DE19652785B4 - Release device with integrated displacement sensor for a hydraulically actuated friction clutch - Google Patents
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Abstract
Ausrückvorrichtung (1) für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung (15) von Fahrzeugen mit einem Gehäuse (3), das konzentrisch zu einer eine Brennkraftmaschine mit einem Schaltgetriebe verbindenden Antriebswelle (10) angeordnet ist und in dessen Ausnehmung (5) radial beabstandet zu einer Innenwandung (6) eine Führungshülse (8) eingesetzt ist, auf der ein Ringkolben (11) axial verschiebbar geführt ist, der einen radialen Abstand zwischen der Führungshülse (8) und der Innenwandung (6) überbrückt und damit einen kreisringförmigen Druckraum (12) begrenzt, der von einem Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei die Ausrückvorrichtung (1) weiterhin zur Stellwegerfassung des Ringkolbens (11) ein Sensorsystem (17a bis 17e) umfaßt, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Sensorsystems (17a bis 17e), das einen unmittelbar bzw. mittelbar stirnseitig am Gehäuse (3) angeordneten, kreisringförmig gestalteten Hallsensor (18) umfaßt, der mit einem den Ringkolben (11) umschließenden Impulsgeber (19a bis 19e) zusammenwirkt.declutching (1) for a hydraulically operated Friction clutch (15) of vehicles with a housing (3), concentric with an internal combustion engine with a manual transmission connecting drive shaft (10) is arranged and in its recess (5) radially spaced from an inner wall (6) a guide sleeve (8) is used, on which an annular piston (11) is guided axially displaceable, the one radial distance between the guide sleeve (8) and the inner wall (6) bridged and thus an annular pressure chamber (12) limited, which is acted upon by a pressure medium, wherein the release device (1) furthermore for the travel detection of the annular piston (11) a sensor system (17a to 17e), characterized by an arrangement of the sensor system (17a to 17e), the one directly or indirectly arranged on the front side of the housing (3), circular ring designed Hall sensor (18), with a ring piston (11) enclosing Pulse generator (19a to 19e) cooperates.
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausrückvorrichtung für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung von Fahrzeugen mit einem Gehäuse, das konzentrisch zu einer eine Brennkraftmaschine mit einem Schaltgetriebe verbindenden Antriebswelle angeordnet ist, und in dessen Ausnehmung radial beabstandet zu einer Innenwandung eine Führungshülse eingesetzt ist, auf der ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, und der Ringkolben einen radialen Abstand zwischen der Führungshülse und der Innenwandung überbrückt und damit einen kreisringförmigen Druckraum begrenzt, der von einem Druckmittel beaufschlagt ist, wobei die Ausrückvorrichtung weiterhin ein Sensorsystem umfaßt zur Stellwegerfassung des Ringkolbens.The The invention relates to a release device for a hydraulic actuated Friction clutch of vehicles with a housing concentric to one arranged an internal combustion engine with a drive transmission connecting drive shaft is, and in the recess radially spaced to an inner wall inserted a guide sleeve is, on which an annular piston is guided axially displaceable, and the annular piston has a radial distance between the guide sleeve and the inner wall bridges and thus an annular Limited pressure chamber, which is acted upon by a pressure medium, the release device continues a sensor system comprises for travel detection of the ring piston.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Die zunehmende Automatisierung in Fahrzeugen erfordert verfeinerte, vielfältige Kontrollmöglichkeiten. In Kraftfahrzeugen finden Kupplungssysteme Anwendung, die bei einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs den Motor selbsttätig abstellen, zur Ausnutzung der kinetischen Energie, mit der das Fahrzeug fort bewegt wird. Zur Sicherstellung eines reibungslosen Verkehrsflusses muß der Motor im Bedarfsfall verzögerungsfrei gestartet werden. Dies geschieht häufig über Schwungmassen, deren Schwungmoment über eine entsprechende Doppelkupplung auf die Kurbelwelle des Motors übertragen werden kann. Für die Funktion, d. h. das Einrückverhalten der automatisierten Kupplungsbetätigung ist es notwendig, die genaue Position des Ausrücklagers zu bestimmen. Dazu ist es bekannt, Sensoren einzusetzen, mit denen die Stellung des an dem Ausrücklager befestigen Ringskolbens bestimmt werden kann. Der Steuerungsaufbau der automatisierten Kupplungsbetätigung sieht dabei vor, daß eine Verlagerung des Ringkolbens, die vom Sensor erfaßt wird, mittels Impulsen bzw. Signalen an eine elektronische Einheit zur Aufbereitung der Zustandsgrößen weitergeleitet wird.The increasing automation in vehicles requires refined, diverse Of control. In motor vehicles, clutch systems find application in a Pushing operation of the motor vehicle automatically turn off the engine, to utilize the kinetic energy with which the vehicle is moving becomes. To ensure a smooth flow of traffic, the engine must if necessary delay-free to be started. This often happens via flywheels whose moment of inertia over a corresponding double clutch are transmitted to the crankshaft of the engine can. For the function, d. H. the engaging behavior the automated clutch operation it is necessary to determine the exact position of the release bearing. To It is known to use sensors with which the position of the at the release bearing fix ring piston can be determined. The control structure the automated clutch operation provides that a Displacement of the annular piston, which is detected by the sensor, by means of pulses or Signals forwarded to an electronic unit for processing the state variables becomes.
Aus
der
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem zu schaffen, das im vorhandenen Bauraum der Ausrückvorrichtung zur Realisierung einer Mehrfachfunktion einzelner Bauteileder Ausrückvorrichtung kostengünstig und bauraumoptimiert integrierbar ist.Of the The present invention is based on the object, a sensor system to create that in the existing space of the release device for the realization a multiple function of individual components of the release device economical and space-optimized can be integrated.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Danach umfaßt die Erfindung ein Sensorsystem, das einen unmittelbar oder mittelbar stirnseitig am Gehäuse angeordneten kreisringförmig gestalteten Hallsensor umfaßt. Der Hallsensor steht dabei in einer Wirkverbindung zu einem Impulsgeber, der Bestandteil des Ringkolbens ist. Die Anordnung des Impulsgebers sieht zur Schaffung einer bauraumoptimierten Lösung vor, daß der Impulsgeber den Ringkolben unter Einhaltung der vorgegebenen Außenkontur umschließt.According to the invention this Problem solved by the characterizing features of the main claim. After that comprises the invention is a sensor system that has a directly or indirectly frontally on the housing arranged annular shaped Hall sensor includes. The Hall sensor stands in an operative connection to a pulse generator, the Part of the ring piston is. The arrangement of the pulse generator provides for the creation of a space-optimized solution that the pulse generator the annular piston in compliance with the predetermined outer contour encloses.
Aus
der
Dem gegenüber zeigt die Erfindung eine aufgabengerechte Anordnung der einzelnen Bauelemente des Sensorsystems innerhalb des Bauraums vorhandener Bauelemente der Ausrückvorrichtung. Die stirnseitige Anordnung des Hallsensors am Gehäuse, vorzugsweise an dem axial aus dem Gehäuse austretenden Abschnitt, in dem der Ringkolben geführt ist, vereinfacht die Montage. Ohne großen Montageaufwand kann auch der erfindungsgemäße Impulsgeber am Ringkolben angeordnet werden. Als Impulsgeber reicht dazu ein dünnwandiger bandförmiger, elektrischer Leiter, der auf den Ringkolben beispielsweise durch eine Klebung befestigt wird. Aufgrund der Funktionsweise eines Hallsensors, der eine sog. Hall-Spannung als analoge Größe mißt und diese direkt mit der Stärke eines Magnetfelds verknüpft, können Magnetfelder direkt ausgemessen werden. Hallsensoren messen Bewegungen oder Positionen, indem vorzugsweise ein Dauermagnet auf den Sensor zu- oder von ihm wegbewegt wird. Alternativ kann eine Meßanordnung vorgesehen werden, deren Aufbau einen unmittelbar dem Dauermagnet zugeordneten Sensor vorsieht. Der dabei beispielsweise am Dauermagneten vorgespannte Hallsensor kann dabei mit einem ferromagnetischen, eine Leiterstruktur aufweisenden Impulsgeber zusammenwirken. Da Hallsensoren keine mechanischen Elemente benötigen und die Spannungsmeßung berührungslos und damit verschleißfrei erfolgt, sind Hallensensoren wartungsfrei und erreichen eine Lebensdauer die die des Fahrzeugs übertrifft.In contrast, the invention shows a task-oriented arrangement of the individual components of the sensor system within the space available components of the release device. The frontal arrangement of the Hall sensor on the housing, preferably on the axially exiting from the housing portion in which the annular piston is guided, simplifies the assembly. Without great installation effort and the pulse generator according to the invention can be arranged on the annular piston. As a pulse generator to a thin-walled band-shaped, electrical conductor that is attached to the annular piston, for example, by gluing is sufficient. Due to the functioning of a Hall sensor, which measures a so-called Hall voltage as an analogue size and directly links this with the strength of a magnetic field, magnetic fields can be measured directly. Hall sensors measure movements or positions by preferably moving a permanent magnet towards or away from the sensor. Alternatively, a measuring arrangement can be provided, the construction of which provides a sensor assigned directly to the permanent magnet. The case, for example, the permanent magnet biased Hall sensor can cooperate with a ferromagnetic, a conductor structure having pulse generator. Since Hall sensors require no mechanical elements and the voltage measurement takes place contactlessly and thus wear-free, hall sensors are maintenance-free and achieve a service life that exceeds that of the vehicle.
In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Sensorsystem, bei dem der Hallsensor und der Impulsgeber innerhalb der Bauteilkonfiguration des Gehäuses und des Ringkolbens angeordnet sind, die Möglichkeit, daß diese Bauteile bedarfsabhängig nachrüstbar sind.In advantageously possible the sensor system according to the invention, in which the Hall sensor and the pulse generator within the component configuration of the housing and the annular piston are arranged, the possibility that these Components dependent on demand upgradeable are.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor in das Gehäuse eine Zwischenhülse anzuordnen, die zur Halterung der Führungshülse dient, wobei deren Ringflansch zwischen einer ersten Stirnseite der Zwischenhülse und dem Gehäuse verspannt ist. An der gegenüberliegenden, zur Reibungskupplung ausgerichteten Stirnseite der Zwischenhülse ist der Hallsensor befestigt, der mit dem Impulsgeber, angeordnet auf dem Ringkolben, zusammenwirkt. Die Anordnung des Hallsensors auf der Zwischenhülse ermöglicht eine Vorkomplettierung dieser Bauteile, die als Einheit in das Gehäuse montierbar sind.A Embodiment of the invention provides to arrange in the housing an intermediate sleeve, which serves to hold the guide sleeve, the annular flange between a first end face of the intermediate sleeve and the housing is tense. At the opposite, oriented to the friction clutch end face of the intermediate sleeve the Hall sensor attached to the pulser, arranged on the ring piston, cooperates. The arrangement of the Hall sensor on the intermediate sleeve allows a Vorkomplettierung of these components, which can be mounted as a unit in the housing are.
Vorzugsweise umfaßt das erfindungsgemäße Sensorsystem einen Impulsgeber, der in einem aus Kunststoff hergestellten Ringkolben eingegossen ist. Diese Maßnahme verhindert eine Beschädigung des Impulsgebers während der Montage und ermöglicht die Verwendung eines Abstreifrings zwischen dem Gehäuse bzw. der Zwischenhülse und dem Ringkolben, mit dem Verunreinigungen von der Mantelfläche des Ringkolbens entfernt werden, zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Wirkungsweise des Sensorsystems.Preferably comprises the sensor system according to the invention a pulse generator in an annular piston made of plastic is poured. This measure prevents damage of the pulser during the assembly and allows the use of a scraper ring between the housing or the intermediate sleeve and the annular piston, with the impurities from the lateral surface of the Ring piston can be removed to avoid impairment the mode of operation of the sensor system.
Als Impulsgeber eignet sich ein ferromagnetisches Metallband, das im Ringkolben eingegossen ist. Die Breite des Metallbandes entspricht dabei dem maximalen Hub des Ausrücklagers.When Pulse generator is a ferromagnetic metal strip, which in the Ring piston is poured. The width of the metal strip corresponds while the maximum stroke of the release bearing.
Zur Sicherstellung von exakt definierten Impulsen bzw. Signalen, die vom Sensorsystem beispielsweise an eine Auswerteeinrichtung weitergeleitet werden, sieht die Erfindung ein leiterförmig gestaltetes Metallband vor. Zur Erzeugung eines gleichbleibenden Wegesignals über den gesamten Verstellbereich des Ringkolbens sind die Leitersprossen des Metallbandes exakt beabstandet angeordnet. Ein Impulsgeber, dessen Metallband zur Erzeugung gleicher Signale mit mehreren exakt beabstandeten Leitersprossen versehen ist, bietet den Vorteil, daß die Signale zur Bestimmung einer exakten Lageposition des Ringkolbens von einem Zählwerk, integriert in der Auswerteschaltung, registriert werden.to Ensuring exactly defined pulses or signals that for example, forwarded by the sensor system to an evaluation device be, the invention sees a ladder-shaped metal band in front. To generate a constant path signal over the entire adjustment of the ring piston are the ladder rungs the metal strip arranged exactly spaced. A pulse generator, its metal band to generate the same signals with several exact provided spaced ladder rungs, has the advantage that the signals for determining an exact position position of the annular piston of a counter, integrated in the evaluation circuit, to be registered.
Die Erfindung schließt weiterhin einen Impulsgeber in Form eines leiterförmig gestalteten Metallbandes ein, an dessen Enden Leitersprossen im Vergleich zu den übrigen Leitersprossen mit einem größeren Querschnitt angeordnet sind. Ein solcher Impulsgeber erzeugt ein Signal mit einer deutlich höheren Spannung an den Umkehrpunkten im Vergleich zu den Spannungen im Zwischenbereich, da der Hallsensor aufgrund der kleiner dimensionierten Leitersprossen ein schwächeres Meßsignal erfaßt. Dieser Impulsgeber verbunden mit einer logischen Verknüpfung ermöglicht eine wirkungsvolle Wegerfassung und exakte Bestimmung der Umkehrpunkte.The Invention includes furthermore a pulse generator in the form of a ladder-shaped Metal strip, at the ends ladder rungs in comparison to the rest Ladder rungs with a larger cross-section are arranged. Such a pulse generator generates a signal with a much higher one Stress at the reversal points compared to the stresses in the Intermediate area, since the Hall sensor due to the smaller sized ladder rungs a weaker one measuring signal detected. This Pulse generator combined with a logical link enables effective path detection and exact determination of reversal points.
Alternativ kann als Impulsgeber ein Metallband Anwendung finden, das ausschließlich im Bereich der Umkehrpunkte, d. h. den Endlagen des Ringkolbens Leitersprossen aufweist, so daß der mit dem Hallsensor in Verbindung stehenden Auswerteausschaltung ausschließlich ein Signal übertragen wird, wenn die Reibungskupplung sich in einer Endstellung befindet. Zur Unterscheidung der Umkehrpunkte bietet es sich an, Leitersprossen mit voneinander abweichenden Querschnittsprofilen vorzusehen, die unterschiedliche Signale an die Auswerteschaltung leiten.alternative can be used as a pulse generator, a metal band application exclusively in the Range of reversal points, d. H. the end positions of the ring piston ladder rungs has, so that the with the Hall sensor associated Auswerteausschaltung exclusively a signal is transmitted when the friction clutch is in an end position. to It makes sense to distinguish the reversal points, ladder rungs to provide with divergent cross-sectional profiles, the direct different signals to the evaluation circuit.
Es kann weiterhin vorteilhaft sein, ein Querschnittsprofil der Leitersprossen des Metallbandes vorzusehen, das mit voneinander abweichenden Rampen gestaltet ist, zur Schaffung richtungsabhängiger Impulse, wodurch der Auswerteschaltung die jeweilige Bewegungsrichtung des Ringkolbens bzw. des Ausrücklagers übertragen wird.It may also be advantageous, a cross-sectional profile of the ladder rungs to provide the metal strip, with divergent ramps designed to create directional impulses, thereby Evaluation circuit the respective direction of movement of the annular piston or the release bearing transferred becomes.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hallsensor mit einem Abstreifer versehen, der einen Abstand zwischen dem Impulsgeber und dem Hallsensor überbrückt. Der eine gute Gleitfähigkeit aufweisende Abstreifer, der beispielsweise aus Filz, Kunststoff oder PTFE hergestellt ist, hat die Aufgabe, die im Meßbereich, beispielsweise auf der Mantelfläche des Ringkolbens angesammelte Verunreinigungen zu entfernen. Mit dieser Maßnahme wird eine Meßsignalverfälschung wirksam verhindert, die insbesondere durch ferromagnetische Partikel auftreten kann.In an advantageous embodiment of the invention, the Hall sensor is provided with a scraper, which bridges a distance between the pulse generator and the Hall sensor. The good sliding scraper, for example made of felt, plastic or PTFE, has the task to remove the accumulated in the measuring range, for example, on the lateral surface of the annular piston impurities. With this measure, a Meßsignalverfälschung is effectively prevented, which can occur in particular by ferromagnetic particles.
Die erfindungsgemäße Anordnung des Hallsensors stirnseitig am Gehäuse bzw. an einer im Zwischengehäuse eingesetzten Zwischenhülse ermöglicht eine Führung der Sensorleitung auf der Außenseite des Gehäuses. Damit ergibt sich eine leicht montierbare, die Bauteile der Ausrückvorrichtung nicht beeinflussende Kabelführung, die gegenüber bisherigen Lösungen einen deutlichen Kostenvorteil aufweist.The inventive arrangement of the Hall sensor on the front side of the housing or on an inserted in the intermediate housing intermediate sleeve allows a guide the sensor line on the outside of the housing. This results in an easily assembled, not the components of the release device influencing cable routing, the opposite of previous ones solutions has a significant cost advantage.
Weiterhin stellt die Erfindung in der eingereichten Endlage der Ausrückvorrichtung eine geschützte Lage des Sensorsystems sicher. Der Impulsgeber ist dabei konzentrisch von der Zwischenhülse und der Hallsensor von dem Innenring des Ausrücklagers umschlossen.Farther represents the invention in the submitted end position of the release device a protected Location of the sensor system safe. The pulse generator is concentric from the intermediate sleeve and the Hall sensor enclosed by the inner ring of the release bearing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Anhand
der
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings
Die
Zur
Bestimmung der Lageposition des Ringkolbens
In
Die
Das
Sensorsystem
Eine
weitere alternative Ausbildung eines Impulsgebers zeigt die
In
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