DE10138395A1

DE10138395A1 - Notbetätigungsvorrichtung und Verfahren zur Notbetätigung einer automatisiert steuerbaren Kupplung

Info

Publication number: DE10138395A1
Application number: DE10138395A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Voege
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-08-04
Filing date: 2001-08-04
Publication date: 2003-02-20

Abstract

Eine Notbetätigungsvorrichtung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, weist einen separaten Notenergiespeicher zur Bereitstellung von Hilfsenergie und ein Notsteuergerät auf. Das Notsteuergerät steht mit mindestens einem Sensor zur Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung und mit einem Steuerungsmittel in Verbindung, durch das die Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung aus dem Notenergiespeicher in einen zugeordneten Notstellantrieb leitbar ist. DOLLAR A Ein Verfahren zur Notbetätigung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, sieht vor, dass in einem separaten Notenergiespeicher Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung bereitgehalten wird, dass mittels mindestens eines Sensors der Betriebszustand der Hauptsteuerungsvorrichtung ermittelt und ein entsprechendes Informationssignal an ein Notsteuergerät übermittelt wird, und dass durch das Notsteuergerät das Informationssignal ausgewertet und bei Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung ein Steuerungsmittel derart ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Notbetätigungsvorrichtung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes betätigbar, insbesondere ausrückbar ist.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Notbetätigung einer derartigen Kupplung.
Automatisiert steuerbare Kupplungen sind seit längerem bekannt und werden in Kraftfahrzeugen sowohl in Verbindung mit halbautomatischen manuell schaltbaren Stufenwechselgetrieben als auch in Verbindung mit automatisierten Schaltgetrieben (ASG) eingesetzt. Ein schaltungsbedingtes Öffnen und Schließen, d. h. Aus- und Einrücken, der betreffenden Kupplung wird im Normalbetrieb durch ein bevorzugt elektronisch ausgebildetes Kupplungssteuergerät gesteuert, das im Fall eines ASG zumeist Bestandteil des betreffenden Getriebesteuergerätes ist, d. h. in dieses integriert ist. Der Öffnungszeitpunkt der Kupplung wird im Fall eines manuell steuerbaren Stufenwechselgetriebes und im Fall eines in einem Manuell-Modus betriebenen ASG über die Bedienung des Schalthebels, die durch Sensoren erfasst und an das Kupplungssteuergerät übertragen wird, im wesentlichen durch den Fahrer und im Fall eines in einem Automatik-Modus betriebenen ASG mittels durch Sensoren erfasster und an das Kupplungssteuergerät übertragener Fahrzeugparameter, wie z. B. der Motordrehzahl, der Motorlast und der Fahrzeuggeschwindigkeit, im wesentlichen durch vorgegebene Kennfelder bestimmt. Die Kupplung selbst kann im Prinzip passiv schließbar oder aktiv schließbar ausgebildet sein. Eine passiv schließbare Kupplung ist zumeist als Ein- oder Mehrscheibentrockenkupplung ausgebildet, die im Ruhezustand durch die Wirkung einer Anpressvorrichtung, z. B. einer Tellerfeder, geschlossen, d. h. eingerückt ist und mittels eines zugeordneten, mit Hilfsenergie betätigbaren Kupplungsstellantriebes geöffnet, d. h. ausgerückt werden kann, wobei der Kupplungsstellantrieb bevorzugt elektromagnetisch, elektromotorisch oder hydraulisch wirksam ausgebildet ist. Demgegenüber ist eine aktiv schließbare Kupplung zumeist als Nasskupplung, z. B. als Lamellenkupplung, ausgebildet, die im Ruhezustand drucklos und somit geöffnet ist und durch Beaufschlagung mit einem Druckmittel, vorzugsweise Hydrauliköl, geschlossen werden kann.
Bei einem Defekt oder einem Ausfall der hydraulischen Energieversorgung oder des elektronischen Steuergerätes einer elektrohydraulischen Getriebe- und Kupplungssteuerung ist eine Betätigung der Kupplung nicht mehr möglich. Bei Verwendung einer passiv schließbaren Kupplung kehrt diese dann in ihren geschlossenen Ruhezustand zurück bzw. verbleibt in diesem. Ein in dem Getriebe gerade eingelegter Gang bleibt eingelegt, so dass der Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und den angetriebenen Rädern aufrecht erhalten bleibt, was zu einer gefährlichen Fahrsituation und zu einer Beschädigung des Getriebes führen kann. Bei einer Verwendung derartiger Kupplungsvorrichtungen in einem Doppelkupplungsgetriebe, bei dem zwei jeweils über eine Kupplung und eine Getriebeeingangswelle mit dem Antriebsmotor verbindbare Teilgetriebe vorhanden sind und ein Gangwechsel bei gleichzeitig einem pro Teilgetriebe eingelegten Gang durch ein überschnittenes Schließen der einen und Öffnen der anderen Kupplung erfolgt, kann ein Defekt oder Ausfall der Getriebe- und Kupplungsteuerung im ungünstigsten Fall zu einem Blockieren des Triebsstranges und somit der angetriebenen Räder führen. Um derartige gefährliche Zustände vermeiden zu können, werden bislang aktiv schließbare Kupplungen verwendet bzw. in Erwägung gezogen, die im Störungsfall in den geöffneten Ruhezustand zurückkehren, wodurch der Kraftfluss von dem Antriebsmotor in den Triebstrang unterbrochen ist. Aktiv schließbare Kupplungen weisen aber den Nachteil auf, dass während der Dauer der Kraftübertragung zum Schließen bzw. Geschlossenhalten der jeweiligen Kupplung ein hohes hydraulisches Druckniveau erzeugt und aufrecht erhalten werden muss, was sich negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des betreffenden Getriebes auswirkt. Es wäre daher vorteilhaft, passiv schließbare Kupplungen zu verwenden und diese im Notfall, d. h. bei einem steuerungsseitig oder energieseitig auftretenden Fehler in der Getriebe- und Kupplungssteuerung, zu öffnen.

Aus der DE 195 44 021 A1 ist ein Steuerungssystem bekannt, durch das bei einem erkannten Fehler in der Motorsteuerung eines Verbrennungsmotors durch Ansteuerung vorhandener Mittel der Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und den Antriebsrädern unterbrochen wird. Als Mittel im Sinne der bekannten Erfindung wird eine Motorkupplung, die passiv schließbar ausgebildet sein kann und bedarfsweise geöffnet wird, ein automatisiertes Schaltgetriebe, das in den Leerlauf geschaltet werden kann, eine Wandlerüberbrückungskupplung, die geöffnet werden kann, und ein Getriebeautomat angesehen, bei dem die neutrale Fahrstufe eingelegt werden kann. Nachteilig an dem bekannten Steuerungssystem ist, dass auf die vorhandenen Getriebe- und Kupplungssteuerungen zurückgegriffen wird und somit Fehler bzw. Fehlfunktionen dieser Steuerungen oder der zugeordneten Stellantriebe nicht erkannt werden können und darauf nicht reagiert werden kann.

In der DE 197 23 362 A1 wird eine Notbetätigung für eine automatisiert steuerbare Kraftfahrzeugkupplung beschrieben, die passiv schließbar ausgebildet ist, und in der der bevorzugt als Elektromotor ausgebildete Kupplungsstellantrieb entweder verschiebbar gelagert und bei einem Ausfall durch einen auf die Lagerung wirksamen Zusatzantrieb verschiebbar ist oder parallel zu diesem ein zweiter auf dasselbe Stellelement (Ausrückhebel) wirksamer Kupplungsstellantrieb angeordnet ist. Nachteilig an dieser bekannten Notbetätigung ist der hohe Aufwand für die Lagerung und den Zusatzantrieb bzw. den zweiten Kupplungsstellantrieb, der hohe Platzbedarf, insbesondere wegen des erforderlichen großen Stellweges, und die Beschränkung der Aktivierung auf einen unmittelbaren Defekt des Haupt-Kupplungsstellantriebes. Eine Aktivierung der Notbetätigung beispielsweise bei einem Defekt der elektronischen Steuerung oder der Stromversorgung ist weder vorgesehen noch möglich.

Es ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine Notbetätigungsvorrichtung für eine passiv schließbare Kupplung zur Verfügung zu stellen, mittels der bei einem Defekt der Hauptsteuerungsvorrichtung der Kupplung bzw. des Getriebes die Kupplung automatisiert geöffnet wird.

Des weiteren soll ein Verfahren zur Notbetätigung einer derartigen Kupplung angegeben werden.

Das Problem die Notbetätigungsvorrichtung betreffend wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass ein separater, d. h. von der Hauptsteuerungsvorrichtung unabhängiger Notenergiespeicher zur Bereitstellung von Hilfsenergie und ein Notsteuergerät vorgesehen sind, und dass das Notsteuergerät mit mindestens einem Sensor zur Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung und mit einem Steuerungsmittel in Verbindung steht, durch das die Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung aus dem Notenergiespeicher in einen zugeordneten Notstellantrieb leitbar ist.

Bei einem Defekt der Hauptsteuerungsvorrichtung, der sowohl steuerungsseitig, z. B. in Form eines Ausfalls eines elektronischen Steuergerätes, als auch energieseitig, z. B. in Form einer größeren Leckage in einem hydraulischen Leitungssystem, auftreten kann, steht somit ausreichend Hilfsenergie zur Verfügung, um die Kupplung sicher zu öffnen und hinreichend fang geöffnet zu halten. Durch die Auswertung des Sensorsignals wird ein Defekt in der Hauptsteuerungsvorrichtung erkannt und daraufhin die Kupplung geöffnet. Der Antriebsmotor wird somit von dem Triebstrang getrennt, so dass eine gefährliche Fahrsituation des Kraftfahrzeuges und Beschädigungen des Getriebes und anderer Bauteile des Triebstranges vermieden werden können.

Alternativ dazu wird das Problem die Notbetätigungsvorrichtung betreffend erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 2 auch dadurch gelöst, dass ein separater Notenergiespeicher zur Bereitstellung von Hilfsenergie und ein Steuerungsmittel vorgesehen sind, und dass das Steuerungsmittel unmittelbar derart mit der Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung und durch deren Energiehöhe steuerbar in Verbindung steht, dass die Hilfsenergie bei einem fehlerbedingten Absinken der Energiehöhe der Hauptsteuerungsvorrichtung zur Notbetätigung der Kupplung selbsttätig durch das Steuerungsmittel aus dem Notenergiespeicher in einen zugeordneten Notstellantrieb leitbar ist.

In diesem Fall erfolgt die Auslösung der Notbetätigung der Kupplung unmittelbar durch das fehlerbedingte Absinken der Energiehöhe der Hauptsteuerungsvorrichtung, wie beispielsweise des Systemdrucks bei einer hydraulischen Energieversorgung oder der Systemspannung bei einer elektrischen Energieversorgung. Ein Notsteuergerät und ein Sensor zur Erfassung der Energiehöhe der Hauptsteuerungsvorrichtung sind somit nicht erforderlich und können eingespart werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Notbetätigungsvorrichtung sind in den Ansprüchen 3 bis 10 angegeben.

Da Störungen und Fehlfunktionen der Hauptsteuerungsvorrichtung erfahrungsgemäß zumeist nicht im Kupplungsstellantrieb auftreten, kann dieser vorteilhaft auch als Notstellantrieb der Notbetätigungsvorrichtung genutzt werden. Ein separater Notstellantrieb, der entsprechenden Bauraum und zusätzliche oder geänderte Betätigungselemente, wie z. B. einen Stößel und einen Ausrückhebel, erfordern würde, kann somit eingespart werden.

Ist dennoch ein separater Notstellantrieb vorgesehen, so kann dieser platzsparend und kostengünstig in den Kupplungsstellantrieb der Hauptsteuerungsvorrichtung derart integriert sein, dass die Kraftübertragung zum Ausrücken der Kupplung jeweils über dieselben Betätigungselemente erfolgt.

Zur Erreichung einer guten Steuerbarkeit und einer hohen Energiedichte bzw. kompakter Abmessungen, insbesondere des Notenergiespeichers und des Notstellantriebes, ist der energieseitige Teil der Notbetätigungsvorrichtung vorteilhaft hydraulisch oder elektrisch wirksam ausgebildet. Bei Verwendung einer hydraulischen Energieversorgung werden zweckmäßig ein hydraulischer Druckspeicher als Notenergiespeicher, ein hydraulisches Schaltventil als Steuerungsmittel, und ein hydraulischer Stellzylinder als Notstellantrieb genutzt, wobei das hydraulische Schaltventil abhängig von den zur Verfügung stehenden physikalischen Steuergrößen elektromagnetisch oder hydraulisch steuerbar ausgebildet sein kann. Bei Verwendung einer elektrischen Energieversorgung werden vorteilhaft ein elektrischer Akkumulator als Notenergiespeicher, ein elektrisches Schaltrelais als Steuerungsmittel, und ein Elektromagnet oder ein Elektromotor als Notstellantrieb verwendet, wobei das elektrische Schaltrelais elektromagnetisch oder hydraulisch steuerbar sein kann.

Alternativ dazu kann die Notbetätigungsvorrichtung aber auch mechanisch wirksam ausgebildet sein. In diesem Fall dient bevorzugt ein Federspeicher als Notenergiespeicher, und eine elektromagnetisch oder hydraulisch betätigbare Sperrvorrichtung kann als Steuerungsmittel verwendet werden.

Zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Auslösung der Notbetätigungsvorrichtung, insbesondere unmittelbar nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges, nach der eine gewisse Zeitspanne für den Aufbau eines ausreichenden Energieniveaus der Hauptsteuerungsvorrichtung erforderlich ist, und nach dem Abstellen des Kraftfahrzeuges, nach dem die Energieversorgung abgestellt ist und das Energieniveau der Hauptsteuerungsvorrichtung absinkt, sollte eine entsprechende Sicherungsvorrichtung vorgesehen sein. Diese Sicherungsvorrichtung kann mit einem Zünd- bzw. Anlasserschloss des Kraftfahrzeuges derart in Verbindung stehen, dass die Notbetätigungsvorrichtung in der "Ein"-Position des Zünd- bzw. Anlasserschlosses aktivierbar und in der "Aus"-Position nicht aktivierbar ist. Des weiteren kann die Sicherungsvorrichtung mit einer Verzögerungsvorrichtung derart in Verbindung stehen, dass die Notbetätigungsvorrichtung nach einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges ("Ein"-Position des Zünd- bzw. Anlasserschlosses) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht aktivierbar und nach Ablauf der Zeitspanne aktivierbar ist.

Das Problem das Verfahren zur Notbetätigung der Kupplung betreffend wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 11 dadurch gelöst, dass in einem separaten Notenergiespeicher Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung bereitgehalten wird, dass mittels mindestens eines Sensors der Betriebszustand der Hauptsteuerungsvorrichtung ermittelt und ein entsprechendes Informationssignal an ein Notsteuergerät übermittelt wird, und dass durch das Notsteuergerät das Informationssignal ausgewertet und bei Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung ein Steuerungsmittel derart angesteuert wird, dass die Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung aus dem Notenergiespeicher in einen zugeordneten Notstellantrieb geleitet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 12 bis 16 angegeben.

Störungen und Fehlfunktionen der Hauptsteuerungsvorrichtung können sowohl energieseitig, d. h. in der Energieerzeugung und -verteilung, als auch steuerungsseitig, d. h. in dem Steuergerät und von diesem ansteuerbaren Steuerungsmitteln zur Energieverteilung, auftreten, wobei die auftretenden und sensierbaren Fehler von der physikalischen Ausbildung der Energieversorgung und des Steuergerätes abhängen. Bei Verwendung einer hydraulischen Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung wird vorteilhaft der Systemdruck sensiert und bei einer Unterschreitung eines vorgegebenen Mindestdruckes die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst, wogegen bei Verwendung einer elektrischen Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung zweckmäßig die Systemspannung sensiert und bei einer Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestspannung die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst wird. Bei Verwendung eines elektronischen Steuergerätes der Hauptsteuerungsvorrichtung wird bevorzugt der Spannungslevel eines Kontrollsignals sensiert und bei Unterschreitung eines vorgegebenen Spannungslevels die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst.

Da nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges eine gewisse Zeitspanne zum Aufbau eines ausreichenden Energieniveaus der Energieversorgung und eines erforderlichen Spannungslevels des Kontrollsignals des Steuergerätes erforderlich ist, wird der Sensor und/oder das Notsteuergerät nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges vorteilhaft erst mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung aktiviert bzw. das Informationssignal des Sensors erst nach Ablauf der Zeitverzögerung verarbeitet. Entsprechend wird der Sensor und/oder das Notsteuergerät nach der Außerbetriebnahme des Kraftfahrzeuges zweckmäßig unverzüglich deaktiviert, da das Energieniveau der Energieversorgung und der Spannungslevel des Kontrollsignals des Steuergerätes dann naturgemäß absinken. Durch diese Maßnahmen kann eine ungewollte Auslösung der Notbetätigung der Kupplung ohne Vorliegen eines tatsächlichen Defektes in der Hauptsteuerungsvorrichtung zuverlässig vermieden werden.

Zusätzlich zu einer fehlerbedingten Auslösung der Notbetätigung der Kupplung kann diese auch unfallbedingt betätigt, d. h. geöffnet werden, was vorteilhaft dadurch erreicht wird, dass dem Notsteuergerät von einem Crashsensor bei Erkennung eines Unfalles ein Notsignal zur Auslösung der Notbetätigung der Kupplung zugeleitet wird. Durch die dadurch erfolgende Trennung des Antriebsmotors von dem Triebstrang wird der weitere Unfallverlauf positiv beeinflusst und die Unfallfolgen gemildert. Der Crashsensor kann beispielsweise ein vorhandener Beschleunigungssensor sein, durch den bei Sensierung einer zu hohen Beschleunigung bzw. Verzögerung auch ein Treibstoffabschaltventil geschlossen wird und Airbags ausgelöst werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Notbetätigungsvorrichtung und des betreffenden Verfahrens dienen.
Hierzu zeigen jeweils in schematischer Form:
Fig. 1a-1c eine hydraulisch wirksame Notbetätigungsvorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen,
Fig. 2a-2c eine mechanisch wirksame Notbetätigungsvorrichtung mit einer hydraulisch wirksamen Sperrvorrichtung und einer elektromagnetisch wirksamen Sicherungsvorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen, und
Fig. 3a-3c eine mechanisch wirksame Notbetätigungsvorrichtung wie zuvor, jedoch mit einer elektromagnetisch wirksamen Sperrvorrichtung.
In den Fig. 1a bis 1c ist eine erste bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Notbetätigungsvorrichtung 1 einer Kupplung in drei Betriebszuständen dargestellt, in Fig. 1a im deaktivierten und gesicherten Zustand, in Fig. 1b im deaktivierten und entsicherten Zustand, und in Fig. 1c im aktivierten Zustand. Die Notbetätigungsvorrichtung 1 ist hydraulisch wirksam ausgebildet und umfasst im wesentlichen einen als hydraulischen Druckspeicher 2 ausgebildeten Notenergiespeicher 3, einen als hydraulischen Stellzylinder 4 ausgebildeten Kupplungsstellantrieb 5, und ein als elektrohydraulisches Schaltventil 6 ausgebildetes Steuerungsmittel 7. Der hydraulische Stellzylinder 4 weist einen Kolben 8 auf, der einerseits einen mit einer Hydraulikleitung 9 in Verbindung stehenden Druckraum 10 begrenzt. Andererseits steht der Kolben 8 mit einem Stößel 11 in Verbindung, über den durch eine Verschwenkung 12 eines Ausrückhebels 13 eine nicht abgebildete passiv schließbare Kupplung betätigbar, d. h. aus- und einrückbar ist. Eine in dem Druckraum 10 angeordnete Vorlastfeder 14 sorgt für eine spielfreie Verbindung zwischen dem Kolben 8 und dem Stößel 11 einerseits und dem Ausrückhebel 13 andererseits. Der Stellzylinder 4 ist sowohl Bestandteil der Notbetätigungsvorrichtung 1 als auch einer nicht dargestellten Hauptsteuerungsvorrichtung einer Kupplungssteuerung bzw. einer integrierten Getriebe- und Kupplungssteuerung. Im Normalbetrieb, d. h. bei ordnungsgemäß funktionierender Hauptsteuerungsvorrichtung, befindet sich das Schaltventil 6 in der in Fig. 1a und Fig. 1b dargestellten Ruhestellung 15, in der der Stellzylinder 4 über eine hydraulische Zuleitung 16 mit einer Energieversorgungs und -verteilungseinrichtung der Hauptsteuerungsvorrichtung in Verbindung steht. In Fig. 1a und Fig. 1b ist die Kupplung durch eine Drucklosschaltung des Druckraumes 10 eingerückt und kann durch eine Druckversorgung des Druckraumes 10 über die Zuleitung 16 ausgerückt werden. Im Notfall, d. h. wenn ein Fehler oder eine Fehlfunktion der Hauptsteuerungsvorrichtung aufgetreten und erkannt worden ist, wird das Schaltventil 6 durch einen in einer elektrischen Steuerleitung 17 übertragenen Steuerimpuls, wie in Fig. 1c abgebildet, in eine Notfallposition 18 umgeschaltet, in der der Druckspeicher 2 über eine separate hydraulische Zuleitung 19 und die Hydraulikleitung 9 mit dem Druckraum 10 des Stellzylinders 4 in Verbindung steht und die Kupplung durch die Beaufschlagung des Kolbens 8 mit Hydrauliköl aus dem Druckspeicher 2 ausgerückt wird. Ein in der Steuerleitung 17 angeordneter Schalter 20 steht derart mit einem nicht abgebildeten Zünd- bzw. Anlasserschloss in Verbindung, dass er in der "Aus"-Position des Schlosses geöffnet (siehe Fig. 1a) und in der "Ein"-Position des Schlosses (siehe Fig. 1b und Fig. 1c) geschlossen ist. Es handelt sich somit um eine Sicherungsvorrichtung 21 zur Vermeidung einer ungewollten Auslösung der Notbetätigung der Kupplung bei abgestelltem Kraftfahrzeug. Über eine Versorgungseinheit 22, die eine Pumpe 23, ein Regelventil 24, und eine Steuerleitung 25 umfasst, kann der Druckspeicher 2 bedarfsweise, d. h. nach einem betätigungs- oder leckagebedingten Abfall des Hydraulikdruckes in dem Druckspeicher 2, aus dem Ölsumpf oder einer Versorgungsleitung der Hauptsteuerungsvorrichtung wiederaufgefüllt werden.
Durch die erfindungsgemäße Notbetätigungsvorrichtung 1 werden wesentliche in der Hauptsteuerungsvorrichtung der Getriebe- und Kupplungssteuerung auftretende Störungen erkannt und daraufhin die zugeordnete Kupplung geöffnet. Durch die automatisiert erfolgende Trennung des Antriebsmotors von dem Triebstrang werden gefährliche Fahrzustände und Beschädigungen des Getriebes und anderer Bauteile des Triebstranges vermieden.
Eine zweite bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Notbetätigungsvorrichtung 1' einer Kupplung ist in den Fig. 2a bis 2c abgebildet, in Fig. 2a im deaktivierten und gesicherten Zustand, in Fig. 2b im deaktivierten und entsicherten Zustand, und in Fig. 2c im aktivierten Zustand. Die Notbetätigungsvorrichtung 1' ist mechanisch wirksam ausgebildet und umfasst im wesentlichen einen als Federspeicher 26 ausgebildeten Notenergiespeicher 3' mit einem Federelement 27 und ein als Sperrvorrichtung 28 ausgebildetes Steuerungsmittel 7'. Der Federspeicher 26 ist in den hydraulischen Stellzylinder 4 der Hauptsteuerungsvorrichtung derart integriert, dass durch eine Entspannung des Federelementes 27 das Ausrücken der zugeordneten Kupplung über den Kolben 8, den Stößel 11, und den Ausrückhebel 13 der Hauptsteuerungsvorrichtung erfolgt. Die Sperrvorrichtung 28 weist einen Sperrriegel 29 auf, der als ein in einem Sperrzylinder 30 beweglich gelagerter Sperrkolben 31 ausgebildet ist. Der Sperrriegel 29 kann einerseits in einem Druckraum 32 über eine mit einer Versorgungsleitung der Hauptsteuerungsvorrichtung in Verbindung stehende Hydraulikleitung 33 mit Hydrauliköl beaufschlagt und dadurch in der in Fig. 2a und Fig. 2b dargestellten verriegelten Position 34 gehalten werden. Andererseits steht der Sperrriegel 29 mit einer Entriegelungsfeder 35 in Verbindung, durch die der Sperrriegel 29 bei absinkendem Hydraulikdruck in Richtung des Druckraumes 32 in eine in Fig. 2c dargestellte entriegelte Position 36 gedrückt werden kann. Bei einem Ausfall oder einer Fehlfunktion der Hauptsteuerungsvorrichtung, die mit einem Absinken des Systemdruckes in der Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung und somit auch in dem Druckraum 32 der Sperrvorrichtung 28 verbunden ist, wird der Sperrriegel 29 selbsttätig in die entriegelte Position 36 bewegt, so dass durch eine Entspannung des Federelementes 27 die Kupplung ausgerückt wird. Die Notbetätigung der Kupplung wird in diesem Fall unmittelbar durch das Absinken des Systemdruckes der Hauptsteuerungsvorrichtung ausgelöst. Ein Drucksensor zur Überwachung des Systemdruckes und ein Notsteuergerät zur Auswertung des Sensorsignals und Auslösung der Notbetätigungsvorrichtung 1' sind daher nicht erforderlich. Um eine ungewollte Auslösung der Notbetätigung der Kupplung bei abgestelltem Kraftfahrzeug zu vermeiden, ist eine Sicherungsvorrichtung 21' vorgesehen, die im wesentlichen aus einem elektromagnetisch betätigbaren Sperrriegel 37 besteht. Dieser Sperrriegel 37 steht über zwei elektrische Leitungen 38 derart mit einem nicht abgebildeten Zünd- bzw. Anlasserschloss in Verbindung, dass er in der "Aus"-Position des Schlosses in einer verriegelten Position 39 (siehe Fig. 2a) und in der "Ein"-Position in einer entriegelten Position 40 (siehe Fig. 2b und 2c) gehalten wird.
Schließlich ist in den Fig. 3a bis 3c eine dritte bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Notbetätigungsvorrichtung 1" einer Kupplung dargestellt, in Fig. 3a im deaktivierten und gesicherten Zustand, in Fig. 3b im deaktivierten und entsicherten Zustand, und in Fig. 3c im aktivierten Zustand. Die Notbetätigungsvorrichtung 1" entspricht weitgehend der Notbetätigungsvorrichtung 1' gemäß Fig. 2a bis 2c. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Sperrvorrichtung 28' nunmehr, ähnlich der Sicherungsvorrichtung 21', im wesentlichen aus einem elektromagnetisch betätigbaren Sperrriegel 29' besteht, der über zwei elektrische Leitungen 41 in die verriegelte Position 34' (siehe Fig. 3a und Fig. 3b) und in die entriegelte Position (siehe Fig. 3c) steuerbar ist, wobei die Leitungen 41 mit einem Notsteuergerät der Notbetätigungsvorrichtung 1" oder unmittelbar mit einem Steuergerät der Hauptsteuerungsvorrichtung in Verbindung stehen können. Die Sperrvorrichtung 28' und die Sicherungsvorrichtung 21' können somit weitgehend baugleich ausgeführt sein. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Notbetätigungsvorrichtung
1' Notbetätigungsvorrichtung
1" Notbetätigungsvorrichtung
2 (hydraulischer) Druckspeicher
3 Notenergiespeicher
3' Notenergiespeicher
4 (hydraulischer) Stellzylinder
5 Kupplungsstellantrieb
6 (elektrohydraulisches) Schaltventil
7 Steuerungsmittel
7' Steuerungsmittel
7" Steuerungsmittel
8 Kolben
9 Hydraulikleitung
10 Druckraum
11 Stößel
12 Verschwenkung
13 Ausrückhebel
14 Vorlastfeder
15 Ruhestellung
16 (hydraulische) Zuleitung
17 (elektrische) Steuerleitung
18 Notfallposition
19 (hydraulische) Zuleitung
20 Schalter
21 Sicherungsvorrichtung
21' Sicherungsvorrichtung
22 Versorgungseinheit
23 Pumpe
24 Regelventil
25 Steuerleitung
26 Federspeicher
27 Federelement
28 Sperrvorrichtung
28' Sperrvorrichtung
29 Sperrriegel
29' Sperrriegel
30 Sperrzylinder
31 Sperrkolben
32 Druckraum
33 Hydraulikleitung
34 verriegelte Position
34' verriegelte Position
35 Entriegelungsfeder
36 entriegelte Position
36' entriegelte Position
37 Sperrriegel
38 (elektrische) Leitung
39 verriegelte Position
40 entriegelte Position
41 (elektrische) Leitung

Claims

1. Notbetätigungsvorrichtung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes (5) betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Notenergiespeicher (3, 3') zur Bereitstellung von Hilfsenergie und ein Notsteuergerät vorgesehen sind, und dass das Notsteuergerät mit mindestens einem Sensor zur Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung und mit einem Steuerungsmittel (7, 7') in Verbindung steht, durch das die Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung aus dem Notenergiespeicher (3, 3') in einen zugeordneten Notstellantrieb leitbar ist.

2. Notbetätigungsvorrichtung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes (5) betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Notenergiespeicher (3, 3') zur Bereitstellung von Hilfsenergie und ein Steuerungsmittel (7, 7') vorgesehen sind, und dass das Steuerungsmittel (7, 7') unmittelbar derart mit der Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung und durch deren Energiehöhe steuerbar in Verbindung steht, dass die Hilfsenergie bei einem fehlerbedingten Absinken der Energiehöhe der Hauptsteuerungsvorrichtung zur Notbetätigung der Kupplung selbsttätig durch das Steuerungsmittel (7, 7') aus dem Notenergiespeicher (3, 3') in einen zugeordneten Notstellantrieb leitbar ist.

3. Notbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsstellantrieb (5) der Hauptsteuerungsvorrichtung als Notstellantrieb Verwendung findet.

4. Notbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Notstellantrieb in den Kupplungsstellantrieb (5) der Hauptsteuerungsvorrichtung integriert ist.

5. Notbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der energieseitige Teil der Notbetätigungsvorrichtung (1) hydraulisch wirksam ausgebildet ist, und dass ein hydraulischer Druckspeicher (2) als Notenergiespeicher (3) und ein Schaltventil (6) als Steuerungsmittel (7) Verwendung findet.

6. Notbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der energieseitige Teil der Notbetätigungsvorrichtung elektrisch wirksam ausgebildet ist, und dass ein elektrischer Akkumulator als Notenergiespeicher und ein elektrisches Schaltrelais als Steuerungsmittel Verwendung findet.

7. Notbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der energieseitige Teil der Notbetätigungsvorrichtung (1', 1") mechanisch wirksam ausgebildet ist, und dass ein Federspeicher (26) als Notenergiespeicher (3') und eine elektromagnetisch oder hydraulisch betätigbare Sperrvorrichtung (28, 28') als Steuerungsmittel (7', 7") Verwendung findet.

8. Notbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherungsvorrichtung (21, 21') zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Auslösung der Notbetätigungsvorrichtung (1, 1', 1") vorgesehen ist.

9. Notbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung (21, 21') mit einem Zünd- bzw. Anlasserschloss des Kraftfahrzeuges derart in Verbindung steht, dass die Notbetätigungsvorrichtung (1, 1', 1") in der "Ein"-Position des Zünd- bzw. Anlasserschlosses aktivierbar und in der "Aus"-Position nicht aktivierbar ist.

10. Notbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung (21, 21') mit einer Verzögerungsvorrichtung derart in Verbindung steht, dass die Notbetätigungsvorrichtung (1, 1', 1") nach einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges ("Ein"-Position des Zünd- bzw. Anlasserschlosses) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht aktivierbar und nach Ablauf der Zeitspanne aktivierbar ist.

11. Verfahren zur Notbetätigung einer automatisiert steuerbaren Kupplung, insbesondere einer Motorkupplung eines Kraftfahrzeuges, die passiv schließbar ausgebildet und im Normalbetrieb über eine Hauptsteuerungsvorrichtung mittels eines zugeordneten Kupplungsstellantriebes (5) betätigbar, insbesondere ausrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem separaten Notenergiespeicher (3, 3') Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung bereitgehalten wird, dass mittels mindestens eines Sensors der Betriebszustand der Hauptsteuerungsvorrichtung ermittelt und ein entsprechendes Informationssignal an ein Notsteuergerät übermittelt wird, und dass durch das Notsteuergerät das Informationssignal ausgewertet und bei Erkennung eines Defektes der Hauptsteuerungsvorrichtung ein Steuerungsmittel (7, 7') derart angesteuert wird, dass die Hilfsenergie zur Notbetätigung der Kupplung aus dem Notenergiespeicher (3, 3') in einen zugeordneten Notstellantrieb geleitet wird.

12. Notbetätigungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer hydraulischen Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung der Systemdruck sensiert und bei einer Unterschreitung eines vorgegebenen Mindestdruckes die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst wird.

13. Notbetätigungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer elektrischen Energieversorgung der Hauptsteuerungsvorrichtung die Systemspannung sensiert und bei einer Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestspannung die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst wird.

14. Notbetätigungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines elektronischen Steuergerätes der Hauptsteuerungsvorrichtung der Spannungslevel eines Kontrollsignals sensiert und bei Unterschreitung eines vorgegebenen Spannungslevels die Notbetätigung der Kupplung ausgelöst wird.

15. Notbetätigungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor und/oder das Notsteuergerät nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung aktiviert und bei einer Außerbetriebnahme des Kraftfahrzeuges unverzüglich deaktiviert wird.

16. Notbetätigungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Notsteuergerät von einem Crashsensor bei Erkennung eines Unfalles ein Notsignal zur Auslösung der Notbetätigung der Kupplung zugeleitet wird.