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Title:
ACTUATING DEVICE WITH TWO PARALLEL MOUNTED ACTUATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/063574
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for actuating a clutch or a transmission in the drive train of a motor vehicle. Different release forces are required in different motorizations and motor vehicles. According to the invention, the transmission (6), which is embodied as a manually-operated gearshift, is shifted by means of a shift lever (23). The clutch (4) is automatic and is actuated by both actuators (25a, 25b) by means of a master cylinder (27a, 27b) and a slave cylinder (29). Both actuators (25a, 25b) are controlled by an electronic control device (31). Advantageously, only one actuator (25a) can be controlled by the control device and both actuators (25a and 25b) are connected to one another by their signals by means of a data line (40). The parallel connection of at least two actuators makes it possible to add at least temporarily the effects of individual actuators, whereby multiplication of individual effects is achieved. The control of individual actuators enables temporary parallel or serial actuation of the actuators.

Inventors:
FISCHER ROBERT (DE)
ESLY NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/001069
Publication Date:
October 26, 2000
Filing Date:
April 05, 2000
Export Citation:
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Assignee:
LUK LAMELLEN UND KUPLLUNGSBAU (DE)
FISCHER ROBERT (DE)
ESLY NORBERT (DE)
International Classes:
B60K23/02; B60K26/04; F16D48/02; F16D48/04; B60K5/02; F16D48/06; F16H61/32; (IPC1-7): F16D48/06; B60K17/02; F16H61/30
Foreign References:
US5579882A1996-12-03
US5823308A1998-10-20
DE4000835A11991-07-18
US5507197A1996-04-16
DE19504847A11995-09-28
Attorney, Agent or Firm:
LUK LAMELLEN UND KUPLLUNGSBAU GMBH (Andreas Bühl, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Betätigung eines Elementes zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine Kupp lung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element ein Getriebe ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Ak tuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig gleichzeitig betätigbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Ak tuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig seriell betätigbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren der Aktuatoren zeitversetzt bestromt werden.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren zeitweise parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung, betätigen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Aktuatoren mit zwei Elektromotoren der zweite Elektromotor erst angesteuert wird, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren ersten Grenzwert unterschritten hat.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Motors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert übersteigt.
Description:
BETÄMGUNGSVORRICHTUNG MITZUEIPARALLEL ANGEORDNETEN AKTUATOREN Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. wie beispielsweise zur Betätigung einer Kuppiung oder eines Ge- triebes.

Solche Vorrichtungen sind im Stand der Tecnnik allgemein bekannt, beispielsweise sei die DE 195 04 847 der Anmelderin benannt. Diese Vorricntungen betätigen beispielsweise Reibungskupplungen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. Bei Reibungskuppiungen ist die benötigte Ausrückkraft unter anderem abhängig von dem zu übertragenden Drehmo- ment. Bei unterschiedlichen Motorisierungen bei verschiedenen Kraftfahrzeugen sind somit unterschiedliche Ausrückkräfte nötig. Auch kann die benötigte Geschwindigkeit bei einer Betätigung variieren. Gleichzeitig besteht bei einem elektromotorisch angetriebenen Ak- tuator eine obere Begrenzung in der Betätigungskraft, da der Elektromotor bei vorhande- nem Bauraum nicht beliebig groß werden kann. Auch würden in einem Falle eines solchem größeren Motors Reibungsverluste einen erheblichen Anteil der zusätzlichen Leistung wieder aufbrauchen.

Die Betätigungsaktuatoren einer solchen Vorrichtung sind jedoch auf die unterschiedlich- sten Dimensionierungen anzupassen. Dies hat zum Nachteil. daß eine beliebig große An- zahl von unterschiedlichen Aktuatoren entwickelt werden müßte, die iedoch nur in geringer Stückzahl verwendet werden würden.

Die voriiegende Erfindung hat zur Aufgabe eine Vorrichtung zur Betätigung zu schaffen.

Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwi- schen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, dadurch gekenn- zeichnet, daß zur Betätigung eines Elementes zumindest zwei Aktuatoren parallel ge- schaltet sind.

Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das Element eine Kupplung ist oder das Ele- ment ein Getriebe ist.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig gleichzeitig betätigbar sind.

Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig seriell betätigbar sind.

Zweckmäßig ist es, wenn die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Elektromotoren der Aktuatoren zeitversetzt bestromt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aktuatoren zeitweise parallel das zu betätigende Ele- ment, wie Kupplung, betätigen.

Nach einem weiteren Gedanken ist es zweckmäßig, wenn bei zwei Aktuatoren mit zwei Elektromotoren der zweite Elektromotor erst angesteuert wird, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren ersten Grenzwert unterschritten hat.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Motors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert über- steigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellt dar : Fig. 1 schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Block- schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2a bis 2c Darstellungen von Strom-Zeit-Kennlinien.

Gemäß Figur 1 weist ein Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine 2 auf, die über eine Kupp- lung 4 mit einem Schaltgetriebe 6 verbunden ist, das über eine Kardanwelle 8 und ein Dif- ferential 10 die Hinterräder 12 antreibt. Ebenso kann ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb oder Allradantrieb Verwendung finden. Gemäß des erfinderischen Gedankens kann die Kupplung auch dem Getriebe nachgeschaltet sein. Das Getriebe ist vorzugsweise ein Stu- fengetriebe oder ein stufenlos einstellbares Getriebe.

Zur Steuerung der Last der Brennkraftmaschine 2 dient ein Fahrpedal 19, das eine Dros- selklappe 21 ansteuert. Das Getriebe 6, welches ans manuell schaltbares Getriebe darge- stellt ist, wird mittels eines Schalthebels 23 geschaltet. Die Kupplung 4 ist automatisiert und wird von den beiden Aktuatoren 25a, 25b über Geberzylinder 27a, 27b und einen Nehmer- zylinder 29 betätigt. Die Aktuatoren 25a, 25b werden von einem elektronischen Steuergerät 31 aus angesteuert, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern entait und dessen Eingänge mit verschiedenen Sensoren des Antriebsstrangs verbunden sind, bei- spielsweise einem Sensor 32 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Kupp- lungseingangswelle, einem Sensor 34 zur Erfassung der Raddrehzahl der Brennkraftma- schine, einem Sensor 36 zur Erfassung eines Schaltwunsches durch Betätigung des Gang- hebels, einen Sensor 38 zur Erfassung der Stellung der Kupplung 4 und so weiter. Der Sensor 38 kann am Geberzylinder oder auch am Nehmerzylinder angeordnet sein. Ebenso kann bei einer mechanischen Betätigungsstrecke ein Sensor 38 vorgesehen sein.

Die beiden Aktuatoren 25a, 25b werden von einem elektronischen Steuergerät 31 ange- steuert, wobei es auch zweckmäßig sein kann, daß nur ein Aktuator 25a von dem Steuer- gerät angesteuert wird und die beiden Aktuatoren 25a und 25b miteinander über eine Da- tenleitung 40 in Signalverbindung stehen. Den Aktuatoren sind Geberzylinder 27a, 27b nachgeschaltet, die über Hydraulikleitungen einen Nehmerzylinder 29 betätigen. Dazu sind die beiden Hydraulikleitungen der Geberzylinder mittels einer Verbindungsstückes 50 miteinander gekoppelt. Das Verbindungsstück kann vorzugsweise als T-Stück ausgebildet sein.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es besonders zweckmäßig, wenn die beiden Aktuatoren vorzugsweise auch direkt mechanisch über ein Koppelelement gekoppelt sind und die Kupplung oder ein Getriebe betätigen. Als Koppelelement kann beispielsweise eine Überlagerungsmechanik, wie ein Hebelgetriebe oder ein Planetengetriebe, verwendet werden.

Durch die Parallelschaltung von zumindest zwei Aktuatoren kann ein zumindest zeitweise Addition der Wirkungen der einzelnen Aktuatoren erreicht werden, wodurch eine Verviel- fältigung der Einzelwirkungen erzielt wird. Durch die Ansteuerung der einzelnen Aktuato- ren kann eine zeitweise parallel oder serielle Betätigung der Aktuatoren erreicht werden.

Die Figuren 2a bis 2c zeigen Strom-Zeit-Kurven zur Verdeutlichung der Betätigung von zwei Aktuatoren mit elektromotorischem Antrieb zur Betätigung von einer Kupplung oder einem Getriebe. Die Elektromotoren der Aktuatoren werden dabei unabhängig voneinander bestromt.

In Figur 2a werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren gleichzeitig bestromt und betätigen parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom 102 ist die Summe der Einzelströme 100,101, wobei der Anlaufstrom der beiden Motoren zeit- gleich auftritt.

In Figur 2b werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren nacheinander be- stromt und betätigen seriell das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom

ist der jeweils einzelne Strom des einzelnen Motors. Wenn der eine Motor seine Endpositi- on im wesentlichen erreicht hat, wird der andere Elektromotor angesteuert.

In Figur 2c werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren zeitversetzt bestromt und betätigen somit zeitweise parallel das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom ist der jeweils einzelne Strom des einzelnen Motors. Der zweite Elektro- motor wird angesteuert, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vor- gebbaren Grenzwert 103 unterschritten hat.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Motors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom 102 nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert 104 übersteigt.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verste- hen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prio- ritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen.

Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegen- ständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel- mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifi- kationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandiung von einzelnen in Ver- bindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den An- sprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe ent- nehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfo. gen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.