WO2016155721A1 - Kupplungsbetätigungssystem - Google Patents

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WO2016155721A1
WO2016155721A1 PCT/DE2016/200133 DE2016200133W WO2016155721A1 WO 2016155721 A1 WO2016155721 A1 WO 2016155721A1 DE 2016200133 W DE2016200133 W DE 2016200133W WO 2016155721 A1 WO2016155721 A1 WO 2016155721A1
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WO
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clutch
fluid
pressure source
directional control
control valve
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/200133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
André PALMEN
Roshan Willeke
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201680019190.9A priority patent/CN107407355B/zh
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00External control of clutches
    • F16D48/02Control by fluid pressure
    • F16D48/04Control by fluid pressure providing power assistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00External control of clutches
    • F16D48/02Control by fluid pressure
    • F16D2048/0221Valves for clutch control systems; Details thereof

Definitions

  • the invention relates to a clutch actuation system for at least one clutch which is operable via a pedal, with a fluid system comprising a master cylinder and a slave cylinder, which are connected to each other by a fluidic path, and with a fluid pressure source.
  • the invention further relates to a method of operating such a clutch actuation system.
  • Servo valve device are arranged so that the effect of an applied to the encoder cylinder operating force is amplified on the slave cylinder, wherein in the hydraulic path an additional pumping flood with an input and an output and a switching valve means are arranged so that the effect of a donor cylinder applied actuation force on the slave cylinder is demand-dependent additionally reinforced.
  • a clutch pedal force assist device is known, which is connected via a hydraulic path to a master cylinder and a slave cylinder in which a pump, a check valve device and a
  • Servo valve device are arranged with a reciprocable valve spool so that the effect of a force applied to the master cylinder actuating force is amplified on the slave cylinder, wherein on the valve spool, a sealing edge or sealing surface is provided with a fixed seat or seat edge on the housing Servovalve represents a valve seat.
  • the object of the invention is to provide a clutch actuation system for at least one clutch which is operable via a pedal, with a fluid system comprising a master cylinder and a slave cylinder, which are interconnected by a fluidic path, and with a fluid pressure source simple construction, inexpensive to produce and / or easy to operate.
  • a clutch actuation system for at least one clutch operable by a pedal, with a fluid system comprising a master cylinder and a slave cylinder interconnected by a fluidic path, and with a fluid pressure source, characterized in that a pressure controlled one Directional valve device in the open fluid system so connected to the fluidic path that connects the master cylinder with the slave cylinder, connected, that the coupling with the fluid pressure source as an actuator is partially automated actuated.
  • the clutch can be operated manually or with the foot via the pedal. However, the clutch can also be actuated automatically or partially automatically with the fluid pressure source as an actuator.
  • the fluid is preferably a hydraulic medium.
  • the fluid pressure source may also be referred to as a hydraulic pressure source and the fluid system as a hydraulic system.
  • corresponding active surfaces are provided, for example on a valve piston of the directional control valve device, which are actuated via the fluid pressure source or the pedal, which is also referred to as a clutch pedal.
  • the term openly means that it is an open rather than a closed fluid system.
  • the fluid system is preferably open towards a tank, which is also referred to as a fluid reservoir or hydraulic medium reservoir.
  • the clutch may advantageously be actuated automatically by the fluid pressure source, for example in a so-called sailing operation of a motor vehicle equipped with the clutch actuation system. Despite this possibility of actuation by the fluid pressure source, a driver of the motor vehicle can still normally actuate the clutch pedal and take control of the clutch.
  • a preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that the directional control valve means a first switching position in which the clutch is actuated via the pedal, and a second switching position in which the Clutch on the fluid pressure source is actuated partially automated, has.
  • the first switching position of the master cylinder is preferably connected via the fluidic path or the like with the slave cylinder, as in a conventional manually operated clutch.
  • a fluidic connection between the fluid pressure source and the fluidic path is preferably interrupted in the first switching position of the directional control valve device.
  • an output of the fluid pressure source is fluidly connected to the slave cylinder of the clutch.
  • Another preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that the directional control valve device is biased in its first switching position.
  • the directional control valve device is biased, for example, by a spring device in its first switching position. This is achieved in a simple manner that the clutch is operated during normal operation of the motor vehicle manually or with the driver's foot.
  • a further preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that the directional control valve device is designed as a 5/2-way valve with a fluid storage port, a coupling port, a tank port, a pressure port and a pedal connection.
  • the directional control valve device is connected to a fluid reservoir via the fluid storage connection.
  • the fluid reservoir is, for example, a fluidic capacity or a fluidic pressure accumulator.
  • the accumulator is also called
  • Hydraulic medium storage called.
  • the directional valve device Via the coupling connection, the directional valve device is connected to the slave cylinder, which is also referred to as a clutch cylinder.
  • the directional control valve device Via the tank connection, the directional control valve device is connected to a tank, which is also referred to as a fluid reservoir or hydraulic medium reservoir.
  • the fluid or hydraulic medium in the tank is, for example, subjected to an ambient pressure.
  • the directional control valve device is connected to an output of the fluid pressure source.
  • the directional valve device Via the pedal connection, the directional valve device is fluidically connected to the master cylinder, which is assigned to the clutch pedal or pedal.
  • the directional control valve device is preferably designed as a slide valve with a valve piston, which is guided in a corresponding valve housing movable back and forth.
  • a further preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that a check valve between the fluid pressure source and the directional control valve device is connected.
  • the check valve is advantageously used to maintain the pressure in the slave cylinder when the clutch is partially actuated by the fluid pressure source actuated. This provides the advantage that the fluid pressure source does not have to be active throughout the entire period of a semi-automated clutch actuation.
  • a further preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that the fluid pressure source is designed as a reversing pump.
  • the fluid pump is preferably designed as a hydraulic pump with two flow directions. In a first flow direction, hydraulic fluid is preferably conveyed out of the tank in the direction of the slave cylinder in order to actuate the clutch. In the second or opposite current direction, the clutch can be closed by means of the fluid pressure source.
  • the fluid pressure source is associated with a two-pressure valve with a pilot-operated check valve.
  • the two-pressure valve advantageously simplifies the operation of the fluid pressure source in opposite directions of flow.
  • the pilot-operated check valve advantageously makes it possible for an excess amount of fluid to enter the tank when, for example, after an actuation of the clutch by the fluid pressure source by the driver via the pedal, pressure builds up.
  • a further preferred embodiment of the clutch actuation system is characterized in that a fluidic resistance is connected between the pilot-operated check valve and a branch which is arranged between the directional control valve device and the slave cylinder.
  • the fluidic resistance is designed, for example, as a throttle.
  • the branching preferably meet a fluid line, which starts from the coupling port of the directional control valve device and a further fluid line, which extends to the tank.
  • the fluidic resistance and the releasable check valve arranged.
  • Another or third fluid line connects the branch to the slave cylinder of the clutch.
  • the above object is alternatively or additionally achieved in that in the open fluid system fluidic connections between the pedal, the clutch, the fluid pressure source, a fluid tank and a fluid reservoir are controlled by the directional control valve device.
  • the valve devices or valves are preferably actuated fluidically. This provides the advantage that can be dispensed with an electromagnetic actuation.
  • the directional control valve device preferably comprises a spring-loaded directional control valve which has pressure surfaces which can be acted upon by pressure, via whose admission by the fluid pressure source the directional control valve can be adjusted against the spring force. In a force-free case, the directional control valve is preferably switched so that the driver can operate the clutch via the pedal.
  • the directional control valve is advantageously switched so that the fluid pressure source actuates the clutch as an actuator. If the clutch pedal is then actuated again by the driver, the directional control valve is free of force and the spring shifts the directional control valve accordingly.
  • the invention further relates to a fluid pressure source, a directional control valve, a fluid reservoir, a fluidic resistor and / or a check valve for a previously described clutch actuation system, which can be controlled or in particular according to a method described above.
  • the parts mentioned can be traded separately.
  • Figure 1 is a fluid circuit diagram of a clutch actuation system with a pressure-controlled directional control valve device;
  • Figure 2 shows an embodiment of a directional control valve in longitudinal section in a first switching position and
  • FIG 3 shows the directional control valve of Figure 2 in a second switching position.
  • FIG. 1 shows a clutch actuation system 1 in the form of a fluid circuit diagram.
  • the fluid is preferably a hydraulic medium. Therefore, the fluidic diagram is also referred to as a hydraulic circuit diagram.
  • the clutch actuation system 1 comprises a clutch pedal 2, via which a clutch 4 can be actuated manually or with the foot.
  • the clutch pedal 2, which is also abbreviated as a pedal is pivotally mounted via a bearing means 7 in a foot region of a (not shown) motor vehicle, which is equipped with the clutch actuation system 1.
  • the clutch actuation system 1 comprises a fluid system or hydraulic system 10 with a master cylinder 12, which is connected via a fluidic or hydraulic path 15 to a slave cylinder 14 of the clutch 4.
  • a master piston is guided back and forth to which a piston rod is mounted, which protrudes from the master cylinder 12 and is hinged to the clutch pedal 2.
  • the master cylinder 12 is assigned a branch 1 1 in the hydraulic system 10.
  • the slave cylinder 14 is a branch 13 in the hydraulic system 10 assigned.
  • the hydraulic path 15, which connects the master cylinder 12 with the slave cylinder 14, extends between the two branches 11 and 13.
  • the hydraulic system 10 comprises a symbolically indicated tank 20, which is also called fluid reservoir or hydraulic medium reservoir.
  • the clutch 4 can be operated manually or with the foot via the pedal 2. However, the clutch 4 can also be partially or automatically actuated by means of an actuator device 22.
  • the actuator device 22 includes a fluid pressure source 24, which represents an actuator for automated or semi-automated operation of the clutch 4. To illustrate the actuator, the fluid pressure source 24 is advantageously designed as a reversing pump 25. By symbolically indicated arrowheads opposite flow directions are indicated in which the reversing pump 25 can be operated.
  • the reversing pump 25 To drive the reversing pump 25 is an electric motor 26. With the electric motor 26, the reversing pump 25 can be driven in opposite directions of rotation, as indicated by a double arrow.
  • the fluid pressure source 24 is arranged between two branches 28 and 29. Via the branches 28 and 29, a two-pressure valve 30 is connected in parallel with the reversing pump 25.
  • the two-pressure valve 30 is connected with a first input to the branch 28 and with a second input to the branch 29 sen.
  • An output of the two-pressure valve 30 is connected to the tank 20.
  • a control line 32 extends from the branch 28 to a pilot-operated check valve 34.
  • the check valve 34 is biased by a spring and locks in its blocking position from the tank to the branch 13.
  • a check valve 37 is arranged between the branch 29 and a branch 36.
  • the check valve 37 is biased by a spring and locks from the branch 36 to the branch 29th
  • a directional valve device 40 is disposed between the branch 36 and the branch 13.
  • the directional control valve device 40 is designed as a 5/2-way valve with a fluid storage connection 41, a coupling connection 42, a tank connection 43, a pressure connection 44 and a pedal connection 45.
  • a fluid reservoir 50 is connected to the fluid storage port 41.
  • the coupling port 42 is connected to the branch 13 via a fluid line.
  • the tank port 43 is connected to the tank 20.
  • the pressure port 44 is above a ne fluid line connected to the branch 36.
  • the pedal port 45 is connected via a fluid line to the branch 1 1.
  • a control line 51 extends to the pressure-controlled directional control valve device 40.
  • a symbolically indicated spring is indicated that the directional control valve device 40 is biased in its illustrated first switching position.
  • a control line 52 extends from the branch 36 to an opposite side of the directional control valve device 40.
  • a fluidic resistor 55 which is embodied for example as a throttle, is arranged between the branch 13 and the pilot-operated check valve 34.
  • the clutch 4 in particular the slave cylinder 14 of the clutch 4 is connected directly to the pedal 2, in particular to the master cylinder 12 of the pedal 2.
  • the fluid reservoir 50 is relieved in this switching position of the directional control valve device 40 to the tank.
  • the pressure port 44 to the fluid pressure source 24 is blocked.
  • the pedal actuation of the clutch takes place 4th
  • a valve slide of the directional valve device 40 is displaced via the control line 52 and a pump-side active surface (in FIG. 1 on the right-hand side of the directional valve device 40) and a connection between the fluid pressure source 24 and the clutch 4 and the slave cylinder 14 of the clutch 4 is opened.
  • the master cylinder 12 of the pedal 2, which is also referred to as Pedalzylinder is connected in this second switching position of the directional control valve device 40 to the fluid reservoir 50.
  • the tank connection 43 is blocked. So that the fluid pressure source 24 does not have to be active over the entire period of the coupling opening, the pressure is held by the spring-biased check valve 37 between the branch 29 and the directional control valve device 40. So that the pressure does not decrease via a valve leakage of the directional control valve device 40, the valve slide advantageously has piston rod seals, which are shown in FIGS. 2 and 3. In order to close the coupling 4 again with the aid of the fluid pressure source 24, it is rotated or driven in the other or opposite direction.
  • connection side of the tank 20 can be changed in a simple manner, so that the fluid pressure source 24 in the other direction to the pilot-operated check valve 34 can build up pressure.
  • the unlockable check valve 34 By actuating the unlockable check valve 34, the volume of the clutch 4 and from the master cylinder 12 of the clutch 4 to the tank 20 is relieved or discharged and reduced pressure, so that the
  • spring-loaded clutch 4 can close again.
  • the spring-loaded clutch 4 is closed in the unactuated state and is actively opened via the clutch system 1 either by the clutch pedal 2 or by the fluid pressure source 24.
  • the opening speed of the clutch 4 is limited by the hydraulic resistance 55, in particular in the form of the diaphragm, between the slave cylinder 14, which is also referred to as a clutch cylinder 14, and the pilot-operated check valve 34.
  • the clutch 4 in particular the master cylinder 12 of the clutch 4, with the pedal 2, in particular with the master cylinder 12 of the pedal 2, connected.
  • the clutch 4 remains in this assumed by the driver open position, and although until the driver takes the pedal 2 back to close the clutch 4.
  • the fluid pressure source 24 will deliver the volume through the directional valve device 40 to the clutch 4. Due to the increased clutch pressure opens the spring-loaded check valve 34 to the tank 20 and the excess volume flows off until the normal clutch pressure is reached again.
  • an embodiment of the directional control valve device as a 5/2-way valve 60 is shown.
  • the 5/2-way valve 60 is designed as a slide valve with a valve piston or valve slide 59 which is guided in a valve housing 58 movable back and forth.
  • the 5/2-way valve 60 includes a fluid storage port 61, a coupling port 62, a tank port 63, a pressure port 64 and a pedal port 65.
  • a spring 70 is the 5/2-way valve 60 in its illustrated in Figure 2 first switching position biased.
  • valve slide or valve piston 59 is displaced over the pump-side effective surface, and the connection between the pump connection or pressure connection 64 and the coupling connection 62 is opened, as can be seen in FIG.
  • a control port 71 of the 5/2-way valve 60 is acted upon by the pedal pressure, as indicated by the pedal symbol 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem für mindestens eine Kupplung, die über ein Pedal betätigbar ist, mit einem Fluidsystem, das einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder umfasst, die durch eine fluidische Strecke miteinander verbunden sind, und mit einer Fluiddruckquelle. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine druckgesteuerte Wegeventileinrichtung in dem offenen Fluidsystem so an die fluidische Strecke, die den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder verbindet, angeschlossen ist, dass die Kupplung mit der Fluiddruckquelle als Aktor teilautomatisiert betätigbar ist.

Description

Kupplungsbetätigungssvstem
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem für mindestens eine Kupplung, die über ein Pedal betätigbar ist, mit einem Fluidsystem, das einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder umfasst, die durch eine fluidische Strecke miteinander verbunden sind, und mit einer Fluiddruckquelle. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kupplungsbetätigungssystems.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 014 472 A1 ist eine Anordnung zum Betätigen eines Geberzylinders eines hydraulischen Systems zur Kupplungsbetätigung bekannt, mit einem drehbar karosseriefest gelagerten Pedal, das mittels einer Übertragungseinrichtung in Wirkverbindung mit dem Geberzylinderkolben steht, wobei die Übertragungseinrichtung ein Zahnradgetriebe umfasst. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 059 787 A1 ist ein Hydrauliksystem für Kraftfahrzeuge mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder bekannt, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind, in der eine Pumpe und eine
Servoventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzy- linder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder verstärkt wird, wobei in der hydraulischen Strecke eine zusätzliche Pumpenflut mit einem Eingang und einem Ausgang und eine Schaltventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder bedarfsabhängig zusätzlich verstärkt wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 049 246 A1 ist eine Kupplungspedalkraftunterstützungseinrichtung bekannt, die über eine hydraulische Strecke mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder verbunden ist, in der eine Pumpe, eine Rückschlagventileinrichtung und eine
Servoventileinrichtung mit einem hin und her bewegbaren Ventilschieber so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungs- kraft auf den Nehmerzylinder verstärkt wird, wobei an dem Ventilschieber eine Dichtkante oder Dichtfläche vorgesehen ist, die mit einer feststehenden Sitzfläche oder Sitzkante am Gehäuse der Servoventileinrichtung einen Ventilsitz darstellt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kupplungsbetätigungssystem für mindestens eine Kupplung, die über ein Pedal betätigbar ist, mit einem Fluidsystem, das einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder umfasst, die durch eine fluidische Strecke miteinander verbunden sind, und mit einer Fluiddruckquelle, zu schaffen, das einfach auf- gebaut, kostengünstig herstellbar und/oder einfach zu betätigen ist.
Die Aufgabe ist bei einem Kupplungsbetätigungssystem für mindestens eine Kupplung, die über ein Pedal betätigbar ist, mit einem Fluidsystem, das einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder umfasst, die durch eine fluidische Strecke miteinander verbunden sind, und mit einer Fluiddruckquelle, dadurch gelöst, dass eine druckgesteuerte Wegeventileinrichtung in dem offenen Fluidsystem so an die fluidische Strecke, die den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder verbindet, angeschlossen ist, dass die Kupplung mit der Fluiddruckquelle als Aktor teilautomatisiert betätigbar ist. Die Kupplung kann über das Pedal manuelle beziehungsweise mit dem Fuß betätigt werden. Die Kupplung kann aber auch mit der Fluiddruckquelle als Aktor automatisiert oder teilautomatisiert betätigt werden. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikmedium. Daher können die Fluiddruckquelle auch als Hydraulikdruckquelle und das Fluidsystem auch als Hydrauliksystem bezeichnet werden. Zur Darstellung der Drucksteuerung der Wegeventileinrichtung sind, zum Beispiel an einem Ven- tilkolben der Wegeventileinrichtung, entsprechende Wirkflächen vorgesehen, die über die Fluiddruckquelle beziehungsweise das Pedal, das auch als Kupplungspedal bezeichnet wird, angesteuert werden. Im Hinblick auf das Fluidsystem bedeutet der Begriff offen, dass es sich um ein offenes und kein geschlossenes Fluidsystem handelt. Das Fluidsystem ist vorzugsweise zu einem Tank hin offen, der auch als Fluidreser- voir oder Hydraulikmediumreservoir bezeichnet wird. Die Kupplung kann vorteilhaft, zum Beispiel in einem sogenannten Segelbetrieb eines mit dem Kupplungsbetätigungssystem ausgestatteten Kraftfahrzeugs, automatisch durch die Fluiddruckquelle betätigt werden. Trotz dieser Betätigungsmöglichkeit durch die Fluiddruckquelle kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs immer noch normal das Kupplungspedal betätigen und die Kontrolle über die Kupplung übernehmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung eine erste Schaltstellung, in der die Kupplung über das Pedal betätigbar ist, und eine zweite Schaltstellung, in der die Kupplung über die Fluiddruckquelle teilautomatisiert betätigbar ist, aufweist. In der ersten Schaltstellung ist der Geberzylinder über die fluidische Strecke vorzugsweise so oder so ähnlich mit dem Nehmerzylinder verbunden, wie bei einer herkömmlich manuell betätigten Kupplung. Eine fluidische Verbindung zwischen der Fluiddruck- quelle und der fluidischen Strecke ist in der ersten Schaltstellung der Wegeventileinrichtung vorzugsweise unterbrochen. In der zweiten Schaltstellung ist ein Ausgang der Fluiddruckquelle fluidisch mit dem Nehmerzylinder der Kupplung verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung in ihre erste Schaltstellung vorgespannt ist. Die Wegeventileinrichtung ist zum Beispiel durch eine Federeinrichtung in ihre erste Schaltstellung vorgespannt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass die Kupplung im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs manuell beziehungsweise mit dem Fuß des Fahrers betätigt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung als 5/2-Wegeventil mit einem Fluidspeicheranschluss, einem Kupplungsanschluss, einem Tankanschluss, einem Druckanschluss und einem Pedalanschluss ausgeführt ist. Über den Fluidspei- cheranschluss ist die Wegeventileinrichtung an einen Fluidspeicher angeschlossen. Bei dem Fluidspeicher handelt es sich zum Beispiel um eine fluidische Kapazität oder um einen fluidischen Druckspeicher. Der Druckspeicher wird auch als
Hydraulikmediumspeicher bezeichnet. Über den Kupplungsanschluss ist die Wegeventileinrichtung an den Nehmerzylinder angeschlossen, der auch als Kupplungszy- linder bezeichnet wird. Über den Tankanschluss ist die Wegeventileinrichtung an einen Tank angeschlossen, der auch als Fluidreservoir oder Hydraulikmediumreservoir bezeichnet wird. Das Fluid oder Hydraulikmedium in dem Tank ist zum Beispiel mit einem Umgebungsdruck beaufschlagt. Über den Druckanschluss ist die Wegeventileinrichtung an einen Ausgang der Fluiddruckquelle angeschlossen. Über den Pedalan- schluss ist die Wegeventileinrichtung fluidisch mit dem Geberzylinder verbunden, der dem Kupplungspedal oder Pedal zugeordnet ist. Die Wegeventileinrichtung ist vorzugsweise als Schieberventil mit einem Ventilkolben ausgeführt, der in einem entsprechenden Ventilgehäuse hin und her bewegbar geführt ist. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil zwischen die Fluiddruckquelle und die Wegeventileinrichtung geschaltet ist. Das Rückschlagventil dient vorteilhaft dazu, den Druck in dem Nehmerzylinder zu halten, wenn die Kupplung teilautomati- siert durch die Fluiddruckquelle betätigt wird. Das liefert den Vorteil, dass die Fluiddruckquelle nicht über den gesamten Zeitraum einer teilautomatisierten Kupplungsbetätigung aktiv sein muss.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddruckquelle als Reversierpumpe ausgeführt ist. Die Fluidpumpe ist vorzugsweise als Hydraulikpumpe mit zwei Stromrichtungen ausgeführt. In einer ersten Stromrichtung wird zur Betätigung der Kupplung vorzugsweise Hydraulikmedium aus dem Tank in Richtung Nehmerzylinder gefördert. In der zweiten oder entgegengesetzten Stromrichtung kann die Kupplung mit Hilfe der Fluid- druckquelle geschlossen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruckquelle ein Zweidruckventil mit einem entsperrbaren Rückschlagventil zugeordnet ist. Das Zweidruckventil vereinfacht vor- teilhaft den Betrieb der Fluiddruckquelle in entgegengesetzten Stromrichtungen. Das entsperrbare Rückschlagventil ermöglicht vorteilhaft, dass eine überschüssige Fluid- menge in den Tank gelangen kann, wenn zum Beispiel nach einer Betätigung der Kupplung durch die Fluiddruckquelle durch den Fahrer über das Pedal Druck aufgebaut wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein fluidischer Widerstand zwischen das entsperrbare Rückschlagventil und eine Verzweigung geschaltet ist, die zwischen der Wegeventileinrichtung und dem Nehmerzylinder angeordnet ist. Der fluidische Widerstand ist zum Beispiel als Drossel ausgeführt. In der Verzweigung treffen sich vorzugsweise eine Fluidleitung, die von dem Kupplungsanschluss der Wegeventileinrichtung ausgeht und eine weitere Fluidleitung, die sich zum Tank hin erstreckt. In der weiteren oder zweiten Fluidleitung sind der fluidische Widerstand und das entsperrbare Rückschlag- ventil angeordnet. Eine weitere oder dritte Fluidleitung verbindet die Verzweigung mit dem Nehmerzylinder der Kupplung.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Kupplungsbetäti- gungssystems ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass in dem offenen Fluidsystem fluidische Verbindungen zwischen dem Pedal, der Kupplung, der Fluiddruckquelle, einem Fluidtank und einem Fluidspeicher durch die Wegeventileinrichtung gesteuert werden. Die Ventileinrichtungen beziehungsweise Ventile werden vorzugsweise fluidisch betätigt. Das liefert den Vorteil, dass auf eine elektromagnetische Betätigung verzichtet werden kann. Die Wegeventileinrichtung umfasst vorzugsweise ein federbeaufschlagtes Wegeventil, das mit Druck beaufschlagbare Wirkflächen aufweist, über deren Beaufschlagung durch die Fluiddruckquelle das Wegeventil gegen die Federkraft verstellt werden kann. In einem kraftfreien Fall ist das Wegeventil vorzugsweise so geschaltet, dass der Fahrer die Kupplung über das Pedal betätigen kann. Im Fall, dass die Fluiddruckquelle Druck aufbaut, wird das Wegeventil vorteilhaft so geschaltet, dass die Fluiddruckquelle als Aktor die Kupplung betätigt. Wird dann wieder das Kupplungspedal durch den Fahrer betätigt, so ist das Wegeventil kraftfrei und die Feder verschiebt das Wegeventil entsprechend.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Fluiddruckquelle, ein Wegeventil, einen Fluidspeicher, einen fluidischen Widerstand und/oder ein Rückschlagventil für ein vorab beschriebenes Kupplungsbetätigungssystem, das insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren gesteuert werden kann beziehungsweise wird. Die genann- ten Teile sind separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 einen Fluidschaltplan eines Kupplungsbetätigungssystems mit einer druckgesteuerten Wegeventileinrichtung; Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Wegeventils im Längsschnitt in einer ersten Schaltstellung und
Figur 3 das Wegeventil aus Figur 2 in einer zweiten Schaltstellung.
In Figur 1 ist ein Kupplungsbetätigungssystem 1 in Form eines Fluidschaltplans dargestellt. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikmedium. Daher wird der Fluidschaltplan auch als Hydraulikschaltplan bezeichnet. Das Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst ein Kupplungspedal 2, über das eine Kupplung 4 manuell beziehungsweise mit dem Fuß betätigt werden kann. Das Kupplungspedal 2, das verkürzt auch als Pedal bezeichnet wird, ist über eine Lagereinrichtung 7 schwenkbar in einem Fußbereich eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs angebracht, das mit dem Kupplungsbetätigungssystem 1 ausgestattet ist.
Das Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst ein Fluidsystem beziehungsweise Hydrauliksystem 10 mit einem Geberzylinder 12, der über eine fluidische beziehungsweise hydraulische Strecke 15 mit einem Nehmerzylinder 14 der Kupplung 4 verbunden ist. In dem Geberzylinder 12 ist ein Geberkolben hin und her bewegbar geführt, an welchem eine Kolbenstange angebracht ist, die aus dem Geberzylinder 12 herausragt und an das Kupplungspedal 2 angelenkt ist.
Dem Geberzylinder 12 ist eine Verzweigung 1 1 in dem Hydrauliksystem 10 zugeordnet. Dem Nehmerzylinder 14 ist eine Verzweigung 13 in dem Hydrauliksystem 10 zu- geordnet. Die hydraulische Strecke 15, die den Geberzylinder 12 mit dem Nehmerzylinder 14 verbindet, erstreckt sich zwischen den beiden Verzweigungen 1 1 und 13.
Das Hydrauliksystem 10 umfasst einen symbolisch angedeuteten Tank 20, der auch Fluidreservoir oder Hydraulikmediumreservoir bezeichnet wird. Die Kupplung 4 kann manuell beziehungsweise mit dem Fuß über das Pedal 2 betätigt werden. Die Kupplung 4 kann aber auch mit Hilfe einer Aktoreinrichtung 22 teilautomatisiert beziehungsweise automatisiert betätigt werden. Die Aktoreinrichtung 22 umfasst eine Fluiddruckquelle 24, die einen Aktor zur automatisierten oder teilautomatisierten Betätigung der Kupplung 4 darstellt. Zur Darstellung des Aktors ist die Fluiddruckquelle 24 vorteilhaft als Reversierpumpe 25 ausgeführt. Durch symbolisch angedeutete Pfeilspitzen sind entgegengesetzte Strömungsrichtun- gen angedeutet, in denen die Reversierpumpe 25 betrieben werden kann.
Zum Antrieb der Reversierpumpe 25 dient ein Elektromotor 26. Mit dem Elektromotor 26 kann die Reversierpumpe 25 in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben werden, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
Die Fluiddruckquelle 24 ist zwischen zwei Verzweigungen 28 und 29 angeordnet. Über die Verzweigungen 28 und 29 ist ein Zweidruckventil 30 parallel zu der Reversierpumpe 25 geschaltet. Das Zweidruckventil 30 ist mit einem ersten Eingang an die Verzweigung 28 und mit einem zweiten Eingang an die Verzweigung 29 angeschlos- sen.
Ein Ausgang des Zweidruckventils 30 ist an den Tank 20 angeschlossen. Eine Steuerleitung 32 erstreckt sich von der Verzweigung 28 zu einem entsperrbaren Rückschlagventil 34. Das Rückschlagventil 34 ist durch eine Feder vorgespannt und sperrt in seiner Sperrstellung vom Tank zur Verzweigung 13.
Zwischen der Verzweigung 29 und einer Verzweigung 36 ist ein Rückschlagventil 37 angeordnet. Das Rückschlagventil 37 ist durch eine Feder vorgespannt und sperrt von der Verzweigung 36 zur Verzweigung 29.
Eine Wegeventileinrichtung 40 ist zwischen der Verzweigung 36 und der Verzweigung 13 angeordnet. Die Wegeventileinrichtung 40 ist als 5/2-Wegeventil mit einem Fluid- speicheranschluss 41 , einem Kupplungsanschluss 42, einem Tankanschluss 43, einem Druckanschluss 44 und einem Pedalanschluss 45 ausgeführt.
An den Fluidspeicheranschluss 41 ist ein Fluidspeicher 50 angeschlossen. Der Kupplungsanschluss 42 ist über eine Fluidleitung mit der Verzweigung 13 verbunden. Der Tankanschluss 43 ist mit dem Tank 20 verbunden. Der Druckanschluss 44 ist über ei- ne Fluidleitung mit der Verzweigung 36 verbunden. Der Pedalanschluss 45 ist über eine Fluidleitung mit der Verzweigung 1 1 verbunden.
Von der Verzweigung 1 1 erstreckt sich eine Steuerleitung 51 zu der druckgesteuerten Wegeventileinrichtung 40. Durch eine symbolisch angedeutete Feder ist angedeutet, dass die Wegeventileinrichtung 40 in ihre dargestellte erste Schaltstellung vorgespannt ist. Eine Steuerleitung 52 erstreckt sich von der Verzweigung 36 zu einer entgegengesetzten Seite der Wegeventileinrichtung 40. Durch entsprechende Ansteue- rung über die Steuerleitungen 51 und 52 kann die Wegeventileinrichtung 40 aus ihrer dargestellten ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung bewegt werden.
Ein fluidischer Widerstand 55, der zum Beispiel als Drossel ausgeführt ist, ist zwischen der Verzweigung 13 und dem entsperrbaren Rückschlagventil 34 angeordnet. In der in Figur 1 dargestellten ersten Schaltstellung der Wegeventileinrichtung 40 ist die Kupplung 4, insbesondere der Nehmerzylinder 14 der Kupplung 4, direkt mit dem Pedal 2, insbesondere mit dem Geberzylinder 12 des Pedals 2, verbunden. Der Fluid- speicher 50 ist in dieser Schaltstellung der Wegeventileinrichtung 40 zum Tank hin entlastet. Der Druckanschluss 44 zur Fluiddruckquelle 24 ist gesperrt. In diesem unbetätigten Zustand der Wegeventileinrichtung 40 erfolgt die Pedalbetätigung der Kupplung 4.
Soll die Kupplung 4 durch die Fluiddruckquelle 24 betätigt werden, wird ein Ventilschieber der Wegeventileinrichtung 40 über die Steuerleitung 52 und eine pumpensei- tige Wirkfläche (in Figur 1 auf der rechten Seite der Wegeventileinrichtung 40) verschoben und eine Verbindung zwischen der Fluiddruckquelle 24 und der Kupplung 4 beziehungsweise dem Nehmerzylinder 14 der Kupplung 4 geöffnet.
Der Geberzylinder 12 des Pedals 2, der auch als Pedalzylinder bezeichnet wird, ist in dieser zweiten Schaltstellung der Wegeventileinrichtung 40 mit dem Fluidspeicher 50 verbunden. Der Tankanschluss 43 ist gesperrt. Damit die Fluiddruckquelle 24 nicht über den gesamten Zeitraum der Kupplungsöffnung aktiv sein muss, wird der Druck durch das federvorgespannte Rückschlagventil 37 zwischen der Verzweigung 29 und der Wegeventileinrichtung 40 gehalten. Damit der Druck sich nicht über eine Ventilleckage der Wegeventileinrichtung 40 abbaut, verfügt der Ventilschieber vorteilhaft über Kolbenstangendichtungen, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind . Um die Kupplung 4 mit Hilfe der Fluiddruckquelle 24 wieder zu schließen, wird diese in die andere oder entgegengesetzte Richtung ge- dreht oder angetrieben.
Durch das Zweidruckventil 30 kann auf einfache Art und Weise die Anschlussseite des Tanks 20 gewechselt werden, so dass die Fluiddruckquelle 24 auch in die andere Richtung zum entsperrbaren Rückschlagventil 34 hin Druck aufbauen kann. Durch die Betätigung des entsperrbaren Rückschlagventils 34 wird das Volumen aus der Kupplung 4 beziehungsweise aus dem Geberzylinder 12 der Kupplung 4 zum Tank 20 entlastet beziehungsweise entlassen und der Druck abgebaut, so dass die
federkraftbeaufschlagte Kupplung 4 wieder schließen kann. Die federkraftbeaufschlagte Kupplung 4 ist im unbetätigten Zustand geschlossen und wird über das Kupplungssystem 1 entweder durch das Kupplungspedal 2 oder durch die Fluiddruckquelle 24 aktiv geöffnet. Die Öffnungsgeschwindigkeit der Kupplung 4 wird durch den hydraulischen Widerstand 55, insbesondere in Form der Blende, zwischen dem Nehmerzylinder 14, der auch als Kupplungszylinder 14 bezeichnet wird, und dem entsperrbaren Rückschlagventil 34 begrenzt.
Wird die Kupplung 4 durch die Fluiddruckquelle 24 mit Druck beaufschlagt und somit geöffnet, kann es passieren, dass der Fahrer gleichzeitig das Kupplungspedal 2 betätigt. Das Volumen aus dem Pedalzylinder oder Geberzylinder 12 wird nun in den Fluidspeicher 50 verschoben, bis der Kupplungsdruck erreicht ist. Da die Wirkflächen von dem Pedal 2 und der Fluiddruckquelle 24 an der Wegeventileinrichtung 40 gleich groß sind, wird der Ventilschieber der Wegeventileinrichtung 40 durch die Federkraft der symbolisch angedeuteten Feder in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben, die der ersten Schaltstellung entspricht, die in Figur 1 dargestellt ist.
Dadurch wird die Kupplung 4, insbesondere der Geberzylinder 12 der Kupplung 4, mit dem Pedal 2, insbesondere mit dem Geberzylinder 12 des Pedals 2, verbunden. Die Kupplung 4 bleibt in dieser durch den Fahrer übernommenen geöffneten Stellung, und zwar so lange bis der Fahrer das Pedal 2 wieder zurücknimmt, um die Kupplung 4 zu schließen.
Befindet sich die Kupplung 4 in einem durch den Fahrer geöffneten Zustand und die Fluiddruckquelle 24, insbesondere die Reversierpumpe 25, sollte fehlerhafter Weise anlaufen, so wird die Fluiddruckquelle 24 das Volumen durch die Wegeventileinrichtung 40 zur Kupplung 4 fördern. Durch den erhöhten Kupplungsdruck öffnet das federbelastete Rückschlagventil 34 zum Tank 20 und das überflüssige Volumen fließt ab, bis der normale Kupplungsdruck wieder erreicht ist.
In den Figuren 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Wegeventileinrichtung (40 in Figur 1 ) als 5/2-Wegeventil 60 dargestellt. Das 5/2-Wegeventil 60 ist als Schieberventil mit einem Ventilkolben oder Ventilschieber 59 ausgeführt, der in einem Ventilgehäuse 58 hin und her bewegbar geführt ist.
Das 5/2-Wegeventil 60 umfasst einen Fluidspeicheranschluss 61 , einen Kupplungsanschluss 62, einen Tankanschluss 63, einen Druckanschluss 64 und einen Pedalan- schluss 65. Durch eine Feder 70 ist das 5/2-Wegeventil 60 in seine in Figur 2 dargestellte erste Schaltstellung vorgespannt.
Soll die Kupplung durch die Pumpe betätigt werden, wird der Ventilschieber oder Ventilkolben 59 über die pumpenseitige Wirkfläche verschoben, und die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluss oder Druckanschluss 64 und dem Kupplungsanschluss 62 geöffnet, wie man in Figur 3 sieht. Ein Steueranschluss 71 des 5/2-Wegeventils 60 ist mit dem Pedaldruck beaufschlagt, wie durch das Pedalsymbol 2 angedeutet ist.
Bezugszeichenliste
Kupplungsbetätigungssystem
Pedal
Kupplung
Lagereinhchtung
Hydraul iksystem
Verzweigung
Geberzylinder
Verzweigung
Nehmerzylinder
hydraulische Strecke
Tank
Aktoreinrichtung
Fluiddruckquelle
Reversierpumpe
Elektromotor
Verzweigung
Verzweigung
Zweidruckventil
Steuerleitung
entsperrbares Rückschlagventil
Verzweigung
Rückschlagventil
Wegeventileinrichtung
1 Fluidspeicheranschluss
2 Kupplungsanschluss
3 Tankanschluss
4 Druckanschluss
5 Pedalanschluss
0 Fluidspeicher
1 Steuerleitung Steuerleitung fluidischer Widerstand Ventilgehäuse
Ventilkolben
5/2-Wegeventil Fluidspeicheranschluss Kupplungsanschluss Tankanschluss
Druckanschluss Pedalanschluss Feder
Steueranschluss

Claims

Patentansprüche
1 . Kupplungsbetatigungssystenn (1 ) für mindestens eine Kupplung (4), die über ein Pedal (2) betätigbar ist, mit einem Fluidsystem (10), das einen Geberzylinder (12) und einen Nehmerzylinder (14) umfasst, die durch eine fluidische Strecke (15) miteinander verbunden sind, und mit einer Fluiddruckquelle (24), dadurch gekennzeichnet, dass eine druckgesteuerte Wegeventileinrichtung (40) in dem offenen Fluidsystem (10) so an die fluidische Strecke (15), die den Geberzylinder (12) mit dem Nehmerzylinder (14) verbindet, angeschlossen ist, dass die Kupplung (4) mit der Fluiddruckquelle (24) als Aktor teilautomatisiert betätigbar ist.
2. Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung (40) eine erste Schaltstellung, in der die Kupplung (4) über das Pedal (2) betätigbar ist, und eine zweite Schaltstellung, in der die Kupplung (4) über die Fluiddruckquelle (24) teilautomatisiert betätigbar ist, aufweist.
3. Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung (40) in ihre erste Schaltstellung vorgespannt ist.
4. Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeventileinrichtung (40) als 5/2-Wegeventil (60) mit einem Fluidspeicheranschluss (41 ;61 ), einem Kupplungsanschluss (42;62), einem Tankanschluss (43;63), einen Druckanschluss (44;64) und einem Pedalanschluss (45;65) ausgeführt ist.
5. Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (37) zwischen die Fluiddruckquelle (24) und die Wegeventileinrichtung (40) geschaltet ist.
6. Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddruckquelle (24) als Reversierpumpe (25) ausgeführt ist.
7. Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruckquelle (24) ein Zweidruckventil (30) mit einem entsperrbaren Rückschlagventil (34) zugeordnet ist.
8. Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein fluidischer Widerstand (55) zwischen das entsperrbare Rückschlagventil (34) und eine Verzweigung (12) geschaltet ist, die zwischen der Wegeventileinrichtung (40) und dem Nehmerzylinder (14) angeordnet ist.
9. Verfahren zum Betreiben eines Kupplungsbetätigungssystems (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem offenen Fluidsystem (10) fluidische Verbindungen zwischen dem Pedal (2), der Kupplung (4), der Fluiddruckquelle (24), einem Fluidtank (20) und einem Fluidspeicher (41 ) durch die Wegeventileinrichtung (40) gesteuert werden.
10. Fluidruckquelle (24), Wegeventil (60), Fluidspeicher (61 ), fluidischer Widerstand (55) und /oder Rückschlagventil (37) für ein Kupplungsbetätigungssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das insbesondere gemäß einem Verfahren nach Anspruch 9 gesteuert werden kann beziehungsweise wird.
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