离合器操纵设备和用于操纵离合器操纵设备的方法与流程

本发明涉及一种离合器操纵设备，尤其用于机动车的摩擦离合器的分离系统，以及一种用于操纵这种离合器操纵设备的方法。

背景技术：

摩擦离合器的液压的离合器操纵通常借助于机动车的动力传动系中的离合器操纵设备执行。已知的是：借助于具有主缸和从动缸的液压的离合器操纵设备，利用机械部件，即例如分离轴承和离合器碟形弹簧，能够操纵摩擦离合器。典型地，从动缸通过主缸操纵，其中主缸的和从动缸的压力腔经由液压的压力管道彼此连接。主缸的活塞典型地通过踏板，例如脚踏板，加载压力。该压力在离合器操纵设备中产生液压压力，借助所述液压压力能够操纵从动缸和最后操纵摩擦离合器。

为了提高行驶舒适性已知的是：通过如下方式自动地操纵摩擦离合器：取消离合器踏板并且为机动车的动力传动系设有自动变速器。然而，驾驶员会希望自己进行离合和/或自己换挡并且这不委托给自动系统。

技术实现要素：

基于此，本发明所基于的目的是：至少部分地消除现有技术中已知的缺点并且尤其阐明如下措施：实现手动换挡变速器的更舒适的换挡，而不使机动车的驾驶员失去自身干预的可能性。尤其应提出一种离合器操纵设备，其能够通过驾驶员选择或者自动地接管离合过程。在此，尤其在任意时间点应可以手动地操纵离合器，并且为驾驶员提供关于离合器操纵设备的当前的运行状态的明确的反馈。

所述目的通过独立权利要求的特征来实现。有利的改进形式是从属权利要求的主题。

根据本发明的离合器操纵设备，尤其用于机动车的摩擦离合器的分离系统，具有主缸和从动缸以及执行器，经由所述执行器，主缸和从动缸与压力管道连接，其中执行器具有可通过马达旋转的轴，所述轴具有至少一个可移动地设置在轴上的、呈随动活塞形式的活塞和可移动地设置在其上的、呈浮动活塞形式的第二活塞，所述至少一个活塞和第二活塞能够在共同的缸中沿着轴向方向移动，其中在随动活塞和浮动活塞之间能够形成后部的压力腔或者存储腔，并且在浮动活塞和缸的端壁之间设置有前部的压力腔，其中第一弹簧将浮动活塞和端壁连接，其中当浮动活塞处于操纵位置中，而随动活塞处于未操纵的位置中时，用于通至主缸的第一压力管道的第一接口通入后部的压力腔中，并且用于通至从动缸的第二压力管道的第二接口通入前部的压力腔中，其中当所述浮动活塞处于未操纵的位置中时，第一压力管道能够通过浮动活塞封闭。

离合器操纵设备尤其借助流体操纵，所述流体下面也称作为液压液体。尤其地，其为液压油。流体基本上是不可压缩的。

通过采用浮动活塞借助整个液压面来操纵从动缸，可以在浮动活塞上使用仅唯一的唇形密封件代替第二密封件。此外，通过使用不同的弹簧能够实现离合器操纵设备的特征曲线，所述特征曲线下面称作为存储腔特征曲线，所述存储腔特征曲线为驾驶员在操纵离合器时提供关于主缸和离合器踏板在离合器操纵设备的相应的运行点上的触觉反馈，尤其也提供是否存在离合器的执行器操纵的反馈。

尤其将离合器理解为用于可脱开地将扭矩从发动机传递到传动系上的摩擦离合器，尤其在相应的汽车中。

根据离合器操纵设备的一个有利的设计方案，在随动活塞的壳体和随动活塞的后止挡之间设置有第二弹簧。

根据离合器操纵设备的一个有利的设计方案，第三压力室构成为第二弹簧和随动活塞的壳体之间的流体储备器，其中流体储备器在浮动活塞的操纵位置中与第一压力管道连接，并且适合于在操纵主缸时从第一压力管道中接收流体。

离合器操纵设备的一个有利的设计方案具有经过后部的压力室和流体储备器的连接，当浮动活塞处于操纵位置中并且随动活塞处于未操纵位置中或者从操纵位置移位到未操纵位置中时，所述连接流体地断开。

后部的压力室和第三压力室在运行中优选具有相同的压力比。这尤其通过在第三压力室和后部的压力室之间的开口实现。有利地，该开口构成为小的，例如具有小于0.5mm[毫米]，尤其小于0.3mm的最大直径。

根据离合器操纵设备的一个有利的设计方案，在第二弹簧和流体储备器之间具有第三弹簧，其中第三弹簧具有比第二弹簧更小的弹簧常数，并且在流体进入流体储备器中时在第二弹簧之前偏转，使得对于驾驶员而言能够察觉到主缸的离合器踏板上的第一压力阻力，并且在第二弹簧或中间元件随后进一步偏转时能够察觉到至少一个第二压力阻力，所述第二压力阻力与第一压力阻力不同，使得驾驶员能够通过不同的压力阻力来识别浮动活塞处于操纵位置中。

将驾驶员尤其理解为离合器操纵设备的操纵者。

根据本发明的另一方面，提出一种用于操纵离合器设备的方法，所述离合器设备具有液压作用的从动缸，所述从动缸选择性地通过液压连接的手动操纵的主缸或电动运行的执行器操纵。该方法的特征在于，在同时手动和电动操纵时，将流体的手动压力加载的份额转向到体积变化的存储腔中。

根据所述方法的一个有利的设计方案，存储腔在馈送手动压力加载的流体时具有第一手动特征曲线(也为压力上升特征曲线)，所述第一手动特征曲线不同于第二手动特征曲线，在仅手动操纵离合器操纵设备时在流体没有转向到存储腔中的情况下遵循第二手动特征曲线。

根据所述方法的一个有利的设计方案，第一手动特征曲线在第二手动特征曲线下方伸展。

浮动活塞相对于踏板操纵的主缸的液压入口的位置有利地处于朝向背离丝杠的驱动的驱动马达的一侧的方向，以便当执行器处于第一位置0中时，由主缸挤压的体积朝从动缸(csc，同心从动缸/中央分离器)的方向的直接移动是可行的。由此通过执行器实现流体的少量的体积吸收。在此，位置0对应于如下状态，在所述状态下未操纵执行器的浮动活塞和随动活塞。可选的存储腔，即相应的流体储备器，替选地也能够在浮动活塞和随动活塞之间处于丝杠上。

通常，能够借助不同的存储腔特征曲线更灵活地设计功能。存储腔特征曲线理解为主缸的压力特征曲线，如其能够通过驾驶员在操纵离合器踏板时确定。所述存储腔特征曲线通过流体储备器对后部的压力腔的内部压力的反馈作用来预设，即通过相应地设计流体储备器，例如也利用不同类型的、尤其具有不同的弹簧常数的一个或多个弹簧，或其他的弹性元件，能够根据流体储备器中的填充液位或流体体积相应地控制流体储备器中的压力进而控制后部的压力腔中的压力。以该方式，能够通过驾驶员可靠地识别离合器操纵系统的不同的状态。

为了对于驾驶员而言可识别地绘制具体的存储腔特征曲线(首先平缓随后陡峭)并且尤其在液压链中的流体没有较大损失的情况下实现这一点，在本发明的一个优选的实施方式中提出：在流体储备器和后止挡之间朝电动的执行器驱动器的方向设有至少一个弹簧，优选两个或更多个弹簧，所述弹簧根据其偏转将相应的压力施加到流体上进而施加到离合器踏板上。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明以及其技术范围。附图示出尤其优选的实施例，然而本发明不限于所述实施例。特别地需要指出的是：附图和尤其所示出的大小比例仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的对象。其示出：

图1示出具有设置在液压线路中的执行器的离合器操纵设备；

图2示出根据图1的执行器的部分剖视的立体图；

图3示出贯穿根据图2的执行器的轴向纵截面图；

图4示出贯穿根据图3的浮动活塞的立体剖面图；

图5示出根据图3的执行器的符号结构；

图6示出根据图5的执行器的手动的离合器操纵；

图7示出根据图5的执行器在“滑行时”的电动操纵，

图8示出根据图5的电动操纵的执行器的手动操纵，

图9示出具有执行器的离合器设备，所述执行器具有存储腔特征曲线，

图10示出执行器的第二实施方式的部分剖视的立体图；

图11示出贯穿根据图10的执行器的轴向纵截面图；

图12示出贯穿根据图11的浮动活塞的剖面图；

图13示出根据图9的执行器的存储腔特征曲线；

图14-17借助运行状态图和存储腔压力图示出手动操纵图；

图18-20借助运行状态图和存储腔压力图示出纯执行器操纵图；

图21-27借助运行状态图和存储腔压力图示出执行器操纵与随后的手动操纵；和

图28-37借助运行状态图和存储腔压力图示出执行器操纵与持续的随后的手动操纵。

具体实施方式

图1示出离合器操纵设备50，其具有离合器踏板51和主缸52a。经由液压线路53能够操纵离合器54。所示出的离合器54能够例如为已知的摩擦离合器，即例如为单片干式摩擦离合器，所述摩擦离合器能够借助于从动缸52b断开或闭合。

在液压线路53中接有执行器70。执行器70包括随动活塞20和浮动活塞10。这两者在缸94中以可沿轴向方向90移动的方式被引导。在随动活塞20和浮动活塞10之间接入有流体储备器30。向外封闭的液压系统用流体101填充。流体101也称作为液压液体并且基本上是不可压缩的。离合器操纵设备50能够选择性地经由离合器踏板54、执行器70或通过这两个机构同时操纵。因此，所述离合器操纵设备一方面允许通过驾驶员进行的离合器操纵，并且另一方面允许自动或电动操纵。在电动操纵的情况下马达82驱动轴93，所述轴将转动运动经由螺杆转换成轴向的纵向运动。

图2示出根据图1的执行器70的立体的部分剖视图。

图3示出根据图1的执行器70的轴向剖面图，并且图4示出具有第一弹簧34的相应的浮动活塞10的斜视图。在此，离合器操纵设备50允许操纵离合器，即不仅直接地由从动缸52b经由操纵离合器踏板而且通过执行器70对从动缸52b供应流体101。浮动活塞10在通过执行器70操纵时由随动活塞20驱动，所述随动活塞又通过轴93的旋转轴向地被驱动。如果执行器70也通过马达82驱动(参见图2)，那么在图2中随动活塞20向右运动并且由此浮动活塞10相对于第一弹簧34运动。由此，处于前部的压力室96中的流体101穿过第二接口2朝从动缸52b挤压，所述从动缸由此被操纵。由此，操纵离合器54。这称作为离合器操纵设备50的执行器操纵。执行器操纵的其他细节在下面进一步公开。

离合器踏板51的主缸52a经由第一压力管道80附接于接口1，并且用于离合器分离的从动缸52b(csc，同心从动缸/中央分离器)借助于第二压力管道81附接于执行器70的接口2。以该方式，能够以简单地方式将具有通气槽3的常规已知的执行器接入所述液压线路中。

当现在驾驶员操纵离合器踏板51时，流体101直接从接口1经由通气槽3被挤压至接口2。这尤其在图5和6中示出。这称作为驾驶员操纵。

密封元件(例如o形环)13在活塞行程0中，即在其如尤其图3示出的未操纵的初始位置中，实现相对于壳体0b的密封。因此在随动活塞20未操纵时的该位置中，存储腔或者流体储备器30被封闭。这例如在图3中示出。该布置实现在仅通过驾驶员进行操纵的阶段中流体101的减小的体积吸收，其中执行器70的马达82未被操纵，进而随动活塞20不运动。通过密封元件13，在该状态下防止经由离合器踏板51和主缸52a加载压力的流体101能够经由缸94流入到设置在缸94之内或之外的流体储备器30中，使得能够确保仅朝第二接口2的方向的流动，使得能够确保离合器54的可靠的接合或分离。

图7和8原则上示出在通过执行器70和手动地通过驾驶员进行的组合操纵时的状态下浮动活塞的使用原理。图5至8尤其示意地示出浮动活塞10与随动活塞20的分离，使得在这些附图中放弃在下面的附图中示出的细节。如果在执行器操纵之后进行驾驶员操纵，那么第一接口1不再与原有的前部的腔96(在活塞10和接口2之间)连接，而是与存储腔或者流体储备器30连接。所述流体储备器30例如设置在第二弹簧和壳体0之间。

在主缸52a和执行器70之间的液压线路53中的液压液体(流体)的体积移入到存储腔或者流体储备器30中和/或移入到随动活塞20和浮动活塞10之间的腔中。在最后提出的情况下，涉及完全地构成在壳体0之内的存储腔30，当在浮动活塞10的左侧上的压力高于在其右侧上的压力，即施加在第二接口2上的压力时，形成所述存储腔。根据主要通过第二弹簧35影响的存储腔特征曲线100，能够首先填充外部的流体存储器30或者在两个活塞10和20之间的内部的存储腔30。通过在该文献范围内公开的不同的弹簧，能够影响和确定用于执行器操纵的存储腔特征曲线，但是也能够影响和确定离合器操纵的手动特征曲线。对此，弹簧能够适配于相应的目的。特别地，能够使用不同弹簧常数的弹簧和/或具有多方面作用的性能的弹簧，即在不同的偏转范围中具有不同的弹簧常数的弹簧。弹簧能够针对特定的要求设计，例如针对在驾驶员操纵离合器时的特定的手动特征曲线来设计。在此，手动特征曲线能够具有多个区域。

浮动活塞10通过部件14构成壳体0a处的止挡，并且因此限定能够被引导至从动缸52b进而被引导至离合器54的最大的流体体积。

图9和10示出具有所属的执行器70的离合器操纵设备51的另一可行的实例，所述执行器具有代表性的存储腔特征曲线。执行器70在离合器操纵设备50之内的设置很大程度地对应于上面已经描述的设置，使得参考上面的描述。该实例具有第三弹簧36。通过所述第三弹簧36补偿密封件60的和槽密封件32的摩擦。此外，该实例具有第二弹簧35。所述第二弹簧设置在随动活塞20和随动活塞20的后止挡102之间。

图11和12示出贯穿执行器70的横截面图和贯穿根据图9和10的浮动活塞10的横截面图。在图13中示出该实例的存储腔特征曲线100。

浮动活塞10设置在随动活塞10和第二接口2之间并且构成两个不同大小的液压作用面。在活塞10和活塞20之间的左侧上的液压作用面小于位于另一侧上的作用面，由此实现液压传动。该传动尤其有利地用于补偿在下部的压力水平下的流体101到存储腔30中的体积吸收。即使离合器操纵设备50处于执行器操纵和驾驶员操纵的过渡区域中，即在存储腔特征曲线100(参见图13)中刚好处于第二区域30-2和第三区域30-3之间的过渡区域中，驾驶员也能够以适当的传动比完全地断开离合器54。在此，流体101的不提供用于操纵从动缸52b的主要体积保留在存储腔30中。通过所提供的传动，在该状态下也能够实现操纵离合器54或者保持离合器54断开，使得能够补偿流体101的保留在存储腔30中的体积。

于是借助于该体积吸收补偿可以在存储腔特征曲线100的初始区域中构成短的平缓的特征曲线。该存储腔特征曲线100是有利的，因为驾驶员由此更明确地且更简单地注意到离合器操纵设备50已经借助激活的执行器70处于(电动)操纵的状态下。

在图14至37中示出离合器操纵设备50的操纵的不同状态。除了离合器操纵设备50的视图之外，附图还示出正常允许或特殊运行中的相应的运行点以及具有相应的运行点的所属的存储腔特征曲线100。

在正常的电动操纵执行器时，浮动活塞10由随动活塞20驱动(正常运行)。在没有操纵执行器的情况下，浮动活塞10位于一个或多个通气槽3上，只要使用多个通气槽的话，使得通过至少一个通气槽3提供在第一接口1和第二接口2之间的流体路径。

离合器踏板51上的主缸52a与第一接口1连接，并且用于离合器分离的从动缸52b与第二接口2连接。当驾驶员操纵离合器踏板时，受挤压的，即用压力加载的流体101遵循从第一接口1经由通气槽3直至第二接口2的直接路径。这在图14至15中示出，而图16至17示出从操纵的状态到未操纵的状态的变化。

在未通过执行器70操纵的状态下，密封元件(例如o形环)13在活塞行程0中实现相对于壳体0b的密封。以该方式，存储腔或者流体储备器30被封闭。该设置在纯驾驶员操纵(无执行器操纵)的情况下实现减小的体积吸收。

图18至20示出在不同状态下具有单独通过执行器70进行操纵的状态。所述状态例如是在所谓的“滑行”中的情况。滑行在此理解为机动车的如下运行方式，其中机动车缓慢行驶并且离合器断开，即在发动机和传动系之间不存在连接。

图21至27示出通过执行器70和驾驶员经由主缸52a在不同的运行点中进行组合操纵。在通过执行器70操纵之后的驾驶员操纵中，第一接口1不再与前部的压力腔96连接，而是与存储腔30连接(尤其参见图23)，所述前部的压力腔构成在第二活塞10和第二接口2之间。

出自主缸52a的流体的体积移动到存储腔30中和/或随动活塞20和活塞10之间的腔中。密封件60形成空腔，使得有效的液压面积小于在浮动活塞10的右侧上的面积。存储腔特征曲线100由也在图13中示出的且上面讨论的三个区域构成。在那里示出的图形竖直地绘制压力并且水平地绘制位移，如也在存储腔特征曲线100的全部其他视图中也如此。短的平缓的第一区域30-1通过第二弹簧35和第三弹簧36实现。陡的一定程度竖直的斜坡表示第二区域30-2。该“反差大的”区域通过液压侧的刚度确定，所述刚度例如通过槽密封件32与壳体0的共同作用或罐状件33的机械刚度确定。最后，还存在第三区域30-3，所述第三区域借助预紧的弹簧34一定程度上实现为过压限制器。第一弹簧34作为常规的压缩弹簧示出。但是也可行的是，碟形弹簧或其他弹性的部件用作为弹簧34。由于存储腔特征曲线100的平缓的第一区域30-1，驾驶员获得触觉提示，即执行器70已经被操纵。

在左侧和右侧之间活塞10上的液压传动实现转向到存储腔30中的流体101的体积减少，并且在第一区域30-1中以该方式至少部分地补偿由于导入到存储腔30中的流体101产生的体积损失。

与在从动缸52b中的压力相比，液压传动产生在主缸52a中的压力提高。在存储腔30中的压力在第三区域30-3中足够地高，以便引起离合器操纵，尤其离合器断开。浮动活塞10借助部段14与壳体0a形成止挡。以该方式可行的是，固定预设的最大体积的流体移动到从动缸52b中。第一弹簧34确保在低的下部的压力区域中浮动活塞10向左移动，并且所述浮动活塞在此克服摩擦阻力，例如密封件的摩擦阻力。

在此，流体储备器或者存储腔30在其体积方面根据从动缸52b的最大压力来设计，使得当浮动活塞10处于止挡中时，仅达到存储腔特征曲线100的第三区域30-3。由此实现也在该情况下驾驶员操纵具有优先级。

图28至37示出也在执行器向左电动复位到未操纵的初始位置中之后在不同的运行点中通过驾驶员进行的持续操纵。

在此，出自流体储备器03中的压力缓慢下降，并且流体101到达前部的压力腔96中，以便因此进一步操纵离合器54。在通过驾驶员操纵之后，该压力才再次下降，其中最后流体101从流体储备器30中流动至主缸52a，使得该特性对应于较软的弹簧的压力。

在图33中示例地示出第三压力室98，其构成为在第二弹簧35和随动活塞20的壳体之间的流体储备器。此为，在该实例中在后部的压力室97中示出弹簧，所述后部的压力室通过间隙99与第三压力室98连接，使得后部的压力室97和第三压力室98处于相同的压力。在此，间隙99具有小于0.3mm的宽度。

这种系统能够在没有显著地调整车辆中的总系统的情况下作为附加模块实施，即作为离合器操纵设备50引入已经存在的系统中。

对于驾驶员而言，尤其在一定的熟悉时间之后容易地识别在离合器踏板51上的不同的存储腔特征曲线，进而可靠地在不同的执行器状态或者运行点之间进行区分。同时，在任何时间，通过驾驶员接管控制是可行的。最后，也补偿进而减少流体101的体积吸收。

附图标记列表

0壳体

0a第一壳体部段

0b第二壳体部段

1第一接口

2第二接口

3通气槽

10活塞(浮动式)

13密封元件(o形环)

14(浮动活塞的)部段

20随动活塞

30流体储备器/存储腔

30-1第一区域

30-2第二区域

30-3第三区域

32密封件

33罐状件

34第一弹簧

35第二弹簧

50离合器操纵设备

51离合器踏板

52a主缸

52b从动缸(csc，同心从动缸/中央分离器)

53液压线路

54离合器/摩擦离合器

60密封件

70执行器

80第一压力管道

81第二压力管道

82马达

90轴向方向

93轴

94缸

96前部的压力室/前部的(压力)腔

97后部的压力室/后部的(压力)腔

98第三的压力室/第三(压力)腔

99间隙

100压力上升特征曲线/存储腔特征曲线

101流体

102随动活塞的后止挡

103第一手动特征曲线

104第二手动特征曲线