DE10138724A1 - Verfahren zur situationsabhängigen Abschaltung der Restbestromung eines Kupplungsherstellers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur situationsabhängigen Abschaltung der Restbestromung eines Kupplungsstellers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren zur situationsabhängigen Abschaltung der Restbestromung eines Kupplungsstellers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der Fig. 1 ist ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine 2, bei der es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor handelt, der über eine selbsteinstellende beziehungsweise den Verschleiß nachstellende Kupplung 3 auf ein Getriebe 4 wirkt, mit 1 bezeichnet. Das Getriebe 4 ist über eine Antriebswelle 5 mit einer Antriebsachse 6 des Fahrzeuges 1 verbunden. Bei der selbsteinstellenden beziehungsweise den Verschleiß nachstellenden Kupplung 3 wird zwischen einer dem Verbrennungsmotor 2 benachbarten Antriebsseite 7 und einer dem Getriebe 4 zugewandten Abtriebsseite 8 unterschieden. An das Ein- beziehungsweise Ausrücksystem der Kupplung 3 ist ein Nehmerzylinder 10 angeschlossen, der über eine Hydraulikleitung 9 mit einem Geberzylinder 11 verbunden ist, der durch einen Elektromotor 12 über eine Kolbenstange 24, die mit dem Kolben des Geberzylinders 11 verbunden ist, betätigbar ist. Der Geberzylinder 11, die Kolbenstange 24, der Elektromotor 12 und ein nicht dargestelltes elektronisches Steuergerät sind zusammen in einem Gehäuse angeordnet und werden als Steuerglied 13 bezeichnet.

Das Steuerglied 13 ist mit einem unmittelbar an der Brennkraftmaschine 2 angeordneten Drosselklappensensor 15, einem Motordrehzahlsensor 16 und einem an der Antriebsachse 6 angeordneten Tachosensor 17 verbunden.

Darüber hinaus weist das Fahrzeug 1 einen Schalthebel 18 auf, der über ein Schaltgestänge auf das Getriebe 4 wirken kann. Am Schalthebel 18 ist ein Schaltwegsensor 19 vorgesehen, der ebenfalls mit dem Steuerglied 13 in Signalverbindung steht.

Das Steuerglied 13 gibt an den Elektromotor 12 in Abhängigkeit von den Signalen des Drosselklappensensors 15, des Motordrehzahlsensors 16, des Tachosensors 17 und des Schaltwegsensors 19 eine Stellgröße vor. Hierzu ist in dem Steuerglied 13 ein Steuerprogramm entweder als Hard- oder als Software implementiert.

Der Elektromotor 12 wirkt in Abhängigkeit von der Vorgabe des Steuergliedes 13 über die Hydraulikleitung 9 sowie den Nehmerzylinder 10 und den Geberzylinder 11 auf die selbsteinstellende Kupplung 3 ein. Die Funktion dieser Kupplung 3 ist beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 42 39 291 A, DE 43 06 505 A, DE 42 39 289 A und DE 43 22 677 A eingehend beschrieben. Der Inhalt dieser Schriften wird hiermit ausdrücklich als zum Umfang der Offenbarung der vorliegenden Erfindung gehörig ausgewiesen. Die im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebene Anordnung geht beispielsweise aus der DE 195 04 847 A1 hervor.

Für die Unterstützung der Selbsthaltung des Kupplungsstellers bei hohen Ausrückkräften wird in bestimmten Situationen eine Restbestromung des Kupplungsstellers nach dem Abschalten des Lagereglers aktiviert. Ein Problem besteht dabei jedoch darin, daß bei kleinen Ausrückwegen, das heißt also dann, wenn die Kraft der Kompensationsfeder größer ist als die Last, sich das Einregelverhalten verschlechtert und der Kupplungssteller eventuell sogar unbeabsichtigt nach vorne losläuft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das verhindert werden kann, daß insbesondere bei kleinen Ausrückwegen sich das Einregelverhalten der Kupplung verschlechtert.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur situationsabhänigen Abschaltung der Restbestromung des Kupplungsstellers mit den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Probleme, die sich im Zusammenhang mit der Restbestromung zur Unterstützung der Selbsthaltung des Kupplungsstellers bei hohen Ausrückkräften ergeben können, dadurch vermeidbar sind, daß die Restbestromung situationsabhängig abgeschaltet werden kann. Insbesondere bei kleinen Ausrückwegen der Kupplung lassen sich dann, wenn die Kraft der Kompensationsfeder größer ist als die Last das Einregelverhalten verbessern und läßt es sich vermeiden, daß der Kupplungssteller eventuell sogar unbeabsichtigt nach vorne losläuft.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Anordnung einer durch ein Steuerglied betriebenen selbsteinstellenden beziehungsweise den Verschleiß nachstellenden Kupplung;

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Betätigung einer Kupplung durch einen gegen die Kraft einer Kompensationsfeder arbeitenden Kupplungssteller;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Kräfteverhältnisse am Stößel eines Kupplungsstellers in Abhängigkeit von dem Stößelweg zeigt, und

Fig. 4 bis 8 verschiedene Diagramme zur Abschaltung der Restbe­ stromung.

In der Fig. 2 ist eine selbsteinstellende Kupplung 3 und eine Anordnung zum Ein- und Ausdrücken dieser Kupplung 3 dargestellt. Einzelheiten der Fig. 2, die bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert wurden, sind in einer entsprechenden Weise bezeichnet. Zum Ein- beziehungsweise Ausrücken der Kupplung 3 wird der Stößel 21 in der bereits beschriebenen Weise über die Hydraulik 9, 10, 11 betätigt, wobei der Elektromotor 12 über eine selbst­ sperrende Einrichtung 23 auf ein Stellelement 22 einwirkt, das zum Ausrücken der Kupplung 3 gegen die Kraft einer Kompensationsfeder 20 bewegbar ist.

Die Fig. 3 zeigt die beim Ein- und Ausrücken an der Kupplung 3 in Ab­ hängigkeit vom Weg des Stößels 21 auftretenden Kräfte, wobei auf der X-Achse der Stößelweg und auf der Y-Achse die Kraft eingetragen sind. Die Kurven 30, 31 und 32 zeigen für verschiedenen Kupplungen beispielhaft verschiedene Verläufe der an den Stößel 21 der Kupplung 3 angelegten Kraft in Abhängigkeit vom Stößelweg des Stößels 21. Die Kurve 33 zeigt die Abhängigkeit zwischen der Kraft der Kompensationsfeder 20 und dem Stößelweg des Stößels 21. Es ist erkennbar, daß die Kurve 33 linear und schräg zur X-Achse verläuft, wobei die von ihr aufgebrachte Kraft bei zunehmenden Stößelweg kleiner wird.

Um nun die eingangs geschilderten Probleme der Restbestromung des Kupplungsstellers 12, 23 bei hohen Ausrückkräften zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Restbestromung situations- und stößelwegabhängig abzuschalten. Aus der Fig. 3 ist erkennbar, daß es für jede Kupplung 3 einen Gleichgewichtspunkt 40, 41, 42 zwischen der Stößelkraft und der Kraft der Kompensationsfeder 20 gibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun die Restbestromung dann abgeschaltet werden, wenn die Kraft des Stößels 21 kleiner ist als die Kraft der Kompensationsfeder 20. Dadurch wird die Gefahr vermieden, daß der Kupplungssteller 21 von der Kompensationsfeder 20 aus seiner Position gedrückt wird.

Zusätzlich ist es denkbar, daß dann, wenn der Kupplungssteller 21 nach vorne losläuft, ohne daß der Lageregler dies vorgibt, die Restbestromung abzu­ schalten, oder den Kupplungssteller abhängig von der Position in Richtung "Kupplung schließen" zu betätigen. Dadurch wird ein durch die Kompensationsfeder 20 bedingtes Loslaufen des Kupplungsstellers 21 nach vorne unterdrückt.

Im folgenden werden im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 8 weitere Möglichkeiten zur Abschaltung der Restbestromung erläutert, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

Gemäß Fig. 4 wird die Restbestromung eingeschaltet, wenn die Stößelposition einen bestimmten Grenzwert 50 überschreitet und ausgeschaltet, wenn die Stößelposition einen anderen Grenzwert 51 unterschreitet, wobei der Grenzwert 51 kleiner als der Grenzwert 50 ist. Vorzugs Weise entspricht der Grenzwert 50 der Stößelposition am Schnittpunkt der Kurven 30 oder 33.

Wenn die Drehrichtung des Elektromotors 12 umgekehrt wird, kann das Einschalten der Restbestromung beim Grenzwert 51 und das Ausschalten der Restbestromung beim Grenzwert 50 erfolgen, wobei der Grenzwert 51 größer ist als der Grenzwert 50. Dies bedeutet, daß beim Öffnen der Kupplung 3 die Bestromung bereits bei einer kleinen Position eingeschaltet und beim Schließen der Kupplung 3 bereits bei einer größeren Position ausgeschaltet wird.

Um die thermische Belastung des Kupplungsstellers möglichst gering zu halten, sollte die Restbestromung bevorzugt in allen erdenklichen Situationen nur dann aktiv sein, wenn das Kupplungsmoment exakt stimmen muß, das heißt beim Anfahren und nach Schaltoperationen.

Gemäß Fig. 5 kann das Einschalten der Restbestromung nicht schlagartig, sondern über eine Rampe 52 allmählich erfolgen, wobei unterhalb des Punktes 40 nicht bestromt wird.

Gemäß Fig. 6 kann die Ein- und Abschaltung der Restbestromung unterhalb des Punktes 40 schlagartig erfolgen, wobei unterhalb des Punktes 40 in Richtung Schließen bestromt wird.

Gemäß Fig. 7 kann die Bestromung am Punkt 40 schlagartig ein- und ausgeschaltet werden, wobei nach dem Ausschalten der Bestromung schlagartig in die andere Richtung in Richtung Schließen der Kupplung bestromt wird, wenn der Kupplungssteller eine vorgegebene Strecke 53 zurückgelegt hat.

Gemäß Fig. 8 erfolgt das Einschalten der Restbestromung über eine Rampe 54 ab dem Punkt 40 und das Bestromen in der entgegengesetzten Richtung ab dem Punkt 40 über eine Rampe 55.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elemen­ ten oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrens­ schrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betref­ fen.

Claims (9)

1. Verfahren zur situationsabhängigen Abschaltung der Restbestromung eines Kupplungsstellers, dadurch gekennzeichnet, daß für die Unterstützung der Selbsthaltung des Kupplungsstellers in Richtung Ausrücken der Kupplung ei­ ne Restbestromung des Kupplungsstellers aktiviert und dann ausgeschaltet wird, wenn die Kraft der gegen den Kupplungssteller wirkenden Kompensati­ onsfeder größer ist als die von der Kupplung ausgeübte Kraft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restbestromung des Kupplungsstellers nur beim Anfahren eines Kraft­ fahrzeuges und/oder nach Schaltoperationen aktiviert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Restbestromung dann schlagartig abgeschaltet wird, wenn die Kraft der Kompensationsfeder größer ist als die vom Kupplungssteller gegen die Kraft der Kompensationsfeder an den Stößel der Kupplung ausgeübte Kraft.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Restbestromung schlagartig eingeschaltet wird, wenn die Kraft der Kom­ pensationsfeder an einem Grenzwert größer wird als die durch den Kupplungssteller auf den Stößel der Kupplung ausgeübte Kraft und bei einem weiteren Grenzwert der Stößelposition des Stößels schlagartig ausgeschaltet wird, wobei der weitere Grenzwert kleiner ist als der Grenzwert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenz­ wert derjenigen Stößelposition entspricht, die erreicht wird, wenn die Kraft der Kompensationsfeder größer wird als die vom Kupplungssteller gegen die Kompensationsfeder ausgeübte Kraft.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten der Restbestromung über eine Rampe, eine Parabel, eine Exponentialfunktion oder einen Polynom n-ter Ordnung oder in anderer Weise erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Restbestromung schlagartig in die Richtung Schließen der Kupplung durch Gegenbestromung erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestromung schlagartig ein- und ausgeschaltet wird, wobei nach dem Ausschalten der Restbestromung die Bestromung dann schlagartig in die andere Richtung in Richtung Schließen der Kupplung durch Gegen­ bestromung erfolgt, wenn der Stößel des Kupplungsstellers eines vorge­ gebene Strecke zurückgelegt hat.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschalten der Restbestromung über eine Rampe und/oder das Aus­ schalten über eine weitere Rampe in Richtung Schließen der Kupplung durch Gegenbestromung erfolgt.