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DE10081015B4 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, wobei zur Betätigung des Elementes zumindest zwei von einem elektronischen Steuergerät ansteuerbare Aktuatoren parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten, wobei die Aktuatoren zumindest zeitweise parallel das zu betätigende Element betätigen, und daß der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Elektromotors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert übersteigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise zur Betätigung einer Kupplung oder eines Getriebes.
  • Solche Vorrichtungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt, beispielsweise sei die DE 195 04 847 der Anmelderin benannt. Diese Vorrichtungen betätigen beispielsweise Reibungskupplungen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. Bei Reibungskupplungen ist die benötigte Ausrückkraft unter anderem abhängig von dem zu übertragenden Drehmoment. 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 Aktuator eine obere Begrenzung in der Betätigungskraft, da der Elektromotor bei vorhandenem 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 unterschiedlichsten Dimensionierungen anzupassen. Dies hat zum Nachteil, daß eine beliebig große An zahl von unterschiedlichen Aktuatoren entwickelt werden müßte, die jedoch nur in geringer Stückzahl verwendet werden würden.
  • Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe eine Vorrichtung zur Betätigung zu schaffen.
  • Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung eines Elementes zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind.
  • Erfindungsgemäß ist es zweckmäig, wenn das Element eine Kupplung ist oder das Element 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 Element, 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 übersteigt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
  • Es stellt dar;
  • 1 schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 2a bis 2c Darstellungen von Strom-Zeit-Kennlinien.
  • Gemäß 1 weist ein Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine 2 auf, die über eine Kupplung 4 mit einem Schaltgetriebe 6 verbunden ist, das über eine Kardanwelle 8 und ein Differential 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 Stufengetriebe oder ein stufenlos einstellbares Getriebe.
  • Zur Steuerung der Last der Brennkraftmaschine 2 dient ein Fahrpedal 19, das eine Drosselklappe 21 ansteuert. Das Getriebe 6, welches als manuell schaltbares Getriebe dargestellt 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 Nehmerzylinder 29 betätigt. Die Aktuatoren 25a, 25b werden von einem elektronischen Steuergerät 31 aus angesteuert, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern enthält und dessen Eingänge mit verschiedenen Sensoren des Antriebsstrangs verbunden sind, beispielsweise einem Sensor 32 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Kupplungseingangswelle, einem Sensor 34 zur Erfassung der Raddrehzahl der Brennkraftmaschine, einem Sensor 36 zur Erfassung eines Schaltwunsches durch Betätigung des Ganghebels, einen Sensor 38 zur Erfassung der Stellung der Kupplung 4 und so werter. 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 angesteuert, wobei es auch zweckmäßig sein kann, daß nur ein Aktuator 25a von dem Steuergerät angesteuert wird und die beiden Aktuatoren 25a und 25b miteinander über eine Datenleitung 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 Vervielfältigung der Einzelwirkungen erzielt wird. Durch die Ansteuerung der einzelnen Aktuatoren kann eine zeitweise parallel oder serielle Betätigung der Aktuatoren erreicht werden.
  • Die 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 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 zeitgleich auftritt.
  • In 2b werden die beiden Elektromotoren der beiden Aktuatoren nacheinander bestromt und betätigen seriell das zu betätigende Element, wie Kupplung. Der Summenstrom ist der jeweils einzelne Strom des einzelnen Motors. Wenn der eine Motor seine Endposition im wesentlichen erreicht hat, wird der andere Elektromotor angesteuert.
  • in 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 Elektromotor wird angesteuert, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren 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.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Betätigen eines Elementes in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einem Antriebsmotor und zumindest einem angetriebenen Rad, wobei zur Betätigung des Elementes zumindest zwei von einem elektronischen Steuergerät ansteuerbare Aktuatoren parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren jeweils einen Elektromotor als Antrieb enthalten, wobei die Aktuatoren zumindest zeitweise parallel das zu betätigende Element betätigen, und daß der Anlaufstrom des einen und/oder anderen Elektromotors derart begrenzt wird, daß der Summenstrom nicht einen vorgebbaren weiteren Grenzwert übersteigt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine Kupplung ist, oder das Element ein Getriebe ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig gleichzeitig betätigbar sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest zwei Aktuatoren parallel geschaltet sind und zumindest zeitweilig seriell betätigbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren der Aktuatoren zeitversetzt bestromt werden.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei Aktuatoren mit jeweils einem Elektromotor der zweite Elektromotor erst angesteuert wird, wenn der Anlaufstrom des ersten Elektromotors bereits einen vorgebbaren ersten Grenzwert unterschritten hat.
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