Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere zum Betätigen eines automatisierten Methods and devices, in particular for actuating an automated one
Getriebes eines KraftfahrzeugesGearbox of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen, insbesondere zum Betätigen eines automatisierten Getriebes eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe im Antriebsstrang.The invention relates to methods and devices, in particular for actuating an automated transmission of a motor vehicle with a drive motor and a transmission in the drive train.
Gemäß Figur 1 weist ein Fahrzeug 1 eine Antriebseinheit 2, wie einen Motor 12 oder eine Brennkraftmaschine, auf. Weiterhin sind im Antriebsstrang des Fahrzeuges 1 ein Drehmomentübertragungssystem 3 und ein Getriebe 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentübertragungssystem 3 im Kraftfluss zwischen Motor 12 und Getriebe 4 angeordnet, wobei ein Antriebsmoment des Motors über das Drehmomentübertragungssystem 3 an das Getriebe 4 und von dem Getriebe 4 abtriebsseitig an eine Abtriebswelle 5 und an eine nachgeordnete Achse 6 sowie an die Räder 6a übertragen wird.According to FIG. 1, a vehicle 1 has a drive unit 2, such as an engine 12 or an internal combustion engine. Furthermore, a torque transmission system 3 and a transmission 4 are arranged in the drive train of the vehicle 1. In this exemplary embodiment, the torque transmission system 3 is arranged in the power flow between the motor 12 and the transmission 4, a driving torque of the motor via the torque transmission system 3 to the transmission 4 and from the transmission 4 on the output side to an output shaft 5 and to a downstream axis 6 and to the wheels 6a is transmitted.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie z. B. als Reibungskupplung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandleruberbruckungskupplung, ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende oder eine verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG). Entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken kann das Getriebe auch ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert geschaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im Weiteren ein automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und bei dem der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird.The torque transmission system 3 is a clutch, such as. B. designed as a friction clutch, multi-plate clutch, magnetic powder clutch or torque converter clutch, the clutch can be a self-adjusting or a wear-compensating clutch. The transmission 4 is an uninterruptible manual transmission (USG). According to the idea of the invention, the transmission can also be an automated manual transmission (ASG), which can be shifted automatically by means of at least one actuator. An automated manual transmission is furthermore to be understood as an automated transmission which is shifted with an interruption in tractive force and in which the shifting operation of the transmission ratio is carried out in a controlled manner by means of at least one actuator.
Weiterhin kann als USG auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Automatgetriebe ein Getriebe im Wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen aufgebaut ist.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe kann auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungssystem 3, wie eine Kupplung oder eine Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann eine Trockenreibungskupplung oder eine nass laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann es ein Drehmomentwandler sein.Furthermore, an automatic transmission can also be used as the USG, an automatic transmission being a transmission essentially without interruption of tractive power during the switching operations and which is generally constructed by means of planetary gear stages. Furthermore, a continuously variable transmission, such as a conical pulley belt transmission, can be used. The automatic transmission can also be designed with a torque transmission system 3 arranged on the output side, such as a clutch or a friction clutch. The torque transmission system 3 can furthermore be designed as a starting clutch and / or a reversing set clutch for reversing the direction of rotation and / or a safety clutch with a selectively controllable, transferable torque. The torque transmission system 3 can be a dry friction clutch or a wet friction clutch that runs, for example, in a fluid. It can also be a torque converter.
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem z. B. die Kupplungsscheibe 3a mittels der Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, z.B. einem Aktor, betätigt.The torque transmission system 3 has a drive side 7 and an output side 8, wherein a torque is transmitted from the drive side 7 to the output side 8 by z. B. the clutch disc 3a by means of the pressure plate 3b, the plate spring 3c and the release bearing 3e as well as the flywheel 3d. For this purpose, the release lever 20 is actuated by means of an actuating device, e.g. an actuator.
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie z. B. einem Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung können der Aktor 13b und die Steuerelektronik 13a auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie z. B. Gehäusen, angeordnet sein.The torque transmission system 3 is controlled by means of a control unit 13, such as, for. B. a control unit, which may include the control electronics 13a and the actuator 13b. In another advantageous embodiment, the actuator 13b and the control electronics 13a can also be in two different structural units, such as. B. housings.
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Antriebsmotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, dass das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor 13b mit Elektronik benötigt. Der Aktor 13b besteht aus dem Antriebsmotor 12, wie z. B. einem Elektromotor 12, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie z.B. ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Kurbelgetriebe oder ein Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder 11 kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors 13b, wie z. B. des Geberzylinderkolbens 11a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11 ist über eine Druckmittelleitung 9, wie z. B. eine Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders 10 ist mit dem Ausrückmittel 20, z. B. einem Ausrückhebel, wirkverbunden, so dass eine Bewegung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, dass das Ausrückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3 übertragbare Drehmoment anzusteuern.The control unit 13 can contain the control and power electronics for controlling the drive motor 12 of the actuator 13b. In this way it can advantageously be achieved, for example, that the system, as the only installation space, requires the installation space for the actuator 13b with electronics. The actuator 13b consists of the drive motor 12, such as. B. an electric motor 12, wherein the electric motor 12 acts on a master cylinder 11 via a gear such as a worm gear, a spur gear, a crank gear or a threaded spindle gear. This effect on the master cylinder 11 can take place directly or via a linkage. The movement of the output part of the actuator 13b, such as. B. the master cylinder piston 11a is detected with a clutch travel sensor 14 which detects the position or position or the speed or the acceleration of a variable which is proportional to the position or engagement position or the speed or acceleration of the clutch. The master cylinder 11 is via a pressure medium line 9, such as. B. a hydraulic line, connected to the slave cylinder 10. The output element 10a of the slave cylinder 10 is with the disengaging means 20, for. B. a release lever, operatively connected so that a movement of the output part 10a of the slave cylinder 10 causes the disengaging means 20 is also moved or tilted to control the torque transmitted by the clutch 3.
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., er kann einen Druckmittelgeber- und aufweisen. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch erfolgen, wobei der als Antriebselement 12 vorgesehene Elektromotor elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement 12 des Aktors 13b kann neben einem elektromotorischen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um eine Position eines Elementes einzustellen.The actuator 13b for controlling the transmissible torque of the torque transmission system 3 can be actuatable by pressure medium, i.e. it can have a pressure transmitter and. The pressure medium can be, for example, a hydraulic fluid or a pneumatic medium. The actuation of the pressure medium transmitter cylinder can take place by means of an electric motor, wherein the electric motor provided as the drive element 12 can be controlled electronically. In addition to an electromotive drive element, the drive element 12 of the actuator 13b can also be another drive element, for example actuated by pressure medium. Magnetic actuators can also be used to adjust a position of an element.
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes dadurch, dass die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt. Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie z. B. einer Ausrückgabel oder eines Zentralausrückers, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte 3b respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte 3b dabei zwischen zwei Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteuerung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist als das momentan
anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Position der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwischen den beidenIn the case of a friction clutch, the transferable torque is controlled in that the friction linings of the clutch disc are pressed in a targeted manner between the flywheel 3d and the pressure plate 3b. About the position of the disengagement means 20, such as. B. a release fork or a central release, the application of force to the pressure plate 3b or the friction linings can be specifically controlled, the pressure plate 3b being moved between two end positions and being able to be set and fixed as desired. One end position corresponds to a fully engaged clutch position and the other end position corresponds to a fully disengaged clutch position. To control a transmissible torque which is, for example, less than that at the moment applied engine torque, for example, a position of the pressure plate 3b can be controlled, which is in an intermediate area between the two
Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten Ansteuerung desEnd positions. The clutch can by means of the targeted control of the
Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es können aber auch übertragbareDisengaging means 20 are fixed in this position. But it can also be transferable
Kupplungsmomente angesteuert werden, die definiert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem solchen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden, wobei die Drehmoment-Coupling torques are controlled that are defined above the current engine torque. In such a case, the currently occurring engine torques can be transmitted, the torque
Ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von beispielsweiseNon-uniformities in the drive train in the form of, for example
Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.Torque peaks are damped and / or isolated.
Zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steuerung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Messwerte liefern, die von der Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen Elektronikeinheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes, eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.To control the torque transmission system 3, sensors are also used which at least temporarily monitor the relevant variables of the entire system and deliver the state variables, signals and measured values necessary for control, which are processed by the control unit, with a signal connection to other electronic units, such as, for example Engine electronics or an electronics of an anti-lock braking system (ABS) or an anti-slip control (ASR) can be provided and can exist. For example, the sensors detect speeds such as wheel speeds, engine speeds, the position of the load lever, the throttle valve position, the gear position of the transmission, an intention to shift and other vehicle-specific parameters.
Die Fig. 1 zeigt, dass ein Drosselklappensensor 15, ein Motordrehzahlsensor 16 sowie ein Tachosensor 17 Verwendung finden können und Messwerte bzw. Informationen an das Steuergerät 13 weiterleiten. Die Elektronikeinheit, wie z. B. eine Computereinheit, der Steuerelektronik 13a verarbeitet die Systemeingangsgrößen und gibt Steuersignale an den Aktor 13b weiter.1 shows that a throttle valve sensor 15, an engine speed sensor 16 and a speedometer sensor 17 can be used and transmit measured values or information to the control unit 13. The electronics unit, such as. B. a computer unit, the control electronics 13a processes the system input variables and forwards control signals to the actuator 13b.
Das Getriebe ist als z. B. Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Übersetzungsstufen mittels eines Schalthebels 18 gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels 18 betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Schalthebel 18 des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das
Steuergerät 13 weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltabsicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, dass der Sensor ein Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel 18 wirkende Kraft detektiert. Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignals eine Schaltabsicht erkennt.The gear is as z. B. stage change gear designed, the gear ratios are changed by means of a shift lever 18 or the transmission is operated or operated by means of this shift lever 18. Furthermore, at least one sensor 19b is arranged on the shift lever 18 of the manual transmission, which detects the intention to shift and / or the gear position and detects it Control unit 13 forwards. The sensor 19a is articulated on the transmission and detects the current gear position and / or an intention to shift. The intention to shift is detected using at least one of the two sensors 19a, 19b in that the sensor is a force sensor which detects the force acting on the shift lever 18. Furthermore, the sensor can also be designed as a displacement or position sensor, the control unit recognizing an intention to switch from the change in the position signal over time.
Das Steuergerät 13 steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor 13b ausgibt. Der Antriebsmotor 12 des Aktors 13b, z. B. ein Elektromotor, erhält von der Steuereinheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhängigkeit von Messwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät 13 ein Steuerprogramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.The control unit 13 is at least temporarily in signal connection with all sensors and evaluates the sensor signals and system input variables in such a way that the control unit issues control or regulation commands to the at least one actuator 13b as a function of the current operating point. The drive motor 12 of the actuator 13b, for. B. an electric motor receives from the control unit, which controls the clutch actuation, a manipulated variable as a function of measured values and / or system input variables and / or signals of the connected sensors. For this purpose, a control program is implemented in the control unit 13 as hardware and / or as software, which evaluates the incoming signals and calculates or determines the output variables on the basis of comparisons and / or functions and / or characteristic maps.
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungseinheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungseinheit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder es steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einheiten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software implementiert sein, so dass mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmoment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1 , die Gangposition des Getriebes 4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssystems 3 herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges 1 bestimmt werden können. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren 19a, 19b am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Stellmitteln, wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese detektieren, beispielsweise die
Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie z.B. an einem Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Lasthebel 30 bzw. Gaspedal ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei nicht betätigtem Lasthebel 30 ist er ausgeschaltet, so dass durch diese digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel 30 betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels 30.The control unit 13 has advantageously implemented a torque determination unit, a gear position determination unit, a slip determination unit and / or an operating state determination unit or is in signal connection with at least one of these units. These units can be implemented by control programs as hardware and / or as software, so that by means of the incoming sensor signals, the torque of the drive unit 2 of the vehicle 1, the gear position of the transmission 4 and the slip that prevails in the area of the torque transmission system 3 and the current operating state of the vehicle 1 can be determined. The gear position determination unit determines the currently engaged gear on the basis of the signals from the sensors 19a and 19b. The sensors 19a, 19b are articulated on the shift lever and / or on gearbox-internal adjusting means, such as a central shift shaft or shift rod, and detect them, for example the Location and / or the speed of these components. Furthermore, a load lever sensor 31 can be arranged on the load lever 30, such as on an accelerator pedal, which detects the load lever position. Another sensor 32 can act as an idle switch, ie when the load lever 30 or accelerator pedal is actuated, this idle switch 32 is switched on and when the load lever 30 is not actuated, it is switched off, so that digital information can be used to identify whether the load lever 30 is actuated. The load lever sensor 31 detects the degree of actuation of the load lever 30.
Die Fig. 1 zeigt neben dem Lasthebel 30 und den damit in Verbindung stehenden Sensoren ein Bremsenbetätigungselement 40 zur Betätigung der Betriebsbremse oder der Feststellbremse, wie z.B. ein Bremspedal, einen Handbremshebel oder ein hand- oder fußbetätigtes Betätigungselement der Feststellbremse. Zumindest ein Sensor 41 ist an dem Betätigungselement 40 angeordnet und überwacht dessen Betätigung. Der Sensor 41 ist beispielsweise als digitaler Sensor, wie z. B. als Schalter, ausgestaltet, wobei dieser detektiert, dass das Bremsenbetätigungselement 40 betätigt oder nicht betätigt ist. Mit dem Sensor 41 kann eine Signaleinrichtung, wie z.B. eine Bremsleuchte, in Signalverbindung stehen, welche signalisiert, dass die Bremse betätigt ist. Dies kann sowohl für die Betriebsbremse als auch für die Feststellbremse erfolgen. Der Sensor 41 kann jedoch auch als analoger Sensor ausgestaltet sein, wobei ein solcher Sensor, wie beispielsweise ein Potentiometer, den Grad der Betätigung des Bremsenbetätigungselementes 41 ermittelt. Auch dieser Sensor kann mit einer Signaleinrichtung in Signalverbindung stehen.1 shows, in addition to the load lever 30 and the sensors associated therewith, a brake actuating element 40 for actuating the service brake or the parking brake, such as e.g. a brake pedal, a hand brake lever or a hand or foot operated actuator of the parking brake. At least one sensor 41 is arranged on the actuating element 40 and monitors its actuation. The sensor 41 is, for example, a digital sensor, such as. B. designed as a switch, which detects that the brake actuator 40 is operated or not. With the sensor 41, a signaling device, e.g. a brake light, in signal connection, which signals that the brake is applied. This can be done for both the service brake and the parking brake. However, the sensor 41 can also be designed as an analog sensor, such a sensor, such as a potentiometer, determining the degree of actuation of the brake actuating element 41. This sensor can also be in signal connection with a signal device.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Erfassen von Referenzpunkten erläutert.A method for acquiring reference points is explained below.
Vorzugsweise kann das Verfahren zum Erfassen wenigstens einer Position einer Mutter einer Spindel relativ zur Spindelwelle verwendet werden, ohne dass ein Anschlag oder ein Wegsensor dafür benötigt wird.The method can preferably be used to detect at least one position of a nut of a spindle relative to the spindle shaft without a stop or a displacement sensor being required for this.
Es hat sich gezeigt, dass der Wirkungsgrad von Spindeln bei Änderung des Eingriffspunktes in radialer Erstreckung, welches einem größeren Durchmesser entspricht, bei entsprechend gleicher Steigerung sinkt. Dies deshalb, weil die am Eingriffspunkt wirkende Reibung bei größerem Wirkdurchmesser ein größeres
Reibmoment verursacht. Dies kann der Figur 2 entnommen werden, in der der Wirkungsgrad einer Evolventenschraubspindel bei vorbestimmter Geometrie über dem radialen Eingriffsort aufgetragen ist, welcher auf den Grundkreisradius normiert ist. Es ist ersichtlich, dass bei größer werdendem radialem Eingriffsort der Wirkungsgrad deutlich sinkt.It has been shown that the efficiency of spindles decreases when the point of engagement changes in the radial extent, which corresponds to a larger diameter, with a corresponding increase. This is because the friction acting at the point of engagement increases with a larger effective diameter Friction torque caused. This can be seen in FIG. 2, in which the efficiency of an involute screw spindle with a predetermined geometry is plotted over the radial point of engagement, which is normalized to the base circle radius. It can be seen that the efficiency drops significantly as the radial engagement location increases.
Aufgrund dieser Wirkungsgradänderung bei Spindeln kann ein bestimmter Referenzpunkt oder eine bestimmte Mutterposition relativ zur Welle ermittelt werden.Based on this change in the efficiency of spindles, a specific reference point or a specific nut position can be determined relative to the shaft.
Bei Spindeln, welche in ihrem Durchmesser konstant bleiben, ergibt sich ein von den Einflussparametern abhängiges zur Last äquivalentes bzw. quasi konstantes Reibmoment. Wenn die Spindel bzw. die Mutter der Spindel mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet ist, wirkt sich dies direkt auf das Reib- bzw. Verlustmoment aus. Somit ändert sich das für den Antrieb zur Verfügung stehende Moment relativ zu dem von der Last vorgegebenen Moment.Spindles that remain constant in diameter result in a friction torque that is equivalent or quasi-constant depending on the influencing parameters. If the spindle or the nut of the spindle is designed with different diameters, this has a direct effect on the friction or loss torque. The torque available for the drive thus changes relative to the torque specified by the load.
In Figur 3 ist der Wirkungsgrad η über die Bewegungsstrecke s der Mutter an einer Spindel bzw. dem Ausrückweg dargestellt, wobei die einzelnen Positionen mit 103 gekennzeichnet sind. Ferner ist korrespondierend mit dem Diagramm oberhalb desselben die auf einer Spindel 101 sich bewegende Mutter 102 angedeutet, sodass die unterschiedlichen Positionen der Mutter anhand des unteren Diagramms aufgrund des sich ändernden Wirkungsgrades ablesbar sind. Zudem ist eine Detailansicht A der Verzahnung zwischen der Mutter 102 und der Spindel 101 dargestellt.FIG. 3 shows the efficiency η over the movement distance s of the nut on a spindle or the disengagement path, the individual positions being identified by 103. Furthermore, corresponding to the diagram above, the nut 102 moving on a spindle 101 is indicated, so that the different positions of the nut can be read from the lower diagram due to the changing efficiency. In addition, a detailed view A of the toothing between the nut 102 and the spindle 101 is shown.
Bei einer Spindel 101 mit größer werdendem Durchmesser bewirkt dies einen größeren Energiebedarf. Somit können z. B. ein höherer Strombedarf oder ein daraus folgender Spannungsabfall oder auch Geschwindigkeits- und Drehzahländerungen auftreten. Derartige Änderungen können von der Steuerung und/oder Regelung des Antriebsmotors oder auch von Sensoren erfasst werden.In the case of a spindle 101 with a larger diameter, this causes a greater energy requirement. Thus, e.g. B. a higher current requirement or a consequent voltage drop or speed and speed changes occur. Such changes can be detected by the control and / or regulation of the drive motor or by sensors.
Auf diese Weise können erfindungsgemäß aufgrund der Änderungen des Energiebedarfs eine oder mehrere Positionen entlang der Wegstrecke z. B. eines Ausrücksystems oder dergleichen ermittelt und auch definiert werden. Diese ermittelten Positionen oder Referenzpunkte können als Basis für den Weg z. B. eines Regel- und
Steuermechanismus dienen. Somit wird ein Erfassen der Position ermöglicht, ohne dass dabei ein Anschlag angefahren oder ein Sensor bzw. mehrere Sensoren verwendet werden müssen. Folglich kann der Antrieb abgeschaltet oder die Geschwindigkeit bzw. die Kraft bei einer Kraftsteuerung des Antriebes derart begrenzt werden, dass z. B. bei Positionsfehler die Mechanik an einem Anschlag nicht beschädigt wird.In this way, according to the invention, one or more positions along the route z. B. a release system or the like can be determined and also defined. These determined positions or reference points can be used as the basis for the path z. B. a rule and Serve control mechanism. This makes it possible to detect the position without having to move to a stop or to use one or more sensors. As a result, the drive can be switched off or the speed or the force can be limited when the drive is controlled by a force such that, for. B. In the event of position errors, the mechanics on a stop are not damaged.
Dieses Verfahren zum Erfassen eines Referenzpunktes kann bei sämtlichen Spindeln oder dergleichen unabhängig von der jeweiligen Profildefinition, wie z. B. M, R, Tr, S oder Schneckenprofilen, wie z. B. ZA, ZN, ZK, ZI, ZH, angewendet werden.This method for detecting a reference point can be used with all spindles or the like regardless of the respective profile definition, such as. B. M, R, Tr, S or screw profiles, such as. B. ZA, ZN, ZK, ZI, ZH, can be used.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Änderung des Gewindedurchmessers auch an der Mutter realisiert sein, welche dann ihre spezifischen Eigenschaften erzeugt.According to a development of the invention, the change in the thread diameter can also be implemented on the nut, which then produces its specific properties.
Erfindungsgemäß wird somit eine relative Positionserfassung der Mutter 102 hinsichtlich der Spindel 101 ermöglicht, ohne einen Anschlag oder einen Wegsensor anzufahren. Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Steuerstrategien und Positionierungsstrategien entsprechend angesteuert werden. Es ist auch möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen Bestandteil von bestimmten Steuerstrategien und Positionierungsstrategien ist.According to the invention, a relative position detection of the nut 102 with respect to the spindle 101 is thus made possible without moving to a stop or a displacement sensor. In this way, control strategies and positioning strategies can be controlled accordingly with the method according to the invention. It is also possible for the method according to the invention to be a component of certain control strategies and positioning strategies.
Vorzugsweise kann das hier vorgestellte Verfahren bei Stellantrieben, Schalt-, Wählaktoren und/oder bei der Kupplungsaktorik zum Einsatz kommen.The method presented here can preferably be used in actuators, shift actuators, selector actuators and / or in clutch actuators.
Im Weiteren wird eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der bevorzugt ein mehrfaches Schneckenradgetriebe vorgeschlagen wird, welches z. B. mit einer Zahnstange zur Huberzeugung gekoppelt ist.Furthermore, an embodiment of the present invention is described, in which a multiple worm gear is preferably proposed, which, for. B. is coupled to a rack for stroke generation.
Insbesondere bei Doppelkupplungsgetriebe-Kupplungsaktoren (DKG) und automatisierten Schaltgetriebe-Kupplungsaktoren (ASG) kann bevorzugt ein Schneckenradgetriebe mit einem Schubkurbelgetriebe kombiniert werden. Die höheren Antriebsmomente eines neuen Kupplungsstellermotors sind unter Umständen nicht mehr mit einem unbearbeiteten Plastikschneckenrad übertragbar.
Demnach wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine mit der Motorwelle 104 eines Motors 105 verbundene Schneckenwelle 106 bevorzugt mehrere Schneckenräder 107, 108 antreibt. Die Schneckenräder 107, 108 können dann z. B. eine gemeinsame Zahnstange als Abtriebsglied 109 antreiben.Particularly in the case of double clutch transmission clutch actuators (DKG) and automated manual transmission clutch actuators (ASG), a worm gear transmission can preferably be combined with a slider crank gear. The higher drive torques of a new clutch actuator motor may no longer be transferable with an unprocessed plastic worm wheel. Accordingly, it is proposed according to the invention that a worm shaft 106 connected to the motor shaft 104 of a motor 105 preferably drives a plurality of worm wheels 107, 108. The worm wheels 107, 108 can then z. B. drive a common rack as output member 109.
Auf diese Weise kann die Leistung des Aktormotors 105 z. B. über zwei Getriebestränge übertragen werden. Somit werden die in ihrer Auslegung sensibleren Getriebeteile in vorteilhafter Weise geringer belastet. Dies ist für die Schneckenradverzahnung und das Zahnstangengetriebe besonders vorteilhaft. Folglich ist auch für den Anwendungsfall mit Plastikschneckenrädern eine ausreichende Dimensionierung möglich. Der erforderliche Bauaufwand steigt bezogen auf die mögliche Leistungssteigerung nur gering an.In this way, the power of the actuator motor 105 z. B. transmitted over two transmission strands. In this way, the gear parts which are more sensitive in their design are advantageously subjected to less stress. This is particularly advantageous for the worm gear teeth and the rack and pinion gear. Sufficient dimensioning is therefore also possible for the application with plastic worm gears. The required construction effort increases only slightly in relation to the possible increase in performance.
In Figur 4 ist die oben beschriebene Ausgestaltung der Schneckenwelle 106 mit den Zahnrädern 107, 108 und der Zahnstange bzw. dem Abtriebsglied 109 schematisch angedeutet. Dabei sind durch Pfeile die jeweiligen Bewegungsrichtungen angedeutet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Zahnstange 109 in einem rechten Winkel zu der Schneckenwelle 106 angeordnet.In Figure 4, the above-described configuration of the worm shaft 106 with the gears 107, 108 and the rack or the output member 109 is indicated schematically. The respective directions of movement are indicated by arrows. In this embodiment, the rack 109 is arranged at a right angle to the worm shaft 106.
In Figur 5 ist eine weitere Anordnungsmöglichkeit dargestellt, wobei hier die Zahnstange 109 in einem vorbestimmten Winkel, welcher in Figur 5 mit a bezeichnet ist, zur Schneckenwelle 106 angeordnet ist.A further arrangement possibility is shown in FIG. 5, with the rack 109 being arranged at a predetermined angle, which is denoted by a in FIG. 5, with respect to the worm shaft 106.
Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, dass die Schneckenradritzel seitlich auf entsprechende Lagerbolzen aufgesteckt werden und somit mit der Schneckenwelle 106 und der Zahnstange 109 in Verzahnungskontakt kommen. Somit ist eine einfache Montage des Getriebes ohne Einschrauben einer Spindel- und Muter-Paarung möglich.It is particularly advantageous in the embodiment according to the invention that the worm gear pinions are slipped onto corresponding bearing bolts and thus come into toothing contact with the worm shaft 106 and the rack 109. This makes it easy to install the gear unit without screwing in a spindle and nut pair.
Ferner wirken die Querkräfte der Zahnstange nicht direkt auf die Verzahnung des Schneckenradgetriebes. Somit ist eine einfache Bolzenlagerung der Schneckenräder möglich.Furthermore, the lateral forces of the rack do not act directly on the toothing of the worm gear. This means that the worm wheels can be easily bolted.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch eine doppelseitige Ausführung des Schneckenradgetriebes vorgesehen sein. Bei dieser Ausführung kann eine vollständige
Axialkraftkompensation an der Schneckenwelle 106 erreicht werden. Somit muss die Schneckenwelle 106 nicht axial abgestützt werden und kann in einfachsterweise an die Motorwelle angeformt werden. Folglich sind die Motorwelle und die Schneckenwelle 106 bevorzugt ein gemeinsames Bauelement. Es ist auch möglich, dass zur Momentenübertragung eine Kerbverzahnung oder dergleichen zwischen der Motorwelle und der Schneckenwelle 106 verwendet wird.According to a development of the invention, a double-sided design of the worm gear can also be provided. This version can be a complete Axial force compensation can be achieved on the worm shaft 106. Thus, the worm shaft 106 does not have to be supported axially and can be easily molded onto the motor shaft. As a result, the motor shaft and the worm shaft 106 are preferably a common component. It is also possible that a serration or the like is used between the motor shaft and the worm shaft 106 for torque transmission.
Bei der Ausgestaltung mit gegenüber liegenden Ritzeln bzw. Schneckenrädern an der Zahnstange heben sich in vorteilhafter Weise die Verzahnungskräfte jeweils auf und es treten somit geringere Reibverluste auf.In the embodiment with opposing pinions or worm wheels on the toothed rack, the toothing forces advantageously cancel each other out and thus lower friction losses occur.
Durch das vorgeschlagene Schneckenradgetriebe besteht die Möglichkeit z. B. einen hydraulischen Geberzylinder oder dergleichen mit der Zahnstange anzutreiben.The proposed worm gear offers the possibility, for. B. to drive a hydraulic master cylinder or the like with the rack.
Das erfindungsgemäße Schneckengetriebe kann bevorzugt Kunststoffteile oder dergleichen als kombinierte Schneckenräder und Zahnstangenritzel in einem Teil aufweisen. Vorzugsweise können die Schneckenräder und auch das Zahnstangenritzel die gleiche Verzahnung aufweisen. Es ist auch möglich, dass andere Werkstoffe und auch andere Verzahnungen bei den einzelnen Elementen verwendet werden.The worm gear according to the invention can preferably have plastic parts or the like as combined worm gears and rack pinion in one part. The worm wheels and also the toothed rack pinion can preferably have the same toothing. It is also possible that other materials and also different gears are used for the individual elements.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine Vielzahl von Anorclnungsmög Henkelten mit ähnlichen Bauteilen, sodass eine hohe Anpassungsfähigkeit bei der mechanischen Anbindung vorliegt.The embodiment according to the invention enables a large number of arrangements with similar components, so that there is a high degree of adaptability in the mechanical connection.
Alternative Ausgestaltungen können Zwei- oder Mehrschneckenräder bevorzugt in einer paarweisen Anordnung vorsehen. Die Abtriebsrichtung der Zahnstange kann sowohl parallel, rechtwinklig oder in einem anderen geeigneten Winkel bezogen auf die Schneckenachse vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass lediglich Radsegmente bei den Schneckenrädern bzw. Ritzeln statt der Vollräder verwendet werden, um auf diese Weise eine Bauraumeinsparung zu erreichen. Denkbar ist es auch, dass anstelle von gestellfesten Schneckenrädern Losräder verwendet werden.Alternative configurations can preferably provide twin or multi-worm gears in a paired arrangement. The output direction of the rack can be provided in parallel, at right angles or at another suitable angle with respect to the screw axis. It is also possible that only wheel segments are used in the worm wheels or pinions instead of the solid wheels, in order to achieve space savings in this way. It is also conceivable to use idler gears instead of fixed worm gears.
Es ist auch möglich, dass andere Getriebeformen, wie z. B. Schraubradgetriebe eingesetzt werden, um gerade verzahnte Teile, wie z. B. Feinstanzräder oder
dergleichen, einsetzen zu können. Die Schneckenräder können auch aus anderenIt is also possible that other forms of gear such. B. helical gear can be used to straight toothed parts such. B. fine punching wheels or the like, to be able to use. The worm wheels can also come from others
Werkstoffen, wie z. B. Sinterteilen oder Feinstanzteilen oder dergleichen gefertigt werden.Materials such as B. sintered parts or fine stamped parts or the like.
Im Folgenden wird ein Kupplungsaktor bevorzugt mit mehrfachem Spindelgetriebe erläutert.In the following a clutch actuator is preferably explained with a multiple spindle gear.
Insbesondere bei Kupplungsaktoren für ein Parallelschaltgetriebe (PSG) können aufgrund der hohen Betätigungskräfte besondere Anforderungen an die Auslegung des Hubgetriebes auftreten.Particularly with clutch actuators for a parallel gearbox (PSG), the high actuation forces can place special demands on the design of the lifting gear.
Erfindungsgemäß ist ein mit der Motorwelle verbundenes Ritzel vorgesehen, welches mehrere Spindelmuttem des Spindelgetriebes des Kupplungsaktors antreibt. Durch die sich bewegenden Spindelmuttern wird die Hubbewegung der Spindel bewirkt. Vorzugsweise wird ein weiteres Getriebe verwendet, welches die Kräfte der beiden Spindelstangen auf ein Abtriebsglied zusammenfasst.According to the invention, a pinion connected to the motor shaft is provided, which drives a plurality of spindle nuts of the spindle gear of the clutch actuator. The lifting movement of the spindle is brought about by the moving spindle nuts. Another gear is preferably used, which summarizes the forces of the two spindle rods on an output member.
Auf diese Weise wird die Leistung des Aktormotors über zwei Getriebestränge übertragen. Somit werden die in ihrer Auslegung sensibleren Getriebeteile jeweils geringer belastet. Dies ist insbesondere für das Spindelgetriebe besonders vorteilhaft. Folglich ist auch bei der Verwendung von Kunststoffmuttern eine ausreichende Dimensionierung möglich.In this way, the power of the actuator motor is transmitted via two gear trains. This means that the gear parts, which are more sensitive in their design, are each less loaded. This is particularly advantageous for the spindle gear. As a result, adequate dimensioning is also possible when using plastic nuts.
Das Funktionsprinzip der Übertragungsstrecke, umfassend ein Ausrücklager 111 und ein Übertragungsgetriebe 112 sowie einen Kupplungsaktor 110, ist schematisch in Figur 8 dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Übertragungsgetriebe 112 mit einem Summier-/Nachgetriebe 113 gekoppelt und weist zwei parallel zueinander angeordnete Hubgetriebe 114 auf, welche auf ein gemeinsames Teiler/Vorgetriebe 115 wirken. Der Aktor-Motor ist wieder mit 105 bezeichnet.The functional principle of the transmission link, comprising a release bearing 111 and a transmission gear 112 and a clutch actuator 110, is shown schematically in FIG. 8. In this embodiment, the transmission gear 112 is coupled to a summing / secondary gear 113 and has two lifting gear 114 arranged parallel to one another, which act on a common divider / pilot gear 115. The actuator motor is again designated 105.
In Figur 6 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel eines mechanischen Summiergetriebes dargestellt, welches einen Ausgleich von Wegdifferenzen der beiden Spindelstangen ermöglicht. Die Wegdifferenzen können z. B. durch Montagepositionierungen, Verschleißunterschiede oder dergleichen bewirkt werden. Das mechanische
Summiergetriebe ist in einem Aktorgehäuse 116 angeordnet, wobei die Abtriebsstange 117 über ein Verbindungsglied 118 mit zwei Spindelstangen 119, 120 und im weiteren mit zwei Spindelmuttem 121 , 122 gekoppelt ist, welche schließlich mit der Motorwelle104 in Eingriff stehen.FIG. 6 shows a possible exemplary embodiment of a mechanical summing gear, which enables compensation of path differences between the two spindle rods. The path differences can e.g. B. caused by mounting positions, differences in wear or the like. The mechanical Summing gear is arranged in an actuator housing 116, the output rod 117 being coupled via a connecting member 118 to two spindle rods 119, 120 and further to two spindle nuts 121, 122, which are finally in engagement with the motor shaft 104.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Getriebes gezeigt, bei dem ein hydraulisches Summiergetriebe verwendet wird. Das hydraulische Summiergetriebe ist in einem Aktorgehäuse 116 angeordnet, wobei zwei Geberzylinder 123, 124 jeweils mit einer Spindelstange 119, 120 hydraulisch gekoppelt sind, an der jeweils eine Spindelmutter 121 , 122 vorgesehen ist, die jeweils mit der Motorwelle 104 in Eingriff stehen.FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a transmission in which a hydraulic summing transmission is used. The hydraulic summing gear is arranged in an actuator housing 116, two master cylinders 123, 124 being hydraulically coupled to a spindle rod 119, 120, on each of which a spindle nut 121, 122 is provided, each of which is in engagement with the motor shaft 104.
Das Funktionsprinzip des Kupplungsaktors 110 mit dem Summiergetriebe 113, den Hubgetrieben 114 und dem Teilergetriebe 115 ist schematisch in Figur 9 gezeigt. Dabei ergeben sich die folgenden Beziehungen:The principle of operation of the clutch actuator 110 with the summing gear 113, the lifting gear 114 and the divider gear 115 is shown schematically in FIG. The following relationships result:
FlHubgetriebe = FAktor / 2FlHubantrieb = FAktor / 2
SHubgetriebe =S AktorSHub gearbox = S actuator
' Hubgetriebe =rHubgetriebe ' SHubgetriebe = Faktor / 2" SAktor wobei FHu gettiebe die Kraft des Hubgetriebes ist, FAktor die Aktorkraft, SHu getriebe der Weg des Hubgetriebes, SAktor der Aktorweg und PHubgetriebe die Arbeit des Hubgetriebes sind.'Hoist gear = rHub gear ' SHub gear = factor / 2 " SAktor where FHu giebiebe is the power of the hoist gear, FAktor the actuator force, SHu gearbox the path of the hoist gear, SAktor the actuator travel and PHub gearbox the work of the hoist gear.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Hubgetriebe eingesetzt wird, wobei dann die Kraftbelastung durch ein zusätzliches Getriebe reduziert werden kann. Die übertragene Leistung bzw. Arbeit reduziert sich jedoch nicht. Eine entsprechende schematische Darstellung des Funktionsprinzips des Kupplungsaktors 110 mit nur einem Hubgetriebe 114 mit einem Zusatzgetriebe 123 ist in Figur 9 dargestellt. Die sich daraus ergebenen Beziehungen werden nachfolgend beschrieben: F Hubgetriebe =' Aktor ' I Zusatzgetriebe SHubgetriebe =SAktor " I ZusatzgetriebeAccording to a further development of the invention, it can also be provided that only one lifting gear is used, in which case the force load can be reduced by an additional gear. However, the transferred performance or work is not reduced. A corresponding schematic representation of the functional principle of the clutch actuator 110 with only one lifting gear 114 with an additional gear 123 is shown in FIG. The resulting relationships are described below: F Lift gear = 'Actuator' I Additional gear SH Lift gear = SActor " I Additional gear
P Hubgetriebe =" Hubgetriebe ' SHubgetriebe = (Faktor ' IZusatzgetriebe)- ( SAktor " IZusatzgetriebe) PHubgetriebe = FAktor ' SAktor wobei izusatzgetriebe die Übersetzung des Zusatzgetriebes ist.
Insgesamt ergeben sich bei den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen geringere Bauteilbelastungen, insbesondere hinsichtlich der Axialkraft an den Muttern der Spindelgetriebe, sodass die Muttern auch aus Kunststoffteilen herstellbar sind. Femer sind die Spindelmuttem gleichzeitig als Zahnräder ausgeführt. Insgesamt ergibt sich ein vorteilhafter flacher Aufbau im Bereich der Spindelgetriebe. Die verwendeten Hubgetriebe können die gleiche Hublänge des Abtriebes ausführen, d.h. die axiale Baulänge der Spindel bleibt in vorteilhafter Weise gering.P Hoist gear = "Hoist gear " SHub gear = (factor 'I additional gear) - (SActor " I auxiliary gear) PHub gear = F actuator ' SA actuator where izu s atzg etr i ebe is the translation of the additional gear. Overall, in the configurations according to the invention, there are lower component loads, in particular with regard to the axial force on the nuts of the spindle gear, so that the nuts can also be produced from plastic parts. The spindle nuts are also designed as gears. Overall, there is an advantageous flat structure in the area of the spindle gear. The lifting gear used can have the same stroke length of the output, ie the axial length of the spindle advantageously remains small.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe besteht auch die Möglichkeit, dass ein hydraulischer Geberzylinder oder dergleichen durch die Spindelstange angetrieben wird.In the transmission according to the invention there is also the possibility that a hydraulic master cylinder or the like is driven by the spindle rod.
Vorzugsweise werden zwei oder mehr Spindeln vorgesehen, wobei die Spindeln mit den drehenden Zahnrädern verbunden sind und die Spindelmutter entsprechend verschoben wird. Es ist denkbar, dass zumindest eine Kompensationsfeder vorgesehen ist, welche jeweils auf eine Spindelstange und/oder auf das Abtriebsteil wirkt.Preferably two or more spindles are provided, the spindles being connected to the rotating gear wheels and the spindle nut being shifted accordingly. It is conceivable that at least one compensation spring is provided, each of which acts on a spindle rod and / or on the driven part.
Ferner wird ein Schaltmechanismus erläutert, welcher eine Schaltwalze zum Wählen aufweist und eine konzentrisch lineare Schaltung realisiert. Somit können durch die Wählbewegung auch die Gänge eingelegt werden.Furthermore, a shift mechanism is explained, which has a shift drum for selection and realizes a concentrically linear shift. Thus, the gears can also be engaged through the selection movement.
Auf diese Weise wird die normale Schaltbewegung, welche die Bewegung von einer Ganggasse in eine andere Ganggasse mit einer Schaltung zu neutral umfasst, geeignet kombiniert. Folglich wird die benötigte Zeit für einige längere Schaltungen, insbesondere bei einem Getriebe mit einer Vielzahl von Gängen und bei Parallelschaltgetrieben, erheblich reduziert. Femer wird die Größe und die Komplexität des Schaltmechanismus reduziert, wenn eine Vielzahl von parallelen Schaltschienen bei dem Getriebe vorgesehen sind, insbesondere bei so genannten Inline-Getrieben. Darüber hinaus wird die Schaltzeit für Parallelschaltgetriebe reduziert. Des Weiteren ist es möglich, eine Position bei dem Mechanismus vorzusehen, wo sämtliche Gänge in neutral gebracht werden können und dort gehalten werden. Dies kann mit einer einfachen Bewegung erreicht werden.
Erfindungsgemäß weist der Schaltmechanismus bevorzugt drei wesentliche Elemente auf, nämlich eine Schaltwalze 124, eine Schaltwelle 125 und einen Schaltfinger oder eine Schaltgabe 126, wie dies aus Figur 10 ersichtlich ist. Die Schaltwalze 124 ist axial fixiert, jedoch kann diese über die Schaltwelle 125 gedreht werden. Die Schaltwelle 125 kann dagegen axial bewegt werden. Ein drittes Element, wie z. B. ein Schaltfinger oder eine Schaltgabel 126 ist sowohl mit der Schaltwalze 124 als auch mit der SchaltwelleIn this way, the normal shift movement, which comprises the movement from one aisle to another aisle with a shift to neutral, is suitably combined. As a result, the time required for some longer shifts, particularly in a multi-speed transmission and in parallel transmissions, is significantly reduced. The size and complexity of the shift mechanism is further reduced if a plurality of parallel shift rails are provided in the transmission, in particular in the case of so-called inline transmissions. The shifting time for parallel gearboxes is also reduced. Furthermore, it is possible to provide a position in the mechanism where all gears can be neutralized and kept there. This can be achieved with a simple movement. According to the invention, the shift mechanism preferably has three essential elements, namely a shift drum 124, a shift shaft 125 and a shift finger or shift gear 126, as can be seen from FIG. 10. The shift drum 124 is axially fixed, but it can be rotated via the shift shaft 125. The shift shaft 125, however, can be moved axially. A third element, such as. B. a shift finger or a shift fork 126 is both with the shift drum 124 and with the shift shaft
125 verbunden, sodass sich dieses Element dreht, um mit jedem Schaltschienenhebel125 connected so that this element rotates to with each shift rail lever
127, wie in Figur 11 dargestellt, abgeglichen zu werden und danach axial bewegt zu werden, um die Gänge einzulegen.127, as shown in Figure 11, and then moved axially to engage the gears.
Bevorzugt ist an der Schaltwalze 124 zumindest eine Ausnehmung 128 vorgesehen, welche beispielsweise als ringförmige Nut oder dergleichen entlang des Umfanges der Schaltwalze 124 verlaufen kann. Der größte Teil der Ausdehnung bzw. der Nut 128 ist nur so breit, wie jeweils die Schaltschienen 127. Die Nut 128 weist zumindest eine zusätzliche die Nut 128 erweiternde Aussparung 131 auf, welche bevorzugt symmetrisch ausgebildet ist. Die zusätzliche Aussparung 131 weist eine Breite in Umfangsπ'chtung auf, die es ermöglicht, dass die Schaltschienen bzw. Schienenhebel 127 in den Gang bzw. in die Ganggasse bewegt werden können, wobei die seitlichen Begrenzungen in Umfangsrichtung vorzugsweise rampenförmige oder dergleichen vorgesehen sind.At least one recess 128 is preferably provided on the shift drum 124, which can run, for example, as an annular groove or the like along the circumference of the shift drum 124. The largest part of the extent or the groove 128 is only as wide as the switching rails 127 in each case. The groove 128 has at least one additional recess 131 which widens the groove 128 and is preferably of symmetrical design. The additional recess 131 has a width in Umfangsπ 'rect, which makes it possible that the shift rails or rail lever can be moved into the aisle or into the gear gate 127, with the lateral boundaries or the like are provided in the circumferential direction is preferably ramp-shaped.
In Figur 12 ist eine auf die Ebene projizierte Ansicht einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Ausnehmung bzw. Nut und die jeweilige Position der Schaltschienen 127 gezeigt. Die Veränderung der Breite der Nut 128 in Umfangsrichtung ist derart ausgebildet, dass durch die Drehung der Schaltwalze 124 jeder Schaltschienenhebel 127 zurück in die Neutralposition gedrückt wird. Somit ist es nicht notwendig, dass die Schaltwelle 125 verwendet wird, um die Gänge in die Neutralposition zu bewegen.FIG. 12 shows a view projected onto the plane of an embodiment of the recess or groove and the respective position of the switching rails 127. The change in the width of the groove 128 in the circumferential direction is designed such that each shift rail lever 127 is pressed back into the neutral position by the rotation of the shift drum 124. Thus, it is not necessary that the shift shaft 125 be used to move the gears to the neutral position.
Um einen Gang einzulegen, wird der Schaltfinger 126 über die Drehung der Schaltwalze 124 gedreht, um die gewünschte Schaltschienenhebelposition zu erreichen. Die Schaltwelle 125 kann dann axial bewegt werden, um den Gang einzulegen. Wenn die Schaltwalze 124 weiter gedreht wird, kann der Schaltfinger 126 mit einer anderen Schiene 127 abgeglichen werden, sodass ein anderer Gang eingelegt werden kann.
Der Abstand und die Anordnung der Schienen 127 ist derart vorgesehen, dass, wenn die Schaltwalze 124 und der Schaltfinger 126 gedreht wird, um sich mit einer Schiene 127 des selben Leistungsweges abzugleichen, der gegenwärtig eingelegte Gang durch die Nut bzw. die Ausnehmung der Schaltwalze in den Neutralzustand gebracht bzw. bewegt wird, bevor die Schaltwelle 125 an dem gewünschten Gang ausgerichtet wird. Somit muss die Schaltwelle 125 nicht bedient werden, um Gänge in den Neutralzustand zu schalten.To engage a gear, the shift finger 126 is rotated via the rotation of the shift drum 124 to reach the desired shift rail lever position. The shift shaft 125 can then be moved axially to engage the gear. If the shift drum 124 is rotated further, the shift finger 126 can be aligned with another rail 127 so that a different gear can be engaged. The spacing and arrangement of the rails 127 is such that when the shift drum 124 and the shift finger 126 are rotated to align with a rail 127 of the same power path, the currently engaged gear through the groove or the recess of the shift drum in is brought into neutral or moved before the shift shaft 125 is aligned with the desired gear. Thus, the shift shaft 125 does not have to be operated to shift gears to the neutral state.
Ferner kann die Schaltwalze 124 in eine Position gedreht werden, in der sämtliche Gänge in die Neutralposition gezwungen bzw. bewegt und auch dort gehalten werden, welches allein durch die Drehung der Schaltwalze 124 erreicht wird.Furthermore, the shift drum 124 can be rotated into a position in which all gears are forced or moved into the neutral position and also held there, which is achieved solely by the rotation of the shift drum 124.
Eine typische Schaltabfolge für ein Parallelschaltgetriebe ist in Figur 13 beispielhaft angedeutet. Dabei wird der Ablauf einer Schaltung von dem 4. + 5. zum 4. + 3. Gang gezeigt.A typical shift sequence for a parallel shift transmission is indicated by way of example in FIG. 13. The sequence of a shift from 4th + 5th to 4th + 3rd gear is shown.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es auch denkbar, dass z. B. eine Parksperrfunktion oder dergleichen durch die Drehung der erfindungsgemäß ausgestalteten Schaltwalze 124 angesteuert bzw. realisiert wird. Ferner ist es möglich, dass die Schaltwalze 124 durch ein flaches Profil ersetzen wird, welches bevorzugt aus der Schaltwalzenausgestaltung entwickelt wird.According to a development of the present invention, it is also conceivable that, for. B. a parking lock function or the like is controlled or implemented by the rotation of the shift drum 124 designed according to the invention. It is also possible that the shift drum 124 will be replaced by a flat profile, which is preferably developed from the shift drum configuration.
Bevorzugt kann der erfindungsgemäße Schaltmechanismus bei Parallelschalt-getrieben eingesetzt werden. Insbesondere dort ist es notwendig die Schaltung eines Ganges und die folgende Bewegung des Mechanismus zu einer anderen Gangposition ohne die Veränderung des Zustandes des ursprünglichen Ganges zu erreichen.The switching mechanism according to the invention can preferably be used in parallel-shift transmissions. In particular there it is necessary to shift a gear and then move the mechanism to another gear position without changing the state of the original gear.
Nachfolgend wird ein Mehrkupplungsgetriebe mit einer kombinierten Getriebe- und Kupplungsaktorik näher erläutert.A multi-clutch transmission with a combined transmission and clutch actuator is explained in more detail below.
Bei einem System mit zwei Kupplungen, wie z. B. einem Parallelschaltgetriebe sind zur Betätigung der beiden Kupplungen zwei Kupplungssteller erforderlich. Dies deshalb, weil beim Wechsel von einem Getriebestrang auf den anderen die beiden Kupplungen gleichzeitig betätigt werden müssen.
Durch eine erfindungsgemäße Kombination von Getriebeaktorik und Kupplungsaktorik ergibt sich durch die Einsparung bei der Kupplungsaktorik ein erheblicher Kostenvorteil. Wenn ein Getriebeaktor mit der so genannten Active-Interlock-Getriebebetätigung verwendet wird, kann z. B. folgende Strategie durchgeführt werden. Wenn der neue Gang eingelegt wird, kann der Getriebeaktor die zentrale Schaltwelle im Neutral bereich frei bewegen. Diese Mobilität während eines Zeitraumes kann für die Kupplungsaktorik genutzt werden.In a system with two clutches, such as. B. a parallel gearbox two clutch actuators are required to operate the two clutches. This is because when changing from one gear train to the other, the two clutches must be operated simultaneously. A combination of transmission actuation and clutch actuation according to the invention results in a considerable cost advantage as a result of the savings in the clutch actuation. If a transmission actuator with the so-called active interlock transmission actuation is used, e.g. B. The following strategy can be carried out. When the new gear is engaged, the transmission actuator can move the central shift shaft freely in the neutral area. This mobility during a period can be used for the clutch actuator.
Gemäß einer Weiterbildung können bei einem System z. B. zwei zugedrückte Kupplungen mit einem Kupplungsaktor kombiniert werden. Dabei kann ein Nehmerzylinder 132 mit einem Geberzylinder 133 mit so genannter Schnüffelbohrung z. B. über ein Wechselventil 134, welches als Wegeventil zum Tauschen der Nehmerzylinder 132 ausgebildet ist, verbunden werden, wobei ein weiterer Nehmerzylinder 135 durch ein Absperrventil 136 und eine Drosselstelle 137, wie z. B. ein Strom regel ventil, mit einem Ausgleichsbehälter 138 verbunden ist. Eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer hydrostatischen Kupplungsbetätigung ist in Figur 14 beispielhaft angedeutet Bei Betätigung des Wechselventils 134 werden dann die Anschlüsse bzw. Verbindungen der beiden Nehmerzylinder 132, 135 vertauscht. Bei der Verwendung von zwei zugedrückten Kupplungen kann so von einer unter Druck stehenden geschlossenen Kupplung der hydraulische Druck kontrolliert abgelassen werden. Die entsprechende Kupplung wird somit geöffnet. Weiterhin kann durch das Absperrventil 136 bestimmt werden, ob ein Volumenausgleich bei dem Nehmerzylinder 135 und dem Ausgleichsbehälter 138 erfordern soll. Die mit dem Geberzylinder 133 verbundene Kupplung kann in üblicher Weise betätigt werden. Beim Gangwechsel braucht somit die geschlossene Kupplung des bisherigen Getriebestranges nach der Momentenübernahme durch die Kupplung des neuen Getriebestranges nur noch geöffnet werden. Auf diese Weise ist es erforderlich, jeweils nur an einer Kupplung das Moment zu modulieren. Z. B. wird die Modulation bei der mit dem neuen Gang gekoppelten Kupplung durchgeführt. Die andere Kupplung braucht lediglich nach einer Rampenfunktion oder dergleichen geöffnet zu werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass, wenn der neueAccording to a training in a system such. B. two pressed clutches can be combined with a clutch actuator. Here, a slave cylinder 132 with a master cylinder 133 with a so-called sniffer bore z. B. via a shuttle valve 134, which is designed as a directional valve for exchanging the slave cylinder 132, another slave cylinder 135 by a shut-off valve 136 and a throttle point 137, such as. B. a flow control valve, is connected to an expansion tank 138. A schematic representation of the functional principle of a hydrostatic clutch actuation is indicated by way of example in FIG. 14. When the shuttle valve 134 is actuated, the connections or connections of the two slave cylinders 132, 135 are then exchanged. When using two pressed clutches, the hydraulic pressure can be released in a controlled manner from a pressurized closed clutch. The corresponding clutch is thus opened. Furthermore, it can be determined by the shut-off valve 136 whether volume equalization in the slave cylinder 135 and the expansion tank 138 should be required. The clutch connected to the master cylinder 133 can be actuated in the usual way. When changing gear, the closed clutch of the previous gear train only needs to be opened after the torque has been taken over by the clutch of the new gear train. In this way it is necessary to modulate the torque on only one clutch at a time. For example, the modulation is carried out on the clutch coupled to the new gear. The other clutch only needs to be opened after a ramp function or the like. According to a development of the invention, it can be provided that when the new
Gang eingelegt wird, der Getriebeaktor die zentrale Schaltwelle im Neutralzustand frei bewegen kann. Diese Mobilität während eines Zeitraumes kann für die Kupplungsaktorik genutzt werden. Hierzu kann vorzugsweise das H-Schaltbild 139 des Getriebeaktors z.Gear is engaged, the transmission actuator can move the central shift shaft freely in neutral. This mobility during a period can be used for the clutch actuator. For this purpose, preferably the H-circuit diagram 139 of the gear actuator z.
B. um eine Schaltgasse 140 für die Kupplungsgasse 141 der Kupplungsaktorik 143 ergänzt werden, wie dies in Figur 15 angedeutet ist. Somit ist der Schaltfinger 142 nach dem Vorwählen des neuen Ganges in der Lage, bei einem Wechsel der Kupplungen dasB. can be supplemented by a shift gate 140 for the clutch gate 141 of the clutch actuator 143, as indicated in Figure 15. Thus, after preselecting the new gear, the shift finger 142 is able to do this when the clutches are changed
Wechselventil 134 und das Öffnungsventil für die bisher geschlossene Kupplung zu betätigen.To operate shuttle valve 134 and the opening valve for the previously closed clutch.
In Figur 15 ist dies als weiteres Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Getriebe- und Kupplungsbetätigung mit einer zusätzlichen Kupplungsgasse 141 beispielhaft dargestellt.In FIG. 15, this is exemplified as a further exemplary embodiment of the proposed transmission and clutch actuation with an additional clutch gate 141.
In der nachfolgenden Tabelle sind die Betätigungsschritte des erfindungsgemäßen Betätigungssystems mit zwei Kupplungen, einem Kupplungsaktor und einem Getriebeaktor schematisch dargestellt.The table below shows the actuation steps of the actuation system according to the invention with two clutches, a clutch actuator and a gear actuator.
Um ein Risiko bei der Referenzfahrt nach einem Zurücksetzen des Steuergerätes zu verringern, kann das H-Schaltbild 139 geeignet verändert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Anschlagmöglichkeiten 144 und 145 in beide Wählrichtungen auch in der Neutralgasse möglich sind. Dies ist insbesondere aus der schematischen Darstellung in Figur 16 ersichtlich. Dabei sollte jedoch eine vorbestimmte Reihenfolge eingehalten werden, welche durch die in Figur 16 vorgesehenen Zahlen angedeutet ist. Somit kann ein unbeabsichtigtes Betätigen des Öffnungsventils vermieden werden. Vorzugsweise sind die zwei Anschlagmöglichkeiten 144 und 145 für die Referenzfahrt vorgesehen. Es ist auch möglich, eine andere Veränderung des H-Schaltbildes 139 vorzunehmen, um das vorgenannte Ziel und andere Ziele zu erreichen. Femer sind die jeweiligen Schaltmäuler mit der Bezugszahl 146 bezeichnet. In order to reduce a risk in reference travel after resetting the control unit, the H circuit diagram 139 can be suitably changed. For example, it can be provided that the attachment options 144 and 145 in both selection directions are also possible in the neutral alley. This can be seen in particular from the schematic illustration in FIG. 16. However, a predetermined sequence should be adhered to, which is indicated by the numbers provided in FIG. 16. In this way, unintentional actuation of the opening valve can be avoided. The two stop options 144 and 145 are preferably provided for the reference run. It is also possible to make a different change in the H circuit diagram 139 in order to achieve the aforementioned goal and other goals. The respective switching jaws are also designated with the reference number 146.
Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Notöffnungsmöglichkeit realisiert wird. Dies kann bevorzugt durch die Umgestaltung des Wegeventils 134 erreicht werden. In der oberen Darstellung von Figur 17 ist gezeigt, dass durch Anschläge 145 bei dem Getriebeaktor ein unbeabsichtigtes Öffnen beider Kupplungen verhindert wird. In der unteren Darstellung ist dargestellt, wie über einen manuellen Eingriff das veränderte Ventil in eine Öffnungsstellung für beide Kupplungen gebracht werden kann. Dies entspricht der Notöffnungsmöglichkeit.As part of a next development of the present invention, it can be provided that an emergency opening possibility is realized. This can preferably be achieved by redesigning the directional valve 134. In the upper illustration in FIG. 17 it is shown that stops 145 on the gear actuator prevent the inadvertent opening of both clutches. The lower illustration shows how the changed valve can be brought into an open position for both clutches by manual intervention. This corresponds to the emergency opening option.
Eine weitere Variante der Erfindung gemäß Figur 18 kann vorsehen, dass eine hydraulische Kupplungsbetätigung bevorzugt mittels einer Förderpumpe 146 vorgesehen wird. Für eine Kupplungsaktorik 143 mit einer Förderpumpe 146 kann ebenfalls eine Nutzung des Getriebeaktors realisiert werden. Die zu modulierende Kupplung ist mit der verstellbaren Drucksteuereinrichtung 147 oder 148 (Drucksteuerventil) verbunden. Zum Öffnen der zweiten Kupplung wird bevorzugt durch den Getriebeaktor ein Ventil (134) oder dergleichen betätigt. Diese erfindungsgemäße hydraulische Kupplungsbetätigung ist in Figur 18 schematisch dargestellt.A further variant of the invention according to FIG. 18 can provide that hydraulic clutch actuation is preferably provided by means of a feed pump 146. The transmission actuator can also be used for a clutch actuator 143 with a feed pump 146. The clutch to be modulated is connected to the adjustable pressure control device 147 or 148 (pressure control valve). To open the second clutch, a valve (134) or the like is preferably actuated by the gear actuator. This hydraulic clutch actuation according to the invention is shown schematically in FIG.
Wenn die Zuordnung der Kupplungen vertauscht werden sollen, kann z. B. der Getriebeaktor das Wegeventil 134 betätigen.If the assignment of the couplings are to be interchanged, z. B. the gear actuator actuate the directional control valve 134.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann auch auf ein extern angesteuertes Steuerventil verzichtet werden. Dafür kann z. B. gemäß Figur 19
vorgesehen sein, dass durch eine erste Kupplungsgasse 149 und eine zweiteAccording to a development of the present invention, an externally controlled control valve can also be dispensed with. For this, e.g. B. according to FIG. 19 be provided that by a first clutch lane 149 and a second
Kupplungsgasse 150 im H-Schaltbild gewählt wird, welche der verschiedenenClutch alley 150 is selected in the H circuit diagram, which of the different
Möglichkeiten von Schalt-ZWählrichtung und der Kupplungssteuerung verwendet wird.Possibilities of shift-Z-direction and clutch control is used.
Eine mögliche Zuordnung ist beispielhaft in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.A possible assignment is shown in the table below as an example.
In Figur 19 ist eine schematische Darstellung der Betätigung ohne ein externes Steuerventil beispielhaft angedeutet. Es ist möglich, dass auch eine diagonale Bewegung des Schaltfingers 142 vorgesehen wird, wodurch dann je eine Kupplung (132) geschlossen bzw. moduliert und die zweite Kupplung (135) geöffnet werden kann.A schematic representation of the actuation without an external control valve is indicated by way of example in FIG. 19. It is possible that a diagonal movement of the shift finger 142 is also provided, as a result of which one clutch (132) can be closed or modulated and the second clutch (135) can be opened.
Im Rahmen einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung kann auch eine mechanische Kupplungsbetätigung vorgesehen werden. Eine mögliche Variante ist in Figur 20 schematisch dargestellt. In den beiden Kupplungsgassen 141 , 141' kann der Getriebeaktor über die Betätigungsschieber 151 und 152 auf jeweils eine Kupplung wirken. Das jeweilige Getriebe ist hierbei durch die Reibungsverhältnisse selbsthemmend ausgebildet. Wenn durch eine Wählbewegung am Betätigungsschieber 152 z. B. der zweiten Kupplung die Reibverhältnisse geändert werden, wie z. B. der Wechsel von Gleit- zur Rollreibung, kann sich die zugehörige Kupplung selbsttätig öffnen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Betätigungsmöglichkeiten können bevorzugt bei einem Parallelschaltgetriebe oder dergleichen eingesetzt werden. In Figur 20 sind die Kupplungskräfte durch Pfeile 153 und 154 angedeutet. Die Öffnungsbetätigung der ersten Kupplung ist mit der Bezugszahl 155 und die Öffnungsbetätigung der zweiten Kupplung ist mit der Bezugszahl 156 bezeichnet.A mechanical clutch actuation can also be provided within the scope of a further variant of the present invention. A possible variant is shown schematically in FIG. 20. In the two clutch lanes 141, 141 ', the gear actuator can act on one clutch in each case via the actuating slide 151 and 152. The respective gear is designed to be self-locking due to the frictional conditions. If by a selection movement on the operating slide 152 z. B. the second clutch, the friction conditions are changed, such as. B. the change from sliding to rolling friction, the associated clutch can open automatically. The actuation options proposed according to the invention can preferably be used in a parallel transmission or the like. In Figure 20, the coupling forces are indicated by arrows 153 and 154. The opening actuation of the first clutch is denoted by the reference number 155 and the opening actuation of the second clutch is denoted by the reference number 156.
Es ist auch denkbar, eine elektromagnetische Betätigung der Ventile für die Kupplungsund Getriebebetätigung einzusetzen.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Kombination der Getriebe- und Kupplungsaktorik 143 bei einem Mehrkupplungsgetriebe, wie z. B. einem Parallelschaltgetriebe (PSG) oder dergleichen, verwendet werden.It is also conceivable to use electromagnetic actuation of the valves for clutch and transmission actuation. Preferably, the combination of the transmission and clutch actuator 143 according to the invention in a multi-clutch transmission, such as. B. a parallel gearbox (PSG) or the like can be used.
Ferner wird bevorzugt für einen mechanischen Zentralausrücker bzw. für einen Kulissenausrücker 159 eine geeignete Betätigung erläutert.In addition, suitable actuation is preferably explained for a mechanical central release device or for a link release device 159.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Betätigung eines Ausrücksystems vorzuschlagen, bei der das Entstehen eines Kippmoments vermieden wird.The present invention has for its object to propose a suitable actuation of a release system in which the occurrence of a tilting moment is avoided.
Es hat sich gezeigt, dass es, wenn z. B. in eine Hülse zur Betätigung einesIt has been shown that when e.g. B. in a sleeve for actuating a
Kulissenausrückers 159 oder eines mechanischen Zentralausrückers die Kraft zumLink release 159 or a mechanical central release the force to
Antrieb nur an einer Stelle am Umfang eingeleitet wird, zu einer einseitigen Belastung kommen kann, wodurch ein unerwünschtes Kippmoment auf die Hülse 158 wirken kann.Drive is initiated only at one point on the circumference, a one-sided load can occur, whereby an undesirable tilting moment can act on the sleeve 158.
Demnach wird eine geeignete Hebellösung vorgeschlagen, durch die bevorzugt zwei gleichmäßig am Umfang verteilte Angriffspunkte realisiert werden, wodurch eine gleichmäßige Momenteneinleitung ermöglicht wird. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Belastung des Ausrücklagers sichergestellt.Accordingly, a suitable lever solution is proposed, by means of which two points of attack that are evenly distributed over the circumference are preferably realized, as a result of which an even introduction of torque is made possible. This ensures an even load on the release bearing.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hebelkonstruktion zur Betätigung des Kulissenausrückers 159 ist in den Figuren 21 bis 23 beispielhaft dargestellt.A possible embodiment of a lever construction according to the invention for actuating the link release 159 is shown as an example in FIGS. 21 to 23.
Dabei ist das Ende des Hebels 157, an dem die für die Betätigung notwendige Momenteneinleitung erfolgt, axial fest angeordnet. Eine radiale Bewegung des Endes des Hebels 157 ist jedoch möglich. In Figur 21 ist eine Seitenansicht des Kulissenausrückers 159 mit dem Hebel 157 zur Betätigung des Kulissenausrückers 159 gezeigt. In Figur 22 ist eine Vorderansicht gemäß Figur 21 gezeigt, aus der ersichtlich ist, dass zwei gleichmäßig am Umfang verteilte Angriffspunkte 160 und 161 des Hebels 157 eine gleichmäßige Momenteneinleitung ermöglichen, wobei die auf den Hebel 157 wirkende Kraft mit „F" angedeutet ist. Ferner ist eine Lagerbuchse 162 dargestellt. In
Figur 23 ist eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie A-A gemäß Figur 21 des Kulissenausrückers 159 gezeigt.In this case, the end of the lever 157, at which the moment introduction necessary for the actuation takes place, is arranged axially fixed. Radial movement of the end of the lever 157 is, however, possible. FIG. 21 shows a side view of the link release 159 with the lever 157 for actuating the link release 159. FIG. 22 shows a front view according to FIG. 21, from which it can be seen that two points 160 and 161 of the lever 157, which are evenly distributed on the circumference, enable a uniform introduction of torque, the force acting on the lever 157 being indicated by “F” a bearing bush 162 is shown FIG. 23 shows a sectional view along the section line AA according to FIG. 21 of the link release 159.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Betätigungsmöglichkeit bei Ausrücksystemen eines elektronischen Kupplungsmanagements (EKM), eines automatisierten Schaltgetriebes (ASG), eines Parallelschaltgetriebes (PSG) oder dergleichen vorgesehen werden.The possibility of actuation according to the invention can preferably be provided in disengagement systems of an electronic clutch management system (EKM), an automated gearbox (ASG), a parallel gearbox (PSG) or the like.
Nachfolgend werden Möglichkeiten erläutert, welche Druckabfälle bei tiefen Temperaturen insbesondere bei Kupplungsleitungen oder dergleichen vermindern bzw. vermeiden.Options are explained below which reduce or avoid pressure drops at low temperatures, in particular in the case of coupling lines or the like.
Es hat sich gezeigt, dass möglicherweise Schwierigkeiten in einem Ausrücksystem bei tiefen Temperaturen auftreten können. Dies kann zum einen durch die zunehmende Viskosität des Fluids und zum anderen durch wachsende Druckverluste zwischen dem Geber- und dem Nehmerzylinder erfolgen.It has been shown that difficulties may arise in a release system at low temperatures. This can be done on the one hand by the increasing viscosity of the fluid and on the other hand by increasing pressure losses between the master and slave cylinders.
Erfindungsgemäß kann z. B. vorgesehen sein, dass die Kupplungsleitung wärmeisoliert wird, sodass bei tiefen Temperaturen Druckabfälle verhindert werden.According to the z. B. be provided that the coupling line is thermally insulated so that pressure drops are prevented at low temperatures.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass bei etwa einer Temperatur von minus 15° C eine Abschaltung der Momentennachführung durchgeführt wird. Dadurch wird der Druckabfall derart minimiert, dass sichergestellt ist, dass keine negativen Auswirkungen auf das gesamte System vorliegen.Furthermore, it can be provided according to the invention that the torque tracking is switched off at a temperature of minus 15 ° C. This minimizes the pressure drop to ensure that there are no negative effects on the entire system.
Bei sehr tiefen Temperaturen, also Temperaturen unter minus 15° C kann sich das System aufpumpen, wenn sich das Fahrzeug in dem Neutralzustand befindet. Beim Schnüffelvorgang wird dabei mehr Fluid nachgesaugt, als durch die geöffnete Schnüffelbohrung wieder ausgeglichen werden kann. Im Extremfall kann das System den Kupplungsanschlag bei minus 37° C z. B. beim siebten Schnüffelvorgang erreichen, sodass der Steller sich abschaltet und das gesamte System blockiert ist.At very low temperatures, i.e. temperatures below minus 15 ° C, the system can inflate when the vehicle is in the neutral state. During the sniffing process, more fluid is sucked in than can be compensated for by the opened sniffer hole. In extreme cases, the system can stop the clutch at minus 37 ° C. B. at the seventh sniffing process, so that the actuator switches off and the entire system is blocked.
Demnach sollte die Schnüffelfunktion unterhalb von minus 15° C nicht mehr durchgeführt werden. Es ist auch denkbar, dass beim Stehen in Neutral die Kupplung
geschlossen wird. Die Zeitverzögerung, die damit bei einer Schaltabsicht entsteht, führt zu keinem Problem.Accordingly, the sniffing function should no longer be carried out below minus 15 ° C. It is also conceivable that when standing in neutral the clutch is closed. The time delay that occurs with an intention to switch does not lead to a problem.
Bei abgeschalteter Momentennachführung kann das System die Kupplung nach dem Einkuppeln z. B. über eine langsame Rampenfunktion oder dergleichen mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 mm/sec. schließen. Es ist denkbar, dass in dieser kurzen Zeit mehrere Schaltungen auftreten, sodass davor die Schnüffelbohrung noch nicht erreicht werden kann. Auch in dieser Situation kann das System aufgepumpt werden. Demnach ist es besonders vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit auf z. B. mindestens 5 mm/sec. erhöht wird. Damit kann die Wahrscheinlichkeit wesentlich verringert werden, dass vor dem Erreichen der Schnüffelbohrung ein neuer Schaltwunsch eintritt oder bzw. auftritt. Dies ist insbesondere für ASG-Systeme besonders vorteilhaft. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass die Geschwindigkeit einen anderen Wert, wie z. B. 10 mm/sec. oder auch höhere Werte, annimmt.When torque tracking is switched off, the system can engage the clutch after engaging e.g. B. over a slow ramp function or the like at a speed of about 1 mm / sec. conclude. It is conceivable that several switching operations occur in this short time, so that the sniffer bore cannot be reached before. The system can also be inflated in this situation. Accordingly, it is particularly advantageous if the speed on z. B. at least 5 mm / sec. is increased. This can significantly reduce the likelihood that a new shift request will occur or will occur before the sniffer bore is reached. This is particularly advantageous for ASG systems. Furthermore, it is also conceivable that the speed has a different value, such as. B. 10 mm / sec. or even higher values.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Kupplungsleitung oder dergleichen insbesondere bei tiefen Temperaturen beheizt wird. Auf diese Weise können ebenfalls Druckabfälle vermieden werden.According to a development of the present invention, provision can also be made for the coupling line or the like to be heated, in particular at low temperatures. Pressure drops can also be avoided in this way.
Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Möglichkeiten bei Ausrücksystemen von sämtlichen automatisierten hydraulischen und semihydraulischen Ausrücksystemen mit einer Momentennachführung zum Einsatz kommen. Es ist auch möglich, diese Vorgehensweise bei automatisierten, hydraulischen und semihydraulischen Ausrücksystemen ohne Momentennachführung und bei fußbetätigten hydraulischen und semihydraulischen Ausrücksystemen anzuwenden.
The possibilities according to the invention can preferably be used for disengaging systems of all automated hydraulic and semi-hydraulic disengaging systems with torque tracking. It is also possible to apply this procedure to automated, hydraulic and semi-hydraulic release systems without torque tracking and to foot-operated hydraulic and semi-hydraulic release systems.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Fahrzeugvehicle
Antriebseinheitdrive unit
Drehmomentübertragungssystem a Kupplungsscheibe b Druckplatte c Tellerfeder d Schwungrad e AusrücklagerTorque transmission system a clutch disc b pressure plate c disc spring d flywheel e release bearing
Getriebetransmission
Abtriebswelleoutput shaft
Achse a RäderAxle a wheels
Antriebsseitedriving side
Abtriebsseiteoutput side
Druckmittelleitung 0 Nehmerzylinder 0a Ausgangselement 1 Geberzylinder 1a Geberzylinderkolben 2 Antriebsmotor/ Elektromotor 3 Steuereinheit 3a Steuerelektronik 3b Aktor 4 Ku ppl u ngswegsensor 5 Drosselklappensensor 6 7 Tachosensor 8 Schalthebel 9 9a Sensor 9b Sensor
AusrückmittelPressure medium line 0 slave cylinder 0a output element 1 master cylinder 1a master cylinder piston 2 drive motor / electric motor 3 control unit 3a control electronics 3b actuator 4 clutch displacement sensor 5 throttle valve sensor 6 7 speedometer sensor 8 shift lever 9 9a sensor 9b sensor declutching
Lasthebelload lever
LasthebelsensorLoad lever sensor
LeerlaufschalterIdle switch
BremsenbetätigungselementBrake actuator
Sensorsensor
Spindelspindle
Muttermother
Positionen der Mutter entlang der WegstreckePositions of the mother along the route
Motorwellemotor shaft
Motorengine
Schneckenwelleworm shaft
Schneckenräderworm gears
Schneckenräderworm gears
Zahnstange/AbtriebsgliedRack / output element
Kupplungsaktorclutch actuator
Ausrücklagerrelease bearing
Übertragungsgetriebetransmission gear
Summier-/NachgetriebeSumming / Nachgetriebe
Hubgetriebescrew jack
Teiler/VorgetriebeSplitter / pre-transmission
Aktorgehäuseactuator housing
Abtriebsstangeoutput rod
Verbindungsgliedlink
Spindelstangespindle rod
Spindelstangespindle rod
Spindelmutterspindle nut
Spindelmutterspindle nut
GeberzylinderMaster cylinder
GeberzylinderMaster cylinder
Schaltwalzeshift drum
Schaltwelleshift shaft
Schaltgabel
127 Schaltschienenhebelshift fork 127 shift rail lever
128 Ausnehmung / Nut128 recess / groove
129 Pfeil129 arrow
130 Pfeil130 arrow
131 Aussparung131 recess
132 Nehmerzylinder132 slave cylinders
133 Geberzylinder133 master cylinder
134 Wegeventil134 directional control valve
135 Nehmerzylinder135 slave cylinder
136 Absperrventil136 shut-off valve
137 Drosselstelle137 throttle restriction
138 Ausgleichsbehälter138 expansion tank
139 Schaltbild139 circuit diagram
140 Schaltgasse140 Schaltgasse
141 Kupplungsgasse141 clutch gate
142 Schaltfinger142 shift finger
143 Kupplungsaktorik143 clutch actuator
144 Anschlagmöglichkeit144 attachment option
145 Anschlagmöglichkeit145 attachment option
146 Schaltmaul146 shift mouthpiece
147 Drucksteuereinrichtung147 pressure control device
148 Drucksteuereinrichtung148 pressure control device
149 erste Kupplungsgasse149 first clutch lane
150 zweite Kupplungsgasse150 second clutch lane
151 Betätigungsschieber151 operating slide
152 Betätigungsschieber152 operating slide
153 Pfeil in Richtung Kupplungskraft153 Arrow in the direction of clutch force
154 Pfeil in Richtung Ku ppl ungs kraft154 Arrow in the direction of the coupling force
155 Öffnungsbetätigung erste Kupplung155 Opening actuation of the first clutch
156 Öffnungsbetätigung zweite Kupplung156 Second clutch opening actuation
157 Hebel157 levers
158 Hülse158 sleeve
159 Kulissenausrücker
160 Angriffspunkt159 backdrop releasers 160 point of attack
161 Angriffspunkt161 point of attack
162 Lagerbuchse
162 bearing bush