DE102008042441A1 - Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs - Google Patents

Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs (1) mit einer Kupplungsvorrichtung (20), welche ein von einem Kupplungspedal aktivierbares Kupplungsaggregat umfasst, wobei das Fahrzeug (1) ein Bremssystem (10) mit einer zugehörigen Auswerte- und Steuereinheit (30) zur Regelung eines Fluidkreislaufs des Bremssystems (10) umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die Kupplungsanordnung mindestens ein erstes Fluidbauelement, welches vor dem Kupplungsaggregat in den Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung (20) eingeschleift ist und zur Beeinflussung des Kupplungsaggregats von der Auswerte- und Steuereinheit (30) ansteuerbar ist, welche den Fluidkreislauf des Bremssystems (10) regelt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugbremssysteme bekannt, die verschiedene Sicherheitssysteme, wie beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS), ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) usw. umfassen, und verschiedene Sicherheitsfunktionen, wie beispielsweise eine Antiblockierfunktion, eine Antriebsschlupfregelung (ASR) usw. ausführen. Diese Fahrzeugbremssysteme umfassen eine zugehörige Auswerte- und Steuereinheit, welche einen Fluidkreislauf des Bremssystems in Abhängigkeit von Informationen beeinflussen, welche von korrespondierenden Sensoriken beeinflusst werden. Zur hydraulischen Betätigung der Bremsen wird im Fluidkreislauf beispielsweise eine Bremsflüssigkeit DOT4 benutzt. Bei Fahrzeugen, welche ein Schaltgetriebe und kein Automatikgetriebe aufweisen, kann zur Betätigung eines Kupplungsaggregats einer Kupplungsvorrichtung dasselbe Fluid benutzt werden. Hierbei wird das Kupplungsaggregat über ein entsprechendes Kupplungspedal, welches den Druck im Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung beeinflusst, manuell durch den Fahrerfuß betätigt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mindestens ein erstes Fluidbauelement vor einem Kupplungsaggregat in einen Fluidkreislauf einer Kupplungsvorrichtung eingeschleift ist. Das mindestens eine erste Fluidbauelement ist zur Beeinflussung des Kupplungsaggregats von einer Auswerte- und Steuer einheit ansteuerbar, welche auch einen Fluidkreislauf eines Bremssystems des Fahrzeugs regelt. Durch das mindestens eine erste Fluidbauelement kann die Auswerte- und Steuereinheit zusätzlich zur Ausführung einer Bremsregelfunktion, auch die Kupplungsvorrichtung des Fahrzeugs betätigen. Dadurch können Fahrzeugen mit Schaltgetriebe in vorteilhafter Weise einige vorteilhafte Eigenschaften eines Automatikgetriebes mit vergleichsweise geringem Aufwand zur Verfügung gestellt werden. Zudem können bereits bestehende Sicherheits- und Komfortfunktionen des Fahrzeugbremssystems, wie beispielsweise ABS, ESP usw., durch die zusätzlichen Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung erweitert und verbessert werden. So kann ein Antriebsstrang des Fahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung in vorteilhafter Weise bei Bedarf getrennt werden. Zudem kann die Fahrzeuggeschwindigkeit während einer automatischen Geschwindigkeitsregelung bis zur Schrittgeschwindigkeit verringert werden und das Kupplungsaggregat beim Anhalten automatisch betätigt werden. Außerdem kann das Kupplungsaggregat durch Überwachung und Abschaltung vor einer Überhitzung geschützt werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs möglich.
  • In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung umfasst das Bremssystem zur Regelung des Bremsfluidkreislaufs ein Fluidaggregat mit mindestens einem zweiten Fluidbauelement, wobei die Auswerte- und Steuereinheit unter Verwendung des mindestens einen zweiten Fluidbauelements einen Bremsdruck in mindestens einer Radbremse einstellt.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass das mindestens eine erste Fluidbauelement als Teil des Fluidaggregats des Bremssystems ausgeführt ist. Dadurch können die zusätzlichen Elemente bzw. Bauteile der Kupplungsvorrichtung mit minimalem Aufwand in das bestehende Bremssystem integriert werden. Zudem können die Kupplungsvorrichtung und das Bremssystem in vorteilhafter Weise einen gemeinsamen Fluidvorratsbehälter und getrennte Fluidkreisläufe aufweisen. Das mindestens eine erste Fluidbauelement und/oder das mindestens eine zweite Fluidbauelement können beispielsweise als Magnetventil und/oder als Rückschlagventil und/oder als Pumpenelement ausgeführt werden. Die Pumpenelemente können beispielsweise als Kolbenpumpe und/oder als Zahnradpumpe ausgeführt und mit einem gemeinsamen Antrieb gekoppelt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung steuert die Auswerte- und Steuereinheit das mindestens eine erste Fluidbauelement und/oder das mindestens eine zweite Fluidbauelement in Abhängigkeit von Daten an, welche von mindestens einer Sensorik zur Verfügung gestellt werden. Diese Daten umfassen beispielsweise Informationen über den aktuellen Fahrzeugzustand, über aktuelle Fahrdynamikgrößen usw. Während eines Antiblockierregelvorgangs kann die Auswerte- und Steuereinheit das Kupplungsaggregat über das mindestens eine erste Fluidbauelement in vorteilhafter Weise aktivieren, um einen Antriebsstrang des Fahrzeugs zu trennen. Dadurch können die Räder in vorteilhafter Weise auch dann dynamisch gebremst werden, wenn der Fahrer bei einer Panikbremsung das Kupplungspedal nicht betätigt. Während eines Anfahrvorgangs kann die Auswerte- und Steuereinheit das Kupplungsaggregat über das mindestens eine erste Fluidbauelement in vorteilhafter Weise aktivieren, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern.
  • In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ist das Kupplungspedal vom Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung getrennt, wobei eine Betätigung des Kupplungspedals von einer Sensoreinheit detektierbar und von der Auswerte- und Steuereinheit zur Ansteuerung des mindestens einen ersten Fluidbauelements auswertbar ist.
  • In Abhängigkeit von der Ausführung der Kupplungsvorrichtung sind verschiedene Varianten zur Ausführung eines Kupplungsvorgangs möglich. So kann beispielsweise bei einer kostengünstigen Ausführung mit einem Magnetventil als erstes Fluidbauelement eine rein passive Unterstützung des Kupplungsvorgangs bereitgestellt werden. Durch diese Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise ein Abwürgen des Fahrzeugmotors verhindert werden. Wird zusätzlich ein Pumpenelement als ersts Fluidbauelement bereitgestellt, dann kann der Kupplungsvorgang aktiv unterstützt werden, so dass auch ein selbstständiger Eingriff ohne Betätigung des Kupplungspedals möglich ist. Durch die Trennung des Kupplungspedals vom Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung und die Verwendung der Sensoreinheit ist eine rein elektronische Kupplungsbetätigung möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs.
  • 2 zeigt ein Fluidschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
  • 3 zeigt ein Fluidschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
  • 4 zeigt ein Fluidschaltbild einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs 1 mit einem Bremssystem 10 und einer Kupplungsvorrichtung 20, welche ein gemeinsames Fluidaggregat 12 mit mehreren Fluidbauelementen aufweisen. Die Fluidbauelemente des gemeinsamen Fluidaggregats 12 werden zur Ausführung von verschiedenen Brems- und/oder Kupplungs- und/oder Sicherheitsfunktionen von einer Auswerte- und/oder Steuereinheit 30 in Abhängigkeit von Daten angesteuert, welche von mindestens einer Sensorik 40 bereitgestellt werden. Diese Daten umfassen beispielsweise Informationen über den aktuellen Fahrzeugzustand, über aktuelle Fahrdynamikgrößen usw.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf 2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Kupplungsanordnungen im Detail beschrieben. Wie aus 2 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Bremssystem 10 des Fahrzeugs 1 beispielhaft ein Bremspedal 13, welches mit einem Hauptbremszylinder 19 gekoppelt ist, ein strichpunktiert dargestelltes Fluidaggregat 12 und vier Radbremsen 15, die jeweils einen zugehörigen nicht dargestellten Radbremszylinder aufweisen. Jeweils zwei der vier Rad bremsen 15 sind einem Bremskreis zugeordnet, wobei jeder Bremskreis mit dem Hauptbremszylinder 19 verbunden ist. Jeder Radbremse 15 ist ein Einlassventil 14.1 und ein Auslassventil 14.2 zugeordnet, wobei über die Einlassventile 14.1 jeweils Druck in der korrespondierenden Radbremse 15 aufgebaut werden kann, und wobei über die Auslassventile 14.2 jeweils Druck in der korrespondierenden Radbremse 15 abgebaut werden kann. Parallel zu jedem der Einlassventile 14.1 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet. Zudem weisen die beiden Bremskreise jeweils einen Fluidspeicher 18 und ein Pumpenelement 17.1 auf, welche im dargestellten Beispiel von einem gemeinsamen Elektromotor 17.2 angetrieben werden. Die Pumpenelemente 17.1 der beiden Bremskreise können beispielsweise als Kolbenpumpen oder als Zahnradpumpen ausgeführt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 30 stellt unter Verwendung der Einlassventile 14.1, Auslassventile 14.2 und den Pumpenelementen 17.1 die erforderlichen Bremsdrücke in den Radbremszylindern der Radbremsen 15 ein. Das dargestellte Bremssystem 10 ist lediglich als Ausführungsbeispiel zu sehen und kann durch weitere Fluidbauelemente erweitert und modifiziert werden, um die Ausführung der verschiedenen Brems- und/oder Sicherheitsfunktionen zu verbessern.
  • Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung eine Kupplungsvorrichtung 20 mit einem von einem Kupplungspedal 22 aktivierbaren Kupplungsaggregat 29. Zwischen dem Kupplungspedal 22 und dem Kupplungsaggregat 29 ist in den Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung 20 ein Magnetventil 24 eingeschleift, welchem ein Rückschlagventil 26 parallel geschaltet ist. Das Magnetventil 24 und das Rückschlagventil 26 sind als Teil des Fluidaggregats 12 des Bremssystems 10 ausgeführt, wobei das Magnetventil 24 als reine passive Unterstützung eines Kupplungsvorgangs von der Auswerte- und Steuereinheit 30 angesteuert werden kann, um ein Abwürgen des Motors des Fahrzeugs 1 zu verhindern.
  • Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, umfasst eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ebenfalls eine Kupplungsvorrichtung 20' mit einem von einem Kupplungspedal 22 aktivierbaren Kupplungsaggregat 29. Zwischen dem Kupplungspedal 22 und dem Kupplungsaggregat 29 ist in den Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung 20 analog zur ersten Ausführungsform ein Magnetventil 24 eingeschleift, welchem ein Rückschlagventil 26 parallel geschaltet ist. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß 2 ist zwischen dem Kupplungspedal 22 und dem Kupplungsaggregat 29 ein Pumpenelement 27 in den Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung 20 eingeschleift. Das zusätzliche Pumpenelement 27 kann ebenfalls als Kolbenpumpe oder Zahnradpumpe ausgeführt werden, wobei zur Betätigung des Pumpenelementes 27 der bereits vorhandene Elektromotor 17.2 verwendet werden kann. Das Pumpenelement 27, das Magnetventil 24 und das Rückschlagventil 26 sind ebenfalls als Teil des Fluidaggregats 12 des Bremssystems 10 ausgeführt, wobei das Pumpenelement 27 eine aktive Unterstützung eines Kupplungsvorgangs sowie selbsttätige Eingriffe während der Ausführung von Sicherheitsfunktionen und/oder Regelfunktionen ermöglicht. Durch das Pumpenelement 27 und das Magnetventil 24 der Kupplungsvorrichtung 20' kann die Auswerte- und Steuereinheit 30 zusätzlich zu Bremsfunktionen, auch das Kupplungsaggregat 29 betätigen und Kupplungsfunktionen steuern bzw. regeln. Dadurch können bereits bestehende Sicherheits- und Komfortfunktionen des Bremssystems 10, wie beispielsweise ABS, ESP usw., durch die zusätzlichen Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung 20' erweitert und verbessert werden. So kann ein Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 durch eine entsprechende Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung 20 in vorteilhafter Weise bei Bedarf getrennt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 bei einer ABS-Regelung zu trennen, wenn der Fahrer bei einer Panikbremsung vergisst, das Kupplungspedal 22 zu treten, so dass die Räder trotzdem dynamisch gebremst werden können. Zudem kann die Fahrzeuggeschwindigkeit während einer automatischen Geschwindigkeitsregelung bis zur Schrittgeschwindigkeit verringert werden, und das Kupplungsaggregat 29 kann beim Anhalten automatisch betätigt werden. Außerdem kann das Kupplungsaggregat 29 durch Überwachung und Abschaltung vor einer Überhitzung geschützt werden.
  • Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ebenfalls eine Kupplungsvorrichtung 20'' mit einem von einem Kupplungspedal 22 aktivierbaren Kupplungsaggregat 29. Analog zur zweiten Ausführungsform gemäß 3 weist der Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung 20'' ein Magnetventil 24, welchem ein Rückschlagventil 26 parallel geschaltet ist, und ein. Pumpenelement 27 auf, welche ebenfalls als Teil des Fluidaggregats 12 des Bremssystems 10 ausgeführt sind, so dass auch mit der dritten Ausführungsform bereits bestehende Sicherheits- und Komfortfunktionen des Bremssystems 10, wie beispielsweise ABS, ESP usw., durch die zusätzlichen Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung 20'' erweitert und verbessert werden können. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform gemäß 3 ist das Kupplungspedal 22 vom Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung 20'' getrennt, wobei eine Betätigung von einer Sensoreinheit 23 detektiert wird, welche mit der Aus werte- und Steuereinheit 30 gekoppelt ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 30 wertet die von der Sensoreinheit 23 detektierte Betätigung des Kupplungspedals 22 aus und steuert das Pumpenelement 27 und das Magnetventil 24 zur Aktivierung des Kupplungsaggregats 29 entsprechend an.
  • Wie aus 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist der Flüssigkeitskreislauf der Kupplungsvorrichtung 20, 20', 20'' von den Bremskreisläufen des Bremssystems 10 getrennt, wobei jedoch ein gemeinsamer Fluidvorratsbehälter 11 verwendet wird.
  • Durch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung können Fahrzeugen mit Schaltgetriebe in vorteilhafter Weise einige Eigenschaften von Automatikgetrieben mit vergleichsweise geringem Aufwand zur Verfügung gestellt werden.

Claims (10)

  1. Kupplungsanordnung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs mit einer Kupplungsvorrichtung (20, 20', 20''), welche ein von einem Kupplungspedal (22) aktivierbares Kupplungsaggregat (29) umfasst, wobei das Fahrzeug (1) ein Bremssystem (10) mit einer zugehörigen Auswerte- und Steuereinheit (30) zur Regelung eines Fluidkreislaufs des Bremssystems (10) umfasst, gekennzeichnet durch mindestens ein erstes Fluidbauelement (24, 26, 27), welches vor dem Kupplungsaggregat (29) in den Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung (20, 20', 20'') eingeschleift ist und zur Beeinflussung des Kupplungsaggregats (29) von der Auswerte- und Steuereinheit (30) ansteuerbar ist, welche den Fluidkreislauf des Bremssystems (10) regelt.
  2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (10) zur Regelung des Bremsfluidkreislaufs ein Fluidaggregat (12) mit mindestens einem zweiten Fluidbauelement (14.1, 14.2, 16, 17.1) umfasst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (30) unter Verwendung des mindestens einen zweiten Fluidbauelements (14.1, 14.2, 16, 17.1) einen Bremsdruck in mindestens einer Radbremse (15) einstellt.
  3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Fluidbauelement (24, 26, 27) als Teil des Fluidaggregats (12) des Bremssystems (10) ausgeführt ist.
  4. Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (20, 20', 20'') und das Bremssystem (10) einen gemeinsamen Fluidvorratsbehälter (11) und getrennte Fluidkreisläufe aufweisen.
  5. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Fluidbauelement (24, 26, 27) und/oder das mindestens eine zweite Fluidbauelement (14.1, 14.2, 16, 17.1) als Magnetventil (14.1, 14.2, 24) und/oder als Rückschlagventil (16, 26) und/oder als Pumpenelement (17.1, 27) ausführbar sind.
  6. Kupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenelemente (17.1, 27) als Kolbenpumpe und/oder als Zahnradpumpe ausgeführt sind und mit einem gemeinsamen Antrieb (17.2) gekoppelt sind.
  7. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (30) das mindestens eine erste Fluidbauelement (24, 26, 27) und/oder das mindestens eine zweite Fluidbauelement (14.1, 14.2, 16, 17.1) in Abhängigkeit von Informationen ansteuert, welche von mindestens einer Sensorik (40) zur Verfügung gestellt werden.
  8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (30) während eines Antiblockierregelvorgangs das Kupplungsaggregat (29) über das mindestens eine erste Fluidbauelement (24, 26, 27) aktiviert, um einen Antriebsstrang des Fahrzeugs (1) zu trennen.
  9. Kupplungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (30) während eines Anfahrvorgangs das Kupplungsaggregat (29) über das mindestens eine erste Fluidbauelement (24, 26, 27) aktiviert, um ein Abwürgen des Motors zu verhindern.
  10. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungspedal (22) vom Fluidkreislauf der Kupplungsvorrichtung (20) getrennt ist, wobei eine Betätigung des Kupplungspedals (22) von einer Sensoreinheit (23) detektierbar und von der Auswerte- und Steuereinheit (30) zur Ansteuerung des mindestens einen ersten Fluidbauelements (24, 26, 27) auswertbar ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012037901A1 (en) * 2010-09-26 2012-03-29 Byd Company Limited Driving system of electric vehicle
DE102013220340A1 (de) * 2013-10-09 2015-04-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigten Kupplung

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