DE102011003365A1

DE102011003365A1 - Pneumatic actuated disengaging device for motor vehicle friction clutch, has pneumatics pressure source and coupling control device which comprises leak warning unit, where control state duration of pneumatic valve is determined

Info

Publication number: DE102011003365A1
Application number: DE201110003365
Authority: DE
Inventors: Barbara Ester
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-02

Abstract

The pneumatic actuated disengaging device comprises a pneumatics pressure source and a coupling control device which comprises a leak warning unit. The control state duration of the pneumatic valve is determined, such that the duration is compared with reference duration for generating an output signal. A sensor is provided for detecting the piston position. An independent claim is also included for a method for actuating a pneumatic actuated disengaging device.

Description

Die Patentanmeldung betrifft eine pneumatisch betätigbare Ausrückeinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie diese beispielsweise in der DE 197 16 600 A1 beschrieben ist. Die Anmeldung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Ausrückeinrichtung.The patent application relates to a pneumatically actuated disengagement device for a motor vehicle friction clutch according to the preamble of patent claim 1, as this example in the DE 197 16 600 A1 is described. The application further relates to a method for operating such a disengagement device.

Bei einer Ausrückeinrichtung der eingangs genannten Gattung wird zum Ausrücken der Reibungskupplung mittels eines von einer Kupplungsregeleinrichtung angesteuerten elektropneumatischen Ventils Druckluft in einen Ausrückzylinder eingesteuert, woraufhin sich der Kolben des Ausrückzylinders axial verlagern und auf ein Ausrückorgan der Kupplung, insbesondere zur Verschwenkung einer Membranfeder einwirken kann. Der in den Ausrückzylinder eingeprägte Betriebsdruck, welcher die axiale Stellung des Kolbens repräsentiert, wird auf der Basis einer in der Kupplungsregeleinrichtung abgelegten Kennlinie eingestellt. Die Kolbenstellung wird dort beispielsweise mit einem Wegaufnehmer ermittelt.In a disengaging device of the type mentioned, the disengagement of the friction clutch is controlled by means of a controlled by a clutch control device electro-pneumatic valve compressed air in a release cylinder, whereupon the piston of Ausrückzylinders axially displaced and can act on a disengagement of the clutch, in particular for pivoting a diaphragm spring. The impressed in the release cylinder operating pressure, which represents the axial position of the piston is set on the basis of a stored in the clutch control device characteristic. The piston position is determined there, for example, with a position transducer.

Wenn in dem Druckraum der Ausrückeinrichtung ein gegenüber der Atmosphäre erhöhter Druck anliegt, so tritt an dem Druckraum auch bereits im Neuzustand eine Leckrate auf, wodurch ein eingestellter Druck über die Zeit allmählich bis zum Erreichen des Umgebungsdruckes abgebaut wird. Als Ursache kommen beispielsweise die Porosität der Druckleitungsmaterialien, Undichtigkeiten von Druckleitungsanschlüssen und ein begrenztes Dichtvermögen der Dichtungen des Ausrückzylinders in Betracht. Die durch diese oder andere Ursachen verursachte Leckrate ist bei einer Ausrückeinrichtung tolerierbar, solange die beim Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung gewünschten zeitabhängigen Druckverläufe sicher realisiert werden können.If in the pressure chamber of the release device applied to the atmosphere increased pressure, so occurs at the pressure chamber even when new, a leak rate, whereby a set pressure over time is gradually reduced until it reaches the ambient pressure. As a cause, for example, the porosity of the pressure line materials, leaks of pressure line connections and a limited sealing capacity of the seals of the release cylinder into consideration. The leakage rate caused by these or other causes is tolerable in a release device, as long as the time-dependent pressure curves desired when operating a motor vehicle clutch can be reliably realized.

Steigt die Leckrate jedoch unbemerkt über ein tolerierbares Maß hinaus an, so kann die sichere Funktion der Ausrückeinrichtung der Fahrzeugkupplung und damit des Fahrzeuges insgesamt nicht mehr gewährleistet werden. Beispielsweise kann bei einer relativ großen Leckrate und bei einem unvorhergesehenen Ausfall der Kupplungsregeleinrichtung, des Pneumatiksteuerventils oder der Pneumatikdruckquelle ein gewünschter Betriebsdruck in einem druckbeaufschlagten Ausrückzylinder nicht über eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten werden mit der Folge, dass der Zylinderkolben eine unerwünscht vorzeitige Rückstellbewegung ausführt und die Kraftfahrzeug-Reibungskupplung vorzeitig schließt, woraufhin das Fahrzeug unbeabsichtigt selbständig anfahren würde. Ein solcher Handlungsablauf stellt damit ein erhebliches Gefährdungspotential für alle Verkehrsteilnehmer dar.However, if the leak rate rises unnoticed beyond a tolerable level, the secure operation of the disengagement device of the vehicle clutch and thus of the vehicle as a whole can no longer be guaranteed. For example, at a relatively large leak rate and in the event of an unforeseen failure of the clutch control device, the pneumatic control valve or the pneumatic pressure source, a desired operating pressure in a pressurized release cylinder can not be maintained for a predetermined period of time with the result that the cylinder piston performs an undesirably premature return movement and the motor vehicle Friction clutch closes prematurely, whereupon the vehicle would start unintentionally independently. Such an action thus represents a significant hazard potential for all road users.

Die Erfindung sieht es davon ausgehend als Aufgabe an, eine pneumatisch betätigbare Ausrückeinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung darzustellen, die eine unerwünscht hohe Leckrate in dem pneumatischen Druckraum rechtzeitig erkennt.On the basis of this, it is an object of the invention to present a pneumatically actuated disengagement device for a motor vehicle friction clutch, which detects an undesirably high leakage rate in the pneumatic pressure chamber in good time.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch eine gattungsgemäße Ausrückeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.The above object is achieved according to a first aspect by a generic disengaging device with the characterizing features of claim 1.

Es wird somit eine pneumatisch betätigbare Ausrückeinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung bereitgestellt, welche eine Pneumatikdruckquelle umfasst, einen mit der Pneumatikdruckquelle in Wirkverbindung stehenden Ausrückzylinder mit einem Zylindergehäuse und einem dazu axial geführten Kolben und ein mit der Pneumatikdruckquelle und dem Ausrückzylinder in Wirkverbindung stehendes Pneumatikventil, welches von einer Kupplungsregeleinrichtung ansteuerbar ist. Die vorgenannten Elemente bilden einen gemeinsamen Druckraum aus. Die Ausrückeinrichtung umfasst weiterhin einen Sensor zur Erfassung einer Regelgröße der Kupplungsregeleinrichtung und ein Ausrücklager, welches mit einem ersten Lagerring zumindest mittelbar an dem Kolben angeordnet ist und mit einem zweiten Lagerring zur Anlage an einem Ausrückorgan, insbesondere an einer Membranfeder der Kupplung vorgesehen ist.Thus, there is provided a pneumatically operable disengagement device for a motor vehicle friction clutch comprising a pneumatic pressure source, a disengaging cylinder operatively connected to the pneumatic pressure source having a cylinder housing and a piston axially guided therewith, and a pneumatic valve operatively connected to the pneumatic pressure source and disengagement cylinder can be controlled by a clutch control device. The aforementioned elements form a common pressure chamber. The disengagement device further comprises a sensor for detecting a control variable of the clutch control device and a release bearing, which is arranged with a first bearing ring at least indirectly on the piston and is provided with a second bearing ring for abutment against a release member, in particular on a diaphragm spring of the clutch.

Der Sensor kann beispielsweise als Drucksensor, Wegsensor oder als Drehmomentsensor ausgeführt sein und dementsprechend ein Druck-, Weg- oder Drehmomentsignal liefern, wobei die Größe des Sensorsignals allgemein repräsentativ für die Stellung des Zylinderkolbens bezüglich des Zylindergehäuses bzw. bezüglich der axial feststehenden Kupplungselemente ist.The sensor may be designed, for example, as a pressure sensor, displacement sensor or as a torque sensor and accordingly supply a pressure, displacement or torque signal, wherein the size of the sensor signal is generally representative of the position of the cylinder piston with respect to the cylinder housing or with respect to the axially fixed coupling elements.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Kupplungsregeleinrichtung mit Leckwarnmitteln auszubilden, dass durch diese die Dauer eines vorbestimmten Stellzustands des Pneumatikventils erfassbar und diese Dauer mit einer Referenzdauer vergleichbar ist und wobei weiter in Abhängigkeit von dem Vergleich ein Ausgangssignal erzeugbar ist. Vorzugsweise ist der Stellzustand in Verbindung mit einer normally-closed-Kupplung ein Öffnungszustand des Pneumatikventils.According to the present invention, it is proposed to form the coupling control device with leak warning means such that the duration of a predetermined actuating state of the pneumatic valve can be detected and this duration is comparable to a reference duration and furthermore an output signal can be generated as a function of the comparison. Preferably, the actuating state in conjunction with a normally-closed clutch is an opening state of the pneumatic valve.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betätigen einer wie voranstehend beschriebenen Ausrückvorrichtung sieht gemäß Anspruch 5 vor, dass die Pneumatikdruckquelle zumindest während des hier relevanten vorbestimmten Stellzustandes, vorzugsweise des Öffnungszustandes, mit einem vorbestimmten Volumenstrom betrieben wird und dass die Kupplungsregeleinrichtung das Pneumatikventil von einem geschlossenem in einem vorbestimmten Öffnungszustand stellt, solange, bis die Regelgröße einen vorbestimmten Wert erreicht. Dabei erfasst die Kupplungsregeleinrichtung mittels der Leckwarnmittel die Dauer des Offen-Stellzustands des Pneumatikventils und es wird die Dauer des Offen-Stellzustands des Pneumatikventils von der Kupplungsregeleinrichtung mit einer Referenzdauer verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis ein Ausgangssignal erzeugt wird. Ergibt der Vergleich, dass die betrachtete Dauer größer oder gleich einer vorbestimmten Referenzdauer isst, so kann daraus abgeleitet werden, dass die Leckrate des Druckraumes angestiegen ist bzw. einen unzulässigen Wert erreicht hat, was beispielsweise auf eine allmählich nachlassende Dichtwirkung einer zwischen dem Kolben und dem Zylinder des Ausrückzylinders angeordneten Dichtung zurückgeführt werden kann. Selbstverständliche kommen auch andere allein oder gemeinsam wirkende Ursachen in Frage.The method according to the invention for actuating a disengagement device as described above provides that the pneumatic pressure source is operated at a predetermined volume flow at least during the predetermined setting state relevant here, preferably the opening state, and that the coupling control device controls the pneumatic valve from a closed position to a predetermined one Opening state, until the controlled variable reaches a predetermined value. In this case, the clutch control device detects the duration of the open-control state of the pneumatic valve by means of the leak warning means and it is the duration of the open-control state of the pneumatic valve of the clutch control device compared with a reference duration, wherein an output signal is generated in dependence on the comparison result. If the comparison shows that the considered duration eats greater than or equal to a predetermined reference duration, then it can be deduced that the leak rate of the pressure chamber has risen or has reached an impermissible value, which is due, for example, to a gradually decreasing sealing effect between the piston and the piston Cylinder of the release cylinder arranged seal can be returned. It goes without saying that other causes, either alone or acting together, come into question.

Die ermittelte Dauer ist somit ein Maß für die Luftmenge zum Befüllen des Pneumatikzylinders bis zum Erreichen eines gewünschten Wertes, das heißt des Sollwertes der Regelgröße, die einer bestimmten Kolbenstellung entspricht bzw. diese repräsentiert. Aufgrund einer Leckage steigt einerseits die Befülldauer des Ausrückzylinders an, zum anderen steigt auch die Anzahl der Regelvorgänge pro Zeiteinheit an.The determined duration is thus a measure of the amount of air for filling the pneumatic cylinder until reaching a desired value, that is, the desired value of the controlled variable, which corresponds to a certain piston position or represents this. Due to a leakage on the one hand increases the filling of the release cylinder, on the other hand also increases the number of control operations per unit time.

Es ist also durch eine geringfügige Modifikation der Kupplungssteuerung, ggf. bereits durch eine entsprechende Programmierung der Kupplungssteuerung möglich, eine nicht tolerierbare Leckage insbesondere des Ausrückzylinders rechtzeitig zu erkennen und mittels dem erzeugten Ausgangssignal einem Fahrer einen entsprechenden Warnhinweis oder einer Fahrzeugsteuerung eine bestimmte Anweisung für einen Sicherheitseingriff in die Motor- oder die Getriebesteuerung zu geben. Der Warnhinweis kann ein optisches, akustisches oder ein anderes von dem Fahrer wahrnehmbares Signal sein, welches dieser mit einer Handlungsanweisung verknüpft, z. B. das unmittelbare Aufsuchen einer Werkstatt.It is thus by a slight modification of the clutch control, possibly already by a corresponding programming of the clutch control possible to detect a non-tolerable leakage in particular the release cylinder in good time and by means of the generated output signal to a driver a corresponding warning or a vehicle control a specific instruction for a safety intervention into the engine or transmission control. The warning message may be a visual, audible or other signal perceptible by the driver, which associates this with a handling instruction, e.g. B. the immediate visit a workshop.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der pneumatisch betätigbaren Ausrückeinrichtung sind die Leckwarnmittel dazu ausgebildet, auf der Grundlage der Dauer mehrerer vorausgegangen Stellzustände und deren zugehöriger Zeitpunkte, eine Aussage über die Dauer eines in der Zukunft liegenden Stellzustandes zu treffen.In an advantageous embodiment of the pneumatically actuated disengaging device, the leak warning means are designed to make a statement about the duration of a lying in the future positioning state based on the duration of several previous actuating states and their associated points in time.

Demgemäß umfasst das Betätigungsverfahren einen Schritt, bei dem die Kupplungsregeleinrichtung die Dauer und die zugehörigen Zeitpunkte mehrere vorausgegangen Stellzustände, insbesondere die Ventilöffnungszeiten speichert und wobei aus diesen Daten die Dauer eines Stellzustandes zu einem zukünftigen Zeitpunkt extrapoliert wird.Accordingly, the actuation method comprises a step in which the clutch control device stores the duration and the associated points in time several preceding actuating states, in particular the valve opening times, and from which data the duration of a setting state is extrapolated to a future point in time.

Daraus kann beispielsweise die verbleibende Zeit oder ein Zeitpunkt abgeschätzt werden, an dem die Leckrate bei einem prognostizierten Verschlechterungsgrad eine unzulässige Größe erreicht haben wird und bis zu dem spätestens eine Instandsetzung der Ausrückeinrichtung erfolgen sollte.From this, it is possible, for example, to estimate the remaining time or a time at which the leak rate in the case of a predicted degree of deterioration will have reached an inadmissible magnitude and up to which the disengagement device should be repaired at the latest.

Der Aufbau einer pneumatisch betätigbaren Ausrückeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist dem Fachmann aus der DE 197 16 600 A1 bekannt. Davon ausgehend kann ein Fachmann die mit der Erfindung vorgeschlagenen Leckwarnmittel in an sich bekannter Weise als Hardwaremodul in Form eines Mikroelektronikbausteins mit einem Programm- und einem Datenspeicher ausführen und funktional und vorzugsweise auch baulich mit der Kupplungsregeleinrichtung verknüpfen.The structure of a pneumatically actuated disengaging device according to the preamble of the main claim is the expert from the DE 197 16 600 A1 known. On this basis, a person skilled in the art can carry out the leak warning device proposed by the invention in a manner known per se as a hardware module in the form of a microelectronic module with a program memory and a data memory and link it functionally and preferably structurally with the coupling control device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19716600 A1 [0001, 0016]

Claims

Pneumatically actuated disengagement device for a motor vehicle friction clutch, comprising - a pneumatic pressure source, - a release cylinder operatively connected to the pneumatic pressure source with a cylinder housing and a piston guided axially therewith, - a pneumatic valve operatively connected to the pneumatic pressure source and the disengagement cylinder, which is controlled by a clutch control device is controllable, wherein the aforementioned elements form a common pressure chamber and - a sensor for detecting a piston position representing controlled variable of the clutch control device and further comprising - a release bearing, which is at least indirectly disposed on the piston with a first bearing ring and with a second bearing ring to the plant is provided on a disengaging member of the clutch, characterized in that the coupling control device has leak warning means and is designed to - the duration of a vorbesti - To detect this duration with a reference duration and - to generate an output signal depending on the comparison.

Pneumatically actuated disengaging device according to claim 1, characterized in that the sensor is designed as a pressure sensor, displacement sensor or as a torque sensor and that the controlled variable represents a pressure, displacement or torque.

Pneumatically actuated disengagement device according to claim 1 or 2, characterized in that the leak warning means are adapted to make a statement about the duration of a lying in the future setting condition based on the duration of several previous actuating states and their associated times.

Pneumatically actuated disengagement device according to one of claims 1-3, characterized in that the actuating state is an opening state of the pneumatic valve.

Method for actuating a pneumatically actuatable disengaging device designed according to one of Claims 1 4, characterized by the following steps: - The pneumatic pressure source is operated at least during the duration of the predetermined control condition with a predetermined volume flow and the clutch control device opens the pneumatic valve with a predetermined opening state until the controlled variable reaches a predetermined value, wherein the clutch control means by means of the leak warning means the duration of the open-actuating state of the pneumatic valve detected; - The duration of the open-actuating state of the pneumatic valve is compared by the clutch control device with a reference duration; - In response to the comparison result, an output signal is generated.

Method for actuating a pneumatically actuatable disengaging device according to claim 5, characterized in that - The coupling control device stores the duration and the associated times several previous actuating states and that from this data, the duration of a control state is extrapolated to a future date.