WO2019101263A1 - Verfahren und vorrichtung zur wegbestimmung einer kupplung beziehungsweise eines getriebestellers in einem hydraulischen kupplungsbetätigungssystem beziehungsweise einem hydraulischen getriebebetätigungssystem - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur wegbestimmung einer kupplung beziehungsweise eines getriebestellers in einem hydraulischen kupplungsbetätigungssystem beziehungsweise einem hydraulischen getriebebetätigungssystem Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for determining the path of a clutch in a hydraulic rule clutch actuation system, in which an extending between a donor side and a slave side hydraulic fluid is beank beat with an acoustic signal beiller, and a device for carrying out the method.
  • a method for driving a clutch which comprises a Hydrostataktor comprising a gear spindle which is rotated to move a piston of a master cylinder in the axial direction, wherein a distance traveled by the Kol ben way is determined by means of at least one sensor unit.
  • a displacement sensor is assigned to the piston to compare the actually traveled path with the determined path.
  • the distance traveled by the piston of the master cylinder can be determined by means of a pressure sensor or a travel sensor device.
  • the disadvantage here is that the engagement of the clutch is determined via the Aktorweg, which represents an indirect measurement.
  • the invention has for its object to provide a method and apparatus for Wegbe mood of a clutch or a transmission actuator in a hydraulic Kupplungsbetä treatment system or a hydraulic transmission actuation system, wel chem the Aus Wegbeweg the clutch or the transmission actuator with minimal ge räteischen effort measured easily and reliably can be.
  • this object is achieved in that the acoustic signal is fed to the encoder side of the clutch actuation system in the hydraulic fluid, wherein a wave packet generated by the acoustic signal is reflected back to the donor side to the donor side, wherein on the donor side a period of the emitted and reflected Wave packet is evaluated to determine the path of the coupling.
  • This has the part before that the path change is detected directly on the encoder side, wherein for the generation and reception of the acoustic signal, the appropriate sensors and electronics must be provided only on the encoder side.
  • no additional space is required on the slave side. Thermal influences, such as thermal expansion or soaking effects, are thereby prevented.
  • the object is also achieved analogously in that the acoustic signal is fed to the encoder side of the transmission operating system in the hydraulic fluid, wherein a wave packet generated by the acoustic signal on the slave side to the donor side is reflected back, wherein on the donor side a period of the emitted and re flexed wave packet is evaluated to determine the path of the transmission actuator.
  • a density of the hydraulic fluid is determined to correct the distance measurement. Since the distance corresponding to the disengagement of the clutch or the gearbox orderer is determined over the term, the sound velocity of the acoustic signal within the hydraulic fluid must be considered. However, this speed of sound depends on the density of the hydraulic fluid, which is why it is taken into account in the determination of the running time.
  • the density can be estimated via a pressure sensor or determined by a suitable calculation model and thus be considered in their effect on the distance measurement.
  • standing waves for the plausibility of the distance measurement are generated from a superposition of the transmitted and the reflected wave packet, being closed from a distance between the nodes of the standing waves on the way the clutch relationship between the transmission actuator.
  • the Ausschweg the clutch or the transmission actuator from the difference of the position of a first node of the standing wave and a last node of the standing wave is determined and compared with the distance determined from the runtime ver. This ensures that the clutch actuation or the Ge operating actuator operation are always based on the correct path measurements.
  • the path determination is carried out at predetermined time intervals or continuously. Since the vibration excitation of the liquid column of the hydraulic fluid on the donor side micro-vibration on the moving parts of the hitch be actuation system or the transmission operating system transmits, resulting in a reduction of friction, it may be, for example, in the latching of certain clutch systems or transmission systems of disadvantage that the Friction occurs. Accordingly, it is advantageous if the route determination method is not performed in certain situations.
  • a development of the invention relates to a device for determining the path of a clutch in a hydraulic clutch actuation system, comprising an acoustic Sendeein direction for acting on a between a donor side and a slave side of the clutch actuation system expanding hydraulic fluid with an acoustic signal Sig, which is arranged on the donor side acoustic receiving unit emp catch and is evaluated, wherein the hydraulic fluid for actuating the clutch is subjected to a pressure.
  • the acoustic transmission unit generating an acoustic signal in the hydraulic fluid is arranged on the encoder side and the acoustic receiving unit receives the reflected signal from the slave side.
  • the acoustic transmission or the acoustic receiving unit requires only space on the encoder side of the clutch actuation system, whereby the space is reduced to the Nehmersei te.
  • An analogous development of the invention relates to a device for determining the path of a transmission actuator in a hydraulic transmission operating system
  • a device for determining the path of a transmission actuator in a hydraulic transmission operating system comprising a akusti cal transmitting device for acting on a between a donor side and a Nehmerseite of the transmission operating system expansive hydraulic fluid with an acoustic signal which is received and evaluated by an arranged on the donor side acoustic Emp catch unit, wherein the hydraulic fluid is applied to actuate the gear actuator with a pressure.
  • the acoustic transmission unit generating an acoustic signal in the hydraulic fluid is arranged on the encoder side and the acoustic receiving unit receives the side reflected by the receiver signal.
  • the acoustic transmission or the acoustic receiving unit requires only space on the encoder side of the transmission operating system, whereby the construction space is reduced on the slave side.
  • the acoustic transmitting unit and / or the acoustic receiving unit are positioned in the clutch actuator or the Getriebestelleraktor. They are arranged very close to the hydraulic system and thus can reliably transmit their signals to the hydraulic fluid or receive them.
  • the acoustic transmitting unit and / or the acoustic receiving unit in a master cylinder of the clutch actuator or the Getriebestelleraktors posi tioned. Since the master cylinder comprises a predetermined volume of hydraulic fluid, the acoustic transmitting unit or the acoustic receiving unit can be easily arranged within half the volume of the master cylinder, so that can be dispensed with additional space outside half of the master cylinder.
  • the space required can be further reduced if the acoustic transmitting unit and the acoustic receiving unit are arranged together in a module. Since only the common module is to be sealed against the hydraulic fluid, the manufacturing costs of the device are reduced.
  • a pressure sensor and a temperature sensor for determining a you te of the hydraulic medium are arranged on the encoder side and connected to an evaluation unit.
  • the pressure sensor forms a structural unit with the acoustic transmitting unit and the acoustic receiving unit. This further reduces the requirements for the required installation space.
  • the invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figure shown in the drawing.
  • Fig. 1 an embodiment of the device according to the invention.
  • a device according to the invention is shown as it is used in a motor vehicle in the clutch actuation system 1.
  • the Kupplungsbetigungssystem 1 comprises a donor side 2 and a slave side 3.
  • the donor side 2 has a clutch actuator 4, which comprises a master cylinder 5.
  • the arranged in the Geberzylin 5 master piston 6 is driven by an electric motor 7, wherein the ro tationsterrorism the electric motor 7 is converted via a threaded spindle 8 in a linear movement of the master piston 6 of the master cylinder 5.
  • the master cylinder 5 is connected via a filled with a hydraulic fluid 9 hydraulic path 10 with a slave cylinder 11 of the slave side 3, which has a slave piston 12, which at displa tion of the volume of the hydraulic fluid 9 through the master piston 6 in the hydraulic path 10 via a release bearing 13, the clutch 14 is actuated.
  • an acoustic transmitting unit 16 and an acoustic receiving unit 17 are arranged in a pressure chamber 15 of the master cylinder 5. Both the acoustic transmitting unit 16 and the acoustic receiving unit 17 are connected to an evaluation unit 18, which controls the electric motor 7 and outputs output signals to other motor vehicle modules.
  • the acoustic transmitting unit 16 such as a sound sensor, continuously or in pre-specified intervals an audible signal to the hydraulic fluid 9, resulting in a wave packet, which by the hydraulic fluid 9 of the hydraulic line 10 (pressure line) to the slave cylinder 11 is moved and there reflected on the slave piston 12 becomes.
  • the reflected wave packet is transported back to the Geberzy cylinder 5 via the hydraulic path 10, wherein the reflected acoustic wave packet is detected by the acoustic Emp catching unit 17.
  • the evaluation unit 18 determines the Ausschreibweg D, which was covered by the clutch 14 from the running time Et of the sent and received reflected wave packet,
  • the speed of sound c depends on the density of the hydraulic fluid 9, it is estimated with aid of a pressure sensor 19 likewise protruding into the pressure chamber 15 of the master cylinder 5 and a temperature sensor, not shown, by the evaluation unit 18 from what the density is.
  • the density can also be determined by a suitable calculation model and their effect on the determination of the Ausgurweges D be compensated.
  • the return path D of the clutch 14 is determined from the position of a first node of the standing wave and the position of a last node.
  • the vibration excitation of the liquid column of the hydraulic fluid 9 through the acoustic transmission unit 16 allows transmission of micro-vibrations on the bewegli Chen parts 6, 11 of the clutch actuation system.
  • friction can be reduced, which increases the controllability and controllability of the clutch 14.
  • the determination of the release travel D can be carried out continuously or only at certain times. It may thus be possible, for example, that the reduction of the friction for the operation is temporarily a hindrance, which is the case with the latching of predetermined clutch actuation systems, which is why the path determination in certain situations should not be carried out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wegbestimmung einer Kupplung in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem, bei welchem eine sich zwischen einer Geberseite (2) und einer Nehmerseite (3) ausdehnende Hydraulikflüssigkeit (9) mit einem akustischen Signal zur Erzeugung eines Wellenpaketes beaufschlagt wird. Bei einem Verfahren, bei welchem mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Bestimmung des Ausrückweges der Kupplung möglich ist, wird das akustische Signal auf der Geberseite (2) des Kupplungsbetätigungssystems (1) in die Hydraulikflüssigkeit eingespeist, wobei ein durch das akustische Signal erzeugte Wellenpaket an der Nehmerseite (3) zur Geberseite (2) zurückreflektiert wird, wobei an der Geberseite (2) eine Laufzeit (Δt) des ausgesandten und reflektierten Wellenpaketes zur Bestimmung des Kupplungsweges (D) ausgewertet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wegbestimmung einer Kupplung beziehungsweise eines Getriebestellers in einem hydraulischen Kupplunqsbetätiqunqssvstem beziehungsweise einem hydraulischen Getriebebetätiqunqssvstem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wegbestimmung einer Kupplung in einem hydrauli schen Kupplungsbetätigungssystem, bei welchem eine sich zwischen einer Geberseite und einer Nehmerseite ausdehnende Hydraulikflüssigkeit mit einem akustischen Signal beauf schlagt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2012 218 255 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung bekannt, welche einen Hydrostataktor aufweist, der eine Getriebespindel umfasst, die verdreht wird, um einen Kolben eines Geberzylinders in axialer Richtung zu bewegen, wobei ein von dem Kol ben zurückgelegter Weg mithilfe mindestens einer Sensoreinheit ermittelt wird. Zu diesem Zweck ist dem Kolben ein Wegtaster zugeordnet, um den tatsächlich zurückgelegten Weg mit dem ermittelten Weg zu vergleichen. Der von dem Kolben des Geberzylinders zurückgelegte Weg kann mithilfe eines Drucksensors oder einer Wegsensoreinrichtung bestimmt werden. Nachteilig dabei ist, dass der Einrückweg der Kupplung über den Aktorweg bestimmt wird, was eine indirekte Messung darstellt. Die Stellung des Aktors ist zwar bekannt, wodurch der Ausrückweg der Kupplung eingestellt werden kann. Allerdings unterliegt die hydraulische Strecke Störungen, die nur teilweise durch rechnerische Kompensation berücksichtigt werden können. Zu diesen Störungen gehören thermische Effekte, die durch einen häufigen Volu menausgleich (Schnüffeln) der hydraulischen Flüssigkeit egalisiert werden muss. Es bleibt aber immer eine Unsicherheit von erreichtem Aktorweg zum tatsächlich zurückgelegten Aus rückweg der Kupplung bestehen. Darüber hinaus ist die Messung des Ausrückweges mit einer klassischen Wegsensorik aufgrund der gegebenen Verhältnisse in der Messumgebung auf grund fehlendem Bauraum und hohen Temperaturen sehr schwierig. Auch sind zusätzliche elektrische Signal- und Versorgungsleitungen zum Sensor notwendig.
Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Akten zeichen DE 10 2017 110 165.9 sind ein Verfahren zur Ansteuerung einer Kupplung mit einem Kupplungsbetätigungssystem und ein Kupplungsbetätigungssystem bekannt, bei welchem ei ne an der Nehmerseite detektierte Wegänderung der Kupplung an der Nehmerseite in ein akustisches Signal umgewandelt wird, welches zur Auswertung über die hydraulische Strecke auf die Geberseite übertragen wird. Die Erzeugung der akustischen Signale an der Nehmer- seite ist aber recht kompliziert und benötigt zusätzlichen Bauraum im Bereich des Kupplungs betätigungssystems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wegbe stimmung einer Kupplung oder eines Getriebestellers in einem hydraulischen Kupplungsbetä tigungssystem oder einem hydraulischen Getriebebetätigungssystem anzugeben, bei wel chem der Ausrückweg der Kupplung beziehungsweise des Getriebestellers bei minimalem ge rätetechnischen Aufwand einfach und zuverlässig gemessen werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das akustische Signal auf der Geber seite des Kupplungsbetätigungssystems in die Hydraulikflüssigkeit eingespeist wird, wobei ein durch das akustische Signal erzeugte Wellenpaket an der Nehmerseite zur Geberseite zurück reflektiert wird, wobei an der Geberseite eine Laufzeit des ausgesandten und reflektierten Wellenpaketes zur Bestimmung des Weges der Kupplung ausgewertet wird. Dies hat den Vor teil, dass die Wegänderung direkt an der Geberseite detektiert wird, wobei zur Erzeugung und zum Empfang des akustischen Signales die geeignete Sensorik und Elektronik lediglich an der Geberseite bereitgestellt werden muss. Dadurch wird an der Nehmerseite kein zusätzli cher Bauraum benötigt. Thermische Einflüsse, wie Temperaturausdehnung oder Soaking- Effekte, werden dabei unterbunden. Durch dieses Verfahren wird auch eine Leckage in der hydraulischen Strecke, eine unzulässige Befüllung oder eine unzureichende Belüftung dieser durch die direkte Messung des Ausrückweges der Kupplung sofort erkannt, wodurch sicher heitskritische Situationen des Kupplungsbetätigungssystems unterbunden werden.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe analog auch dadurch gelöst, dass das akustische Signal auf der Geberseite des Getriebebetätigungssystems in die Hydraulikflüssigkeit eingespeist wird, wobei ein durch das akustische Signal erzeugte Wellenpaket an der Nehmerseite zur Geber seite zurück reflektiert wird, wobei an der Geberseite eine Laufzeit des ausgesandten und re flektierten Wellenpaketes zur Bestimmung des Weges des Getriebestellers ausgewertet wird.
Vorteilhafterweise wird zur Korrektur der Wegmessung eine Dichte der Hydraulikflüssigkeit bestimmt. Da die Distanz, die dem Ausrückweg der Kupplung beziehungsweise dem Getrie besteller entspricht, über die Laufzeit bestimmt wird, muss die Schallgeschwindigkeit des akustischen Signales innerhalb der Hydraulikflüssigkeit mit betrachtet werden. Diese Schall geschwindigkeit hängt aber von der Dichte der Hydraulikflüssigkeit ab, weshalb diese bei der Bestimmung der Laufzeit mit berücksichtigt wird. Die Dichte kann dabei über einen Druck sensor abgeschätzt oder über ein geeignetes Rechenmodell bestimmt und so in ihrer Auswir kung auf die Distanzmessung berücksichtigt werden. In einer Ausgestaltung werden zur Plausibilisierung der Wegmessung stehende Wellen aus einer Überlagerung des gesendeten und des reflektierten Wellenpaketes erzeugt, wobei aus einer Distanz zwischen dem Knoten der stehenden Wellen auf den Weg der Kupplung bezie hungsweise des Getriebestellers geschlossen wird.
Vorteilhafterweise wird der Ausrückweg der Kupplung beziehungsweise des Getriebestellers aus der Differenz der Position eines ersten Knotens der stehenden Welle und eines letzten Knotens der stehenden Welle bestimmt und mit der aus der Laufzeit bestimmten Distanz ver glichen. Somit wird sichergestellt, dass der Kupplungsbetätigung beziehungsweise der Ge triebestellerbetätigung auch immer die richtigen Wegmessungen zugrunde liegen.
In einer Ausführungsform wird die Wegbestimmung in vorgegebenen Zeitabständen oder kon tinuierlich durchgeführt. Da die Schwingungsanregung der Flüssigkeitssäule der Hydraulik flüssigkeit auf der Geberseite eine Mikroschwingung auf die beweglichen Teile des Kupp lungsbetätigungssystems beziehungsweise des Getriebebetätigungssystems überträgt, was zu einer Reduzierung von Reibungen führt, kann es beispielsweise bei der Selbsthaltung von bestimmten Kupplungssystemen beziehungsweise Getriebesystemen von Nachteil sein, dass die Reibung auftritt. Demzufolge ist es von Vorteil, wenn das Wegbestimmungsverfahren in bestimmten Situationen nicht durchgeführt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wegbestimmung einer Kupplung in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem, umfassend eine akustische Sendeein richtung zur Beaufschlagung einer sich zwischen einer Geberseite und einer Nehmerseite des Kupplungsbetätigungssystems ausdehnenden Hydraulikflüssigkeit mit einem akustischen Sig nal, welches von einem an der Geberseite angeordneten akustischen Empfangseinheit emp fangen und ausgewertet wird, wobei die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung der Kupplung mit einem Druck beaufschlagt wird. Bei einer Vorrichtung, bei welcher der Ausrückweg mit kon struktiv einfachen Mitteln zuverlässig gemessen werden kann, ist die ein akustisches Signal in der Hydraulikflüssigkeit erzeugende akustische Sendeeinheit an der Geberseite angeordnet und die akustische Empfangseinheit empfängt das von der Nehmerseite reflektierte Signal.
Die akustische Sende- bzw. die akustische Empfangseinheit benötigt dabei nur Bauraum auf der Geberseite des Kupplungsbetätigungssystems, wodurch der Bauraum auf der Nehmersei te reduziert wird.
Eine analoge Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wegbestimmung eines Getriebestellers in einem hydraulischen Getriebebetätigungssystem, umfassend eine akusti sche Sendeeinrichtung zur Beaufschlagung einer sich zwischen einer Geberseite und einer Nehmerseite des Getriebebetätigungssystems ausdehnenden Hydraulikflüssigkeit mit einem akustischen Signal, welches von einem an der Geberseite angeordneten akustischen Emp fangseinheit empfangen und ausgewertet wird, wobei die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Getriebestellers mit einem Druck beaufschlagt wird. Bei einer Vorrichtung, bei welcher der Ausrückweg mit konstruktiv einfachen Mitteln zuverlässig gemessen werden kann, ist die ein akustisches Signal in der Hydraulikflüssigkeit erzeugende akustische Sendeeinheit an der Geberseite angeordnet und die akustische Empfangseinheit empfängt das von der Nehmer seite reflektierte Signal. Die akustische Sende- bzw. die akustische Empfangseinheit benötigt dabei nur Bauraum auf der Geberseite des Getriebebetätigungssystems, wodurch der Bau raum auf der Nehmerseite reduziert wird.
Vorteilhafterweise sind die akustische Sendeeinheit und/oder die akustische Empfangseinheit in dem Kupplungsaktor beziehungsweise dem Getriebestelleraktor positioniert. Dabei sind sie sehr nahe dem hydraulischen System angeordnet und können somit zuverlässig ihre Signale auf die Hydraulikflüssigkeit übertragen bzw. diese empfangen.
In einer Alternative sind die akustische Sendeeinheit und/oder die akustische Empfangseinheit in einem Geberzylinder des Kupplungsaktors beziehungsweise des Getriebestelleraktors posi tioniert. Da der Geberzylinder ein vorgegebenes Volumen der Hydraulikflüssigkeit umfasst, lassen sich die akustische Sendeeinheit bzw. der akustische Empfangseinheit einfach inner halb des Volumens des Geberzylinders anordnen, so dass auf zusätzlichen Bauraum außer halb des Geberzylinders verzichtet werden kann.
Der benötigte Bauraum kann weiter reduziert werden, wenn die akustische Sendeeinheit und die akustische Empfangseinheit gemeinsam in einem Modul angeordnet sind. Da nur das ge meinsame Modul gegenüber der Hydraulikflüssigkeit abzudichten ist, reduzieren sich die Her stellungskosten der Vorrichtung.
In einer Variante sind ein Drucksensor und ein Temperatursensor zur Bestimmung einer Dich te des hydraulischen Mediums an der Geberseite angeordnet und mit einer Auswerteeinheit verbunden. Dadurch lässt sich die Dichte der verwendeten Hydraulikflüssigkeit vor Ort einfach berechnen und bei der Bestimmung der Wegänderung der Kupplung beziehungsweise des Getriebestellers berücksichtigen.
Vorteilhafterweise bildet der Drucksensor mit der akustischen Sendeeinheit und der akusti schen Empfangseinheit eine bauliche Einheit. Damit werden die Anforderungen an den benö tigten Bauraum weiter reduziert. Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wie sie in einem Kraftfahrzeug im Kupplungsbetätigungssystem 1 eingesetzt wird. Das Kupplungsbe tätigungssystem 1 umfasst eine Geberseite 2 und eine Nehmerseite 3. Die Geberseite 2 weist einen Kupplungsaktor 4 auf, welcher einen Geberzylinder 5 umfasst. Der in dem Geberzylin der 5 angeordnete Geberkolben 6 wird von einem Elektromotor 7 angetrieben, wobei die Ro tationsbewegung des Elektromotors 7 über eine Gewindespindel 8 in eine lineare Bewegung des Geberkolbens 6 des Geberzylinders 5 umgesetzt wird. Der Geberzylinder 5 ist über eine mit einer Hydraulikflüssigkeit 9 befüllten hydraulischen Strecke 10 mit einem Nehmerzylinder 11 der Nehmerseite 3 verbunden, der einen Nehmerkolben 12 aufweist, welcher bei Verdrän gung des Volumens der Hydraulikflüssigkeit 9 durch den Geberkolben 6 in der hydraulischen Strecke 10 über ein Ausrücklager 13 die Kupplung 14 betätigt.
In einem Druckraum 15 des Geberzylinders 5 sind eine akustische Sendeeinheit 16 und eine akustische Empfangseinheit 17 angeordnet. Sowohl die akustische Sendeeinheit 16 als auch die akustische Empfangseinheit 17 sind mit einer Auswerteeinheit 18 verbunden, die den Elektromotor 7 ansteuert bzw. Ausgangssignale an andere Kraftfahrzeugmodule ausgibt.
Erhält der Elektromotor 7 von der Auswerteeinheit 18 ein Signal, die Kupplung 14 zu öffnen oder zu schließen, so wird dieses elektrische Signal in eine Bewegung des Geberkolbens 6 umgesetzt, welcher nach links bewegt und dabei das Volumen der Hydraulikflüssigkeit 9 ver drängt. Durch dieses verdrängte Volumen wird der Nehmerkolben 12 am Nehmerzylinder 11 bewegt und dadurch die Kupplung 14 verstellt.
Um den von der Kupplung 14 zurückgelegten Ausrückweg D genau zu messen, sendet die akustische Sendeeinheit 16, beispielsweise ein Schallsensor, kontinuierlich oder in vorgege benen Abständen ein akustisches Signal auf die Hydraulikflüssigkeit 9 aus, woraus sich ein Wellenpaket ergibt, welches durch die Hydraulikflüssigkeit 9 der hydraulischen Strecke 10 (Druckleitung) zum Nehmerzylinder 11 bewegt wird und dort am Nehmerkolben 12 reflektiert wird. Das reflektierte Wellenpaket wird über die hydraulische Strecke 10 zurück zum Geberzy linder 5 transportiert, wobei das reflektierte akustische Wellenpaket durch die akustische Emp fangseinheit 17 detektiert wird. Die Auswerteeinheit 18 bestimmt aus der Laufzeit Ät des aus gesandten und empfangenen reflektierten Wellenpaketes den Ausrückweg D, der von der Kupplung 14 zurückgelegt wurde,
Dabei gilt:
D=c*At/2, wobei
D Ausrückweg der Kupplung
c Schallgeschwindigkeit
At Laufzeit.
Da die Schallgeschwindigkeit c von der Dichte der Hydraulikflüssigkeit 9 abhängt, wird mit Hil fe eines ebenfalls in den Druckraum 15 des Geberzylinders 5 hineinragenden Drucksensors 19 und einem nicht weiter dargestellten Temperatursensor durch die Auswerteeinheit 18 ab geschätzt, wie hoch die Dichte ist. Die Dichte kann aber auch über ein geeignetes Rechen modell ermittelt und deren Auswirkung auf die Bestimmung des Ausrückweges D kompensiert werden.
Aufgrund der notwendigen Leitungsverbindungen der Sensoren und der Auswerteeinheit kön nen ungewollte Reflexionen entstehen, die das akustische Signal verfälschen. In einem Initia lisierungsprozess können diese ungewollten Reflexionen bzw. deren Muster vor der eigentli chen Laufzeitermittlung bestimmt werden und bei der Bestimmung der Laufzeit Ät zur Kom pensation des reflektierten Wellenpakets genutzt werden.
Alternativ kann eine Überlagerung der gesendeten und reflektierten Wellenpakete zum Erzeu gen von stehenden Wellen in der Hydraulikflüssigkeit 9 genutzt werden. Dabei wird der Aus rückweg D der Kupplung 14 aus der Position eines ersten Knotens der stehenden Welle und der Position eines letzten Knotens bestimmt. Durch Erhöhung der Frequenz können so die erste Grundfrequenz und die darauffolgenden Oberschwingungen genutzt werden, um die Messung des Ausrückweges D der Kupplung 14 zu plausibilisieren.
Um eine stehende Welle oder die Reflexion optimal einzustellen, kann es nötig sein, die den Schallpfad bildende hydraulische Strecke 10 durch Einbringen von zusätzlichen Reflexions oder Führungskörpern zu optimieren. Die Schwingungsanregung der Flüssigkeitssäule der Hydraulikflüssigkeit 9 durch die akusti schen Sendeeinheit 16 ermöglicht eine Übertragung von Mikroschwingungen auf die bewegli chen Teile 6, 11 des Kupplungsbetätigungssystems. Dadurch können Reibungen reduziert werden, was die Ansteuerbarkeit und Regelfähigkeit der Kupplung 14 erhöht. Je nach Be triebsstrategie kann die Bestimmung des Ausrückweges D kontinuierlich durchgeführt werden oder nur zu bestimmten Zeitpunkten. Es kann so z.B. möglich sein, dass die Reduktion der Reibung für den Betrieb zeitweise hinderlich ist, was bei der Selbsthaltung von vorbestimmten Kupplungsbetätigungssystemen der Fall ist, weshalb die Wegermittlung in bestimmten Situati- onen nicht durchgeführt werden sollte.
Bezuqszeichenliste
1 Kupplungsbetätigungssystem
2 Geberseite
3 Nehmerseite
4 Kupplungsaktor
5 Geberzylinder
6 Geberkolben
7 Elektromotor
8 Gewindespindel
9 Hydraulikflüssigkeit
10 hydraulische Strecke
11 Nehmerzylinder
12 Nehmerkolben
13 Ausrücklager
14 Kupplung
15 Druckraum
16 akustische Sendeeinheit
17 akustische Empfangseinheit
18 Auswerteeinheit
19 Drucksensor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Wegbestimmung einer Kupplung (14) in einem hydraulischen Kupp lungsbetätigungssystem (1), bei welchem eine sich zwischen einer Geberseite (2) und einer Nehmerseite (3) ausdehnende Hydraulikflüssigkeit (9) mit einem akustischen Signal zur Er zeugung eines Wellenpaketes beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das akusti sche Signal auf der Geberseite (2) des Kupplungsbetätigungssystems (1) in die Hydraulikflüs sigkeit (9) eingespeist wird, wobei ein durch das akustische Signal erzeugtes Wellenpaket an der Nehmerseite (3) zur Geberseite (2) zurückreflektiert wird, wobei an der Geberseite (2) ei ne Laufzeit (Ät) des ausgesandten und reflektierten Wellenpaketes zur Bestimmung des Kupplungsweges (D) ausgewertet wird.
2. Verfahren zur Wegbestimmung eines Getriebestellers in einem hydraulischen Getrie bebetätigungssystem, bei welchem eine sich zwischen einer Geberseite (2) und einer Neh merseite (3) ausdehnende Hydraulikflüssigkeit (9) mit einem akustischen Signal zur Erzeu gung eines Wellenpaketes beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das akustische Signal auf der Geberseite (2) des Getriebebetätigungssystem in die Hydraulikflüssigkeit (9) eingespeist wird, wobei ein durch das akustische Signal erzeugtes Wellenpaket an der Neh merseite (3) zur Geberseite (2) zurückreflektiert wird, wobei an der Geberseite (2) eine Lauf zeit (Ät) des ausgesandten und reflektierten Wellenpaketes zur Bestimmung des Getriebestel lerweges ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur der Wegmessung eine Dichte der Hydraulikflüssigkeit (9) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisie rung der Wegmessung stehende Wellen aus einer Überlagerung des gesendeten und des re flektierten Wellenpaketes erzeugt werden, wobei aus einer Distanz zwischen den Knoten der stehenden Welle auf den Weg (D) der Kupplung (14) oder des Getriebestellers geschlossen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegbestim mung in vorgegebenen Zeitabständen oder kontinuierlich durchgeführt wird.
6. Vorrichtung zur Wegbestimmung einer Kupplung (14) in einem hydraulischen Kupp lungsbetätigungssystem (1), umfassend eine akustische Sendeeinheit (16) zur Beaufschla gung einer sich zwischen einer Geberseite (2) und einer Nehmerseite (3) des Kupplungsbetä- tigungssystems (1) ausdehnenden Hydraulikflüssigkeit (9) mit einem akustischen Signal, wel ches von einem an der Geberseite (2) angeordneten akustischen Empfangseinheit (17) emp fangen wird, wobei die Hydraulikflüssigkeit (9) zur Betätigung der Kupplung (14) auf der Neh merseite (2) mit einem Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die das akus tische Signal in der Hydraulikflüssigkeit (9) erzeugende akustische Sendeeinheit (16) an der Geberseite (2) angeordnet ist und die akustische Empfangseinheit (17) das von der Nehmer seite (2) reflektierte Signal empfängt.
7. Vorrichtung zur Wegbestimmung eines Getriebestellers in einem hydraulischen Ge triebebetätigungssystem, umfassend eine akustische Sendeeinheit (16) zur Beaufschlagung einer sich zwischen einer Geberseite (2) und einer Nehmerseite (3) des Getriebebetätigungs systems ausdehnenden Hydraulikflüssigkeit (9) mit einem akustischen Signal, welches von einem an der Geberseite (2) angeordneten akustischen Empfangseinheit (17) empfangen wird, wobei die Hydraulikflüssigkeit (9) zur Betätigung des Getriebestellers auf der Nehmersei te (2) mit einem Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die das akustische Signal in der Hydraulikflüssigkeit (9) erzeugende akustische Sendeeinheit (16) an der Geber seite (2) angeordnet ist und die akustische Empfangseinheit (17) das von der Nehmerseite (2) reflektierte Signal empfängt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Sendeeinheit (16) und/oder die akustische Empfangseinheit (17) in einem Kupplungsaktor (4) oder einem Getriebestelleraktor positioniert sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Sendeeinheit (16) und/oder die akustische Empfangseinheit (17) in einem Geberzylinder (5) eines Kupplungsaktors (4) oder einem Getriebestelleraktor positioniert sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Sendeeinheit (16) und die akustische Empfangseinheit (17) in einem gemeinsamen Modul angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (19) und ein Temperatursensor zur Bestimmung einer Dichte der Hydraulikflüssigkeit (9) an der Geberseite (2) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor mit der akustischen Sendeeinheit (16) und der akustischen Empfangseinheit (17) eine bauliche Ein heit bildet.
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