DE102010040792A1

DE102010040792A1 - Kupplungskraftverstärker

Info

Publication number: DE102010040792A1
Application number: DE201010040792
Authority: DE
Inventors: Luc Jonckheere
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Es wird ein Kupplungskraftverstärker beschrieben mit einem Verstärkerkolben, der zur Verstärkung einer Kupplungskraft mittels Pneumatikdruck verschiebbar ist und mit einem mittels Hydraulikdruck verscneumatikdruck steuerbar ist, mit dem der Verstärkerkolben beaufschlagbar ist. Es wird vorgeschlagen, den Kupplungskraftverstärker mit einem weiteren Stellglied zur Erzeugung einer auf den Steuerkolben wirkenden Stellkraft auszubilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungskraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie dieser beispielsweise in der EP 2 053 260 A2 beschrieben ist.
Ein derartiger Kupplungskraftverstärkers findet bei manuellen über ein Kupplungspedal betätigbaren Kraftfahrzeugreibungskupplung Verwendung. Bei einer Kupplungsbetätigung wird vom Fahrzeugführer über eine hydraulische Wirkstrecke eine Kraft eingeleitet, die auf einen Steuerkolben eines Kupplungskraftverstärkers wirkt. In Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens wird ein auf einen Arbeitskolben des Kupplungskraftverstärkers wirkender Pneumatikdruck gesteuert, wobei der Arbeitskolben mit einem Kupplungsbetätigungsorgan zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung in Wirkverbindung steht. Die bei einer Betätigung wirksame Fußkraft wird auf diese Weise proportional bis zum Erreichen der Ausrückkraft der Kupplung verstärkt.
Es hat sich gezeigt, dass eine Kupplungsbetätigungseinrichtung unter Verwendung eines derartigen Kupplungskraftverstärkers einen dem Fahrerwunsch entsprechenden zeitlichen Pedalkraftverlauf in kritischen Positionen, insbesondere beim Einkuppeln, nicht so exakt wie gewünscht nachbilden kann. Da ein solcher Kupplungskraftverstärker lediglich ein Steuerorgan darstellt, so dass bei einer missbräuchlichen Kupplungsbetätigung unter dem Einfluss eines laufenden Antriebskraftmaschine unmittelbar eine Auswirkung auf den Bewegungszustand des Fahrzeuges, den Fahrkomfort und die Sicherheit der Insassen gegeben ist.
Es besteht davon ausgehend die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Kupplungskraftverstärken so zu verbessern, dass ein Kupplungsbetätigungsvorgang mit einem gesteigerten Komfort erfolgen kann.
Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe gelingt mit einem Kupplungskraftverstärker der eingangs genannten Art, welcher zusätzlich das im Kennzeichen von Patentanspruch 1 aufgeführte Merkmal aufweist.
Dadurch, dass der Kupplungskraftverstärker zusätzlich zu der durch eine Pedalbetätigung wirkenden Hydraulikkraft ein weiteres Stellglied zur Erzeugung einer auf den Steuerkolben wirkenden Stellkraft aufweist, ergibt sich die Möglichkeit, die Pedalkraft und damit die am hydraulischen Steuerkolben wirkende Kraft in einem begrenzten Maße zu reduzieren.
Durch die weitere Stellkraft kann der Steuerkolben genauer, das heißt feinfühliger als bisher angesteuert werden, was sich wegen der proportionalen Druckverstärkung in einer spürbar verbesserten Steuerung des Arbeitskolbens äußert. In Verbindung mit einer Sensorik zur Erfassung eines Kupplungszustandes, der Stellung eines Kupplungsnehmerzylinders und/oder der Größe des wirkenden Hydraulikdruckes kann mit relativ einfachen und dem Fachmann an sich bekannten Mitteln eine Regelung der Kupplungsbetätigung realisiert werden, so dass im Ergebnis bei einer Kupplungsbetätigung der mittels des Kupplungspedals eingebrachte Fahrerwunsch präziser an der Kupplung wirksam wird.
Die vorgeschlagene Modifizierung eines Kupplungskraftverstärkers kann auch für Fahrersicherheitssysteme, z. B. ESP, ausgenutzt bzw. in ein solches integriert werden, indem im Gefahrenfall der Kupplungszustand auch ohne eine Pedalwirkung des Fahrers und zwar lediglich durch die Wirkung des hier vorgeschlagenen weiteren Stellgliedes in Abhängigkeit von einen Gefahrenzustand des Fahrzeugs kennzeichnenden Parametern zum Öffnen oder Schließen der Kupplung verändert wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist das Stellglied als Elektromagnet ausgeführt, wozu beispielsweise eine Magnetspule bauraumsparend um den Steuerkolben angeordnet ist und diesen mit einer Magnetkraft beaufschlagen kann. Der Steuerkolben ist dazu zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff auszubilden. Gegebenenfalls kann der Steuerkolben gegenüber einem bekannten Kupplungskraftverstärker auch axial verlängert und der Elektromagnet in diesem Bereich angeordnet werden. Es ist insgesamt für einen Fachmann mit einfachen Mitteln und mit einem überschaubaren Aufwand möglich, das vorgeschlagene zusätzliche Stellglied in einen bestehenden Kupplungskraftverstärker zu integrieren bzw. diesen in einer geeigneten Weise zur Aufnahme des Stellgliedes zu modifizieren.
Auch ist es möglich, insbesondere im Hinblick auf eine elektromagnetische Beeinflussung des Steuerkolbens möglich, bei einem sich andeutenden Kupplungsmissbrauch dem Fahrer durch eine Schwingungserzeugung des Steuerkolbens mittels des Elektromagneten und einer sich dadurch einstellenden Vibration des Kupplungspedals ein Warnsignal zu geben.
Beispielsweise kann die Regelung der Stellkraft des weiteren Stellgliedes allein mittels dem in einem Kupplungsbetätigungssystem wirkenden Hydraulikdruck (Ist-Druck) und der aktuellen Kupplungsposition erfolgen. Diese Informationen werden über entsprechende Sensoren einem Steuergerät übermittelt, wobei eine in diesem gespeicherte Kennlinie, z. B. eine Pedalkraft-Soll-Kennlinie, den Soll-Druck des Hydraulikmediums in Abhängigkeit von der Pedalposition bzw. der Kupplungsposition darstellt. Die Differenz zwischen dem hydraulischen Soll- und einem Ist-Druck bildet die Stellgröße. Dieser Druckunterschied kann proportional in eine elektrische Stellgröße (Strom/Spannung) zur Beaufschlagung des Elektromagneten gewandelt werden, welcher daraufhin eine entsprechende Stellkraft zur Beeinflussung des Steuerkolbens des Kupplungskraftverstärkers erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2053260 A2 [0001]

Claims

Kupplungskraftverstärker mit – einem Verstärkerkolben, der mittels Pneumatikdruck verschiebbar ist, um eine Kupplungskraft zu verstärken, und – einem Steuerkolben, der mittels Hydraulikdruck verschiebbar ist und über dessen Stellung der Pneumatikdruck steuerbar ist, mit dem der Verstärkerkolben beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungskraftverstärker ein weiteres Stellglied zur Erzeugung einer auf den Steuerkolben wirkenden Stellkraft aufweist.
Kupplungskraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als Elektromagnet ausgeführt ist.