DE19925665A1

DE19925665A1 - Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks in einem hydraulischen Stellantrieb und hydraulischer Stellantrieb

Info

Publication number: DE19925665A1
Application number: DE19925665A
Authority: DE
Inventors: Thomas John; Robert Seufert
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: DE19925665B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks in einem hydraulischen Stellantrieb (20) und ein solcher Stellantrieb für eine Vorrichtung, vorzugsweise eine Kupplung und/oder ein Getriebe, beschrieben, der eine Steuerung (27, 28) und eine mittels eines Antriebs (22) antreibbare Pumpe (21), durch die ein Druckspeicher (24) gespeist wird, aufweist. In der Steuerung (28) ist eine Kennlinie für den Vorspanndruck abgelegt, die in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und dem Lebensalter aufgenommen wurde. Weiterhin ist in der Steuerung (28) eine Kennlinie für einen Anschaltdruck, bei dessen Unterschreitung die Pumpe (21) angeschaltet wird, abgelegt, die in jeden Punkt um eine bestimmte Druckdifferenz höher als der jeweilige Vorspanndruck ist und die in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen der Kennlinie des Vorspanndrucks angeglichen ist. Durch die Kopplung der beiden Kennlinien wird es möglich, über den gesamten Betriebstemperaturbereich und die gesamte Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs (20) immer eine konstante Volumenreserve an Flüssigkeit im hydraulischen Stellantrieb (20) bereitzustellen, wobei die Volumenreserve immer nur gerade so groß wie nötig ist. Außerdem ist noch eine Kennlinie für einen Abschaltdruck, bei dessen Erreichen die Pumpe (21) abgeschaltet wird, in der Steuerung (28) abgelegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks in einem hydraulischen Stellantrieb zum Stellen einer Vorrichtung, vorzugsweise einer Kupplung und/oder eines Getriebes, insbesondere zum Einstellen des Systemdrucks in einem Druckspeicher des hydraulischen Stellantriebs. Weiterhin betrifft die Erfindung einen hydraulischen Stellantrieb, der eine Steuerung und eine mittels eines Antriebs antreibbare Pumpe, durch die ein Druckspeicher gespeist wird, aufweist.

Solche hydraulischen Stellantriebe sind bereits bekannt und werden unter anderem in Fahrzeugen zum Anstellen von Kupplungen, Getrieben, insbesondere automatisierten Schaltgetrieben, oder dergleichen eingesetzt. Ein hydraulischer Stellantrieb der genannten Art ist beispielsweise in der von der Anmelderin ebenfalls eingereichten DE 196 47 940 A1 beschrieben.

Der in derartigen hydraulischen Stellantrieben verwendete Druckspeicher dient in der Regel als Energiespeicher für periodisch benötigte Volumenspitzen, die vor allem während der Schalt- beziehungsweise Anstellvorgänge der mit dem hydraulischen Stellantrieb verbundenen Vorrichtung auftreten. Während solch einer Betätigung wird die im Druckspeicher befindliche Flüssigkeit, beispielsweise ein Hydrauliköl oder dergleichen, in einen Stellzylinder gepumpt und von dort an die entsprechende Vorrichtung weitergeleitet, wo die Flüssigkeit dann den gewünschten Schalt- beziehungsweise Anstellvorgang bewirkt. Nachdem die Flüssigkeit aus dem Druckspeicher zum Stellzylinder gepumpt wurde, wird die Pumpe - beispielsweise die Hydraulikpumpe - über deren Antrieb in Bewegung gesetzt, so daß erneut Flüssigkeit in den Druckspeicher gepumpt wird. Aus diesem Grund ist der Druckspeicher üblicherweise so ausgelegt, daß in ihm mindestens das Flüssigkeitsvolumen für einen kompletten Schalt- beziehungsweise Anstellvorgang gespeichert ist.

Die Betätigung der Pumpe erfolgt in der Regel über eine entsprechende Steuerung des hydraulischen Stellantriebs. Wenn die Flüssigkeit aus dem Druckspeicher in den Stellzylinder gepumpt wurde, wird der im Druckspeicher abfallende Druck gemessen und an die Steuerung weitergeleitet. Wenn der Druck einen bestimmten unteren Wert erreicht hat, der im weiteren Verlauf der Beschreibung als Anschaltdruck bezeichnet wird, wird die Pumpe über die Steuerung in Betrieb gesetzt, so daß Flüssigkeit in den Druckspeicher hineingepumpt wird. Damit steigt auch der Druck im Druckspeicher. Wenn der Druck einen bestimmten oberen Wert erreicht, der im weiteren Verlauf der Beschreibung als Abschaltdruck bezeichnet wird, wird die Tätigkeit der Pumpe über die Steuerung eingestellt.

Beim Einpumpen von Flüssigkeit in den Druckspeicher muß üblicherweise ein in dem Druckspeicher befindlicher Vorspanndruck überwunden werden. Dieser Vorspanndruck entsteht aufgrund der Tatsache, daß sich in dem Druckspeicher Gase befinden, die einen bestimmten Gegendruck ausüben, der beim Einspeisen von Flüssigkeit in den Druckspeicher über die Pumpe überwunden werden muß. Dieser Vorspanndruck, der temperaturabhängig ist, muß immer kleiner als der Anschaltdruck sein.

Sollte der im Druckspeicher herrschende Druck einmal unter den Wert des Vorspanndrucks fallen, was beispielsweise dann passieren kann, wenn aus dem Druckspeicher aufgrund von Fehlschaltungen mehr Flüssigkeit als erforderlich abgepumpt wird, kann der hydraulische Stellantrieb zumindest zeitweilig ein atypisches Verhalten aufweisen. Wenn der hydraulische Stellantrieb beispielsweise für eine Kupplung oder ein Getriebe in einem Fahrzeug verwendet wird, kann es in einer solchen Situationen zu Fehlfunktionen beim Anstellen beziehungsweise Schalten der Kupplung oder des Getriebes kommen. Das ist für den Fahrer zumindest unkomfortabel, kann aber auch zu für den Fahrer gefährlichen Situationen führen. In der Regel ist dieses untypische Verhalten zeitlich begrenzt, da die Pumpe nach einem gewissen Zeitraum erneut betätigt wird, wodurch Flüssigkeit in den Druckspeicher eingepumpt und damit der Druck in diesem erhöht wird.

Um ein solches schädliches Abfallen des im Druckspeicher herrschenden Drucks unter den Vorspanndruck zu verhindern, ist es wünschenswert, im Druckspeicher neben der für den Schalt- beziehungsweise Anstellvorgang benötigten Flüssigkeit zusätzlich noch eine Volumenreserve bis zum Erreichen des Vorspanndrucks vorzusehen. Üblicherweise sollte mit dieser Volumenreserve eine weitere (Not-)Schaltung des hydraulischen Stellantriebs sichergestellt werden können.

Bei bisher bekannten hydraulischen Stellantrieben wird als Anschaltdruck üblicherweise ein nahezu konstanter Druck über den gesamten Betriebsbereich des hydraulischen Stellantriebs eingestellt. Dieser Druck ist so groß bemessen, daß er auch bei höchst möglichem Vorspanndruck immer noch eine ausreichend große Volumenreserve an Flüssigkeit im Druckspeicher zuläßt.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist der Vorspanndruck temperaturabhängig, wobei er mit steigender Betriebstemperatur ansteigt. Der Anschaltdruck muß daher so gewählt werden, daß die Volumenreserve auch bei den größtmöglichen Betriebstemperaturen noch sichergestellt ist. Diese Temperaturen liegen aber weit über den normalen Betriebstemperaturen des hydraulischen Stellantriebs. Aus diesem Grund befindet sich bei den normalen Betriebstemperaturen als Volumenreserve weitaus mehr Flüssigkeit im Druckspeicher, als eigentlich nötig wäre. Das Flüssigkeitsvolumen im Druckspeicher, der in seiner Kapazität üblicherweise begrenzt ist, insbesondere wenn der Stellantrieb in einem Fahrzeug verwendet wird, kann somit nicht optimal ausgenutzt werden. Da der Anschaltdruck relativ hoch eingestellt ist, muß die Pumpe auch relativ häufig betätigt werden. Dies führt zu einem hohen Energieverbrauch und zu einem beschleunigten Verschleiß der Pumpe.

Schließlich kann durch einen derart eingestellten konstanten Anschaltdruck auch der Tatsache nicht Rechnung getragen werden, daß sich der Vorspanndruck aufgrund geringer Leckagen über die Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs reduziert. Bei einem konstanten Anschaltdruck wird bei abnehmendem Vorspanndruck die Druckdifferenz und damit auch die Volumenreserve über die Lebensdauer immer größer.

Aus den genannten Gründen hat ein derart ausgebildeter bekannter hydraulischer Stellantrieb insgesamt einen relativ schlechten Wirkungsgrad.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen hydraulischen Stellantrieb der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere sollen ein Verfahren und ein hydraulischer Stellantrieb bereitgestellt werden, bei dem über den gesamten Betriebstemperaturbereich und über die Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs immer ein ausreichender Druck und damit ein ausreichendes Flüssigkeitsvolumen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks in einem wie weiter unten näher beschriebenen erfindungsgemäßen hydraulischen Stellantrieb gelöst, wobei der hydraulische Stellantrieb zum stellen einer Vorrichtung, vorzugsweise einer Kupplung und/oder eines Getriebes verwendet wird. Insbesondere dient das Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks im Druckspeicher des hydraulischen Stellantriebs. Das Verfahren ist erfindungsgemäß durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Ermitteln des aktuellen Vorspanndrucks auf der Basis einer in der Steuerung abgelegten Kennlinie, die in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und des Lebensalters des hydraulischen Stellantriebs aufgenommen wurde, wobei der Vorspanndruck mit steigender Betriebstemperatur ansteigt;
b) in Abhängigkeit vom aktuellen Vorspanndruck, Bestimmen eines entsprechenden Anschaltdrucks, bei dessen Unterschreitung eine Pumpe angeschaltet wird, der in Form einer Kennlinie in der Steuerung abgelegt ist und der in jedem Punkt der Kennlinie um einen bestimmten Differenzdruck höher als der jeweilige Vorspanndruck ist, wobei die Kennlinien des Anschaltdrucks und des Vorspanndrucks in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen aneinander angeglichen sind;
c) in Abhängigkeit vom aktuellen Vorspanndruck, Bestimmen eines entsprechenden Abschaltdrucks, bei dessen Erreichen die Pumpe abgeschaltet wird, der in Form einer Kennlinie in der Steuerung abgelegt ist und der in jedem Punkt der Kennlinie um einen bestimmten Differenzdruck höher als der jeweilige Anschaltdruck ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die im Hinblick auf den Stand der Technik genannten Nachteile zu umgehen.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zunächst der Vorspanndruck bestimmt wird und daß in Abhängigkeit zu diesem ein bestimmter Anschaltdruck und ein bestimmter Abschaltdruck ermittelt wird. Bei dem Anschaltdruck handelt es sich um eine untere Druckschwelle für den hydraulischen Stellantrieb, beziehungsweise für dessen Druckspeicher, bei deren Unterschreitung die Pumpe in Betrieb genommen wird, um Flüssigkeit in den Druckspeicher zu pumpen. Bei dem Abschaltdruck handelt es sich um eine obere Druckschwelle, bei deren Erreichen die Pumpe wieder ausgeschaltet wird.

Um den Systemdruck im hydraulischen Stellantrieb einstellen zu können, wird zunächst der aktuelle Vorspanndruck ermittelt. Die Ermittlung des Vorspanndrucks sowie die Ermittlung der Kennlinie für den Vorspanndruck wird weiter unten noch eingehender erläutert. Dabei sind in der Kennlinie des Vorspanndrucks die beiden grundsätzlichen Tendenzen berücksichtigt, daß sich der Vorspanndruck - auch Speichervorspanndruck genannt - mit steigender Flüssigkeitstemperatur erhöht. Ein Anstieg der Flüssigkeitstemperatur um 60°C entspricht einem Anstieg des Vorspanndrucks um etwa 10 bar. Bei der zweiten Tendenz handelt es sich um den Umstand, daß sich der Vorspanndruck über die Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs reduziert. Dies resultiert beispielsweise aus kleinen, nicht zu vermeidenden Leckagen. Über die Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs reduziert sich der Vorspanndruck um etwa 10 bar.

Durch die Aufnahme einer Kennlinie des Vorspanndrucks, die abhängig von der Betriebstemperatur und der Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs ist, läßt sich immer der tatsächlich vorherrschende Vorspanndruck ermitteln. Die Ermittlung des Vorspanndrucks erfolgt in der Steuerung, in der die Kennlinie des Vorspanndrucks abgelegt ist.

In der Steuerung ist weiterhin auch eine Kennlinie für den Anschaltdruck abgelegt. Der Anschaltdruck wird dabei so gewählt, daß er in jedem Punkt der Kennlinie um einen bestimmten Differenzdruck höher als der jeweilige Vorspanndruck ist. Über diese Druckdifferenz wird es möglich, beispielsweise im Druckspeicher ein notwendiges Reservevolumen speichern zu können. Dadurch kann bei Entnahme von Flüssigkeit aus dem Druckspeicher niemals die Situation auftreten, daß der im Druckspeicher herrschende Druck unter den Vorspanndruck fällt, was zu den oben beschriebenen Nachteilen führen würde.

Nachdem der aktuelle Vorspanndruck ermittelt wurde, wird anschließend in der Kennlinie des Anschaltdrucks der für den aktuellen Vorspanndruck erforderliche Anschaltdruck ermittelt. Dabei ist durch die Druckdifferenz gewährleistet, daß die festgelegte Volumenreserve immer berücksichtigt wird.

Erfindungsgemäß sind die Kennlinien des Vorspanndrucks und des Anschaltdrucks in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen aneinander angeglichen. Das hat den Vorteil, daß die festgelegte Volumenreserve über den Betriebstemperaturbereich und die Lebensdauer immer nur so groß ist, wie unbedingt erforderlich ist oder wie zu Beginn eingestellt wurde.

Im Gegensatz zu der zum Stand der Technik beschriebenen Lösung, in der ein im wesentlichen konstanter und deshalb sehr hoher Anschaltdruck eingestellt wurde, weist die Kennlinie des Anschaltdrucks in ihrer Steigung nunmehr zumindest eine Ähnlichkeit zur Kennlinie des Vorspanndrucks auf. Der Vorspanndruck ist - wie oben bereits beschrieben wurde - temperaturabhängig und steigt mit zunehmender Temperatur an. In zumindest ähnlicher Weise verläuft nun auch die Kennlinie des Anschaltdrucks. Sie steigt somit auch mit steigenden Temperaturen an, beziehungsweise fällt mit sinkenden Temperaturen ab. Das hat den Vorteil, daß der Anschaltdruck bei geringeren Betriebstemperaturen niedriger gewählt werden kann, und daß dennoch die erforderliche Volumenreserve gewahrt bleibt.

Durch die Angleichung der beiden Kennlinien wird erreicht, daß der Anschaltdruck nicht dauernd auf demjenigen Wert eingestellt sein muß, der bei extrem hohen Betriebstemperaturen erforderlich ist, die nur selten auftreten. Durch die Anpassung der Kennlinie des Anschaltdrucks an den Verlauf des Vorspanndrucks wird somit erreicht, daß das im Druckspeicher befindliche Volumen an Flüssigkeit immer optimal genutzt werden kann. Weiterhin muß die Pumpe im Normalbetrieb nicht so häufig betätigt werden, da der Anschaltdruck bei den entsprechenden Temperaturen wesentlich geringer ist.

Ein weiterer Vorteil der Angleichung der beiden Kennlinien aneinander liegt darin, daß dem über die Lebensdauer auftretenden Abfall des Vorspanndrucks Rechnung getragen werden kann. Dieser Abfall über die Zeit kann in der Kennlinie realisiert werden, wie weiter unten näher beschrieben wird. Durch den aus der Kennlinie ermittelten Wert für den Vorspanndruck kann dann ein entsprechender Wert für den Anschaltdruck ermittelt werden. Wenn also der Vorspanndruck über die Lebensdauer fällt und damit dessen Kennlinie nach unten verschoben wird, kann die Kennlinie des Anschaltdrucks in entsprechender Weise ebenfalls nach unten (zu geringeren Werten hin) verschoben werden. Damit wird vermieden, daß sich - wie bisher üblich - bei sinkendem Vorspanndruck eine immer größere Volumenreserve im Druckspeicher bilden kann, die nicht benötigt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Kopplung der beiden Kennlinien wird es möglich, über den gesamten Betriebstemperaturbereich und die gesamte Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs immer eine konstante Volumenreserve an Flüssigkeit im hydraulischen Stellantrieb bereitzustellen, wobei die Volumenreserve immer nur gerade so groß wie nötig ist.

Die Einstellung des Abschaltdrucks muß nicht an den Verlauf des Vorspanndrucks gekoppelt sein, so daß die Kennlinie des Abschaltdrucks einen beliebigen Verlauf haben kann. Wichtig ist lediglich, daß bei jeder Temperatur und insbesondere bei maximaler Betriebstemperatur ein ausreichend großes Nutzvolumen an Flüssigkeit vorliegt. Das Nutzvolumen, das zur Anstellung des Stellzylinders im hydraulischen Stellantrieb verwendet wird, ergibt sich dabei aus der Druckdifferenz zwischen dem Anechaltdruck und dem Abschaltdruck.

Als Hydraulikflüssigkeit kann beispielsweise ein geeignetes Hydrauliköl oder dergleichen verwendet werden.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhaft kann zum Ermitteln des aktuellen Vorspanndrucks die aktuelle Betriebstemperatur des hydraulischen Stellantriebe, insbesondere die Betriebstemperatur der Flüssigkeit, gemessen werden, wobei dieser Meßwert mit der Kennlinie des Vorspanndrucks verglichen wird. Die Messung der Betriebstemperatur kann beispielsweise durch einen im Druckspeicher angeordneten Temperatursensor erfolgen. Der auf diese Weise gemessene Temperaturwert wird in der Steuerung abgelegt. Aus der Kennlinie des Vorspanndrucks wird dann der für diesen Temperaturwert entsprechende Wert des Vorspanndrucks ermittelt.

Vorzugsweise kann die Druckdifferenz zwischen dem Vorspanndruck und dem Anschaltdruck mit steigendem Vorspanndruck gleichbleiben oder ansteigen. Besonders bevorzugt steigt die Druckdifferenz zwischen Vorspanndruck und Anschaltdruck (untere Druckschwelle) jedoch mit steigendem Vorspanndruck an. Die beiden Kennlinien laufen somit scherenartig auseinander. Da die Druckdifferenz für die Größe der Volumenreserve an Flüssigkeit im Druckspeicher verantwortlich ist, wird durch dieses scherenartige Auseinanderlaufen der Kennlinien erreicht, daß sich bei jeder Betriebstemperatur eine konstante Volumenreserve im Druckspeicher befindet. Diese unterschiedlich hohen Differenzdrücke bei verschiedenen Temperaturen zur Erzeugung einer konstanten Volumenreserve rühren unter anderem daher, daß die Hydraulikflüssigkeit in der Regel bei verschiedenen Temperaturen eine unterschiedliche Viskosität aufweist.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Druckdifferenz zwischen dem Anschaltdruck und dem Abschaltdruck mit steigendem Vorspanndruck gleichbleiben, ansteigen oder abnehmen. Wenn der Abschaltdruck einen konstanten Wert hat, vergrößert sich mit fallender Betriebstemperatur und damit fallendem Vorspanndruck und Anschaltdruck das Nutzvolumen aufgrund der ansteigenden Druckdifferenz zwischen Anschaltdruck und Abschaltdruck. Die Auswahl der jeweils geeigneten Kennlinie für den Abschaltdruck kann je nach Bedarf und Anwendungsfall beliebig variiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kennlinien des Anschaltdrucks und des Abschaltdrucks in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen aneinander angeglichen. Das bedeutet, daß auch der Abschaltdruck mit fallender Betriebstemperatur abfällt. Eine solche Einstellung des Abschaltdrucks hat einige Vorteile im Hinblick auf den Antrieb der Pumpe. Wenn die Pumpe beispielsweise über einen elektrischen Motor angetrieben wird, steigt der Strombedarf des Motors mit dem anliegenden Lastdruck. Gleichzeitig steigt dem überlagert der Strom mit abnehmender Temperatur. Aus diesem Grund führt eine Absenkung des Abschaltdrucks im Tieftemperaturbereich zu einer Reduzierung des maximalen Strom.

Vorzugsweise kann im Bereich tiefer Betriebstemperaturen, vorzugsweise im Bereich von Betriebstemperaturen kleiner oder gleich -20°C, eine Druckanhebung des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks erfolgen, so daß die Kennlinie des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks verläuft.

Bei tiefen Temperaturen herrscht nur ein geringer Vorspanndruck, dar bei entsprechender Mitführung der Kennlinie des Anschaltdrucks auch nur einen geringen Anschaltdruck bewirken würde. Jedoch müssen für den Betrieb des hydraulischen Stellantriebs einige Mindestanforderungen realisiert werden, so daß bei niedrigen Temperaturen ein höherer Anschaltdruck erforderlich sein kann als derjenige, der von der ursprünglichen Kennlinie vorgegeben wird. Wenn als Hydraulikflüssigkeit ein Öl verwendet wird, ist dieses bei niedrigen Temperaturen besonders zäh. Beim Einpumpen des Öls in den Druckspeicher treten deshalb hohe Gegenkräfte auf, die überwunden werden müssen. In solchen Fällen kann es dann erforderlich sein, den Anschaltdruck zumindest zeitweilig anzuheben. Dabei verläuft die Kennlinie des Anschaltdrucks innerhalb eines von zwei extremen Druckwerten aufgespannten Druckdreiecks, im Rahmen dessen der Anschaltdruck vorzugsweise variabel eingestellt werden kann.

Die Information, ob die Kennlinie des Anschaltdrucks von ihrem normalen Verlauf zu einem erhöhten Druck hin verschoben werden soll, kann beispielsweise aus anderen Systemdaten, beispielsweise der Temperatur des Getriebeöls oder dergleichen, ermittelt werden. Wenn beispielsweise auch das Getriebeöl sehr kalt ist, wird diese Information an die Steuerung des hydraulischen Stellantriebs weitergeleitet. In dieser wird die Information dann in einer Weise weiterverarbeitet, daß der Anschaltdruck für diese Temperaturen erhöht wird, was zu einer Abänderung der Rennlinie des Anschaltdrucks in diesem Bereich führt.

In weiterer Ausgestaltung kann im normalen Betriebstemperaturbereich des hydraulischen Stellantriebs, vorzugsweise im Bereich von Betriebstemperaturen zwischen -10°C und +50°C, eine Druckanhebung des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks erfolgen, so daß die Kennlinie des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks verläuft.

Ähnlich wie im vorstehend beschriebenen Fall im Hinblick auf die tiefen Betriebstemperaturen kann es auch im Bereich normaler Betriebstemperaturen wünschenswert sein, den Anschaltdruck zumindest zeitweilig zu erhöhen. Wenn der hydraulische Stellantrieb beispielsweise verwendet wird, um eine Kupplung oder ein Getriebe in einem Fahrzeug anzustellen oder zu schalten, können im Normalbetrieb unterschiedliche Anschaltdrücke wünschenswert sein, je nachdem, ob der Fahrer komfortabel oder sportlich fahren will. Wenn der Fahrer sportlich fahren will, müssen infolge der gestiegenen Schaltkraftanforderung höhere Anstelldrücke realisiert werden. Dadurch verändert sich die Kennlinie des Anschaltdrucks, die demnach zwischen einem von den Extremwerten der möglichen Anschaltdrücke aufgespannten Druckdreieck verläuft.

Vorzugsweise kann der Verlauf der Kennlinien des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks innerhalb der Druckdreiecke variabel eingestellt werden. Die entsprechende Auswahl der Drücke kann beispielsweise - jedoch nicht ausschließlich - über einen Taster, Schalter, Hebel oder dergleichen realisiert werden.

Vorteilhaft kann die Kennlinie des Vorspanndrucks derart bestimmt werden, daß der Vorspanndruck zunächst bei Raumtemperatur gemessen wird und daß die weiteren Werte des Vorspanndrucks bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen durch Messung bei den jeweiligen Temperaturen oder durch Berechnung eines Temperaturmodells ermittelt werden.

Der Vorspanndruck wird dabei zunächst bei Raumtemperatur gemessen. Dies kann beispielsweise beim Systemhochlauf mit zunächst entleertem Druckspeicher erfolgen. Anhand des Druckverlaufs läßt sich der Vorspanndruck genau ermitteln. Zunächst weist der Druckverlauf einen steil ansteigenden Druckgradienten auf, da der vom im Druckspeicher befindlichen Gas ausgeübte Gegendruck überwunden werden muß. Wenn dieser Gegendruck überwunden ist, geht der Druckverlauf in einen flachen Druckgradienten über. Bei dem Schnittpunkt zwischen flachem und steilem Druckgradienten handelt es sich um den Vorspanndruck.

Nun können die Vorspanndrücke auf gleiche Weise für verschiedene Temperaturen gemessen werden. Die einzelnen Werte werden über der Temperatur aufgetragen und ergeben somit eine Kennlinie, die in der Steuerung abgelegt wird. Andererseits ist es möglich, den Vorspanndruck nur bei Raumtemperatur zu messen und die Werte für die übrigen Temperaturen rechnerisch mittels eines geeigneten Temperaturmodells zu ermitteln.

Auf gleiche Weise kann auch die Abnahme des Vorspanndrucks über die Lebensdauer ermittelt werden. Die Abnahme des Vorspanndrucks führt zu einer Verschiebung der Kennlinie des Vorspanndrucks nach unten, wobei die Steigung der Kennlinie, die von der Temperaturabhängigkeit des Vorspanndrucks abhängt, gleich bleibt. Bei Kenntnis der Druckabnahme über die Lebensdauer kann dann die Kennlinie entsprechend nach unten verschoben werden.

Die Kennlinie für den Anschaltdruck und/oder den Abschaltdruck können auf äquivalente Weise bestimmt werden. Dabei muß unter Umständen zusätzlich berücksichtigt werden, daß die Druckdifferenz zwischen Vorspanndruck und Anschaltdruck mit zunehmender Temperatur ebenfalls ansteigen muß, um immer eine konstante Volumenreserve zu erzielen. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, diese Kennlinien mit Hilfe eines geeigneten Rechenverfahrens oder Rechenmodells zu ermitteln.

In weiterer Ausgestaltung kann eine Anzeige- oder Speichereinrichtung aktiviert werden, wenn der Vorspanndruck einen festgelegten Mindestwert unterschreitet. Auf diese Weise wird dem Benutzer des hydraulischen Stellantriebs angezeigt, wenn der Vorspanndruck einen kritischen Wert unterschreitet und der hydraulische Stellantrieb gewartet oder repariert werden muß.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hydraulischer Stellantrieb für eine Vorrichtung, vorzugsweise eine Kupplung und/oder ein Getriebe, bereitgestellt, der eine Steuerung und eine mittels eines Antriebs antreibbare Pumpe, durch die ein Druckspeicher gespeist wird, aufweist. Der hydraulische Stellantrieb ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerung eine Kennlinie für den Vorspanndruck, eine Kennlinie für einen Anschaltdruck, bei dessen Unterschreitung die Pumpe angeschaltet wird und eine Kennlinie für einen Abschaltdruck, bei dessen Erreichen die Pumpe abgeschaltet wird, abgelegt ist und daß ein Sensorelement zur Bestimmung des Systemdrucks und ein Sensorelement zur Bestimmung der Betriebstemperatur, insbesondere zur Bestimmung der Betriebstemperatur der Flüssigkeit, vorgesehen ist.

Durch den erfindungsgemäßen hydraulischen Stellantrieb, der vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, wird es möglich, über den gesamten Betriebstemperaturbereich und über die Lebensdauer des hydraulischen Stellantriebs immer einen ausreichenden Druck und damit ein ausreichendes Flüssigkeitsvolumen zu gewährleisten. Zu den Vorteilen, Wirkungen, Effekten und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Stellantriebs wird auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Das Sensorelement zur Bestimmung der Betriebstemperatur kann vorteilhaft innerhalb des Druckspeichers angeordnet sein und ermittelt die aktuelle Temperatur der im Druckspeicher befindlichen Flüssigkeit. Das Sensorelement zur Bestimmung des Systemdrucks ermittelt den aktuellen Druck, beispielsweise den aktuell herrschenden Druck im Druckspeicher.

Die von den Sensorelementen erfaßten Werte werden an die Steuerung des hydraulischen Stellantriebs weitergeleitet, wo diese abgelegt, aufbereitet und weiterverarbeitet werden.

Anhand der ermittelten Temperaturwerte, und damit über das Sensorelement zur Temperaturbestimmung, kann beispielsweise der vorspanndruck ermittelt werden. Über das Sensorelement zur Bestimmung des Systemdrucks kann der momentan herrschende Systemdruck ermittelt und mit den Kennlinien für den Anschaltdruck und den Abschaltdruck verglichen werden.

Je nach Bedarf und Anwendungsfall kann der Systemdruck auf direkte oder indirekte Weise gemessen werden. Bei der direkten Messung des Systemdrucks ist in der Regel ein Drucksensor vorgesehen, der an einem geeigneten Ort im hydraulischen Stellantrieb, beispielsweise innerhalb des Druckspeichers, angeordnet ist.

Es ist jedoch auch möglich, den Systemdruck nicht auf direkte Weise mittels eines separaten Drucksensors, sondern auf indirekte Weise zu messen. Eine solche Druckmessung ist in der oben genannten DE 196 47 940 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung einbezogen wird. Danach wird vorgeschlagen, den Druck über den Antrieb der Hydraulikpumpe zu ermitteln, die in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Antriebs gesteuert wird. Dabei werden zwei unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten beschrieben.

Zum einen kann die Leistungsaufnahme des Antriebs, beispielsweise eines Elektromotors, einfach über den Motorstrom mittels eines Strommessers sensiert werden. Solche Strommesser sind preiswerte Standardbauteile. Ist der Motorstrom hoch, so ist die Leistungsaufnahme groß. Dadurch kann auf einen hohen Druck geschlossen werden. Um durch Sensierung des Motorstroms auf den Systemdruck schließen zu können, ist es erforderlich, daß die Kennlinie von Leistungsaufnahme des Antriebs der Pumpe zur Fördermenge der Pumpe, beziehungsweise zum Gegendruck des Systems, beispielsweise zum Gegendruck im Druckspeicher, bekannt ist. Diese Kenndaten können für die Pumpe beziehungsweise für das System einmal ermittelt werden, so daß im folgenden von diesen Kenndaten ausgegangen werden kann.

Eine andere Lösungsvariante sieht vor, die Leistungsaufnahme des Antriebe indirekt dadurch zu sensieren, daß die Drehzahl der Pumpe gemessen wird. Für diese Anordnung muß die Kennlinie von Drehzahl in Abhängigkeit von dem Druck bekannt sein.

Bei den beiden beschriebenen Lösungsformen wird die Druckbeaufschlagung des Systems, beziehungsweise des Druckspeichers, nunmehr indirekt über Daten der Pumpe, beziehungsweise des Antriebs, gesteuert.

Üblicherweise handelt es sich bei hydraulischen Stellantrieben der genannten Art um im wesentlichen geschlossene Systeme. Zur Betätigung einer mit dem Stellzylinder des hydraulischen Stellantriebs verbundenen Vorrichtung, beispielsweise einer Kupplung oder eines Getriebes, wird Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter mittels der Pumpe zur Verwendung in einen Stellzylinder gepumpt. Zwischen der Pumpe und dem Stellzylinder ist ein Druckspeicher vorhanden, in den die Hydraulikflüssigkeit zunächst hineingepumpt wird. Anschließend wird die Hydraulikflüssigkeit dem Stellzylinder aus diesem Druckspeicher zur Verfügung gestellt.

Wenn der Stellzylinder des hydraulischen Stellantriebs beispielsweise mit einer Kupplung verbunden ist, wird beim Öffnen der Kupplung Hydraulikflüssigkeit im Stellzylinder benötigt. Wenn die Kupplung erneut geschlossen wird, strömt die im Stellzylinder befindliche Hydraulikflüssigkeit über eine entsprechende Rückführleitung in den Vorratsbehälter zurück. Wenn der hydraulische Stellantrieb in Verbindung mit anderen Vorrichtungen, beispielsweise einem Getriebe oder dergleichen, verwendet wird, ergibt sich dessen Funktionsweise in äquivalenter Weise.

Bevorzugte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen hydraulischen Stellantriebs ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhaft kann die Kennlinie des Vorspanndrucks in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und des Lebensalters des hydraulischen Stellantriebs gebildet sein und mit steigender Betriebstemperatur ansteigen.

In weiterer Ausgestaltung kann die Kennlinie für den Anschaltdruck derart ausgebildet sein, daß sie in jedem Punkt um eine bestimmte Druckdifferenz höher als der jeweilige Vorspanndruck ist und daß sie in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen der Kennlinie des Vorspanndrucks angeglichen ist.

Weiterhin kann die Kennlinie für den Abschaltdruck derart ausgebildet sein, daß sie in jedem Punkt um einen bestimmten Differenzdruck höher ist als der entsprechende Wert in der Kennlinie für den Anschaltdruck.

In weiterer Ausgestaltung ist zur Festlegung eines oberen Systemgrenzdrucks ein Druckbegrenzugsventil vorgesehen. Über dieses Druckbegrenzungsventil kann der Systemgrenzdruck des hydraulischen Stellantriebs festgelegt werden. Dabei kann der Systemgrenzdruck in Abhängigkeit von dem Maximalwert des Abschaltdrucks eingestellt werden.

Vorteilhaft kann eine Speichereinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein, die mit der Steuerung verbunden ist. Wenn einzelne Druckwerte oder sonstige Werte überschritten oder unterschritten werden, kann dies zur Warnung in der Einrichtung gespeichert und/oder angezeigt werden. Bei kleineren Abweichungen, die nicht direkt behoben werden müssen, reicht es beispielsweise aus, wenn diese Informationen in der Speichereinrichtung abgespeichert werden. Bei der nächsten Wartung des Stellantriebs kann diese Speichereinrichtung ausgelesen und eine Überprüfung der gespeicherten Daten vorgenommen werden. Wenn ein größerer Fehler im hydraulischen Stellantrieb auftritt, beispielsweise wenn der Minimalwert für den Vorspanndruck unterschritten wird, kann dies über die Anzeigeeinrichtung, etwa eine Lampe, ein Display oder dergleichen, angezeigt werden, so daß sofort geeignete Maßnahmen ergriffen werden können.

Vorzugsweise kann der Antrieb der Pumpe als elektrischer Motor ausgebildet sein.

In weiterer Ausgestaltung ist die Steuerung mit dem Antrieb der Pumpe verbunden, so daß die Pumpe in Abhängigkeit des aktuellen Vorspanndrucks und der daraus resultierenden Werte für den Anschaltdruck und den Abschaltdruck betrieben werden kann.

Vorteilhaft kann weiterhin ein Stellzylinder vorgesehen sein, der über ein Steuerventil mit dem Druckspeicher verbunden ist. Über den Stellzylinder wird die mit dem hydraulischen Stellantrieb verbundene Vorrichtung geschaltet beziehungsweise angestellt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht einen erfindungsgemäßen hydraulischen Stellantrieb;

Fig. 2 ein Diagramm, aus dem sich die Bestimmung des Vorspanndrucks ergibt; und

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Kennlinien des Vorspanndrucks, des Anschaltdrucks und des Abschaltdrucks dargestellt sind.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Stellantrieb 20 dargestellt, der zur Schaltung eines automatisierten Schaltgetriebes 10 mit diesem verbunden ist. Dazu weist der Stellantrieb 20 einen Stellzylinder 26 auf, der über eine Hydraulikleitung 12 mit einem Nehmerzylinder 11 des Getriebes 10 verbunden ist.

Der hydraulische Stellantrieb 20 wird über eine Steuerung 27 gesteuert. Die Steuerung 27 spricht dabei auf ein die momentane Stellung des Stellzylinders 26 repräsentierendes Signal an und steuert über ein Steuerventil 25, das im vorliegenden Fall als Drei-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist, volumenproportional zur gewünschten Stellung des Nehmerzylinders 11 den Druck im Stellzylinder 26.

Bei Öffnung des Steuerventils 25 wird der Stellzylinder 26 mit einem Druckspeicher 24 verbunden. Der Druckspeicher 24 ist über ein in Druckrichtung einer Hydraulikpumpe 21 öffnendes Rückschlagventil 34 mit der, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 23 befördernden, von einem Elektromotor 22 angetriebenen Hydraulikpumpe 21 verbunden.

Während des Betriebs des hydraulischen Stellantriebs 20 wird Hydraulikflüssigkeit über die Pumpe 21 aus dem Vorratsbehälter 23 herausgepumpt und in den Druckspeicher 24 hineingepumpt. Von dort wird die Hydraulikflüssigkeit in den Stellzylinder 26 hineingeleitet, wo sie eine entsprechende Stellung des Nehmerzylinders 12 und damit des Getriebes 10 bewirkt. Nach Abschluß des Stellvorgangs wird die Hydraulikflüssigkeit bei entsprechender Stellung des Steuerventils 25 über eine Rückführleitung 36 zurück in den Vorratsbehälter 23 geleitet.

Ein mit der Ausgangsseite der Hydraulikpumpe 21 verbundenes, zum Vorratsbehälter 23 zurückführendes Druckbegrenzungsventil 35 schützt den hydraulischen Stellantrieb 20 vor Drucküberlastung.

In der Steuerung 27 ist eine weitere Steuerung 28 integriert, über die der Systemdruck geregelt wird. Die Steuerung 28 ist über eine Signalleitung 30 mit einem im Druckspeicher 24 befindlichen Sensorelement 29 zur Bestimmung der Betriebstemperatur verbunden. Weiterhin ist die Steuerung 28 über eine Signalleitung 32 mit einem Sensorelement 31 zur Bestimmung des Systemdrucks verbunden.

Im vorliegenden Fall ist das Sensorelement zur direkten Messung des Systemdrucks im Eintrittsbereich des Druckspeichers 24 angeordnet. Es kann aber auch innerhalb des Druckspeichers 24 angeordnet sein. Auch ist eine indirekte Messung des Systemdrucks möglich, wie sie in der DE 196 47 940 vorgeschlagen worden ist.

Die Steuerung 28 ist schließlich nach mit einer Speichereinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung 37 sowie über eine Signalleitung 33 mit dem elektrischen Motor 22 verbunden.

In der Steuerung 28 sind verschiedene Kennlinien abgelegt. Bei einer dieser Kennlinien, die in Fig. 3 dargestellt sind, handelt es sich um die Kennlinie 60 für den Vorspanndruck, bei den beiden anderen Kennlinien handelt es sich um die Kennlinie 61 für den Anschaltdruck und um die Kennlinie 62 für den Abschaltdruck.

Um den Systemdruck für den hydraulischen Stellantrieb 20 bestimmen zu können, muß zunächst der jeweils aktuelle Vorspanndruck ermittelt werden. Bei dem Vorspanndruck handelt es sich um denjenigen Druck im Druckspeicher 24, der beim Hineinpumpen von Hydraulikflüssigkeit in den Druckspeicher 24 zunächst überschritten werden muß, bevor die Flüssigkeit in den Druckspeicher 24 hineingepumpt werden kann.

Der Vorspanndruck ist temperaturabhängig und steigt mit steigender Betriebstemperatur an. Seine Bestimmung ergibt sich aus Fig. 2. Zunächst wird der Vorspanndruck bei Raumtemperatur gemessen. Wenn der E-Motorstrom für den Antrieb 22 gemäß der Kennlinie 50 eingestellt wird, steigt der Druckverlauf gemäß der Kennlinie 51 zunächst stark an. Dieser steile Druckgradient geht nach einem gewissen Zeitraum schlagartig in einen flachen Druckgradienten über. Der Schnittpunkt zwischen dem steilen und dem flachen Druckgradienten ist der Vorspanndruck 52. Anhand des gemessenen Wertes für den Vorspanndruck werden dann mit Hilfe eines geeigneten Temperaturmodels die entsprechenden Druckwerte für die weiteren Betriebstemperaturwerte errechnet. Die daraus resultierende Kennlinie 60 für den Vorspanndruck ist in Fig. 3 dargestellt. Diese wird in der Steuerung 28 abgelegt. Wenn nun über den Temperatursensor 29 eine bestimmte Temperatur der Flüssigkeit gemessen wird, wird dieser Meßwert an die Steuerung 28 weitergeleitet und in dieser mit der Kennlinie 60 des Vorspanndrucks verglichen. Auf diese Weise läßt sich der aktuelle Vorspanndruck für die entsprechend gemessene Temperatur ermitteln.

Weiterhin ist es auch möglich, den Abfall des Vorspanndrucks über die Lebensdauer zu berücksichtigen. Über die Lebensdauer nimmt der Vorspanndruck um bis zu 10 bar ab. Diese Abnahme des Vorspanndrucks kann einmal bei Raumtemperatur gemessen werden. Da die Steigung der Kennlinie 60 aufgrund der Temperaturabhängigkeit gleich bleibt, wird sich die Kennlinie mit zunehmendem Lebensalter im Diagramm gemäß Fig. 3 senkrecht nach unten verschieben. Diese Verschiebung kann aber in der Steuerung 28 berücksichtigt werden, so daß in der Steuerung immer der tatsächlich vorhandene Vorspanndruck zur Verfügung steht.

Während des Betriebs des hydraulischen Stellantriebs 20 sind zwei unterschiedliche Drücke von Bedeutung. Zum einen der Anschaltdruck gemäß Kennlinie 61 in Fig. 3, bei dessen Unterschreitung die Pumpe 21 betätigt wird, um Flüssigkeit in den Druckspeicher 24 zu pumpen. Zum anderen ist der Abschaltdruck gemäß Kennlinie 62 in Fig. 3 von Bedeutung, bei dessen Überschreitung die Pumpe 21 wieder abgeschaltet wird.

Die Druckdifferenz 65 zwischen Anschaltdruck und Vorspanndruck ist immer so gewählt, daß der Anschaltdruck um diese Druckdifferenz größer als der Vorspanndruck ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß im Druckspeicher 24 immer eine ausreichend große Volumenreserve an Flüssigkeit vorhanden ist.

Um die Volumenreserve zwar so groß wie nötig, auf der anderen Seite aber auch so gering wie möglich halten zu können, ist die Kennlinie 61 des Anschaltdrucks derart ausgebildet, daß sie in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen der Steigung der Kennlinie 60 des Vorspanndrucks angeglichen ist. Die Vorteile dieser Ausbildung der Kennlinien sind weiter oben in der Beschreibung ausführlich erläutert worden.

Wie aus Fig. 3 weiter zu ersehen ist, steigt die Druckdifferenz 65 zwischen Vorspanndruck und Anschaltdruck mit zunehmender Betriebstemperatur an, so daß die beiden Kennlinien 60, 61 in etwa scherenartig auseinanderlaufen. Mit diesem Verlauf der Kennlinien wird erreicht, daß die Volumenreserve über den gesamten Betriebstemperaturbereich immer konstant ist. Unter anderem aufgrund der unterschiedlichen Viskosität der Flüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen und dergleichen ist es erforderlich, daß die Druckdifferenz bei höheren Betriebstemperaturen zur Erzeugung einer konstanten Volumenreserve größer sein muß.

Wenn sich die Kennlinie 60 für den vorspanndruck aufgrund des zunehmenden Lebensalters des hydraulischen Stellantriebs 20 nach unten verschiebt, wird auch die Kennlinie 61 für den Anschaltdruck in gleicher Weise mit verschoben.

Die Kennlinie 61 für den Anschaltdruck wird ähnlich wie die Kennlinie 61 für den Vorspanndruck bestimmt und in der Steuerung 28 abgelegt. Beispielsweise kann der Wert für den Anschaltdruck bei Raumtemperatur gemessen und die Kennlinie 61 anschließend durch ein geeignetes Rechenmodell bestimmt werden.

Die Kennlinie 62 für den Abschaltdruck kann auf ähnliche Weise wie die Kennlinie 61 bestimmt werden. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Abschaltdruck direkt an den Verlauf der Kennlinie 60 des Vorspanndrucks gekoppelt ist.

Wenn, wie vorstehend bereits beschrieben wurde, der aktuelle Vorspanndruck aus der Kennlinie 60 ermittelt wurde, lassen sich in der Steuerung durch Vergleich der Kennlinien die entsprechenden Anschaltdrücke und Abschaltdrücke aus den jeweiligen Kennlinien 61, 62 ermitteln. Wenn der so ermittelte Anschaltdruck im Druckspeicher 24 unterschritten wird, wird die Pumpe 21 betätigt, um Flüssigkeit in den Druckspeicher 24 zu pumpen. Wenn der ermittelte Abschaltdruck überschritten wird, wird die Pumpe 21 abgeschaltet.

In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, zumindest zeitweilig eine Druckanhebung für den Anschaltdruck und/oder den Abschaltdruck vorzunehmen.

Beispielsweise kann eine solche Druckanhebung im Bereich von tiefen Betriebstemperaturen kleiner oder gleich -20°C erfolgen, so daß die Kennlinie 61 des Anschaltdrucks und/oder die Kennlinie 62 des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks 63 verläuft. Bei tiefen Temperaturen herrscht nur ein geringer Vorspanndruck, der bei entsprechender Mitführung der Kennlinien 61, 63 auch nur einen geringen Anschaltdruck und/oder Abschaltdruck bewirken würde. Jedoch müssen für den Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 20 einige Mindestanforderungen realisiert werden, so daß bei niedrigen Temperaturen ein höherer Anschaltdruck und/oder Abschaltdruck erforderlich sein kann als derjenige, der von den ursprünglichen Kennlinien 61, 63 vorgegeben wird. Wenn als Hydraulikflüssigkeit ein Öl verwendet wird, ist dieses bei niedrigen Temperaturen besonders zäh. Beim Einpumpen des Öls in den Druckspeicher 24 und von dort in den Stellzylinder 26 treten deshalb hohe Gegenkräfte auf, die überwunden werden müssen. In solchen Fällen kann es dann erforderlich sein, den Anschaltdruck und/oder den Abschaltdruck zumindest zeitweilig anzuheben. Dabei verlaufen die Kennlinien 61, 63 des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks innerhalb des zwischen zwei Extremwerten aufgespannten Druckdreiecks 63, im Rahmen dessen der Druck vorzugsweise variabel eingestellt werden kann.

Ebenso kann eine solche Druckanhebung auch im normalen Betriebstemperaturbereich des hydraulischen Stellantriebe 20, etwa im Bereich von Betriebstemperaturen zwischen -10°C und +50°C erfolgen, so daß die Kennlinie 61 des Anschaltdrucks und/oder die Kennlinie 62 des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks 64 verläuft.

Ähnlich wie im Fall der tiefen Betriebstemperaturen kann es auch im Bereich normaler Betriebstemperaturen wünschenswert sein, verschiedene große Anschaltdrücke und/oder Abschaltdrücke zu realisieren, je nachdem, ob der Fahrer komfortabel oder sportlich fahren will. Wenn der Fahrer sportlich fahren will, müssen infolge der gestiegenen Schaltkraftanforderung höhere Anschaltdrücke und/oder Abschaltdrücke realisiert werden. Dadurch verändern sich die Kennlinien 61, 63 des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks, die demnach zwischen dem von den Extremwerten der möglichen Anschaltdrücke und/oder Abschaltdrücke aufgespannten Druckdreieck 64 verlaufen und vorzugsweise variabel eingestellt werden können.

Bezugszeichenliste

10

Vorrichtung (Kupplung/Getriebe)

11

Nehmerzylinder

12

Hydraulikleitung

20

Hydraulischer Stellantrieb

21

Pumpe

22

Antrieb

23

Vorratsbehälter

24

Druckspeicher

25

Steuerventil

26

Stellzylinder

27

Steuerung

28

Steuerung (Druck)

29

Sensorelement zur Bestimmung der Temperatur

30

Signalleitung

31

Sensorelement zur Bestimmung des Systemdrucks

32

Signalleitung

33

Signalleitung

34

Rückschlagventil

35

Druckbegrenzungsventil

36

Rückführleitung

37

Anzeige/Speichereinrichtung

50

Kennlinie des E-Motorstroms

51

Kennlinie Druckverlauf

52

Vorspanndruck

60

Kennlinie Vorspanndruck

61

Kennlinie Anschaltdruck

62

Kennlinie Abschaltdruck

63

Druckdreieck (tiefe Betriebstemperaturen)

64

Druckdreieck (normale Betriebstemperaturen)

65

Druckdifferenz (Reservevolumen)

66

Druckdifferenz (Nutzvolumen)

Claims

1. Verfahren zum Einstellen des Systemdrucks in einem hydraulischen Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 19 zum Stellen einer Vorrichtung, vorzugsweise einer Kupplung und/oder eines Getriebes, insbesondere zum Einstellen des Systemdrucks im Druckspeicher des hydraulischen Stellantriebs, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Ermitteln des aktuellen Vorspanndrucks auf der Basis einer in der Steuerung abgelegten Kennlinie, die in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und des Lebensalters des hydraulischen Stellantriebe aufgenommen wurde, wobei der Vorspanndruck mit steigender Betriebstemperatur ansteigt;
b) in Abhängigkeit vom aktuellen Vorspanndruck, Bestimmen eines entsprechenden Anschaltdrucks, bei dessen Unterschreitung die Pumpe angeschaltet wird, der in Form einer Kennlinie in der Steuerung abgelegt ist und der in jedem Punkt der Kennlinie um einen bestimmten Differenzdruck höher als der jeweilige Vorspanndruck ist, wobei die Kennlinien des Anschaltdrucks und des Vorspanndrucks in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen aneinander angeglichen sind;
c) in Abhängigkeit vom aktuellen Vorspanndruck, Bestimmen eines entsprechenden Abschaltdrucks, bei dessen Erreichen die Pumpe abgeschaltet wird, der in Form einer Kennlinie in der Steuerung abgelegt ist und der in jedem Punkt der Kennlinie um einen bestimmten Differenzdruck höher als der jeweilige Anschaltdruck ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des aktuellen Vorspanndrucks die aktuelle Betriebstemperatur des hydraulischen Stellantriebs, insbesondere die Betriebstemperatur der Flüssigkeit, gemessen wird und daß dieser Meßwert mit der Kennlinie des Vorspanndrucks verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz zwischen dem Vorspanndruck und dem Anschaltdruck mit steigendem Vorspanndruck gleichbleibt oder ansteigt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz zwischen dem Anschaltdruck und dem Abschaltdruck mit steigendem vorspanndruck gleichbleibt, ansteigt oder abnimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinien des Anschaltdrucks und des Abschaltdrucks in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen aneinander angeglichen sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich tiefer Betriebstemperaturen, vorzugsweise im Bereich von Betriebstemperaturen kleiner oder gleich -20°C, eine Druckanhebung des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks erfolgen kann, so daß die Kennlinie des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks verläuft.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im normalen Betriebstemperaturbereich des hydraulischen Stellantriebs, vorzugsweise im Bereich von Betriebstemperaturen zwischen -10°C und +50°C, eine Druckanhebung des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks erfolgen kann, so daß die Kennlinie des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks in diesem Betriebstemperaturbereich innerhalb eines Druckdreiecks verläuft.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Kennlinien des Anschaltdrucks und/oder des Abschaltdrucks innerhalb der Druckdreiecke variabel eingestellt werden kann.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des Vorspanndrucks derart bestimmt wird, daß der Vorspanndruck zunächst bei Raumtemperatur gemessen wird und daß die weiteren Werte des Vorspanndrucks bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen durch Messung bei den jeweiligen Temperaturen oder durch Berechnung eines Temperaturmodells ermittelt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige- oder Speichereinrichtung aktiviert wird, wenn der Vorspanndruck einen festgelegten Mindestwert unterschreitet.

11. Hydraulischer Stellantrieb für eine Vorrichtung, vorzugsweise eine Kupplung und/oder ein Getriebe, mit einer Steuerung (27, 28) und einer mittels eines Antriebs (22) antreibbaren Pumpe (21), durch die ein Druckspeicher (24) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerung (28) eine Kennlinie (60) für den Vorspanndruck, eine Kennlinie (61) für einen Anschaltdruck, bei dessen Unterschreitung die Pumpe (21) angeschaltet wird und eine Kennlinie (62) für einen Abschaltdruck, bei dessen Erreichen die Pumpe (21) abgeschaltet wird, abgelegt ist und daß ein Sensorelement (31) zur Bestimmung des Systemdrucks und ein Sensorelement (29) zur Bestimmung der Betriebstemperatur, insbesondere zur Bestimmung der Betriebstemperatur der Flüssigkeit, vorgesehen ist.

12. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie (60) des Vorspanndrucks in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und des Lebensalters des hydraulischen Stellantriebs (20) gebildet ist und mit steigender Betriebstemperatur ansteigt.

13. Hydraulischer Stellantrieb nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie (61) für den Anschaltdruck derart ausgebildet ist, daß sie in jedem Punkt um eine bestimmte Druckdifferenz (65) höher als der jeweilige Vorspanndruck ist und daß sie in ihrer Steigung zumindest im wesentlichen der Kennlinie (60) des Vorspanndrucks angeglichen ist.

14. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie (62) für den Abschaltdruck derart ausgebildet ist, daß sie in jedem Punkt um einen bestimmten Differenzdruck (66) höher ist als der entsprechende Wert in der Kennlinie (61) für den Anschaltdruck.

15. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung eines oberen Systemgrenzdrucks ein Druckbegrenzugsventil (35) vorgesehen ist.

16. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung (37) vorgesehen ist, die mit der Steuerung (28) verbunden ist.

17. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (22) der Pumpe (21) als elektrischer Motor ausgebildet ist.

18. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (28) mit dem Antrieb (22) der Pumpe (21) verbunden ist.

19. Hydraulischer Stellantrieb nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellzylinder (26) vorgesehen ist, der über ein Steuerventil (25) mit dem Druckspeicher (24) verbunden ist.