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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATOR AND METHOD FOR REFERENCING A ZERO POSITION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/219393
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an actuator (100) having an electric motor (102) and a synchronized planetary roller threaded spindle drive (104) having a threaded spindle and planetary rollers, wherein the planetary roller threaded spindle drive (104) has a first stop associated with the threaded spindle and a second stop associated with at least one planetary roller, wherein the first stop and the second stop correspond with each other in order to reference and/or check the plausibility of a zero position of the actuator (100). The invention also relates to a method for referencing a zero position of such an actuator (100).

Inventors:
GREB PETER (DE)
LAZO ZAMALLOA JOSE ALEXANDER (DE)
MAN LASZLO (DE)
SCHUMANN LARS (DE)
DIETRICH MARKUS (DE)
DREHER ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100440
Publication Date:
December 06, 2018
Filing Date:
May 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D23/12; F16D28/00; F16H25/22
Domestic Patent References:
WO2016131449A12016-08-25
WO2015081951A12015-06-11
Foreign References:
DE112014004577T52016-07-07
DE102004009832A12004-09-16
DE102013213948A12014-02-06
DE102015212333A12017-01-05
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Claims:
Patentansprüche

1 . Aktuator (100, 308, 406) mit einem Elektromotor (102) und einem synchronisierten Planetenwälzgewindespindeltrieb (104, 300, 400), der

Planetenwälzgewindespindeltrieb (104, 300, 400) aufweisend eine

Gewindespindel (1 12, 320) und Planetenrollen (1 10), dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenwälzgewindespindeltrieb (104, 300, 400) einen der

Gewindespindel (1 12, 320) zugeordneten ersten Anschlag (106, 304, 402) und einen wenigstens einer Planetenrolle (1 10) zugeordneten zweiten Anschlag (108, 306, 404) aufweist, wobei der erste Anschlag (106, 304, 402) und der zweite Anschlag (108, 306, 404) miteinander zum Referenzieren und/oder

Plausibilisieren einer Nullposition des Aktuators (100, 308, 406)

korrespondierenden. 2. Aktuator (100, 308, 406) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenwälzgewindespindeltrieb (104, 300, 400) einen mit der Gewindespindel (1 12, 320) axialfest verbundenen Kolben (1 14) aufweist und der erste Anschlag (108, 306, 404) an dem Kolben (1 14) angeordnet ist.

3. Aktuator (100, 308, 406) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschlag (108, 306, 404) an

wenigstens einer Planetenrolle (1 10) angeordnet ist.

4. Aktuator (308) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenwälzgewindespindeltrieb (300) einen elektrischen Schalter (302) zum Referenzieren der Nullposition aufweist. 5. Aktuator (308) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (302) mithilfe der Gewindespindel (320) betätigbar ist.

6. Verfahren zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators (100, 308, 406) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (102) mit einer elektrischen Betriebsleistung beaufschlagt wird, bis der erste Anschlag (108, 306, 404) und der zweite Anschlag (108, 306, 404) aneinander anschlagen, das Anschlagen anhand eines Anstiegs der

Betriebsleistung erkannt wird und ein Anschlagwinkel des Elektromotors (102) erfasst wird.

7. Verfahren zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators (308) nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor mit einer elektrischen Betriebsleistung beaufschlagt wird, bis der Schalter (302) betätigt wird, und ein Anschlagwinkel des Elektromotors erfasst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Referenzieren der Elektromotor (102) mit einer erhöhten elektrischen Plausibilisierungsleistung beaufschlagt, dabei ein Verdrehwinkel des

Elektromotors (102) erfasst und die referenzierte Nullposition als plausibel erkannt wird, wenn der Verdrehwinkel unterhalb eines vorgegebenen Grenzwinkelwerts liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Referenzieren der Elektromotor mit einer elektrischen

Plausibilisierungsleistung in entgegengesetzte Drehrichtung gegen eine

systembedingte Gegenkraft beaufschlagt, dabei ein Verdrehwinkel des

Elektromotors erfasst und die referenzierte Nullposition als plausibel erkannt wird, wenn der Verdrehwinkel unterhalb eines vorgegebenen Grenzwinkelwerts liegt.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch

gekennzeichnet, dass die Plausibilisierungsleistung oberhalb der Betriebsleistung und unterhalb einer elektrischen Maximalleistung liegt und/oder der

Betriebsleistung entgegen gerichtet ist.

Description:
Aktuator und Verfahren zum Referenzieren einer Nullposition

Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit einem Elektromotor und einem synchronisier- ten Planetenwälzgewindespindeltrieb (SPWG), der Planetenwälzgewindespindeltrieb aufweisend eine Gewindespindel und Planetenrollen. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zum Referenzieren einer Nullposition eines derartigen Aktuators.

Aus der DE 10 2004 009 832 A1 ist ein Hebelsystem bekannt zum Betätigen von Kupplungen oder Getriebe-Bremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Hebel mit einer ersten und einer zweiten Seite und mindestens einem Auflagepunkt, der gleichzeitig einen Drehpunkt darstellen kann, bei dem durch eine Verlagerung des Auflagepunktes bzw. des Drehpunktes die Betätigungskraft für die Kupplung oder Getriebe Bremse veränderbar ist.

Aus der DE 10 2013 213 948 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einem, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromo- tors angeordneten Sensor abgenommen wird, welches von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei im Stillstand des Rotors dieser mit einer Spannung beaufschlagt wird und eine der Position des Rotors entsprechende Antwortreaktion einer Kommutierung des Elektromotors zugeordnet wird. Das Verfahren wird verwendet für ein Kupplungsbetätigungssystem für eine au- tomatisierte Kupplung. Das Kupplungsbetätigungssystem ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges einer Reibungskupplung zugeordnet und umfasst einen Geberzylinder, der über eine auch als Druckleitung bezeichnete Hydraulikleitung mit einem Nehmerzylinder verbunden ist. In dem Nehmerzylinder ist ein Nehmerkolben hin und her bewegbar, der über einen Aktuator und unter Zwischenschaltung eines La- gers die Reibungskupplung betätigt.

Aus der WO 2015/081951 A1 ist ein Aktuator mit Planetenwälzgewindespindel (PWG) bekannt, insbesondere für die Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges, wobei eine zentrische eine Steigung aufweisende Spindel mit einem Rotor eines Antriebes drehfest verbunden und mit dem Antrieb um eine Drehachse antreibbar ist und mehrere Planetenrollen mit der Spindel in Eingriff stehen und mit einem die Planetenrollen umringenden Hohlrad, das Rillen in Umfangsrichtung aufweist, kämmen, wobei die Planetenrollen an beiden Enden in einem Planetenrollenträger positioniert sind, bei dem die Planetenrollenträger an beiden Enden drehfest abgestützt sind derart, dass eine feste Zuordnung der Steigung der Spindel zu einem Axialhub eines mittels des PWG axial beweglichen Bauteils, welches mit einem axial betätigbaren Kolbens wirkverbunden ist, realisiert ist. Es wird vorgeschlagen, die Planetenrollenträger drehfest in einer, das Hohlrad umringenden und an beiden Enden radial nach innen weisenden ersten Hülse drehfest abzustützen und die erste Hülse direkt oder über eine zweite Hülse drehfest und axial verschiebbar in einem gestellfesten Gehäuse aufzunehmen. Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Hohlrad die Axialkräfte der Planetenrollen auf die erste Hülse überträgt, die an der zur ersten Hülse drehgesicherten zweiten Hülse anschlägt, mit welcher der Kolben verbunden ist. Außerdem wird vorgeschla- gen, das Gehäuse an einem den Antrieb aufnehmenden Motorblock drehfest zu befestigen und gegen wenigstens eine Feder oder ein Federpaket vorzuspannen und die erste Hülse entgegen einer Ausrückbewegung des Kolbens gegen das Federpaket zu fahren, bis dieses auf Block gespannt ist und über die Kennlinie des Federpaketes eine Nullposition/ein axialer Referenzpunkt des PWGs und somit des Kolbens zu be- stimmen.

Aus der DE 10 2015 212 333 A1 ist ein Planetenwälzgewindespindeltrieb bekannt, insbesondere synchronisierter Planetenwälzgewindespindeltrieb, mit einer Spindel, mehreren mit der Spindel in Eingriff stehenden Planetenwälzkörpern einem die achs- parallel zur Spindel ausgerichteten Planetenwälzkörper um ihre Achse drehbar lagernde Planetenträgereinrichtung und einem die Planetenwälzkörper umringenden Hohlradelement, das mit den Planetenwälzkörpern kämmt und sich an der Planetenträgereinrichtung in zumindest einer der beiden Axialrichtungen abstützt, bei dem sich das Hohlradelement an der Planetenträgereinrichtung in der einen Axialrichtung ab- stützt und der Planetenwälzgewindespindeltrieb zusätzlich ein weiteres die Planetenwälzkörper umringendes Hohlradelement aufweist, das axial versetzt zu dem einen Hohlradelement angeordnet ist und sich an der Planetenträgereinrichtung in der anderen Axialrichtung abstützt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Aktuator baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Betätigen eines derartigen Aktuators bereitzustellen bzw. zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Aktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vor- teilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Aktuator kann zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug dienen. Der Aktuator kann zum Betätigen einer Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang dienen. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann eine Antriebsmaschine, ei- ne Reibungskupplung, ein Getriebe und wenigstens ein antreibbares Fahrzeugrad aufweisen. Die Antriebsmaschine kann eine Brennkraftmaschine sein. Die Reibungskupplung kann in dem Antriebsstrang zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe angeordnet sein. Das Getriebe kann in dem Antriebsstrang zwischen der Reibungskupplung und dem wenigstens einen antreibbaren Fahrzeugrad angeordnet sein. Der Aktuator kann zum Betätigen der Reibungskupplung dienen. Die Reibungskupplung kann eine Betätigungseinrichtung aufweisen. Die Betätigungseinrichtung kann einen Zentralausrücker aufweisen. Die Betätigungseinrichtung kann ein mechanisches Hebelsystem aufweisen, wie es beispielsweise aus der DE 10 2004 009 832 A1 bekannt ist. Die Betätigungseinrichtung kann ein hydrostatisches Kupplungsbetäti- gungssystem aufweisen, wie es beispielsweise aus der DE 10 2013 213 948 A1 bekannt ist. Der Aktuator kann zum Betätigen des Getriebes dienen. Der Aktuator kann ein Gehäuse aufweisen.

Der Planetenwälzgewindespindeltrieb kann dazu dienen, eine rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung zu wandeln. Der Planetenwälzgewindespindeltrieb kann eine Hauptdrehachse aufweisen. Die Gewindespindel kann ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweisen. Die Gewindespindel kann eine Spindeldrehachse aufweisen. Die Spindeldrehachse kann zur Hauptdrehachse koaxial angeordnet sein. Die Gewindespindel kann in dem Gehäuse drehfest und entlang der Spindeldrehachse verlagerbar angeordnet sein. Die Gewindespindel kann zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition verlagerbar sein. Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann einen Planetenträger aufweisen. Die Planetenrollen können Rollenachsen aufweisen. Die Rollenachsen können zur Spindeldrehachse pa- rallel und von der Spindeldrehachse beabstandet angeordnet sein. Die Planetenrollen können in dem Planetenträger axial fest und um die Rollenachsen drehbar gelagert sein. Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann ein Hohlrad aufweisen. Die Planetenrollen können zwischen der Gewindespindel und dem Hohlrad angeordnet sein. Die Gewindespindel und die Planetenrollen sowie die Planetenrollen und das Hohlrad können mithilfe korrespondierender Gewinde ineinander greifen. Das Gewinde zwischen Gewindespindel und Planetenrollen kann eine Steigung aufweisen. Das Gewinde zwischen Planetenrollen und Hohlrad kann steigungsfrei ausgeführt sein. Der Planetenträger kann axial fest und um die Spindeldrehachse drehbar. Das Hohlrad kann axial fest und um die Spindeldrehachse drehbar angeordnet sein.

Der Elektromotor kann einen Stator und einen Rotor aufweisen. Der Stator kann gehäusefest angeordnet sein. Der Rotor kann axial fest und relativ zu dem Stator um die Hauptdrehachse drehbar angeordnet sein. Der Rotor kann mit dem Planetenträger drehfest verbunden sein.

Der erste Anschlag kann ein Axialanschlag sein. Der zweite Anschlag kann ein Axialanschlag sein. Der erste Anschlag und der zweite Anschlag können miteinander geometrisch komplementär korrespondierenden. Der erste Anschlag und der zweite Anschlag können zum Referenzieren und/oder Plausibilisieren der Nullposition des Aktu- ators aneinander anschlagen. In der Nullposition des Aktuators kann die Gewindespindel in die erste Endposition oder die zweite Endposition verlagert sein.

Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann einen Kolben aufweisen. Der Kolben kann zum mechanischen Beaufschlagen einer Betätigungseinrichtung einer Reibungskupp- lung dienen. Der Kolben kann mit der Gewindespindel axialfest verbunden sein. Der Kolben kann mit der Gewindespindel kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Die Gewindespindel kann eine Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung kann nutförmig sein. Der Kolben kann eine plastische Verformung aufweisen. Die plastische Verformung des Kolbens kann in die Ausnehmung der Ge- windespindel eingreifen. Der erste Anschlag kann an dem Kolben angeordnet sein. Der erste Anschlag kann an einer axialen Stirnfläche des Kolbens angeordnet sein. Der zweite Anschlag kann an wenigstens einer Planetenrolle angeordnet sein. Der zweite Anschlag kann an einer axialen Stirnfläche wenigstens einer Planetenrolle an- geordnet sein. Der zweite Anschlag kann an den Planetenrollen angeordnet sein. Der zweite Anschlag kann an den axialen Stirnflächen der Planetenrollen angeordnet sein.

Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann einen als Winkelgeber dienenden Rotorlagemagnet aufweisen. Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann eine Kolbendichtung aufweisen. Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann ein Reibelement aufweisen. Das Reibelement kann eine richtungsabhängige Reibung aufweisen. Das Reibelement kann als Doppelschlingfeder ausgeführt sein.

Der Planetenwälzgewindespindeltneb kann einen elektrischen Schalter aufweisen. Der Schalter kann ein Druckschalter sein. Der Schalter kann zum Referenzieren der Nullposition dienen. Der Schalter kann gehäusefest angeordnet sein. Der Schalter kann mithilfe der Gewindespindel betätigbar sein. Der Schalter kann mithilfe eines Endes der Gewindespindel betätigbar sein. Der Schalter kann derart angeordnet sein, dass der Schalter betätigt wird, wenn der erste Anschlag und der zweite Anschlag an- einander anschlagen.

Der Elektromotor kann derart mit einer elektrischen Betriebsleistung beaufschlagt werden, dass der Aktuator in Richtung seiner Nullposition verfährt. Die Betriebsleistung kann eine Betriebsspannung und einen Betriebsstrom umfassen. Das Anschlagen kann anhand eines Anstiegs der Betriebsspannung und/oder des Betriebsstrom! erkannt werden. Ein Anschlagwinkel des Elektromotors kann mithilfe eines Winkelsensors erfasst werden.

Nach dem Referenzieren kann der Elektromotor mit einer erhöhten elektrischen Plau- sibilisierungsleistung beaufschlagt werden. Die Plausibilisierungsleistung kann eine Plausibilisierungsspannung und einen Plausibilisierungsstrom umfassen. Dabei kann ein Verdrehwinkel des Elektromotors erfasst werden. Ein Verdrehwinkel des Elektromotors kann mithilfe eines Winkelsensors erfasst werden. Die referenzierte Nullposition kann als plausibel erkannt werden, wenn der Verdrehwinkel unterhalb eines vorge- gebenen Grenzwinkelwerts liegt. Der vorgegebene Grenzwinkelwert kann einen harten Anschlag repräsentieren. Der vorgegebene Grenzwinkelwert kann 0° bis ca. 5°, insbesondere 0° bis ca. 3°, 0° bis ca. 1 ° betragen. Nach dem Referenzieren kann der Elektromotor mit einer elektrischen Plausibilisie- rungsleistung in entgegengesetzte Drehrichtung gegen eine systembedingte Gegenkraft beaufschlagt werden. Die systembedingte Gegenkraft kann einen signifikanten Kraftanstieg aufweisen. Die systembedingte Gegenkraft kann durch eine Betätigungseinrichtung bedingt sein. Die systembedingte Gegenkraft kann durch eine mechani- sehe und/oder hydraulische Betätigungseinrichtung bedingt sein. Die systembedingte Gegenkraft kann Federkräfte umfassen. Die systembedingte Gegenkraft kann eine Kennlinie einer Reibungskupplung umfassen.

Die Plausibilisierungsleistung kann oberhalb der Betriebsleistung und unterhalb einer elektrischen Maximalleistung liegen. Die Plausibilisierungsleistung kann der Betriebsleistung entgegen gerichtet sein.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein SPWG mit Axialanschlag zum Referenzieren und Plausibi- lisieren. Das SPWG kann einen„harten", robusten, mechanischen Anschlag aufweisen, wobei ein auf einer mit einem Gewinde versehenen Spindel befindlicher axialfester Anschlag auf eine Stirnfläche wenigstens eines Planeten treffen kann. Die An- schlagssteifigkeit kann durch Kontakte zwischen den Bauteilen und die Bauteile selbst bestimmt sein und ist im Vergleich zu einer Tellerfeder als„hart" zu betrachten. Beim Referenzieren kann der Aktor langsam gegen diesen Anschlag fahren. Wenn dieser über einen Stromanstieg erkannt wird (Referenz), kann maximal bestromt werden und dabei kann ein Verdrehwinkel erfasst werden. Ist dieser aufgrund des„harten" Anschlags gering (wenige Grad), kann auch die Plausibilisierung erbracht sein. Um ein sicheres Lösen nach der Plausibilisierung zu gewährleisten kann beim Plausibilisieren eine Stromreserve von beispielsweise 10% vorgehalten werden. Alternativ zur Stromvorgabe kann der Vorgang über eine Spannungsvorgabe erfolgen, da die Spannung rückgemessen werden kann und der Strom sich dann einstellt. Alternativ kann das Referenzieren über einen elektrischen Schalter, vorzugsweise am Spindelende, realisiert werden. Ist dieser Schalter betätigt, kann in gleicher Drehrichtung das Plausibihsieren an dem beschriebenen„harten" Anschlag erfolgen. Alternativ kann das Plausibihsieren auch in entgegengesetzter Drehrichtung gegen ein Systemmerkmal, insbesondere gegen eine zu betätigenden (Kupplungs-)Kennlinie erfolgen. Hierfür sollte die Kennlinie inklusive aller Toleranzen einen signifikanten Lastanstieg, gleichbedeuten mit einem Strom- bzw. Spannungsanstieg, gewährleisten. Mit der Erfindung wird ein robustes Referenzieren mit Plausibilisierung ermöglicht und dabei ein Aufwand, wie Kostenaufwand, reduziert.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.

Es zeigen schematisch und beispielhaft: einen Aktuator mit einem Elektromotor und einem synchronisierten Planeten- wälzgewindespindeltrieb zum Betätigen einer Reibungskupplung in Schnittansicht, Fig. 2 einen Planetenwälzgewindespindeltrieb mit zwei korrespondierenden Anschlägen zum Referenzieren und Plausibihsieren einer Nullposition eines Ak- tuators in ausschnittsweiser Schnittansicht,

Fig. 3 eine Planetenrolle eines Planetenwälzgewindespindeltriebs mit einem An- schlag zum Referenzieren und Plausibihsieren einer Nullposition eines Aktua- tors, Fig. 4 eine Gewindespindel und einen Kolben eines Planetenwälzgewindespindel- triebs mit einem Anschlag zum Referenzieren und Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuators in ausschnittsweiser Schnittansicht, Fig. 5 Diagramme zu einem Referenzieren und Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuator mit einem Elektromotor und einem synchronisierten Planetenwälzgewindespindeltneb mit zwei korrespondierenden Anschlägen,

Fig. 6 einen Planetenwälzgewindespindeltneb mit einem nicht betätigtem Schalter zum Referenzieren und zwei korrespondierenden Anschlägen zum Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuators sowie Diagramme zu dem Aktuator in einer Betriebsposition,

Fig. 7 einen Planetenwälzgewindespindeltneb mit einem betätigtem Schalter zum Referenzieren und zwei korrespondierenden Anschlägen zum Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuators sowie Diagramme bei einem Referenzieren der Nullposition,

Fig. 8 einen Planetenwälzgewindespindeltneb mit einem betätigtem Schalter zum Referenzieren und zwei korrespondierenden aneinander angeschlagenen Anschlägen zum Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuators sowie Diagramme bei einem Plausibilisieren der referenzierten Nullposition,

Fig. 9 einen Planetenwälzgewindespindeltneb mit zwei korrespondierenden An- Schlägen zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators und einer Betätigungseinrichtung einer Reibungskupplung zum Plausibilisieren der Nullposition sowie Diagramme bei einem Referenzieren der Nullposition,

Fig. 10 einen Planetenwälzgewindespindeltneb mit zwei korrespondierenden An- Schlägen zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators und einer Betätigungseinrichtung einer Reibungskupplung zum Plausibilisieren der Nullposition sowie Diagramme bei einer entgegen gerichteten Beaufschlagung des Aktuators und Fig. 1 1 einen Planetenwälzgewindespindeltrieb mit zwei korrespondierenden Anschlägen zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators und einer Betätigungseinrichtung einer Reibungskupplung zum Plausibilisieren der Nullposition sowie Diagramme bei einem Plausibilisieren der referenzierten Nullposi- tion.

Fig. 1 zeigt einen Aktuator 100 mit einem Elektromotor 102 und einem synchronisierten Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 zum Betätigen einer Reibungskupplung in Schnittansicht. Fig. 2 zeigt den Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 mit zwei korres- pondierenden Anschlägen 106, 108 zum Referenzieren und Plausibilisieren einer Nullposition des Aktuators 100 in ausschnittsweiser Schnittansicht. Fig. 3 zeigt eine Planetenrolle 1 10 des Planetenwälzgewindespindeltriebs 104. Fig. 4 zeigt eine Gewindespindel 1 12 und einen Kolben 1 14 des Planetenwälzgewindespindeltriebs 104 in ausschnittsweiser Schnittansicht.

Der Aktuator 100 weist ein Gehäuse 1 16 auf. Der Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 weist eine Hauptdrehachse 1 18 auf. Die Gewindespindel 1 12 weist zwei axiale Enden und eine zur Hauptdrehachse 1 18 koaxiale Spindeldrehachse auf. Die Gewindespindel 1 12 ist in dem Gehäuse 1 16 mithilfe einer profilierten Hülse 120 drehfest und entlang der Hauptdrehachse 1 18 zwischen zwei Endpositionen verlagerbar angeordnet. Der Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 weist einen Planetenträger 122 auf. Die Planetenrollen 1 10 weisen zur Hauptdrehachse 1 18 parallele und von der Hauptdrehachse 1 18 beabstandet Rollenachsen auf. Die Planetenrollen 1 10 sind in dem Planetenträger 122 axial fest und um die Rollenachsen drehbar gelagert. Der Plane- tenwälzgewindespindeltrieb weist ein Hohlrad 124 auf. Die Planetenrollen 1 10 sind zwischen der Gewindespindel 1 12 und dem Hohlrad 124 angeordnet. Die Gewindespindel 1 12 und die Planetenrollen 1 10 sowie die Planetenrollen 1 10 und das Hohlrad 124 greifen mithilfe korrespondierender Gewinde ineinander. Das Gewinde zwischen Gewindespindel 1 12 und Planetenrollen 1 10 kann eine Steigung aufweisen. Das Ge- winde zwischen Planetenrollen 1 10 und 124 Hohlrad kann steigungsfrei ausgeführt sein. Der Planetenträger 122 und das Hohlrad 124 sind axial fest und um die Hauptdrehachse 1 18 drehbar angeordnet. Der Elektromotor 102 weist einen gehäusefesten Stator 126 und einen axial festen und relativ zu dem Stator 126 um die Hauptdrehachse 1 18 drehbaren Rotor 128 auf. Der Rotor 128 ist mit dem Planetenträger 122 drehfest verbunden. Zur drehbaren Lagerung des Rotors 128 weist der Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 ein Lager 130 auf. Ein Axiallager 132 dient zur axialen Abstützung des Hohlrads 124.

Der Kolben 1 14 dient zum mechanischen Beaufschlagen einer Betätigungseinrichtung der Reibungskupplung und ist mit der Gewindespindel axialfest verbunden. Dazu weist die Gewindespindel 1 12 eine nutförmige Ausnehmung 134 auf, in die eine plas- tische Verformung 136 des Kolbens 1 14 eingreift.

Der erste Anschlag 106 ist an einer axialen Stirnfläche des Kolbens 1 14 angeordnet. Der zweite Anschlag 108 ist an axialen Stirnflächen der Planetenrollen 1 10 angeordnet. Wenn die Anschläge 106, 108 in der Nullposition des Aktuators 100 aneinander angeschlagen sind, ist der Planetenträger 122 axial freigestellt.

Der Planetenwälzgewindespindeltrieb 104 weist einen als Winkelgeber dienenden Rotorlagemagnet 138 auf, dessen Drehlage mithilfe eines Winkelsensors, beispielsweise einem Hall-Sensor, erfassbar ist.

Fig. 5 zeigt Diagramme 200, 202 zu einem Referenzieren und Plausibilisieren einer Nullposition eines Aktuator 100. In dem Diagramm 200 sind eine Aktuatorkraft bzw. ein Aktuatorstrom 204 in zeitlichem Verlauf aufgetragen. Zunächst wird der Elektromotor 102 derart mit einem Betriebsstrom 206 beaufschlagt, dass der Aktuator 100 in Richtung seiner Nullposition verfährt. Wenn die Anschläge 106, 108 aneinander anschlagen, überschreitet der Aktuatorstrom 204 einen ersten vorgegebenen Aktuatorstrom grenzwert 208 und das Anschlagen wird erkannt und referenziert. Ein Anschlagwinkel des Elektromotors 102 wird mithilfe des Rotorlagemagnets 138 erfasst. Nach dem Referenzieren wird der Elektromotor 102 mit einem erhöhten Plausibilisie- rungsstrom 210 beaufschlagt und ein Verdrehwinkel des Elektromotors 102 wird mithilfe des Rotorlagemagnets 138 erfasst. Der Plausibilisierungsstrom 210 liegt oberhalb des Betriebsstroms 206 und unterhalb eines Maximalstroms, beispielsweise ca. 10% unterhalb des Maximalstroms. In dem Diagramm 202 sind die Aktuatorkraft bzw. der Aktuatorstrom 212 über einen Aktuatorweg aufgetragen. Wenn die Anschläge 106, 108 aneinander anschlagen und der Elektromotor 102 mit dem erhöhten Plausibilisierungsstrom 210 beaufschlagt wird, ergibt sich eine mit dem Verdrehwinkel korrelierende Aktuatorwegdifferenz 214. Die referenzierte Nullposition wird als plausibel erkannt, wenn der Verdrehwinkel unterhalb eines vorgegebenen Grenzwinkelwerts, der einen harten Anschlag repräsentiert und bezogen auf eine durch eine Tellerfeder aufgebrachte Gegenkraft nur wenige Winkelgrad beträgt, liegt.

Fig. 6 zeigt einen Planetenwälzgewindespindeltrieb 300 mit einem Schalter 302 zum Referenzieren und zwei korrespondierenden Anschlägen 304, 306 zum Plausibilisie- ren einer Nullposition eines Aktuators 308 bei nicht betätigtem Schalter 302 sowie Diagramme 310, 312 zu dem Aktuator 308 in einer Betriebsposition 314. Fig. 7 zeigt den Planetenwälzgewindespindeltrieb 300 mit betätigtem Schalter 302 sowie die Diagramme 310, 312 in einer Referenzposition 316. Fig. 8 zeigt den Planetenwälzgewin- despindeltrieb 300 mit betätigtem Schalter 302 sowie die Diagramme 310, 312 in einer Plausibilisierungsposition 318. Der Schalter 302 ist ein gehäusefest angeordneter Druckschalter, der in der Nullposition des Aktuators 308 mithilfe eines Endes einer Gewindespindel 320 betätigbar ist, wenn die Anschläge 304, 306 aneinander anschlagen.

In dem Diagramm 310 sind eine Aktuatorkraft bzw. ein Aktuatorstrom 322 sowie ein Schaltzustand 324 des Schalters 302 in zeitlichem Verlauf aufgetragen. In dem Diagramm 312 sind die Aktuatorkraft bzw. der Aktuatorstrom 322 sowie der Schaltzustand 324 des Schalters 302 über einen Aktuatorweg aufgetragen.

In der in Fig. 6 zum Betriebszeitpunkt 326 gezeigten Betriebsposition 314 ist der Schaltzustand 324 des Schalters 302„0" und der Aktuator 308 wird mit einem Betriebsstrom 328 beaufschlagt. In der in Fig. 7 zum Referenzzeitpunkt 330 gezeigten Referenzposition 316 ist der Schaltzustand 324 des Schalter 302„1 ". In der in Fig. 8 zum Plausibilisierungszeitpunkt 332 gezeigten Plausibilisierungsposition 318 ist der Schaltzustand 324 des Schalters 302„1 " und der Aktuator 308 wird mit einem Plausi- bilisierungsstrom 334 beaufschlagt. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fig. 1 bis Fig. 5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.

Fig. 9 zeigt einen Planetenwälzgewindespindeltneb 400 mit zwei korrespondierenden Anschlägen 402, 404 zum Referenzieren einer Nullposition eines Aktuators 406 und einer Betätigungseinrichtung 408 einer Reibungskupplung zum Plausibilisieren der Nullposition sowie Diagramme 410, 412 bei einem Referenzieren der Nullposition. Fig. 10 zeigt den Planetenwälzgewindespindeltneb 400 sowie die Diagramme 410, 412 bei einer entgegen gerichteten Beaufschlagung des Aktuators 406. Fig. 1 1 zeigt den Planetenwälzgewindespindeltneb 400 bei einem Plausibilisieren der referenzierten Nullposition.

Die Betätigungseinrichtung 408 weist ein Hebelfedersystem 414 und ein Ausrücklager 416 auf. Die Betätigungseinrichtung 408 beaufschlagt den Aktuator 406 mit einer systembedingten Gegenkraft.

In dem Diagramm 410 sind eine Aktuatorkraft bzw. ein Aktuatorstrom 418 sowie Kennlinien 420, 422 des Hebelfedersystems 414 in zeitlichem Verlauf aufgetragen. Die Kennlinien 420, 422 weisen jeweils einen signifikanten Kraftanstieg auf. In dem Diagramm 412 sind die Aktuatorkraft bzw. der Aktuatorstrom 418 sowie die Kennlinien 420, 422 über einen Aktuatorweg aufgetragen.

Wenn die Anschläge 402, 404, wie in Fig. 9 gezeigt, zum Referenzzeitpunkt 424 in der Referenzposition 426 aneinander anschlagen, überschreitet der Aktuatorstrom 418 einen vorgegebenen Aktuatorstromgrenzwert und das Anschlagen wird erkannt und re- ferenziert. Nach dem Referenzieren wird der Aktuator 406 wie in Fig. 10 gezeigt, mit einem Plausibilisierungsstrom in entgegengesetzte Drehrichtung gegen die systembedingte Gegenkraft beaufschlagt. Die referenzierte Nullposition wird als plausibel er- kannt, wenn, wie in Fig. 1 1 gezeigt, zum Plausibilisierungszeitpunkt 428 in der Plausi- bilisierungsposition 430 der signifikanten Kraftanstieg 432 erreicht wird. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fig. 1 bis Fig. 5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Bezuqszeichenliste

100 Aktuator

102 Elektromotor

104 Planetenwälzgewindespindeltneb

106 erster Anschlag

108 zweiter Anschlag

1 10 Planetenrolle

1 12 Gewindespindel

1 14 Kolben

1 16 Gehäuse

1 18 Hauptdrehachse

120 Hülse

122 Planetenträger

124 Hohlrad

126 Stator

128 Rotor

130 Lager

132 Axiallager

134 Ausnehmung

136 Verformung

138 Rotorlagemagnet

200 Diagramm

202 Diagramm

204 Aktuatorstrom

206 Betriebsstrom

208 erster Aktuatorstromgrenzwert

210 Plausibilisierungsstrom

212 Aktuatorstrom

214 Aktuatorwegdifferenz

300 Planetenwälzgewindespindeltneb

302 Schalter 304 erster Anschlag

306 zweiter Anschlag

308 Aktuator

310 Diagramm

312 Diagramm

314 Betriebsposition

316 Referenzposition

318 Plausibilisierungsposition

320 Gewindespindel

322 Aktuatorstrom

324 Schaltzustand

326 Betriebszeitpunkt

328 Betriebsstrom

330 Referenzzeitpunkt

332 Plausibilisierungszeitpunkt

334 Plausibilisierungsstrom

400 Planetenwälzgewindespindeltneb

402 erster Anschlag

404 zweiter Anschlag

406 Aktuator

408 Betätigungseinrichtung

410 Diagramm

412 Diagramm

414 Hebelfedersystem

416 Ausrücklager

418 Aktuatorstrom

420 Kennlinie

422 Kennlinie

424 Referenzzeitpunkt

426 Referenzposition

428 Plausibilisierungszeitpunkt

430 Plausibilisierungsposition

432 Kraftanstieg