DE4413999B4 - Actuator for a motor vehicle friction clutch - Google Patents

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Abstract

Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend:
– ein Gehäuse (29),
– einen mit dem Gehäuse (29) zu einer Baueinheit verbundenen Elektromotor (31) mit einer um eine Drehachse (33) rotierenden Motorwelle,
– ein an dem Gehäuse (29) translatorisch geführtes Ausgangsglied (19) zur Betätigung der Reibungskupplung (1), auf das eine Kupplungsfeder (7) als Last wirkt,
– eine die Motorwelle unter Umsetzung ihrer Drehbewegung in eine Translationsbewegung mit dem Ausgangsglied (19) kuppelndes Getriebe (45),
– einen mit dem Gehäuse (29) verbundenen Arbeitszylinder (37), in welchem ein mit dem Ausgangsglied (19) gekuppelter Arbeitskolben (39) verschiebbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Arbeitszylinder (37) einen Arbeitsraum (55) begrenzt,
– eine den Elektromotor (31) steuernde Steuerschaltung (47), die ein Stellglied einer den Fluiddruck in dem Arbeitsraum (55) bestimmenden Lastkompensations-Regelanordnung (65) bildet, dessen Regelgröße das von dem Elektromotor (31) erzeugte Drehmoment repräsentiert, und
– eine steuerbare Ventilanordnung (57, 63), durch die...Actuator for a motor vehicle friction clutch, comprising:
A housing (29),
- An electric motor (31) connected to the housing (29) to form a structural unit with a motor shaft rotating about an axis of rotation (33),
- An on the housing (29) translationally guided output member (19) for actuating the friction clutch (1) on which a clutch spring (7) acts as a load,
A gearbox (45) coupling the motor shaft into a translational movement with the output member (19) while converting its rotational movement,
- One with the housing (29) connected to the working cylinder (37) in which a with the output member (19) coupled to the working piston (39) is slidably disposed, which together with the working cylinder (37) defines a working space (55),
- A control of the electric motor (31) control circuit (47) which forms an actuator of the fluid pressure in the working space (55) determining the load compensation control arrangement (65) whose controlled variable represents the torque generated by the electric motor (31), and
- A controllable valve assembly (57, 63) through which ...

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Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung.The The invention relates to an actuator for a motor vehicle friction clutch.

Es ist bekannt ( DE 39 35 438 A1 und DE 39 35 439 A1 ), eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung nicht über ein Kupplungspedal, sondern durch einen von einer elektronischen Steuerung gesteuerten Stellantrieb ein- und auszukuppeln. Die Steuerung des Stellantriebs spricht mit Hilfe von Sensoren auf Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs an und automatisiert den Kupplungsbetrieb sowohl beim Anfahren als auch beim Wechseln der Gänge eines Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs.It is known ( DE 39 35 438 A1 and DE 39 35 439 A1 ), a motor vehicle friction clutch not via a clutch pedal, but by a controlled by an electronic control actuator and disengage. The control of the actuator speaks with the aid of sensors on operating parameters of the motor vehicle and automates the clutch operation both when starting and when changing the gears of a gearbox of the motor vehicle.

Es ist bekannt, Stellantriebe dieser Art auf der Basis eines Elektromotors aufzubauen. Da jedoch der Stellantrieb gegen die Kraft der Kupplungshauptfeder die Reibungskupplung auskuppeln muss und der Auskuppelvorgang vergleichsweise rasch zu erfolgen hat, ist ein leistungsfähiger und damit voluminöser und teurer Elektromotor erforderlich. Aus DE 37 06 849 A1 ist ebenso wie aus der DE 36 31 244 A1 bekannt, den Stellantrieb mit einer gegen die Kupplungshauptfeder arbeitenden Kompensationsfeder zu versehen, die während des Auskuppelvorgangs die Kraft der Kupplungshauptfeder zumindest teilweise kompensiert, so dass der Auskuppelvorgang auch mit einem schwächer dimensionierten Elektromotor rasch durchgeführt werden kann.It is known to build actuators of this kind based on an electric motor. However, since the actuator must disengage the friction clutch against the force of the main clutch spring and the disengaging has to be done comparatively quickly, a powerful and thus voluminous and expensive electric motor is required. Out DE 37 06 849 A1 is as well as from the DE 36 31 244 A1 known to provide the actuator with a working against the main clutch spring compensation spring, which at least partially compensates for the force of the main clutch spring during Auskuppelvorgangs so that the disengaging can be performed quickly even with a smaller dimensioned electric motor.

Aus DE 33 21 578 C2 ist schließlich ein pneumatischer Servoantrieb bekannt, bei welchem die Kupplungsbetätigungskraft ausschließlich durch die Hilfskraft eines Pneumatikzylinders aufgebracht wird. Die auf die Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs ansprechende Steuerung steuert hierbei über einen Elektromotor lediglich eine Ventilanordnung. Der Elektromotor steuert die Ventilanordnung über ein Schneckengetriebe, eine Nockenscheibe und eine Steuerstange. Spiel in diesem Steuersystem bewirkt Verzögerungszeiten, die sich auf die Regelgenauigkeit des Stellantriebs, insbesondere bei Verwendung in Positionier-Regelkreisen, nachteilig auswirken können.Out DE 33 21 578 C2 Finally, a pneumatic servo drive is known in which the clutch actuation force is applied exclusively by the auxiliary power of a pneumatic cylinder. The responsive to the operating parameters of the motor vehicle control here controls only a valve assembly via an electric motor. The electric motor controls the valve assembly via a worm gear, a cam and a control rod. Play in this control system causes delay times, which can adversely affect the control accuracy of the actuator, especially when used in positioning control circuits.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung zu schaffen, der mit einfachen konstruktiven Mitteln eine hohe Stellgenauigkeit erreicht.It The object of the invention is an actuator for a motor vehicle friction clutch to create, with simple design means a high positioning accuracy reached.

Die Erfindung geht aus von einem Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung umfassend:
ein Gehäuse,
einen mit dem Gehäuse zu einer Baueinheit verbundenen Elektromotor mit einer um
eine Drehachse rotierenden Motorwelle,
ein an dem Gehäuse translatorisch geführtes Ausgangsglied zur Betätigung der Reibungskupplung, auf das eine Kupplungsfeder als Last wirkt,
eine die Motorwelle unter Umsetzung ihrer Drehbewegung in eine Translationsbewegung mit dem Ausgangsglied kuppelndes Getriebe,
einen mit dem Gehäuse verbundenen Arbeitszylinder, in welchem ein mit dem Ausgangsglied gekuppelter Arbeitskolben verschiebbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Arbeitszylinder einen Arbeitsraum begrenzt,
eine steuerbare Ventilanordnung, durch die der Arbeitsraum mit einer Arbeitsfluidquelle zur Lastkompensation verbindbar ist und
eine den Elektromotor steuernde Steuerschaltung.The invention is based on an actuator for a motor vehicle friction clutch comprising:
a housing,
a connected to the housing to a unit electric motor with a order
a rotary shaft rotating motor shaft,
a translationally guided on the housing output member for actuating the friction clutch, acts on a clutch spring as a load,
a gear coupling the motor shaft in translation with the output member, thereby converting its rotational movement;
a working cylinder connected to the housing, in which a working piston coupled to the output member is displaceably arranged, which together with the working cylinder defines a working space,
a controllable valve arrangement, by which the working space with a working fluid source for load compensation is connectable and
a control circuit controlling the electric motor.

Unter einem ersten Aspekt ist die Erfindung gemäß einer ersten Lösung dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein Stellglied einer den Fluiddruck in dem Arbeitsraum bestimmenden Lastkompensations-Regelanordnung bildet, deren Regelgröße das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment repräsentiert. Bei der Regelgröße im vorstehenden Sinn handelt es sich um diejenige Messgröße, deren Ist-Wert mit einer Führungsgröße (Soll-Wert) indem geschlossenen Regelkreis zur Bestimmung der Regelabweichung verglichen wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Drehmomentanforderung, die im Kupplungsbetrieb, insbesondere beim Auskuppeln an den Elektromotor gestellt wird, die Größe des Fluiddruck im Arbeitsraum des Arbeitszylinders bestimmt. Übersteigt im Kupplungsbetrieb beispielsweise die von der Kupplungshauptfeder herrührende Drehmomentanforderung das vorn Elektromotor gelieferte Drehmoment, so wird durch Nachführen des Fluiddrucks im Arbeitsraum die Kompensationskraft erhöht. Auf diese Weise kann der Elektromotor für eine beträchtlich geringere Leistung und geringeres Drehmoment bemessen werden. Von Vorteil ist auch, dass die Kompensation selbstregelnd ist, ohne dass an die Regelgüte hohe Anforderungen gestellt werden müssten. Insbesondere können einfache Ventile für die Ventilanordnung verwendet werden.Under In a first aspect, the invention according to a first solution is characterized in that the valve arrangement is an actuator of a fluid pressure in the working space determining load compensation control arrangement forms whose controlled variable is that of represents the torque generated by the electric motor. For the controlled variable in the above Meaning is the measurand whose actual value is a Command value (target value) by closed loop to determine the control deviation is compared. In this way it is achieved that the torque request, in the clutch mode, in particular when disengaging to the electric motor is put, the size of the fluid pressure determined in the working space of the working cylinder. Exceeds in clutch operation For example, originating from the main clutch spring torque request the torque delivered by the electric motor is corrected by tracking the Fluid pressure in the working space increases the compensation force. On This way, the electric motor for a considerably lower power and lower torque can be measured. It is also an advantage that the compensation is self-regulating, without high demands on the control quality would have to be asked. In particular, you can simple valves for the valve assembly can be used.

Es versteht sich, dass unter einem Druckfluid im vorstehenden Sinn sowohl gasförmiges als auch flüssiges Medium verstanden werden kann, und es versteht sich ferner, dass bei pneumatischen Stellantrieben der Fluiddruck bezogen auf Atmosphärendruck sowohl Überdruck als auch Unterdruck sein kann. Die Ventilanordnung kann analog arbeitende Ventile umfassen; die verringerten Anforderungen an die Regelgüte erlauben es aber auch, Ventile mit definierten Schaltstellungen, beispielsweise Ein-Aus-Ventile oder Umschaltventile, einzusetzen.It It is understood that under a pressurized fluid in the above sense both gaseous as well as liquid Medium can be understood, and it is further understood that For pneumatic actuators, the fluid pressure based on atmospheric pressure both overpressure as well as negative pressure can be. The valve arrangement can analogously operating valves include; allow the reduced demands on the control quality but it also, valves with defined switching positions, such as on-off valves or change-over valves.

Von Vorteil ist ferner, dass der Elektromotor und der Arbeitszylinder zu einer Baueinheit verbunden sind, deren Platzbedarf aufgrund der geringen Leistungsanforderungen an den Elektromotor gering ist und es im Einzelfall sogar erlaubt, die Baueinheit direkt an der die Reibungskupplung üblicherweise umschließenden Kupplungsglocke des Schaltgetriebes anzuflanschen.From Another advantage is that the electric motor and the working cylinder are connected to a unit whose space requirements due to the low power requirements of the electric motor is low and It even allows in individual cases, the unit directly to the Friction clutch usually enclosing clutch bell of the gearbox to be flanged.

Die Lastkompensations-Regelanordnung kann als elektrischer Regelkreis ausgebildet sein, wobei die den Fluiddruck im Arbeitsraum bestimmende Ventilanordnung hierbei zweckmäßigerweise gleichfalls elektrisch steuerbar ist. Eine solche Lastkompensations-Regelanordnung umfasst Drehmoment-Istwert-Erfassungsmittel, die ein die Größe des Drehmoments repräsentierendes Ist-Signal für den Vergleich mit einer Führungsgröße der Regelanordnung liefern. Bei den Drehmoment-Istwert-Erfassungsmitteln kann es sich um herkömmliche Drehmomentsensoren handeln, die das aktuell von dem Elektromotor gelieferte Drehmoment messen. Bei Verwendung von Elektromotoren, beispielsweise Gleichstrommotoren, bei welchen die Größe des Treiberstroms ein Maß für das vom Elektromotor erzeugte Drehmoment ist, kann aus der Stromamplitude und gegebenenfalls der Stromrichtung das Ist-Signal unmittelbar abgeleitet werden. Auf diese Weise können in der Steuerung des Stellantriebs ohnehin verfügbare Signalparameter zur Gewinnung der Regelgröße der Lastkompensations-Regelanordnung ausgenutzt werden. Alternativ, gegebenenfalls auch zusätzlich zur Unterstützung der vom Treiberstrom des Elektromotors abhängigen Regelung, können auch andere direkt oder indirekt ein Maß für das Drehmoment des Elektromotors bildende Betriebsparameter der Steuerung ausgenutzt werden. Beispielsweise kann die den Stellantrieb steuernde Steuerung ihrerseits Bestandteil eines Positionier-Regelkreises sein, dessen Regelgröße die Kupplungsposition oder die Position einer sonstigen, die Kupplungsposition repräsentierenden Komponente ist. Da große Regelabweichungen eines solchen Positionier-Regelkreises eine rasche Nachführung erfordern und damit indirekt ein hohes Drehmoment bedingen, kann gegebenenfalls auch ein die Positionierabweichung repräsentieren des Positionsfehlersignal des Positionierregelkreises zur Bestimmung einer Drehmomentanforderung ausgenutzt oder mitausgenutzt werden.The Load compensation control arrangement can be used as electrical control loop be formed, which determines the fluid pressure in the working space Valve arrangement here expediently also is electrically controllable. Such a load compensation control arrangement includes torque-actual-value detection means, the one the size of the torque representing Actual signal for the comparison with a reference variable of the control arrangement deliver. The torque-actual-value detection means may be to conventional Torque sensors act, the current of the electric motor measure supplied torque. When using electric motors, For example, DC motors, in which the size of the drive current a measure of that from the Electric motor generated torque can be determined from the current amplitude and optionally the current direction, the actual signal directly be derived. In this way, in the control of the actuator available anyway Signal parameters used to obtain the controlled variable of the load compensation control arrangement become. Alternatively, if necessary, in addition to supporting the from the drive current of the electric motor-dependent control, can also others directly or indirectly a measure of the torque of the electric motor be exploited forming operating parameters of the control. For example For example, the control controlling the actuator can be part of it a positioning loop whose controlled variable is the coupling position or the position of another, representing the coupling position Component is. Because big Control deviations of such a positioning loop a rapid tracking require and thus indirectly cause high torque can possibly also represent the positioning deviation the position error signal of the positioning loop for determination a torque request to be exploited or mitausgenutzt.

Vorteil einer elektrischen Lastkompensations-Regelanordnung mit elektrisch steuerbaren Ventilen ist jedoch, dass sie eine Überkompensation erlaubt, was den Vorteil hat, dass gewisse Hysterese-Eigenschaften, die sich beispielsweise durch Spiel oder Reibung im Kraftübertragungsweg zwischen dem Elektromotor und der Reibungskupplung ergeben können, ausgeglichen werden können. Der Elektromotor wird bei Überkompensation auch im Bremsbetrieb betrieben, so dass sich auch Getriebe mit vergleichsweise niedrigem Wirkungsgrad einsetzen lassen.advantage an electrical load compensation control arrangement with electrical controllable valves, however, is that they allow overcompensation, which has the advantage that certain hysteresis properties that are for example, by play or friction in the power transmission path between the Electric motor and the friction clutch can be compensated. The electric motor becomes overcompensation also operated in braking mode, so that also gear with comparatively low efficiency.

Die Erfindung ist gemäß einer zweiten Lösung wiederum dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung ein Stellglied einer den Fluiddruck in dem Arbeitsraum bestimmenden Lastkompensations-Regelanordnung bildet, deren Regelgröße das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment repräsentiert. Anders als bei der ersten Lösung ist jetzt allerdings eine mechanische Lastkompensations-Regelanordnung vorgesehen, bei der wird das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment zur mechanischen Betätigung der Ventilanordnung ausgenutzt wird. Beispielsweise kann die Regelanordnung ein von dem Drehmoment des Elektromotors gegen die Kraft einer Federanordnung bewegbares Ventilbetätigungsorgan umfassen. Eine mechanische Regelanordnung dieser Art lässt sich realisieren, wenn das von dem Elektromotor relativ zu dem Gehäuse bzw. dem Arbeitszylinder ausgeübte Reaktionsdrehmoment zur Betätigung der Ventilanordnung ausgenutzt wird.The Invention is according to a second solution in turn, characterized in that the valve arrangement is an actuator a load compensation control arrangement determining the fluid pressure in the working space forms whose controlled variable is that of represents the torque generated by the electric motor. Unlike the first solution is now however a mechanical load compensation control arrangement provided, in which is the torque generated by the electric motor for mechanical actuation the valve assembly is utilized. For example, the rule arrangement one of the torque of the electric motor against the force of a spring assembly movable valve actuator include. A mechanical control arrangement of this kind can be realize, if that of the electric motor relative to the housing or the Working cylinder exercised Reaction torque for actuation the valve assembly is utilized.

Unter dem vorstehend erläuterten Aspekt der Erfindung wird das von dem Elektromotor geforderte Drehmoment als Regelgröße eines geschlossenen Regelkreises zur Erzeugung einer die Last des Stellglieds kompensierenden Kraft ausgenutzt. Die Lastkompensationskraft lässt sich aber auch mit vergleichsweise geringem konstruktiven Aufwand in einem offenen Regelkreis durch Steuerung der den Fluiddruck im Arbeitsraum des Arbeitszylinders bestimmenden Ventilanordnung erreichen. Hierzu ist unter einem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass der Ventilanordnung elektrische Ventilsteuermittel zugeordnet sind, die auf wenigstens eine die Antriebsbewegung des Elektromotors steuernde Steuergröße der Steuerschaltung ansprechen und die Ventilanordnung in der Weise steuern, dass die Arbeitsfluidquelle mit dem Arbeitsraum verbunden ist, wenn die Steuergröße einen den Elektromotor in Auskuppeldrehrichtung steuernden Wert hat und die Arbeitsfluidquelle vom Arbeitsraum abtrennen, wenn die Steuergröße einen zumindest angenähert dem Stillstand des Elektromotors repräsentierenden Wert hat. Die Stellbewegung des Elektromotors wird auf diese Weise unterstützt, wenn der Motor gegen die Last der Kupplungshauptfeder in Auskuppelrichtung arbeitet. Hat die Kupplung ihre gewünschte Position erreicht, so wird die Arbeitsfluidquelle vorn Arbeitsraum abgetrennt. Da unter dem zweiten Aspekt der Erfindung zur Steuerung der Ventilanordnung wiederum auf eine ohnehin in der Steuerschaltung des Elektromotors verfügbare Steuergröße zurückgegriffen wird, beispielsweise ein die Drehrichtung des Elektromotors repräsentierendes Signal oder die Amplitude und gegebenenfalls die Richtung des Treiberstroms des Elektromotors, lässt sich die Steuerung der Ventilanordnung mit geringem Aufwand erreichen. Von Vorteil ist, wenn auch hier die Steuerschaltung einen Positionsregelkreis umfasst und die zur Steuerung der Ventilanordnung ausgenutzte Steuergröße die Differenz eines Soll-Positionssignals und eines Ist-Positionssignals dieses Positionsregelkreises repräsentiert. Auch hier versteht es sich, dass gegebenenfalls mehrere der vorstehend genannten Steuergrößen gemeinsam zur Steuerung der Ventilanordnung herangezogen werden können.Under the above-described aspect of the invention, the torque required by the electric motor is utilized as a closed-loop control variable for producing a force compensating the load of the actuator. The load compensation force can also be achieved with relatively little design effort in an open loop by controlling the fluid pressure in the working chamber of the working cylinder determining valve assembly. For this purpose, it is provided in a second aspect of the invention that the valve assembly are associated with electrical valve control means responsive to at least one of the drive movement of the electric motor controlling control variable of the control circuit and the valve arrangement in such a way that the working fluid source is connected to the working space when the Control variable has a value controlling the electric motor in Auskuppeldrehrichtung and disconnect the working fluid source from the working space when the control variable has an at least approximately representing the standstill of the electric motor value. The actuating movement of the electric motor is assisted in this way, when the motor operates against the load of the main clutch spring in the disengaging direction. If the clutch has reached its desired position, the working fluid source is separated from the working space. Since under the second aspect of the invention for controlling the valve assembly is again resorting to an available in the control circuit of the electric motor control variable, for example, a direction of rotation of the electric motor representative signal or the amplitude and optionally the direction of the drive current of the electric motor, the controller can be reach the valve assembly with little effort. It is advantageous if, here too, the control circuit comprises a position control loop and the control variable utilized to control the valve arrangement represents the difference between a desired position signal and an actual position signal of this position control loop. Again, it is understood that optionally more of the above control variables can be used together to control the valve assembly.

Unter beiden Aspekten der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Getriebe die Motorwelle in beiden Drehrichtungen spielfrei mit dem Ausgangsglied formschlüssig kuppelt, wodurch Steuertotzeiten und mechanisches Spiel vermieden werden und im Falle einer Lastkompensationsregelung die Regelgenauigkeit erhöht wird. Der Stellantrieb kann besonders kompakt und einfach aufgebaut werden, wenn das Getriebe als Gewindetrieb mit einer zur Motorwelle gleichachsig angeordneten Gewindespindel und einer mit der Gewindespindel verschraubenden Spindelmutter ausgebildet ist, wobei ein erstes dieser beiden Gewindetriebteile drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und ein zweites dieser beiden Gewindetriebteile drehfest, jedoch verschiebbar an dem Gehäuse geführt und mit dem Ausgangsglied verbunden ist. Der mechanische Aufbau wird hierbei besonders einfach, wenn die Gewindespindel das erste Gewindetriebteil bildet. Speziell kann der Arbeitskolben einteilig mit dem zweiten Gewindetriebteil zu einer Einheit verbunden sein.Under Both aspects of the invention is preferably provided that the Transmission the motor shaft in both directions without play with the Output member positive fit clutch, thereby avoiding tax dead times and mechanical play and in the case of a load compensation control, the control accuracy elevated becomes. The actuator can be very compact and simple be when the gear as a screw drive with one to the motor shaft coaxial threaded spindle and one with the threaded spindle screwed spindle nut is formed, wherein a first of these two screw drive parts rotatably connected to the motor shaft and a second of these two screw drive parts rotatably, however slidable on the housing guided and connected to the output member. The mechanical structure This is particularly easy when the threaded spindle is the first Threaded drive part forms. Specifically, the working piston in one piece be connected to the second threaded portion to a unit.

Das Getriebe kann von der Reibungskupplung her gesehen selbsthemmend sein. Dies hat den Vorteil, daß die Reibungskupplung unabhängig von der Druckbelastung des Arbeitszylinders oder der Erregung des Elektromotors in einer durch die momentane Stellung des Getriebes bestimmten Position gehalten werden kann. Eine nicht selbsthemmende Ausgestaltung des Getriebes ermöglicht jedoch gleichfalls zweckmäßige Ausgestaltungen. Beispielsweise kann erreicht werden, daß der Stellantrieb bei einem Ausfall seiner Steuerung von der Kupplungshauptfeder selbsttätig in eine vorbestimmte Endstellung, zumeist die Einkuppelstellung, bewegt wird. Um das letztgenannte Ziel zu erreichen, ist die Ventilanordnung zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie bei abgeschaltetem oder/und bei in Einkuppelrichtung eingeschaltetem Elektromotor den Arbeitsraum mit einer Fluidentlastungsöffnung verbindet. Die vorstehend erwähnten Vorteile selbsthemmender Eigenschaften lassen sich aber, wie in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen ist, nicht nur durch selbsthemmende Eigenschaften des Getriebes erreichen, sondern auch dadurch, daß die Ventilanordnung so ausgebildet wird, daß sie bei abgeschaltetem Elektromotor den Arbeitsraum sowohl zur Arbeitsfluidquelle als auch zur Fluidentlastungsöffnung hin absperrt. Dies hat einerseits den Vorteil, daß aufgrund der Fluidhilfskraft die Reibungskupplung unabhängig vom Antrieb durch den Elektromotor in einer festgelegten Position stationär gehalten werden kann, bei einem Defekt des Elektromotors oder der Steuerung aber dennoch die Reibungskupplung in eine festgelegte Endlage gesteuert werden kann bzw. eine nachfolgend noch näher erläuterte Notfahrfunktion erreicht werden kann.The Gear can be seen from the friction clutch ago self-locking be. This has the advantage that the Friction clutch independent from the pressure load of the working cylinder or the excitation of the working cylinder Electric motor in one by the current position of the transmission certain position. A non-self-locking design allows the transmission however, likewise expedient embodiments. For example, it can be achieved that the actuator at a Failure of his control of the clutch main spring automatically into a predetermined end position, usually the Einkuppelstellung moves becomes. To achieve the latter goal, the valve assembly is expediently so educated that they are at switched off and / or switched on in the coupling direction Electric motor connects the working space with a fluid discharge opening. The above mentioned Advantages of self-locking properties can be, however, as in an expedient embodiment is provided, not only by self-locking properties of the Gearbox achieve, but also in that the valve assembly is formed she will when the electric motor is switched off the working space both to the working fluid source as well as the fluid discharge opening shuts off. This has the advantage on the one hand that due to the fluid auxiliary force the friction clutch independent from the drive by the electric motor in a fixed position stationary can be held in case of a defect of the electric motor or the controller but still controlled the friction clutch in a fixed end position can be achieved or an emergency driving function explained in more detail below can be.

Bei einem Ausfall der dem Elektromotor zugeordneten Steuerung oder des Elektromotors selbst, ist es insbesondere bei Lastkraftwagen wünschenswert, daß die Kupplung, wenn auch unter erheblichen Komforteinbußen, manuell betätigt werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Arbeitsraum zusätzlich über eine für Notbetriebszwecke manuell steuerbare Ventilanordnung mit der Arbeitsfluidquelle oder/und einer Druckentlastungsöffnung verbindbar ist. Die manuell steuerbare Ventilanordnung kann analog arbeitende, d.h. graduell betätigbare, Ventile umfassen, um die Kupplungsstellgeschwindigkeit variieren zu können; prinzipiell genügen aber auch einfache Schaltventile.at a failure of the electric motor associated with the control or the Electric motor itself, it is particularly desirable in trucks, that the Clutch, albeit with considerable loss of comfort, manually actuated can be. In a preferred embodiment, it is provided that the Working space additionally over one for emergency purposes manually controllable valve arrangement with the working fluid source and / or a pressure relief opening is connectable. The manually controllable valve arrangement can be analog working, i. gradually actuated, Valves include to vary the clutch speed to be able to; in principle suffice but also simple switching valves.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:in the The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. in this connection shows:

1 eine schematische Darstellung einer Kupplungsbetätigungsanlage mit einem Teilaxiallängsschnitt eines erfindungsgemäßen Stellantriebs; 1 a schematic representation of a clutch actuation system with a Teilaxiallängsschnitt an actuator according to the invention;

2 eine Variante eines in der Kupplungsbetätigungsanlage nach 1 verwendbaren Stellantriebs und 3 eine Seitenansicht des Stellantriebs, gesehen in Richtung eines Pfeils III in 2. 2 a variant of a in the clutch actuator according to 1 suitable actuator and 3 a side view of the actuator, as seen in the direction of an arrow III in 2 ,

1 zeigt schematisch eine Anlage zur automatisierten Betätigung einer Reibungskupplung 1 eines Kraftfahrzeugs. Die Reibungskupplung kann herkömmlich ausgebildet sein und umfaßt eine mit einer Eingangswelle 3 eines Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs drehfest verbundene Kupplungsscheibe 5, die von einer Kupplungshauptfeder 7 zwischen einer Anpreßplatte 9 und einer mit einer Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs drehfest verbundenen, beispielsweise als Schwungrad ausgebildeten Gegenanpreßplatte 13 einspannbar ist. Die Reibungskupp lung 1 ist mittels eines Ausrückersystems 15 gegen die Kraft der Kupplungshauptfeder 7 auskuppelbar. 1 schematically shows a system for automated operation of a friction clutch 1 of a motor vehicle. The friction clutch may be conventional and includes one with an input shaft 3 a gearbox of the motor vehicle rotatably connected clutch disc 5 coming from a clutch main spring 7 between a pressure plate 9 and one with a crankshaft 11 the internal combustion engine of the motor vehicle rotatably connected, for example, designed as a flywheel Gegenanpreßplatte 13 is clamped. The Reibungskupp development 1 is by means of a release system 15 against the force of the main clutch spring 7 uncoupled.

Für die Betätigung des Ausrückersystems 15 ist ein elektromotorischer Stellantrieb 17 vorgesehen, dessen im wesentlichen translatorisch beweglich angetriebenes Ausgangsglied, hier ein Stößel 19, einen Geberzylinder 21 einer hydraulischen Kupplungsbetätigungsanlage bewegt. Der Geberzylinder 21 ist über eine Hydraulikleitung 23 mit einem auf das Ausrückersystem 15 wirkenden Nehmerzylinder 25 verbunden. Bei Druckbelastung des Geberzylinders 21 durch den Stößel 19 wird die Reibungskupplung 1 gegen die Kraft ihrer Kupplungshauptfeder 7 ausgerückt. Es versteht sich, daß anstelle der hydraulischen Kupplungsbetätigungsanlage auch andere Kraftübertragungsmittel vorgesehen sein können, wie zum Beispiel mechanische Kraftübertragungsmittel. Insbesondere kann das Ausgangsglied des Stellantriebs 17 unmittelbar zur Betätigung des Ausrücksystems 15 herangezogen werden, nachdem der erfindungsgemäße Stellantrieb 17 sehr kompakt aufgebaut ist und gegebenenfalls direkt an eine die Reibungskupplung 1 überdeckende, von dem Gehäuse des Schaltgetriebes gebildete Kupplungsglocke angeflanscht sein kann.For the operation of the release system 15 is an electric motor actuator 17 provided, the substantially translationally driven driven output member, here a plunger 19 , a master cylinder 21 a hydraulic clutch actuation system moves. The master cylinder 21 is via a hydraulic line 23 with one on the off REFUND system 15 acting slave cylinder 25 connected. At pressure load of the master cylinder 21 through the pestle 19 becomes the friction clutch 1 against the force of its main clutch spring 7 disengaged. It is understood that instead of the hydraulic clutch actuation system, other power transmission means may be provided, such as mechanical power transmission means. In particular, the output member of the actuator 17 directly to the actuation of the release system 15 be used after the actuator of the invention 17 is constructed very compact and optionally directly to a friction clutch 1 overlapping, formed by the housing of the gearbox clutch bell can be flanged.

Der Stellantrieb 17 ist als kompakte Baueinheit ausgebildet und umfaßt ein mit einem Befestigungsflansch 27 für die kraftfahrzeugseitige Befestigung der Baueinheit versehenes Gehäuse 29, an welchem ein Elektromotor 31 seinerseits angeflanscht ist. Das Gehäuse 29 bildet gleichachsig zur Drehachse 33 einer als Gewindespindel 35 ausgebildeten oder drehfest mit einer Gewindespindel verbundenen Motorwelle einen Arbeitszylinder 37, in welchem ein Arbeitskolben 39 abgedichtet in Richtung der Drehachse 33 verschiebbar geführt ist. Der Arbeitskolben 39 ist über Drehsicherungsorgane 41 drehfest an dem Gehäuse 29 geführt und mit einer mit der Gewindespindel 35 verschraubenden Spindelmutter 43 versehen. Die Gewindespindel 35 und die Spindelmutter 43 bilden einen allgemein mit 45 bezeichneten Spindeltrieb, der die Drehbewegung der Motorwelle des Elektromotors 31 im wesentlichen spielfrei in die Translationsbewegung des mit dem Arbeitskolben 39 verbundenen Ausgangsglieds, hier des Stöpsels 19, umsetzt. Die Umsetzung der Drehbewegung erfolgt in beiden Drehrichtungen formschlüssig, so daß die Drehstellung des Elektromotors 31 die Position des Ausrückersystems 15 der Reibungskupplung 1 repräsentiert.The actuator 17 is designed as a compact unit and includes a with a mounting flange 27 for the motor vehicle side mounting of the unit provided housing 29 on which an electric motor 31 flanged on its part. The housing 29 forms equiaxed to the axis of rotation 33 one as a threaded spindle 35 trained or non-rotatably connected to a threaded spindle motor shaft a working cylinder 37 in which a working piston 39 sealed in the direction of the axis of rotation 33 slidably guided. The working piston 39 is about anti-rotation organs 41 rotationally fixed to the housing 29 guided and with one with the threaded spindle 35 screwing spindle nut 43 Mistake. The threaded spindle 35 and the spindle nut 43 form a general with 45 designated spindle drive, the rotational movement of the motor shaft of the electric motor 31 essentially free of play in the translational movement of the working piston 39 connected output member, here the plug 19 , implements. The implementation of the rotational movement takes place positively in both directions, so that the rotational position of the electric motor 31 the position of the release system 15 the friction clutch 1 represents.

Der Elektromotor 31 wird von einer elektronischen Steuerung 47 abhängig von gemessenen Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs gesteuert, wie dies beispielsweise in den bereits erwähnten Schriften DE 39 35 438 A1 und 39 35 439 A1 erläutert ist. Der Stellantrieb 17 ist hierzu Bestandteil eines Positionsregelkreises, der die Betätigungsposition der Reibungskupplung abhängig von einem Positions-Sollsignal einstellt. Die Steuerung 47 erzeugt das Positions-Sollsignal ihrerseits abhängig von den gemessenen Betriebsparametern und vergleicht, wie bei 49 angedeutet, das Positions-Sollsignal mit einem von einem Positionsgeber, beispielsweise einem auf die Drehung der Motorwelle ansprechenden Inkrementalgeber 51 erzeugten Positions-Istsignal. Das der Differenz dieser Signale entsprechende Fehlersignal ist nach Amplitude und Vorzeichen ein Maß für die Annäherung an die gewünschte Sollposition und bestimmt nach Amplitude und Richtung die Größe des bei 53 dem Elektromotor 31 zugeführten Treiberstroms.The electric motor 31 is from an electronic controller 47 controlled depending on measured operating parameters of the motor vehicle, as for example in the already mentioned writings DE 39 35 438 A1 and 39 35 439 A1 is explained. The actuator 17 is part of a position control loop that adjusts the actuation position of the friction clutch depending on a position command signal. The control 47 generates the position command signal in turn depending on the measured operating parameters and compares as at 49 indicated, the position command signal with one of a position sensor, for example, responsive to the rotation of the motor shaft incremental encoder 51 generated position actual signal. The error signal corresponding to the difference between these signals is, according to amplitude and sign, a measure for the approach to the desired desired position and determines the magnitude of the amplitude and direction 53 the electric motor 31 supplied driver current.

Beim Auskuppeln muß die Reibungskupplung 1 sehr rasch gegen die Kraft der Kupplungshauptfeder 7 verstellt werden, während beim Einkuppeln die Stellgeschwindigkeit vergleichsweise gering sein kann, um komfortables, ruck freies Einkuppeln zu ermöglichen. Um die Kraft der auf das Ausgangsglied des Stellantriebs 17 wirkenden Last der Kupplungshauptfeder 7 zumindest teilweise kompensieren zu können und dementsprechend den Elektromotor 31 für ein geringeres Drehmoment und eine geringere Leistung dimensionieren zu können, bildet der Arbeitszylinder 37 und der darin verschiebbare Arbeitskolben 39 einen Hilfskraftantrieb, dessen Arbeitsraum 55 über ein Steuerventil 57 an eine Druckfluidquelle 59 angeschlossen ist. Bei der Druckfluidquelle 59 kann es sich um eine Hydraulikdruckquelle handeln, vorzugsweise insbesondere bei Verwendung in einem Lastkraftwagen handelt es sich um eine dort ohnehin verfügbare Druckluftquelle. Unter einer Druckluftquelle soll hierbei nicht nur eine Quelle verstanden werden, die, bezogen auf Atmosphärendruck einen Überdruck erzeugt, sondern auch einen Unterdruck. Das den Arbeitsraum 55 mit der Druckfluidquelle 59 verbindende Steuerventil 57 wird ebenso wie ein den Arbeitsraum 55 mit einer Druckentlastungsöffnung 61 verbindendes Steuerventil 63 von einer Ventilsteuerung 65 gesteuert. Die Ventilsteuerung 65 kann, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, entweder in einem geschlossenen Regelkreis oder einem offenen Regelkreis arbeiten und öffnet die Steuerventile 57, 63 wechselseitig abhängig von Betriebsparametern des Elektromotors 31.When disengaging the friction clutch must 1 very quickly against the force of the main clutch spring 7 be adjusted, while engaging the speed can be comparatively low to allow comfortable, jerk-free engagement. To the force of the output member of the actuator 17 acting load of the clutch main spring 7 to compensate at least partially and accordingly the electric motor 31 to dimension for a lower torque and lower power forms the working cylinder 37 and the displaceable therein working piston 39 an auxiliary power drive whose working space 55 via a control valve 57 to a source of pressurized fluid 59 connected. At the source of pressurized fluid 59 it may be a hydraulic pressure source, preferably in particular when used in a truck is a compressed air source available there anyway. A compressed air source should not only be understood to mean a source which, based on atmospheric pressure, generates an overpressure, but also a negative pressure. That the work space 55 with the source of pressurized fluid 59 connecting control valve 57 as well as the workspace 55 with a pressure relief opening 61 connecting control valve 63 from a valve control 65 controlled. The valve control 65 can, as will be explained in more detail below, operate either in a closed loop or an open loop and opens the control valves 57 . 63 mutually dependent on operating parameters of the electric motor 31 ,

1 zeigt die Ventilsteuerung 65 in einem geschlossenen Regelkreis, in welchem das von dem Elektromotor 31 lastabhängig geforderte Drehmoment die Regelgröße des Regelkreises bildet. Die in diesem Fall als Regler arbeitende Steuerung 65 vergleicht, wie bei 67 angedeutet ist, ein vom Strom des Elektromotors und damit von dessen Drehmoment abhängiges Ist-Signal mit einem eine Führungsgröße des Regelkreises bildenden, bei 69 verfügbaren Soll-Signal und steuert die Steuerventile 57, 63 so, daß das von dem Elektromotor 31 aufzubringende Drehmoment der Führungsgröße entspricht. Der Elektromotor 31 kann auf diese Weise beträchtlich kleiner dimensioniert werden, da bei Belastung seiner Motorwelle die Hilfskraft der Druckfluidquelle 59 unterstützend eingreift. 1 shows the valve control 65 in a closed loop, in which that of the electric motor 31 Load-dependent demanded torque forms the controlled variable of the control loop. The controller operating in this case as a controller 65 compares to how 67 is indicated, a dependent of the current of the electric motor and thus of its torque actual signal with a reference variable of the control loop forming at 69 available command signal and controls the control valves 57 . 63 so that that of the electric motor 31 applied torque of the reference variable corresponds. The electric motor 31 can be dimensioned considerably smaller in this way, since under load of its motor shaft, the auxiliary power of the pressure fluid source 59 supportive intervenes.

Zwar kann es sich bei den Steuerventilen 57, 63 um Analogventile handeln, doch genügen in aller Regel einfache Schaltventile, da die Regelgenauigkeit, mit der der Fluiddruck im Arbeitsraum 55 geregelt werden muß, gering sein kann. Der konstruktive Aufwand ist gleichfalls gering, da für die Regelung auf ohnehin in der Steuerung 47 bereits verfügbare Signale zurückgegriffen werden kann. Die Regelgenauigkeit kann auf der Grundlage weiterer in der Steuerung 47 bereits verfügbarer Signale weiterhin verbessert werden, beispielsweise indem auf Signale, die die Annäherung der Reibungskupplung an die Soll-Position repräsentieren, zurückgegriffen wird. Solche Signale liegen beispielsweise in Form des die Differenz zwischen der Soll-Position und der Ist-Position repräsentierenden Positions-Fehlersignals des Vergleichers 49 zur Verfügung. Auch sind gegebenenfalls Signale verfügbar, die die Drehrichtungsänderung des Elektromotors 31 repräsentieren und die als Indikator für die Annäherung an die Soll-Position oder zur Unterstützung des Steuerungsbetriebs der Ventilsteuerung 65 ausgenutzt werden können.While it may be at the control valves 57 . 63 act around analog valves, but usually suffice simple switching valves, as the control accuracy, with the fluid pressure in the working space 55 can be regulated, may be low. The constructive Effort is also low, because for the scheme anyway in the controller 47 already available signals can be used. The control accuracy can be based on more in the controller 47 already available signals are further improved, for example, by recourse to signals representing the approach of the friction clutch to the desired position. Such signals are for example in the form of the difference between the desired position and the actual position representing position error signal of the comparator 49 to disposal. Also, if necessary, signals are available that the direction of rotation change of the electric motor 31 represent and as an indicator of the approach to the desired position or to support the control operation of the valve control 65 can be exploited.

Bei Verwendung der Steuerung 65 in einem offenen Regelkreis entfallen die bei 67 angedeuteten Vergleichermittel. Die Steuerung 65 kann hier die Steuerventile 67, 63 unmittelbar abhängig von einem das von dem Elektromotor 31 geforderte Drehmoment repräsentierenden Betriebsparameter, beispielsweise seinem Treiberstrom, steuern; sie kann aber auch andere Indikatoren, die die Größe des geforderten Drehmoments repräsentieren, ausnutzen. Beispielsweise kann die Steuerung 65 auf das bereits vorstehend angesprochene Positionsfehlersignal des Vergleichers 49 zurückgreifen, da bei einem großen Positionsfehlersignal der Elektromotor 31 zur größeren Beschleunigung mit hohem Motorstrom betrieben wird, während bei Annäherung an die Soll-Position das Positionsfehlersignal klein ist und der Elektromotor 31 mit geringen Treiberströmen betrieben wird. Auch hier kann die Ventilsteuerung 65 auf bereits in der Steuerung 47 verfügbare Signale zurückgreifen und gegebenenfalls die Drehrichtung oder die Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 31 repräsentierende Signale unterstützend auswerten.When using the controller 65 in an open loop they are added 67 indicated comparator. The control 65 here can the control valves 67 . 63 directly dependent on one of the electric motor 31 Required torque representing operating parameters, such as its drive current, control; but it can also take advantage of other indicators that represent the magnitude of the required torque. For example, the controller 65 to the above-mentioned position error signal of the comparator 49 fall back, because at a large position error signal, the electric motor 31 is operated for greater acceleration with high motor current, while approaching the desired position, the position error signal is small and the electric motor 31 operated with low drive currents. Again, the valve control 65 on already in the controller 47 availing available signals and optionally the direction of rotation or reversing the direction of rotation of the electric motor 31 evaluating representative signals.

Die Ventilsteuerung 65 arbeitet normalerweise so, daß das den Arbeitsraum 55 mit der Druckfluidquelle 59 verbindende Steuerventil 57 eingeschaltet ist, wenn der Elektromotor 31 von der Steuerung 47 in Auskuppelrichtung eingeschaltet ist. Die Ventilsteuerung 65 kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß sie eine Überkompensation des von dem Elektromotor 31 geforderten Drehmoments ermöglicht. In einem solchen Fall übersteigt die vom Fluiddruck im Arbeitsraum 55 erzeugte Betätigungskraft die auf das Ausgangsglied des Stellantriebs 17 wirkende Last der Reibungskupplung 1, so daß der Elektromotor 31 auch während des Auskuppelvorgangs bremsend wirksam wird. Dies hat den Vorteil, daß Hysterese-Effekte, die sich insbesondere bei niedrigem Wirkungsgrad des Spindeltriebs 45 ergeben könnten, besser ausgeglichen werden können.The valve control 65 works normally so that the work space 55 with the source of pressurized fluid 59 connecting control valve 57 is turned on when the electric motor 31 from the controller 47 is turned on in Auskuppelrichtung. The valve control 65 However, it may also be designed to overcompensate that of the electric motor 31 required torque allows. In such a case, the fluid pressure in the working space exceeds that 55 generated actuating force on the output member of the actuator 17 acting load of the friction clutch 1 so that the electric motor 31 also becomes decelerating during the disengaging operation. This has the advantage that hysteresis effects, especially at low efficiency of the spindle drive 45 could be better compensated.

Der Spindeltrieb 45 ist nicht selbsthemmend ausgebildet, d.h. er kann durch die Last der Kupplungshauptfeder 7 in die eingekuppelte Stellung selbsttätig zurückgestellt werden. Dies ermöglicht Maßnahmen zur manuellen Notbetätigung der Reibungskupplung 1 allein unter Zuhilfenahme der Hilfskraft der Fluiddruckquelle 59. Die Fluiddruckquelle 59 ist hierbei in einem Nebenschlußweg über ein manuell betätigbares Umschaltventil 73 mit dem Arbeitsraum 55 verbunden. Das Umschaltventil 73 sperrt in seiner dargestellten Ruhelage den Nebenschlußweg 71 und verbindet in einer ersten Arbeitsstellung den Arbeitsraum 55 mit der Fluiddruckquelle 59 und in einer zweiten Arbeitsstellung mit einer Druckentlastungsöffnung 75. In der ersten Arbeitsstellung wird die Reibungskupplung 1 ausgekuppelt und in der zweiten Arbeitsstellung eingekuppelt. Die Reibungskupplung 1 kann damit selbst bei einem Ausfall des Elektromotors 31 oder einer der Steuerungen 47, 65 manuell betätigt werden, was insbesondere für den Betrieb von Lastkraftwagen wünschenswert ist. Das Umschaltventil 73 kann als Analogventil ausgebildet sein, wenn eine graduelle Steuerung der Kupplungsstellgeschwindigkeit erwünscht ist; bei einer reinen Schaltfunktion des Ventils sorgen Strömungsdrosseln für eine festgelegte Stellgeschwindigkeit.The spindle drive 45 is not self-locking, ie it can by the load of the main clutch spring 7 be reset automatically in the engaged position. This allows measures for manual emergency operation of the friction clutch 1 solely with the aid of the auxiliary force of the fluid pressure source 59 , The fluid pressure source 59 This is in a bypass path via a manually operated changeover valve 73 with the workspace 55 connected. The changeover valve 73 locks in its illustrated rest position the bypass path 71 and connects the working space in a first working position 55 with the fluid pressure source 59 and in a second working position with a pressure relief opening 75 , In the first working position, the friction clutch 1 disengaged and engaged in the second working position. The friction clutch 1 can even with a failure of the electric motor 31 or one of the controllers 47 . 65 be operated manually, which is desirable in particular for the operation of trucks. The changeover valve 73 may be designed as an analog valve, if a gradual control of the clutch actuating speed is desired; in the case of a pure switching function of the valve, flow restrictors ensure a fixed actuating speed.

Die 2 und 3 zeigen eine Variante eines in der automatisierten Kupplungsbetätigungsanlage der 1 verwendbaren Stellantriebs. Im Unterschied zur 1 wird zur Regelung der Lastkompensation abhängig vom Drehmoment des Elektromotors ein mechanischer Regelkreis benutzt. Einander entsprechende Komponenten sind mit Bezugszahlen der 1 bezeichnet und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise insbesondere auch der in den 2 und 3 nicht dargestellten Kupplungsbetätigungsanlage wird auf die Beschreibung der 1 Bezug genommen.The 2 and 3 show a variant of a in the automated clutch actuation system of 1 suitable actuator. In contrast to 1 is used to control the load compensation depending on the torque of the electric motor, a mechanical control loop. Corresponding components are denoted by reference numbers 1 designated and provided for the distinction with the letter a. To explain the structure and the mode of action in particular also in the 2 and 3 not shown clutch actuator is based on the description of 1 Referenced.

Während bei der Ausführungsform gemäß 1 die Regelgröße aus einem das vom Elektromotor geforderte Drehmoment repräsentierenden elektrischen Signal abgeleitet wird und dementsprechend die Steuerventile als elektrisch steuerbare Ventile ausgebildet sind, wird bei dem Stellantrieb 17a der 2 und 3 das von dem Elektromotor 31a erzeugte Drehmoment unmittelbar zur Betätigung der den Fluiddruck im Arbeitsraum 55a bestimmenden Steuerventile 57a, 63a ausgenutzt. Der Elektromotor 31a ist hierzu um seine Drehachse 33a geringfügig schwenkbar mittels eines Lagers 77 an dem Gehäuse 29a gelagert und wird durch Federn 79 in einer Ruhestellung gehalten, aus der sein den Stator haltendes Gehäuse 81 durch das bei der Drehmomentabgabe des mit der Motorwelle verbundenen Ankers auftretende Reaktionsdrehmoment herausgedreht wird. Die Reaktionsdrehung des Gehäuses 81 wird zur Betätigung der Steuerventile 57a, 63a ausgenutzt. Mit dem Gehäuse 81a sind hierbei Ventilbetätigungsorgane, hier in Form von Steuerarmen 83, vorgesehen, die, abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors 31a, je eines der beiden Steuerventile 57a, 63a betätigen. Die von den Federn 79 ausgeübte Gegenkraft bestimmt hierbei die Größe des Drehmoments, bei welchem die Hilfskraftunterstützung des Elektromotors 31a einsetzt. Es versteht sich, daß alternativ auch die Steuerventile 57a, 63a an dem Gehäuse 81 angeordnet sein können, während die Ventilbetätigungsorgane 83 an dem Gehäuse 29a vorgesehen sind.While in the embodiment according to 1 the controlled variable is derived from an electric signal representing the torque required by the electric motor and accordingly the control valves are designed as electrically controllable valves is in the actuator 17a of the 2 and 3 that of the electric motor 31a generated torque directly to the actuation of the fluid pressure in the working space 55a determining control valves 57a . 63a exploited. The electric motor 31a is this about its axis of rotation 33a slightly pivotable by means of a bearing 77 on the housing 29a stored and is by springs 79 held in a rest position, from which the stator holding housing 81 is unscrewed by the reaction torque occurring at the torque output of the armature connected to the motor shaft. The reaction rotation of the housing 81 is used to operate the control valves 57a . 63a exploited. With the housing 81a here are Ven tilbetätigungsorgane, here in the form of control arms 83 , provided, which, depending on the direction of rotation of the electric motor 31a , one each of the two control valves 57a . 63a actuate. The springs 79 applied counterforce determines the size of the torque, in which the auxiliary power assistance of the electric motor 31a starts. It is understood that alternatively also the control valves 57a . 63a on the housing 81 can be arranged while the valve actuators 83 on the housing 29a are provided.

2 zeigt den zur Positionsregelung benutzten Inkrementalgeber 51a als am Gehäuse 81 angeordnet. Aufgrund der Drehung des Gehäuses 81 des Elektromotors 31a relativ zum Gehäuse 29a kann es zu geringfügigen Ist-Positionsfehlern kommen. Fehler dieser Art können vermieden werden, wenn der Inkrementalgeber, wie bei 51a' angedeutet, fest mit dem Gehäuse 29a verbunden ist, so daß er die Winkelstellung der Motorwelle relativ zu dem stationären Gehäuse 29a erfaßt. 2 shows the incremental encoder used for position control 51a as on the case 81 arranged. Due to the rotation of the housing 81 of the electric motor 31a relative to the housing 29a There may be minor actual position errors. Errors of this kind can be avoided if the incremental encoder, as in 51a ' indicated, firmly with the housing 29a is connected so that it is the angular position of the motor shaft relative to the stationary housing 29a detected.

Claims (19)

Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: – ein Gehäuse (29), – einen mit dem Gehäuse (29) zu einer Baueinheit verbundenen Elektromotor (31) mit einer um eine Drehachse (33) rotierenden Motorwelle, – ein an dem Gehäuse (29) translatorisch geführtes Ausgangsglied (19) zur Betätigung der Reibungskupplung (1), auf das eine Kupplungsfeder (7) als Last wirkt, – eine die Motorwelle unter Umsetzung ihrer Drehbewegung in eine Translationsbewegung mit dem Ausgangsglied (19) kuppelndes Getriebe (45), – einen mit dem Gehäuse (29) verbundenen Arbeitszylinder (37), in welchem ein mit dem Ausgangsglied (19) gekuppelter Arbeitskolben (39) verschiebbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Arbeitszylinder (37) einen Arbeitsraum (55) begrenzt, – eine den Elektromotor (31) steuernde Steuerschaltung (47), die ein Stellglied einer den Fluiddruck in dem Arbeitsraum (55) bestimmenden Lastkompensations-Regelanordnung (65) bildet, dessen Regelgröße das von dem Elektromotor (31) erzeugte Drehmoment repräsentiert, und – eine steuerbare Ventilanordnung (57, 63), durch die der Arbeitsraum (55) mit einer Arbeitsfluidquelle (59) zur Lastkompensation verbindbar ist.Actuator for a motor vehicle friction clutch, comprising: - a housing ( 29 ), - one with the housing ( 29 ) connected to a structural unit electric motor ( 31 ) with one about a rotation axis ( 33 ) rotating motor shaft, - one on the housing ( 29 ) translationally guided output member ( 19 ) for actuating the friction clutch ( 1 ) to which a clutch spring ( 7 ) acts as a load, - a motor shaft in translation of its rotational movement in a translational movement with the output member ( 19 ) coupling gear ( 45 ), - one with the housing ( 29 ) associated working cylinder ( 37 ), in which one with the output member ( 19 ) coupled working piston ( 39 ) is arranged displaceably, which together with the working cylinder ( 37 ) a work space ( 55 ), - an electric motor ( 31 ) controlling control circuit ( 47 ), which is an actuator of a fluid pressure in the working space ( 55 ) determining load compensation control arrangement ( 65 ) whose controlled variable that of the electric motor ( 31 ), and - a controllable valve arrangement ( 57 . 63 ), through which the work space ( 55 ) with a working fluid source ( 59 ) is connectable to the load compensation. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastkompensations-Regelanordnung (65) ein Drehmoment-Istwerterfassungsmittel (53) umfasst, die ein die Größe des Drehmoments repräsentierendes Ist-Signal für den Vergleich (67) mit einer Führungsgröße (69) der Regelanordnung (65) liefert.Actuator according to claim 1, characterized in that the load compensation control arrangement ( 65 ) a torque actual value detection means ( 53 ), which represents an actual signal representing the magnitude of the torque for comparison ( 67 ) with a reference variable ( 69 ) of the rule arrangement ( 65 ). Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Istwerterfassungsmittel (53) ein vom Strom des Elektromotors abhängiges Ist-Signal liefert.Actuator according to claim 2, characterized in that the torque actual value detecting means ( 53 ) supplies an actual signal dependent on the current of the electric motor. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanordnung (57, 63) elektrische Ventilsteuermittel (65) zugeordnet sind, die auf wenigstens eine die Antriebsbewegung des Elektromotors (31) steuernde Steuergröße der Steuerschaltung (47) ansprechen und die Ventilanordnung (57, 63) ferner in der Weise steuern, dass die Arbeitsfluidquelle (59) mit dem Arbeitsraum (55) verbunden ist, wenn die Steuergröße einen den Elektromotor (31) in Auskuppelrichtung steuernden Wert hat, und die Arbeitsfluidquelle (59) vom Arbeitsraum (55) abtrennen, wenn die Steuergröße einen zumindest angenähert den Stillstand des Elektromotors (31) repräsentierenden Wert hat.Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve arrangement ( 57 . 63 ) electric valve control means ( 65 ) associated with at least one of the drive movement of the electric motor ( 31 ) controlling control variable of the control circuit ( 47 ) and the valve arrangement ( 57 . 63 ) in such a way that the working fluid source ( 59 ) with the working space ( 55 ) is connected, if the control variable is an electric motor ( 31 ) in the disengaging direction, and the working fluid source ( 59 ) from the workspace ( 55 ), if the control variable at least approximately the standstill of the electric motor ( 31 ) value. Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: – ein Gehäuse (29), – einen mit dem Gehäuse (29) zu einer Baueinheit verbundenen Elektromotor (31) mit einer um eine Drehachse (33) rotierenden Motorwelle, – ein an dem Gehäuse (29) translatorisch geführtes Ausgangsglied (19) zur Betätigung der Reibungskupplung (1) , auf das eine Kupplungsfeder (7) als Last wirkt, – eine die Motorwelle unter Umsetzung ihrer Drehbewegung in eine Translationsbewegung mit dem Ausgangsglied (19) kuppelndes Getriebe (45), – einen mit dem Gehäuse (29) verbundenen Arbeitszylinder (37), in welchem ein mit dem Ausgangsglied (19) gekuppelter Arbeitskolben (39) verschiebbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Arbeitszylinder (37) einen Arbeitsraum (55) begrenzt, – eine den Elektromotor (31) steuernde Steuerschaltung (47a), – eine Lastkompensations-Regelanordnung, die als mechanische Regelanordnung (77, 83) ausgebildet ist, die das von dem Elektromotor (31a) erzeugte Drehmoment zur mechanischen Betätigung der Ventilanordnung (57a, 63a) ausnutzt, und – eine steuerbare Ventilanordnung (57a, 63a), durch die der Arbeitsraum (55a) mit einer Arbeitsfluidquelle (59a) zur Lastkompensation verbindbar ist.Actuator for a motor vehicle friction clutch, comprising: - a housing ( 29 ), - one with the housing ( 29 ) connected to a structural unit electric motor ( 31 ) with one about a rotation axis ( 33 ) rotating motor shaft, - one on the housing ( 29 ) translationally guided output member ( 19 ) for actuating the friction clutch ( 1 ) to which a clutch spring ( 7 ) acts as a load, - a motor shaft in translation of its rotational movement in a translational movement with the output member ( 19 ) coupling gear ( 45 ), - one with the housing ( 29 ) associated working cylinder (37) in which a with the output member ( 19 ) coupled working piston ( 39 ) is arranged displaceably, which together with the working cylinder ( 37 ) a work space ( 55 ), - an electric motor ( 31 ) controlling control circuit ( 47a ), - a load compensation control arrangement, as a mechanical control arrangement ( 77 . 83 ) formed by the electric motor ( 31a ) generated torque for mechanical actuation of the valve assembly ( 57a . 63a ), and - a controllable valve arrangement ( 57a . 63a ), through which the work space ( 55a ) with a working fluid source ( 59a ) is connectable to the load compensation. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung das von dem Elektromotor (31a) relativ zu dem Gehäuse (29a) ausgeübte Reaktionsdrehmoment zur Betätigung der Ventilanordnung (57a, 63a) ausnutzt.Actuator according to claim 5, characterized in that the control arrangement that by the electric motor ( 31a ) relative to the housing ( 29a ) exerted reaction torque for actuating the valve assembly ( 57a . 63a ) exploits. Stellantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung ein von dem Drehmoment des Elektromotors (31a) gegen die Kraft einer Federanordnung (79) relativ zur Ventilanordnung (57a, 63a) bewegbares Ventilbetätigungsorgan (83) umfasst.Actuator according to claim 5 or 6, characterized in that the control arrangement one of the torque of the electric motor ( 31a ) against the force of a spring arrangement ( 79 ) relative to the valve assembly ( 57a . 63a ) movable valve actuator gan ( 83 ). Stellantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (31a) ein mit begrenztem Drehspiel am Gehäuse (29a) gelagertes Motorgehäuse (81) aufweist und dass die Ventilanordnung (57a, 63a) wenigstens ein durch mechanische Steuermittel (83) bei einer Relativdrehung zwischen den Gehäusen (29a bzw. 81) steuerbares Ventil umfasst.Actuator according to one of claims 5 to 7, characterized in that the electric motor ( 31a ) one with limited rotational play on the housing ( 29a ) stored motor housing ( 81 ) and that the valve arrangement ( 57a . 63a ) at least one by mechanical control means ( 83 ) during a relative rotation between the housings ( 29a respectively. 81 ) controllable valve. Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, umfassend: – ein Gehäuse (29), – einen mit dem Gehäuse (29) zu einer Baueinheit verbundenen Elektromotor (31) mit einer um eine Drehachse (33) rotierenden Motorwelle, – ein an dem Gehäuse (29) translatorisch geführtes Ausgangsglied (19) zur Betätigung der Reibungskupplung (1), auf das eine Kupplungsfeder als Last wirkt, – ein die Motorwelle unter Umsetzung ihrer Drehbewegung in eine Translationsbewegung mit dem Ausgangsglied (19) kuppelndes Getriebe (45), – einen mit dem Gehäuse (29) verbundenen Arbeitszylinder (35), in welchem ein mit dem Ausgangsglied (19) gekuppelter Arbeitskolben (39) verschiebbar angeordnet ist, der zusammen mit dem Arbeitszylinder (35) einen Arbeitsraum (55) begrenzt, – eine steuerbare Ventilanordnung (57, 63), durch die der Arbeitsraum (55) mit einer Arbeitsfluidquelle (59) zur Lastkompensation verbindbar ist, und – eine den Elektromotor (31) steuernde Steuerschaltung (47), über die der Elektromotor (31) zumindest in seiner die Reibungskupplung (1) auskuppelnden Drehrichtung seiner Motorwelle einschaltbar ist, wobei der Ventilanordnung (57, 63) elektrische Ventilsteuermittel (65) zugeordnet sind, die auf wenigstens eine die Antriebsbewegung des Elektromotors (31) steuernde Steuergröße der Steuerschaltung (47) ansprechen und die Ventilanordnung (57, 63) in der Weise steuern, dass die Arbeitsfluidquelle (59) mit dem Arbeitsraum (59) verbunden ist, wenn die Steuergröße einen den Elektromotor (31) in Auskuppeldrehrichtung steuernden Wert hat, und die Arbeitsfluidquelle (59) vom Arbeitsraum abtrennen, wenn die Steuergröße einen zumindest angenähert dem Stillstand des Elektromotors (31) repräsentierenden Wert hat.Actuator for a motor vehicle friction clutch, comprising: - a housing ( 29 ), - one with the housing ( 29 ) connected to a structural unit electric motor ( 31 ) with one about a rotation axis ( 33 ) rotating motor shaft, - one on the housing ( 29 ) translationally guided output member ( 19 ) for actuating the friction clutch ( 1 ), on which a clutch spring acts as a load, - a motor shaft in translation of its rotational movement in a translational movement with the output member ( 19 ) coupling gear ( 45 ), - one with the housing ( 29 ) associated working cylinder ( 35 ), in which one with the output member ( 19 ) coupled working piston ( 39 ) is arranged displaceably, which together with the working cylinder ( 35 ) a work space ( 55 ), - a controllable valve arrangement ( 57 . 63 ), through which the work space ( 55 ) with a working fluid source ( 59 ) is connectable to the load compensation, and - an electric motor ( 31 ) controlling control circuit ( 47 ), via which the electric motor ( 31 ) at least in its the friction clutch ( 1 ) disengaging the direction of rotation of its motor shaft is switched, wherein the valve assembly ( 57 . 63 ) electric valve control means ( 65 ) associated with at least one of the drive movement of the electric motor ( 31 ) controlling control variable of the control circuit ( 47 ) and the valve arrangement ( 57 . 63 ) in such a way that the working fluid source ( 59 ) with the working space ( 59 ) is connected, if the control variable is an electric motor ( 31 ) in the disengaging rotational direction, and the working fluid source ( 59 ) disconnect from the working space when the control quantity at least approximately the standstill of the electric motor ( 31 ) value. Stellantrieb nach Anspruch 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (47) einen Positionsregelkreis (49) umfasst und die Steuergröße die Differenz eines Sollpositionssignals und eines Istpositionssignals repräsentiert.Actuator according to claim 4 or 9, characterized in that the control circuit ( 47 ) a position control loop ( 49 ) and the control quantity represents the difference between a desired position signal and an actual position signal. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße die Drehrichtung des Elektromotors (31) repräsentiert oder/und dass die Steuergröße die Amplitude oder/und die Richtung des Stroms des Elektromotors (31) repräsentiert.Actuator according to one of claims 4 or 9, characterized in that the control variable, the direction of rotation of the electric motor ( 31 ) and / or that the control variable is the amplitude or / and the direction of the current of the electric motor ( 31 ). Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (45) die Motorwelle in beiden Drehrichtungen spielfrei mit dem Ausgangsglied (19) kuppelt.Actuator according to one of claims 1 to 11, characterized in that the transmission ( 45 ) the motor shaft in both directions without play with the output member ( 19 ) couples. Stellantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Gewindetrieb (45) mit einer zur Motorwelle gleichachsig angeordneten Gewindespindel (35) und einer mit der Gewindespindel (35) verschraubenden Spindelmutter (43) ausgebildet ist, wobei ein erstes (35) dieser beiden Gewindetriebteile drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und ein zweites (43) dieser beiden Gewindetriebteile drehfest, jedoch verschiebbar an dem Gehäuse (29) geführt und mit dem Ausgangsglied (19) verbunden ist.Actuator according to claim 12, characterized in that the transmission as a screw ( 45 ) with a coaxial to the motor shaft threaded spindle ( 35 ) and one with the threaded spindle ( 35 ) screwing spindle nut ( 43 ), wherein a first ( 35 ) of these two screw drive parts rotatably connected to the motor shaft and a second ( 43 ) of these two screw drive parts rotatably, but slidably on the housing ( 29 ) and with the output member ( 19 ) connected is. Stellantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewindetriebteil die Gewindespindel (35) ist.Actuator according to claim 13, characterized in that the first screw drive part, the threaded spindle ( 35 ). Stellantrieb nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (39) mit dem zweiten Gewindetriebteil einteilig zu einer Einheit verbunden ist.Actuator according to claim 13 or 14, characterized in that the working piston ( 39 ) Is integrally connected to the second screw drive part to form a unit. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (57, 63) so ausgebildet ist, dass sie bei abgeschaltetem oder/und bei in Einkuppelrichtung eingeschaltetem Elektromotor (31) den Arbeitsraum (55) mit einer Fluidentlastungsöffnung (61) verbindet.Actuator according to one of claims 1 to 15, characterized in that the valve arrangement ( 57 . 63 ) is designed so that it is switched off and / or when switched in the direction of engagement electric motor ( 31 ) the working space ( 55 ) with a fluid discharge opening ( 61 ) connects. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (57, 63) so ausgebildet ist, dass sie bei abgeschaltetem Elektromotor (31) den Arbeitsraum (55) sowohl zur Arbeitsfluidquelle (59) als auch zu einer Fluidentlastungsöffnung (61) hin absperrt.Actuator according to one of claims 1 to 15, characterized in that the valve arrangement ( 57 . 63 ) is designed so that when the electric motor ( 31 ) the working space ( 55 ) both to the working fluid source ( 59 ) as well as to a fluid discharge opening ( 61 ) shut off. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfluidquelle (59) eine Druckluftquelle oder eine Luft-Unterdruckquelle ist.Actuator according to one of claims 1 to 17, characterized in that the working fluid source ( 59 ) is a compressed air source or an air vacuum source. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (55) zusätzlich über eine für Notbetriebszwecke manuell steuerbare Ventilanordnung (73) mit der Arbeitsfluidquelle (59) oder/und einer Druckentlastungsöffnung (75) verbindbar ist.Actuator according to one of claims 1 to 18, characterized in that the working space ( 55 ) additionally via a manually controllable valve arrangement for emergency operation ( 73 ) with the working fluid source ( 59 ) and / or a pressure relief opening ( 75 ) is connectable.
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