WO2002101258A2 - Kupplungsbetätigungsvorrichtung sowie verfahren zum ermitteln von kupplugsparametern - Google Patents

Kupplungsbetätigungsvorrichtung sowie verfahren zum ermitteln von kupplugsparametern Download PDF

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Thomas Rammhofer
Martin Zimmermann
Holger Stork
Gunter Hirt
Andreas Pfeiffer
Thomas JÄGER
Martin Brandt
Andreas Deimel
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • F16D2500/30401—On-off signal indicating the engage or disengaged position of the clutch

Definitions

  • the invention relates to a clutch actuation device, in particular for use in the drive train of a motor vehicle.
  • the invention further relates to a method for determining the closed position of a clutch, a method for determining the actuating force of a clutch and a method for determining the temperature of a clutch actuator.
  • FIG. 9 shows an exemplary block diagram of a drive train of a motor vehicle equipped with an automated clutch.
  • the drive train contains an internal combustion engine 2, a clutch 4 and a transmission 6, from which a drive shaft 8 leads to drive wheels, not shown.
  • the transmission 6 is, for example, an automated manual transmission or a conical pulley belt transmission with continuously variable transmission ratio.
  • the clutch 4 is, for example, a friction disk clutch of a type known per se with an actuating device 16 which is designed hydraulically, electrically, electrohydraulically or in some other known manner.
  • Sensors that may be present in the drive train such as a pressure sensor 18 for detecting the intake pressure of the engine 2, a speed sensor 20 for detecting the speed ⁇ M of the crankshaft of the engine, a sensor 22 for detecting the position ⁇ of an accelerator pedal 24, and a sensor 28 for detecting the position of the selector lever 12 and a further speed sensor 28 for detecting the speed of the drive shaft 2 are connected to the inputs of the control device 14.
  • the control unit 14 which contains a microprocessor with associated memories 29 in a manner known per se, Kennfeider and programs are stored with which actuators, such as a load actuator 30 for adjusting the load of the motor 2, the actuating device 16 of the clutch 4 and the actuating device 9 of the transmission 6 can be controlled.
  • the individual actuators can be constructed in such a way that their position is known directly in the control unit 14, for example as stepper motors, or additional position transmitters, such as a position transmitter 32 for detecting a parameter relevant for the position S K of the clutch, can be provided.
  • the load actuator 30, the actuating device 16 and the actuating device 9 are actuated in a mutually coordinated manner as a function of signals supplied by the sensors, so that comfortable and / or economical driving results.
  • a characteristic curve is stored in a memory of the control device 14, which defines a set position of the clutch 4 set by the actuation device 16 as a function of the torque to be transmitted by the clutch 4.
  • the clutch torque that can be transmitted should only be as large as is absolutely necessary.
  • the required torque to be transmitted results from the driver's request or the position of the accelerator pedal 24 and, for example, the load of the internal combustion engine 2 detected by the sensor 18 and possibly further operating parameters, such as the speed of the engine 2 etc.
  • the characteristic curve stored in the control unit 14, which specifies the desired path of an actuator of the clutch moved by the actuating device 16 as a function of the calculated torque to be transmitted, has a decisive influence on comfortable starting and a comfortable handling of the switching process.
  • the characteristic curve changes briefly, for example as a result of temperature changes, and long-term in the course the life of the clutch, for example due to wear. It is therefore at
  • FIG. 10 shows in detail an example of an actuation device 16.
  • a piston 38 operates, the shaft 40 of which has an external toothing which meshes with an internal toothing of a gearwheel 41, which in turn meshes with the external toothing of a pinion 42 of an electric motor 43, which is actuated by the control device 14 ( Figure 4) is controlled.
  • the electric motor can be of any suitable type and is controlled, for example, by means of a PWM signal.
  • the electric motor is advantageously a stepping motor.
  • the master cylinder 36 has a sniffer bore 44 which is connected via a line 45 to an expansion tank (not shown).
  • a line 48 leads from the pressure chamber 46 of the cylinder, which leads to a slave cylinder 50, in which a piston 52 works, which is connected via its piston rod, for example, to the release lever 54 of the clutch, which forms an actuator.
  • the position A which is generally referred to as the sniffing position, is the position when it is passed over by the piston 38 to the right in accordance with FIG. 4, pressure builds up in the pressure chamber 46 for actuating the clutch.
  • an incremental position transmitter 32 known in its construction is provided on the gear 41, for example, which counts the teeth of the gear 41 moving past it and emits corresponding pulses to the control device 14.
  • the number of these pulses is a direct measure of the displacement of the master piston 38 or, if the master piston 38 according to FIG. 9 is to the right of the sniffing position A, the movement of the release lever 54.
  • the master piston 38 in which a check valve (not shown) is advantageously integrated, so that when the piston 38 opens on the left-hand side in the event of overpressure, is moved to the left beyond the sniffing position A, which also carries the hydraulic path between the pistons 38 and 52 the line 45 is connected and is depressurized.
  • the release lever 54 takes its position corresponding to the fully closed or closed position of the clutch Position. If the master cylinder 38 is subsequently moved to the right by the electric motor 42, the release lever 54 is actuated at the moment when the master piston 38 passes over the sniffing position A.
  • This position of the master piston 38 can be detected in a wide variety of ways, the respective count of the position sensor 32 being stored as the closed position in the control unit 14.
  • the actuating device according to FIG. 10 represents a transmission device in which the master piston acting as an actuating member according to FIG. 11 has a small area 1 on the left of the sniffing position A.
  • approximately constant force K is movable and when driving over the sniffer bore, ie to the right of the sniffing position A, with increasing force K against the force of the clutch closing spring, not shown, is movable to open the clutch.
  • a linear force-displacement characteristic of the clutch is assumed.
  • Such a design of the clutch actuation device with two different areas, the transition point of which corresponds to a certain clutch position, preferably the fully closed clutch position, has, as described, the great advantage that the predetermined clutch position can be reliably recognized.
  • the invention has for its object to provide a clutch actuation device with two areas, an actuation of an actuating member actuated by a motorized clutch actuator within the first area not leading to a clutch adjustment, for example adjustment of the clutch in the opening direction, without the known, described hydraulic route with sniffer bore is used.
  • the invention is further based on the object of specifying methods with which the advantages of a clutch actuation device with two actuation areas are advantageously used.
  • the device according to the invention contains device a transmission device with a mechanical loose section, which is constructed such that the possible "play" between the actuation of the actuator and the actual adjustment or actuation of the clutch within the first range is used up so that when reaching the transition between - See the first area and the second area the actual actuation or the adjustment of the clutch begins.
  • the claim 3 is directed to an advantageous method for determining the closed position of a clutch, wherein the detected parameter can be of various types and can be, for example, a parameter measured on the clutch actuator itself or a parameter that is measured within the transmission device or on the clutch itself.
  • the method according to the invention can also be used in transmission devices with a hydraulic path and sniffer bore.
  • the parameter detected while driving through at least part of the first area and part of the second area is advantageously an operating parameter of the clutch actuator.
  • the clutch actuator moves the actuator at a constant speed
  • the power consumption of the clutch actuator can be detected, or when the clutch actuator is operated with constant power consumption, the adjustment speed can be detected.
  • first start errors can be avoided, which are shown, for example, in an unsatisfactory creep behavior of a vehicle.
  • cup springs which are usually present in a conventional clutch assume an indefinite rest position (bandwidth about 1 mm).
  • the actuating device with which the clutch is in the closed position immediately after starting the engine and before the clutch is brought into a gripping position for the first time, has a hydraulic section with a sniffer bore so that the closed position can be determined in a sniffing cycle. It goes without saying that the engine can be started with the brake applied and the clutch fully open or with the brake applied, neutral gear engaged and the clutch fully engaged, in the former case it being necessary to shift into neutral before the clutch is engaged.
  • the advantage is achieved that a sniffing cycle is carried out in corresponding operating phases of the engine, which occur again and again during vehicle operation, so that effects of heating of the fluid of the hydraulic line and, as a result, possibly resulting gripping point shifts can be compensated.
  • Claim 10 is directed to an advantageous method for determining the actuating force of the clutch.
  • Claim 11 describes a method for determining the temperature of the clutch actuator.
  • the invention which is applicable to all types of motor-operated clutches, is explained below with reference to schematic drawings, for example and with further details.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an actuating device for a clutch
  • FIG. 2 shows an actuating device modified compared to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a force-displacement characteristic curve of an actuating element for a clutch
  • FIG. 4 shows a voltage-displacement characteristic of an actuator for actuating a clutch
  • FIG. 5 shows a speed-travel characteristic curve of an actuator for actuating a clutch
  • FIGS. 6 and 7 curves for explaining the determination of a clutch actuation force
  • FIG. 8 shows a family of speed-torque characteristics of an electric motor
  • FIG. 9 shows a basic illustration of a drive train known per se
  • FIG. 10 shows a clutch actuation device with a hydraulic path
  • FIG. 11 shows a force-displacement characteristic of the actuating device according to FIG. 10.
  • the following description relates in each case to clutches which are contained, for example, in a drive train according to FIG. 9 and which are actuated by a motor, preferably an electric motor, with the interposition of different transmission devices.
  • a motor preferably an electric motor
  • FIG. 1 shows a first example of a mechanical transmission link without integrated adjustment.
  • a clutch actuator 56 for example an electric motor, linearly moves a tappet 58, which is connected in an articulated manner to a release fork 60, which in turn is locked. is articulated to a release bearing 62 of the clutch 4.
  • the release bearing 62 is linearly movable and, in the position shown, is at a distance from the plate spring tongues 64 of the clutch, when the clutch is moved to the left in accordance with FIG. 1, the clutch fully closed in the state shown is opened.
  • the kinematic assignment is such that the release bearing 62 can each be moved into a position in which it is located at a distance from the plate spring tongues 64, so that when the clutch actuator 56 is started from a zero position, the release bearing 62 is initially essentially powerless is moved to the left and then opens the clutch against the resistance of the spring.
  • the force-displacement characteristic of the release bearing 62 is similar to that indicated in FIG. 10.
  • Figure 2 shows a modified embodiment of an actuating device. It differs from that of Figure 1 in that the release fork 60 is a two-armed lever and the release bearing 62 is urged by a preload spring 70 with a significantly weaker force than that of the plate spring tongues 64 in contact with the plate spring tongues 64.
  • the tappet 58 is connected to the release fork 60 via a pull rope 68 which loosely sags in the starting position of the actuator 56.
  • the embodiment according to FIG. 2 also results in a force-displacement characteristic curve according to FIG. 10 for the adjustment of the tappet 58 in the direction of the arrow of FIG. 2 denoted by s.
  • FIG. 3 shows a force-displacement characteristic curve, which has a force that is only weakly dependent on the travel in area 1 and in area 2, in which the clutch is adjusted, initially increases sharply with increasing opening of the clutch and then decreases after passing through a maximum until the clutch is fully open and moves back to area 1 when closing with the same basic operation with hysteresis.
  • a course of the characteristic curve can be realized, for example, by inserting a dashed spring 72 into the arrangement in FIG. 1, which spring acts between the release fork 60 and a support fixed to the housing.
  • the curved characteristic The course of area 2, which overlaps the linear course of area 1, is realized by appropriate design of the disc springs.
  • the point P (FIG. 3 corresponding to the point A in FIG. 10), in which the area 1 merges into the area 2 and which corresponds to the closed position of the clutch, can be detected precisely as a result of the different characteristic curve or conditions on both sides.
  • the respective associated position of the position transmitter 32 (FIG. 9) can be stored in the control unit 14, so that the closed position of the clutch in the form of the rotational position of the actuator is known exactly.
  • the position P can advantageously be determined by directly tapping operating parameters of the electric motor or actuator 56.
  • the current load torque which corresponds to the force, can be calculated from a respective speed and voltage curve of the electric motor if the inertia of the electric motor is eliminated in the case of instational processes.
  • a curve of the voltage U with which the electric motor is operated, according to FIG. 4 results with a characteristic curve according to FIG. 3.
  • the actuation direction is in accordance with the arrow shown in FIG. 4.
  • the kink of the voltage U can be detected by the control unit 14 and the rotational position which the electric motor has at the kink is stored as the closed position P.
  • FIG. 5 shows the situation in the event that the electric motor is operated with constant voltage and its speed n is detected.
  • Curve 1 shows the case in which the electric motor is operated with a relatively high voltage; the kink in the speed-displacement characteristic curve is strongly rounded, whereas curve II indicates the conditions at low voltage at which the kink at point P is clearly pronounced.
  • the closed position of the clutch can also be determined in accordance with the principles of FIGS. 4 and 5 even with the arrangement according to FIG. 10 (position of the electric motor 43 such that the piston 38 is located at position A), with actuation the clutch in the closing direction at point A the torque to be applied by the motor suddenly changes.
  • the force to be exerted by the actuator is very small in area 1, as in the case of a hydraulic section. 10 to actuate the actuator in such a way that it is actuated in the area in which the transition between area 1 and area 2 is such that the directional movement from area 1 to area 2 or vice versa causes an oscillation or Back and forth movement with a predetermined amplitude or a predetermined torque is superimposed.
  • the point A (FIG. 10) or P (FIG. 3) can be determined precisely from the power consumption of the actuator during a period of the oscillation or the movement response at a predetermined torque.
  • Operating cycles of the clutch within which the closed position of the clutch can be determined, can always be inserted during the operation of a motor vehicle when the clutch can be operated from the closed position into an at least partially open position without the driver noticing , for example when the vehicle is at a standstill and the neutral gear is engaged, it being additionally possible for the brake to be actuated by the driver or by an ABS system or vehicle stabilization system, when the vehicle is rolling in zero gear or for a short time when the vehicle is operating with low drive torque.
  • a precise knowledge of the closed position of the clutch or the starting point or zero point of its actuation is important because the clutch's gripping point must be approached quickly when starting or when shifting, which is possible because the distance between the clutch's closed position and the clutch's gripping point (Coupling position, in which a predetermined, small torque is transmitted) is stored in the control unit 14, so that when the position of the closed position is known, the gripping point can be approached immediately by appropriate actuation of the actuator. Since the distance between the gripping point and the closed position is flows, for example due to settling losses or thermal changes, both the closed position and the gripping position of the clutch must be updated.
  • the distance between the gripping point and the closed position can initially be assumed to be constant and the closed position stored in the control unit 14 can be shifted in accordance with a shift in the gripping point when it is updated until a new one The closed position is updated and the distance is corrected if necessary. Conversely, if it is not possible to update the gripping point after a closing position update, the gripping point can first be shifted in accordance with the updated closing position and only updated later, the distance between the gripping point and the closing point then also being updated, if appropriate, b) actuation force determination
  • FIGS. 6 and 7 represent the voltage of the electric motor 56 as a function of the actuating travel s together with the respective actuating direction (arrow).
  • the clutch is fully closed (driving through area 1), the electric motor being operated at a constant speed, so that the voltage U is a measure of the force applied.
  • the voltage U applied to pass through area 1 (in one direction or the other) is stored as Ui (FIG. 6);
  • Fmax (Uma ⁇ / U ⁇ ) X ⁇ + Fs ma ⁇ .
  • transient determination methods are also possible, with dynamic components due to inertia being excluded.
  • the aforementioned or similar actuation determinations by comparing the actuating force with the compensating force is particularly important for a clutch with targeted overtravel adjustment (no self-adjustment).
  • By comparing the actuating force with the largely unchangeable compensating force the state of wear of the clutch and thus the need for targeted readjustment can be detected. Adjustment is necessary when the actuating force has increased by a predetermined amount.
  • the temperature of the electric motor that operates the clutch For many applications, it is advantageous to know the temperature of the electric motor that operates the clutch. For example, the maximum torque of the engine and thus the maximum force for adjusting the clutch is dependent on the temperature, so that the clutch adjustment speed, which is taken into account in the interaction of the load actuator actuation of the engine and possibly the gear actuation, has limits.
  • the temperature of the electric motor can be determined on the basis of the voltage-speed curve, which the motor is determined when passing through the area in which work is only carried out against the largely constant compensation spring, and the voltage-speed curve is compared with stored temperature-dependent characteristic diagrams of the electric motor ,
  • FIG. 8 shows a family of characteristic curves K for different temperatures T, which indicate the dependence of the speed n on the engine torque M, in each case at a reference voltage U R ⁇ f .
  • the temperature of the electric motor can be determined as follows:
  • the operating point of the actuator ie the armature voltage U ⁇ ⁇ st is determined, the associated torque Mj e t being predetermined by the compensation spring.
  • the reference voltage U Re f which, for example, the maximum possible che voltage is the corresponding reference operating point M R ⁇ f, n Ref according to the following
  • the determined reference operating point is entered in the map of Figure 8.
  • the associated characteristic curve indicates the temperature of the motor with which the clutch can be operated at maximum armature voltage.
  • the clutch can be a clutch that is open in the non-actuated state.
  • the actuator does not have to be an electric motor; it can be hydraulic, pneumatic or otherwise.
  • the sensor assembly can be of a different type, etc.

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Abstract

Eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, enthält einen motorischen Kupplungsaktor zum Betätigen eines Betätigungsgliedes und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen der Bewegung des Betätigungsgliedes auf ein in einer Kupplung enthaltenes, gegen die Kraft einer Kupplungsfeder bewegbares Bauteil zum Verstellen der Kupplung aus einer Schliessstellung in eine Öffnungsstellung, welche Übertragungseinrichtung einen ersten Bereich aufweist, innerhalb dessen eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Kupplungsöffnungsrichtung keine Verstellung der Kupplung aus der Schliessstellung bewirkt, und einen zweiten Bereich aufweist, innerhalb dessen die Bewegung des Betätigungsgliedes zu einer Verstellung der Kupplung führt, wobei die Übertragungseinrichtung eine mechanische Losstrecke enthält, welche innerhalb des ersten Bereiches aufgebraucht wird. Weiter werden Verfahren zum Ermitteln der Schliessstellung, der Betätigungskraft und einer Temperatur der Kupplung beschrieben.

Description

Kupplungsbetatigungsvomchtung sowie Verfahren zum Ermitteln von Kupplungsparametern
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung, insbesondere zur Verwen- düng im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Ermitteln der Schließstellung einer Kupplung, ein Verfahren zum Ermitteln der Betätigungskraft einer Kupplung sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Temperatur eines Kupplungsaktors.
Automatisierte Kupplungen finden nicht nur wegen des mit ihnen erzielten Komfortgewinns, sondern auch wegen möglicher Verbrauchseinsparungen in Kraftfahrzeugen zunehmend Verwendung.
Figur 9 zeigt ein beispielhaftes Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines mit einer au- tomatisierten Kupplung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang enthält einen Verbrennungsmotor 2, eine Kupplung 4 und ein Getriebe 6, von dem aus eine Antriebswelle 8 zu nicht dargestellten Antriebsrädern führt. Das Getriebe 6 ist beispielsweise ein automatisiertes Handschaltgetriebe oder ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung. Zur Betätigung bzw. zum Schalten des Getriebes 6 dient eine Stelleinrichtung 9, die von einer Wähleinrichtung 10 aus mittels eines Wählhebels 12 über ein Steuergerät 14 in an sich bekannter Weise steuerbar ist. Es versteht sich, daß die Wähleinrichtung auch anders ausgebildet sein kann, beispielsweise als klassischer Schalthebel (H-Kulisse) oder als Hebel mit Tippstellungen zum Hoch- und Runterschalten. Die Kupplung 4 ist beispielsweise eine Reibscheibenkupplung an sich bekannter Bauart mit einer Betätigungseinrichtung 16, die hydraulisch, elektrisch, elektrohydraulisch oder in sonstwie bekannter Weise ausgebildet ist.
Im Antriebsstrang gegebenenfalls enthaltene Sensoren, wie beispielsweise ein Drucksensor 18 zur Erfassung des Ansaugdruckes des Motors 2, eiη Drehzahlsensor 20 zum Er- fassen der Drehzahl ΠM der Kurbelwelle des Motors, ein Sensor 22 zum Erfassen der Stellung α eines Fahrpedals 24, ein Sensor 28 zum Erfassen der Stellung des Wählhebels 12 und ein weiteres Drehzahlsensor 28 zur Erfassung der Drehzahl der Antriebswelle 2 sind mit den Eingängen des Steuergeräts 14 verbunden. In dem Steuergerät 14, das in an sich bekannter Weise einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichern 29 enthält, sind Kennfeider und Programme abgelegt, mit denen Aktoren, wie ein Laststellglied 30 zum Einstellen der Last des Motors 2, die Betätigungseinrichtung 16 der Kupplung 4 sowie die Stelleinrichtung 9 des Getriebes 6 gesteuert werden. Die einzelnen Aktoren können derart aufgebaut sein, daß ihre Stellung unmittelbar im Steuergerät 14 bekannt ist, beispielsweise als Schrittmotoren, oder es können zusätzliche Stellungsgeber, wie ein Stellungsgeber 32 zum Erfassen eines für die Stellung SK der Kupplung relevanten Parameters, vorgesehen sein.
Aufbau und Funktion der beschriebenen Vorrichtung sind an sich bekannt und werden daher nicht im einzelnen erläutert. Je nach über das Fahrpedal 24 mitgeteiltem Fahrwunsch und über den Wählhebel 12 mitgeteilten Wunsch nach einem Fahrprogramm bzw. einer Fahrtrichtung werden das Laststellglied 30, die Betätigungsvorrichtung 16 und die Stellvorrichtung 9 in gegenseitig abgestimmter Weise in Abhängigkeit von von den Sensoren gelieferten Signalen betätigt, so daß sich ein komfortables und/oder sparsames Fahren ergibt.
Für die Betätigung der Kupplung 4 beispielsweise ist in einem Speicher des Steuergerätes 14 eine Kennlinie abgelegt, die eine von der Betätigungsvorrichtung 16 eingestellte Sollstellung der Kupplung 4 in Abhängigkeit von dem jeweils von der Kupplung 4 zu übertragenden Moment festlegt. Aus Gründen der Regelungsgüte, des Kupplungsverschleißes und des Energieverbrauches der Betätigungsvorrichtung soll das jeweils übertragbare Kupplungsmoment nur so groß sein, wie unbedingt erforderlich. Das erforderliche, zu ü- bertragende Moment ergibt sich aus dem Fahrerwunsch bzw. der Stellung des Fahrpedals 24 und beispielsweise der von dem Sensor 18 erfaßten Last des Verbrennungsmotors 2 sowie ggf. weiteren Betriebsparametern, wie der Drehzahl des Motors 2 usw..
Die im Steuergerät 14 abgelegte Kennlinie, die den Sollweg eines von der Betätigungsvor- richtung 16 bewegten Stellgliedes der Kupplung in Abhängigkeit von dem errechneten, zu übertragenden Drehmoment angibt, hat entscheidenden Einfluss auf ein komfortables Anfahren und eine komfortable Abwicklung des Schaltvorgangs. Die Kennlinie ändert sich kurzzeitig, beispielsweise infolge von Temperaturänderungen, und langfristig im Verlauf der Lebensdauer der Kupplung, beispielsweise infolge von Verschleiß. Sie wird daher bei
Vorliegen vorbestimmter Betriebsbedingungen nach unterschiedlichsten Strategien ständig überprüft und entsprechende Steuerungsparameter werden adaptiert.
Figur 10 zeigt im Detail ein Beispiel einer Betätigungsvorrichtung 16.
In einem mit Hydraulikfluid gefüllten Geberzylinder 36 arbeitet ein Kolben 38, dessen Schaft 40 eine Außenverzahnung aufweist, die mit einer Innenverzahnung eines Zahnrades 41 kämmt, das wiederum mit der Außenverzahnung eines Ritzels 42 eines Elektro- motors 43 in Eingriff ist, der von dem Steuergerät 14 (Figur 4) angesteuert wird. Der Elektromotor kann jedwelcher geeigneter Bauart sein und wird beispielsweise mittels eines PWM-Signals angesteuert. Vorteilhaft ist der Elektromotor ein Schrittschaltmotor.. Der Geberzylinder 36 weist Schnüffelbohrung 44 auf, die über eine Leitung 45 mit einem Ausgleichsbehälter (nicht dargestellt) verbunden ist. Von dem Druckraum 46 des Zylinders geht eine Leitung 48 ab, die zu einem Nehmerzylinder 50 führt, in dem ein Kolben 52 arbeitet, der über seine Kolbenstange beispielsweise mit dem ein Stellglied bildenden Ausrückhebel 54 der Kupplung verbunden ist. Die Position A, die allgemein als Schnüffelposition bezeichnet wird, ist die Position, bei deren Überfahren durch den Kolben 38 gemäß Figur 4 nach rechts sich im Druckraum 46 Druck zur Kupplungsbetätigung aufbaut.
Zur Positionsermittlung ist beispielsweise am Zahnrad 41 , ein in seinem Aufbau bekannter inkrementeller Stellungsgeber 32 vorgesehen, der die sich an ihm vorbei bewegenden Zähne des Zahnrades 41 zählt und entsprechende Impulse an das Steuergerät 14 abgibt. Die Anzahl dieser Impulse ist ein direktes Maß für die Verschiebung des Geberkolbens 38 bzw. wenn sich der Geberkolben 38 gemäß Figur 9 rechts von der Schnüffelposition A befindet, der Bewegung des Ausrückhebels 54.
Bei einem sogenannten Schnüffelvorgang wird der Geberkolben 38, in den vorteilhafterweise ein nicht dargestelltes Rückschlagventil integriert ist, sodass bei Überdruck linkssei- tig des Kolbens 38 öffnet, nach links bis über die Schnüffelposition A bewegt, das die zwischen den Kolben 38 und 52 befindliche Hydraulikstrecke mit der Leitung 45 verbunden ist und drucklos ist. In diesem drucklosen Zustand der Hydraulikstrecke nimmt der Ausrückhebel 54 seine der voll geschlossenen bzw. Schließstellung der Kupplung entsprechende Stellung ein. Wenn anschließend der Geberzylinder 38 von dem Elektromotor 42 nach rechts verfahren wird, setzt eine Betätigung des Ausrückhebels 54 in dem Moment ein, in dem der Geberkolben 38 die Schnüffelposition A überfährt. Diese Stellung des Geberkolbens 38 kann auf unterschiedlichste Weise erfaßt werden, wobei der jeweilige Zählstand des Stellungsgebers 32 als Schließstellung im Steuergerät 14 gespeichert wird.
Insgesamt stellt die Betätigungsvorrichtung gemäß Figur 10, ausgehend von einer Stellung des Geberkolbens 38 links von der Schnüffelposition eine Übertragungseinrichtung dar, bei dem der als ein Betätigungsglied wirksame Geberkolben gemäß Figur 11 in einem Bereich 1 , der links der Schnüffelposition A liegt, mit einer kleinen, annähernd konstanten Kraft K bewegbar ist und beim Überfahren der Schnüffelbohrung, d.h. rechts von der Schnüffelposition A, mit zunehmender Kraft K gegen die Kraft der nicht dargestellten Kupplungsschließfeder bewegbar ist, um die Kupplung zu öffnen. Im dargestellten Beispiel ist eine lineare Kraft-Weg-Kennlinie der Kupplung angenommen.
Eine solche Auslegung der Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit zwei unterschiedlichen Bereichen, deren Übergangsstelle einer bestimmten Kupplungsstellung, vorzugsweise der voll geschlossenen Kupplungsstellung entspricht, hat, wie geschildert, den großen Vorteil, daß die vorbestimmte Kupplungsstellung sicher erkannt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsbetatigungsvomchtung mit zwei Bereichen zu schaffen, wobei eine Betätigung eines von einem motorischen Kupplungsaktor betätigten Betätigungsgliedes innerhalb des ersten Bereiches nicht zu einer Kupplungsverstellung, beispielsweise Verstellung der Kupplung in Öffnungsrichtung, führt, ohne daß die an sich bekannte, geschilderte hydraulische Strecke mit Schnüffelbohrung benutzt wird.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, Verfahren anzugeben, mit denen die Vorteile einer Kupplungsbetatigungsvomchtung mit zwei Betätigungsbereichen vorteilhaft genutzt wird.
Der die Kupplungsbetätigungsvorrichtung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach enthält die erfindungsgemäße Vorrich- tung eine Übertragungseinrichtung mit einer mechanischen Losstrecke, die derart aufgebaut ist, daß das durch die Losstrecke mögliche „Spiel" zwischen der Betätigung des Betätigungsgliedes und der tatsächlichen Verstellung bzw. Betätigung der Kupplung innerhalb des ersten Bereiches aufgebraucht wird, so daß bei Erreichen des Übergangs zwi- sehen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich die eigentliche Betätigung bzw. die Verstellung der Kupplung einsetzt.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird erreicht, daß bereits während des ersten Bereichs das Betätigungsglied mit einer definierten Kraft-Weg-Kennlinie betätigt wird, an die sich eine andere Kraft-Weg-Kennlinie des zweiten Bereiches anschließt.
Die nebengeordneten Verfahrensansprüche 3, 10 und 11 sind jeweils auf Verfahren gerichtet, mit denen der diesbezügliche Teil der Erfindungsaufgabe gelöst wird.
Der Anspruch 3 ist auf ein vorteilhaftes Verfahren zum Ermitteln der Schließstellung einer Kupplung gerichtet, wobei der erfaßte Parameter unterschiedlichster Art sein kann und beispielsweise ein am Kupplungsaktor selbst gemessener Parameter sein kann oder ein Parameter, der innerhalb der Übertragungseinrichtung oder an der Kupplung selbst gemessen wird.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird die Genauigkeit der Ermittlung der Schließstellung vergrößert.
Gemäß den Ansprüchen 5 und 6 läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Ü- bertragungseinrichtungen mit hydraulischer Strecke und Schnüffelbohrung einsetzen.
Gemäß dem Anspruch 7 ist der während des Durchfahrens zumindest eines Teils des ersten Bereiches und eines Teils des zweiten Bereiches erfaßte Parameter vorteilhafterweise ein Betriebsparameter des Kupplungsaktors. Dabei kann beispielsweise, wenn der Kupplungsaktor das Betätigungsglied mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, die Leistungsaufnahme des Kupplungsaktors erfaßt werden, oder, wenn der Kupplungsaktor mit konstanter Leistungsaufnahme betrieben wird, die Verstellgeschwindigkeit erfaßt werden. Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 können Erststartfehler vermieden werden, die sich beispielsweise in einem unbefriedigenden Kriechverhalten eines Fahrzeugs zeigen. Beim Abstellen eines Fahrzeugs nehmen nämlich in einer herkömmlichen Kupplung üblicherweise vorhandene Tellerfederzungen eine unbestimmte Ruheposition (Bandbreite etwa 1 mm) ein. Wenn, ausgehend von einer dadurch bedingt im Steuergerät falsch abgelegten Kriechstellung der Kupplung der Greifpunkt der Kupplung angefahren wird, wobei der Abstand zwischen Schließstellung und Greifstellung gespeichert ist, ergibt sich entsprechend eine fehlerhafte Greifsstellung der Kupplung, was dazu führen' kann, daß das Fahrzeug entweder überhaupt nicht kriecht oder aber der Motor abgewürgt wird. Wenn unmittelbar nach dem Anlassen des Motors die Übergangsstelle zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angefahren wird und die so ermittelte Schließstellung der Kupplung als aktualisierte Schließstellung gespeichert wird, treten Kriechfehler nicht auf. Vorteilhaft ist, wenn die Betätigungsvorrichtung, mit der die Schließstellung der Kupplung unmittelbar nach dem Anlassen des Motors und bevor die Kupplung erstmals in eine Greifstellung gebracht wird, eine hydraulische Strecke mit Schnüffelbohrung aufweist, so daß die Schließstellung in einem Schnüffelzyklus ermittelt werden kann. Es versteht sich, daß der Motor bei betätigter Bremse und voll geöffneter Kupplung oder auch bei betätigter Bremse, eingelegtem Neutralgang und voll geschlossener Kupplung gestartet werden kann, wobei im ersteren Fall vor dem Schließen der Kupplung in den Neutralgang geschaltet werden muß.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 9 wird der Vorteil erzielt, daß in entsprechenden Betriebsphasen des Motors, die während des Fahrzeugsbetriebs immer wieder auftreten, ein Schnüffelzyklus durchgeführt wird, so daß Auswirkungen einer Erwärmung des Fluids der Hydraulikstrecke und dadurch möglicherweise bedingte Greifpunktverschiebungen ausgeglichen werden können.
Der Anspruch 10 ist auf ein vorteilhaftes Verfahren zum Ermitteln der Betätigungskraft der Kupplung gerichtet.
Der Anspruch 11 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Temperatur des Kupplungsaktors. Die Erfindung, die auf alle Arten von motorisch betätigten Kupplungen anwendbar ist, wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung,
Figur 2 eine gegenüber Figur 1 abgeänderte Betätigungsvorrichtung,
Figur 3 eine Kraft-Weg-Kennlinie eines Betätigungsgliedes für eine Kupplung,
Figur 4 eine Spannung-Weg-Kennlinie eines Aktors zur Betätigung einer Kupplung,
Figur 5 eine Drehzahl-Weg-Kennlinie eines Aktors zur Betätigung einer Kupplung,
Figuren 6 und 7 Kurven zur Erläuterung der Ermittlung einer Kupplungsbetätigungskraft,
Figur 8 eine Schar von Drehzahl-Drehmoment-Kennlinien eines Elektromotors,
Figur 9 eine Prinzipdarstellung eines an sich bekannten Antriebsstrangs eines
Kraftfahrzeuges mit zugehörigem Steuergerät,
Figur 10 eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit hydraulischer Strecke,
Figur 11 eine Kraft-Weg-Kennlinie der Betätigungsvorrichtung gemäß Figur 10.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich jeweils auf Kupplungen, die beispielsweise in einem Antriebsstrang gemäß Figur 9 enthalten sind und die von einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor unter Zwischenschaltung unterschiedlicher Übertragungseinrichtungen betätigt werden.
Figur 1 zeigt ein erstes Beispiel einer mechanischen Übertragungsstrecke ohne integrierte Nachstellung. Ein Kupplungsaktor 56, beispielsweise ein Elektromotor, bewegt linear einen Stößel 58, der gelenkig mit einer Ausrückgabel 60 verbunden ist, die wiederum ge- lenkig mit einem Ausrücklager 62 der Kupplung 4 verbunden ist. Das Ausrücklager 62 ist linear beweglich und befindet sich in der dargestellten Stellung im Abstand von Tellerfederzungen 64 der Kupplung, bei deren Bewegung gemäß Figur 1 nach links die im dargestellten Zustand vollständig geschlossene Kupplung geöffnet wird. Die kinematische Zu- Ordnung ist derart, daß das Ausrücklager 62 jeweils in eine Stellung bewegbar ist, in der es sich in einem Abstand von den Tellerfederzungen 64 befindet, so daß bei Inbetriebsetzen des Kupplungsaktors 56 aus einer Nullstellung heraus das Ausrücklager 62 zunächst im wesentlichen kraftlos nach links bewegt wird und dann gegen den Widerstand der Tel- lerfedem die Kupplung öffnet. Auf diese Weise ist die Kraft-Weg-Kennlinie des Ausrückla- gers 62 ähnlich der in Figur 10 angegebenen.
Figur 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung. Sie unterscheidet sich von der der Figur 1 dadurch, daß die Ausrückgabel 60 ein zweiarmiger Hebel ist und das Ausrücklager 62 von einer Vorlastfeder 70 mit einer deutlich schwächeren Kraft als die der Tellerfederzungen 64 in Anlage an die Tellerfederzungen 64 gedrängt wird. Der Stößel 58 ist mit der Ausrückgabel 60 über ein Zugseil 68 verbunden, das in Ausgangsstellung des Aktors 56 lose durchhängt. Wie ohne weiteres verständlich, ergibt sich auch mit der Ausführungsform gemäß Figur 2 eine Kraft-Weg-Kennlinie gemäß Figur 10 für die Verstellung des Stößels 58 in Richtung des mit s bezeichneten Pfeils der Figur 2.
Abhängig von der kinematischen Gestaltung des Aktors und der Ausführung einer Kompensationsfeder sind verschiedene Kraft-Weg-Kennlinien für die Verstellung des Stößels 58 realisierbar.
Figur 3 zeigt eine Kraft-Weg-Kennlinie, die im Bereich 1 eine nur schwach von dem Stellweg abhängige Kraft aufweist und im Bereich 2, in dem die Kupplung verstellt wird, zunächst bei zunehmender Öffnung der Kupplung stark zunimmt und dann nach Durchlaufen eines Maximums abnimmt bis die Kupplung voll geöffnet ist und beim Schließen bei gleichem grundsätzlichen Veriauf mit Hysterese sich zum Bereich 1 zurückbewegt. Ein solcher Kennlinienverlauf läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass in die Anordnung der Fig. 1 eine gestrichelt eingezeichnete Feder 72 eingefügt wird, die zwischen der Ausrückgabel 60 und einer gehäusefesten Abstützung wirkt. Der gekrümmte Kennlinien- verlauf des Bereiches 2, der sich dem linearen Verlauf des Bereiches 1 überlagert, ist durch entsprechende Ausbildung der Tellerfedern realisiert.
a) Schließstellungsermittlung
Die Stelle P (Figur 3 entsprechend der Stelle A der Figur 10), in der der Bereich 1 in den Bereich 2 übergeht und die der Schließstellung der Kupplung entspricht, kann infolge der auf beiden Seiten unterschiedlichen Kennlinie bzw. Verhältnisse genau detektiert werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 ist es beispielsweise möglich, am Druckraum 46 einen Drucksensor anzubringen, der das Ansteigen des Drucks anzeigt, oder ein Verschwenken des Ausrückhebels 54 mit einem Sensor zu erfassen. Die jeweils zugehörige Stellung des Stellungsgebers 32 (Figur 9) kann im Steuergerät 14 gespeichert werden, so daß die Schließstellung der Kupplung in Form der Drehstellung des Aktors genau bekannt ist.
Vorteilhaft kann die Position P durch unmittelbares Abgreifen von Betriebsparametern des Elektromotors bzw. Aktors 56 ermittelt werden. Beispielsweise kann aus einem jeweiligen Drehzahl- und Spannungsverlauf des Elektromotors das aktuelle Lastmoment errechnet werden, das der Kraft entspricht, wenn die Massenträgheit des Elektromotors bei instatio- nären Vorgängen herausgerechnet wird.
Wenn der Elektromotor mit konstanter Drehzahl betrieben wird, ergibt sich bei einem Kennlinieverlauf gemäß Figur 3 ein Verlauf der Spannung U, mit der der Elektromotor betrieben wird, gemäß Figur 4. Dabei ist die Betätigungsrichtung entsprechend dem in Figur 4 dargestellten Pfeil. Der Knick der Spannung U kann vom Steuergerät 14 erfaßt werden und die Drehstellung, die der Elektromotor an der Knickstelle hat, wird als Schließstellung P gespeichert.
Figur 5 zeigt die Situation für den Fall, dass der Elektromotor mit konstanter Spannung betrieben wird und seine Drehzahl n erfaßt wird. Die Kurve l.gibt den Fall an, bei dem der Elektromotor mit verhältnismäßig großer Spannung betrieben wird; dabei ist der Knick in der Drehzahl-Weg-Kennlinie stark verrundet, wohingegen die Kurve II die Verhältnisse bei kleiner Spannung angibt, bei der der Knick an der Stelle P deutlich ausgeprägt ist. Es versteht sich, daß die Schließstellung der Kupplung auch bei der Anordnung gemäß Figur 10 (Stellung des Elektromotors 43 derart, daß sich der Kolben 38 an der Stelle A befindet) ebenfalls nach den Prinzipien der Figuren 4 und 5 ermittelt werden kann, wobei bei Betätigen der Kupplung in Schließrichtung sich an der Stelle A das vom Motor aufzubringende Drehmoment plötzlich ändert.
Vorteilhaft ist, insbesondere, wenn die vom Aktor aufzubringende Kraft im Bereich 1 sehr klein ist, wie bei einer hydraulischen Strecke gem. Fig. 10, den Aktor derart zu betätigen, dass er in dem Bereich, in dem der Übergang zwischen dem Bereich 1 und dem Bereich 2 liegt, derart zu betätigen, dass der Richtungsbewegung vom Bereich 1 in den Bereich 2 oder umgekehrt eine Schwingung bzw. Hin- und Herbewegung mit vorbestimmter Amplitude oder vorbestimmtem Drehmoment überlagert wird. Aus der Leistungsaufnahme des Aktors während einer Periode der Schwingung oder der Bewegungsantwort bei vorbe- stimmten Drehmoment kann die Stelle A (Fig. 10) oder P (Fig. 3) genau ermittelt werden.
Betätigungszyklen der Kupplung, innerhalb der die Schließstellung der Kupplung ermittelt werden kann, lassen sich während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs immer dann einfügen, wenn eine Betätigung der Kupplung aus der Schließstellung in eine zumindest teil- weise geöffnete Stellung möglich ist, ohne daß der Fahrer das merkt, beispielsweise bei stillstehenden Fahrzeug und eingelegtem Nullgang, wobei zusätzlich die Bremse vom Fahrer oder von einem ABS System oder Fahrzeugstabilisierungssystem betätig sein kann, bei im Nullgang rollendem Fahrzeug oder auch kurzzeitig bei mit geringem Antriebsmoment betriebenen Fahrzeug.
Eine genaue Kenntnis der Schließstellung der Kupplung bzw. des Ausgangspunktes oder Nullpunktes von deren Betätigung ist wichtig, weil der Greifpunkt der Kupplung beim Anfahren oder beim Schalten rasch angefahren werden muß, was dadurch möglich ist, daß der Abstand zwischen Schließstellung der Kupplung und Greifpunkt der Kupplung (Kupp- lungsstellung, bei der ein vorgegebenes, kleines Drehmoment übertragen wird) im Steuergerät 14 abgespeichert ist, so daß bei bekannter Lage der Schließstellung der Greifpunkt durch entsprechende Ansteuerung des Aktors sofort angefahren werden kann. Da sich der Abstand zwischen Greifpunkt und Schließstellung durch unterschiedlichste Ein- flüsse, beispielsweise aufgrund von Setzverlusten oder thermisch bedingt, ändert, muß sowohl die Schließstellung als auch die Greifstellung der Kupplung aktualisiert werden.
Dabei kann, wenn nach einer Greifpunktadaption keine Nullpunkts- bzw. Schließstel- lungsadaption möglich ist, der Abstand zwischen Greifpunkt und Schließstellung zunächst als konstant angenommen werden und die im Steuergerät 14 abgelegte Schließstellung entsprechend einer Verschiebung des Greifpunktes bei dessen Aktualisierung verschoben werden, bis eine erneute Aktualisierung der Schließstellung erfolgt und der Abstand gegebenenfalls korrigiert wird. Umgekehrt kann, wenn nach einer Schließstellungaktualisierung keine Greifpunktaktualisierung möglich ist, der Greifpunkt zunächst entsprechend der aktualisierten Schließstellung verschoben werden und erst später aktualisiert werden, wobei dann gegebenenfalls auch der Abstand zwischen Greifpunkt und Schließpunkt aktualisiert wird, b) Betätigungskraftermittlung
Für viele Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, die Betätigungskraft der Kupplung zu kennen, um Verstellgeschwindigkeiten, die das Schalt- und/oder Anfahrverhalten beeinflussen, durch entsprechend andere Ansteuerung des Elektromotors einhalten zu können. Des weiteren können Veränderungen der Betätigungskräfte auf Fehler in der Kupplung hin- deuten.
Bei Kraft-Weg-Kennlinien mit zwei unterschiedlichen Bereichen, wie beispielsweise gemäß den Figuren 3 und 11, ist es möglich, die Betätigungskraft dadurch zu ermitteln, daß zunächst die erforderliche Betätigungskraft bzw. das zur Verstellung erforderliche Dreh- moment des Motors im Bereich 1 durch Messung eines entsprechenden Betriebsparameters des Motors ermittelt wird und dann der entsprechende Betriebsparameter in dem Bereich 2 gemessen wird, um aus der bekannten Kraft im Bereich 1 und den Beziehungen zwischen den Betriebsparametern im Bereich 1 und im Bereich 2 auf die Kraft im Bereich 2 zu schließen. Im allgemeinen verändert sich die Betätigungskraft im Bereich 1 während der Einsatzdauer der Kupplung wenig, so daß eine verhältnismäßig genaue Bestimmung der Betätigungskraft im Bereich 2 möglich ist. Es versteht sich, daß die Kraft im Bereich 1 nicht absolut bestimmt werden muß, sondern aus Veränderungen der Beziehungen zwi- schen den Betriebsparametern im Bereich und im Bereich 2 auf relative Kraftveränderungen im Bereich 2 geschlossen werden kann.
Eine Beispiel einer Testroutine zur Ermittlung der Betätigungskraft der Kupplung wird an- hand der Fig. 6 und 7 erläutert, die die Spannung des Elektromotors 56 abhängig vom Stellweg s zusammen mit der jeweiligen Stellrichtung (Pfeil) darstellen.
- In einem Betriebszustand, in dem mit sehr kleinem Moment gefahren wird oder sich das Getriebe in Neutralstellung befindet, wird die Kupplung über das Ausrückkraft- maximum (Figur 3) hinaus voll geöffnet werden;
- die Kupplung wird voll geschlossen (Durchfahren des Bereiches 1), wobei der Elektromotor mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird, sodass die Spannung U ein Maß für die aufgebrachte Kraft ist. Die zum Durchfahren des Bereiches 1 (in der einen oder anderen Richtung) anliegende Spannung U wird als Ui gespeichert (Fig. 6);
- nach rechsseitigem Durchfahren des Bereiches 1 wird der Bereich 2 wiederum mit konstanter Geschwindigkeit über das Ausrückkraftmaximum hinaus durchfahren. Die während dieser Bewegung aufgetretene maximale Ankerspannung Umax wird ermittelt und gespeichert (Fig. 7). - Anschließend wird die maximale Ausrückkraft Fmaχ unter Zuhilfenahme der bekannten Kompensationskraft Fi im Bereich 1 und der Kompensationskraft Fsmax an der Stelle der maximalen Ausrückkraft und der gespeicherten Spannungen nach folgender Formel berechnet:
Fmax = (Umaχ/Uι) X ^ + Fsmaχ.
Es versteht sich, daß auch instationäre Ermittlungsverfahren möglich sind, wobei dabei dynamische Anteil infolge von Massenträgheit herausgerechnet werden. Die vorgenannten oder ähnliche Betätigungsermittlungen durch Vergleich der Betätigungskraft mit der Kompensationskraft ist insbesondere für eine Kupplung mit gezielter Überwegnachstellung (keine Selbstnachstellung) von Bedeutung. Durch den Vergleich der Betätigungskraft mit der weitgehend unveränderlichen Kompensationskraft kann der Verschleißzustand der Kupplung und damit die Notwendigkeit einer gezielten Nachstellung detektiert werden. Eine Nachstellnotwendigkeit ist gegeben, wenn die Betätigungskraft um ein vorbestimmtes Maß angewachsen ist.
c) Temperaturermittlung
Für viele Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, die Temperatur des Elektromotors zu kennen, der die Kupplung betätigt. Beispielsweise ist das maximale Drehmoment des Motors und damit die maximale Kraft zum Verstellen der Kupplung von der Temperatur abhängig, so daß die Kupplungsverstellgeschwindigkeit, die im Zusammenwirken von Laststellglied- betätigung des Motors und gegebenenfalls Getriebebetätigung berücksichtigt wird, Grenzen hat.
Die Temperatur des Elektromotors kann anhand des Spannungs-Drehzahlverlaufs ermittelt werden, den der Motor beim Durchfahren des Bereiches , bei dem nur gegen die in ihrem Verhalten weitgehend konstante Kompensationsfeder gearbeitet wird, ermittelt wird und der Spannungs-Drehzahlveriauf mit abgespeicherten temperaturabhängigen Kennfeldern des Elektromotors verglichen wird.
Figur 8 zeigt eine Schar von Kennlinien K für verschiedene Temperaturen T, die die Ab- hängigkeit der Drehzahl n vom Motormoment M, jeweils bei einer Referenzspannung URβf angeben.
Die Temperatur des Elektromotors kann, wie folgt, ermittelt werden:
- Zunächst wird die Kupplung vollständig geschlossen. Dann wird der Bereich 1 mit kleiner und konstanter Drehzahlvorgabe niest durchfahren.
- Der Betriebspunkt des Aktors, d.h. die Ankerspannung UτΘst wird ermittelt, wobei das zugehörige Moment Mjest durch die Kompensationsfeder konstruktiv vorgegeben ist.
- Aus dem ermittelten Testbetriebspunkt MTest, nτest, der bei der Spannung Uτest ermittelt wurde, wird der Referenzspannung URef, die beispielsweise die maximal mögli- che Spannung ist, gehörende Referenzbetriebspunkt MRΘf, nRef nach folgenden
Formeln ermittelt:
MRβf = (URef/UTest) X MTest
nRef = (URΘf/Uτest) X ntest
- Der ermittelte Referenzbetriebspunkt wird in das Kennfeld der Figur 8 eingetragen. Die zugehörige Kennlinie gibt die Temperatur des Motors an, mit der die Kupplung bei maximaler Ankerspannung betrieben werden kann. Die beispielhaft beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können in vielfältiger Weise abgeändert werden. Die Kupplung kann in kinematischer Umkehr eine Kupplung sein, die im nicht betätigten Zustand offen ist. Der Aktor muss nicht ein Elektromotor sein; er kann hydraulisch, pneumatisch oder sonstwie sein. Die Sensorbestückung kann anderer Art sein usw.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegens- tand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche
1. Kupplungsbetatigungsvomchtung, insbesondere zur Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, enthaltend einen motorischen Kupplungsaktor zum Betätigen eines Betätigungsgliedes und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen der Bewegung des Betätigungsgliedes auf ein in einer Kupplung enthaltenes, gegen die Kraft einer Kupplungsfeder bewegbares Bauteil zum Verstellen der Kupplung aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung, welche Übertragungseinrichtung ei- nen ersten Bereich aufweist, innerhalb dessen eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Kupplungsöffnungsrichtung keine Verstellung der Kupplung aus der Schließstellung bewirkt, und einen zweiten Bereich aufweist, innerhalb dessen die Bewegung des Betätigungsgliedes zu einer Verstellung der Kupplung führt, wobei die Ü- bertragungseinrichtung eine mechanische Losstrecke enthält, welche innerhalb des ersten Bereiches aufgebraucht wird.
2. Kupplungsbetatigungsvomchtung nach Anspruch 1 , enthaltend eine Kompensationsfedereinrichtung, welche eine Bewegung des Betätigungsgliedes innerhalb des ersten Bereiches entsprechend einer ersten Kraft-Weg-Kennlinie herbeiführt, der sich in dem zweiten Bereich eine Kraft-Weg-Kennlinie der Kupplungsverstellung ü- berlagert.
3. Verfahren zum Ermitteln der Schließstellung einer Kupplung, die von einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit einem motorischen Kupplungsaktor zum Betätigen eines Betätigungsgliedes betätigt wird, welches Betätigungsglied über eine Übertragungseinrichtung mit einem in der Kupplung enthaltenen, gegen die Kraft einer Kupplungsfeder bewegbaren Bauteil zum Verstellen der Kupplung aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung verbunden ist, welche Übertragungseinrichtung einen ersten Bereich aufweist, innerhalb dessen eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Kupplungsöffnungsrichtung keine Verstellung der Kupplung aus der Schließstellung bewirkt, und einen zweiten Bereich aufweist, innerhalb dessen die Bewegung des Betätigungsgliedes zu einer Verstellung der
Kupplung führt, bei welchem Verfahren der Kupplungsaktor derart betätigt wird, daß zumindest der Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich durchfahren wird, ein sich beim Übergang von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich in vorbestimmter Weise ändernder Parameter erfasst wird und als Schließstellung die Stellung gewertet wird, bei der sich der Parameter in der vorbestimmten Weise ändert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Betätigung des Kupplungsaktors eine Schwingung mit gegenüber dem Betätigungshub kleiner Amplitude aufgeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , 3 oder 4, wobei die Übertragungseinrichtung eine hydraulische Strecke mit einer Schnüffelbohrung enthält und die Schließstellung der Kupplung durch einen Schnüffelzyklus ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei als der Parameter der Hydraulikdruck stromabwärts der Schnüffelbohrung erfasst wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der erfasste Parameter wenigstens ein Betriebsparameter des Kupplungsaktors ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Schließstellung der Kupplung unmittelbar nach einem Einschalten der Steuereinheit, vor dem Anlassen, der über die Kupplung mit einem Antriebsstrang verbunden ist, und vor einem ersten
Öffnen und anschließendem Schließen der Kupplung bis zu ihrem Greifpunkt erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schließstellung bei laufendem Motor, stillstehendem Fahrzeug und betätigter Bremse sowie ggfs. von einem Betätigungssystem kurzzeitig auf Neutral geschaltetem Getriebe ermittelt wird.
10. Verfahren zum Ermitteln der Betätigungskraft einer Kupplung, die von einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit einem motorischen Kupplungsaktor zum Betätigen eines Betätigungsgliedes betätigt wird, welches Be- tätigungsglied über eine Übertragungseinrichtung mit einem in der Kupplung enthaltenen, gegen die Kraft einer Kupplungsfeder bewegbaren Bauteil zum Verstellen der Kupplung aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung verbunden ist, welche Übertragungseinrichtung einen ersten Bereich aufweist, innerhalb dessen eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Kupplungsöffnungsrichtung keine Verstellung der Kupplung aus der Schließstellung bewirkt, und einen zweiten Bereich aufweist, innerhalb dessen die Bewegung des Betätigungsgliedes zu einer Verstellung der Kupplung führt, wobei eine Kraft-Weg-Kennlinie des Betätigungsgliedes in dem ersten Bereich verschieden von der im zweiten Bereich ist, bei welchem Verfahren während des Durchfahrens zumindest eines Teils des ersten Bereiches ein der von dem Kupplungsaktor aufzubringenden vorbekannten Kraft entsprechender Betriebsparameter des Kupplungsaktors ermittelt wird, während des Durchfahrens zumindest eines Teils des zweiten Bereiches ein der von dem Kupplungsaktor aufzubringenden Betätigungskraft entsprechender Betriebsparameter des Kupplungsaktors ermittelt wird, und die Betätigungskraft aus der vorbekannten Kraft und den ermittelten Betriebsparametern bestimmt wird.
11.Verfahren zum Ermitteln der Temperatur eines Kupplungsaktors, insbesondere e- lektromotorischen Kupplungsaktors, zur Betätigung einer Kupplung, welcher Kupplungsaktor ein Betätigungsgliedes betätigt, das über eine Übertragungsein- richtung mit einem in der Kupplung enthaltenen, gegen die Kraft einer Kupplungsfeder bewegbaren Bauteil zum Verstellen der Kupplung aus einer Schließstellung in eine Öffnungssteüung verbunden ist, weiche Übertragungseinrichtung einen ersten Bereich aufweist, innerhalb dessen eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Kupplungsöffnungsrichtung keine Verstellung der Kupplung aus der Schließstellung bewirkt, und einen zweiten Bereich aufweist, innerhalb dessen die Bewegung des
Betätigungsgliedes zu einer Verstellung der Kupplung führt, wobei eine Kraft-Weg- Kennlinie des Betätigungsgliedes in dem ersten Bereich verschieden von der im zweiten Bereich ist, bei welchem Verfahren während des Durchfahrens zumindest eines Teils des ersten Bereiches wenigstens ein Betriebsparameter des Kupplungsaktors gemessen wird, der von der Temperatur des Kupplungsaktors abhängt, der wenigstens eine Betriebsparameter mit in ihrer Temperaturabhängigkeit gespeicherten Betriebsparameter verglichen wird und die Temperatur desjenigen gespeicherten Betriebsparameters als die Temperatur des Kupplungsaktors gewonnen wird, der mit dem gemessenen Betriebsparameter übereinstimmt.
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