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Einleitung
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Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Kupplungssysteme, die in Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetriebe verwendet werden.
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Viele Personenkraftwagen mit Handschaltgetriebe verwenden ein hydraulisches Kupplungssystem, das vom Fahrer über ein Kupplungspedal betätigt wird, welches der Fahrer niederdrückt, um die Kupplung zu lösen. Obwohl neuere manuelle Kupplungsbetriebstechnologien verfügbar sind, wie elektronische Kupplungssysteme, ist die Verwendung von hydraulikbasierten Systemen immer noch üblich und für bestimmte Anwendungen im Automobilgetriebe wünschenswert.
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Die automatische Notfallbremsung (ANF) ist eine neuere Technologie unter Verwendung von Hinderniserfassungs-Sensorsystemen, die mögliche Kollisionssituationen erfassen und die Bremsen oder andere Verzögerungsmechanismen ohne Fahrerzutun automatisch aktivieren. Bei Fahrzeugen mit Handschaltung führt dies oft zu einem Abwürgen des Fahrzeugs, das sich in einem höheren Fahrgang befinden kann als für die Geschwindigkeit gut ist, auf die das Fahrzeug durch das ANF-System reduziert wird.
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Der Fernstart eines Fahrzeuges ist auch eine neuere Technologie, die durch eine drahtlose Kommunikation mit dem Fahrzeug ermöglicht wird, um einem Benutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, den Motor und/oder andere Fahrzeugsysteme ferngesteuert zu starten, und wird hauptsächlich verwendet, um schon vor der Ankunft des der Insassen die Innenraumtemperaturen auf ein komfortables Niveau zu bringen, sowie um Schnee, Eis usw. bei schlechtem Wetter vom Fahrzeug zu entfernen. Der Fernstart des Motors ist typischerweise für ein Fahrzeug nicht verfügbar, wenn es mit eingelegtem Gang geparkt ist.
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Die
DE 41 21 016 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Kupplungsbetätigung mit einer eine Kupplung in Abhängigkeit von wenigstens einem Ausgangssignal einer elektronischen Steuereinheit ein- und ausrückenden Betätigungseinrichtung, die einen Druckmittelkreis, wie Hydraulikkreis, umfasst, dessen Ventile über die elektronische Steuereinheit gesteuert werden, um die Kupplung über einen Nehmerzylinder zu betätigen.
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Die
DE 10 2014 211 675 A1 beschreibt ein Kupplungssystem für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor und handgeschaltetem Getriebe mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplung zum Trennen und Schließen eines Kraftflusses zwischen einem Kraftfahrzeugmotor und einem oder mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs. Das Kupplungssystem umfasst einen mit Fahrzeugenergie angetriebenen Hydraulikdruckerzeuger, mittels dessen Hydraulikdrucks die Kupplung durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung betätigbar ist. Das Kupplungssystem umfasst ferner eine elektrohydraulische Ventileinrichtung zur elektrischen Betätigung der Kupplung mittels des Hydraulikdrucks des Hydraulikdruckerzeugers und eine Steuereinrichtung für die Betätigung der Ventileinrichtung. Die Kupplung ist z.B. in einem Fahrzustand des Segelns durch das Kupplungssystem ohne dauerhaften Fahrereingriff trennbar. Zur Eignung für niedrigere Fahrzeugkategorien ist der Hydraulikdruckerzeuger zur Erfüllung weiterer Funktionen mittels seines Hydraulikdrucks eingerichtet. Weiter betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Trennen einer Kupplung.
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Die
DE 10 2006 057 183 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betätigen einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges mit einem Handschaltgetriebe. Es soll ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zum Betätigen einer Reibungskupplung eines Fahrzeuges mit einem Handschaltgetriebe geschaffen werden, mit dem der Schaltkomfort bei Verringerung der Pedalkraft, einer Kupplungswegzeitverkürzung und unter weitgehender Vermeidung eines Fahrzeugruckens während der Schaltvorgänge verbessert wird sowie der Kupplungsverschleiß reduziert und damit die Lebensdauer der Kupplung erhöht wird. Entsprechend des offenbarten Verfahrens wird zur Verbesserung des Schaltkomforts eines Handschaltgetriebes die Kupplungsbetätigungskraft zum Betätigen der Kupplung regelbar eingestellt, in dem der einem Nehmerzylinder zugeführte Druck verstellbar verändert werden kann. Der an dem Nehmerzylinder anliegende Druck, aus dem die aufzubringende Kupplungsbetätigungskraft resultiert, wird in Abhängigkeit von den in einer Steuervorrichtung erfassten aktuellen Eingangsdaten, wie Motordrehzahl, der Gaspedalstellung, dem zu übertragenden Drehmoment, der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeugbeschleunigung bzw. - verzögerung und dem Getriebeübersetzungsverhältnis, durch ein Ausgangssignal regelbar eingestellt. Die offenbarte Vorrichtung zur regelbaren Einstellung des dem Nehmerzylinders zugeführten Drucks sieht einen über eine Steuervorrichtung ansteuerbaren.
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Die
US 2018 / 0 051 758 A1 beschreibt ein Fahrzeug mit einem Motor, einem Schaltgetriebe und einer Kupplung, die den Motor selektiv mit dem Getriebe koppelt. Die Kupplung umfasst eine Scheibe, die so vorgespannt ist, dass sie in ein Schwungrad des Motors eingreift, einen ersten Aktuator, der die Scheibe als Reaktion auf das Niederdrücken eines Kupplungspedals auskuppelt, und einen zweiten Aktuator, der die Scheibe als Reaktion auf ein elektrisches Signal von einer Fahrzeugsteuerung auskuppelt.
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Die
DE 10 2017 113 220 A1 beschreibt ein autonomes Notbremssystem, das eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Kupplung eines Getriebes ohne Notwendigkeit einer Maßnahme von einem Fahrer umfasst. Zudem wird ein Verfahren offenbart, das ein Bereitstellen eines autonomen Notbremssystems, das eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen einer Kupplung eines Getriebes ohne Notwendigkeit einer Maßnahme von einem Fahrer umfasst, Verwenden eines Sensors zum Erkennen einer möglichen Kollision und Aktivieren der Vorrichtung umfasst, wenn eine Kollision erkannt wird, um eine Kupplung eines Getriebes ohne Maßnahme oder Eingabe von einem Fahrer zu öffnen.
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Beschreibung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein hydraulisches Kupplungssystem mit elektronisch betätigter automatischer Kupplungsausrückung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Handschaltung vorgesehen. Das hydraulische Kupplungssystem beinhaltet: einen Hydraulikzylinder mit einer Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit dorthin;
ein Kupplungspedal, das operativ mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, um zumindest einen Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder erzwungenermaßen herauszudrücken und dadurch die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu setzen, wenn das Kupplungspedal niedergedrückt wird;
einen Druckspeicher, der eine Ladung der Hydraulikflüssigkeit speichert und betätigt werden kann, um mindestens einen Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher herauszudrücken und dadurch die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu setzen;
eine Kupplung, die, wenn sie in Eingriff steht, einen Motor des Fahrzeugs mit einem Getriebe des Fahrzeugs koppelt, worin die Kupplung den Motor von der Übertragung als Reaktion auf den Empfang der druckbeaufschlagten Hydraulikflüssigkeit entweder vom Hydraulikzylinder oder dem Druckspeicherbn ablöst, wodurch die kinetische Energieübertragung vom Motor zum Getriebe verhindert wird,
ein Stellglied mit mindestens einer ersten Position und einer zweiten Position entsprechend der jeweiligen ersten und zweiten Betriebsart des hydraulischen Kupplungssystems; und eine Steuerung, die elektrisch mit dem Stellglied verbunden ist, um das Stellglied von der ersten Position in die zweite Position zu schalten,
wobei, wenn sich das Stellglied in der ersten Position befindet, das hydraulische Kupplungssystem in einer ersten Betriebsart läuft, in der die Kupplung von einem Fahrer des Fahrzeugs mit Handschaltgetriebe unter Verwendung des Kupplungspedals bedient werden kann, und wenn sich das Stellglied in der zweiten Position befindet, das hydraulische Kupplungssystem in einer zweiten Betriebsart funktioniert, in der die Kupplung von der druckbeaufschlagten Hydraulikflüssigkeit unabhängig von einer Fahrereingabe über das Kupplungspedal außer Eingriff gebracht wird;
wobei das Stellglied ein Magnetventil umfasst, das zwischen dem Hydraulikzylinder , dem Druckspeicher und der Kupplung angeordnet ist und diese so miteinander verbindet, dass die Hydraulikflüssigkeit selektiv zwischen dem Hydraulikzylinder, dem Druckspeicher und der Kupplung geleitet wird, und in dem das Magnetventil einen Kolben aufweist, der sich zwischen verschiedenen Positionen innerhalb des Magnetventils hin- und herbewegt, wobei das Magnetventil ferner mindestens eine Spule umfasst, die, wenn sie unter Spannung steht, bewirkt, dass sich der Kolben zwischen mindestens zwei der Positionen bewegt, um das hydraulische Kupplungssystem zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart umzuschalten; und
ferner umfassend eine dritte Betriebsart, wobei, wenn sich das hydraulische Kupplungssystem in der ersten Betriebsart befindet, der Kolben sich an einer ersten Position befindet, in welcher der Hydraulikzylinder mit der Kupplung strömungstechnisch verbunden ist; wobei, wenn sich das hydraulische Kupplungssystem in der zweiten Betriebsart befindet, der Kolben in einer zweiten Position steht und den Druckspeicher strömungstechnisch mit der Kupplung verbindet; und wobei, wenn sich das hydraulische Kupplungssystem in der dritten Betriebsart befindet, der Kolben sich in einer dritten Position befindet, in welcher der Hydraulikzylinder mit dem Druckspeicher strömungstechnisch verbunden ist und der Fahrer durch Niederdrücken des Kupplungspedals den Druckspeicher wieder aufladen kann.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses System eines oder mehrere der folgenden Merkmale in jeder technisch möglichen Kombination dieser Merkmale beinhalten:
- - das Stellglied schaltet als Reaktion auf ein Kupplungsbetätigungssignal, das von der Steuerung empfangen wird, von der ersten Position in die zweite Position, um zu bewirken, dass das hydraulische Kupplungssystem in die zweite Betriebsart schaltet, in der die Kupplung durch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher gelöst wird, und wobei die Steuerung als Reaktion auf dem Empfang eines Kupplungsausrückbefehls betrieben werden kann, um das Kupplungsbetätigungssignal zu erzeugen, wenn mindestens die folgenden zwei Bedingungen vorliegen: die Kupplung ist eingerückt und der Druckspeicher ist geladen;
- - der Kupplungsausrückbefehl wird als Teil eines automatischen Notbremsereignisses empfangen, wobei nach dem Erzeugen des Kupplungsbetätigungssignals und Ausrücken der Kupplung durch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit vom Druckspeicher die Steuerung das hydraulische Kupplungssystem aus der zweiten Betriebsart in eine oder mehrere nachfolgende Betriebsarten schaltet, die das Wiederaufladen des Druckspeichers und die Betätigung der Kupplung durch den Fahrer unter Verwendung des Kupplungspedals erlauben;
- - der Kupplungsausrückbefehl wird als Teil eines Fernstartereignisses empfangen, das vor dem Empfangen des Kupplungsausrückbefehls eine elektronisch gesteuerte Betätigung oder eine Betätigungsbestätigung einer Fahrzeugbremse beinhaltet, und das, nach dem Erzeugen des Kupplungsbetätigungssignals und dem Ausrücken der Kupplung durch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher, das Starten des Motors und das Betreiben der Steuerung zum Umschalten des hydraulischen Kupplungssystems aus der zweiten Betriebsart und in eine oder mehrere nachfolgende Betriebsarten beinhaltet, die das erneute Laden des Druckspeichers und die Betätigung der Kupplung durch den Fahrer unter Verwendung des Kupplungspedals ermöglichen;
- - das Magnetventil beinhaltet eine Vielzahl von Eingangsöffnungen, von denen mindestens eine mit dem Hydraulikzylinder, dem Druckspeicher und der Kupplung verbunden ist, um eine strömungstechnische Verbindung der Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Magnetventil und dem Hydraulikzylinder, dem Druckspeicher und der Kupplung bereitzustellen, und worin der Kolben einen oder mehrere Durchgänge beinhaltet, die verschiedene Kombinationen der Öffnungen selektiv miteinander verbinden, je nachdem, an welcher der mindestens zwei Positionen der Kolben gerade steht;
- - das Stellglied umfasst ein Gehäuse mit einem Magnetventil und einem Kolben, der sich zwischen der ersten und der zweiten Position bewegt, worin die erste Position einer ausgefahrenen Position entspricht, in welcher der Kolben aus dem Gehäuse herausragt, und die zweite Position einer eingefahrenen Position entspricht, in welcher der Kolben zumindest teilweise in das Gehäuse zurückgezogen ist, worin der Kolben auf die erste Position vorgespannt ist und sich als Reaktion auf die Erregung des Magnetventils von der ersten Position in die zweite Position bewegt;
- - der Speicher umfasst einen zweiten Hydraulikzylinder, der einen Kolben aufweist, der sich zwischen den Positionen von angrenzenden ersten und zweiten Enden des zweiten Hydraulikzylinders bewegt, worin der Kolben in Richtung des zweiten Endes vorgespannt ist, und worin der Kolben zwischen dem ersten und dem zweiten Ende an einer Stelle angeordnet ist, die, wenn der Kolben sich in seiner ausgefahrenen Position befindet, die Bewegung des Kolbens in Richtung des zweiten Endes stört, wenn der Kolben in der ausgefahrenen Position ist und durch Aktivieren des Magnetventils in die eingefahrene Position bewegt wird, um dadurch den Kolben durchb die Kraft der Vorspannung auf den Kolben zum zweiten Ende zu bewegen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein hydraulisches Kupplungssystem mit elektronisch betätigter automatischer Kupplungsausrückung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Handschaltung vorgesehen. Das hydraulische Kupplungssystem beinhaltet: einen Hydraulikzylinder mit Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit dorthin;
ein Kupplungspedal, das operativ mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist, um zumindest einen Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder zu zwingen und dadurch die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu setzen, wenn das Kupplungspedal niedergedrückt wird;
einen Druckspeicher, der eine Ladung der Hydraulikflüssigkeit speichert und einen Kolben aufweist, der vorgespannt ist, um mindestens einen Teil der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher herauszudrücken und dadurch die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu setzen; eine Kupplung, die einen Motor des Fahrzeugs mit einem Getriebe des Fahrzeugs koppelt und den Motor als Reaktion auf den Empfang von druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit entweder vom Hydraulikzylinder oder vom Druckspeicher vom Antriebsstrang ablöst;
ein Verteilerventil, das zwischen Hydraulikzylinder, Druckspeicher und Kupplung angerordnert ist und diese miteinander verbindet, um die Hydraulikflüssigkeit selektiv zwischen Hydraulikzylinder, Druckspeicher und Kupplung zu leiten;
wobei das Verteilerventil elektronisch betrieben wird, um zwischen einem ersten Zustand, in dem der Hydraulikzylinder in Fluidverbindung mit der Kupplung steht, einem zweiten Zustand, in dem der Speicher strömungstechnisch mit der Kupplung verbunden ist, und einem dritten Zustand, in dem der Hydraulikzylinder in Fluidverbindung mit dem Druckspeicher steht, umzuschalten;
wobei, wenn sich das Verteilerventil im ersten Zustand befindet, das hydraulische Kupplungssystem in einer ersten Betriebsart funktioniert, in der die Kupplung von einem Fahrer des Fahrzeugs mit Handschaltgetriebe unter Verwendung des Kupplungspedals betätigt werden kann, wobei, wenn sich das Verteilerventil im zweiten Zustand befindet, das hydraulische Kupplungssystem in einer zweiten Betriebsart funktioniert, in der die Kupplung von der druckbeaufschlagten Hyderaulikflüssigkeit unabhängig von einer Fahrerbetätigung des Kupplungspedals gelöst wird;, und wobei, wenn sich das Verteilerventil im dritten Zustand befindet, das hydraulische Kupplungssystem in einer dritten Betriebsart funktioniert, in der das Niederdrücken des Kupplungspedals durch den Fahrer den Druckspeicher mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit auflädt.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das hydraulische Kupplungssystem des vorhergehenden Absatzes eines oder mehrere der folgenden Merkmale in jeder technisch möglichen Kombination dieser Merkmale beinhalten:
- - das Verteilerventil umfasst ein Magnetventil, das eine Vielzahl von Eingangsöffnungen beinhaltet, von denen mindestens eine mit dem Hydraulikzylinder, dem Druckspeicher und der Kupplung verbunden ist, um eine strömungstechnische Verbindung der Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Magnetventil und dem Hydraulikzylinder, dem Druckspeicher und der Kupplung bereitzustellen, und wobei das Magnetventil einen Kolben aufweist, der sich linear innerhalb des Magnetventils zwischen einer ersten, zweiten und dritten Stellung hin- und herbewegt, wobei der Kolben einen oder mehrere Durchgänge beinhaltet, die selektiv verschiedene Kombinationen aus Öffnungen zusammenschalten, je nachdem, ob sich der in der ersten, zweiten oder dritten Stellung befindet, und wobei sich der Kolben zwischen der ersten und der dritten Position befindet und wobei der Kolben auf die erste Position vorgespannt ist
- - das Magnetventil weist zwei der mit dem Druckspeicher verbundenen Anschlüsse auf, wobei ein Anschluss direkt mit dem Druckspeicher verbunden ist, um unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zu empfangen und die Kupplung auszurücken, wenn sich das Magnetventil im zweiten Zustand befindet, und wobei der andere Anschluss mit dem Druckspeicher über ein Rückschlagventil verbunden ist, das sich öffnet, wenn sich der DRuckspeicher im dritten Zustand befindet und eine Rückströmung von Hydraulikflüssigkeit vom Druckspeicher durch das Rückschlagventil verhindert;
- - das hydraulische Kupplungssystem umfasst ferner eine Steuerung, worin das Verteilerventil als Reaktion auf ein von der Steuerung empfangenes Kupplungsbetätigungssignal von der ersten Position in die zweite Position schaltet, um zu bewirken, dass das hydraulische Kupplungssystem in die zweite Betriebsart schaltet, in der die Kupplung vom druckbeaufschlagten Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher gelöst wird, und worin die Steuerung als Reaktion auf den Empfang eines Kupplungsausrückbefehls agieren kann, um das Kupplungsbetätigungssignal zu erzeugen, wenn mindestens die folgenden zwei Bedingungen vorliegen: die Kupplung ist eingerückt und der Druckspeicher ist geladen;
- - das Verteilerventil wird als Reaktion auf ein Druckspeicher-Wiederaufladesignal, das von der Steuerung empfangen wird, von der zweiten Position in die dritte Position geschaltet, um zu bewirken, dass das hydraulische Kupplungssystem in die dritte Betriebsart umschaltet, in der der Speicher mit der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit, die vom Hydraulikzylinder bereitgestellt wird, wieder aufgeladen wird, wenn der Fahrer das Kupplungspedal niederdrückt;
- - der Kupplungsausrückbefehl wird als Teil eines automatischen Notbremsereignisses empfangen, wobei nach dem Erzeugen des Kupplungsbetätigungssignals und dem Ausrücken der Kupplung durch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit vom Druckspeicher die Steuerung das hydraulische Kupplungssystem aus der zweiten Betriebsart in die dritte Betriebsart umschaltet, um das Wiederaufladen des Druckspeichers und den Betrieb der Kupplung durch den Fahrer unter Verwendung des Kupplungspedals zu ermöglichen;
- - der Kupplungsausrückbefehl wird als Teil eines Fernstartereignisses empfangen, das vor dem Empfangen des Kupplungsausrückbefehls eine elektronisch gesteuerte Betätigung oder eine Betätigungsbestätigung einer Fahrzeugbremse beinhaltet, und das, nach dem Erzeugen des Kupplungsbetätigungssignals und dem Ausrücken der Kupplung durch die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit vom Druckspeicher, das Starten des Motors und das Betätigen der Steuerung zum Umschalten des hydraulischen Kupplungssystems aus der zweiten Betriebsart und in die dritte Betriebsart beinhaltet, um das erneute Laden des Speichers und den Betrieb der Kupplung durch den Fahrer unter Verwendung des Kupplungspedals zu ermöglichen.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei Folgendes gilt:
- 1 ist eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kupplungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das in einer ersten Betriebsart betrieben wird;
- 2 ist eine schematische Ansicht von Teilen des hydraulischen Kupplungssystems aus 1, das in einer zweiten Betriebsart arbeitet;
- 3 ist eine schematische Darstellung von Abschnitten des hydraulischen Kupplungssystems aus 1, das in einer dritten Betriebsart arbeitet;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des hydraulischen Kupplungssystems aus 1 während einer automatischen Notbremsung zeigt;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des hydraulischen Kupplungssystems aus 1 während eines Fernstartereignisses zeigt; und
- 6 ist eine schematische Darstellung von Teilen eines hydraulischen Kupplungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Nachfolgend beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind Ausführungsformen eines hydraulischen Kupplungssystems, das eine automatische Notbremsfunktion (ANF) und einen Fernstart eines Fahrzeugs mit Handschaltung ermöglicht. Solche Schaltgetriebe erfordern typischerweise eine Bedienerpedalbetätigung, um die Kupplung selektiv auszurücken, welche die Antriebskraft vom Fahrzeugmotor zum Getriebe überträgt. Das nachfolgend beschriebene hydraulische Kupplungssystem beinhaltet einen kolbenbetriebenen Hydraulikzylinder oder einen anderen Druckspeicher, um eine Ladung von Hydraulikflüssigkeit zu speichern, die selektiv zur Kupplung geführt werden kann und per elektronischer Steuerung entladen werden kann, um dadurch die Kupplung unabhängig von einer Bedienereingabe über das Kupplungspedal zu lösen. Dadurch kann das System eine verbesserte ANF-Reaktion bereitstellen, die das Fahrzeug verlangsamt oder stoppt, ohne den Motor abzuwürgen. Das System kann auch verwendet werden, um dem Fahrzeug Fernstartfähigkeiten zu verleihen, indem es die Kupplung als Teil einer Abfolge von Fernstartvorgängen automatisch ausrückt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 - 3 sind dort drei Betriebsarten eines hydraulischen Kupplungssystems 10 dargestellt, das in ein Fahrzeug mit einem Motor integriert ist, der über eine Kupplung Antriebsleistung an ein manuell schaltbares Getriebe bereitstellt. Das hydraulische Kupplungssystem 10 weist das elektronisch betätigte automatische Kupplungsausrücken am Handschaltgetriebe auf, und diese Funktion kann vorteilhaft zum Implementieren der ANF und des Fernstarts des Fahrzeugs unter Verwendung integrierter Elektronik am Fahrzeug verwendet werden. Diese Elektronik, sowie der Motor, das Getriebe und andere Komponenten des Fahrzeugs, die nicht dargestellt sind, können unter Verwendung herkömmlicher Fahrzeugkomponenten und -systeme implementiert werden.
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Das hydraulische Kupplungssystem 10 beinhaltet als Hauptkomponenten eine Kupplung 20, einen Hydraulikzylinder 30 und einen Druckspeicher 40, die alle durch ein Verteilerventil 50 miteinander verbunden sind, um dadurch einen rekonfigurierbaren Hydraulikkreislauf 12 zu bilden. Diese Komponenten des hydraulischen Kupplungssystems 10 sind durch Hydraulikleitungen oder Rohre 14 miteinander verbunden, wobei der Hydraulikkreislauf rekonfigurierbar ist, um die Verbindungen der Komponenten unter Verwendung des Verteilerventils 50 zu ändern. Eine Steuerung 70 ist elektrisch mit dem Verteilerventil 50 verbunden, um sie zwischen den verschiedenen Verbindungen umzuschalten, die drei verschiedene Betriebsarten bereitstellen: eine erste (normale) Betriebsart, in der die Kupplung 20 durch den Fahrer unter Verwendung des Hydraulikzylinders 30 (mittels eines Kupplungspedals) betätigt werden kann; eine zweite (automatische Kupplungsbetätigungs-) Betriebsart, in der die Kupplung 20 durch eine Ladung von Hydraulikflüssigkeit ausgerückt wird, die vom Druckspeicher 40 abgegeben wird; und eine dritte (Wiederauflade-) Betriebsart, in der der Fahrer den Druckspeicher 40 für ein nachfolgendes automatisches Kupplungsausrücken durch Niederdrücken des Kupplungspedals wiederaufladen kann, was eine erneute Aufladung von Hydraulikflüssigkeit in den Druckspeicher 40 erzwingt. Und wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist, rekonfiguriert das Verteilerventil 50 den Hydraulikkreislauf 12 (und damit das hydraulische Kupplungssystem 10 selbst) in die verschiedenen Betriebsarten, indem es zwei der Komponenten 20, 30, 40 selektiv miteinander verbindet, während es das dritte abtrennt, wodurch die dritte Komponente effektiv vom Hydraulikkreislauf 12 ausgeschlossen wird.
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Wenn die Kupplung 20 in Eingriff ist, koppelt sie den Fahrzeugmotor an das Getriebe des Fahrzeugs. Die Kupplung 20 kann as Reaktion auf den Empfang von druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit entweder vom Hydraulikzylinder 30 oder aus dem Druckspeicher 40 gelöst werden, wodurch keine Antriebskraft vom Motor mehr an das Getriebe übertragen wird. Die Kupplung 20 kann herkömmlich implementiert werden und kann einen Slave-Zylinder zum Übertragen des Hydraulikdrucks, der von dem Hydraulikzylinder 30 oder dem Druckspeicher 40 empfangen wird, in einen Freigabehebel für die Kupplung 20 beinhalten. Der Slave-Zylinder und der Freigabehebel können herkömmlich implementiert werden und sind somit nicht dargestellt. Ebenso können andere erforderliche und/oder optionale Komponenten des hydraulischen Kupplungssystems 10, die nicht dargestellt sind, herkömmlich implementiert werden, und deren Konstruktion, Integration und Verwendung wird Fachleuten bekannt sein.
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Der Hydraulikzylinder 30 ist ein Hauptbremszylinder, der einen Vorrat an Hydraulikflüssigkeit enthält. Er ist operativ mit einem Kupplungspedal 32 verbunden, das drehbar montiert und mit einer Rückstellfeder 34 versehen ist, um es in Richtung des Fahrersitzes des Fahrzeugs vorzuspannen. Das Drücken des Kupplungspedals 32 durch den Fuß des Bedieners treibt eine Druckstange 36 in den Hydraulikzylinder 30 ein, beaufschlagt dadurch Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder 30 mit Druck und zwingt sie, in den Hydraulikkreislauf 12 zu fließen. Wenn das hydraulische Kupplungssystem 10 in einer ersten (normalen) Betriebsartarbeitet, wird diese druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit durch das Verteilerventil 50 zur Kupplung 20 geführt, um dadurch die Kupplung auszurücken.
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Der Speicher 40 ist ein Hydraulikzylinder, der eine Ladung der Hydraulikflüssigkeit unter Druck speichert, sodass er in der Lage ist, die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit an die Kupplung 20 zu liefern, wenn das Verteilerventil 50 in die zweite (Kupplungsbetätigungs-) Betriebsart geschaltet wird. Der Speicher 40 ist eine passive Vorrichtung, die einen Kolben 42 und eine Feder 44 beinhaltet, die innerhalb des Zylinders positioniert ist. Die Feder 44 befindet sich an einem ersten Ende des Zylinders und spannt den Kolben 42 gergen ein zweites Ende mit einem Anschluss 46 vor, der mit der Hydraulikleitung 14 verbunden ist, die zum Verteilerventil 50 verläuft. Die Feder 44 weist eine Federkonstante auf, die größer ist als die, die von der Kupplung 20 verwendet wird, sodass bei der Auslösung des Druckspeichers 40 die Feder 44 ausreichend Druck im Hydrauliksystem 12 erzeugt, um die Kupplung 20 auszurücken. In der ersten (normalen) Betriebsart werden die Hydraulikleitungen 14 vom Speicher isoliert und aus dem Rest des Hydraulikkreislaufs 12 abgetrennt, sodass die Ladung der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des Speichers unter Druck bleiben kann, wie in 1 gezeigt ist. Der Betrieb des Speichers in der zweiten (Bereitstellungs-) Betriebsart wird weiter unten beschrieben.
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Das Verteilerventil 50 ist ein Stellglied, das je nach gewünschter Betriebsart selektiv die verschiedenen hydraulischen Komponenten 20, 30, 40 miteinander verbindet. In der dargestellten Ausführungsform ist das Verteilerventil ein Magnetventil mit einem magnetventilgesteuerten Kolben, der zwischen drei Positionen hin- und herbewegt wird, um dadurch das Magnetventil 50 in einen von drei unterschiedlichen Zuständen zu schalten, die drei verschiedenen Betriebsarten entsprechen. In anderen Implementierungen können verschiedene andere Arten von Stellgliedern für diesen Zweck mit weniger oder mehr Betriebsarten verwendet werden, um die Verwendung des Kupplungspedals und des Speichers zu ermöglichen, um die Kupplung zu lösen und den Speicher aufzuladen. 6 offenbart wie folgend erläutert eine derartige Implementierung, die in einigen Ausführungsformen entweder in Verbindung mit einem Verteilerventil oder in einer Weise verwendet werden kann, die Notwendigkeit eines Verteilerventils insgesamt vermeidet. In anderen Ausführungsformen muss das Verteilerventil 50 kein Magnetventil sein, sondern kann beispielsweise als ein Drehventil, Schieberventil oder sogar mit mehreren Magnetventilen mit mehreren Zuständen (d. h. ein 5/3-Wege-Ventil) implementiert werden.
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Das Verteilerventil 50, das auch als Magnetventil 50 bezeichnet wird, beinhaltet ein Gehäuse 51 mit vier Öffnungen 52 - 55, die in einen zylindrischen Innenraum 56 führen, einen Kolben 58, der in der Kammer 56 zwischen einer ersten, zentralen Position, die in 1 gezeigt ist, einer zweiten Endposition, die in 2 dargestellt ist, und einer dritten Endposition, die in 3 dargestellt ist, für eine lineare, reziproke Bewegung aufweist. Diese erste, zweite und dritte Position des Kolbens 58 platziert das Verteilerventil im entsprechenden ersten, zweiten und dritten Zustand entsprechend der ersten (Normal), zweiten (Entladen) und dritten (Wiederaufladen) Betriebsart des hydraulischen Kupplungssystems 10. Um die Umverschaltung oder Rekonfiguration des Hydraulikkreislaufs 12 für die verschiedenen Betriebsarten zu bewirken, beinhaltet der Kolben 58 einen oder mehrere Durchgänge 60, die verwendet werden, um verschiedene Kombinationen der Anschlüsse 52 - 55 zu verbinden, abhängig davon, in welcher Position der Kolben steht.
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Die vier Anschlüsse 52 - 55 sind im Hydraulikkreislauf 12 wie folgt verbunden. Anschluss 52 verbindet das Verteilerventil 50 mit der Kupplung 20; Anschluss 53 verbindet das Ventil 50 mit dem Hydraulikzylinder 30; und Anschlüsse 54 und 55 verbinden das Ventil 50 mit dem Druckspeicher 40, wobei der Anschluss 54 direkt mit dem Druckspeicher 40 und dem Anschluss 55 verbunden ist, der über ein Rückschlagventil 62 mit dem Druckspeicher 40 verbunden ist, das öffnet, wenn der Druckspeicher 40 wieder aufgeladen wird, aber verhindert, dass der Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit durch das Rückschlagventil 62 aus dem Druckspeicher entweichtt.
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Wie in 1 dargestellt, wird der Kolben, um die erste (normale) Betriebsart zu bewirken, in der ersten Position gehalten, die eine mittige Position innerhalb der Kammer 56 zwischen der zweiten und der dritten Endposition ist. Dies kann eine voreingestellte Position sein, auf welche der Kolben vorgespannt ist, beispielsweise durch Federn, die auf beiden Seiten des Kolbens 58 in das Gehäuse eingebaut sind, um ihn in der gewünschten Mittelposition zu halten. In dieser ersten Position bzw. ersten Zustand des Magnetventils 50 öffnen die Durchgänge 60 des Kolbens zu den Anschlüssen 52 und 53, wodurch eine strömungstechnische Verbindung zwischen den Hydraulikleitungen 14 bereitgestellt wird, die zum Ventil 50 von der Kupplung 20 und dem Hydraulikzylinder 30 verlaufen. Somit kann der Fahrer die Kupplung 20 normal betätigen, indem er das Kupplungspedal 32 niederdrückt, um druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit vom Zylinder 30 durch das Ventil 50 und zur Kupplung 20 zu drücken. Dies ist die normale Betriebsart für das normale Fahren des Fahrzeugs.
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2 zeigt die zweite (Betätigungs-) Betriebsart, die im Falle eines automatischen Notbremsvorgangs (ANF) oder zum Zwecke des Fernstarts des Fahrzeugs nützlich ist, wenn der Fahrer nicht anwesend ist und das Fahrzeug mit eingelegtem Gang zurückgelassen wird. In dieser Betriebsart wird der Kolben 58 in die zweite Position bewegt, wodurch die Anschlüsse 52 und 54 über die Durchgänge 60 verbunden werden. Dies ermöglicht eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Druckspeicher 40 und der Kupplung 20 über die Hydraulikleitungen 14 und Durchgänge 60 des Kolbens 58. Wenn der Kolben 58 in diese zweite Position geschaltet wird, kann die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckspeicher 40 frei durch das Magnetventil 50 fließen und dadurch die Kupplung 20 mit der Kraft der Vorspannung durch die Feder 44 lösen. Dies geschieht unabhängig von jeder Fahrerbetätigung über das Kupplungspedal 32. Somit ist alles, was erforderlich ist, um die Kupplung 20 automatisch auszurücken, die Bewegung des Kolbens in die zweite Position, und die Kupplung bleibt in diesem Zustand, bis der Kolben 58 in die erste Position zurückgeschaltet wird, was Druck in der Leitung 14 ermöglicht, die zur Kupplung 20 läuft, um in das System zurückgeführt zu werden.
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3 zeigt die dritte (Wiederauflade-) Betriebsart, die es ermöglicht, den Speicher nach einem automatischen Ausrücken in der zweiten Betriebsart wieder mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit aufzuladen. Diese Betriebsart wird nach Beendigung einer ANF (automatischen Notbremsfunktion) oder eines Fernstartereignisses verwendet, sodass der Fahrer den Druckspeicher 40 in Vorbereitung auf ein nachfolgendes automatisches Kupplungsausrücken wieder aufladen kann. In dieser Betriebsart wird der Kolben 58 in die dritte Position bewegt, wodurch die Anschlüsse 53 und 55 über die Durchgänge 60 verbunden werden. Dies ermöglicht eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Hydraulikzylinder 30 und dem Druckspeicher 40 über die Hydraulikleitungen 14 und Durchgänge 60 des Kolbens 58. In dieser Betriebsart dient eine Kupplungspedalaktivierung durch den Fahrer dazu, den Druckspeicher 40 mit druckbeaufschlagter Hydraulikflüssigkeit aufzuladen.
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Es versteht sich, dass in jeder der oben beschriebenen Betriebsarten das Magnetventil 50 zwei der primären hydraulischen Komponenten 20, 30, 40 miteinander verbindet, während die dritte Komponente vom Hydraulikkreislauf 12 abgetrennt wird. Somit ist der Speicher 40 in der ersten Betriebsart vom System isoliert; in der zweiten Betriebsart ist der vom Fahrer betriebene Hydraulikzylinder 30 vom System isoliert; und in der dritten Betriebsart ist die Kupplung 20 vom System isoliert.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Magnetventil 50 des Weiteren erste und zweite Magnetventile 64, 66, die das Magnetventil 50 betätigen, um es von seiner ersten Position entweder in die zweite oder dritte Position zu bewegen. Die Magnetventile 64, 66 können in das Gehäuse 51 integriert sein, wobei das Magnetventil 64 in Richtung eines Endes der Kammer 51 nahe der zweiten Position angeordnet ist und das andere Magnetventil 66 in Richtung des anderen Endes der Kammer 51 nahe der dritten Position angeordnet ist. Durch das Einbringen eines ferromagnetischen Teils innerhalb des Kolbens kann die Erregung des Magnetventils 64 die Kolbenstange magnetisch gegen die zentrale Vorspannung in die zweite Position ziehen. Ebenso kann die Erregung des Magnetventils 66 den Kolben magnetisch gegen die zentrale Vorspannung in die dritte Position ziehen. Andere Implementierungen des Verteilerventils 50 zum Umschalten zwischen den drei unterschiedlichen Betriebszuständen sind für Fachleute offensichtlich.
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Die Steuerung 70 wird verwendet, um die beiden Magnetventile 64, 66 zu betätigen, indem sie die entsprechende Spule basierend auf einer oder mehreren Eingaben mit einem Erregungssignal ansteuert. Um die Kolbenstange 58 von der ersten Position (entsprechend der normalen Betriebsart) zur zweiten Position (entsprechend der automatischen Kupplungsbetätigungs-Betriebsart) zu schalten, wird ein Kupplungsbetätigungssignal durch die Steuerung bereitgestellt, das in das Magnetventil fließt, insbesondere die Spule 64 elektrisch erregt und ein Magnetfeld erzeugt, das ausreicht, um den Kolben 58 in die zweite Position zu ziehen. Dies bewirkt, dass der Druckspeicher 40 seine druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit an die Kupplung 20 abgibt, wodurch der Motor vom Getriebe getrennt wird.
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Wenn die Kupplung für ein NBF-Ereignis verwendet wird, wird das Kupplungsbetätigungssignal durch die Steuerung 70 als Reaktion auf den Empfang eines Kupplungsausrückbefehls von einem Kollisionsvermeidungssystem am Fahrzeug erzeugt. Dies kann von der Steuerung 70 als eine von mehreren Eingangsbedingungen 76 empfangen werden. Als Reaktion auf den Empfang des Kupplungsausrückbefehls kann die Steuerung das Kupplungsbetätigungssignal erzeugen, wenn mindestens die folgenden zwei Bedingungen vorliegen: die Kupplung 20 ist eingerückt und der Druckspeicher 40 ist geladen. Diese Bedingungen können mit Sensoren am Fahrzeug verifiziert werden. So kann beispielsweise der Kupplungseingriff unter Verwendung eines Sensors 72 an der Kupplung bestimmt werden. Desgleichen kann die Druckspeicherladung unter Verwendung eines Sensors 74 verifiziert werden, der den Kolben 42 in der Druckbeaufschlagungsstellung erfasst. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 70 eine oder mehrere andere Bedingungen erfordern, die vor dem Erzeugen des Kupplungsbetätigungssignals erfüllt sein sollen, wie beispielsweise eine Überprüfung, ob am Fahrzeuggetriebe ein Gang eingelegt ist. Diese Getriegang-Überprüfung kann vom Getriebe als eine der anderen Eingangsbedingungen 76 empfangen werden.
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Sobald das Kupplungsbetätigungssignal gesendet wurde, um das Magnetventil 64 zu erregen, schaltet das hydraulische Kupplungssystem 10 aufgrund der Bewegung des Kolbens 58 in die zweite Position in die zweite (Betätigungs-) Betriebsart, wodurch die Kupplung 20 ausgerückt wird. Danach schaltet die Steuerung 70 dann das hydraulische Kupplungssystem 10 aus der zweiten Betriebsart (durch Deaktivierung von Magnetventil 64) in eine oder mehrere nachfolgende Betriebsarten, die das Wiederaufladen des Speichers 40 und den Betrieb der Kupplung 20 durch den Fahrer unter Verwendung des Kupplungspedals 32 ermöglichen. In der Ausführungsform der 1 - 3 erfolgt dies durch Umschalten in die dritte (Wiederauflade-) Betriebsart durch Aktivieren des zweiten Elektromagneten 66, um den Kolben 58 in die dritte Position zu ziehen, sodass der Fahrer den Druckspeicher 40 durch Niederdrücken des Kupplungspedals 32 wieder aufladen kann, gefolgt vom anschließenden Zurückschalten in die erste (Normal-) Betriebsart, sobald der Sensor 74 anzeigt, dass der Speicher 40 wieder aufgeladen ist.
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Bei Verwendung für ein Fernstartereignis des Fahrzeugs kann der Betrieb des Magnetventils 50 und des hydraulischen Kupplungssystems 10 im Allgemeinen derselbe sein wie vorstehend für ein ANF-Ereignis beschrieben, mit der Ausnahme, dass der Kupplungsausrückbefehl stattdessen von einer Telematikeinheit oder einem anderen Fernstartmodul am Fahrzeug stammt. Die besonderen Betzriebsabläufe am Fahrzeug zur Handhabung der Kupplungsausrückung sowohl für AEB als auch für Fernstart werden nachstehend in Verbindung mit den 4 und 5 erörtert.
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Nach Betätigung der Druckspeicherladung der Hydraulikflüssigkeit, welche die Kupplung 20 in der zweiten Betriebsart ausrückt, schaltet die Steuerung 70 den Kolben 58 in die dritte Position um, wie in 3 dargestellt, sodass der Speicher 40 wieder aufgeladen werden kann. Dies kann durch Senden eines Druckspeicher-Wiederaufladesignals an das Magnetventil 66 erfolgen, das esd unter Spannung setzt und die Kolbenstange 58 magnetisch in die dritte Position zieht. Dieses Wiederaufladesignal kann unmittelbar nach Beendigung des Kupplungsbetätigungssignals an das Magnetventil 66 gesendet werden, das in der zweiten Betriebsart verwendet wurde, um den Magnetschalter 64 zu bestromen und die Kolbenstange 58 in der zweiten Position zu halten. In dieser dritten (Wiederauflade-) Betriebsart drückt das Niederdrücken des Kupplungspedals 32 durch den Fahrer Hydraulikflüssigkeit vom Zylinder 30 durch das Magnetventil 50, das Magnetventil 62 und in den Druckspeicher 40, wodurch der Kolben 42 unter Kompression der Feder 44 zum ersten Ende des Druckspeichers gedrückt wird. Dann schaltet die Steuerung 70 beim Erfassen dieses aufgeladenen Zustands des Speichers 40 unter Verwendung des Sensors 74 den Kolben 58 zurück in die erste (normale) Position, indem sie das Magnetventil 66 entregt. Dies kann schon vor dem Loslassen des Kupplungspedals 32 erfolgen, sodass der Speicher 40 vom Hydraulikkreislauf isoliert wird, während der och druckbeaufschlagt ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Verfahren 300 zum Betrieb eines hydraulischen Kupplungssystems, wie beispielsweise eines hydraulischen Kupplungssystems 10, während eines ANF-Ereignisses dargestellt. Das Verfahren beginnt, wenn ein Kollisionsvermeidungssystem am Fahrzeug ein Ereignis erkennt, aufgrund dessen das Fahrzeug seine Geschwindigkeit reduzieren muss, wie beispielsweise eine mögliche Kollision mit einem Hindernis. Als Reaktion auf das Erkennen dieses Ereignisses wird bei Schritt 320 bestimmt, ob sich das Fahrzeug im richtigen Zustand zum automatischen Ausrücken der Kupplung befindet. Diese Bestimmung kann beispielsweise durch die Steuerung 70 eingeleitet werden, die den Kupplungsausrückbefehl vom Kollisionsvermeidungssystem empfängt. Bei Schritt 320 kann die Bestimmung des richtigen Fahrzeugzustands auf einem oder mehreren hydraulischen Kupplungssystem-Zustandsindikatoren basieren. So kann sie beispielsweise die Bestimmung beinhalten, ob beide folgenden Bedingungen vorliegen: die Kupplung ist eingerückt und der Speicher ist geladen. In einigen Ausführungsformen kann die Bestimmung des richtigen Fahrzeugzustands auch eine oder mehrere andere Bedingungen beinhalten, wie beispielsweise die Bestimmung, ob im Fahrzeuggetriebe ein Gang eingelegt ist. Diese Fahrzeugzustandsbestimmungen können durch die Steuerung 70, wie oben beschrieben, vorgenommen werden, und unterschiedliche oder zusätzliche Schwellenanforderungen zum automatischen Ausrücken der Kupplung können bestimmt werden, entweder bei Bedarf oder wenn dies wünschenswert ist.
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Wenn eine der Bedingungsprüfungen bei Schritt 320 ausfällt, wird das automatische Auskuppeln der Kupplung nicht ausgeführt, und das Verfahren geht zu Schritt 370 über, wobei eine Benachrichtigung entweder an einem Speicher im Fahrzeug für eine spätere Meldung oder Diagnose gesendet werden kann, und/oder an den Fahrer über eine Fahreranzeige oder anderweitig. Wenn der richtige Fahrzeugzustand bestätigt wird, geht das Verfahren zu Block 330 über, wo das Fahrzeug das automatische Kupplungsausrücken akrtiviert, was für das hydraulische Kupplungssystem 10 das Umschalten des Magnetventils 50 in den zweiten Zustand beinhaltet, in dem der Kolben 58 in die zweite Position bewegt wird. Dies führt dazu, dass die Kupplung 20 unabhängig von jeder Fahrereingabe am Kupplungspedal ausgerückt wird. Das Fahrzeug verlangsamt oder stoppt dann bei Schritt 340 und dies kann zumindest teilweise durch das direkte Bremsen der Räder erfolgen. Sobald dieses ANF-Ereignis beendet ist, wird das Magnetventil 50 in den dritten Zustand geschaltet, entsprechend der Wiederauflade-Betriebsart, um dadurch das Wiederaufladen des Speichers 40 zu ermöglichen. Dann kann der Fahrer bei Schritt 350 das Kupplungspedal 32 niedferdrücken, um den Druckspeicher 40 wieder aufzuladen. Schließlich wird bei Schritt 360 als Reaktion auf das Erfassen des erfolgreichen Wiederaufladens des Speichers 40 das Magnetventil 50 in den ersten Zustand zurückgeführt, sodass der Fahrer die Kupplung wieder normal betätigen kann.
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5 zeigt ein Verfahren 400 zum Betrieb eines hydraulischen Kupplungssystems, wie beispielsweise des hydraulischen Kupplungssystems 10, während eines Fernstartvorgangs des Fahrzeugs. Das Verfahren beginnt bei Schritt 410, wenn das Fahrzeug einen Fernstartbefehl empfängt. Das Fahrzeug führt dann eine elektronisch gesteuerte Aktivierung oder eine Aktivierungsbestätigung einer Fahrzeugbremse aus, wie beispielsweise eine Feststellbremse. Diese Schritte 410 und 420 können herkömmlich durchgeführt werden, wie Fachleuten bereits bekannt ist. Dann wird bei Schritt 430 bestimmt, ob sich das Fahrzeug im richtigen Zustand zum automatischen Ausrücken der Kupplung befindet. Die Bestimmung des richtigen Fahrzeugzustands kann auf einem oder mehreren hydraulischen Kupplungssystem-Zustandsindikatoren basieren. So kann sie beispielsweise die Bestimmung beinhalten, ob beide folgenden Bedingungen vorliegen: die Kupplung ist eingerückt und der Druckspeicher ist geladen. In einigen Ausführungsformen kann die Bestimmung des richtigen Fahrzeugzustands auch eine oder mehrere andere Bedingungen beinhalten, wie beispielsweise die Bestimmung, ob ein Gang im Fahrzeuggetriebe eingelegt ist. Diese Fahrzeugzustandsbestimmungen können durch die Steuerung 70, wie oben beschrieben, vorgenommen werden, und unterschiedliche oder zusätzliche Schwellenanforderungen zum automatischen Ausrücken der Kupplung können bei Bedarf oder falls wünschenswert festgelegt werden.
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Wenn eine der Bedingungsprüfungen bei Schritt 430 fehlgeschlagen ist, wird das automatische Ausrücken der Kupplung nicht ausgeführt, und das Verfahren geht zu Block 490 über, wo eine Benachrichtigung entweder an einen Speicherspeicher des Fahrzeugs für eine spätere Meldung oder Diagnose gesendet werden kann, und/oder an den Fahrer über eine Fern-Software-App oder über eine andere Schnittstelle, aus welcher der Fernstartbefehl ursprünglich gesendet wurde. Wenn der richtige Fahrzeugzustand bestätigt wird, geht das Verfahren zu Block 440 über, wo das Fahrzeug das automatische Kupplungsausrücken aktiviert, das für das hydraulische Kupplungssystem 10 das Umschalten des Magnetventils 50 in den zweiten Zustand beinhaltet, in dem der Kolben 58 in die zweite Position bewegt wird. Dies führt dazu, dass die Kupplung 20 unabhängig von jeder Fahrereingabe am Kupplungspedal ausgerückt wird. Sobald die Kupplung 20 ausgerückt ist, wie durch den Sensor 72 bestätigt wird, wird der Fahrzeugmotor bei Schritt 450 gestartet. Das Magnetventil 50 kann dann in den dritten Zustand gebracht werden, indem den Kolben 58 in die dritte Position bewegt wird, wobei die Kupplung 20 im ausgerückten Zustand gehalten wird, wie oben beschrieben. Sobald der Fahrer anschließend am Fahrzeug eintrifft und in das Fahrzeug eintritt, kann er das Kupplungspedal 32 bei Schritt 470 niederdrücken, was, da sich das hydraulische Kupplungssystem 10 in der dritten Betriebsart befindet, den Druckspeicher 40 auflädt. Schließlich wird bei Schritt 480 in Reaktion auf das Erfassen des erfolgreichen Wiederaufladens des Speichers 40 das Magnetventil 50 in den ersten Zustand zurückgeführt, sodass der Fahrer die Kupplung wieder normal betätigen kann.
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6 zeigt eine alternative Ausführungsform von Abschnitten eines hydraulischen Kupplungssystems 110, in dem die Funktionen des Druckspeichers und Verteilerventils im Wesentlichen miteinander kombiniert wurden. In 6 können Komponenten des Systems 110, die nicht dargestellt sind, wie in den 1 - 3 dargestellt, implementiert werden, und Komponenten, die dargestellt sind und die ähnlichen oder identischen aus dem hydraulischen Kupplungssystem 10 der 1 - 3 entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert, die um 100 erhöht werden.
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Das System 110 beinhaltet einen (Haupt-) Hydraulikzylinder 130, der vom Fahrer über ein Kupplungspedal betätigt wird, das eine Druckstange 136 in den Zylinder hineintreibt, wodurch sich ein Kolben 138 bewegt, der Hydraulikflüssigkeit unter Druck aus dem Zylinder drückt. Im Normalbetrieb tritt diese Flüssigkeit durch eine der Hydraulikleitungen 114 aus, die direkt zur Kupplung führen, um dadurch den Motor vom Getriebe zu trennen. Der Hydraulikzylinder 130 ist auch durch eine Hydraulikleitung 114 mit einem Druckspeicher 140 verbunden, der eine Ladung von Hydraulikflüssigkeit zur Verwendung beim automatischen Ausrücken der Kupplung beinhaltet. Der Druckspeicher 140 umfasst einen Hydraulikzylinder 141, der einen Kolben 142 und eine Feder 144 beinhaltet, die sich an einem ersten Ende des Zylinders befindet und den Kolben zu einem zweiten Ende hin vorspannt. Somit bewegt sich der Kolben 142 zwischen Positionen, die an das erste und zweite Enden des Hydraulikzylinders 141 angrenzen.
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In dieser Ausführungsform ist das Stellglied kein Verteilerventil, sondern eine magnetbetätigte Verriegelung, die dazu dient, den Kolben 142 in einer Position zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Zylinders 141 an einer Stelle nahe dem ersten Ende des Zylinders 141 mit der Feder 144 in einem komprimierten Zustand zu halten. Wie beim Druckspeicher 40 ist die Federkonstante der Feder 144 ausreichend, sodass die Feder in diesem komprimierten Zustand genügend Kraft bereitstellt, wenn sie gelöst wird, um die Federkraft in der Kupplung zu überwinden, und sie dadurch zu lösen.
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Das Stellglied 150 beinhaltet ein Gehäuse 151 mit einem Magnetventil 164 und einem Kolben 158, der sich zwischen der ersten und der zweiten Position hin- und herbewegt. Die erste Position entspricht der ausgefahrenen Position, in welcher der Kolben 158 aus dem Gehäuse herausragt, wie in 6 dargestellt, und die zweite Position entspricht der eingefahrenen Position, in welcher der Kolben 158 zumindest teilweise in das Gehäuse 151 eingefahren ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Kolbenstange 158 auf die erste ausgefahrene Position vorgespannt, und dies kann beispielsweise unter Verwendung einer Feder innerhalb des Gehäuses 151 erfolgen. Der Kolben enthält ein ferromagnetisches Material, sodass der Kolben bei der Erregung des Magneten 164 durch magnetische Anziehung in das Gehäuse 151 zur zweiten, eingefahrenen Position gezogen wird. Das Magnetventil 164 kann durch eine Steuerung 170 unter Verwendung der gleichen Eingaben und Verfahren betrieben werden, die oben in Verbindung mit den 1 - 5 erörtert wurden.
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Das Stellglied 150 befindet sich in einer Position zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Zylinders 141, sodass es, wenn sich der Kolben 158 in seiner ausgefahrenen Position befindet, die Bewegung des Kolbens 142 in Richtung des zweiten Endes stört, sodass der Speicher 140 die Ladung mit Hydraulikflüssigkeit hält. Der Speicher entlädt dann die Ladung der Hydraulikflüssigkeit, wenn der Kolben 158 durch Aktivieren des Magnetventils 164 in die eingefahrene Position bewegt wird, um dadurch den Kolben 142 unter Kraft der durch die Feder 144 vorgesehenen Vorspannung in Richtung des zweiten Endes zu bewegen. Die druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit, die aus dem Speicher entladen wird, strömt durch die Leitungen 114 zum Hauptzylinder 130 und von dort zur Kupplung, um sie ohne Fahrereingabe über das Kupplungspedal zu betätigen.
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Der Speicher 140 kann dann durch ein nachfolgendes Kupplungspedal wieder aufgeladen werden, das vom Fahrer betätigt die Hydraulikflüssigkeit in den Druckspeicher 140 und den Kolben 142 in Richtung des ersten Endes des Zylinders 141 drückt, bis diese durch den Kolben 158 strömt. Zu diesem Zweck kann der Kolben 158 eine geneigte Oberfläche aufweisen, wie dargestellt, die dem zweiten Ende des Zylinders 141 zugewandt ist, sodass der Kolben 142 den Kolben 158 dazu veranlasst, sich in seine eingefahrene Position zu bewegen, wenn sich der Kolben 142 bewegt. Die Rückseite des Kolbens 158 weist eine ebene Fläche auf, die in eine entsprechende Oberfläche des Kolbens eingreift und dadurch unter der Kraft der Vorspannfeder 144 fixiert wird.
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Wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, kann die Kupplung unter Verwendung eines separaten Ausrücklagers und -Jochs, das einen begrenzten Hub hat, eine Hubüberschreitung der Kupplung während des Wiederaufladens vermieden werden. Das hydraulische Kupplungssystem 110 kann auch ein Ventil (Feder/Kugel-, Reed-, Rückschlag- oder elektronisches Ventil) beinhalten, um den Schlag von Hydraulikflüssigkeit zu blockieren, der den Druckspeicher 140 erregt, während der Entladung in einem typischen System zu vermeiden.
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Wie in dieser Spezifikation und den Patentansprüchen verwendet, sind die Begriffe „z. B.“, „beispielsweise“, „zum Beispiel“, „wie z. B.“ und „wie“ und die Verben „umfassend“, „einschließend“ „aufweisend“ und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung andere zusätzliche Komponenten oder Elemente nicht ausschließt. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert. Zusätzlich versteht sich der Ausdruck „und/oder“ als ein inklusives ODER. Somit ist der Ausdruck „A, B, und/oder C“ beispielsweise so zu verstehen, dass die folgenden Möglichkeiten abgedeckt werden: „A“; „B“; „C“; „A und B“; „A und C“; „B und C“ und „A, B und C“.
