WO2009121654A1 - Verfahren zur ansteuerung eines betätigungsmittels - Google Patents

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WO2009121654A1
WO2009121654A1 PCT/EP2009/051531 EP2009051531W WO2009121654A1 WO 2009121654 A1 WO2009121654 A1 WO 2009121654A1 EP 2009051531 W EP2009051531 W EP 2009051531W WO 2009121654 A1 WO2009121654 A1 WO 2009121654A1
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WO
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pressure medium
actuating means
valve assembly
cooling
controlled
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/051531
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Staudinger
Peter Herter
Franz Bitzer
Roland Mair
Rainer Petzold
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F16D25/123—Details not specific to one of the before-mentioned types in view of cooling and lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D48/02—Control by fluid pressure
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    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/302—Signal inputs from the actuator
    • F16D2500/3026—Stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/50—Problem to be solved by the control system
    • F16D2500/501—Relating the actuator

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an actuating means according to the preamble of patent claim 1.
  • an energy generated by a drive motor can be forwarded to the drive train, which ends with the drive wheels.
  • the energy loss that occurs in the clutch is converted to heat.
  • This heat energy in particular causes the components of the clutch to heat up and possibly reach high temperatures.
  • Such high temperatures for example the pressure plate or the flywheel, lead to increased wear of the clutch and thus to a reduced service life of the clutch.
  • actuation of the shift and / or starting clutch between the drive motor and transmission and the selection and switching of transmission gears via appropriate actuation means is automated.
  • actuation means are usually designed as hydraulically or pneumatically operable actuating means or as electrical actuating means.
  • DE 195 17 491 A1 discloses how the cooling of a transmission control device for a motor vehicle can be realized.
  • the motor vehicle has a transmission and control means which are actuated by a control fluid.
  • the control electronics of the control device is forcibly cooled by a targeted supply of the control fluid.
  • the control fluid is passed through a cooling plate on which the control electronics with optimum thermal conductivity is arranged.
  • the present invention has for its object to represent a method for controlling an actuating means, with which a cooling of the actuating means realized or improved and thus the life of the actuating means is increased.
  • the object underlying the invention is achieved by a, including the characterizing features of the main claim exhibiting, generic method for driving an actuating means.
  • the invention is based on a method for controlling an actuating means, in particular an actuating means in a motor vehicle drive train, wherein an actuating pressure for the actuating means via a pressure medium source, arranged in a first pressure medium line inlet valve arrangement and arranged in a second pressure medium line outlet valve arrangement is controlled ,
  • the inlet valve arrangement and the outlet valve arrangement are controlled or regulated in such a way that the actuating means adopts or retains a desired position, while the actuating means flows through a pressure medium volume flow for cooling the actuating means.
  • the desired position of the actuating means may be dependent on a driver request, for example.
  • the pressure means of the pressure medium source is used not only for actuating the actuating means (power transmission), but also to cool the actuating means according to the inventive method.
  • the inlet valve arrangement and the outlet valve arrangement can simultaneously be controlled so that the desired position of the actuating means is maintained, but the actuating means is flowed through by a pressure medium volume flow acting as a cooling flow.
  • the inlet valve arrangement and the outlet valve arrangement can be controlled such that both a pressure medium volume flow for actuating the actuating means and at the same time a pressure medium volume flow for cooling the actuating means is formed. In this case, the inlet valve arrangement must be controlled such that more pressure fluid flows into the actuating means, as can flow through the exhaust valve assembly again.
  • the intake and exhaust valve assemblies each include at least one valve. These valves may be formed, for example, as two-position valves with controllable pulse rate and with a controllable ⁇ réelles founded. Closing frequency can be actuated. Likewise, it is conceivable that the valves of the inlet and outlet valve arrangement are designed as proportional valves and the pressure medium volume flow for actuating or cooling the actuating means is controlled by appropriate control of the proportional valves.
  • the pressure medium volume flow for cooling the actuating means is controlled at least partially as a function of a temperature of the actuating means. If the temperature exceeds a predefinable limit value, then the inlet valve arrangement and the outlet valve arrangement can be controlled in such a way that the actuating means flows through a pressure medium volume flow as a cooling flow and is thus cooled.
  • the Temperature of the actuating means can be detected for example by a temperature sensor arranged on or in the actuating means.
  • the inlet and the outlet valve arrangement each comprise a first valve with a larger aperture cross-section and a second valve with a smaller aperture cross-section, which are arranged parallel to each other.
  • both valves of the inlet valve arrangement and both valves of the outlet valve arrangement are preferably actuated in order to generate the largest possible pressure medium volume flow as cooling flow through the actuating means, whereby a high heat dissipation is realized on the actuating means. Since a correspondingly lower heat removal is necessary below the predefinable temperature limit, preferably only one valve of the inlet valve arrangement and the corresponding valve of the outlet valve arrangement are actuated below the predefinable temperature limit.
  • the pressure medium volume flow flowing through the actuating means as a cooling flow can thus be adjusted or controlled in a temperature-dependent manner.
  • At least part of the pressure medium is forcibly guided onto the actuating means by a branch, which is preferably arranged in the second pressure medium line between the outlet valve arrangement and a pressure medium sink, that the actuating means in addition to the cooling by the pressure medium volume flow through the forcibly guided pressure medium is cooled.
  • a branch which is preferably arranged in the second pressure medium line between the outlet valve arrangement and a pressure medium sink, that the actuating means in addition to the cooling by the pressure medium volume flow through the forcibly guided pressure medium is cooled.
  • the actuating means is cooled by means of an additional cooling flow, if the cooling effect of the air flowing through the inlet valve arrangement and the outlet valve arrangement is cooled.
  • Controlled pressure medium volume flow to cool the actuator is too low.
  • a valve may be arranged in a further pressure medium line, wherein the pressure medium line is connected to the pressure medium source. If the valve is actuated, the pressure medium is passed from the pressure medium source through the pressure medium line and the valve to the actuating means to be cooled.
  • a pressure medium for the actuating means in particular a pneumatic or hydraulic medium can be used, for example air or oil or water.
  • a pneumatic medium preferably air
  • this pressure medium can be passed through the outlet valve arrangement and the second pressure medium line into a coupling bell space serving as a pressure medium depression.
  • the air in the coupling bell chamber is cooled by means of the pressure medium volume flow for actuating or cooling the actuating means, whereby the external heat is reduced to the actuating means.
  • the actuation means controlled by the method according to the invention can be designed, for example, as an actuating means for selecting and / or shifting transmission gears of an automated gearbox or for actuating a shift and / or starting clutch between the drive engine and the gearbox.
  • the shift or starting clutch can be actuated for example by a Gottausschreiber or a lever release or a release rocker.
  • a Monausschreiber for actuating a shift and / or starting clutch is arranged as a concentric with a transmission input shaft arranged piston-cylinder unit.
  • the central release is strongly heated.
  • the intake valve assembly and the exhaust valve assembly for the clutch release central release may be disposed in a transmission control unit.
  • the Monausschreiber can be cooled by the inventive method by targeted control of the intake valve assembly and the exhaust valve assembly with the pressure means for clutch actuation, for example, without the position of the clutch is changed.
  • FIG. 1 shows schematically a device 28 for actuating an actuating means 8, comprising a pressure medium source 10, an inlet valve arrangement 14 arranged in a first pressure medium line 24 and an outlet valve arrangement 20 arranged in a second pressure medium line 26.
  • the actuating means 8 serves to actuate a diaphragm spring clutch 2 and acts via a lever release on a diaphragm spring 4 of the diaphragm spring clutch 2.
  • the ssenstoffbeetzleybare actuating means 8 is actuated by driving the intake valve assembly 14 and the exhaust valve assembly 20 to output a travel.
  • the actuating means 8 is designed here as a piston-cylinder unit, wherein the piston is arranged axially displaceably in the cylinder of the piston-cylinder unit and limited to a medium filled with a pressure chamber 38.
  • the travel of the actuating means 8 is here via a known per se displacement measuring system 6 in the form of a displacement sensor in the region of a piston rod of the piston-cylinder Unit detected, which can be closed to the position of the clutch 2.
  • the intake valve assembly 14 is not actuated.
  • the inlet valve arrangement 14 and the outlet valve arrangement 20 are simultaneously controlled in such a way that the actuating means 8 flows through a pressure medium volume flow acting as a cooling flow.
  • the inlet valve arrangement 14 and the outlet valve arrangement 20 here each have two valves 12, 16 and 18, 22 arranged in parallel, which are designed as two-position valves and can be activated with a controllable pulse frequency.
  • the pressure medium volume flow through the valves 12, 16, 18, 22 is therefore not controlled by a change in the valve passage cross-section but by the number of opening / closing cycles per unit time.
  • Such valves have a structurally simple structure and Control technology easy handling high reliability and functional accuracy.
  • the valve 12 of the inlet valve assembly 14 has a smaller aperture cross-section here, and the valve 16 of the inlet valve assembly 14 has a larger aperture cross-section.
  • the valve 22 of the exhaust valve assembly 20 has a smaller orifice area and the valve 18 of the exhaust valve assembly 20 has a larger orifice area.
  • the pressure medium volume flow for cooling the actuating means 8 can be controlled at least partially as a function of the temperature of the actuating means 8.
  • the temperature of the actuating means 8 is measured here via a sensor 30 arranged on the actuating means 8.
  • the pressure medium volume flow for cooling the actuating means 8 can be controlled so that increases with the temperature of the pressure medium volume flow for cooling the actuating means 8, for example by the pressure medium speed is changed.
  • the control of the pressure medium volume flow for cooling the actuating means 8 as a function of the temperature of the actuating means 8 makes it possible to lead at a high temperature more pressure medium per time by the actuating means 8 in order to achieve a greater heat output by the actuating means 8.
  • the measured values detected by the temperature sensor 30 are processed further here in a microprocessor 32.
  • the microprocessor 32 may for example be part of a motor vehicle control unit 34, for example a clutch or transmission control unit.
  • the motor vehicle control unit 34 is connected via sensor lines with the required sensors. sensors (displacement sensor, temperature sensor, etc.) and via corresponding control lines to the valves 12, 16, 18, 22 of the inlet valve assembly 14 and the exhaust valve assembly 20.
  • the actuating means 8 On the temperature of the actuating means 8 can be closed in a further embodiment, when the temperatures of the drive motor, the shift and / or starting clutch and / or the transmission are already known about existing in the drive train sensors. Thus, depending on the temperature of the drive motor, the shift and / or starting clutch and / or the transmission to the temperature of the actuating means 8 closed or the temperature of the actuating means 8 can be estimated, whereby the actuating means 8 itself no additional temperature sensor 30 is necessary.
  • the temperature of the displacement sensor for detecting the travel of the actuating means 8 can also be closed in a further embodiment, when the temperature of the displacement sensor for detecting the travel of the actuating means 8 is known.
  • the temperature of the displacement sensor can be determined by measuring the coil resistance, since the coil resistance depends on the temperature. Higher coil temperatures increase the resistance of the coil of the displacement sensor.
  • the detected measured values of the coil resistance are further processed, for example, in the microprocessor 32. Taking into account the coil resistance at a reference temperature, for example at 20 degrees Celsius, it is possible to deduce the currently prevailing temperature at the travel sensor via the measured coil resistance.
  • the pressure medium is compressed to a pressure of for example 10 bar, for example by a compressor, not shown here, wherein the pressure medium is heated accordingly.
  • the compressed pressure medium is supplied via a feed line, not shown here, the pressure medium source 10, wherein the compressed pressure medium is cooled, for example to ambient temperature.
  • a decompression of the pressure medium since for actuation or cooling of the actuating means 8 in the pressure chamber 38 of the actuating means 8 only a lower pressure is required, for example, almost 0 to 5 bar.
  • the decompressed pressure medium in the pressure chamber 38 of the actuating means 8 is suitable for receiving a larger amount of heat, whereby the heat dissipation from the actuating means 8 is increased or improved by the pressure medium.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels (8), wobei ein Betätigungsdruck für das Betätigungsmittel (8) über eine Druckmittelquelle (10), eine in einer ersten Druckmittelleitung (24) angeordnete Einlassventilanordnung (14) und eine in einer zweiten Druckmittelleitung (26) angeordnete Auslassventilanordnung (20) gesteuert bzw. geregelt wird. Die Einlassventilanordnung (14) und die Auslassventilanordnung (20) werden erfindungsgemäß derart angesteuert bzw. geregelt, dass das Betätigungsmittel (8) eine Sollposition einnimmt bzw. beibehält, während das Betätigungsmittel (8) von einem Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels (8) durchflössen wird.

Description

Verfahren zur Ansteuerunq eines Betätiqunqsmittels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Durch eine Schalt- und/oder Anfahrkupplung in Kraftfahrzeugen kann eine Energie, die von einem Antriebsmotor erzeugt wird auf den Antriebsstrang, der mit den Antriebsrädern endet, weitergeleitet werden. Der Energieverlust, der in der Kupplung auftritt, wird in Wärme umgewandelt. Diese Wärmeenergie führt insbesondere dazu, dass sich die Bauteile der Kupplung erwärmen und eventuell hohe Temperaturen erreichen. Solche hohen Temperaturen, beispielsweise der Anpressplatte oder des Schwungrades, führen zu einem erhöhten Verschleiß der Kupplung und somit zu einer reduzierten Lebensdauer der Kupplung.
Bei automatisierten Schaltgetrieben erfolgt eine Betätigung der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe sowie das Wählen und Schalten von Getriebegängen über entsprechende Betätigungsmittel (Aktuatoren) automatisiert. Diese Betätigungsmittel sind üblicherweise als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Betätigungsmittel oder als elektrische Betätigungsmittel ausgebildet.
Durch die Wärmeabstrahlung von Antriebsmotor, Schalt- und/oder Anfahrkupplung und Getriebe, werden im Antriebsstrang angeordnete Betätigungsmittel entsprechend stark aufgeheizt. Die für eine Automatisierung bzw. aus Komfortgründen notwendigen Betätigungsmittel eignen sich in der Regel nicht oder nur bedingt für hohe Temperaturen. Häufig ergibt sich eine Lebensdauerreduzierung, wenn die Betätigungsmittel hohen Temperaturen ausgesetzt werden. In der DE 195 17 491 A1 wird offenbart, wie die Kühlung einer Getriebesteuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug realisierbar ist. Das Kraftfahrzeug weist ein Getriebe und Steuermittel auf, die mit einem Steuerfluid betätigt werden. Die Steuerelektronik der Steuereinrichtung wird hier durch eine gezielte Zuführung des Steuerfluids zwangsgekühlt. Zur Kühlung der Steuerelektronik wird das Steuerfluid durch eine Kühlplatte geleitet, auf der die Steuerelektronik mit optimaler Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels darzustellen, mit welchem eine Kühlung des Betätigungsmittels realisiert bzw. verbessert und somit die Lebensdauer des Betätigungsmittels erhöht wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels gelöst.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels, insbesondere eines Betätigungsmittels in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, wobei ein Betätigungsdruck für das Betätigungsmittel über eine Druckmittelquelle, eine in einer ersten Druckmittelleitung angeordnete Einlassventilanordnung und eine in einer zweiten Druckmittelleitung angeordnete Auslassventilanordnung gesteuert bzw. geregelt wird. Erfindungsgemäß werden die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanordnung derart angesteuert bzw. geregelt, dass das Betätigungsmittel eine Sollposition einnimmt bzw. beibehält, während das Betätigungsmittel von einem Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels durchflössen wird. Die Sollposition des Betätigungsmittels kann beispielsweise von einem Fahrerwunsch abhängig sein. Somit wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Druckmittel der Druckmittelquelle nicht nur zur Betätigung des Betätigungsmittels (Leistungsübertragung) eingesetzt, sondern auch, um das Betätigungsmittel zu kühlen. Beispielsweise können die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanordnung gleichzeitig so angesteuert werden, dass die Sollposition des Betätigungsmittels beibehalten wird, aber das Betätigungsmittel von einem als Kühlstrom wirkenden Druckmittelvolumenstrom durchflössen wird. Des Weiteren können die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanordnung derart angesteuert werden, dass sowohl ein Druckmittelvolumenstrom zur Betätigung des Betätigungsmittels als gleichzeitig auch ein Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels entsteht. Hierbei muss die Einlassventilanordnung derart angesteuert werden, dass mehr Druckmittel in das Betätigungsmittel fließt, als durch die Auslassventilanordnung wieder abfließen kann.
Die Einlass- und Auslassventilanordnung umfassen jeweils zumindest ein Ventil. Diese Ventile können beispielsweise als Zwei-Stellungsventile mit steuerbarer Pulsfrequenz ausgebildet sein und mit einer steuerbaren Öffnungsbzw. Schließfrequenz betätigt werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Ventile der Einlass- und Auslassventilanordnung als Proportionalventile ausgebildet sind und der Druckmittelvolumenstrom zur Betätigung bzw. Kühlung des Betätigungsmittels durch entsprechende Ansteuerung der Proportionalventile gesteuert wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels zumindest teilweise in Abhängigkeit von einer Temperatur des Betätigungsmittels gesteuert. Überschreitet die Temperatur einen vorgebbaren Grenzwert, so können die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanordnung derart angesteuert werden, dass das Betätigungsmittel von einem Druckmittelvolumenstrom als Kühlstrom durchflössen und somit gekühlt wird. Die Temperatur des Betätigungsmittels kann beispielsweise durch einen an bzw. in dem Betätigungsmittel angeordneten Temperatursensor erfasst werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Einlass- und die Auslassventilanordnung jeweils ein erstes Ventil mit einem größeren Blendenquerschnitt und ein zweites Ventil mit einem kleineren Blendenquerschnitt, welche parallel zueinander angeordnet sind. Oberhalb einer vorgebbaren Temperaturgrenze werden vorzugsweise beide Ventile der Einlassventilanordnung und beide Ventile der Auslassventilanordnung angesteuert, um einen möglichst großen Druckmittelvolumenstrom als Kühlstrom durch das Betätigungsmittel zu erzeugen, wodurch eine hohe Wärmeabfuhr am Betätigungsmittel realisiert wird. Da unterhalb der vorgebbaren Temperaturgrenze eine entsprechend geringere Wärmeabfuhr notwendig ist, werden unterhalb der vorgebbaren Temperaturgrenze vorzugsweise nur ein Ventil der Einlassventilanordnung und das dazu entsprechende Ventil der Auslassventilanordnung angesteuert. Der als Kühlstrom das Betätigungsmittel durchströmende Druckmittelvolumenstrom kann somit temperaturabhängig an- gepasst bzw. gesteuert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein Teil des Druckmittels durch einen Abzweig, der in der zweiten Druckmittelleitung vorzugsweise zwischen der Auslassventilanordnung und einer Druckmittelsenke angeordnet ist, derart auf das Betätigungsmittel zwangsgeführt, dass das Betätigungsmittel zusätzlich zur Kühlung durch den Druckmittelvolumenstrom auch durch das zwangsgeführte Druckmittel gekühlt wird. Somit kann die auf das Betätigungsmittel wirkende Kühlwirkung entsprechend erhöht werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Betätigungsmittel über einen zusätzlichen Kühlstrom gekühlt, wenn die Kühlwirkung des durch die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanord- nung gesteuerten Druckmittelvolumenstroms zur Kühlung des Betätigungsmittels zu gering ist. Hierfür kann beispielsweise ein Ventil in einer weiteren Druckmittelleitung angeordnet sein, wobei die Druckmittelleitung mit der Druckmittelquelle verbunden ist. Wird das Ventil betätigt, so wird das Druckmittel von der Druckmittelquelle durch die Druckmittelleitung und das Ventil auf das zu kühlende Betätigungsmittel geleitet.
Als Druckmittel für das Betätigungsmittel kann insbesondere ein pneumatisches oder hydraulisches Medium Anwendung finden, beispielsweise Luft oder Öl bzw. Wasser.
Wird als Druckmittel ein pneumatisches Medium verwendet, vorzugsweise Luft, so kann in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses Druckmittel durch die Auslassventilanordnung und die zweite Druckmittelleitung in einen als Druckmittelsenke dienenden Kupplungsglockenraum geleitet werden. Somit wird auch die Luft im Kupplungsglockenraum mittels des Druckmittelvolumenstroms zur Betätigung bzw. Kühlung des Betätigungsmittels gekühlt, wodurch die äußere Wärmeeinwirkung auf das Betätigungsmittel reduziert wird.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren angesteuerte Betätigungsmittel kann beispielsweise als Betätigungsmittel zum Wählen und/oder Schalten von Getriebegängen eines automatisierten Schaltgetriebes oder zum Betätigen einer Schalt- und/oder Anfahrkupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe ausgebildet sein. Die Schalt- bzw. Anfahrkupplung kann beispielsweise durch einen Zentralausrücker oder einen Hebelausrücker bzw. eine Ausrückschwinge betätigt werden.
Üblicherweise ist ein Zentralausrücker zur Betätigung einer Schalt- und/oder Anfahrkupplung als konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet. Im Antriebsstrang eines Kraft- fahrzeugs ist der Zentralausrücker besonders vielen Wärmequellen ausgesetzt. Durch die Wärmeabstrahlung vom Antriebsmotor, der Schalt- bzw. Anfahrkupplung und dem Getriebe wird der Zentralausrücker stark aufgeheizt. Die Einlassventilanordnung und die Auslassventilanordnung für den Zentralausrücker zur Kupplungsbetätigung können beispielsweise in einer Getriebesteuereinheit angeordnet sein. Der Zentralausrücker kann durch das erfindungsgemäße Verfahren durch gezielte Ansteuerung der Einlassventilanordnung und der Auslassventilanordnung mit dem Druckmittel zur Kupplungsbetätigung gekühlt werden, beispielsweise ohne dass die Position der Kupplung geändert wird.
Im Folgenden wird das Grundprinzip der Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt schematisch eine Vorrichtung 28 zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels 8, umfassend eine Druckmittelquelle 10, eine in einer ersten Druckmittelleitung 24 angeordnete Einlassventilanordnung 14 und eine in einer zweiten Druckmittelleitung 26 angeordnete Auslassventilanordnung 20.
Das Betätigungsmittel 8 dient hier zum Betätigen einer Membranfederkupplung 2 und wirkt über einen Hebelausrücker auf eine Membranfeder 4 der Membranfederkupplung 2. Das druckmittelbeaufschlagbare Betätigungsmittel 8 wird durch Ansteuerung der Einlassventilanordnung 14 und der Auslassventilanordnung 20 betätigt, um einen Stellweg auszugeben. Das Betätigungsmittel 8 ist hier als eine Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, wobei der Kolben in dem Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit axial verschiebbar angeordnet ist und einen mit einem Medium gefüllten Druckraum 38 begrenzt. Der Stellweg des Betätigungsmittels 8 wird hier über ein an sich bekanntes Wegmesssystem 6 in Form eines Wegsensors im Bereich einer Kolbenstange der Kolben-Zylinder- Einheit erfasst, wodurch auf die Position der Kupplung 2 geschlossen werden kann.
In Folge einer Beaufschlagung mit einem Betätigungsdruck durch entsprechende Ansteuerung der Einlassventilanordnung 14 wird der Kolben axial in der Zeichenblattebene nach links verschoben und das Betätigungsmittel 8 gibt einen Stellweg aus, wodurch die Kupplung 2 hier in Richtung „Öffnen" betätigt wird. Hierbei wird die Auslassventilanordnung 20 nicht betätigt. Hat die Kupplung 2 die gewünschte Sollposition erreicht, dann wird die Einlassventilanordnung 14 nicht mehr angesteuert und die Kupplung 2 in einer zumindest teilweise geöffneten Position gehalten. Ein Schließen der Kupplung 2 wird erreicht, indem die Auslassventilanordnung 20 entsprechend angesteuert wird. Der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit wird bei betätigter Auslassventilanordnung 20 aufgrund der Membranfederkraft in der Zeichenblattebene nach rechts bewegt und das Druckmittel aus dem Druckraum 38 der Kolben-Zylinder-Einheit über die Auslassventilanordnung 20 in eine Druckmittelsenke 36 geleitet, wenn ein hydraulisches Druckmittel verwendet wird bzw. an die Umgebung abgegeben, wenn als pneumatisches Druckmittel Luft verwendet wird. Hierbei ist die Einlassventilanordnung 14 nicht betätigt. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 die Einlassventilanordnung 14 und die Auslassventilanordnung 20 gleichzeitig derart angesteuert werden, dass das Betätigungsmittel 8 von einem als Kühlstrom wirkenden Druckmittelvolumenstrom durchflössen wird.
Die Einlassventilanordnung 14 und die Auslassventilanordnung 20 weisen hier jeweils zwei parallel angeordnete Ventile 12, 16 bzw. 18, 22 auf, welche als Zwei-Stellungsventile ausgebildet und mit einer steuerbaren Pulsfrequenz ansteuerbar sind. Der Druckmittelvolumenstrom durch die Ventile 12, 16, 18, 22 wird demnach nicht über eine Veränderung des Ventil-Durchlassquerschnittes sondern über die Anzahl der Öffnungs-/Schließzyklen pro Zeiteinheit gesteuert. Derartige Ventile weisen bei einem konstruktiv einfachen Aufbau und steuerungstechnisch einfacher Handhabung eine hohe Funktionssicherheit und Funktionsgenauigkeit auf. Das Ventil 12 der Einlassventilanordnung 14 hat hier einen kleineren Blendenquerschnitt und das Ventil 16 der Einlassventilanordnung 14 weist einen größeren Blendenquerschnitt auf. In ähnlicher Weise weist das Ventil 22 der Auslassventilanordnung 20 einen kleineren Blendenquerschnitt und das Ventil 18 der Auslassventilanordnung 20 einen größeren Blendenquerschnitt auf.
Der Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 kann zumindest teilweise in Abhängigkeit der Temperatur des Betätigungsmittels 8 gesteuert werden. Die Temperatur des Betätigungsmittels 8 wird hier über einen am Betätigungsmittel 8 angeordneten Sensor 30 gemessen. Der Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 kann dabei so gesteuert werden, dass mit der Temperatur der Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 ansteigt, beispielsweise indem die Druckmittelgeschwindigkeit geändert wird. Die Steuerung des Druckmittelvolumenstroms zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 in Abhängigkeit der Temperatur des Betätigungsmittels 8 ermöglicht es, bei einer hohen Temperatur mehr Druckmittel pro Zeit durch das Betätigungsmittel 8 zu führen, um eine größere Wärmeabgabe durch das Betätigungsmittel 8 zu erzielen. Entsprechend kann bei einer niedrigen Temperatur des Betätigungsmittels 8 weniger Druckmittel pro Zeit durch das Betätigungsmittel 8 geführt werden, so dass die Ventile 12, 16, 18, 22 nur in einem geringeren Umfang betätigt werden müssen. Dies kann sowohl Energie sparen als auch die Lebensdauer der Ventile 12, 16, 18, 22 verlängern.
Die von dem Temperatursensor 30 erfassten Messwerte werden vorliegend in einem Mikroprozessor 32 weiterverarbeitet. Der Mikroprozessor 32 kann beispielsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugsteuergeräts 34 sein, beispielsweise einer Kupplungs- oder Getriebesteuereinheit. Das Kraftfahrzeugsteuergerät 34 ist hierbei über Sensorleitungen mit den erforderlichen Sen- soren (Wegsensor, Temperatursensor usw.) und über entsprechende Steuerleitungen mit den Ventilen 12, 16, 18, 22 der Einlassventilanordnung 14 und der Auslassventilanordnung 20 verbunden.
Auf die Temperatur des Betätigungsmittels 8 kann in einer weiteren Ausgestaltung auch geschlossen werden, wenn die Temperaturen des Antriebsmotors, der Schalt- und/oder Anfahrkupplung und/oder des Getriebes über im Antriebsstrang schon vorhandene Sensoren bekannt sind. Somit kann in Abhängigkeit der Temperatur des Antriebsmotors, der Schalt- und/oder Anfahrkupplung und/oder des Getriebes auf die Temperatur des Betätigungsmittels 8 geschlossen bzw. die Temperatur des Betätigungsmittels 8 geschätzt werden, wodurch am Betätigungsmittel 8 selbst kein zusätzlicher Temperatursensor 30 notwendig ist.
Auf die Temperatur des Betätigungsmittels 8 kann in einer weiteren Ausgestaltung auch geschlossen werden, wenn die Temperatur des Wegsensors zur Erfassung des Stellwegs des Betätigungsmittels 8 bekannt ist. Umfasst der Wegsensor eine Spule, so kann die Temperatur des Wegsensors durch Messen des Spulenwiderstandes ermittelt werden, da der Spulenwiderstand von der Temperatur abhängig ist. Höhere Spulentemperaturen erhöhen den Widerstandswert der Spule des Wegsensors. Die erfassten Messwerte des Spulenwiderstandes werden beispielsweise in dem Mikroprozessor 32 weiterverarbeitet. Unter Berücksichtigung des Spulenwiderstandes bei einer Bezugstemperatur, beispielsweise bei 20 Grad Celsius, kann über den gemessenen Spulenwiderstand auf die am Wegsensor aktuell vorherrschende Temperatur geschlossen werden. Somit kann in Abhängigkeit der Temperatur des Wegsensors auf die Temperatur des Betätigungsmittels 8 geschlossen bzw. die Temperatur des Betätigungsmittels 8 geschätzt werden, wodurch am Betätigungsmittel 8 selbst kein zusätzlicher Temperatursensor 30 notwendig ist. In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird das Druckmittel auf einen Druck von beispielsweise 10 bar komprimiert, beispielsweise durch einen hier nicht dargestellten Kompressor, wobei sich das Druckmittel entsprechend erwärmt. Das komprimierte Druckmittel wird über eine hier nicht dargestellte Zuleitung der Druckmittelquelle 10 zugeführt, wobei das komprimierte Druckmittel abgekühlt wird, beispielsweise auf Umgebungstemperatur. Bei der Ansteuerung des Betätigungsmittels 8 findet im Druckraum 38 des Betätigungsmittels 8 eine Dekompression des Druckmittels statt, da zur Betätigung bzw. zur Kühlung des Betätigungsmittels 8 im Druckraum 38 des Betätigungsmittels 8 nur ein geringerer Druck benötigt wird, beispielsweise nahezu 0 bis 5 bar. Das dekomprimierte Druckmittel im Druckraum 38 des Betätigungsmittels 8 eignet sich zur Aufnahme einer größeren Wärmemenge, wodurch die Wärmeabfuhr von dem Betätigungsmittel 8 durch das Druckmittel erhöht bzw. verbessert wird.
Bezuqszeichen
2 Membranfederkupplung
4 Membranfeder
6 Wegmesssystem
8 Betätigungsmittel, Kolben-Zylinder-Einheit
10 Druckmittelquelle
12 Zwei-Stellungsventil
14 Einlassventilanordung
16 Zwei-Stellungsventil
18 Zwei-Stellungsventil
20 Auslassventilanordung
22 Zwei-Stellungsventil
24 Druckmittelleitung
26 Druckmittelleitung
28 Vorrichtung zur Ansteuerung des Betätigungsmittels
30 Temperatursensor
32 Mikroprozessor
34 Steuergerät
36 Druckmittelsenke
38 Druckraum

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Ansteuerverfahren eines Betätigungsmittels (8), wobei ein Betätigungsdruck für das Betätigungsmittel (8) über eine Druckmittelquelle (10), eine in einer ersten Druckmittelleitung (24) angeordnete Einlassventilanordnung (14) und eine in einer zweiten Druckmittelleitung (26) angeordnete Auslassventilanordnung (20) gesteuert bzw. geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventilanordnung (14) und die Auslassventilanordnung (20) derart angesteuert bzw. geregelt werden, dass das Betätigungsmittel (8) eine Sollposition einnimmt bzw. beibehält, während das Betätigungsmittel (8) von einem Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels (8) durchflössen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Ventile (12, 16, 18, 22) der Einlass- und der Auslassventilanordnung (14, 20) mit einer steuerbaren Öffnungs- bzw. Schließfrequenz betätigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels (8) zumindest teilweise in Abhängigkeit von einer Temperatur des Betätigungsmittels (8) gesteuert wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und der Auslassventilanordnung (14, 20) jeweils ein erstes Ventil (16, 18) mit einem größeren Blendenquerschnitt und ein zweites Ventil (12, 22) mit einem kleineren Blendenquerschnitt umfassen, welche parallel zueinander angeordnet sind, wobei oberhalb einer vorgebbaren Temperaturgrenze beide Ventile (12, 16) der Einlassventilanordnung (14) und beide Ventile (18, 22) der Auslassventilanordnung (20) angesteuert werden, und unterhalb dieser Temperaturgrenze nur ein Ventil (12, 16) der Einlassventilanordnung (14) und das entsprechende Ventil (18, 22) der Auslassventilan- Ordnung (20) angesteuert wird, um den Druckmittelvolumenstrom zur Kühlung des Betätigungsmittels (8) zu erzeugen.
5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Druckmittels durch einen Abzweig in der zweiten Druckmittelleitung (26) derart auf das Betätigungsmittel (8) zwangsgeführt wird, dass das Betätigungsmittel (8) zusätzlich zur Kühlung durch den Druckmittelvolumenstrom auch durch das zwangsgeführte Druckmittel gekühlt wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (8) über einen zusätzlichen Kühlstrom gekühlt wird, wenn die Kühlwirkung des durch die Einlassventilanordnung (14) und die Auslassventilanordnung (20) gesteuerten Druckmittelvolumenstroms zur Kühlung des Betätigungsmittels (8) zu gering ist.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Betätigungsmittels (8) durch einen an bzw. in dem Betätigungsmittel (8) angeordneten Temperatursensor erfasst wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmittel ein pneumatisches oder hydraulisches Medium verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung des pneumatischen Mediums als Druckmittel das durch die Auslassventilanordnung (20) und die zweite Druckmittelleitung (26) geführte Druckmittel in einen als Druckmittelsenke dienenden Kupplungsglockenraum geleitet wird.
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