WO2018177645A1 - Clutch device for a motor vehicle, and method for operating a clutch device - Google Patents

Clutch device for a motor vehicle, and method for operating a clutch device Download PDF

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WO2018177645A1
WO2018177645A1 PCT/EP2018/053448 EP2018053448W WO2018177645A1 WO 2018177645 A1 WO2018177645 A1 WO 2018177645A1 EP 2018053448 W EP2018053448 W EP 2018053448W WO 2018177645 A1 WO2018177645 A1 WO 2018177645A1
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clutch
motor vehicle
holding device
coupling
coupling device
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PCT/EP2018/053448
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Daniel Lepczyk
Maximilian Dietrich
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Audi Ag
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    • F16D2500/5128Driver workload reduction

Definitions

  • the invention relates to a coupling device for a motor vehicle and a method for operating a coupling device specified in the preamble of the independent claims.
  • a coupling device for a motor vehicle is equipped with manual transmissions with mechanical or hydraulic foot-operated clutch. These are compared to automatic transmissions reliable, cost-effective and are often also low consumption with optimal operation.
  • clutches in which an additional actuator in a pressure line can open and close the clutch by applying energy.
  • so-called “clutch-by-wire systems” are known in which a pedal power plate completely replaces a hydraulic system. These systems make it possible to open and close a clutch with a different dynamic or characteristic, so that the clutch is actuated differently, for example during start-up, during shifts during travel and during sailing operation.
  • the manual clutch has the disadvantage that the process of closing the clutch is often difficult for many drivers to use, which can lead to jerking or even stalling of the engine. This becomes more problematic the more torque the engine has.
  • a manual clutch does not support consumption-reducing sailing, in which the engine decoupled from the transmission and continue to operate at idle or even disabled. Because for sailing, the clutch pedal would have to be permanently pedaled in a manual clutch, which would be relatively exhausting and uncomfortable for the driver.
  • An automated clutch has the particular disadvantage that it is relatively complicated and expensive.
  • DE 10 2006 006 064 A1 shows a system and a method for determining the engagement point of a clutch. By pressing a clutch pedal, a driver can engage and disengage the clutch, ie open and close.
  • the system can detect when the clutch is engaged, so a transmission is coupled to an engine of the relevant motor vehicle by closing the clutch.
  • the vehicle may have an automatic transmission, so that changes gears without manual operation of the clutch pedal and the clutch can be opened and closed accordingly.
  • the determined during manual operation of the clutch pedal engagement point of the clutch can be used to operate the automatic transmission.
  • DE 10 2006 006 064 A1 shows a method for determining the current gripping point of a manually operated clutch. By determining the current gripping point of the clutch, a driver of the vehicle can be assisted, so that the risk of engine stalling is minimized.
  • WO 02/35109 shows a semi-automatic actu bare coupling.
  • the clutch can be manually operated conventionally by pedaling and releasing a clutch pedal.
  • the clutch can also be operated semi-automatically by means of a button attached to a knob.
  • Semiautomatic in this context means that by pressing the button, the clutch is opened, and as soon as the button is released, this spring-loaded automatically moves back to its original position. With the back movement of the button then automatically goes along with the fact that the clutch is closed again. This allows a driver to choose whether to open and close the clutch in a conventional way by operating the clutch pedal or, alternatively, to open and close it by pressing the button.
  • the clutch device according to the invention for a motor vehicle comprises a clutch for connecting and disconnecting an internal combustion engine and manual transmission of the motor vehicle. Furthermore, the coupling device comprises an actuating device, which is movable by a manual application of force from a rest position into an actuating position and thereby causes an opening of the clutch.
  • the coupling device according to the invention is characterized in that it comprises an automatic holding device which is adapted to keep the clutch open when the actuator is loaded with no more force, and to allow a closing of the clutch until at least one predetermined closing condition is satisfied for the clutch.
  • the force input or the energy input to open or release the clutch must always come from the driver.
  • the actuator is a clutch pedal
  • the driver still has to depress the clutch pedal to move it from its at-rest position to the leaky operating position to thereby manually open the clutch.
  • the clutch will only be closed if the automatic holding device permits it.
  • the automatic holding device initially keeps the clutch open until at least one predetermined closing condition for the clutch has been met.
  • the closing of the clutch which always takes place automatically in the case of the clutch device according to the invention, can be linked to the same conditions as with conventional automatic clutches, for example in automated transmissions with a converter clutch or even double-clutch transmissions.
  • the coupling device according to the invention enables the combination of cost-effective manual transmissions with an automatically closing clutch, which can also be kept open by the driver by means of the automatic holding device without force entry.
  • force Vehicles with manual transmission the operation can be greatly facilitated by the use of the coupling device according to the invention, since it is no longer the driver how well the opened clutch is coupled again or closed. For example, starting operations with the motor vehicle can always take place without jerking and stalling of the internal combustion engine.
  • the engagement when switching itself is also facilitated because the automatic holding device ensures that the clutch is closed as optimally as possible again.
  • the automatic holding device Due to the automatic holding device, it is also possible to provide different characteristics for the automatic closing of the clutch by means of the automatic holding device, for example in order to drive particularly sportily and to shift or to drive and turn particularly gently.
  • fuel-saving technologies such as sailing or even a hybrid use of internal combustion engine and electric motor can be realized by means of the coupling device according to the invention also in manual transmissions.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the closing of the clutch causes an adjustment of the actuator from the Bet Trents- t Trentswolf back to the rest position.
  • the movement of the actuating device can be coupled back from the manually effect operating position in the rest position to the closing of the clutch.
  • the automatic holding device causes an automatic closing of the clutch, so for example, a previously depressed clutch pedal is automatically returned to its initial position, ie in its rest position. This can bring with it the advantage that a driver who was previously used to fully manual actuation of the clutch can become accustomed to the clutch device particularly quickly, in which the clutch is kept open and closed automatically.
  • the closing of the clutch is decoupled from an adjustment of the actuating device from the actuating position back to the rest position. For example, it may be provided that as soon as a driver has passed the clutch pedal and his foot again from Clutch pedal decreases, the clutch pedal spring-loaded swing back to its original position, the closing of the clutch or keep open the clutch remains untouched. Thus, no additional energy must be expended to hold the clutch pedal while the clutch is kept open.
  • the coupling device comprises a controllable by means of the actuator hydraulic clutch actuation system for opening the clutch and the holding device for automatically holding and closing the clutch has a designed as a hydraulic throttle mechanism, which is part of the hydraulic Kupplungsbetuschists- system is.
  • the automatic holding device preferably also comprises an actuator, by means of which the hydraulic throttle can be actuated.
  • the hydraulic throttle can be easily regulated or controlled in the presence of the hydraulic clutch actuation system, the open and closed the open clutch.
  • the automatic holding device may also have a control device which is adapted to actuate the actuator, as a result, the hydraulic see throttle operated accordingly and the holding open and closing of the clutch is controlled.
  • the said hydraulic throttle is particularly well suited to the automatic hold open and close the clutch to control.
  • an alternative advantageous embodiment of the invention provides that the actuator is purely mechanically coupled to the clutch and the holding device for automatically holding and closing the clutch has a designed as an adjustable friction element mechanism, which in response to the position of the friction element a return movement of the actuator and / or the coupling inhibits different degrees.
  • the automatic holding device may also have a control device and an actuator, wherein the control device is adapted to control the actuator accordingly to adjust the said friction element.
  • the friction element may be a type of friction clutch which, depending on the application of force by the said actuator, prevents the previously opened clutch from closing or makes it possible to close the clutch.
  • the friction element can, for example, the return movement of the actuator supply device, so for example, the clutch pedal, inhibit, this being for the automatic control of the closing movement and keeping open the clutch, provided that the movement of the actuator is coupled back to its rest position to the closing movement of the clutch. If, on the other hand, the closing movement of the coupling is decoupled from the adjustment movement of the actuating device back into the rest position, then the friction element acts directly on the coupling such that the closing movement of the coupling can be influenced directly by the adjustment of the friction element. By means of such a friction element, the holding open and closing of the coupling can take place in a particularly simple manner.
  • the holding device for keeping open and close the clutch by means of an electrical energy storage and / or taking advantage of a be provided by a shift intake pressure with energy versorg bar.
  • both components can be supplied, for example, from a battery of the motor vehicle with energy.
  • the pressure which anyway arises at the intake manifold of the internal combustion engine, to be used to supply the holding device and in particular the said actuator of the holding device with energy.
  • the advantage of the second approach is that no electrical energy must be diverted directly from, for example, the battery of the motor vehicle.
  • the holding device is adapted to automatically close the clutch when the actuator is no longer actuated by a vehicle occupant and / or a gear selector lever has been moved to a position associated with a particular gear of the transmission is.
  • the automatic holding device thus causes a closing of the clutch as soon as the driver takes his foot again from the clutch pedal or this no longer applied with such a strong force that it remains in the deflected operating position.
  • the automatic holding device is adapted to check whether the actuator is no longer actuated by the vehicle occupant and / or the gear selector lever has been positioned accordingly, so that a gear has been inserted cleanly, the clutch can be timely and automatically by means of the holding device are closed.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is set up to set a characteristic according to which it automatically closes the clutch, as a function of at least one of the following boundary conditions:
  • the internal combustion engine is to be connected to the transmission after a sailing operation by an actuation of a brake pedal or an accelerator pedal;
  • the automatic holding device can thus detect whether the motor vehicle is to start straight from standstill.
  • the holding device can make the automatic closing of the clutch, in particular with regard to the structure of the clutch pressure, so that the motor vehicle can start smoothly and in particular without stalling the internal combustion engine.
  • the automatic holding device can also detect whether just a gear has been upshifted or switched back to adjust the automatic engagement accordingly. This allows automatic engagement without jerking.
  • the automatic holding device can also take into account a currently existing clutch slippage in order to close the clutch either faster or slower. Acceleration of the motor vehicle during the gear change can also be taken into account to adapt the characteristics of the structure of the clutch pressure and generally the closing operation of the clutch thereto.
  • a driver in the motor vehicle can select different driving modes, for example sporty, comfortable, energy-saving and the like.
  • the automatic holding device adapted to the currently selected driving mode, can adjust the characteristic as it automatically closes the clutch. If, for example, a sporty driving mode is selected, then the clutch is closed very quickly to allow a particularly quick gear change, the jerk-free and comfortable engagement of the clutch can have little or no emphasis. If, on the other hand, the driver has selected a comfortable driving mode, then the automatic holding device can close the clutch particularly gently and slowly so that, for example, when there is a gear change, as far as possible no jolt passes through the motor vehicle.
  • the automatic holding device can also detect whether the internal combustion engine is to be connected after a sailing operation either by an operation of a brake pedal or by pressing an accelerator pedal to the transmission. Depending on whether the driver has just braked or accelerated to interrupt the sailing operation, the characteristic of the closing process of the clutch can be adjusted. In particular, in connection with the interruption of a sailing operation, the holding device can also take into account how much torque a starter can provide. Taking into account the torque which can be provided by the starter, the closing operation of the clutch can be adjusted such that the engine is additionally towed and thereby started by closing the clutch.
  • the automatic holding device is adapted to take into account a difference between a current engine speed and a speed required for the engaged gear, for example when downshifting, in order to optimally adapt the closing of the clutch to these circumstances.
  • the automatic holding device can be set up to take into account all boundary conditions which are relevant to how the clutch should be closed automatically in the best possible way to allow a particularly optimal gear change, adapted to the situation.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is adapted, as soon as the clutch has been opened, to activate a sailing operation of the motor vehicle, in which the holding device automatically keeps the clutch open. A driver can easily activate, for example, by passing the clutch of sailing operation.
  • the holding device is adapted to deactivate the internal combustion engine of the motor vehicle during the sailing operation. This can save a lot of fuel.
  • the holding device is adapted to issue a request to a driver of the motor vehicle at an impending speed limit to take the foot off the accelerator pedal and actuate the actuation device to a sailing operation of the motor vehicle
  • the holding device is also configured to automatically close the clutch for terminating the sailing operation as soon as a signal for activating a coasting operation of the internal combustion engine is output in accordance with an operating strategy of the motor vehicle.
  • the automatic holding device is configured to execute a predictive coasting strategy. Seaming a speed limit, he is asked driver to go off the throttle and kick the clutch.
  • the drive then sails until the operating strategy dictates a transition to the engine thrust operation, whereupon the holding device automatically closes the clutch again.
  • the automatic holding device can thus ensure that the motor vehicle can roll out to achieve a speed limit as energy optimized as possible in sailing operation, in time the clutch is closed again to take advantage of the engine brake, so no unnecessary Wear on the brake system of the motor vehicle occurs.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is adapted to initiate a purely electric driving operation of the motor vehicle as soon as the actuating device has been deflected into the actuating position in which the clutch is opened. For example, this may be coupled to the selection of a specific operating mode of the motor vehicle. Then, when the driver passes through the clutch, the holding device automatically changes to the purely electric driving mode in which the internal combustion engine is deactivated. This makes it possible for the driver in a particularly convenient way to activate the electric driving.
  • the holding device is adapted to initiate a hybrid driving operation with switched on internal combustion engine as soon as a torque request exceeds a predetermined threshold value. If the driver, for example, the accelerator pedal relatively strong while the motor vehicle is still operated in the purely electric driving, the holding device can automatically connect the engine, close the clutch again, so that the engine can be used virtually seamlessly to the desired by the driver Torque request to meet.
  • the motor vehicle according to the invention comprises the coupling device according to the invention or an advantageous embodiment of the coupling device according to the invention.
  • the manually opened clutch is kept open by means of the automatic holding device and only automatically closed when at least one predetermined closing condition for the clutch is met.
  • Advantageous embodiments of the coupling device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa, wherein the coupling device in particular comprises means for carrying out the method steps.
  • the drawing shows in the single figure a schematic representation of a motor vehicle with an internal combustion engine, a manual transmission and an electric motor, wherein the motor vehicle is a semi-automatic see coupling device which is adapted to automatically hold the clutch open and close automatically.
  • a motor vehicle 1 comprises an internal combustion engine 2, which can be coupled via a clutch 3 with a manual transmission 4.
  • the clutch can be manually opened by means of a clutch pedal 5 serving as an actuating device. By stepping the clutch 5, it can be moved from a rest position to a deflected operating position, whereby the clutch 5 is opened.
  • the motor vehicle 1 comprises a mechanism 6, by means of which the clutch 3 is kept open and can also be closed automatically.
  • an actuator 7 is provided which can be controlled by means of a control device 8 in order to keep the manually opened clutch 3 open and also to close it automatically.
  • the mechanism 6, the actuator 7 and the control device 8 together form an automatic holding device 9, which is adapted to keep the clutch 3 open when the clutch pedal 5 is loaded with no more force, and only then closing the clutch 3 - Let, if at least a predetermined closing condition for the clutch 3 is met.
  • the clutch 3, the clutch pedal 5 and the holding device 9 together form a coupling device 10 of the motor vehicle 1.
  • the motor vehicle 1 also comprises an electric motor 1 1, by means of which the motor vehicle 1 can be driven in addition to the internal combustion engine 2.
  • the clutch device 10 it is possible for the clutch device 10 to have a hydraulic clutch actuating system which can be activated by means of the clutch pedal 5 and not shown here for opening the clutch 3.
  • the mechanism 6 for keeping open and close the clutch 3 is in the form of a hydraulic throttle, which is part of the hydraulic clutch actuation system.
  • the actuator 7 can actuate the mechanism 6, which is designed as a hydraulic throttle, in order to bring about automatic keeping open and also automatic closing of the clutch 3.
  • the clutch pedal 5 is purely mechanically coupled to the clutch 3.
  • the mechanism 6 for holding open and closing the clutch 3 is formed in the form of an adjustable friction element.
  • the actuator 7 can actuate the mechanism 6, designed as a friction element, in order to effect an automatic holding open and also an automatic closing of the clutch 3. Step by step, the actuator 7 that he friction element adjusted so that holds the clutch pedal 3 in the worn position until the control device 8 in actuator 7 so controls that the friction element of the type is moved that the clutch pedal 5 in its unloaded starting position returns, as a result, the clutch 3 is closed.
  • the closing of the clutch 3 causes an adjustment of the clutch pedal 5 from the stepped operating position back to the rest position, in which the clutch pedal 5 is usually located when a driver does not the clutch 5 occurs.
  • the closing of the clutch 3 is decoupled from an adjustment of the clutch pedal 5 from the worn operating position back to the rest position.
  • clutch 3 can then be automatically closed by means of the holding device 9 when the driver has taken his foot off the clutch pedal 5 and has simultaneously made a gear change.
  • the fact that a gear change has been made can be determined, for example, by a sensor system which detects in which position a gear selector lever (not shown here) is located within a shift gate.
  • the holding device 9, in particular the control device 8 and the actuator 7, can be supplied with electrical energy, for example by means of a battery of the motor vehicle 1, not shown here. Alternatively or additionally, it is also possible for the holding device 9 to be supplied with energy by utilizing a pressure provided by a variable-displacement intake manifold (not illustrated here).
  • the holding device 9 is adapted to set a characteristic according to which the clutch 3 is closed, in dependence on a plurality of boundary conditions. For example, the control device 8 detect whether the motor vehicle 1 is just starting from a standstill.
  • control device 8 controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the mechanism 6 automatically closes the clutch 3 so that the motor vehicle 1 is jerk-free and, above all, without Stalling of the internal combustion engine 2 can start.
  • the control device 8 can also detect whether the driver has just switched up a gear in the manual transmission 4 or downshifted a gear. Depending on what the driver has just done for a gear change, the control device controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the previously manually opened clutch 3 is closed optimally as possible.
  • the control device 8 can also observe a clutch slip or even a deviation between a current engine speed of the internal combustion engine 2 and a predetermined desired idle speed. Furthermore, the control device 8 can also detect how the motor vehicle 1 is being accelerated in order to close the manually opened clutch 3 adapted to the current acceleration of the motor vehicle 1. Furthermore, it is also possible that the driver for the motor vehicle 1 can select different driving modes, such as a sports mode, a comfort mode or even an eco mode. The control device 8 can in turn adjust to the currently selected driving mode. If the motor vehicle 1 is operated in sports mode, then the control device 8 activates the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the clutch 3 is closed particularly quickly in order to enable rapid and thus sporty gear changes. If, on the other hand, the motor vehicle 1 is currently being operated in comfort mode, the control device controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the clutch 3 is closed so that the driver does not notice anything at all.
  • different driving modes such as a sports mode, a comfort mode or even an
  • the holding device 9 can operate the motor vehicle 1 automatically in a sailing mode, in which - after the clutch 3 has been opened by pedaling the clutch pedal 5 - the clutch 3 is kept open so that the engine 2 is permanently decoupled from the transmission 4.
  • the driver 9 also deactivates the internal combustion engine 2 for the duration of the sailing operation. If the driver actuates the brake pedal or the accelerator pedal during the sailing mode, this registers the control device 8, this depending on whether the brake pedal or the accelerator pedal has been entered, the clutch 3 closes differently.
  • the retaining device 9 can also observe a torque which can be provided by a starter, not shown here, which the starter can apply to start the internal combustion engine 2.
  • the holding device 9 can close the clutch 3 in such a way that the deactivated internal combustion engine 2 is towed, ie started, not only by the starter but also by the coupling with the transmission 4 via the closing of the clutch 3.
  • the holding device 9 can also issue an invitation to the driver of the motor vehicle 1 to take his foot off the accelerator pedal and to actuate the clutch pedal in order to start a sailing operation of the motor vehicle 1 even at an impending speed limit.
  • the holding device 9 can automatically close the clutch 3 for terminating the sailing operation as soon as a signal for activating a pushing operation of the internal combustion engine 2 is output in accordance with a predetermined operating strategy of the motor vehicle 1. If the driver drives with the motor vehicle 1, for example, at 100 km / h on the highway and approaches a local entrance, he is initiated by the control device 8, for example via loudspeaker of the motor vehicle 1 prompted to take his foot off the accelerator pedal and the clutch 3 through Stepping on the clutch pedal 5 to open manually.
  • the control device 8 by corresponding activation of the actuator 7 by means of the mechanism 6, ensures that the clutch 3 remains automatically open, as a result the motor vehicle 1 in the direction of local entry in the sailing mode, ie in the case of a decoupled internal combustion engine 2, rolls. If the motor vehicle 1 still approaches the entrance to the village, the holding device 9 automatically re-engages the clutch 3 so that it is braked in time by the braking effect of the internal combustion engine 2 to 50 km / h until reaching the town entrance. In addition, it is also possible that the holding device 9 initiates a purely electric driving operation of the motor vehicle 1, as soon as the clutch pedal 5 has been passed and thereby the clutch 3 has been opened.
  • the internal combustion engine 2 is then deactivated and the electric motor 1 1 activated, so that the motor vehicle 1 is moved purely electrically. If the driver during the purely electrical operation of the motor vehicle 1, for example, the accelerator pedal very strong, thus generating a high torque request, which exceeds a predetermined threshold, the holding device 9 switches the engine 2 automatically and automatically closes the clutch 3, so that the motor vehicle 1 in a hybrid driving changes. Due to the common system performance of internal combustion engine 2 and electric motor 1 1, the high torque request of the driver can then be easily met.
  • the semi-automatic coupling device 10 thus allows a particularly intelligent operation of the motor vehicle 1, as is usually only possible with automatic transmissions, although in the motor vehicle 1, a manual transmission 4 is installed.
  • For the holding device 9 only ensures that the once opened clutch 3 kept open taking into account a variety of boundary conditions and also is automatically closed.

Abstract

The invention relates to a clutch device (10) for a motor vehicle (1), comprising a clutch (3) for connecting and separating an internal combustion engine (2) and a manual gearbox (4) of the motor vehicle (1); an actuating device (5) which, by manual application of force, is movable from a rest position into an actuation position and thus effects an opening of the clutch (3); wherein the clutch device (10) comprises an automatic holding device (9) which is designed to hold the clutch (3) open when force is no longer applied to the actuating device (5) and to permit a closure of the clutch (3) only when at least one predefined closing condition for the clutch (3) is satisfied. The invention furthermore relates to a method for operating a clutch device (10).

Description

Kupplungsvorrichturtg für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Kupplungsvorrichtung  Kupplungsvorrichturtg for a motor vehicle and method for operating a coupling device
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplungsvorrichtung der in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Art. Derzeit werden etwa die Hälfte der Kraftfahrzeuge weltweit mit Handschaltgetrieben mit mechanischer oder hydraulischer mit dem Fuß zu betätigender Kupplung ausgestattet. Diese sind gegenüber Automatikgetrieben zuverlässiger, kostengünstiger und sind bei optimaler Betätigung sogar oftmals auch verbrauchsärmer. Es existieren auch automatisierte Kupplungen, bei denen ein zusätzlicher Aktuator in einer Druckleitung die Kupplung durch Energieeintrag öffnen und schließen kann. Des Weiteren sind auch sogenannte "Clutch-by-Wire-Systeme" bekannt, bei denen ein Pedalkraftsteller eine Hydraulik vollständig ersetzt. Diese Systeme erlauben es, eine Kupplung mit einer unterschiedlichen Dynamik bzw. Charakteristik zu öffnen und zu schließen, sodass die Kupplung beispielsweise beim Anfahren, bei Schaltvorgängen während der Fahrt und beim Segelbetrieb unterschiedlich betätigt wird. The invention relates to a coupling device for a motor vehicle and a method for operating a coupling device specified in the preamble of the independent claims. Currently, about half of the motor vehicles worldwide are equipped with manual transmissions with mechanical or hydraulic foot-operated clutch. These are compared to automatic transmissions reliable, cost-effective and are often also low consumption with optimal operation. There are also automated clutches in which an additional actuator in a pressure line can open and close the clutch by applying energy. Furthermore, so-called "clutch-by-wire systems" are known in which a pedal power plate completely replaces a hydraulic system. These systems make it possible to open and close a clutch with a different dynamic or characteristic, so that the clutch is actuated differently, for example during start-up, during shifts during travel and during sailing operation.
Die manuelle Kupplung hat den Nachteil, dass der Vorgang des Schließens der Kupplung oftmals für viele Fahrer schwer zu bedienen ist, weshalb es zum Rucken oder sogar Abwürgen des Motors kommen kann. Dies wird umso problematischer, je mehr Drehmoment der Motor hat. Zudem unterstützt eine manuelle Kupplung nicht das verbrauchsmindernde Segeln, bei welchem der Motor vom Getriebe entkoppelt und im Leerlauf weiterbetrieben oder sogar deaktiviert wird. Denn zum Segeln müsste bei einer manuellen Kupplung das Kupplungspedal dauerhaft getreten sein, was für den Fahrer relativ anstrengend und unangenehm wäre. Eine automatisierte Kupplung hingegen hat vor allem den Nachteil, dass sie relativ aufwendig und teuer ist. Die DE 10 2006 006 064 A1 zeigt ein System und ein Verfahren zum Bestimmen des Einrückpunkts einer Kupplung. Ein Fahrer kann durch Betätigung eines Kupplungspedals die Kupplung einrücken und ausrücken, also öffnen und schließen. Das System kann dabei erfassen, wann die Kupplung eingerückt wird, also ein Getriebe mit einem Motor des betreffenden Kraftfahrzeugs durch Schließen der Kupplung gekoppelt wird. Zudem wird beschrieben, dass das Fahrzeug ein Automatikgetriebe aufweisen kann, so das ohne manuelle Betätigung des Kupplungspedals Gänge gewechselt und die Kupplung entsprechend geöffnet und geschlossen werden kann. Dabei kann der bei manueller Betätigung des Kupplungspedals ermittelte Einrückpunkt der Kupplung verwendet werden, um das Automatikgetriebe zu betreiben. The manual clutch has the disadvantage that the process of closing the clutch is often difficult for many drivers to use, which can lead to jerking or even stalling of the engine. This becomes more problematic the more torque the engine has. In addition, a manual clutch does not support consumption-reducing sailing, in which the engine decoupled from the transmission and continue to operate at idle or even disabled. Because for sailing, the clutch pedal would have to be permanently pedaled in a manual clutch, which would be relatively exhausting and uncomfortable for the driver. An automated clutch, however, has the particular disadvantage that it is relatively complicated and expensive. DE 10 2006 006 064 A1 shows a system and a method for determining the engagement point of a clutch. By pressing a clutch pedal, a driver can engage and disengage the clutch, ie open and close. The system can detect when the clutch is engaged, so a transmission is coupled to an engine of the relevant motor vehicle by closing the clutch. In addition, it is described that the vehicle may have an automatic transmission, so that changes gears without manual operation of the clutch pedal and the clutch can be opened and closed accordingly. In this case, the determined during manual operation of the clutch pedal engagement point of the clutch can be used to operate the automatic transmission.
Die DE 10 2006 006 064 A1 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Greifpunktes einer manuell betätigten Kupplung. Durch Ermittlung des aktu- eilen Greifpunktes der Kupplung kann ein Fahrer des Fahrzeugs unterstützt werden, sodass die Gefahr eines Abwürgens des Motors minimiert wird. DE 10 2006 006 064 A1 shows a method for determining the current gripping point of a manually operated clutch. By determining the current gripping point of the clutch, a driver of the vehicle can be assisted, so that the risk of engine stalling is minimized.
Die WO 02/35109 zeigt eine halbautomatisch betätig bare Kupplung . Einerseits kann die Kupplung konventionell durch Treten und Loslassen eines Kupplungspedals manuell betätigt werden. Andererseits kann die Kupplung auch halbautomatisch mittels eines an einem Schaltknauf angebrachten Knopfs betätigt werden. Halbautomatisch in diesem Zusammenhang bedeutet, dass durch Drücken des Knopfs die Kupplung geöffnet wird, wobei sobald der Knopf losgelassen wird, dieser federbelastet automatisch wieder in seine Ausgangsstellung zurück bewegt wird. Mit der Zurückbewegung des Knopfs geht dann automatisch auch einher, dass die Kupplung wieder geschlossen wird. Ein Fahrer hat dadurch die Wahl, ob er die Kupplung ganz konventionell durch Betätigung des Kupplungspedals öffnen und schließen oder alternativ durch Betätigung des Knopf öffnen und schließen möchte. WO 02/35109 shows a semi-automatic actu bare coupling. On the one hand, the clutch can be manually operated conventionally by pedaling and releasing a clutch pedal. On the other hand, the clutch can also be operated semi-automatically by means of a button attached to a knob. Semiautomatic in this context means that by pressing the button, the clutch is opened, and as soon as the button is released, this spring-loaded automatically moves back to its original position. With the back movement of the button then automatically goes along with the fact that the clutch is closed again. This allows a driver to choose whether to open and close the clutch in a conventional way by operating the clutch pedal or, alternatively, to open and close it by pressing the button.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Vorteile einer rein manuellen Kupplungsbetätigung und einer rein automatischen Kupplungsbetätigung vereint. It is the object of the present invention to provide a coupling device and a method of operating a coupling device which combines the advantages of a purely manual clutch actuation and a purely automatic clutch actuation.
Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsvorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a coupling device and by a method for operating a coupling device having the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Kupplung zum Verbinden und Trennen eines Verbrennungsmotors und manuellen Getriebes des Kraftfahrzeugs. Des Weiteren umfasst die Kupplungsvorrichtung eine Betätigungseinrichtung, die durch eine manuelle Kraftbeaufschlagung aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist und dadurch ein Öffnen der Kupplung bewirkt. Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine automatische Halteeinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Kupplung geöffnet zu halten, wenn die Betätigungseinrichtung mit keiner Kraft mehr beaufschlagt wird, und ein Schließen der Kupplung erst dann zuzulassen, wenn zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung erfüllt ist. The clutch device according to the invention for a motor vehicle comprises a clutch for connecting and disconnecting an internal combustion engine and manual transmission of the motor vehicle. Furthermore, the coupling device comprises an actuating device, which is movable by a manual application of force from a rest position into an actuating position and thereby causes an opening of the clutch. The coupling device according to the invention is characterized in that it comprises an automatic holding device which is adapted to keep the clutch open when the actuator is loaded with no more force, and to allow a closing of the clutch until at least one predetermined closing condition is satisfied for the clutch.
Es handelt sich also um eine teilautomatisierte bzw. halbautomatische Kupplungsvorrichtung, wobei der Krafteintrag bzw. der Energieeintrag zum Öffnen bzw. Lösen der Kupplung nach wie vor immer vom Fahrer kommen muss. Falls es sich bei der Betätigungseinrichtung um ein Kupplungspedal handelt, muss der Fahrer also nach wie vor das Kupplungspedal durchtreten, um dieses von seiner Ruhestellung in die durchgetretene Betätigungsstellung zu bewegen, um dadurch ein Öffnen der Kupplung auf manuelle Art zu bewirken. Nimmt der Fahrer dann seinen Fuß von dem Kupplungspedal, so wird die Kupplung nur dann geschlossen, wenn die automatische Halteeinrichtung dies auch zulässt. Sobald der Fahrer also das Kupplungspedal nicht mehr belastet wird nicht wie bei einer manuellen Kupplung die Kupplung wieder geschlossen. Stattdessen hält die automatische Halteeinrichtung die Kupplung zunächst einmal so lange geöffnet, bis zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung erfüllt ist. Grundsätzlich kann das Schlie- ßen der Kupplung, welches bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung immer automatisch erfolgt, an die gleichen Bedingungen geknüpft werden wie bei herkömmlichen automatischen Kupplungen, beispielsweise bei automatisierten Getrieben mit Wandlerkupplung oder auch Doppelkupplungsgetrieben. So it is a semi-automatic or semi-automatic coupling device, the force input or the energy input to open or release the clutch must always come from the driver. Thus, if the actuator is a clutch pedal, the driver still has to depress the clutch pedal to move it from its at-rest position to the leaky operating position to thereby manually open the clutch. If the driver then takes his foot off the clutch pedal, the clutch will only be closed if the automatic holding device permits it. As soon as the driver no longer loads the clutch pedal, the clutch is not closed again, as in the case of a manual clutch. Instead, the automatic holding device initially keeps the clutch open until at least one predetermined closing condition for the clutch has been met. In principle, the closing of the clutch, which always takes place automatically in the case of the clutch device according to the invention, can be linked to the same conditions as with conventional automatic clutches, for example in automated transmissions with a converter clutch or even double-clutch transmissions.
Die erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ermöglicht die Kombination von kostengünstigen Handschaltgetrieben mit einer automatisch schließenden Kupplung, welche zudem mittels der automatischen Halteeinrichtung auch ohne Krafteintrag vom Fahrer offengehalten werden kann. Bei Kraft- fahrzeugen mit Handschaltgetriebe kann durch Einsatz der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung die Bedienung erheblich erleichtert werden, da es nicht mehr am Fahrer liegt, wie gut die geöffnete Kupplung wieder eingekoppelt beziehungsweise geschlossen wird. Beispielsweise können dadurch Anfahrvorgänge mit dem Kraftfahrzeug immer ohne Ruckeln und Abwürgen des Verbrennungsmotors erfolgen. Das Einkuppeln beim Schalten an sich wird dadurch auch erleichtert, da die automatische Halteeinrichtung dafür sorgt, dass die Kupplung möglichst optimal wieder geschlossen wird. Durch die automatische Halteeinrichtung ist es zudem auch möglich, verschiedens- te Charakteristiken für das automatische Schließen der Kupplung mittels der automatischen Halteeinrichtung vorzusehen, beispielsweise um besonders sportlich anzufahren und zu schalten oder besonders sanft anzufahren und zu schalten. Darüber hinaus können verbrauchssparende Technologien, beispielsweise das Segeln oder auch eine hybride Verwendung von Ver- brennungsmotor und Elektromotor, mittels der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung auch bei Handschaltgetrieben realisiert werden. The coupling device according to the invention enables the combination of cost-effective manual transmissions with an automatically closing clutch, which can also be kept open by the driver by means of the automatic holding device without force entry. In force Vehicles with manual transmission, the operation can be greatly facilitated by the use of the coupling device according to the invention, since it is no longer the driver how well the opened clutch is coupled again or closed. For example, starting operations with the motor vehicle can always take place without jerking and stalling of the internal combustion engine. The engagement when switching itself is also facilitated because the automatic holding device ensures that the clutch is closed as optimally as possible again. Due to the automatic holding device, it is also possible to provide different characteristics for the automatic closing of the clutch by means of the automatic holding device, for example in order to drive particularly sportily and to shift or to drive and turn particularly gently. In addition, fuel-saving technologies, such as sailing or even a hybrid use of internal combustion engine and electric motor can be realized by means of the coupling device according to the invention also in manual transmissions.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Schließen der Kupplung eine Verstellung der Betätigungseinrichtung von der Betä- tigungsstellung zurück in die Ruhestellung bewirkt. Mit anderen Worten kann also die Bewegung der Betätigungseinrichtung zurück von der manuell bewirken Betätigungsstellung in die Ruhestellung an das Schließen der Kupplung gekoppelt sein. Bewirkt also die automatische Halteeinrichtung ein automatisches Schließen der Kupplung, so wird beispielsweise ein zuvor durchgetretenes Kupplungspedal automatisch auch in seine Ausgangsstellung, also in seine Ruhestellung, zurückgeführt. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass ein Fahrer, der zuvor eine vollständig manuelle Betätigung der Kupplung gewöhnt war, sich besonders schnell an die Kupplungsvorrichtung gewöhnen kann, bei welcher das Offenhalten und Schließen der Kupp- lung automatisch erfolgt. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das ein Kupplungspedal so lange mittels der automatischen Halteeinrichtung festgehalten werden kann, wie die Kupplung durch die automatische Halteeinrichtung offengehalten wird. Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Schließen der Kupplung von einer Verstellung der Betätigungseinrichtung von der Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung entkoppelt ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass sobald ein Fahrer das Kupplungspedal durchgetreten hat und seinen Fuß wieder vom Kupplungspedal nimmt, das Kupplungspedal federbelastet in seine Ausgangsstellung zurück schwingt, wobei das Schließen der Kupplung bzw. Offenhalten der Kupplung davon unberührt bleibt. Es muss also keine zusätzliche Energie aufgewendet werden, um das Kupplungspedal festzuhalten solange die Kupplung offengehalten wird. An advantageous embodiment of the invention provides that the closing of the clutch causes an adjustment of the actuator from the Betigungs- tigungsstellung back to the rest position. In other words, therefore, the movement of the actuating device can be coupled back from the manually effect operating position in the rest position to the closing of the clutch. Thus, the automatic holding device causes an automatic closing of the clutch, so for example, a previously depressed clutch pedal is automatically returned to its initial position, ie in its rest position. This can bring with it the advantage that a driver who was previously used to fully manual actuation of the clutch can become accustomed to the clutch device particularly quickly, in which the clutch is kept open and closed automatically. In particular, provision may be made for the clutch pedal to be retained by means of the automatic holding device for as long as the clutch is kept open by the automatic holding device. According to an alternative advantageous embodiment of the invention, it is provided that the closing of the clutch is decoupled from an adjustment of the actuating device from the actuating position back to the rest position. For example, it may be provided that as soon as a driver has passed the clutch pedal and his foot again from Clutch pedal decreases, the clutch pedal spring-loaded swing back to its original position, the closing of the clutch or keep open the clutch remains untouched. Thus, no additional energy must be expended to hold the clutch pedal while the clutch is kept open.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kupplungsvorrichtung ein mittels der Betätigungseinrichtung ansteuerbares hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem zum Öffnen der Kupplung aufweist und die Halteeinrichtung zum automatischen Offenhalten und Schließen der Kupplung einen als hydraulische Drossel ausgebildeten Mechanismus aufweist, welcher Teil des hydraulischen Kupplungsbetätigungs- systems ist. Die automatische Halteeinrichtung umfasst vorzugsweise zudem einen Aktor, mittels welchem die hydraulische Drossel betätigt werden kann. Mittels der hydraulischen Drossel kann auf einfache Weise bei Vorliegen des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems das Offenhalten und Schließen der geöffneten Kupplung reguliert bzw. gesteuert werden. Ferner kann die automatische Halteeinrichtung noch eine Steuereinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den Aktor zu betätigen, infolgedessen die hydrauli- sehe Drossel entsprechend betätigt und das Offenhalten und Schließen der Kupplung gesteuert wird. Sofern die Kupplung also hydraulisch unterstützt geöffnet werden kann, eignet sich die besagte hydraulische Drossel besonders gut dazu, dass automatische Offenhalten und Schließen der Kupplung zu steuern. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the coupling device comprises a controllable by means of the actuator hydraulic clutch actuation system for opening the clutch and the holding device for automatically holding and closing the clutch has a designed as a hydraulic throttle mechanism, which is part of the hydraulic Kupplungsbetätigungs- system is. The automatic holding device preferably also comprises an actuator, by means of which the hydraulic throttle can be actuated. By means of the hydraulic throttle can be easily regulated or controlled in the presence of the hydraulic clutch actuation system, the open and closed the open clutch. Furthermore, the automatic holding device may also have a control device which is adapted to actuate the actuator, as a result, the hydraulic see throttle operated accordingly and the holding open and closing of the clutch is controlled. Thus, if the clutch can be opened hydraulically assisted, the said hydraulic throttle is particularly well suited to the automatic hold open and close the clutch to control.
Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Betätigungseinrichtung rein mechanisch mit der Kupplung gekoppelt ist und die Halteeinrichtung zum automatischen Offenhalten und Schließen der Kupplung einen als verstellbares Reibelement ausgebildeten Mechanismus aufweist, welcher in Abhängigkeit von der Stellung des Reibelements eine Rückstellbewegung der Betätigungseinrichtung und/oder der Kupplung unterschiedlich stark hemmt. In diesem Fall kann die automatische Halteeinrichtung ebenfalls eine Steuereinrichtung und einen Aktor aufweisen, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Aktor entsprechend anzu- steuern, um das besagte Reibelement zu verstellen. Bei dem Reibelement kann es sich um eine Art Reibkupplung handeln, welche je nach Kraftbeaufschlagung durch den besagten Aktor das Schließen der zuvor geöffneten Kupplung verhindert oder das Schließen der Kupplung ermöglicht. Das Reibelement kann dabei beispielsweise die Rückstellbewegung der Betäti- gungseinrichtung, also beispielsweise des Kupplungspedals, hemmen, wobei dies zur automatischen Steuerung der Schließbewegung und Offenhaltung der Kupplung dient, sofern die Bewegung der Betätigungseinrichtung zurück in ihre Ruhestellung an die Schließbewegung der Kupplung gekoppelt ist. Sollte hingegen die Schließbewegung der Kupplung von der Verstellbewegung der Betätigungseinrichtung in die Ruhestellung zurück entkoppelt sein, so greift das Reibelement unmittelbar derart an der Kupplung an, dass die Schließbewegung der Kupplung direkt durch die Verstellung des Reibelements beeinflusst werden kann. Mittels eines derartigen Reibelements kann das Offenhalten und Schließen der Kupplung auf besonders einfache Weise erfolgen. An alternative advantageous embodiment of the invention provides that the actuator is purely mechanically coupled to the clutch and the holding device for automatically holding and closing the clutch has a designed as an adjustable friction element mechanism, which in response to the position of the friction element a return movement of the actuator and / or the coupling inhibits different degrees. In this case, the automatic holding device may also have a control device and an actuator, wherein the control device is adapted to control the actuator accordingly to adjust the said friction element. The friction element may be a type of friction clutch which, depending on the application of force by the said actuator, prevents the previously opened clutch from closing or makes it possible to close the clutch. The friction element can, for example, the return movement of the actuator supply device, so for example, the clutch pedal, inhibit, this being for the automatic control of the closing movement and keeping open the clutch, provided that the movement of the actuator is coupled back to its rest position to the closing movement of the clutch. If, on the other hand, the closing movement of the coupling is decoupled from the adjustment movement of the actuating device back into the rest position, then the friction element acts directly on the coupling such that the closing movement of the coupling can be influenced directly by the adjustment of the friction element. By means of such a friction element, the holding open and closing of the coupling can take place in a particularly simple manner.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halteeinrichtung zum Offenhalten und Schließen der Kupplung mittels eines elektrischen Energiespeichers und/oder unter Ausnutzung eines von einem Schaltsaugrohr bereitstellbaren Drucks mit Energie versorg bar ist. Wenn die Halteeinrichtung die vorstehend bereits erwähnte Steuereinrichtung und den Aktor aufweist, können beide Komponenten beispielsweise aus einer Batterie des Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der am Schaltsaugrohr des Verbrennungsmotors ohnehin entstehende Druck dafür genutzt wird, die Halteeinrichtung und insbesondere den besagten Aktor der Halteeinrichtung mit Energie zu versorgen. Der Vorteil bei der zweiten Vorgehensweise besteht darin, dass keine elektrische Energie direkt aus beispielsweise der Batterie des Kraftfahrzeugs abgezweigt werden muss. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the holding device for keeping open and close the clutch by means of an electrical energy storage and / or taking advantage of a be provided by a shift intake pressure with energy versorg bar. If the holding device has the above-mentioned control device and the actuator, both components can be supplied, for example, from a battery of the motor vehicle with energy. Alternatively or additionally, it is possible for the pressure, which anyway arises at the intake manifold of the internal combustion engine, to be used to supply the holding device and in particular the said actuator of the holding device with energy. The advantage of the second approach is that no electrical energy must be diverted directly from, for example, the battery of the motor vehicle.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, die Kupplung automatisch zu schließen, wenn die Betätigungseinrichtung nicht mehr von einem Fahrzeuginsassen betätigt wird und/oder ein Gangwahlhebel in eine einem bestimmten Gang des Getriebes zugeordnete Stellung bewegt worden ist. Im einfachsten Fall bewirkt die automatische Halteeinrichtung also ein Schließen der Kupplung sobald der Fahrer seinen Fuß wieder von dem Kupplungspedal nimmt bzw. dieses nicht mehr mit einer so starken Kraft beaufschlagt, dass es in der ausgelenkten Betätigungsstellung verbleibt. Vorzugsweise wird dabei mittels der automatischen Halteeinrichtung aber auch noch berücksichtigt, ob der Fahrer bei dem manuellen Getriebe des Kraftfahrzeugs auch einen Gang eingelegt hat, indem überprüft wird, ob der Gangwahlhebel in einer bestimmten Position der Schaltgasse angeordnet worden ist, sodass ein bestimmter Gang auch sauber eingelegt ist. Dadurch, dass die automatische Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob die Betätigungseinrichtung nicht mehr von dem Fahrzeuginsassen betätigt wird und/oder der Gangwahlhebel entsprechend positioniert worden ist, sodass ein Gang sauber eingelegt worden ist, kann die Kupplung bei Bedarf rechtzeitig und automatisch mittels der Halteeinrichtung geschlossen werden. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the holding device is adapted to automatically close the clutch when the actuator is no longer actuated by a vehicle occupant and / or a gear selector lever has been moved to a position associated with a particular gear of the transmission is. In the simplest case, the automatic holding device thus causes a closing of the clutch as soon as the driver takes his foot again from the clutch pedal or this no longer applied with such a strong force that it remains in the deflected operating position. Preferably, however, it is also considered by means of the automatic holding device whether the driver has also engaged a gear in the manual transmission of the motor vehicle by checking whether the gear selector lever is arranged in a specific position of the shift gate has been so that a certain course is also inserted clean. Characterized in that the automatic holding device is adapted to check whether the actuator is no longer actuated by the vehicle occupant and / or the gear selector lever has been positioned accordingly, so that a gear has been inserted cleanly, the clutch can be timely and automatically by means of the holding device are closed.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Charakteristik, gemäß welcher diese die Kupplung automatisch schließt, in Abhängigkeit von zumindest einer der folgenden Randbedingungen einzustellen: A further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is set up to set a characteristic according to which it automatically closes the clutch, as a function of at least one of the following boundary conditions:
das Kraftfahrzeug fährt aus dem Stillstand an;  the motor vehicle starts from a standstill;
es wurde ein Gang hochgeschaltet oder zurückgeschaltet;  a gear was upshifted or switched back;
- einem Kupplungsschlupf; - a clutch slip;
einer Abweichung zwischen Motordrehzahl und Soll-Leerlaufdrehzahl; einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs;  a deviation between engine speed and target idle speed; an acceleration of the motor vehicle;
einem ausgewählten Fahrmodus des Kraftfahrzeugs;  a selected driving mode of the motor vehicle;
der Verbrennungsmotor soll nach einem Segelbetrieb durch eine Betäti- gung eines Bremspedals oder eines Fahrpedals mit dem Getriebe verbunden;  the internal combustion engine is to be connected to the transmission after a sailing operation by an actuation of a brake pedal or an accelerator pedal;
bereitstellbares Drehmoment eines Anlassers für den Verbrennungsmotor. Die automatische Halteeinrichtung kann also erfassen, ob das Kraftfahrzeug gerade aus dem Stillstand anfahren soll. In dem Fall kann die Halteeinrichtung das automatische Schließen der Kupplung, insbesondere im Hinblick auf den Aufbau des Kupplungsdrucks, so vornehmen, dass das Kraftfahrzeug ruckfrei und insbesondere auch ohne Abwürgen des Verbrennungsmo- tors anfahren kann. Zudem kann die automatische Halteeinrichtung auch erfassen, ob gerade ein Gang hochgeschaltet oder zurückgeschaltet worden ist, um das automatische Einkuppeln entsprechend anzupassen. Dadurch kann das automatische Einkuppeln ruckfrei erfolgen. Ferner kann die automatische Halteeinrichtung auch einen gerade vorhandenen Kupplungs- schlupf berücksichtigen, um die Kupplung entweder schneller oder langsamer zu schließen. Eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs während des Gangwechsels kann ebenfalls berücksichtigt werden, um die Charakteristik des Aufbaus des Kupplungsdrucks und allgemein den Schließvorgang der Kupplung daran anzupassen. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass ein Fahrer bei dem Kraftfahrzeug verschiedene Fahrmodi, beispielsweise sportlich, komfortabel, energiesparend und dergleichen, auswählen kann. In dem Fall kann die automatische Halteeinrichtung angepasst an den gerade ausgewählten Fahrmodus die Charakteristik anpassen, wie diese die Kupplung automatisch schließt. Ist beispielsweise ein sportlicher Fahrmodus ausgewählt, so wird die Kupplung besonders schnell geschlossen, um einen besonders schnellen Gangwechsel zu ermöglichen, wobei das ruckfreie und komfortable Einrücken der Kupplung wenig bis gar nicht im Vordergrund stehen kann. Hat der Fahrer hingegen einen komfortablen Fahrmodus ge- wählt, so kann die automatische Halteeinrichtung die Kupplung besonders sanft und langsam schließen, sodass beispielsweise bei einem Gangwechsel möglichst gar kein Ruck durchs Kraftfahrzeug geht. Ferner kann die automatische Halteeinrichtung auch erkennen, ob der Verbrennungsmotor nach einem Segelbetrieb entweder durch eine Betätigung eines Bremspedals oder durch Betätigung eines Fahrpedals mit dem Getriebe verbunden werden soll. Je nachdem, ob der Fahrer gerade gebremst hat oder Gas gegeben hat, um den Segelbetriebs unterbrechen, kann die Charakteristik des Schließvorgangs der Kupplung angepasst werden. Insbesondere kann im Zusammenhang mit der Unterbrechung eines Segelbetriebs auch durch die Halteein- richtung berücksichtigt werden, wie viel Drehmoment ein Anlasser bereitstellen kann. Unter Berücksichtigung des durch den Anlassers bereitstellbaren Drehmoments kann der Schließvorgang der Kupplung derart angepasst werden, dass der Motor zusätzlich noch durch Schließen der Kupplung angeschleppt und dadurch angelassen wird. Ferner ist es auch möglich, dass die automatische Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Differenz zwischen einer aktuellen Motordrehzahl und einer für den eingelegten Gang erforderlichen Drehzahl, zum Beispiel beim Herunterschalten, zu berücksichtigen, um dann das Schließen der Kupplung möglichst optimal an diese Umstände anzupassen. An sich kann die automatische Halteeinrichtung dazu eingerichtet sein, sämtliche Randbedingungen zu berücksichtigen, welche relevant dafür sind, wie die Kupplung am besten automatisch geschlossen werden sollte, um situationsangepasst einen besonders optimalen Gangwechsel zu ermöglichen. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, sobald die Kupplung geöffnet worden ist, einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs zu aktivieren, bei welchem die Halteeinrichtung die Kupplung automatisch geöffnet hält. Ein Fahrer kann beispielsweise durch Durchtreten der Kupplung ganz einfach die Aktivierung des Segelbetriebs aktivieren. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs während des Segelbetriebs zu deaktivieren. Dadurch kann besonders viel Treibstoff eingespart werden. Provided torque of a starter for the internal combustion engine. The automatic holding device can thus detect whether the motor vehicle is to start straight from standstill. In this case, the holding device can make the automatic closing of the clutch, in particular with regard to the structure of the clutch pressure, so that the motor vehicle can start smoothly and in particular without stalling the internal combustion engine. In addition, the automatic holding device can also detect whether just a gear has been upshifted or switched back to adjust the automatic engagement accordingly. This allows automatic engagement without jerking. Furthermore, the automatic holding device can also take into account a currently existing clutch slippage in order to close the clutch either faster or slower. Acceleration of the motor vehicle during the gear change can also be taken into account to adapt the characteristics of the structure of the clutch pressure and generally the closing operation of the clutch thereto. In particular, it can also be provided a driver in the motor vehicle can select different driving modes, for example sporty, comfortable, energy-saving and the like. In that case, the automatic holding device, adapted to the currently selected driving mode, can adjust the characteristic as it automatically closes the clutch. If, for example, a sporty driving mode is selected, then the clutch is closed very quickly to allow a particularly quick gear change, the jerk-free and comfortable engagement of the clutch can have little or no emphasis. If, on the other hand, the driver has selected a comfortable driving mode, then the automatic holding device can close the clutch particularly gently and slowly so that, for example, when there is a gear change, as far as possible no jolt passes through the motor vehicle. Furthermore, the automatic holding device can also detect whether the internal combustion engine is to be connected after a sailing operation either by an operation of a brake pedal or by pressing an accelerator pedal to the transmission. Depending on whether the driver has just braked or accelerated to interrupt the sailing operation, the characteristic of the closing process of the clutch can be adjusted. In particular, in connection with the interruption of a sailing operation, the holding device can also take into account how much torque a starter can provide. Taking into account the torque which can be provided by the starter, the closing operation of the clutch can be adjusted such that the engine is additionally towed and thereby started by closing the clutch. Further, it is also possible that the automatic holding device is adapted to take into account a difference between a current engine speed and a speed required for the engaged gear, for example when downshifting, in order to optimally adapt the closing of the clutch to these circumstances. As such, the automatic holding device can be set up to take into account all boundary conditions which are relevant to how the clutch should be closed automatically in the best possible way to allow a particularly optimal gear change, adapted to the situation. A further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is adapted, as soon as the clutch has been opened, to activate a sailing operation of the motor vehicle, in which the holding device automatically keeps the clutch open. A driver can easily activate, for example, by passing the clutch of sailing operation. In particular, it can be provided that the holding device is adapted to deactivate the internal combustion engine of the motor vehicle during the sailing operation. This can save a lot of fuel.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, bei einer bevorstehenden Geschwindigkeitsbegrenzung eine Aufforderung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs auszugeben, den Fuß vom Fahrpedal zu nehmen und die Betäti- gungseinrichtung zu betätigen, um einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs zu beginnen, wobei die Halteeinrichtung zudem dazu eingerichtet ist, die Kupplung zum Beenden des Segelbetriebs automatisch wieder zu schließen, sobald gemäß einer Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs ein Signal für das Aktivieren eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors ausgegeben wird. Mit anderen Worten ist die automatische Halteeinrichtung dazu eingerichtet, eine prädiktive Ausrollstrategie auszuführen. Naht eine Geschwindigkeitsbegrenzung, wird er Fahrer aufgefordert, vom Gas zu gehen und die Kupplung zu treten. Der Antrieb segelt dann so lange, bis die Betriebsstrategie einen Übergang in den Motorschubbetrieb vorgibt, woraufhin die Halteeinrichtung die Kupplung automatisch wieder schließt. Obwohl das Kraftfahrzeug nur mit einem manuellen Getriebe ausgestattet ist, kann die automatische Halteeinrichtung also dafür sorgen, dass das Kraftfahrzeug bis zum Erreichen einer Geschwindigkeitsbegrenzung möglichst energieoptimiert im Segelbetrieb ausrollen kann, wobei rechtzeitig die Kupplung wieder geschlossen wird, um die Motorbremse auszunutzen, sodass kein unnötiger Verschleiß an der Bremsanlage des Kraftfahrzeugs auftritt. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the holding device is adapted to issue a request to a driver of the motor vehicle at an impending speed limit to take the foot off the accelerator pedal and actuate the actuation device to a sailing operation of the motor vehicle In addition, the holding device is also configured to automatically close the clutch for terminating the sailing operation as soon as a signal for activating a coasting operation of the internal combustion engine is output in accordance with an operating strategy of the motor vehicle. In other words, the automatic holding device is configured to execute a predictive coasting strategy. Seaming a speed limit, he is asked driver to go off the throttle and kick the clutch. The drive then sails until the operating strategy dictates a transition to the engine thrust operation, whereupon the holding device automatically closes the clutch again. Although the motor vehicle is equipped only with a manual transmission, the automatic holding device can thus ensure that the motor vehicle can roll out to achieve a speed limit as energy optimized as possible in sailing operation, in time the clutch is closed again to take advantage of the engine brake, so no unnecessary Wear on the brake system of the motor vehicle occurs.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, einen rein elektrischen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zu initiieren, sobald die Betätigungseinrichtung in die Betätigungsstellung ausgelenkt worden ist, in welcher die Kupplung geöffnet ist. Beispielsweise kann dies an die Auswahl eines bestimmten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein. Tritt dann der Fahrer die Kupplung durch, wechselt die Halteeinrichtung automatisch in den rein elektrischen Fahrbetrieb, bei welchem der Verbrennungsmotor deaktiviert wird. Dadurch ist es für den Fahrer auf besonders bequeme Weise möglich, die elektrischen Fahrbetrieb zu aktivieren. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Halteeinrichtung dazu eingerichtet ist, einen hybriden Fahrbetrieb mit zugeschaltetem Verbrennungsmotor zu initiieren, sobald eine Momentenanforderung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Sollte der Fah- rer beispielsweise das Gaspedal relativ stark durchtreten während das Kraftfahrzeug noch im rein elektrischen Fahrbetrieb betrieben wird, so kann die Halteeinrichtung den Verbrennungsmotor automatisch zuschalten, die Kupplung wieder schließen, sodass der Verbrennungsmotor quasi nahtlos dazu eingesetzt werden kann, die vom Fahrer gewünschte Momentenanforderung zu erfüllen. A further advantageous embodiment of the invention provides that the holding device is adapted to initiate a purely electric driving operation of the motor vehicle as soon as the actuating device has been deflected into the actuating position in which the clutch is opened. For example, this may be coupled to the selection of a specific operating mode of the motor vehicle. Then, when the driver passes through the clutch, the holding device automatically changes to the purely electric driving mode in which the internal combustion engine is deactivated. This makes it possible for the driver in a particularly convenient way to activate the electric driving. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the holding device is adapted to initiate a hybrid driving operation with switched on internal combustion engine as soon as a torque request exceeds a predetermined threshold value. If the driver, for example, the accelerator pedal relatively strong while the motor vehicle is still operated in the purely electric driving, the holding device can automatically connect the engine, close the clutch again, so that the engine can be used virtually seamlessly to the desired by the driver Torque request to meet.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. The motor vehicle according to the invention comprises the coupling device according to the invention or an advantageous embodiment of the coupling device according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung wird die manuell geöffnete Kupplung mittels der automatischen Halteeinrichtung geöffnet gehalten und erst dann automatisch geschlossen, wenn zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung erfüllt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen, wobei die Kupplungsvorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrens- schritte aufweist. In the method according to the invention for operating the coupling device according to the invention or an advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, the manually opened clutch is kept open by means of the automatic holding device and only automatically closed when at least one predetermined closing condition for the clutch is met. Advantageous embodiments of the coupling device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa, wherein the coupling device in particular comprises means for carrying out the method steps.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genann- ten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombination sind nicht nur in der angegebenen Kombination sondern auch in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combination shown below in the description of the figures and or in the figures alone can be used not only in the specified combination but also alone, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor, einem manuellen Getriebe und einem Elektromotor, wobei das Kraftfahrzeug eine halbautomati- sehe Kupplungsvorrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Kupplung automatisch offen zu halten und auch automatisch zu schließen. The drawing shows in the single figure a schematic representation of a motor vehicle with an internal combustion engine, a manual transmission and an electric motor, wherein the motor vehicle is a semi-automatic see coupling device which is adapted to automatically hold the clutch open and close automatically.
Ein Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, welcher über eine Kupplung 3 mit einem manuellen Getriebe 4 koppelbar ist. Die Kupplung kann mittels eines als Betätigungseinrichtung dienenden Kupplungspedals 5 manuell geöffnet werden. Durch Treten der Kupplung 5 kann diese von einer Ruhestellung in eine ausgelenkte Betätigungsstellung bewegt werden, wodurch die Kupplung 5 geöffnet wird. Des Weiteren umfasst das Kraftfahr- zeug 1 einen Mechanismus 6, mittels welchem die Kupplung 3 geöffnet gehalten werden und zudem automatisch geschlossen werden kann. A motor vehicle 1 comprises an internal combustion engine 2, which can be coupled via a clutch 3 with a manual transmission 4. The clutch can be manually opened by means of a clutch pedal 5 serving as an actuating device. By stepping the clutch 5, it can be moved from a rest position to a deflected operating position, whereby the clutch 5 is opened. Furthermore, the motor vehicle 1 comprises a mechanism 6, by means of which the clutch 3 is kept open and can also be closed automatically.
Zum Betätigen des Mechanismus 6 ist ein Aktor 7 vorgesehen, welcher mittels einer Steuereinrichtung 8 angesteuert werden kann, um die manuell geöffnete Kupplung 3 offen zu halten und auch automatisch zu schließen. Der Mechanismus 6, der Aktor 7 und die Steuereinrichtung 8 bilden gemeinsam eine automatische Halteeinrichtung 9, welche dazu eingerichtet ist, die Kupplung 3 geöffnet zu halten, wenn das Kupplungspedal 5 mit keiner Kraft mehr beaufschlagt wird, und ein Schließen der Kupplung 3 erst dann zuzu- lassen, wenn zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung 3 erfüllt ist. For actuating the mechanism 6, an actuator 7 is provided which can be controlled by means of a control device 8 in order to keep the manually opened clutch 3 open and also to close it automatically. The mechanism 6, the actuator 7 and the control device 8 together form an automatic holding device 9, which is adapted to keep the clutch 3 open when the clutch pedal 5 is loaded with no more force, and only then closing the clutch 3 - Let, if at least a predetermined closing condition for the clutch 3 is met.
Die Kupplung 3, das Kupplungspedal 5 und die Halteeinrichtung 9 bilden gemeinsam eine Kupplungsvorrichtung 10 des Kraftfahrzeugs 1 . Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug 1 noch einen Elektromotor 1 1 , mittels welchem das Kraftfahrzeug 1 zusätzlich zum Verbrennungsmotor 2 angetrieben werden kann. The clutch 3, the clutch pedal 5 and the holding device 9 together form a coupling device 10 of the motor vehicle 1. In addition, the motor vehicle 1 also comprises an electric motor 1 1, by means of which the motor vehicle 1 can be driven in addition to the internal combustion engine 2.
Es ist möglich, dass sie Kupplungsvorrichtung 10 ein mittels des Kupplungs- pedals 5 ansteuerbares, hier nicht dargestelltes hydraulisches Kupplungsbe- tätigungssystem zum Öffnen der Kupplung 3 aufweist. In dem Fall ist der Mechanismus 6 zum Offenhalten und Schließen der Kupplung 3 in Form einer hydraulischen Drossel ausgebildet, welche Teil des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems ist. Der Aktor 7 kann den als hydraulische Drossel ausgebildeten Mechanismus 6 betätigen, um ein automatisches Offenhalten und auch ein automatisches Schließen der Kupplung 3 zu bewirken. Alternativ ist es auch möglich, dass das Kupplungspedal 5 rein mechanisch mit der Kupplung 3 gekoppelt ist. In dem Fall ist der Mechanismus 6 zum Offenhalten und Schließen der Kupplung 3 in Form eines verstellbaren Reibelements ausgebildet. Der Aktor 7 kann den als Reibelement ausgebildeten Mechanismus 6 betätigen, um ein automatisches Offenhalten und auch ein automatisches Schließen der Kupplung 3 zu bewirken. Schrittweise kann der Aktor 7 dass er Reibelement so verstellen, das ist das Kupplungspedal 3 in der durchgetreten Stellung hält, bis die Steuereinrichtung 8 in Aktor 7 so ansteuert, dass das Reibelement der Art bewegt wird, dass das Kupplungs- pedal 5 in seine unbelastete Ausgangsstellung zurückkehrt, infolgedessen die Kupplung 3 geschlossen wird. It is possible for the clutch device 10 to have a hydraulic clutch actuating system which can be activated by means of the clutch pedal 5 and not shown here for opening the clutch 3. In that case, the mechanism 6 for keeping open and close the clutch 3 is in the form of a hydraulic throttle, which is part of the hydraulic clutch actuation system. The actuator 7 can actuate the mechanism 6, which is designed as a hydraulic throttle, in order to bring about automatic keeping open and also automatic closing of the clutch 3. Alternatively, it is also possible that the clutch pedal 5 is purely mechanically coupled to the clutch 3. In this case, the mechanism 6 for holding open and closing the clutch 3 is formed in the form of an adjustable friction element. The actuator 7 can actuate the mechanism 6, designed as a friction element, in order to effect an automatic holding open and also an automatic closing of the clutch 3. Step by step, the actuator 7 that he friction element adjusted so that holds the clutch pedal 3 in the worn position until the control device 8 in actuator 7 so controls that the friction element of the type is moved that the clutch pedal 5 in its unloaded starting position returns, as a result, the clutch 3 is closed.
Grundsätzlich ist es möglich, dass das Schließen der Kupplung 3 eine Verstellung des Kupplungspedals 5 von der durchgetretenen Betätigungsstel- lung zurück in die Ruhestellung bewirkt, in welcher sich das Kupplungspedal 5 üblicherweise befindet, wenn ein Fahrer nicht die Kupplung 5 tritt. Alternativ ist es aber auch möglich, dass das Schließen der Kupplung 3 von einer Verstellung des Kupplungspedals 5 von der durchgetreten Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung entkoppelt ist. Tritt also ein Fahrer die Kupp- lung 5 durch, infolgedessen die Kupplung 3 geöffnet wird, so kann er seinen Fuß von der Kupplung 5 nehmen, infolgedessen diese beispielsweise automatisch in ihrer Ruhestellung zurückkehrt, wobei dennoch weiterhin die Kupplung 3 mittels des Mechanismus 6 offen gehalten und erst dann geschlossen wird, wenn eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung 3 erfolgt ist. Beispielsweise kann Kupplung 3 dann automatisch mittels der Halteeinrichtung 9 geschlossen werden, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Kupplungspedal 5 genommen hat und gleichzeitig einen Gangwechsel vollzogen hat. Dass ein Gangwechsel vollzogen worden ist, kann beispielsweise durch eine Sensorik ermittelt werden, welche erfasst, in welcher Posi- tion sich ein hier nicht dargestellter Gangwahlhebel innerhalb einer Schaltgasse befindet. In principle, it is possible that the closing of the clutch 3 causes an adjustment of the clutch pedal 5 from the stepped operating position back to the rest position, in which the clutch pedal 5 is usually located when a driver does not the clutch 5 occurs. Alternatively, it is also possible that the closing of the clutch 3 is decoupled from an adjustment of the clutch pedal 5 from the worn operating position back to the rest position. Thus, if a driver passes through the clutch 5, as a result of which the clutch 3 is opened, he can take his foot off the clutch 5, as a result of which, for example, this automatically returns to its rest position, while still keeping the clutch 3 open by means of the mechanism 6 and only then closed when a predetermined closing condition for the clutch 3 has taken place. For example, clutch 3 can then be automatically closed by means of the holding device 9 when the driver has taken his foot off the clutch pedal 5 and has simultaneously made a gear change. The fact that a gear change has been made can be determined, for example, by a sensor system which detects in which position a gear selector lever (not shown here) is located within a shift gate.
Die Halteeinrichtung 9, insbesondere die Steuereinrichtung 8 und der Aktor 7, können beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Batterie des Kraftfahrzeugs 1 mit elektrischer Energie versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Halteeinrichtung 9 unter Ausnutzung eines von einem hier nicht dargestellten Schaltsaugrohr bereitgestellten Drucks mit Energie versorgt wird. Die Halteeinrichtung 9 ist dazu eingerichtet, eine Charakteristik, gemäß welcher die Kupplung 3 geschlossen wird, in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Randbedingungen einzustellen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 8 erfassen, ob das Kraftfahrzeug 1 gerade aus dem Stillstand anfährt. Hat ein Fahrer bei stehendem Kraftfahrzeug 1 die Kupplung 5 gerade durchgetreten, so steuert die Steuereinrichtung 8 den Aktor 7 zum Betätigen des Mechanismus 6 derart an, dass der Mechanismus 6 die Kupplung 3 automatisch so schließt, dass das Kraftfahrzeug 1 ruckfrei und vor allem auch ohne Abwürgen des Verbrennungsmotors 2 anfahren kann. The holding device 9, in particular the control device 8 and the actuator 7, can be supplied with electrical energy, for example by means of a battery of the motor vehicle 1, not shown here. Alternatively or additionally, it is also possible for the holding device 9 to be supplied with energy by utilizing a pressure provided by a variable-displacement intake manifold (not illustrated here). The holding device 9 is adapted to set a characteristic according to which the clutch 3 is closed, in dependence on a plurality of boundary conditions. For example, the control device 8 detect whether the motor vehicle 1 is just starting from a standstill. If a driver has just passed the clutch 5 when the motor vehicle 1 is stationary, then the control device 8 controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the mechanism 6 automatically closes the clutch 3 so that the motor vehicle 1 is jerk-free and, above all, without Stalling of the internal combustion engine 2 can start.
Die Steuereinrichtung 8 kann auch erfassen, ob der Fahrer bei dem manuellen Getriebe 4 gerade einen Gang hochgeschaltet oder einen Gang runtergeschaltet hat. Je nachdem, was für einen Gangwechsel der Fahrer gerade vorgenommen hat, steuert die Steuereinrichtung den Aktor 7 zu Betätigung des Mechanismus 6 derart an, dass die zuvor manuell geöffnete Kupplung 3 möglichst optimal geschlossen wird. The control device 8 can also detect whether the driver has just switched up a gear in the manual transmission 4 or downshifted a gear. Depending on what the driver has just done for a gear change, the control device controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the previously manually opened clutch 3 is closed optimally as possible.
Die Steuereinrichtung 8 kann auch einen Kupplungsschlupf oder auch eine Abweichung zwischen einer aktuellen Motordrehzahl des Verbrennungsmo- tors 2 und einer vorgegebenen Soll-Leerlaufdrehzahl beachten. Ferner kann die Steuereinrichtung 8 auch erfassen, wie das Kraftfahrzeug 1 gerade beschleunigt wird, um die manuell geöffnete Kupplung 3 angepasst an die aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 zu schließen. Ferner ist es auch möglich, dass der Fahrer für das Kraftfahrzeug 1 unterschiedliche Fahrmodi, wie beispielsweise einen Sportmodus, einen Komfortmodus oder auch einen Ökomodus, auswählen kann. Die Steuereinrichtung 8 kann sich wiederum auf den gerade ausgewählten Fahrmodus einstellen. Wird das Kraftfahrzeug 1 im Sportmodus betrieben, so steuert die Steu- ereinrichtung 8 den Aktor 7 zu Betätigung des Mechanismus 6 derart an, dass die Kupplung 3 besonders schnell geschlossen wird, um schnelle und somit sportliche Gangwechsel zu ermöglichen. Wird hingegen das Kraftfahrzeug 1 gerade im Komfortmodus betrieben, so steuert die Steuereinrichtung den Aktor 7 zu Betätigung des Mechanismus 6 derart an, dass die Kupplung 3 so geschlossen wird, dass der Fahrer möglichst gar nichts davon mitbekommt. The control device 8 can also observe a clutch slip or even a deviation between a current engine speed of the internal combustion engine 2 and a predetermined desired idle speed. Furthermore, the control device 8 can also detect how the motor vehicle 1 is being accelerated in order to close the manually opened clutch 3 adapted to the current acceleration of the motor vehicle 1. Furthermore, it is also possible that the driver for the motor vehicle 1 can select different driving modes, such as a sports mode, a comfort mode or even an eco mode. The control device 8 can in turn adjust to the currently selected driving mode. If the motor vehicle 1 is operated in sports mode, then the control device 8 activates the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the clutch 3 is closed particularly quickly in order to enable rapid and thus sporty gear changes. If, on the other hand, the motor vehicle 1 is currently being operated in comfort mode, the control device controls the actuator 7 to actuate the mechanism 6 in such a way that the clutch 3 is closed so that the driver does not notice anything at all.
Zudem ist es auch möglich, dass die Halteeinrichtung 9 das Kraftfahrzeug 1 automatisch in einem Segelmodus betreiben kann, in welchem - nachdem die Kupplung 3 durch Treten des Kupplungspedals 5 geöffnet worden ist - die Kupplung 3 offen gehalten wird, sodass der Verbrennungsmotor 2 dauerhaft von dem Getriebe 4 entkoppelt ist. Dabei kann die Halteeinrichtung 9 den Verbrennungsmotor 2 für die Dauer des Segelbetriebs auch deaktivie- ren. Betätigt der Fahrer während des Segelmodus das Bremspedal oder das Fahrpedal, so registriert dies die Steuereinrichtung 8, wobei diese in Abhängigkeit davon, ob gerade das Bremspedal oder das Fahrpedal getreten worden ist, die Kupplung 3 unterschiedlich schließt. Sollte während des Segelbetriebs der Verbrennungsmotor 2 deaktiviert gewesen sein, so kann die Hal- teeinrichtung 9 auch noch ein von einem hier nicht dargestellten Anlasser bereitstellbares Drehmoment beachten, welches der Anlasser zum Anlassen des Verbrennungsmotors 2 aufbringen kann. Die Halteeinrichtung 9 kann die Kupplung 3 derart schließen, dass der deaktivierte Verbrennungsmotor 2 nicht nur durch den Anlasser sondern auch durch die Kopplung mit dem Getriebe 4 über das Schließen der Kupplung 3 angeschleppt, also angelassen, wird. In addition, it is also possible that the holding device 9 can operate the motor vehicle 1 automatically in a sailing mode, in which - after the clutch 3 has been opened by pedaling the clutch pedal 5 - the clutch 3 is kept open so that the engine 2 is permanently decoupled from the transmission 4. The driver 9 also deactivates the internal combustion engine 2 for the duration of the sailing operation. If the driver actuates the brake pedal or the accelerator pedal during the sailing mode, this registers the control device 8, this depending on whether the brake pedal or the accelerator pedal has been entered, the clutch 3 closes differently. Should the internal combustion engine 2 have been deactivated during the sailing operation, the retaining device 9 can also observe a torque which can be provided by a starter, not shown here, which the starter can apply to start the internal combustion engine 2. The holding device 9 can close the clutch 3 in such a way that the deactivated internal combustion engine 2 is towed, ie started, not only by the starter but also by the coupling with the transmission 4 via the closing of the clutch 3.
Die Halteeinrichtung 9 kann zudem auch bei einer bevorstehenden Geschwindigkeitsbegrenzung eine Aufforderung an den Fahrer des Kraftfahr- zeugs 1 ausgeben, den Fuß vom Fahrpedal zu nehmen und das Kupplungspedal zu betätigen, um einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 zu beginnen. Die Halteeinrichtung 9 kann die Kupplung 3 zum Beenden des Segelbetriebs automatisch wieder schließen, sobald gemäß einer vorgegebenen Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs 1 ein Signal für das Aktivieren eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors 2 ausgegeben wird. Fährt der Fahrer mit dem Kraftfahrzeug 1 beispielsweise mit 100 km/h auf der Landstraße und nähert sich einem Ortseingang, so wird er durch die Steuereinrichtung 8 initiiert beispielsweise über Lautsprecher des Kraftfahrzeugs 1 dazu aufgefordert, seinen Fuß vom Gaspedal zu nehmen und die Kupplung 3 durch Treten des Kupplungspedals 5 manuell zu öffnen. Sobald die Kupplung 3 dadurch geöffnet worden ist, sorgt die Steuereinrichtung 8 durch entsprechende Ansteuerung des Aktors 7 unter Vermittlung des Mechanismus 6 dafür, dass die Kupplung 3 automatisch geöffnet bleibt, infolgedessen das Kraftfahrzeug 1 in Richtung Ortseingang im Segelbetrieb, also bei entkoppel- tem Verbrennungsmotor 2, rollt. Nähert sich das Kraftfahrzeug 1 noch weiter dem Ortseingang, so kuppelt die Halteeinrichtung 9 die Kupplung 3 automatisch wieder ein, sodass es Kraftfahrzeug 1 alleine durch die Bremswirkung des Verbrennungsmotors 2 bis zum Erreichen des Ortseingangs rechtzeitig auf 50 km/h abgebremst wird. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die Halteeinrichtung 9 einen rein elektrischen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 initiiert, sobald das Kupplungspedal 5 durchgetreten worden und dadurch die Kupplung 3 geöffnet worden ist. Der Verbrennungsmotor 2 wird dann deaktiviert und der Elektromotor 1 1 aktiviert, sodass das Kraftfahrzeug 1 rein elektrisch fortbewegt wird. Sollte der Fahrer während des rein elektrischen Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise das Gaspedal sehr stark durchtreten, somit eine hohe Momentenanforderung generieren, welche einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, so schaltet die Halteeinrichtung 9 den Verbrennungsmotor 2 automatisch zu und schließt automatisch die Kupplung 3, sodass das Kraftfahrzeug 1 in einen hybriden Fahrbetrieb wechselt. Durch die gemeinsame Systemleistung von Verbrennungsmotor 2 und Elektromotor 1 1 kann der hohe Momentenwunsch des Fahrers dann problemlos erfüllt werden. The holding device 9 can also issue an invitation to the driver of the motor vehicle 1 to take his foot off the accelerator pedal and to actuate the clutch pedal in order to start a sailing operation of the motor vehicle 1 even at an impending speed limit. The holding device 9 can automatically close the clutch 3 for terminating the sailing operation as soon as a signal for activating a pushing operation of the internal combustion engine 2 is output in accordance with a predetermined operating strategy of the motor vehicle 1. If the driver drives with the motor vehicle 1, for example, at 100 km / h on the highway and approaches a local entrance, he is initiated by the control device 8, for example via loudspeaker of the motor vehicle 1 prompted to take his foot off the accelerator pedal and the clutch 3 through Stepping on the clutch pedal 5 to open manually. As soon as the clutch 3 has been opened thereby, the control device 8, by corresponding activation of the actuator 7 by means of the mechanism 6, ensures that the clutch 3 remains automatically open, as a result the motor vehicle 1 in the direction of local entry in the sailing mode, ie in the case of a decoupled internal combustion engine 2, rolls. If the motor vehicle 1 still approaches the entrance to the village, the holding device 9 automatically re-engages the clutch 3 so that it is braked in time by the braking effect of the internal combustion engine 2 to 50 km / h until reaching the town entrance. In addition, it is also possible that the holding device 9 initiates a purely electric driving operation of the motor vehicle 1, as soon as the clutch pedal 5 has been passed and thereby the clutch 3 has been opened. The internal combustion engine 2 is then deactivated and the electric motor 1 1 activated, so that the motor vehicle 1 is moved purely electrically. If the driver during the purely electrical operation of the motor vehicle 1, for example, the accelerator pedal very strong, thus generating a high torque request, which exceeds a predetermined threshold, the holding device 9 switches the engine 2 automatically and automatically closes the clutch 3, so that the motor vehicle 1 in a hybrid driving changes. Due to the common system performance of internal combustion engine 2 and electric motor 1 1, the high torque request of the driver can then be easily met.
Die halbautomatische Kupplungsvorrichtung 10 ermöglicht also einen besonders intelligenten Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 , wie es üblicherweise nur bei Automatikgetrieben möglich ist, obwohl im Kraftfahrzeug 1 ein manuelles Getriebe 4 verbaut ist. Dadurch, dass die Kupplung 3 durch Treten des Kupplungspedals 5 manuell geöffnet werden muss, ergibt sich eine relativ geringe Komplexität bezüglich der automatischen Halteeinrichtung 9. Denn die Halteeinrichtung 9 sorgt nur dafür, dass die einmal geöffnete Kupplung 3 unter Berücksichtigung verschiedenster Randbedingungen offen gehalten und auch automatisch geschlossen wird. The semi-automatic coupling device 10 thus allows a particularly intelligent operation of the motor vehicle 1, as is usually only possible with automatic transmissions, although in the motor vehicle 1, a manual transmission 4 is installed. The fact that the clutch 3 must be manually opened by pressing the clutch pedal 5, results in a relatively low complexity with respect to the automatic holding device 9. For the holding device 9 only ensures that the once opened clutch 3 kept open taking into account a variety of boundary conditions and also is automatically closed.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
Kupplungsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (1 ), umfassend Coupling device (10) for a motor vehicle (1), comprising
- eine Kupplung (3) zum Verbinden und Trennen eines Verbrennungsmotors (2) und manuellen Getriebes (4) des Kraftfahrzeugs (1 );  - A clutch (3) for connecting and disconnecting an internal combustion engine (2) and manual transmission (4) of the motor vehicle (1);
- eine Betätigungseinrichtung (5), die durch eine manuelle Kraftbeaufschlagung aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist und dadurch ein Öffnen der Kupplung (3) bewirkt;  - An actuator (5) which is movable by a manual application of force from a rest position to an actuating position and thereby causes an opening of the clutch (3);
gekennzeichnet durch marked by
eine automatische Halteeinrichtung (9), welche dazu eingerichtet ist, die Kupplung (3) geöffnet zu halten, wenn die Betätigungseinrichtung (5) mit keiner Kraft mehr beaufschlagt wird, und ein Schließen der Kupplung (3) erst dann zuzulassen, wenn zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung (3) erfüllt ist. an automatic holding device (9), which is adapted to keep the clutch (3) open when the actuating device (5) is applied with no force, and to allow a closing of the clutch (3) only if at least one predetermined Closing condition for the clutch (3) is met.
Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , Coupling device (10) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Schließen der Kupplung (3) eine Verstellung der Betätigungseinrichtung (5) von der Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung bewirkt. the closing of the clutch (3) causes an adjustment of the actuating device (5) from the actuating position back to the rest position.
Kupplungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , Coupling device (10) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Schließen der Kupplung (3) von einer Verstellung der Betätigungseinrichtung (5) von der Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung entkoppelt ist. the closing of the clutch (3) is decoupled from an adjustment of the actuating device (5) from the actuating position back to the rest position.
Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Kupplungsvorrichtung (10) ein mittels der Betätigungseinrichtung (5) ansteuerbares hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem zum Öffnen der Kupplung (3) aufweist und die Halteeinrichtung (9) zum automatischen Offenhalten und Schließen der Kupplung (3) einen als hydraulische Drossel ausgebildeten Mechanismus (6) aufweist, welcher Teil des hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems ist. the coupling device (10) has a hydraulic clutch actuation system for opening the clutch (3) which can be activated by means of the actuation device (5), and the holding device (9) for automatically holding open and closing the clutch (3) has a mechanism (6) designed as a hydraulic throttle, which is part of the hydraulic clutch actuation system.
Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Coupling device (10) according to one of claims 1 to 3, characterized in that
die Betätigungseinrichtung (5) rein mechanisch mit der Kupplung (3) gekoppelt ist und die Halteeinrichtung (9) zum automatischen Offenhalten und Schließen der Kupplung (3) ein als verstellbares Reibelement (6) ausgebildeten Mechanismus (6) aufweist, welcher in Abhängigkeit von der Stellung des Reibelements (6) eine Rückstellbewegung der Betätigungseinrichtung (5) und/oder der Kupplung (3) unterschiedlich stark hemmt. the actuating device (5) is coupled purely mechanically to the coupling (3) and the holding device (9) for automatically holding open and closing the coupling (3) has a mechanism (6) designed as an adjustable friction element (6), which depending on the Position of the friction element (6) inhibits a return movement of the actuating device (5) and / or the coupling (3) to different degrees.
Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) mittels eines elektrischen Energiespeichers und/oder unter Ausnutzung eines von einem Schaltsaugrohr bereitstellbaren Drucks mit Energie versorgbar ist. the holding device (9) can be supplied with energy by means of an electrical energy store and / or by utilizing a pressure which can be provided by a variable intake manifold.
Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, die Kupplung (3) automatisch zu schließen, wenn die Betätigungseinrichtung (5) nicht mehr von einem Fahrzeuginsassen betätigt wird und/oder ein Gangwahlhebel in eine einem bestimmten Gang des Getriebes (4) zugeordnete Stellung bewegt worden ist. the holding device (9) is adapted to automatically close the clutch (3) when the actuating device (5) is no longer actuated by a vehicle occupant and / or a gear selector lever has been moved to a position associated with a particular gear of the transmission (4) is.
Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, eine Charakteristik, gemäß welcher die Kupplung (3) geschlossen wird, in Abhängigkeit von zumindest einer der folgenden Randbedingungen einzustellen: the holding device (9) is set up to set a characteristic according to which the coupling (3) is closed, as a function of at least one of the following boundary conditions:
- das Kraftfahrzeug (1 ) fährt aus dem Stillstand an;  - The motor vehicle (1) starts from a standstill;
- es wurde ein Gang hochgeschaltet oder zurückgeschaltet;  - a gear was upshifted or switched back;
- einem Kupplungsschlupf;  - a clutch slip;
- einer Abweichung zwischen Motordrehzahl und Soll- Leerlaufdrehzahl;  - a deviation between engine speed and target idle speed;
- einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (1 );  - An acceleration of the motor vehicle (1);
- einem ausgewählten Fahrmodus des Kraftfahrzeugs (1 );  a selected driving mode of the motor vehicle (1);
- der Verbrennungsmotor (2) soll nach einem Segelbetrieb durch eine Betätigung eines Bremspedals oder eines Fahrpedals mit dem Getriebe (4) verbunden werden;  - The internal combustion engine (2) is to be connected after a sailing operation by an operation of a brake pedal or an accelerator pedal with the transmission (4);
- bereitstellbares Drehmoment eines Anlassers für den Verbren- nungsmotor (2). - Provided torque of a starter for burning motor (2).
9. Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, sobald die Kupplung (3) geöffnet worden ist, einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs (1 ) zu aktivieren, bei welchem die Halteeinrichtung (9) die Kupplung (3) automatisch geöffnet hält. 10. Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  the holding device (9) is adapted, as soon as the clutch (3) has been opened, to activate a sailing operation of the motor vehicle (1) in which the holding device (9) automatically keeps the clutch (3) open. 10. Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, den Verbrennungsmotor (2) des Kraftfahrzeugs (1 ) während eines Segelbetriebs zu deaktivieren. 1 1 . Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass  the holding device (9) is adapted to deactivate the internal combustion engine (2) of the motor vehicle (1) during a sailing operation. 1 1. Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist,  the holding device (9) is arranged to
- bei einer bevorstehenden Geschwindigkeitsbegrenzung eine Aufforderung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (1 ) auszuge- ben, den Fuß vom Fahrpedal zu nehmen und die Betätigungseinrichtung (5) zu betätigten, um einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs (1 ) zu beginnen;  - at an imminent speed limit, issue a request to a driver of the motor vehicle (1) to take his foot off the accelerator pedal and to actuate the actuator (5) to commence sailing operation of the motor vehicle (1);
- die Kupplung (3) zum Beenden des Segelbetriebs automatisch wieder zu schließen, sobald gemäß einer Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs (1 ) ein Signal für das Aktvieren eines Schubbetriebs des Verbrennungsmotors (2) ausgegeben wird.  - Automatically close the clutch (3) to terminate the sailing operation as soon as according to an operating strategy of the motor vehicle (1) a signal for the activation of a pushing operation of the internal combustion engine (2) is output.
12. Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 12. Coupling device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, einen rein elektrischen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1 ) zu initiieren, sobald die Betätigungseinrichtung (5) in die Betätigungsstellung ausgelenkt worden ist, in welcher die Kupplung (3) geöffnet ist. 13. Kupplungsvorrichtung (10) Anspruch 12,  Holding device (9) is adapted to initiate a purely electric driving operation of the motor vehicle (1) as soon as the actuating device (5) has been deflected into the operating position in which the clutch (3) is opened. 13. Coupling device (10) claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, einen hybriden Fahrbetrieb mit zugeschaltetem Verbrennungsmotor (2) zu initiieren, sobald eine Momentenanforderung einen vorgegebenen Schwellenwert über- schreitet the holding device (9) is set up to initiate a hybrid driving operation with a switched-on internal combustion engine (2) as soon as a torque request exceeds a predetermined threshold value. below
Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Motor vehicle with a coupling device (10) according to one of the preceding claims.
Verfahren zum Betreiben einer Kupplungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem die manuell geöffnete Kupplung (3) mittels der automatischen Halteeinrichtung (9) geöffnet gehalten und erst dann automatisch geschlossen wird, wenn zumindest eine vorgegebene Schließbedingung für die Kupplung (3) erfüllt ist. Method for operating a clutch device (10) according to one of Claims 1 to 13, in which the manually opened clutch (3) is kept open by means of the automatic holding device (9) and only automatically closed when at least one predetermined closing condition for the clutch (3) 3) is fulfilled.
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