WO2008009546A1 - Clutch actuator for automatically actuating a friction clutch - Google Patents

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WO2008009546A1
WO2008009546A1 PCT/EP2007/056548 EP2007056548W WO2008009546A1 WO 2008009546 A1 WO2008009546 A1 WO 2008009546A1 EP 2007056548 W EP2007056548 W EP 2007056548W WO 2008009546 A1 WO2008009546 A1 WO 2008009546A1
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clutch
piston
drive motor
pressure chamber
clutch actuator
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Martin Miller
Kai BORNTRÄGER
Karl-Hermann Ketteler
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16D2048/0254—Double actuation, i.e. two actuation means can produce independently an engagement or disengagement of the clutch

Definitions

  • the invention relates to a coupling divider according to the preamble of patent claim 1 and a method for controlling a clutch actuator according to the preamble of patent claim 9.
  • stick-slip effects can occur in the clutch actuation device for various reasons, for example due to wear, jamming, contamination in bearings or due to other influences.
  • the stick-slip effect is understood to mean the jerking of solids moved against one another.
  • the surface parts of the clutch actuating device which are in frictional relationship with each other, exert a rapid sequence of movements of adhesion, distortion, separation and slipping.
  • teeth of a synchronization device of the transmission are in a tooth-on-tooth position.
  • the teeth located in the tooth-on-tooth position are rotated against each other, so that, for example, a sliding sleeve can engage in a toothing of a toothed wheel.
  • the effective closing force must be increased by further venting the actuating cylinder of the pneumatic clutch actuator , When Los breaking from the static friction, the counter-force of the pneumatic clutch actuator is then no longer sufficient to prevent engagement of the clutch on the slip or driving point. If the time from breakaway to reaching the pickup point is no longer sufficient for counteracting by venting the actuating cylinder, the driving point is exceeded and an undesirably wide and jerky closing of the clutch occurs.
  • the known method works by using a position measuring system and an adjustable ventilation valve or a throttle and an adjustable vent valve or a throttle, in addition, this method is based on a specific applied supply pressure or input pressure at the throttle and a defined outlet pressure of the throttle, wherein by opening both or one of the two throttles, the piston is displaced from a first to a second position, and wherein for the latter position, the said parameters are determined.
  • a generic clutch actuator is known, the pneumatic actuating cylinder is connected on the pressure side via a switchable valve arrangement either with a compressed air source or with a venting device, wherein in the switched on when engaging the clutch compressed air path, a throttle arrangement with depending on the Position of the actuator and / or the engine speed controllable air flow is switched.
  • the valve arrangement which includes primarily two 2/2-way valves, the piston of the Kupplungsstel- lers and an associated with him actuator can move pneumatically, so that the clutch can be opened or closed. Suggestions for solving the problem of the stick-slip effect can not be found in this document.
  • the further actuating means of the electric motor ball screw combination is directly mechanically driven.
  • the advantage of this rather complex clutch actuation device is the rapid, virtually sudden opening of the clutch when the working pressure chamber of the actuation cylinder is pressurized with compressed air.
  • the clutch actuation position at which the clutch engagement begins can be set quite accurately by the hydraulic or electromotive positioning of said further actuating means.
  • the actuating cylinder is vented by compressed air, so that the first piston moves in the direction of the further actuating means until they touch the front side.
  • a disadvantage of the known from DE 697 28 009 72 Kupplungsstel- ler is that the first piston can be subject to the initially described stick-slip effect in its movement in the clutch closing direction, in which the actuation ungsaktuatorik clamps due to wear, so to speak.
  • the first piston bounced abruptly on the already displaced hydraulically or electromotively actuated actuating means in the actuating cylinder, which is adversely associated with a Aufschlaggehoffsch and at least in hydraulic actuation of this actuating means leads to undesirable pressure oscillations in the actuation system
  • the invention has the object to improve a clutch plate of the last-mentioned type so that with this uncontrollable engagement of a clutch, for example, caused by the said stick-slip effect, do not occur.
  • the coupling divider should be constructed comparatively simple and inexpensive.
  • the invention is also intended to specify a method for operating such a clutch actuator, with the stick-slip effect avoidable bar and a comparatively quiet operation of the clutch actuator is possible.
  • the solution to this problem arises for a clutch actuator from the features of the main claim and in terms of a method for operating the clutch actuator from the independent method claim.
  • Advantageous embodiments and further developments of the invention are the respective associated subclaims removed.
  • the invention is based on the finding that the stated object can be achieved in a surprisingly simple manner by the fact that said stick-slip effect can be prevented by a decoupling of Wegpositionsvorgabe and force control of the clutch actuator.
  • This particular fact that the only piston in the working pressure chamber of the associated pneumatic cylinder is not only operated pressure medium controlled, but is also positively and driven connected via a worm gear with a drive motor. This allows exact positioning of the piston of the pneumatic cylinder.
  • pressure and force peaks which are characteristic of the occurrence of stick-slip effects, are absorbed by the advantageously self-locking worm gear, the drive motor is designed to be electrically operable
  • the coupling divider can be controlled by the combination of pressure and path control finer than usual devices and can thereby better adapt to different states of the clutch.
  • By using only an axially movable adjusting element in the actuating cylinder unfavorable impact noise and force peaks in the operating system deviating from the clutch plate of DE 697 28 009 12 avoided.
  • the clutch actuator is comparatively simple and inexpensive
  • the invention is based on a clutch plate for the automatic actuation of a motor vehicle clutch, consisting of a controllable pneumatic cylinder with a piston displaceable in a cylinder housing, softer subdivided the pneumatic cylinder into a sender chamber and a working pressure chamber, wherein the working pressure chamber by means of a switchable valve assembly with a compressed air source or with a Ent Kunststoffungs founded is connectable.
  • the piston of the pneumatic cylinder pressure chamber side has a piston rod which is axially driven via a worm gear by an electric drive motor.
  • the worm gear is preferably designed to be self-locking in a manner known per se, so that no separate braking or locking means are provided with which otherwise the drive motor of the device driving forces of the diaphragm spring or disc spring of the clutch would have to be kept away from this , In particular, unintentional movements of the piston rod driven by the electric drive motor can thus be prevented.
  • valve assembly With regard to the valve assembly is provided that this one connected to a compressed air source valve and one with an exhaust chamber or with Having the ambient air connected valve. At least one of these valves is designed as a 2/2 way valve.
  • an electronic firing device is provided which is designed, for example, as a gearbox control device.
  • the components of the valve arrangement mentioned are connected to the control device via control lines.
  • the piston rod in operative connection with a displacement measuring sensor, and for this displacement measuring sensor to be connected to the electronic control device via a sensor line,
  • a speed sensor is arranged on the drive motor or on the worm gear, which can forward speed signals to the electronic control device, in this is determined from the speed signals with knowledge of the translation of the worm gear of the travel covered by the piston travel.
  • the invention also relates to a method for controlling a clutch actuator with at least some of the mentioned features, in which the single piston is acted upon by compressed air for opening the motor vehicle friction clutch and a corresponding working pressure chamber is vented to close the motor vehicle friction clutch.
  • the method it is provided that in a first method step for adjusting a clutch actuation position compressed air is passed into the working pressure chamber or vented from this, and that at the latest after filling or venting the Arbeifsbuchraumes in a second process step, the electric drive motor is operated until the piston the desired as long is operated: until the piston has reached the desired clutch actuation position,
  • the achievement of the desired clutch actuation position by means of said Wegmesssensors or by determining the actuation time of the drive motor and / or by detecting rotational speed signals of a speed sensor on the drive motor or on the worm gear is determined.
  • the method is used according to the invention for the exact control of a driving position or a slip operating position of the motor vehicle friction clutch, so that it does not come to unwanted torque peaks in the drive train of a motor vehicle in the elimination of a Zahnauf-tooth position of gears in an automated transmission.
  • the description is accompanied by a drawing of an embodiment.
  • the single figure shows a clutch plate 1 according to the invention, which acts on an only indicated motor vehicle friction clutch 2.
  • This motor vehicle friction clutch 2 is arranged in terms of drive technology between a drive motor and a manual transmission, both of which are not shown separately for a better overview.
  • the clutch actuator 1 initially consists of an actuator in the form of a pneumatic cylinder 3 which has a housing 4 in which the single piston 5 is arranged to be axially displaceable.
  • the piston 5 divides the pneumatic cylinder 3 in a transmitter chamber 6 and in a working pressure chamber 7.
  • the piston 5 is connected on the side of the transmitter chamber 6 in a conventional manner with an actuator 8,
  • the closed position of the motor vehicle friction clutch 2 is shown, in which the plate spring 10 presses friction elements 11 and 12 of the motor vehicle friction clutch 2 against each other.
  • the pneumatic cylinder 3 is connected with its working pressure chamber 7 to a valve assembly 13.
  • This valve arrangement 13 has a valve 15 connected to a compressed air source 14 and a valve 16 connected to the ambient air or an exhaust air space, wherein both valves 15 and 16 are designed as electromagnetic 2/2-way valves.
  • the valves 15, 16 are connected to an electronic control device E, for example in the form of a transmission control device,
  • This electronic Steuerungseinrichfung E controls the feeding of compressed air via the valve 15 in the working pressure chamber 7 and the discharge of compressed air from the working pressure chamber 7 via the valve sixteenth ,
  • the piston 5 is on the side of the working pressure chamber 7 with a second piston rod 17 in connection.
  • This piston rod 17 is positively and drivably connected to an only indicated worm gear 18, which in turn is driven by an electric drive motor M.
  • the worm gear 18 is dimensioned so that in motor operation, a motor rotation is converted into a linear movement of the piston rod 17.
  • the drive motor M does not provide large Betäf Trents kit for the axial displacement of the piston 5 and the actuator 8 available. It essentially serves to allow a maximum actuation path of the piston 5. The necessary for the completion of this travel actuating forces are applied mainly by the fed into the working pressure chamber 7 compressed air and in the opposite direction by the plate spring 10 of the clutch 2.
  • the drive motor M is connected to the electronic firing device E.
  • a also connected to the electronic control device E Wegmesssensor W detects the axial position or the axial displacement of the piston rod 17 in a conventional manner.
  • the worm gear 18 is dimensioned so that in the case in which the piston rod 5 due to the forces acting on them of the two springs 10 and 19 tries to drive via the worm gear, the drive shaft of the drive motor M, enters a self-locking. This means that an adjusting movement of the piston rod 17 or the piston 5 is only possible if the drive motor M drives the worm gear 18 in one of the two directions of rotation. As mentioned, the pneumatic pressure in the working pressure chamber 7 or the restoring forces of the two springs 10, 19 largely takes over the necessary actuating forces.
  • the closing of the clutch 2 takes place by energizing the valve 16, which is connected to the ambient air, as well as by energizing the drive motor M to specify the engagement position to be achieved and the input. back speed.
  • the piston rod 17 now moves in the reverse axial direction in the figure to the right, so that the clutch 2 is brought into a favorable for eliminating a tooth-on-tooth position of gear teeth slip position.
  • valve 16 remains open until the sum of the current static friction force and the counterforce of the pneumatic cylinder 3 by reducing the pressure in the working pressure chamber 7 is smaller than the sum of the closing force of the plate spring 10 and the closing force of the worm gear drive motor combination.
  • the detection of the actuating position of the actuator can be effected by means of the illustrated displacement sensor W or by other sensors.
  • the rotational speed and direction of rotation of the drive motor M can be used to sense actuation positions and states of the pneumatic cylinder 3 and the clutch 2.
  • a statement about the axial position of the piston rod 17 can be made by the number of engine revolutions and the ratio of the worm gear.

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Abstract

The invention relates to a clutch actuator (1) for the automatic actuation of a vehicle friction clutch (2) and to a method for operating the same, said actuator consisting of a controllable pneumatic cylinder (3) with a piston (5) that can be displaced in a cylinder housing (4) and that divides the pneumatic cylinder (3) into a master chamber (6) and a working pressure chamber (7). The working pressure chamber (7) can be connected to a compressed air source (14) or a ventilation device by means of a switchable valve assembly (13). The aim of the invention is to prevent uncontrolled engagement operations of the clutch actuator, for example when an engaged position or a continuous slip operation position of the vehicle friction clutch (2) is set, and to permit an exact and comparatively quiet actuation of the clutch actuator (1). To achieve this, according to the invention, the piston (5) of the pneumatic cylinder (3) has a piston rod (17) on the pressure chamber side, said rod being axially driven by an electric drive motor (M) using a worm gear (18).

Description

Kupplungssteller zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung Clutch actuator for the automatic actuation of a friction clutch
Die Erfindung betrifft einen Kupplungssteiler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Kupplungs- stellers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The invention relates to a coupling divider according to the preamble of patent claim 1 and a method for controlling a clutch actuator according to the preamble of patent claim 9.
Bei automatisierten Getrieben mit pneumatisch oder hydraulisch betätigter Kupplung kann es aus verschiedenen Gründen, beispielsweise durch Verschleiß, Klemmen, Verunreinigungen in Lagern oder aufgrund anderer Einflüsse, zu so genannten Stick-Slip-Effekten in der Kupplungsbetätigungsvorrich- tung kommen. Bekanntlich versteht man unter dem Stick-Slip-Effekt das Ruckgleiten von gegeneinander bewegten Festkörpern, Dabei üben die miteinander in Reibkonfakt befindlichen Oberflächenteile der Kupplungsbetätigungsvorrich- tung eine schnelle Bewegungsfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleiten aus.In automated transmissions with pneumatically or hydraulically actuated clutch, so-called stick-slip effects can occur in the clutch actuation device for various reasons, for example due to wear, jamming, contamination in bearings or due to other influences. As is known, the stick-slip effect is understood to mean the jerking of solids moved against one another. The surface parts of the clutch actuating device, which are in frictional relationship with each other, exert a rapid sequence of movements of adhesion, distortion, separation and slipping.
Bei einem automatisierten Schaltgetriebe kann es beispielsweise bei Fahrzeugstillstand vorkommen, dass sich Zähne einer Synchronisationsvorrichtung des Getriebes in einer Zahn-auf-Zahn-Stellung befinden. Um diese Aufzulösen und um damit ein mechanisches Koppeln eines Zahnrades mit einer Getriebewelle zu ermöglichen, ist es bekannt, die bis dahin gegen die Kraft einer Rückstellfeder geöffnete Anfahrkupplung soweit zu schließen, bis diese im so genannten Mitnahmezustand oder Schlupfbetrieb ein gewisses Drehmoment übertragen kann. Dadurch werden die in der Zahn-auf-Zahn- Stellung befindlichen Verzahnungen gegeneinander verdreht, so dass beispielsweise eine Schiebemuffe in eine Verzahnung eines Zahnrades eingreifen kann. Beim Schließen der Anfahrkupplung vom geöffneten Zustand in Richtung zur Seh lupf Position kann es als Folge der vorgenannten Einflüsse auf die Größe der Hysterese in der Übertragung der Betätigungskraft zu einer unkontrollierbaren Einrückbewegung in der Kupplung ab überwundener Hysterese kommen, bei der die Kupplung mehr als gewünscht sowie ruckartig geschlossen wird, worauf nachfolgend genauer eingegangen wird.In an automated manual transmission, it may happen, for example when the vehicle is stationary, that teeth of a synchronization device of the transmission are in a tooth-on-tooth position. In order to enable this dissolution and to enable a mechanical coupling of a toothed wheel to a gear shaft, it is known to close the starting clutch, which until then has been open against the force of a return spring, until it can transmit a certain torque in the so-called driving state or slip mode. As a result, the teeth located in the tooth-on-tooth position are rotated against each other, so that, for example, a sliding sleeve can engage in a toothing of a toothed wheel. When closing the starting clutch from the open state toward the eyes lupf position may occur as a result of the aforementioned influences on the size of the hysteresis in the transmission of the actuating force to an uncontrollable engagement in the clutch from overcome hysteresis, in which the clutch more than desired as well is closed suddenly, which will be discussed in more detail below.
Um vom geöffneten Zustand in die Schlupfposition bzw. den Mitnahmezustand der Kupplung zu gelangen, muss eine von einem druckmittelbetriebenen Kupplungsaktuator in Kupplungsöffnungsrichtung gegen die Rückstellkraft der Kupplungsrückstellfeder (Tellerfeder} aufgebrachte Betätigungskraft reduziert werden. Dies geschieht bei einem pneumatischen Kupplungsaktuator, wie er beispielsweise in Nutzfahrzeugen Verwendung findet, dadurch, dass dessen Betätigungszylinder feilweise entlüftet wird.In order to move from the open state to the slip position or clutch state of the clutch, an operating force applied by a pressure-driven clutch actuator against the restoring force of the clutch return spring (Belleville spring) has to be reduced, such as in a pneumatic clutch actuator such as commercial vehicles finds, characterized in that the actuating cylinder is vented by the file.
Reicht die aktuelle Kraftdifferenz zwischen der Kraft der Kupplungsrückstellfeder und der entgegengerichteten Kraft des pneumatischen Kupplungs- stellers nicht aus, damit ein Stellglied der Kupplungsbetätigungsvorrichtung unter Überwindung der Haftreibung in Schließrichtung bewegt wird, so muss durch weitere Entlüftung des Betätigungszylinders des pneumatischen Kupplungsaktuators die wirksame Schließkraft erhöht werden. Beim Losbrechen aus der Haftreibung ist die Gegenkraft des pneumatischen Kupplungsaktuators dann nicht mehr ausreichend, um ein Einrücken der Kupplung über den Schlupf- bzw. Mitnahmepunkt zu verhindern. Reicht die Zeit vom Losbrechen bis zum Erreichen des Mitnahmepunktes außerdem zum Gegensteuern durch Belüften des Betätigungszylinders nicht mehr aus, so wird der Mitnahmepunkt überschritten und es kommt zu einem unerwünscht weiten und ruckartigen Schließen der Kupplung. Die unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2004 039 271 beschäftigt sich bereits mit dem Problem von Stick-Slip-Effekten in hydrostatischen Getrieben und schlägt ein Verfahren zur Ermittlung solcher Parameter an einem hydrostatischen Getriebe vor, die für das genaue Positionieren eines mit einer Kraft beaufschlagten Kolbens einer einfach wirkenden Tauchkolben-Zylinder- Einheit des Getriebes notwendig sind. Zu diesen Parametern gehören gemäß dieser Druckschrift der Zylinder-Snnendruck, etwaige Stick-Slip-Effekte der Tauchkolben-Zylinder-Einheit und/oder eine das hydrostatische Getriebe etwaig beeinflussende Hysterese.If the current difference in force between the force of the clutch return spring and the opposing force of the pneumatic clutch actuator is insufficient to cause an actuator of the clutch actuator to move in the closing direction by overcoming static friction, the effective closing force must be increased by further venting the actuating cylinder of the pneumatic clutch actuator , When Los breaking from the static friction, the counter-force of the pneumatic clutch actuator is then no longer sufficient to prevent engagement of the clutch on the slip or driving point. If the time from breakaway to reaching the pickup point is no longer sufficient for counteracting by venting the actuating cylinder, the driving point is exceeded and an undesirably wide and jerky closing of the clutch occurs. The unpublished patent application DE 10 2004 039 271 already deals with the problem of stick-slip effects in hydrostatic transmissions and proposes a method for determining such parameters on a hydrostatic transmission which is simple for the accurate positioning of a force-loaded piston acting plunger-cylinder unit of the transmission are necessary. These parameters include according to this document, the cylinder-Snnendruck, any stick-slip effects of the plunger-cylinder unit and / or a hysteresis possibly influencing the hydrostatic transmission.
Das bekannte Verfahren arbeitet unter Verwendung eines Wegmesssystems sowie eines einstellbaren Belüftungsventils bzw. einer Drossel und eines einstellbaren Entlüftungsventils bzw. einer Drossel, Zudem geht dieses Verfahren von einem bestimmten anliegenden Vorratsdruck bzw. Eingangs- druck an der Drossel und einem definierten Ausgangsdruck der Drossel aus, wobei durch Öffnen beider oder einer der beiden Drosseln der Kolben von einer ersten in eine zweite Position verschoben wird, und wobei für letztere Position die genannten Parameter ermittelt werden.The known method works by using a position measuring system and an adjustable ventilation valve or a throttle and an adjustable vent valve or a throttle, in addition, this method is based on a specific applied supply pressure or input pressure at the throttle and a defined outlet pressure of the throttle, wherein by opening both or one of the two throttles, the piston is displaced from a first to a second position, and wherein for the latter position, the said parameters are determined.
In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der DE 10 2004 039 271 wird in der gewählten zweiten Position des Kolbens bei definiert geöffneten Drosseln oder während definiertem weiteren öffnen einer der beiden bereits offenen Drosseln oder bei definiertem öffnen einer der beiden vorab geschlossenen Drosseln durch ein Messmittel zumindest ein Zustandswert des Getriebes erfasst, und aus diesem mindestens einen erfassten Zusfandswert die gesuchten Parameter errechnet oder auf diese geschlossen. Die Kupplungsbetätigung erfolgt dort also durch besonders fein dosiertes Schließen und Öffnen der beiden Hydraulikdrosseln oder Hydraulikventile sowie durch besonders genaues Erfassen von Hydraulikdrücken und der Kolbenposition. Aus der DE 30 28 251 A1 ist zudem ein gattungsgemäßer Kupplungs- steller bekannt, dessen pneumatischer Betätigungszylinder druckseitig über eine umschaltbare Ventilanordnung entweder mit einer Druckluftquelle oder mit einer Entlüftungseinrichtung verbindbar ist, wobei in den beim Einrücken der Kupplung eingeschalteten Druckluftweg eine Drosselanordnung mit abhängig von der Position des Betätigungsorgans und/oder der Motordrehzahl steuerbarem Luftdurchsatz geschaltet ist. Mittels der Ventilanordnung, zu der vornehmlich zwei 2/2-Wegeventile gehören, lässt sich der Kolben des Kupplungsstel- lers und ein mit ihm verbundenes Betätigungsorgan auf pneumatischem Wege verschieben, so dass die Kupplung geöffnet oder geschlossen werden kann. Anregungen zur Lösung des Problems des Stick-Slip-Effektes sind dieser Druckschrift nicht entnehmbar.In a further method step according to DE 10 2004 039 271, in the selected second position of the piston at defined open throttles or during defined further open one of the two already open throttles or at defined open one of the two previously closed throttles by a measuring means at least one state value of the transmission detected, and calculated from this at least one detected Zusfandswert the searched parameters or closed on this. The clutch actuation takes place there by particularly finely metered closing and opening of the two hydraulic throttles or hydraulic valves and by particularly accurate detection of hydraulic pressures and the piston position. From DE 30 28 251 A1 also a generic clutch actuator is known, the pneumatic actuating cylinder is connected on the pressure side via a switchable valve arrangement either with a compressed air source or with a venting device, wherein in the switched on when engaging the clutch compressed air path, a throttle arrangement with depending on the Position of the actuator and / or the engine speed controllable air flow is switched. By means of the valve arrangement, which includes primarily two 2/2-way valves, the piston of the Kupplungsstel- lers and an associated with him actuator can move pneumatically, so that the clutch can be opened or closed. Suggestions for solving the problem of the stick-slip effect can not be found in this document.
Aus der DE 697 28 009 12 (« EP 0 834 669 81 } ist schließlich ein Kupp- lungssteller für eine automatisierte Fahrzeugkupplung bekannt, der pneumatisch und hydraulisch bzw. elektromotorisch betätigbar ist Dazu befindet sich in einen Betätigungszylinder des Kupplungsstellers ein erster Kolben, der auf den Ausrückmechanismus einer Reibungskupplung wirkt. Dieser erste Kolben wird durch das Zuführen von Druckluft in den Betätigungszylinder zum Öffnen der Kupplung axial in eine Richtung verschoben, und federbelastet beim Entlüften des Betätigungszylinders zum Schließen der Kupplung in die entgegengesetzte Richtung bewegt, In dem Betätigungszylinder befindet sich ein weiteres Stellmittel, welches dort unabhängig von dem ersten Kolben axial bewegbar ist und mit dem ersten Kolben stirnseitig zur Anlage gebracht werden kann. Die Position dieses weiteren Stellmittels ist durch einen Hydraulikdruck im gleichen Betätigungszylinder einstellbar, welcher durch einen Elektromotor mit einem Kugelgewindespindelgetriebe in einem hydraulischen Geberzylinder erzeugt wird. Gemäß einer dazu alternativen Ausgestaltungsform ist das weitere Stellmittel von der Elektromotor-Kugelgewindespindelgetriebe-Kombination direkt mechanisch antreibbar. Als Vorteil dieser recht komplex aufgebauten Kupplungsbetätigungsvor- richtung wird das schnelle, quasi schlagartige Öffnen der Kupplung bei Beaufschlagung des Arbeitsdruckraums des Betätigungszylinders mit Druckluft genannt. Zudem kann die Kupplungsbetätigungsposition, bei der der Kupplungseingriff beginnt, durch die hydraulische oder elektromotorische Positionierung des genannten weiteren Stellmittels recht genau eingestellt werden. Anschließend oder gleichzeitig wird der Betätigungszylinder von Druckluft entlüftet, so dass sich der erste Kolben so lange in Richtung zum weiteren Stellmittel bewegt, bis diese sich stirnseitig berühren.(DE 697 28 009 12 "EP 0834669 81} is finally a couplings lung controller for an automated vehicle clutch is known which is pneumatically and hydraulically or electromotively operable by located in an actuator cylinder of the clutch actuator, a first piston, which on This first piston is axially displaced in one direction by the supply of compressed air to the actuating cylinder for opening the clutch, and spring-loaded in venting the actuating cylinder for closing the clutch moves in the opposite direction Further adjusting means, which is axially movable there independently of the first piston and can be brought to the front side with the first piston for abutment The position of this further actuating means is adjustable by a hydraulic pressure in the same actuating cylinder, which by an electric motor with egg A ball screw drive is generated in a hydraulic master cylinder. According to an alternative embodiment, the further actuating means of the electric motor ball screw combination is directly mechanically driven. The advantage of this rather complex clutch actuation device is the rapid, virtually sudden opening of the clutch when the working pressure chamber of the actuation cylinder is pressurized with compressed air. In addition, the clutch actuation position at which the clutch engagement begins can be set quite accurately by the hydraulic or electromotive positioning of said further actuating means. Subsequently or at the same time, the actuating cylinder is vented by compressed air, so that the first piston moves in the direction of the further actuating means until they touch the front side.
Nachteilig an dem aus der DE 697 28 009 72 bekannten Kupplungsstel- ler ist, dass der erste Kolben bei seiner Bewegung in Kupplungsschließrichtung dem eingangs erläuterten Stick-Slip-Effekt unterliegen kann, bei dem die Betätig ungsaktuatorik kurzeitig verschleißbedingt sozusagen klemmt. Beim Losbrechen dieser Aktuatorik prallt der erste Kolben dann schlagartig auf das axial schon verschobene hydraulisch oder elektromotorisch betätigbare Stellmittel im Betätigungszylinder, welches nachteilig mit einem Aufschlaggeräusch verbunden ist und zumindest bei hydraulischer Betätigung dieses Stellmittels zu unerwünschten Druckschwingungen im Betätigungssystem führtA disadvantage of the known from DE 697 28 009 72 Kupplungsstel- ler is that the first piston can be subject to the initially described stick-slip effect in its movement in the clutch closing direction, in which the actuation ungsaktuatorik clamps due to wear, so to speak. When breakage of this actuator, the first piston then bounced abruptly on the already displaced hydraulically or electromotively actuated actuating means in the actuating cylinder, which is adversely associated with a Aufschlaggeräusch and at least in hydraulic actuation of this actuating means leads to undesirable pressure oscillations in the actuation system
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kupplungssteller der zuletzt geschilderten Art dahin gehend zu verbessern, dass mit diesem unkontrollierbare Einrückvorgänge einer Kupplung, beispielsweise verursacht durch den genannten Stick-Slip-Effekt, nicht auftreten. Außerdem soll der Kupplungssteiler vergleichsweise einfach und kostengünstig aufgebaut sein. Die Erfindung soll zudem ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kupplungsstellers angeben, mit dem der Stick-Slip-Effekt vermeid bar sowie ein vergleichsweise leises Betreiben des Kupplungsstellers möglich ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für einen Kupplungssteller aus den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie hinsichtlich eines Verfahrens zum Betreiben des Kupplungsstellers aus dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils zugeordneten Unteransprüchen entnehmbar.Against this background, the invention has the object to improve a clutch plate of the last-mentioned type so that with this uncontrollable engagement of a clutch, for example, caused by the said stick-slip effect, do not occur. In addition, the coupling divider should be constructed comparatively simple and inexpensive. The invention is also intended to specify a method for operating such a clutch actuator, with the stick-slip effect avoidable bar and a comparatively quiet operation of the clutch actuator is possible. The solution to this problem arises for a clutch actuator from the features of the main claim and in terms of a method for operating the clutch actuator from the independent method claim. Advantageous embodiments and further developments of the invention are the respective associated subclaims removed.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass der genannte Stick-Slip-Effekt durch eine Entkoppelung von Wegpositionsvorgabe und Kraftsteuerung des Kupplungsstellers verhindert werden kann. Dies insbesondere dadurch, dass der einzige Kolben im Arbeitsdruckraum des zugeordneten Pneumatikzylinders nicht nur druckmittelgesteuert betrieben wird, sondern auch formschlüssig und antreibbar über ein Schneckengetriebe mit einem Antriebsmotor verbunden ist. Dies ermöglicht eine exakte Positionierung des Kolbens des Pneumatikzylinders. Insbesondere werden Druck- und Kraftspitzen, welche charakteristisch für das Auftreten von Stick-Slip-Effekten sind, durch das vorteilhafterweise selbsthemmend ausgebildete Schneckengetriebe abgefangen, Der Antriebsmotor ist dabei elektrisch betreibbar ausgebildetThe invention is based on the finding that the stated object can be achieved in a surprisingly simple manner by the fact that said stick-slip effect can be prevented by a decoupling of Wegpositionsvorgabe and force control of the clutch actuator. This particular fact that the only piston in the working pressure chamber of the associated pneumatic cylinder is not only operated pressure medium controlled, but is also positively and driven connected via a worm gear with a drive motor. This allows exact positioning of the piston of the pneumatic cylinder. In particular, pressure and force peaks, which are characteristic of the occurrence of stick-slip effects, are absorbed by the advantageously self-locking worm gear, the drive motor is designed to be electrically operable
Hierdurch ergeben sich überraschende Effekte und Vorteile. Der Kupplungssteiler ist durch die Kombination von Druck- und Wegsteuerung feiner als sonst übliche Vorrichtungen regelbar und lässt sich hierdurch besser verschiedenen Zuständen der Kupplung anpassen. Durch die Nutzung nur eines axial beweglichen Stellelementes in dem Betätigungszylinder werden unvorteilhafte Aufschlaggeräusche und Kraftspitzen im Betätigungssystem abweichend vom Kupplungssteller der DE 697 28 009 12 vermieden. Zudem ist der Kupplungssteller vergleichsweise einfach und kostengünstig aufgebautThis results in surprising effects and advantages. The coupling divider can be controlled by the combination of pressure and path control finer than usual devices and can thereby better adapt to different states of the clutch. By using only an axially movable adjusting element in the actuating cylinder unfavorable impact noise and force peaks in the operating system deviating from the clutch plate of DE 697 28 009 12 avoided. In addition, the clutch actuator is comparatively simple and inexpensive
Gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs geht die Erfindung aus von einem Kupplungssteller zur automatischen Betätigung einer Kraftfahrzeugrei- bungskupplung, bestehend aus einem steuerbaren Pneumatikzylinder mit einem in einem Zylindergehäuse verschiebbaren Kolben, weicher den Pneuma- tik∑ylinder in einen Geberraum und einen Arbeitsdruckraum unterteilt, wobei der Arbeitsdruckraum mittels einer umschaltbaren Ventilanordnung mit einer Druckluftquelle oder mit einer Entluftungseinrichtung verbindbar ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass der Kolben des Pneumatikzylinders druckraumseitig eine Kolbenstange aufweist, welche über ein Schneckengetriebe von einem elektrischen Antriebsmotor axial antreibbar ist.According to the features of the main claim, the invention is based on a clutch plate for the automatic actuation of a motor vehicle clutch, consisting of a controllable pneumatic cylinder with a piston displaceable in a cylinder housing, softer subdivided the pneumatic cylinder into a sender chamber and a working pressure chamber, wherein the working pressure chamber by means of a switchable valve assembly with a compressed air source or with a Entluftungseinrichtung is connectable. To achieve the object is provided that the piston of the pneumatic cylinder pressure chamber side has a piston rod which is axially driven via a worm gear by an electric drive motor.
Durch die Kombination der Druckmittelbetätigung des einzigen Kolbens des Kupplungsstellers und der Wegsteuerung durch den Elektromotor mit dem Schneckengetriebe kann vorteilhaft exakt, schnell und vergleichsweise geräuschlos beispielsweise diejenige Kupplungsbetätigungsposition angefahren werden, in welche die Kupplung zur Auflösung einer in einem antriebstechnisch nachgeordneten Schaltgetriebe bestehenden Zahn-auf-Zahn-Stellung einzustellen ist. Dies ist vor allen dann für die Sicherheit des Fahrzeugsbetriebs von Vorteil, wenn diese Zahn-auf-Zahn-Stellung von schaltbaren Getriebeverzahnungen bei zunächst geöffneter Anfahrkupplung, eingelegtem Anfahrgang und stehendem Fahrzeug beseitigt werden soll.Due to the combination of the pressure medium actuation of the single piston of the clutch actuator and the travel control by the electric motor with the worm gear can advantageously be approached exactly, quickly and comparatively noiseless, for example, that clutch actuation position, in which the clutch for dissolving an existing in a drive technically downstream transmission tooth-up To set the tooth position. This is especially advantageous for the safety of vehicle operation if this tooth-on-tooth position of shiftable transmission toothing is to be eliminated when the starting clutch is initially open, the starting gear engaged and the vehicle stationary.
Bevorzugt ist bei diesem Kupplungssteiler das Schneckengetriebe in an sich bekannter Weise selbsthemmend ausgebildet, so dass diesbezüglich keine gesonderten Brems- oder Arretierungsmittel vorgesehen sind, mit denen ansonsten den Antriebsmotor der Vorrichtung antreibende Kräfte der Membran- feder bzw. Tellerfeder der Kupplung von diesem ferngehalten werden müssten. Insbesondere lassen sich damit nicht gewollte Bewegungen der vom elektrischen Antriebsmotor angetriebenen Kolbenstange verhindern.In this coupling divider, the worm gear is preferably designed to be self-locking in a manner known per se, so that no separate braking or locking means are provided with which otherwise the drive motor of the device driving forces of the diaphragm spring or disc spring of the clutch would have to be kept away from this , In particular, unintentional movements of the piston rod driven by the electric drive motor can thus be prevented.
Hinsichtlich der Ventilanordnung ist vorgesehen, dass diese ein mit einer Druckluftquelle verbundenes Ventil und ein mit einem Abluftraum oder mit der Umgebungsluft verbundenes Ventil aufweist. Dabei ist wenigstens eines dieser Ventile als ein 2/2 -Wegeventil ausgebildet.With regard to the valve assembly is provided that this one connected to a compressed air source valve and one with an exhaust chamber or with Having the ambient air connected valve. At least one of these valves is designed as a 2/2 way valve.
Zur Ansteuerung der Bauteile der Ventilanordnung und des elektrischen Antriebsmotors ist eine elektronische Sfeuerungseinrichtung vorhanden, die beispielsweise als Getriebesteuerungsgerät ausgebildet ist Die genannten Bauteile der Ventilanordnung sind über Steuerungsleitungen mit der Steuerungseinrichtung verbunden.For controlling the components of the valve arrangement and the electric drive motor, an electronic firing device is provided which is designed, for example, as a gearbox control device. The components of the valve arrangement mentioned are connected to the control device via control lines.
Bevorzugt ist bei diesem Kupplungssteiler außerdem vorgesehen, dass die Kolbenstange mit einem Wegmesssensor in Wirkverbindung steht, und dass dieser Wegmesssensor über eine Sensorleitung mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden ist,In this coupling divider, it is also preferable for the piston rod to be in operative connection with a displacement measuring sensor, and for this displacement measuring sensor to be connected to the electronic control device via a sensor line,
Außerdem kann vorgesehen sein, dass am Antriebsmotor oder am Schneckengetriebe ein Drehzahlsensor angeordnet ist, welcher Drehzahlsignale an die elektronische Steuerungseinrichtung weiterleiten kann, in dieser ist aus den Drehzahlsignalen in Kenntnis der Übersetzung des Schneckengetriebes der durch den Kolben zurückgelegte Stellweg ermittelbar.In addition, it can be provided that a speed sensor is arranged on the drive motor or on the worm gear, which can forward speed signals to the electronic control device, in this is determined from the speed signals with knowledge of the translation of the worm gear of the travel covered by the piston travel.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Steuerung eines Kupp- lungsstellers mit zumindest einigen der genannten Merkmale, bei welchem der einzige Kolben zum Öffnen der Kraftfahrzeugreibungskupplung mit Druckluft beaufschlagt und zum Schließen der Kraftfahrzeugreibungskupplung ein diesbezüglicher Arbeitsdruckraum entlüftet wird. Verfahrensgemäß ist dabei vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt zur Einstellung einer Kupp- lungsbetätigungsstellung Druckluft in den Arbeitsdruckraum geleitet oder aus diesem entlüftet wird, und dass spätestens nach Befüllung oder Entlüftung des Arbeifsdruckraumes in einem zweiten Verfahrensschritt der elektrische Antriebsmotor solange betrieben wird, bis der Kolben die gewünschte solange betrieben wird: bis der Kolben die gewünschte Kupplungsbetätigungs- stellung erreicht hat,The invention also relates to a method for controlling a clutch actuator with at least some of the mentioned features, in which the single piston is acted upon by compressed air for opening the motor vehicle friction clutch and a corresponding working pressure chamber is vented to close the motor vehicle friction clutch. According to the method, it is provided that in a first method step for adjusting a clutch actuation position compressed air is passed into the working pressure chamber or vented from this, and that at the latest after filling or venting the Arbeifsdruckraumes in a second process step, the electric drive motor is operated until the piston the desired as long is operated: until the piston has reached the desired clutch actuation position,
Verfahrensgemäß kann auch vorgesehen sein, dass das Erreichen der gewünschten Kupplungsbetätigungsstellung mittels des genannten Wegmesssensors oder durch Bestimmen der Betätigungszeit des Antriebsmotors und/oder durch Erfassen von Drehzahlsignalen eines Drehzahlsensors am Antriebsmotor oder an dem Schneckengetriebe ermittelt wird.According to the method can also be provided that the achievement of the desired clutch actuation position by means of said Wegmesssensors or by determining the actuation time of the drive motor and / or by detecting rotational speed signals of a speed sensor on the drive motor or on the worm gear is determined.
Bevorzugt wird das Verfahren gemäß der Erfindung zur exakten Ansteuerung einer Mitnahmeposition bzw. einer Schlupfbetriebsposition der Kraftfahrzeugreibungskupplung verwendet, so dass es bei der Beseitigung einer Zahnauf-Zahn-Stellung von Verzahnungen in einem automatisierten Schaltgetriebe nicht zu ungewollten Drehmomentspitzen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges kommt.Preferably, the method is used according to the invention for the exact control of a driving position or a slip operating position of the motor vehicle friction clutch, so that it does not come to unwanted torque peaks in the drive train of a motor vehicle in the elimination of a Zahnauf-tooth position of gears in an automated transmission.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur einen Kupplungssteller 1 gemäß der Erfindung, der auf eine nur angedeutete Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 wirkt. Diese Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 ist antriebstechnisch zwischen einem Antriebsmotor und einem Schaltgetriebe angeordnet, welche beide zur besseren Übersicht nicht gesondert dargestellt sind.To clarify the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this, the single figure shows a clutch plate 1 according to the invention, which acts on an only indicated motor vehicle friction clutch 2. This motor vehicle friction clutch 2 is arranged in terms of drive technology between a drive motor and a manual transmission, both of which are not shown separately for a better overview.
Der Kupplungssteller 1 besteht gemäß dieser vereinfachten Darstellung zunächst aus einem Aktuator in Form eines Pneumatikzylinders 3, welcher ein Gehäuse 4 aufweist, in dem der einzige Kolben 5 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 5 unterteilt den Pneumatikzylinder 3 in einen Geberraum 6 und in einen Arbeitsdruckraum 7. Der Kolben 5 ist auf der Seite des Geberraums 6 in an sich bekannter Weise mit einem Betätigungsorgan 8 verbunden, welches mit einem nur angedeuteten Ausrücklager 9 und einer Membranfeder bzw. Tellerfeder 10 der Kupplung 2 in Wirkverbindung steht, In der Figur ist die geschlossene Stellung der Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 dargestellt, bei welcher die Tellerfeder 10 Reibelemente 11 und 12 der Kraftfahrzeugreibungskupplung 2 gegeneinander presst.According to this simplified illustration, the clutch actuator 1 initially consists of an actuator in the form of a pneumatic cylinder 3 which has a housing 4 in which the single piston 5 is arranged to be axially displaceable. The piston 5 divides the pneumatic cylinder 3 in a transmitter chamber 6 and in a working pressure chamber 7. The piston 5 is connected on the side of the transmitter chamber 6 in a conventional manner with an actuator 8, In the figure, the closed position of the motor vehicle friction clutch 2 is shown, in which the plate spring 10 presses friction elements 11 and 12 of the motor vehicle friction clutch 2 against each other.
Der Pneumatikzylinder 3 ist mit seinem Arbeitsdruckraum 7 an eine Ventilanordnung 13 angeschlossen. Diese Ventilanordnung 13 weist ein mit einer Druckluftquelle 14 verbundenes Ventil 15 sowie ein mit der Umgebungsluft bzw. einem Abluftraum verbundenes Ventil 16 auf, wobei beide Ventile 15 und 16 als elektromagnetische 2/2-Wegventile ausgebildet sind. Die Ventile 15, 16 sind an eine elektronische Steuerungseinrichtung E angeschlossen, beispielsweise in Form eines Getriebesteuerungsgerätes, Diese elektronische Steuerungseinrichfung E regelt das Einspeisen von Druckluft über das Ventil 15 in den Arbeitsdruckraum 7 bzw. das Abführen von Druckluft aus dem Arbeitsdruckraum 7 über das Ventil 16.The pneumatic cylinder 3 is connected with its working pressure chamber 7 to a valve assembly 13. This valve arrangement 13 has a valve 15 connected to a compressed air source 14 and a valve 16 connected to the ambient air or an exhaust air space, wherein both valves 15 and 16 are designed as electromagnetic 2/2-way valves. The valves 15, 16 are connected to an electronic control device E, for example in the form of a transmission control device, This electronic Steuerungseinrichfung E controls the feeding of compressed air via the valve 15 in the working pressure chamber 7 and the discharge of compressed air from the working pressure chamber 7 via the valve sixteenth ,
Der Kolben 5 steht auf der Seite des Arbeitsruckraumes 7 mit einer zweiten Kolbenstange 17 in Verbindung. Diese Kolbenstange 17 ist formschlüssig und antreibbar mit einem nur angedeuteten Schneckengetriebe 18 verbunden, das seinerseits von einem elektrischen Antriebsmotor M antreibbar ist. Das Schneckengetriebe 18 ist so dimensioniert, dass im Motorbetrieb eine Motordrehbewegung in eine Linearbewegung der Kolbenstange 17 umgewandelt wird. Dabei stellt der Antriebsmotor M jedoch keine großen Betäfigungskräfte für die Axialverschiebung des Kolbens 5 und des Betätigungsorgans 8 zu Verfügung. Er dient im Wesentlichen dazu, einen maximalen Betäfigungsweg des Kolbens 5 zuzulassen. Die zur Absolvierung dieses Stellweges notwendigen Betätigungskräfte werden hauptsächlich durch die in den Arbeitsdruckraum 7 eingespeiste Druckluft sowie in Gegenrichtung durch die Tellerfeder 10 der Kupplung 2 aufgebracht. Der Antriebsmotor M ist an die elektronische Sfeuerungseinrichtung E angeschlossen. Ein ebenfalls mit der elektronischen Steuerungseinrichtung E verbundener Wegmesssensor W erfasst die axiale Position bzw. das axiale Verschieben der Kolbenstange 17 in an sich bekannter Weise.The piston 5 is on the side of the working pressure chamber 7 with a second piston rod 17 in connection. This piston rod 17 is positively and drivably connected to an only indicated worm gear 18, which in turn is driven by an electric drive motor M. The worm gear 18 is dimensioned so that in motor operation, a motor rotation is converted into a linear movement of the piston rod 17. However, the drive motor M does not provide large Betäfigungskräfte for the axial displacement of the piston 5 and the actuator 8 available. It essentially serves to allow a maximum actuation path of the piston 5. The necessary for the completion of this travel actuating forces are applied mainly by the fed into the working pressure chamber 7 compressed air and in the opposite direction by the plate spring 10 of the clutch 2. The drive motor M is connected to the electronic firing device E. A also connected to the electronic control device E Wegmesssensor W detects the axial position or the axial displacement of the piston rod 17 in a conventional manner.
Zum Ausrücken der Kraftfahr∑eugreibungskupplung 2 werden der Antriebsmotor E und das Ventil 15, das mit dem Arbeitsdruckraum 7 verbunden ist. bestromt. Hierdurch gelangt Druckluft in den Arbeitsdruckraum 7. Gleichzeitig wird die Kolbenstange 17 durch den Antriebsmotor M und das selbsthem- mende Schneckengetriebe 18 gegen die Kraft einer im Arbeitsdruckraum 7 angeordneten Feder 19 in der Figur axial nach links verschoben. Ist die Kraft im Arbeitsdruckraum 7 des Pneumatikzylinders 3 durch die eingeströmte Druckluft größer als die Kupplungskraft der Tellerfeder 10, so wird die Kupplung 2 bis zu einer durch die Drehbewegung des Antriebsmotors M vorgegebene axiale Position geöffnetTo disengage the KraftfahrΣeugreibungskupplung 2 of the drive motor E and the valve 15, which is connected to the working pressure chamber 7. energized. At the same time, the piston rod 17 is displaced axially to the left by the drive motor M and the self-locking worm gear 18 against the force of a spring 19 arranged in the working pressure chamber 7 in the FIGURE. If the force in the working pressure chamber 7 of the pneumatic cylinder 3 is greater than the coupling force of the disc spring 10 by the inflowing compressed air, the clutch 2 is opened to an axial position predetermined by the rotational movement of the drive motor M.
Das Schneckengetriebe 18 ist so dimensioniert, dass in demjenigen Fall, in dem die Kolbenstange 5 aufgrund der auf sie einwirkenden Kräfte der beiden Federn 10 und 19 versucht, über das Schneckengetriebe die Antriebswelle des Antriebsmotors M anzutreiben, eine Selbsthemmung eintritt. Dies bedeutet, dass eine Stellbewegung der Kolbenstange 17 bzw, des Kolbens 5 nur dann möglich ist, wenn der Antriebsmotor M das Schneckengetriebe 18 in eine der beiden Drehrichtungen antreibt. Dabei übernimmt der Pneumatikdruck im Ar- beitsdruckraum 7 oder die Rückstellkräfte der beiden Federn 10, 19 wie erwähnt weitgehend die notwendigen Stellkräfte.The worm gear 18 is dimensioned so that in the case in which the piston rod 5 due to the forces acting on them of the two springs 10 and 19 tries to drive via the worm gear, the drive shaft of the drive motor M, enters a self-locking. This means that an adjusting movement of the piston rod 17 or the piston 5 is only possible if the drive motor M drives the worm gear 18 in one of the two directions of rotation. As mentioned, the pneumatic pressure in the working pressure chamber 7 or the restoring forces of the two springs 10, 19 largely takes over the necessary actuating forces.
Das Schließen der Kupplung 2 erfolgt durch Bestromen des Ventils 16, das mit der Umgebungsluft verbunden ist, sowie durch Bestromung des An- triebsmotors M zur Vorgabe der zu erreichenden Einrückposition und der Ein- rückgeschwindigkeit. Die Kolbenstange 17 bewegt sich dabei nun in umgekehrter axialer Richtung in der Figur nach rechts, so dass die Kupplung 2 in eine zur Beseitigung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung von Getriebeverzahnungen günstige Schlupfstellung gebracht wird.The closing of the clutch 2 takes place by energizing the valve 16, which is connected to the ambient air, as well as by energizing the drive motor M to specify the engagement position to be achieved and the input. back speed. The piston rod 17 now moves in the reverse axial direction in the figure to the right, so that the clutch 2 is brought into a favorable for eliminating a tooth-on-tooth position of gear teeth slip position.
Treten beim Schließen der Kupplung 2 Stick-Slip-Effekte in der Betäti- gungsaktuatorik auf, die eine erhöhte Einrückkraft erfordern, so bleibt das Ventil 16 so lange geöffnet, bis die Summe aus der aktuellen Haftreibungskraft und der Gegenkraft des Pneumatikzylinders 3 durch Verringerung des Drucks im Arbeitsdruckraum 7 kleiner ist als die Summe der Schließkraft der Tellerfeder 10 und der Schließkraft der Schneckengetriebe-Antriebsmotor-Kombination.If, when closing the clutch 2, stick-slip effects in the actuation actuator system that require an increased engagement force remain, the valve 16 remains open until the sum of the current static friction force and the counterforce of the pneumatic cylinder 3 by reducing the pressure in the working pressure chamber 7 is smaller than the sum of the closing force of the plate spring 10 and the closing force of the worm gear drive motor combination.
Die Bewegung des Kolbens 5 erfolgt dann bis einer Position, die durch den Betrieb des Antriebsmotors M und des Schneckengetriebes 18 vorgegeben ist. Ein Überschreiten einer vorgegebenen Schließgeschwindigkeit oder des vorbestimmten Schließweges über die gewünschte Kupplungsschließposition hinaus, etwa die Schlupfposition, wird durch die Auslegung des Kupplungsstel- lers 1 vorteilhaft verhindert.The movement of the piston 5 then takes place to a position which is predetermined by the operation of the drive motor M and the worm gear 18. Exceeding a predetermined closing speed or the predetermined closing path beyond the desired clutch closing position beyond, for example, the slip position, is advantageously prevented by the design of the Kupplungsstel- lers 1.
Das Erfassen der Stellposition der Betätig ungsaktuatorik kann mit dem dargestellten Wegmesssensor W oder durch andere Sensoren erfolgen. Ebenso kann die Drehzahl und Drehrichtung des Antriebsmotors M zur Sensierung von Betätigungspositionen und Zuständen des Pneumatikzylinders 3 und der Kupplung 2 genutzt werden. So kann durch die Anzahl der Motorumdrehungen und die Übersetzung des Schneckengetriebes eine Aussage über die axiale Position der Kolbenstange 17 getroffen werden. BezuqszeichenThe detection of the actuating position of the actuator can be effected by means of the illustrated displacement sensor W or by other sensors. Likewise, the rotational speed and direction of rotation of the drive motor M can be used to sense actuation positions and states of the pneumatic cylinder 3 and the clutch 2. Thus, a statement about the axial position of the piston rod 17 can be made by the number of engine revolutions and the ratio of the worm gear. REFERENCE CHARACTERS
1 Kupplungssteiler1 coupling divider
2 Kraftfahrzeugreibungskupplung, Kupplung2 Automotive friction clutch, clutch
3 Pneumatikzylinder3 pneumatic cylinders
4 Gehäuse4 housing
5 Kolben5 pistons
6 Geberraum6 encoder room
7 Arbeitsdruckraum7 working pressure room
8 Betätigungsorgan8 actuator
9 Ausrücklager9 release bearing
10 Tellerfeder10 plate spring
11 Reibelement11 friction element
12 Reibelement12 friction element
13 Ventilanordnung13 valve arrangement
14 Druckluftquelle14 compressed air source
15 Ventil15 valve
16 Ventil16 valve
17 Kolbenstange17 piston rod
18 Schneckengetriebe18 worm gears
19 Feder19 spring
E elektronische Steuerungseinrichtung M elektrischer Antriebsmotor W Wegsensor E electronic control device M electric drive motor W travel sensor

Claims

Patentansprüche claims
1. Kupplungssteiler (1 ) zur automatischen Betätigung einer Reibungskupplung (2), bestehend aus einem steuerbaren Pneumatikzyiinder (3) mit einem in einem Zylindergehäuse (4) verschiebbaren Kolben (5), welcher den Pneumatikzylinder (3) in einen Geberraum (6) und einen Arbeitsdruckraum (7) unterteilt, wobei der Arbeitsdruckraum {7} mittels einer urnschaltbaren Ventilanordnung (13) mit einer Druckluftquelle (14) oder mit einer Entlüftungseinrichtung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) des Pneumatikzylinders (3) druckraumseitig eine Kolbenstange (17) aufweist, welche über ein Schneckengetriebe (18) von einem elektrischen Antriebsmotor (M) axial antreibbar ist1. clutch divider (1) for automatically actuating a friction clutch (2), consisting of a controllable Pneumatikzyiinder (3) with a in a cylinder housing (4) displaceable piston (5), which the pneumatic cylinder (3) in a transmitter chamber (6) and a working pressure chamber (7), wherein the working pressure chamber {7} by means of a reversible valve assembly (13) with a compressed air source (14) or with a venting device is connected, characterized in that the piston (5) of the pneumatic cylinder (3) the pressure chamber side, a piston rod (17), which is axially driven by a worm gear (18) by an electric drive motor (M)
2. Kupplungssteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe (18) selbsthemmend ausgebildet ist2. Clutch actuator according to claim 1, characterized in that the worm gear (18) is self-locking
3. Kupplungssteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das Schneckengetriebe (18) zur Verhinderung nicht gewollter Bewegungen der vom elektrischen Antriebsmotor (M) angetriebenen Kolbensfange (17) selbsthemmend ausgebildet ist.3. Clutch actuator according to claim 1, characterized in that the worm gear (18) for preventing unwanted movements of the electric drive motor (M) driven piston catcher (17) is self-locking.
4. Kupplungssteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (13) ein mit einer Druckluftquelle (14) verbundenes Ventil (15) und ein mit einem Abluftraum verbundenes Ventil (16) aufweist.4. Clutch actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve arrangement (13) with a compressed air source (14) connected to the valve (15) and connected to an exhaust chamber valve (16).
5. Kupplungssteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (15, 16) als ein 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. 5. Clutch actuator according to claim 4, characterized in that at least one valve (15, 16) is designed as a 2/2-way valve.
6. Kupplungssteller zumindest nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile der Ventilanordnung (13) und der Antriebsmotor (M) mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung (E) verbunden sind.6. clutch actuator at least according to claim 1, characterized in that the components of the valve assembly (13) and the drive motor (M) with an electronic control device (E) are connected.
7. Kupplungssteiler zumindest nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (17) mit einem Wegmesssensor (W) in Wirkverbindung steht, wobei der Wegmesssensor (W) mit der elektronischen Steuerungseinrichtung (E) verbunden ist.7. Coupling divider at least according to claim 1, characterized in that the piston rod (17) with a Wegmesssensor (W) is in operative connection, wherein the Wegmesssensor (W) with the electronic control device (E) is connected.
8. Kupplungssteller nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, dass am Antriebsmotor (M) oder am Schneckengetriebe (18) ein Drehzahlsensor angeordnet ist, welcher Drehzahlsignale an die elektronische Steuerungseinrichtung (E) weiterleiten kann.8. Clutch actuator according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that on the drive motor (M) or on the worm gear (18) a speed sensor is arranged, which can forward speed signals to the electronic control device (E).
9. Verfahren zur Steuerung eines Kupplungsstellers (1) mit den Merkmalen von wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, bei welchem der Kolben (5) zum Öffnen der Kraftfahrzeugreibkupplung (2) mit Druckluft beaufschlagt und zum Schließen der Kraftfahrzeugreibkupplung (2) ein diesbezüglicher Arbeitsdruckraum (7) entlüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt zur Einstellung einer Kupplungsbetäti- gungsstellung Druckluft in den Arbeitsdruckraum (7) geleitet oder aus diesem entlüftet wird, und dass spätestens nach Befüllung oder Entlüftung des Arbeitsdruckraumes (7) in einem zweiten Verfahrensschritt der elektrische Antriebsmotor (M) solange betrieben wird, bis der Kolben (5) die gewünschte Kupplungsbetätigungsstellung erreicht hat.9. A method for controlling a clutch actuator (1) having the features of at least one of the preceding claims, wherein the piston (5) for opening the Kraftfahrzeugreibkupplung (2) acted upon with compressed air and for closing the Kraftfahrzeugreibkupplung (2) a related working pressure space (7 ) is vented, characterized in that in a first process step for setting a Kupplungsbetäti- supply position compressed air in the working pressure chamber (7) passed or vented from this, and that at the latest after filling or venting the working pressure chamber (7) in a second process step of the electric Drive motor (M) is operated until the piston (5) has reached the desired clutch actuation position.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der gewünschten Kupplungsbetätigungsstellung mittels eines Wegmesssensors (W) erfasst wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the achievement of the desired clutch actuation position by means of a displacement sensor (W) is detected.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der gewünschten Kupplungsbetätigungsstellung durch Bestimmen der Betätigungszeit des Antriebsmotors (M) und/oder durch Zählen der Impulse eines Drehzahlsensors an dem Antriebsmotor (M) oder an dem Schneckengetriebe (18) erfasstwird.11. The method according to claim 9, characterized in that the achievement of the desired clutch actuation position by detecting the actuation time of the drive motor (M) and / or by counting the pulses of a speed sensor on the drive motor (M) or on the worm gear (18) is detected.
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Ansteuerung einer Mitnahmestellung bzw, einer Schlupf betriebsposition der Kraftfahrzeugreibkupplung (2) verwendet wird.12. The method according to at least one of claims 9 to 11, characterized in that this is used to control a driving position or, a slip operating position of the motor vehicle friction clutch (2).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Beseitigung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung von Verzahnungen in einem automatisierten Schaltgetriebe verwendet wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that this is used to eliminate a tooth-on-tooth position of gears in an automated manual transmission.
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