离合器致动器和用于控制离合器致动器的方法与流程

本发明涉及一种用于致动机动车辆的传动系中的离合器的离合器致动器，具有：壳体；驱动器；推杆，所述推杆能够被所述驱动器在轴向方向上调节；挺杆，所述挺杆联接到所述推杆；以及引导部件，所述引导部件可移动地容纳在所述壳体中并接收所述挺杆的面向所述推杆的那一端。

背景技术：

这种离合器致动器可以用于打开和关闭机动车辆特别是重型货车的传动系中的摩擦离合器。在此，挺杆通常通过释放杆作用在离合器的释放轴承上。作为驱动，例如可以使用电动马达，电动马达的旋转通过合适的机构被转换成推杆且因此挺杆的行程。

除了离合器的致动之外，离合器致动器还用于自动磨损调节。这是通过以下事实实现的：在离合器已经重新接合之后，推杆并不总是返回到相同的起始位置，而是根据离合器的磨损来代替地改变起始位置。在此，磨损调节可以在推杆行程的达90mm的范围内进行。

这种离合器致动器的另一方面是，推杆在离合器的联接状态下应无负荷，即应比零点(释放轴承传递轴向负荷的点)稍微缩回一点，例如1至4mm。否则，离合器中的任何振动都会连续地传递到离合器致动器上并长期导致磨损增加。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种离合器致动器，所述离合器致动器允许离合器的精确致动，同时在联接模式下磨损调节和推杆上的负荷的减轻应该是可能的。

为了实现该目的，根据本发明，在开头所述类型的离合器致动器中设置与引导部件相关联的至少一个行程传感器以及与驱动器相关联的旋转角度传感器。为了实现该目的，本发明还提供了一种具有这种离合器致动器和控制器的组件，其中控制器被设置和设计成从行程传感器的信号与旋转角度传感器的信号的比较来确定由离合器致动器致动的离合器的释放行程的开始。

本发明基于检测驱动器的运动以及引导部件且因此挺杆的运动的基本概念。由于在挺杆和推杆之间在联接状态下期望的分离，驱动器的启动不等于推杆的行程。通过检测引导部件开始移动处的驱动器的旋转位置，可以非常精确地确定用于致动离合器的零点。

作为传感器，特别是可以使用霍尔效应传感器或gmr传感器，它们可以非常高精度地检测所需的运动。

引导部件优选地设置有永磁体，从而使得能够借助于行程传感器非常精确地检测引导部件且因此挺杆的行程。

为了提高精度，还可以沿着引导部件的行程设置两个行程传感器。

如果两个行程传感器布置在公共电路板上，则涉及特别少的组装工作。

根据本发明的一实施例，设想推杆是接合在主轴螺母中的主轴，并且主轴螺母设置有环形永磁体，旋转角度传感器与环形永磁体相关联。在该实施例中，尽可能靠近推杆检测到导致推杆调节的部件的旋转，结果是，从电动马达到主轴螺母的动力传递路径中的任何游隙都没有任何作用。

与环形永磁体相关联的旋转角度传感器可以与行程传感器布置在同一电路板上，因此旋转角度传感器不需要额外的组装工作。

根据本发明的一实施例，设想驱动器具有带有转子的电动马达，该转子具有可旋转地安装在壳体中的转子轴，并且主轴螺母直接联接到转子轴。通过该实施例，消除了电动马达与主轴螺母之间的摩擦损失，否则这种摩擦损失会在齿轮机构中发生。

根据替代实施例，设想推杆是齿条，驱动器具有小齿轮、齿轮机构和驱动马达，并且旋转角传感器与小齿轮、齿轮机构的部件之一或电动马达的转子轴相关联。特别地，如果旋转角度传感器与电动马达的转子轴相关联，则可以高精度地检测驱动器的旋转位置。

附图说明

下面将基于在附图中示出的两个实施例来描述本发明。在这些图中：

-图1以纵向剖视图示出了根据本发明第一实施例的离合器致动器；

-图2以放大比例示出了图1的细节ii；

-图3示出了流程图，其表示通过离合器致动器发现离合器的零点位置；

-图4以剖视图示出了根据第二实施例的离合器致动器；以及

-图5以放大比例示出了图4的区域v。

具体实施方式

图1示出了离合器致动器1，离合器致动器1用于调节离合器(这里未示出)的释放杆2，以使离合器分离和重新接合。离合器尤其可以是在重型货车的驱动马达与变速器之间的动力流中的摩擦离合器。

挺杆3接合在释放杆2上，挺杆3支撑在引导部件4上。推杆5在这里被实施为主轴，该推杆5支撑在引导部件4的另一端。主轴5的背离引导部件的那一端容纳在主轴螺母6中，该主轴螺母6通过滚动轴承7可旋转地安装在离合器致动器1的壳体8中。

在所示的实施例中，主轴螺母6安装成在转子轴9上共同旋转，该转子轴9是电动马达11的转子10的一部分。借助于电动马达11，主轴螺母6可以沿一个或另一个方向旋转。

在壳体8内设置有预加载弹簧12，预加载弹簧12的一端支撑在壳体上而另一端支撑在引导部件4上。预加载弹簧12沿离合器的分离方向作用在引导部件4、挺杆3且因此释放杆2上。

在图1中，离合器致动器1示出为处于离合器分离的状态。为了接合离合器，主轴螺母6沿导致主轴5向右移动的方向旋转。引导部件4跟随该运动，因为它通过挺杆3被推向右侧；挺杆3又被释放杆2推向右侧，因为所述释放杆被离合器的弹簧和释放杆沿相应的方向推动。

一旦离合器完全接合，释放杆2就无法将挺杆3进一步向右移动。结果，引导部件4也由于其被预紧弹簧12向左推动而停止。因此，当主轴螺母6在相同旋转方向上进一步操作时，主轴5的前端从与主轴相对的引导部件中的接触表面上升。主轴5由此与振动分离，否则该振动在离合器的联接状态下将传递给主轴。

为了能够以最佳方式控制离合器致动器1，检测驱动器(这里由具有转子10、转子轴9和主轴螺母6的电动马达11形成)的旋转位置。为此设置有旋转角度传感器14，旋转角度传感器14检测主轴螺母6的旋转。为此，主轴螺母6设置有环形永磁体16，环形永磁体16安装在主轴螺母6的外侧以随之共同旋转。

旋转角度传感器14安装在电路板18上，该电路板在壳体8内从主轴6沿着引导部件4的行程延伸。

电路板18上还安装有两个行程传感器20，其中一个大致位于引导部件4(参见图1)的最大前进位置附近，而另一个在联接状态下大致位于引导部件4的最大缩回位置附近。在此，将传感器位置选择成使得它们可以可靠且精确地检测整个行程。

永磁体22与两个行程传感器20相关联，该永磁体22在引导部件4面向行程传感器20的一侧上以固定的方式安装在引导部件4上。

传感器14、20可以是霍尔效应传感器或gmr传感器。借助于这些传感器，可以精确地检测主轴螺母6的旋转角度和引导部件4的行程。

离合器致动器1由在此示意性示出的控制器24控制，该控制器包括用于致动离合器的输入信号和用于控制驱动器的电动马达11的输出。控制器24还接收传感器14、20的信号。此外，控制器24可以执行其他功能，但是这些在这里是不相关的，因此不再具体说明。

当离合器接合时，电动马达11沿离合器的接合方向操作，直到引导部件4在预加载弹簧12的作用下“停止”。此外，电动马达继续操作一短时间以确保主轴5从引导部件4释放。由于离合器的磨损，该点(也称为引导部件4的“零点”)不是恒定的。为此，离合器致动器的当前零点被存储在控制器24中且被定期更新。

基于图3，下面说明控制器24可如何确定零点。

在步骤30，控制器接收启动电动马达11的命令。这在步骤32进行。

然后询问行程传感器20和旋转角度传感器14(步骤34和36)。

在步骤38，进行检查以确定是否已经检测到引导部件4的运动。如果不是这种情况，则继续监视马达位置和引导部件4的位置。如果检测到引导部件4的运动，则在步骤40，将引导部件4的当前位置和主轴螺母6的相关旋转位置存储为用于释放行程的起始点，即零点。这结束了存储零点的过程。

在图4和5中示出了根据第二实施例的离合器致动器。相同的附图标记用于从第一实施例已知的部件，并且在此程度上，请注意上述说明。

第一实施例与第二实施例之间的一个区别在于，在第二实施例中，推杆5被实施为齿条。这由电动马达11经由小齿轮50和蜗轮机构52驱动。因此，旋转角度传感器14在此与转子轴9相关联。

第一与第二实施例之间的另一个区别在于，在第二实施例中，推杆5直接联接至挺杆3。挺杆3在其与齿条5相互作用的端部卡扣到引导部件4中。在图5中可以看到，齿条5的前端从容纳该齿条的挺杆3中的凹部的底部略微升高。

根据第二实施例的离合器致动器的操作模式对应于根据第一实施例的离合器致动器的操作模式，不同之处在于，在第二实施例中，检测到电动马达11的转子轴9的旋转位置。