerventiles mit dem Stellzylinder enthält (gem. PatAnm Nr. P 42 37 853), dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Antriebsmodul (9) minde­ stens ein weiteres Steuerventil (11a oder 11b) vorgesehen ist, welches mit dem Hydraulik-Druckspeicher (6) verbunden ist und mindestens einen Nehmerzylinder (12a oder 12b) zur Steue­ rung eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges beaufschlagt.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerventil (11a oder 11b) mindestens ein Proportionalventil oder mindestens ein getaktetes Schaltventil oder mindestens ein Druckregelventil vorgesehen ist.
3. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) über eine hydraulische Verbindung (13) mit einem hydraulischen Nehmerzylinder (12a, 12b) zur Einstellung der Gassenwahl und/oder Gangeinlegung in einem Schaltgetriebe verbunden ist.
4. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Gassenwahl ein Stellventil (11a) und ein Neh­ merzylinder (12a) vorgesehen sind.
5. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Gangeinlegung ein Stellventil (11b) und ein Nehmerzylinder (12b) vorgesehen sind.
6. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nehmerzylinder (12a oder 12b) mit einem Sensor (14) zur Posi­ tionserfassung versehen ist.
7. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Druckregelventiles als Stellventil (11) der Nehmerzylinder (12) je nach Fahrsituation oder Betriebszustand mit einem variablen Betriebsdruck beaufschlagbar ist.
8. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Druckregelventiles und eines Wegsensors der Nehmerzylinder (12) situationsabhängig mit einer Drucksteue­ rung oder einer Lageregelung beaufschlagt ist.
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