DE69207474T2

DE69207474T2 - System zur Steuerung von Stellgliedern für Vorrichtungen wie Kupplungen

Info

Publication number: DE69207474T2
Application number: DE69207474T
Authority: DE
Inventors: Michael John Hesketh Bank Preston Lancashire Cottam
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1991-05-02
Filing date: 1992-04-09
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2012-04-10
Also published as: EP0512690A1; DE69207474D1; EP0512690B1; GB9109572D0; ES2082366T3; JPH05196061A

Description

Hintergrund der Erfindung

Verwandte Anmeldungen

Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität von der britischen Provisional Specification Application Nr. 9109572.9, eingereicht am 2. Mai 1991.

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsbetätigersteuersystem zum Steuern des Eingriffs bzw. Einrückens und des aus dem Eingriffkommens bzw. Ausrückens von Kupplungen, wie zum Beispiel die normalerweise in Eingriff kommenden Fahrzeugmasterkupplungen bzw. Fahrzeughauptkupplungen, und zwar ansprechend auf Befehisausgangssignale von einer Kontrolleinheit auf der Grundlage eines Mikroprozessors oder dergleichen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Kupplungsbetätigersteuersystem zum automatischen Steuern des Eingriffs und des aus dem Eingriffkommens der Fahrzeugmasterkupplung, wobei der Betätiger einen Kolben oder einen Kombinationskolben aufweist, dessen eine Stirnseite pneumatisch getrieben wird und dessen andere Stirnseite eine Kupplungsbetätigungseinrichtung durch eine (Gelenk-)Verbindung treibt.

Beschreibung des Standes der Technik

Automatische Betätigersteuersysteme zum Steuern des Eingriffs und des aus dem Eingriffkommens von Fahrzeugmasterkupplungen sind in dem Stand der Technik bekannt und werden oft in automatisierte oder halbautomatisierte Übertragungs- bzw. Getriebesysteme inkorporiert. Typischerweise weisen derartige Betätigersteuersysteme elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Kupplungsoperatoren bzw. -betätigungseinrichtungen auf, und zwar gesteuert durch elektronische Steuereinheiten, d. h. ECUs (ECU = electronic control unit) auf der Grundlage von einem Mikroprozessor, die eine Vielzahl von Eingangssignalen gemäß vorbestimmten Logikregeln verarbeiten, um Be fehlsausgangssignale an verschiedene Steuereinrichtungen, wie zum Beispiel Elektromagnetsteuerventile und dergleichen, auszugeben. Beispiele von derartigen Steuersystemen können unter Bezugnahme auf die US-Pätente Nr. 4 081 065 und 4 361 060, deren beider Offenbarung hier durch die Bezugnahme mitaufgenommen wurde, erkannt werden.
Bei der automatischen Steuerung von Fahrzeugmasterkupplungen, insbesondere während des erneuten Eingriffs von derartigen Kupplungen, ist ein wichtiger Steuerparameter der laufende bzw. aktuelle Wert einer steuerbaren Variablen, und zwar bei dem Punkt des erneuten Eingriffs der Kupplung, der als der "Berührungspunkt" (touch point) oder der Punkt des "beginnenden Eingriffs" (incipient engagement) der Kupplung bekannt ist. Typischerweise während des erneuten Eingriffs von Fahrzeugmasterkupplungen, insbesondere während eines erneuten Eingriffs einer Masterkupplung für einen "Start von Stopbetrieb", wird die Masterkupplung schnell aus der vollständig aus dem Eingriff stehenden bzw. ausgerückten Position davon zu dem Punkt des anfänglichen Eingriffs bewegt, und danach wird die Kupplung erneut auf eine modulierte Art und Weise gemäß vorbestimmten Logikregeln erneut angelegt. Steuerverfahren/Steuersysteme zum Bestimmen des Wertes von steuerbaren Parametern entsprechend dem anfänglichen Eingriffspunkt einer Fahrzeugmasterkupplung sind im Stande der Technik bekannt und können in größerer Einzelheit durch Bezugnahme auf die US-Patente Nr. 4 646 891 und 4 899 858, deren beider Offenbarungen hier durch die Bezugnahme mitaufgenommen sind, gesehen werden.
Fahrzeugmasterkupplungssteuersysteme, die einen Betätiger mit zwei starr miteinander verbundenen Kolben, die in separaten Zylindern laufen, wobei ein Kolben pneumatisch angetrieben wird und der andere Kolben eine Kupplungsbetriebseinrichtung durch eine hydraulische Gelenkverbindung treibt, verwenden, sind im Stande der Technik be kannt und ein Beispiel davon ist in dem europäischen Patent Nr. EP-A-324 5538 beschrieben, dessen Offenbarung die Merkmalskombination des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist. Andere kombinierte hydraulische und pneumatische Antriebe sind in FR-A-1 269 305 und US-A-4 388 806 gezeigt.
e Die Einrichtungen des Standes der Technik waren nicht vollständig zufriedenstellend, da auf Grund von Verschleiß bzw. Abrieb eine konstante Rekalibrierung erforderlich war, um die verschiedenen Rückkopplungssignale auf ausgewählte Betriebspositionen der Kupplung zu kalibrieren und/oder Kupplungszustandssensoren waren an der Kupplung erforderlich, die eine komplizierte und/oder teure Verdrahtung und/oder Kabelbäume erforderlich machten und Sensoren erforderlich machten, die schwierigen Vibrations- und Hitzezuständen und dergleichen ausgesetzt waren und/oder die Kupplungsbetätiger waren nicht selbstkompensierend für Verschleiß bzw. Abrieb.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die in Patentanspruch 1 definiert ist, werden die Nachteile der Fahrzeugmasterkupplungsbetätigersteuersysteme gemäß dem Stand der Technik minimiert oder überwunden, und zwar durch das Vorsehen eines Betätigersteuersystems zum Steuern des Eingriffs bzw. Einrückens und des aus dem Eingriffkommens bzw. Ausrückens einer Fahrzeugmasterkupplung, die selbstkompensierend ist für Verschleiß bzw. Ab rieb und anderes freies Spiel der Masterkupplung, und das gestattet, daß eine Kupplungsbetriebsposition genau bestimmt wird, und zwar als eine Funktion der axialen Position eines entfernten Kupplungsbetätigers, der in einer relativ günstigen Umgebung relativ zu der Betriebsumgebung der Fahrzeugmasterkupplung angeordnet sein kann.
Das Obige wird erreicht durch Vorsehen eines Betätigersteuersystems für eine Fahrzeugmasterkupplung, wobei der Betätiger einen kombinierten Kolben mit zwei Kolbenstirnseiten, die starr miteinander verbunden sind und in separaten bzw. gesonderten Zylindern laufen, aufweist, und wobei eine Kolbenstirnseite pneumatisch angetrieben wird und eine andere Stirnseite eine Kupplungsbedienungseinrichtung durch eine hydraulische Verbindung treibt. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, die bekannte Fähigkeit einer hydraulischen Kupplung zu verwenden, um mechanisches freies Spiel und Verschleiß bzw. Abrieb mittels eines Reservoirs zu korrigieren, und zwar mit dem Ziel des Vermeidens, ständig Eingangssignale gemäß abgefühlten mechanischen Variationen zu korrigieren. Durch Verwenden der oben genannten Kolbenstruktur ist die vorliegende Erfindung dahingehend wirksam, den genauen Betriebszustand der Kupplung durch genaues Positionieren der ferngesteuerten Pneumatikkolbenstirnseite zu erreichen.
Vorzugsweise weist die vorliegende Erfindung eine Nasterzylinderanordnung auf, in der ein starrer Kombinationskolben pneumatisch getrieben wird und hydraulisch treibt und ein Hydraulikreservoir besitzt zum Vorsehen einer automatischen Kompensation für mechanisches freies Spiel und Verschleiß bzw. Abrieb der gesteuerten Fahrzeugmasterkupplung. Wie bekannt ist, werden Fahrzeugmasterkupplungen typischerweise federvorgespannt, und zwar auf eine vollständig im Eingriff befindliche Position und sind bewegbar durch einen Typ von Kupplungsbedienungseinrichtung gegen die Federvorspannung in eine vollständig aus dem Eingriff befindliche Position bzw. Stellung. Die Masterzylinderanordnung weist den Transducer bzw. Wandler auf, um Signale zu erzeugen, die die Position des Kolbens anzeigen, und wird Pneumatik-Ventilmittel aufweisen, die gemäß Befehlausgangssignalen von der elektronischen Steuereinheit betrieben werden, um einen gesteuerten pneumatischen Antrieb des Kolbens vorzusehen, und zwar abhängig von den die gewandelte Position anzeigenden Signalen. Wie angezeigt wurde, ist es bevorzugt, daß die Pneumatikventile und/oder der Wandler bzw. Transducer mit Sammelleitungen und elektrischen Verbindungen zu den Ventilen und dem Wandler in der Masterzylinderanordnungsgehäusestruktur installiert sein können.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei Elektromagnetsteuerventile vorgesehen zum Verbinden einer Kammer des Pneumatikzylinders, der mit dem Betätigungskolben assoziiert ist, und zwar mit entweder einer Hochdruckquelle oder einer niedrigen (Atmosphäre) Quelle. Vorzugsweise sind zwei Paare von Elektromagnet- bzw. Solenoidventilen vorgesehen, und zwar ein Feinströmungsventil und ein Grobströmungsventil, zum selektiven Unterdrucksetzen und Ablassen der Pneumatikbetriebskammer. Wie bekannt ist, kann die Steuerung der Ventile durch ein Pulsbreitenmodulationsverfahren oder, dergleichen durchgeführt werden.
Demzufolge kann man erkennen, daß ein neues und verbessertes Betätigersteuersystem zum Steuern des Eingriffs und aus dem Eingriffkommens einer Fahrzeugmasterkupplung vorgesehen ist, das gestattet, daß die Kupplungsposition genau bestimmt wird, und zwar als eine Funktion der axialen Position einer entfernten Betätigereinrichtung, und die selbstkompensierend ist für Verschleiß bzw. Abrieb und freies Spiel der Kupplung, wodurch die Notwendigkeit für relativ häufige Rekalibrierung des Kupplungssteuersystems eliminiert wird.
Eine Automatikkupplung, die mit einem Positionssensor für ein Kupplungsbetätigungsglied versehen ist, ist in GB-A-2 195 735 offenbart.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Lesen der detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der Zeichnung offenbar werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 eine vergrößerte Seitenansicht, und zwar im Schnitt, einer Masterzylinderstruktur, die Pneumatikventilanordnungen und Kolbenpositionwandlereinrichtungen inkorporiert;
Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. 1 gezeigten Masterzylinders, und zwar entlang den Linien II-II in Fig. 1;
Fig.3, 4 und 5 schematische Darstellungen des Betätigersteuersystems der vorliegenden Erfindung; und
Fig.6, 7, 8 und 9 die Sammelleitungsanordnung, die Ventilunterbringung und die Wandlerausgabe eines lösbaren Teils der Masterzylinderstruktur der Fig. 1 und 2, wobei die Ventile entfernt sind.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels werden bestimmte Ausdrücke lediglich aus Gründen der Einfachheit und der Bezugnahme verwendet, die nicht als beschränkend beabsichtigt sind. Die Ausdrücke "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" werden Richtungen in der Zeichnung bezeichnen, auf die Bezug genommen wird. Die Worte "nach innen" und "nach außen" werden Richtungen zu bzw. weg von dem geometrischen Mittelpunkt der Einrichtung und bezeichneten Teilen davon bezeichnen. Das oben Gesagte gilt für die oben spezifisch erwähnten Worte, Ableitungen davon und Worte mit ähnlicher Bedeutung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Masterzylinderanord nung 1, die einen Teil des Fahrzeugmasterkupplungsbetätigersystems der vorliegenden Erfindung bildet, dargestellt. Die Masterzylinderanordnung 1 weist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 1A auf, das einen Hydraulikzylinder 2 beherbergt, der vollständig zwischen Arbeitshüben eines Hydraulikkolbens 3 mit einer Treiberstirnseite 4 durch ein Hydraulikreservoir durch einen Reservoireinlaß 5 gehalten wird, wie in Hydrauliksystemen dieser Bauart bekannt ist. Kurzum, wenn der Kolben 3 vollständig zurückgezogen ist, tritt Reservoirströmungsmittel über den Unter- bzw. Teileinlaß 5A ein, und während der Kolben zurückgezogen wird, tritt Hydraulikströmungsmittel über den Unter- bzw. Teileinlaß 5B und ein Einwege- oder Rückschlagventil 50 ein.
Die Struktur des Hydraulikkolbens 3 und des Einlasses 5 von dem Hydraulikreservoir sind im Stande der Technik bekannt und sind wichtig für den Betrieb der vorliegenden Erfindung. Bei einem vollständigen Zurückgezogensein des Hydraulikkolbens 3, d. h. mit einer Ausdehnung bzw. einem Ausfahrzustand davon gegen eine Anschlagsoberfläche 6, die in dem Körper 1A unter der Vorspannung einer Rückkehrfeder definiert wird, wird der Kolben jeden Arbeitshub anfangen, wobei der Zylinder 2 und die Leitungen zu der Kupplung oder einer anderen Einrichtung vollständig mit Hydraulikströmungsmittel beladen sind, was bedeuten wird, daß die getriebene Position des Kolbens 3 während jeder Kupplungsbetätigung den Grad des Eingriffs der Kupplung darstellt, und zwar unabhängig von dem Zustand des Verschleisses der letzteren. Bei einer automatischen, aber direkten mechanischen Kupplung ist es sehr wünschenswert, fähig zu sein, die Kupplung jedes Mal in Eingriff zu bringen und aus dem Eingriff zu bringen, und zwar auf eine vorhersagbare Art und Weise ansprechend auf Befehls-Einrück/Ausrück-Befehlssignale von einer Steuereinheit, und fähig zu sein, den Grad eines derartigen Eingriffs oder aus dem Eingriffkommens zu erkennen, um genaue Rückkopplungssignale an die Steuereinheit vorzusehen. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, die Kolbenposition durch ein lineares Potentiometer 8 zu wandeln und es konstant zu halten, und zwar für einen anfänglichen oder gegebenen Grad von abgefühltem Kupplungseingriff. Demzufolge trägt der Kolben einen linearen Widerstand 9, der einen Teil des Potentiometers bildet und sich mit dem Kolben gegen ein fixiertes Gleitglied 9A bewegt, um die Kolbenaxialposition in einer kolbenanzeigenden Spannungsausgangsgröße bei Anschlüssen 10 zu wandeln.
Um selektiv den Kolben 3 nach links zu treiben, oder selektiv dein Kolben 3 zu gestatten, sich nach rechts unter der Vorspannung von der Rückkehrfeder 7 zurückzuziehen, müssen Hoch- und Tiefdruckpneumatikquellen mit jeweiligen Eingangsanschlüssen 11 und 12 verbunden werden, die zu dem Sammelleitungsgebiet 13 führen, wo sie selektiv wirksam durch Elektromagnetventile 14 gemacht werden können. Wenn geeignete der Ventile 14 offen sind, steht die ausgewählte Pneumatikquelle über Grob- und/oder Feinzumeßöffnungen bzw. -drosseln, die jeweils in dem Zylinderblock sind, in Verbindung, um einen Kolbentreiberraum oder -kammer 16 zu erreichen. Die Kammer 16 wird an ihrer linken Seite durch die getriebene Stirnseite 17 eines zweiten Kolbens 18 begrenzt, der in einer Pneumatikzylinderbohrung 19, die in dein Körper 1A vorgesehen ist, gleiten kann. Der zweite Kolben 18 ist nach rechts durch die Rückkehrfeder 7 vorgespannt und ist auf die Unterdrucksetzung der Kammer 16 hin wirksam, sich nach links gegen die Vorspannung der Feder 7 zu bewegen.
Die ersten und zweiten Kolben 3 bzw. 18 bilden eine Kombinationskolbenstruktur, die starr miteinander verbunden ist, und zwar durch eine im allgemeinen sich axial erstreckende zylindrische Struktur 20 und die für eine gemeinsame axiale Bewegung in den separaten Zylinderbohrungen 2 und 19 befestigt sind. Deshalb, wenn die Kombinationskolbenstruktur weg von der vollständig zurückgezogenen Position gegen die Anschlagoberfläche 6 getrieben wird, treibt die Kombination hydraulisch die Einrichtung oder Kupplung, die mit dein Hydraulikauslaßanschluß 21 des Körpers 10 verbunden ist. Die Axialposition des Kombinationskolbens in dein Körper 1A und somit der entsprechende Betriebszustand der getriebenen Einrichtung oder Kupplung wird durch die bei dem Anschluß 10 ausgegebenen elektrischen Signale registriert.
Als eine Alternative zu der Kombinationskolbenstruktur der Betätigeranordnung 1 könnte ein Kolben, der in einem Zylinder gleitet und Hydraulikströmungsmittel an einer Stirnseite davon ausgesetzt ist und pneumatischen hohen oder niedrigen Drücken auf der anderen Stirnseite davon ausgesetzt ist, verwendet werden. Jedoch ist die Kombinationskolbenstruktur der Anordnung 1 bevorzugt, weil diese Kombination eine Isolierung der zwei Arbeitsströmungsmittel gestattet und geeignet proportionierte Kolbengebiete gestattet, um erforderliche mechanische Vorteile und dergleichen zu geben.
Fig. 2 ist eine Ansicht von rechts der Fig. 1, und zwar entlang der Linien II-II in Fig. 1. In Fig. 2 kann man erkennen, daß zwei Aperturen bzw. Öffnungen 11 vorgesehen sind, um die Hochdruckquellenleitungen aufzunehmen, die durch die Grobfüll- und Feinfüllelektromagnetventile 14, die in Fig. 1 dargestellt sind, gesteuert werden und daß zwei Aperturen bzw. Öffnungen 12 ähnliche Funktionen für niedrigen Druck, d. h. Auslaß zur Atmosphäre, durchführen. Elektrische Anschlüsse 22-25 dienen dazu, einzelne elektrische Leistung an die vier Elektromagnetventile, die in dem Sammelleitungsraum 13 vorgesehen sind, zu liefern.
Das Betätigersteuersystem der vorliegenden Erfindung ist schematisch in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Fig. 3 stellt schematisch eine Kupplung 26 und einen Sklavenbzw. Hilfszylinder 27 dar, der deshalb mit dem Hydraulikausgang 21 verbunden ist, und stellt ein Hydraulikreservoir 28, das mit einem Reservoiranschluß 5 verbunden ist, dar, um sicherzustellen, daß die Leitungen zwischen der Kolbenstirnseite 4 und dem Sklavenzylinder 27 immer vollständig mit Hydraulikströmungsmittel beladen sind. Die Elektromagnetventile 14 sind als externe Elemente gezeigt, was eine Option ist, obwohl ihr Gehäuse innerhalb des Gehäuses 1A bevorzugt ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt ebenfalls schematisch den Computer oder genauer die auf einem Mikroprozessor basierende elektronische Steuereinheit (ECU) 29 dar, die Eingänge von einer Vielzahl von Quellen einschließlich eines Wandlersignals von dem Anschluß 10 empfängt und eine Vielzahl von Befehlsausgangssignalen einschließlich von Befehlsausgangssignalen an die pneumatischen Steuerventile 14 ausgibt. Typischerweise wird die ECU mindestens drei Eingangssignal empfangen, um die Ventiltreiber auszuwählen und um ihre Start- und Endezeit zu vervollständigen. Die drei Eingangsgrößen sind (um)gewandelte Signale, die den Grad der Öffnung der Drossel, die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl, und die Ausgangsgröße von den Wandleranschlüssen 10, die den Grad des Eingriffs bzw. Einrückens oder teilweisen aus dem Eingriffkommens bzw. Ausrückens der Kupplung anzeigt, anzeigen.
Fig. 4 ist ähnlich zu Fig. 3 mit der Ausnahme, daß die Betätigeranordnung in größerer Einzelheit dargestellt ist.
Wie zuvor angezeigt wurde, könnte die vorliegende Erfindung auch auf die Betätigung oder das Treiben von anderen hydraulisch betriebenen Einrichtungen verschieden von Fahrzeugmasterkupplungen angewendet werden.
Fig. 5 stellt schematisch die Hochdruck- und Auslaßpneumatikelektromagnetsteuerventile 31-34 dar. Wie dargestellt, ist unter Druck stehende Luft durch Ventile 31 und 32 vorgesehen, die eine Grobfüll- bzw. Feinfüllzumeßöf fnung steuern können, während der Auslaß durch Elektromagnetventile 33 und 34 gesteuert werden kann, die auf eine ähnliche Art und Weise eine Grob- oder Feinzumeßöffnung steuern können. Alternativ können die Elektromagnetventile selbst eine grobe An/Aussteuerung bzw. eine feine An/Aussteuerung besitzen. Die Steuerung des Ventils kann durch die Breite von (Im-)Pulsen in einer leistungsverstärkten Rechtecksimpulswelle durchgeführt werden. Ein derartiges (im)pulsbreitenmoduliertes Ventil und die Verwendung von parallelen Grob- und Feinfüll- oder einer Grob- oder Feinablaß-Steuerleitung ist selbstverständlich im Stand der Technik bekannt.
Die grobgesteuerten Ventile könnten eine unterschiedliche Bauart von Ventil verwenden, die nur für eine An/Aus- Steuerung geeignet sein muß. Die Pulsventile, die von einem schneller reagierenden Typ sein müssen, der eng und ständig dem Tastverhältnis bzw. -grad der Modulation folgt. Es wird oft bevorzugt sein, nur ein Auslaßventil und/oder ein Hochdruckspeiseventil zu verwenden, falls sie bei einem 100%igen Tastverhältnis für den An/Aus-Betrieb betrieben werden können und ebenfalls bei Tastverhältnissen, die bis 5 % oder sogar O abgenommen haben. Derartige durch Pulsbreitenmodulation gesteuerte Elektromagnetventile sind von der Honeywell Corporation erhält lich.
Es gibt viele Steuerverfahren und -systeme für den automatischen Betrieb von Fahrzeugmasterkupplungen, wie durch Bezugnahme auf die oben erwähnten US-Patente Nr. 4 081 065, 4 361 060, 4 646 891 und 4 899 858 erkannt werden kann, wobei die Offenbarung von all diesen Patenten hier durch die Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Typischerweise involvierte ein derartiges Steuersystem eine Kalibrierung oder einen Lernprozeß, wobei interessierende Kupplungsbetriebspositionen, wie zum Beispiel der Punkt des anfänglichen Eingriffs, der Punkt des vollständigen Eingriffs, etc. mit der Zeit bestimmt werden und ein gesteuerter oder überwachter Kupplungsbetätigerparameter wird darauf kalibriert. Ein derartiges Kalibrierungsverfahren ist in dem US-Patent Nr. 5 014 832 offenbart, dessen Offenbarung hier durch die Bezugnahme mitaufgenommen ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kupplungsbetriebsposition überwacht durch eine Beobachtung der Hydrauliktreiberkolbenposition mittels des Wandlers 8. Danach werden verschiedene Eingangsgrößen, wie zum Beispiel Eingangsgrößen, die die Motordrehzahl, die Straßengeschwindigkeit und dergleichen anzeigen, von der ECU-Einheit empfangen und verarbeitet, und zwar gemäß vorbestimmten Logikregeln, um Befehlsausgangssignale für den gesteuerten Betrieb der Kupplung, wie zum Beispiel das Steuern des Verhältnisses des anfänglichen teilweisen Eingriffs der Kupplung. Die Rate bzw. Geschwindigkeit des Kupplungseingriffs kann ausgewählt werden, und zwar gemäß dem vorangeordneten Programmieren für eine volle erforderliche bzw. Soll-Kupplungseingriffsperiode oder für eine erforderliche bzw. Soll-Verringerungsrate der Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsdifferenz über die Kupplung. Diese Rate bzw. Geschwindigkeit kann kontinuierlich, schnell variieren, und zwar gemäß des Betrags von Drossel, die verwendet wird etc. Außerdem können die Raten von Kupplungseingriff und aus dein Eingriffkommen der Kupplung während des Fahrzeugsstart- oder -stopbetriebs beträchtlich verschieden von den Raten des Eingriffs während einer laufenden Gangverschiebung bzw. -schaltung sein. Verschiedene Verfahren und Schemata für die automatische Steuerung von Fahrzeugmasterkupplungen sind im Stand der Technik bekannt und die Betätigersteuerung der vorliegenden Erfindung ist geeignet zur Verwendung mit irgendeiner dieser Steuerstrategien.
Vorzugsweise wird das pneumatische Ablassen und Unterdrucksetzen der Kammer 16 entlang Teilen der Achsen der vier Elektromagnetventile 31-34 durchgeführt, so daß die Sammelleitung die Leitungen involviert, die die Ventilhohlräume mit dem Raum 16 verbinden. Die elektrischen Anschlüsse der Ventile können vollständig außerhalb der Hinterseite oder der Seite des Körpers 1A liegen. Der Raum 16 oder ein Raum in der Sammelleitung etwas stromabwärts von dem Hochdruckventil kann einen Überschußdruckstecker enthalten, um fehlerhafte hohe Drücke an die Atmosphäre abzulassen. Jedoch ist gegenwärtig bevorzugt die Verwendung von mindestens zwei Ventilen, die mit Leitungen 11 assoziiert sind, die normalerweise geschlossen sind, und deshalb durch eine Federvorspannung geschlossen sind, und in denen Hochdruckströmungsmittel in die Kammer 16, z. B. nach oben gemäß der Ansicht der Fig. 9, über einen Kanal 45 gespeist wird. Unter Druck stehendes Strömungsinittel wird aus der Kammer 16 nach einer 180º-Richtungsänderung über einen parallelen Kanal 44, der schließlich die Sammelleitung über eine Querleitung 46, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, verläßt, ab gelassen. Die Speisekanäle 45 und der Ausgangskanal 44 können in Fig. 7 gesehen werden. Das Ergebnis wird speziell eine 180º Wende sein, und übermäßig hohe Drücke neigen zunehmend dazu, das durch Vorspannung geschlossene Ventil zu öffnen und den Druck an die Atmosphäre abzulassen, sogar wenn das Ventil nicht durch die Elektromagnetwirkung offen getrieben wird.
Es muß nur eine Leitung 47 mit der Kammer 16 für jedes Ablaßventil verbunden sein, da sowohl Einlaß als auch Auslaß nicht notwendig sind, und zwar ebenso wie irgendein Überschußdrucksicherheitssystem. Außerdem sollten die Hochdruckventile normalerweise geschlossen sein, d. h. geschlossen vorgespannt sein, wenn sie nicht erregt sind, so daß Steuersystemversagen dazu neigen, zur Folge zu haben, daß die Kupplung im Eingriff verbleibt oder in den Eingriff kommt, was der sicherere Zustand ist, der als Default-Position bzw. Voreinstellungs-Position angenommen wird.
Die Verwendung von sowohl groben als auch feinen pneumatischen Steuerungen für sowohl die Druck- als auch Ablaßsteuerungen der Kupplungsposition können nicht immer notwendig sein für zufriedenstellendes Regelverhalten bzw. Verhalten einer geschlossene Schleife. Die Feinsteuerungen durch Pulsbreitenmodulation oder andere Schaltungen mit variabler Impulsdauer oder andere Steuerschaltungen können viele im Stand der Technik bekannte Bauarten besitzen. Die gegenwärtig bevorzugten Elektromagnetventile werden von der Honeywell Corporation hergestellt und besitzen eine Betriebsgeschwindigkeit, um auf Pulsbreitenmodulationssteuerung anzusprechen. Die Geschwindigkeit, um einen groben Eingriff oder ein grobes aus dem Eingriffkommen zu vervollständigen, kann 0,07 bis 1,4 Sekunden betragen, wobei der vollständige Bereich der Feinsteuerbewegung etwas über 3,0 Sekunden ist, wobei diese Werte nur beispielhaft angegeben wurden. Die Pulsbreitenmodulationsrate kann 30 Hz sein und das Tastverhältnis bis herab zu 4,7 %.
Es sei bemerkt, daß die Struktur des Körpers 1A, der in der Fig. 1 dargestellt ist, in drei Hauptstücken zusam mengebaut ist, und zwar erstens einer linken Struktur, die die Hydraulik, die zwei Arbeitszylinderboards 2 und 19, in denen die Kolbenkomponenten 3 und 18 aufgenommen sind, (Aufnahme-) Einrichtungen für den Hydraulikreservoireinlaß 5 und eine Belüftungsvorrichtung 19A (um atmosphärischen Druck für den linken Kolben 18 aufrechtzuerhalten) enthält; zweitens die Kolbenkombination, ist die Rückführ- bzw. Rückkehrfeder 7 und der Wandler 9, 9A der Position, insbesondere der extremen linken Positionen zu jeder Zeit des Pneumatikantriebs der Kolben 3 und 18; und drittens die rechte Struktur, die die Sammelleitungsverriegelung bzw. -schleuse ist, die die Ventile 14, deren Versorgung und Ablaßleitungen 11 und 12 und eine Sicherheitsendkappe 14A, die (Um)Wandlerkombinationen 10 und die Sammelleitungsleitungen 15, 15A von dem Ventil zu der Pneumatikolbenkammer 16, die auf der Oberfläche 17 der Kolbenkombination wirksam ist, beherbergt.
Die linken und rechten Strukturen werden durch einen ringförmigen Flansch 36 der Sammelleitungstruktur, die gegen einen elastischen O-Ring 37 mittels eines kreisförmigen Federclips 38, der in eine Innennut 39 vorgesehen in dem linken Block federt, zusammengedrückt. Die rechte Struktur oder Sammelleitung kann so sein, wie zuvor in etwas größerer Einzelheit in den Fig. 6-9 gezeigt. Fig. 6 entspricht der Fig. 2, zeigt aber als versteckte Einzelheit Pneumatikhochdruck- und -ablaßleitungen 40 bzw. 41 zum Versorgen derer jeweiliger Ventile. Fig. 7 zeigt eine Grobspeise- und eine Feinspeiseschaltung, wobei jede das Bezugszeichen 45 besitzt, und zwar für die Pneumatikdruckkammer 16. Ebenfalls ist ein Halteflansch 36 mit seiner ringförmigen Nut 42 zum Unterbringen des O- Rings 37 gezeigt.
In Fig. 8 kann man den Raum 13 für die Ventile 14 (diese sind selbst in der Fig. 8 nicht gezeigt) erkennen. Fig. 8 zeigt eine um 90º unterschiedliche Ansicht von der der Fig. 7, und zwar nicht im Schnitt, sondern zeigt eine versteckte Einzelheit der Sammelleitung.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Y-Y in Fig. 6, die die zwei axialen Kanäle 44 und 45 aufweist und die Austrittsleitung 46 ist dargestellt.

Claims

1. Betätigersteuersystem zum Steuern des Betriebs einer hydraulisch betriebenen Fahrzeughauptkupplung (26), die konstant in eine erste vollständig im Eingriff befindliche Position vorgespannt ist und geeignet ist, in eine zweite Position durch Anwendung von unter Druck stehendem Hydraulikströmungsmittel an eine hydraulische Betätigungseinrichtung (27) angetrieben zu werden, wobei das System folgendes aufweist:

eine Betätigeranordnung (1) mit einem Betätigerkolben (3/18), und zwar axial bewegbar in einem Betätigergehäuse (1A) und mit einer ersten Stirnseite (4) und einer gegenüberliegenden zweiten Stirnseite (17), wobei die erste Stirnseite zu einer ersten Kammer (2) hinweist (exponiert ist), die konstant mit Hydraulikströmungsmittel gefüllt ist und strömungsmittelmäßig mit der hydraulischen Betätigungseinrichtung verbunden ist, und wobei die zweite Stirnseite zu einer zweiten Kammer (16) hinweist (exponiert ist), die selbst selektiv entweder hohen oder niedrigen pneumatischen Drücken ausgesetzt ist, und mit Mitteln (5/28), die konstant die erste Kammer mit Hydraulikströmungsmittel beladen, und mit

Mitteln (7), die konstant den Kolben zu der zweiten Stirnseite hin vorspannen, wobei der hohe Druck auf der zweiten Stirnseite wirksam ist, um den Kolben zu der ersten Stirnseite hin zu drücken, um unter Druck stehendes Hydraulikströmungsmittel an die hydraulische Betätigungseinrichtung anzulegen; und

eine Steuereinheit (29) zum Steuern bzw. Regeln der Unterdrucksetzung der zweiten Kammer, wobei das System gekennzeichnet ist durch

einen Wandler bzw. Transducer (8/9, 9A), und zwar angeordnet in dein Inneren des Gehäuses, zum Abfühlen

einer laufenden Axialposition des Kolbens in dem Gehäuse und zum Vorsehen von diese anzeigenden Eingangssignalen für die Steuereinheit.

2. Betätigersteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Betätigerkolben folgendes aufweist: ein erstes Kolbenglied (3) und zwar gleitbar und abgedichtet in einer ersten Bohrung (2) aufgenömmen, die in dem Gehäuse vorgesehen ist und die erste Kolbenstimseite trägt und ein zweites Kolbenglied (18), das die zweite Kolbenstirnseite (17) trägt und gleitbar und abgedichtet in einer zweiten Bohrung (19), die in dem Gehäuse vorgesehen ist, aufgenommen ist, wobei die ersten und zweiten Bohrungen axial in dem Körper getrennt sind und strömungsmittelmäßig voneinander isoliert sind.

3. Betätigersteuersystem nach Anspruch 2, das zusätzlich folgendes aufweist: ein erstes, von einem Elektromagneten gesteuertes Ventil (31 oder 32) strömungsmittelmäßig verbunden mit einer Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel und ein zweites von einem Elektromagneten gesteuertes Ventil (33 oder 34) strömungsmittelmäßig verbunden mit einem Aus- bzw. Ablaß zum selektiven Unterdrucksetzen und Ablassen der zweiten Kammer (16).

4. Betätigersteuersystem nach Anspruch 3, wobei die von einem Elektromagneten gesteuerten Ventile in dem Inneren des Gehäuses angeordnet sind.

5. Betätigersteuersystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die von einem Elektromagneten gesteuerten Ventile (31 - 34) betrieben werden, und zwar ansprechend auf Befehlsausgangssignale von der Steuereinheit (29).

6. Betätigersteuersystem nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, wobei die Verbindung des ersten Elektromagnetventils mit der Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel Mittel umfaßt zum Ablassen von über schüssigem bzw. übermäßigem Druck, und zwar unabhängig von dem Betrieb der Elektromagnetventile.